KR20120058431A

KR20120058431A - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 단말

Info

Publication number: KR20120058431A
Application number: KR1020110125845A
Authority: KR
Inventors: 장지웅; 정재훈; 한승희; 고현수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2012-06-07
Also published as: WO2012074273A2; WO2012074273A3

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 기지국 및 단말이 개시된다. 구체적으로, 단말에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국이 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수(modulation order)에 대한 정보 및 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel)을 통해 단말로 전송하는 단계 및 변조 차수에 대한 정보 및 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성된 상향링크 제어정보를 물리 상향링크 공유채널을 통해 수신하는 단계를 포함하되, 자원 블록의 개수는 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정된다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 단말{METHOD FOR RESOURCE ALLOCATION TO UPLINK CONTROL INFORMATION IN AT WIRELESS ACCESS SYSTEM, AND USER EQUIPMENT THEREOF}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

차세대 무선 접속 시스템의 요구 조건에서 가장 중요한 것 중 하나는 높은 데이터 전송율 요구량을 지원할 수 있어야 하는 것이다. 이를 위하여 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission), 릴레이(relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

종래의 무선 접속 시스템에서는 상향링크와 하향링크 간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파 (carrier)만을 고려하였다. 예를 들어, 단일 반송파를 기반으로, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 개수가 각각 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적인 무선 통신 시스템이 제공되었다.

다만, 주파수 자원이 포화상태인 실정을 감안하여, 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위해 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작시킬 수 있는 기본적 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 반송파 집성(CA: carrier aggregation)을 도입하고 있다.

여기서, 각각의 독립적인 운용이 가능한 대역폭 단위의 반송파를 컴포넌트 반송파(CC: Component Carrier)라고 칭할 수 있다. 증가하는 송신 용량을 지원하기 위해, 최근의 3GPP LTE-A 또는 802.16m은 20MHz 또는 그 이상까지 계속 그 대역폭을 확장하고 있다. 이 경우 하나 또는 그 이상의 컴포넌트 반송파를 집성하여 광대역을 지원한다. 예를 들어, 하나의 컴포넌트 반송파가 5MHz, 10MHz 또는 20MHz의 대역폭을 지원한다면, 최대 5 개의 컴포넌트 반송파를 묶어 최대 100MHz까지의 시스템 대역폭을 지원하는 것이다.

반송파 집성 기술을 이용하는 경우에, 여러 개의 상향링크/하향링크 컴포넌트 반송파를 통해 데이터를 동시에 송수신할 수 있다. 따라서, 단말은 모든 컴포넌트 반송파를 모니터링하고 측정할 수 있다.

본 발명의 목적은 무선 접속 시스템, 바람직하게 반송파 집성 환경을 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원을 원활하게 할당하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.

또한 본 발명의 목적은 상향링크 제어정보를 위한 변조 차수를 고려하여 유동적으로 상향링크 제어정보를 위한 자원을 할당하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.

또한, 본 발명의 목적은 상향링크 제어정보를 위해 할당된 자원에 따라 유동적으로 상향링크 제어정보를 위한 변조 차수를 설정하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보(Uplink Control Information)를 위한 자원을 할당하는 방법에 있어서, 단말에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국이 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수(modulation order)에 대한 정보 및 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel)을 통해 단말로 전송하는 단계 및 변조 차수에 대한 정보 및 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성된 상향링크 제어정보를 물리 상향링크 공유채널을 통해 수신하는 단계를 포함하되, 자원 블록의 개수는 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정된다.

본 발명의 또 다른 양상은, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원을 할당하는 방법에 있어서, 단말에서 물리 상향링크 공유 채널을 통해 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국으로부터 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수에 대한 정보 및 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널을 통해 수신하는 단계 및 변조 차수에 대한 정보 및 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성한 상향링크 제어정보를 물리 상향링크 공유채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 자원 블록의 개수는 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정된다.

본 발명의 또 다른 양상은, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원을 할당 받는 단말에 있어서, RF 유닛 및 단말에서 물리 상향링크 공유 채널을 통해 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국으로부터 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수에 대한 정보 및 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널을 통해 수신하고, 변조 차수에 대한 정보 및 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성한 상향링크 제어정보를 물리 상향링크 공유채널을 통해 기지국으로 전송하는 프로세서를 포함하되, 자원 블록의 개수는 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정된다.

바람직하게, 자원 블록의 개수는 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 사용할 수 있는 기 설정된 최대 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정된다.

바람직하게, 기 설정된 최대 자원 블록의 개수는 8 및 12 중 어느 하나이다.

바람직하게, 자원 블록의 개수는 상향링크 제어정보를 전송을 위해 기 설정된 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정된다.

바람직하게, 기 설정된 자원 블록의 개수는 4, 8 및 12 중 어느 하나이다.

바람직하게, 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 자원 블록의 개수는 8이며, 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우, 자원 블록의 개수는 4이다.

바람직하게, 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK인 경우 자원 블록의 개수는 4이고, 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM인 경우 자원 블록의 개수는 2이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 접속 시스템, 바람직하게는 반송파 집성 환경을 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원을 원활하게 할당할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상향링크 제어정보를 위한 변조 차수를 고려하여 유동적으로 상향링크 제어정보를 위한 자원을 할당할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상향링크 제어정보를 위해 할당된 자원에 따라 유동적으로 상향링크 제어정보를 위한 변조 차수를 설정할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 SC-FDMA 방식과 OFDMA 방식을 비교하기 위한 도면이다.
도 7은 주파수 영역에서 단일 반송파 특성을 만족하기 위한 주파수 영역상의 신호 맵핑 방식을 설명하는 도면이다.
도 8은 클러스터 SC-FDMA에 있어서, DFT 프로세스 출력 샘플들이 단일 캐리어에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다.
도 9와 도 10은 클러스터 SC-FDMA에 있어서, DFT 프로세스 출력 샘플들이 다중 캐리어(multi-carrier)에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다.
도 11은 세그먼트 SC-FDMA에 있어서, 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다.
도 12는 상향링크로 참조신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일반 순환 전치의 경우에 RS를 전송하기 위한 서브프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 확장 순환 전치의 경우에 RS를 전송하기 위한 서브프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 전송 채널(transport channel)인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정을 나타내는 도면이다.
도 16은 상향링크 데이터와 제어채널 전송을 위한 물리 자원 요소의 매핑(mapping) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 상향링크 공유채널 상에서 데이터와 제어 채널을 다중화하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 18은 데이터와 제어 채널의 전송 신호를 생성하는 방법을 설명하는 블록도이다.
도 19는 코드워드 대 레이어 매핑 방법을 설명하는 도면이다.
도 20은 2 코드 워드 및 4 레이어의 경우, 상향링크 데이터와 제어채널 전송을 위한 물리 자원 요소의 매핑(mapping)을 예시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 UCI를 위한 자원을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 단말에서 ACK/NACK 또는 RI를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

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

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

1. 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 일반

도 1은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리 하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.

LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 2는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다.

기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷(또는 DCI 포맷)을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다.

도 3은 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

도 4는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.

상향링크 신호를 전송하기 위해 단말의 스크램블링(scrambling) 모듈(41)은 단말 특정 스크램블 신호를 이용하여 전송 신호를 스크램블 할 수 있다. 스크램블 된 신호는 변조 맵퍼(42)에 입력되어 전송 신호의 종류 및/또는 채널 상태에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 16QAM/64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 이용하여 복소 심볼(complex symbol)로 변조된다. 변조된 복소 심볼은 변환 프리코더(43)에 의해 처리된 후, 자원 요소 맵퍼(44)에 입력되며, 자원 요소 맵퍼(44)는 복소 심볼을 시간-주파수 자원 요소에 맵핑할 수 있다. 이와 같이 처리된 신호는 SC-FDMA 신호 생성기(45)를 거쳐 안테나를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

도 5는 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.

3GPP LTE 시스템에서 기지국은 하향링크로 하나 이상의 코드워드(CW: codeword)를 전송할 수 있다. 코드워드는 각각 도 4의 상향링크에서와 마찬가지로 스크램블링 모듈(51) 및 변조 맵퍼(52)를 통해 복소 심볼로 처리될 수 있다. 그 후, 복소 심볼은 레이어 맵퍼(53)에 의해 복수의 레이어(Layer)에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코딩 모듈(54)에 의해 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나 별 전송 신호는 각각 자원 요소 맵퍼(55)에 의해 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, 이후 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호 생성기(56)를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.

OFDMA 방식은 다중 부반송파를 사용하므로 부반송파들의 중첩으로 인하여 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 상대적으로 크다는 단점이 있다. 따라서, 도 4 및 도 5과 관련하여 상술한 바와 같이, 전력 효율이 중요한 단말에서 높은 PAPR의 단점을 보완하기 위해, 3GPP 시스템(예를 들어, LTE 시스템)에서 하향링크 신호 전송은 OFDMA 방식을 이용하고, 상향링크 신호 전송은 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 방식이 이용되고 있다.

도 6은 SC-FDMA 방식과 OFDMA 방식을 비교하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 상향링크 신호 전송을 위한 단말 및 하향링크 신호 전송을 위한 기지국 모두 직렬-병렬 변환기(Serial-to-Parallel Converter: 61), 부반송파 맵퍼(63), M-포인트 IDFT 모듈(64), 병렬-직렬 변환기(Parallel-to-Serial Converter; 65) 및 순환 전치(CP: Cyclic Prefix) 추가 모듈(66)을 포함하는 점에 있어서는 동일하다.

다만, SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 단말은 N-포인트 DFT 모듈(62)을 추가로 포함한다. 직렬-병렬 변환기(61)을 통해 형성된 N개의 데이터 심볼은 N-포인트 DFT 모듈(62)로 입력된다. 이때 N개의 데이터 심볼 성분은 할당 받은 대역 전체에 퍼지게 된다. 이어, 단말에게 N개의 부반송파에 해당하는 대역이 할당되었다고 가정할 때, N-포인트 DFT 모듈(62)의 출력 신호는 전체 상향링크 시스템 대역(M-포인트 IDFT 모듈의 입력) 중 할당 받은 위치에 매핑된다. 즉, N-포인트 DFT 모듈(62)은 M-포인트 IDFT 모듈(64)의 IDFT 처리 영향을 일정 부분 상쇄함으로써 전송 신호가 단일 반송파 특성(single carrier property)을 가지도록 한다.

도 7은 주파수 영역에서 단일 반송파 특성을 만족하기 위한 주파수 영역상의 신호 맵핑 방식을 설명하는 도면이다.

도 7의 (a)는 로컬형 맵핑(localized mapping) 방식을 나타내며, 도 7의 (b)는 분산형 맵핑(distributed mapping) 방식을 나타낸다. 3GPP LTE 시스템에서는 로컬형 맵핑 방식을 정의하고 있다.

한편, SC-FDMA의 수정된 형태인 클러스터(clustered) SC-FDMA는 부반송파 맵핑(mapping) 과정에서 DFT 프로세스 출력 샘플들을 부 그룹(sub-group)으로 나누고, 부 그룹 별로 불연속적으로 부반송파 영역에 맵핑한다. 경우에 따라 필터링(filtering) 과정 및 순환 확장(cyclic extension) 과정을 포함할 수 있다. 이때, 부 그룹을 클러스터로 명명할 수 있고, 순환 확장이란 부반송파 각 심볼이 다중경로 채널을 통해 전송되는 동안 상호 심볼간 간섭(ISI)을 방지하기 위해 연속된 심볼 사이에 채널의 최대 지연확산(Delay Spread) 보다 긴 보호구간(Guard Interval)을 삽입하는 것을 의미한다.

도 8은 클러스터 SC-FDMA에 있어서, DFT 프로세스 출력 샘플들이 단일 캐리어에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다. 또한, 도 9와 도 10은 클러스터 SC-FDMA에 있어서, DFT 프로세스 출력 샘플들이 다중 캐리어(multi-carrier)에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다.

상기 도 8은 인트라 캐리어(intra-carrier)에서 클러스터 SC-FDMA를 적용하는 예이며, 상기 도 9와 도 10은 인터 캐리어(inter-carrier)에서 클러스터 SC-FDMA를 적용하는 예에 해당한다. 또한, 상기 도 9는 주파수 영역에서 연속한(contiguous) 컴포넌트 반송파(component carrier)가 할당된 상황에서, 인접한 컴포넌트 반송파 간 부반송파 간격(spacing)이 정렬된 경우 단일 IFFT 블록을 통해 신호를 생성하는 경우를 나타낸다. 그리고, 도 10은 주파수 영역에서 비연속적(non-contiguous)으로 컴포넌트 반송파가 할당된 상황에서, 컴포넌트 반송파들이 인접하지 않기 때문에 복수의 IFFT 블록을 통해 신호를 생성하는 경우를 나타낸다.

세그먼트 SC-FDMA는 임의의 개수의 DFT와 같은 개수의 IFFT가 적용되면서 DFT와 IFFT간의 관계 구성이 일대일 관계를 가짐에 따라 단순히 기존 SC-FDMA의 DFT 확산(spreading)과 IFFT의 부반송파 맵핑 구성을 확장한 것이다. 이를 NxSCFDMA 또는 NxDFT-s-OFDMA라고 하며, 이하 편의상 세그먼트(segmented) SC-FDMA라고 한다.

도 11은 세그먼트 SC-FDMA에 있어서, 신호 처리 과정을 도시하는 도면이다.

도 11을 참조하면, 세그먼트 SC-FDMA는 단일 반송파 특성 조건을 완화하기 위하여 전체 시간 영역 변조 심볼들을 N(N은 1보다 큰 정수)개의 그룹으로 묶어 그룹단위로 DFT 프로세스를 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 12는 상향링크로 참조신호(이하 "RS"라 한다.)를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다. 데이터 부분은 시간영역에서 신호를 생성된 후 DFT 프리코더(precoder)를 통해 주파수 영역에 매핑되고 IFFT를 통해 전송되는 반면, RS는 DFT 프리코더를 통하는 과정이 생략된다. RS는 주파수 영역에서 바로 생성(S120)된 후에, 로컬화(localized) 매핑(S121), IFFT 과정(S122) 및 순환 전치(Cyclic Prefix) 부착 과정(S123)을 순차적으로 거친 뒤에 전송된다.

도 13은 일반 순환 전치(normal CP)의 경우에 RS를 전송하기 위한 서브프레임의 구조를 도시한 도면이고, 도 14는 확장 순환 전치(extended CP)의 경우에 RS를 전송하기 위한 서브프레임의 구조를 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, 일반 순환 전치에서는 4번째와 11번째 SC-FDMA 심볼을 통해 RS가 전송되고, 도 14를 참조하면 확장 순환 전치에서는 3번째와 9번째 SC-FDMA 심볼을 통해 RS가 전송된다.

2. 상향링크 공유채널(UL-SCH: ULink Shared channel) 신호 전송

단말이 전송해야 할 UCI란 주로 하향 링크 패킷 데이터 전송을 위해서 필요한 ACK/NACK, CQI, RI 정보를 의미하며, 상술한 바와 같이 일반적으로는 PUCCH을 통해서 전송하게 된다. PUCCH는 일반적으로 시스템 운영 주파수 대역의 양 끝 주파수 자원을 이용하여 전송하게 된다. 그러나 상기 할당된 주파수 자원을 통해서 제어정보를 전송하는 방법은 단말이 패킷 데이터를 전송하는 경우 사용하지 못한다. 왜냐면 동일한 전송 구간에 PUSCH 과 PUCCH를 동시에 전송하게 되면 단일 캐리어 특성을 만족하지 못해서 단말의 PAPR을 증가시키게 된다. 그래서 현재 LTE 시스템에서는 단말이 패킷데이터를 전송하는 전송 구간에서는 제어 채널을 데이터 채널의 주파수 자원을 이용하여 전송하게 된다

한편, 전송 채널(transport channel) 및 제어정보들을 전송하기 위해서는 물리 채널(physical channel)에서 발생할 수 있는 오류를 극복하기 위한 채널 부호화(channel encoding) 과정과 오류 측정을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부착 과정, 물리 채널의 전송 비트수에 정합시키는 레이트 매칭(rate matching) 과정 등이 수행된다. 이하, 이러한 과정에 대하여 상세히 설명한다.

2. 1. UL-SCH 신호 처리 절차 일반

도 15는 전송 채널(transport channel)인 상향링크 공유채널(이하, "UL-SCH"라 한다.)의 신호 처리 과정을 나타내는 도면이다. 이하, UL-SCH의 신호 처리 과정은 하나 이상의 전송 채널 또는 제어정보 타입에 적용될 수 있다.

도 15를 참조하면, UL-SCH은 전송 시간 구간(TTI: transmission time interval)마다 한번씩 데이터를 전송 블록(TB: Transport Block)의 형태로 부호화 유닛(conding unit)에 전달된다.

상위 계층으로부터 전달 받은 전송 블록의 비트

에 CRC 패리티 비트(parity bit)

를 부착한다(S150). 이때, A는 전송 블록의 크기이며, L은 패리티 비트의 개수다. CRC가 부착된 입력 비트는

과 같다. 이때, B는 CRC를 포함한 전송 블록의 비트 수를 나타낸다.

는 TB 크기에 따라 여러 개의 코드 블록(CB: Code block)으로 분할(segmentation)되고, 분할된 여러 개의 CB들에 CRC가 부착된다(S151). 코드 블록 분할 및 CRC 부착 후 비트는

과 같다. 여기서 r은 코드 블록의 번호(r=0,…,C-1)이고, Kr은 코드 블록 r에 따른 비트 수이다. 또한, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다.

이어, 채널 부호화(channel coding)가 수행된다(S152). 채널 부호화 후의 출력 비트는

과 같다. 이때, i는 부호화된 스트림 인덱스이며, 0, 1 또는 2 값을 가질 수 있다. D _r 은 코드 블록 r을 위한 i번째 부호화된 스트림의 비트 수를 나타낸다. r은 코드 블록 번호(r=0,…,C-1)이고, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. 각 코드 블록은 각각 터보 코딩에 의하여 부호화될 수 있다.

이어, 레이트 매칭(Rate Matching)이 수행된다(S153). 레이트 매칭을 거친 이후의 비트는

과 같다. 이때, r은 코드 블록의 번호이고(r=0,…,C-1), C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. E _r 은 r번째 코드 블록의 레이트 매칭된 비트의 개수를 나타낸다.

이어, 다시 코드 블록들 간의 결합(concatenation)이 수행된다(S154). 코드 블록의 결합이 수행된 후의 비트는

과 같다. 이때, G는 전송을 위한 부호화된 비트의 총 개수를 나타내며, 제어정보가 UL-SCH 전송과 다중화될 때, 제어정보 전송을 위해 사용되는 비트 수는 포함되지 않는다.

한편, PUSCH에서 제어정보가 전송될 때, 제어정보인 CQI/PMI, RI, ACK/NACK은 각각 독립적으로 채널 부호화가 수행된다(S156, S157, S158). 각 제어정보의 전송을 위해 각각 서로 다른 부호화된 심볼들이 할당되기 때문에 각각의 제어정보는 서로 다른 코딩 레이트(coding rate)를 가진다.

TDD(Time Division Duplex)에서 ACK/NACK 피드백(feedback) 모드는 상위 계층 설정에 의해 ACK/NACK 번들링(bundling) 및 ACK/NACK 다중화(multiplexing) 두 가지 모드가 지원된다. ACK/NACK 번들링을 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트 또는 2비트로 구성되고, ACK/NACK 다중화를 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트에서 4비트 사이로 구성된다.

S154 단계에서 코드 블록 간 결합 단계 이후에, UL-SCH 데이터의 부호화된 비트

와 CQI/PMI의 부호화된 비트

의 다중화가 수행된다(S155). 데이터와 CQI/PMI의 다중화된 결과는

과 같다. 이때,

는

길이를 가지는 컬럼(column) 벡터를 나타낸다.

이고,

이다. N _L 은 UL-SCH 전송 블록이 매핑된 레이어의 개수를 나타내고, H는 전송 블록이 매핑된 N _L 개 전송 레이어에 UL-SCH 데이터와 CQI/PMI 정보를 위해 할당된 부호화된 총 비트의 개수를 나타낸다.

이어, 다중화된 데이터와 CQI/PMI, 별도로 채널 부호화된 RI, ACK/NACK은 채널 인터리빙되어 출력 신호가 생성된다(S159).

2. 2. 자원 요소 매핑

데이터와 제어채널을 위한 물리 자원 요소(Resource Element, 이하, RE라 하기로 한다.)의 매핑(mapping)에 대해서 설명한다.

도 16은 상향링크 데이터와 제어채널 전송을 위한 물리 자원 요소의 매핑(mapping) 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참조하면, CQI/PMI와 데이터는 시간 우선 방식(time-first)으로 RE에 매핑된다. CQI와 데이터는 직렬 결합(serial concatenation) 방식으로 다중화된다. 인코딩된 ACK/NACK은 복조용 참조 신호(DM-RS: Demodulation Reference Signal) 심볼에 인접하고 펑처링(puncturing)되어 삽입된다. ACK/NACK는 가상 부반송파의 제일 아래 부반송파부터 시작하여 펑처링되어 삽입되며, CQI 자원을 감소(삭제)시키면서 펑처링된다. RI는 ACK/NACK 전송과 무관하게 레이트 매칭(rate matching)되며, ACK/NACK이 위치한 RE 옆에 인접하여 매핑된다. RI와 ACK/NACK을 위한 자원은 최대 4개의 SC-FDMA심볼을 점유할 수 있다.

UL-SCH에 데이터와 제어정보가 동시에 전송되는 경우 매핑의 순서는 RI, CQI/PMI와 데이터의 결합 그리고 ACK/NACK의 순서이다. 즉, RI가 먼저 매핑된 후, CQI/PMI와 데이터의 결합이 시간 우선 방식으로 RI가 매핑되어 있는 RE를 제외한 나머지 RE에 매핑된다. ACK/NACK은 이미 매핑된 CQI/PMI와 데이터의 결합을 펑처링하면서 매핑된다.

상술한 바와 같이 데이터와 CQI/PMI등의 UCI를 다중화함으로써 단일 반송파 특성을 만족시킬 수 있다. 따라서, 낮은 CM(Cubic Metric)을 유지하는 상향링크 전송을 달성할 수가 있다.

기존 시스템을 개선한 시스템(예를 들어, LTE Rel-10)에서는, 각 단말에 대하여 각 컴포넌트 캐리어 상에서 SC-FDMA와 클러스터 DFTs OFDMA의 두 개의 전송 방식 중 적어도 하나의 전송 방식이 상향링크 전송을 위해 적용될 수 있으며, UL-MIMO(Uplink-MIMO) 전송과 더불어 같이 적용될 수 있다.

2. 3. 다중 입출력(MIMO) 시스템에서 UL-SCH 신호 전송

기존 시스템(예를 들어, LTE Rel-8)에서 단말은 복수 개의 송신 안테나를 동시에 사용하지 않았으나, 기존 시스템을 개선한 시스템(예를 들어, LTE Rel-10)에서는 최대 4개까지의 송신 안테나를 사용하는 MIMO 기술이 적용될 수 있다. 이하, MIMO 시스템에서의 UL-SCH 신호 전송에 대하여 상세히 설명한다.

2. 3. 1. MIMO 시스템에서 UL-SCH 신호 처리 절차 일반

도 17은 상향링크 공유채널 상에서 데이터와 제어 채널을 다중화하는 방법을 설명하는 순서도이다.

상기 도 17을 참조하면, 단말은 UL-SCH의 데이터에 대한 랭크를 인식한다(S170). 이어, 단말은 데이터에 대한 랭크와 동일한 랭크로 상향링크 제어 채널(제어 채널이라 함은, CQI, ACK/NACK 및 RI등의 UCI를 의미한다)의 랭크를 설정한다(S171). 또한 단말은 데이터와 제어 채널을 다중화한다(S172). 이후, 데이터와 CQI를 시간-우선(time-first) 방식으로 매핑(mapping)하며 RI를 지정된 RE에 매핑하고 ACK/NACK을 DM-RS 주위의 RE를 펑처링하며 매핑하는 것을 돕기 위하여, 채널 인터리빙(channel interleaving)이 수행될 수 있다(S173).

이후, 데이터와 제어채널은 MCS테이블에 따라 QPSK, 16QAM, 64QAM 등으로 변조될 수 있다(S174). 이때, 데이터와 제어채널을 변조하는 단계는 다른 단계에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 데이터와 제어 채널의 다중화하는 S172 단계 전에 수행될 수 있다.

또한 채널 인터리빙은 코드워드 단위로 수행될 수 있으며 또는 레이어 단위로 수행될 수도 있다.

도 18은 데이터와 제어 채널의 전송 신호를 생성하는 방법을 설명하는 블록도이다. 각 블록의 위치는 적용 방식에 변경될 수 있다.

두 개의 코드워드를 가정하면, 채널 부호화는 각 코드워드에 대해 수행되고(180), 주어진 MCS 레벨과 자원의 크기에 따라 레이트 매칭(rate matching)이 수행된다(181). 그리고 나서, 인코딩된 비트(bit)들은 셀 고유(cell-specific) 또는 사용자 기기 고유(UE-specific) 또는 코드워드 고유(codeword-specific)의 방식으로 스크램블링될 수 있다(182).

그리고 나서, 코드워드 대 레이어 매핑(codeword to layer)이 수행된다(183). 이 과정에서 레이어 시프트(layer shift) 또는 퍼뮤테이션(permutation)의 동작이 포함될 수 있다.

도 19는 코드워드 대 레이어 매핑 방법을 설명하는 도면이다. 코드워드 대 레이어 매핑은 도 19에 도시된 규칙을 이용하여 수행될 수 있다. 도 19에서 프리코딩 위치는 도 18에서의 프리코딩의 위치와는 상이할 수 있다.

다시 도 18을 참조하면, CQI, RI 및 ACK/NACK과 같은 제어정보는 주어진 조건(specification)에 따라, 채널 부호화된다(185). 이때, CQI와 RI 및 ACK/NACK은 모든 코드워드에 대하여 동일한 채널부호를 사용하여 부호화될 수 있고, 코드워드 별로 다른 채널 부호를 사용하여 부호화될 수도 있다.

그리고 나서, 인코딩된 비트의 개수는 비트 사이즈 제어부에 의해 변경될 수 있다(186). 비트 사이즈 제어부는 채널 코딩 블록(185)과 단일화될 수 있다. 상기 비트 사이즈 제어부에서 출력된 신호는 스크램블링된다(187). 이때, 스크램블링은 셀-특정하거나(cell-specific), 레이어 특정하거나(layer-specific), 코드워드-특정하거나(codeword-specific) 또는 사용자 기기 특정(UE-specific)하게 수행될 수 있다

비트 사이즈 제어부는 다음과 같이 동작할 수 있다.

(1) 비트 사이즈 제어부는 PUSCH에 대한 데이터의 랭크(n_rank_pusch)를 인식한다.

(2) 제어 채널의 랭크(n_rank_control)는 데이터의 랭크와 동일하도록 (즉, n_rank_control=n_rank_pusch) 설정되고, 제어 채널에 대한 비트의 개수(n_bit_ctrl)는 제어 채널의 랭크가 곱해져서 그 비트 수가 확장된다.

이를 수행하는 하나의 방법은 제어 채널을 단순히 복사하여 반복하는 것이다. 이 때 이 제어 채널은 채널코딩 전의 정보 레벨일 수 있거나, 채널 부호화 후의 부호화된 비트 레벨일 수 있다. 즉, 예를 들어, n_bit_ctrl=4인 제어 채널 [a0, a1, a2, a3]와 n_rank_pusch=2의 경우에, 확장된 비트 수(n_ext_ctrl)은 [a0, a1, a2, a3, a0, a1, a2, a3]로 8비트가 될 수 있다.

또 다른 방법으로, 상술한 것과 같이 확장된 비트 수(n_ext_ctrl)가 8비트가 되도록, 순환 버퍼(circular buffer) 방식을 적용할 수도 있다.

이처럼 제어 채널의 랭크가 데이터 채널의 랭크와 동일하게 제한하는 것은 시그널링 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 데이터 채널의 랭크와 제어 채널의 랭크가 다르다면, 상향링크 DM-RS를 데이터와 동일하게 프리코딩하기 위하여 추가적으로 제어 채널을 위한 PMI 시그널링이 필요하게 되기 때문이다. 데이터 채널과 제어 채널에 대한 동일한 RI들은 다중화 과정을 단순하게 할 뿐만 아니라 추가적인 시그널링을 제거하는 데 도움이 된다. 또한 효과적인 제어 채널의 랭크가 1개인 경우라도, 제어 채널의 전송 랭크가 데이터의 랭크(n_rank_pusch)와 동일할 수 있다. 전송측에서 각 레이어에 MIMO 디코더를 적용한 후에, 각 LLR 출력은 MRC(Maximum Ratio Combining) 수단으로 더해질(accumulate) 수 있다.

한편, 비트 사이즈 제어부와 채널 부호화부가 하나로 구성된 경우에, 부호화된 비트는 기존 시스템(예를 들어, LTE Rel-8)에서 정의된 채널 부호화와 레이트 매칭을 적용하여 생성할 수 있다.

또한, 비트 사이즈 제어부에 추가하여, 레이어 별로 더욱 랜덤화를 주기 위하여 비트 레벨 인터리빙이 수행될 수 있다. 혹은 이와 등가적으로 변조 심볼 레벨에서 인터리빙이 수행될 수도 있다.

CQI/PMI 채널과 2개의 코드워드에 대한 데이터는 데이터/제어 다중화기(multiplexer)에 의해 다중화될 수 있다(184). 그리고 나서, 서브프레임 내에서 양 슬롯에 ACK/NACK 정보가 상향링크 DM-RS 주위의 RE에 매핑되도록 하면서, 채널 인터리버는 시간 우선 맵핑 방식에 따라 CQI/PMI를 매핑한다(188).

그리고, 각 레이어에 대하여 변조가 수행되고(189), DFT 프리코딩(190), MIMO 프리코딩(191), RE 매핑(192) 등이 순차적으로 수행된다. 그리고 나서, SCFDMA 신호가 생성되어 안테나 포트를 통해 전송된다(193).

상술한 기능 블록들은 도 18에 도시된 위치로 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라 그 위치가 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 스크램블링 블록(182, 187)은 채널 인터리빙 블록 다음에 위치할 수 있다. 또한, 상기 코드워드 대 레이어 매핑 블록(183)은 채널 인터리빙 블록(188) 다음 또는 변조 매퍼 블록(189) 다음에 위치할 수 있다.

2. 3. 2. MIMO 시스템에서 자원 요소 매핑

도 20은 2 코드 워드 및 4 레이어의 경우, 상향링크 데이터와 제어채널 전송을 위한 물리 자원 요소의 매핑(mapping)을 예시한 도면이다.

CQI는 데이터와 결합하여 시간 우선 맵핑 방식으로 RI가 매핑된 RE를 제외한 나머지 RE에 데이터와 동일한 변조 차수(order)와 모든 성좌도의 포인트(constellation point)를 이용하여 맵핑된다. SU-MIMO의 경우 CQI는 하나의 코드워드에 확산되어 전송된다. 예를 들어, CQI는 두 코드워드 중 MCS 레벨이 높은 코드워드에 전송되고, MCS 레벨이 같은 경우 코드워드 0에 전송된다.

또한, ACK/NACK은 참조 신호의 양 옆에 위치한 심볼에 이미 매핑되어 있는 CQI와 데이터의 결합을 펑처링하면서 배치된다. 참조 신호가 3, 10번째 심볼에 위치하므로 2, 4, 9, 11번째 심볼의 제일 아래 부반송파부터 시작하여 위쪽으로 맵핑된다. 이 때, ACK/NACK 심볼은 2, 11, 9, 4 심볼의 순으로 맵핑된다.

RI는 ACK/NACK의 옆에 위치한 심볼에 맵핑되며, PUSCH에 전송되는 모든 정보(데이터, CQI, ACK/NACK, RI) 중 가장 먼저 매핑된다. 구체적으로 RI는 1, 5, 8, 12번째 심볼의 제일 아래 부반송파부터 시작하여 위쪽으로 맵핑된다. 이 때, RI 심볼은 1,12,8,5 번째 심볼의 순으로 맵핑된다.

특히, ACK/NACK와 RI는 정보 비트(information bit)의 크기가 1 비트 또는 2 비트인 경우는 성좌도의 네 모서리만 사용하여 QPSK와 같은 방식으로 맵핑되고 3 비트 이상의 정보 비트에 대해서는 데이터와 동일한 변조 차수의 모든 성좌도를 사용하여 맵핑될 수 있다. 또한, ACK/NACK과 RI는 모든 레이어에서 동일한 위치의 동일한 자원을 사용하여 동일한 정보를 전송하게 된다.

2. 4. UCI를 위한 자원 요소

PUCCH를 이용하여 UCI를 전송할 때는 정보 비트를 채널 부호화하여 실제 PUCCH로 보낼 비트수가 UCI 종류별로 고정되어 있다. 그리고 전송파워를 증가 또는 감소 시키면서 수신 품질을 원하는 목표 레벨로 유지할 수 있게 된다. 그러나 UCI가 PUSCH영역에서 데이터와 같이 전송되는 경우는 전송파워를 데이터와 동일하게 설정해야 한다. 이런 경우 데이터가 높은 주파수 효율(Spectral Efficiency) 또는 높은 MCS을 가지는 경우 심볼 당 수신 SNR(Signal to noise ratio)이 높고 낮은 주파수 효율 또는 낮은 MCS를 사용하는 경우에는 SNR이 낮아진다. 이와 같은 경우, UCI의 수신 품질을 유지하기 위해 데이터를 고려하여 UCI의 전송 심볼 수를 변경해줄 필요가 있다. 이를 위해서 LTE 시스템에서는 PUSCH로 전송되는 데이터의 주파수 효율에 따라 UCI 전송에 필요한 심볼 수를 가변 시킨다.

이하, SU-MIMO 환경을 기준으로 작성되나 SU-MIMO의 특수한 경우라 할 수 있는 단일 안테나 전송에 대해서도 적용이 가능하다.

2. 4. 1. CQI(또는 PMI)의 경우 사용되는 자원 요소의 개수

단말이 PUSCH 상에서 CQI(또는 PMI) 정보 비트를 전송할 때, 레이어 당 CQI(또는 PMI)를 위한 자원 요소의 개수는 아래 수학식 1에 따라 계산할 수 있다. 여기서, CQI(또는 PMI)를 위한 자원 요소의 개수는, 부호화된 변조 심볼(coded modulation symbol)의 개수(

)로 표현될 수 있다. 이하, CQI를 가정하여 설명하지만 PMI도 동일하게 적용할 수 있다.

여기서, O 는 CQI의 비트수를 나타낸다. L 은 CRC 비트 수를 나타내고, L 은 O 가 11비트 이하인 경우 0값을 가지며, 그 외의 경우 8값을 가진다. 즉,

와 같다.

는 전송 블록에 따른 전송 코드 워드의 개수에 따라 결정되며, 데이터와 UCI간 SNR 차이를 고려하기 위한 오프셋값을 설정하기 위한 파라미터는

으로 정해진다.

는 전송 블록을 위한 현재 서브 프레임 내에서 PUSCH 전송을 위해 할당된(스케줄링된) 대역폭을 부반송파로 나타낸 것이다.

는 현재 PUSCH가 전송되는 서브 프레임 내에서 SC-FDMA 심볼의 개수를 나타내며, 아래 수학식 2와 같이 구해질 수 있다.

여기서,

는 단말이 동일 서브 프레임 내에서 PUSCH와 SRS(Sounding Reference Signal)를 전송하는 경우 또는 초기 전송을 위한 PUSCH 자원 할당이 셀 고유(cell-specific) SRS의 서브 프레임 및 주파수 대역폭과 부분적으로라도 겹치는 경우에 1로 설정될 수 있으며, 이외의 경우는 0으로 설정될 수 있다.

는 위와 동일한 전송 블록을 위한 초기 PUSCH 전송 서브 프레임 당 SC-FDMA 심볼의 개수를 나타내고,

는 부반송파의 개수를 나타낸다.

에서 x는 상향링크 그랜트에 의해 지정된 MCS가 가장 높은 전송 블록의 인덱스를 나타낸다.

, C 및

는 위와 동일한 전송 블록을 위한 초기 PDCCH로부터 획득될 수 있다. 초기 PDCCH(DCI 포맷 0)에 포함되지 않은 경우 다른 방법으로 결정될 수 있다. 구체적으로,

, C 및

은 위와 동일한 전송 블록을 위한 초기 PUSCH가 반-정적 스케줄링(semi-persistent scheduling) 되었을 때, 가장 최근에 반-정적 스케줄링을 지시한 PDCCH 또는 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)에 의해 PUSCH가 초기화되었을 때, 위와 동일한 전송 블록을 위한 임의 접속 응답 그랜트로부터 결정될 수 있다.

UL-SCH의 데이터 정보(G)는 아래 수학식 3와 같다.

상술한 바와 같이 CQI를 위한 자원 요소 수를 구하면, 변조 방식을 고려하여 CQI의 채널 부호화 후 비트수를 구할 수 있다.

는 CQI의 부호화된 비트의 총 개수를 나타내며,

와 같다. 여기서,

은 변조 차수(order)에 따른 심볼 당 비트 수로 QPSK인 경우 2, 16QAM인 경우 4, 64QAM인 경우 6과 같다. RI를 위한 자원을 우선적으로 할당하므로 RI에 할당된 자원 요소의 개수를 제외한다. RI가 전송되지 않으면,

과 같다.

2. 4. 2. ACK/NACK(또는 RI)의 경우 사용되는 자원 요소의 개수

단말이 PUSCH 상에서 ACK/NACK(또는 RI) 정보 비트를 전송할 때, 레이어 당 ACK/NACK(또는 RI)를 위한 자원 요소의 개수는 아래 수학식 4에 따라 계산할 수 있다. 여기서, ACK/NACK(또는 RI)를 위한 자원 요소의 개수는, 부호화된 변조 심볼(coded modulation symbol)의 개수(

)로 표현될 수 있다.

여기서, O 는 ACK/NACK(또는 RI)의 비트수를 나타낸다.

,

은 각각 전송 블록에 따른 전송 코드 워드의 개수에 따라 결정된다. 데이터와 UCI간 SNR 차이를 고려하기 위한 오프셋값을 설정하기 위한 파라미터는 각각

,

으로 정해진다.

는 부반송파의 개수를 나타낸다.

는 아래 수학식 5와 같다.

여기서, N _SRS 는 단말이 초기 전송을 위한 동일 서브 프레임 내에서 PUSCH와 SRS를 전송하는 경우 또는 초기 전송을 위한 PUSCH 자원 할당이 셀 고유(cell-specific) SRS의 서브 프레임 및 주파수 대역폭과 부분적으로라도 겹치는 경우에 1로 설정될 수 있으며, 이외의 경우는 0으로 설정될 수 있다.

, C 및

는 위와 동일한 전송 블록을 위한 초기 PDCCH로부터 획득될 수 있다. 초기 PDCCH(DCI 포맷 0 또는 4)에 포함되지 않은 경우 다른 방법으로 결정될 수 있다. 구체적으로,

, C 및

는 위와 동일한 전송 블록을 위한 초기 PUSCH이 반-정적 스케줄링(semi-persistent scheduling) 되었을 때, 가장 최근에 반-정적 스케줄링을 지시한 PDCCH 또는 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)에 의해 PUSCH가 초기화되었을 때, 위와 동일한 전송 블록을 위한 임의 접속 응답 그랜트로부터 결정될 수 있다.

상술한 바와 같이 ACK/NACK(또는 RI)를 위한 자원 요소 수를 구하면, 변조 방식을 고려하여 ACK/NACK(또는 RI)의 채널 부호화 후 비트수를 구할 수 있다. ACK/NACK의 부호화된 비트의 총 개수는

와 같으며, RI의 부호화된 비트의 총 개수는

와 같다. 여기서,

은 변조 차수(order)에 따른 심볼 당 비트 수로 QPSK인 경우 2, 16QAM인 경우 4, 64QAM인 경우 6과 같다.

2. 4. 3. UCI만 전송하는 경우 사용되는 자원 요소의 수

UL-SCH 데이터 없이 UCI만을 PUSCH를 통해 전송할 때, ACK/NACK(또는 RI)를 위한 자원 요소의 개수

는 아래 수학식 6에 따라 계산할 수 있다.

여기서, O 는 ACK/NACK(또는 RI)의 비트수를 나타낸다. O 가 ACK/NACK의 비트수인 경우, 상술한 바와 같이 상위 계층 설정에 의한 TDD에서 두 가지의 ACK/NACK 피드백 모드에 따라 결정된다. 즉, ACK/NACK 번들링을 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트 또는 2비트로 구성되고, ACK/NACK 다중화를 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트에서 4비트 사이로 구성될 수 있다.

는 랭크가 1인 경우 CRC 비트가 포함된 CQI의 비트수를 나타낸다.

는 현재 PUSCH 전송 서브프레임 내에서 SC-FDMA 심볼의 수를 나타낸다.

는 아래 수학식 7과 같다.

여기서,

는 단말이 현재 서브 프레임과 동일한 서브 프레임 상에서 PUSCH와 SRS를 전송하는 경우 또는 현재 서브 프레임에 할당된 PUSCH 자원 할당이 셀 고유(cell-specific) SRS의 서브 프레임 및 주파수 대역폭과 부분적으로라도 겹치는 경우에 1로 설정될 수 있으며, 이외의 경우는 0으로 설정될 수 있다.

데이터와 UCI간 SNR 차이를 고려하기 위한 오프셋값을 설정하기 위한 파라미터는, 각각

,

으로 정해진다.

상술한 바와 같이 ACK/NACK(또는 RI)를 위한 자원 요소 수를 구하면, 변조 방식을 고려하여 ACK/NACK(또는 RI)의 채널 코딩 후 비트수를 구할 수 있다. ACK/NACK의 부호화된 비트의 총 개수는

와 같으며, RI의 부호화된 비트의 총 개수는

와 같다. 여기서,

한편, CQI(PMI)의 채널 코딩 후 비트수는 아래 수학식 8과 같이 구할 수 있다.

UCI를 위한 자원 요소의 개수를 계산한 후에, UCI의 채널 코딩 및 레이트 매칭이 수행된다.

도 15에서와 같이, CQI의 부호화된 출력 시퀀스는

과 같고, 부호화된 ACK/NACK의 백터(vector) 시퀀스 출력은

과 같으며, 부호화된 RI의 백터 시퀀스 출력은

와 같다.

3. 반송파 집성 시스템에서 채널 부호화 기법

3. 1. 반송파 집성 시스템 일반

3GPP LTE-A 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation) 시스템을 지원한다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다. 반송파 집성 시스템은 다중 반송파 시스템(multiple carrier system), 대역폭 집합(Bandwidth aggregation) 시스템 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 반송파 집성 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 다중 반송파 시스템 또는 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 컴포넌트 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

연속 반송파 집성 시스템에서 각 반송파 사이에 가드 밴드(guard band)가 존재할 수 있다. 1개 이상의 반송파를 모을 때 대상이 되는 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.

반송파 집성 시스템에서 단말은 용량에 따라서 하나 또는 복수의 반송파를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, LTE-A 단말은 복수의 반송파를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다. 이에 반하여, 레거시 단말(예를 들어, LTE Rel-8)은 반송파 집성 시스템을 구성하는 각 반송파가 기존 시스템(LTE Rel-8)과 호환될 때 하나의 반송파만을 송신 또는 수신할 수 있다. 따라서 적어도 상향링크와 하향링크에서 사용되는 반송파의 개수가 같은 경우, 모든 요소 반송파가 기존 시스템과 호환되도록 구성될 필요가 있다.

종래의 채널 부호화는 단일 반송파 환경을 가정하여 구현되었으나, 3GPP LTE-A 시스템과 같이 다중 반송파 기법이 적용되는 경우, 각각의 콤포넌트 반송파에 대응하는 UCI, 즉 ACK/NACK 또는 RI 정보가 콤포넌트 반송파 순서대로 결합되는 것이 일반적이므로, 집성되는 콤포넌트 반송파의 개수만큼 UCI의 사이즈도 비례하여 증가할 수 있다. 특히, RI의 경우 기존 단일 반송파에서는 최대 3 비트의 크기를 가질 수 있으나, 5개의 콤포넌트 반송파가 집성될 수 있는 환경에서는 최대 15 비트까지 크기를 가질 수 있다. 따라서, 현재 구현된 RM(Reed-Muller) 코딩 기법으로는 최대 11 비트의 UCI를 부호화할 수 있으므로, 다중 반송파 환경에서의 UCI를 부호화할 수 있는 새로운 기법이 필요하다.

이하, ACK/NACK 및 RI와 같은 UCI의 페이로드 사이즈가 큰 경우에 UCI의 채널 부호화 기법에 관하여 설명한다. 편의상, SU-MIMO 환경에서의 전송을 기준으로 작성되나 SU-MIMO의 특수한 경우라 할 수 있는 단일 안테나 전송에 대해서도 적용이 가능하다.

3. 2. UCI 전송을 위한 자원 할당 및 변조 차수 설정

무선 접속 시스템에서 기지국은 단말에 PDCCH를 통해 PUSCH에 대한 자원을 할당한다. 단말은 PDCCH를 통해 수신한 DCI 포맷(format)에 따라 자원 할당 필드를 해석한다. 각 PDCCH에서의 자원 할당 필드는 자원 할당 헤더 필드와 자원블록(RB: Resource Block) 할당 정보로 구성되어 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단말이 PUSCH를 통해 UL-SCH 데이터 없이 UCI만을 전송할 때, 기지국이 UCI의 전송을 위한 자원을 할당할 수 있다. 이때, 기지국이 단말에 전송하는 DCI 포맷은 0 또는 4에 해당할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 UCI를 위한 자원을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 21을 참조하면, 기지국은 단말이 PUSCH를 통해 UCI를 전송하기 위한 자원을 할당한다(S211). 기지국이 UCI의 전송을 위해 자원을 할당하는 방법에 관하여 이하 (3. 2. 1.)에서 상세히 설명한다.

기지국은 단말이 PUSCH를 통한 UCI의 전송을 위한 변조 차수를 설정한다(S213). 기지국이 UCI의 전송을 위한 변조 차수를 설정하는 방법에 관하여 이하 (3. 2. 2.)에서 상세히 설명한다.

기지국은 PDCCH를 통해 S211 단계에서 결정한 UCI의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보 및 S213 단계에서 결정한 UCI의 전송을 위한 변조 차수에 대한 정보를 단말에 전송한다(S215). 이때, PDCCH를 예를 들어 설명하였지만, 기지국은 PDCCH 이외의 채널을 이용하거나, 상위 계층 신호 예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 신호를 통해 결정된 UCI의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보 및 변조 차수에 대한 정보를 전송할 수도 있다.

상술한 각 단계들은 도 21에 도시된 순서로 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라 그 단계가 수행되는 순서가 변경될 수 있다.

3. 2. 1. UCI 전송을 위한 자원 할당

이하 설명되는 각 방법은 독립적인 관계에 있으므로 기지국은 각 방법 중 어느 하나를 이용하여 UCI를 위한 자원을 할당할 수 있다.

3. 2. 1. 1. 자원 할당의 최대값 결정

기지국은 PUSCH 전송을 위한 자원 할당의 최대값을 결정할 수 있다. 즉, 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우, 기지국은 UCI 전송에 사용할 수 있는 자원 블록의 최대 개수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우, 기지국은 UCI를 위해 사용할 수 있는 자원 블록의 최대의 개수를 8로 결정할 수 있다. 또한, 반송파 집성 시스템에서 CQI가 5개의 컴포넌트 반송파에 대하여 코드 레이트(code rate) 1/3로 부호화되는 경우, ACK/NACK 또는 RI를 위한 자원 할당이 최대값을 가지더라도, QPSK 변조 방식을 이용하면 최대 12개의 자원 블록을 통해 모든 CQI가 전송될 수 있다. 이 경우, 기지국은 자원 블록의 최대의 개수를 12로 결정할 수도 있다.

한편, 단말은 UCI의 전송을 위해 변조 방식은 QPSK, 16QAM 및 64QAM 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 기지국은 변조 차수를 고려하여 UCI 전송을 위해 할당된 자원 블록의 개수의 최대값을 결정할 수 있다. 이 경우, QPSK, 16QAM, 64QAM의 변조 심볼당 비트 수

는 각각 2, 4, 6이므로, 기지국은

에 반비례하게 UCI를 위한 자원 블록의 개수의 최대값을 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 단말이 UCI 변조를 위해 QPSK를 사용할 때 자원 블록의 개수의 최대값을 8로 결정한다면, 16QAM을 사용할 때는 자원 블록의 개수의 최대값은 4로 결정할 수 있다.

또한, 기지국은 단말이 사용하는 변조 방식 즉, QPSK, 16QAM 및 64QAM과는 무관하게 UCI를 위한 자원 블록의 개수의 최대값을 동일하게 결정할 수 있다. 단말은 16QAM 또는 64QAM의 변조 방식을 이용하면서 성좌도의 네 모서리(corner constellation)만을 사용한다면 QPSK와 동일하게 취급할 수 있다. 따라서, 기지국은 UCI를 위한 자원 블록의 개수의 최대값을 결정할 때, 변조 차수와 무관하게 자원 블록의 개수의 최대값을 결정할 수 있다.

3. 2. 1. 2. 자원 할당의 특정값 결정

기지국은 PUSCH 전송을 위한 자원 할당의 특정값을 결정할 수 있다. 즉, 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우, 기지국은 UCI 전송에 사용할 수 있는 자원 블록의 개수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우, 기지국은 UCI를 위해 사용할 수 있는 자원 블록의 개수를 4, 8 또는 12로 결정할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 단말은 UCI의 전송을 위해 변조 방식은 QPSK, 16QAM 및 64QAM 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 기지국은 변조 차수를 고려하여 UCI 전송을 위해 할당된 자원 블록의 개수를 결정할 수 있다. 이 경우, QPSK, 16QAM, 64QAM의 변조 심볼당 비트 수

는 각각 2, 4, 6이므로, 기지국은

에 반비례하게 UCI를 위한 자원 블록의 개수를 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 단말이 UCU 변조를 위해 QPSK를 사용할 때 자원 블록의 개수를 8로 결정한다면, 16QAM을 사용할 때는 자원 블록의 개수를 4로 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 단말이 UCU 변조를 위해 QPSK를 사용할 때 자원 블록의 개수를 4로 결정한다면, 16QAM을 사용할 때는 자원 블록의 개수를 2로 결정할 수 있다.

또한, 기지국은 단말이 사용하는 변조 방식 즉, QPSK, 16QAM 및 64QAM과는 무관하게 UCI를 위한 자원 블록의 개수를 동일하게 결정할 수 있다. 단말은 16QAM 또는 64QAM을 사용하면서 성좌도의 네 모서리(corner constellation point)만을 사용한다면 QPSK와 동일하게 취급할 수 있다. 따라서, 기지국은 UCI를 위한 자원 블록의 개수를 결정할 때, 변조 차수와 무관하게 자원 블록의 개수를 결정할 수 있다.

3. 2. 1. 3. 복수의 방법 조합

기지국은 PUSCH 전송을 위한 자원 블록의 개수를 앞서 설명한 방법을 조합하여 결정할 수 있다. 즉, 단말이 PUSCH를 통해 UCI만을 전송하는 경우, 기지국은 UCI 전송에 사용할 수 있는 자원 블록의 개수 X 를 아래 수학식 9와 같이 결정할 수 있다.

여기서,

는 앞서 (3. 2. 1. 1.)에서 제시한 방법으로 결정된 자원 블록 개수의 최대값이고, Y 는 앞서 (3. 2. 1. 2.)에서 제시한 방법으로 결정된 자원 블록의 개수이다.

3. 2. 2. UCI 전송을 위한 변조 차수 설정

이하 설명되는 각 방법은 독립적인 관계에 있으므로 기지국은 각 방법 중 어느 하나를 이용하여 UCI의 전송을 위한 변조 차수를 결정할 수 있다.

3. 2. 2. 1. 고정된 변조 차수 설정

기지국은 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우 항상 고정된 변조 차수만을 사용하도록 설정할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 단말이 전송하는 UCI의 종류(CQI/PMI, ACK/NACK 또는 RI)와는 무관하게 항상 QPSK, 16QAM 또는 64QAM만을 사용하도록 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 단말이 전송하는 UCI의 종류에 따라 항상 QPSK, 16QAM 또는 64QAM만을 사용하도록 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 CQI의 경우 항상 16QAM을 사용하고, ACK/NACK 또는 RI의 경우 항상 QPSK를 이용하도록 결정할 수 있다.

3. 2. 2. 2. 성좌도의 네 모서리만을 이용

기지국은 단말이 PUSCH로 UCI만을 전송하는 경우 변조 차수로 QPSK, 16QAM 또는 64QAM을 사용하도록 설정할 수 있으나, 단말이 성좌도의 네 모서리만을 사용하여 16QAM, 64QAM을 QPSK처럼 사용하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말이 CQI의 전송을 위해 16QAM을 사용하도록 결정하고, ACK/NACK 또는 RI의 전송을 위해 동일하게 16QAM을 사용하도록 결정하나 이 경우에는 단말이 성좌도의 네 모서리만을 사용하여 QPSK처럼 사용할 수 있도록 설정할 수 있다.

3. 2. 2. 3. 자원 블록의 개수에 따라 변조 차수 설정

UCI의 전송을 위해 사용되는(또는 할당된) 자원 블록의 개수(또는 최대 개수)에 따라 변조 차수를 정할 수 있다. 예를 들면, UCI 전송을 위한 최대 자원 블록의 개수가 12라면 QPSK를 사용하고, UCI 전송을 위한 최대 자원 블록의 개수가 6이라면 16QAM을 사용하도록 설정할 수 있다. 또한, UCI 전송을 위한 최대 자원 블록의 개수가 8이면 QPSK를 사용하고, 4라면 16QAM을 사용하도록 설정할 수 있다.

3. 3. ACK/NACK 또는 RI의 전송

단말의 PDSCH를 통해 ACK/NACK 또는 RI를 전송하는 과정은 다음과 같다. 이 경우, 기지국은 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존의 무선 접속 시스템(예를 들어, Rel-8)의 구성을 이용할 수 있다.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 단말에서 ACK/NACK 또는 RI를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 22는 단말이 ACK/NACK 또는 RI를 전송하는 각 단계를 간략하게 도시한 것이며, 앞서 설명과 같이 단말이 UCI를 기지국으로 전송하기 위한 각 단계들이 적용될 수 있다.

도 22를 참조하면, 단말은 단말은 기지국으로부터 PDCCH를 통해 DCI를 수신한다. 기지국으로부터 수신하는 DCI에는 기지국이 단말에게 UCI 전송을 위해 할당한 자원 블록의 개수에 대한 정보와 변조 차수에 대한 정보가 포함된다(S221).

단말은 기지국으로 전송하기 위한 UCI를 생성하고(S223), 생성된 UCI의 전송을 위해 S221에서 수신한 UCI 전송을 위해 할당한 자원 블록의 개수에 대한 정보와 변조 차수에 대한 정보를 기반으로 채널 부호화(channel coding) 및 변조를 수행한다(S225).

여기서, 기존 무선 접속 시스템(예를 들어 Rel-8)과 같이 1비트 ACK/NACK 또는 RI의 경우 단순 반복(repetition), 2비트 ACK/NACK/RI의 경우, 심플렉스 코딩(simplex coding) 방식을 사용하여 각 레이어 별로 채널 부호화가 수행될 수 있다. 또한, ACK/NACK 또는 RI가 3비트 이상인 경우, 각 레이어 당 (32, M)RM 코딩 기법이 사용될 수 있다.

S221에서 수신한 UCI 전송을 위해 할당한 자원 블록의 개수에 대한 정보와 변조 차수에 대한 정보를 기반으로 채널 부호화(channel coding) 및 변조를 거친 후, 단말은 PUSCH를 통해 ACK/NACK 또는 RI를 기지국에 전송한다(S227).

한편, ACK/NACK 또는 RI 비트들은 채널 부호화를 수행하기 전에 코드 워드에 반복(replicate)된다. 각 코드 워드 상에 반복된 ACK/NACK 또는 RI 비트들과 데이터는 동일한 변조 차수를 이용할 수 있다. 또한, 코드 워드가 다중의 레이어들 상에 매핑되면, ACK/NACK 또는 RI 비트들은 채널 부호화를 수행한 후에 레이어들 상에 반복(replicate)된다. 따라서, ACK/NACK 또는 RI는 채널 부호화 전에 2개의 전송 블록에 반복되고, 전송 블록에 복수개의 레이어가 존재하는 경우 채널 코딩 이후에 레이어 별로 반복될 수 있다.

또한, 상술한 레이어 또는 코드 워드는 고유의 스크램블링이 수행된다. 이 경우, 각 레이어 또는 코드 워드를 위해 초기치 파라미터들을 제외하고는 기존의 무선 접속 시스템(예를 들어 Rel-8)과 동일한 스크램블러(scrambler)가 사용될 수 있다. 각 레이어 또는 코드 워드가 스크램블링이 수행될 때, 기존의 무선 접속 시스템(예를 들어 Rel-8)과 같이 데이터와 UCI가 함께 스크램블된다.

4. 본 발명이 적용될 수 있는 무선 접속 시스템 일반

도 23는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 23를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(230)과 기지국(230) 영역 내에 위치한 다수의 단말(240)을 포함한다.

기지국(230)은 프로세서(processor, 231), 메모리(memory, 232) 및 RF부(radio frequency unit, 233)을 포함한다. 프로세서(231)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(231)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(232)는 프로세서(231)와 연결되어, 프로세서(231)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(233)는 프로세서(231)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(240)은 프로세서(241), 메모리(242) 및 RF부(243)을 포함한다. 프로세서(241)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(241)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(242)는 프로세서(241)와 연결되어, 프로세서(241)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(243)는 프로세서(241)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(232, 242)는 프로세서(231, 241) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(231, 241)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(230) 및/또는 단말(240)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방안은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

230: 기지국 231: 프로세서
232: 메모리 233: RF 유닛
240: 단말 241: 프로세서
242: 메모리 243: RF 유닛

Claims

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보(Uplink Control Information)를 위한 자원을 할당하는 방법에 있어서,
단말에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상기 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국이 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수(modulation order)에 대한 정보 및 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계; 및
상기 변조 차수에 대한 정보 및 상기 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성된 상기 상향링크 제어정보를 상기 물리 상향링크 공유채널을 통해 수신하는 단계를 포함하되,
상기 자원 블록의 개수는 상기 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 사용할 수 있는 기 설정된 최대 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제2항에 있어서,
상기 기 설정된 최대 자원 블록의 개수는 8 및 12 중 어느 하나인, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송을 위해 기 설정된 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제4항에 있어서,
상기 기 설정된 자원 블록의 개수는 4, 8 및 12 중 어느 하나인, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제1항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 8이며, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우, 상기 자원 블록의 개수는 4인, 상향링크 제어 정보를 위한 자원 할당 방법.
제1항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 4이고, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 2인, 상향링크 제어 정보를 위한 자원 할당 방법.
무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보(Uplink Control Information)를 위한 자원을 할당하는 방법에 있어서,
단말에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상기 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국으로부터 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수(modulation order)에 대한 정보 및 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신하는 단계; 및
상기 변조 차수에 대한 정보 및 상기 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성한 상기 상향링크 제어정보를 상기 물리 상향링크 공유채널을 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 자원 블록의 개수는 상기 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제8항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 사용할 수 있는 기 설정된 최대 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제9항에 있어서,
상기 기 설정된 최대 자원 블록의 개수는 8 및 12 중 어느 하나인, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제8항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송을 위해 기 설정된 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제11항에 있어서,
상기 기 설정된 자원 블록의 개수는 4, 8 및 12 중 어느 하나인, 상향링크 제어정보를 위한 자원 할당 방법.
제8항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 8이며, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우, 상기 자원 블록의 개수는 4인, 상향링크 제어 정보를 위한 자원 할당 방법.
제8항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 4이고, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 2인, 상향링크 제어 정보를 위한 자원 할당 방법.
무선 통신 시스템에서 상향링크 제어정보(Uplink Control Information)를 위한 자원을 할당 받는 단말에 있어서,
RF(Radio Frequency) 유닛; 및
단말에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상기 상향링크 제어정보만을 전송하는 경우를 위해, 기지국으로부터 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 변조 차수(modulation order)에 대한 정보 및 상기 상향링크 제어정보의 전송을 위한 자원 블록의 개수에 대한 정보를 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신하고, 상기 변조 차수에 대한 정보 및 상기 자원 블록의 개수에 대한 정보를 기반으로 생성한 상기 상향링크 제어정보를 상기 물리 상향링크 공유채널을 통해 상기 기지국으로 전송하는 프로세서를 포함하되,
상기 자원 블록의 개수는 상기 변조 차수가 증가함에 따라 반비례하여 감소되도록 결정되는, 단말.
제15항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송하기 위해 사용할 수 있는 기 설정된 최대 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 단말.
제16항에 있어서,
상기 기 설정된 최대 자원 블록의 개수는 8 및 12 중 어느 하나인, 단말.
제15항에 있어서,
상기 자원 블록의 개수는 상기 상향링크 제어정보를 전송을 위해 기 설정된 자원 블록의 개수와 비교하여 보다 작은 값으로 결정되는, 단말.
제18항에 있어서,
상기 기 설정된 자원 블록의 개수는 4, 8 및 12중 어느 하나인, 단말.
제15항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 8이며, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우, 상기 자원 블록의 개수는 4인, 단말.
제15항에 있어서,
상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 4이고, 상기 변조 차수에 따른 변조 방식이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)인 경우 상기 자원 블록의 개수는 2인, 단말.