KR20090034865A - 기지국 및 송신방법 - Google Patents

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Abstract

1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록을 복수개 포함하는 주파수 대역에서 주파수 스케줄링을 수행하는 멀티캐리어 방식의 기지국에, 개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여 1 이상의 리소스 블록을 채널상태가 좋은 통신단말에 할당하기 위한 스케줄링 정보를 결정하는 주파수 스케줄러와, 스케줄링 정보를 송신하는 제어채널의 부호화 및 변조를 수행하는 수단과, 스케줄링 정보에 따라서 제어채널과 다른 채널을 주파수 다중하는 다중화수단과, 다중화 수단의 출력신호를 멀티캐리어 방식으로 송신하는 수단을 구비하는 것에 의해 달성된다.
Figure P1020097000227
기지국, 서브캐리어, 멀티캐리어, 스케줄링, 다중화

Description

기지국 및 송신방법{BASE STATION AND TRANSMISSION METHOD}
본 발명은 무선통신의 기술분야에 관한 것으로, 특히 주파수 스케줄링 및 멀티캐리어 전송이 수행되는 통신 시스템에 사용되는 기지국 및 송신방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 기술분야에서는 고속 대용량의 통신을 효율적으로 수행하는 광대역의 무선 액세스(wideband radio access)를 실현하는 것이 점점 중요해지고 있다. 특히 하향채널에서는 멀티패스 페이딩(multi-path fading)을 효과적으로 억제하면서 고속 대용량의 통신을 수행하는 등의 관점에서 멀티캐리어(multi-carrier) 방식-보다 구체적으로는 직교 주파수 분할다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)방식-이 유망시되고 있다. 그리고, 주파수 이용효율을 높여 스루풋(throughput)을 향상시키는 등의 관점에서 차세대의 시스템에서는 주파수 스케줄링(frequency scheduling)을 수행하는 것도 제안되고 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 시스템에서 사용가능한 주파수 대역(frequency band)은, 복수의 리소스 블록(resource block)으로 분할되어(도시의 예에서는 3개로 분할되어), 리소스 블록의 각각은 1 이상의 서브캐리어(sub-carrier)를 포함한다. 리소스 블록은 주파수 청크(frequency chunk)라고도 불린다. 단말에는 1 이상 의 리소스 블록이 할당된다. 주파수 스케줄링은, 단말(terminal)로부터 보고되는 하향 파일럿 채널(downlink pilot channel)의 리소스 블록마다의 수신신호품질 또는 채널상태정보(CQI: Channel Quality Indicator)에 따라서, 채널상태가 양호한 단말에 우선적으로 리소스 블록을 할당함으로써, 시스템 전체의 전송효율 또는 스루풋을 향상시키도록 한다. 주파수 스케줄링이 수행되는 경우에는, 스케줄링의 내용을 단말에 통지할 필요가 있으며, 이 통지는 제어채널(CCH: control channel)(L1/L2 제어 시그널링 채널(L1/L2 control signaling channel) 또는 부수제어채널(associated control channel)이라고 불리어져도 좋다)에 의해 수행된다. 또한, 이 제어채널을 이용하여, 스케줄링된 리소스 블록에서 이용되는 변조방식(예를 들어, QPSK, 16QAM, 64QAM 등), 채널부호화 정보(예를 들어, 채널부호화율 등) 그리고 하이브리드 자동재송요구(HARQ: Hybrid Auto Repeat Request)도 송신되게 된다. 주파수 대역을 복수의 리소스 블록으로 나누고, 리소스 블록마다 변조방식을 변경하는 기술에 대해서는, 종래 알려져 있다.
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
한편, 장래적인 차세대의 무선 액세스 방식에서는, 광협(廣狹)의 다양한 주파수 대역이 제공되고, 단말(terminal)은 장소에 의해 또는 용도에 따라서 다양한 대역을 이용할 수 있는 것이 요청될지도 모른다. 이 경우, 단말의 수신가능한 주파수 대역폭도 용도나 가격에 따라서 광협의 다양한 주파수 대역이 마련된다. 이 경우에도 주파수 스케줄링이 적절하게 수행된다면, 주파수 이용효율 및 스루풋의 향상을 기대할 수 있다. 그러나 기존의 통신 시스템에서 사용가능한 주파수 대역은 고정된 대역인 것을 전제로 하고 있으므로, 광협의 다양한 주파수 대역이 기지국 측 및 단말 측에 제공되고 있는 경우에, 모든 조합을 모두 허용한 후에 스케줄링의 내용을 단말 또는 유저에 적절히 통지하는 구체적 수법은 아직 확립되어 있지 않다.
한편, 전 단말에 공통인 어느 특정의 리소스 블록이 제어채널용으로 고정적으로 할당되었다고 하면, 단말의 채널상태는 리소스 블록마다 다른 것이 일반적이므로, 단말에 의해서는 제어채널을 양호하게 수신할 수 없다는 우려가 있다. 또한, 전 리소스 블록에 제어채널이 분산된 경우에는, 어느 단말도 어느 정도의 수신품질로 제어채널을 수신할 수 있을지도 모르지만, 그것 이상의 수신품질을 기대하는 것은 곤란해진다. 따라서 제어채널을 보다 고품질로 단말에 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 변조방식 및 채널부호화율이 적응적으로 변경되는 적응변조 부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 제어가 수행되는 경우에는, 제어채널을 송신하는 것에 필요한 심볼수가 단말마다 다르다. AMC의 조합에 의해 1 심볼당 전송되는 정보량이 다르기 때문이다. 또한, 장래적인 시스템에서는 송신측 및 수신측에 각각 제공된 복수의 안테나(antenna)로 다른 신호를 송수신하는 것도 검토되고 있다. 이 경우, 각 안테나로 통신되는 신호의 각각에 스케줄링 정보 등의 전술의 제어정보가 필요해질지도 모른다. 따라서 이 경우는 제어채널을 송신하는 것에 필요한 심볼수는 단말마다 다를 뿐 아니라, 단말에 이용되는 안테나 수에 따라서도 다를 가능성이 있다. 제어채널로 전송해야 하는 정보량이 단말마다 다른 경우에, 리소스를 효율적으로 사용하려면, 제어정보량의 변동에 유연하게 대응가능한 가변포맷(variable format)을 이용할 필요가 있지만, 그것은 송신측 및 수신측의 신호처리부담을 크게 해버리는 것이 염려된다. 반대로, 포맷이 고정되는 경우는, 최대 정보량에 맞춰서 제어채널 전용의 필드를 확보할 필요가 있다. 그러나 그와 같이 하면 제어채널 전용의 필드에 공백이 생겼다고 하여도 그 부분의 리소스는 데이터 전송에는 이용되지 않고, 리소스의 유효 이용의 요청에 반하는 것이 되어버리고 만다. 따라서 제어채널을 간이(簡易) 그리고 고효율로 전송하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상술한 문제점 중 적어도 하나에 대처하기 위해 이루어진 것으로, 그 과제는, 통신 시스템에 할당된 주파수 대역이 복수의 주파수 블록으로 분할되고, 주파수 블록의 각각은 1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록을 복수개 포함하며, 단말은 1 이상의 주파수 블록을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템에 있어서, 통신가능한 대역폭이 다른 다양한 단말에 제어채널을 효율적으로 전송하기 위한 기지국 및 송신방법을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기지국은, 1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록을 복수개 포함하는 주파수 대역에서 주파수 스케줄링을 수행하는 멀티캐리어 방식의 기지국에 있어서, 개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여 1 이상의 리소스 블록을 채널상태가 좋은 통신단말에 할당하기 위한 스케줄링 정보를 결정하는 주파수 스케줄러, 상기 스케줄링 정보를 송신하는 제어채널의 부호화 및 변조를 수행하는 수단, 스케줄링 정보에 따라서 제어채널과 데이터 채널을 주파수 다중하는 다중화수단, 및, 상기 다중화 수단의 출력신호를 멀티캐리어 방식으로 송신하는 수단을 포함하는 것을 특징의 하나로 한다.
본 발명의 송신방법은, 주파수 스케줄링을 수행하는 멀티캐리어 방식의 기지국에서 사용되는 송신방법으로서, 개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여 1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록의 1 이상을 채널상태가 좋은 통신단말에 할당하기 위한 스케줄링 정보를 결정하고, 상기 스케줄링 정보를 송신하는 제어채널의 부호화 및 변조를 수행하고, 스케줄링 정보에 따라서 제어채널 및 데이터 채널을 주파수 다중하고, 주파수 다중된 신호를 멀티캐리어 방식으로 송신하는 것을 특징의 하나로 한다.
본 발명에 따르면, 제어채널과 다른 채널, 예를 들어 데이터 채널(DCH: data channel)을 주파수 다중하여 송신할 수 있다. 또한, 제어채널과 다른 채널과의 사이에서 송신전력(transmission power)의 교환이 가능하므로, 기지국이 커버하는 에리어(area)의 커버리지(coverage)를 증대시킬 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에 할당된 주파수 대역이 복수의 주파수 블록으로 분할되고, 주파수 블록의 각각은 1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록을 복수개 포함하며, 단말은 1 이상의 주파수 블록을 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템에 있어서, 통신가능한 대역폭이 다른 다양한 단말에 제어채널을 효율적으로 전송하기 위한 기지국 및 송신방법을 실현할 수 있다.
도 1은, 주파수 스케줄링을 나타내는 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 주파수 대역을 나타내는 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치를 나타내는 부분 블록도이다.
도 4a는, 하나의 주파수 블록에 관한 제어채널 생성부를 나타내는 부분 블록도이다.
도 4b는, 하나의 주파수 블록에 관한 다른 제어채널 생성부를 나타내는 부분 블록도이다.
도 5는, 제어채널의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 6은, 제어채널의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 7a는, 제어채널과 다른 채널의 다중방법을 나타내는 설명도이다.
도 7b는, 제어채널과 다른 채널의 다중방법을 나타내는 설명도이다.
도 8은, 제어채널의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말을 나타내는 부분 블록도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 예를 나타내는 흐름도이다.
부호의 설명
31 주파수 블록 할당제어부
32 주파수 스케줄링부
33-x 주파수 블록 x에서의 제어 시그널링 채널 생성부
34-x 주파수 블록 x에서의 데이터 채널 생성부
35 알림채널(또는 페이징 채널) 생성부
1-x 주파수 블록 x에 관한 제 1 다중부
37 제 2 다중부
38 제 3 다중부
39 타채널 생성부
40 역고속 푸리에 변환부
41 송신전력 제어부
50 사이클릭 프리픽스 부가부
81 캐리어 주파수 동조부
82 필터링부
83 사이클릭 프리픽스 제거부
84 고속 푸리에 변환부(FFT)
85 CQI 측정부
86 알림채널 복호부
87 제어채널 복호부
88 데이터 채널 복호부
332 제어정보 발생부
334 전송로 부호화기
336 데이터 변조부
338, 340 반복제어부
342 펑쳐부
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전 도면에 있어서, 동일기능을 가지는 것은 동일부호를 이용하고, 반복의 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 주파수 대역(frequency bandwidth)을 나타낸다. 설명의 편의상, 구체적인 수치가 사용되지만 수치는 단지 일 예에 지나지 않으며, 다양한 수치가 사용되어도 좋다. 통신 시스템(communication system)에 부여된 주파수 대역(전 송신대역)은 일 예로서 20MHz의 대역폭을 가진다. 이 전 송신대역은 4개의 주파수 블록(1~4)을 포함하며, 주파수 블록(frequency block)의 각각은 1 이상의 서브캐리어(sub-carrier)를 포함하는 리소스 블록(resource block)을 복수개 포함한다. 도시의 예에서는 주파수 블록의 각각에 다수의 서브캐리어가 포함되어 있는 상태가 모식적으로 도시된다. 본 실시예에서는, 통신이 수행되는 대역폭으로서, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 4종류가 제공되어 있으며, 단말(terminal)은, 1 이상의 주파수 블록을 사용하여, 4개 중 어느 것의 대역폭으로 통신을 수행한다. 통신 시스템 내에서 통신을 수행하는 단말 은, 4개 중 어느 대역으로도 통신가능할지도 모르며, 어느 대역폭 이외로는 통신할 수 없을지도 모른다. 다만, 적어도 5MHz의 대역으로 통신할 수 있는 것이 필요하다.
본 실시예에서는, 데이터 채널(공유 데이터 채널(shared data channel))의 스케줄링 내용을 단말에 통지하기 위한 제어채널(L1/L2 제어 시그널링 채널(L1/L2 control signaling channel))은 최소 대역폭(5MHz)으로 구성되며, 제어채널은 각 주파수 블록에 개별적으로 제공된다. 예를 들어 5MHz의 대역폭으로 통신을 수행하는 단말이, 주파수 블록 1로 통신을 수행하는 경우에는, 주파수 블록 1에서 제공되는 제어채널을 수신하고, 스케줄링의 내용을 얻을 수 있다. 단말이 어느 주파수 블록으로 통신할 수 있는지에 대해서는 예를 들어 알림채널(broadcast channel)을 이용하여 미리 통지되어도 좋다. 또한, 통신개시 후에, 사용하는 주파수 블록이 변경되어도 좋다. 10MHz의 대역폭으로 통신을 수행하는 단말이, 주파수 블록 1 및 2로 통신을 수행하는 경우에는, 단말은 인접하는 2개의 주파수 블록을 사용하여, 주파수 블록 1 및 2에서 제공되는 쌍방의 제어채널을 수신하고, 10MHz의 범위에 걸치는 스케줄링의 내용을 얻을 수 있다. 15MHz의 대역폭으로 통신을 수행하는 단말은, 인접하는 3개의 주파수 블록을 사용하여, 주파수 블록 1, 2 및 3으로 통신을 수행하는 경우에는, 단말은 주파수 블록 1, 2 및 3에서 제공되는 모든 제어채널을 수신하고, 15MHz의 범위에 걸치는 스케줄링의 내용을 얻을 수 있다. 20MHz의 대역폭으로 통신을 수행하는 단말은, 모든 주파수 블록에서 제공되는 제어채널을 모두 수신하여, 20MHz의 범위에 걸치는 스케줄링의 내용을 얻을 수 있다.
도 2에는, 제어채널에 관하여 주파수 블록 안에 4개의 이산적인 블록(discrete block)이 도시되어 있지만, 이것은 제어채널이 그 주파수 블록 안의 복수의 리소스 블록으로 분산하여 맵핑되어 있는 상태를 나타낸다. 제어채널의 구체적인 맵핑 예에 대해서는 후술된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(base station)의 부분 블록도를 나타낸다. 도 3에는, 주파수 블록 할당제어부(31), 주파수 스케줄링부(32), 주파수 블록 1에서의 제어 시그널링 채널 생성부(33-1) 및 데이터 채널 생성부(34-1),...주파수 블록 M에서의 제어 시그널링 채널 생성부(33-M) 및 데이터 채널 생성부(34-M), 알림채널(또는 페이징 채널(paging channel)) 생성부(35), 주파수 블록 1에 관한 제 1 다중부(1-1),...주파수 블록(M)에 관한 제 1 다중부(1-M), 제 2 다중부(37), 제 3 다중부(38), 타채널 생성부(39), 역고속 푸리에 변환부(40)(IFFT), 송신전력 제어부(41) 및 사이클릭 프리픽스(CP: cyclic prefix) 부가부(50)가 도시되어 있다.
주파수 블록 할당제어부(31)는, 단말(이동단말(mobile terminal)이어도 고정단말(fixed terminal)이어도 좋다)로부터 보고된 통신가능한 최대 대역폭(maximum bandwidth)에 관한 정보에 기초하여, 그 단말이 사용하는 주파수 블록을 확인한다. 주파수 블록 할당제어부(31)는 개개의 단말과 주파수 블록과의 대응관계를 관리하고, 그 내용을 주파수 스케줄링부(32)에 통지한다. 어느 대역폭으로 통신가능한 단말이 어느 주파수 블록으로 통신하면 좋은지에 대해서는, 사전에 알림채널로 방송되어 있어도 좋다. 예를 들어, 알림채널은, 5MHz의 대역폭으로 통신하는 유저에 대 하여, 주파수 블록 1, 2, 3, 4 중 어느 대역의 사용을 허가하여도 좋으며, 그들 중의 어느 것에 사용이 제한되어도 좋다. 또한, 10MHz의 대역폭으로 통신하는 유저에 대하여, 주파수 블록(1, 2), (2, 3) 또는 (3, 4)와 같은 인접하는 2개의 주파수 블록의 조합의 사용이 허가된다. 이들 모두의 사용이 허가되어도 좋으며, 혹은 어느 조합으로 사용이 제한되어도 좋다. 15MHz의 대역폭으로 통신하는 유저에 대하여, 주파수 블록(1, 2, 3) 또는 (2, 3, 4)와 같은 인접하는 3개의 주파수 블록의 조합의 사용을 허가한다. 쌍방의 사용이 허가되어도 좋으며, 혹은 일방의 조합으로 사용이 제한되어도 좋다. 20MHz의 대역폭으로 통신하는 유저에 대하여 모든 주파수 블록이 사용된다. 후술되는 바와 같이 사용가능한 주파수 블록은 소정의 주파수 홉핑 패턴(frequency hopping pattern)에 따라서 통신개시 후에 변경되어도 좋다.
주파수 스케줄링부(32)는, 복수의 주파수 블록의 각각 안에서 주파수 스케줄링을 수행한다. 하나의 주파수 블록 내에서의 주파수 스케줄링은, 단말로부터 보고된 리소스 블록마다의 채널상태정보(CQI)에 기초하여, 채널상태가 좋은 단말에 리소스 블록을 우선적으로 할당하도록 스케줄링 정보를 결정한다. 또한, 주파수 스케줄링부(32)는, 개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여, 동일 서브프레임으로 다중하는 유저수를 결정하도록 하여도 좋다. 예를 들어, 동일 서브프레임으로 다중하는 유저수를 작게 하는 것에 의해, 1 제어채널당 송신전력을 증대시킬 수 있으며, 예를 들어 셀단 근방에 위치하는 이동국에 대해서도 제어채널을 수신할 수 있게 할 수 있다. 이 때문에, 기지국이 커버하는 에리어의 커버리지를 증대시킬 수 있다.
주파수 블록 1에서의 제어 시그널링 채널 생성부(33-1)는, 주파수 블록 1 내의 리소스 블록만을 이용하여, 주파수 블록 1 내에서의 스케줄링 정보를 단말에 통지하기 위한 제어 시그널링 채널을 구성한다. 다른 주파수 블록도 동일하게, 그 주파수 블록 내의 리소스 블록만을 이용하여, 그 주파수 블록 내에서의 스케줄링 정보를 단말에 통지하기 위한 제어 시그널링 채널을 구성한다.
주파수 블록 1에서의 데이터 채널 생성부(34-1)는, 주파수 블록 1 내의 1 이상의 리소스 블록을 이용하여 전송되는 데이터 채널을 생성한다. 주파수 블록 1은 1 이상의 단말(유저)에서 공유되어도 좋으므로, 도시의 예에서는 N개의 데이터 채널 생성부(1-1~N)가 제공되고 있다. 다른 주파수 블록에 대해서도 동일하게, 그 주파수 블록을 공유하는 단말의 데이터 채널이 생성된다.
주파수 블록 1에 관한 제 1 다중부(1-1)는, 주파수 블록 1에 관한 신호를 다중화한다. 이 다중화는 적어도 주파수 다중을 포함한다. 제어 시그널링 채널 및 데이터 채널이 어떻게 다중되는지에 대해서는 후술된다. 다른 제 1 다중부(1-x)도 동일하게 주파수 블록 x로 전송되는 제어 시그널링 채널 및 데이터 채널을 다중화한다.
제 2 다중부(37)는, 다양한 다중부(1-x)(x=1,..., M)의 주파수축 상에서의 위치관계를 소정의 홉핑 패턴(hopping pattern)에 따라서 변경하는 동작을 수행한다.
알림채널(또는 페이징 채널) 생성부(35)는, 국 데이터(station data)와 같은 배하(配下)의 단말에 통지하기 위한 알림정보(broadcast information)를 생성한다. 단말의 통신가능한 최대 주파수 대역과 그 단말이 사용가능한 주파수 블록과의 관계를 나타내는 정보가 제어정보에 포함되어도 좋다. 사용가능한 주파수 블록이 다양하게 변경되는 경우에는, 그것이 어떻게 변화하는지를 나타내는 홉핑 패턴을 지정하는 정보가 알림정보에 포함되어도 좋다. 그리고, 페이징 채널은, 알림채널과 같은 대역으로 송신되어도 좋으며, 각 단말에서 사용되는 주파수 블록으로 송신되어도 좋다.
타채널 생성부(39)는 제어 시그널링 채널 및 데이터 채널 이외의 채널을 생성한다. 예를 들어 타채널 생성부(39)는 파일럿 채널(pilot channel)을 생성한다.
제 3 다중부(38)는 각 주파수 블록의 제어 시그널링 채널 및 데이터 채널과, 알림채널 및/또는 다른 채널을 필요에 따라서 다중화한다.
송신전력 제어부(31)는, 제어채널 및 데이터 채널에 할당하는 송신전력을 제어한다.
역고속 푸리에 변환부(40)는 제 3 다중부(38)로부터 출력된 신호를 역고속 푸리에 변환하고, OFDM 방식의 변조를 수행한다.
사이클릭 프리픽스 부가부(50)는 OFDM 방식의 변조 후의 심볼에 가드 인터벌(guard interval)을 부가하고, 송신심볼(transmission symbol)을 생성한다. 송신심볼은 예를 들어 OFDM 심볼의 말미(또는 선두)의 일련의 데이터를 선두(또는 말미)에 부가함으로써 작성되어도 좋다.
도 4a에는, 하나의 주파수 블록(x번째의 주파수 블록)의 제어채널 생성부(33-x)를 나타낸다. x는 1 이상 M 이하의 정수이다. 제어채널 생성부(33-x)는, 반복송신제어부(338)와, 제어정보 발생부(332)와, 전송로 부호화기(334)와, 데이터 변조부(336)를 구비한다.
반복송신제어부(338)는, 1 무선 프레임 내에 할당을 수행하는 제어채널의 수를 결정하고, 제어정보 발생부(332)에 대한 제어를 수행한다. 즉, TTI(Transmission Time Interval)을 복수의 서브프레임에 의해 구성하고, 해당 서브프레임에 동일의 제어비트(control bit)를 배치한다(Long TTI). 반복송신제어부(338)는 1 무선 프레임 내에서 몇 회 제어채널을 송신하는지를 결정한다. 이 경우, 다중부(1-1)는, 결정된 제어채널의 수에 따라서, 1 무선 프레임 내로 제어채널을 다중한다. 그 결과, 1 무선 프레임 내에, 1 또는 복수회 제어채널이 송신된다. 예를 들어, 셀단 등에 위치하는 하향의 수신전력(downlink reception power)이 약한 유저에 대해서는 2배 이상의 서브프레임을 할당한다. TTI에 대한 서브프레임의 할당정보는, 예를 들어 높은 레이어(layer)의 시그널링에 의해 수신측, 예를 들어 이동국(mobile station)에 통지된다.
이 경우, 반복 송신되는 제어채널은 동일의 송신포맷(transmission format)으로 송신된다.
예를 들어, 반복송신 제어부(338)는, 1 무선 프레임 내에 2회 할당을 수행하는 것으로 결정한 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 1 무선 프레임 내에 2회 제어채널을 할당한다. 즉, 1TTI에서, 같은 L1/L2 제어정보가 2회 송신된다. 혹은, 보다 낮은 전송로 부호화를 이용하여, 부호화를 수행하여 송신하는 것도 가능하다. 도 5에는, 제어채널과 데이터 채널이 시간다중되는 경우에 대해서 도시하지만, 주파수 다중되는 경우에 대해서도 적용가능하다.
제어정보 발생부(332)는, 반복송신제어부(338)에서 결정된 1 무선 프레임 내에 할당을 수행하는 제어채널의 수에 기초하여, 제어정보를 생성한다. 전송로 부호화기(334)는, 제어정보 발생부(332)로부터 입력된 제어정보를, 다중되는 서브프레임에서 항상 동일의 방법으로 부호화를 수행하고, 데이터 변조부(336)로 입력한다. 그 결과, 기지국은 항상 동일의 신호를 송신한다. 이 때문에, 송신측에서는, 오버헤드(overhead)를 작게 할 수 있으며, 수신측에서는, 제어비트의 합성처리를 수행하는 것에 의해, 수신SINR를 개선시킬 수 있으며, 고품질화를 도모할 수 있다. 또한, 수신측에서는, 제어채널을 수신한 시점에서 복조할 수 있다. 즉, 어느 타이밍에서도 복조 가능해진다. 그 결과, 기지국이 커버하는 에리어의 커버리지를 증대시킬 수 있다.
또한, 제어채널 생성부(33-x)를 도 4b에 도시하는 바와 같이 구성하여도 좋다. 도 4b에는, 하나의 주파수 블록(x번째의 주파수 블록)의 다른 제어채널 생성부(33-x)를 나타낸다. x는 1 이상 M 이하의 정수이다. 제어채널 생성부(33-x)는, 제어정보 발생부(332)와, 전송로 부호화기(334)와, 펑쳐부(342)와, 반복송신제어부(340)와, 데이터 변조부(336)를 구비한다.
이 예에서는, 1 무선 프레임 내에, 1 또는 복수회 제어채널이 송신되는 경우에, 다중되는 프레임에서 다른 펑쳐 패턴(puncture pattern)으로 송신한다.
반복송신제어부(340)는, 1 무선 프레임 내에 할당을 수행하는 제어채널의 수를 결정하고, 펑쳐부(342)에 대한 제어를 수행한다. 즉, 반복송신제어부(340)는, 1 무선 프레임 내에서 몇 회 제어채널을 송신하는지를 결정한다. 즉, 저부호화율(반복팩터의 도입)이 적용된다. 이 경우, 다중부(1-1)는, 결정된 제어채널의 수에 따라서, 1 무선 프레임 내로 제어채널을 다중한다. 그 결과, 1 무선 프레임 내에, 1 또는 복수회 제어채널이 송신된다. 이 경우, 반복 송신되는 제어채널은 동일의 송신포맷으로 송신된다.
제어정보 발생부(332)로부터 입력된 제어정보는 전송로 부호화기(334)에서 부호화되고, 펑쳐부(342)로 입력된다. 펑쳐부(342)는, 반복송신제어부(340)에 의해 결정된 1 무선 프레임 내에 할당을 수행하는 제어채널의 수에 기초하여, 다중되는 서브프레임에서 다른 펑쳐 패턴으로 펑쳐를 수행한다. 그 결과, 도 6에 도시하는 바와 같이, 반복 송신되는 제어채널은 다른 펑쳐 패턴으로 송신된다. 도 6에는, 제어채널과 데이터 채널이 시간다중되는 경우에 대해서 도시하지만, 주파수 다중되는 경우에 대해서도 적용가능하다.
이와 같이 하는 것에 의해, 저부호화율의 부호어(code word)의 일부를 송신할 수 있다. 수신측에서는, 제어정보의 합성처리를 수행하는 것에 의해, 부호화 이득이 개선되기 때문에, 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 펑쳐를 수행하지 않는 경우보다, 오류율(error rate)을 저감할 수 있다. 또한, 수신측에서 처리지연시간을 저감할 수 있다.
도 7a는 데이터 채널 및 제어채널의 맵핑 예를 나타낸다. 도시의 맵핑 예는, 하나의 주파수 블록 및 하나의 서브 프레임에 관한 것이며, 제 1 다중부(1-x)의 출력내용에 상당한다(단, 파일럿 채널 등은 제 3 다중부(38)에서 다중된다). 하나의 서브 프레임은 예를 들어 하나의 송신시간간격(TTI)에 대응하여도 좋으며, 복수의 TTI에 대응하여도 좋다. 1 또는 복수의 심볼에 의해 리소스 블록이 구성되며, 이 리소스 블록은, 도 3의 주파수 스케줄링부(32)에 의해, 채널상태가 좋은 단말에 할당된다.
예를 들어, 제어채널과, 타채널, 예를 들어 데이터 채널은 시간다중(TDM)된다. 도 7a에는, 동일 서브 프레임 내로 다중하는 유저수가 4인 경우에 대해서 나타낸다. 예를 들어, 제어채널을 서브프레임의 전반, 예를 들어 2번째 심볼로 맵핑한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 후술하는 제어채널과 타채널을 주파수 분할다중한 경우와 비교하여, 이동국에 있어서 처리 지연을 단축할 수 있다. 도 7a에 도시하는 예에서는, 이동국은, 2번째 심볼을 복조한 단계에서, 데이터 채널의 복조가 필요한지 아닌지를 판단할 수 있다.
또한, 제어채널을 수신하는 시간을 단축할 수 있으므로, 이동국은, 그 외의 시간은 수신처리를 수행할 필요가 없으므로, 마이크로 슬립(micro-sleep)이 가능해진다.
또한, 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제어채널과 타채널을 주파수 분할다중(FDM)하도록 하여도 좋다. 도 7b에는, 동일 서브프레임 내로 다중하는 유저수가 4인 경우에 대해서 나타낸다. 이와 같이 하는 것에 의해, 제어채널과 데이터 채널과의 송신전력의 교환이 가능해지기 때문에, 커버리지를 증대시킬 수 있다. 전체의 송신전력을 일정하게 하면, 시간다중의 경우에는, 기지국으로부터 먼 위치의 유저에 대하여 제어정보를 송신하기 위해 송신전력을 증가시킨 경우에는, 다른 유저에 대한 제어정보의 송신전력을 감소시키지 않으면 안 된다. 그러나, 주파수 분할다중의 경우에는, 기지국으로부터 먼 위치의 유저에 대하여 제어정보를 송신하기 위해 송신전력을 증가시킨 경우에는, 동일의 시간에는 데이터 채널이 다중되어 있기 때문에, 데이터 채널의 송신전력을 감소시킬 수 있다. 데이터 채널의 송신전력을 감소시키는 것에 의해 스루풋은 저하하지만, 제어정보의 송신전력을 감소시킨 경우만큼 중대한 문제가 되지 않는다.
송신전력 제어부(41)는, 제어채널 및 데이터 채널에 할당하는 송신전력을 제어한다. 예를 들어, 송신전력 제어부(41)는, 리소스 블록마다 또는 서브캐리어마다 송신전력제어를 수행한다. 송신전력 제어부(41)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 토탈 전력을 일정하게 하고, 제어채널에 대하여 큰 송신전력을 할당하고, 데이터 채널에 작은 송신전력을 할당한다. 즉, 데이터 채널에 할당하는 전력의 일부를 제어채널에 할당한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 기지국이 커버하는 에리어의 커버리지를 증대시킬 수 있다. 또한, 수신측의 처리지연을 저감할 수 있다. 이 방법은, 제어채널과 데이터 채널이 주파수 다중되어 있는 경우에 적용할 수 있다.
또한, 제어채널에 대하여, 적응 빔 제어(adaptive beam control)가 수행되도록 하여도 좋다. 이와 같이 하는 것에 의해, 커버리지를 증대시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 이동단말의 부분 블록도를 나타낸다. 도 9에서는 캐리어 주파수 동조부(81), 필터링부(82), 사이클릭 프리픽스(CP) 제거부(83), 고속 푸리에 변환부(FFT)(84), CQI 측정부(85), 알림채널(또는 페이징 채널) 복호부(86), 제어채널 복호부(87), 및 데이터 채널 복호부(88)가 도시되어 있다.
캐리어 주파수 동조부(81)는 단말에 할당되어 있는 주파수 블록의 신호를 수신할 수 있도록 수신대역의 중심주파수(center frequency)를 적절히 조정한다.
필터링부(82)는 수신신호를 필터링한다.
사이클릭 프리픽스 제거부(83)는 수신신호로부터 가드인터벌을 제거하고, 수신심볼로부터 유효심볼부분(effective symbol portion)을 추출한다.
고속 푸리에 변환부(FFT)(84)는 유효심볼에 포함되는 정보를 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)하고, OFDM 방식의 복조를 수행한다.
CQI 측정부(85)는 수신신호에 포함되어 있는 파일럿 채널의 수신전력 레벨을 측정하고, 측정결과를 채널상태정보(CQI)로서 기지국에 피드백한다. CQI는 주파수 블록 내의 모든 리소스 블록마다 수행되며, 이들이 모든 기지국에 보고된다.
알림채널(또는 페이징 채널) 복호부(86)는 알림채널을 복호한다. 페이징 채널이 포함되어 있는 경우에는 그것도 복호한다.
제어채널 복호부(87)는 수신신호에 포함되어 있는 제어채널을 복호하고, 스케줄링 정보, 공유 데이터 채널에 관한 데이터 변조, 채널 부호화율 및 HARQ의 정보를 추출한다. 스케줄링 정보에는, 그 단말 앞으로의 공유 데이터 채널에 리소스 블록이 할당되어 있는지 아닌지를 나타내는 정보, 할당되어 있는 경우에는 리소스 블록 번호를 나타내는 정보 등이 포함된다.
데이터 채널 복호부(88)는, 제어채널로부터 추출한 정보에 기초하여, 수신신호에 포함되어 있는 공유 데이터 채널을 복호한다. 복호결과에 따라서 긍정응 답(ACK) 또는 부정응답(NACK)이 기지국에 보고되어도 좋다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 예를 나타내는 흐름도이다. 일 예로서, 10MHz의 대역폭으로 통신가능한 이동단말(UE1)을 포함하는 유저가, 20MHz의 대역폭으로 통신을 수행하고 있는 셀 또는 섹터로 들어간 것으로 한다. 통신 시스템의 최저 주파수 대역은 5MHz이며, 도 2에 도시된 바와 같이 전 대역이 4개의 주파수 블록(1~4)으로 분리되어 있는 것으로 한다.
단계 S11에서는, 단말(UE1)은 기지국으로부터의 알림채널을 수신하고, 자국이 사용가능한 주파수 블록이 무엇인지를 확인한다. 알림채널은 전 20MHz의 대역의 중심주파수를 포함하는 5MHz의 대역으로 송신되고 있어도 좋다. 이와 같이 함으로써, 수신가능한 대역폭이 다른 어느 단말도 알림채널을 간이로 수신할 수 있다. 알림채널은, 10MHz의 대역폭으로 통신하는 유저에 대하여, 주파수 블록(1, 2), (2, 3) 또는 (3, 4)와 같은 인접하는 2개의 주파수 블록의 조합의 사용을 허가한다. 이들 모두의 사용이 허가되어도 좋으며, 혹은 어느 조합으로 사용이 제한되어도 좋다. 일 예로서 주파수 블록 2, 3의 사용이 허가된 것으로 한다.
단계 S12에서는, 단말(UE1)은 하향 파일럿 채널(downlink pilot channel)을 수신하고, 주파수 블록 2, 3에 관한 수신신호품질을 측정한다. 측정은 각 주파수 블록에 포함되어 있는 다수의 리소스 블록마다 수행되며, 이들 모두가 채널상태정보(CQI)로서 기지국에 보고된다.
단계 S21에서는, 기지국은 단말(UE1) 및 다른 단말로부터 보고된 채널상태정보(CQI)에 기초하여, 주파수 블록마다 주파수 스케줄링을 수행한다. UE1 앞으로의 데이터 채널은 주파수 블록 2 또는 3으로부터 전송되는 것은, 주파수 블록 할당제어부(도 3의 31)에서 확인 및 관리되고 있다.
단계 S22에서는, 기지국은 스케줄링 정보에 따라서 제어 시그널링 채널을 주파수 블록마다 작성한다. 제어 시그널링 채널에는 불특정 제어채널 및 특정제어채널이 포함되어 있다.
단계 S23에서는 스케줄링 정보에 따라서 제어채널 및 공유 데이터 채널이 주파수 블록마다 기지국으로부터 송신된다.
단계 S13에서는, 단말(UE1)은 주파수 블록 2 및 3으로 전송되는 신호를 수신한다.
단계 S14에서는, 주파수 블록 2에서 수신한 제어채널을 복호하고, 스케줄링 정보, 공유 데이터 채널에 관한 데이터 변조, 채널 부호화율 및 HARQ의 정보를 추출한다. 동일하게 주파수 블록 3으로 수신한 제어채널을 복호하고, 스케줄링 정보, 공유 데이터 채널에 관한 데이터 변조, 채널부호화율 및 HARQ의 정보를 추출한다. 어느 스케줄링 정보에도, 단말(UE1) 앞으로의 공유 데이터 채널에 리소스 블록이 할당되어 있는지 아닌지를 나타내는 정보, 할당되어 있는 경우에는 리소스 블록 번호를 나타내는 정보 등이 포함된다. 자국 앞으로의 공유 데이터 채널에 어느 리소스 블록도 할당되어 있지 않은 경우에는, 단말(UE1)은 대기상태로 돌아가고, 제어채널의 수신을 대기한다.
자국 앞으로의 공유 데이터 채널로 어느 것의 리소스 블록이 할당되어 있는 경우에는, 단계 S15에서, 단말(UE1)은, 제어채널로부터 추출한 정보에 기초하여, 수신신호에 포함되어 있는 공유 데이터 채널을 복호한다. 복호결과에 따라서 긍정응답(ACK) 또는 부정응답(NACK)이 기지국에 보고되어도 좋다. 이후 동일의 순서가 반복된다.
설명의 편의상, 본 발명을 몇 개의 실시예로 나누어서 설명하였지만, 각 실시예의 구분은 본 발명에 본질적이지 않으며, 2 이상의 실시예가 필요에 따라서 사용되어도 좋다. 발명의 이해를 돕기 위해 구체적인 수치예를 이용하여 설명하였지만, 특별히 이유가 없는 한, 그들의 수치는 단지 일 예에 지나지 않고 적절한 어느 값이 사용되어도 좋다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예를 참조하면서 설명되어 왔지만, 각 실시예는 단지 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형예, 수정예, 대체예, 치환예 등을 이해할 수 있을 것이다. 설명의 편의상, 본 발명의 실시예에 따른 장치는 기능적으로 블록도를 이용하여 설명되었지만, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되어도 좋다. 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 정신으로부터 이탈하지 않고, 다양한 변형예, 수정예, 대체예, 치환예 등이 포함된다.
본 국제출원은, 2006년 6월 19일에 출원한 일본국 특허출원 2006-169455호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 2006-169455호의 전 내용을 본 국제출원으로 수용한다.
본 발명에 따른 기지국 및 송신방법은, 무선통신 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (8)

1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록을 복수개 포함하는 주파수 대역에서 주파수 스케줄링을 수행하는 멀티캐리어 방식의 기지국에 있어서,
개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여 1 이상의 리소스 블록을 채널상태가 좋은 통신단말에 할당하기 위한 스케줄링 정보를 결정하는 주파수 스케줄러;
상기 스케줄링 정보를 송신하는 제어채널의 부호화 및 변조를 수행하는 수단;
스케줄링 정보에 따라서 제어채널과, 해당 제어채널 이외의 채널을 주파수 다중하는 다중화수단; 및
상기 다중화 수단의 출력신호를 멀티캐리어 방식으로 송신하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 1항에 있어서,
1 무선 프레임 내에 할당을 수행하는 제어채널의 수를 결정하는 반복송신제어수단;을 더 구비하며,
상기 다중화 수단은, 결정된 제어채널의 수에 따라서, 1 무선 프레임 내로 제어채널을 다중하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 2항에 있어서,
반복송신되는 제어채널은 동일의 송신포맷으로 송신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 1항에 있어서,
다중되는 서브 프레임에서 다른 펑쳐패턴으로, 펑쳐를 수행하는 펑쳐수단;을 더 구비하며,
반복송신되는 제어채널은 다른 펑쳐패턴으로 송신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 1항에 있어서,
상기 제어채널 및 상기 데이터 채널에 할당하는 송신전력을 제어하는 송신전력 제어수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 1항에 있어서,
상기 주파수 스케줄러는, 개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여, 동일 서브프레임으로 다중하는 유저수를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 1항에 있어서,
상기 제어채널에 대하여, 적응 빔 제어(adaptive beam control)가 수행되는 것을 특징으로 하는 기지국.
주파수 스케줄링을 수행하는 멀티캐리어 방식의 기지국에서 사용되는 송신방법에 있어서,
개개의 통신단말로부터 보고된 채널상태정보에 기초하여 1 이상의 서브캐리어를 포함하는 리소스 블록의 1 이상을 채널상태가 좋은 통신단말에 할당하기 위한 스케줄링 정보를 결정하고,
상기 스케줄링 정보를 송신하는 제어채널의 부호화 및 변조를 수행하고,
스케줄링 정보에 따라서 제어채널 및 데이터 채널을 주파수 다중하고,
주파수 다중된 신호를 멀티캐리어 방식으로 송신하는 것을 특징으로 하는 송신방법.
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