KR101797498B1 - 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 복수의 상향링크 제어 채널 자원으로부터 복수의 HARQ-ACK에 대응하는 하나의 상향링크 제어 채널 자원을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 상향링크 제어 채널 자원을 이용하여 상기 복수의 HARQ-ACK에 대응하는 비트 값을 전송하는 단계를 포함하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION AND APPARATUS FOR SAME}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 멀티캐리어 상황에서 제어 정보, 바람직하게는 ACK/NACK 정보를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 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.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 프라이머리 셀과 세컨더리 셀을 포함하는 복수의 셀이 구성된 상황에서 상향링크 제어정보를 전송하는 방법에 있어서, PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 포맷 1b를 위한 복수의 PUCCH 자원으로부터 복수의 HARQ ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest - Acknowledgement)에 대응하는 하나의 PUCCH 자원을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 PUCCH 자원을 이용하여 상기 복수의 HARQ-ACK에 대응하는 비트 값을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 HARQ-ACK, PUCCH 자원, 비트 값간의 관계는 표 1의 관계를 포함하는 방법이 제공된다:
표 1
Figure 112013039243526-pct00001
표 1에서, HARQ-ACK(0)(1)은 프라이머리 셀의 전송블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내고, HARQ-ACK(2)(3)은 세컨더리 셀의 전송블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내며,
Figure 112013039243526-pct00002
(i=0,1,2,3)은 상기 PUCCH 포맷 1b를 위한 복수의 PUCCH 자원을 나타내고, b(0)b(1)는 상기 비트 값을 나타낸다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 프라이머리 셀과 세컨더리 셀을 포함하는 복수의 셀이 구성된 상황에서 상향링크 제어정보를 전송하도록 구성된 통신 장치에 있어서, 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 포맷 1b를 위한 복수의 PUCCH 자원으로부터 복수의 HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest - Acknowledgement)에 대응하는 하나의 PUCCH 자원을 선택하며, 상기 선택된 PUCCH 자원을 이용하여 상기 복수의 HARQ-ACK에 대응하는 비트 값을 전송하도록 구성되며, 상기 복수의 HARQ-ACK, PUCCH 자원, 비트 값간의 관계는 표 1의 관계를 포함하는 통신 장치가 제공된다:
표 1
Figure 112013039243526-pct00003
표 1에서, HARQ-ACK(0)(1)은 프라이머리 셀의 전송블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내고, HARQ-ACK(2)(3)은 세컨더리 셀의 전송블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내며,
Figure 112013039243526-pct00004
(i=0,1,2,3)은 상기 PUCCH 포맷 1b를 위한 복수의 PUCCH 자원을 나타내고, b(0)b(1)는 상기 비트 값을 나타낸다.
바람직하게, 상기
Figure 112013039243526-pct00005
및 상기
Figure 112013039243526-pct00006
은 각각 상기 프라이머리 셀의 전송블록에 대응하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 구성하는 최소 CCE(Control Channel Element) 인덱스 및 그 다음 CCE 인덱스를 이용하여 주어진다.
바람직하게, 상기
Figure 112013039243526-pct00007
및 상기
Figure 112013039243526-pct00008
은 각각 상기 세컨더리 셀의 전송블록에 대응하는 PDCCH를 구성하는 최소 CCE 인덱스 및 그 다음 CCE 인덱스를 이용하여 주어진다.
바람직하게, 상기
Figure 112013039243526-pct00009
및 상기
Figure 112013039243526-pct00010
은 RRC(Radio Resource Control) 계층에 의해 구성된 PUCCH 자원 인덱스를 이용하여 주어진다.
바람직하게, 상기 복수의 HARQ-ACK, PUCCH 자원, 비트 값간의 관계는 표 2의 관계를 더 포함한다.
표 2
Figure 112013039243526-pct00011
표 2에서, HARQ-ACK(0)(1)은 두 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 서빙 셀의 데이터 블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내고, HARQ-ACK(2)은 단일 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 서빙 셀의 데이터 블록에 대한 ACK/NACK/DTX 응답을 나타내며,
Figure 112013039243526-pct00012
(i=0,1,2)은 상기 PUCCH 포맷 1b를 위한 복수의 PUCCH 자원을 나타내고, b(0)b(1)는 상기 비트 값을 나타낸다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다. 또한, 멀티캐리어 상황에서 제어 정보, 바람직하게는 ACK/NACK 정보를 효율적으로 전송할 수 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 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다.
도 2는 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 PUCCH 포맷 1a/1b의 슬롯 레벨 구조를 나타낸다.
도 6은 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원을 결정하는 예를 나타낸다.
도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다.
도 8은 복수의 캐리어가 병합된 경우의 스케줄링을 예시한다.
도 9~12는 LTE-A를 위한 종래의 ACK/NACK 채널 선택 방식을 나타낸다.
도 13~14는 본 발명의 실시예에 따른 채널 선택 방식을 나타낸다.
도 15는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 1을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임을 포함한다. 서브프레임은 시간 도메인에서 두 개의 슬롯을 포함한다. 서브프레임을 전송하는 시간이 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)으로 정의된다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms의 길이를 가질 수 있고, 하나의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가질 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 가진다. LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 사용하므로, OFDM 또는 SC-FDMA 심볼은 하나의 심볼 기간을 나타낸다. 자원 블록(Resource Block, RB)은 자원 할당 유닛이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속된 부반송파를 포함한다. 무선 프레임의 구조는 예시적으로 도시된 것이다. 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 슬롯에 포함되는 심볼의 개수는 다양한 방식으로 변형될 수 있다.
도 2는 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한다.
도 2를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 하향링크 슬롯은 7(6)개의 OFDM 심볼을 포함하고 자원 블록은 주파수 도메인에서 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)는 자원 요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7(6)개의 RE를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 RB의 개수 NRB는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일하되, OFDM 심볼이 SC-FDMA 심볼로 대체된다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. PDSCH는 전송블록(Transport Block, TB) 혹은 그에 대응하는 코드워드(CodeWord, CW)를 나르는데 사용된다. 전송블록은 전송 채널을 통해 MAC 계층으로부터 PHY 계층으로 전달된 데이터 블록을 의미한다. 코드워드는 전송블록의 부호화된 버전에 해당한다. 전송블록과 코드워드의 대응 관계는 스와핑에 따라 달라질 수 있다. 본 명세서에서 PDSCH, 전송블록, 코드워드는 서로 혼용된다. LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI는 단말 또는 단말 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 상향/하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다. 다중-안테나 기술을 구성하기 위한 전송 모드 및 DCI 포맷의 정보 컨텐츠는 다음과 같다.
전송 모드( Transmission Mode )
● 전송 모드 1: Transmission from a single base station antenna port
● 전송 모드 2: Transmit diversity
● 전송 모드 3: Open-loop spatial multiplexing
● 전송 모드 4: Closed-loop spatial multiplexing
● 전송 모드 5: Multi-user MIMO
● 전송 모드 6: Closed-loop rank-1 precoding
● 전송 모드 7: Transmission using UE-specific reference signals
DCI 포맷
● 포맷 0: Resource grants for the PUSCH transmissions (uplink)
● 포맷 1: Resource assignments for single codeword PDSCH transmissions (transmission modes 1, 2 and 7)
● 포맷 1A: Compact signaling of resource assignments for single codeword PDSCH (all modes)
● 포맷 1B: Compact resource assignments for PDSCH using rank-1 closed loop precoding (mode 6)
● 포맷 1C: Very compact resource assignments for PDSCH (e.g. paging/broadcast system information)
● 포맷 1D: Compact resource assignments for PDSCH using multi-user MIMO (mode 5)
● 포맷 2: Resource assignments for PDSCH for closed-loop MIMO operation (mode 4)
● 포맷 2A: Resource assignments for PDSCH for open-loop MIMO operation (mode 3)
● 포맷 3/3A: Power control commands for PUCCH and PUSCH with 2-bit/1-bit power adjustments
상술한 바와 같이, PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 단말 그룹 내의 개별 단말들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 단말을 위한 것일 경우, 해당 단말의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.
도 4는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ ACK/NACK: PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CQI(Channel Quality Indicator): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 7개의 포맷을 지원한다.
표 1은 LTE에서 PUCCH 포맷과 UCI의 매핑 관계를 나타낸다.
[표 1]
Figure 112013039243526-pct00013
도 5는 PUCCH 포맷 1a/1b의 슬롯 레벨 구조를 나타낸다. PUCCH 포맷 1a/1b는 ACK/NACK 전송에 사용된다. 노멀 CP인 경우 SC-FDMA #2/#3/#4가 DM RS (Demodulation Reference Signal) 전송에 사용된다. 확장 CP인 경우 SC-FDMA #2/#3이 DM RS 전송에 사용된다. 따라서, 슬롯에서 4개의 SC-FDMA 심볼이 ACK/NACK 전송에 사용된다. 편의상, PUCCH 포맷 1a/1b를 PUCCH 포맷 1이라고 통칭한다.
도 5를 참조하면, 1비트[b(0)] 및 2비트[b(0)b(1)] ACK/NACK 정보는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 방식에 따라 변조되며, 하나의 ACK/NACK 변조 심볼이 생성된다(d0). ACK/NACK 정보에서 각각의 비트[b(i),i=0,1]는 해당 DL 전송블록에 대한 HARQ 응답을 나타내며, 포지티브 ACK일 경우 해당 비트는 1로 주어지고 네거티브 ACK(NACK)일 경우 해당 비트는 0으로 주어진다. 표 2는 기존 LTE에서 PUCCH 포맷 1a 및 1b를 위해 정의된 변조 테이블을 나타낸다.
[표 2]
Figure 112013039243526-pct00014
PUCCH 포맷 1a/1b는 상술한 CQI와 마찬가지로 주파수 도메인에서 사이클릭 쉬프트(αcs,x)를 수행하는 것 외에, 직교 확산 코드 (예, Walsh- Hadamard 또는 DFT 코드)(w0,w1,w2,w3)를 이용하여 시간 도메인 확산을 한다. PUCCH 포맷 1a/1b의 경우, 주파수 및 시간 도메인 모두에서 코드 다중화가 사용되므로 보다 많은 단말이 동일한 PUCCH RB 상에 다중화 될 수 있다.
서로 다른 단말로부터 전송되는 RS는 UCI와 동일한 방법을 이용하여 다중화된다. PUCCH ACK/NACK RB를 위한 SC-FDMA 심볼에서 지원되는 사이클릭 쉬프트의 개수는 셀-특정(cell-specific) 상위 계층 시그널링 파라미터
Figure 112013039243526-pct00015
에 의해 구성될 수 있다.
Figure 112013039243526-pct00016
∈ {1, 2, 3}는 각각 쉬프트 값이 12, 6 및 4인 것을 나타낸다. 시간-도메인 CDM에서 ACK/NACK에 실제 사용될 수 있는 확산 코드의 개수는 RS 심볼의 개수에 의해 제한될 수 있다. 적은 수의 RS 심볼로 인해 RS 심볼의 다중화 용량(multiplexing capacity)이 UCI 심볼의 다중화 용량보다 작기 때문이다.
도 6은 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원을 결정하는 예를 나타낸다. 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 6을 참조하면, 하향링크 콤포넌트 반송파(DownLink Component Carrier, DL CC)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 6에서와 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 DL CC에 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.
[수학식 1]
Figure 112013039243526-pct00017
여기에서, n(1) PUCCH는 ACK/NACK/DTX을 전송하기 위한 PUCCH 포맷 1의 자원 인덱스를 나타내고, N(1) PUCCH는 상위계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타내며, nCCE는 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낸다. n(1) PUCCH로부터 PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 사이클릭 쉬프트, 직교 확산 코드 및 PRB(Physical Resource Block)가 얻어진다.
LTE 시스템이 TDD 방식으로 동작하는 경우, 단말은 서로 다른 시점의 서브프레임을 통해 수신한 복수의 PDSCH에 대해 하나의 다중화된 ACK/NACK 신호를 전송한다. 구체적으로, 단말은 PUCCH 선택 전송(PUCCH selection) 방식을 이용하여 복수의 PDSCH에 대해 하나의 다중화된 ACK/NACK 신호를 전송한다. PUCCH 선택 전송은 ACK/NACK 선택 방식으로도 지칭된다. PUCCH 선택 전송 방식에서 단말은 복수의 하향링크 데이터를 수신한 경우에 다중화된 ACK/NACK 신호를 전송하기 위해 복수의 상향링크 물리 채널을 점유한다. 일 예로, 단말은 복수의 PDSCH를 수신한 경우에 각각의 PDSCH를 지시하는 PDCCH의 특정 CCE를 이용하여 동일한 수의 PUCCH를 점유할 수 있다. 이 경우, 점유한 복수의 PUCCH 중 어느 PUCCH를 선택하는가와 선택한 PUCCH에 적용되는 변조/부호화된 내용의 조합을 이용하여 다중화된 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다.
표 3은 LTE 시스템에 정의된 PUCCH 선택 전송 방식을 나타낸다.
[표 3]
Figure 112013039243526-pct00018
표 3에서, HARQ-ACK(i)는 i-번째 데이터 유닛(0≤i≤3)의 HARQ ACK/NACK/DTX 결과를 나타낸다. HARQ ACK/NACK/DTX 결과는 ACK, NACK, DTX, NACK/DTX를 포함한다. NACK/DTX는 NACK 또는 DTX를 나타낸다. ACK 및 NACK은 PDSCH를 통해 전송된 전송블록(코드블록과 등가이다)의 디코딩 성공 및 실패를 나타낸다. DTX(Discontinuous Transmission)는 PDCCH 검출 실패를 나타낸다. 각각의 데이터 유닛과 관련하여 최대 4개의 PUCCH 자원(즉, n(1) PUCCH,0 ~ n(1) PUCCH,3)이 점유될 수 있다. 다중화된 ACK/NACK은 점유된 PUCCH 자원으로부터 선택된 하나의 PUCCH 자원을 통해 전송된다. 표 3에 기재된 n(1) PUCCH,i는 실제로 ACK/NACK을 전송하는데 사용되는 PUCCH 자원을 나타낸다. b(0)b(1)은 선택된 PUCCH 자원을 통해 전송되는 두 비트를 나타내며 QPSK 방식으로 변조된다. 일 예로, 단말이 4개의 데이터 유닛을 성공적으로 복호한 경우, 단말은 n(1) PUCCH, 1와 연결된 PUCCH 자원을 통해 (1,1)을 기지국으로 전송한다. PUCCH 자원과 QPSK 심볼의 조합이 가능한 ACK/NACK 가정을 모두 나타내기에 부족하므로 일부의 경우를 제외하고는 NACK과 DTX는 커플링된다(NACK/DTX, N/D).
도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다. LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역을 위해 복수의 상/하향링크 주파수 블록을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 캐리어 병합(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각 주파수 블록은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 이용해 전송된다. 콤포넌트 캐리어는 해당 주파수 블록을 위한 캐리어 주파수 (또는 중심 캐리어, 중심 주파수)로 이해될 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수의 상/하향링크 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)들을 모아서 더 넓은 상/하향링크 대역폭을 지원할 수 있다. 각각의 CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 각 콤포넌트 캐리어의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭 캐리어 병합도 가능하다. 예를 들어, DL CC 2개 UL CC 1개인 경우에는 2:1로 대응되도록 구성이 가능하다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 또한, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(＜N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 이러한 특정 CC를 프라이머리 CC(Primary CC, PCC)(또는 앵커 CC)로 지칭하고, 나머지 CC를 세컨더리 CC(Secondary CC, SCC)로 지칭할 수 있다.
LTE-A는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 정의되며, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 캐리어 병합이 지원되는 경우, 하향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, DL CC)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 프라이머리 주파수(또는 PCC) 상에서 동작하는 셀을 프라이머리 셀(Primary Cell, PCell)로 지칭하고, 세컨더리 주파수(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 세컨더리 셀(Secondary Cell, SCell)로 지칭할 수 있다. PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용된다. PCell은 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. SCell은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀로 통칭될 수 있다. 따라서, RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 캐리어 병합을 위해, 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 캐리어 병합을 지원하는 단말을 위해 구성할 수 있다.
도 8은 복수의 캐리어가 병합된 경우의 스케줄링을 예시한다. 3개의 DL CC가 병합되었다고 가정한다. DL CC A가 PDCCH CC로 설정되었다고 가정한다. DL CC A~C는 서빙 CC, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등으로 지칭될 수 있다. CIF가 디스에이블 된 경우, 각각의 DL CC는 LTE PDCCH 규칙에 따라 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH만을 전송할 수 있다. 반면, 단말-특정 (또는 단말-그룹-특정 또는 셀-특정) 상위 계층 시그널링에 의해 CIF가 이네이블 된 경우, DL CC A(PDCCH CC)는 CIF를 이용하여 DL CC A의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH뿐만 아니라 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH도 전송할 수 있다. 이 경우, PDCCH CC로 설정되지 않은 DL CC B/C에서는 PDCCH가 전송되지 않는다. 따라서, DL CC A(PDCCH CC)는 DL CC A와 관련된 PDCCH 서치 스페이스, DL CC B와 관련된 PDCCH 서치 스페이스 및 DL CC C와 관련된 PDCCH 서치 스페이스를 모두 포함해야 한다.
LTE-A는 복수의 DL CC를 통해 전송된 복수의 PDSCH에 대한 복수의 ACK/NACK 정보/신호를 특정 UL CC(예, UL PCC 또는 UL PCell)를 통해 피드백하는 것을 고려하고 있다. 설명을 위해, 단말이 어떤 DL CC에서 SU-MIMO(Single User Multiple Input Multiple Output) 모드로 동작하여 2개의 코드워드(혹은 전송블록)를 수신한다고 가정하자. 이 경우, 단말은 해당 DL CC에 대해 ACK/ACK, ACK/NACK, NACK/ACK, NACK/NACK의 총 4개의 피드백 상태, 혹은 DTX까지 포함하여 최대 5개의 피드백 상태를 전송할 수 있어야 한다. 만약, 해당 DL CC가 단일 코드워드(혹은 전송블록)를 지원하도록 설정된 경우, 해당 DL CC에 대해 ACK, NACK, DTX의 최대 3개 상태가 존재한다. 만약, NACK을 DTX와 동일하게 처리하면, 해당 DL CC에 대해 ACK, NACK/DTX의 총 2개의 피드백 상태가 존재하게 된다. 따라서, 단말이 최대 5개의 DL CC를 병합하고 모든 CC에서 SU-MIMO 모드로 동작한다면 최대 55개의 전송 가능한 피드백 상태를 가질 수 있고 이를 표현하기 위한 ACK/NACK 페이로드 사이즈는 총 12 비트가 된다. 만약, DTX를 NACK과 동일하게 처리한다면 피드백 상태 수는 45개가 되고 이를 표현하기 위한 ACK/NACK 페이로드 사이즈는 총 10 비트가 된다.
FDD LTE-A 시스템에서는 멀티캐리어 상황에서 기존 LTE TDD 시스템에 사용되던 PUCCH 포맷 1a/1b와 ACK/NACK 다중화(즉, ACK/NACK 채널 선택)방법을 이용하여 복수의 ACK/NACK 정보/신호를 전송하는 것이 논의되고 있다. 한편, 기존 LTE TDD 시스템에서 ACK/NACK 다중화(즉, ACK/NACK 선택) 방법은, PUCCH 자원 확보를 위해 각각의 PDSCH를 스케줄링하는 각각의 PDCCH에 대응되는 (즉, 최소 CCE 인덱스와 링크된) PUCCH 자원을 사용하는 묵시적 ACK/NACK 선택 방식을 사용한다. 그러나, 서로 다른 RB 내의 PUCCH 자원을 이용하여 묵시적 ACK/NACK 선택 방식을 적용할 경우 성능 열화가 발생할 수 있다. 따라서, LTE-A에서는 RRC 시그널링 등을 통해 각 단말에게 미리 예약된 PUCCH 자원, 바람직하게는 동일 RB 또는 인접 RB 내의 복수의 PUCCH 자원을 사용하는 명시적 ACK/NACK 선택 방식이 함께 논의되고 있다.
표 4는 HARQ-ACK을 위한 PUCCH 자원을 명시적으로 지시하는 예를 나타낸다. 구체적으로, 상위 계층(예, RRC)에 의해 PUCCH 자원 세트가 구성되고, PDCCH의 ARI(ACK/NACK Resource Indicator) 값을 이용하여 실제 사용될 PUCCH 자원이 지시될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, ARI 값은 SCell 상의 PDSCH에 대응하는 PDCCH의 TPC(Transmit Power Control) 필드를 이용해 지시될 수 있다. ARI는 HARQ-ACK 자원 지시 값과 혼용된다.
[표 4]
Figure 112013039243526-pct00019
이하, 도 9~12를 참조하여 LTE-A에서 종래에 논의된 ACK/NACK 채널 선택 방식에 대해 설명한다. 종래의 LTE-A에서 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 다음 조건에 우선을 두고 설계되었다.
(1) 풀(full) 묵시적 PUCCH 자원 지시를 지원. 묵시적 PUCCH 자원은, DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 하나 이상의 CCE 중 특정 CCE (예, 첫 번째 CCE)와 링크된 PUCCH 자원을 의미한다(수학식 1 참조).
(2) LTE 폴백(fall back)을 지원. LTE 폴백은 PCell을 제외한 나머지 서빙 셀(즉, SCell)에 대하여 모두 NACK/DTX인 경우, ACK/NACK 상태 전송에 사용되는 PUCCH 포맷 및 상기 PUCCH 포맷을 통해 전송되는 변조 심볼은 기존 LTE에 정의된 방식을 따르는 방식을 의미한다. ACK/NACK 상태와 변조 심볼의 맵핑은 PCell에 대한 ACK/NACK을 기준으로 결정된다.
(3) 워스트(worst) ACK/NACK 비트 성능 개선과 평균 성능(average performance)을 개선해, 개별 ACK/NACK 비트 성능의 균등화(equalization)
도 9~10은 3비트 ACK/NACK 채널 선택을 위한 맵핑 방안을 나타낸다. 기존 LTE-A의 3비트 ACK/NACK 채널 선택은 2개의 서빙 셀이 병합된 경우를 가정한다. 따라서, 3비트 ACK/NACK 채널 선택 상황은 1개의 SDM(Spatial Division Multiplexing) 셀과 1개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우를 나타낸다. SDM 셀은 최대 m(예, m=2)개의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 셀을 나타낸다.
도 9를 참조하면, HARQ-ACK(0)(1)(2)(도면에서, b0/b1/b2)에 대응하는 셀 및 코드워드는 SDM 구성에 따라 달라진다. 구체적으로, SDM PCell + Non-SDM SCell인 경우, HARQ-ACK(0)(1)(2)는 각각 PCell CW0, PCell CW1, SCell CW0에 대응한다. 반면, Non-SDM PCell + SDM SCell인 경우, HARQ-ACK(0)(1)(2)는 각각 SCell CW0, SCell CW1, PCell CW0에 대응한다. 즉, HARQ-ACK(0)(1)(2)는 각각 SDM 셀 CW0, SDM 셀 CW1, Non-SDM 셀 CW0에 대응한다.
표 5는 3비트 ACK/NACK 채널 선택 방식에서 HARQ-ACK과 CW의 대응 관계를 나타낸다. CW는 TB와 등가이다. 아래 표는 TB를 기준으로 기술하였다.
[표 5]
Figure 112013039243526-pct00020
여기서, 서빙 셀 1은 최대 두 개의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 셀(즉, SDM 셀)을 나타내고, 서빙 셀 2은 단일 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 셀(즉, Non-SDM 셀)을 나타낸다.
PCell이 SDM 모드로 설정된 경우, PUCCH 자원 0 및 1은 각각 묵시적으로 시그널링된다. 예를 들어, PUCCH 자원 0 및 1은 PCell의 PDSCH에 대응하는 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE(예, 각각 최소 CCE 인덱스, 최소 CCE 인덱스+1)에 링크될 수 있다 (수학식 1 참조). PUCCH 자원 2는 SCell의 PDSCH에 대응하는 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE (예, 최소 CCE 인덱스)와 링크되거나 RRC에 의해 명시적으로 시그널링될 수 있다.
반면, PCell이 Non-SDM으로 설정된 경우, PUCCH 자원 2는 PCell의 PDSCH에 대응하는 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE(예, 최소 CCE 인덱스)에 링크될 수 있다. PUCCH 자원 0 및 1은 SCell의 PDSCH에 대응하는 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE(예, 최소 CCE 인덱스, 최소 CCE 인덱스+1)에 링크되거나 RRC에 의해 명시적으로 시그널링될 수 있다.
LTE PUCCH 포맷 1b를 지원하기 위해(PCell이 SDM인 경우의 LTE 폴백), ACK/ACK/DTX (A/A/D) 상태는 PUCCH 자원 0의 -1로 맵핑되고 NACK/NACK/DTX (N/N/D) 상태는 PUCCH 자원 0의 +1로 맵핑된다. 또한, PUCCH 포맷 1a를 지원하기 위해(PCell이 Non-SDM인 경우의 LTE 폴백), DTX/DTX/ACK (D/D/A) 상태는 PUCCH 자원 2의 -1로 맵핑되고 DTX/DTX/NACK (D/D/N) 상태는 PUCCH 자원 2의 +1로 맵핑된다.
도 9에 도시된 ACK/NACK 맵핑은 워스트 ACK/NACK 비트 성능 개선과 평균 성능을 개선해, 개별 ACK/NACK 비트 성능이 균등화되도록 설계되었다.
도 10은 도 9에 따라 구성된 3비트용 맵핑 테이블을 나타낸다. 도 10을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 PDSCH를 수신한 경우, 서빙 셀의 SDM 구성에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)을 생성한다. 단말은 HARQ-ACK(0)(1)(2)에 대응하는 PUCCH 자원(예,
Figure 112013039243526-pct00021
)을 선택하고, 선택된 PUCCH 자원을 통해 대응되는 비트 값(혹은 변조 값)을 기지국으로 전송된다. PUCCH 자원 0~2는 각각
Figure 112013039243526-pct00022
에 대응한다. 도 10은 QPSK 변조를 가정한다.
도 11~12는 4비트 ACK/NACK 채널 선택을 위한 맵핑 방안을 나타낸다. 기존 LTE-A의 4비트 ACK/NACK 채널 선택은 2개의 서빙 셀이 병합된 경우를 가정한다. 따라서, 4비트 ACK/NACK 채널 선택 상황은 2개의 SDM(Spatial Division Multiplexing) 셀이 병합된 경우를 나타낸다.
도 11을 참조하면, HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)(도면에서, b0/b1/b2/b3)은 각각 PCell CW0, PCell CW1, SCell CW0, SCell CW1, PCell CW0에 대응한다. 표 6은 4비트 ACK/NACK 채널 선택 방식에서 HARQ-ACK과 CW의 대응 관계를 나타낸다. CW는 TB와 등가이다. 아래 표는 TB를 기준으로 기술하였다.
[표 6]
Figure 112013039243526-pct00023
본 예에서, PUCCH 자원 0 및 1은 각각 묵시적으로 시그널링된다. 예를 들어, PUCCH 자원 0 및 1은 PCell의 PDSCH에 대응하는 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE(예, 각각 최소 CCE 인덱스, 최소 CCE 인덱스+1)에 링크될 수 있다 (수학식 1 참조). PUCCH 자원 2 및 3은 SCell의 PDSCH를 위한 DL 그랜트 PDCCH를 구성하는 CCE(예, 각각 최소 CCE 인덱스, 최소 CCE 인덱스+1)에 링크되거나 RRC에 의해 명시적으로 시그널링될 수 있다.
LTE PUCCH 포맷 1b를 지원하기 위해(LTE 폴백), ACK/ACK/DTX/DTX (A/A/D/D) 상태는 PUCCH 자원 0의 -1로 맵핑되고 NACK/NACK/DTX/DTX (N/N/D/D) 상태는 PUCCH 자원 0의 +1로 맵핑된다.
도 11에 도시된 ACK/NACK 맵핑은 워스트 ACK/NACK 비트 성능 개선과 평균 성능을 개선해, 개별 ACK/NACK 비트 성능이 균등화되도록 설계되었다.
도 12는 도 11에 따라 구성된 4비트용 맵핑 테이블을 나타낸다. 도 12을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 PDSCH를 수신한 경우, 서빙 셀의 SDM 구성에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)을 생성한다. 단말은 HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)에 대응하는 PUCCH 자원(예,
Figure 112013039243526-pct00024
)을 선택하고, 선택된 PUCCH 자원을 통해 대응되는 비트 값(혹은 변조 값)을 기지국으로 전송된다. PUCCH 자원 0~3은 각각
Figure 112013039243526-pct00025
에 대응한다. 도 12는 QPSK 변조를 가정한다.
실시예
도 9~12를 참조하여 설명한 기존의 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 방식/테이블은 공간 번들링(spatial bundling)없이 2개의 서빙 셀이 병합된 경우만을 지원 가능하도록 설계되었다. 공간 번들링은 해당 셀의 한 서브프레임에서 수신된 복수의 코드워드에 대한 복수의 HARQ-ACK을 논리-AND 연산을 통해 하나의 HARQ-ACK으로 묶는 것을 의미한다. 즉, 도 9~12에 도시한 기존의 3비트/4비트 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 방식/테이블은 셋 이상의 서빙 셀이 병합된 경우에 적용될 수 없다. 그러나, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, LTE-A 시스템은 하향링크에서 최대 5개의 CC (즉, 서빙 셀)가 병합될 수 있으므로 기존의 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 방식/테이블은 적용이 제한된다.
따라서, 셋 이상의 서빙 셀이 병합된 경우에도 적용될 수 있는 ACK/NACK 채널 선택 방안이 요구된다. 예를 들어, 3개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우에 3비트 ACK/NACK 채널 선택을 적용하는 방안이 요구된다. 또한, 1개의 SDM 셀과 2개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우, 또는 4개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우에 4비트 ACK/NACK 채널 선택을 적용하는 방안이 요구된다. 앞의 예에서, Non-SDM 셀은 공간 번들링이 적용된 SDM 셀, 공간 번들링/셀 번등링이 적용된 SDM 셀 그룹으로 대체될 수 있다. 여기서, 공간 번들링은 해당 셀의 한 서브프레임에서 수신된 복수의 코드워드에 대한 복수의 HARQ-ACK을 논리-AND 연산을 통해 하나의 HARQ-ACK으로 묶는 것을 의미한다. 셀 번들링은 복수의 셀에 대한 복수의 HARQ-ACK을 논리-AND 연산을 통해 하나의 HARQ-ACK으로 묶는 것을 의미한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 셋 이상의 서빙 셀이 병합된 경우에 대한 3비트/4비트 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블을 추가로 정의하는 방안을 고려할 수 있다. 이 경우, 3비트 ACK/NACK 채널 선택을 위해, 3개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우의 맵핑 테이블이 추가로 정의되어야 한다. 또한, 4비트 ACK/NACK 채널 선택을 위해, (1) 1개의 SDM 셀과 2개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우, (2) 4개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우의 맵핑 테이블이 추가로 정의되어야 한다.
셋 이상의 서빙 셀이 병합된 경우에 대해 맵핑 테이블을 새로 정의하는 경우 각 맵핑 테이블에 필요한 ACK/NACK 조합의 개수는 다음과 같다. 참고로, Non-SDM 셀에 대한 HARQ-ACK 응답은 ACK, NACK, DTX의 세 가지가 가능하고, SDM 셀에 대한 HARQ-ACK 응답은 {ACK,ACK}, {ACK,NACK}, {NACK,ACK}, {NACK,NACK}, {DTX}의 다섯 가지가 가능하다. DTX는 PDCCH 검출 실패를 의미하므로 SDM 여부와 무관하다.
(1) 3비트 ACK/NACK 채널 선택
- 3개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우: 3*3*3 = 27가지
(2) 4비트 ACK/NACK 채널 선택
- 1개의 SDM 셀과 2개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우: 5*3*3 = 45가지
- 4개의 Non-SDM 셀이 병합된 경우: 3*3*3*4 = 81가지
결국, 셋 이상의 셀이 병합된 경우에 대해 별도로 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블을 구성하는 것은 ACK/NACK 피드백 과정을 상당히 복잡하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 셀 구성(예, 병합된 셀의 개수, 셀의 SDM 설정 여부 등)에 관계 없이 적용될 수 있는 효율적인 ACK/NACK 채널 선택 방식/맵핑 테이블을 제안한다. 구체적으로, 본 발명은 셋 이상의 셀이 병합된 경우에 ACK/NACK 채널 선택 기반의 ACK/NACK 피드백을 지원하기 위해, 셀(Non-SDM 셀, 공간 번들링이 적용된 SDM 셀) 혹은 셀 그룹(공간 번들링 및/또는 셀 번들링이 적용됨) 당 하나의 HARQ-ACK를 할당하는 ACK/NACK 채널 맵핑 방안을 제안한다. 본 발명에서 ACK/NACK 채널 선택을 위한 맵핑 테이블은 셀 구성에 관계 없이 HARQ-ACK 개수(즉, HARQ-ARQ 비트 수)에 따라 하나씩만 정의된다. 즉, 3비트/4비트 ACK/NACK 채널 선택을 위한 맵핑 테이블이 각각 하나씩만 정의된다.
도 13~14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블을 나타낸다. 도 13 및 도 14는 각각 3비트 및 4비트용 맵핑 테이블을 나타낸다.
도 13을 참조하면, HARQ-ACK(0)(1)(2)는 다음에 대응할 수 있다.
(1) {SDM PCell CW0, SDM PCell CW1, Non-SDM SCell CW0}
(2) {SDM SCell CW0, SDM SCell CW1, Non-SDM PCell CW0}
(3) {Non-SDM PCell CW0, Non-SDM SCell#1 CW0, Non-SDM SCell#2 CW0}
편의상, (1)~(3)에서 SDM PCell/SCell은 2개의 HARQ-ACK에 대응하는 셀을 나타내고, Non-SDM PCell/SCell은 1개의 HARQ-ACK에 대응하는 셀 (그룹)을 나타낸다. 즉, SDM PCell/SCell은 공간 번들링이 적용되지 않은 SDM 셀을 나타낸다. Non-SDM PCell/SCell은 Non-SDM 셀, 공간 번들링이 적용된 SDM 셀, 셀 번들링이 적용된 Non-SDM SCell 그룹, 공간 번들링/셀 번들링이 적용된 SDM SCell 그룹을 나타낸다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 NACK와 DTX를 적절히 커플링함으로써 하나의 맵핑 테이블로 다양한 셀 구성에 사용될 수 있다. 한편, 종래의 3비트 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 (1)~(2)에 대해서만 적용될 수 있었다. 또한, 발명에 따른 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 {NACK,NACK,DTX}, {NACK,DTX,DTX}, {DTX,NACK,DTX}, {DTX,DTX,DTX}에 대해서는 NACK와 DTX을 디커플링하거나 커플링을 부분적으로 적용함으로써 기지국에게 NACK와 DTX를 구별하여 알려줄 수 있다. NACK과 DTX를 구별함으로써, 기지국은 전송블록을 재전송 시 리던던시 버전(Redundancy Version, RV)을 조정할 수 있다.
표 7은 본 발명에 따른 도 13의 맵핑 테이블을 다른 형태로 정리한 것이다.
[표 7]
Figure 112013039243526-pct00026
표 7에서
Figure 112013039243526-pct00027
(i = 0,1,2)는 도 13의 PUCCH 자원 0,1,2에 대응하는 PUCCH 자원 인덱스를 나타낸다. b(0)b(1) 는 도 13의 복소 변조 값에 대응하는 비트 값을 나타낸다(표 2의 QPSK 변조 참조).
Figure 112013039243526-pct00028
(i = 0,1,2) 은 서빙 셀 구성 상황에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, Non-SDM PCell + SDM SCell인 경우,
Figure 112013039243526-pct00029
은 PCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스와 링크될 수 있다(수학식 1 참조). 이 경우,
Figure 112013039243526-pct00030
(i = 0,1) 은 SCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스 (및 두 번째 CCE 인덱스)와 링크되거나, 상위 계층에 의해 명시적으로 주어질 수 있다. 또한, Non-SDM PCell + Non-SDM SCell + Non-SDM SCell인 경우,은 PCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스와 링크될 수 있다. 이 경우,
Figure 112013039243526-pct00032
(i = 1,2)은 HARQ-ACK(1)(2)에 대응하는 SCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스 (및 두 번째 CCE 인덱스)와 링크되거나, 상위 계층에 의해 명시적으로 주어질 수 있다. 또한, SDM PCell + Non-SDM SCell인 경우,
Figure 112013039243526-pct00033
및
Figure 112013039243526-pct00034
은 각각 PCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스 및 두 번째 CCE 인덱스와 링크될 수 있다. 이 경우,
Figure 112013039243526-pct00035
은 SCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스와 링크되거나, 상위 계층에 의해 명시적으로 주어질 수 있다.
표 8은 표 7에서 동일 PUCCH 자원/비트 값에 해당하는 상태를 나타낸다.
[표 8]
Figure 112013039243526-pct00036
표 8의 상태에 대응하는 PUCCH 자원/비트 값이 동일하므로 이들을 묶는 것이 가능하다. 다만, 표 8의 상태를 하나로 묶을 경우, HARQ-ACK(0)(1)(2)가 모두 DTX인 경우도 포함되므로 2개의 ACK/NACK 상태를 하나로 묶는 것이 바람직하다. 즉, {NACK,NACK,DTX}, {NACK,NACK,DTX}, {NACK,NACK,DTX}를 {NACK/DTX,NACK,DTX}, {NACK,NACK/DTX,DTX}로 묶을 수 있다.
표 9는 표 7에서 표 8의 상태를 묶은 경우를 나타낸다.
Figure 112013039243526-pct00037
단말은 기지국으로부터 PDSCH를 수신한 경우, 서빙 셀의 SDM 구성에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)를 생성한다. 단말은 표 9에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)에 대응하는 PUCCH 자원(예,
Figure 112013039243526-pct00038
)을 선택하고, 선택된 PUCCH 자원을 통해 대응되는 비트 값(혹은 변조 값)을 전송된다. PUCCH 자원 0~2는 각각
Figure 112013039243526-pct00039
에 대응한다.
도 14를 참조하면, HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)는 다음에 대응할 수 있다.
(1) {SDM PCell CW0, SDM PCell CW1, SDM SCell CW0, SDM SCell CW1}
(2) {SDM PCell CW0, SDM PCell CW1, Non-SDM SCell CW0, Non-SDM SCell CW0}
(3) {Non-SDM PCell CW0, SDM SCell#1 CW0, SDM SCell#1 CW1, Non-SDM SCell#2 CW0}
(4) {Non-SDM PCell CW0, Non-SDM SCell#1 CW0, SDM SCell#2 CW0, SDM SCell#2 CW1}
(5) {Non-SDM PCell CW0, Non-SDM SCell#1 CW0, Non-SDM SCell#2 CW0, Non-SDM SCell#3 CW0}
편의상, (1)~(5)에서 SDM PCell/SCell은 2개의 HARQ-ACK에 대응하는 셀을 나타내고, Non-SDM PCell/SCell은 1개의 HARQ-ACK에 대응하는 셀 (그룹)을 나타낸다. 즉, SDM PCell/SCell은 공간 번들링이 적용되지 않은 SDM 셀을 나타낸다. Non-SDM PCell/SCell은 Non-SDM 셀, 공간 번들링이 적용된 SDM 셀, 셀 번들링이 적용된 Non-SDM SCell 그룹, 공간 번들링/셀 번들링이 적용된 SDM SCell 그룹을 나타낸다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 NACK와 DTX를 적절히 커플링함으로써 하나의 맵핑 테이블로 다양한 셀 구성에 사용될 수 있다. 한편, 종래의 4비트 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 (1)에 대해서만 적용될 수 있었다. 또한, 발명에 따른 ACK/NACK 채널 선택용 맵핑 테이블은 {NACK,NACK,NACK/DTX,NACK/DTX}, {NACK,DTX,NACK/DTX,NACK/DTX}, {DTX,NACK,NACK/DTX,NACK/DTX}, {DTX,DTX,NACK/DTX,NACK/DTX}에 대해서는 NACK와 DTX을 디커플링하거나 커플링을 부분적으로 적용함으로써 기지국에게 NACK와 DTX를 구별하여 알려줄 수 있다. NACK과 DTX를 구별함으로써, 기지국은 전송블록을 재전송 시 리던던시 버전(Redundancy Version, RV)을 조정할 수 있다.
표 10은 본 발명에 따른 도 14의 맵핑 테이블을 다른 형태로 정리한 것이다.
[표 10]
Figure 112013039243526-pct00040
표 10에서
Figure 112013039243526-pct00041
(i = 0,1,2,3)는 도 14의 PUCCH 자원 0,1,2,3에 대응하는 PUCCH 자원 인덱스를 나타낸다. b(0)b(1)는 도 14의 복소 변조 값에 대응하는 비트 값을 나타낸다(표 2의 QPSK 변조 참조).
Figure 112013039243526-pct00042
(i = 0,1,2,3)은 서빙 셀 구성 상황에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, PCell이 단일 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 경우,
Figure 112013039243526-pct00043
은 PCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스와 링크될 수 있다(수학식 1 참조). 이 경우,
Figure 112013039243526-pct00044
(i = 1,2,3) 은 HARQ-ACK(1)(2)(3)에 대응하는 SCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스 (및 두 번째 CCE 인덱스)와 링크되거나, 상위 계층에 의해 명시적으로 주어질 수 있다. 또한, PCell이 최대 두 개의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정된 경우,
Figure 112013039243526-pct00045
및
Figure 112013039243526-pct00046
은 각각 PCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스 및 두 번째 CCE 인덱스와 링크될 수 있다. 이 경우,
Figure 112013039243526-pct00047
및
Figure 112013039243526-pct00048
은 HARQ-ACK(2)(3)에 대응하는 SCell의 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE 인덱스와 링크되거나, 상위 계층에 의해 명시적으로 주어질 수 있다.
표 11은 표 10에서 동일 PUCCH 자원/비트 값에 해당하는 상태를 나타낸다.
[표 11]
Figure 112013039243526-pct00049
표 11의 상태에 대응하는 PUCCH 자원/비트 값이 동일하므로 이들을 묶는 것이 가능하다. 다만, 표 11의 상태를 하나로 묶을 경우, HARQ-ACK(0)(1)(2)가 모두 DTX인 경우도 포함되므로 2개의 ACK/NACK 상태를 하나로 묶는 것이 바람직하다. 즉, {NACK,NACK,DTX}, {NACK,NACK,DTX}, {NACK,NACK,DTX}를 {NACK/DTX,NACK,DTX}, {NACK,NACK/DTX,DTX}로 묶을 수 있다.
표 12는 표 10에서 표 11의 상태를 묶은 경우를 나타낸다.
[표 12]
Figure 112013039243526-pct00050
단말은 기지국으로부터 PDSCH를 수신한 경우, 서빙 셀의 SDM 구성에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)를 생성한다. 단말은 표 12에 따라 HARQ-ACK(0)(1)(2)(3)에 대응하는 PUCCH 자원(예,
Figure 112013039243526-pct00051
)을 선택하고, 선택된 PUCCH 자원을 통해 대응되는 비트 값(혹은 변조 값)을 전송된다. PUCCH 자원 0~3는 각각
Figure 112013039243526-pct00052
에 대응한다.
도 15는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
도 15를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 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.
산업상 이용가능성
본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 통신 장치가 AN(Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보의 전송을 위해 매핑하는 방법에 있어서,
    PCell(Primary Cell)과 SCell(Secondary Cell)을 포함하는 복수의 셀에 대한 상기 AN 정보를 표 1에 기반하여 복소 값 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원에 매핑하는 단계를 포함하는 방법:
    [표 1]
    Figure 112017067793161-pct00092

    여기서, "A"는 긍정 응답(positive acknowledgement)을 나타내고, "N"은 부정 응답(negative acknowledgement)를 나타내며, "D"는 불연속 전송(discontinuous transmission)을 나타내고, "N/D"는 "N" 또는 "D"를 나타낸다.
  2. 통신 장치가 AN(Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보의 전송을 위해 매핑하는 방법에 있어서,
    PCell(Primary Cell)과 SCell(Secondary Cell)을 포함하는 복수의 셀에 대한 상기 AN 정보를 표 2 에 기반하여 복소 값 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원에 매핑하는 단계를 포함하는 방법:
    [표 2]
    Figure 112017067793161-pct00093

    여기서, "A"는 긍정 응답(positive acknowledgement)을 나타내고, "N"은 부정 응답(negative acknowledgement)를 나타내며, "D"는 불연속 전송(discontinuous transmission)을 나타내고, "N/D"는 "N" 또는 "D"를 나타낸다.
  3. AN(Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보의 전송을 위해 매핑을 수행하도록 구성된 통신 장치에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛과 동작 가능하게 연결되고, PCell(Primary Cell)과 SCell(Secondary Cell)을 포함하는 복수의 셀에 대한 상기 AN 정보를 표 1에 기반하여 복소 값 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원에 매핑하도록 구성된 프로세서를 포함하는 통신 장치:
    [표 1]
    Figure 112017067793161-pct00094

    여기서, "A"는 긍정 응답(positive acknowledgement)을 나타내고, "N"은 부정 응답(negative acknowledgement)를 나타내며, "D"는 불연속 전송(discontinuous transmission)을 나타내고, "N/D"는 "N" 또는 "D"를 나타낸다.
  4. AN(Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보의 전송을 위해 매핑을 수행하도록 구성된 통신 장치에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛과 동작 가능하게 연결되고, PCell(Primary Cell)과 SCell(Secondary Cell)을 포함하는 복수의 셀에 대한 상기 AN 정보를 표 2에 기반하여 복소 값 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원에 매핑하도록 구성된 프로세서를 통신 장치:
    [표 2]
    Figure 112017067793161-pct00095

    여기서, "A"는 긍정 응답(positive acknowledgement)을 나타내고, "N"은 부정 응답(negative acknowledgement)를 나타내며, "D"는 불연속 전송(discontinuous transmission)을 나타내고, "N/D"는 "N" 또는 "D"를 나타낸다.
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