WO2010114340A2 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 ｈａｒｑ를 수행하는 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 ｈａｒｑ를 수행하는 장치 및 방법 Download PDF

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WO2010114340A2
WO2010114340A2 PCT/KR2010/002050 KR2010002050W WO2010114340A2 WO 2010114340 A2 WO2010114340 A2 WO 2010114340A2 KR 2010002050 W KR2010002050 W KR 2010002050W WO 2010114340 A2 WO2010114340 A2 WO 2010114340A2
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rank
retransmission
block
transmission
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김소연
정재훈
권영현
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엘지전자주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
    • H04L1/1896—ARQ related signaling

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to an apparatus and method for performing an uplink hybrid automatic repeat request (HARQ) in a wireless communication system.
  • HARQ uplink hybrid automatic repeat request
  • Error compensation techniques for securing communication reliability include a forward error correction (FEC) scheme and an automatic repeat request (ARQ) scheme.
  • FEC forward error correction
  • ARQ automatic repeat request
  • the FEC scheme an error at the receiving end is corrected by adding an extra error correction code to the information bits.
  • the FEC method has a low time delay and does not require information to be transmitted and received separately between the transmitter and the receiver, but has a disadvantage in that the system efficiency is poor in a good channel environment.
  • ARQ method can improve the transmission reliability, but it has the disadvantage of incurring time delay and inferior system efficiency in poor channel environment.
  • Hybrid Automatic Repeat Request is a combination of FEC and ARQ. It checks whether the data received by the physical layer contains an undecodable error, and improves performance by requiring retransmission when an error occurs.
  • the receiver transmits a positive-acknowledgement (ACK) signal as a reception acknowledgment to inform the transmitter of the reception success.
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • the transmitter may retransmit data when the NACK signal is received.
  • LTE Long term evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • TS Technical Specification
  • 3GPP LTE supports HARQ for both uplink and downlink transmission.
  • the downlink HARQ means that the terminal transmits an ACK / NACK signal for the downlink data when the base station transmits the downlink data.
  • the uplink HARQ means that the base station transmits an ACK / NACK signal for the uplink data when the terminal transmits uplink data.
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • Representative technologies newly added in the LTE-A system include carrier aggregation, relay, and uplink multiple input multiple output (MIMO).
  • Carrier aggregation is used to flexibly expand the available bandwidth. Repeaters increase cell coverage, support group mobility, and enable user-centric network deployment.
  • Uplink MIMO improves the data rate by supporting multiple antennas, whereas LTE supports only a single antenna in uplink transmission.
  • a technique for improving the performance of HARQ is proposed in 3GPP LTE-A in which a new technology is introduced.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing uplink HARQ in a wireless communication system.
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing synchronous / adaptive uplink HARQ in a wireless communication system.
  • a method of performing an uplink hybrid automatic repeat request (HARQ) in a wireless communication system receives HARQ configuration information from a base station, the terminal receives an uplink resource allocation from the base station, and the terminal initially transmits an uplink data channel from the base station using the uplink resource allocation.
  • the terminal transmits a block, and the terminal receives an ACK / NACK signal for the initial transmission block from the base station, and the radio resource used for the transmission of the ACK / NACK signal is a radio resource used for transmission of the uplink data channel.
  • the ACK / NACK signal is a NACK signal, adjusting a transmission characteristic of a retransmission block for the initial transport block based on the HARQ configuration information, and transmitting the retransmission block to the base station.
  • the transmission characteristic of the retransmission block may be at least one of rank, modulation order, number of resource blocks, and transmission power.
  • the HARQ configuration information may be set to lower the rank of the retransmission block than the rank of the initial transport block.
  • the HARQ configuration information may be set to lower the modulation order of the retransmission block than the modulation order of the initial transport block.
  • the retransmission block may be transmitted to the base station in a predetermined HARQ period.
  • a terminal for performing an uplink hybrid automatic repeat request includes a transmitter for transmitting an initial transport block or a retransmission block on a physical uplink shared channel (PUSCH), a receiver for receiving an ACK / NACK signal for the initial transport block on a physical hybrid-ARQ indicator channel (PHICH), And a hybrid automatic repeat request (HARQ) entity, wherein the HARQ entity instructs transmission of the retransmission block for the initial transport block when the ACK / NACK signal is a NACK signal, and rank used for transmission of the retransmission block. And at least one of a modulation order lower than a rank and a modulation order used for transmission of the initial transport block.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PHICH physical hybrid-ARQ indicator channel
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • the transmitter may transmit the retransmission block to the base station in a predetermined HARQ period.
  • HARQ can be adaptively performed to increase the efficiency of the system.
  • 1 shows a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • 3 shows a synchronous uplink HARQ in 3GPP LTE.
  • 5 shows an example of channel coding in 3GPP LTE.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the configuration of a PHICH.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a terminal and a base station in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a transmission unit of a terminal.
  • the wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11. Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c. The cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • BS base station
  • Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the user equipment (UE) 12 may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a PDA. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • MS mobile station
  • MT mobile terminal
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • PDA personal digital assistant
  • wireless modem wireless modem
  • handheld device handheld device
  • the base station 11 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 12, and may be referred to as other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. have.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like. have.
  • downlink means communication from the base station to the terminal
  • uplink means communication from the terminal to the base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal, and a receiver may be part of a base station.
  • a radio frame consists of 10 subframes indexed from 0 to 9, and one subframe consists of two slots.
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain. Since OFDM symbols use orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink, the OFDM symbols are only intended to represent one symbol period in the time domain, and the limitation on the multiple access scheme or name is not limited. no.
  • OFDM symbol may be called another name such as a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • one slot includes seven OFDM symbols as an example, the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the length of a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • one subframe includes 7 OFDM symbols in a normal CP and one subframe includes 6 OFDM symbols in an extended CP. do.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • the subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to four OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • PDCCH is allocated to the control region and PDSCH is allocated to the data region.
  • a physical channel in LTE is a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical downlink shared channel (PUSCH), and a physical downlink control channel (PDCCH), which is a control channel. It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • DCI Downlink control information
  • DCI may include resource allocation of PDSCH (also referred to as downlink grant), resource allocation of PUSCH (also called uplink grant), collection of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, and / or It may include the activation of Voice over Internet Protocol (VoIP).
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the terminal first receives the CFI on the PCFICH, and then monitors the PDCCH.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (ACK) signal for an uplink hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • ACK negative-acknowledgement
  • HARQ uplink hybrid automatic repeat request
  • 3GPP LTE uses synchronous HARQ in uplink transmission and asynchronous HARQ in downlink transmission.
  • Synchronous HARQ means that retransmission timing is fixed, and asynchronous HARQ does not have fixed retransmission timing. That is, in the synchronous HARQ, initial transmission and retransmission are performed at a constant HARQ period.
  • 3 shows a synchronous uplink HARQ in 3GPP LTE.
  • the terminal receives an initial uplink resource allocation on the PDCCH 310 in the nth subframe from the base station.
  • the UE transmits an uplink transmission block on the PUSCH 320 using the initial uplink resource allocation in the n + 4th subframe.
  • the base station sends an ACK / NACK signal for the uplink transport block on the PHICH 331 in the n + 8th subframe.
  • An ACK / NACK signal indicates an acknowledgment for the uplink transport block, an ACK signal indicates a reception success, and a NACK signal indicates a reception failure.
  • the terminal receiving the NACK signal transmits a retransmission block on the PUSCH 340 in the n + 12th subframe.
  • the base station transmits an ACK / NACK signal for the uplink transport block on the PHICH 351 in the n + 16th subframe.
  • synchronous HARQ is performed using 8 subframes as the HARQ period.
  • Eight HARQ processes may be performed in 3GPP LTE, and each HARQ process is indexed from 0 to 7.
  • the above example shows that HARQ is performed at HARQ process index 4.
  • the base station transmits a downlink transport block to the UE on the PDSCH 412 indicated by downlink resource allocation on the PDCCH 411 in the nth subframe.
  • the UE sends an ACK / NACK signal on the PUCCH 420 in the n + 4th subframe.
  • the resources of the PUCCH 420 used for the transmission of the ACK / NACK signal are determined based on the resources of the PDCCH 411 (eg, the index of the first CCE used for the transmission of the PDCCH 411).
  • the base station Even if the base station receives the NACK signal from the terminal, unlike the uplink HARQ, the base station does not necessarily retransmit in the n + 8th subframe.
  • a retransmission block is transmitted on the PDSCH 432 indicated by downlink resource allocation on the PDCCH 431 in the n + 9th subframe.
  • the UE sends an ACK / NACK signal on the PUCCH 440 in the n + 13 th subframe.
  • the base station even if the base station receives a retransmission request from the terminal, the base station does not necessarily retransmission in a predetermined period.
  • 3GPP LTE shows an example of channel coding in 3GPP LTE. This may be referred to Section 5.1 of 3GPP TS 36.212 V8.5.0 (2008-12).
  • the code block is composed of structural bits, first parity bits, and second parity bits.
  • Code blocks are interleaved through a subblock interleaver.
  • the interleaved code blocks are stored in a circular buffer of length Kw to form a mother transport block.
  • the size of the circular buffer may be adjusted according to the buffer size of the terminal.
  • Code blocks may be rate matched according to the size of the reception buffer of the terminal.
  • a redundancy version (RV) is different for each retransmission.
  • the initial position in the buffer for retransmission is defined according to the RV.
  • the initial transport block of HARQ is composed of data blocks of a predetermined length with RV0 as a starting point in the parent transport block, and the first retransmission block is composed of data blocks of predetermined length with RV1 as a starting point in the parent transport block.
  • the PHICH Since the LTE system does not support SU-MIMO (Single User-Multiple Input Multiple Output) in the uplink, the PHICH carries a 1-bit ACK / NACK signal corresponding to the PUSCH for one UE.
  • SU-MIMO Single User-Multiple Input Multiple Output
  • step S110 the 1-bit ACK / NACK signal performs channel coding using repetition coding at a code rate 1/3.
  • the ACK / NACK signal coded with a 3-bit codeword is mapped to three modulation symbols through Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulation.
  • step S130 modulation symbols are spread using a Spreading Factor (SF) N PHICH SF and an orthogonal sequence. The number of orthogonal sequences used for spreading is twice the N PHICH SF to apply I / Q multiplexing. 2N SF PHICH orthogonal 2N SF PHICH of PHICH is spread by using the sequences are defined as one PHICH group. PHICHs belonging to the same PHICH group are distinguished through different orthogonal sequences.
  • step S140 the spread symbols are hierarchically mapped according to rank.
  • step S250 the hierarchically mapped symbols are mapped to resource elements, respectively.
  • the PHICH resource corresponding to the PUSCH is the lowest physical resource block (PRB) index I lowest_index PRB_RA of the resource used for the PUSCH and the data copy used for the PUSCH. It is defined using the cyclic shift n DMRS of the quiet reference signal.
  • the demodulation reference signal refers to a reference signal used for demodulation of data transmitted on the PUSCH. More specifically, PHICH resources are known by index pairs (n group PHICH , n seq PHICH ). n group PHICH is a PHICH group number, n seq PHICH is an orthogonal sequence index in the PHICH group, and is given as follows.
  • n group PHICH has a value between 0 and (N group PHICH- 1), and the number of PHICH groups N group PHICH is given as follows.
  • N g ⁇ ⁇ 1/6, 1/2, 1, 2 ⁇ is given in the upper layer.
  • Orthogonal sequences used in the PHICH are shown in the following table.
  • the uplink HARQ of the 3GPP LET is synchronous. Synchronous HARQ has the following advantages over asynchronous HARQ.
  • the existing PHICH structure can be used for transmission of 1-bit ACK / NACK signal and is a non-adaptive HARQ that cannot additionally change a transmission attribute.
  • Adaptive HARQ is a method that can change the transmission characteristics used for each retransmission compared to the initial transmission. Adaptive HARQ requires additional signaling to change transmission characteristics, but can be adaptively retransmitted according to channel conditions, thereby increasing the probability of success in retransmission.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives the HARQ configuration information from the base station.
  • HARQ configuration information is information for performing synchronous / adaptive uplink HARQ.
  • the HARQ configuration information may be broadcast as part of the system information or transmitted through a terminal specific message.
  • the UE specific message may be an RRC message or a MAC message.
  • the UE may determine the HARQ operation mode and / or the adaptation information through the HARQ configuration information.
  • the HARQ operation mode may indicate whether synchronous HARQ is performed and / or whether adaptive HARQ is performed.
  • the adaptation information indicates a change in transmission characteristics of retransmissions compared to initial transmission when performing adaptive HARQ. More details will be described later.
  • step S720 the base station transmits uplink resource allocation (or uplink grant) to the UE on the PDCCH.
  • step S730 the terminal transmits an initial transmission block (initial transmission block) to the base station on the PUSCH configured by the uplink resource allocation.
  • step S740 the base station determines whether the initial transport block is an error, and sends an acknowledgment on the PHICH.
  • the resource used for transmission of the PHICH is determined from the resources of the PUSCH as described above. In this case, it is said that an error of the initial transport block occurs and sends a NACK signal.
  • step S750 the terminal adjusts the transmission characteristics of the retransmission block (retransmission block) based on the HARQ configuration information.
  • the adjusted transmission characteristics may be rank, modulation order, resource block size, transmission power, and the like, which will be described later.
  • step S760 the terminal transmits a retransmission block on the PUSCH.
  • the initial transport block and the retransmission block is transmitted in a constant HARQ period.
  • the HARQ period may be 8 subframes.
  • the retransmission block is transmitted in the n + 8th subframe.
  • M M> 1 retransmissions may be performed when a NACK signal is received.
  • transmission specification may be adaptively adjusted based on HARQ configuration information.
  • Adaptive HARQ is set via a semi-static message, such as a higher layer message.
  • HARQ retransmission can be applied to reduce signaling overhead and to allow the receiver to have better decoding performance.
  • Adaptive HARQ is to change the transmission characteristics in retransmission compared to the initial transmission.
  • the changed transmission characteristic includes at least one of a resource block allocation, a MIMO mode, a modulation and coding scheme, a transport block size, and a duration of retransmission.
  • the MIMO mode includes at least one of a rank, a precoding matrix indicator (PMI), a spatial multiplexing mode, and a spatial diversity mode.
  • PMI precoding matrix indicator
  • Rank may be considered as a transmission characteristic adjusted in retransmission.
  • the rank down scheme is to apply a lower rank to the retransmission block than the initial transmission block.
  • the existing 3GPP LTE only considers a single transmission antenna in the uplink, only a rank 1 is possible, and therefore, the same rank must always be applied. If uplink transmission uses antennas of multiple transmissions, the rank may be changed.
  • the rank down scheme may be efficient because the rank down method is not affected by the channel change even if the retransmission is greatly delayed due to the relatively long HARQ period in synchronous HARQ.
  • the following table shows an example of a rank down scheme according to a rank supported by the terminal.
  • the rank down of Table 2 is merely an example, and other combinations are possible. In addition, some elements may be missing or other elements may be added.
  • the terminal may adjust the rank according to the rank supported. For example, when supporting the rank 2 and the HARQ configuration information is set to 0 as the rank adjustment index, (2, 2, 2, 1) of Table 2 is used. If the rank 3 is supported and the HARQ configuration information is set to 2 as the rank adjustment index, (3, 2, 2, 2) of Table 2 is used. If the rank 4 is supported and the HARQ configuration information is set to 2 as the rank adjustment index, (4, 3, 3, 3) of Table 2 is used.
  • Modulation order may be considered as a transmission characteristic adjusted during retransmission.
  • the modulation change scheme is to apply a lower modulation order to the retransmission block than the initial transport block.
  • the parity bits of the code block may be included in the retransmission block. Since the parity bit generally operates more robustly in the channel decoding process, it is possible to increase the transmission reliability of the parity bit by lowering the modulation order of the retransmission block.
  • the following table shows an example of the modulation change method.
  • the above table shows exemplary modulation change schemes for Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), 16-Quadrature Amplitude Modulation (16QAM), 64QAM, but lower modulation orders (e.g., Binary Phase Shift Keying (BPSK), etc.) Alternatively, higher modulation orders (eg, 256QAM, etc.) may be combined.
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • 16QAM 16-Quadrature Amplitude Modulation
  • 64QAM 64QAM
  • lower modulation orders e.g., Binary Phase Shift Keying (BPSK), etc.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • higher modulation orders eg, 256QAM, etc.
  • the terminal may adjust the modulation order based on the HARQ configuration information. For example, if HARQ configuration information is set to 0 as a modulation change index, (QPSK, QPSK, QPSK, QPSK) shown in Table 3 is used. If HARQ configuration information is set to 7 as the modulation change index, (64QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK) shown in Table 3 is used.
  • Rank and modulation order may be considered simultaneously as transmission characteristics adjusted for retransmission. This approach is to apply a lower rank and / or a lower modulation order to the retransmission block than the initial transport block.
  • the rank is lowered, the signal-to-noise ratio (SNR) operating range may be excessively changed.
  • the modulation order is defined to represent the granularity of the operating point. When the modulation order is one level lower (eg from 16QAM to QPSK), the effective operating range is lowered by 3dB. This lowers the target block error rate (BLER), which affects the decoding probability of the receiver. If the rank is lowered by one, it can cause a change in the operating range that is much larger than the modulation order is lowered by one level. Therefore, a gain can be obtained by considering the change in rank and modulation order simultaneously.
  • the modulation order is increased at the same time as the rank is lowered.
  • the modulation order may be lowered for the first retransmission, the second retransmission may lower only the rank, and the third retransmission may lower both the modulation order and the rank. This can reduce the sudden change in the operating range.
  • the following table shows an example of the rank down and modulation change scheme.
  • Radio resources and / or transmission power may be considered as transmission characteristics adjusted for retransmission.
  • the HARQ configuration information may include information about a change in radio resources and / or a change in transmit power.
  • the change in radio resources is to change the amount of radio resources allocated for retransmission. For example, the number of resource blocks allocated to a PUSCH used for retransmission is changed compared to a PUSCH used for initial transmission. If the modulation order of the retransmission is lowered and a larger number of resource blocks are required, the number of resource blocks allocated to the retransmission may be increased.
  • the HARQ configuration information may include information indicating the number of resource blocks that are changed during retransmission.
  • P tx is a transmit power level
  • P init is an initial transmit power level
  • P delta is a retransmission power offset, and may be negative or positive.
  • HARQ configuration information may indicate P delta .
  • Diversity may be considered as a transmission characteristic adjusted during retransmission.
  • constellation rearrangement As a method for obtaining the diversity effect, constellation rearrangement, subcarrier mapping, and interleaving may be used.
  • the HARQ configuration information may include information indicating a method for obtaining diversity effect.
  • Constellation rearrangement is to rotate or rearrange constellations used for initial transmission, such that constellation bits of the same constellation are mapped to different modulation symbols upon retransmission. For example, in the case of BPSK modulation, when the bit is mapped to the I axis of the constellation during initial transmission, the bit is mapped to the Q axis of the constellation upon retransmission. Each constellation bit may have a different error rate. Therefore, constellation rearrangement can improve decoding performance.
  • Unequal Error Probability may be applied to structural bits and parity bits of a code block. It is to map structural bits to more reliable constellation points in the constellation and to map parity bits to more reliable constellation points than structural bits. Alternatively, structural bits may be mapped to more reliable constellation points in the constellation, and parity bits may be mapped to more reliable constellation points than structural bits.
  • Subcarrier mapping used for initial transmission and subcarrier mapping used for retransmission may be different. This is because different frequency characteristics can be obtained depending on the position of the allocated subcarriers.
  • frequency first or time first mapping may be alternately performed.
  • frequency first mapping is to first map to 12 subcarriers in the first OFDM symbol and then to subcarriers of the next OFDM symbol.
  • the time-first mapping is to first map to the first subcarrier of each of the seven OFDM symbols and then to the next subcarrier of each of the seven OFDM symbols.
  • the position of the radio resource may be changed during retransmission.
  • a pattern in which allocated resource blocks are allocated in retransmission may be defined, and an allocated resource block may be arranged according to a defined pattern for each retransmission. According to the pattern of the resource block, time / frequency diversity gain can be obtained by disposing in different time or frequency domains for each retransmission.
  • the HARQ configuration information may include information indicating a pattern of radio resources.
  • the five embodiments for the above-described adaptive HARQ may be implemented independently of each other, or may be implemented in combination.
  • the rank down scheme can be applied with a change in transmit power.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to another embodiment of the present invention.
  • step S810 the base station transmits uplink resource allocation and HARQ configuration information to the terminal on the PDCCH.
  • HARQ configuration information is dynamically delivered on the PDCCH. Accordingly, the UE may perform synchronous / adaptive uplink HARQ based on different HARQ configuration information for every HARQ process.
  • a new DCI format may be defined for transmission of HARQ configuration information.
  • step S820 the terminal transmits an initial transmission block (initial transmission block) to the base station on the PUSCH configured by the uplink resource allocation.
  • step S830 the base station determines whether the initial transport block is an error, and sends an acknowledgment on the PHICH.
  • the resource used for transmission of the PHICH is determined from the resources of the PUSCH as described above. In this case, it is said that an error of the initial transport block occurs and sends a NACK signal.
  • the base station may transmit an uplink resource allocation for retransmission to the terminal on the PDCCH.
  • the base station may change the adaptive HARQ configuration by sending the HARQ configuration information.
  • Uplink resource allocation for retransmission may be sent in a different period from the PHICH.
  • the base station receiving the initial transport block in the n-th subframe may send an ACK / NACK signal in the n + k-th subframe, and uplink resource allocation for retransmission in the n + k + p-th subframe.
  • n is a subframe number used for initial PUSCH transmission.
  • k is a subframe offset used for PHICH transmission and k> 1.
  • step S840 the terminal adjusts the transmission characteristics of the retransmission block based on the HARQ configuration information.
  • step S850 the terminal transmits a retransmission block on the PUSCH.
  • the initial transport block and the retransmission block is transmitted in a constant HARQ period.
  • the HARQ period may be 8 subframes.
  • the retransmission block is transmitted in the n + 8th subframe.
  • Adaptive HARQ is set via dynamic messages.
  • the transmission characteristics can be changed dynamically, thereby improving the performance of the adaptive HARQ.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of performing synchronous / adaptive uplink HARQ according to another embodiment of the present invention.
  • step S910 the base station transmits uplink resource allocation to the terminal on the PDCCH.
  • step S920 the terminal transmits an initial transmission block to the base station on the PUSCH configured with the uplink resource allocation.
  • step S930 the base station determines whether the initial transport block is an error, and sends an acknowledgment on the PHICH.
  • the resource used for transmission of the PHICH is determined from the resources of the PUSCH as described above. In this case, it is said that an error of the initial transport block occurs and sends a NACK signal.
  • step S940 the terminal adjusts the transmission characteristics of the retransmission block based on the HARQ configuration information.
  • the HARQ configuration information is specified in advance between the base station and the terminal rather than the base station notifying the terminal.
  • the initial transmission is designated between the base station and the terminal in advance, such as rank 4, the first retransmission is rank 3, and the second retransmission is rank 2. This does not require a separate signaling, there is an advantage that can use the existing structure as it is.
  • step S850 the terminal transmits a retransmission block on the PUSCH.
  • the initial transport block and the retransmission block is transmitted in a constant HARQ period.
  • the HARQ period may be 8 subframes.
  • the retransmission block is transmitted in the n + 8th subframe.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a terminal and a base station in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the terminal 1600 includes an HARQ entity 1610 and a physical entity 1620.
  • the physical object 1620 includes a transmitter 1621 and a receiver 1622.
  • the HARQ entity 1610 performs an operation of a terminal for synchronous / adaptive HARQ in the above-described embodiment of FIGS. 7 to 9.
  • the HARQ entity 1610 adjusts the transmission characteristics of the retransmission based on the HARQ configuration information and indicates this to the physical entity 1620.
  • the transmitter 1621 transmits a transport block
  • the receiver 1622 receives an ACK / NACK signal that is an acknowledgment for the transport block. Based on the acknowledgment, the HARQ entity 1610 can instruct the physical entity 1620 to retransmit the transport block.
  • the base station 1700 includes a HARQ entity 1710 and a physical entity 1720.
  • the physical object 1720 includes a transmitter 1721 and a receiver 1722.
  • the HARQ entity 1710 performs an operation of a base station for synchronous / adaptive HARQ in the above-described embodiment of FIGS. 7 to 9.
  • the receiver 1722 receives a transport block, and the transmitter 1721 transmits an ACK / NACK signal that is an acknowledgment for the transport block. Based on the acknowledgment, the receiver 1722 may receive retransmission of the transport block.
  • the HARQ entities 1610 and 1710 and the physical entities 1620 and 1720 may be implemented in hardware or may be protocols implemented by a processor (not shown).
  • the protocol is stored in memory (not shown) and executed by a processor.
  • the transmitter 1621 supports multiple antennas.
  • the transmitter 1621 includes a channel encoder 1801, a mapper 1802 and a layer mapper 1803, a precoder 1804, and a signal generator 1805-1, ..., 1805-Nt. It includes. Nt is the number of antenna ports.
  • the channel encoder 1801 generates a transport block by encoding input information bits according to a predetermined coding scheme.
  • the mapper 1802 maps each transport block into constellations according to a modulation scheme and maps them to modulation symbols having complex values.
  • the layer mapper 1803 maps modulation symbols to each layer.
  • the layer may be referred to as an information path input to the precoder 1804, and the number of layers corresponds to a rank value.
  • the precoder 1804 processes the mapping symbols mapped to each layer by a MIMO method according to the plurality of antenna ports 1806-1,..., 1802-Nt, and outputs antenna specific symbols.
  • the signal generators 1805-1,..., 1805-Nt convert the antenna specific symbols into transmission signals, and the transmission signals are transmitted through each antenna port 1806-1,.
  • the signal generators 1805-1,..., 1805-Nt may perform OFDM modulation.

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Abstract

무선 통신 시스템에서 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 수행하는 방법 및 장치가 제공된다. 단말이 기지국으로부터 HARQ 설정 정보를 수신한다. 단말은 초기 전송 블록에 대한 NACK 신호를 수신하면, 상기 HARQ 설정 정보를 기반으로 상기 초기 전송 블록에 대한 재전송 블록의 전송 특성을 조정한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 ＨＡＲＱ를 수행하는 장치 및 방법
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 시스템에서 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통신의 신뢰성을 확보하기 위한 에러 보상 기법으로는 FEC(forward error correction) 방식(scheme)과 ARQ(automatic repeat request) 방식이 있다. FEC 방식에서는 정보 비트들에 여분의 에러 정정 코드를 추가시킴으로써, 수신단에서의 에러를 정정한다. FEC 방식은 시간 지연이 적고 송수신단 사이에 별도로 주고 받는 정보가 필요 없다는 장점이 있지만, 양호한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다. ARQ 방식은 전송 신뢰성을 높일 수 있지만, 시간 지연이 생기게 되고 열악한 채널 환경에서 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다.
HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 방식은 FEC와 ARQ를 결합한 것으로, 물리계층이 수신한 데이터가 복호할 수 없는 오류를 포함하는지 여부를 확인하고, 오류가 발생하면 재전송을 요구함으로써 성능을 높인다.
수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되지 않으면 수신 확인(reception acknowledgement)으로 ACK(positive-acknowledgement) 신호를 송신하여 수신 성공을 송신기로 알린다. 수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되면 수신 확인으로 NACK(negative-acknowledgement) 신호를 송신하여 에러 검출을 송신기로 알린다. 송신기는 NACK 신호가 수신되면 데이터를 재전송할 수 있다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.
3GPP LTE는 HARQ를 상향링크 전송과 하향링크 전송 양자에 지원한다. 하향링크 HARQ는 기지국이 하향링크 데이터를 전송하면, 단말이 상기 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 말한다. 상향링크 HARQ는 단말이 상향링크 데이터를 전송하면, 기지국이 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 것을 말한다.
최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE-A 시스템에서 새롭게 추가되는 대표적인 기술로는 반송파 집성(Carrier Aggregation), 중계기(relay) 및 상향링크 MIMO(Multiple Input Multiple Output)가 있다. 반송파 집성은 사용 가능한 대역폭을 유연하게 확장하기 위해 사용된다. 중계기는 셀의 커버리지(coverage)를 높이고 그룹 이동성(group mobility)을 지원하며 사용자 중심의 네트워크 배치를 가능하게 한다. 상향링크 MIMO는 LTE가 상향링크 전송에서 단일 안테나 만을 지원하는 데 반해, 복수의 안테나를 지원하도록 하여 데이터 율(data rate)을 향상시킨다.
새로운 기술이 도입되는 3GPP LTE-A에서 HARQ의 성능을 향상시키는 기법이 제안된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 상향링크 HARQ를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말이 기지국으로부터 HARQ 설정 정보를 수신하고, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상향링크 자원 할당을 수신하고, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 상향링크 데이터 채널 상으로 초기 전송 블록을 전송하고, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 초기 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 수신하되, 상기 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 무선자원은 상기 상향링크 데이터 채널의 전송에 사용되는 무선자원으로부터 결정되고, 상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때, 상기 HARQ 설정 정보를 기반으로 상기 초기 전송 블록에 대한 재전송 블록의 전송 특성을 조정하고, 및 상기 재전송 블록을 상기 기지국으로 전송하는 것을 포함한다.
상기 재전송 블록의 전송 특성은 랭크, 변조 차수, 자원블록의 개수 및 전송 파워 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 HARQ 설정 정보는 상기 초기 전송 블록의 랭크보다 상기 재전송 블록의 랭크를 낮추도록 설정할 수 있다.
상기 HARQ 설정 정보는 상기 초기 전송 블록의 변조 차수보다 상기 재전송 블록의 변조 차수를 낮추도록 설정할 수 있다.
상기 재전송 블록은 미리 지정된 HARQ 주기에 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 수행하는 단말이 제공된다. 상기 단말은 초기 전송 블록 또는 재전송 블록을 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 전송하는 전송부, 상기 초기 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)상으로 수신하는 수신부, 및 HARQ(hybrid automatic repeat request) 개체를 포함하되, 상기 HARQ 개체는 상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때 상기 초기 전송 블록에 대한 상기 재전송 블록의 전송을 지시하고, 상기 재전송 블록의 전송에 사용되는 랭크 및 변조 차수 중 적어도 어느 하나를 상기 초기 전송 블록의 전송에 사용되는 랭크 및 변조 차수보다 낮춘다.
상기 전송부는 상기 재전송 블록을 미리 지정된 HARQ 주기에 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
다중 안테나가 도입됨에 따라, 적응적으로 HARQ를 수행할 수 있어 시스템의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 동기 상향링크 HARQ를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 비동기 하향링크 HARQ를 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 채널 코딩의 일 예를 나타낸다.
도 6은 PHICH의 구성을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 단말 및 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 11은 단말의 전송부의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 6절을 참조할 수 있다. 무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12)에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1개의 서브프레임은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1개의 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
서브 프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 4개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH가 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12)에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 하향링크 그랜트(grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 상향링크 그랜트라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 단말은 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PHICH는 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/ NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHCIH 상으로 전송된다.
3GPP LTE는 상향링크 전송에서 동기(synchronous) HARQ를 사용하고, 하향링크 전송에서 비동기(asynchronous) HARQ를 사용한다. 동기 HARQ는 재전송 타이밍이 고정된 것을 말하고, 비동기 HARQ는 재전송 타이밍이 고정되지 않는다. 즉, 동기 HARQ는 일정한 HARQ 주기로 초기 전송과 재전송이 수행된다.
도 3은 3GPP LTE에서 동기 상향링크 HARQ를 나타낸다.
단말은 기지국으로부터 n번째 서브프레임에서 PDCCH(310) 상으로 초기 상향링크 자원 할당을 수신한다.
단말은 n+4번째 서브프레임에서 상기 초기 상향링크 자원 할당을 이용하여 PUSCH(320) 상으로 상향링크 전송 블록(transmission block)을 전송한다.
기지국은 n+8번째 서브프레임에서 PHICH(331)상으로 상기 상향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 보낸다. ACK/NACK 신호는 상기 상향링크 전송 블록에 대한 수신 확인을 나타내며, ACK 신호는 수신 성공을 나타내고, NACK 신호는 수신 실패를 나타낸다.
NACK 신호를 수신한 단말은 n+12번째 서브프레임에서 PUSCH(340) 상으로 재전송 블록을 보낸다.
기지국은 n+16번째 서브프레임에서 PHICH(351) 상으로 상기 상향링크 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 보낸다.
n+4 번째 서브프레임에서의 초기 전송 후, n+12번째 서브프레임에서 재전송이 이루어지므로, 8 서브프레임을 HARQ 주기로 하여 동기 HARQ가 수행된다.
3GPP LTE에서는 8개의 HARQ 프로세스가 수행될 수 있으며, 각 HARQ 프로세스는 0부터 7까지의 인덱스가 매겨진다. 전술한 예는, HARQ 프로세스 인덱스 4에서, HARQ가 수행되는 것을 보이고 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 비동기 하향링크 HARQ를 나타낸다.
기지국은 단말에게 n번째 서브프레임에서 PDCCH(411) 상의 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 PDSCH(412) 상으로 하향링크 전송 블록을 전송한다.
단말은 n+4번째 서브프레임에서 PUCCH(420) 상으로 ACK/NACK 신호를 보낸다. ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 PUCCH(420)의 자원은 PDCCH(411)의 자원(예를 들어, PDCCH(411)의 전송에 사용되는 첫번째 CCE의 인덱스)를 기반으로 결정된다.
기지국은 단말로부터 NACK 신호를 수신하더라도, 상향링크 HARQ와 달리 반드시 n+8번째 서브프레임에서 재전송하지 않는다. 여기서는, n+9번째 서브프레임에서 PDCCH(431) 상의 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 PDSCH(432) 상으로 재전송 블록을 전송한다고 한다.
단말은 n+13번째 서브프레임에서 PUCCH(440) 상으로 ACK/NACK 신호를 보낸다.
비동기 HARQ에 의하면, 기지국은 단말의 재전송 요청을 받더라도, 재전송을 반드시 정해진 주기에 하지 않는다.
도 5는 3GPP LTE에서 채널 코딩의 일 예를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.212 V8.5.0 (2008-12)의 5.1절을 참조할 수 있다.
코드블록(code block)은 구조적 비트(systematic bits), 제1 패리티 피트(parity bits) 및 제2 패리티 비트로 구성된다. 코드블록은 서브블록 인터리버(subblock interleaver)를 통해 인터리빙된다. 인터리빙된 코드블록은 길이 Kw의 순환 버퍼(circular buffer)에 저장되어 모 전송 블록(mother transport block)을 구성한다. 이때, 단말의 버퍼 크기에 따라 순환 버퍼의 크기는 조정될 수 있다. 단말의 수신 버퍼의 크기에 따라 코드블록은 레이트 매칭(rate matching)될 수 있다.
3GPP LTE에서는 IR(Incremental Redundancy) 타입의 HARQ를 사용하므로, 재전송시마다 RV(redundancy version)을 달리한다. 재전송을 위한 버퍼내의 초기 위치는 RV에 따라 정의된다. HARQ의 초기 전송 블록은 모 전송 블록에서 RV0을 시작점으로 해서 소정 길이의 데이터 블록으로 구성되고, 첫번째 재전송 블록은 모 전송 블록에서 RV1을 시작점으로 해서 소정 길이의 데이터 블록으로 구성된다.
도 6은 PHICH의 구성을 나타낸 흐름도이다. LTE 시스템은 상향링크에서 SU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output)를 지원하지 않기 때문에 PHICH는 한 단말에 대한 PUSCH에 대응하는 1비트의 ACK/NACK 신호를 나른다.
단계 S110에서, 1비트 ACK/NACK 신호는 코드율(code rate) 1/3인 반복 코딩(repetition coding)을 이용하여 채널 코딩을 수행한다. 단계 S120에서, 3비트의 부호어로 코딩된 ACK/NACK 신호는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 3개의 변조 심벌로 맵핑된다. 단계 S130에서, 변조 심벌들은 SF(Spreading Factor) NPHICH SF과 직교 시퀀스를 이용하여 확산된다. 확산에 사용되는 직교 시퀀스의 갯수는 I/Q 다중화(multiplexing)을 적용하기 위해 NPHICH SF의 2배가 된다. 2NPHICH SF개의 직교 시퀀스를 사용하여 확산되는 2NPHICH SF개의 PHICH들이 1개의 PHICH 그룹으로 정의된다. 동일한 PHICH 그룹에 속하는 PHICH들은 다른 직교 시퀀스를 통해 구분된다. 단계 S140에서, 확산된 심벌들은 랭크에 따라 계층 맵핑된다. 단계 S250에서, 계층 맵핑된 심벌들은 자원 요소에 각각 맵핑된다.
3GPP TS 36.211 V8.5.0 (2008-12)의 6.9절에 의하면, PUSCH에 대응하는 PHICH 자원은 PUSCH에 사용되는 자원의 가장 낮은 PRB(Physical Resource Block) 인덱스 Ilowest_index PRB_RA와 상기 PUSCH에 사용되는 데이터 복조용 기준신호의 순환 쉬프트 nDMRS를 이용하여 정의된다. 복조용 기준신호는 PUSCH 상으로 전송되는 데이터의 복조에 사용되는 기준신호를 말한다. 보다 구체적으로, PHICH 자원은 인덱스 쌍 (ngroup PHICH , nseq PHICH)에 의해 알려진다. ngroup PHICH는 PHICH 그룹 번호이고, nseq PHICH는 PHICH 그룹내에서 직교 시퀀스 인덱스이며, 다음과 같이 주어진다.
수학식 1
Figure PCTKR2010002050-appb-M000001
여기서, 'mod'는 모듈로 연산을 나타낸다.
ngroup PHICH은 0부터 (Ngroup PHICH-1) 사이의 값을 가지고, PHICH 그룹의 수 Ngroup PHICH는 다음과 같이 주어진다.
수학식 2
Figure PCTKR2010002050-appb-M000002
여기서, Ng∈{1/6, 1/2, 1, 2}는 상위 계층에서 주어진다.
PHICH에 사용되는 직교 시퀀스는 다음 표와 같다.
표 1
시퀀스 인덱스nseq PHICH 직교 시퀀스 (Orthogonal Sequence)
정규 CP, NPHICH SF=4 확장 CP, NPHICH SF=2
0 [+1 +1 +1 +1] [+1 +1]
1 [+1 -1 +1 -1] [+1 -1]
2 [+1 +1 -1 -1] [+j +j]
3 [+1 -1 -1 +1] [+j -j]
4 [+j +j +j +j]
5 [+j -j +j -j]
6 [+j +j -j -j]
7 [+j -j -j +j]
전술한 바와 같이, 3GPP LET의 상향링크 HARQ는 동기식이다. 동기 HARQ는 비동기 HARQ에 비해 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, HARQ 프로세스 인덱스를 보내줄 필요가 없어, 제어 시그널링 오버헤드가 줄어든다. 둘째, HARQ 수행에 따른 복잡도를 줄일 수 있다.
그런데, 기존 PHICH 구조에 의하면, 1비트의 ACK/NACK 신호의 전송에 사용될 수 있을 뿐, 추가적으로 전송 특성(transmission attribute)을 변경할 수 없는 비-적응적(non-adaptive) HARQ이다.
적응적 HARQ는 초기 전송에 비해 각 재전송에 사용되는 전송 특성을 변경할 수 있는 방식이다. 적응적 HARQ는 전송 특성을 변경하기 위한 추가적인 시그널링이 요구되지만, 채널 상태에 따른 적응적 재전송이 가능하여 재전송시 성공 확률을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S710에서, 단말은 기지국으로부터 HARQ 설정 정보를 수신한다. HARQ 설정 정보는 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하기 위한 정보이다. HARQ 설정 정보는 시스템 정보의 일부로써 브로드캐스트되거나, 단말 특정 메시지를 통해 전송될 수 있다. 단말 특정 메시지는 RRC 메시지 또는 MAC 메시지일 수 있다. HARQ 설정 정보를 통해, 단말은 HARQ 동작 모드 및/또는 적응 정보를 결정할 수 있다. HARQ 동작 모드는 동기 HARQ의 수행 여부 및/또는 적응적 HARQ의 수행 여부를 나타낼 수 있다. 적응 정보는 적응적 HARQ를 수행할 때, 초기 전송 대비 재전송의 전송 특성의 변화를 나타낸다. 보다 자세한 내용은 후술한다.
단계 S720에서, 기지국은 상향링크 자원 할당(또는 상향링크 그랜트라 함)을 PDCCH상으로 단말에게 전송한다.
단계 S730에서, 단말은 상기 상향링크 자원 할당으로 구성된 PUSCH 상으로 초기 전송 블록(initial transmission block)을 기지국으로 전송한다.
단계 S740에서, 기지국은 상기 초기 전송 블록의 오류 여부를 판단하여, 수신확인을 PHICH 상으로 보낸다. 상기 PHICH의 전송에 사용되는 자원은 전술한 바와 같이 상기 PUSCH의 자원으로부터 결정된다. 여기서는, 상기 초기 전송 블록의 오류가 발생하여 NACK 신호를 보낸다고 한다.
단계 S750에서, 단말은 HARQ 설정 정보를 기반으로 재전송 블록(retransmission block)의 전송 특성을 조정한다. 조정되는 전송 특성은 랭크, 변조 차수, 자원블록의 크기, 전송 파워 등이 될 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
단계 S760에서, 단말은 PUSCH 상으로 재전송 블록을 전송한다. 이때, 초기 전송 블록과 재전송 블록은 일정한 HARQ 주기로 전송된다. 예를 들어, HARQ 주기는 8 서브프레임일 수 있다. 초기 전송 블록이 n번째 서브프레임에서 전송되면, 재전송 블록은 n+8번째 서브프레임에서 전송되는 것이다.
여기서는, 1회의 재전송에 대해서 기술되고 있으나, NACK 신호가 수신되면 최대 M(M>1)회의 재전송이 수행될 수 있다. 각 재전송마다 HARQ 설정 정보를 기반으로 전송 특정이 적응적으로 조정될 수 있다.
적응적 HARQ가 상위 계층 메시지와 같은 반-정적(semi-static) 메시지를 통해 설정된다. 시그널링 오버헤드를 줄이고, 수신기가 더 나은 디코딩 성능을 갖도록 HARQ 재전송을 적용할 수 있다.
이제 제안된 적응적 HARQ 방식에 대해 기술한다. 동기/적응적 상향링크 HARQ을 위해, 다음과 같은 적응 방식이 고려될 수 있다.
적응적 HARQ은 초기 전송에 비해 재전송에서의 전송 특성을 변화시키는 것이다. 변화되는 전송 특성은 자원 블록 할당, MIMO 모드, 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme), 전송 블록 크기(transport block size), 재전송 주기(duration of retransmission) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. MIMO 모드는 랭크, PMI(Precoding Matrix Indicator), 공간 다중화 모드(spatial multiplexing mode) 및 공간 다이버시티 모드(spatial diversity mode) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이하에서, 재전송 블록을 위해 채널 코딩에는 변화를 고려하지 않는다. 즉, 코드 블록의 구조적 비트(systematic bits)와 패리티 비트(parity bits)는 재전송되더라도 바뀌지 않는다고 가정한다. 하지만, 만약 더 높은 코딩 이득(coding gain)이 요구되면, 채널 코딩의 변화를 고려할 수도 있을 것이다.
제1 실시예: 랭크 다운 방식(rank down scheme)
재전송시 조정되는 전송 특성으로 랭크(rank)가 고려될 수 있다. 랭크 다운 방식은 재전송 블록에 초기 전송 블록보다 더 낮은 랭크를 적용하는 것이다.
기존 3GPP LTE는 상향링크에서 싱글 전송 안테나만을 고려하므로, 랭크 1만이 가능하므로, 항상 동일한 랭크가 적용될 수 밖에 없다. 상향링크 전송에서 복수의 전송의 안테나가 사용된다면 랭크를 변화시킬 수 있다.
높은 랭크는 채널 변화(channel variation)에 민감하다(vulnerable). 랭크가 낮아질수록, 전송률은 낮아지지만 전송 신뢰성은 더 높아질 수 있다. 또한, 랭크 다운 방식은 동기 HARQ에서 비교적 긴 HARQ 주기로 인해 재전송이 크게 지연되더라도 채널 변화에 영향을 받지 않아 효율적일 수 있다.
다음 표는 단말이 지원하는 랭크에 따른 랭크 다운 방식의 일 예를 나타낸다.
표 2
지원되는 랭크 초기 전송 첫번째 재전송 두번째 재전송 세번째 재전송
1 1 1 1 1
2 2 2 2 1
2 2 1 1
2 1 1 1
3 3 3 3 2
3 3 2 2
3 2 2 2
3 3 2 1
3 2 2 1
3 2 1 1
4 4 4 4 3
4 4 3 3
4 3 3 3
4 4 3 2
4 3 3 2
4 3 2 2
4 3 2 1
4 4 4 2
4 4 2 2
4 2 2 2
4 4 2 1
4 2 1 1
4 2 2 1
4 4 4 1
4 4 3 1
4 3 1 1
상기 표 2의 랭크 다운은 예시에 불과하고, 다른 조합이 가능하다. 또한, 일부 요소가 빠지거나, 다른 요소가 더 추가될 수 있다.
단말은 지원하는 랭크에 따라 랭크를 조정할 수 있다. 예를 들어, 랭크 2를 지원하고, HARQ 설정 정보가 랭크 조정 인덱스로 0을 설정하면, 상기 표 2의 (2, 2, 2, 1)을 사용하는 것이다. 랭크 3을 지원하고, HARQ 설정 정보가 랭크 조정 인덱스로 2을 설정하면, 상기 표 2의 (3, 2, 2, 2)를 사용하는 것이다. 랭크 4를 지원하고, HARQ 설정 정보가 랭크 조정 인덱스로 2을 설정하면, 상기 표 2의 (4, 3, 3, 3)을 사용하는 것이다.
제2 실시예: 변조 변화 방식(modulation change scheme)
재전송시 조정되는 전송 특성으로 변조 차수(modulation order)가 고려될 수 있다. 변조 변화 방식은 재전송 블록에 초기 전송 블록보다 더 낮은 변조 차수를 적용하는 것이다.
IR 방식의 HARQ에서 RV에 따라 단지 코드 블록의 패리티 비트만이 재전송 블록에 포함될 수 있다. 패리티 비트는 채널 디코딩 과정에서 좀더 강인하게 동작하는 것이 일반적이므로, 재전송 블록의 변조 차수를 낮추어 패리티 비트의 전송 신뢰성을 높일 수 있다.
다음 표는 변조 변화 방식의 일 예를 나타낸다.
표 3
인덱스 초기 전송 첫번째 재전송 두번째 재전송 세번째 재전송
0 QPSK QPSK QPSK QPSK
1 16QAM 16QAM 16QAM QPSK
2 16QAM 16QAM QPSK QPSK
3 16QAM QPSK QPSK QPSK
4 64QAM 64QAM 64QAM 16QAM
5 64QAM 64QAM 16QAM 16QAM
6 64QAM 16QAM 16QAM 16QAM
7 64QAM 64QAM 16QAM QPSK
8 64QAM 16QAM 16QAM QPSK
9 64QAM 16QAM QPSK QPSK
상기 표는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(16-Quadrature Amplitude Modualtion), 64QAM에 대해 예시적인 변조 변화 방식을 나타내고 있으나, 더 낮은 변조 차수(예를 들어, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 등) 또는 더 높은 변조 차수(예를 들어, 256QAM 등)를 조합하여 구성할 수도 있다.
단말은 HARQ 설정 정보를 기반으로 변조 차수를 조정할 수 있다. 예를 들어, HARQ 설정 정보가 변조 변화 인덱스로 0을 설정하면, 상기 표 3의 (QPSK, QPSK, QPSK, QPSK)을 사용하는 것이다. HARQ 설정 정보가 변조 변화 인덱스로 7을 설정하면, 상기 표 3의 (64QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK)을 사용하는 것이다.
제3 실시예: 랭크 다운 및 변조 변화 방식
재전송시 조정되는 전송 특성으로 랭크와 변조 차수가 동시에 고려될 수 있다. 이 방식은 재전송 블록에 초기 전송 블록보다 더 낮은 랭크 및/또는 더 낮은 변조 차수를 적용하는 것이다.
랭크가 낮아지면, SNR(Signal-to-Noise Ratio) 동작 범위가 과하게 변화될 수 있다. 변조 차수는 동작점(operating point)의 그래뉼리티(granularity)를 나타내기 위해 정의된다. 변조 차수가 1 레벨 낮아지면(예, 16QAM에서 QPSK로), 유효 동작 범위(effective operating range)는 3dB 정도 낮아진다. 이는 타겟 BLER(Block Error Rate)을 낮추어 수신기의 디코딩 확률에 영향을 미친다. 랭크가 1 만큼 낮아지면, 변조 차수가 1 레벨 낮아지는 것보다 훨씬 큰 동작 범위의 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 랭크와 변조 차수의 변화를 동시에 고려하면 이득을 얻을 수 있다.
예를 들어, 과한 동작 범위의 변화를 가져오지 않기 위해, 랭크를 낮출 때 동시에 변조 차수를 높이는 것이다. 또는, 첫번째 재전송에는 변조 차수만을 낮추고, 두번째 재전송은 랭크만을 낮추고, 세번째 재전송은 변조 차수와 랭크를 모두 낮출 수 있다. 이는 급격한 동작 범위의 변화를 줄일 수 있다.
다음 표는 랭크 다운 및 변조 변화 방식의 일 예를 나타낸다.
표 4
인덱스 초기 전송 첫번째 재전송 두번째 재전송 세번째 재전송
0 랭크 2, QPSK 랭크 1, 16QAM 랭크 1, QPSK 랭크 1, QPSK
1 랭크 2, 16QAM 랭크 2, QPSK 랭크 1, 16QAM 랭크 1, QPSK
2 랭크 2, 64QAM 랭크 2, 16QAM 랭크 1, 64QAM 랭크 1, 16QAM
3 랭크 2, 64QAM 랭크 2, 16QAM 랭크 1, 16QAM 랭크 1, QPSK
4 랭크 3, QPSK 랭크 2, 16QAM 랭크 2, QPSK 랭크 2, QPSK
5 랭크 3, 16QAM 랭크 3, QPSK 랭크 2, 16QAM 랭크 2, QPSK
6 랭크 3, 16QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 16QAM 랭크 2, QPSK
7 랭크 3, 64QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 64QAM 랭크 2, 16QAM
8 랭크 3, 64QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 16QAM 랭크 1, 16QAM
9 랭크 4, QPSK 랭크 4, QPSK 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 16QAM
10 랭크 4, 16QAM 랭크 4, QPSK 랭크 3, 16QAM 랭크 3, QPSK
11 랭크 4, 16QAM 랭크 4, 16QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 3, QPSK
12 랭크 4, 16QAM 랭크 4, QPSK 랭크 3, QPSK 랭크 2, QPSK
13 랭크 4, 64QAM 랭크 4, 16QAM 랭크 3, 64QAM 랭크 3, 16QAM
14 랭크 4, 64QAM 랭크 4, 16QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 16QAM
15 랭크 4, 64QAM 랭크 4, 16QAM 랭크 3, 64QAM 랭크 2, 64QAM
16 랭크 4, 64QAM 랭크 4, 64QAM 랭크 3, 16QAM 랭크 2, 16QAM
상기 표는 예시에 불과하고, 당업자라면 다양한 랭크(1, 2, 3, 4 ...)와 다양한 변조 차수(BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, ...)를 조합하여 다양한 랭크 다운 및 변조 변화 방식을 구성할 수 있을 것이다.
제4 실시예: 무선자원/전송 파워 변화
재전송시 조정되는 전송 특성으로 무선자원 및/또는 전송 파워가 고려될 수 있다. HARQ 설정 정보는 무선 자원의 변화 및/또는 전송 파워의 변화에 대한 정보를 포함할 수 있다.
무선자원의 변화는 재전송에 할당되는 무선자원의 양을 변화시키는 것이다. 예를 들어, 초기 전송에 사용되는 PUSCH에 비해 재전송에 사용되는 PUSCH에 할당되는 자원블록의 개수를 변화시키는 것이다. 재전송의 변조 차수가 낮아져 더 많은 개수의 자원블록이 필요한 경우, 재전송에 할당되는 자원블록의 개수를 증가시킬 수 있다. HARQ 설정 정보는 재전송시 변화되는 자원 블록의 개수를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
전송 파워의 변화는 재전송에 따라 전송 파워를 조절하는 것이다. 만약 이전 전송이 실패하였다면, 이전 전송의 전송 파워가 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 단말은 재전송시 전송 파워의 레벨을 증가시키는 것이다. 또는, 수신기가 재전송 블록을 이전 전송과 결합하여 디코딩을 시도하는 것을 가정할 때, 재전송시 전송 파워의 레벨을 감소시킬 수도 있다. 이는 Ptx=Pinit+Pdelta 와 같이 나타낼 수 있다. Ptx는 전송 파워 레벨, Pinit는 초기 전송 파워 레벨, Pdelta는 재전송 파워 오프셋으로, 음의 값 또는 양의 값이 될 수 있다. HARQ 설정 정보는 Pdelta를 지시할 수 있다.
제5 실시예: 재전송 다이버시티
재전송시 조정되는 전송 특성으로 다이버시티(diversity)를 고려할 수 있다. 다이버시티 효과를 얻기 위한 방법으로, 성상 재배열(constellation rearrangement), 부반송파 맵핑(subcarrier mapping), 인터리빙(interleaving)이 사용될 수 있다. HARQ 설정 정보는 다이버시티 효과를 얻기 위한 방식을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
성상 재배열은 초기 전송에 사용되는 성상을 회전 또는 재배열하여, 재전송시 동일한 성상 상의 성상 비트가 다른 변조 심벌에 맵핑되도록 하는 것이다. 예를 들어, BPSK 변조에서 초기 전송시 성상상의 I 축으로 비트를 맵핑한다고 하면, 재전송시 성상상의 Q축으로 비트를 맵핑하는 것이다. 각 성상 비트는 다른 에러율을 가질 수 있다. 따라서, 성상 재배열을 통해 디코딩 성능을 향상시킬 수 있다.
또는 코드 블록의 구조적 비트와 패리티 비트에 UEP(Unequal Error Probability)를 적용할 수 있다. 성상 상에서 구조적 비트를 좀더 신뢰성 높은 성상점으로 맵핑하고, 패리티 비트를 구조적 비트에 비해 좀더 신뢰성 낮은 성상점으로 맵핑하는 것이다. 또는, 성상 상에서 구조적 비트를 좀더 신뢰성 낮은 성상점으로 맵핑하고, 패리티 비트를 구조적 비트에 비해 좀더 신뢰성 높은 성상점으로 맵핑할 수 있다.
초기 전송에 사용되는 부반송파 맵핑과 재전송에 사용되는 부반송파 맵핑을 달리 할 수 있다. 할당되는 부반송파의 위치에 따라 다른 주파수 특성을 가져올 수 있기 때문이다. 재전송 시도 회수에 따라, 주파수 우선(frequency first) 또는 시간 우선(time first) 맵핑을 번갈아 수행할 수 있다. 하나의 자원블록이 7×12개의 자원요소를 포함한다고 할 때, 주파수 우선 맵핑은 첫번째 OFDM 심벌에서 12개의 부반송파에 먼저 맵핑한 후 다음 OFDM 심벌의 부반송파에 맵핑하는 것이다. 시간 우선 맵핑은 7개의 OFDM 심벌 각각의 첫번째 부반송파에 먼저 맵핑한 후, 7개의 OFDM 심벌 각각의 다음 부반송파에 맵핑하는 것이다.
또한, 재전송시 무선자원의 위치가 변화될 수 있다. 재전송시 할당된 자원블록이 배치되는 패턴을 정의해 두고, 각 재전송마다 정의된 패턴에 따라 할당된 자원블록을 배치할 수 있다. 자원 블록의 패턴에 따라 재전송마다 서로 다른 시간 또는 주파수 영역에 배치함으로써 시간/주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. HARQ 설정 정보는 무선자원의 패턴을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
전술한 적응적 HARQ를 위한 5개의 실시예는 서로 독립적으로 구현될 수 있고, 또는 조합하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 랭크 다운 방식은 전송 파워의 변화와 함께 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S810에서, 기지국은 상향링크 자원 할당과 HARQ 설정 정보를 PDCCH상으로 단말에게 전송한다. 도 7의 실시예와 비교하여, HARQ 설정 정보는 PDCCH 상으로 동적으로 전달된다. 따라서, 단말은 매 HARQ 프로세스마다 서로 다른 HARQ 설정 정보를 기반으로 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행할 수 있다. HARQ 설정 정보의 전송을 위해 새로운 DCI 포맷이 정의될 수 있다.
단계 S820에서, 단말은 상기 상향링크 자원 할당으로 구성된 PUSCH 상으로 초기 전송 블록(initial transmission block)을 기지국으로 전송한다.
단계 S830에서, 기지국은 상기 초기 전송 블록의 오류 여부를 판단하여, 수신확인을 PHICH 상으로 보낸다. 상기 PHICH의 전송에 사용되는 자원은 전술한 바와 같이 상기 PUSCH의 자원으로부터 결정된다. 여기서는, 상기 초기 전송 블록의 오류가 발생하여 NACK 신호를 보낸다고 한다.
ACK/NACK 신호외에, 기지국은 재전송을 위한 상향링크 자원 할당을 PDCCH상으로 단말에게 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 HARQ 설정 정보를 함께 보내 적응적 HARQ 설정을 바꿀 수 있다. 재전송을 위한 상향링크 자원 할당은 PHICH와 다른 주기로 보낼 수 있다. 예를 들어, n번째 서브프레임에서 초기 전송 블록을 수신한 기지국은 n+k번째 서브프레임에서 ACK/NACK 신호를 보내고, n+k+p번째 서브프레임에서 재전송을 위한 상향링크 자원 할당을 보낼 수 있다. n은 초기 PUSCH 전송에 사용된 서브프레임 번호이다. k는 PHICH 전송에 사용되는 서브프레임 오프셋이고, k>1이다. p는 재전송을 위한 상향링크 자원 할당에 사용되는 서브프레임 오프셋이고, p >= 0 이다.
단계 S840에서, 단말은 HARQ 설정 정보를 기반으로 재전송 블록(retransmission block)의 전송 특성을 조정한다.
단계 S850에서, 단말은 PUSCH 상으로 재전송 블록을 전송한다. 이때, 초기 전송 블록과 재전송 블록은 일정한 HARQ 주기로 전송된다. 예를 들어, HARQ 주기는 8 서브프레임일 수 있다. 초기 전송 블록이 n번째 서브프레임에서 전송되면, 재전송 블록은 n+8번째 서브프레임에서 전송되는 것이다.
적응적 HARQ가 동적 메시지를 통해 설정된다. 전송 특성을 동적으로 변경할 수 있어, 적응 HARQ의 성능을 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기/적응적 상향링크 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S910에서, 기지국은 상향링크 자원 할당을 PDCCH상으로 단말에게 전송한다.
단계 S920에서, 단말은 상기 상향링크 자원 할당으로 구성된 PUSCH 상으로 초기 전송 블록(initial transmission block)을 기지국으로 전송한다.
단계 S930에서, 기지국은 상기 초기 전송 블록의 오류 여부를 판단하여, 수신확인을 PHICH 상으로 보낸다. 상기 PHICH의 전송에 사용되는 자원은 전술한 바와 같이 상기 PUSCH의 자원으로부터 결정된다. 여기서는, 상기 초기 전송 블록의 오류가 발생하여 NACK 신호를 보낸다고 한다.
단계 S940에서, 단말은 HARQ 설정 정보를 기반으로 재전송 블록(retransmission block)의 전송 특성을 조정한다. 도 7 및 8의 실시예와 비교하여, HARQ 설정 정보는 기지국이 단말에게 알려주는 것이 아니라 기지국과 단말간에 미리 지정되어 있다. 예를 들어, 랭크 다운 방식이 사용될 때, 초기 전송은 랭크 4, 첫번째 재전송은 랭크 3, 두번째 재전송은 랭크 2와 같이 미리 기지국과 단말간에 지정되어 있는 것이다. 이는 별도의 시그널링이 필요하지 않고, 기존의 구조를 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.
단계 S850에서, 단말은 PUSCH 상으로 재전송 블록을 전송한다. 이때, 초기 전송 블록과 재전송 블록은 일정한 HARQ 주기로 전송된다. 예를 들어, HARQ 주기는 8 서브프레임일 수 있다. 초기 전송 블록이 n번째 서브프레임에서 전송되면, 재전송 블록은 n+8번째 서브프레임에서 전송되는 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 단말 및 기지국을 나타낸 블록도이다.
단말(1600)은 HARQ 개체(entity)(1610) 및 물리개체(physical entity)(1620)을 포함한다. 물리개체(1620)는 전송부(1621)과 수신부(1622)를 포함한다.
HARQ 개체(1610)는 전술한 도 7 내지 9의 실시예에서 동기/적응적 HARQ를 위한 단말의 동작을 수행한다. HARQ 개체(1610)를 HARQ 설정 정보를 기반으로 재전송의 전송 특성을 조정하여 이를 물리개체(1620)로 지시한다.
전송부(1621)는 전송 블록을 전송하고, 수신부(1622)는 상기 전송 블록에 대한 수신 확인인 ACK/NACK 신호를 수신한다. 수신 확인에 기반하여, HARQ 개체(1610)는 상기 전송 블록을 재전송하도록 물리개체(1620)에 지시할 수 있다.
기지국(1700)은 HARQ 개체(1710) 및 물리개체(1720)을 포함한다. 물리개체(1720)는 전송부(1721)과 수신부(1722)를 포함한다. HARQ 개체(1710)는 전술한 도 7 내지 9의 실시예에서 동기/적응적 HARQ를 위한 기지국의 동작을 수행한다. 수신부(1722)는 전송 블록을 수신하고, 전송부(1721)는 상기 전송 블록에 대한 수신 확인인 ACK/NACK 신호를 전송한다. 수신 확인에 기반하여, 수신부(1722)는 상기 전송 블록의 재전송을 수신할 수 있다.
HARQ 개체(1610, 1710)와 물리개체(1620, 1720)은 하드웨어로 구현될 수 있고, 또는 프로세서(미도시)에 의해 구현되는 프로토콜일 수 있다. 프로토콜은 메모리(미도시)에 저장되고, 프로세서에 의해 실행된다.
도 11은 단말의 전송부의 일 예를 나타낸 블록도이다. 전송부(1621)는 다중 안테나를 지원한다.
전송부(1621)는 채널 인코더(1801), 맵퍼(1802) 및 계층 맵퍼(Layer Mapper, 1803), 프리코더(1804) 및 신호 생성기(Signal Generator, 1805-1, ..., 1805-Nt)를 포함한다. Nt는 안테나 포트(port)의 수이다.
채널 인코더(1801)는 입력되는 정보비트들을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 전송 블록을 생성한다. 맵퍼(1802)는 각 전송 블록을 변조 방식(modulation scheme)에 따라 성상상으로 맵핑하여 복소값을 갖는 변조 심벌들로 맵핑한다. 계층 맵퍼(1803)는 변조 심벌들을 각 계층(layer)으로 맵핑한다. 계층은 프리코더(1804)로 입력되는 정보 경로(information path)라 할 수 있으며, 계층의 개수는 랭크(rank)의 값에 대응한다. 프리코더(1804)는 각 계층으로 맵핑된 맵핑 심벌을 복수의 안테나 포트(1806-1,..,1806-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심벌(antenna specific symbol)을 출력한다. 신호 발생기(1805-1,...,1805-Nt)는 안테나 특정 심벌을 전송 신호로 변환하고, 전송 신호는 각 안테나 포트(1806-1,...,1806-Nt)을 통해 전송된다. 신호 발생기(1805-1,...,1805-Nt)는 OFDM 변조를 수행할 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 수행하는 방법에 있어서,
    단말이 기지국으로부터 HARQ 설정 정보를 수신하고,
    상기 단말이 상기 기지국으로부터 상향링크 자원 할당을 수신하고,
    상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 상향링크 데이터 채널 상으로 초기 전송 블록을 전송하고,
    상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 초기 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 수신하되, 상기 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 무선자원은 상기 상향링크 데이터 채널의 전송에 사용되는 무선자원으로부터 결정되고,
    상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때, 상기 HARQ 설정 정보를 기반으로 상기 초기 전송 블록에 대한 재전송 블록의 전송 특성을 조정하고, 및
    상기 재전송 블록을 상기 기지국으로 전송하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 재전송 블록의 전송 특성은 랭크, 변조 차수, 자원블록의 개수 및 전송 파워 중 적어도 어느 하나인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 HARQ 설정 정보는 상기 초기 전송 블록의 랭크보다 상기 재전송 블록의 랭크를 낮추도록 설정하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 HARQ 설정 정보는 상기 초기 전송 블록의 변조 차수보다 상기 재전송 블록의 변조 차수를 낮추도록 설정하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 재전송 블록은 미리 지정된 HARQ 주기에 상기 기지국으로 전송되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 HARQ 설정 정보는 시스템 정보 또는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통해 수신되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 HARQ 설정 정보는 상기 상향링크 자원 할당과 함께 수신되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 상향링크 데이터 채널은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이고, 상기 하향링크 제어채널은 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)인 방법.
  9. 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 수행하는 단말에 있어서,
    초기 전송 블록 또는 재전송 블록을 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 전송하는 전송부;
    상기 초기 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)상으로 수신하는 수신부; 및
    HARQ(hybrid automatic repeat request) 개체를 포함하되,
    상기 HARQ 개체는 상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때 상기 초기 전송 블록에 대한 상기 재전송 블록의 전송을 지시하고, 상기 재전송 블록의 전송에 사용되는 랭크 및 변조 차수 중 적어도 어느 하나를 상기 초기 전송 블록의 전송에 사용되는 랭크 및 변조 차수보다 낮추는 단말.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전송부는 상기 재전송 블록을 미리 지정된 HARQ 주기에 상기 기지국으로 전송하는 단말.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 전송부는 복수의 재전송 블록을 전송하고, 상기 HARQ 개체는 첫번째 재전송 블록의 변조 차수를 낮추고, 두번째 재전송 블록의 랭크를 낮추는 단말.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 HARQ 개체는 상기 재전송 블록의 전송에 사용되는 자원블록의 개수 및 전송 파워 중 적어도 어느 하나를 조정하는 단말.
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