KR20120061890A - 다중 입력, 다중 출력 통신 시스템에서의 제어 채널과 데이터 채널을 다중화하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템에서 제어와 데이터 채널을 다중화하는 시스템 및 방법이 제공된다. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 방법은, Ncw개의 코드워드로부터 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계; 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계; 상기 제1 세트의 계층 상에 상기 제1 세트의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; Ncw > Ncw1이면, (Ncw - Ncw1)개의 나머지 코드워드의 데이터 심볼을 나머지 계층에 배치하는 단계; 및 상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 제1 세트의 코드워드는 상기 복수의 MIMO 계층로부터의 제1 세트의 계층과 연관되어 있고, 상기 Ncw 코드워드는 동시에 송신될 수 있고, 상기 제1 세트의 코드워드는 Ncw1개의 MIMO 코드워드를 포함하며, Ncw 및 Ncw1는 1 이상의 정수이다. 상기 나머지 계층은 상기 복수의 MIMO 계층에서 상기 제1 세트의 계층에 속하지 않는 MIMO 계층이다.

Description

다중 입력 다중 출력 통신 시스템에서의 제어 채널과 데이터 채널을 다중화하는 방법 {METHODS FOR MULTIPLEXING CONTROL AND DATA CHANNELS IN A MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT(MIMO) COMMUNICATION SYSTEM}
본 출원은 2010년 1월 11일에 "System and Method for Multiplexing Control and Data Channels in a Multiple Input, Multiple Output Communications System"이라는 명칭으로 출원된 미국 가특허출원 제61/293,985호에 대해 우선권 주장하며, 상기 출원은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 다중 입력, 다중 출력(multiple input, multiple output, MIMO) 통신 시스템에서의 제어 채널과 데이터 채널을 다중화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
3GPP Rel-8(일반적으로 장기 진화(Long Term Evolution, LTE라고 함))의 경우, 대체로, 업링크 제어 정보를 두 가지 방식: (a) 데이터(즉, 업링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH))을 동시에 전송하지 않는 방식; 및 (b) UL-SCH를 동시에 전송하는 방식으로 전송할 수 있다. 여기서는, 제어와 데이터가 동일 서브프레임 상에 전송되는 (b)에 관심을 두고 있다.
사용자 장치(user equipment, UE)가 유효한 스케줄링 그랜트(valid scheduling grant)를 가질 때, 대응하는 서브프레임에서 UL-SCH에 네트워크 자원이 할당된다. 서브프레임에서는, 업링크 계층 1(L1)/계층 2(L2) 제어 시그널링이 변조 및 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT)의 변환 사전 부호화(precoding) 이전에 물리 업링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH) 상에 부호된 UL-SCH와 함께 다중화될 수 있다. 이 제어 시그널링은 하이브리드 자동 재전송 요청(hybrid automatic repeat request, HARQ) 확인응답 및 채널 상태 보고서(channel status report)를 포함할 수 있다.
다중 입력, 다중 출력(MIMO) 통신 시스템에서의 제어 채널과 데이터 채널을 다중화하는 시스템 및 방법의 실시예에 의해, 이러한 문제 및 기타 문제들이 일반적으로 해결 또는 회피되고, 기술 이점이 일반적으로 달성된다.
일 실시예에 따르면, 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 Ncw개의 코드워드(codeword)로부터 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계; 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계; 상기 제1 세트의 계층 상에 상기 제1 세트의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; Ncw > Ncw1이면, (Ncw - Ncw1)개의 나머지 코드워드의 데이터 심볼을 나머지 계층에 배치하는 단계; 및 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 제1 세트의 코드워드는 상기 복수의 MIMO 계층으로부터의 제1 세트의 계층과 연관되어 있고, 상기 Ncw개의 코드워드는 동시에 송신될 수 있고, 상기 제1 세트의 코드워드는 Ncw1개의 MIMO 코드워드를 포함하며, 여기서 Ncw 및 Ncw1는 1 이상의 정수이다. 상기 나머지 계층은 복수의 MIMO 계층 중에서 상기 제1 세트의 계층에 속하지 않는 MIMO 계층이다.
일 실시예에 따르면, 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 MIMO 계층을 통해 동시에 송신될 하나 이상의 코드워드를 구성하는 단계; 상기 복수의 MIMO 계층에 제어 심볼을 분배하는 단계; 상기 복수의 MIMO 계층 상에 하나 이상의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; 및 상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 코드워드로부터 코드워드를 선택하는 단계; 상기 MIMO 계층의 서브세트 상에 제어 심볼을 분배하는 단계; 상기 복수의 코드워드의 데이터 심볼을 상기 복수의 계층 상에 배치하는 단계; 및 상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 복수의 코드워드는 복수의 MIMO 계층을 통해 송신될 수 있고, 상기 선택된 코드워드는 상기 복수의 MIMO 계층 중의 MIMO 계층의 서브세트를 통해 송신될 수 있다.
실시예의 이점은, 복수의 MIMO 계층 상에 다중화되는 제어 신호가 다이버시티 처리 이득(diversity processing gain)에 도움이 될 수 있다는 것이다.
실시예의 다른 이점은, 유형, 요건, 및 제어 정보의 성질에 기초하여 복수의 MIMO 계층 상에 제어 신호를 다중화한 것이 송신된다는 것이다. 예를 들면, CQI/PMI 제어 신호는 HARQ ACK/NACK 또는 RI보다 상이한 MIMO 계층 또는 CW 또는 MIMO 계층의 수에 매핑될 수 있다.
이상에서는 후술하는 본 발명의 상세한 설명을 더 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징 및 기술 이점을 상당히 넓게 개설하였다. 본 발명에 대한 특허청구범위의 주제를 이루는 본 실시예의 추가적인 특징 및 이점은 후술한다. 해당 기술분야의 당업자는, 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명과 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조 또는 프로세스의 수정 또는 설계에 대한 기초로 용이하게 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 또한 해당 기술분야의 당업자라면, 첨부된 특허청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 그러한 동등한 구성을 실현할 수 있을 것이다.
실시예 및 그 이점의 더욱 완전한 이해를 위해, 첨부도면과 함께 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 LTE에서의 제어와 데이터의 다중화에 대한 공간도이다.
도 2는 계층 이동(layer shifting)이 없는 무(no) ACK/NACK 공간 번들링(spatial bundling)의 경우, 두 개의 송신 안테나를 위해 두 개의 TB를 사용하는 랭크(rank)-2 UL 송신의 송신기 구성도이다.
도 3은 계층 이동이 있는 ACK/NACK 공간 번들링의 경우, 두 개의 송신 안테나를 위해 두 개의 TB를 사용하는 랭크-2 UL 송신의 송신기 구성도이다.
도 4a는 LTE에서 단일 코드워드의 단일 계층에의 매핑도이다.
도 4b는 두 개의 코드워드의 두 개의 계층에의 매핑도이다.
도 4c는 두 개의 코드워드의 세 개의 계층에의 매핑도이다.
도 4d는 두 개의 코드워드의 네 개의 계층에의 매핑도이다.
도 4e는 하나의 코드 워드의 두 개의 계층에의 매핑도이다.
도 5는 단일 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도이다.
도 6은 두 개의 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도이다.
도 7은 두 개의 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 세 개의 MIMO 계층의 공간도이다.
도 8은 두 개의 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도이다.
이하에 실시예의 실시 및 사용에 대해 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 구체적인 상황들에 대해 다양하게 구현될 수 있는 많은 적용 가능한 혁신적인 개념을 제공한다는 것을 알아야 한다. 설명하는 구체적인 실시예는 본 발명의 실시하고 사용하는 구체적인 방법에 대한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 LTE에서의 제어와 데이터의 다중화에 대한 공간도(100)이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제어와 데이터가 단일 업링크 계층 상에 다중화된다. 공간도(100)는 상이한 정보를 전달(carry)하는 구역들을 가지는 여러 상이한 구역으로 분할될 수 있다. 유사한 해싱 패턴(hashing pattern)으로 해싱된 구역은 유사한 정보를 전달한다. 예를 들면, 구역(105)은 기준 신호, 예컨대 파일럿을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 한편 구역(110)은 UL-SCH 데이터를 전달하기 위해 사용될 수 있고, 구역(115)은 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI) 및/또는 사전 부호화 매트릭스 지시 정보(precode matrix indication information)를 전달하기 위해 사용될 수 있고, 구역(120)은 HARQ에 사용된 ACK/NACK를 전달하기 위해 사용될 수 있고, 구역(125)은 랭크 지시자 정보(rank indicator information)를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
각 구역은 사용되는 부호화 및 변조 방식, 통신 시스템 구성, 동작중인 UE의 수 등의 인자에 의존하는, 개별 구역에 할당된 정확한 수의 자원 요소(resource element, RE)를 가지는 복수의 자원 요소(RE)를 포함할 수 있다. 공간도(100)에 도시된 여러 구역의 비율은 여러 구역에 할당된 자원 요소의 양에 대한 정확한 관계를 나타내려는 것이 아니라, 구역들의 상대적인 관계 및 배치를 나타낸다.
3GPP Rel-10(일반적으로 LTE-어드밴스드(LTE-A)라고 함)의 경우, 송신 블록(transmission block, TB)은, LTE에서와 동일한, 채널 부호화, 속도 정합(rate matching), 변조 등 일련의 처리 후에, MIMO 코드워드(CW)에 매핑될 수 있다. 그러나, LTE-A 업링크에서 MIMO 계층의 최대 수는 네 개로 증대되고 MIMO 코드워드의 최대 수는 두 개로 증대된다.
다운링크 MIMO와는 달리, LTE-A의 업링크(UL) MIMO는 처리 체인(processing chain)에서 ACK/NACK 공간 번들링과 함께 계층 이동의 채택을 고려하고 있다. 도 2는 계층 이동이 없는 무 ACK/NACK 공간 번들링의 경우에, 두 개의 송신 안테나를 위해 두 개의 TB를 사용하는 랭크-2 UL 송신의 송신기 구성(200)을 나타낸다. 도 3은 계층 이동이 있는 ACK/NACK 공간 번들링의 경우에, 두 개의 송신 안테나를 위해 두 개의 TB를 사용하는 랭크-2 UL 송신의 송신기 구성(300)을 나타낸다.
도 4a는 LTE에서 단일 코드워드의 단일 계층에의 매핑을 나타낸다. 도 4b는 두 개의 코드워드의 두 개의 계층에의 매핑을 나타낸다. 도 4c는 두 개의 코드워드의 세 개의 계층에의 매핑을 나타낸다. 도 4d는 두 개의 코드워드의 네 개의 계층에의 매핑을 나타낸다. 도 4e는 하나의 코드 워드의 두 개의 계층에의 매핑을 나타낸다. DL LTE에 사용된 설계를 사용하면, 초기 송신이 TB를 전송하기 위해 두 개의 계층을 사용하였던 경우, 재송신을 위해 도 4e에 도시된 매핑만이 사용될 수 있다. 또한, 도 4a 내지 도 4e에 도시된 계층 매핑에 대한 코드워드(CW)의 조합이 LTE-어드밴스드 업링크에 사용될 수 있다.
TR36.814에 기재된 바와 같이, "업링크 L1/L2 제어 시그널링 및 데이터의 동시 송신은 두 가지 메커니즘에 의해 지원된다:
- 제어 시그널링은 Rel-8과 동일한 원리에 따라 PUSCH 상에 데이터와 함께 다중회된다;
- 제어 시그널링은 PUSCH 상의 데이터와 동시에 물리 업링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 상에 송신된다."
제어가 PUSCH 상의 데이터와 동시에 PUCCH 상에 송신될 수 있지만, PUSCH 상에 데이터와 함께 다중화되는 제어 시그널링이 여전히 적어도 다음의 경우에 필요하다:
- PUSCH 상에 데이터와 제어의 다중화가 CM을 감소시키므로, 커버리지가 증대한다.
- CQI/PMI/RI 그리고 어쩌면 다른 채널 상태 정보가 UL-SCH 송신을 할당하는 PDCCH에 의해 트리거될 때, 그러한 제어 정보는 데이터와 함께 PUSCH 상에 다중화되어야 한다.
단 하나의 MIMO 계층이 사용되고 있을 때, 3GPP Release-8에 기재된 것과 동일한 제어-데이터 다중화 방식이 사용되어야 한다(도 1에 도시됨). 복수의 MIMO 계층을 가지는 경우에 대해, 예컨대 하나 이상의 코드워드가 두 개, 세 개, 또는 네 개의 MIMO 계층에 매핑되는 경우에 대해(도 4b 내지 도 4e에 도시됨), 이하에 새로운 설계의 제어-데이터 다중화를 설명한다.
제어-데이터의 복수의 MIMO 계층 PUSCH 송신에의 다중화는 몇 가지 접근법: 단일 코드워드 또는 모든 코드워드를 취할 수 있다.
단일 코드워드 규칙 - 제어-데이터 다중화를 위해 코드워드 중 하나와 연관된 계층을 선택한다. 기준 또는 규칙이 적절한 코드워드를 선택하기 위해 필요할 수 있다. 코드워드는 상위 계층(higher layer) 시그널링 또는 동적 물리 다운링크 제어 채널(dynamic physical downlink control channel, PDCCH) 시그널링을 통해 명시적으로 선택될 수 있다(예를 들면, 첫 번째 코드워드를 선택). 또는, 코드워드는 a) PUSCH를 할당하는 PDCCH에 제공된 것과 같은 코드워드의 변조 및 부호화 방식(modulation and coding scheme, MCS) 레벨, b) 코드워드의 신호 플러스 간섭 대 잡음비(signal plus interference to noise ratio, SINR), c) 코드워드에 의해 사용된 계층의 수, d) PUSCH 성능에 미치는 코드워드의 영향, e) HARQ 송신 상태, 예를 들면, 초기 대 재송신 또는 그 조합을 사용하여 암시적으로 선택될 수 있다.
모든 코드워드 규칙 - 제어-데이터 다중화에 모든 MIMO 계층을 사용한다. 하나의 코드워드가 두 개의 계층에 매핑될 때, 단일 코드워드 전략은 모든 코드워드 전략으로 변질된다.
최종 솔루션에 대한 성능 비교 및 선택은, 계층 이동이 있는 ACK/NACK 공간 번들링(LS/ANB)이 UL MIMO 송신에 사용되는지 여부에 크게 달라진다. 또한 고려사항으로는, eNB(enhanced NodeB)가 구현될 가능성이 있는 수신기의 유형(연속 간섭 취소(successive interference cancellation, SIC)) 대 최소 평균 제곱 오차(minimum mean-square error, MMSE)), LS/ANB이 없는 경우에 재송신이 코드워드 중 하나에 대한 것인지 여부, 제어 정보(할당된 PUSCH 자원에 관한 것)의 크기(비트수)를 포함할 수 있다. 또, 다른 고려사항으로는 다이버시티와 커버리지를 위해 CQI/PMI 대 ACK/NACK 및 RI를 필요로 할 수 있다. 예를 들면, CQI/PMI는 ACK/NACK 또는 RI 보다는, 상이한 계층이나 CW, 또는 상이한 수의 계층이나 CW에 매핑될 수 있다.
여기서는 ACK/NACK, RI, CQI/PMI 등의 LTE 제어 정보에 대해 설명하였지만, LET-A에서는 캐리어 지시자(carrier indicator) 등의 다른 제어 시그널링이 유사한 방식으로 처리될 수 있다.
단일 코드워드에 대한 제어 정보
제어 정보는 통신 시스템의 적절한 작용을 위해 중요하기 때문에, eNB에 의해 정확하게 수신될 수 있도록 최대한 보호되어야 한다. 또한, 제어 정보는 상대적으로 작고, 블록 코드(block code)와 콘볼루션 코드(convolutional code)와 같은 상대적으로 약한 코드에 의해 보호되므로, 더 나은 품질의 물리 채널이 제어 정보를 전달하는 데 사용되어야 한다.
그러므로, 복수의 MIMO 계층이 있다면, 설계 고려사항으로는 다음을 포함할 수 있다:
- 제어 정보는 더 우수한 품질의 계층에 매핑되어야 한다. 예를 들면, 두 개 코드워드가 두 개의 계층에 매핑되는 경우, 계층 2가 계층 1보다 우수하다고 가정하면, 제어 정보는 계층 2에 매핑되어야 하고, 남은 계층 1은 전적으로 데이터용이다.
- 제어 정보가 동일 코드워드에 속하는 계층들에 매핑되는 경우, 수신기에 대해 더 간단할 수 있다.
- 제어 정보가 코드워드 X와 함께 다중화되는 경우, 제어 정보는 모든 계층의 코드워드 X에 매핑되어야 한다. 이렇게 하면 제어 정보는 계층들 사이의 다이버시티를 활용할 수 있다.
- 제어 정보가 다수의 계층에 매핑되는 경우, 그 다수의 계층 전체에서 동일한 자원 요소를 사용하여야 한다.
따라서, 도 4a 내지 도 4e에 도시된 코드워드와 계층 간의 매핑 시나리오에 있어, 제어-데이터 다중화는 다음과 같다. 이하에 설명하는 도면들에서, 예를 들면, 도 1, 도 5 내지 도 8에서, 예시된 제어 신호의 위치, 제어 시그널링의 유형 각각에 할당된 자원 요소의 양은 예시를 위한 것일 뿐이다. LTE에서처럼, 제어 시그널링의 유형 각각에 대한 변조 심볼의 수는 수 개의 변수의 함수로서 계산될 것이다. 그후, 모든 변조 심볼이 다 사용될 때까지, 규칙을 사용하여 변조 심볼을 자원 요소에 할당할 수 있다. 각 계층/슬롯에 할당되는 변조 심볼의 수는 서로 다를 수 있다.
하나의 계층에 하나의 코드워드를 매핑: 3GPP Release-8 설계를 재사용한다(도 1).
두 개의 계층에 하나의 코드워드를 매핑: 도 5는 단일 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도(500)를 나타낸다. 제어 정보(구역(510-513)은 물론 구역(505) 및 구역(506)에 포함되어 있음)는 두 계층 모두에 다중화될 수 있으며, 제어 변조 심볼은 두 계층 모두에서 동일(또는 거의 동일)한 자원 요소를 사용한다. 도 5에 예시된 바와 같이, 구역(510-513)과 같은 구역을 통해 전달되는 정보는 데이터와 함께 시분할 다중화(time-division multiplexed)될 수 있다. LTE Rel-8에 지정된 바와 같이, 구역(510-513)은 HARQ ACK/NACK 정보 및 랭크 지시자(rank indicator, RI)를 전달하기 위해 사용될 수도 있다.
두 개의 계층에 두 개의 코드워드를 매핑: 도 6은 두 개의 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도(600)를 나타낸다. 단일 코드워드 규칙에 따른 계층에 대한 맵 제어 정보는 전술한 바와 같다(구역(605)와 구역(615, 616)). 제어 정보를 전달하는 계층을 계층 X라고 하자. 계층 X 내에서, 제어와 데이터의 다중화는 3GPP Release-8 설계를 재사용한다. 여기서, 제어 정보는 Release-8에서 사용된 CQI, ACK/NACK, RI뿐 아니라, 예를 들면 캐리어 집성(carrier aggregation)을 위한 지시자와 COMP 등, Release-10 또는 그 후에 규정될 수 있는 모든 새로운 유형의 제어 정보를 포함할 수 있다. 구역(610)은 제어와 데이터를 가지는 코드워드로부터의 데이터를 전달하고, 구역(611)은 데이터만을 가지는 코드워드로부터의 데이터를 전달한다.
세 개의 계층에 두 개의 코드워드를 매핑: 도 7은 두 개의 코드워드로부터의 제어 및 데이터를 포함하는 세 개의 MIMO 계층의 공간도(700)를 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 코드워드(이를 CW1이라고 하자)는 하나의 계층에 매핑되고 제2 코드워드(이를 CW2라고 하자)는 두 개의 계층에 매핑된다. 제어 정보를 제외하면, 명백히 CW2는 CW1의 두 배의 변조 심볼을 포함한다. 따라서, 제어 정보가 데이터 변조 심볼로 펑처링되는(punctured) 경우, 제어 심볼을 CW2와 함께 다중화하는 것이 코드워드로부터 펑처링되는 데이터 변조 심볼의 수의 면에서 CW1과 함께 다중화하는 것보다 나을 수 있다. 구역(705) 및 구역(720, 721)은 제어와 데이터를 포함하는 코드워드로부터의 제어 정보를 포함하고, 구역(710)은 제어와 데이터를 포함하는 코드워드로부터의 데이터를 포함하고, 구역(715)은 데이터만을 포함하는 코드워드로부터의 데이터를 포함한다.
네 개의 계층에 두 개의 코드워드를 매핑: 각 코드워드는 두 개의 MIMO 계층에 매핑된다. 제어 정보가 있는 제1 코드워드를 코드워드 X로 나타내자. 코드워드 X는 전술한 바와 같이 단일 코드워드 규칙에 따라 선택된다. 코드워드 X 내에서, 제어와 데이터의 다중화는 세 개의 계층에 두 개의 코드워드가 매핑되는 경우에 코드워드 CW2와 마찬가지로 수행될 수 있다.
모든 제어워드에 대한 제어 정보
제어 정보가 모든 코드워드에 포함되는 상황에서는, 제어 정보는 항상 모든 MIMO 계층에 매핑될 수 있다. 여기서 설명한 바와 같이, 모든 코드워드라는 것은 둘 이상의 코드워드가 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 하나의 코드워드가 하나 또는 두 개의 계층에 매핑되는 상황은 고려되지 않을 수 있다. 도 8은 두 개의 코드워드로부터의 제어와 데이터를 포함하는 두 개의 MIMO 계층의 공간도(800)를 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제어 정보는 두 개의 계층 모두에 매핑될 수 있는 한편, 두 개의 코드워드 각각에서의 데이터는 단일 계층에 매핑된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 두 개의 코드워드로부터의 제어와 데이터를 두 개의 MIMO 계층에 매핑하는 것은 제어 정보의 더 우수한 커버리지는 물론 제어 정보에 대한 공간 다이버시티를 최대화하는 이점을 가질 수 있다. 구역(815 내지 818)은 물론 구역(805, 806)은 두 개의 코드워드 모두로부터의 제어 정보를 전달하는 한편, 구역(810)은 제1 코드워드로부터의 데이터를 전달하고 구역(811)은 제2 코드워드로부터의 데이터를 전달한다.
그러나, 두 개의 송신 블록의 개별 처리로 인해, 제어 시그널링의 자원 할당이 곤란할 수 있다. 예를 들면, 두 개의 송신 블록은 상이한 변조 차수(modulation order)를 가질 수 있으므로, 제어 정보가 두 개의 상이한 변조 차수를 사용하게 한다. SIC 수신기가 사용되는 경우, 모든 계층에 제어 정보를 매핑하는 것은 제거(cancellation)의 실시를 곤란하게 할 수 있다. 또, 계층 이동이 있는 ACK/NACK 공간 번들링이 채택되는 경우, 최대 또는 최대에 가까운 공간 다이버시티가 각 계층에 이용 가능하여, 더 좋지 못하더라도 모든 코드워드를 매핑한다.
3GPP Release-8에서, HARQ-ACK 또는 랭크 지시자에 대한 부호화된 심볼의 수 및 채널 품질 정보를 결정하는 식은 다음과 같다:
Figure pct00001
다수 계층의 PUSCH 송신으로 확장하려면, 위 식들도 갱신되어야 한다. CK/NACK, RI, 및 CQI가 제어 정보의 예로서 사용되지만, 유사한 식을 사용하여, 예컨대 캐리어 집성을 위한 지시자 및 COMP 등 다른 유형의 제어 정보를 전달할 수 있다는 것에 유의하기 바란다. 위 식들은 어떤 특정한 제어 정보 유형에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 단일 코드워드의 경우에 대한 식들은 아래에 나타낸다.
- 단일 코드워드에 대한 ACK/NACK (RI):
Figure pct00002
위 식에서, Nlayer는 다중화 CW에 대한 계층의 수이다. 또, 계층들에 걸쳐 RE를 매핑하는 순서는 규정되어야 한다.
- 단일 코드워드에 대한 CQI:
Figure pct00003
또, 계층들에 걸쳐 자원 요소를 매핑하는 순서는 규정되어야 한다.
모든 코드워드의 경우에 대한 식들이 아래에 나타나 있다.
- 모든 코드워드에 대한 ACK/NACK:
Figure pct00004
Figure pct00005
위에 나타낸 마지막 단계는 두 개의 코드워드가 동일한 오프셋 값(β)을 사용한다고 가정한다. MPRn(n=1, 2)은 코드워드 n의 MCS 레벨과 연관된 스펙트럼 효율이다. 이 식을 유도하기 위해, LTE Release-8의 원래의 식은 단일 코드워드의 MPR을 사용하면서, (각 코드워드의 계층의 수로) 가중된 평균 MPR이 제어 정보에 대한 부호화된 심볼의 수를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 또, 자원 요소를 계층들과 코드워드들에 걸쳐 매핑하는 순서는 규정되어야 한다. 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻기 위해, 매핑은 먼저 코드워드들/계층들에 걸쳐 이루어질 수 있다. 두 개의 코드워드에 상이한 변조 레벨이 사용되는 경우에, ACK/NACK 및 RI의 부호화 방식은 수정되어야 한다.
- 모든 코드워드에 대한 CQI:
Figure pct00006
또, 자원 요소를 계층들과 코드워드들에 걸쳐 매핑하는 순서는 규정되어야 한다. 다이버시티 이득을 얻기 위해, 매핑은 먼저 코드워드들/계층들에 걸쳐 이루어질 수 있다. 두 개의 코드워드에 상이한 변조 레벨이 사용되는 경우에, 성능이 확인되어야 한다.
또한, PUSCH 송신의 상이한 수의 계층에 대해 상이한 값의 오프셋 β이 구성될 수 있는 모든 경우에 대해, 랭크 의존 오프셋 값(rank dependent offset value)을 고려할 수 있다.
옵션의 비교
표 1에는, 단일 코드 및 모든 코드워드 매핑 옵션의 장단점이 조합의 다양성을 고려하여 비교되어 있다. 이 비교는 단일 코드워드 옵션이 모든 코드워드 옵션보다 더 간단한 해결방안일 수 있음을 보여준다.
표 1. (a) 계층 이동 대 계층 이동 없음 및 (b) MMSE 수신기 대 SIC 수신기의 가정 하에 단일 CW 전략과 모든 CW 전략의 비교.
Figure pct00007
본 발명의 유리한 특징으로는 다음을 포함할 수 있다: 복수의 MIMO 계층 상에 제어 심볼과 데이터 심볼을 송신하는 방법으로서, 상기 방법은, Ncw개의 코드워드로부터, 복수의 MIMO 계층으로부터의 제1 세트의 계층과 연관된 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계 - 여기서 Ncw개의 코드워드는 동시에 송신될 수 있는 것이고, 제1 세트의 코드워드는 NCW1개의 MIMO 코드워드를 포함하고, NCW1은 1 이상의 정수임 -; 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계; 제1 세트의 계층 상에 제1 세트의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; Ncw > Ncw1이면, (Ncw - Ncw1)개의 나머지 코드워드의 데이터 심볼을 나머지 계층에 배치하는 단계; 및 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 제1 세트의 코드워드가 단일 코드워드를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 코드워드가 통신 디바이스에 의해 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제1 세트의 코드워드가 채널 품질에 기초하여 선택되는 것을 더 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 세트의 코드워드가 코드워드와 연관된 변조 및 부호화 방식(MCS) 레벨에 기초하여 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 세트의 코드워드가 코드워드와 연관된 계층의 수에 기초하여 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 코드워드가 제어 심볼이 각 코드워드의 데이터 송신의 성능에 미치는 영향의 레벨에 기초하여 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 영향이 코드워드 각각의 데이터 심볼에 대한 제어 심볼의 비율인 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 코드워드가 코드워드와 연관된 하이브리드 자동 재송신 요청(HARQ) 송신 상태에 기초하여 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 세트의 코드워드가 통신 디바이스에 서비스를 제공하는 컨트롤러에 의해 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 코드워드 세트가 다운링크 메시지를 통해 통신 디바이스에 시그널링되는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 세트의 코드워드가 NCW개의 코드워드를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 계층 상의 제어 심볼의 분배가 제1 코드워드 세트의 MCS 레벨에 기초하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계가 제1 코드워드 세트의 가중 MCS 레벨에 기초하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계가 제1 세트의 계층 상에 실질적으로 동일하게 제어 심볼을 분배하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계가 두 개의 상이한 유형의 제어 심볼에 대해 두 개의 상이한 제1 세트의 코드워드를 선택하는 것을 더 포함할 수 있다.
실시예 및 그 이점에 대하여 상세하게 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 다양한 변경, 대체 및 개조가 이루어질 수 있음은 물론이다. 또한, 본 출원의 범위는 명세서에 기재된 공정, 기계, 제조, 물질의 구성, 수단, 방법 및 단계로 한정되는 것은 아니다. 해당 기술분야의 당업자가 본 발명의 개시내용으로 쉽게 알 수 있듯이, 본 명세서에 기재한 대응하는 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 얻는, 현재 존재하거나 나중에 개발될 공정, 기계, 제조, 물질의 구성, 수단, 방법 또는 단계가 본 발명에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 그러한 공정, 기계, 제조, 물질의 구성, 수단, 방법 또는 단계를 그 범위 내에 포함하기 위한 것이다.

Claims (27)

  1. 다중 입력, 다중 출력(multiple input, multiple output, MIMO) 계층들 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 송신 방법으로서,
    Ncw개의 코드워드로부터 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계 - 상기 제1 세트의 코드워드는 복수의 MIMO 계층으로부터의 제1 세트의 계층과 연관되어 있고, 상기 Ncw개의 코드워드는 동시에 송신될 수 있고, 상기 제1 세트의 코드워드는 Ncw1개의 MIMO 코드워드를 포함하며, Ncw 및 Ncw1는 1 이상의 정수임 -;
    상기 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계;
    상기 제1 세트의 계층 상에 상기 제1 세트의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계;
    Ncw > Ncw1이면, (Ncw - Ncw1)개의 나머지 코드워드의 데이터 심볼을 나머지 계층에 배치하는 단계 - 상기 나머지 계층은 상기 복수의 MIMO 계층 중에서 상기 제1 세트의 계층에 속하지 않는 MIMO 계층임 -; 및
    상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 MIMO 계층에 송신하는 단계는, 상기 데이터 심볼 및 상기 제어 심볼을 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT)으로 사전 부호화하는 단계를 포함하는, 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 단일 코드워드를 포함하는, 송신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 채널 품질 정보(channel quality information, CQI), 사전 부호화 매트릭스 지시자(precoding matrix indicator, PMI) 또는 그 조합을 포함하는, 송신 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 통신 디바이스에 서비스를 제공하는 컨트롤러에 의해 선택되는, 송신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 다운링크 메시지를 통해 상기 통신 디바이스에 시크널링되는, 송신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 채널 품질에 기초하여 선택되는, 송신 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 상기 코드와 연관된 변조 및 부호화 방식(modulating and coding scheme, MCS) 레벨에 기초하여 선택되는, 송신 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 상기 코드워드와 연관된 계층의 수에 기초하여 선택되는, 송신 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는, 상기 제어 심볼이 각 코드워드의 데이터 송신의 성능에 미치는 영향의 레벨에 기초하여 선택되는, 송신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 영향의 레벨은 코드워드 각각의 데이터 심볼에 대한 제어 심볼의 비율인, 송신 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 상기 코드워드와 연관된 하이브리드 자동 재송신 요청(hybrid automatic repeat request, HARQ)) 송신 상태에 기초하여 선택되는, 송신 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드는 Ncw개의 코드워드를 포함하고, Ncw1 = Ncw인, 송신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 하이브리드 자동 재송신 요청(HARQ)의 긍정 확인응답(ACK)/부정 확인응답(NACK), 랭크 지시자(rank indicator, RI) 신호, 또는 그 조합을 포함하는, 송신 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어 심볼은, 상기 제어 심볼이 상기 복수의 MIMO 계층 전체에서 시간 정렬되도록 상기 데이터 심볼과 시분할 다중화되는, 송신 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세트의 계층 상에 분배된 상기 제어 심볼의 크기는 상기 제1 세트의 코드워드의 상기 MCS 레벨에 기초하는, 송신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드의 상기 MCS 레벨의 기능은 Ncw1, Ncw, 또는 그 조합에 따라 달라지는, 송신 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세트의 계층 상에 제어 심볼을 분배하는 단계는, 상기 제1 세트의 계층 전체에 실질적으로 동일한 자원 요소에 제어 심볼을 분배하는 단계를 포함하는, 송신 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계는, 두 개의 상이한 유형의 제어 심볼에 대해 두 개의 상이한 제1 세트의 코드워드를 선택하는 단계를 포함하는, 송신 방법.
  20. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층들 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 송신 방법으로서,
    복수의 MIMO 계층을 통해 동시에 송신될 하나 이상의 코드워드를 구성하는 단계;
    상기 복수의 MIMO 계층에 제어 심볼을 분배하는 단계;
    상기 복수의 MIMO 계층 상에 하나 이상의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; 및
    상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 하이브리드 자동 재송신 요청(HARQ)의 긍정 확인응답(ACK)/부정 확인응답(NACK), 랭크 지시자(RI) 신호, 또는 그 조합을 포함하는, 송신 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 복수의 MIMO 계층 각각에 걸쳐 시간 정렬되는, 송신 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 상기 데이터 심볼과 시분할 다중화되는, 송신 방법.
  24. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 계층 상에 제어 심볼 및 데이터 심볼을 송신하는 송신 방법으로서,
    복수의 코드워드로부터 코드워드를 선택하는 단계 - 상기 복수의 코드워드는 복수의 MIMO 계층을 통해 송신될 수 있고, 상기 선택된 코드워드는 상기 복수의 MIMO 계층의 MIMO 계층의 서브세트를 통해 송신될 수 있음 -;
    상기 MIMO 계층의 서브세트 상에 제어 심볼을 분배하는 단계;
    상기 복수의 계층 상에 상기 복수의 코드워드의 데이터 심볼을 배치하는 단계; 및
    상기 복수의 MIMO 계층을 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어 심볼은 채널 품질 정보(CQI), 및/또는 사전 부호화 매트릭스 지시자(PMI)를 포함하는, 송신 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 MIMO 계층의 서브세트는 단일 MIMO 계층 또는 두 개의 MIMO 계층을 포함하는, 송신 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 MIMO 계층의 서브세트는 채널 품질, 액세스 레벨, 또는 그 조합에 기초하는, 송신 방법.
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