KR20070119958A

KR20070119958A - 무선통신 시스템 상향링크에서의 제어정보 전송방법,제어정보 전송장치 및 ｄｆｔ-ｓ-ｏｆｄｍ 방식 무선통신시스템의 사용자 기기

Info

Publication number: KR20070119958A
Application number: KR1020060054564A
Authority: KR
Inventors: 김봉회; 윤영우; 김기준; 윤석현; 안준기; 서동연; 김학성; 이정훈; 김은선; 정인재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-12-21
Also published as: KR101253162B1

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템 상향링크에서 제어정보를 전송하는 방법, 제어정보를 전송하는 장치 및 DFT-S-OFDM 방식 무선통신 시스템의 사용자 기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보를 전송하는 방법은 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 (non-data-associated control) 중 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 구분하여 입력받는 단계; 및 긍정/부정 응답신호 및 채널품질표시자 모두가 입력된 경우, 긍정/부정 응답신호 및 채널품질표시자를 주파수 자원에 맵핑하기 전에 서로 독립적으로 처리하는 단계를 포함한다. 이를 통해 한 사용자 기기가 특정 리소스 블록에 긍정/부정응답 신호를 다른 사용자 기기가 동일한 리소스 블록에 채널품질표시자를 전송하는 경우에도 이를 수신한 기지국에서 양자를 구분하여 복조할 수 있다.

DFT-S-OFDM, ACK/NACK, CQI

Description

무선통신 시스템 상향링크에서의 제어정보 전송방법, 제어정보 전송장치 및 ＤＦＴ-Ｓ-ＯＦＤＭ 방식 무선통신 시스템의 사용자 기기 {METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION IN THE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND USER EQUIPMENT FOR DFT-S-OFDM TYPE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1 은 종래의 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 도시한 구조도.

도 2a 내지 도 2c 는 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 송신단 구조 및 본 발명의 일 실시형태에 따른 송신단 구조의 특징적 구조만을 도시한 도.

도 3a 및 도 3b 는 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템에서 시분할 다중화 (TDM) 및 주파수 분할 다중화 (FDM) 를 이용하는 상향 링크 서브 프레임 형식을 도시한 도.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 송신단인 사용자 기기에서 오율 (BER) 을 저감시키기 위한 구성을 도시한 도.

도 5 는 본 발명의 일 실시형태에서 제어정보 전송시 ACK/NACK 및 CQI 의 전송 여부에 따라 할당할 부 반송파를 선택하는 방법을 도시한 개념도.

본 발명은 무선통신 시스템의 상향링크에서 제어정보의 전송에 관한 것으로서, 더 구체적으로 본 발명은 무선통신 시스템 상향링크에서의 제어정보를 전송하는 방법, 제어정보를 전송하는 장치 및 이산퓨리에변환-확산-직교주파수다중접속 (DFT-S-ONDM) 방식 무선통신 시스템의 사용자 기기 (UE) 에 관한 것이다.

무선랜 및 휴대인터넷 기술과 같이 고속 전송률 (hiag data rate) 을 요구하는 전송에 있어 다수의 부 반송파에 의해 데이터를 전송하되 상기 다수의 부 반송파 간에는 직교성이 유지되는 다중반송파 시스템의 통신 방식들이 제안되었다. 이러한 다중 반송파 시스템의 통신 방식의 일례로서, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 방식, DFT-S-OFDM (DFT Spreading OFDM; 또는 SC-FDMA 라고도 함) 방식 및 OFDMA (orthogonal frequency division multiplexing access) 방식 등이 제안되었다. OFDM 또는 OFDMA 의 경우 상술한 바와 같이 부 반송파간에 직교성이 유지되어 높은 전송률을 얻을 수 있는 반면 피크대평균전력비 (PAPR) 가 높은 문제가 있으며, DFT-S-OFDMA 는 이를 해결하기 위해 OFDM 신호를 생성하기 전에 주파수 영역에서 먼저 DFT 행렬로 분산 (spreading) 을 먼저 적용한 다음 그 결과를 OFDM 방식으로 변조하여 전송하는 기법이다. 이를 도 1 을 참조하여 이하에서 간단히 설명하기로 한다.

도 1 은 종래의 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 도시한 구조도이다.

DFT-S-OFDM 방식 무선 통신 시스템은 상술한 바와 같이 OFDM 신호를 생성하기 전에 DFT 행렬을 이용하여 분산시킨다. 이 경우, 입력 데이터 심볼을 s, 주파수 영역에서 분산된 데이터를 x, 임의의 사용자를 위한 부반송파의 갯수를 Nb 라 할 때, 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서

는 입력 데이터 심볼을 분산시키기 위해 사용된 Nb 크기의 DFT 행렬이다. 이렇게 분산된 벡터 (x) 에 대하여 일정한 부 반송파 할당 기법에 의해 부 반송파 매핑(subcarrier mapping)이 수행되고, IDFT 모듈에 의해 시간영역으로 변환되어 수신 측으로 전송하고자 하는 신호가 얻어진다. 상기 수신 측으로 전송되는 전송신호 (y) 는 아래 식과 같다.

상기 수학식 2에서

는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용되는 크기 N의 DFT 행렬이다. 상술한 방법에 의해 생성된 신호 y는, 순환 전치(cyclic prefix)가 삽입되어 전송된다.

한편, 상술한 DFT-S-OFDM 방식을 포함하는 다중 반송파 시스템에서 상향 링크로는 데이터, 파일럿, 제어 정보의 전송이 이루어진다. 이들 중 제어 정보는 데이터의 복조와 관계된 제어정보 (Data-associated control information) 와 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 (Non-data-associated control information) 두 가지 로 나눌 수 있다. 데이터의 복조와 관련된 제어정보는 사용자 기기 (UE) 가 전송하는 데이터의 복구를 위해 필요한 제어 정보로서, 예를 들어 전송 포맷 (transmit format) 에 관련된 정보 또는 HARQ 관련 정보가 이에 속할 수 있다. 이러한 데이터의 복조와 관련된 제어정보의 양은 상향 링크 데이터의 스케줄링 방식에 따라 조절될 수 있다.

한편, 데이터의 복조와 관련없는 제어정보는 하향 링크 전송을 위해 필요한 제어 정보이다. 예를 들면, HARQ 동작을 위한 ACK/NACK 및 하향 링크의 링크 조절 (link adaptation) 을 위한 채널품질표시자 (channel quality indicator: CQI) 가 이에 속할 수 있다.

사용자 기기 (UE) 가 상향링크에서 데이터의 복조와 관계없는 제어정보를 전송하는 경우, 이 제어 정보에 부 반송파를 많이 할당하게 되면 데이터 전송을 위해 사용하는 주파수 자원의 양이 줄어든다. 따라서, 부 반송파를 많이 할당할 수 없기 때문에 주파수 영역에서 다이버시티 이득 (diversity gain) 을 얻기 어렵게 된다.

또한, 사용자 기기가 상향링크에서 데이터의 복조와 관계없는 제어정보를 전송하는 것은 ACK/NACK 및 CQI 에 대해 서로 독립적이다. 예를 들어, 특정 시간에 임의의 사용자 기기는 ACK/NACK 신호만을 전송할 수도, CQI 만을 전송할 수도, 이들 모두를 전송할 수도 있다. 그러나, 종래의 다중 반송파 시스템에 있어서는 상술한 데이터의 복조와 관계없는 제어정보를 구성하는 각 신호를 구분하여 처리하지 않음으로서 효율적으로 주파수 자원을 이용할 수 없었다.

아울러, DFT-S-OFDM 전송방식에 따른 상향링크에서 ACK/NACK 및 CQI 를 하나 의 이산퓨리에변환 (DFT) 를 이용하여 전송한다면, 하나의 리소스 유닛 (resource unit) 은 여러 사용자에 의해 공유되는데, 같은 리소스 유닛에 한 사용자는 ACK/NACK 을, 다른 사용자는 CQI 를 전송하는 경우, 기지국에서 두 사용자의 ACK/NACK 및 CQI 신호를 복조할 수 없게 되는 문제가 존재한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 2 이상의 제어 정보를 서로 독립적으로 처리함으로써 복수의 사용자로부터 전송된 각각의 제어정보를 구분하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제어정보, 특히 데이터 복조와 관계없는 제어정보에 주파수 자원을 효율적으로 할당하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 오율 (BER) 특성 및 피크대 평균전력비 (PAPR) 특정을 개선하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어정보 전송방법은 무선통신시스템의 상향링크에서 2 이상의 제어정보를 입력받는 단계; 및 입력된 2 이상의 제어정보를 상향링크를 통해 전송하기 위한 주파수 자원에 맵핑하기 전에, 상향링크의 수신단에서 상기 주파수 자원으로부터 디맵핑된 제어정보를 통해 상술한 2 이상의 제어 정보를 각각 구분할 수 있도록, 서로 독립적으로 처리하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상술한 2 이상의 제어정보는 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채 널품질표시자 (CQI) 를 포함할 수 있으며, 상술한 독립적으로 처리하는 단계에서, 긍정/부정응답 신호 및 채널품질표시자를 상기 주파수 자원에 맵핑하기 전에 서로 독립적으로 처리할 수 있다.

또한, 상기 일 실시형태에서 제어정보 전송이 이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 (DFT-S-OFDM) 방식에 의할 경우, 상술한 독립적으로 처리하는 단계에서, 긍정/부정 응답신호 및 채널 품질표시자는 서로 다른 이산퓨리에변환 (DFT) 을 이용하여 변환된 후 상술한 바와 같이 할당된 주파수자원에 해당하는 부 반송파에 맵핑되거나, 긍정/부정 응답신호는 이산퓨리에변환 없이 직접 상술한 바와 같이 할당된 주파수자원에 해당하는 부 반송파에 맵핑되고, 채널품질표시자는 이산퓨리에변환을 이용하여 변환된 후 해당하는 부 반송파에 맵핑될 수 있다.

또한, 상기 일 실시형태에서 복수의 사용자 기기로부터의 전송 정보를 다중화하는 방식은 주파수분할 다중화 (FDM) 방식 또는 시분할 다중화 (TDM) 방식일 수 있으며, 긍정/부정 응답신호가 전송되는 경우, 전송되는 긍정/부정 응답신호의 오률 (BER) 특성을 개선하기 위해 결정된 소정 시간 또는 소정 주파수에 걸쳐 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송할 수 있다.

이 경우, 상술한 바와 같이 긍정/부정 응답신호를 반복하는 것은, 긍정/부정 응답신호를 단순히 순차적으로 반복하는 것, 긍정/부정 응답신호를 소정의 수열에 맵핑하여 반복하는 것, 또는 긍정/부정 응답신호를 블록코딩을 이용하여 반복하는 것을 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 제어정보 전 송 방법은 무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보 중 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 구분하여 각각의 전송 유무를 식별하는 단계; 및 상기 식별 결과에 기초하여 할당된 주파수자원에 상기 제어정보를 맵핑하여 전송하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 사용자 기기는 이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 (DFT-S-OFDM) 방식 무선통신시스템에서, 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 를 이산퓨리에변환을 통해 확산시키기 위한 제 1 이산퓨리에변환부; 채널품질표시자 (CQI) 를 이산퓨리에변환을 통해 확산시키기 위한 제 2 이산퓨리에변환부; 및 상기 제 1 이산퓨리에변환부 및 상기 제 2 이산퓨리에변환부를 통해 각각 독립적으로 처리된 긍정/부정 응답신호 및 채널품질표시자를 입력받아 소정의 부 반송파에 맵핑하는 부 반송파 맵핑부를 구비한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 사용자 기기는 상술한 실시형태와 달리 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 채널품질표시자의 변환을 위한 이산퓨리에변환부를 구비하지만, 상기 제어정보 중 긍정/부정 응답신호는 이산퓨리에변환 없이 직접 부 반송파에 맵핑될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기는 긍정/부정 응답신호가 부 반송파에 맵핑될 때, 피크대평균전력비 성능이 개선되도록 상기 긍정/부정 응답신호를 맵핑할 부 반송파를 선택할 수 있다.

아울러, 상기 무선통신시스템은 주파수분할 다중화 (FDM) 방식 또는 시분할 다중화 (TDM) 방식을 이용하며, 상기 사용자 기기는 긍정/부정 응답신호가 전송되 는 경우, 전송되는 상기 긍정/부정 응답신호의 오률 (BER) 특성을 개선하기 위해 소정 시간 또는 소정 주파수에 걸쳐 상기 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송할 수 있다.

이 경우 역시 상술한 바와 같이 긍정/부정 응답신호를 반복하는 것은, 긍정/부정 응답신호를 단순히 순차적으로 반복하는 것, 긍정/부정 응답신호를 소정의 수열에 맵핑하여 반복하는 것, 또는 긍정/부정 응답신호를 블록코딩을 이용하여 반복하는 것을 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 제어정보 전송 장치는 무선통신시스템의 상향링크에서 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 구분하여 각각의 전송 유무를 식별하는 전송제어정보전송 식별부; 이 전송제어정보전송 식별부가 식별한 결과에 기초하여 상기 제어정보 전송을 위해 맵핑할 주파수자원을 할당하는 주파수자원할당부; 및 상기 제어정보를 주파수자원 할당부에 의해 할당된 주파수자원에 맵핑하여 전송하는 전송부를 구비한다.

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. 몇몇 경우, 본 발명의 개념 이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

도 2a 내지 도 2c 는 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 송신단 구조와 본 발명의 일 실시형태에 따른 송신단 구조의 특징적 구조만을 도시한 도면이다.

DFT-S-OFDM 방식의 무선통신시스템의 상향링크에서 사용자 기기의 송신단은 제어정보, 특히 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 과 CQI 를 구분하여 입력받는다. 일반적으로 ACK/NACK 은 하향링크 신호에 삽입된 CRC 의 갯수에 따라 하나 또는 복수의 비트 정보로된 벡터일 수 있으며, CQI 는 기지국의 하향링크 스케쥴링을 위해 채널의 품질상태를 기지국에 보고하기 위해 일반적으로 복수의 비트 정보로 구성된 벡터이다. 본 실시예에서는 ACK/NACK 및 CQI 벡터의 크기를 각각 l 및 m 이라 한다.

도 2a 에 도시된 바와 같은 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 사용자 기기의 송신단은 크기 l 의 ACK/NACK 벡터 및 크기 m 의 CQI 벡터를 구분하지 않고 크기 l + m 의 제어정보 벡터를 일률적으로 DFT 를 통해 확산함으로서 크기 n 비트 (단, n = l + m) 의 확산된 벡터 (X'_ACK ₊ _CQI) 를 획득하고, 그 후 부 반송파 맵핑을 수행하여 획득된 벡터 (X"_ACK ₊ _CQI) 에 IFFT 를 수행하여 획득된 시간 정보 (y_ACK ₊ _CQI) 를 전송하였으나, 이 경우 한 사용자 기기가 ACK/NACK 을 전송하고 동일한 리소스 블록을 이용하는 다른 사용자 기기가 CQI 를 전송하는 경우, 송신단에서 행해진 IFFT 에 대응하는 FFT 를 통해 기지국에서 획득된 X"_ACK ₊ _CQI 및 각 부반송파가 제거된 X'_ACK ₊ _CQI 에 상술한 사용자 기기들로부터의 신호가 구분없이 확산되어 있기 때문에, 기지국은 X'_ACK ₊ _CQI 를 역확산하기 위한 IDFT 를 선택하기 어렵다. 이는 2 이상의 사용자 기기가 동일한 리소스 블록을 이용하는 경우, 사용자 기기마다 수신신호를 해석하는데 사용되는 IDFT 가 구분되어야 하기 때문이다.

도 2b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 사용자 기기의 송신단의 개선된 구조를 도시한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 사용자 기기의 송신단은 제어정보, 특히 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 및 CQI 를 구분하여 입력받아, ACK/NACK 및 CQI 를 해당하는 부 반송파에 맵핑하기 전에 서로 상이한 DFT 를 이용하여 확산할 수 있다. 크기 l 의 ACK/NACK 벡터 (X_ACK) 및 크기 m 의 CQI 벡터 (X_CQI) 를 각각 상이한 DFT 를 이용하여 확산함으로써, 크기가 각각 l 및 m 인 확산된 벡터들 (X'_ACK 및 X'_CQI) 은 ACK/NACK 정보와 CQI 정보를 구분하여 포함한다. 이 후, X'_ACK 및 X'_CQI 은 해당하는 부 반송파에 맵핑된 후, IFFT 변환되어 기지국으로 전송된다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기지국은 한 사용자 기기가 ACK/NACK 을 전송하고 동일한 리소스 블록을 이용하는 다른 사용자 기기가 CQI 를 전송하는 경우, 송신단에서 행해진 IFFT 에 대응하는 FFT 를 통해 기지국에서 획득된 X"_ACK 및 X"_CQI 과, 이들 벡터에서 각 부반송파가 제거된 X'_ACK 및 X'_CQI 를 역확산하기 위한 IDFT 를 용이하게 선택할 수 있다.

상술한 바와 같은 도 2b 에 도시된 실시예는 제어정보로서 ACK/NACK 과 CQI 만을 예로서 설명하였으나, 상술한 바와 같은 원리는 임의의 2 이상의 제어 신호를 입력받아 이러한 2 이상의 제어정보를 상기 상향링크를 통해 전송하기 위한 주파수 자원에 맵핑하기 전에, 상기 상향링크의 수신단에서 상기 주파수 자원으로부터 디맵핑된 제어정보를 통해 상기 2 이상의 제어 정보를 각각 구분할 수 있도록, 서로 상이한 DFT 를 이용하여 확산하는 방법 또는 장치에도 적용될 수 있으며, ACK/NACK 과 CQI 를 구분하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 2b 에 도시된 실시예는 각각의 제어정보를 별도의 DFT 를 이용하여 확산함으로써 독립적으로 처리하는 것만을 예로서 설명하였으나, 상향링크의 수신단에서 주파수 자원으로부터 디맵핑된 제어정보를 통해 각각의 제어 정보를 구분할 수 있도록 하는 한, 임의의 처리가 이에 속할 수 있으며, 반드시 별도로 DFT 를 행하는 것에만 한정되는 것은 아니다.

도 2c 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 사용자 기기의 송신단의 개선된 구조를 도시한다. 도 2b 의 경우와 달리 본 실시예에서는 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 은 DFT 변환 없이 직접 부 반송파에 맵핑되어 벡터 (X"_ACK) 를 획득하고, CQI 는 DFT를 이용하여 변환된 후 (X'_CQI) 부 반송파에 맵핑되어 벡터 (X"_CQI) 를 획득한다. 일반적으로 CQI 에 비해 ACK/NACK 정보에 해당하는 벡터는 크기가 작아 DFT 에 의해 확산 함으로써 얻을 수 있는 확산 효과가 작다. 따라서, 본 실시형태에서는 도 2b 의 경우와 달리 ACK/NACK 신호에 DFT 를 이용하여 변환하는 것을 생략하여 구성을 간단히 하였으며, 이러한 경우에도 기지국에서 FFT 를 행한 후의 정보는 명확히 구별되므로, 도 2b 의 경우와 유사한 효과를 획득할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 실시예는 본 발명에 있어 예시적인 것이며, 임의의 2 이상의 제어 정보 중 하나를 DFT 확산 없이 직접 부 반송파에 맵핑하고, 나머지 정보를 독립적인 DFT 확산하는 경우도 포함될 수 있다. 물론, 독립적으로 처리하는 방식 역시 DFT 확산 이외에 수신단에서 이들을 구분할 수 있도록 독립적으로 처리하는 한, 임의의 처리가 포함될 수 있다.

한편, 도 2c 에 도시된 실시형태는 피크대평균전력비 (PAPR) 성능을 개선하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 도 2c 에 도시된 바와 같이 ACK/NACK 신호를 DFT 없이 직접 부 반송파에 매칭한 후, IFFT 를 행하여 전송하는 경우, DFT 와 IFFT 의 상쇄작용이 약화되어 도 2b 의 경우에 비해 PAPR 특성이 악화될 여지가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기의 송신단은 ACK/NACK 신호가 직접 부 반송파에 맵핑되는 경우, PAPR 성능이 개선되도록 선택된 소정의 부 반송파에 배치되도록 할 수 있다.

도 3a 및 도 3b 는 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템에서 시분할 다중화 (TDM) 및 주파수 분할 다중화 (FDM) 를 이용하는 상향 링크 서브 프레임 형식을 도시한 도면으로서, 구체적으로 도 3a 는 TDM 의 경우를, 도 3b 는 FDM 의 경우를 도시한다.

일반적으로 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템에서 ACK/NACK 은 1 비트 또는 상대적으로 작은 크기를 가지는 비트들로 표현되는 정보로서 무선 채널에서 다양한 요인에 의해 오율이 악화될 수 있다. 한편, DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템에서 다중화 방식은 도 3a 에 도시된 바와 같은 서브 프레임 형식을 가지는 시분할 다중화 방식과, 도 3b 에 도시된 바와 같은 서브 프레임 형식을 가지는 주파수 분할 다중화 방식이 있다.

따라서 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기의 송신단은 ACK/NACK 을 오율 개선을 위해 선택된 소정 횟수만큼 반복하여 전송하는 방안을 제안한다. 구체적으로 복수의 사용자 기기로부터의 전송 정보를 다중화하는 방식이 시분할 다중화 방식인 경우, 전송되는 ACK/NACK 을 도 3a 에 도시된 바와 같은 서브 프레임에서 할당된 Long Block (예를 들어, LB#3) 에 오률 특성을 개선하기 위해 결정된 소정 주파수에 걸쳐 반복하여 전송할 수 있다.

이 경우, 소정 주파수에 걸쳐 반복하는 것은 ACK/NACK 을 단순히 주파수 영역에서 순차적으로 반복하는 것이거나, ACK/NACK 을 소정의 수열에 맵핑하여 반복하는 것일 수 있다. 이때, 상기와 같이 ACK/NACK 을 소정의 수열을 이용하여 반복하는 경우, 이들에 DFT 를 행할 수도 DFT 를 행하지 않을 수 있다. 한편, ACK/NACK 의 반복은 블록코딩을 이용하여 반복하는 것일 수 있다.

또한, 복수의 사용자 기기로부터의 전송 정보를 다중화하는 방식이 주파수분할 다중화 방식인 경우, 전송되는 ACK/NACK 신호를 도 3b 에 도시된 바와 같은 서브 프레임에서 할당된 임의의 LB (LB#1 내지 LB#6) 에 오률 특성을 개선하기 위해 결정된 소정 시간에 걸쳐 ACK/NACK을 반복하여 전송할 수 있다.

한편, 다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우가 있다. 상술한 바와 같이 ACK/NACK 의 수는 하향링크 데이터에 삽입된 CRC 의 수와 동일하므로, 다중 안테나를 이용하는 하향링크에서 각 안테나로 전송되는 정보 각각에 CRC 를 삽입하는 경우, 이에 응답하여 임의의 사용자 기기는 수신한 CRC 의 수에 대응하는 ACK/NACK 을 상향링크를 통해 전송하게 된다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기의 송신단은 이와 같이 복수의 ACK/NACK 을 전송하는 경우에도 전송하는 ACK/NACK 의 오율 특성을 개선하기 위해 소정 횟수만큼 반복하여 전송할 수 있다.

구체적으로 복수의 ACK/NACK 의 수를 M 이라 하고, 상기 M 개의 ACK/NACK 을 ACK/NACK₁, ACK/NACK₂, ..., ACK/NACK_M이라 하며, 반복횟수를 K 번이라 할 때, {(ACK/NACK₁ _-1, ACK/NACK₁ _-2, ..., ACK/NACK₁ _-K), (ACK/NACK_2-1, ACK/NACK₂ _-2, ..., ACK/NACK₂ _-K), ..., (ACK/NACK_M _-1, ACK/NACK_M _-2, ..., ACK/NACK_M-K)}와 같이 반복하여 전송하는 방법이 있을 수 있다. 또한, 이와 달리 {(ACK/NACK_1-1, ACK/NACK₂ _-1, ..., ACK/NACK_M _-1), (ACK/NACK₁ _-2, ACK/NACK₂ _-2, ..., ACK/NACK_M-2), ..., (ACK/NACK₁ _-K, ACK/NACK₂ _-K, ..., ACK/NACK_M _-K)}와 같이 반복하여 전송하는 방법이 있을 수 있다.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DFT-S-OFDM 방식의 무선통신 시스템의 상향링크에서 송신단인 사용자 기기에서 오율 (BER) 을 저감시키기 위 한 구성을 도시한 도면이다.

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 ACK/NACK 을 전송하는 경우, 전송되는 ACK/NACK 의 오율 특성을 개선하기 위해 도 4a 및 도 4b 와 같이 ACK/NACK 에 블록코딩을 행하여 전송할 수 있다. 이 경우, 도 4a 에 도시된 바와 같이 ACK/NACK 및 CQI 를 별도의 DFT 를 이용하여 확산한 후 전송하는 방법과, 도 4b 에 도시된 바와 같이 ACK/NACK 의 경우 DFT 를 통해 확산하지 않고 직접 부 반송파에 맵핑하고, CQI 만 DFT 를 이용하여 확산한 후 부 반송파에 맵핑하는 방법이 있을 수 있다.

한편, 전송되는 ACK/NACK 신호의 PAPR 및 오율 특성을 개선하기 위한 상기 복수의 ACK/NACK 을 직접 전송하는 대신 이들을 소정 수열에 맵핑하여 전송하는 것이 가능하다. PAPR 및 오율 특성을 개선하기 위해 맵핑시킬 소정의 수열을 결정하는 것은 임의의 수열을 선택하여 복수의 ACK/NACK 신호를 맵핑하고, 이들 수열의 PAPR 및 오율 특성에 따라 임의의 수열을 선택할 수 있다.

또한, 전송되는 복수의 ACK/NACK 에 BPSK 또는 QPSK 를 통한 변조를 수행한 후 전송할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 일 실시형태에서 제어정보 전송시 ACK/NACK 및 CQI 의 전송 여부에 따라 할당할 부 반송파를 선택하는 방법을 도시한 개념도이다.

무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보를 전송하는 방법에 있어서, 데이터의 복조와 관계없는 제어정보에 많은 양의 부 반송파를 할당하는 경우, 사용자 기기의 데이터 (UE Data) 를 전송하기 위한 부 반송파의 양이 적어질 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 및 CQI 의 전송은 각각 독립적인바, 임의의 사용자 기기에서 ACK/NACK 만 전송하는 경우, CQI 만 전송하는 경우, 및 ACK/NACK 과 CQI 를 동시에 전송하는 경우를 구분하지 않고, 항상 전체를 전송하는 경우에 해당하는 부 반송파를 할당하는 경우 주파수 자원이 효율적으로 배분될 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용자 기기의 송신단은 데이터 전송과 관계 없는 제어 정보 중 ACK/NACK 과 CQI 를 구분하여 입력받아 각각의 전송 유무를 식별하고, 이러한 식별 결과에 기초하여 ACK/NACK 만 전송하는 경우, CQI 만 전송하는 경우, 및 ACK/NACK 과 CQI 를 동시에 전송하는 경우 각각에 적절한 부 반송파를 할당한다. 이와 같이 데이터 복조와 관계없는 제어 정보 중 ACK/NACK 과 CQI 를 구분하여 각각의 전송 유무를 식별함으로써, 효율적인 주파수 자원의 관리가 가능하며, 전송되는 정보에 더 많은 주파수 자원을 할애하여 주파수 다이버시티를 획득할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 과 CQI 를 구분하여 입력받아 이들을 주파수 자원에 맵핑 하기 전 서로 독립적으로 처리함으로써, 기지국이 동일한 리소스 블록을 통한 다수의 사용자 기기로부터 ACK/NACK 및 CQI 를 별도로 수신하는 경우에도 용이하게 수신 정보를 처리할 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 상향링크를 통해 전송되는 ACK/NACK 를 FDM 의 경우 소정 시간만큼, TDM 의 경우 소정 주파수 만큼 반복하여 전송함으로써, ACK/NACK 의 오율 특성을 개선할 수 있다.

또한, 복수의 ACK/NACK 을 전송하는 경우, 전송되는 ACK/NACK 신호에 블록코딩, 소정 수열에 맵핑, 및 BPSK 또는 QPSK 를 통한 변조, 등의 처리를 행함으로써 PAPR 및/또는 오율 특성을 개선할 수 있다.

아울러, 데이터의 복조와 관계없는 제어정보 중 ACK/NACK 및 CQI 를 구분하여 입력받아 각각의 전송 유무를 식별하고, 그 결과에 기초하여 각 경우에 따라 적절한 주파수자원을 할당하여 전송함으로써, 이들 제어 정보 전송을 위한 주파수 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.

Claims

무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보를 전송하는 방법에 있어서,

2 이상의 제어정보를 입력받는 단계; 및

입력된 상기 2 이상의 제어정보를 상기 상향링크를 통해 전송하기 위한 주파수 자원에 맵핑하기 전에, 상기 상향링크의 수신단에서 상기 주파수 자원으로부터 디맵핑된 제어정보를 통해 상기 2 이상의 제어 정보를 각각 구분할 수 있도록, 서로 독립적으로 처리하는 단계를 포함하는, 제어정보 전송방법.
제 1 항에 있어서,

상기 2 이상의 제어정보는 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 포함하며,

상기 독립적으로 처리하는 단계에서, 상기 긍정/부정응답 신호 및 상기 채널품질표시자를 상기 주파수 자원에 맵핑하기 전에 서로 독립적으로 처리하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제어정보 전송은 이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 (DFT-S-OFDM) 방식에 의하며,

상기 독립적으로 처리하는 단계에서, 상기 긍정/부정 응답신호 및 상기 채널 품질표시자는 서로 다른 이산퓨리에변환 (DFT) 을 이용하여 확산된 후 상기 주파수자원에 해당하는 부 반송파 (subcarrier) 에 맵핑되는, 제어정보 전송방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제어정보 전송은 이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 방식에 의하며,

상기 독립적으로 처리하는 단계에서, 상기 긍정/부정 응답신호는 이산퓨리에변환 없이 직접 상기 주파수자원에 해당하는 부 반송파에 맵핑되고, 상기 채널품질표시자는 이산퓨리에변환을 이용하여 확산된 후 상기 주파수자원에 해당하는 부 반송파에 맵핑되는, 제어정보 전송방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제어값을 상기 부 반송파에 맵핑할 때, 피크대평균전력비 성능이 개선되도록 상기 제어값을 맵핑할 소정의 부 반송파를 선택하여 맵핑하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 사용자 기기 (UE) 로부터의 전송 정보를 다중화하는 방식은 주파수분할 다중화 (FDM) 방식이며,

상기 긍정/부정 응답신호가 전송되는 경우, 전송되는 상기 긍정/부정 응답신 호의 오률 (BER) 특성을 개선하기 위해 결정된 소정 시간에 걸쳐 상기 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 사용자 기기 (UE) 로부터의 전송 정보를 다중화하는 방식은 시분할 다중화 (TDM) 방식이며,

상기 긍정/부정 응답신호가 전송되는 경우, 전송되는 상기 긍정/부정 응답신호의 오률 특성을 개선하기 위해 결정된 소정 주파수에 걸쳐 상기 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송하는, 제어정보 전송방법.
제 7 항에 있어서,

상기 긍정/부정 응답신호를 반복하는 것은, 상기 긍정/부정 응답신호를 단순 순차적 반복하는 것, 상기 긍정/부정 응답신호를 소정의 수열에 맵핑하여 반복하는 것, 또는 상기 긍정/부정 응답신호를 블록코딩을 이용하여 반복하는 것을 포함하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우, 상기 복수의 긍정/부정 응답신호의 수를 M 이라 할 때, 상기 M 개의 긍정/부정응답신호를 ACK/NACK₁, ACK/NACK₂, ..., ACK/NACK_M이라 하고, 반복횟수를 K 번이라 할때, {(ACK/NACK₁ _-1, ACK/NACK₁ _-2, ..., ACK/NACK₁ _-K), (ACK/NACK₂ _-1, ACK/NACK_2-2, ..., ACK/NACK₂ _-K), ..., (ACK/NACK_M _-1, ACK/NACK_M _-2, ..., ACK/NACK_M _-K)}와 같이 반복하여 전송하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우, 상기 복수의 긍정/부정 응답신호의 수를 M 이라 할 때, 상기 M 개의 긍정/부정응답신호를 ACK/NACK₁, ACK/NACK₂, ..., ACK/NACK_M이라 하고, 반복횟수를 K 번이라 할때, {(ACK/NACK₁ _-1, ACK/NACK₂ _-1, ..., ACK/NACK_M _-1), (ACK/NACK₁ _-2, ACK/NACK_2-2, ..., ACK/NACK_M _-2), ..., (ACK/NACK₁ _-K, ACK/NACK₂ _-K, ..., ACK/NACK_M _-K)}와 같이 반복하여 전송하는, 제어정보 전송방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우, 상기 긍정/부정 응답신호에 블록코딩, 피크대평균전력비 및 요률 특성을 개선하기 위한 소정 수열에 맵핑, 및 BPSK 또는 QPSK 를 통한 변조, 중 하나 이상의 처리를 수행한 후 전송하는, 제어정보 전송방법.
무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보를 전송하는 방법에 있어서,

상기 제어정보 중 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 구분하여 입력받아 각각의 전송 유무를 식별하는 단계; 및

상기 식별 결과에 기초하여 할당된 주파수자원에 상기 제어정보를 맵핑하여 전송하는 단계를 포함하는, 제어정보 전송방법.
이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 (DFT-S-OFDM) 방식 무선통신시스템의 사용자 기기에 있어서,

긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 를 이산퓨리에변환을 통해 확산시키기 위한 제 1 이산퓨리에변환부;

채널품질표시자 (CQI) 를 이산퓨리에변환을 통해 확산시키기 위한 제 2 이산퓨리에변환부; 및

상기 제 1 이산퓨리에변환부 및 상기 제 2 이산퓨리에변환부를 통해 각각 독립적으로 처리된 상기 긍정/부정 응답신호 및 상기 채널품질표시자를 입력받아 소정의 부 반송파에 맵핑하는 부 반송파 맵핑부를 구비하는, 사용자 기기.
이산퓨리에변환-확산-직교주파수분할다중접속 (DFT-S-OFDM) 방식 무선통신시스템의 사용자 기기에 있어서,

채널품질표시자 (CQI) 의 변환을 위한 이산퓨리에변환부; 및

상기 이산퓨리에변환부를 통해 확산된 상기 채널품질표시자 및 이산퓨리에변환되지 않은 긍정/부정응답신호를 입력받아 소정의 부 반송파에 맵핑하는 부 반송파 맵핑부를 구비하는, 사용자 기기.
제 14 항에 있어서,

상기 부 반송파 맵핑부가 상기 긍정/부정 응답 신호를 상기 부 반송파에 맵핑할 때, 피크대평균전력비 성능이 개선되도록 상기 긍정/부정 응답 신호를 맵핑할 소정의 긍정/부정 응답신호를 선택하는, 사용자 기기.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선통신시스템은 주파수분할 다중화 (FDM) 방식을 이용하며,

상기 긍정/부정 응답신호가 전송되는 경우, 전송되는 상기 긍정/부정 응답신호의 오률 (BER) 특성을 개선하기 위해 소정 시간에 걸쳐 상기 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송하는, 사용자 기기.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선통신시스템은 시분할 다중화 (TDM) 방식을 이용하며,

상기 긍정/부정 응답신호가 전송되는 경우, 전송되는 상기 긍정/부정 응답신호의 오률 특성을 개선하기 위해 소정 주파수에 걸쳐 상기 긍정/부정 응답신호를 반복하여 전송하는, 사용자 기기.
제 17 항에 있어서,

상기 긍정/부정 응답신호를 반복하는 것은, 상기 긍정/부정 응답신호를 단순 순차적 반복하는 것, 상기 긍정/부정 응답신호를 소정의 수열에 맵핑하여 반복하는 것, 또는 상기 긍정/부정 응답신호를 블록코딩을 이용하여 반복하는 것을 포함하는, 사용자 기기.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우, 상기 복수의 긍정/부정 응답신호의 수를 M 이라 할 때, 상기 M 개의 긍정/부정응답신호를 ACK/NACK₁, ACK/NACK₂, ..., ACK/NACK_M이라 하고, 반복횟수를 K 번이라 할때, {(ACK/NACK₁ _-1, ACK/NACK₁ _-2, ..., ACK/NACK₁ _-K), (ACK/NACK₂ _-1, ACK/NACK_2-2, ..., ACK/NACK₂ _-K), ..., (ACK/NACK_M _-1, ACK/NACK_M _-2, ..., ACK/NACK_M _-K)}와 같이 반복하여 전송하는, 사용자 기기.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우, 상기 복수의 긍정/부정 응답신호의 수를 M 이라 할 때, 상기 M 개의 긍정/부정응답신호를 ACK/NACK₁, ACK/NACK₂, ..., ACK/NACK_M이라 하고, 반복 횟수를 K 번이라 할때, {(ACK/NACK₁ _-1, ACK/NACK₂ _-1, ..., ACK/NACK_M _-1), (ACK/NACK₁ _-2, ACK/NACK_2-2, ..., ACK/NACK_M _-2), ..., (ACK/NACK₁ _-K, ACK/NACK₂ _-K, ..., ACK/NACK_M _-K)}와 같이 반복하여 전송하는, 사용자 기기.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

다중 안테나를 이용하는 하향링크 정보에 응답하여 복수의 긍정/부정 응답신호를 전송하는 경우,

상기 긍정/부정 응답신호에 블록코딩을 행하는 블록코딩부;

피크대평균전력비 및 요률 특성을 개선하기 위한 소정 수열에 맵핑하는 맵핑부; 및

BPSK 또는 QPSK 를 통한 변조를 행하는 변조부; 중 하나 이상을 더 포함하는, 사용자 기기.
무선통신시스템의 상향링크에서 제어정보를 전송하는 장치에 있어서,

상기 제어정보 중 긍정/부정 응답신호 (ACK/NACK) 및 채널품질표시자 (CQI) 를 구분하여 각각의 전송 유무를 식별하는 전송제어정보전송 식별부;

상기 전송제어정보전송 식별부가 식별한 결과에 기초하여 상기 제어정보 전송을 위해 맵핑할 주파수자원을 할당하는 주파수자원할당부; 및

상기 제어정보를 상기 주파수자원 할당부에 의해 할당된 주파수자원에 맵핑 하여 전송하는 전송부를 구비하는, 제어정보 전송장치.