KR20130086473A - 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 제어 채널 신호 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 기지국이 제어 채널 신호를 전송하는 방법에 있어서, 다수의 자원 엘리먼트(RE)들로 구성되는 물리적 자원 블록(PRB)에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 응답 채널 신호를 전송하고, 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 전송한다.

Description

직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 제어 채널 신호 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A SIGNAL ON CONTROL CHANNEL IN A ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthgonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들의 고속 서비스 요구로 인해 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE-A(Long Term Evolution - Advanced)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE-A는 최대 1 Gbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 다중화하여 여러 개의 기지국이 특정 지역에 겹쳐서 서비스하는 방법, 하나의 기지국이 지원하는 주파수 대역의 수를 증가시키는 방법 등이 있다. 이 경우 기지국 간에 간섭이 증가하게 되는데 현재 전체 주파수 대역을 모두 사용하는 LTE 제어 채널은 이러한 간섭을 회피하기 어렵다.

따라서 셀 간 주파수 자원을 분할하여 데이터 채널을 통해 제어 채널 신호를 전송하는 방법이 연구되고 있으며 이러한 제어 채널 신호는 다양한 단말의 채널 상황에도 수신이 가능하도록 하는 기술과 동시에 다른 제어 채널 신호와의 다중화를 지원하는 기술이 요구된다.

본 발명은 OFDM 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 신호 전송 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명에서 제안하는 방법은; OFDM 통신 시스템에서 기지국이 제어 채널 신호를 전송하는 방법에 있어서, 다수의 RE들로 구성되는 PRB에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 응답 채널 신호를 전송하는 과정과, 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 다른 방법은; OFDM 통신 시스템에서 단말이 제어 채널 신호를 수신하는 방법에 있어서, 다수의 RE들로 구성되는 PRB에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 전송되는 응답 채널 신호를 수신하는 과정과, 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 장치는; OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 전송하는 기지국 장치에 있어서, 다수의 RE들로 구성되는 PRB에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 응답 채널 신호를 전송하고, 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 전송하는 전송부를 포함한다.

본 발명에서 제안하는 다른 장치는; OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 수신하는 단말 장치에 있어서, 다수의 RE들로 구성되는 PRB에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 전송되는 응답 채널 신호와 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 제어 채널 신호 수신을 위한 단말 장치.

본 발명은 OFDM 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치를 제안하며, 이를 통해 PRB 내에서 다중화되는 제어 채널 신호 전송 시, 분산 전송 방식으로 전송되는 제어 채널 신호의 다중화를 자원의 손실 없이 가능하게 하며, 주파수 선택적 전송 방식으로 전송되는 제어 채널 신호의 전송 시 전송되는 제어 채널 신호 간의 부호율(coding rate)을 모두 동일하게 유지하여 전송할 수 있도록 한다.

또한 응답 채널 신호가 전송되는 PRB에 사용되는 제어 채널이 전송 다이버시티 기법을 사용하거나 빔포밍(beam forming) 기법을 사용하여 전송하는 것과 무관하게 복조 기준 신호(DMRS: DeModulation Reference Signal, 이하 'DMRS'라 칭함)를 동시에 혹은 일부의 DMRS를 동시에 사용하여 다수의 단말이 하나의 응답 채널을 수신할 수 있는 전송 방식을 지원한다.

도 1은 도 1는 OFDM 통신 시스템에서 하향링크(DL: DownLink) 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2는 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 프레임 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 제어 채널 신호를 전송하는 방법을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역을 통해 제어 채널 신호를 전송하는 경우의 PRB 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역을 통해 제어 채널 신호를 전송할 때 ePHICH의 위치를 결정하는 방법을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역에서 최대 안테나 개수에 따라 REG를 구성하는 방법을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 응답 채널을 구성하는 방법을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 응답 채널의 응답 채널 그룹을 구성하는 방법을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제안하는 DMRS 기반의 응답 채널에서 응답 채널에 안테나 포트를 할당하는 방법을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 PRB 당 4개의 안테나 포트가 적용될 경우 PRB 당 랜덤 프리코딩을 통해 전송 다이버시티를 구성하는 경우 안테나 포트 구성의 예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 응답 채널 그룹 별로 서로 다른 안테나 포트를 사용하는 예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 기지국이 제어 채널 신호를 전송하는 동작을 도시한 순서도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 단말이 제어 채널 신호를 수신하는 동작을 도시한 순서도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 전송하는 기지국 장치를 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 수신하는 단말 장치를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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.

이하 본 명세서에서는 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.

OFDM 전송 방식은 멀티 캐리어(Multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(Symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티 캐리어들, 즉 다수의 서브캐리어(Sub-carrier 채널들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.

OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수 축 상의 자원은 서로 다른 서브캐리어로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(RE: Resource Element, 이하 'RE'라 칭함)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다.

물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭함) 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 매핑(mapping)이라고 한다.

도 1는 OFDM 통신 시스템에서 하향링크(DL: DownLink) 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도시된 하향링크 대역(bandwidth)(101)은 다수 개의 자원 블록(RB: Resource Block, 이하 'RB'라 칭함)들로 이뤄져 있으며, 각 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block, 이하 'PRB'라 칭함)(103,113,114,116,117)은 주파수 축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 14개 또는 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 여기서 상기 PRB는 자원 할당의 기본 단위가 된다.

기준 신호(RS: Reference Signal, 이하 'RS'라 칭함)는 기지국으로부터 수신되는 것으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(CRS: Common Reference Signal, 이하 'CRS'라 칭함)와 전용 기준 신호의 하나로 복조 기준 신호(DMRS: DeModulation Reference Signal, 이하 'DMRS'라 칭함)를 포함한다.

CRS는 전체 하향링크 대역(101)에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복조에 사용된다. DMRS 역시 전체 하향링크 대역(101)에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 특정 단말의 데이터 채널 복조 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링할 PRB 자원을 통해 전송된다.

시간 축 상에서 서브프레임(subframe)(105)은 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯(106) 및 제2슬롯(107)으로 구성된다. 제어 채널 영역인 물리적 전용 제어 채널(PDCCH: Physical Dedicated Control Channel, 'PDCCH'라 칭함) 영역(109)과 데이터 채널 영역인 ePDCCH(enhanced PDCCH) 영역(111)은 도시된 바와 같이 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조하기 위한 것이다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역(109)은 전체 하향링크 대역(101)에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역(101)에 분산되어 위치하는 형태를 가진다.

이하에서는 도 2를 통해 상기 PDCCH 영역(109)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제어 채널 영역(209)은 물리적 제어 포맷 지시자 채널(PCFICH: Physical Control Format Indicator Channel, 이하 'PCFICH'라 칭함), 물리적 하이브리드 자동 재전송 요구 지시자 채널(PHICH: Physical HARQ(Hybrid Automatic Retransmit reQuest) indicator channel, 이하 'PHICH'라 칭함), 및 PDCCH 중 적어도 하나의 물리 채널 신호를 전송한다. 여기서 상기 PCFICH는 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심볼 개수를 지시하는 채널을 의미하고, PHICH는 하향링크 응답 채널 신호, 즉 긍정응답 및 부정응답을 전송하는 채널을 의미하고, PDCCH는 단말의 공통 제어 채널 및 전용 제어 채널 신호를 전송하는 채널을 의미한다.

도 2에서는 제어 채널 영역(209)에서 상기 PCFICH, PHICH, 및 PDCCH을 다중화하기 위해서 자원 요소 그룹(REG: Resource element group, 이하 'REG'라 칭함)을 정의하였으며, 여기서 REG는 하나의 OFDM 심볼 내에서 CRS를 제외한 연속된 4개의 RE들로 구성된다고 정의할 수 있다. 단 상기 정의는 하나의 REG가 서로 다른 PRB에 포함되도록 구성될 수는 없음을 만족해야만 한다.

REG를 정의한 후에는 각 REG에서 일부 RE들을 선택하여 PCFICH와 PHICH를 할당하고, 상기 PCFICH와 PHICH를 할당하고 남은 RE들에 PDCCH을 할당한다.

PCFICH는 총 4개의 REG를 사용하고 PHICH는 하나의 그룹이 총 3개의 REG을 사용하며 PHICH 그룹들 각각은 셀 별로 다르게 구성된다. 여기서 상기 PHICH 그룹은 복수의 REG들을 포함하여 구성된 단위를 의미한다. PDCCH는 하나 혹은 다수의 제어 채널 요소(CCE: control channel element, 이하 'CCE'라 칭함)를 모아 하나의 PDCCH로 구성하는데 하나의 CCE는 총 9개의 REG로 구성된다. PDCCH를 구성하는 CCE는 1, 2, 4 혹은 8개로 구성할 수 있으며 이는 단말의 채널 상태에 따라 다르게 구성될 수 있다. 기지국은 단말의 PDCCH를 모두 모아 REG 단위로 인터리빙 하여 PRB를 구성하고, PRB에 PCFICH와 PHICH를 배치하고 남은 REG들을 사용하여 PDCCH 신호를 전송한다.

하나의 PHICH 그룹은 총 4개의 RE에 8개의 PHICH가 다중화 되며 총 8개의 직교 시퀀스를 이용하여 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing, 이하 'CDM'이라 칭함)된다. 또한 총 3개의 REG를 사용하며 각각의 REG는 동일한 PHICH 그룹이 반복되어 전송된다. 반복 사용되는 REG는 전체 하향링크 대역폭을 사용하연에 걸쳐 전송된다.

서브프레임에 전송 가능한 PHICH 그룹의 총 양은 PBCH (Physical broadcast channel, 이하 PBCH)를 통해서 전송되는데 단말은 초기 접속 과정에서 PBCH에 포함된 두 가지 정보 즉 PHICH 구간(duration) 및 PHICH 자원 정보를 수신하고 PHICH 그룹의 위치를 파악한다. PHICH 구간 정보는 1비트(bit) 정보로 일반(normal) 모드 정보와 확장(extended) 모드 정보를 제공한다.

일반 모드로 지시된 경우 하나의 PHICH 그룹에 포함되는 3개의 반복되는 REG는 모두 서브프레임의 0번째 심볼에서 전송된다. 확장 모드로 지시된 경우에는 하나의 PHICH 그룹에 포함되는 3개의 반복되는 REG는 0번째와 1번째 그리고 2번째 심볼에 나누어 전송된다. 따라서 확장 모드의 경우에 REG는 주파수 다이버시티와 시간 다이버시티 모두를 적용할 수 있다.

PHICH 자원 정보는 4비트 정보로 사용 가능한 PHICH 그룹의 수를 결정한다. PHICH의 자원은 상향링크의 PRB 개수에 비례하여 지시할 수 있도록 구성되어 있는데 총 N개의 상향링크 PRB가 있는 경우 각 그룹에는 총 8개의 PHICH가 들어가기 때문에 모든 PRB를 한 명의 사용자에게 전송하는 경우 필요한 PHICH 그룹의 개수는 N/8이 된다. 이 때 PHICH 자원을 총 PHICH 자원 그룹에서 사용하는 자원의 1/6, 1/2, 1, 2배의 자원을 실제 사용하는 PHICH 그룹 자원으로 지시한다.

예를 들어 PHICH 자원을 총 PHICH 자원 그룹에서 사용하는 자원의 2배의 자원을 실제 사용하는 자원의 PHICH 그룹 자원으로 지시하는 것은 상향링크 다중 사용자 전송을 하는 경우 하나의 PRB당 총 2명의 사용자까지 지원한다는 것을 의미하고 1보다 작게 할당하는 것은 실제 스케줄링은 PRB 개수만큼 일어나는 것이 아니기 때문에 자원을 낭비하지 않도록 하기 위한 장치이다.

PHICH의 다중화는 길이4의 직교 시퀀스와 길이 2의 직교 시퀀스를 사용할 수 있으며 각각의 시퀀스는 길이4의 경우는 [+1 +1 +1 +1], [+1, -1, +1, -1], [+1 +1 -1 -1], [+1 -1 -1 +1], [+j +j +j +j], [+j, -j, +j, -j], [+j +j -j -j], [+j -j -j +j]와 같이 나타낼 수 있고, 길이 2의 경우는 [+1 +1], [+1 -1], [+j +j], [+j j]와 같이 나타낼 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 제어 채널 신호를 전송하는 방법을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 기존의 제어 채널 신호는 CRS를 기반으로 전송되며, CRS는 모든 서브프레임과 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되기 때문에 CRS를 기반으로 하는 제어 채널 신호 역시 모든 서브프레임과 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송된다.

반면 DMRS는 일부 주파수 대역에만 전송되기 때문에 상기 DMRS를 기반으로 하는 제어 채널 신호 역시 DMRS가 전송되는 주파수 대역에만 전송된다. 이와 같이 DMRS 기반으로 전송되는 제어 채널 신호를 운반하는 제어 채널 중에서 스케줄링을 위한 제어 채널은 ePDCCH(enhanced PDCCH)라 칭하고 DMRS 기반의 응답 채널은 ePHICH(enhanced PHICH)라 칭한다.

CRS 기반의 제어 채널(305)을 통해 전송되는 신호는 셀 안의 모든 단말이 수신하는 것을 가정하기 때문에 주파수 다이버시티(Frequency Diversity) 및 전송 다이버시티(Transmit Diversity)와 같은 전송 기법을 사용하여 전송한다.

반면 DMRS 기반의 제어 채널을 통해 전송되는 신호는 기존의 데이터 채널에 사용되던 주파수 선택적 전송이나 빔포밍과 같이 일부 사용자를 위한 전송 기법을 사용하여 전송하며, 이를 통해 더 적은 자원으로 제어 채널 신호를 전송할 수 있다.

따라서 DMRS 기반의 제어 채널을 통해 전송되는 신호, 즉 DMRS 기반의 제어 채널 신호는 Localized ePDCCH PRBs(307)와 같이 일부 연속된 PRB들을 이용하여 제어 채널 신호를 특정 단말에게 전송하는 주파수 선택적 전송(localized transmission) 방식과, Distributed ePDCCH PRBs(309)와 같이 주파수 축 상에서 서로간에 분산된 일부 PRB를 이용하여 제어 채널 신호를 전송하는 분산 전송(distributed transmission) 방식을 동시에 지원하도록 해야 한다. 이는 단말의 채널 상태가 좋지 않을 경우에는 Localized ePDCCH PRBs(307)와 같은 주파수 선택적 전송 방식이 제어 채널의 수신 성능을 보장하지 못하기 때문이다.

또한 분산 전송 방식의 경우에는 REG를 활용하여 제어 채널 신호를 전송하며 주파수 선택적 전송 방식의 경우에는 CCE를 활용하여 제어 채널 신호를 전송한다.

이와 같이 DMRS 기반의 제어 채널 신호는 단말의 상태에 따라 서로 다른 전송 방식으로 전송될 수 있으며 서로 다른 PRB를 할당 받을 수 있다. 특히 주파수 선택적 전송 방식이 이용될 경우 단말은 자신에게 할당된 자원을 통해 자신의 제어 채널 신호만을 수신해야 하고, 주파수 분산 방식이 이용될 경우 단말은 자신의 제어채널 신호와 다른 단말로 전송되는 제어 채널 신호가 다중화된 제어 채널 신호를 수신하고 수신한 신호로부터 자신의 제어 채널 신호를 복조해야 한다.

이 때 ePHICH 신호의 경우에는 전송 방식과 무관하게 상기 ePHICH 신호를 수신해야 하는 다수의 단말들을 위해서 전송되어야 한다. 따라서 일부 단말은 주파수 선택적 전송 방식으로 전송된 ePDCCH 신호를 수신하며 또 다른 일부 단말은 주파수 분산 전송 방식으로 전송된 ePDCCH 신호를 수신하는 경우에도 상기 ePHICH 신호는 모든 단말이 수신할 수 있도록 구성되어야 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역을 통해 제어 채널 신호를 전송하는 경우의 PRB 구조를 도시한 도면이다.

이하에서는 PRB에 2개의 안테나 포트(port)가 적용된 경우에 분산 전송 방식이 적용된 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(401) 및 주파수 선택적 방식이 적용된 Localized ePDCCH의 PRB 구조(417)와, PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우에 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(409) 및 Localized ePDCCH의 PRB 구조(429)를 구분하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 제어 채널은 분산 전송 방식과 주파수 선택적 전송 방식을 모두 지원하도록 해야 하며, DMRS는 PRB에 2개의 안테나 포트 또는 4개의 안테나 포트가 적용되는 경우 각각에 따라 DMRS의 전송 위치가 달라지는데 이에 따라 제어 채널을 통해 전송 가능한 데이터의 양도 달라지게 된다.

앞서 도 2의 설명에서 기재한 REG의 정의에 따르면, REG는 하나의 OFDM 심볼 내에서 CRS을 제외한 연속된 4개의 RE들로 구성되며 또한 하나의 REG는 서로 다른 PRB에 포함되도록 구성될 수 없다. 즉 401에 도시된 PRB 구조를 일례로 설명하면, DMRS 역시 상기 CRS와 마찬가지로 REG 구성에서 제외되므로, REG는 RE 0 내지 3, RE 4 내지 7, RE 8 내지 11, RE 12 내지 15, RE 16 내지 19, RE 20 내지 23, RE 24 내지 27, RE 28 내지 31, RE 32 내지 35와 같이 구성될 수 있다.

그러나 위와 같이 REG를 구성할 경우 RE 36,37(407)은 REG 구성에서 누락되는 문제가 발생한다. 이러한 문제점은 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우의 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(409)에서도 동일하게 적용되며, 특히 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우에는 RE 38,39,40,41(415)과 같이 더 많은 RE가 REG 구성에서 누락된다.

한편, 주파수 선택적 전송 방식의 경우에는 CCE를 활용하여 제어 채널 신호를 전송하며, Localized ePDCCH의 PRB 구조(417)와 Localized ePDCCH의 PRB 구조(429)에서는 도시된 바와 같이 주파수 축 상에서 각각 4개의 CCE들로 분할된다고 가정한다. 즉 하나의 CCE는 주파수 축 상에서 3개의 서브캐리어들을 사용하여 제어 채널 신호를 전송할 수 있는데 이 때 각각의 CCE가 포함하는 제어 채널 신호 전송에 사용 가능한 RE 개수를 계산해보면, Localized ePDCCH의 PRB 구조(417)에 포함되는 CCE들 중 하나의 CCE(423)만이 나머지 CCE들 대비 제어 채널 신호 전송에 4개의 RE들을 더 사용할 수 있으므로, 각 CCE에서 전송되는 제어 채널 신호의 부호율(code rate)이 서로 달라진다.

또한 Localized ePDCCH의 PRB 구조(429)에서는, Localized ePDCCH의 PRB 구조(429)에 포함되는 CCE들 중 두 개의 CCE(425,427)가 나머지 CCE들 대비 제어 채널 신호 전송에 4개의 RE들을 더 사용할 수 있으므로, 각 CCE에서 전송되는 제어 채널 신호의 부호율이 서로 달라진다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역을 통해 제어 채널 신호를 전송할 때 ePHICH의 위치를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

이하에서는 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용된 경우에 분산 전송 방식이 적용된 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(501) 및 주파수 선택적 방식이 적용된 Localized ePDCCH의 PRB 구조(517)와, PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우에 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(507) 및 Localized ePDCCH의 PRB 구조(521) 각각에 대해 ePHICH의 위치를 결정하는 방법을 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, Distributed ePDCCH의 PRB 구조(501) 및 Localized ePDCCH의 PRB 구조(517)에서 ePHICH의 위치는 (k,l) = {(4, 5), (4, 6), (4, 12), (4, 13)}과 같이 결정되고, Distributed ePDCCH의 PRB 구조(507) 및 Localized ePDCCH의 PRB 구조(521)에서 ePHICH의 위치는 (k,l) = {(4, 5), (4, 6), (4, 12), (4, 13)}, {(7, 5), (7, 6), (7, 12), (7, 13)}와 같이 결정되며, 여기서 k는 하나의 PRB 내에서 주파수 인덱스를 나타내고 l은 시간 인덱스를 나타낸다.

또한 ePHICH와 ePDCCH와의 다중화를 위해 REG는 다음과 같이 새롭게 정의할 수 있다. 즉 REG는 하나의 OFDM 심볼 내에서 DMRS와 ePHICH에 사용한 RE를 제외한 나머지 RE 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되며 하나의 REG는 서로 다른 PRB에 포함되도록 구성될 수는 없음을 만족해야만 한다. 상기 정의에 따르면 PRB에 적용되는 안테나 포트 개수에 따라 PRB 당 서로 다른 개수의 REG를 포함할 수 있다.

위 정의에서는 데이터 채널 영역에서의 REG 정의를 일례로 설명하였으나, 제어 채널 영역에 상기 REG 정의를 적용할 경우에서는 상기 REG를 구성하기 위해 제외하는 기준 신호로서 DMRS가 아닌 CRS를 고려함은 물론이다.

Distributed ePDCCH의 PRB 구조(501)에서 ePHICH의 위치(505)를 (k,l) = {(4, 5), (4, 6), (4, 12), (4, 13)}와 같이 결정하고, Distributed ePDCCH의 PRB 구조(507)에서 ePHICH의 위치(511,513)를 (k,l) = {(4, 5), (4, 6), (4, 12), (4, 13)}, {(7, 5), (7, 6), (7, 12), (7, 13)}와 같이 결정하는 것은, ePHICH의 채널 추정 성능을 최대화 하기 위함이다. 즉 ePHICH의 위치가 DMRS에 가까울수록 보다 정확한 단말의 채널 추정 성능을 보장하기 때문에, ePHICH와 같이 다른 단말로 전송되는 채널이 다중화되어 있는 채널의 경우 채널 추정 성능을 보장하기 위해 DMRS와 최대한 가까운 위치에 배치하는 것이 유리하다. 따라서 511,513에 도시된 바와 같이 ePHICH은 DMRS의 가장 가까운 위치, 즉 네 번째 시간 심볼과 일곱 번째 시간 심볼 위치에 배치된 것을 확인할 수 있다.

한편, 505에 도시된 바와 같이 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(501)에서는 DMRS와 가장 가까운 위치가 아닌 주파수축 상으로 한 개의 서브캐리어를 건너뛴 위치, 즉 다섯 번째 시간 심볼이 아닌 네 번째 시간 심볼 위치에 배치된 것을 확인할 수 있다. 이는 기지국이 PRB에 적용되는 안테나 포트 개수를 2개에서 4개로 변화시킬 수도 있기 때문에 이러한 변화에도 항상 동일한 위치를 보장할 수 있도록 하기 위함이다.

또한 ePHICH를 DMRS와 최대한 가까운 위치에 배치하는 맵핑 방법은 REG를 구성함에 있어 일부 RE가 REG 구성에서 누락되는 문제를 발생시키지 않는다.

뿐만 아니라 제시한 위치와 동일한 시간 심볼의 다른 주파수 위치에서는 단말의 피드백을 위한 채널 상태 지시 기준 신호(CSI-RS: Channel Status Indication-Reference Signal, 이하 'CSI-RS'라 칭함)가 전송될 수 있기 때문에 만약 ePHICH를 다른 위치에 배치하는 경우에는 CSI-RS의 용량이 제한될 수 있다. 만약 ePHICH가 배치된 PRB에서 ePDCCH 신호가 주파수 선택적 전송 방식으로 전송되는 경우에는 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(517) 및 Localized ePDCCH의 PRB 구조(521)에서와 확인할 수 있는 바와 같이 각각의 CCE가 포함하는 제어 채널 신호 전송에 사용 가능한 RE 개수가 동일하여 각 CCE에서 전송되는 제어 채널 신호의 부호율 또한 동일해진다.

또한 ePHICH의 용량 관점에서 보면 ePHICH을 수신하는 단말은 ePDCCH를 수신하는 단말로 한정되기 때문에 ePDCCH와 같이 모든 단말을 위한 자원을 미리 마련할 필요가 없게 된다. 즉 단말이 분산 전송 방식으로 전송되는 ePDCCH 신호를 수신하는 경우, 3개의 PRB를 가정하면 총 75개의 REG가 구성될 수 있고 상기 REG는 총 8개의 CCE를 포함할 수 있다. 하나의 단말에 최소 하나의 CCE를 통해 신호를 전송하는 경우 총 8명의 사용자를 위한 응답 채널이 필요하며 실제로는 분산 전송 방식의 경우에는 채널 상태가 좋지 않은 단말에 전송하는 것이기 때문에 하나의 CCE를 통해 신호를 전송하는 경우는 거의 없기 때문에 3개의 PRB 당 8개의 응답 채널을 준비하는 것으로 충분하다.

만약 3개의 PRB를 주파수 선택적 전송 방식으로 전송할 경우에는 3개의 PRB에는 총 12개의 CCE의 전송이 가능하지만 PRB 당 2개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 하나의 PRB 당 2명의 사용자를 위한 제어 채널을 전송할 수 있다. 이는 주파수 선택적 전송 방식에서 기지국은 하나의 안테나 포트를 통해 한 명의 사용자를 위한 제어 채널 신호를 빔포밍하여 전송하기 때문이다. 마찬가지로 4개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 총 4명의 사용자를 위한 제어 채널신호를 전송할 수 있다.

Distributed ePDCCH의 PRB 구조(501)에서와 같이 1개의 PRB 당 4개의 RE를 ePHICH에 할당하는 경우 3개의 PRB를 가정하면 총 12개의 RE가 ePHICH에 할당되고, 길이 4의 다중화를 하는 경우 총 8개의 응답 채널을 전송할 수 있으며 이 때 3개의 PRB에는 총 6개의 안테나 포트가 적용되기 때문에 하나의 안테나 포트를 한명의 사용자가 사용할 경우 총 6명의 사용자를 위한 제어 채널 신호를 다중화할 수 있기 때문에 응답 채널의 자원은 충분하다.

동일하게 Localized ePDCCH의 PRB 구조(521)에서와 같이 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용되는 경우 3개의 PRB에는 총 12개의 안테나 포트가 적용되며 3개의 PRB 각각에서는 2개의 ePHICH 그룹이 전송됨으로 총 16개의 ePHICH을 전송할 수 있으며 응답 채널 용량관점에서도 제안하는 기술은 DMRS 이용하여 제어 채널을 수신하는 단말이 사용하기에 충분하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 데이터 채널 영역에서 최대 안테나 개수에 따라 REG를 구성하는 방법을 도시한 도면이다.

이하에서는 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용된 경우에 분산 전송 방식이 적용된 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(605,617)와 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우에 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(601,611)를 구분하여 설명하며, 특히 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용된 경우의 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(617)와 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우의 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(613)는 ePHICH이 정의되지 않은 경우를 의미한다.

도 6를 참조하여 설명하면, 본 발명에서 제안하는 기술은 ePDCCH와의 다중화를 위하여 DMRS 기반의 데이터 채널에 적용되는 REG의 정의는 다음과 같다. 즉 REG는 하나의 OFDM 심볼 내에서 DMRS와 ePHICH에 할당한 RE을 제외한 나머지 RE 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되며 하나의 REG는 서로 다른 PRB에 포함되도록 구성될 수 없음을 만족해야만 한다고 정의할 수 있다. 또한 상기와 정의에 따라 구성된 REG는 안테나 포트 개수에 무관하여 최대 안테나 포트 개수를 기준으로 정의되는 REG 패턴(pattern)을 가진다. 상기 REG에 대한 정의는 ePHICH의 포함 여부에 무관하게 동일하게 적용될 수 있다.

Distributed ePDCCH의 PRB 구조(605,601)는 ePHICH 신호가 전송되는 구조로서, 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 4개의 안테나 포트가 적용된 PRB에서 구성되는 REG는 2개의 안테나 포트가 적용된 PRB에도 동일하게 적용된다. 즉 2개의 안테나 포트가 적용된 PRB에서도 4개의 안테나 포트가 적용된 PRB와 동일하게 REG가 구성된다.

이는 기지국이 안테나 포트의 개수를 동적으로 변경하여도 단말은 실제 사용되는 안테나 포트 개수에 무관하게 제어 채널을 수신할 수 있으며 이와 마찬가지로 ePHICH가 안테나 포트의 개수에 따라 자원의 양, 즉 사용하는 RE 개수가 다르기 때문에, 4개의 안테나 포트가 적용된 PRB를 기준으로 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(605)에 도시한 바와 같이 사용하지 않는 RE를 미사용 자원(607)으로 지정하고 4개의 안테나 포트가 적용된 PRB에서와 동일하게 REG를 구성한다.

이는 ePHICH가 정의되지 않는 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(617, 611) 에서도 동일하게 적용될 수 있다. 즉 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용된 경우의 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(611)를 기준으로 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(617)에 도시한 바와 같이 사용하지 않는 RE를 미사용 자원(607)으로 지정하고 상기 Distributed ePDCCH의 PRB 구조(611)에서와 동일하게 REG를 구성한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 응답 채널을 구성하는 방법을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 DMRS 기반 응답 채널에서 다수의 응답 채널 그룹은 기지국이 응답 채널을 전송하기 위해 기 할당하는 PRB의 개수에 비례한다. 예를 들어 응답 채널 그룹을 기존과 같이 3번 반복해서 전송하는 경우 기지국은 2개의 안테나 포트가 적용될 경우 총 3개의 PRB(703-704,705-706,707-708)를 기 할당해야만 반복된 3개의 응답 채널 그룹을 전송할 수 있다. 만약 총 2개의 응답 채널 그룹을 할당하고 싶은 경우에는 기지국은 총 6개 PRB(703, 704, 705, 706, 707, 708)을 할당한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 DMRS 기반의 응답 채널의 응답 채널 그룹을 구성하는 방법을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 응답 채널 그룹은 길이 2의 직교 시퀀스를 이용하여 총 4개의 응답 채널을 CDM하여 2개의 RE 당 하나의 그룹으로 할당할 수 있다. 다른 실시예로서 제안하는 응답 채널 그룹은 길이 4의 직교 시퀀스를 이용하여 총 8개의 응답 채널을 CDM하여 4개의 RE 당 1개의 그룹으로 할당할 수 있다. 또 다른 실시예로서 제안하는 응답 채널 그룹은 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용될 경우 길이 2의 직교 시퀀스를 이용하여 총 4개의 응답 채널을 CDM하고 2번 반복하여 4개의 RE 당 하나의 그룹으로 할당할 수 있다.

즉 그룹 1(801)에 포함되는 4개의 응답 채널은 길이 2의 직교 시퀀스[+1 +1], [+1 -1], [+j +j], [+j j]를 이용하여 다중화되고, 그룹 2(803)에 포함되는 4개의 응답 채널 역시 길이 2의 시퀀스를 이용하여 다중화된다. 이 경우 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 PRB 당 총 2개의 그룹이 정의되고 총 8개의 응답 채널의 전송이 가능하다. 또한 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 PRB 당 총 4개의 그룹이 정의되고 총 16개의 응답 채널의 전송이 가능하다.

그룹 1(805)에 포함되는 8개의 응답 채널은 길이 4의 직교 시퀀스 [+1 +1 +1 +1], [+1, -1, +1, -1], [+1 +1 -1 -1], [+1 -1 -1 +1], [+j +j +j +j], [+j, -j, +j, -j], [+j +j -j -j], [+j -j -j +j]를 이용하여 다중화되고, 이 경우 안테나 포트의 개수가 2개인 경우에는 PRB 당 총 1개의 그룹이 정의되고 총 8개의 응답 채널의 전송이 가능하다. 또한 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 PRB 당 총 2개의 그룹이 정의되고 총 16개의 응답 채널의 전송이 가능하다.

그룹 1(807)에 포함되는 4개의 응답 채널은 길이 2의 시퀀스[+1 +1], [+1 -1], [+j +j], [+j j]를 이용하여 다중화되고, 그룹 1(809)는 그룹 1(807)에서 다중화한 응답 채널을 반복 전송한 것이다. 이 경우 PRB에 2개의 안테나 포트의 개수가 적용될 경우에는 PRB 당 총 1개의 그룹이 정의되고 총 4개의 응답 채널의 전송이 가능하다. 또한 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용될 경우에는 PRB 당 총 2개의 그룹이 정의되고 총 8개의 응답 채널의 전송이 가능하다. 길이 2의 직교 시퀀스를 사용하는 경우에는 단말의 속도가 빠른 경우에는 서브프레임의 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯이 사용하는 채널의 차이가 발생하기 때문에 길이 4의 직교 시퀀스로 직교성을 보장하기 어려운 경우에 사용이 가능하다.

그룹 1(807,809)와 같이 응답 채널을 슬롯 별로 반복하는 경우에는 응답 채널의 용량은 반으로 줄어 들지만 슬롯 간의 시간 다이버시티 이득을 얻을 수 있기 때문에 더 좋은 수신 성능을 보장할 수 있다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 DMRS 기반의 응답 채널에서 안테나 포트를 할당하는 방법을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 응답 채널은 해당 응답 채널이 전송되는 PRB에 ePDCCH 전송을 위해 사용하는 DMRS에 사용하는 프리코딩을 적용하여 반복되는 응답 채널 그룹이 전송되는 PRB간에 전송 다이버시티를 획득할 수 있다. 다시 말해 응답 채널에 사용하는 안테나 포트와 상기 안테나 포트에 적용한 프리코딩은 해당 PRB가 전송되는 ePDCCH를 위해 사용하는 안테나 포트와 동일한 프리코딩을 적용한다. 이 때 ePDCCH에 사용되는 전송 방식, 즉 분산 전송 방식 또는 주파수 선택적 전송 방식은 고려되지 않으며 전송 방식에 무관하게 상기 동일한 프리코딩이 적용된다.

하나의 ePHICH가 총 3개의 PRB를 통해 전송되는 경우 3개의 PRB에서 전송되는 제어 채널 신호는 분산 전송 방식 또는 주파수 선택적 전송 방식 중 어느 하나에 의해 전송된다.

분산 전송 방식에 의해 전송되는 제어 채널 신호인 경우에는 해당 PRB는 전송 다이버시티를 위해 안테나 별로 제어 채널 신호를 전송하며 이는 다수의 단말에 의해 수신될 수 있다. 이때 PRB에서 전송되는 ePHICH에 ePDCCH가 전송되는 기준신호의 전송 다이버시티를 위해 동일한 프리코딩을 적용하게 되면, ePHICH는 분산 전송되는 ePDCCH와 마찬가지로 다수의 단말에 의해 수신될 수 있으며 해당 단말은 해당 PRB의 ePHICH를 수신할 수 있다.

만약 ePHICH가 전송되는 PRB의 ePDCCH가 주파수 선택적 전송으로 단말에 전송되는 경우 각각의 안테나 포트는 서로 단말을 위한 빔 패턴(beam pattern)을 형성하고 이에 맞는 프리코딩을 사용하게 된다. 따라서 하나의 응답 채널이 전송되는 총 3개의 PRB는 각각의 PRB의 DMRS에 서로 다른 프리코딩이 적용 되고 각각의 PRB와 각 PRB의 안테나 별로 서로 다른 프리코딩이 적용되어 수신 단말 입장에서는 응답 채널을 PRB 별, 그리고 PRB 내의 안테나 별로 랜덤 프리코딩되어 전송되는 전송 다이버시티 기법과 같이 전송된다. 따라서 모든 단말은 해당 PRB에서 전송 다이버시티 기법으로 ePDCCH의 전송 모드와 무관하게 응답 채널을 수신할 수 있다.

안테나 포트 7,8(909)은 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용된 경우에 응답 채널의 안테나 포트 사용을 나타낸 것이고, 안테나 포트 7(913)과 안테나 포트 8(915)은 하나의 PRB를 이용하여 주파수 선택적 전송 방식에 따라 제어 채널 신호를 전송하는 경우 2개의 안테나 포트 각각 서로 다른 단말을 위해 프리코딩을 적용하여 상기 제어 채널 신호를 전송하고, 또한 안테나 포트 7(913)은 도시된 2개의 CCE에 의해 사용되고 안테나 포트 8(915) 역시 도시된 2개의 CCE에 의해 사용되게 된다. 이 경우 응답 채널 신호(909, 911) 각각에는 안테나 포트 7과 8 모두 사용하여 서로 다른 프리코딩을 사용한 전송 다이버시티 기법이 적용된다.

다른 실시예로 DMRS 응답 채널의 전송을 위해 ePHICH가 전송되는 PRB는 적어도 1개의 응답 채널을 ePHICH 전송을 위해 기 할당하고 남은 기준 신호는 ePDCCH의 전송에 사용하여 PRB 간에 동일한 프리코딩을 적용할 수 있도록 한다. 이는 PRB 당 안테나 포트의 수에 무관하게 하나의 port를 ePHICH 용으로 기 할당한 것이다.

이렇게 하나의 port를 ePHICH 용으로 기 할당하는 경우 기지국은 단일(unitary) 프리코딩을 이용하여 ePHICH를 전송하여 모든 단말이 어느 PRB에서 응답 채널을 수신하든 동일하게 수신할 수 있도록 한다. 그러나 PRB에 2개의 안테나 포트가 적용되는 경우에는 1개를 응답 채널에 사용하고 나머지 1개는 ePDCCH에 사용하며, 이 경우 응답 채널과 제어 채널을 각각 1개의 안테나를 사용하기 때문에 공간 다중화를 이용한 다이버시티 전송이 불가능하다는 단점이 있다.

또한 PRB에 4개의 안테나 포트가 적용되는 경우에는 1개를 응답 채널에 사용하는 경우 나머지 3개는 ePDCCH에 사용하는데, 이 경우 역시 안테나 포트가 주파수 선택적 전송 방식을 사용하는 경우 총 4개의 CCE를 전송해야 하기 때문에 각각의 CCE에 서로 다른 단말을 할당할 수 없는 단점이 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 PRB 당 4개의 안테나 포트가 적용될 경우 PRB 당 랜덤 프리코딩을 통해 전송 다이버시티를 구성하는 경우 안테나 포트 구성의 예를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제안하는 안테나 포트 구성 방법은 안테나 포트 수에 무관하게 총 2개의 안테나를 이용하여 응답 채널을 전송한다. 다른 실시예로 제안하는 안테나 포트 구성 방법은 안테나 포트 수에 비례하여 응답 채널의 전송에 사용하는 안테나 포트 수를 결정하는 방법이다.

다시 말해 총 안테나 포트가 2개인 경우에는 2개의 안테나를 통해 응답 채널을 전송하고 안테나 포트가 4개인 경우에는 4개의 안테나를 통해 응답 채널을 전송하는 방법이다. 안테나 포트의 수에 무관하게 항상 안테나 포트 2개를 이용하여 응답 채널을 전송하는 방법의 장점은 실제로 안테나 포트가 4개인 경우 안테나 2개를 이용하여 포트 4개를 사용하여 전송할 수 있기 때문에 안테나 포트 4개가 실제 기지국이 안테나 4개를 가지고 있는 것을 보장하지 못하기 때문이다. 다시 말해 기지국이 2개의 안테나, 일례로 안테나 A, B를 가지고 있어도 안테나 포트 7과 8을 안테나 A, B를 통해 전송하고 안테나 포트 9와 10을 동일한 안테나 A, B에 전송할 수 있기 때문이다.

포트 7,8(1001,1003)은 PRB 당 적용되는 안테나 포트의 개수가 4개이지만 응답 채널 전송에는 2개만 사용하는 경우이며 이 때 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯이 동일한 안테나 포트를 사용하는 예이다. 이 경우 제어 채널의 CCE는 각각 서로 다른 안테나 포트를 사용할 수 있지만 실제 안테나의 개수가 2개일 수 있기 때문에 응답 채널은 안테나 2개를 기준으로 구성한 것이다.

포트 7,8(1001,1003)과 같이 구성한 경우 실제 기지국의 안테나 개수가 4개인 경우에는 남은 2개의 안테나를 사용하지 못하는 경우가 발생한다. 장점으로는 해당 기술은 응답 채널의 다중화 시퀀스의 길이 2와 4 모두에 동일하게 적용할 수 있다.

포트 7,8(1013), 포트 9,10(1015)과 같이 PRB 당 적용되는 안테나 포트의 개수가 4개이지만 하나의 응답 채널 그룹 기준으로는 2개만 사용하는 경우이며 이 때 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯이 서로 다른 안테나 포트를 사용하는 것이다. 이 경우 제어 채널 신호는 각각 서로 다른 안테나 포트를 사용하여 전송되지만 응답 채널은 그룹당 총 2개만 사용한다.

이 경우에 단점은 길이 4의 응답 채널 그룹에는 직교성이 깨지기 때문에 상기 방식을 적용할 수 없다는 문제가 있다. 반면 장점은 실제로 기지국이 총 2개의 안테나 포트를 가지고 있어도 안테나 포트 별로 서로 다른 프리코딩을 사용하기 때문에 포트 7,8(1013), 포트 9,10(1015)과 같은 정보를 전송하는 경우 전송 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며 실제 기지국이 총 4개의 안테나를 가지고 있는 경우에도 동일하게 프리코딩을 이용한 다이버시티와 안테나 다이버시티를 모두 얻을 수 있는 장점이 있다.

포트 7,9(1017) 및 포트 8,10(1019)는 포트 7,8(1013) 및 포트 9,10(1015)와 동일하게 서로 다른 4개의 포트를 사용하는 것인데 차이점은 포트 7,9(1017)의 경우에는 물리적으로 직교한 안테나 포트를 하나의 그룹에 사용하는 경우이다. 실제로 안테나 포트 7,8은 서로 CDM 되어 전송되기 때문에 채널의 직교성이 안테나 포트 7,9보다는 떨어지게 된다. 따라서 포트 7,9(1017) 및 포트 8,10(1019)와 같이 구성하는 경우 하나의 응답 채널 기준으로는 프리코딩으로 인한 전송 다이버시티와 함께 DMRS의 채널 추정 성능도 더 향상 시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 응답 채널 그룹 별로 서로 다른 안테나 포트를 사용하는 예를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 제어 채널이 사용하는 안테나 포트와 응답 채널이 사용하는 응답 채널을 연결하여 단말은 제어 채널 수신에 사용한 안테나 포트만을 응답 채널 수신에 사용할 수 있다.

포트 8,10(1113,1115)은 포트 8,10을 사용하여 응답 채널 신호를 전송하고 만약 단말이 제어 채널 신호 수신에 1103,1107과 같이 안테나 포트 8 또는 10을 이용할 경우에는 1109,1111에 도시한 신호는 수신하지 않고 1113,1115에 도시한 바와 같이 동일한 안테나 포트를 사용한 응답 채널만을 수신할 수 있다. 이 경우 단말은 자신과 무관한 안테나 포트의 채널을 추정할 필요가 없기 때문에 단말 복잡도를 낮출 수 있는 장점이 있다.

포트 7,8(1121,1123)은 상기 기술한 것과 동일하며 해당 예는 자신이 응답 채널이 가장 인접한 기준 신호의 포트를 사용하여 전송하는 방법이다. 1121,1123에 도시한 바와 같이 가장 인접한 기준 신호는 포트 7,8이기 때문에 이를 이용하여 도시된 1121,1123 신호를 전송하고 도시된 1117,1119은 안테나 포트 9,10에 가장 인접하기 때문에 더 좋은 채널 추정을 위하여 가장 인접한 안테나 포트 9,10을 이용하여 전송한다

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 기지국이 제어 채널 신호를 전송하는 동작을 도시한 순서도이다.

도 12를 참조하면, 기지국은 1201단계에서 DMRS 기반의 제어 채널을 위한 PRB를 구성하고 1203단계로 진행한다. 1203단계에서 기지국은 상기 구성한 PRB를 단말에 시그널링하고 1205단계로 진행한다.

1205단계에서 기지국은 PRB의 데이터 채널 영역에 ePHICH 그룹 자원을 우선적으로 배치하고 1207단계로 진행한다. 1207단계에서 기지국은 ePDCCH 신호의 전송 방식이 분산 전송 방식인지 또는 주파수 선택적 전송 방식인지 검사한다.

1207단계 검사 결과, 상기 ePDCCH 신호의 전송방식이 분산 전송 방식일 경우, 기지국은 1209단계로 진행하여 도 5에서 설명한 REG 정의에 따라 하나의 OFDM 심볼 내에서 DMRS와 ePHICH에 사용한 RE를 제외한 나머지 RE 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 REG를 구성하고 1211단계로 진행한다. 1211단계에서 기지국은 해당 PRB에서 전송되는 ePHICH와 ePDCCH 에 동일한 프리코딩을 적용하여 전송한다.

한편, 1207단계 검사 결과 상기 ePDCCH 신호의 전송방식이 주파수 선택적 전송 방식일 경우, 기지국은 1213단계로 진행하여 연속된 3개의 서브캐리어들로 CCE를 구성하고 1215단계로 진행한다. 1215단계에서 기지국은 ePHICH 신호에는 해당 PRB에 적용되는 2개 또는 4개의 안테나 포트 개수에 따라 각 안테나 별로 랜덤 프리코딩을 적용하고 ePDCCH 신호에는 빔포밍을 적용하여 전송한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 단말이 제어 채널 신호를 수신하는 동작을 도시한 순서도이다.

도 13을 참조하면, 1301단계에서 단말은 기지국으로부터 전송되는 DMRS 기반의 제어 채널을 위한 PRB를 수신하고 1303단계로 진행한다. 1303단계에서 단말은 PRB에서 ePHICH 그룹 위치를 확인하고 1305단계로 진행한다.

1305단계에서 단말은 ePHICH 그룹의 인덱스 정보 및 직교 시퀀스 정보를 확인하고 1307단계로 진행한다. 1307단계에서 단말은 자신이 수신하는 ePHICH에서 사용되는 DMRS를 이용하여 PRB 별로 ePHICH 신호를 수신하고, 해당 PRB에서 전송 모드에 맞게 채널을 추정하여 ePDCCH 신호를 수신한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 전송하는 기지국 장치를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, DMRS 생성부(1401)는 DMRS를 출력하고, ePHICH 그룹 생성부(1403)는 ePHICH 그룹 신호를 출력하고, distributed ePDCCH 생성부(1405)는 distributed ePDCCH 신호를 출력하고, localized ePDCCH(1407)는 localized ePDCCH 신호를 출력한다.

스크램블링(Scrambling)부(1409)는 상기 ePHICH 그룹 신호, distributed ePDCCH 신호 및 localized ePDCCH 신호를 입력하여 제어 채널 신호들을 스크램블링한 후 출력한다.

레이어 맵핑부(1411)는 상기 DMRS, 스크램블링부(1409)가 출력한 신호 및 제어부(1415)가 출력하는 제어신호를 입력 받아서 해당 전송 방식에 상응하여 각각의 채널에 대한 레이어 맵핑을 수행한 후 출력한다.

프리코딩부(1413)는 레이어 맵핑부(1411)가 출력한 신호를 입력 받아서 각 PRB에 대한 프리코딩을 수행하여 FDM부(1417)로 출력하고, FDM부(1417)는 프리코딩부(1413)의 출력을 다른 채널들과 다중화한 후 제1 내지 제N RE 맵핑부(1419,1421) 각각으로 출력한다.

제1 내지 제N RE 맵핑부(1419,1421)는 각 레이어에 데이터 심볼을 할당한 후 제1 내지 제N OFDM 신호 생성부(1423,1425)를 통해 OFDM 신호를 생성한 후 출력한다.

안테나 맵핑부(1427)는 제1 내지 제N OFDM 신호 생성부(1423,1425)의 출력을 입력받아서 안테나 포트에 맵핑하여 전송한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 수신하는 단말 장치를 도시한 도면이다.

도 15를 참조하여 설명하면, 역다중화부(1501)는 제어부(1513)로부터 출력되는 제어 신호를 이용하여 기지국으로부터 전송되는 신호에서 자신에게 전송된 신호를 수신하고 역다중화를 수행하여 출력한다. RE 역-맵핑부(demapper)(1503)는 역다중화부(1501)의 출력을 입력받아서 제어 채널 신호를 검출하여 출력한다.

역다중화부(1501)로부터 출력된 신호 중 DMRS는 DMRS 처리부(1509)로 입력되고, ePHICH 신호는 ePHICH 처리부(1507)로 입력되고, ePDCCH 신호는 ePDCCH 처리부(1505)로 입력된다.

DMRS 처리부(1509)는 DMRS를 처리하여 채널 추정부(1515)로 입력하고 채널 추정부(1515)는 각 안테나 포트의 채널을 추정한 후 신호 처리부(1517)로 출력한다. ePHICH 처리부(1507)는 ePHICH 신호를 복호하여 신호 처리부(1517)로 출력한다.

한편, ePDCCH 처리부(1505)는 기 할당된 전체 가용 자원만 수신하고 실제 복조는 하지 못하므로, 블라인드 복호기(1511)를 통해 실제 ePDCCH를 수신하게 된다.

신호 처리부(1517)는 입력된 신호들 중 ePHICH 신호와 ePDCCH 신호를 각각의 수신기로 출력한다. 즉 ePHICH 수신기(1519)는 응답 채널 정보를 수신하고 ePDCCH 수신기(1521)는 스케줄링 정보를 수신한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

1. 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 기지국이 제어 채널 신호를 전송하는 방법에 있어서,
   다수의 자원 엘리먼트(RE: Resource Element)들로 구성되는 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 응답 채널 신호를 전송하는 과정과,
   스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 전송하는 과정을 포함하는 기지국의 제어 채널 신호 전송 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호가 분산 전송 방식으로 전송될 경우, 하나의 OFDM 심볼 내에서 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 상기 응답 채널 신호 전송에 사용되는 RE를 제외한 나머지 RE들 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되는 자원 엘리먼트 그룹(REG: Resource Element Group)을 구성하며, 하나의 REG를 구성하는 RE들은 동일한 PRB에 위치함을 특징으로 하는 기지국의 제어 채널 신호 전송 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호 및 상기 응답 채널 신호는 동일한 프리코딩을 적용하여 전송됨을 특징으로 하는 기지국의 제어 채널 신호 전송 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호가 주파수 선택적 전송 방식으로 전송될 경우, 연속된 3개의 서브캐리어들로 제어 채널 요소(CCE: control channel element)를 구성하며, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호는 빔포밍을 적용하여 전송되고 상기 응답 채널 신호는 랜덤 프리코딩을 적용하여 전송됨을 특징으로 하는 기지국의 제어 채널 신호 전송 방법.
   
5. 제2항에 있어서,
   다수의 REG들을 포함하여 구성되는 응답 채널 그룹의 개수는 상기 기지국의 안테나 포트 개수에 비례하고, 상기 응답 채널 신호 전송에 사용되는 직교 시퀀스 길이에 반비례함을 특징으로 하는 기지국의 제어 채널 신호 전송 방법.
   
6. 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 단말이 제어 채널 신호를 수신하는 방법에 있어서,
   다수의 자원 엘리먼트(RE: Resource Element)들로 구성되는 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 전송되는 응답 채널 신호를 수신하는 과정과,
   스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신하는 과정을 포함하는 단말의 제어 채널 신호 수신 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호에 분산 전송 방식이 적용된 경우, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호는 하나의 OFDM 심볼 내에서 상기 기준 신호 전송에 이용된 RE와 상기 응답 채널 신호 전송에 이용된 RE를 제외한 나머지 RE들 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되는 자원 엘리먼트 그룹(REG: Resource Element Group)을 이용하여 수신되며, 하나의 REG를 구성하는 RE들은 동일한 PRB에 위치함을 특징으로 하는 단말의 제어 채널 신호 수신 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호에 주파수 선택적 전송 방식이 적용된 경우, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호는 연속된 3개의 서브캐리어들로 구성되는 제어 채널 요소(CCE: control channel element)를 이용하여 수신됨을 특징으로 하는 단말의 제어 채널 신호 수신 방법.
   
9. 제7항에 있어서,
   다수의 REG들을 포함하여 구성되는 응답 채널 그룹의 개수는 상기 기지국의 안테나 포트 개수에 비례하고, 상기 응답 채널 신호 전송에 사용되는 직교 시퀀스 길이에 반비례함을 특징으로 하는 단말의 제어 채널 신호 수신 방법.
   
10. 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 전송하는 기지국 장치에 있어서,
    다수의 자원 엘리먼트(RE: Resource Element)들로 구성되는 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 응답 채널 신호를 전송하고, 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 전송하는 전송부를 포함하는 제어 채널 신호 전송을 위한 기지국 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    구성부를 더 포함하며,
    상기 구성부는, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호가 분산 전송 방식으로 전송될 경우, 하나의 OFDM 심볼 내에서 상기 기준 신호 전송에 이용된 RE와 상기 응답 채널 신호 전송에 이용된 RE를 제외한 나머지 RE들 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되는 자원 엘리먼트 그룹(REG: Resource Element Group)을 구성하며, 하나의 REG를 구성하는 RE들은 동일한 PRB에 위치함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 전송을 위한 기지국 장치.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 전송부는 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호 및 상기 응답 채널 신호에 동일한 프리코딩을 적용하여 전송함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 전송을 위한 기지국 장치.
    
13. 제10항에 있어서,
    구성부를 더 포함하며,
    상기 구성부는, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호가 주파수 선택적 전송 방식으로 전송될 경우, 연속된 3개의 서브캐리어들로 제어 채널 요소(CCE: control channel element)를 구성하고, 상기 전송부는 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호에 빔포밍을 적용하고 상기 응답 채널 신호에 랜덤 프리코딩을 적용하여 전송함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 전송을 위한 기지국 장치.
    
14. 제11항에 있어서,
    다수의 REG들을 포함하여 구성되는 응답 채널 그룹의 개수는 상기 기지국의 안테나 포트 개수에 비례하고, 상기 응답 채널 신호 전송에 사용되는 직교 시퀀스 길이에 반비례함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 전송을 위한 기지국 장치.
    
15. 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 제어 채널 신호를 수신하는 단말 장치에 있어서,
    다수의 자원 엘리먼트(RE: Resource Element)들로 구성되는 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)에서, 데이터 채널 영역의 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 동일한 시간 영역을 점유하며 상기 기준 신호 전송에 사용되는 RE와 가장 근접한 주파수 영역을 점유하는 적어도 하나의 RE를 이용하여 전송되는 응답 채널 신호와 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 제어 채널 신호 수신을 위한 단말 장치.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호에 분산 전송 방식이 적용된 경우, 하나의 OFDM 심볼 내에서 기준 신호 전송에 이용된 RE와 상기 응답 채널 신호 전송에 이용된 RE를 제외한 나머지 RE들 중 주파수축 상에서 연속된 4개 또는 2개의 RE들로 구성되는 자원 엘리먼트 그룹(REG: Resource Element Group)을 이용하여 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 수신을 위한 단말 장치.
    
17. 제15항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호에 주파수 선택적 전송 방식이 적용된 경우, 연속된 3개의 서브캐리어들로 구성되는 제어 채널 요소(CCE: control channel element)를 이용하여 상기 스케줄링을 위한 제어 채널 신호를 수신함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 수신을 위한 단말 장치.
    
18. 제16항에 있어서,
    다수의 REG들을 포함하여 구성되는 응답 채널 그룹의 개수는 상기 기지국의 안테나 포트 개수에 비례하고, 상기 응답 채널 신호 전송에 사용되는 직교 시퀀스 길이에 반비례함을 특징으로 하는 제어 채널 신호 수신을 위한 단말 장치.

Images