KR20090034263A - 주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 제어 채널의자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 제어 채널의자원 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템에서 물리 채널의 자원 배치 및 이에 따른 송수신 방법에 관한 것으로서, 특히 주파수 다이버시티를 감안한 이종(異種) 하향링크 제어 채널의 자원 배치 및 송수신 방법에 관한 것이다. 본 발명은 LTE 시스템에서 정의하는 서로 다른 하향링크 물리 채널인 PCFICH, PHICH, PDCCH 등을 물리 자원인 미니 제어 채널 원소(mini-CCE)에 매핑하는 일련의 규칙을 정의함에 있어, 개별 제어 채널이 점유하는 물리 자원은 서로 충돌하지 않으면서 하나의 제어 채널은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해서 최대한 주파수 축 상에서 떨어진 미니 제어 채널 원소를 이용하여 구성되도록 매핑 규칙을 정의한다.
제어 채널의 자원 매핑은 2차원 상에 존재하는 미니 제어 채널 원소 자원을 미니 제어 채널 원소 번호 매기는 규칙에 의해 1차원으로 배열시키고 물리 채널의 자원 매핑 규칙에 따라 개별 제어 채널의 자원을 선택하는 과정으로 수행된다. 물리 채널의 자원 매핑 과정에서는 최대한 번호 간격이 큰 물리 자원을 선택하여 하나의 물리 채널을 구성하게 하는데, 번호 간격이 클수록 주파수 축 상에서 떨어져 있는 자원이 되도록 미니 제어 채널 원소의 번호가 매겨져 있기 때문에 주파수 다이버시티를 최대한 얻을 수 있다. 그리고 PCFICH용 미니 제어 채널 원소를 우선 선택하고 남은 미니 제어 채널 원소에서 PHICH용 미니 제어 채널 원소를 선택한 뒤 최종적으로 남은 미니 제어 채널 원소들을 이용하여 제어 채널 원소(CCE)를 구성하고 PDCCH용으로 사용하도록 하는 일련의 과정을 통해 개별 제어 채널이 점유하는 미니 제어 채널 원소들은 서로 충돌하지 않는 것을 보장한다.
SC-FDMA, CCE, 자원 할당, 제어 채널 전송, 패킷 데이터 채널채널, 다중화

Description

주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 제어 채널의 자원 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING CONTROL CHANNEL IN A FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM") 방식을 사용하는 통신 시스템에서 물리 채널의 자원 배치 및 이에 따른 송수신 방법에 관한 것으로서, 특히 주파수 다이버시티를 감안한 이종(異種) 하향링크 제어 채널의 자원 배치 및 송수신 방법에 관한 것이다.
최근 이동 통신 시스템에서는 유무선 채널에서 고속의 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중 방식에 대하여 활발하게 연구되고 있다. 상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 주파수 톤(frequency tone)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM : multi-carrier modulation) 방식의 일종이다.
이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 고주파 라디오에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였다. 그러나 멀티 캐리어들간의 직교 변조의 구현이 매우 어려운 문제였었기 때문에 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용하고, 보호구간에 순환 전치 심볼(Cyclic Prefix, 이하 "CP")의 삽입 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다.
이러한 기술적 발전에 힘입어 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(DAB: digital audio broadcasting)과 디지털 비디오 방송(DVB: digital video broadcasting), 무선 근거리 통신망(WLAN: wireless local area network) 그리고 무선 비동기 전송 모드(WATM: wireless asynchronous transfer mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되어지고 있다. 즉, 하드웨어적인 복잡도(complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 퓨리에 변환(FFT: fast Fourier transform)과 역 고속 퓨리에 변환(IFFT: inverse fast Fourier transform)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다.
상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: frequency division multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 톤 간의 직교성 (orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다. 또한 OFDM 방식은 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다. OFDM 방식의 다른 장점은 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하고, 다중경로 페이딩에 강하며, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: inter symbol interference) 영향을 줄일 수 있고, 하드웨어적으로 등화기(equalizer) 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스 (impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.
무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가우시안 잡음 (AWGN: additive white Gaussian noise) 외에도 페이딩(fading) 현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 음영(shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(Doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서, 무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 상기 저해 요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼로 구별되며 이들은 서로 직교 한다. 한편 주파수축 상의 자원은 서로 다른 톤으로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수축 상에서 특정 톤을 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(Resource Element, 이하 "RE")이라고 칭한다. 서로 다른 RE는 선택적 채널(selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA") 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 사상(寫像, 이하 매핑,mapping)이라고 한다.
특정 물리 채널의 운용 특성에 따라 사상법을 달리할 수 있는데, 송신기가 수신 채널의 상태를 인지하고 있는 상태에서 시스템의 전송 효율을 높이기 위해서 스케줄러를 사용하여 물리 채널을 매핑하는 경우에는 채널 상태가 유사한 RE의 집합에 하나의 물리 채널을 배치하고, 송신기가 수신 채널의 상태를 인지하지 못하는 상태에서 수신 오율을 낮추기 위한 목적으로 물리 채널을 매핑하는 경우에는 채널 상태가 매우 다를 것으로 예측되는 RE의 집합에 하나의 물리 채널을 배치하는 것이 바람직하다. 전자의 방식은 주로 지연시간에 민감하지 않은 한 사용자를 위한 데이터를 전송하는 경우에 적합하고, 후자의 방식은 주로 지연시간에 민감한 한 사용자 를 위한 데이터나 제어 정보, 또는 복수 사용자에게 전달하는 데이터나 제어 정보를 전송하는 경우에 적합하다. 후자의 방식이 채널 상태가 다른 자원을 사용하는 것은 다이버티시 이득을 얻기 위한 것으로, 한 OFDM 심볼 내에서는 주파수 축 상에서 최대한 떨어진 서브 캐리어에 mapping하면 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
최근 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라는 이름으로 기지국과 단말기 간 무선 링크 표준화 작업이 진행 중이다. OFDMA와 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Domain Multiple Access)를 각각 하향링크와 상향링크의 다중화 방식으로 채택한 것이 LTE 시스템의 가장 큰 특징이다. 본 발명은 LTE 시스템 하향링크의 제어 채널들을 RE에 mapping하는 방법을 제안한다.
도 1은 LTE 시스템에서 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 하나의 자원 블록(Resource Block, 이하 "RB")은 주파수 축으로 12개의 톤과 시간 축으로 14 OFDM 심볼로 구성되어 있다. RB 1(111)은 첫 번째 RB을 나타내며 도 1에서는 RB K(113)까지 총 K개의 RB로 구성된 대역폭을 나타내고 있다. 시간 축에서 14 OFDM 심볼은 하나의 서브프레임(117)을 구성하며 시간 축 상에서 자원 할당의 기본 단위가 된다. 하나의 서브프레임(117)은 1ms의 길이를 가지며 두 개의 슬롯(115)으로 구성된다.
기준 신호(Reference Signal, 이하 "RS")는 단말기가 채널 추정을 할 수 있도록 기지국과 약속된 신호가 전송되는 것으로 RS0(100), RS1(101), RS2(102), RS3(103)는 각각 안테나 포트 1,2,3,4로부터 송신되는 RS를 의미한다. 만약 송신 안테나 포트가 하나만 사용된다면 RS1(101)은 송신에 사용되지 않고 RS2(102), RS3(103)은 데이터 혹은 제어 신호 심볼 전송에 사용된다. 만약 송신 안테나 포트가 둘로 정의되었다면 RS2(102), RS3(103)은 데이터 혹은 제어 신호 심볼 전송에 사용된다.
주파수 축 상에서 RS가 배치되는 RE의 절대적 위치는 셀 별로 다르게 설정되지만 RS간의 상대적인 간격은 일정하게 유지된다. 즉 동일한 안테나 포트의 RS는 6개의 RE 간격을 유지하며 RS0(100), RS1(101) 간의 간격과 RS2(102), RS3(103)의 간격은 3개의 RE 간격을 유지한다. RS의 절대적 위치가 셀 별로 설정되는 이유는 RS의 셀 간 충돌을 피하기 위함이다.
한편 제어 채널(control channel)은 시간 축 상에서 한 서브프레임의 선두에 위치한다. 도 1에서(119)는 제어 채널이 위치할 수 있는 영역을 도시한 것이다. 제어 채널은 서브프레임의 선두 L개의 OFDM 심볼에 걸쳐 전송될 수 있다. L은 1,2 또는 3의 값을 가질 수 있다. 제어 채널의 양이 적어서 하나의 OFDM 심볼로 전송이 충분한 경우에는 선두 1개의 OFDM 심볼만이 제어 채널 전송에 사용되고(L=1) 나머지 13개의 OFDM 심볼은 데이터 채널 전송에 사용된다. 제어 채널이 2개의 OFDM 심볼을 소비할 경우 선두 2개의 OFDM 심볼만이 제어 채널 전송에 사용되고(L=2) 나머지 12개의 OFDM 심볼은 데이터 채널 전송에 사용된다. 그리고 제어 채널의 양이 많아서 3개의 OFDM 심볼을 모두 사용하여야 하는 경우에는, 선두 3개의 OFDM 심볼이 제어 채널 전송에 사용되고(L=3) 나머지 11개의 OFDM 심볼이 데이터 채널 전송에 사용된다.
제어 채널을 서브프레임의 선두에 위치시키는 이유는 단말기가 우선 제어 채널을 수신하여 자신에게 전송되는 데이터 채널의 전송 여부를 인지함으로써 데이터 채널 수신 동작을 수행할 것인가를 판단하기 위함이다. 따라서 만약 자신에게 전송되는 데이터 채널이 없다면 데이터 채널 수신을 할 필요가 없고 데이터 채널 수신 동작에서 소모되는 전력을 아낄 수 있다.
LTE 시스템에서 정의하는 하향링크 제어 채널은 물리 채널 형식 지시 채널(Physical Channel Format Indication Channel, 이하 PCFICH), 패킷(Physical H-ARQ Indicato, 이하 PHICH), 패킷 전용 제어 채널(Packet Dedicated Control Channel, 이하 PDCCH) 등이 있다. PCFICH는 제어 채널 포맷 지시(Control Channel Format Indicator, 이하 CCFI) 정보를 전송하기 위한 물리채널이다. CCFI란 제어 채널이 위치할 수 있는 영역 L을 알려주기 위해 2 bit로 구성된 정보이다. 우선적으로 CCFI를 수신하여야 제어 채널을 수신할 수 있으므로, PCFICH는 고정적으로 하향링크 자원이 할당된 경우를 제외한 모든 단말기가 서브프레임에서 최초로 수신해야 하는 채널이다. 그리고 PCFICH를 수신하기 전에는 L을 알 수 없기 때문에 PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되어야만 한다. PHICH는 하향링크 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 물리채널이다. PHICH를 수신하는 단말기는 상향링크에서 데이터 송신을 진행 중인 단말기이다. 따라서 PHICH의 개수는 상향링크에서 데이터 송신을 진행 중인 단말기의 수에 비례하게 된다. PHICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되거나(LPHICH=1) 세 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송된다(LPHICH=3). LPHICH는 셀마다 정의하는 파라미터로 셀의 크기가 큰 경우에는 한 OFDM 심볼만으로 PHICH를 전송하기 힘들 수 있기 때문에 이를 조정하기 위해 도입된 것이다. PDCCH는 데이터 채널 할당 정보 혹은 전력제어 정보 등을 송신하는 물리 채널이다.
PDCCH는 수신하는 단말기의 채널 상태에 따라서 채널 부호화율을 다르게 설정할 수 있다. PDCCH는 변조 방식으로 QPSK를 고정적으로 사용하기 때문에 채널 부호화율을 변경하려면 하나의 PDCCH가 사용하는 자원의 양을 변경해야 한다. 채널 상태가 양호한 단말기에게는 높은 채널 부호화율을 적용하여 사용하는 자원의 양을 줄일 수 있도록 한다. 반면에 채널 상태가 불량한 단말기에게는 사용하는 자원의 양을 늘리더라도 높은 채널 부호화율을 적용하여 수신이 가능하도록 한다. 개별 PDCCH가 소모하는 자원의 양은 제어 채널 요소(Control Channel Element, 이하 "CCE")라는 단위로 결정된다. 채널 상태가 양호한 단말기를 위해서 최소 하나의 CCE만으로 PDCCH를 구성하고 채널 상태가 불량한 단말기를 위해서 최대 8개의 CCE를 이용하여 PDCCH를 구성한다. 하나의 PDCCH를 구성하는데 사용하는 CCE의 개수는 1,2,4,8 중의 한 값이다. CCE는 NCCE개의 미니 제어 채널 요소(이하 mini-CCE)의 집합으로 구성된다. mini-CCE는 주파수 축 상에서 RS에 사용된 RE를 제외한 4개의 연속된 RE의 집합이다. NCCE는 9라면, 하나의 PDCCH를 구성하는데 사용하는 RE의 개수는 36, 72, 144, 288 중의 한 값이다.
Mini-CCE는 PCFICH와 PHICH를 구성하는 자원의 기본 단위이다. PCFICH와 PHICH는 일정량의 자원을 사용하는데 PDCCH와의 다중화와 송신 다이버시티를 적용하기 용이하게 하기 위해서 mini-CCE의 집합으로 자원의 양이 결정된다. 하나의 PCFICH는 NPCFICH개의 mini-CCE를 사용하여 구성하며 하나의 PHICH는 NPHICH개의 mini-CCE를 사용하여 구성한다. NPCFICH=4이고 NPHICH=3이라면 PCFICH는 16 RE를 사용하고 PHICH는 12 RE를 사용한다.
PHICH는 여러 ACK/NACK 신호를 다중화 하기 위해 CDM(Code Domain Multiplexing) 기법을 적용한다. 하나의 mini-CCE에는 4개의 PHICH가 CDM으로 다중화되고, 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해서 NPHICH 개수만큼 주파수 축 상에서 최대한 떨어지도록 반복 전송된다. 따라서 NPHICH개의 mini-CCE를 사용하면 4개 혹은 그 이하의 PHICH를 구성할 수 있다. 4개를 초과하는 PHICH를 구성하기 위해서는 또 다른 NPHICH개의 mini-CCE를 사용하여 한다. 필요한 PHICH의 개수가 M이라면 ceil(M/4)ㅧ NPHICH개의 mini-CCE, 즉 4ㅧceil(M/4)ㅧ NPHICH개의 RE를 사용하게 된다. 여기서 ceil(x)는 x보다 작지 않은 최소 정수를 구하는 올림함수이다.
본 발명은 개별 제어 채널이 점유하는 물리 자원이 서로 충돌하지 않고, 하나의 제어 채널은 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 매핑 하여 제어 정보를 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치는 안테나 포트의 개수와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 따라 시간을 우선하여 mini-CCE의 번호를 매긴 후 상기 mini-CCE를 번호순으로 배열하는 제어기와, 상기 mini-CCE들 중 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE를 선별하여 배열하고 제1 제어 채널을 매핑하고, 상기 제1 제어 채널 매핑에 사용되지 않은 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE와 두번째 이후의 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들을 상기 번호순으로 재배열하고 상기 재배열된 잔여 mini-CCE들에 제2 제어 채널을 매핑하는 사상기와 상기 매핑된 제1 제어 채널 및 제2 제어 채널을 전송하는 전송부를 포함한다.
본 발명의 송신 방법은 안테나 포트의 개수와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 따라 시간을 우선하여 mini-CCE의 번호를 매기는 과정과, 상기 mini-CCE를 번호순으로 배열하는 과정과, 상기 mini-CCE들 중 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE를 선별하여 배열하는 과정과, 상기 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들에 제1 제어 채널을 매핑하는 과정과, 상기 제1 제어 채널 매핑에 사용되지 않은 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE와 두번째 이후의 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들을 상기 번호순으로 재배열하는 과정과, 상기 재배열된 잔여 mini-CCE들에 제2 제어 채널을 매핑하는 과정과 상기 매핑된 제1 제어 채널 및 제2 제어 채널을 전송하는 과정을 포함한다.
제어 채널의 자원 매핑은 2차원 상에 존재하는 mini-CCE 자원을 mini-CCE 번호 매기는 규칙에 의해 1차원으로 배열시키고 물리 채널의 자원 mapping 규칙에 따라 개별 제어 채널의 자원을 선택하는 과정으로 수행된다. 물리 채널의 자원 매핑 과정에서는 최대한 번호 간격이 큰 물리 자원을 선택하여 하나의 물리 채널을 구성하게 하는데, 번호 간격이 클수록 주파수 축 상에서 떨어져 있는 자원이 되도록 mini-CCE의 번호가 매겨져 있기 때문에 주파수 다이버시티를 최대한 얻을 수 있다. 그리고 PCFICH용 mini-CCE를 우선 선택하고 남은 mini-CCE에서 PHICH용 mini-CCE를 선택한 뒤 최종적으로 남은 mini-CCE들을 이용하여 CCE를 구성하고 PDCCH용으로 사용하도록 하는 일련의 과정을 통해 개별 제어 채널이 점유하는 mini-CCE들은 서로 충돌하지 않는 것, 즉 중복 정의되지 않는 것을 보장한다.
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 설명되는 본 발명에서는 발명의 이해를 돕기 위하여, mini-CCE 번호 매기기와 물리채널의 자원 매핑, 제어 채널의 자원 매핑으로 구분하여 설명하도록 한다. 특히 mini-CCE 번호 매기기를 설명함에 있어서는, 이해를 돕기 위하여, 각 안테나 포트의 개수(이하 Nant)와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수 L에 따라 구체적으로 살펴보도록 한다. 상기 각 설명에 따른 본 발명은, mini-CCE 번호 는 시간을 우선하여 번호를 매기고, 이를 이용하여 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택 물리 채널에 매핑한 후, 상기 물리 채널에 PCFICH, PHICH 및 PDCCH 등의 제어 채널을 매핑함으로써 이루어진다.
(mini-CCE 번호 매기기)
물리 자원인 개별 mini-CCE를 어느 제어 채널 구성에 사용할 것인지를 결정하는 규칙을 정하기 위해 우선 mini-CCE의 번호를 매기는 방법을 정의한다. mini-CCE 번호 매기는 방법은 안테나 포트의 개수 Nant와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수 L에 따라 다르게 정의되는데, 2차원의 mini-CCE를 시간 축 상에서 우선 번호를 매기는 규칙을 공통적으로 적용한다.
도 2는 Nant=4이고 L=3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 제어자원 블록이란 주파수 축 상에서 12 RE와 시간 축 상에서 L개의 OFDM 심볼로 구성된 자원의 집합을 의미한다. 12 RE는 한 RB를 구성하는 주파수 축 상 자원의 개수와 동일 한다. LTE 시스템에서는 한 RB 내에는 채널 응답이 거의 차이 없다는 가정 하에서 RB를 구성하는 주파수 축 상에서 12 RE를 한 RB로 정의하였다. 이 가정을 토대로 한 제어자원 블록 내에서는 채널 응답이 거의 차이 없다고 할 수 있다. 도 2의 RS의 위치는 셀에서 정하는 바에 따라 다를 수 있으나 mini-CCE의 번호를 매기는 데에 영향을 주지는 않는다.
도 2에서 도시한 바와 같이 Nant=4이고 L=3일 때, 하나의 제어 자원 블록은 7 개의 mini-CCE를 포함하게 된다. 200은 0번 mini-CCE를 나타낸다. 하나의 mini-CCE는 4개의 유효 RE로 구성되어야만 하는데, mini-CCE 0에서 2개의 RE가 RS0와 RS1에 사용되었으므로 RS를 포함하면 6개의 RE로 구성된다. 시간 우선 번호 매기기를 적용하면 다음 mini-CCE인 1번 mini-CCE는 다음 OFDM 심볼에 위치한 201이다. 마찬가지로 2개의 RE가 RS2와 RS3에 사용되었으므로 RS를 포함하면 6개의 RE로 구성된다. 2번 mini-CCE는 다음 OFDM 심볼에 위치한 202이다. Subframe에서 세 번째 OFDM 심볼에는 RS가 정의되어 있지 않기 때문에 순수하게 4개의 RE가 하나의 mini-CCE를 구성한다. 3번 mini-CCE는 202와 동일 OFDM 심볼에 위치한 203이다. 마찬가지로 시간 우선 번호 매기기 규칙을 적용하면 4번, 5번, 6번 mini-CCE는 각각 첫 번째, 두 번째, 세 번째 OFDM 심볼에 위치한 204, 205, 206이 되며 4번 mini-CCE(204)와 5번 mini-CCE(205)는 RS로 인해 6개의 RE를 포함하게 된다.
도 3은 Nant=4이고 L=3일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호 매기는 방법을 도시한 것이다. 도 2에서는 하나의 제어자원 블록 내에서 mini-CCE 번호 매기는 방법이 소개되었는데, 전 시스템 대역에 걸쳐 mini-CCE의 번호가 어떻게 매겨지는지를 도 3에서 설명하고 있다. 제어자원 블록 0(210) 내의 mini-CCE 번호는 도 2와 같고 제어자원 블록 1(211)도 동일한 방식으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다. Mini-CCE의 번호를 일반적으로 설명하자면 제어자원 블록 K(213)에서는 7K번째 mini-CCE부터(7K+6)번째 mini-CCE까지 총 7개의 mini-CCE가 정의되며, 그 순서는 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226과 같다. 이중 220과 224는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하고 221, 225는 두 번째 OFDM 심볼에 위치하며 222, 223, 226은 세 번째 OFDM 심볼에 위치한다. 특정 mini-CCE가 몇 번째 OFDM 심볼에 위치하는지는 해당 mini-CCE 번호를 7로 나눈 나머지를 보고 판단할 수 있다. 나머지가 0 또는 4이면 첫 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 1 또는 5이면 두 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 2, 3, 또는 6이면 세 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE이다.
시간 우선 번호 매기기는 두 mini-CCE의 번호 차이가 클수록 주파수 상에서 멀리 떨어져 있다는 특성을 이용한 것이다. 따라서 추후 매핑 규칙을 정의함에 있어서, 번호 차이가 큰 mini-CCE들로 하나의 물리 채널을 구성하면 주파수 다이버시티 이득을 최대한 얻을 수 있는 특성을 활용할 수 있다.
도 4는 Nant=2이고 L=3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 도 2와의 차이점은 2번째 OFDM 심볼에서는 RS가 정의되지 않았기 때문에 2번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE(301, 303, 306)는 4개의 RE로 구성된다는 것이다. 제어자원 블록 0(210)는 총 8개의 mini-CCE를 포함하며, 시간 우선 번호 매기기가 마찬가지로 적용되어 0번 mini-CCE부터 7번 mini-CCE까지 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307의 순서로 번호가 매겨진다.
도 5는 Nant=1이고 L=3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 안테나 포트가 1개만 정의되어 RS0만 필요하지만 RS1의 자리는 비워두기 때문에 실질적으로 mini-CCE 구성에 활용 가능한 유효 RE의 위치와 개수는 안테나 포트가 2개 정의된 경우와 동일하다. 따라서 비록 안테나 포트의 수는 도 4와 차이 가 있지만 mini-CCE의 번호는 도 4에서와 동일하다. 0번 mini-CCE부터 7번 mini-CCE까지 310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317의 순서로 번호가 매겨진다.
도 6은 Nant=1 또는 2이고 L = 3일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호 매기는 방법을 도시한 것이다. 도 4와 도 5에서 하나의 제어자원 블록 내에서 mini-CCE 번호 매기는 방법이 소개되었는데, 전 시스템 대역에 걸쳐 mini-CCE의 번호가 어떻게 매겨지는지를 도 6에서 설명하고 있다. 제어자원 블록 0(210) 내의 mini-CCE 번호는 도 4, 도 5에서와 같고 제어자원 블록 1(211)도 동일한 방식으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다. Mini-CCE의 번호를 일반적으로 설명하자면 제어자원 블록 K(213)에서는 8K번째 mini-CCE부터(8K+7)번째 mini-CCE까지 총 8개의 mini-CCE가 정의되며, 그 순서는 330, 331, 332, 333, 334, 335, 336, 337과 같다. 이중 330과 335는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하고 331, 333, 336은 두 번째 OFDM 심볼에 위치하며 332, 334, 337은 세 번째 OFDM 심볼에 위치한다. 특정 mini-CCE가 몇 번째 OFDM 심볼에 위치하는지는 해당 mini-CCE 번호를 8로 나눈 나머지를 보고 판단할 수 있다. 나머지가 0 또는 5이면 첫 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 1, 3 또는 6이면 두 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 2, 4, 또는 7이면 세 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE이다.
도 7은 Nant=4이고 L=2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 하나의 제어 자원 블록은 4개의 mini-CCE를 포함하게 된다. 시간 우선 번호 매기기를 적용하여 0번 mini-CCE부터 3번 mini-CCE까지 400, 401, 402, 403의 순서로 번호가 매겨진다. 모든 mini-CCE는 RS를 포함하고 있어서 6개의 RE로 구성되어 있는 것을 확인 할 수 있다.
도 8은 Nant=4이고 L=2일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호 매기는 방법을 도시한 것이다. 도 7에서는 하나의 제어자원 블록 내에서 mini-CCE 번호 매기는 방법이 소개되었는데, 전 시스템 대역에 걸쳐 mini-CCE의 번호가 어떻게 매겨지는지를 도 8에서 설명하고 있다. 제어자원 블록 0(210) 내의 mini-CCE 번호는 도 7과 같고 제어자원 블록 1(211)도 동일한 방식으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다. mini-CCE의 번호를 일반적으로 설명하자면 제어자원 블록 K(213)에서는 4K번째 mini-CCE부터(4K+3)번째 mini-CCE까지 총 4개의 mini-CCE가 정의되며, 그 순서는 400, 401, 402, 403과 같다. 이중 400과 402는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하고, 401, 403은 두 번째 OFDM 심볼에 위치한다. 특정 mini-CCE가 몇 번째 OFDM 심볼에 위치하는지는 해당 mini-CCE 번호를 4로 나눈 나머지를 보고 판단할 수 있다. 나머지가 0 또는 2이면 첫 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 1 또는 3이면 두 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE이다.
도 9는 Nant=2이고 L=2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 도 7과의 차이점은 2번째 OFDM 심볼에서는 RS가 정의되지 않았기 때문에 2번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE(501, 502, 504)는 4개의 RE로 구성된다는 것이다. 제어자원 블록 0(210)는 총 5개의 mini-CCE를 포함하며, 시간 우선 번호 매기기가 마찬가지로 적용되어 0번 mini-CCE부터 4번 mini-CCE까지 500, 501, 502, 503, 504의 순서로 번호가 매겨진다.
도 10은 Nant=1이고 L=2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 안테나 포트가 1개만 정의되어 RS0만 필요하지만 RS1의 자리는 비워두기 때문에 실질적으로 mini-CCE 구성에 활용 가능한 유효 RE의 위치와 개수는 안테나 포트가 2개 정의된 경우와 동일하다. 따라서 비록 안테나 포트의 수는 도 9와 차이가 있지만 mini-CCE의 번호는 도 9에서와 동일하다. 0번 mini-CCE부터 4번 mini-CCE까지 510, 511, 512, 513, 514의 순서로 번호가 매겨진다.
도 11은 Nant=1 또는 2이고 L=2일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호 매기는 방법을 도시한 것이다. 도 9와 도 10에서 하나의 제어자원 블록 내에서 mini-CCE 번호 매기는 방법이 소개되었는데, 전 시스템 대역에 걸쳐 mini-CCE의 번호가 어떻게 매겨지는지를 도 11에서 설명하고 있다. 제어자원 블록 0(210) 내의 mini-CCE 번호는 도 9, 도 10에서와 같고 제어자원 블록 1(211)도 동일한 방식으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다. mini-CCE의 번호를 일반적으로 설명하자면 제어자원 블록 K(213)에서는 5K번째 mini-CCE부터(5K+4)번째 mini-CCE까지 총 5개의 mini-CCE가 정의되며, 그 순서는 530, 531, 532, 533, 534와 같다. 이중 530과 533은 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하고 531, 532, 534는 두 번째 OFDM 심볼에 위치한다. 특정 mini-CCE가 몇 번째 OFDM 심볼에 위치하는지는 해당 mini-CCE 번호를 5로 나눈 나머지를 보고 판단할 수 있다. 나머지가 0 또는 3이면 첫 번째 OFDM 심볼에, 나머지가 1, 2 또는 4이면 두 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE이다.
도 12는 Nant=2이고 L=1일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 하나의 제어 자원 블록은 2개의 mini-CCE를 포함하게 된다. 하나의 OFDM 심볼만이 제어 채널 전송에 사용되기 때문에 시간 우선 번호 매기기를 적용하더라도 단순히 주파수 축 상에서 번호를 매긴 것과 다르지 않다. 0번 mini-CCE와 1번 mini-CCE는 600, 601의 순서로 번호가 매겨진다. 모든 mini-CCE는 RS를 포함하고 있어서 6개의 RE로 구성되어 있는 것을 확인 할 수 있다.
도 13은 Nant=1이고 L=1일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호를 도시한 것이다. 안테나 포트가 1개만 정의되어 RS0만 필요하지만 RS1의 자리는 비워두기 때문에 실질적으로 mini-CCE 구성에 활용 가능한 유효 RE의 위치와 개수는 안테나 포트가 2개 정의된 경우와 동일하다. 따라서 비록 안테나 포트의 수는 도 12와 차이가 있지만 mini-CCE의 번호는 도 12에서와 동일하다. 0번 mini-CCE와 1번 mini-CCE는 600, 601의 순서로 번호가 매겨진다.
도 14는 L=1일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호 매기는 방법을 도시한 것이다. 도 12와 도 13에서 하나의 제어자원 블록 내에서 mini-CCE 번호 매기는 방법이 소개되었는데, 전 시스템 대역에 걸쳐 mini-CCE의 번호가 어떻게 매겨지는지를 도 14에서 설명하고 있다. 제어자원 블록 0(210) 내의 mini-CCE 번호는 도 12, 도 13에서와 같고 제어자원 블록 1(211)도 동일한 방식으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다. Mini-CCE의 번호를 일반적으로 설명하자면 제어자원 블록 K(213)에서는 2K번째 mini-CCE부터(2K+1)번째 mini-CCE까지 총 2개의 mini-CCE가 정의되며, 그 순서는 630, 631과 같다. 하나의 OFDM 심볼만이 제어 채널 전송에 사용되기 때문에 시간 우선 번호 매기기를 적용하더라도 단순히 주파수 축 상에서 번호를 매긴 것과 다르지 않으며 모든 mini-CCE는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한다.
상기 mini-CCE 번호 매기기는 다음과 같은 방법으로 기술될 수 있다. Mini-CCE는 mini-CCE를 구성하는 RE 중 첫 RE에 의해 대표된다. 즉, k는 주파수 상에서의 서브 캐리어 인덱스이고, l은 시간 상에서의 OFDM 심볼 인덱스라고 할 때, 하나의 RE는 (k,l)이라는 인덱스로 표현할 수 있다. 그리고 mini-CCE는 그 중 첫 RE의 인덱스 (k,l)에 의해 대표된다. 만약 mini-CCE를 포함하는 RB 즉, 제어 자원 블록(control resource block)이 RS로 시작한다면, mini-CCE를 대표하는 RE의 인덱스는 (k-1,l)로 바뀌어야 한다. 이 조건에서는 (k-1,l) 인덱스를 갖는 RE는 RS이다. Mini-CCE의 번호는 시간 우선 번호 매기기에 근거하는데 이 조건을 만족시키는 함수 f(k,l)에 의해 번호가 매겨지는 것으로 표현할 수 있다. 함수 f(k,l)은 mini-CCE를 대표하는 RE (k,l)을 입력으로 하는 함수로 f(k,l)의 값의 순서에 따라 해당 mini-CCE의 번호를 매기는 것이다.
이러한 함수 f(k,l)의 하나의 실시 예는 f(k,l) = k+l로 정의하는 것이다. k는 상기 예에서 살펴 보았듯이 mini-CCE가 RS를 포함하면 6의 간격으로 증가하고 RS를 포함하지 않으면 4의 간격으로 증가한다. 반면 l은 1의 간격으로 증가하게 된다. 따라서 동일한 주파수 인덱스인 k 값에서는 시간 인덱스인 l이 하나 증가하면 동일한 시간 인덱스인 l 값에서 주파수 인덱스 k를 하나 증가시킨 것이 비해 그 값이 작다는 특성을 갖는다. 따라서 시간 인덱스를 증가시킨 것이 주파수 인덱스를 증가시킨 것보다 우선해서 번호가 매겨지게 되는 특성을 가지므로 시간 우선 번호 매기기에 함수 f(k,l) = k+l를 사용하는 것이 가능하다. 이외에도 시간 우선 번호 매기기를 구현하는 다양한 함수 f(k,l)을 정의할 수 있다. 본 발명에서는 그러한 함수의 모든 실시예를 기술하는 것은 생략하기로 한다.
일부 mini-CCE 간에는 f(k,l)=k+l이 서로 다른 k와 l을 사용했음에도 불구하고 동일한 출력을 나타낼 수도 있다. 이 경우에는 주파수 인덱스 k가 작은 mini-CCE가 앞선 번호를 갖도록 배치하면 상기 도면에서 설명한 시간 우선 번호 매기기를 구현할 수 있다.
요컨대, mini-CCE를 대표하는 RE의 인덱스 (k,l)을 이용하여 mini-CCE의 번호를 매김에 있어, 시간 우선 번호 매기기 조건을 만족하는 f(k,l)이라는 함수를 도입하여 f(k,l)의 값이 작은 mini-CCE가 앞선 번호를 갖고 만약 f(k,l)의 값이 동일하면 k가 작은 mini-CCE가 앞선 번호를 갖도록 mini-CCE의 번호를 매긴다. Mini-CCE를 대표하는 RE는 mini-CCE에 포함 될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 향후 자원 매핑에서는 이렇게 매겨진 mini-CCE의 번호 순으로 4개의 변조 심볼로 구성된 변조 심볼 집합들이 배치된다.
(물리 채널의 자원 매핑)
상기 mini-CCE의 번호 매기기는 자원에 번호를 매겨서 자원 매핑이 어떻게 수행되는지를 설명하기 쉽게 하기 위한 것이다. 이번 절에서는 자원에 번호가 매겨진 이후에 물리 채널이 어떻게 자원에 매핑되는가를 설명한다. 물리 채널의 자원 매핑은 최대한 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 변조 심볼을 시스템 전 대역에 퍼뜨리도록 수행되어야 한다. 본 발명에서는 이러한 목적을 달성하기 위한 자원 매핑 방법으로 등간격 자원선택 방법과 지역기반 자원선택 방법을 제안한다.
도 15는 등간격 자원선택의 실시 예를 도시한 것이다. 700~710은 개별 물리 자원이다. 물리 자원의 단위는 RE가 될 수도 있고 복수 개의 인접한 RE 집합이 될 수도 있다. 여기서는 LTE 시스템에서 정의하는 제어 채널 전송에 사용되는 물리 자원이므로 단위는 mini-CCE가 된다. 그러나 물리 채널의 자원 매핑이 다른 종류의 채널에 적용된다면 물리 자원의 단위는 다르게 정의될 수 있다. 도 15의 실시 예에서는 총 11개의 mini-CCE가 가용한 경우를 예로 들고 있다. 11개의 mini-CCE 중에서 3개의 mini-CCE를 선택하여 하나의 물리 채널 전송에 사용할 것이다. 도 15는 702, 705, 708 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 하나의 물리 채널을 구성하는 실시 예를 도시하고 있다. 선택된 첫 mini-CCE(702)는 0번 mini-CCE에서 오프셋(offset)(771)만큼 떨어진 것이고 선택된 나머지 mini-CCE(705, 708)는 일정한 간격(713)만큼 떨어져 있다. 이를 수학식으로 표현하면 하기 <수학식 1>과 같다.
Figure 112008000256500-PAT00001
상기 <수학식 1>에서 i는 선택된 mini-CCE의 순번을 나타내며 하나의 물리 채널이 Nphy개의 mini-CCE로 구성된다면 i=0,…,Nphy-1이다. 그리고 ni는 i번째로 선택된 mini-CCE의 번호를 나타낸다. 선택된 첫 mini-CCE는 offset번째 mini-CCE가 되며 선택된 나머지 mini-CCE는 gap만큼 일정한 간격 떨어진 mini-CCE가 된다. Ntotal은 가용한 mini-CCE의 개수를 나타내며 만약 mini-CCE의 번호가 Ntotal 이상이 되면 원형 천이(cyclic shift)하도록 mod 연산을 취한다. 여기서 mod(x,y)는 x를 y로 나눈 나머지를 뜻한다. 최대한 주파수 간격을 떨어뜨려 놓기 위해서 gap을 결정하면 gap=floor(Ntotal/Nphy) 또는 gap=ceil(Ntotal/Nphy)이다. 여기서 floor(x)는 x보다 크지 않은 최대 정수를 구하는 내림함수이고 ceil(x)는 x보다 작지 않은 최소 정수를 구하는 올림함수이다. 도 15의 실시 예를 상기 <수학식 1>로 설명하면 각 파라미터는 Ntotal=11, Nphy=3, offset = 2, gap=floor(Ntotal/Nphy)=3이다.
도 16은 지역기반 자원선택의 실시 예를 도시한 것이다. 총 11개의 mini-CCE가 가용한 상태에서 3개의 지역(zone)으로 구분한다. Zone 0(720)는 700, 701, 702 등 3개의 mini-CCE로 구성되어 있고, Zone 1(721)은 703, 704, 705 등 3개의 mini-CCE로 구성되어 있으며, Zone 2(722)는 706, 707, 708, 709, 710 등 5개의 mini-CCE로 구성되어 있다. 700, 703, 706은 각각 Zone 0(720), Zone 1(721), Zone 2(722)의 선두 mini-CCE이다. 각 지역의 선두 mini-CCE로부터 특정 offset만큼 떨어져 있는 mini-CCE가 선택되어 하나의 물리 채널을 구성한다. 도 16의 실시 예는 Zone 0(720)에서는 선두 mini-CCE 700에서 offset 0 떨어진 702를 선택하고 Zone 1(721)에서는 선두 mini-CCE 703에서 offset 1 떨어진 705를 선택하고 Zone 2(722)에서는 선두 mini-CCE 706에서 offset 2 떨어진 708을 선택하여 하나의 물리 채널을 구성하는 것을 보이고 있다. 지역기반 자원선택을 수학식으로 표현하면 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure 112008000256500-PAT00002
상기 <수학식 2>에서 i는 선택된 mini-CCE의 순번을 나타내며 하나의 물리 채널이 Nphy개의 mini-CCE로 구성된다면 i=0,…,Nphy-1이다. Zone 별로 하나의 mini-CCE가 선택되므로 Zone의 개수는 Nphy가 되어야 한다. 상기 <수학식 2>에서 si는 Zone i의 선두 mini-CCE 번호를 나타낸다. Zone i가 zi개의 mini-CCE로 정의되었다면 s0 = 0이고 i=1,…,Nphy-1에 대해서 si = si-1+zi-1이다.
Figure 112008000256500-PAT00003
는 i번째 zone에서 몇 번째 mini-CCE가 선택되는가를 나타내는 값으로
Figure 112008000256500-PAT00004
= mod(offseti, zi)이다. 한편 offseti는 셀과 서브프레임 별로 일정한 규칙에 의해 변할 수 있다. 이와 같이 셀 별로 offseti가 변하면 cell-specific 매핑이 되고 서브프레임 별로 offseti 가 변하면 지역 기반 호핑(zone-based hopping)이 된다.
도 16의 실시 예는 Zone 0(720)과 Zone 1(772)에 대해서 zi = floor(Ntotoal/Nphy)=3을 적용하고 나머지 mini-CCE를 Zone 2(722)로 설정한 경우로, 모든 i에 대해 offseti=2를 적용하여 mini-CCE 702, 705, 708을 선택하였다.
지역 기반 자원선택의 특징은 하나의 물리 채널을 구성함에 있어 물리 채널을 구성하는 데 필요한자원의 개수만큼 시스템 전 대역을 가능한 일정한 크기로 구 분하여 지역으로 설정하고 각 지역에서 물리 자원을 하나씩 선택하는 것으로, 주파수 다이버시티 이득을 보장하고 셀 별, 서브프레임 별로 자원 선택 방법을 달리하여 간섭 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 한다. 지역 기반 자원선택 방법은 각 지역의 크기(zi)를 어떻게 설정하느냐 각 지역에서 offset(offseti)을 어떻게 설정하느냐에 따라 다양한 방법을 정의할 수 있다.
도 17은 지역기반 자원선택의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다. 본 실시 예에서 각 Zone의 크기는 하기 <수학식 3>의 규칙에 의해 결정되었다.
zi = si+1 - si where si = floor(i* Ntotoal/Nphy) for i=0, …, Nphy-2 and sNphy = Ntotal
즉, zi = floor((i+1)* Ntotoal/Nphy) - floor(i* Ntotoal/Nphy) for i=0,…, Nphy-2
zNphy-1 = Ntotal - floor((Nphy-1)* Ntotoal/Nphy)
상기 규칙에 의해서 Zone 0(730)는 700, 701, 702 등 3개의 mini-CCE, Zone 1(731)은 703, 704, 705, 706 등 4개의 mini-CCE, Zone 2(732)는 707, 708, 709, 710 등 4개의 mini-CCE로 구성된다. 모든 i에 대해 offseti=2를 적용하여 mini-CCE 702, 705, 709을 선택하여 하나의 물리 채널을 구성하였다.
(제어 채널의 자원 매핑)
상기의 mini-CCE 번호 매기기와 물리 채널의 자원 매핑 규칙을 기반으로 이번 절에서는 LTE 시스템에서 정의하는 하향링크 제어 채널인 PCFICH, PHICH, PDCCH의 자원 매핑 방법을 설명한다.
도 18은 Nant=4, L=3, LPHICH=1일 때 제어 채널 자원 매핑의 실시 예를 도시한 것이다. Nant=4, L=3 일 때 mini-CCE의 번호는 도 3과 같이 매겨진다. 도 18의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 제어자원 블록의 수를 6개로 가정하였으며 따라서 총 42개의 mini-CCE가 정의되어 있다. 42개의 mini-CCE를 번호순으로 1차원 재배열하면 821과 같다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 배치되어야 하고 LPHICH=1일 때 PHICH 역시 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 배치되어야 하므로 PCFICH용 mini-CCE와 PHICH용 mini-CCE를 선택하기 위해서 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려내야 한다. 823은 이와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려낸 것이다. 42개의 mini-CCE 중에서 mini-CCE 번호를 7로 나누었을 때 나머지가 0 또는 4가 되는 0번, 4번, 7번, 11번, 14번, 18번, 21번, 25번, 28번, 32번, 35번, 39번 mini-CCE인 800, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 등 12개의 mini-CCE는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 것들이다. 823와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 선택 배열한 상태에서 우선 PCFICH용 mini-CCE를 선택한다. 825는 PCFICH용 mini-CCE 4개(NPCFICH=4)를 7번 mini-CCE(802), 18번 mini-CCE(805), 28번 mini-CCE(808), 39번 mini-CCE(811)로 선택한 것이다. PCFICH mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선 택에 따라 수행된다. PHICH를 구성하기 위해서는 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE 중에서 최대한 주파수 축 상에서 떨어져 있는 mini-CCE로 선택하여야 한다. 827은 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE를 번호순으로 배열한 것이다. PHICH용 mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 mapping 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 수행된다. 829는 PHICH용으로 선택된 mini-CCE를 도시한 것으로 PHICH 0,1,2,3(843)은 0번 mini-CCE(800), 14번 mini-CCE(804), 32번 mini-CCE(809) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되고(NPHICH=3) PHICH 4,5,6,7(845)은 4번 mini-CCE(801), 21번 mini-CCE(806), 35번 mini-CCE(810) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되었다(NPHICH=3). 831은 PCFICH와 PHICH에 사용된 mini-CCE를 제외한 mini-CCE 32개를 번호순으로 재배열 한 것이다. 남은 mini-CCE(847)로부터 CCE를 구성하고 PDCCH를 매핑하게 된다.
도 19는 PCFICH와 PHICH를 매핑하고 남은 mini-CCE로부터 CCE 구성 및 PDCCH 자원 매핑의 실시 예를 도시한 것이다. 도 18에서 PCFICH와 PHICH용으로 선택된 mini-CCE를 제외한 나머지 mini-CCE(847)을 번호순으로 배열 한 것이 1001~1015이다. 여기서 9개의 mini-CCE(NCCE=9)를 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 선택하여 하나의 CCE로 구성한다. CCE 0(1030), CCE 1(1031), CCE 2(1032)는 이렇게 선택된 mini-CCE들이다. 도 19의 실시 예에서는, PDCCH 0(1050)은 CCE 0(1030)와 CCE 1(1031)에 매핑되어 2개의 CCE를 사용하여 전송되고 있으며, PDCCH 1(1051)은 CCE 2(1032)에 매핑되어 1개의 CCE를 사용하여 전송되고 있다. 한편 남은 32개의 mini-CCE(847)로부터 3개의 CCE를 구성하였으므로 PDCCH에 사용되는 mini-CCE의 개수는 27개이고 5개의 mini-CCE는 어느 제어채널에도 사용되지 않는다. 5번 mini-CCE(1004), 11번 mini-CCE(1009), 25번 mini-CCE(1012) 등은 이와 같이 CCE로 선택되지 않은 mini-CCE를 나타낸다.
PCFICH와 PHICH를 매핑하고 남은 mini-CCE로부터 CCE 구성함에 있어, 번호 간격이 큰 mini-CCE를 선택하여 하나의 CCE를 구성하면 개별 CCE를 구성하는 mini-CCE가 주파수 축 상에서 떨어져 있을 가능성이 매우 높아지므로 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 20은 본 발명에서 제안하는 제어채널 자원 매핑 및 디매핑의 흐름도를 도시한 것이다.
우선 901 단계에서 mini-CCE의 번호가 매겨진다. 정의된 안테나 포트의 개수 Nant와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수 L에 따라 도 3, 도 6, 도 8, 도 11, 도 14에 도시된 바와 같은 규칙으로 mini-CCE의 번호가 매겨진다.
다음으로 903 단계에서 모든 mini-CCE는 901 단계에서 매겨진 순서대로 1차원 재배열된다.
905 단계에서 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE를 선택하고 번호 순으로 선택된 mini-CCE를 재배열한다.
907 단계에서 905 단계에서 배열된 mini-CCE 중에서 NPCFICH개의 mini-CCE를 선택한다. 이 과정에서 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택 등이 사용될 수 있다.
909 단계에서 송신 장치의 과정으로 PCFICH 변조 심볼이 907 단계에서 선택된 PCFICH용 mini-CCE에 매핑되거나 수신 장치의 과정으로 PCFICH용 mini-CCE로부터 PCFICH 변조 심볼을 디매핑한다.
911 단계에서 PCFICH용으로 사용된 mini-CCE를 제외한 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE를 번호 순으로 배열한다.
913 단계에서 첫 번째 OFDM 심볼의 남은 mini-CCE로부터 NPHICH개의 mini-CCE를 선택한다. 이 과정에서 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택 등이 사용될 수 있다. 여기서 선택된 mini-CCE는 PHICH용 mini-CCE로 바로 사용될 수도 있고 PHICH용 mini-CCE를 결정하는데 이용할 수도 있다. 만약 LPHICH=1이면 913단계에서 선택된 mini-CCE는 바로 PHICH에 매핑된다. 그러나 LPHICH=3이면 PHICH용 mini-CCE는 첫 번째 OFDM에서만 선택되는 것이 아니다. 주파수 다이버시티 이득을 보장하기 위해서 우선 첫 번째 OFDM 심볼에서 주파수 축 상 떨어져 있는 NPHICH개의 mini-CCE를 선택하고 이 중 일부 mini-CCE를 실제 PHICH용으로 사용하고 나머지 mini-CCE는 다른 OFDM 심볼에서 어떤 mini-CCE를 선택하여 PHICH용으로 사용할 것인가를 판단하는 기준으로 활용한다. 본 발명에서 제안하는 mini-CCE 번호 매기는 규칙에 따르면 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE의 번호를 하나 증가시키면 동일한 주파수 영역을 사용하는 두 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE를 지적할 수 있고, 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE의 번호를 둘 증가시키면 동일한 주파수 영역을 사용하는 세 번째 OFDM 심볼에 위치한 mini-CCE를 지적할 수 있다. 예를 들어 도 2를 살펴보면, 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 4번 mini-CCE(204)의 번호를 하나 증가시킨 5번 mini-CCE(205)는 두 번째 OFDM 심볼에 위치하고, 번호를 둘 증가시킨 6번 mini-CCE(206)는 세 번째 OFDM 심볼에 위치하며 4번, 5번, 6번 mini-CCE(204, 205, 206)은 모두 중복된 주파수 영역을 차지하고 있는 것을 확인할 수 있다.
914 단계에서 PHICH용 mini-CCE를 선택한다. PCFICH용 mini-CCE를 제외한 나머지 mini-CCE 중에서 PHICH용 mini-CCE를 선택하는데, LPHICH=1이면 913 단계에서 선택된 mini-CCE를 그대로 PCFICH용 mini-CCE로 사용하고 LPHICH≠1이면 913 단계에서 선택된 mini-CCE를 토대로 PHICH용 mini-CCE를 선택한다. 914 단계의 자세한 설명은 도 23과 도 24의 실시 예 설명에서 자세히 다룬다.
915 단계에서 송신 장치의 과정으로 PHICH 변조 심볼이 914 단계에서 선택된 PHICH용 mini-CCE에 매핑되거나 수신 장치의 과정으로 PHICH용 mini-CCE로부터 PHICH 변조 심볼을 디매핑한다.
917 단계에서 PCFICH용 mini-CCE와 PHICH용 mini-CCE를 제외한 나머지 mini-CCE를 번호 순으로 1차원 재배열한다.
919 단계에서 NCCE개의 mini-CCE를 모아 CCE를 구성한다. 이 과정에서 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택 등이 사용될 수 있다.
마지막으로 921 단계에서 송신 장치의 과정으로 PDCCH 변조 심볼을 CCE에 매핑하거나 수신 장치의 과정으로 CCE로부터 PDCCH 변조 심볼을 디매핑한다.
도 21은 본 발명에서 제안하는 자원 매핑이 적용된 기지국 송신기 구조를 도시한 것이다. 제어기(953)는 셀 정보, PHICH의 개수 등을 토대로 개별 제어 채널의 매핑 규칙을 결정하고 이에 따른 제어 채널 및 RS의 자원 매핑은 사상기(955)를 통해 수행된다. 사상기(955)에는 RS 생성기(931)로부터 RS, PCFICH 신호 생성기(933)로부터 PCFICH 변조 신호, PHICH 신호 생성기(935)로부터 PHICH 변조 신호, PDCCH 신호 생성기(947)로부터 PDCCH 변조 신호 등이 전달된다. PHICH 신호 생성기(935)에서는 개별 PHICH 신호 생성기(939, 947)로부터 4개의 PHICH가 모여서 CDM(943)된다. 937과 945는 각각 PHICH 0~3과 PHICH 4~7 등 4개의 PHICH 신호가 생성되는 신호 생성기이다. 한편 PDCCH 신호 생성기(947)에서는 서로 다른 단말기로 전송되는 PDCCH 신호를 생성 하는 개별 PDCCH 신호 생성기(949, 951)로 구성되어 있다. 하나의 PDCCH가 점유하는 CCE의 개수는 제어기(953)에 의해 결정된다. 제어 채널과 RS가 mapping된 신호는 PDSCH와 RS가 다중화된 신호(957)과 시간 축 상에서 다중화(959)되고 송신 처리 장치(961)을 거쳐 송신된다.
도 22는 본 발명에서 제안하는 자원 매핑이 적용된 단말기 수신기 구조를 도시한 것이다. 송신기에서와 마찬가지로 제어기(991)는 셀 정보, PHICH의 개수 등을 토대로 개별 제어 채널의 디매핑 규칙을 결정하고 이에 따른 제어 채널 및 RS의 자원 디매핑은 역사상기(979)를 통해 수행된다. 우선 수신 신호는 수신 처리 장 치(971)를 거쳐 기저대역 신호로 변환되고 시간 축 상에서 역다중화(973)되어 PDSCH 및 PDSCH 영역의 RS와 제어 채널 및 제어 채널 영역의 RS로 분리된다. PDSCH 및 PDSCH 영역의 RS 수신 장치(953)에서 처리된 신호는 RS 역사상기(977)를 거쳐 RS를 분리해 내고 제어 채널 및 제어 채널 영역의 RS 신호는 역사상기(979)를 거쳐 RS만 분리한다(981). RS들은 채널 추정기(983)로 전달되어 채널을 추정하고 채널 추정치는 PDSCH 수신기(995), PCFICH 수신기(985), PHICH 수신기(987), PDCCH 수신기(989)로 전달되어 각각 PDSCH 신호와 PCFCH 신호, PHICH 신호, PDCCH 신호를 수신하는데 활용된다. 역사상기(979)에서 PCFICH 변조 심볼열을 구분하여 PCFICH 수신기(985)로 전달하면 해당 서브프레임에서의 제어 채널 영역의 크기 L을 복원하고 그 정보는 제어기(991)로 전달하여 역사상기(979)가 PHICH 및 PDCCH 변조 심볼열을 추출하는데 활용한다. PDSCH 역사상기(993)는 PDSCH 신호를 추출하여 PDSCH 수신기(995)로 전달하고, PDCCH 수신기(989)를 통해 복원한 데이터 채널의 할당 정보를 이용하여 제어기(991)의 통제하에서 PDSCH 수신기(995)는 데이터 채널을 복원한다.
본 발명에서 제안하는 제어 채널의 자원 매핑 규칙이 다른 조건하에서 어떻게 적용되는지 살펴보기 위해 몇 가지 다른 실시 예를 살펴보기로 하자. 도 23과 도 24는 LPHICH가 1이 아닌 경우 PHICH의 자원 매핑이 어떻게 수행되는지를 설명하고 있다.
도 23은 Nant=1 또는 2, L=2, LPHICH=2일 때 제어채널 자원 매핑의 실시 예를 도시한 것이다. MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임 은 SFN(Single Frequency Network)을 동작시키기 위한 서브프레임으로 서브프레임의 선두 2 OFDM 심볼이 제어 채널로 고정되고 나머지 OFDM 심볼은 SFN 전송으로 사용한다. LPHICH=1인 경우에는 도 18의 실시 예에서 설명한 PHICH의 자원 매핑을 적용할 수 있다. LPHICH가 1이 아니면, LPHICH=3인 것이 일반적이나, MBSFN 서브프레임에서는 특수하게 L=2이기 때문에 LPHICH=2가 된다. NPHICH=3이라면 LPHICH=2일 때 3개의 mini-CCE를 어떻게 선택할 것인가를 결정하는 규칙을 정의해야 한다. OFDM 심볼간 소비 자원 및 소비 전력의 균형을 맞추기 위해서 일부 PHICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 1개의 mini-CCE를 두 번째 OFDM 심볼에서 2개의 mini-CCE를 선택하여 구성하고(이하 "1+2 선택") 일부 PHICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 2개의 mini-CCE를 두 번째 OFDM 심볼에서 1개의 mini-CCE 선택하여 구성(이하 "2+1 선택")한다. 이렇게 PHICH용 mini-CCE를 선택하는 경우 도 18의 실시 예에서 설명한 것과 다른 추가적인 매핑 규칙이 정의되어야 한다. 이러한 추가적인 규칙은 도 20의 913, 914 단계에서 설명한 바 있다.
Nant=1 또는 2, L=2 일 때 mini-CCE의 번호는 도 11과 같이 매겨진다. 도 23의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 제어자원 블록의 수를 6개로 가정하였으며 따라서 총 30개의 mini-CCE가 정의되어 있다. 30개의 mini-CCE를 번호순으로 1차원 재배열하면 821과 같다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 배치되어야 하고 PHICH용 mini-CCE를 선택하기 위한 기준 mini-CCE 역시 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 중에서 선택되어야 하므로 PCFICH용 mini-CCE와 PHICH용 dummy mini- CCE를 선택하기 위해서 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려내야 한다. 823은 이와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려낸 것이다. 30개의 mini-CCE 중에서 mini-CCE 번호를 5로 나누었을 때 나머지가 0 또는 3이 되는 0번, 3번, 5번, 8번, 10번, 13번, 15번, 18번, 20번, 23번, 25번, 28번 mini-CCE인 850, 851, 852, 853, 854, 855, 856, 857, 858, 859, 860, 861 등 12개의 mini-CCE는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 것들이다. 823와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 선택 배열한 상태에서 우선 PCFICH용 mini-CCE를 선택한다. 825는 PCFICH용 mini-CCE 4개(NPCFICH=4)를 5번 mini-CCE(852), 13번 mini-CCE(855), 20번 mini-CCE(858), 28번 mini-CCE(861)로 선택한 것이다. PCFICH mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 수행된다. 참고로 MBSFN 서브프레임에서는 L의 값이 2로 고정되므로 PCFICH가 필요 없을 수 있다. 아직 LTE 시스템에서는 이와 같은 예외가 정의된 바 없으나 만약 MBSFN 서브프레임에 한해 PCFICH가 전송되지 않는다면 PCFICH용 mini-CCE를 선택(825)하는 것과 이와 관련한 도 20의 907, 909 단계는 생략될 수 있다.
PHICH를 구성하기 위해서는 우선 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE 중에서 최대한 주파수 축 상에서 떨어져 있는 mini-CCE로 선택하여야 한다. 이렇게 선택된 mini-CCE가 PHICH용으로 직접 사용되는 것은 아니고 PHICH용 mini-CCE를 선택하는 기준으로 활용된다. 이러한 mini-CCE를 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE라고 하자. 827은 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE를 번호순으로 배열한 것이 다. PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 수행된다. 3번 mini-CCE(851), 15번 mini-CCE(856), 25번 mini-CCE(860)가 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE로 선택되었다. 이들(851, 856, 860)은 모두 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 것이다. 829는 PHICH용으로 선택된 mini-CCE를 도시한 것으로 PHICH 0,1,2,3(873)은 3번 mini-CCE(851), 16번 mini-CCE(863), 26번 mini-CCE(864) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되고 PHICH 4,5,6,7(875)은 4번 mini-CCE(862), 15번 mini-CCE(856), 25번 mini-CCE(860) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되었다(NPHICH=3).
PHICH용 mini-CCE를 선택하는 과정을 자세히 살펴보면 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 중 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 3번 mini-CCE(851)을 PHICH 0,1,2,3(873)을 매핑하는 데 사용하였다. PHICH 0,1,2,3(873)는 "1+2 선택"으로 구성된다고 가정하면 나머지 두 mini-CCE는 두 번째 OFDM 심볼에서 선택하여야 한다. 따라서 PHICH mapping을 위한 나머지 dummy mini-CCE인 15번 mini-CCE(856)과 25번 mini-CCE(860)의 번호를 하나 증가시킨 16번 mini-CCE(863), 26번 mini-CCE(864)를 PHICH 0,1,2,3(873)을 매핑하는 데 사용하였다. 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 mini-CCE 번호 매기는 규칙에 따르면 mini-CCE의 번호를 하나 증가 시키면 다음 OFDM 심볼에서 동일한 주파수 영역에 위치한 mini-CCE를 지적할 수 있다. 이미 첫 번째 OFDM 심볼에서 선택한 PHICH 용 dummy mini-CCE는 주파수 축 상에서 가능한 멀리 떨어진 것으로 선택하였기 때문에 mini-CCE의 번호를 증가시켜 선택한 두 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 역시 주파수 축 상에서 멀리 떨어진 것을 보장한다. 따라서 주파수 다이버시티 이득을 동일하게 얻을 수 있다. 한편 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 중 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 15번 mini-CCE(856)과 25번 mini-CCE(860)을 PHICH 4,5,6,7(875)을 매핑하는 데 사용하였다. PHICH 0,1,2,3(873)는 "1+2 선택"으로 구성하였으므로 PHICH 4,5,6,7(875)은 "2+1 선택"으로 구성한 것이다. 이는 OFDM 심볼간 소비 자원 및 소비 전력의 균형을 맞추기 위함이다. 2개의 mini-CCE가 첫 번째 OFDM 심볼에서 선택되었으므로 1개의 mini-CCE는 두 번째 OFDM 심볼에서 선택한다. 이를 위해 PHICH 0,1,2,3(873)에 사용된 3번 mini-CCE(851)의 번호를 하나 증가시킨 4번 mini-CCE(862)를 PHICH 4,5,6,7(875)용 mini-CCE로 선택한다. 이에 따라 PHICH 0,1,2,3(873)는 3번 mini-CCE(851), 16번 mini-CCE(863), 26번 mini-CCE(864)에 매핑되고 PHICH 4,5,6,7(875)는 4번 mini-CCE(862), 15번 mini-CCE(856)과 25번 mini-CCE(860)에 매핑된다.
정리하자면 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE가 #A, #B, #C 선택되었다면 PHICH a~a+3은 mini-CCE #A, #(B+1), #(C+1)에 매핑하고 PHICH a+4~a+7은 mini-CCE #(A+1), #B, #C에 매핑한다. 이렇게 하면 PHICH a~a+3은 "1+2 선택"으로 구성되고 PHICH a+4~a+7은 "2+1" 선택으로 구성된다. 추가적인 PHICH가 필요할 경우에는 또 다른 dummy mini-CCE를 선택하여 동일한 과정을 반복하여 PHICH 매핑을 위한 mini-CCE를 선택한다.
다른 방법으로 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE가 #A, #B, #C 선택되었다 면 PHICH a~a+3은 mini-CCE #A, #(B+1), #C에 mapping하고 PHICH a+4~a+7은 mini-CCE #(A+1), #B, #(C+1)에 매핑하는 방법이 있다. 이렇게 하면 PHICH a~a+3은 "2+1 선택"으로 구성되고 PHICH a+4~a+7은 "1+2" 선택으로 구성된다.
831은 PCFICH와 PHICH에 사용된 mini-CCE를 제외한 mini-CCE 20개를 번호순으로 재배열 한 것이다. 남은 mini-CCE(877)로부터 CCE를 구성하고 PDCCH를 매핑하게 된다.
도 24는 Nant=4, L=3, LPHICH=3일 때 제어채널 자원 매핑의 실시 예를 도시한 것이다. LPHICH=3이고 NPHICH=3이라면 각 OFDM 심볼에서 하나의 mini-CCE를 선택하여 PHICH를 구성해야 한다. 그리고 서로 다른 OFDM 심볼에서 선택된 mini-CCE라 하더라도 최대한 주파수 축상에서 멀리 떨어지도록 선택되어야 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
Nant=4, L=3 일 때 mini-CCE의 번호는 도 3과 같이 매겨진다. 도 24의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 제어자원 블록의 수를 6개로 가정하였으며 따라서 총 42개의 mini-CCE가 정의되어 있다. 42개의 mini-CCE를 번호순으로 1차원 재배열하면 821과 같다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 배치되어야 하고 LPHICH=1일 때 PHICH 역시 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE에 배치되어야 하므로 PCFICH용 mini-CCE와 PHICH용 mini-CCE를 선택하기 위해서 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려내야 한다. 823은 이와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 추려낸 것이다. 42개의 mini-CCE 중에서 mini-CCE 번호를 7로 나누었을 때 나머지가 0 또는 4가 되 는 0번, 4번, 7번, 11번, 14번, 18번, 21번, 25번, 28번, 32번, 35번, 39번 mini-CCE인 880, 881, 882, 883, 884, 885, 886, 887, 888, 889, 890, 891 등 12개의 mini-CCE는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 것들이다. 823와 같이 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE만 선택 배열한 상태에서 우선 PCFICH용 mini-CCE를 선택한다. 825는 PCFICH용 mini-CCE 4개(NPCFICH=4)를 7번 mini-CCE(882), 18번 mini-CCE(805), 28번 mini-CCE(888), 39번 mini-CCE(891)로 선택한 것이다. PCFICH mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 수행된다. 참고로 LPHICH의 값이 3으로 고정되므로 어쩔 수 없이 선두 3개의 OFDM 심볼은 제어 채널 전송에 사용할 수 밖에 없으므로 CCFI 정보는 무의미하며 PCFICH가 필요 없을 수 있다. 아직 LTE 시스템에서는 이와 같은 예외가 정의된 바 없으나 만약 LPHICH=3에 한해 PCFICH가 전송되지 않는다면 PCFICH용 mini-CCE를 선택(825)하는 것과 이와 관련한 도 20의 907, 909 단계는 생략될 수 있다.
PHICH를 구성하기 위해서는 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE 중에서 최대한 주파수 축 상에서 떨어져 있는 mini-CCE를 PHICH용 dummy mini-CCE로 선택하여야 한다. 827은 첫 번째 OFDM 심볼의 mini-CCE 중에서 PCFICH용으로 사용되지 않은 mini-CCE를 번호순으로 배열한 것이다. PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 선택의 과정은 상기 물리 채널의 자원 매핑 규칙인 등간격 자원 선택 혹은 지역기반 자원 선택에 따라 수행된다. 4번 mini-CCE(881), 21번 mini-CCE(886), 35번 mini-CCE(890)가 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE로 선택되었다. 이들(881, 886, 890)은 모두 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 것이다. 829는 PHICH용으로 선택된 mini-CCE를 도시한 것으로 PHICH 0,1,2,3(1103)은 4번 mini-CCE(881), 22번 mini-CCE(893), 37번 mini-CCE(894) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되고 PHICH 4,5,6,7(1105)은 5번 mini-CCE(895), 23번 mini-CCE(896), 35번 mini-CCE(890) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성되었다.
PHICH용 mini-CCE를 선택하는 과정을 자세히 살펴보면 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 중 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 4번 mini-CCE(881)을 PHICH 0,1,2,3(1103)을 매핑하는 데 사용하였다. 두 번째 OFDM 심볼에서 mini-CCE를 하나 선택하기 위해 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE인 21번 mini-CCE(886)의 번호를 하나 증가시킨 22번 mini-CCE(893)를 PHICH 0,1,2,3(1103)을 매핑하는 데 사용하였다. 그리고 세 번째 OFDM 심볼에서 mini-CCE를 하나 선택하기 위해 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE인 35번 mini-CCE(890)의 번호를 둘 증가시킨 37번 mini-CCE(894)를 PHICH 0,1,2,3(1103)을 mapping하는 데 사용하였다. 따라서 PHICH 0,1,2,3(1103)은 4번 mini-CCE(881), 22번 mini-CCE(893), 37번 mini-CCE(894) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성된다. 한편 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 중 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 35번 mini-CCE(890)을 PHICH 4,5,6,7(1105)을 mapping하는 데 사용하였다. 두 번째 OFDM 심볼에서 mini-CCE를 하나 선택하기 위해 PHICH mapping을 위한 dummy mini-CCE인 4번 mini-CCE(881)의 번호를 하나 증가시킨 5번 mini-CCE(895)를 PHICH 4,5,6,7(1105)을 매핑하는 데 사용하였다. 그리고 세 번째 OFDM 심볼에서 mini-CCE를 하나 선택하기 위해 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE 인 21번 mini-CCE(886)의 번호를 둘 증가시킨 23번 mini-CCE(896)를 PHICH 4,5,6,7(1105)을 매핑하는 데 사용하였다. 따라서 PHICH 4,5,6,7(1105)은 5번 mini-CCE(895), 23번 mini-CCE(896), 35번 mini-CCE(890) 등 3개의 mini-CCE를 선택하여 구성된다.
정리하자면 PHICH 매핑을 위한 dummy mini-CCE가 #A, #B, #C 선택되었다면 PHICH a~a+3은 mini-CCE #A, #(B+1), #(C+2)에 mapping하고 PHICH a+4~a+7은 mini-CCE #(A+1), #(B+2), #C에 mapping하며 PHICH a+8~a+11은 mini-CCE #(A+2), #B, E(C+1)에 매핑한다. 이렇게 함으로써 각 OFDM 심볼별로 하나의 mini-CCE를 선택하되 주파수 상 거리가 멀리 떨어진 것을 선택할 수 있다. 추가적인 PHICH가 필요할 경우에는 또 다른 dummy mini-CCE를 선택하여 동일한 과정을 반복하여 PHICH mapping을 위한 mini-CCE를 선택한다.
831은 PCFICH와 PHICH에 사용된 mini-CCE를 제외한 mini-CCE 32개를 번호순으로 재배열 한 것이다. 남은 mini-CCE(1107)로부터 CCE를 구성하고 PDCCH를 매핑하게 된다.
임의의 LPHICH에 따라 PHICH 매핑 방법을 수학식으로 표현하는 것은 구현을 용이하게 하는데에 도움이 된다. 그러면 PHICH 매핑 방법을 수학식으로 표현하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
우선 PHICH 그룹을 정의해야 한다. 앞서 도면을 통해 설명한 바와 같이 복수 개의 PHICH는 CDM되어 전송된다. 이와 같이 동일한 물리 자원에 CDM되는 PHICH의 집합을 PHICH 그룹이라고 정의한다. 4개의 PHICH가 CDM되어 전송된다면, PHICH a, PHICH a+1, PHICH a+2, PHICH a+3은 하나의 PHICH 그룹을 구성한다. 또한 실수 성분과 복소수 성분에 서로 다른 PHICH를 전송하는 I/Q 다중화를 적용한다면 8개의 PHICH가 CDM되며 PHICH a ~ PHICH a+7은 하나의 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹 인덱스 g는 주어진 PHICH가 어느 PHICH 그룹에서 CDM되어 있는지를 나타내는 값이다. PHICH 인덱스를 p라고 하면 PHICH 그룹 인덱스는 하기 <수학식 4>와 같이 계산할 수 있다.
g = floor(p/PHICH_GROUP_SIZE)
여기서 PHICH_GROUP_SIZE는 하나의 PHICH 그룹에 몇 개의 PHICH가 CDM 되는가를 나타내는 값으로 I/Q 다중화를 적용했을 경우 8이고 그렇지 않을 경우 4이다.
CDM된 PHICH 그룹을 전송하기 위해서는 하나의 mini-CCE 만큼의 물리 자원으로 충분하다. 그러나 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해서 주파수 축상에서 NPHICH번 반복하여 전송한다. 즉 NPHICH개의 mini-CCE가 하나의 PHICH 그룹을 전송하는데 사용된다. NPHICH=3이라고 하면 3개의 mini-CCE를 이용하여 반복 전송하게 되는 것이다. 하나의 PHICH 그룹을 전송하는 mini-CCE 각각에 번호를 매겨서 이를 반복 인덱스라고 정의하자. 반복 인덱스 r은 0, 1, …, NPHICH-1의 값을 가진다.
PHICH 그룹 g에 속한 PHICH의 매핑을 위해 dummy mini-CCE로 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 #A0(g,0), #A0(g,1), …, #A0(g,NPHICH-1)가 선택되었다면 LPHICH, PHICH 그룹 인덱스 g, 반복 인덱스 r에 따라 실제 PHICH가 매핑되는 mini-CCE는 #A(g,0), #A(g,1), …, #A(g,NPHICH-1)가 되고 A(g,r)는 하기 <수학식 5>와 같이 계산된다.
A(g,r) = A0(g,r)+mod(g+r,LPHICH)
상기 방식을 이용하면 임의의 LPHICH에 따라 PHICH 매핑 방법을 수학식으로 표현할 수 있다. 예를 들어 LPHICH=1이라면 #A0(g,0), #A0(g,1),..., #A0(g,NPHICH-1)가 그대로 PHICH 매핑용 mini-CCE가 된다. 이때, mod(g+r,LPHICH)은 g와 r이 어떠한 값을 가지더라도 0이 되므로 원하는 동작을 수행하게 된다. 또한 LPHICH=2 또는 3일 경우 각각 도 23과 도 24의 동작을 동일하게 수행한다.
도 1은 LTE 시스템에서 subframe 구조를 도시한 도면,
도 2는 Nant = 4이고 L = 3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 3는 Nant = 4이고 L = 3일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 4는 Nant = 2이고 L = 3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 5는 Nant = 1이고 L = 3일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 6은 Nant = 1 또는 2이고 L = 3일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 7은 Nant = 4이고 L = 2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 8은 Nant = 4이고 L = 2일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 9는 Nant = 2이고 L = 2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 10은 Nant = 1이고 L = 2일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 11은 Nant = 1 또는 2이고 L = 2일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 12는 Nant = 2이고 L = 1일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 13은 Nant = 1이고 L = 1일 때 제어자원 블록 0에서의 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 14는 L = 1일 때 제어자원 블록 및 mini-CCE 번호의 할당을 도시한 도면,
도 15는 등간격 자원선택의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 16은 지역기반 자원선택의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 17은 지역기반 자원선택의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 18은 Nant = 4, L = 3, LPHICH = 1일 때 제어채널 자원 mapping의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 19는 mini-CCE로부터 CCE 구성 및 PDCCH 자원 mapping의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 20은 제어채널 자원 매핑 및 디매핑을 수행하기 위한 이동 단말의 흐름도,
도 21은 본 발명에서 제안하는 자원 매핑이 적용된 송신기 장치의 구성도,
도 22는 본 발명에서 제안하는 자원 매핑이 적용된 수신기 장치의 구성도,
도 23은 Nant = 1 또는 2, L = 2, LPHICH = 2일 때 제어채널 자원 mapping의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 24는 Nant = 4, L = 3, LPHICH = 3일 때 제어채널 자원 mapping의 실시 예를 설명하기 위한 도면.

Claims (10)

  1. 주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 제어 정보 전송 방법에 있어서,
    안테나 포트의 개수와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 따라 시간을 우선하여 mini-CCE의 번호를 매기는 과정과,
    상기 mini-CCE를 번호순으로 배열하는 과정과,
    상기 mini-CCE들 중 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE를 선별하여 배열하는 과정과,
    상기 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들에 제1 제어 채널을 매핑하는 과정과,
    상기 제1 제어 채널 매핑에 사용되지 않은 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE와 두번째 이후의 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들을 상기 번호순으로 재배열하는 과정과,
    상기 재배열된 잔여 mini-CCE들에 제2 제어 채널을 매핑하는 과정과,
    상기 매핑된 제1 제어 채널 및 제2 제어 채널을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 제어 채널은 PCFICH임을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 방 법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 제어 채널은,
    PHICH임을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 제어 채널 및 상기 제 2 제어 채널을 매핑하는 과정은,
    등간격 자원 선택을 기반으로 함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 제어 채널 및 상기 제 2 제어 채널을 매핑하는 과정은,
    지역 기반 자원 선택을 기반으로 함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 방법.
  6. 주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 제어 정보 전송 장치에 있어서,
    안테나 포트의 개수와 제어 채널에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 따라 시간을 우선하여 mini-CCE의 번호를 매긴 후 상기 mini-CCE를 번호순으로 배열하는 제어기와,
    상기 mini-CCE들 중 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE를 선별하여 배열하고 제1 제어 채널을 매핑하고, 상기 제1 제어 채널 매핑에 사용되지 않은 첫번째 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE와 두번째 이후의 OFDM 심볼에 위치하는 mini-CCE들을 상기 번호순으로 재배열하고 상기 재배열된 잔여 mini-CCE들에 제2 제어 채널을 매핑하는 사상기와,
    상기 매핑된 제1 제어 채널 및 제2 제어 채널을 전송하는 전송부를 포함함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 제어 채널은,
    PCFICH임을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 제어 채널은,
    PHICH임을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 채어 채널 및 상기 제2 제어 채널을 매핑하는 과정은,
    등간격 자원 선택을 기반으로 함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 제어 채널 및 상기 제2 제어 채널을 매핑하는 과정은,
    지역 기반 자원 선택을 기반으로 함을 특징으로 하는 제어 채널의 자원 할당 장치.
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