KR20140012626A - 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 TDD로 동작하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 있어서, HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement)을 서브프레임 n에서 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송하는 단계를 포함하고, 상기 PUCCH의 전송 전력은 수학식 4 또는 5를 이용하여 결정되는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION AND DEVICE FOR SAME}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 제어 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송하고, 이를 위한 자원을 효율적으로 관리하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 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 양상으로, TDD(Time Division Duplex)로 동작하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서, HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement)을 서브프레임 n에서 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송하는 단계를 포함하고, 상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 방법이 제공된다:
Figure pct00001
, 여기서
C는 구성된(configured) 셀의 개수를 나타내고,
상기 K는 UL-DL 구성(uplink-downlink configuration)에 따라 M개의 k를 원소를 갖는 세트를 나타내며, M은 양의 정수이고,
Figure pct00002
는 서빙 셀 c 에서 서브프레임(들) n-k 내에서 마지막으로 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)에 포함된 2-비트 DAI(Downlink Assignment Index) 필드가 나타내는 값이며,
U DAI ,c 는 서빙 셀 c 에서 상기 서브프레임(들) n-k 내에서 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH의 총 개수이고,
Figure pct00003
는 서빙 셀 c 에 구성된 하향링크 전송모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트의 개수를 나타내고, 공간 번들링이 적용되는 경우 1로 주어지며,
공간 번들링이 적용되는 경우,
Figure pct00004
는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 PDCCH 또는 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)의 개수를 나타내고,
공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
Figure pct00005
는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 전송블록 또는 SPS 해제(Semi-Persistent Scheduling release) PDCCH의 개수를 나타내며,
mod는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다.
본 발명의 다른 양상으로, TDD(Time Division Duplex)로 동작하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하도록 구성된 통신 장치에 있어서, 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement)을 서브프레임 n에서 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)을 통해 전송하도록 구성되고, 상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 통신 장치가 제공된다:
Figure pct00006
, 여기서
C는 구성된(configured) 셀의 개수를 나타내고,
상기 K는 UL-DL 구성(uplink-downlink configuration)에 따라 M개의 k를 원소를 갖는 세트를 나타내며, M은 양의 정수이고,
Figure pct00007
는 서빙 셀 c 에서 서브프레임(들) n-k 내에서 마지막으로 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)에 포함된 2-비트 DAI(Downlink Assignment Index) 필드가 나타내는 값이며,
U DAI ,c 는 서빙 셀 c 에서 상기 서브프레임(들) n-k 내에서 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH의 총 개수이고,
Figure pct00008
는 서빙 셀 c 에 구성된 하향링크 전송모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트의 개수를 나타내고, 공간 번들링이 적용되는 경우 1로 주어지며,
공간 번들링이 적용되는 경우,
Figure pct00009
는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 PDCCH 또는 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)의 개수를 나타내고,
공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
Figure pct00010
는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 전송블록 또는 SPS 해제(Semi-Persistent Scheduling release) PDCCH의 개수를 나타내며,
mod는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다.
바람직하게, 상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정된다:
Figure pct00011
, 여기서
N은 양의 정수이고,
n SR 은 SR(Scheduling Request)과 관련하여 상기 PUCCH의 전송 전력을 조절하는데 사용되며, 0 또는 1로 주어진다.
바람직하게, 상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정된다:
Figure pct00012
, 여기서
P PUCCH(n) 는 상기 PUCCH의 전송 전력을 나타내고,
P CMAX ,c(n)는 서빙 셀 c을 위해 서브프레임 n에 설정된 전송 전력을 나타내며,
P 0 _ PUCCH 는 상위 계층에 의해 설정된 파라미터를 나타내고,
PL c 는 서빙 셀 c의 하향링크 경로 손실 추정치를 나타내고,
ΔF_ PUCCH(F)는 PUCCH 포맷에 대응되는 값을 나타내며,
ΔTxD(F') 는 상위 계층에 의해 설정된 값 또는 0을 나타내고,
g(i)는 현재의 PUCCH 전력 제어 조정 상태를 나타낸다.
바람직하게, 상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #1~6 중 어느 하나로 동작한다.
바람직하게, 상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #5로 동작한다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다. 구체적으로, TDD 시스템에서 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송하고, 이를 위한 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 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 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다.
도 3은 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한다.
도 4는 하향링크 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 단일 셀 상황에서 TDD UL ACK/NACK(Uplink Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 전송 과정을 나타낸다.
도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다.
도 8은 크로스-캐리어 스케줄링을 예시한다.
도 9~10은 E(Enhanced)-PUCCH 포맷(즉, PUCCH 포맷 3)을 예시한다.
도 11~12는 종래의 PUCCH 포맷 3 전력 제어를 예시한다.
도 13는 종래의 PUCCH 포맷 3 전력 제어에 따른 문제점을 예시한다.
도 14~15는 본 발명의 실시예에 따른 PUCCH 포맷 3 전력 제어를 예시한다.
도 16은 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
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 사용될 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 정리한다.
● HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement): 하향링크 전송(예, PDSCH 혹은 SPS release PDCCH)에 대한 수신응답결과, 즉, ACK/NACK/DTX 응답(간단히, ACK/NACK 응답, ACK/NACK)을 나타낸다. ACK/NACK/DTX 응답은 ACK, NACK, DTX 또는 NACK/DTX를 의미한다. 특정 CC에 대한 HARQ-ACK 혹은 특정 CC의 HARQ-ACK은 해당 CC와 연관된(예, 해당 CC에 스케줄링된) 하향링크 신호(예, PDSCH)에 대한 ACK/NACK 응답을 나타낸다. PDSCH는 전송블록 혹은 코드워드로 대체될 수 있다.
● PDSCH: DL 그랜트 PDCCH에 대응하는 PDSCH를 의미한다. 본 명세서에서 PDSCH는 PDSCH w/ PDCCH와 혼용된다.
● SPS 해제 PDCCH: SPS 해제를 지시하는 PDCCH를 의미한다. 단말은 SPS 해제 PDCCH에 대한 ACK/NACK 정보를 상향링크 피드백한다.
● SPS PDSCH: SPS에 의해 반-정적으로 설정된 자원을 이용하여 DL 전송되는 PDSCH를 의미한다. SPS PDSCH는 대응되는 DL 그랜트 PDCCH가 없다. 본 명세서에서 SPS PDSCH는 PDSCH w/o PDCCH와 혼용된다.
● DAI(Downlink Assignment Index): PDCCH를 통해 전송되는 DCI에 포함된다. DAI는 PDCCH의 순서 값 또는 카운터 값을 나타낼 수 있다. 편의상, DL 그랜트 PDCCH의 DAI 필드가 지시하는 값을 DL DAI라고 지칭하고, UL 그랜트 PDCCH 내의 DAI 필드가 지시하는 값을 UL DAI라고 지칭한다.
● CA 기반 시스템: 복수의 콤포넌트 캐리어(혹은 셀)를 병합하여 운영할 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸다. CA 기반 통신 시스템은 설정에 따라 하나의 콤포넌트 캐리어(혹은 셀)만을 사용하거나, 복수의 콤포넌트 캐리어(혹은 셀)를 병합하여 사용할 수 있다. 병합되는 콤포넌트 콤포넌트 캐리어(혹은 셀)의 개수는 단말 별로 독립적으로 구성될 수 있다.
● CC (혹은 셀)를 스케줄링 하는 PDCCH: 해당 CC (혹은 셀)의 스케줄링을 위한 PDCCH를 나타낸다. 예를 들어, 해당 CC (셀) 상의 PDSCH에 대응하는 PDCCH, SPS 해제 PDCCH를 포함한다.
● 크로스-CC 스케줄링: CC #a(혹은 셀#a)를 스케줄링 하는 PDCCH가 CC #a(혹은 셀#a)와 다른 CC #b(혹은 셀#b) 를 통해 전송되는 동작을 의미한다.
● 논-크로스-CC 스케줄링: 각 CC(혹은 각 셀)를 스케줄링 하는 PDCCH가 해당 CC(혹은 해당 셀)를 통해 전송되는 동작을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 다음 용어들은 동등하게 사용된다.
● 서빙 셀(Serving cell, ServCell) = 콤포넌트 캐리어(CC)
● PCell(Primary cell) = ACK/NACK (혹은, HARQ-ACK)이 전송되는 셀 (혹은 CC)
● PUCCH 포맷 3 = E-PUCCH 포맷
● 구성된 셀(configured cell) = RRC를 통해 할당 받은 셀 (혹은 CC)
무선 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 단말은 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
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 단계 S101에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 단계 S102에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S103 내지 단계 S106과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S103), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S105) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S106)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S107) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S108)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 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 무선 프레임의 구조를 예시한다. 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 노멀 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 노멀 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 노멀 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
노멀 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
표 1은 TDD 모드에서 무선 프레임 내 서브프레임들의 UL-DL 구성(Uplink-Downlink Configuration)을 예시한다.
Figure pct00013
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특별(special) 서브프레임을 나타낸다. 특별 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)을 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보된 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보된 시간 구간이다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 하향링크 슬롯은 7(6)개의 OFDM 심볼을 포함하고 자원 블록은 주파수 도메인에서 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)는 자원 요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7(6)개의 RE를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 RB의 개수 NRB는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일하되, OFDM 심볼이 SC-FDMA 심볼로 대체된다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHancel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 한다. DCI 포맷은 상향링크용으로 포맷 0, 3, 3A, 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C 등의 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당, MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 사이클릭 쉬프트 DM RS(demodulation reference signal), CQI (channel quality information) 요청, HARQ 프로세스 번호, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다.
PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 단말 그룹 내의 개별 단말들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 단말을 위한 것일 경우, 해당 단말의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.
도 5는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ ACK/NACK: PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드(CodeWord, CW)에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CQI(Channel Quality Indicator): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding Type Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 7개의 포맷을 지원한다.
표 2는 LTE에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.
Figure pct00014
LTE 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없으므로 PUSCH가 전송되는 서브프레임에서 UCI(예, CQI/PMI, HARQ-ACK, RI 등) 전송이 필요한 경우, UCI를 PUSCH 영역에 다중화 한다. 일 예로, PUSCH 전송이 할당된 서브프레임에서 HARQ-ACK을 전송해야 할 경우, 단말은 UL-SCH 데이터와 HARQ-ACK를 DFT-확산 이전에 다중화 한 뒤, PUSCH를 통해 제어 정보와 데이터를 함께 전송한다.
다음으로 TDD 시스템의 ACK/NACK 전송 과정에 대해 설명한다. TDD 방식은 동일한 주파수 대역을 시간 도메인에서 DL 서브프레임과 UL 서브프레임으로 나눠 사용한다(도 2(b) 참조). 따라서, DL/UL 비대칭 데이터 트래픽 상황의 경우 DL 서브프레임이 많게 할당되거나 UL 서브프레임이 많게 할당될 수 있다. 따라서, TDD 방식에서는 DL 서브프레임과 UL 서브프레임이 일대일로 대응되지 않는 경우가 발생한다. 특히, DL 서브프레임의 수가 UL 서브프레임보다 많은 경우, 단말은 복수의 DL 서브프레임 상의 복수의 PDSCH (및/또는 ACK/NACK 응답을 요하는 PDCCH)에 대한 ACK/NACK 응답을 하나의 UL 서브프레임에서 전송해야 하는 상황이 발생한다. 예를 들어, TDD 구성에 따라 DL 서브프레임:UL 서브프레임 = M:1로 설정될 수 있다. 여기서, M은 하나의 UL 서브프레임에 대응하는 DL 서브프레임의 개수이다. 이 경우, 단말은 M개의 DL 서브프레임 상의 복수의 PDSCH (혹은 ACK/NACK 응답을 요하는 PDCCH)에 대한 ACK/NACK 응답을 하나의 UL 서브프레임에서 전송해야 한다.
도 6은 단일 셀 상황에서 TDD UL ACK/NACK 전송 과정을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단말은 M개의 DL 서브프레임(Subframe, SF) 상에서 하나 이상의 PDSCH 신호를 수신할 수 있다(S502_0~S502_M-1). 각각의 PDSCH 신호는 전송 모드에 따라 하나 또는 복수(예, 2개)의 전송블록(TB)(혹은 코드워드(CW))을 전송하는데 사용된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 단계 S502_0~S502_M-1에서 ACK/NACK 응답을 요하는 PDCCH 신호, 예를 들어 (하향링크) SPS 해제(Semi-Persistent Scheduling release)를 지시하는 PDCCH 신호(간단히, SPS 해제 PDCCH 신호)도 수신될 수 있다. M개의 DL 서브프레임에 PDSCH 신호 및/또는 SPS 해제 PDCCH 신호가 존재하면, 단말은 ACK/NACK을 전송하기 위한 과정(예, ACK/NACK (페이로드) 생성, ACK/NACK 자원 할당 등)을 거쳐, M개의 DL 서브프레임에 대응하는 하나의 UL 서브프레임을 통해 ACK/NACK을 전송한다(S504). ACK/NACK은 단계 S502_0~S502_M-1의 PDSCH 신호 및/또는 SPS 해제 PDCCH 신호에 대한 수신 응답 정보를 포함한다. ACK/NACK은 기본적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, ACK/NACK 전송 시점에 PUSCH 전송이 있는 경우 ACK/NACK은 PUSCH를 통해 전송된다. ACK/NACK 전송을 위해 표 2의 다양한 PUCCH 포맷이 사용될 수 있다. 또한, PUCCH 포맷을 통해 전송되는 ACK/NACK 비트 수를 줄이기 위해 ACK/NACK 번들링(bundling), ACK/NACK 채널 선택(channel selection)과 같은 다양한 방법이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, TDD에서는 M개의 DL 서브프레임에서 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK이 하나의 UL 서브프레임을 통해 전송되며(즉, M DL SF(s):1 UL SF), 이들간의 관계는 DASI(Downlink Association Set Index)에 의해 주어진다.
표 3은 LTE(-A)에 정의된 DASI(K:{k0,k1,…kM -1})를 나타낸다. 표 3은 ACK/NACK을 전송하는 UL 서브프레임 입장에서 자신과 연관된 DL 서브프레임과의 간격을 나타낸다. 구체적으로, 서브프레임 n-k (k∈K)에 PDSCH 전송 및/또는 (하향링크) SPS 해제 PDCCH가 있는 경우, 단말은 서브프레임 n에서 대응하는 ACK/NACK을 전송한다.
Figure pct00015
TDD에서 단말이 ACK/NACK 신호를 전송할 때에 다음 문제가 발생할 수 있다.
Figure pct00016
여러 서브프레임 구간 동안 기지국이 보낸 PDCCH(들) 중 일부를 단말이 놓쳤을 경우 단말은 놓친 PDCCH에 해당되는 PDSCH가 자신에게 전송된 사실도 알 수 없으므로 ACK/NACK 생성 시에 오류가 발생할 수 있다.
이러한 오류를 해결하기 위해, TDD 시스템은 PDCCH에 DAI(Downlink Assignment Index)를 포함시킨다. DAI는 DL 서브프레임(들) n-k (k∈K) 내에서 현재 서브프레임까지 PDSCH(들)에 대응하는 PDCCH(들) 및 (하향링크) SPS 해제를 지시하는 PDCCH(들)의 누적 값(즉, 카운팅 값)을 나타낸다. 예를 들어, 3개의 DL 서브프레임이 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 경우, 3개의 DL 서브프레임 구간에 전송되는 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH(예, PDSCH에 대응하는 PDCCH, 하향링크 SPS 해제 PDCCH)에 순차적으로 인덱스를 부여(즉 순차적으로 카운트)하여 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH에 실어 보낸다. 단말은 PDCCH에 있는 DAI 정보를 보고 이전까지의 PDCCH를 제대로 수신했는지 알 수 있다. 편의상, PDSCH-스케줄링 PDCCH 및 (하향링크) SPS 해제 PDCCH에 포함된 DAI를 DL DAI, DAI-c(counter), 또는 간단히 DAI라고 지칭한다.
표 4는 DL DAI 필드가 지시하는 값 (
Figure pct00017
)을 나타낸다.
Figure pct00018
● MSB: Most significant bit. LSB: Least significant bit.
도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다. LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위해 복수의 UL/DL 주파수 블록을 모다 더 큰 UL/DL 대역폭을 사용하는 캐리어 병합(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각 주파수 블록은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 이용해 전송된다. 콤포넌트 캐리어는 해당 주파수 블록을 위한 캐리어 주파수 (또는 중심 캐리어, 중심 주파수)로 이해될 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수의 UL/DL 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)들을 모아 더 넓은 UL/DL 대역폭을 지원할 수 있다. CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 각 CC의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭 캐리어 병합도 가능하다. 예를 들어, DL CC 2개 UL CC 1개인 경우에는 2:1로 대응되도록 구성이 가능하다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 또한, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(＜N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 이러한 특정 CC를 프라이머리 CC(Primary CC, PCC)(또는 앵커 CC)로 지칭하고, 나머지 CC를 세컨더리 CC(Secondary CC, SCC)로 지칭할 수 있다.
LTE-A는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 정의되며, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 캐리어 병합이 지원되는 경우, 하향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, DL CC)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 프라이머리 주파수(또는 PCC) 상에서 동작하는 셀을 프라이머리 셀(Primary Cell, PCell)로 지칭하고, 세컨더리 주파수(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 세컨더리 셀(Secondary Cell, SCell)로 지칭할 수 있다. PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용된다. PCell은 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. SCell은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀로 통칭될 수 있다. 따라서, RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 캐리어 병합을 위해, 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 캐리어 병합을 지원하는 단말을 위해 구성할 수 있다.
크로스-캐리어 스케줄링 (또는 크로스-CC 스케줄링)이 적용될 경우, 하향링크 할당을 위한 PDCCH는 DL CC#0으로 전송되고, 해당 PDSCH는 DL CC#2로 전송될 수 있다. 크로스-CC 스케줄링을 위해, 캐리어 지시 필드(carrier indicator field, CIF)의 도입이 고려될 수 있다. PDCCH 내에서 CIF의 존재 여부는 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)에 의해 반-정적 및 단말-특정(또는 단말 그룹-특정) 방식으로 설정될 수 있다. PDCCH 전송의 베이스 라인을 요약하면 다음과 같다.
- CIF 디스에이블드(disabled): DL CC 상의 PDCCH는 동일한 DL CC 상의 PDSCH 자원을 할당하거나 하나의 링크된 UL CC 상의 PUSCH 자원을 할당
- CIF 이네이블드(enabled): DL CC 상의 PDCCH는 CIF를 이용하여 복수의 병합된 DL/UL CC 중에서 특정 DL/UL CC 상의 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당 가능
CIF가 존재할 경우, 기지국은 단말 측의 BD 복잡도를 낮추기 위해 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 할당할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 병합된 전체 DL CC의 일부로서 하나 이상의 DL CC를 포함하고 단말은 해당 DL CC 상에서만 PDCCH의 검출/디코딩을 수행한다. 즉, 기지국이 단말에게 PDSCH/PUSCH를 스케줄링 할 경우, PDCCH는 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 통해서만 전송된다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 단말-특정(UE-specific), 단말-그룹-특정 또는 셀-특정(cell-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 용어 "PDCCH 모니터링 DL CC" 는 모니터링 캐리어, 모니터링 셀 등과 같은 등가의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 단말을 위해 병합된 CC는 서빙 CC, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등과 같은 등가의 용어로 대체될 수 있다.
도 8은 복수의 캐리어가 병합된 경우의 스케줄링을 예시한다. 3개의 DL CC가 병합되었다고 가정한다. DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되었다고 가정한다. DL CC A~C는 서빙 CC, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등으로 지칭될 수 있다. CIF가 디스에이블 된 경우, 각각의 DL CC는 LTE PDCCH 규칙에 따라 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH만을 전송할 수 있다. 반면, CIF가 이네이블 된 경우, DL CC A(모니터링 DL CC)는 CIF를 이용하여 DL CC A의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH뿐만 아니라 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH도 전송할 수 있다. 이 경우, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC B/C에서는 PDCCH가 전송되지 않는다.
LTE-A는 DL PCC에 대해서는 크로스-캐리어 스케줄링을 허용하되, DL SCC에 대해서는 셀프-캐리어 스케줄링만을 허용하는 것을 고려하고 있다. 이 경우, DL PCC 상의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH는 DL PCC 상에서만 전송될 수 있다. 반면, DL SCC 상의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH는 DL PCC 상에서 전송되거나(크로스-캐리어 스케줄링), 혹은 해당 DL SCC 상에서 전송될 수 있다(셀프-캐리어 스케줄링).
CA 기반 TDD 시스템에서의 ACK / NACK 전송
CA 기반 TDD 시스템에서 ACK/NACK 전송을 위해 새로운 형태의 개선된 PUCCH 포맷(Enhanced PUCCH 포맷, E-PUCCH 포맷)(즉, PUCCH 포맷 3)이 도입되었다. FDD의 경우, E-PUCCH 포맷(즉, PUCCH 포맷 3)은 해당 단말에게 복수의 셀(혹은 CC)이 구성된 경우에 설정될 수 있다. 반면, TDD의 경우, E-PUCCH 포맷(즉, PUCCH 포맷 3)은 해당 단말에게 하나 이상의 셀(혹은 CC)이 구성된 경우에 설정될 수 있다.
도 9는 슬롯 레벨의 E-PUCCH 포맷을 예시한다. E-PUCCH 포맷에서, 복수의 ACK/NACK 정보는 조인트 코딩(예, Reed-Muller code, Tail-biting convolutional code 등), 블록-확산(Block-spreading), SC-FDMA 변조를 거쳐 전송된다.
도 9를 참조하면, 하나의 심볼 시퀀스가 주파수 영역에 걸쳐 전송되고, 해당 심볼 시퀀스에 대해 OCC(Orthogonal Cover Code) 기반의 시간-도메인 확산이 적용된다. OCC를 이용하여 동일한 RB에 여러 단말들의 제어 신호가 다중화 될 수 있다. 구체적으로, 길이-5 (SF(Spreading Factor)=5)의 OCC(C1~C5)를 이용하여, 하나의 심볼 시퀀스({d1,d2,…})로부터 5개의 SC-FDMA 심볼(즉, UCI 데이터 파트)이 생성된다. 여기서, 심볼 시퀀스({d1,d2,…})는 변조 심볼 시퀀스 또는 코드워드 비트 시퀀스를 의미할 수 있다. 심볼 시퀀스({d1,d2,…})가 코드워드 비트 시퀀스를 의미할 경우, 도 9의 블록도는 변조 블록을 더 포함한다. 도면은 1 슬롯 동안 2개의 RS 심볼(즉, RS 파트)이 사용된 경우를 도시하였지만, 3개의 RS 심볼로 구성된 RS 파트와 SF=4 OCC를 이용해 구성된 UCI 데이터 파트를 사용하는 등 다양한 응용도 고려할 수 있다. 여기서, RS 심볼은 특정 사이클릭 쉬프트를 갖는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation Sequences) 시퀀스로부터 생성될 수 있다. 또한, RS는 시간 영역의 복수 RS 심볼에 특정 OCC가 적용된 (곱해진) 형태로 전송될 수 있다.
도 10은 서브프레임 레벨에서 E-PUCCH 포맷(즉, PUCCH 포맷 3)을 예시한다.
도 10을 참조하면, 슬롯 0에서 심볼 시퀀스({d'0 ~ d'11})는 한 SC-FDMA 심볼의 부반송파에 맵핑되며, OCC(C1~C5)를 이용한 블록-확산에 의해 5개의 SC-FDMA 심볼에 맵핑된다. 유사하게, 슬롯 1에서 심볼 시퀀스({d'12 ~ d'23})는 한 SC-FDMA 심볼의 부반송파에 맵핑되며, OCC(C1~C5)를 이용한 블록-확산에 의해 5개의 SC-FDMA 심볼에 맵핑된다. 여기서, 각 슬롯에 도시된 심볼 시퀀스({d'0 ~ d'11} 또는 {d'12 ~ d'23})는 도 10의 심볼 시퀀스({d1,d2,…})에 FFT 또는 FFT/IFFT가 적용된 형태를 나타낸다. 심볼 시퀀스({d'0 ~ d'11} 또는 {d'12 ~ d'23})가 도 9의 심볼 시퀀스({d1,d2,…})에 FFT가 적용된 형태인 경우, SC-FDMA 생성을 위해 {d'0 ~ d'11} 또는 {d'12 ~ d'23}에 IFFT가 추가로 적용된다. 전체 심볼 시퀀스({d'0 ~ d'23})는 하나 이상의 UCI를 조인트 코딩함으로써 생성되며, 앞의 절반({d'0 ~ d'11})은 슬롯 0을 통해 전송되고 뒤의 절반({d'0 ~ d'11})은 슬롯 1을 통해 전송된다. 도시하지는 않았지만, OCC는 슬롯 단위로 변경될 수 있고, UCI 데이터는 SC-FDMA 심볼 단위로 스크램블 될 수 있다.
E-PUCCH 포맷(즉, PUCCH 포맷 3)에 관해 보다 자세한 사항은 본 발명의 최초 우선일(2011.05.17) 이전에 공개된 3GPP TS(technical specification) 36.211 V10.1.0 (2011.03), 36.212 V10.1.0 (2011.03) 및 36.213 V10.1.0 (2011.03)을 참조할 수 있다. 36.213 V10.1.0 "7.3 UE procedure for reporting HARQ-ACK" 을 참조하여, PUCCH 포맷 3을 위한 ACK/NACK 페이로드 구성 방법에 대해 설명한다. PUCCH 포맷 3을 위한 ACK/NACK 페이로드는 셀 별로 구성된 뒤, 셀 인덱스 순서에 따라 연접된다.
구체적으로, c-번째 서빙 셀(혹은 DL CC)을 위한 HARQ-ACK 피드백 비트는
Figure pct00019
로 주어진다(c≥0).
Figure pct00020
는 c-번째 서빙 셀을 위한 HARQ-ACK 페이로드의 비트 수 (즉, 사이즈)를 나타낸다. 본 예는, HARQ-ACK가 BPSK(Binary Phase Shift Keying)으로 변조되는 경우를 나타낸다. c-번째 서빙 셀에 대해, 단일 전송블록 전송을 지원하는 전송모드가 설정되거나 공간 HARQ-ACK 번들링(간단히, 공간 번들링)이 적용되는 경우,
Figure pct00021
으로 주어질 수 있다. 여기서, 공간 번들링은 셀 별로 각각의 DL 서브프레임에 대한 HARQ-ACK 응답에 논리-AND 연산을 적용하는 것을 의미한다. 반면, c-번째 서빙 셀에 대해, 복수(예, 2)의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드가 설정되고 공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
Figure pct00022
으로 주어질 수 있다. M 은 표 3에 정의된 K 세트 내의 원소 개수를 나타낸다.
c-번째 서빙 셀에 대해, 단일 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드가 설정되거나 공간 번들링이 적용되는 경우, 해당 서빙 셀의 HARQ-ACK 페이로드 내에서 각 HARQ-ACK 비트의 위치는
Figure pct00023
로 주어진다. DAI(k)는 DL 서브프레임 n-k 에서 검출된 PDCCH의 DL DAI 값을 나타낸다. 반면, c-번째 서빙 셀에 대해, 복수(예, 2)의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드가 설정되고 공간 번들링이 적용되지 않는 경우, 해당 서빙 셀의 HARQ-ACK 페이로드 내에서 각 HARQ-ACK 비트의 위치는
Figure pct00024
및
Figure pct00025
로 주어진다. SPS PDSCH에 대한 HARQ-ACK 비트의 위치는
Figure pct00026
로 주어진다.
Figure pct00027
는 코드워드 0을 위한 HARQ-ACK을 나타내고,
Figure pct00028
는 코드워드 1을 위한 HARQ-ACK을 나타낸다. 코드워드 0과 코드워드 1은 스와핑에 따라 각각 전송블록 0과 1, 또는 전송블록 1과 0에 대응된다. 검출된 PDSCH가 없거나, 검출된 SPS 해제 PDCCH가 없는 HARQ-ACK 비트는 NACK으로 세팅된다. SR 전송을 위해 설정된 서브프레임에서 PUCCH 포맷 3가 전송되는 경우, HARQ-ACK 비트+SR 1-비트가 PUCCH 포맷 3을 통해 전송된다.
도 11은 종래의 PUCCH 포맷 3을 이용한 HARQ-ACK 전송 과정을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 기지국은 단말에게 하나 이상의 PDCCH 및/또는 하나 이상의 PDSCH를 전송한다(S1102). 여기서, PDCCH는 (i) 대응하는 PDSCH가 있는 PDCCH, (ii) 대응하는 PDSCH가 없는 PDCCH(예, SPS 해제 PDCCH)를 포함한다. 또한, PDSCH는 (i) 대응하는 PDCCH가 있는 PDSCH(즉, PDSCH w/ PDCCH), (ii) 대응하는 PDCCH가 없는 PDSCH(즉, PDSCH w/o PDCCH)(예, SPS PDSCH)를 포함한다. 이후, 단말은 PUCCH 포맷 3을 통해 전송하기 위한 제어 정보를 생성한다. 제어 정보는 상기 하나 이상의 PDCCH 및/또는 하나 이상의 PDSCH, 바람직하게는 SPS 해제 PDCCH, PDSCH w/ PDCCH, PDSCH w/o PDSCH에 대한 HARQ-ACK 정보를 포함한다. HARQ-ACK이 SR 서브프레임에서 전송되는 경우, 제어 정보는 SR 비트를 더 포함한다. HARQ-ACK 비트 열의 끝 (혹은 앞)에 SR 비트가 부가된다. 도 11~12에 예시한 과정을 통해, 제어 정보로부터 PUCCH 포맷 3 신호가 생성된다. 단말은 PUCCH 전송을 위해 PUCCH 전송 전력을 설정하며(S1104), PUCCH 포맷 3 신호는 전력 제어 등의 과정을 거쳐 기지국으로 전송된다(S1106).
이하, 종래의 PUCCH 전송 전력 설정(S1104)에 대해 보다 구체적으로 설명한다. PUCCH 포맷 3을 위주로 설명한다. 서빙 셀 c 가 프라이머리 셀인 경우, 서브프레임 i에서 PUCCH 전송을 위한 단말 전송 전력 P PUCCH(i)은 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00029
P CMAX ,c(i) 는 서빙 셀 c 를 위해 설정된 전송 전력의 상한 값, 구체적으로, 서빙 셀 c 를 위해 서브프레임 i에 정의된 단말 전송 전력, 보다 구체적으로 서빙 셀 c 를 위해 서브프레임 i에 정의된 단말 최대 전송 전력을 나타낸다.
P O _ PUCCH 는 P O _ NOMINAL _ PUCCH 와 P O _ UE _ PUCCH 의 합으로 구성되는 파라미터이다. P O_NOMINAL_PUCCH 와 P O _ UE _ PUCCH 는 상위 계층(예, RRC(Radio Resource Control) 계층)에 의해 제공된다.
PL c 는 서빙 셀 c의 하향링크 경로 손실 추정치를 나타낸다. PL c 는 단말에서 계산되며 상위 계층에 의해 제공된 참조신호전력(referenceSignalPower)과 수신된 참조신호전력(Reference Signal Received Power, RSRP)의 차를 이용하여 얻어진다. 예를 들어, PL c 는 referenceSignalPower - RSRP로 주어질 수 있다.
파라미터 ΔF_ PUCCH(F)는 상위 계층에 의해 제공된다. 각각의 ΔF_ PUCCH(F) 값은 PUCCH 포맷 1a 대비 해당 PUCCH 포맷에 대응되는 값을 나타낸다. 각각의 PUCCH 포맷 F는 표 2에 정의한 바와 같다. ΔF_ PUCCH(F) 는 0, 음의 정수, 또는 양의 정수를 가지며. 예를 들어, ΔF_ PUCCH(F)는 -2 dB, 0dB, 1dB 등의 값을 가질 수 있다.
단말이 상위 계층에 의해 복수(예, 두 개)의 안테나 포트에서 PUCCH를 전송하도록 구성된(configured) 경우, 파라미터 ΔTxD(F') 은 상위 계층에 의해 제공된다. 각각의 PUCCH 포맷 F'는 표 2에 정의한 바와 같다. 그렇지 않은 경우, 즉 PUCCH가 단일 안테나 포트에서 전송되도록 구성된 경우, ΔTxD(F') 은 0이다. 즉, ΔTxD(F') 는 안테나 포트 전송 모드를 고려한 전력 보상 값에 해당한다.
h(·) 는 PUCCH 포맷 의존(dependent) 값이다. h(·) 는 n CQI , n HARQ 및 n SR 중 적어도 하나를 파라미터로 갖는 함수이다.
PUCCH 포맷 3을 통해 전송되는 정보는 HARQ-ACK 또는 HARQ-ACK+SR이므로, PUCCH 포맷 3의 경우 h(·) 는 n HARQ 와 n SR 의 함수로 주어진다. 구체적으로, 단말이 두 개의 안테나 포트를 통해 PUCCH 신호를 전송하도록 상위 계층에 의해 설정되거나, HARQ-ACK 비트가 11비트보다 많은 경우
Figure pct00030
로 주어지고, 그 외의 경우(즉, 단일 안테나 포트 전송)
Figure pct00031
로 주어진다.
여기서, n SR 는 0 또는 1의 값을 가지며, SR과 관련하여 PUCCH 전력을 제어하는데 사용된다.
여기서, n HARQ 는 HARQ-ACK과 관련하여 PUCCH 전력을 제어하는데 사용된다.
TDD UL-DL 구성 0인 경우(표 1), n HARQ 는 하기 수학식 2에 의해 주어진다.
Figure pct00032
여기서, C 는 구성된 (DL) 셀의 개수를 나타낸다. 공간 번들링이 적용되는 경우,
Figure pct00033
는 서브프레임 n-k (k∈K)(표 3 참조) 및 서빙 셀 c에서 수신된 PDCCH 및/또는 SPS PDSCH(즉, 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH)의 개수를 나타낸다. 보다 일반적으로,
Figure pct00034
는 서브프레임 n-k (k∈K)(표 3 참조)에서 수신된 서빙 셀 c를 스케줄링 하는 PDCCH 및/또는 서빙 셀 c에서 수신된 SPS PDSCH(즉, 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH)의 개수를 나타낸다. 공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
Figure pct00035
는 서브프레임 n-k (k∈K)(표 3 참조) 및 서빙 셀 c에서 수신된 전송블록(들) 및/또는 (하향링크) SPS 해제 PDCCH의 개수를 나타낸다.
Figure pct00036
는 0 이상의 정수이다. 여기서, 서브프레임 n 은 PUCCH 신호가 전송되는 서브프레임 i에 해당한다.
TDD UL-DL 구성 1-6인 경우(표 1), n HARQ 는 하기 수학식 3에 의해 주어진다.
Figure pct00037
여기서, C, c,
Figure pct00038
는 수학식 2에서 정의한 바와 같다.
여기서,
Figure pct00039
는 서빙 셀 c 를 스케줄링 하는 PDCCH 중에서 단말이 마지막으로 수신한 PDCCH에 포함된 DL DAI 값을 의미한다. 다른 말로,
Figure pct00040
는 서빙 셀 c 를 위한 PDCCH 중에서 단말이 마지막으로 수신한 PDCCH에 포함된 DL DAI 값을 의미한다. 등가적으로(36.213 V10.1.0 (2011.03) "7.3 UE procedure for reporting HARQ-ACK" 참조),
Figure pct00041
는 서빙 셀 c 의 서브프레임 n-k m 에서 단말에 의해 검출된 PDCCH 내의 DL DAI 값을 나타낸다. 여기서, k m 은 세트 K (k∈K)(표 3 참조)에서 PDCCH가 검출된 가장 작은 k 값을 나타낸다. 여기서, PDCCH는 DL 스케줄링을 위한 PDCCH, 예를 들어, DCI 포맷 1/1A/1B/1D/2/2A/2B/2C를 갖는 PDCCH를 포함한다. 한편, 서빙 셀 c 의 서브프레임 n-k (k∈K)(표 3 참조)에서 아무런 전송 블록 및 SPS 해제 PDCCH도 검출되지 않은 경우,
Figure pct00042
=0으로 주어진다.
여기서, U DAI ,c 는 단말에 의해 수신된 서빙 셀 c 를 스케줄링 하는 PDCCH의 개수를 나타낸다. 다른 말로, U DAI ,c 는 단말에 의해 수신된 서빙 셀 c 를 위한 PDCCH의 개수를 나타낸다. 등가적으로(36.213 V10.1.0 (2011.03) "7.3 UE procedure for reporting HARQ-ACK" 참조), U DAI ,c 는 서빙 셀 c 의 서브프레임 n-k (k∈K)(표 3 참조)에서 단말에 의해 검출된 PDCCH(들)의 총 개수를 나타낸다. 여기서, PDCCH는 대응되는 PDSCH가 있는 PDCCH, 및 SPS 해제 PDCCH를 포함한다.
여기서,
Figure pct00043
는 서빙 셀 c 에 구성된 DL 전송 모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트의 개수를 나타낸다. 공간 번들링이 적용되는 경우
Figure pct00044
=1이다. 반면, 복수(예, 2개)의 전송블록을 지원하는 전송 모드로 설정되고, 공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
Figure pct00045
=2이다.
g(i) 는 현재 PUCCH 전력 제어 조정 상태(adjustment state)를 나타낸다. 구체적으로,
Figure pct00046
로 주어질 수 있다. g(0)은 리셋 후 첫 번째 값이다. δ PUCCH 는 단말 특정 정정(correction) 값이며 TPC 커맨드라고도 불린다. δ PUCCH 는 PCell의 경우 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C를 가진 PDCCH에 포함된다. 또한, δ PUCCH 는 DCI 포맷 3/3A를 가진 PDCCH 상에서 다른 단말 특정 PUCCH 정정 값과 조인트 코딩된다.
도 12는 HARQ-ACK 페이로드 구성 및 그에 따른 PUCCH 포맷 3 전력 제어를 예시한다. 편의상, 도면은 단말에 대해 두 개의 서빙 셀(서빙 셀 #0, #1)이 구성되고 M=4인 경우(예, UL-DL 구성 #2, #4)를 예시한다. 도면은 각각의 서빙 셀이 하나의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정되었거나, 공간 번들링이 적용되도록 설정되었다고 가정하다. 도면에서 DL SF 인덱스는 M개 DL SF의 순서를 논리적으로 나타내며, 실제 DL SF의 인덱스는 이와 다르게 주어질 수 있다. 도면은 논-크로스 CC 스케줄링, 크로스 CC 스케줄링 모두에 해당될 수 있다.
도 12를 참조하면, 기지국은 서빙 셀 #0에서 3개의 PDCCH를 단말에게 전송하고, 각각의 PDCCH에는 DAI-c=1, DAI-c=2, DAI-c=3가 포함된다. 또한, 기지국은 서빙 셀 #1에서 2개의 PDCCH를 단말에게 전송하고, 각각의 PDCCH에는 DAI-c=1, DAI-c=2가 포함된다. 이 경우, 단말은 서빙 셀 #0에서 3개의 PDCCH를 모두 검출하고(즉,
Figure pct00047
= 3, U DAI ,0 = 3 ), 서빙 셀 #1에서 두 번째 PDCCH만을 검출했다고 가정한다(즉,
Figure pct00048
= 2, U DAI ,1 = 1 ). 도 9~10에서 설명한 바와 같이, PUCCH 포맷 3가 설정된 경우 각 서빙 셀을 위한 HARQ-ACK 비트의 수는 UL-DL 구성에 따른 M 값, 전송 모드, 공간 번들링 여부에 따라 결정되며, 실제 해당 DL 서브프레임에서 PDCCH 및/또는 PDSCH 전송이 있었는지 여부는 고려되지 않는다. 본 예의 경우, M=4이고 공간 번들링이 적용되는 상황이므로 단말은 셀 별로 HARQ-ACK 4-비트를 생성하고, 이를 셀 인덱스 순으로 연접한다.
반면, PUCCH 전송 전력을 세팅 시, HARQ-ACK 페이로드 내의 모든 비트가 PUCCH 전송 전력에 반영되지는 않는다. HARQ-ACK 페이로드 내에서 유효 정보를 갖는 HARQ-ACK 비트(들)만 n HARQ 를 통해 PUCCH 전송 전력에 반영된다. 즉, 단순히 HARQ-ACK 페이로드 사이즈를 유지하기 위해, HARQ-ACK 페이로드 내에 삽입된 HARQ-ACK 비트는 PUCCH 전송 전력에 반영되지 않는다. 편의상, 수신된 PDSCH w/o PDCCH(예, SPS PDSCH)가 없다고 가정하면,
Figure pct00049
로 주어지고, n HARQ 는 수학식 3에 따라 5로 주어진다. 즉, 총 8개의 HARQ-ACK 비트들 중 5개의 HARQ-ACK 비트에 대응하는 전력만이 PUCCH 전송 전력에 반영된다.
다음으로, 종래의 PUCCH 포맷 3 전력 제어 방법의 문제점에 대해 설명한다. 종래의 수학식 3은 단말이가 서빙 셀 별로 실제 스케줄링 받은 전송블록(TB)(혹은 PDCCH) 개수를 기준으로 n HARQ 를 결정하고, 이를 적용하여 최종 PUCCH 전력 제어를 수행하기 위한 것이다. 구체적으로, 수학식 3은 단말이 서빙 셀 별로 자신이 실제 수신한 TB(혹은 PDCCH) 개수와, (수신하진 못했지만 단말이 판단 내릴 수 있는) 검출에 실패한 PDCCH 개수에
Figure pct00050
(공간 번들링 미적용 시, DL 서브프레임에서 서빙 셀 c 를 통해 전송될 수 있는 최대 TB 개수)를 곱한 결과를 더하여 서빙 셀 별로 스케줄링 된 TB(혹은 PDCCH) 개수를 산출하고, 이를 모든 서빙 셀에 대하여 합산한 값을 최종 n HARQ 로 결정하게 된다. 보다 구체적으로, 수학식 3에서
Figure pct00051
가 서빙 셀 c에서 단말에 의해 검출된 DTX(즉, PDCCH 손실(missed))를 PUCCH 전력에 반영하는데 사용된다. 예를 들어, 도 12에서
Figure pct00052
= 2, U DAI ,1 = 1 인 경우, 단말은 서빙 셀 #1에서
Figure pct00053
개의 DTX가 발생했다는 것을 인지하고, 이를 PUCCH 전력에 반영할 수 있다.
그러나, DAI-c(즉,
Figure pct00054
)에는 아래와 같이 모듈로(modulo)-4 연산이 적용되는 반면, U DAI 는 실제 수신된 PDCCH의 개수를 나타내므로, M＞4(예, M=9)인 경우(예, 표 1의 UL-DL 구성 #5) 종래 수학식 3으로는 n HARQ 를 정확히 산출할 수 없을 수 있다.
DL SF:UL SF = 9:1인 TDD 구성(예, 표 1의 UL-DL 구성 5)까지 고려할 경우, 2-비트 DAI-c에는 아래의 modulo-4 연산이 적용된다.
- 1 또는 5 또는 9번째 스케줄링 되는 PDSCH 또는 DL 그랜트 PDCCH의 DAI-c=1
- 2 또는 6번째 스케줄링 되는 PDSCH 또는 DL 그랜트 PDCCH의 DAI-c=2
- 3 또는 7번째 스케줄링 되는 PDSCH 또는 DL 그랜트 PDCCH의 DAI-c=3
- 4 또는 8번째 스케줄링 되는 PDSCH 또는 DL 그랜트 PDCCH의 DAI-c=4
도 13에 상술한 종래의 PUCCH 포맷 3 전력 제어 방법의 문제점을 예시하였다. 본 예는 단말에게 하나의 셀이 구성된 경우를 가정한다. 단말에게 복수의 셀이 구성되는 경우는 도 12에 예시된 방법이 적용될 수 있다. 본 예는 M=9인 경우(예, UL-DL 구성 #5)를 예시한다. 본 예는 서빙 셀이 하나의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정되었거나, 공간 번들링이 적용되도록 설정되었다고 가정하다. 도면에서 DL SF 인덱스는 M개 DL SF의 순서를 논리적으로 나타내며, 실제 DL SF의 인덱스는 이와 다르게 주어질 수 있다.
도 13을 참조하면, 기지국은 서빙 셀 c 를 스케줄링 하는 PDCCH를 5개 전송한 반면(즉, DAI-c=1,2,3,4,1), 단말은 마지막 PDCCH(즉,
Figure pct00055
= 1 )를 포함하여 총 4개의 PDCCH만을 수신한 상황을 가정할 수 있다(즉, U DAI,c = 4 ). 이 경우, 검출에 실패한 PDCCH 개수는 1개이므로, 수신된 SPS PDSCH가 없는 경우 n HARQ 는 5로 주어져야 한다. 그러나, 수학식 3에 따르면,
Figure pct00056
= -3 이므로 n HARQ 는 1이 된다. 따라서, 4개의 HARQ-ACK 비트에 대한 전력이 PUCCH 전송 전력에 반영되지 않으며, 이로 인해 HARQ-ACK 디코딩 에러 확률이 기지국에서 증가한다.
상술한 문제를 해소하기 위해, 본 발명에서는 M＞4인 경우에 적용될 수 있는 전력 제어 파라미터 n HARQ 결정 방식을 제안한다. 이하에서 제안하는 방법은 M≤4인 경우에도 일반적으로 사용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 PUCCH 포맷 3 전송 과정을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 기지국은 단말에게 하나 이상의 PDCCH 및/또는 하나 이상의 PDSCH를 전송한다(S1402). 여기서, PDCCH는 (i) 대응하는 PDSCH가 있는 PDCCH, (ii) 대응하는 PDSCH가 없는 PDCCH(예, SPS 해제 PDCCH)를 포함한다. 또한, PDSCH는 (i) 대응하는 PDCCH가 있는 PDSCH(즉, PDSCH w/ PDCCH), (ii) 대응하는 PDCCH가 없는 PDSCH(즉, PDSCH w/o PDCCH)(예, SPS PDSCH)를 포함한다. 이후, 단말은 PUCCH 포맷 3을 통해 전송하기 위한 제어 정보를 생성한다. 제어 정보는 상기 하나 이상의 PDCCH 및/또는 하나 이상의 PDSCH, 바람직하게는 SPS 해제 PDCCH, PDSCH w/ PDCCH, PDSCH w/o PDSCH에 대한 HARQ-ACK 정보를 포함한다. HARQ-ACK이 SR 서브프레임에서 전송되는 경우, 제어 정보는 SR 비트를 더 포함한다. HARQ-ACK 비트 열의 끝 (혹은 앞)에 SR 비트가 부가된다. 도 11~12에 예시한 과정을 통해, 제어 정보로부터 PUCCH 포맷 3 신호가 생성된다. 단말은 PUCCH 전송을 위해 PUCCH 전송 전력을 설정하며(S1404), PUCCH 포맷 3 신호는 전력 제어 등의 과정을 거쳐 기지국으로 전송된다(S1406).
본 예에서 PUCCH 전송 전력 설정(S1404)은 기본적으로 수학식 1을 이용하여 수행된다. 즉, 서빙 셀 c 가 프라이머리 셀인 경우, 서브프레임 i에서 PUCCH 전송을 위한 단말 전송 전력 P PUCCH(i)은 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00057
여기서, P CMAX ,c(i), P O _ PUCCH, PL c, ΔF_ PUCCH(F), ΔTxD(F'), g(i) 는 수학식 1에서 설명한 바와 같다. h(·) 는 수학식 1에서 설명한 바와 같이,
Figure pct00058
또는
Figure pct00059
로 주어진다.
여기서, n HARQ 는 본 발명에서 제안하는 수학식 4에 따라 주어질 수 있다.
Figure pct00060
여기서, C, c,
Figure pct00061
, U DAI ,c, ,
Figure pct00063
는 수학식 2~3에서 정의한 바와 같다. mod는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다. 구체적으로, A mod B는 A를 B로 나눌 때의 나머지를 나타낸다. A 및 B는 정수이다. A mod 4의 결과는 다음과 같다.
Figure pct00064
종래의 수학식 3은
Figure pct00065
가 음수인 경우 DTX가 검출된 PDCCH (혹은 대응하는 PDSCH)의 개수가 PUCCH 전력 제어 시에 올바르게 반영되지 못하는 문제가 있었다. 그러나, 본 제안 방식에 따르면,
Figure pct00066
가 음수인 경우 모듈로-4 연산에 의해 DTX가 검출된 PDCCH의 개수가 올바르게 주어지며, 그에 따라 올바른 HARQ-ACK 비트 개수가 PUCCH 전력 제어 과정에 반영될 수 있다. 예를 들어, U DAI ,c = 5 라고 가정하면, 해당 서빙 셀에서 검출에 실패한 PDCCH의 개수가 1, 2개인 경우
Figure pct00067
는 각각 2 (즉, PDCCH 6개), 3(즉, PDCCH 7개)으로 주어질 수 있다. 이 경우,
Figure pct00068
는 각각 -3, -2이지지만, 모듈로-4 연산에 의해 1, 2가 PUCCH 전력 제어에 사용된다.
수학식 4와 등가의 표현으로, n HARQ 는 본 발명에서 제안하는 수학식 5에 따라 주어질 수 있다.
Figure pct00069
여기서, C, c, U DAI ,c,
Figure pct00070
,
Figure pct00071
는 수학식 2~3에서 정의한 바와 같다. 여기서,
Figure pct00072
는 모듈로-4 연산을 고려한 파라미터를 나타낸다. 예를 들어,
Figure pct00073
는 U DAI ,c 와 같거나 큰 수 중에서 가장 작은
Figure pct00074
값을 나타낸다(k 는 0 이상의 정수).
수학식 4~5의 경우에도 서빙 셀에서 검출에 실패한 PDCCH의 개수가 4개 이상인 경우에는 오류가 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 확률은 매우 희박하기 때문에, 본 제안 방법에 따라 안정적이면서도 효율적인 전력 제어를 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 PUCCH 포맷 3 전력 제어를 예시한다. 본 예는 단말에게 하나의 셀이 구성된 경우를 가정한다. 단말에게 복수의 셀이 구성되는 경우는 도 12에 예시된 방법이 적용될 수 있다. 본 예는 UL-DL 구성에 따라 M=9인 경우(예, UL-DL 구성 #5)를 예시한다. 본 예는 서빙 셀이 하나의 전송블록 전송을 지원하는 전송 모드로 설정되었거나, 공간 번들링이 적용되도록 설정되었다고 가정하다. 도면에서 DL SF 인덱스는 M개 DL SF의 순서를 논리적으로 나타내며, 실제 DL SF의 인덱스는 이와 다르게 주어질 수 있다.
도 15를 참조하면, 기지국은 서빙 셀 c 를 스케줄링 하는 PDCCH를 5개 전송한 반면(즉, DAI-c=1,2,3,4,1), 단말은 마지막 PDCCH(즉,
Figure pct00075
= 1 )를 포함하여 총 4개의 PDCCH만을 수신한 상황을 가정할 수 있다(즉, U DAI,c = 4 ). 이 경우, 수신된 SPS PDSCH가 없다고 가정할 경우 n HARQ 는 5로 주어져야 하지만, 종래의 방법에 따르면 n HARQ 가 1로 주어졌다(도 13 참조). 반면, 본 제안 방법을 이용하면, n HARQ 가 5로 올바르게 주어지는 것을 알 수 있다. 한편, 본 제안 방법은 M≤4인 UL-DL 구성뿐만 아니라 M＞4인 UL-DL 구성에도 일반적으로 사용될 수 있다.
앞에서는
Figure pct00076
,
Figure pct00077
, U DAI ,c 가 서빙 셀 c에서 수신된 PDCCH에 기초하여 얻어지는 경우를 위주로 기술하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 논-크로스 CC 스케줄링에 해당한다. 크로스-CC 스케줄링을 고려 시,
Figure pct00078
,
Figure pct00079
, U DAI ,c 는 서빙 셀 c를 스케줄링 하는 PDCCH에 기초하여 얻어지며, 이 경우 서빙 셀 c를 위한 PDCCH는 PCell 또는 PDCCH 모니터링을 위해 설정된 셀을 통해 수신된다.
도 16은 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
도 16을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 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 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 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.
[산업상 이용가능성]
본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. TDD(Time Division Duplex)로 동작하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement)을 서브프레임 n에서 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 방법:
    Figure pct00080
    , 여기서
    C는 구성된(configured) 셀의 개수를 나타내고,
    상기 K는 UL-DL 구성(uplink-downlink configuration)에 따라 M개의 k를 원소를 갖는 세트를 나타내며, M은 양의 정수이고,
    Figure pct00081
    는 서빙 셀 c 에서 서브프레임(들) n-k 내에서 마지막으로 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)에 포함된 2-비트 DAI(Downlink Assignment Index) 필드가 나타내는 값이며,
    U DAI ,c 는 서빙 셀 c 에서 상기 서브프레임(들) n-k 내에서 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH의 총 개수이고,
    Figure pct00082
    는 서빙 셀 c 에 구성된 하향링크 전송모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트의 개수를 나타내고, 공간 번들링이 적용되는 경우 1로 주어지며,
    공간 번들링이 적용되는 경우,
    Figure pct00083
    는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 PDCCH 또는 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)의 개수를 나타내고,
    공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
    Figure pct00084
    는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 전송블록 또는 SPS 해제(Semi-Persistent Scheduling release) PDCCH의 개수를 나타내며,
    mod는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 방법:
    Figure pct00085
    , 여기서
    N은 양의 정수이고,
    n SR 은 SR(Scheduling Request)과 관련하여 상기 PUCCH의 전송 전력을 조절하는데 사용되며, 0 또는 1로 주어진다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 방법:
    Figure pct00086
    , 여기서
    P PUCCH(n) 는 상기 PUCCH의 전송 전력을 나타내고,
    P CMAX ,c(n)는 서빙 셀 c을 위해 서브프레임 n에 설정된 전송 전력을 나타내며,
    P 0 _ PUCCH 는 상위 계층에 의해 설정된 파라미터를 나타내고,
    PL c 는 서빙 셀 c의 하향링크 경로 손실 추정치를 나타내고,
    ΔF_ PUCCH(F)는 PUCCH 포맷에 대응되는 값을 나타내며,
    ΔTxD(F')는 상위 계층에 의해 설정된 값 또는 0을 나타내고,
    g(i)는 현재의 PUCCH 전력 제어 조정 상태를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #1~6중 어느 하나로 동작하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #5로 동작하는 방법.
  6. TDD(Time Division Duplex)로 동작하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하도록 구성된 통신 장치에 있어서,
    무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest-Acknowledgement)을 서브프레임 n에서 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)을 통해 전송하도록 구성되고,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 통신 장치:
    Figure pct00087
    , 여기서
    C는 구성된(configured) 셀의 개수를 나타내고,
    상기 K는 UL-DL 구성(uplink-downlink configuration)에 따라 M개의 k를 원소를 갖는 세트를 나타내며, M은 양의 정수이고,
    Figure pct00088
    는 서빙 셀 c 에서 서브프레임(들) n-k 내에서 마지막으로 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)에 포함된 2-비트 DAI(Downlink Assignment Index) 필드가 나타내는 값이며,
    U DAI ,c 는 서빙 셀 c 에서 상기 서브프레임(들) n-k 내에서 검출된 하향링크 스케줄링-관련 PDCCH의 총 개수이고,
    Figure pct00089
    는 서빙 셀 c 에 구성된 하향링크 전송모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트의 개수를 나타내고, 공간 번들링이 적용되는 경우 1로 주어지며,
    공간 번들링이 적용되는 경우,
    Figure pct00090
    는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 PDCCH 또는 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)의 개수를 나타내고,
    공간 번들링이 적용되지 않는 경우,
    Figure pct00091
    는 서빙 셀 c 및 상기 서브프레임 n-k에서 수신된 전송블록 또는 SPS 해제(Semi-Persistent Scheduling release) PDCCH의 개수를 나타내며,
    mod는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 통신 장치:
    Figure pct00092
    , 여기서
    N은 양의 정수이고,
    n SR 은 SR(Scheduling Request)과 관련하여 상기 PUCCH의 전송 전력을 조절하는데 사용되며, 0 또는 1로 주어진다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 PUCCH의 전송 전력은 하기 식을 이용하여 결정되는 통신 장치:
    Figure pct00093
    , 여기서
    P PUCCH(n) 는 상기 PUCCH의 전송 전력을 나타내고,
    P CMAX ,c(n)는 서빙 셀 c을 위해 서브프레임 n에 설정된 전송 전력을 나타내며,
    P 0 _ PUCCH 는 상위 계층에 의해 설정된 파라미터를 나타내고,
    PL c 는 서빙 셀 c의 하향링크 경로 손실 추정치를 나타내고,
    ΔF_ PUCCH(F)는 PUCCH 포맷에 대응되는 값을 나타내며,
    ΔTxD(F')는 상위 계층에 의해 설정된 값 또는 0을 나타내고,
    g(i)는 현재의 PUCCH 전력 제어 조정 상태를 나타낸다.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #1~6 중 어느 하나로 동작하는 통신 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 UL-DL 구성 #5 로 동작하는 통신 장치.
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