KR20080108887A - 이동통신 시스템에서 자원 할당 및 그에 따른 수신 장치 및방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 자원 할당 및 그에 따른 수신 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 제어 정보의 전송을 위한 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 제어 정보를 전송 방법으로, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보 중 우선 순위가 높은 제어 정보를 선택하고, 상기 선택된 제어 정보를 우선적으로 송신하는 과정의 내용을 개시한다.
Figure P1020070107977
W-CDMA, LTE, PUCCH, 제어 정보, ACK/NACK, CQI.

Description

이동통신 시스템에서 자원 할당 및 그에 따른 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RESOURCE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND RECEVING THEREOF}
본 발명은 이동통신 시스템에서 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 제어 정보의 전송을 위한 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 사용자에게 활동성을 보장하면서 통신을 제공하기 위해 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 급속한 발달로 인하여 음성 통신뿐 아니라 고속의 데이터 통신을 제공할 수 있는 형태로 발전하고 있다. 현재 이동통신 시스템은 보다 고속의 데이터 통신을 제공하기 위해 계속 진화하고 있으며, 3세대(3rd Generation) 이동통신 시스템에서 진화된(Long Term Evolution : 이하 "LTE"라 함, 혹은 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)라고도 함. 3세대 이동통신 시스템으로 발전하고 있다.
이동통신 시스템은 시분할 다중접속 방식, 부호분할 다중접속 방식, 주파수 분할 다중접속 방식 등으로 다양한 형태가 존재하며, 일반적으로 부호분할 다중접속 방식이 사용되어 왔다. 그러나 부호분할 다중접속 방식의 경우 제한된 직교 부호의 수로 인하여 고용량의 데이터를 고속으로 제공하기에 어려움이 있어, 현재 주파수 분할 다중접속 방식 중 하나인 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 "OFDMA"이라 함) 방식 또는 이와 유사한 단일 반송파 주파수 분할 다중접속(Single Carrier - Frequency Division Multiple Access : 이하 "SC-FDMA"라 함) 방식에 대하여도 활발하게 연구가 이루어지고 있고 있다.
현재 비동기 셀룰러 이동통신 표준 단체인 3GPP(3rd Gerneration Partnership Project)에서는 차세대 이동통신 시스템인 LTE 시스템을 상기 다중 접속 방식 기반으로 연구 중이다. 이러한 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어 정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어 정보를 구분한다. 제어 채널의 경우 추가적으로 코드 자원을 할당하여 각 사용자의 제어정보를 구분할 수 있다.
LTE 시스템에서 상향링크 제어정보는, 하향링크 데이터 전송에 대한 성공적인 수신여부를 응답하기 위한 신호인 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative ACK) 피드백 정보, 하향링크 채널상태를 피드백하기 위한 CQI(Channel Quality Indication) 정보 등이 있다. 상기 ACK/NACK 정보는 일반적으로 1-비트로 구성되는데, 수신 성능 향상 및 셀 커버리지(Cell coverage) 확대를 위해 여러 번 반 복(Repetition) 전송 된다. 또한 다중 입출력 안테나가 적용되는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서는 MIMO 코드워드별로 ACK/NACK 정보가 전송된다.
일반적으로 상기 CQI 정보는 채널 상태를 표현하기 위해 복수개의 비트로 구성되고, 수신 성능 향상 및 셀 커버리지(Cell coverage) 확대를 위해 채널 부호화되어 전송된다. 상기 CQI 정보에 대한 채널 부호화 방법으로는 블록 코딩 혹은 컨벌루셔널 코딩 방식 등이 가능하다. 제어정보를 수신함에 있어서 요구되는 수신 신뢰도는 제어정보의 종류에 따라 결정되는데, 일반적으로 ACK/NACK의 경우 최소한 10e-2 ~ 10e-4의 비트오율(Bit Error Rate : BER)이 요구되고, CQI의 경우 최소한 10e-2 ~ 10e-1의 블록오율(Block Error Rate : BLER)이 요구된다.
LTE 시스템에서 상향링크 제어정보는 상향링크 데이터의 전송 유무에 따라서 전송 형식이 구분된다. 상향링크로 데이터 및 제어정보를 동시에 전송할 경우에는 데이터와 제어정보를 시분할 다중화(Time Division Multiplexing : TDM)하여 데이터 전송용으로 할당받은 시간-주파수 자원에 매핑하여 전송한다. 반면에 데이터 전송없이 제어정보만을 전송할 경우에는, 특정 할당된 주파수 대역을 제어정보 전송용으로 사용한다. 현재까지 표준회의에서 논의된 바에 따르면 상기 제어정보만을 전송하기 위한 물리채널을 물리 상향 제어 채널(Physical Uplink Control Channel : 이하 "PUCCH"라 함)로 정의하고, 상기 PUCCH는 상기 할당된 특정 주파수 대역에 매핑된다. 이하 도 1을 참조하여 상기 PUCCH의 구체적인 전송구조를 설명하고자 한다.
도 1은 3GPP LTE 시스템에서 상향링크로 제어정보 전송을 위한 물리채널인 PUCCH의 전송구조를 도시한 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간 영역(Time Domain)을, 세로축은 주파수 영역(Frequency Domain)을 나타낸다. 시간 영역의 범위는 1 서브프레임(102)을 도시하였으며, 주파수 영역의 범위는 시스템 전송 대역폭(110)을 도시하였다. 상향링크의 기본 전송 단위인 서브프레임(102)은 1ms의 길이를 갖고, 하나의 서브프레임은 각각 0.5ms 길이인 2개의 슬롯들(104, 106)로 구성된다. 각 슬롯들(104, 106)은 다수의 SC-FDMA 심벌들(111~124, 131~144)로 구성된다. 도 1에서는 하나의 슬롯이 7개의 SC-FDMA 심벌들로 구성되는 예를 도시하였다.
주파수 영역의 가장 작은 단위는 서브 캐리어이며, 자원 할당의 기본 단위는 리소스 블록(Resource Block : 이하 "RB"라 칭함)(108, 109)이다. 상기 RB(108, 109)는 다수개의 서브 캐리어들 및 다수개의 SC-FDMA 심벌들로 구성된다. 여기에서는 12개의 서브 캐리어들 및 2 슬롯을 구성하는 14개의 SC-FDMA 심벌들이 하나의 RB를 구성하는 예를 들어 도시하였다.
상기 PUCCH가 매핑되는 주파수 대역은 시스템 전송 대역(110)의 양쪽 끝단에 해당하는 RB인 참조번호 108 또는 참조번호 109에 해당한다. 상기 PUCCH는 한 서브프레임 동안 주파수 다이버시티를 증가시키기 위해 주파수 도약(frequency hopping)을 적용할 수 있는데, 이때 슬롯 단위의 도약이 가능하다. 기지국은 경우에 따라 다수 사용자로부터의 제어정보 전송을 허용하기 위해 복수개의 RB를 상기 PUCCH 전송용으로 할당할 수 있다. 도 1에서는 참조번호 150 및 참조번호 160으로 주파수 도약을 도시하였다. 그러면 주파수 도약에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
제어정보 #1은 첫 번째 슬롯(104)에서 사전 할당된 주파수 대역(110)을 통해 전송되다가, 두 번째 슬롯(106)에서는 주파수 도약이 되어 다른 사전 할당된 주파수 대역(112)을 통해 전송된다. 반면에 제어정보 #2는 첫 번째 슬롯(104)에서 사전 할당된 주파수 대역(112)을 통해 전송되다가, 두 번째 슬롯(106)에서는 주파수 도약이 되어 다른 사전 할당된 주파수 대역(110)을 통해 전송된다.
도 1의 예에서는 한 서브프레임(102) 내에서 제어정보 #1의 SC-FDMA 심벌은 참조번호 111, 113, 114, 115, 117, 138, 140, 141, 142, 144로 전송되고, 제어정보 #2의 SC-FDMA 심벌은 참조번호 131, 133, 134, 135, 137, 118, 120, 121, 122, 124로 전송된다. 또한 기준 신호(Reference signal : RS)로 통칭되는 파일롯(Pilot) SC-FDMA 심벌은 참조번호 112, 116, 139, 143 혹은 참조번호 132, 136, 119, 123에서 전송된다. 이러한 파일롯은 미리 약속된 시퀀스로 구성되어, 수신단에서 코히런트 복조(coherent demodulation)를 위한 채널 추정에 사용된다. 상기 도 1은 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌 개수와 RS 전송용 SC-FDMA 심벌 개수, 그리고 서브프레임 내에서의 해당 위치는 일례를 나타낸 것으로서 전송하고자 하는 제어정보의 종류 혹은 시스템 운용에 따라 변경될 수 있다.
PUCCH를 통해 전송되는 ACK/NACK 정보, CQI 정보, MIMO 피드백 정보 등의 상향링크 제어정보를 서로 다른 사용자들끼리 다중화하고자 할 때 부호분할 다중화(Code Division Multiplex : 이하 "CDM"이라 함) 방식이 사용될 수 있는데, 상기 CDM 방식은 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplex : 이하 "FDM"이라 함) 방식에 비해 간섭 신호에 강건한 특징을 가지고 있다.
상기 제어정보를 CDM 방식에 사용할 시퀀스로는 자도프-추(Zadoff-Chu : ZC) 시퀀스가 논의되고 있다. 상기 Zadoff-Chu 시퀀스는 시간 및 주파수 영역에서 일정 신호 레벨(Constant envelop)을 가지므로 최대 전력 대 평균 전력 비(Peak to Average Power Ratio : 이하 'PAPR'라 칭함) 특성이 좋으면서도 주파수 영역에서 우수한 채널 추정 성능을 보인다. 또한 Zadoff-Chu 시퀀스는 Non-zero 쉬프트에 대한 순환 자동상관(circular autocorrelation)이 0인 특성이 있다. 따라서 동일 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하여 제어정보를 전송하는 단말(User Equipment : 이하 "UE"라 함)들은, 상기 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트(cyclic shift) 값을 서로 상이하게 함으로써 구분할 수 있다.
실제 무선 채널 환경에서, 상기 순환 쉬프트 값은 무선 전송경로의 최대 전송 지연값보다 큰 조건을 만족하도록 다중화하고자 하는 각각의 사용자끼리 서로 다르게 설정함으로써, 각 사용자간 직교성(Orthogonality)을 유지한다. 따라서 다중 접속 가능한 사용자들의 수는 Zadoff-Chu 시퀀스의 길이와 순환 쉬프트 값으로부터 결정된다. 상기 Zadoff-Chu 시퀀스는 RS 전송용 SC-FDMA 심벌에도 적용되어 순환 쉬프트 값으로서 서로 다른 단말간의 RS를 구분할 수 있다.
일반적으로, 상기 PUCCH에 사용되는 Zadoff-Chu 시퀀스의 길이는 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어 개수와 같은 12 샘플을 가정한다. 이 경우, Zadoff-Chu 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값은 최대 12가지가 있을 수 있으므로, 각각의 PUCCH에 서로 다른 순환 쉬프트 값을 할당함으로써 하나의 RB에 최대 12개의 PUCCH 를 다중화할 수 있다. 통상 LTE 시스템에서 고려하는 무선 채널 모델인 TU(Typical Urban) 모델의 경우, 주파수 선택적인 채널 특성에 의해 PUCCH간에 적어도 2 샘플 간격 이상의 순환 쉬프트 값을 적용한다. 이와 같이 적어도 2 샘플간격 이상의 순환 쉬프트 값을 적용하면, 상기 순환 쉬프트 값을 하나의 RB 내에 6개 이내로 제한함한다. 이를 통해 순환 쉬프트와 일대일 대응되는 PUCCH간에 직교성을 급격한 손실없이 유지하도록 한다.
도 2는 도 1과 같은 구조의 PUCCH를 통해 CQI를 전송하는 경우, 동일 RB 내에서 상기 Zadoff-Chu 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값으로 각 사용자별 CQI를 다중화하는 일례를 나타낸다.
도 2에서 세로축은(200) Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값을 나타낸다. 무선 채널로서 TU 모델을 가정하면, 하나의 RB 내에 직교성의 급격한 손실없이 다중화 가능한 최대 채널개수는 6개이므로, 6개의 CQI 정보들(202, 204, 206, 208, 210, 212)이 다중화되는 경우를 나타낸다. 도 2는 상기 CQI 정보 전송을 위해 동일 RB 및 동일 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하되, 단말 #1로부터의 CQI(202)는 순환 쉬프트 '0'(214), 단말 #2로부터의 CQI(204)는 순환 쉬프트 '2'(218), 단말 #3으로부터의 CQI(206)는 순환 쉬프트 '4'(222), 단말 #4로부터의 CQI(208)는 순환 쉬프트 '6'(226), 단말 #5로부터의 CQI(210)는 순환 쉬프트 '8'(230), 단말 #6으로부터의 CQI(212)는 순환 쉬프트 '10'(234)을 각각 사용하여 전송하는 것을 나타낸다. 상기와 같이 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용한 CDM 방식의 제어정보 전송에서, 제어정보 신 호와 Zadoff-Chu 시퀀스가 어떻게 매핑되어 전송되는지 도 1을 참조하여 설명한다. 단말 i에 대해 길이가 N인 Zadoff-Chu 시퀀스를 g(n+Δi) mod N이라 하자. 여기서 n은 0, …, N-1이며, Δi 는 단말 i에 대한 순환 쉬프트 값이고, i는 단말을 구분하는 단말 인덱스이다. 또한 단말 i가 전송하고자 하는 제어정보 신호를 mi,k라 하자. 여기서 k는 1, …, Nsym이고, Nsym은 서브프레임 내에서 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌 개수라 하면, 각각의 SC-FDMA 심벌에 매핑되는 신호(ci,k,n : 단말 i의 k번째 SC-FDAM 심벌의 n번째 샘플)는 다음 <수학식 1>과 같다.
Figure 112007076635974-PAT00001
ci,k,n = g(n+Δi) mod N mi,k
여기서 k = 1, …, Nsym이고, n = 0, 1,…, N-1이며, Δi는 단말 i에 대한 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이다.
도 1의 예에서 한 서브프레임 내에서 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌개수를 나타내는 Nsym은 RS 전송용 SC-FDMA 심벌 4개를 제외한 10이고, Zadoff-Chu 시퀀스의 길이 N은 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어 개수와 같은 12이다. 한 단말의 관점에서 보면, 각각의 SC-FDMA 심벌마다 순환 쉬프트된 Zadoff-Chu 시퀀스가 적용되고, 전송하고자 하는 제어정보 신호는, 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌마다 하나의 변조심벌(modulation symbol)이 상기 시간영역 순환쉬프트된 Zadoff-Chu 시퀀스에 곱해지는 형태로 구성된다. 따라서 한 서브프레임당 최대 Nsym개의 제어정보 변조심볼들이 전송될 수 있다. 즉, 도 1의 예에서는 최대 10개의 제어정보 변조심볼들을 한 서브프레임 동안 전송 가능하다.
상기와 같은 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용한 CDM 방식의 제어정보 전송 방식에 더하여, 추가적으로 시간영역 orthogonal cover를 적용함으로써 상기 제어정보를 전송하는 PUCCH의 다중화 용량을 증대시킬 수 있다. 상기 orthogonal cover의 대표적인 일례로 Walsh 시퀀스를 들 수 있다. 길이 M인 orthogonal cover는 상호간에 직교성을 만족하는 M개의 시퀀스가 존재한다. 구체적으로, ACK/NACK 과 같이 1 비트로 구성되는 제어정보의 경우 시간영역 orthogonal cover를 상기 ACK/NACK 이 매핑되어 전송되는 SC-FDMA 심볼들에 적용함으로서 다중화 용량을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다. LTE 시스템에서 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH는 채널추정 성능 향상 등의 이유로 한 슬롯당 RS 전송용 SC-FDMA 심벌을 3개 사용하는 것을 고려하고 있다. 따라서 상기 도 1의 경우처럼 하나의 슬롯이 7개의 SC-FDMA 심벌들로 구성되는 예에서는 ACK/NACK 전송을 위한 SC-FDMA 심벌은 4개가 가용하다. 상기 시간영역 orthogonal cover가 적용되는 시간구간은 한 슬롯 이내로 제한함으로써 무선 채널의 변화에 의한 직교성의 손실을 최소화되도록 한다. 상기 ACK/NACK 전송용 SC-FDMA 심벌 4개에 대해서는 길이 4인 orthogonal cover를 적용하고, 상기 RS 전송용 SC-FDMA 심벌 3개에 대해서는 길이 3인 orthogonal cover를 적용한다. 기본적으로 상기 ACK/NACK 및 RS는 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값으로서 사용자 구분이 가능하고, 상기 orthogonal cover에 의해 추가적인 사용자 구분이 가능하게 된다. ACK/NACK의 코히어런트 수신을 위해서는 각각의 ACK/NACK 과 일대일 대응되는 RS가 있어야 하므로, ACK/NACK 신호의 다중화 용량은 상기 ACK/NACK과 대응되는 RS에 제한을 받게된다. 예를 들어, TU 채널 모델을 가정하여 하나의 RB당 최대 6개의 순환 쉬프트값을 고려하면, RS에 적용되는 Zadoff-Chu 시퀀스의 각각의 순환 쉬프트마다 길이 3인 서로다른 시간영역 orthogonal cover를 적용할 수 있으므로, 최대 18개의 서로 다른 사용자로부터의 RS를 다중화할 수 있다. ACK/NACK은 RS와 일대일 대응되므로 하나의 RB당 최대 18개의 ACK/NACK을 다중화할 수 있다. 이 경우, ACK/NACK에 적용되는 길이가 4인 orthogonal cover는 4가지가 존재하는데 이중 3개의 orthogonal cover를 사용하게된다. 상기 ACK/NACK 에 적용되는 orthogonal cover는 사전 약속 혹은 시그널링에 의해 단말과 기지국 상호간에 공통적으로 인지하도록 한다. 따라서, 시간영역 orthogonal cover를 사용하지 않는 경우에 비해 3배의 다중화 용량 증대가 가능하다.
도 3은 상기와 같은 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 구조에서, 동일 RB 내에서 상기 Zadoff-Chu 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값 및 추가적으로 시간영역 orthogonal cover로 각 사용자별 ACK/NACK을 다중화하는 일례를 나타낸다.
상기 도 3에서 세로축은(300) Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값을 나타내고, 가로축은 시간영역 orthogonal cover(302)를 나타낸다. 무선 채널로서 TU 모델을 가정하면, 하나의 RB 내에 직교성의 급격한 손실없이 다중화 가능한 최대 순환 쉬프트 개수는 6이고, 추가적으로 길이 4인 orthogonal cover를 3개(364, 366, 368) 사용하면, 최대 18(=6*3)개의 ACK/NACK(304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338)을 다중화할 수 있다. 도 3은 상기 ACK/NACK 전송을 위해 동일 RB 및 동일 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하되, 단말 #1로부터의 ACK/NACK(304)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 orthogonal cover '0'(364), 단말 #2로부터의 ACK/NACK(306)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 orthogonal cover '1'(366), 단말 #3으로부터의 ACK/NACK(308)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 orthogonal cover '2'(368), …, 단말 #16으로부터의 ACK/NACK(304)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 orthogonal cover '0'(364), 단말 #17로부터의 ACK/NACK(306)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 orthogonal cover '1'(366), 단말 #18로부터의 ACK/NACK(308)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 orthogonal cover '2'(368)를 각각 사용하여 전송하는 것을 나타낸다. 상기 orthogonal cover(364, 366, 368)는 길이 4인 직교코드로서 상호간에 직교성을 만족한다.
상기와 같이 PUCCH를 통해 CQI 혹은 ACK/NACK을 CDM 방식으로 전송하는 경우에 있어서, 단말입장에서 전송하고자 하는 CQI와 ACK/NACK이 동시에 발생하는 경우가 있을 수 있다. 이때, 단말이 상기 CQI와 ACK/NACK을 각각 사전 할당받은 순환 쉬프트 값 및 orthogonal cover를 적용하여 동시에 전송하게 되면 멀티코드 전송이 되어 PAPR이 증가하게 되어 바람직하지 않다.
따라서 본 발명의 목적은 LTE 이동통신 시스템에서 제어 정보를 전송하는 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 LTE 이동통신 시스템에서 PAPR의 증가를 억제할 수 있는 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LTE 이동통신 시스템에서 상향링크로 CQI와 ACK/NACK이 동시에 발생하는 경우의 효율적으로 자원을 운용할 수 있는 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LTE 이동통신 시스템에서 상향링크로 다수의 제어정보 전송시점이 동일하게 겹치는 경우, 제어 정보의 전송 효율을 증가시킬 수 있는 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자원 LTE 시스템에서 상향링크의 제어 정보의 재전송을 줄일 수 있는 송/수신 장치 및 방법을 제공함에 있다
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 송신 방법은, 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 전송 방법으로, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보 중 우선 순위가 높은 제어 정보를 선택하고, 상기 선택된 제어 정보를 우선적으로 송신하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 송신 장치는, 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 전송 장치로, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 전송 시점이 겹치는 경우 우선적으로 전송할 제어 정보를 결정하고, 전송될 제어 정보의 값을 결정하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 의해 생성된 값을 송신하도록 변환하여 상기 상향링크로 송신하는 송신부를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 수신 방법은, 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 수신 방법으로, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되었는가를 검사하는 과정과, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되지 않은 경우 할당된 상향링크 자원에서 우선 순위가 높은 제어 정보만을 추출하여 판독하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 수신 장치는, 직교 주파수 분할 다중접속 방 식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 수신 장치로, 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되었는가를 검사하여 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되지 않은 경우 할당된 상향링크 자원에서 우선 순위가 높은 제어 정보만을 추출하도록 제어하는 제어부와, 상기 추출된 정보로부터 우선 순위가 높은 제어 정보를 복조 및 복호를 수행하는 수신부를 포함한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 단말이 다수의 제어정보의 전송시점이 동일하게 겹치는 경우, 사전 할당된 상기 제어정보에 대한 자원을 효율적으로 활용함으로써 수신성능을 향상시키게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서 후술되는 본 발명은 구체적으로 LTE 시스템을 기반으로 한 셀룰러 통신 시스템에서 단말이 상향링크로 제어정보를 송신하는 동작을 설명할 것이나, 본 발명의 동작 원리는 특정 전송 시스템에 국한되지 않으며, 동일한 형태로 제어 정보를 전송하는 모든 시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
또한 이하에서 설명되는 본 발명은 상술한 바와 같이 단말이 전송하고자 하는 다수의 제어정보가 동시에 발생하는 경우의 송수신 동작, 특히 제어정보의 리소스 운용방법을 제시한다.
제어정보는, 수신한 데이터에 대한 성공적인 수신여부를 응답하기 위한 신호인 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative ACK) 피드백 정보, 채널상태를 피드백하기 위한 CQI(Channel Quality Indication) 정보, MIMO 관련 피드백 정보 등이 있다. 상기 ACK/NACK 정보는 일반적으로 1-비트로 구성되는데, 수신 성능 향상 및 셀 커버리지(Cell coverage) 확대를 위해 여러 번 반복(Repetition) 전송 된다. MIMO가 적용되는 시스템에서는 MIMO 코드워드별로 ACK/NACK 정보가 전송된다. 일반적으로 상기 CQI정보는 채널 상태를 표현하기 위해 복수개의 비트로 구성되고, 수신 성능 향상 및 셀 커버리지(Cell coverage) 확대를 위해 채널 부호화되어 전송된다. 상기 CQI 정보는 시스템 대역 전체에 대한 채널 상태를 표현하거나 혹은 특정 서브밴드 에 대한 채널 상태를 표현한다. MIMO 관련 피드백 정보는 랭크(rank) 관련 정보, 안테나 선택관련 정보, 그리고 precoding 관련 정보 등을 포함한다. 제어정보를 수신함에 있어서 요구되는 수신 신뢰도는 제어정보의 종류에 따라 결정되는데, 예를들어 ACK/NACK의 경우 최소한 10e-2 ~ 10e-4의 비트오율(BER; Bit Error Rate)이, CQI의 경우 최소한 10e-2~10e-1의 블록오율(BLER; Block Error Rate)이 요구된다.
본 발명은 구체적으로, 종래기술에 상술한 바와 같이 상향링크 데이터 전송없이 PUCCH를 통해 제어정보만을 전송할 때, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 CQI와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 ACK/NACK의 전송시점이 동일하게 겹치는 경우에 대한 동작 정의 및 리소스 운용 방법을 설명하고자 한다. 그러나 상기 CQI 혹은 ACK/NACK 이외의 여타 제어정보, 예를 들면 MIMO 관련 피드백 제어정보 등의 전송에 대해서도 본 발명의 동작원리를 적용 가능함은 자명하다.
이하 도 4를 참조하여 상기와 같은 조건에서의 본 발명의 주요 동작원리를 설명하고자 한다. 도 4는 임의의 시점에 기지국이 각 단말에게 동일 RB내에 할당한 CQI 혹은 ACK/NACK 의 리소스를 나타낸다.
CQI 전송을 위한 리소스는 RB 인덱스 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 되고, ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 인덱스, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값 및 시간영역 orthogonal cover가 된다. 도 4에서 세로축은(400) Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값을 나타내고, 가로축은 시간영역 orthogonal cover(402)를 나타낸다. 무선 채널로서 TU 모델을 가정하면, 하나의 RB 내에 직교 성의 급격한 손실없이 다중화 가능한 최대 순환 쉬프트 개수는 6개 이고, 도 4는 순환 쉬프트 '0'(440), 순환 쉬프트 '2'(444), 순환 쉬프트 '4'(448), 순환 쉬프트 '6'(452), 순환 쉬프트 '8'(456), 순환 쉬프트 '10'(460)이 사용되는 예를 나타낸다.
1 비트로 구성되는 제어정보인 ACK/NACK에 대해서는 추가적으로 orthogonal cover를 적용하여 다중화 용량을 증가시킬 수 있다. 도 4는 길이 4인 orthogonal cover를 3개(432, 434, 436) 사용하는 예를 나타낸다. 상기 orthogonal cover의 길이는 orthogonal cover가 적용되는 ACK/NACK이 매핑된 SC-FDMA 심벌의 개수에 비례하고, 상기 orthogonal cover는 무선 채널의 변화에 의한 직교성의 손실이 최소화 되도록 한 슬롯 이내의 SC-FDMA 심벌들에 적용되도록 한다. 상기 orthogonal cover의 개수는 상기 ACK/NACK의 코히어런트 복조를 위한 RS에 적용되는 orthogonal cover의 개수에 비례한다.
도 4는 설명의 편의를 위해, 상기 ACK/NACK 혹은 CQI 전송을 위한 리소스는 모두 서로 다른 단말에게 할당된 것을 가정한다. 단, ACK/NACK #6 (416) 및 CQI #2 (430) 전송을 위한 리소스는 동일 단말인 단말 #1에게 할당 된 예를 나타낸다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터 채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전에 약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록 한다.
도 4의 예에서, 상기 단말 #1은 임의의 시점에 사전에 설정에 의해 CQI #2 (430)의 전송을 위한 리소스를 RB #0 및 순환 쉬프트 '10'(460)으로 할당받은 상태에서, 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 성공적인 수신여부를 응답하기 위한 ACK/NACK #6(416)를 상기 CQI 전송과 동일한 시점에 전송해야할 필요가 발생한 경우를 나타낸다. 상기 ACK/NACK #6(416)의 전송을 위한 리소스는 RB #0, 순환 쉬프트 '4'(448) 및 orthogonal cover '2'(436)임을 나타낸다. 이 경우 단말 #1은 PAPR의 증가를 야기하는 상기 CQI와 ACK/NACK 동일 시점에서의 전송, 즉 멀티 코드 전송은 바람직하지 않다. 따라서 단말 #1은 상기 CQI 전송과 ACK/NACK 전송 중에서 우선순위를 두어야 하는데, 시스템 throughput 관점에서 ACK/NACK 전송에 높은 우선순위가 고려된다. 즉, ACK/NACK과 CQI의 전송 시점이 동일하게 겹치는 경우에는 해당 시점에서의 CQI 전송을 생략하고, ACK/NACK만 전송하도록 한다.
본 발명에서는 상기와 같은 상황에서 ACK/NACK 전송용 리소스는 CQI 전송용으로 사전에 할당받은 리소스를 사용하도록 정의할 수 있다. 본래 상기 시간영역 orthogonal cover는 orthogonal cover가 적용되는 시간구간 동안 무선채널의 변화가 미미한 경우 직교성이 유지되는 특성이 있다. 그러나 단말이 고속으로 이동하여 채널 변화가 급격한 경우, 단말의 ACK/NACK 신호의 직교성이 깨지게 되어 성능열화가 발생하게 된다. 또한 orthogonal cover를 적용하여 다중화되는 각각의 ACK/NACK 신호들이 겪는 채널 변화의 차이가 클 경우, ACK/NACK 신호 상호간에 간섭량이 커지게 되어 성능열화가 발생하게 된다.
도 4를 예를 들면, 단말 #1에게 할당된 ACK/NACK #6(416) 전송용 리소스는 각각 다른 단말에게 할당된 ACK/NACK #4(412), ACK/NACK #5 (414) 전송용 리소스와 동일 RB#0 및 동일 순환 쉬프트 '4'(448)를 공유하도록 할당되었다. 즉, ACK/NACK #4(412), ACK/NACK #5 (414), ACK/NACK #6(416)은 서로 다른 orthogonal cover(432, 434, 436)를 사용하여 구분가능하다. 만약, 상기 할당된 리소스를 사용하여 전송되는 각각의 ACK/NACK #4(412), ACK/NACK #5 (414), ACK/NACK #6(416)이 겪는 무선 채널의 변화가 급격한 경우, 상기 orthogonal cover의 직교성의 손상으로 인한 ACK//NACK 상호간에 간섭을 발생시켜 성능열화가 나타난다. 따라서 임의의 시점에 상기 단말 #1이 ACK/NACK #6(416) 전송을 위한 리소스 및 CQI #2(430) 전송을 위한 리소스를 동시에 할당받은 경우, 해당 시점에서의 CQI 전송은 생략하고 ACK/NACK을 CQI 전송용으로 사전에 할당받은 상기 리소스를 사용하여 전송함으로써, CQI 전송용 리소스에는 하나의 순환 쉬프트에 대하여 하나의 제어정보만 할당되므로 여러 단말들의 ACK/NACK 신호의 상호간 간섭을 감소시키는 효과를 얻게 된다. 즉, 상기와 같은 동작을 통해 단말이 고속 이동 환경과 같은 무선 채널의 변화가 급격한 상황에서 ACK/NACK 신호의 성능열화를 감소시킨다.
이하 본 발명의 동작원리가 적용되는 구체적인 실시예를 설명하고자 한다.
< 제 1 실시 예 >
제 1 실시예는 상기 제어정보로서 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 전송하는 경우에 대한 구체적인 송수신 동작 및 장치를 설명한다.
도 5는 본 발명의 동작원리를 적용한 단말의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 송신절차를 나타낸다.
설명의 편의를 위해 도 5 및 도 6은 단말이 상기 제어정보를 적어도 하나 전송하고, 이 경우 데이터는 전송하지 않는 것을 가정한다. 즉, 단말은 기지국으로부터 할당받은 RB, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, orthogonal cover 등의 리소스로 정의되는 물리채널인 PUCCH를 통해서 상기 제어정보를 전송한다. 단말이 데이터 및 제어정보를 동시에 전송할 경우에는, 상기 데이터와 제어정보를 시분할 다중화하여 데이터 전송용으로 할당받은 시간-주파수 리소스에 매핑하여 전송한다.
502단계에서 단말은 기지국으로부터 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 획득한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록 한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유 지된다.
제 1 실시 예에서는 구체적으로 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치는 경우, ACK/NACK 전송용 RB와 CQI 정보 전송용 RB가 동일하게 할당된 상황을 가정할 것이다. 그러나 ACK/NACK 전송용 RB와 CQI 정보 전송용 RB가 동일하게 할당되지 않더라도 본 발명의 기본동작은 제약받지 않는다. 또한 다음에 후술할 제 2 실시예는 상기 ACK/NACK 전송용 RB와 CQI 정보 전송용 RB가 동일하게 할당되지 않은 경우에 대해 설명할 것이다.
504 단계에서 단말은 보내고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다. 만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 단말은 506 단계로 진행하여 CQI 정보 전송을 생략하고, ACK/NACK 정보 전송절차를 수행한다. 506 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그런 후 508에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 CQI 전송용으로 사전 할당된 리소스를 사용해서 전송한다. 단말은 현시점에서 CQI 전송은 생략한다.
만약 상기 504 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 단말은 510 단계로 진행하여 ACK/NACK 전송을 할 것인지, CQI 정보 전송을 할 것인지 판단한다. 510 단계에서 단말이 ACK/NACK 전송을 판단하면 단말은 512 단계에서 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK 을 생성한다. 그런 후 514 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 ACK/NACK 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
한편 상기 510 단계에서 단말이 CQI 전송을 판단하면, 단말은 516 단계에서 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 그런 후 518단계에서 단말은 상기 생성한 CQI 정보를 상기 CQI 정보 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
도 6은 본 발명의 동작원리를 적용한 기지국의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 수신절차를 나타낸다.
602 단계에서 기지국은 단말에게 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 할당한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적 으로 할당된다.
즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다. 604단계에서 기지국은 특정 단말로부터 수신하고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 단말 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 기지국은 606 단계로 진행하여 단말이 상기 전송시점에서 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 정보를 전송했음을 인지한다. 606 단계에서 기지국은 CQI 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 608 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다.
만약 상기 604 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 기지국은 610단계로 진행하여 ACK/NACK이 수신되었는지, CQI 정보가 수신되었는지 판단한다. 만약 기지국이 상기 ACK/NACK 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후 소정의 시간이 경과하여 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 ACK/NACK 임을 판단한다. 그리고 만약 기지국이 상기 CQI 정보 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후, 사전설정된 단말의 CQI 정보전송 주기에 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 CQI 정보임을 판단한다.
610 단계에서 기지국이 ACK/NACK 수신을 판단하면 612 단계에서 기지국은 ACK/NACK 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그런 후 614 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다. 상기 610 단계에서 기지국이 CQI 정보의 수신을 판단하면 616 단계에서 기지국은 CQI 정보 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 CQI 정보를 추출한다. 618 단계에서 기지국은 상기 추출한 CQI 정보를 복호하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 CQI 정보 혹은 ACK/NACK을 전송하는 단말의 송신장치를 나타낸 블록도이다.
송신 장치는 제어부(710)와, 파일럿 생성부(712)와, 제어채널 생성부(714), 다중화기(717), 직/병렬 변환기(718), 고속퓨리에변환(Fast Fourier Transform : 이하 "FFT"라 칭함) 블록(719), 사상기(720), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)(722), 병/직렬 변환기(724), 직교코드 생성기(726), 곱셈기(728), CP (Cyclic Prefix) 삽입기(730), 안테나(732)를 포함하여 구성된다. 여기에서 상향링크 데이터의 전송에 관련된 도시 및 설명은 생략한다.
제어부(710)는 송신 장치 전체의 동작을 제어하는 장치로 다중화기(717), 사상기(720), 파일럿 생성부(712), 제어채널 신호 생성부(714), 직교코드 생성기(726) 등 주요 블록들에서 필요로 하는 제어신호를 생성한다. 파일럿 생성부(712)에 입력되는 제어신호는 할당 파일럿에 사용되는 Zadoff-Chu 시퀀스의 생성을 위한 시퀀스 인덱스, 시간영역 순환 쉬프트 정보 등을 지시한다. 제어채널 신호 생성부(714)로는 단말이 전송하고자 하는 제어정보가 ACK/NACK인지 CQI 정보인지의 판단 정보와, 제어정보에 적용하는 Zadoff-Chu 시퀀스의 길이, 시퀀스 인덱스, 순환 쉬프트 값 등의 정보를 인가한다.
다중화기(717)는 제어부(710)로부터 제공된 제어신호가 지시하는 타이밍 정보에 따라 상기 파일럿 생성 장치(712)와 제어채널 신호 생성 장치(714)에서 각각 생성된 파일럿 및 제어정보를 사전 약속된 위치의 SC-FDMA 심볼에 매핑시켜서 전송하기 위하여 다중화한다. 매핑 장치(720)는 제어부(710)로부터 보내고자 하는 파일럿 혹은 제어채널 신호의 주파수 할당 정보 등을 입력 받아 입력신호를 상기 할당받은 주파수 자원에 매핑한다. 상기 제어채널 신호에 대한 주파수 할당정보의 일례로서, 제어채널 신호가 어떤 RB에 매핑되어 전송되는지를 나타내는 RB 정보가 될 수 있다.
직교코드 생성기(726)는 상기 제어부(710)로부터 단말이 전송하고자 하는 신호가 ACK/NACK 및 ACK/NACK 전송용 파일럿인지 여부를 입력받아, 각각의 경우에 상응하는 직교코드를 생성하고, 또한 타이밍 정보를 입력받아 상기 직교코드의 각 칩(chip)을 SC-FDAM 심벌들에 매핑되는 제어채널 신호에 SC-FDAM 심벌별로 적용한 다. 상기 어떤 직교코드를 사용할지에 관한 정보는 사전약속에 의해 정의되거나 혹은 기지국 시그널링을 통해 단말에게 제공된다. 상기 직교코드가 적용되는 시간구간은 한 슬롯 이내로 제한 함으로써 무선 채널의 변화에 의한 직교성의 손실이 최소화되도록 한다. 따라서 한 슬롯이 7개의 SC-FDMA 심벌들로 구성되고, 그중에서 ACK/NACK 전송용 SC-FDMA 심볼은 4개, ACK/NACK 전송용 파일럿 전송을 위한 SC-FDMA 심벌이 3개가 적용되는 시스템에서는 상기 ACK/NACK에 적용되는 직교코드의 길이는 4가 되고, 상기 ACK/NACK 전송용 파일럿에 적용되는 직교코드의 길이는 3이 된다. 상기 직교코드 생성기(726)는 상기 제어부(710)로부터 타이밍 정보를 입력받아 ACK/NACK 혹은 ACK/NACK 전송용 파일럿이 전송되는 한 서브프레임 내의 각각의 슬롯별로 적용할 직교코드를 생성한다. 상기 각각의 슬롯에 적용되는 직교코드는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 단말이 전송하고자 하는 신호가 ACK/NACK 및 ACK/NACK 전송용 파일럿이 아닌 경우 상기 직교코드 생성기(726)는 동작하지 않는다.
다중화기(717)의 출력 신호는 직/병렬 변환기(718)에서 병렬신호로 변환된 후 FFT(719)로 입력된다. FFT(719)에서는 입력신호를 주파수 영역 신호로 변환하여 사상기(720)에서 실제 전송될 주파수 자원에 매핑된다. 사상기(720)의 출력신호는 IFFT(722)에서 시간 영역의 신호로 변환되고 병/직렬 변환기(724)로 입력되어 직렬 신호가 된다. 상기 직렬 신호는 단말이 전송하고자 하는 신호가 ACK/NACK 및 ACK/NACK 전송용 파일럿인 경우, 직교코드 생성기(726)에서 생성된 직교코드의 각 칩(chip)과 ACK/NACK이 매핑된 SC-FDMA 심벌별 혹은 ACK/NACK 전송용 파일럿이 매 핑된 SC-FDMA 심벌별로 곱해진다. 이러한 곱셈 과정은 곱셈기(728)에서 이루어진다. 만약 단말이 전송하고자 하는 신호가 ACK/NACK 및 ACK/NACK 전송용 파일럿이 아닌 경우, 상기 직렬 신호는 CP 삽입기(730)로 바로 인가된다. CP 삽입기(730)에서는 입력 신호에 대해 심볼간 간섭 방지를 위한 순환 프리픽스(Cyclic Prefix)를 심볼별로 추가한 후 송신 안테나(732)를 통해 전송한다.
도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어채널 신호 생성 장치(714)를 좀더 구체적으로 도시한 블록도이다.
제어채널 신호 생성 장치(714)는 단말이 전송하고자 하는 제어정보가 ACK/NACK인지 CQI 정보인지의 판단 정보와 제어정보에 적용하는 Zadoff-Chu 시퀀스의 길이, 시퀀스 인덱스, 순환 쉬프트 값 등의 정보를 상기 제어부(710)로부터 입력받는다.
도 7b를 참조하면, 제어채널 신호 생성부(714) 내의 시퀀스 생성기(742)에서는 SC-FDMA 심벌 단위로 적용할 Zadoff-Chu 시퀀스를 생성한다. 이때, 시퀀스 생성기(742)는 시쿼스 생성을 위해 시퀀스의 길이, 시퀀스 인덱스, 순환 쉬프트 값 등의 정보를 제어부(710)로부터 입력받는다. 상기 시퀀스는 기지국과 단말에 공통적으로 생성되는 상호간에 인지되는 정보이다. 만약 ACK/NACK 전송 시점과 CQI 정보 전송시점이 동일하게 겹치게 되면, 제어부(710)는 제어채널 신호 생성장치(714)에게 ACK/NACK을 생성하여 전송할 것을 지시하고, 이 때 적용되는 순환 쉬프트 값은 CQI 정보 전송용으로 할당받은 값을 사용하도록 지시한다. 만약 ACK/NACK 전송 시점과 CQI 정보 전송시점이 동일하게 겹치는 경우가 아니라면, ACK/NACK 전송용으로 할당 받은 순환 쉬프트 값은 ACK/NACK 전송을 위해서 사용하고, CQI 정보 전송용으로 할당 받은 순환 쉬프트 값은 CQI 정보 전송을 위해서 사용한다.
단말이 전송하고자 하는 제어정보가 ACK/NACK인 경우, 제어정보 생성기(740)는 수신 데이터에 대한 오류여부를 판단하여 ACK/NACK을 생성하여 채널부호화기/변조기(743)에서 반복(repetition)을 통해 채널 코딩한 후 변조과정을 거쳐 변조심벌을 생성한 후, 곱셈기(746)에서 상기 생성된 변조심벌 각각에 대해 상기 생성한 Zadoff-Chu 시퀀스의 각 샘플들과 곱해서 제어채널 신호로서 생성한다.
단말이 전송하고자 하는 제어정보가 CQI 정보인 경우, 제어정보 생성기(740)는 수신 파일럿으로부터 채널상태를 측정하여 CQI 정보를 생성하고, 채널 부호화기/변조기(743)에서 블록 코딩 혹은 컨벌루셔널 코딩을 통해 채널 코딩한 후 변조과정을 거쳐 변조심벌을 생성한 후, 곱셈기(746)에서 상기 생성된 변조심벌 각각에 대해 상기 생성한 Zadoff-Chu 시퀀스의 각 샘플들과 곱해서 제어채널 신호로서 생성한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제어정보를 수신하는 기지국 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
수신 장치는 안테나(810), CP 제거기(812), 직/병렬 변환기(814), FFT 블록(816), 디매핑 장치(818), IFFT 블록(810), 병/직렬 변환기(822), 역다중화기(824), 제어부(826), 제어채널 신호 수신기(828), 채널 추정기(830)를 포함하여 구성된다. 여기서 상향링크 데이터의 수신에 관련된 도시 및 설명은 생략한다.
제어부(826)는 수신 장치 전체의 동작을 제어하는 장치로 다중화기(824), 디 매핑 장치(818), 제어채널 신호 수신기(828), 채널 추정기(830) 등 주요 블록들에서 필요로 하는 제어신호를 전송한다. 제어채널 신호 수신기(828)로는 상향링크 제어정보와 관련된 각종 제어신호가 입력된다. 채널 추정기(830)에 입력되는 제어신호는 수신하고자 하는 단말에게 할당한 파일럿 시퀀스 생성을 위한 시퀀스 인덱스, 시간영역 순환 쉬프트 정보, 직교 코드 정보 등을 지시한다.
역다중화기(824)는 제어부(826)로부터 제공된 타이밍 정보에 따라, 병/직렬 변환기(822)로부터의 신호를 제어채널 신호 수신기(828))로 입력되는 제어채널 신호와 채널추정기(830)로 입력되는 파일럿으로 분류한다. 디매핑 장치(818)는 제어부(826)로부터 제어채널 신호 혹은 파일럿에 대한 주파수 할당 정보 등을 입력 받아, 상기 제어채널 신호 혹인 피일럿이 매핑된 실제 주파수 자원으로부터 추출한다.
기지국은 단말로부터 ACK/NACK 혹은 CQI 정보를 안테나(810)를 통해 수신하면, CP 제거기(812)에 의해 상기 수신된 신호에 포함된 CP를 제거한 후, 직/병렬 변환기(814)에서 병렬 신호로 변환하여, FFT 블록(816)으로 입력한다. FFT 블록(816)은 입력신호를 주파수 영역 신호로 변환하여 디매핑 장치(818)로 입력한다. IFFT 블록(820)은 디매핑 장치(818)로부터 입력받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다. IFFT 블록(820)의 출력 신호는 병/직렬 변환기(822)에서 직렬 신호로 변환되고, 역다중화기(824)에서 제어채널 신호 및 파일럿으로 분류되어 각각 제어채널 신호 수신기(828) 및 채널 추정기(830)로 입력된다.
채널 추정기(830)는 상기 입력된 파일럿 신호로부터 채널 추정 값을 획득하 여 제어채널 신호의 채널 보상을 위해 제어채널 신호 수신기(828)로 제공한다. 제어채널 신호 수신기(828)는 역다중화기(824)로부터 수신된 신호를 상기 채널 추정 값에 의해 채널 보상한 후 단말이 전송한 제어정보를 획득한다.
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어채널 신호 수신기(828)를 좀더 구체적으로 도시한 블록도이다.
제어채널 신호 수신기(828)는 상관기(840), 채널보상기(852), 역확산기(842), 복조 및 복호를 수행하는 모뎀(854)으로 구성된다. 상관기(840)는 기지국이 수신하고자 하는 단말의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보에 적용한 Zadoff-Chu 시퀀스를 생성하여, 수신 신호와의 상관(Correlation) 동작을 수행한다. 이때, 상기 시퀀스를 생성하기 위한 시퀀스의 길이, 시퀀스 인덱스, 순환 쉬프트 등의 정보를 제어부(826)로부터 얻는다. 상기 시퀀스는 기지국과 단말에 공통적으로 생성되는 상호간에 인지되는 정보이다.
만약 ACK/NACK의 단말 전송 시점과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치게 되면, 제어부(826)는 상관기(840)에게 수신되는 제어정보가 ACK/NACK 임을 지시하고, 이 때 적용되는 순환 쉬프트 값은 CQI 정보 전송용으로 할당한 순환 쉬프트 값을 사용하도록 지시한다. 만약 ACK/NACK의 단말 전송 시점과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치는 경우가 아니라면, ACK/NACK 전송용으로 할당한 순환 쉬프트 값은 ACK/NACK 수신을 위해서 사용하고, CQI 정보 전송용으로 할당한 순환 쉬프트 값은 CQI 정보 수신을 위해서 사용한다.
채널 보상기(852)는 채널 추정기(830)로부터 제공된 채널 추정 값을 사용하 여 상기 계산한상관 신호에 대한 채널 보상을 수행한다. 역확산기(842)는 수신한 제어채널 신호가 ACK/NACK 인지 여부를 제어부(826)로부터 입력받아, 만약 ACK/NACK 이면 단말의 ACK/NACK 전송용으로 사전 약속한 직교코드를 사용하여 입력신호에 대해 역확산 동작을 수행한다. 상기 역확산 동작은 상기 직교코드의 각 칩(chip)을 ACK/NACK이 매핑된 SC-FDMA 심벌들에 곱해줌으로써 이뤄진다. 상기 디스프레더(842)는 상기 제어부(826)로부터 타이밍 정보를 입력받아 ACK/NACK이 수신되는 한 서브프레임 내의 각각의 슬롯별로 적용할 직교코드를 생성하여 역확산을 수행한다. 상기 각각의 슬롯에 매핑되는 ACK/NACK에 적용되는 직교코드는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 만약 수신한 제어채널 신호가 ACK/NACK이 아니면 상기 역확산기(842)는 동작하지 않는다.
복조 및 복호 동작을 수행하는 복조기/복호기(854)는 제어부(826)로부터 수신한 제어채널 신호가 ACK/NACK인지 CQI 정보인지 여부를 지시받아, ACK/NACK이면 역확산기(842)로부터의 입력신호에 대해 복조한 후, 송신기에서 ACK/NACK이 반복된 회수만큼 누적연산을 수행하여 ACK/NACK 여부를 판단한다. 만약 CQI 정보면 채널보상기(852)로 부터의 입력신호에 대해 복조한 후, CQI 정보에 상응하는 채널 디코딩을 수행하여 CQI 정보를 판단한다.
< 제 2 실시 예 >
제 2 실시 예는 상기 제어정보로서 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 전송하는 경우에 대한 또 다른 구체적인 송수신 동작 및 장치를 설명한다. 제 2 실시예는 구 체적으로 단말의 ACK/NACK 전송을 위한 RB와 CQI 정보 전송을 위한 RB가 서로 상이한 경우를 가정한다. 이하 구체적인 동작은 상기 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 동작원리를 적용한 단말의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 송신절차를 나타낸다. 설명의 편의를 위해 도 5 및 도 6은 단말이 상기 제어정보를 적어도 하나 전송하고, 이 경우 데이터는 전송하지 않는 것을 가정한다. 즉, 단말은 기지국으로부터 할당받은 RB, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, orthogonal cover 등의 리소스로 정의되는 물리채널인 PUCCH를 통해서 상기 제어정보를 전송한다. 단말이 데이터 및 제어정보를 동시에 전송할 경우에는, 상기 데이터와 제어정보를 시분할 다중화하여 데이터 전송용으로 할당받은 시간-주파수 리소스에 매핑하여 전송한다.
502 단계에서 단말은 기지국으로부터 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 획득한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서, 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다. 제 2 실시예에서는 상기 단말의 ACK/NACK 전송용으로 할당된 RB와 CQI 정보전송용으로 할당된 RB가 서로 상이한 경우를 가정한다.
504 단계에서 단말은 보내고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK 과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 단말은 506 단계로 진행하여 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK 정보 전송절차를 수행한다. 506 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그런 후 508 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 CQI 전송용으로 사전 할당된 리소스를 사용해서 전송한다. 단말은 현시점에서 CQI 전송은 생략한다.
만약 상기 504 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 단말은 510 단계로 진행하여 ACK/NACK 전송을 할 것인지, CQI 정보 전송을 할 것인지 판단한다. 510 단계에서 단말이 ACK/NACK 전송을 판단하면 단말은 512단계에서 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그런 후 514 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 ACK/NACK 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
상기 510 단계에서 단말이 CQI 전송을 판단하면 단말은 516 단계에서 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 518 단계에서 단말은 상기 생성한 CQI 정보를 상기 CQI 정보 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
도 6은 본 발명의 동작원리를 적용한 기지국의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 수신절차를 나타낸다.
602 단계에서 기지국은 단말에게 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 할당한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록 하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다.
604 단계에서 기지국은 특정 단말로부터 수신하고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 단말 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다. 만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 기지국은 606 단계로 진행하여 단말이 상기 전송시점에서 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 정보를 전송했음을 인지한다. 606 단계에서 기지국은 CQI 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그런 후 608 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다.
만약 상기 604 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 기지국은 610 단계로 진행하여 ACK/NACK이 수신되었는지, CQI 정보가 수신되었는지 판단한다. 만약 기지국이 상기 ACK/NACK 전송용 리소스를 단 말에게 할당한 후 소정의 시간이 경과하여 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 ACK/NACK 임을 판단한다. 그리고 만약 기지국이 상기 CQI 정보 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후, 사전설정된 단말의 CQI 정보전송 주기에 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 CQI 정보임을 판단한다. 그런 후 610 단계에서 기지국이 ACK/NACK 수신을 판단하면 612 단계에서 기지국은 ACK/NACK 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그리고 614 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다. 상기 610 단계에서 기지국이 CQI 정보의 수신을 판단하면 616 단계에서 기지국은 CQI 정보 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 CQI 정보를 추출한다. 그리고, 618 단계에서 기지국은 상기 추출한 CQI 정보를 복호하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
상기 제 2 실시예의 송수신장치는 각각 상기 제 1 실시예의 도 7과 도 8의 설명을 따른다.
< 제 3 실시 예 >
제 3 실시 예는 상기 제어정보로서 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 전송하는 경우에 대한 또다른 구체적인 송수신 동작 및 장치를 설명한다.
도 9는 본 발명의 동작원리를 적용한 단말의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 송신절차를 나타낸다. 설명의 편의를 위해 도 9 및 도 10은 단말이 상기 제어정보를 적어도 하나 전송하고, 이 경우 데이터는 전송하지 않는 것을 가정한 다. 즉, 단말은 기지국으로부터 할당받은 RB, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, orthogonal cover 등의 리소스로 정의되는 물리채널인 PUCCH를 통해서 상기 제어정보를 전송한다. 단말이 데이터 및 제어정보를 동시에 전송할 경우에는, 상기 데이터와 제어정보를 시분할 다중화하여 데이터 전송용으로 할당받은 시간-주파수 리소스에 매핑하여 전송한다.
902 단계에서 단말은 기지국으로부터 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 획득한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI 가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다.
904 단계에서 단말은 보내고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 단말은 905 단계로 진행하여 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding하여 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 각각 코딩하여 시분할다중화(TDM; Time Division Multiplexing)할지 여부를 판단한다. 상기 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송할지 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하여 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 각각 코딩하여 시분할다중화할지 여부는 기지국과 단말사이에 사전에 설정한 약속에 따라 결정되거나 혹은 기지국이 단말에게 시그널링을 통해 알려준다. 일례로, 단말이 기지국 근처에 위치하여 기지국입장에서 소정의 수신 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio : SNR) 이상을 기대하는 경우, 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하도록 설정할 수 있다. 혹은 기지국 입장에서 특정 상황에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 수신이 모두 필요하다고 판단되는 경우, 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하도록 설정할 수 있다. 반면에, 단말이 기지국으로부터 멀리 떨어져서 셀경계 부분에 위치하는 경우, 상기 ACK/NACK과 CQI 정보를 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하여 함께 전송하는 것은 사전에 정해진 소정의 요구되는 수신 신뢰도를 만족하지 못한다고 판단하고, 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 만 전송하는 것으로 설정할 수 있다. 혹은 기지국 입장에서 특정 상황에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 수신이 모두 필요하지는 않다고 판단되는 경우, 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 만 전송하는 것으로 설정할 수 있다.
상기 905 단계에서 단말이 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK만 전송하는 것으로 판단하면, 906 단계로 진행하여 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그런 후 907 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 CQI 전송용으로 사전 할당된 리소스를 사용해서 전송한다. 단말은 현시점에서 CQI 전송은 생략한다.
만약 상기 905 단계에서 단말이 상기 CQI 정보와 ACK/NACK의 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화를 판단하면 908 단계로 진행한다. 908 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 단말은 상기 생성한 ACK/NACK과 CQI 정보를 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화한다. 그런 후 909 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK과 CQI 정보의 joint coding 되거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화된 신호를 CQI 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
만약 상기 904 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 단말은 910단계로 진행하여 ACK/NACK 전송을 할 것인지, CQI 정보 전송을 할 것인지 판단한다. 910 단계에서 단말이 ACK/NACK 전송을 판단하면 단말은 912 단계에서 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그리고 914 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 ACK/NACK 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
상기 910 단계에서 단말이 CQI 전송을 판단하면 단말은 916 단계에서 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 918 단계에서 단말은 상기 생성한 CQI 정보를 상기 CQI 정보 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
도 10은 본 발명의 동작원리를 적용한 기지국의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 수신절차를 나타낸다.
1002 단계에서 기지국은 단말에게 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 할당한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover가 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다.
1004 단계에서 기지국은 특정 단말로부터 수신하고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 단말 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 기지국은 1005 단계로 진행하여 단말이 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송했는지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding하여 전송했는지, 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하여 전송했는지 여부를 판단한다. 상기 판단은 기지국과 단말사이에 사전에 설정한 약속에 따라 정해지거나 혹은 기지국이 단말에게 시그널링한 정보에 의해 정해진다.
상기 1005 단계에서 기지국은 단말이 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK만 전송한 것으로 판단하면, 1006 단계로 진행하여 기지국은 CQI 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그런 후 1007 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다. 만약 상기 1005 단계에서 기지국은 단말이 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화해서 전송한 것으로 판단하면 1008 단계로 진행한다. 1008 단계에서 기지국은 CQI 전송용으로 사전에 단말에게 할당한 리소스로부터 상기 joint coding 되거나 혹은 시분할다중화된 신호를 추출한다. 그리고 1009 단계에서 단말은 상기 추출한 joint coding 신호 혹은 시분할다중화된 신호를 복호한 후, ACK/NACK을 추출하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다. 또한 단말은 상기 복호한 joint coding 신호 혹은 시분할다중화된 신호로부터 CQI 정보를 추출하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
만약 상기 1004 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 기지국은 1010 단계로 진행하여 ACK/NACK이 수신되었는지, CQI 정보가 수신되었는지 판단한다. 만약 기지국이 상기 ACK/NACK 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후 소정의 시간이 경과하여 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 ACK/NACK 임을 판단한다. 그리고 만약 기지국이 상기 CQI 정보 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후, 사전설정된 단말의 CQI 정보전송 주기에 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 CQI 정보임을 판단한다. 또한 1010 단계에서 기지국이 ACK/NACK 수신을 판단하면 1012 단계에서 기지국은 ACK/NACK 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그런 후 1014 단계에서 기지국은 상기 추출한 ACK/NACK을 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다.
상기 1010 단계에서 기지국이 CQI 정보의 수신을 판단하면 1016 단계에서 기지국은 CQI 정보 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 CQI 정보를 추출한다. 그리고 1018 단계에서 기지국은 상기 추출한 CQI 정보를 복호하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
상기 제 3 실시 예의 송수신장치는 각각 상기 제 1 실시 예의 도 7과 도 8의 설명을 따른다. 단, ACK/NACK과 CQI 정보의 동시전송이 발생하는 경우 joint coding 혹은 시분할 다중화와 관련된 송수신 동작이 추가된다.
도 13은 본 발명의 CQI 정보와 ACK/NACK을 결합 부호화(joint coding) 하는 경우의 제어정보의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하여 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 joint coding 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 기지국이 단말에게 데이터 전송을 하는 경우, 데이터 전송에 대한 구체적인 자원정보, 변조방식, 전송형식 등의 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어채널을 함께 전송함으로써 단말의 데이터 수신 동작을 지원한다. 그런데 만약 기지국이 상기 하향링크 제어채널을 통해 상기 제어 정보들을 전송했음에도 불구하고, 무선 채널 환경의 악화 등의 이유로 단말이 상기 하향링크 제어채널로 제어 정보들을 수신하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우 기지국은 상기 데이터 전 송 이후 소정의 단말 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점에 단말로부터 데이터 전송에 대한 ACK/NACK을 수신할 것을 기대한다. 그러나 상기 상황에서 단말은 상기 하향링크 제어채널 및 데이터를 수신하지 못하였으므로 기지국으로 ACK/NACK 전송을 하지 않게 된다. 결과적으로 단말과 기지국 상호간에 송수신 신호에 대한 불일치가 발생하게 된다. 또한 상기 ACK/NACK 전송 시점에 단말의 CQI 정보의 전송시점이 겹치게 되면, 기지국은 단말로부터 ACK/NACK과 CQI 정보의 수신을 기대한다. 그러나 상기한 상황에서 단말은 CQI 정보만 전송하게 되어 단말과 기지국 상호간에 송수신 신호에 대한 불일치가 발생하게 된다. 이 경우 기지국은 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 함께 전송한 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우 단말이 전송한 CQI 정보로부터 ACK/NACK 수신을 시도하는 문제가 발생 할 수 있다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 CQI 정보 전송시 항상 ACK/NACK 필드를 할당해서 단말이 CQI 정보와 ACK/NACK을 동시에 전송하는 경우에는 상기 ACK/NACK 필드에 수신 데이터의 오류 여부로부터 판단한 ACK/NACK 값을 설정해서 CQI 정보와 joint coding 해서 전송하다. 또한 CQI 정보만 전송하는 경우에는 상기 ACK/NACK 필드를 NACK으로 설정하고 CQI 정보와 joint coding 해서 전송함으로써, 단말이 상기 하향링크 제어채널을 통해 제어 정보를 수신하지 못했을 때 기지국이 상기 ACK/NACK 필드를 ACK으로 잘못 검출(false alarm)하는 상황을 회피하도록 한다. 도 13은 상기 CQI 정보를 채널 코딩할 때, ACK/NACK의 존재유무와 상관없이 항상 N 비트의 ACK/NACK 필드(1304)를 할당하여, M 비트의 CQI 정보(1302)와 함께 joint coding 하는 제어정보의 구성 예를 나타낸다. 이는 상기 908단계의 joint coding 혹은 상기 916 단계의 CQI 생성 단계에 적용된다. 상기 joint coding 은 블록 코딩 혹은 컨벌루셔널 코딩이 될 수 있다.
도 14는 본 발명의 CQI 정보와 ACK/NACK을 시분할 다중화하는 경우의 서브프레임의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 ACK/NACK과 CQI 정보를 시분할 다중화하는 구체적인 방법을 나타낸다. ACK/NACK과 CQI 정보를 시분할 다중화하는 경우에는, 상기 도 13의 설명에서 제시한 바와 같이 기지국과 단말 상호간에 송/수신 신호의 불일치로 인해 발생하는 문제점을 해결하기 위해서 CQI 정보 전송시 ACK/NACK의 존재 유무와 상관없이 항상 특정 SC-FDMA 심벌을 ACK/NACK 용으로 할당하여 전송하도록 한다. 즉, 단말이 CQI 정보와 ACK/NACK을 동시 전송하는 경우에는 상기 ACK/NACK 용으로 할당된 SC-FDMA 심벌에 수신 데이터의 오류 여부로부터 판단한 ACK/NACK 값을 매핑한다. 그리고 CQI 정보용으로 할당된 SC-FDMA 심벌에 CQI 정보의 코딩된 심벌을 매핑하여 전송한다. 반면에 CQI 정보만 전송하는 경우에는 상기 ACK/NACK 용 SC-FDMA 심벌을 NACK으로 설정하고 CQI 정보용으로 할당된 SC-FDMA 심벌에 CQI 정보의 코딩된 심벌을 매핑하여 전송한다. 이러한 방법을 이용하여 단말이 상기 하향링크 제어채널을 통해 수신된 제어 정보를 수신하지 못했을 경우 기지국이 상기 ACK/NACK 용 SC-FDMA 심벌을 ACK으로 잘못 검출(false alarm)하는 상황을 회피하도록 한다. 도 14는 CQI 정보를 ACK/NACK과 시분할다중화하여 전송할 때, ACK/NACK의 유무와 상관없이 한 서브프레임(1417)내에서 SC-FDMA 심벌들(1404, 1411)은 ACK/NACK 용으로 할당하고, SC-FDMA 심벌들(1401, 1403, 1405, 1407, 1408, 1410, 1412, 1414)은 CQI 정보용으 로 할당하여 운용하는 일예를 나타낸다. 통상적으로 CQI 정보보다는 ACK/NACK에 대해 요구되는 수신 신뢰도가 높으므로 도 14의 왼쪽 슬롯(1415)과 오른쪽 슬롯(1416) 내에서 채널 추정 성능이 상대적으로 우수한 두개의 파일럿과 같은 기준 신호들(1402, 1406, 혹은 1409, 1413) 사이에 위치한 SC-FDMA 심벌에 ACK/NACK을 매핑하도록 한다. 그리고 상기 ACK/NACK 용으로 할당된 SC-FDMA 심벌과 파일럿용으로 할당된 SC-FDMA 심벌을 제외한 나머지 SC-FDMA 심벌에 CQI 정보를 매핑하도록 한다.
< 제 4 실시 예 >
제 4 실시 예는 상기 제어정보로서 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 전송하는 경우에 대한 또다른 구체적인 송수신 동작 및 장치를 설명한다. 제 4 실시예는 단말이 ACK/NACK을 전송하는 경우, 기지국의 ACK/NACK 수신성능을 높이기 위해 ACK/NACK을 여러 서브프레임에 걸쳐서 전송하는 상황에 대해 설명한다. 예컨데, 단말이 기지국으로부터 멀리 떨어져서 셀경계 부분에 위치하는 경우, 상기 ACK/NACK을 한 서브프레임 동안만 전송하는 것은 사전에 정해진 소정의 요구되는 ACK/NACK수신 신뢰도를 만족하지 못할 수 있으므로, 상기 ACK/NACK을 여러 서브프레임에 걸쳐서 반복하여 전송함으로써 기지국 수신기로 하여금 수신한 ACK/NACK 신호의 컴바이닝을 통해 ACK/NACK의 수신 성능을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
도 11은 본 발명의 동작원리를 적용한 단말의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 송신절차를 나타낸다. 설명의 편의를 위해 도 11 및 도 12는 단말이 상기 제어정보를 적어도 하나 전송하고, 이 경우 데이터는 전송하지 않는 것을 가정한다. 즉, 단말은 기지국으로부터 할당받은 RB, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, orthogonal cover 등의 리소스로 정의되는 물리채널인 PUCCH를 통해서 상기 제어정보를 전송한다. 단말이 데이터 및 제어정보를 동시에 전송할 경우에는, 상기 데이터와 제어정보를 시분할 다중화하여 데이터 전송용으로 할당받은 시간-주파수 리소스에 매핑하여 전송한다.
1102 단계에서 단말은 기지국으로부터 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 획득한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover, 그리고 몇 개의 서브프레임에 걸쳐 반복해서 전송하는지를 나타내는 N 값이 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 또한 추가적으로 기지국은 상기 ACK/NACK을 몇 번 (N)의 서브프레임에 걸쳐 반복해서 전송해야하는지를 단말한테 시그널링을 통해 알려준다. 상기 N 값은 기지국과 단말 사이의 거리, 무선 채널환경 등의 조건을 고려하여 사전에 정해진 소정의 요구되는 ACK/NACK수신 신뢰도를 만족하도 록 결정한다. 예컨대, 일반적인 경우에는 상기 N = 1 로 결정하고, 단말이 셀경계 지역에 위치하는 등 요구되는 소정의 ACK/NACK 수신신뢰도를 N = 1 로써 만족하기 어려운 경우에는 상기 N > 1 로 결정한다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전 약속된 일정한 주기마다 CQI 가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려준다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다.
1104 단계에서 단말은 보내고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 단말은 1105 단계로 진행하여 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding하여 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 각각 코딩하여 시분할다중화(TDM; Time Division Multiplexing)할지 여부를 판단한다. 상기 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송할지 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하여 전송할지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 각각 코딩하여 시분할다중화할지 여부는 기지국과 단말사이에 사전에 설정한 약속에 따라 결정되거나 혹은 기지국이 단말에게 시그널링을 통해 알려준다. 일례로, 단말이 기지국 근처에 위치하여 기지국입장에서 소정의 수신 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio : SNR) 이상을 기대하는 경우, 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하도록 설정할 수 있다. 혹은 기지국 입장에서 특정 상황에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 수신이 모두 필요하다고 판단되는 경우, 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하도록 설정할 수 있다. 반면에, 단말이 기지국으로부터 멀리 떨어져서 셀경계 부분에 위치하는 경우, 상기 ACK/NACK과 CQI 정보를 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하여 함께 전송하는 것은 사전에 정해진 소정의 요구되는 수신 신뢰도를 만족하지 못한다고 판단하고, 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 만 전송하는 것으로 설정할 수 있다. 혹은 기지국 입장에서 특정 상황에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 수신이 모두 필요하지는 않다고 판단되는 경우, 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK 만 전송하는 것으로 설정할 수 있다.
상기 1105 단계에서 단말이 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK만 전송하는 것으로 판단하면, 1106 단계로 진행하여 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그런 후 1107 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 N 서브프레임에 걸쳐서 전송하는데, 상기 CQI 전송 예정 서브프레임에서는 CQI용으로 할당된 리소스를 사용해서 ACK/NACK을 전송하고, 그외 N-1 서브프레임에서는 ACK/NACK 용으로 할당된 리소스를 사용해서 ACK/NACK을 전송한다. 단말은 1107단계에서 CQI 전송은 생략한다.
만약 상기 1105 단계에서 단말이 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화를 판단하면 1108 단계로 진행한다. 908 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 단말은 상기 생성한 ACK/NACK과 CQI 정보를 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화한다. 그런 후 1109 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK과 CQI 정보의 joint coding 된 신호 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화된 신호를 CQI 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
만약 상기 1104 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 단말은 1110단계로 진행하여 ACK/NACK 전송을 할 것인지, CQI 정보 전송을 할 것인지 판단한다. 1110 단계에서 단말이 ACK/NACK 전송을 판단하면 단말은 1112 단계에서 기지국으로부터 수신한 데이터를 복호하여 오류여부를 판단하여, 오류가 없으면 ACK을 생성하고, 오류가 있으면 NACK을 생성한다. 그리고 1114 단계에서 단말은 상기 생성한 ACK/NACK을 상기 ACK/NACK 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 N 서브프레임에 걸쳐 전송한다.
상기 1110 단계에서 단말이 CQI 전송을 판단하면 단말은 1116 단계에서 기지국으로부터 수신한 RS로부터 채널 상태를 측정하여 CQI 정보를 사전 정의된 형식에 맞게 생성한다. 1118 단계에서 단말은 상기 생성한 CQI 정보를 상기 CQI 정보 전송용으로 할당된 리소스를 사용해서 전송한다.
도 12는 본 발명의 동작원리를 적용한 기지국의 ACK/NACK 혹은 CQI 정보 등의 제어정보 수신절차를 나타낸다.
1202 단계에서 기지국은 단말에게 상기 ACK/NACK 및 CQI 정보의 전송을 위한 리소스를 할당한다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 RB 정보, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값, 시간영역 orthogonal cover, 그리고 몇 개의 서브프레임에 걸쳐 반복해서 전송하는지를 나타내는 N 값이 되고, CQI 정보의 전송을 위한 리소스는 RB 정보 및 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트 값이 된다. 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 단말에게 전송하는 데이터채널 혹은 관련 제어채널과 연동되어 사전 약속에 의해 유추할 수 있도록하거나 혹은 명시적으로 시그널링을 통해 기지국으로부터 단말에게 알려줄 수 있다. 따라서 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 기지국이 각 단말에게 전송하는 데이터의 유무에 따라 동적으로 할당된다. 즉, 기지국이 단말에게 데이터를 전송하지 않으면 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스는 할당되지 않는다. 또한 추가적으로 기지국은 상기 ACK/NACK을 몇 번 (N)의 서브프레임에 걸쳐 반복해서 전송해야하는지를 단말한테 시그널링을 통해 알려준다. 상기 N 값은 기지국과 단말 사이의 거리, 무선 채널환경 등의 조건을 고려하여 사전에 정해진 소정의 요구되는 ACK/NACK수신 신뢰도를 만족하도록 결정한다. 예컨대, 일반적인 경우에는 상기 N = 1 로 결정하고, 단말이 셀경계 지역에 위치하는 등 요구되는 소정의 ACK/NACK 수신신뢰도를 N = 1 로써 만족하기 어려운 경우에 는 상기 N > 1 로 결정한다. 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 사전약속된 일정한 주기마다 CQI가 전송되도록 semi-static 하게 정해지거나, 혹은 기지국이 필요에 따라 설정하여 단말에게 알려주도록한다. 따라서 상기 CQI 전송을 위한 리소스는 상기 ACK/NACK 전송을 위한 리소스보다 비교적 긴 시간동안 변함없이 유지된다.
1204 단계에서 기지국은 특정 단말로부터 수신하고자 하는 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치는지를 판단한다. 상기 ACK/NACK의 단말 전송시점은 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신한 경우, 상기 데이터 수신 후 소정의 디코딩 처리시간 등을 거친 이후 시점으로 정의할 수 있다. 만약 기지국이 단말에게 데이터를 송신하지 않으면 단말의 상기 ACK/NACK 전송은 발생하지 않는다. 상기 CQI 정보는 사전 설정된 CQI 전송주기마다 전송하게 된다.
만약 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치게 되면 기지국은 1205 단계로 진행하여 단말이 CQI 정보 전송을 생략하고 ACK/NACK을 전송했는지, 혹은 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding하여 전송했는지, 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화하여 전송했는지 여부를 판단한다. 상기 판단은 기지국과 단말 사이에 사전에 설정한 약속에 따라 정해지거나 혹은 기지국이 단말에게 시그널링한 정보에 의해 정해진다.
상기 1205 단계에서 기지국은 단말이 상기 CQI 정보 전송은 생략하고 ACK/NACK만 전송한 것으로 판단하면, 1206 단계로 진행하여 기지국은 N 개의 서브프레임중에서 사전에 단말한테 CQI 전송용으로 할당한 서브프레밈의 CQI 용 리소스로부터 ACK/NACK 신호를 추출하고 그리고 그외 N-1 서브프레임의 ACK/NACK 용 리소 스로부터 ACK/NACK 추출한다. 그런 후 1207 단계에서 기지국은 상기 N 서브프레임에 걸처 추출한 ACK/NACK 신호를 컴바이닝한후 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다.
만약 상기 1205 단계에서 기지국은 단말이 상기 CQI 정보와 ACK/NACK을 joint coding 하거나 혹은 각각 코딩하여 시분할다중화해서 전송한 것으로 판단하면 1208 단계로 진행한다. 1208 단계에서 기지국은 CQI 전송용으로 사전에 단말에게 할당한 리소스로부터 상기 joint coding 되거나 혹은 시분할다중화된 신호를 추출한다. 그리고 1209 단계에서 단말은 상기 추출한 joint coding 신호 혹은 시분할다중화된 신호를 복호한 후, ACK/NACK을 추출하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다. 또한 단말은 상기 복호한 joint coding 신호 혹은 시분할다중화된 신호로부터 CQI 정보를 추출하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
만약 상기 1204 단계에서 상기 ACK/NACK과 CQI 정보의 단말 전송시점이 동일하게 겹치지 않으면 기지국은 1210 단계로 진행하여 ACK/NACK이 수신되었는지, CQI 정보가 수신되었는지 판단한다. 만약 기지국이 상기 ACK/NACK 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후 소정의 시간이 경과하여 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 ACK/NACK 임을 판단한다. 그리고 만약 기지국이 상기 CQI 정보 전송용 리소스를 단말에게 할당한 후, 사전설정된 단말의 CQI 정보전송 주기에 상기 리소스를 통해 수신하는 신호는 상기 CQI 정보임을 판단한다. 또한 1210 단계에서 기지국이 ACK/NACK 수신을 판단하면 1212 단계에서 기지국은 N 서브프레임에 걸처 ACK/NACK 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 ACK/NACK을 추출한다. 그런 후 1214 단계에서 기지국은 상기 N 서브프레임으로부터 추출한 ACK/NACK 신호를 컴바이닝한 후 복호하여 단말이 기지국으로부터 데이터를 오류없이 수신했는지 여부를 판단한다.
상기 1210 단계에서 기지국이 CQI 정보의 수신을 판단하면 1216 단계에서 기지국은 CQI 정보 전송용으로 단말에게 할당한 리소스로부터 CQI 정보를 추출한다. 그리고 1218 단계에서 기지국은 상기 추출한 CQI 정보를 복호하여 채널 상태를 판단 및 획득한다.
상기 제 4 실시 예의 송수신장치는 각각 상기 제 1 실시 예의 도 7과 도 8의 설명을 따른다. 단, ACK/NACK과 CQI 정보의 동시전송이 발생하는 경우 joint coding 혹은 시분할다중화와 관련된 송수신 동작이 추가되고, ACK/NACK을 N 서브프레임에 걸쳐 송수신하는 동작이 추가된다. 상기 결합 부호화(joint coding) 혹은 시분할다중화 동작은 상기 제 3 실시 예의 설명을 참조한다.
도 1은 LTE 시스템에서 PUCCH의 전송구조를 도시한 도면
도 2는 CQI 정보의 자원할당의 일례를 나타낸 도면
도 3은 ACK/NACK의 자원할당의 일례를 나타낸 도면
도 4는 CQI와 ACK/NACK의 자원할당의 일례를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예의 단말 송신 동작을 나타낸 절차도
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예의 기지국 수신 동작을 나타낸 절차도
도 7a 및 7b는 본 발명의 제 1 실시 예의 단말 송신 장치 나타낸 도면
도 8a 및 8b는 본 발명의 제 1 실시 예의 기지국 수신 장치 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예의 단말 송신 동작을 나타낸 절차도
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예의 기지국 수신 동작을 나타낸 절차도
도 11은 본 발명의 제 4 실시 예의 단말 송신 동작을 나타낸 절차도
도 12는 본 발명의 제 4 실시 예의 기지국 수신 동작을 나타낸 절차도
도 13은 본 발명의 CQI 정보와 ACK/NACK을 결합 부호화(joint coding) 하는 경우의 제어 정보의 구성 예를 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 CQI 정보와 ACK/NACK을 시분할 다중화하는 경우의 서브프레임 구성 예를 나타낸 도면

Claims (4)

  1. 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 전송 방법에 있어서,
    상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보 중 우선 순위가 높은 제어 정보를 선택하고, 상기 선택된 제어 정보를 우선적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
  2. 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 전송 장치에 있어서,
    상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 전송 시점이 겹치는 경우 우선적으로 전송할 제어 정보를 결정하고, 전송될 제어 정보의 값을 결정하는 제어부와,
    상기 제어부의 제어에 의해 생성된 값을 송신하도록 변환하여 상기 상향링크로 송신하는 송신부를 포함함을 특징으로 하는 자원 할당 장치.
  3. 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 수신 방법에 있어서,
    상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되었는가를 검사하는 과정과,
    상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되지 않은 경우 할당된 상향링크 자원에서 우선 순위가 높은 제어 정보만을 추출하여 판독하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 자원 할당에 따른 제어 정보 수신 방법.
  4. 직교 주파수 분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값을 사용한 CDM 방식의 제1제어 정보와 Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 쉬프트값 및 orthogonal cover를 사용한 CDM 방식의 제2제어 정보를 상향링크로 역방향 제어 정보의 수신 장치에 있어서,
    상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보의 상향링크 전송 시점이 겹치는 경우 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되었는가를 검사하여 상기 제1제어 정보와 상기 제2제어 정보가 함께 전송되지 않은 경우 할당된 상향링크 자 원에서 우선 순위가 높은 제어 정보만을 추출하도록 제어하는 제어부와,
    상기 추출된 정보로부터 우선 순위가 높은 제어 정보를 복조 및 복호를 수행하는 수신부를 포함함을 특징으로 하는 자원 할당에 따른 제어 정보 수신 장치.
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