KR20090007129A - 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 송수신 장치 및방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 송수신 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템의 상향링크에서 제어채널 정보의 복조를 위한 파일럿 심벌을 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다. 특히 본 발명에서는어떤 서브프레임에서 기지국은 단말로부터 CQI와 ACK/NACK을 모두 수신할 것을 기대하고 있는 상황에서 단말은 CQI 채널만을 전송하는 경우, 기지국이 상기 CQI 채널로부터 존재하지 않는 ACK 혹은 NACK 정보를 검출하는 false alarm을 방지하기 위한 RS 심벌 송수신 방법 및 장치를 제안한다.
SC-FDMA, CQI, ACK/NACK, RS symbol

Description

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 송수신 장치 및 방법{APPRATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING UPLINK CONTROL CHANNELS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은 무선통신 시스템에서 제어 채널을 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 상향링크로 제어 채널을 송수신하기 위한 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, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 차세대 이동통신 기술 표준인 EUTRA(Enhanced Universal Terrestrial Radio Access) 시스템이 그 한 예이다.
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) 방식과 단일 반송파 주파수 분할 다중접속(Single Carrier - Frequency Division Multiple Access : 이하 "SC-FDMA"라 함) 방식이 각각 EUTRA의 하향링크 및 상향링크 표준 기술로 각각 적용되고 있다.
EUTRA 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 반복(Repetition) 전송 된다.
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 대략 10- 2~10-4의 비트오율(Bit Error Rate : BER)이 요구되므로 CQI의 10-2~10-1의 블록오율 보다 낮은 오율이 요구된다.
EUTRA 시스템에서 단말이 데이터 없이 상향링크 제어정보 채널만을 전송할 경우에는, 특정 할당된 주파수 대역을 제어정보 전송용으로 사용한다. 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 EUTRA 시스템에서 상향링크로 제어정보 전송을 위한 물리채널인 PUCCH의 전송구조를 도시한 도면이다.
도 1에서 세로축은 시간 영역(Time Domain)을, 가로축은 주파수 영역(Frequency Domain)을 나타낸다. 시간 영역의 범위는 하나의 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. 한편, OFDM 전송이 적용되는 하향링크에서도 12 개의 서브캐리어 및 14 개의 OFDM 심벌로부터 하나의 RB가 구성된다.
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 제어정보의 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(108)을 통해 전송되다가, 두 번째 슬롯(106)에서는 주파수 도약이 되어 사전 할당된 다른 주파수 대역(109)을 통해 전송된다. 반면에 제어정보 #2는 첫 번째 슬롯(104)에서 사전 할당된 주파수 대역(109)을 통해 전송되다가, 두 번째 슬롯(106)에서는 주파수 도약이 되어 사전 할당된 다른 주파수 대역(108)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 채널추정에 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 Zadoff-Chu(이하 "ZC"로 칭함) 시퀀스가 논의되고 있다. 상기 ZC 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 채널추정 성능을 보인다. 또한 ZC 시퀀스는 Non-zero 쉬프트에 대한 순환 자동상관(circular autocorrelation)이 0인 특성이 있다. 따라서 동일 ZC 시퀀스를 사용하여 제어정보를 전송하는 단말(User Equipment : 이하 "UE"라 함)들은, 상기 ZC 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 ZC 시퀀스의 길이와 순환 쉬프트 값으로부터 결정된다. 상기 ZC 시퀀스는 RS 전송용 SC-FDMA 심벌에도 적용되어 순환 쉬프트 값으로서 서로 다른 단말간의 RS를 구분할 수 있다.
일반적으로, 상기 PUCCH에 사용되는 ZC 시퀀스의 길이는 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어 개수와 같은 12 샘플을 가정한다. 이 경우, ZC 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값은 최대 12가지가 있을 수 있으므로, 각각의 PUCCH에 서로 다른 순환 쉬프트 값을 할당함으로써 하나의 RB에 최대 12개의 PUCCH를 다중화할 수 있다. 통상 EUTRA 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 샘플 간격 이상의 순환 쉬프트 값을 적용하면, 상기 순환 쉬프트 값을 하나의 RB 내에 6개 이내로 제한한다. 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 ZC 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값으로 각 사용자별 CQI를 다중화하는 일례를 나타낸다.
도 2에서 세로축은(200) ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 값을 나타낸다. 무선 채널로서 TU 모델을 가정하면, 하나의 RB 내에 직교성의 급격한 손실없이 다중화 가능한 최대 채널의 개수는 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 ZC 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 ZC 시퀀스를 사용한 CDM 방식의 제어정보 전송에서, 제어정보 신호와 ZC 시퀀스가 어떻게 매핑되어 전송되는지 도 1을 참조하여 설명한다. 단말 i에 대해 길이가 N인 ZC 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.
ci,k,n = g(n+Δi) mod N . mi,k
여기서 k = 1, …, Nsym이고, n = 0, 1, …, N-1이며, Δi는 단말 i에 대한 ZC 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, ZC 시퀀스의 길이 N은 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어 개수와 같은 12이다. 한 단말의 관점에서 보면, 각각의 SC-FDMA 심벌마다 순환 쉬프트된 ZC 시퀀스가 적용되고, 전송하고자 하는 제어정보 신호는, 제어정보 전송용 SC-FDMA 심벌마다 하나의 변조심벌(modulation symbol)이 상기 시간영역 순환 쉬프트된 ZC 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 ZC 시퀀스를 사용한 CDM 방식의 제어정보 전송 방식에 더하여, 추가적으로 시간영역 직교커버(orthogonal cover)를 적용함으로써 상기 제어정보를 전송하는 PUCCH의 다중화 용량을 증대시킬 수 있다. 상기 직교커버의 대표적인 일례로 Walsh 시퀀스를 들 수 있다. 길이 M인 직교커버는 상호간에 직교성을 만족하는 M개의 시퀀스가 존재한다. 구체적으로, ACK/NACK과 같이 1 비트로 구성되는 제어 정보의 경우 시간영역 직교커버를 상기 ACK/NACK이 매핑되어 전송되는 SC-FDMA 심볼들에 적용함으로서 다중화 용량을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다. EUTRA 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 직교커버가 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 직교커버를 적용하고, 상기 RS 전송용 SC-FDMA 심벌 3개에 대해서는 길이 3인 직교커버를 적용한다. 기본적으로 상기 ACK/NACK 및 RS는 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 값으로서 사용자 구분이 가능하고, 상기 직교커버에 의해 추가적인 사용자 구분이 가능하게 된다. ACK/NACK의 코히어런트 수신을 위해서는 각각의 ACK/NACK과 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 ZC 시퀀스의 각각의 순환 쉬프트마다 길이 3인 서로다른 시간영역 직교커버를 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 직교커버는 4가지가 존재하는데 이중 3개의 직교커버를 사용하게 된다. 상기 ACK/NACK에 적용되는 직교커버는 사전 약속 혹은 시그널링에 의해 단말과 기지국 상호간에 공통적으로 인지하도록 한다. 따라서, 시간영역 직교커버를 사용하지 않는 경우에 비해 3배의 다중화 용량 증대가 가능하다.
도 3은 상기와 같은 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 구조에서, 동일 RB 내에서 상기 ZC 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트 값 및 추가적으로 시간영역 직교커버로 각 사용자별 ACK/NACK을 다중화하는 일례를 나타낸다.
상기 도 3에서 세로축은(300) ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 값을 나타내고, 가로축은 시간영역 직교커버(302)를 나타낸다. 무선 채널로서 TU 모델을 가정하면, 하나의 RB 내에 직교성의 급격한 손실없이 다중화 가능한 최대 순환 쉬프트 개수는 6이고, 추가적으로 길이 4인 직교커버를 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 ZC 시퀀스를 사용하되, 단말 #1로부터의 ACK/NACK(304)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 직교커버 '0'(364), 단말 #2로부터의 ACK/NACK(306)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 직교커버 '1'(366), 단말 #3으로부터의 ACK/NACK(308)은 순환 쉬프트 '0'(340) 및 직교커버 '2'(368), …, 단말 #16으로부터의 ACK/NACK(304)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 직교커버 '0'(364), 단말 #17로부터의 ACK/NACK(306)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 직교커버 '1'(366), 단말 #18로부터의 ACK/NACK(308)은 순환 쉬프트 '10'(360) 및 직교커버 '2'(368)를 각각 사용하여 전송하는 것을 나타낸다. 상기 직교커버(364, 366, 368)는 길이 4인 직교코드로서 상호간에 직교성을 만족한다.
상기와 같이 PUCCH를 통해 CQI 혹은 ACK/NACK을 전송하는 경우에 있어서, 한 단말이 CQI와 ACK/NACK을 하나의 서브프레임 내에 동시에 전송해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 그 대표적인 경우가 CQI를 전송하기 몇 서브프레임 전에 단말이 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 데이터 채널을 하향링크 제어채널을 통하여 스케줄링 받는 경우이다. 상기 단말은 상기 하향링크 스케줄링 제어채널을 수신 하여 상기 하향링크 데이터가 전송되는 RB로부터 상기 데이터를 수신하여 복호하고, 상기 복호 결과에 해당하는 ACK 혹은 NACK을 전송하게 된다. 이때, 상기 ACK/NACK을 전송해야 하는 서브프레임과 CQI를 전송해야 하는 서브프레임 타이밍이 일치하게 되면 단말은 ACK/NACK과 CQI를 상기 서브프레임 내에 함께 전송해야만 한다. 또한 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 하게 된다. ACK/NACK과 CQI를 전송할 때에도 RS를 전송하여야 한다. 그러나 아직 이러한 부분에 대하여는 표준에서 논의가 되지 않고 있어 ACK/NACK과 CQI의 동시 전송 및 RS의 동시 전송에 대한 송/수신 장치 및 방법이 필요하다.
이러한 경우 단말이 하향링크로 전송되는 스케줄링 제어채널의 수신에 실패하였을 때에도 단말은 전송한 CQI 채널을 전송할 수 있다. 그러면 기지국은 스케줄링 제어 채널에 대한 ACK 혹은 NACK 정보의 수신을 대기하게 되나, 실제로 단말은 CQI 정보를 전송하게 된다. 따라서 기지국과 단말간 상호 전송되는 제어 정보를 다르게 인지함으로써 통신 불능 상태를 초래할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 한 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보를 동시에 전송해야 하는 경우에 상기 정보들에 대한 제어 심벌을 송수신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에서는 단말을 위한 하향링크 스케줄링 제어채널 수신에 실패하였을 때 상기 단말이 전송한 CQI 채널을 ACK 혹은 NACK 정보로 잘못 인지하는 문제를 방지하기 위한 제어 심벌의 송/수신 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에서는 단말과 기지국간 전송되는 제어 정보를 정확하게 인지할 수 있는 제어 정보 송/수신 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 송신 장치는, 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 역방향으로 송신하기 위한 단말 장치로, 채널 상태 정보(CQI)의 전송 시점에서 기지국으로부터 수신된 정보에 대한 응답 신호(ACK/NACK)를 송신해야 하는가를 검사하고 두 정보를 모두 전송해야 하는 경우 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하며, 상기 채널 상태 정보만 전송해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 서브프레임을 생성하도록 제어하는 제어부와, 상기 생성된 신호를 서브프레임으로 구성하여 송신하는 송신부를 포함한다.
본 발명에 따른 송신 방법은, 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 제어 정보를 역방향으로 송신하기 위한 방법으로, 채널 상태 정보(CQI)의 전송 시점에서 기지국으로부터 수신된 정보에 대한 응답 신호(ACK/NACK)를 송신해야 하는가를 검사하는 과정과, 두 정보를 모두 전송해야 하는 경우 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하고, 상기 채널 상태 정보만 전송해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 서브프레임을 생성하여 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 수신 장치는, 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 수신하기 위한 기지국 장치로, 채널 상태 정보(CQI)의 수신 시점에서 단말로부터 응답 신호(ACK/NACK)를 수신해야 하는가를 검사하고, 두 정보를 모두 수신해야 하는 경우 수신된 제어 정보를 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하여 수신된 제어 정보를 복호하도록 제어하고, 상기 채널 상태 정보만 수신해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하여 수신된 제어 정보를 복호하도록 제어하는 제어부와, 수신된 제어 정보를 상기 제어부의 제어에 채널 추정하고, 복조 및 복호하는 수신부를 포함한다.
본 발명에 따른 수신 방법은, 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 제어 정보를 수신하기 위한 방법으로, 채널 상태 정보(CQI)의 수신 시점에서 단말로부터 응답 신호(ACK/NACK)를 수신해야 하는가를 검 사하는 과정과, 두 정보를 모두 수송해야 하는 경우 수신된 제어 정보를 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하고, 수신된 제어 정보를 복호하는 과정과, 상기 채널 상태 정보만 수신해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하고, 수신된 제어 정보를 복호하는 과정을 포함한다.
본 발명을 적용하면, 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어채널을 전송할 때, 상기 단말이 ACK/NACK 정보를 전송하지 않았음에도 기지국이 ACK 정보를 잘못 검출하는 오류 확률을 크게 줄임으로써, 단말이 수신하지 못한 하향링크 데이터 패킷이 기지국에서 폐기되는 문제를 방지할 수 있다. 그리고, 단말이 전송한 CQI 정보도 기지국이 정확하게 검출할 수 있도록 한다. 이를 통해 하향링크 시스템 용량의 증대를 가져올 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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 설명되는 본 발명에서는 한 단말이 ACK/NACK과 CQI 정보와 같은 제어 정보를 동시에 전송해야 하는 경우에 상기 제어 정보들과 함께 전송되는 RS 심벌을 송수신하는 장치 및 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
단말이 CQI를 전송하기 몇 서브프레임 전에 상기 단말이 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 데이터 채널을 하향링크 제어채널을 통하여 스케줄링 받는 경우 기지국은 상기 해당 서브프레임에서 상기 단말이 CQI와 ACK/NACK 정보를 모두 전송할 것을 예상하고 그에 따라 수신 동작을 한다. 하지만, 단말이 상기 하향링크 스케줄링 제어채널의 수신에 실패하게 되면 상기 단말은 상기 서브프레임에서 CQI 정보만을 전송하게 된다. 이 경우 기지국은 상기 단말로부터 수신한 상향링크 제어채널에 ACK/NACK과 CQI 정보가 함께 채널 코딩 혹은 TDM 된것으로 잘못 인식함으로써, 상기 제어채널에는 ACK/NACK 정보가 포함되어 있지 않음에도 불구하고 ACK 정보를 인식하는 오류가 발생할 수 있다. 그렇게 되면 상기 기지국은 상기 하향링크 스케줄링 채널에 의하여 스케줄링 된 데이터 패킷을 상기 단말이 성공적으로 수신한 것으로 잘못 인지하게 되어서, 상기 데이터 패킷을 폐기하고 새로운 데이터 패킷을 상기 단말에게 다음에 스케줄링하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 어떤 서브프레임에서 기지국은 단말로부터 CQI와 ACK/NACK을 모두 수신할 것을 기대하고 있는 상황에서 단말은 CQI 채널만을 전송하는 경우, 기지국이 상기 CQI 채널로부터 존재하지 않는 ACK 혹은 NACK 정보를 검출하는 오류 알람(false alarm)을 방지하기 위한 RS 심벌 송수신 방법 및 장치를 제안한다. 본 발명은 단말이 CQI 채널만 전송하는 경우와 CQI와 ACK/NACK 정보를 모두 전송하는 경우 다른 RS 심벌 패턴을 적용하여 전송한다는 것이다. 그리하여 단말이 CQI 정보만을 전송했는데 기지국은 CQI와 ACK/NACK 정보가 함께 전송된 것으로 가정하고 RS 심벌로부터 채널 추정할 경우 실제 채널과는 상이하게 다른 채널 추정값을 얻게 되어 채널 보상이 정상적으로 되지 않도록 한다. 그리하여, 상기 단말이 전송한 CQI 채널로부터 기지국 수신기가 ACK/NACK 정보를 잘못 검출하는 오류의 발생을 방지한다.
이하 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 셀룰러 무선통신 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
하기에서는 서로 다른 3가지의 실시 예들을 통하여 본 발명에서 제안하는 상향링크 RS 심벌 송수신 방법 및 장치를 자세히 설명한다.
<<제 1 실시 예>>
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, CQI만 전송하거나 혹은 CQI와 ACK/NACK을 함께 전송하는 경우를 위한 상향링크 제어채널의 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 도 4에 구체적으로 도시하지는 않았지만, PUCCH #k가 전송되는 RB 내에서 다른 단말의 CQI 혹은 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH는 상기 PUCCH #k와 다 른 순환 쉬프트의 ZC 시퀀스를 적용하여 전송될 수 있다. 또한 도 4에서는 PUCCH #k만 예로서 도시하였다. 도 4에서 b1, b2, …, b10은 상기 제어채널을 통하여 전송되는 제어정보의 변조심벌을 나타내며 RS1, RS2, RS3, RS4는 상기 제어정보 변조심벌을 수신기에서 복조할 수 있도록 하기 위한 RS 심벌이다. 앞에서 기술한 바와 같이 EUTRA 상향링크에서는 상기 심벌들이 각각 길이 12의 ZC 시퀀스와 곱해져서 전송된다.
도 4에 도시한 채널 구조의 주요한 특징은, 상기 제어채널 심벌들 b1, b2, …, b10을 통하여 CQI만 전송되는 경우와 상기 심벌들을 통하여 CQI와 ACK/NACK 정보가 함께 전송되는 경우에 RS 심벌의 패턴이 다르며, 특히 도 4의 예에서는 서로 직교 관계를 가진다. 즉, CQI만 전송되는 경우(400)에는 각 슬롯의 두 개의 RS 심벌이 [+1 +1]의 패턴(401,402)을 가지며 CQI와 ACK/NACK이 함께 전송되는 경우(403)에는 각 슬롯의 두 개의 RS 심범들이 [+1 -1]의 패턴(404,405)으로 전송된다.
상기와 같이 경우에 따라서 다른 패턴의 RS 심벌을 전송함으로써 ACK/NACK 정보에 대한 오류 알람(false alarm) 확률을 크게 낮출 수 있다, 가령 기지국이 전송한 하향링크 스케줄링 제어채널을 단말이 수신에 실패하여 해당 서브프레임에서 CQI 정보만을 RS 심벌 패턴 401과 402를 적용하여 단말이 전송할 때, 기지국 수신기는 단말이 CQI와 상기 하향링크 스케줄링 제어채널에 대한 ACK/NACK 정보를 RS 심벌 패턴 404와 405를 적용하여 전송한 것으로 가정하여 채널추정을 수행함으로써 완전히 엉뚱한 채널 추정값을 얻어서 단말이 송신한 심벌들을 정상적으로 복조 및 복호할 수 없게 된다. RS 심벌 패턴 401과 404는 서로 직교 관계에 있으므로 잘못된 RS 심벌 패턴을 수신기에서 적용하였을 때의 채널 추정값의 SNR은 정상적인 복조가 불가능할 정도의 매우 낮은 값이 된다.
본 발명의 제 1 실시 예에서 참조번호 400의 경우와 403의 경우에 대하여 각각 적용한 401과 402 및 404와 405의 RS 심벌 패턴은 한 예이며, 그외 다른 패턴도 적용 가능하다. CQI만 전송되는 경우와 CQI와 ACK/NACK이 함께 전송되는 경우의 RS 심벌 패턴을 다르게, 가령 직교성을 가지게 적용함으로써, 단말이 적용한 제어채널 포맷을 기지국이 잘못 알고 있는 경우 RS 심벌로부터의 채널추정이 크게 잘못되도록 함으로써 ACK/NACK 및 CQI 등의 정보를 기지국이 잘못 검출하는 경우를 크게 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 단말의 CQI 정보 송신 동작 절차를 도시한 것이다.
먼저 500 단계에서 단말은 CQI 정보를 전송할 주기가 되면 해당 서브프레임에서 전송할 CQI 정보를 생성한다. 이어 501 단계에서는 상기 서브프레임에서 ACK/NACK 정보를 CQI 정보화 함께 전송할 필요가 있는지를 판단하다. 가령 이전의 서브프레임에서 하향링크 데이터 패킷을 수신한 경우 그 복호 결과에 대한 ACK/NACK 정보를 상기 서브프레임에서 전송해야 할 수가 있다. 반면에, 단말이 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 하향링크 스케줄링 제어채널을 수신하는데 실패 하여 이를 수신한 것을 모르거나 기지국이 하향링크 데이터 패킷을 상기 단말에게 스케줄링 하지 않은 경우에는 단말은 ACK/NACK 전송을 필요로 하지 않게 된다. 이 처럼 상기 서브프레임에서 ACK/NACK 전송이 필요없는 경우에는 상기 단말은 502단계에서 상기 CQI 정보를 채널 코딩 후 상기 서브프레임 내에 해당 심벌들, 즉, 도 4의 b1, b2, …, b10의 심벌들에 매핑한다. 그런 후 단말은 503단계에서 상기 단말은 CQI만 전송되는 경우에 해당하는 RS 심벌 패턴(도 4에서는 401 및 402)을 RS 심벌들에 적용한다.
한편, 상기 서브프레임에서 ACK/NACK 정보를 CQI와 함께 전송해야 하는 경우에는 504 단계에서 상기 정보들을 함께 채널코딩 하거나 TDM 방식 등으로 상기 서브프레임 내의 해당 심벌들 b1, b2, …, b10들에 매핑하며, 505 단계에서 상기 경우에 해당하는 RS 심벌 패턴(도 4에서는 404 및 405)을 RS 심벌들에 적용한다. 최종적으로 506단계에서 각 SC-FDMA 심벌 별로 해당 ZC 시퀀스에 해당 심벌 값을 입혀서 전송한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 단말 송신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
CQI 생성기(601)와 ACK/NACK 생성기(603)는 각각 전송할 CQI 및 ACK/NACK을 생성한다. CQI 생성기(601)에서 생성된 CQI는 채널 부호기(605)로 입력되거나 또는 다중화기 및 부호기(607)로 입력된다. 상기 채널 부호기(605)는 CQI만을 전송하는 경우에 CQI 값을 채널 부호화한다. 반면에 CQI와 ACK/NACK이 동시에 전송되는 경우 CQI와 ACK/NACK는 다중화기 및 부호기(607)에서 다중화되어 채널 부호화된다. 제1스위치(609)는 제어기(611)의 제어에 의해 채널 부호기(605) 또는 다중화기 및 부호기(607) 중 하나의 출력을 제2스위치(615)로 입력되도록 스위칭한다.
또한 제어기(611)의 중요한 역할 중 하나는 단말이 CQI만 전송하거나 혹은 CQI와 ACK/NACK을 함께 전송하는가에 따라서 RS 심벌 발생기(613)로 본 발명에 따른 RS가 생성되도록 패턴의 제어 정보를 전송한다. 제2스위치(615)는 제어기(611)의 제어에 의해 슬롯 내 몇 번째 SC-FDMA 심벌 전송 타이밍인가에 따라서 제1스위치(609)에서 출력된 제어정보 심벌 혹은 RS 발생기(613)에서 출력된 RS 심벌을 출력하여, ZC 시퀀스 곱셈기(617)로 입력되도록 한다. 상기 ZC 시퀀스 곱셈기(617)에서 ZC 시퀀스와 곱해진 심벌은 FFT 변환기(619)를 거친 후 서브캐리어 사상기(621)에 의하여 상기 제어정보를 전송할 대역에 해당하는 IFFT 변환기(623)로 입력되도록 한다. 그러면 IFFT 변환기(623)는 IFFT 변환을 수행하여 무선부(도 6에 도시하지 않음)를 통해 무선 대역으로 상승 변환하여 전송되도록 한다.
상기 구조에서 상기 ZC 시퀀스가 주파수 영역에서 정의된 시퀀스일 경우에는, FFT 변환기(617)는 필요없이 ZC 시퀀스와 곱해진 심벌은 바로 서브캐리어 사상기(621)로 입력된다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국의 CQI 및 ACK/NACK 채널 수신 동작 절차를 도시한 도면이다.
먼저 700 단계에서 기지국은 목적 단말(target UE)로부터 CQI를 수신하기로 되어 있는 서브프레임을 인지한다. 그리하여, 기지국은 701 단계에서 상기 서브프레임 내의 매 SC-FDMA 심벌별로 해당 ZC 시퀀스로 상관을 수행하여 상관값을 얻는다. 상기 상관값은 채널보상이 이루어지고 나면 해당 SC-FDMA 심벌에 전송된 제어채널 변조 심벌의 추정값이 된다. 702 단계에서 기지국은 상기 서브프레임에서 상 기 단말이 ACK/NACK을 상기 CQI와 함께 전송하기로 되어 있는지를 판단한다. 상기 단말이 상기 서브프레임에서 CQI만 전송하기로 되어 있는 경우에는, 기지국은 703 단계에서 CQI만 전송하는 경우에 해당하는 RS 심벌 패턴을 적용하여 채널 추정값을 획득한다. 그리고 기지국은 704 단계에서 상기 채널 추정값을 CQI 심벌을 전송하는 SC-FDMA 심벌들에 적용하여 채널 보상을 수행한다. 이어 기지국은 705 단계에서 수신 제어채널 심벌들에 대하여 복조 및 채널 복호를 수행한다. 그런 후 기지국은 상기 채널 보상된 신호의 SNR이 너무 낮지 않으며 복호에 성공하였으면 709 단계에서 복호된 CQI 정보을 획득한다.
한편, 기지국이 몇 서브프레임 전에 상기 단말에게 하항링크 스케줄링 제어채널을 전송했다면 기지국은 상기 단말이 상기 CQI와 함께 상기 제어채널에 의하여 스케줄링된 데이터 패킷에 대한 ACK/NACK 정보를 함께 전송할 것으로 판단할 것이다. 이와 같이 ACK/NACK 정보도 함께 전송된 것으로 판단하면 706 단계에서 그 경우에 해당하는 RS 심벌 패턴을 적용하여 채널 추정값을 획득하고, 707 단계에서 상기 채널 추정값을 적용하여 수신된 제어채널 심벌들에 대하여 채널보상을 수행한다. 그리고, 기지국은 708 단계에서 CQI와 ACK/NACK을 함께 전송하는 경우에 해당하는 포맷으로 복조 및 복호를 수행하고, 채널보상 된 신호의 SNR이 너무 낮지 않으면 복호에 성공하면 복호된 ACK/NACK 정보 및 CQI 정보 획득하게 된다.
한편, 상기 경우에 대해서 복호에 실패하거나 채널 보상된 신호의 SNR이 매우 낮으면 기지국은 단말이 CQI만 전송했다고 가정하고 703단계, 704단계, 705단계, 709단계의 과정을 추가적으로 수행해 볼 수도 있다.
다른 한편, 또 다른 수신 방법으로써 도 4에서 참조번호 400의 경우를 가정한 RS 심벌 패턴으로부터 얻은 채널 추정값의 SNR과 참조번호 403의 경우를 가정한 RS 심벌 패턴으로부터 얻은 채널 추정값의 SNR을 비교하여 어떤 경우가 채널 추정값의 SNR이 더 높은지를 비교 판단함으로써 단말이 참조번호 400과 403 중 어떤 경우의 전송을 적용했는지를 알 수 있게 된다. 단말이 403의 포맷을 적용하여 CQI와 ACK/NACK을 함께 전송해야 했음에도 단말이 400의 포맷을 적용하여 CQI 정보만을 전송했다는 것을 기지국이 인지하게 되면, 기지국은 상기 단말이 하향링크 데이터 패킷에 대한 스케줄링 채널을 정상적으로 수신하지 못했다는 것도 알 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
무선부(도 8에 도시하지 않음)를 통해 수신된 신호는 FFT 변환기(801)를 통해 주파수 영역의 신호로 변환된다. 이와 같이 주파수 영역으로 변환된 신호는 서브캐리어 역사상기(803)에 의하여 해당 단말의 PUCCH 신호에 해당하는 서브캐리어 신호가 선택된다. 이후 선택된 서브캐리어는 ZC 시퀀스 상관기(805)에서 해당 심벌 구간에서 적용된 ZC 시퀀스와 상관이 수행된 후 IFFT 변환기(807)로 입력된다. IFFT 변환기(807)에서 출력된 신호는 제1역다중화기(809)를 통하여 현재의 SC-FDMA 심벌 인덱스에 따라서 RS 심벌일 경우에는 RS 심벌 디커버(813)로 입력되어 상기 RS 심벌에 실린 값을 디커버링한다. 그런 후 상기 RS 심벌 디커버(813)의 출력을 이용하여 채널 보상기(811)는 채널 추정값을 얻을 수 있게 된다. 이때, 제어 기(816)의 제어에 의해 CQI 정보만을 수신하는 경우와 CQI와 ACK/NACK 심벌을 함께 수신하는 경우에 따라서 그에 해당하는 RS 심벌 값으로 디커버링이 수행된다.
상기 제어기(816)에서 출력된 값을 바탕으로 하여서 채널 보상기(811)는 채널 추정 및 채널 보상을 수행한다. 즉, 제어채널 심벌은 제1역다중화기(809)를 거쳐서 채널 보상기(811)에서 채널 보상이 이루어진 후에 제2역다중화기(815)로 입력된다. 그러면 제2역다중화기(815)는 제어기(816)의 제어에 의하여 CQI 정보만을 수신하는 경우에는 채널 디코더(817)로 입력되어서 복호가 수행된 후 CQI 결정부(821)에서 CQI 정보에 대한 결정이 내려진다. 또한 상기 수신한 CQI 신호나 RS 신호의 수신 SNR이 낮을 경우에는 복호된 CQI 정보가 CQI 결정부(821)에서 폐기될 수도 있다.
한편, CQI와 ACK/NACK 심벌을 함께 수신하는 경우에는 채널 복호 및 역다중화기(819)에서 CQI 및 ACK/NACK 정보의 복호 및 역다중화가 이루어져서 CQI 결정부(821) 및 ACK/NACK 결정부(823)로 입력되어 각각 CQI 정보와 ACK/NACK 정보에 대한 결정이 내려진다. 상술한 바와 같이, 상기 수신한 CQI, ACK/NACK, RS 신호의 수신 SNR이 낮을 경우에는 복호된 정보들이 폐기될 수도 있다. 특히, 본 발명에서 제안하는 RS 구조를 적용하게 되면, 단말이 CQI 정보만을 전송했음에도 기지국이 ACK/NACK과 CQI 정보가 함께 전송된 것으로 오류를 발생하여 ACK/NACK 수신을 수행할 경우에는 수신 RS 신호의 SNR이 매우 낮아져서 ACK 혹은 NACK 등이 전송된 것으로 잘못 검출할 확률이 매우 낮아진다.
<<제 2 실시 예>>
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 CQI 전송 혹은 CQI와 ACK/NACK의 동시 전송을 위한 상향링크 제어채널의 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 4에 도시한 제 1 실시 예와의 차이점은 SC-FDMA 심벌에 긴 길이의 CP가 적용되어서 각 슬롯 내에 6 개의 심벌이 존재하며 그 중에 하나의 심벌이 RS 심벌이다. 상기 RS 심벌은 네 번째 심벌 구간에 전송된다.
도 9의 (a)에 도시한 구조에서는 단말이 상향링크로 제어채널로 CQI 정보만 전송하는 경우(900)에는 RS 심벌들에 [+1](901,902)의 패턴을 적용하고 CQI와 ACK/NACK 정보를 함께 전송하는 경우에는 [-1](904,905)의 패턴을 적용한다. 즉, 참조번호 900과 903의 경우에 대하여 서로 180도의 위상 차이를 가지는 RS 심벌 값을 적용하고 있다. 그리하여, 단말이 참조번호 900 포맷으로 제어정보와 RS 심벌을 전송하였는데 기지국은 참조번호 903의 포맷이 적용된 것으로 잘못알고 CQI와 ACK/NACK 정보를 수신하는 경우에는 180도 만큼 위상이 잘못된 RS 심벌로부터 채널을 추정하게 되어서, 단말이 전송한 제어 채널에는 실리지 않은 ACK/NACK 정보를 기지국이 잘못 검출하는 오류 알람(false alarm)을 피할 수 있게 된다. 좀더 자세히 설명하면, 단말이 전송한 CQI 채널의 부호어(codeword)를 X라고 할 때, 상기 부호어 X의 각 비트의 0과 1 값을 서로 반전하여 얻은 부호어가 CQI와 ACK/NACK을 함께 전송하였을 때 발생하지만 않는다면 상기와 같이 위상이 180도 차이가 나는 RS 심벌 값으로부터 기지국이 채널추정하여 복조하면 정상적인 복호가 거의 불가능해진다.
한편 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 CQI만 전송되는 경우(906)에는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 각각 [+1](907)과 [-1](908)의 RS 심벌 패턴이 적용되고, CQI와 ACK/NACK이 함께 전송되는 경우(911)에는 [-1](909)과 [+1](910)의 RS 심벌 패턴이 적용되어도 마찬가지로 상기 두 경우 간에 RS 심벌에 180도의 위상차가 발생하게 된다. 그리고, 반드시 서로 180도의 위상차를 가질 필요는 없으며 상기 제어채널들에 적용된 채널 코딩 방식에 따라서 상기 두 경우의 RS 심벌 패턴 간에 적합한 위상차를 가지도록 패턴을 적용하면 된다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이 EUTRA 상향링크에서 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯의 심벌들은 서로 다른 주파수 영역에 전송되어 많은 경우 각 슬롯 별로 독립적으로 채널 추정이 이루어지기 때문에, RS1과 RS2에 걸쳐서 참조번호 900과 903의 경우에 대해서 각각 [+1 +1]과 [+1 -1]의 RS 심벌 패턴을 적용함으로써 두 슬롯에 걸친 직교패턴을 적용하는 것은 단말의 이동성(mobility)이 크거나 도심 지역과 같은 채널 환경에서는 오류 알람을 낮추는 데에 기여하기 힘들다. 하지만, 상기와 같은 RS 심벌 패턴을 적용하는 것도 본 발명에서는 배제하지 않으며 단말의 이동성이 작고 교외 지역과 같은 채널 환경에서는 오류 알람을 낮추는 데에 기여할 수 있다. 하기의 제 3 실시예는 상기 설명한 바와 같이 두 슬롯에 걸쳐서 직교 관계를 가지는 RS 심벌 패턴을 상향링크 데이터 채널에 적용한 경우에 대한 것이다.
<<제 3 실시 예>>
도 10는 발명의 제 3 실시 예에 따라 상향링크 데이터 채널 전송 시의 RS 구 조를 도시한 도면이다.
EUTRA 상향링크에서는 SC-FDMA의 단일 반송파 전송 특성을 만족시키기 위하여, 한 단말이 데이터 채널과 제어채널을 한 서브프레임에서 동시에 전송해야 할 경우에는 상기 제어채널 심벌들은 데이터 채널의 전송 대역 내에 전송된다. 도 4에서 가로축은 시간 영역을 나타내며 세로축의 참조번호 1006은 임의의 한 상향링크 데이터 채널 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) #n의 대역폭을 나타내고 있다.
도 10에서는 상기의 PUSCH #n에 데이터만 전송될 경우(1000, 1010)와 제어정보가 함께 전송될 경우(1003, 1013)에 다른 RS 심벌 패턴이 적용되는 것이 도시되어 있다. 슬롯 내의 7개의 심벌 중에서 가운데 심벌에 RS가 전송된다. 도 10의 (a)에서는, 상기 PUSCH 대역(1006)에 데이터만 전송되는 경우(1000)에는 RS1과 RS2에 각각 [+1](1001)과 [+1](1002)의 심벌이 전송되고 데이터와 제어 정보가 함께 전송되는 경우(1003)에는 RS1과 RS2 각각 [+1](1004)과 [-1](1005)의 심벌이 전송된다. 즉, 두 슬롯 전체에 걸친 RS 심벌 패턴 [RS1 RS2]를 상기 두 경우에 대하여 비교하면, 각각 [+1 +1]과 [+1 -1]이 되어서 서로 직교 관계가 성립한다.
상기와 같이 경우에 따라 RS 심벌 패턴을 달리 적용함으로서 이전의 실시 예들에서 PUCCH에 대해 기술한 바와 같이 오류 알람을 줄일 수 있다. 제 1 실시 예의 경우와 유사하게, 기지국이 어떤 단말에게 하향링크 데이터 패킷을 하향링크 제어채널을 통하여 스케줄링 했는데 상기 단말이 상기 제어채널을 정상적으로 수신하지 못하여 상기 데이터 패킷에 대한 ACK/NACK을 전송할 서브프레임에서 ACK/NACK을 전 송하지 않는 문제가 발생할 수 있다, 그런데, 상기 서브프레임에서 상기 단말이 상향링크 데이터 패킷을 스케줄링 받았다면 상기 단말은 상기 서브프레임에서 상기 ACK/NACK 정보 없이 데이터 채널만 전송하게 된다.
즉, 단말은 제어정보 없이 RS 심벌 패턴 1001과 1002를 적용하여 데이터 채널을 전송했는데, 기지국은 상기 단말이 상기 데이터 채널에 제어정보를 함께 전송했다고 잘못 알고 있는 경우 기지국 수신기에서는 RS 심벌 패턴 1004와 1005를 적용하여 실제 채널과는 다른 채널 값을 추정하여 채널 보상을 수함으로써 상기 데이터 채널의 복조에 실패하게 된다. 이 경우 단말은 RS 심벌 패턴 1001과 1002를 적용하여 채널 추정 및 채널 보상 후 수신 데이터 채널에 대한 복호를 수행하여 성공하게 되면 상기 단말이 데이터 채널만 송신했다는 것을 알 수 있다. 혹은 다른 방법으로써 참조번호 1000의 경우를 가정한 RS 심벌 패턴으로부터 얻은 채널 추정값의 SNR과 참조번호 1003의 경우를 가정한 RS 심벌 패턴으로부터 얻은 채널 추정값의 SNR을 비교하여 어떤 경우가 더 큰 SNR의 채널추정값을 가지는지를 비교하여 단말이 참조번호 1000과 1003 중 어떤 전송 포맷을 적용했는지를 알 수 있게 된다.
한편, 도 10의 (b)는 제 2 실시 예와 유사하게, 참조번호 1010과 1013의 경우 간에 180도의 위상 차이가 나는 RS 심벌 패턴을 적용한 것이다. 즉, 단말이 PUSCH를 통하여 데이터 패킷만 전송하는 경우에는 RS1과 RS2에 [+1](1011, 1012)의 심벌이 전송되고 데이터와 제어 정보가 함께 전송되는 경우(1013)에는 [-1](1014, 1015)의 심벌이 전송된다. 도 10에서 (a)의 RS 심벌 구조는 PUSCH가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯 모두 동일한 주파수 대역에 전송되는 경우에 적합하고 도 10에서 (b)의 RS 심벌 구조는 PUCCH와 마찬가지로 PUSCH가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯 간에 전송 대역이 바뀌는, 즉 주파수 도약 전송하는 경우에 적합하다.
도 1은 EUTRA 상향링크 제어채널의 구조를 도시한 도면
도 2는 EUTRA 상향링크에서 CQI 채널의 다중화 구조의 예를 도시한 도면
도 3은 EUTRA 상향링크에서 ACK/NACK 채널의 다중화 구조의 예를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 상향링크 CQI 정보 전송 시의 RS 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 단말 송신 동작 절차를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 단말 송신 장치의 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국 수신 동작 절차를 도시한 도면
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기지국 수신 장치의 구조를 도시한 도면
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 상향링크 CQI 정보 전송 시의 RS 구조를 도시한 도면
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 상향링크 데이터 채널 전송 시의 RS 구조를 도시한 도면

Claims (4)

  1. 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 제어 정보를 역방향으로 송신하기 위한 방법에 있어서,
    채널 상태 정보(CQI)의 전송 시점에서 기지국으로부터 수신된 정보에 대한 응답 신호(ACK/NACK)를 송신해야 하는가를 검사하는 과정과,
    두 정보를 모두 전송해야 하는 경우 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하고, 상기 채널 상태 정보만 전송해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 서브프레임을 생성하여 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 송신 방법.
  2. 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 제어 정보를 수신하기 위한 방법에 있어서,
    채널 상태 정보(CQI)의 수신 시점에서 단말로부터 응답 신호(ACK/NACK)를 수신해야 하는가를 검사하는 과정과,
    두 정보를 모두 수송해야 하는 경우 수신된 제어 정보를 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하고, 수신된 제어 정보를 복호하는 과정과,
    상기 채널 상태 정보만 수신해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하고, 수신된 제어 정보를 복호하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 수신 방법.
  3. 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 역방향으로 송신하기 위한 단말 장치에 있어서,
    채널 상태 정보(CQI)의 전송 시점에서 기지국으로부터 수신된 정보에 대한 응답 신호(ACK/NACK)를 송신해야 하는가를 검사하고 두 정보를 모두 전송해야 하는 경우 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하며, 상기 채널 상태 정보만 전송해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 서브프레임을 생성하도록 제어하는 제어부와,
    상기 생성된 신호를 서브프레임으로 구성하여 송신하는 송신부를 포함함을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 송신 장치.
  4. 직교 주파수 다중 접속 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 수신하기 위한 기지국 장치에 있어서,
    채널 상태 정보(CQI)의 수신 시점에서 단말로부터 응답 신호(ACK/NACK)를 수신해야 하는가를 검사하고, 두 정보를 모두 수송해야 하는 경우 수신된 제어 정보를 미리 결정된 제1셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하여 수신된 제 어 정보를 복호하도록 제어하고, 상기 채널 상태 정보만 수신해야 하는 경우 상기 제1셋과 다른 제2셋의 기준 신호 시퀀스를 사용하여 채널을 추정하여 수신된 제어 정보를 복호하도록 제어하는 제어부와,
    수신된 제어 정보를 상기 제어부의 제어에 채널 추정하고, 복조 및 복호하는 수신부를 포함함을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널의 수신 장치.
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