WO2011112004A2 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting uplink control information in a wireless communication system in a wireless communication system.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • ISI inter-symbol interference
  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access refers to a multiple access method for realizing multiple access by independently providing each user with a portion of available subcarriers in a system using OFDM as a modulation method.
  • OFDMA provides each user with a frequency resource called a subcarrier, and each frequency resource is provided to a plurality of users independently so that they do not overlap each other. Eventually, frequency resources are allocated mutually exclusively for each user.
  • frequency diversity scheduling can be obtained through frequency selective scheduling, and subcarriers can be allocated in various forms according to permutation schemes for subcarriers.
  • the spatial multiplexing technique using multiple antennas can increase the efficiency of the spatial domain.
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • Techniques for implementing diversity in MIMO systems include Space Frequency Block Code (SFBC), Space Time Block Code (STBC), Cyclic Delay Diversity (CDD), frequency switched transmit diversity (FSTD), time switched transmit diversity (TSTD), Precoding Vector Switching (PVS) and Spatial Multiplexing (SM).
  • SFBC Space Frequency Block Code
  • STBC Space Time Block Code
  • CDD Cyclic Delay Diversity
  • FSTD frequency switched transmit diversity
  • TSTD time switched transmit diversity
  • PVS Precoding Vector Switching
  • SM Spatial Multiplexing
  • the MIMO channel matrix according to the number of receive antennas and the number of transmit antennas may be decomposed into a plurality of independent channels. Each independent channel is called a layer or stream. The number of layers is called rank.
  • Uplink control information may be transmitted through a physical uplink control channel (PUCCH).
  • the uplink control information includes a scheduling request (SR), an acknowledgment / non-acknowledgement (ACK / NACK) signal for hybrid ARQ (HARQ), a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix indicator (PMI), and a rank (RI).
  • SR scheduling request
  • ACK / NACK acknowledgment / non-acknowledgement
  • HARQ hybrid ARQ
  • CQI channel quality indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank
  • Various kinds of information such as an indicator).
  • PUCCH carries various kinds of control information according to a format.
  • the carrier aggregation system refers to a system in which one or more carriers having a bandwidth smaller than the target broadband is configured to configure the broadband when the wireless communication system attempts to support the broadband.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting uplink control information in a wireless communication system.
  • encoding information bits are performed by performing channel coding on information bits of a UCI. Generate, modulate the generated encoding information bits to generate modulation symbol sequences, and block-wise spreading the modulation symbol sequence into an orthogonal sequence. Generating a spread sequence, and transmitting the spread sequence to a base station through an uplink control channel, wherein the information bits of the UCI include a first UCI bit sequence and a second UCI information. Contains a bit.
  • the spreaded sequence includes a sequence generated by multiplying some modulation symbols of the modulation symbol sequence by an element of the orthogonal sequence.
  • the number of some modulation symbols may be equal to the number of subcarriers included in the resource block.
  • the transmit power of the uplink control channel may be determined based on the number of bits of the first UCI bit sequence and the second UCI information bits.
  • the first UCI bit sequence is an ACK / NACK bit string concatenated with ACK / NACK (acknowledgement / Non-Acknowledgement) information bits for each of a plurality of serving cells, and the second UCI information bit is It may be a scheduling request (SR) information bit.
  • SR scheduling request
  • the SR information bit may be added to the end of the ACK / NACK bit string.
  • the SR information bit may be 1 bit.
  • the spreading sequence may be transmitted to the base station through first, third, fourth, fifth and seventh SC-FDMA symbols in a slot composed of seven single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbols.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • Reference signals may be transmitted in the second and sixth SC-FDMA symbols in the slot.
  • the spreading sequence may be transmitted through a primary cell in which the terminal performs an initial connection establishment procedure or a connection reestablishment procedure with the base station.
  • the modulation symbol sequence may be generated by quadrature phase shift keying (QPSK) the encoding information bits.
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • an apparatus for transmitting uplink control information includes a radio frequency (RF) unit for transmitting or receiving a radio signal; And a processor connected to the RF unit, wherein the processor performs channel coding on information bits of UCI to generate encoding information bits, and modulates the generated encoding information bits. Generate modulation symbol sequences, and block-wise spread the modulation symbol sequence into an orthogonal sequence to generate a spread sequence; And transmitting the spread sequence to the base station through an uplink control channel, wherein the information bits of the UCI include a first UCI bit sequence and a second UCI information bit.
  • RF radio frequency
  • the first UCI bit sequence is an ACK / NACK bit string concatenated with ACK / NACK (acknowledgement / Non-Acknowledgement) information bits for each of a plurality of serving cells, and the second UCI information bit is It may be a scheduling request (SR) information bit.
  • SR scheduling request
  • the SR information bit is 1 bit and may be added to the end of the ACK / NACK bit string.
  • the transmit power of the uplink control channel may be determined based on the number of bits of the first UCI bit sequence and the second UCI information bits.
  • uplink control information (UCI) of various kinds needs to be transmitted in the same subframe or the same slot, it can be efficiently transmitted without collision.
  • 1 illustrates a wireless communication system
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 6 illustrates a relationship of physical mapping of a PUCCH format to a control region.
  • FIG. 7 shows a channel structure of PUCCH format 2 / 2a / 2b for one slot in a normal CP.
  • 10 shows an example of joint coding of ACK / NACK and CQI in an extended CP.
  • 13 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • 16 is an example of a block threading based scheme.
  • FIG. 17 illustrates a joint coding method of ACK / NACK and SR in a carrier aggregation system.
  • 19 illustrates a process of placing SR information bits in the MSB and channel coding the slow codebook.
  • 20 illustrates a process in which a UE combines different UCIs and jointly codes them, and then maps them to resource blocks of each slot.
  • 21 shows an example in which QPSK symbols spread in a normal CP are mapped to subcarriers in a resource block.
  • 22 is a block diagram illustrating a base station and a terminal in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • 1 illustrates a wireless communication system
  • 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).
  • the 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), a wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • 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.
  • a terminal typically belongs to one cell, and a cell to which the terminal belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS.
  • the serving base station may provide one or a plurality of serving cells.
  • downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12
  • uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11.
  • the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12.
  • the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.
  • the layers of the radio interface protocol between the terminal 12 and the base station 11 are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) model, which is well known in communication systems. It may be classified into a first layer, L2 (second layer), and L3 (third layer).
  • OSI Open System Interconnection
  • the Physical Layer which is the first layer, is connected to the upper Media Access Control (MAC) layer through a transport channel, and the transport layer between the MAC and the physical layer through this transport channel.
  • the data moves.
  • data is moved between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
  • the second data layer is composed of a MAC layer, an RLC layer, and a PDCP layer.
  • the MAC layer is a layer responsible for mapping between logical channels and transport channels.
  • the MAC layer selects an appropriate transport channel for transmitting data transmitted from the RLC layer, and supplies necessary control information to a header of a MAC protocol data unit (PDU).
  • PDU MAC protocol data unit
  • the RLC layer is located above the MAC to support reliable transmission of data.
  • the RLC layer segments and concatenates RLC Service Data Units (SDUs) delivered from a higher layer to configure data of an appropriate size for a wireless section.
  • SDUs RLC Service Data Units
  • the RLC layer of the receiver supports a reassemble function of data to recover the original RLC SDU from the received RLC PDUs.
  • the PDCP layer is used only in the packet switching area, and may compress and transmit the header of the IP packet to increase the transmission efficiency of packet data in the wireless channel.
  • the third layer controls the lower layer and exchanges radio resource control information between the terminal and the network.
  • Various RRC states such as an idle mode and an RRC connected mode are defined according to the communication state of the UE, and transition between RRC states is possible as needed.
  • the RRC layer defines various procedures related to radio resource management such as system information broadcasting, RRC connection management procedure, multi-element carrier setup procedure, radio bearer control procedure, security procedure, measurement procedure, mobility management procedure (handover), etc. do.
  • the wireless communication system is any one of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a multiple-input single-output (MIS) system, a single-input single-output (SISO) system, and a single-input multiple-output (SIMO) system.
  • MIMO multiple-input multiple-output
  • MIS multiple-input single-output
  • SISO single-input single-output
  • SIMO single-input multiple-output
  • the MIMO system uses a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas.
  • the MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna.
  • the SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna.
  • the SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.
  • the transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots. Slots in a radio frame are numbered with slots # 0 through # 19. The time taken for one subframe to be transmitted is called a Transmission Time Interval (TTI). TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission. For example, one radio frame may have a length of 10 ms, one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the OFDM symbol is used to represent one symbol period since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, and may be called a different name according to a multiple access scheme.
  • SC-FDMA when SC-FDMA is used as an uplink multiple access scheme, it may be referred to as an SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • 3GPP LTE defines that one slot includes 7 OFDM symbols in a normal cyclic prefix (CP), and one slot includes 6 OFDM symbols in an extended CP. .
  • CP normal cyclic prefix
  • a wireless communication system can be largely divided into a frequency division duplex (FDD) system and a time division duplex (TDD) system.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the uplink transmission and the downlink transmission are time-divided in the entire frequency band, and thus the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the terminal cannot be simultaneously performed.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and N RB resource blocks in the frequency domain.
  • the number N RB of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth set in the cell. For example, in the LTE system, N RB may be any one of 60 to 110.
  • One resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the structure of the uplink slot may also be the same as that of the downlink slot.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • an exemplary resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements including 7 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain, but the number of OFDM symbols and the number of subcarriers in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the CP, frequency spacing, and the like. For example, the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP. The number of subcarriers in one OFDM symbol may be selected and used among 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • the downlink subframe includes two slots in the time domain, and each slot includes seven OFDM symbols in the normal CP.
  • the leading up to 3 OFDM symbols (up to 4 OFDM symbols for 1.4Mhz bandwidth) of the first slot in the subframe are the control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are the PDSCH (Physical Downlink Shared Channel). Becomes the data area to be allocated.
  • PDCCH is a resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, random access transmitted on PDSCH Resource allocation of upper layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of Voice over Internet Protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive CCEs.
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, and attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) to the control information.
  • a unique identifier (RNTI: Radio Network Temporary Identifier) is masked according to an owner or a purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, a unique identifier of the terminal, for example, a C-RNTI (Cell-RNTI) may be masked to the CRC.
  • a paging indication identifier for example, P-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) for transmitting uplink control information.
  • the data region is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting data.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • the terminal may support simultaneous transmission of the PUSCH and the PUCCH.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include CQI, PMI (Precoding Matrix Indicator), HARQ, RI (Rank Indicator), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot.
  • the frequency occupied by the resource block belonging to the resource block pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the terminal may obtain a frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • PUCCH carries various kinds of control information according to a format.
  • PUCCH format 1 carries a scheduling request (SR). In this case, an OOK (On-Off Keying) method may be applied.
  • PUCCH format 1a carries ACK / NACK (Acknowledgement / Non-Acknowledgement) modulated in a Bit Phase Shift Keying (BPSK) scheme for one codeword.
  • PUCCH format 1b carries ACK / NACK modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) for two codewords.
  • PUCCH format 2 carries a channel quality indicator (CQI) modulated in a QPSK scheme.
  • PUCCH formats 2a and 2b carry CQI and ACK / NACK.
  • Table 1 shows a modulation scheme according to the PUCCH format and the number of bits in a subframe.
  • Table 2 shows the number of OFDM symbols used as PUCCH demodulation reference signals per slot.
  • Table 3 shows positions of OFDM symbols to which demodulation reference signals are mapped according to a PUCCH format.
  • FIG. 6 illustrates a relationship of physical mapping of a PUCCH format to a control region.
  • the number of resource blocks (N (2) RB ) that can be used in the PUCCH format 2 / 2a / 2b through which the CQI is transmitted may be indicated to the UE through a broadcast signal.
  • FIG. 7 shows a channel structure of PUCCH format 2 / 2a / 2b for one slot in a normal CP.
  • the PUCCH format 2 / 2a / 2b is used for transmission of CQI.
  • SC-FDMA symbols 1 and 5 in a normal CP are used for a DM RS (demodulation reference symbol) which is an uplink reference signal.
  • SC-FDMA symbol 3 is used for the DM RS.
  • Ten CQI information bits are channel coded, for example, at a rate of 1/2, resulting in 20 coded bits.
  • Reed-Muller code may be used for channel coding.
  • scrambling similar to PUSCH data being scrambled into a gold sequence of length 31
  • QPSK constellation mapping to generate QPSK modulation symbols (d 0 to d 4 in slot 0).
  • Each QPSK modulation symbol is modulated with a cyclic shift of a basic RS sequence of length 12 and OFDM modulated, and then transmitted in each of 10 SC-FDMA symbols in a subframe. 12 uniformly spaced cyclic shifts allow 12 different terminals to be orthogonally multiplexed in the same PUCCH resource block.
  • a basic RS sequence of length 12 may be used as a DM RS sequence applied to SC-FDMA symbols 1 and 5
  • w 0 , w 1 , w 2 and w 3 may be modulated in the time domain after Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) modulation or in the frequency domain before IFFT modulation.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • ACK / NACK and CQI may be transmitted simultaneously in the same subframe, and simultaneous transmission may not be allowed.
  • simultaneous transmission of ACK / NACK and CQI it may be necessary for the UE to transmit ACK / NACK in the PUCCH of the subframe in which CQI feedback is configured.
  • the CQI is dropped and only ACK / NACK is transmitted through PUCCH formats 1a / 1b.
  • Simultaneous transmission of ACK / NACK and CQI in the same subframe may be possible through UE-specific higher layer signaling.
  • simultaneous transmission it is necessary to multiplex CQI and 1-bit or 2-bit ACK / NACK information in the same PUCCH resource block in a subframe in which the base station scheduler allows simultaneous transmission of CQI and ACK / NACK.
  • CM cubic metric
  • the method of multiplexing CQI and ACK / NACK while maintaining a single carrier characteristic is different in a normal CP and an extended CP.
  • the ACK / NACK bits are not scrambled and BPSK (for 1-bit) / QPSK (2 bit C) is modulated to become one ACK / NACK modulation symbol (d HARQ ).
  • the ACK is encoded in binary '1' and the NACK is encoded in binary '0'.
  • One ACK / NACK modulation symbol d HARQ is used to modulate the second RS symbol in each slot. That is, ACK / NACK is signaled using RS.
  • NACK NACK, NACK in the case of two downlink codeword transmissions
  • a discontinuous transmission which means a case in which a UE fails to detect a downlink grant in a PDCCH, does not transmit all ACKs or NACKs, and in this case, it becomes a default NACK.
  • the DTX is interpreted by the base station as a NACK and causes downlink retransmission.
  • 10 shows an example of joint coding of ACK / NACK and CQI in an extended CP.
  • the maximum number of bits of information bits supported by the block code may be thirteen.
  • the CQI information bit K cqi may be 11 bits and the ACK / NACK information bit K ACK / NACK may be 2 bits.
  • the CQI information bit and the ACK / NACK information bit are joint coded to form a 20-bit Reed-Muller based block code.
  • the 20-bit codeword generated through this process is transmitted on the PUCCH having the channel structure described in FIG. 7 (in contrast to FIG. 7, one RS symbol is used per slot).
  • Table 4 below is an example of an (20, A) RM code used for channel coding of uplink control information (UCI) of 3GPP LTE.
  • A may be the number of bits (ie, K cqi + K ACK / NACK ) of the bit string to which the CQI information bits and the ACK / NACK information bits are connected. If the bit stream is a 0 , a 1 , a 2 , ..., a A-1 , the bit stream may be used as an input of a channel coding block using an RM code of (20, A). have.
  • the channel encoding bits b 0 , b 1 , b 2 , ..., b B-1 may be generated by Equation 1 below.
  • ACK / NACK and SR may be multiplexed.
  • the UE when ACK / NACK and SR are simultaneously transmitted in the same subframe, the UE transmits ACK / NACK in the allocated SR resource. In this case, it means a positive SR.
  • the terminal may transmit ACK / NACK in the allocated ACK / NACK resources, in this case means a negative SR. That is, the base station can identify whether the SR is a positive SR or a negative SR, as well as the ACK / NACK, through which resource the ACK / NACK is transmitted in a subframe in which ACK / NACK and SR are simultaneously transmitted.
  • the DTX / NACK and the positive SR are mapped to +1 of the constellation map, and the ACK is mapped to ⁇ 1.
  • the wireless communication system may support a carrier aggregation system.
  • carrier aggregation means a plurality of carriers having a small bandwidth to form a broadband.
  • the carrier aggregation system refers to a system in which one or more carriers having a bandwidth smaller than the target broadband is configured to configure the broadband when the wireless communication system attempts to support the broadband.
  • the UE may feed back a plurality of ACK / NACKs for the plurality of PDSCHs to the base station. This is because the UE may receive a plurality of PDSCHs in a plurality of subframes and transmit ACK / NACK for the plurality of PDSCHs in one subframe. At this time, there are two types of ACK / NACK transmission methods.
  • the first is ACK / NACK bundling.
  • ACK / NACK bundling combines the ACK / NACK bits for a plurality of data units through a logical AND operation. For example, when the terminal successfully decodes the entire plurality of data units, only one ACK bit is transmitted. On the other hand, when the terminal fails to decode or detect any one of the plurality of data units, the terminal transmits NACK bits or nothing.
  • the second is the multiplexing of ACK / NACK.
  • the content or meaning of ACK / NACK for a plurality of data units can be identified by a combination of one of PUCCH resources and QPSK modulation symbols used for actual ACK / NACK transmission.
  • the ACK / NACK may be identified as shown in the following table at the transmitting node (eg, base station) that transmitted the data unit.
  • HARQ-ACK (i) indicates an ACK / NACK result for data unit i.
  • DTX means that there was no transmission of the data unit for the corresponding HARQ-ACK (i). Or it means that the receiving end (eg, the terminal) did not detect the data unit for the HARQ-ACK (i).
  • n (1) PUCCH, X indicates PUCCH resources used for actual transmission of ACK / NACK, and there are a maximum of two PUCCH resources. That is, n (1) PUCCH, 0, n (1) PUCCH, 1 . b (0) and b (1) indicate 2 bits carried by the selected PUCCH resource.
  • the modulation symbol transmitted through the PUCCH resource is determined according to b (0) and b (1).
  • the receiving end uses two PUCCH resources n (1) PUCCH, 1 to write two bits (b (0), b (1)) to (1,1). Should be sent.
  • n (1) PUCCH 1
  • the receiving end receives two data units, fails to decode the first data unit, and decodes the second data unit. In this case, the receiving end should transmit (0,0) using n (1) PUCCH, 1 .
  • NACK and DTX are basically indicated as a couple like NACK / DTX. This is because the combination of the PUCCH resource and the QPSK symbol is not enough to cover all ACK / NACK combinations by distinguishing between NACK and DTX.
  • 13 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • a single carrier system only one carrier is supported to the terminal in uplink and downlink.
  • the bandwidth of the carrier may vary, but only one carrier is allocated to the terminal.
  • a plurality of component carriers (DL CC A to C, UL CC A to C) may be allocated to a terminal. For example, three 20 MHz component carriers may be allocated to allocate a 60 MHz bandwidth to the terminal.
  • the carrier aggregation system may be classified into a contiguous carrier aggregation system in which each carrier is continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which each carrier is separated from each other.
  • a carrier aggregation system simply referred to as a carrier aggregation system, it should be understood to include both the case where the component carrier is continuous and the case where it is discontinuous.
  • the target component carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • the 3GPP LTE system supports bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz, and the 3GPP LTE-A system may configure a bandwidth of 20 MHz or more using only the bandwidth of the 3GPP LTE system.
  • broadband can be configured by defining new bandwidth without using the bandwidth of the existing system.
  • the system frequency band of a wireless communication system is divided into a plurality of carrier frequencies.
  • the carrier frequency means a center frequency of a cell.
  • a cell may mean a downlink frequency resource and an uplink frequency resource.
  • the cell may mean a combination of a downlink frequency resource and an optional uplink frequency resource.
  • CA carrier aggregation
  • the terminal In order to transmit and receive packet data through a specific cell, the terminal must first complete configuration for a specific cell.
  • the configuration refers to a state in which reception of system information necessary for data transmission and reception for a corresponding cell is completed.
  • the configuration may include an overall process of receiving common physical layer parameters required for data transmission and reception, or MAC layer parameters, or parameters required for a specific operation in the RRC layer.
  • the cell in the configuration complete state may exist in an activation or deactivation state.
  • activation means that data is transmitted or received or is in a ready state.
  • the UE may monitor or receive a control channel (PDCCH) and a data channel (PDSCH) of an activated cell in order to identify resources (which may be frequency, time, etc.) allocated thereto.
  • PDCCH control channel
  • PDSCH data channel
  • Deactivation means that transmission or reception of traffic data is impossible, and measurement or transmission of minimum information is possible.
  • the terminal may receive system information (SI) required for packet reception from the deactivated cell.
  • SI system information
  • the terminal does not monitor or receive the control channel (PDCCH) and data channel (PDSCH) of the deactivated cell in order to check the resources (may be frequency, time, etc.) allocated to them.
  • PDCH control channel
  • PDSCH data channel
  • the cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • the primary cell refers to a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which the terminal performs an initial connection establishment procedure or connection reestablishment with the base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency and is set up once the RRC connection is established and used to provide additional radio resources.
  • the serving cell is configured as a primary cell when the CA is not configured or the terminal cannot provide the CA.
  • the term serving cell is used to denote a set composed of one or a plurality of cells of a primary cell and all secondary cells.
  • the primary cell refers to one serving cell that provides security input and NAS mobility information in an RRC connection or re-establishment state.
  • at least one cell may be configured to form a serving cell set together with a primary cell, wherein the at least one cell is called a secondary cell.
  • the set of serving cells configured for one terminal may be configured of only one primary cell or one primary cell and at least one secondary cell.
  • a primary component carrier means a CC corresponding to a primary cell.
  • the PCC is a CC in which the terminal initially makes a connection (connection or RRC connection) with the base station among several CCs.
  • the PCC is a special CC that manages a connection (Connection or RRC Connection) for signaling regarding a plurality of CCs and manages UE context, which is connection information related to a terminal.
  • the PCC is connected to the terminal and always exists in the active state in the RRC connected mode.
  • Secondary component carrier refers to a CC corresponding to the secondary cell. That is, the SCC is a CC allocated to the terminal other than the PCC, and the SCC is an extended carrier for the additional resource allocation other than the PCC and may be divided into an activated or deactivated state.
  • the downlink component carrier corresponding to the primary cell is called a downlink primary component carrier (DL PCC), and the uplink component carrier corresponding to the primary cell is called an uplink major carrier (UL PCC).
  • DL PCC downlink primary component carrier
  • UL PCC uplink major carrier
  • the component carrier corresponding to the secondary cell is referred to as a DL secondary CC (DL SCC)
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC uplink secondary component carrier
  • the primary cell and the secondary cell have the following characteristics.
  • the primary cell is used for transmission of the PUCCH.
  • the primary cell is always activated, while the secondary cell is a carrier that is activated / deactivated according to specific conditions.
  • RRC reconnection when the primary cell experiences Radio Link Failure (RFL), RRC reconnection is triggered, but when the secondary cell experiences RLF, RRC reconnection is not triggered.
  • RLF Radio Link Failure
  • the primary cell may be changed by a security key change or a handover procedure accompanying a RACH (Random Access CHannel) procedure.
  • RACH Random Access CHannel
  • NAS non-access stratum
  • the primary cell always consists of a pair of DL PCC and UL PCC.
  • a different CC may be configured as a primary cell for each UE.
  • RRC layer may be used to transmit system information of a dedicated secondary cell.
  • the downlink component carrier may configure one serving cell, or the downlink component carrier and the uplink component carrier may be configured to configure one serving cell. However, the serving cell is not configured with only one uplink component carrier.
  • the activation / deactivation of the component carrier is equivalent to the concept of activation / deactivation of the serving cell. For example, assuming that serving cell 1 is configured with DL CC1, activation of serving cell 1 means activation of DL CC1. If the serving cell 2 assumes that DL CC2 and UL CC2 are connected and configured, activation of serving cell 2 means activation of DL CC2 and UL CC2. In this sense, each component carrier may correspond to a cell.
  • the number of component carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently.
  • the case where the number of downlink CCs and the number of uplink CCs are the same is called symmetric aggregation, and when the number is different, it is called asymmetric aggregation.
  • the size (ie bandwidth) of the CCs may be different. For example, assuming that 5 CCs are used for a 70 MHz band configuration, 5 MHz CC (carrier # 0) + 20 MHz CC (carrier # 1) + 20 MHz CC (carrier # 2) + 20 MHz CC (carrier # 3) It may be configured as + 5MHz CC (carrier # 4).
  • a plurality of component carriers may be supported. That is, one terminal may receive a plurality of PDSCHs through a plurality of DL CCs.
  • the UE may transmit ACK / NACK for the plurality of PDSCHs through one UL CC, for example, UL PCC. That is, in the conventional single carrier system, since only one PDSCH is received in one subframe, up to two HARQ ACK / NACKs (hereinafter, simply referred to as ACK / NACK) information may be transmitted.
  • ACK / NACK HARQ ACK / NACK
  • the multi-bit ACK / NACK means the ACK / NACK bits for a plurality of PDSCH.
  • the ACK / NACK feedback state for the DL CC is ACK / ACK, ACK / NACK, NACK / If there are ACK, NACK / NACK, and DTX, which is a message indicating that the PDCCH has not been received, there are five feedback states. If the UE does not operate in the SU-MIMO mode and receives only one codeword, three feedback states exist such as ACK, NACK, and DTX.
  • Method 1-1 PUCCH format 2 based method.
  • This method is a method of transmitting multi-bit ACK / NACK information for the PDSCH of a plurality of DL CC based on the PUCCH format 2.
  • ACK / NACK information bits which are multi bits, for example, ACK / NACK information bits, which are 10 bits, are channel coded at a 1/2 code rate to be 20 ACK / NACK coded bits.
  • Reed-Muller (RM) codes may be used for channel coding. RM codes may refer to Table 4 above.
  • the ACK / NACK coded bits are QPSK constellation mapping to generate QPSK modulation symbols (eg, d 0 to d 4 in slot 0). Each QPSK modulation symbol is modulated with a cyclic shift of a basic RS sequence of length 12 and OFDM modulated, and then transmitted in each of 10 SC-FDMA symbols in a subframe.
  • any one of the following two channel coding methods may be used.
  • Method 1-1-1 fast codebook adaptation
  • This method is a method of sequentially mapping the multi-bit ACK / NACK to be transmitted in a subframe to optimize the ACK / NACK transmission performance for a plurality of DL CCs from the first basis, that is, the first column vector of the RM code. That is, channel coding is performed by mapping the first ACK / NACK information bit (MSB) to the first basis of the RM code and the next ACK / NACK information bit to the second basis of the RM code in the multi-bit ACK / NACK information bit string. That's how.
  • the RM code is designed to derive the optimized performance when channel coding by sequentially mapping from the first basis to the same payload.
  • the mapping between the ACK / NACK and the basis of the RM code shows optimal performance. Can be.
  • the base station preferably informs the number of PDSCH codewords and / or PDSCH counters transmitted through a date assignment index (DAI) and a downlink control signal.
  • DAI date assignment index
  • This method maps the multi-bit ACK / NACK to the basis of the semi-static fixed RM code when mapping the basis of the RM code.
  • the terminal may channel-code the corresponding ACK / NACK information bit for each codeword of each DL CC to a basis of a semi-statically determined RM code.
  • the UE performs channel coding by mapping the ACK / NACK information bit for the PDSCH received for each subframe to a basis of a predetermined RM code.
  • the base station may assume and decode the payload according to the number of codewords of the DL CC set during ACK / NACK decoding. Thus, ACK / NACK can be decoded without payload mismatch.
  • a total of five DL CCs are configured for the UE, and up to two codewords may be received in DL CC 1 to DL CC 4 (that is, in MIMO mode), and only one codeword in DL CC 5 Assume that it can receive (ie non-MIMO mode).
  • the UE receives the PDSCH through DL CC 1 and DL CC 3 in an arbitrary subframe.
  • the basis (ie, column vector) of the RM code is represented by b0, b1, ..., b10.
  • the ACK / NACK information bit for the codeword 1 (C1) of the DL CC 1 is mapped to the first basis b0 as shown in FIG. 15 (a), and the codeword of the DL CC 1
  • the ACK / NACK information bits for 2 (C2) are mapped to b1, the second basis.
  • the ACK / NACK information bit for codeword 1 (C1) of DL CC 2 is mapped to b2 as the third basis
  • the ACK / NACK information bit for codeword 2 (C2) of DL CC 2 is b3 as the fourth basis. Is mapped to.
  • the ACK / NACK information bits for the codeword of each DL CC are sequentially mapped to the basis of the RM code.
  • the ACK / NACK information bit for the codeword of each DL CC is mapped to a basis of a predetermined RM code as shown in FIG. 15 (b).
  • codewords 1 and 2 of DL CC1 are b0 and b1
  • codewords 1 and 2 of DL CC2 are b2 and b3
  • codewords 1 and 2 of DL CC3 are b4 and b5 and codewords of DL CC4.
  • 1 and 2 may be mapped to b6 and b7 in advance and codewords 1 and 2 of DL CC5 may be mapped to b8 and b9.
  • the ACK / NACK information bits are mapped to a predetermined basis as shown in FIG. 15 (b) and channel coded.
  • Method 1-2 Block Spreading Based Method.
  • the block spreading-based method refers to a method of multiplexing a modulation symbol sequence obtained by modulating a multi-bit ACK / NACK using a block spreading code.
  • the block spreading based method may use the SC-FDMA scheme.
  • SC-FDMA a transmission scheme in which IFFT is performed after DFT spreading is called SC-FDMA.
  • SC-FDMA may also be referred to as DFT-s OFDM.
  • a peak-to-average power ratio (PAPR) or a cubic metric (CM) may be lowered.
  • PAPR peak-to-average power ratio
  • CM cubic metric
  • the block spreading based method may be used to multiplex multi-bit ACK / NACK for a plurality of terminals in the same resource block.
  • 16 is an example of a block threading based scheme.
  • a modulation symbol sequence ⁇ d1, d2, ... ⁇ is spread by applying a block spreading code.
  • the modulation symbol sequence is a multi-bit ACK / NACK information bits are channel coded (using RM code, TBCC, punctured RM code, etc.) to generate the ACK / NACK coded bits, the ACK / NACK coded bits are modulated It may be a sequence of (eg, QPSK) modulated symbols.
  • the ACK / NACK coded bits may be generated by applying the fast codebook applying method or the slow codebook applying method described above.
  • FIG. 16 illustrates a case in which three RS symbols exist in one slot, two RS symbols may exist and in this case, a block spreading code having a length of 5 may be used. Table 6 below shows an example of the block spreading code.
  • N PUCCH SF represents a spreading factor (SF).
  • This method is a variation of the PUCCH format 1a / 1b used in LTE rel-8, in which one UE reduces the spreading factor of an orthogonal code to multiplex more ACK / NACK information into the same resource block.
  • the spreading factor is 4
  • the spreading factor is reduced to 2 or 1
  • one terminal is one.
  • the number of ACK / NACK modulation symbols that can be transmitted in the slot is extended to two or four. Therefore, more ACK / NACK information can be transmitted.
  • the present method is a method of extending an existing ACK / NACK transmission method, that is, a method of transmitting ACK / NACK information using PUCCH formats 1a / 1b to a plurality of PUCCHs. For example, if the UE has received a total of N PDSCHs, a total of N PUCCHs may be simultaneously transmitted in PUCCH formats 1a / 1b.
  • This method is a method of applying the ACK / NACK multiplexing scheme used in LTE rel-8 TDD to FDD in a carrier aggregation environment.
  • TDD Time Division Duplex
  • ACK / NACK information on PDSCH received in a plurality of subframes is transmitted in one subframe, and this method is applied to FDD. That is, a terminal receiving a plurality of PDSCHs in a plurality of DL CCs transmits ACK / NACK using one (or a plurality) PUCCHs (PUCCH format 1b).
  • the terminal may be transmitted by multiplexing ACK / NACK and SR, ACK / NACK and CQI in a carrier aggregation system.
  • the present invention is a method of phase-modulating SR information on an RS symbol of an ACK / NACK signal in an SR subframe capable of transmitting SR (wherein, the ACK / NACK signal is any one of the above-described methods 1 to 3). Means an ACK / NACK signal transmitted using). That is, multiplexing of 1-bit SR information by in-phase or other out-phase of a phase between some RS symbols and the remaining RS symbols among a plurality of RS symbols used when transmitting an ACK / NACK signal Way.
  • an RS modulation application method may be determined according to which of ACK / NACK is transmitted according to the above-described methods 1-1 to 1-3, method 2, and method 3.
  • the SR can be modulated and transmitted in phase difference between the first RS symbol and the second RS symbol in the slot.
  • the SR may be modulated by the phase difference between the two RS symbols. If three RS symbols are used, the SR may be modulated by a phase difference between two adjacent RS symbols. That is, the SR may be modulated by the phase difference between the first RS symbol and the second RS symbol in the slot, or the second RS symbol and the third RS symbol in the slot.
  • the demodulation performance may be degraded during the SR reception rate and the ACK / NACK demodulation. You can boost by sending
  • ACK / NACK information is bundled to generate one or two bits of bundled ACK / NACK bits, and SR transmission.
  • a method of bundling ACK / NACK information may use any one of the following four methods.
  • a method of bundling by codeword considering SU-MIMO mode That is, one ACK / NACK is generated by bundling ACK / NACKs for the first codeword of each DL CC, and the other ACK / NACK is generated by bundling ACK / NACKs for the second codeword of each DL CC. .
  • ACK / NACK for a codeword of the DL CC may be bundled together at the time of ACK / NACK bundling for the first codeword.
  • a method of bundling ACK / NACK information according to the transmission mode of each DL CC For example, one ACK / NACK is made by bundling ACK / NACK information for DL CCs in a single codeword mode among DL CCs, and the ACK / NACK information for DL CCs in SU-MIMO mode is bundled with 2 This is a method of generating ACK / NACK.
  • the number of groups may be two, and the UE may be informed in advance by a higher layer signal such as RRC, a CC activation / deactivation signal, or the like.
  • ACK / NACK for a PDSCH transmitted in a specific DL CC is transmitted according to a conventional scheme (PUCCH 1a / 1b), and ACK / NACK for the remaining DL CCs is Transmission can be made by the method 1 to 3 described above.
  • ACK / NACK for a specific DL CC may be transmitted through a resource reserved for SR transmission, and ACK / NACK for the remaining DL CCs may be transmitted using the methods 1 to 3 described above. have.
  • Method 4-3 joint coding of ACK / NACK and SR
  • SR transmission and ACK / NACK transmission may collide in a subframe capable of SR transmission.
  • ACK / NACK transmission is transmitted using SR resources. If SR transmission is not necessary in the subframe, ACK / NACK is transmitted using a resource reserved for ACK / NACK, and no signal is transmitted to SR resource.
  • a carrier aggregation system such as an LTE-A system, since ACK / NACK for a plurality of PDSCHs is transmitted, when there is no PUSCH transmission, a modification of an existing multiplexing method of SR and ACK / NACK is required.
  • This method is a method of multiplexing SR information by adding 1 bit to the payload of a multi-bit ACK / NACK in an SR subframe. For example, if a channel bit is coded with an N bit information bit payload for ACK / NACK transmission in a subframe other than the SR subframe, a M bit (M ⁇ N) coded bit is generated and transmitted.
  • the number of bits or states of the ACK / NACK information may be reduced, and then 1 bit for the SR may be added to transmit without increasing the payload of the information bits. have.
  • the ACK / NACK information compression method for reducing the number of bits or states of the ACK / NACK information may use any one of the following three methods.
  • the DTX state can be treated as NACK.
  • the DTX state can be treated as NACK.
  • NACK ACK / ACK
  • ACK / NACK ACK / NACK
  • NACK / ACK NACK / NACK
  • DTX DTX
  • three states (ACK, NACK, DTX) can be reduced to two states (ACK, NACK) by transmitting the DTX to the NACK state in the DL CC operating in the single codeword mode.
  • the method of reducing the DTX state may be applied to all DL CCs or only to some CCs.
  • Spatial bundling is a method of reducing states through bundling ACK / NACKs for codewords of different DL CCs. Spatial bundling can also be applied to all DL CCs or only to some DL CCs.
  • FIG. 17 illustrates a joint coding method of ACK / NACK and SR in a carrier aggregation system.
  • the terminal combines the first UCI information bits and the second UCI information bits to generate a bit string, and channel codes the generated bit string.
  • Channel coding can be simple repetition, simplex coding, RM coding, punctured RM coding, tail-biting convolutional coding (TBCC), low density parity check (LDPC) coding or turbo coding Any one of various types of coding schemes such as turbo coding) may be used.
  • the first UCI information bit may be ACK / NACK and the second UCI information bit may be SR (1 bit). That is, the SR information bit may be added at the end of the ACK / NACK information bit.
  • This may be expressed as an SR information bit being added to the least significant bit (LSB) in the bit string of the ACK / NACK and the SR.
  • the way in which the SR information bits are added to the LSB means that when joint coding the SR information bits with the ACK / NACK information bits, the SR information bits are mapped to the rightmost basis of the RM code, that is, the rightmost column.
  • the first UCI information bit may be an SR (1 bit) and the second UCI information bit may be ACK / NACK. This may be expressed as the SR information bit is added to the most significant bit (MSB) in the bit string of the ACK / NACK and the SR. Then, the first basis b0 of the RM code and the SR information bits are mapped in channel coding.
  • MSB most significant bit
  • a total of five DL CCs are configured for the UE, and up to two codewords may be received in DL CC 1 to DL CC 4 (that is, in MIMO mode), and in DL CC 5. Assume that only one codeword can be received (ie, non-MIMO mode). In addition, it is assumed that the UE receives the PDSCH through DL CC 1 and DL CC 3 in an arbitrary subframe.
  • the basis (ie, column vector) of the RM code is represented by b0, b1, ..., b10.
  • the SR information bit may be placed in the LSB. Then, the SR information bits are mapped and channel coded to b9, which is the basis following the RM code basis b0 to b8 reserved for ACK / NACK transmission. Then, one additional RM code basis is added for the SR information bits without changing the static mapping of the statically fixed ACK / NACK and RM codes. Therefore, the base station has an advantage that decoding can be performed without modifying the basis mapping of the existing ACK / NACK and RM codes in the SR subframe.
  • 19 illustrates a process of placing SR information bits in the MSB and channel coding the slow codebook.
  • the SR information bit is placed in the MSB. This means that it is mapped to the leftmost basis of the RM code. For example, when transmitting ACK / NACK information bits and SR information bits in PUCCH format 2, the SR information bits are mapped to the first basis of the RM code.
  • ACK / NACK is transmitted using the slow codebook application method described above (that is, when the basis of ACK / NACK and RM code for each CC is fixed semi-statically)
  • the SR information bit is placed in the MSB to optimize the RM code channel.
  • the possibility of coding increases. In other words, the basis used for RM encoding (compared to the method of allocating SR information bits to the LSB) is more likely to be used sequentially from the first basis, which is advantageous in terms of RM code performance.
  • the terminal may implicitly shift the basis mapping of the ACK / NACK information bit and the RM code.
  • the existing semi-static ACK / NACK information bit and RM code basis mapping method are used as it is.
  • ACK / NACK information mapping is performed to ensure RM code basis mapping of SR information bit.
  • NACK information bits and RM code basis mapping may be implicitly shifted.
  • 20 illustrates a process in which a UE combines different UCIs and jointly codes them, and then maps them to resource blocks of each slot.
  • 20 illustrates ACK / NACK and SR as examples of different UCIs.
  • channel coding is performed on a bit string including ACK / NACK information bits and SR information bits for each component carrier (S201).
  • the SR information bit may be added to the end of the ACK / NACK information bit.
  • the RM code may be used for channel coding.
  • the following table illustrates an RM code applied to a bit string consisting of ACK / NACK information bits and SR information bits.
  • the encoding information bits generated as a result of the channel coding may be rate-matched in consideration of a resource mapped to a modulation symbol order to be applied.
  • Terminal specific scrambling using a scrambling code corresponding to eg, a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) may be applied (S202).
  • the scrambled encoding information bits are modulated through a modulator (S203).
  • the scrambled encoding information bits may be modulated to generate a modulation symbol sequence consisting of QPSK symbols.
  • the QPSK symbol may be a complex modulation symbol having a complex value.
  • a Discrete Fourier Transform (DFT) for generating a single carrier waveform in each slot is performed on the QPSK symbols in each slot (S204).
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • the modulation symbol sequence is spread by an orthogonal sequence to generate a spread sequence.
  • the spreaded sequence includes a sequence generated by multiplying some modulation symbols included in the modulation symbol sequence by elements of an orthogonal sequence.
  • the generated sequence may be allocated to each subcarrier in an SC-FDMA symbol and transmitted.
  • the number of some modulation symbols may be equal to the number of subcarriers included in the resource block.
  • the spreading factor of the spreading code may vary depending on the system, and may be predefined or known to the terminal through DCI or RRC signaling. This control channel is called PUCCH format 3.
  • the spread sequence as described above is mapped to subcarriers in the resource block (S206 and S207). Thereafter, the signal is transformed into a signal in the time domain by an inverse fast fourier transform (IFFT), and the CP is attached and transmitted through a radio frequency (RF) unit.
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • RF radio frequency
  • 21 shows an example in which QPSK symbols spread in a normal CP are mapped to subcarriers in a resource block.
  • QPSK symbols d0 to d11 and d23 in d12 are each time spread over five SC-FDMA symbols in one slot.
  • the reference signal is mapped to the 2nd and 6th SC-FDMA symbols in each slot. This is the same position where the reference signal is mapped in PUCCH format 2 / 2a / 2b in LTE rel-8.
  • Method 4-4 allocate new resources for the SR
  • the terminal transmits the multi-bit ACK / NACK as described in the above method 1, when the SR resource for transmitting the SR is reserved, the multi-bit ACK / NACK is transmitted without reserving the resource for PUCCH format 1 / 1a / 1b It is a method of reserving and using available resources. That is, ACK / NACK is transmitted using a multi-bit ACK / NACK resource if the SR is not transmitted in the SR subframe, and if a SR is transmitted in the SR subframe, the multi-bit ACK / is transmitted using the resource reserved for SR transmission. It is a method of transmitting a NACK. In this case, resource reservation for the SR is preferably reserved when the terminal is configured to operate in the multi-bit ACK / NACK mode.
  • Method 4-5 allocate additional resources for the SR
  • ACK / NACK information of up to 4 or 5 terminals may be multiplexed.
  • the RS symbol there are two resources that can be multiplexed, a CS (cyclic shift) of an RS sequence and an orthogonal code of an RS.
  • CS cyclic shift
  • the multiplexing capability of the RS may be greater.
  • the method can transmit SR information using this additionally available RS multiplexing resource (orthogonal code of CS and / or RS of RS sequence).
  • a plurality of RSs (preferably two) RS sequences cyclic shift (CS) can be used for the UE, so that the SR information CS can be determined according to which RS sequence CS among the plurality of RS sequences CS is used.
  • negative / positive SR can be transmitted.
  • the base station may recognize as a negative SR when the terminal transmits the RS using the RS sequence CS # 1 and a positive SR when the terminal transmits the RS using the RS sequence CS # 2.
  • the base station can detect the SR by detecting the received energy of a plurality of possible RS sequences CS.
  • SR information may be transmitted using an orthogonal code of RS.
  • two or three RS symbols used in one slot may be used. Therefore, SR information (negative / positive SR) can be transmitted according to which orthogonal code of length 2 or 3 orthogonal codes is used.
  • the base station may receive the SR information by detecting the energy of the possible orthogonal codes of the RS.
  • a method of transmitting an SR using a combination of two types of resources described above (CS of RS sequence and orthogonal code of RS) may be considered.
  • the base station additionally uses resources (i.e., CS and / or orthogonal codes of RS sequences) for SR transmission to the base station in advance so that the terminal can use the SR subframe.
  • resources i.e., CS and / or orthogonal codes of RS sequences
  • the UE first secures an SR resource (for example, a PUCCH format 1a / 1b can be transmitted) for SR transmission. If there is no need to transmit the SR in the SR subframe, for example, ACK / NACK is transmitted using the method 1, 2, 3, or the like described above. On the other hand, when SR information needs to be transmitted in an SR subframe, only ACK / NACK information of a specific DL CC (s), for example, DL PCC, is modulated and transmitted to the SR resource by BPSK or QPSK in PUCCH format 1a / 1b. do. If there is an ACK / NACK of another DL CC except for a specific DL CC, ACK / NACK transmission of other DL CCs may be dropped.
  • s for example, DL PCC
  • the BS is less than or equal to the number of ACK / NACKs (for example, up to two in the case of PUCCH formats 1a / 1b) that can be transmitted at the maximum in the reserved SR resources.
  • the DL grant of may be allocated 4 ms before the SR subframe to eliminate unnecessary ACK / NACK transmission drops.
  • the base station forcibly allocates unnecessary ACK / NACK drops by assigning only DL grants less than or equal to the number of ACK / NACKs that can be transmitted in the reserved SR resources 4 ms before the SR subframe. I can eliminate it.
  • CQI transmission and ACK / NACK transmission may collide in a CQI subframe in which periodic CQI transmission is possible.
  • the simultaneous transmission of the CQI and the ACK / NACK is set to enable, the ACK / NACK signal is multiplexed using a phase modulation scheme to the second RS symbol in the slot of PUCCH format 2 to which the CQI is transmitted.
  • ACK / NACK for a plurality of PDSCHs is transmitted.
  • the method generates a 1-bit or 2-bit bundled ACK / NACK signal by bundling ACK / NACK information for a plurality of PDSCHs in a CQI subframe, and then converts the ACK / NACK signal bundled with CQI into PUCCH format 2 / 2a. It is a method of transmitting using the / 2b method (RS phase difference).
  • the ACK / NACK bundling may apply any one of the methods described in the above-described method 4-2.
  • Method 5-1 transmits ACK / NACK for a specific DL CC using PUCCH format 2 / 2a / 2b, and ACK / NACK for PDSCH of other DL CCs except for the specific DL CC is described above in Method 1 To method 3 to transmit.
  • Method 5-2 Joint Coding and Bundling.
  • This method is a method of channel coding ACK / NACK information for a plurality of PDSCHs together with CQI information in a CQI subframe and transmitting them to a physical channel.
  • the UE may jointly code and transmit ACK / NACK information on all received PDSCHs together with the CQI without compression.
  • the UE may reduce the number of states of the ACK / NACK information or compress the number of bits, and then jointly code and transmit the CQI.
  • a bundled ACK / NACK bit may be generated, and a ACK / NACK bit bundled with CQI may be jointly coded and transmitted using (application) PUCCH format 2.
  • the ACK / NACK bundling may apply any one of the methods described in the above-described method 4-2.
  • the number of bits of the bit string including the ACK / NACK information bit and the CQI information bit (for example, when transmitting ACK / NACK and CQI in the PUCCH format 2 method, If the number of bits to be supported) is less than or equal to, the ACK / NACK information bit and the CQI information bit are jointly coded and transmitted. Otherwise, the CQI information is dropped and only ACK / NACK can be transmitted.
  • the terminal When the terminal is operating in TDD (Time Divison Duplexing) mode and the terminal uses the above-described block spreading-based method for transmitting a plurality of ACK / NACK, the following joint coding method may be considered.
  • TDD Time Divison Duplexing
  • ACK / NACK information is compressed for each CC (for example, compressed into 2 bits) to generate a bundled ACK / NACK.
  • the bundled ACK / NACK may be generated with up to 10 bits, for example, when the UE aggregates and uses up to 5 CCs.
  • Bundled ACK / NACK and CQI (eg, up to 11 bits) may be jointly coded in PUCCH format 3 and transmitted.
  • the method of compressing ACK / NACK information for each CC is as follows.
  • the UE transmits information on the number of ACKs for the PDSCH and the SPS release PDCCH received in each DL CC in the subframe in which the CQI is transmitted.
  • the UE does not detect the DTX indicating that the PDCCH has not been received, and may transmit the ACK count (ie, ACK counter) only when there is no NACK for all received PDSCHs (or PDCCHs). If at least one NACK exists for all received PDSCHs, the ACK counter may be transmitted with a value of zero.
  • the number of ACKs received for each DL CC may be transmitted after being compressed into 2 bits as shown in Table 8 or Table 9 below.
  • the number of ACKs indicated by the ACK counter may be 1, 4, or 7. Since the base station knows the number of DL grants allocated to the terminal, it can predict the number of ACKs indicated by the ACK counter. For example, assume that the base station configures three DL CCs to the UE and each DL CC operates in the SU-MIMO mode. In this case, if the UE feeds back 10 to the HARQ-ACK state, the base station may predict 4 by the number of ACKs indicated by the ACK counter. A total of six codewords have been transmitted through three DL CCs, so it is unlikely that only one ACK will be fed back, and seven ACKs cannot be fed back. Accordingly, the base station may predict that the number of ACKs indicated by the ACK counter is four.
  • ACK / NACK for DL CCs configured in the MIMO mode may be spatially bundled first. That is, the UE may bundle and transmit ACK / NACK for each codeword between DL CCs operating in the SU-MIMO mode. For example, when DL CC 1 and DL CC 2 operate in the MIMO mode and are configured for one UE, the UE ACK / NACK for codeword 1 of DL CC 1 and ACK / NACK for codeword 1 of DL CC 2.
  • the spatial bundling can be performed by bundling NACK through a logical AND operation, and ACK / NACK for codeword 2 of DL CC 1 and ACK / NACK for codeword 2 of DL CC 2 through logical AND operation.
  • the ACK counter may mean the number of spatially bundled ACKs for each DL CC.
  • the UE is configured in the TDD mode, but the DL subframe: UL subframe (that is, the number or ratio of DL subframes corresponding to one UL subframe) is 1: 1 (and / or 2: It can be applied only if it is not 1).
  • the method 5-2 may be limitedly applied only when the number of ACK / NACK bits transmitted in a subframe other than the CQI subframe in which the UE transmits the CQI exceeds 10 bits.
  • the method 5-2 may be configured using RRC signaling or L1,2 signaling.
  • method 5-2 may perform ACK / NACK bundling according to the following embodiment. If the ACK / NACK is transmitted without spatial bundling in a subframe other than the CQI subframe in which the CQI is transmitted, the number of ACK / NACK bits to be fed back without bundling in the CQI subframe does not exceed X bits (for example, X is 10). If not, the CQI and ACK / NACK may be jointly coded and transmitted in PUCCH format 3 without any bundling.
  • the spatial bundling is attempted to generate spatially bundled ACK / NACK, and the number of spatially bundled ACK / NACK bits is X bits.
  • the spatially bundled ACK / NACK and CQI are jointly coded in PUCCH format 3 and transmitted. If the number of bits of the spatially bundled ACK / NACK exceeds X bits, the 2-bit ACK / NACK for each CC may be jointly coded in CQI and PUCCH format 3 using the above-described ACK counter method. Then, when the terminal jointly transmits the ACK / NACK and the CQI, there is an advantage of minimizing the degree of compression of the ACK / NACK.
  • method 5-2 may perform ACK / NACK bundling according to another embodiment.
  • the number of spatially bundled ACK / NACK bits is X bits (for example, X is 10) in the CQI subframe in which the CQI is transmitted. If it does not exceed, it is jointly coded with CQI without additional bundling and then transmitted in PUCCH format 3. If the number of spatially bundled ACK / NACK bits exceeds X bits in the CQI subframe in which the CQI is transmitted, two-bit ACK / NACK for each CC may be jointly coded and transmitted in CQI and PUCCH format 3 using the above-described ACK counter method. have.
  • this method when the UE transmits the joint coded ACK / NACK and CQI by using the method, it may have an advantage of minimizing the degree of compression of the ACK / NACK.
  • DL subframe If the UL subframe is not 2: 1 or 1: 1, spatial bundling for the ACK / NACK for the CC configured in the MIMO mode, and then 2 bits for each CC in the above-described ACK counter method ACK / NACK may be jointly coded in CQI and PUCCH format 3 and sent.
  • DL subframe If the UL subframe is 1: 1, ACK / NACK and CQI may be jointly coded in PUCCH format 3 and transmitted without applying only spatial bundling or applying any bundling.
  • ACK / NACK and CQI can be jointly coded in PUCCH format 3 and transmitted without applying only spatial bundling or bundling. At this time, the following operation can be considered.
  • CQI and ACK / NACK may be jointly coded in PUCCH format 3 without spatial bundling for ACK / NACK for the DL CC. If the UE configures more than two DL CCs, spatial bundling is performed and then jointly coded in CQI and PUCCH format 3 and transmitted.
  • Method 5-3 Piggyback Only ACK / NACK for a Specific CC.
  • This method transmits only the ACK / NACK information for a specific DL CC, for example, DL PCC, when the CQI and ACK / NACK for a plurality of DL CCs are to be transmitted at the same time.
  • ACK / NACK of the remaining DL CCs except for the specific DL CCs is a method of dropping.
  • the base station uses the number of DL grants that are less than or equal to the maximum number of ACK / NACKs that can be transmitted in the obtained CQI subframe (for example, up to two in the PUCCH format 2a / 2b). It can be allocated 4ms before the frame. Then, the drop of unnecessary ACK / NACK transmission can be forcibly eliminated.
  • the applied power offset value may be set to a power value for satisfying a condition required for ACK / NACK transmission.
  • the power offset value may be allocated by treating the other UCI like ACK / NACK.
  • the same transmission power as in the case where only the ACK / NACK is transmitted by the N bits may be applied. This is to prevent performance degradation of heterogeneous UCI and multiplexed ACK / NACK.
  • the PUCCH transmit power P PUCCH in subframe i of the UE may be determined as follows.
  • P CMAX, c (i) is the maximum transmission power set to the terminal in subframe i of the serving cell c, and is determined by the terminal based on a parameter received from the base station and a terminal-specific parameter.
  • ⁇ F_PUCCH (F) is provided in the upper layer, and the value of ⁇ F_PUCCH (F) corresponds to the PUCCH format (F).
  • ⁇ TxD (F ′) is a value given by the higher layer when the UE is configured to transmit the PUCCH in two antenna ports by the higher layer.
  • P O_PUCCH is a value given by a higher layer
  • g (i) is a current PUCCH power control adjustment state
  • PL c is the value for path loss.
  • h (n CQI , n HARQ , n SR ) is a value dependent on the PUCCH format, n CQI corresponds to the number of CQI information bits, and n SR is 1 or 0 if SR is configured in subframe i.
  • h (n CQI , n HARQ , n SR ) is given by the following equation.
  • the PUCCH transmission power P PUCCH may be determined by treating the other UCI like ACK / NACK. That is, the information bits of the SR are treated like the information bits of the ACK / NACK.
  • UCI multiplexing UCI information (CQI, ACK / NACK, SR) when there is no PUSCH transmission in a carrier aggregation system
  • the UCI multiplexing method may be commonly applied to all terminals in a cell, or may be partially applied to a terminal lacking uplink transmission power.
  • the above-described methods may be set according to the selection of the base station.
  • 22 is a block diagram illustrating a base station and a terminal in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 100 includes a processor 110, a memory 120, and a radio frequency unit (RF) 130.
  • the processor 110 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 110.
  • the memory 120 is connected to the processor 110 and stores various information for driving the processor 110.
  • the RF unit 130 is connected to the processor 110 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 200 includes a processor 210, a memory 220, and an RF unit 230.
  • the processor 210 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 210.
  • the processor 210 performs channel coding on the information bits of UCI to generate encoding information bits, modulates the generated encoding information bits to generate complex modulation symbols, and orthogonally modulates the complex modulation symbols. Spreading block-wise into a plurality of SC-FDMA symbols based on the sequence.
  • the processor 210 transmits a physical uplink control channel for transmitting complex modulation symbols to the base station 100 based on the information bits of the first UCI and the information bits of the second UCI included in the information bits of the UCI.
  • the memory 220 is connected to the processor 210 and stores various information for driving the processor 210.
  • the RF unit 230 is connected to the processor 210, transmits and / or receives a radio signal, and transmits the spread complex modulation symbols to the base station.
  • Processors 110 and 210 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory 120, 220 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 130 and 230 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memories 120 and 220 and executed by the processors 110 and 210.
  • the memories 120 and 220 may be inside or outside the processors 110 and 210, and may be connected to the processors 110 and 210 by various well-known means.
  • the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps than those described above. Can be.
  • the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법은 UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩(channel coding)을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고, 상기 생성된 인코딩 정보 비트들을 변조(modulation)하여 변조 심볼 시퀀스(modulation symbol sequence)들을 생성하고, 상기 변조 심볼 시퀀스를 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 블록 단위(block-wise) 스프레딩(spreading)하여 스프레딩된 시퀀스(spread sequence)를 생성하고, 상기 스프레딩된 시퀀스를 상향링크 제어 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되, 상기 UCI의 정보 비트들은 제1 UCI 비트 시퀀스와 제2 UCI 정보 비트를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 시스템에서 다이버시티를 구현하기 위한 기법에는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 공간 다중화(SM; Spatial Multiplexing) 등이 있다. 수신 안테나 수와 송신 안테나 수에 따른 MIMO 채널 행렬은 다수의 독립 채널로 분해될 수 있다. 각각의 독립 채널은 레이어(layer) 또는 스트림(stream)이라 한다. 레이어의 개수는 랭크(rank)라 한다.
상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)을 통해 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)가 전송될 수 있다. 상향링크 제어 정보는 스케쥴링 요청(SR; Scheduling Request), HARQ(Hybrid ARQ)를 위한 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indicator) 등의 다양한 종류의 정보를 포함할 수 있다. PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다.
최근, 반송파 집성 시스템이 주목받고 있다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.
반송파 집성 시스템에서 다양한 종류의 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법은 UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩(channel coding)을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고, 상기 생성된 인코딩 정보 비트들을 변조(modulation)하여 변조 심볼 시퀀스(modulation symbol sequence)들을 생성하고, 상기 변조 심볼 시퀀스를 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 블록 단위(block-wise) 스프레딩(spreading)하여 스프레딩된 시퀀스(spread sequence)를 생성하고, 상기 스프레딩된 시퀀스를 상향링크 제어 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되, 상기 UCI의 정보 비트들은 제1 UCI 비트 시퀀스와 제2 UCI 정보 비트를 포함한다.
상기 스프레딩된 시퀀스는 상기 변조 심벌 시퀀스 중 일부 변조 심벌들을 상기 직교 시퀀스의 요소와 곱하여 생성된 시퀀스를 포함한다.
상기 일부 변조 심벌들의 갯수는 자원 블록에 포함된 부반송파(subcarrier)의 갯수와 동일할 수 있다.
상기 상향링크 제어 채널의 전송 전력은 상기 제1 UCI 비트 시퀀스의 비트수 및 상기 제2 UCI 정보 비트에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 제1 UCI비트 시퀀스는 복수의 서빙셀(serving cell) 각각에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/Non-Acknowledgement) 정보 비트를 연접(concatenation)한 ACK/NACK 비트열이고, 상기 제2 UCI 정보 비트는 스케줄링 요청(scheduling request, SR) 정보 비트일 수 있다.
상기 SR 정보 비트는 상기 ACK/NACK 비트열의 마지막에 추가될 수 있다.
상기 SR 정보 비트는 1 비트일 수 있다.
상기 스프레딩 시퀀스는 7개의 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌로 구성된 슬롯에서 첫번째, 세번째, 네번째, 다섯번째 및 일곱번째 SC-FDMA 심벌을 통해 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
상기 슬롯에서 두번째 및 여섯번째 SC-FDMA 심벌에서는 참조 신호가 전송될 수 있다.
상기 스프레딩 시퀀스는 상기 단말이 상기 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 프라이머리 셀을 통해 전송될 수 있다.
상기 변조 심볼 시퀀스는 상기 인코딩 정보 비트들을 QPSK(quadrature phase shift keying)하여 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상향링크 제어정보 전송 장치는 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩(channel coding)을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고, 상기 생성된 인코딩 정보 비트들을 변조(modulation)하여 변조 심볼 시퀀스(modulation symbol sequence)들을 생성하고, 상기 변조 심볼 시퀀스를 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 블록 단위(block-wise) 스프레딩(spreading)하여 스프레딩된 시퀀스(spread sequence)를 생성하고, 상기 스프레딩된 시퀀스를 상향링크 제어 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되, 상기 UCI의 정보 비트들은 제1 UCI 비트 시퀀스와 제2 UCI 정보 비트를 포함한다.
상기 제1 UCI비트 시퀀스는 복수의 서빙셀(serving cell) 각각에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/Non-Acknowledgement) 정보 비트를 연접(concatenation)한 ACK/NACK 비트열이고, 상기 제2 UCI 정보 비트는 스케줄링 요청(scheduling request, SR) 정보 비트일 수 있다.
상기 SR 정보 비트는 1비트이고, 상기 ACK/NACK 비트열의 마지막에 추가될 수 있다.
상기 상향링크 제어 채널의 전송 전력은 상기 제1 UCI 비트 시퀀스의 비트수 및 상기 제2 UCI 정보 비트에 기반하여 결정될 수 있다.
다양한 종류의 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)가 같은 서브프레임(subframe) 또는 같은 슬롯(slot)에서 전송될 필요가 있을 때 충돌 없이 효율적으로 전송할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 PUCCH 포맷을 제어 영역으로 물리적 맵핑하는 관계를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다.
도 8은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다.
도 9는 노멀 CP에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.
도 10은 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.
도 11은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.
도 12는 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.
도 13은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 14는 PUCCH 포맷 2 기반 방법을 나타낸다.
도 15는 상술한 패스트 코드북 적용 방식 및 슬로우 코드북 적용 방식을 예시한다.
도 16은 블록 스트레딩 기반 방식의 예이다.
도 17은 반송파 집성 시스템에서 ACK/NACK과 SR의 조인트 코딩 방법을 나타낸다.
도 18은 슬로우 코드북 적용 시에 SR 정보 비트를 LSB에 위치시키고, 채널 코딩하는 과정을 예시한다.
도 19는 슬로우 코드북 적용 시에 SR 정보 비트를 MSB에 위치시키고, 채널 코딩하는 과정을 예시한다.
도 20은 단말이 서로 다른 UCI들을 결합하여 조인트 코딩한 후 각 슬롯의 자원블록에 맵핑하는 과정을 예시한다.
도 21은 노멀 CP에서 스프레딩된 QPSK 심벌들이 자원 블록 내의 부반송파에 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.
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 통신 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. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
무선 통신 시스템(10)은 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.
단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 서빙 기지국은 하나 또는 복수의 서빙 셀을 제공할 수 있다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
단말(12)과 기지국(11) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.
제1 계층인 물리계층(Physical Layer)은 상위에 있는 매체연결제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 전송 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널(Physical Channel)을 통해 데이터가 이동한다.
제2 계층인 무선 데이터링크 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층으로 구성된다. MAC 계층은 논리채널과 전송채널 사이의 매핑을 담당하는 계층으로, RLC 계층에서 전달된 데이터를 전송하기 위하여 적절한 전송채널을 선택하고, 필요한 제어 정보를 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 헤더(header)에 추가한다.
RLC 계층은 MAC의 상위에 위치하여 데이터의 신뢰성 있는 전송을 지원한다. 또한 RLC 계층은 무선 구간에 맞는 적절한 크기의 데이터를 구성하기 위하여 상위 계층으로부터 전달된 RLC SDU(Service Data Unit)들을 분할(Segmentation)하고 연결(Concatenation)한다. 수신기의 RLC 계층은 수신한 RLC PDU들로부터 원래의 RLC SDU를 복구하기 위해 데이터의 재결합(Reassemble)기능을 지원한다.
PDCP 계층은 패킷 교환 영역에서만 사용되며, 무선채널에서 패킷 데이터의 전송효율을 높일 수 있도록 IP 패킷의 헤더를 압축하여 전송할 수 있다.
제3 계층인 RRC 계층은 하위 계층을 제어하는 역할과 함께, 단말과 네트워크 사이에서 무선자원 제어정보를 교환한다. 단말의 통신 상태에 따라 휴지모드(Idle Mode), RRC 연결모드(Connected Mode)등 다양한 RRC 상태가 정의되며, 필요에 따라 RRC 상태간 전이가 가능하다. RRC 계층에서는 시스템 정보방송, RRC 접속 관리 절차, 다중 요소 반송파 설정절차, 무선 베어러(Radio Bearer) 제어절차, 보안절차, 측정절차, 이동성 관리 절차(핸드오버)등 무선자원관리와 관련된 다양한 절차들이 정의된다.
무선 통신 시스템은 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템, MISO(Multiple-Input Single-Output) 시스템, SISO(Single-Input Single-Output) 시스템 및 SIMO(Single-Input Multiple-Output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; Resource Block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 60 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; Radio Network Temporary Identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다.
상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(Precoding Matrix Indicator), HARQ, RI(Rank Indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
이하 PUCCH에 대해서 설명한다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다. PUCCH 포맷 1은 스케쥴링 요청(SR; Scheduling Request)을 나른다. 이때 OOK(On-Off Keying) 방식이 적용될 수 있다. PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대하여 BPSK(Bit Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement)을 나른다. PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드에 대하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK을 나른다. PUCCH 포맷 2는 QPSK 방식으로 변조된 CQI(Channel Quality Indicator)를 나른다. PUCCH 포맷 2a와 2b는 CQI와 ACK/NACK을 나른다.
표 1은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수를 나타낸다.
[표 1]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000001
표 2는 슬롯당 PUCCH 복조 참조 신호로 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 나타낸다.
[표 2]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000002
표 3은 PUCCH 포맷에 따른 복조 참조 신호가 맵핑되는 OFDM 심벌의 위치를 나타낸다.
[표 3]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000003
도 6은 PUCCH 포맷을 제어 영역으로 물리적 맵핑하는 관계를 나타낸다.
도 6을 참조하면, PUCCH 포맷 2/2a/2b는 대역 가장자리의 자원블록(예컨대, PUCCH 영역에서 m=0,1)에 맵핑되어 전송된다. 혼합 PUCCH 자원블록(mixed PUCCH RB)은 상기 PUCCH 포맷 2/2a/2b가 할당되는 자원블록에 상기 대역의 중심 방향으로 인접한 자원블록(예컨대, m=2)에 맵핑되어 전송될 수 있다. SR, ACK/NACK이 전송되는 PUCCH 포맷 1/1a/1b는 m=4 또는 m=5인 자원블록에 배치될 수 있다. CQI가 전송되는 PUCCH 포맷 2/2a/2b에 사용될 수 있는 자원블록의 수(N(2) RB)는 브로드캐스팅되는 신호를 통해 단말에게 지시될 수 있다.
도 7은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다. 상술한 바와 같이 PUCCH 포맷 2/2a/2b는 CQI의 전송에 사용된다.
도 7을 참조하면, 노멀 CP에서 SC-FDMA 심벌 1, 5는 상향링크 참조신호인 DM RS(demodulation reference symbol)를 위해 사용된다. 확장 CP의 경우에는 SC-FDMA 심벌 3이 DM RS를 위해 사용된다.
10개의 CQI 정보 비트가 예를 들어, 1/2 비율로 채널 코딩되어 20개의 코딩된 비트가 된다. 채널 코딩에는 리드 뮬러(Reed-Muller) 코드가 사용될 수 있다. 그리고 스크램블링(PUSCH 데이터가 길이 31의 골드 시퀀스로 스크램블링되는 것과 유사하게)된 후 QPSK 성상 맵핑(constellation mapping)되어 QPSK 변조 심벌이 생성된다(슬롯 0에서 d0 내지 d4). 각 QPSK 변조 심벌은 길이 12인 기본 RS 시퀀스의 순환 쉬프트로 변조되고 OFDM 변조된 후, 서브프레임 내 10개의 SC-FDMA 심벌 각각에서 전송된다. 균일하게 이격된 12개의 순환 쉬프트는 12개의 서로 다른 단말들이 동일한 PUCCH 자원블록에서 직교하게 다중화될 수 있도록 한다. SC-FDMA 심벌 1, 5에 적용되는 DM RS 시퀀스는 길이 12인 기본 RS 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 8은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다. 3번째 내지 5번째 SC-FDMA 심벌에서 상향링크 참조 신호가 전송된다. 도 6에서 w0, w1, w2 및 w3는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변조 이후에 시간 영역에서 변조되거나 또는 IFFT 변조 이전에 주파수 영역에서 변조될 수 있다.
LTE에서, ACK/NACK과 CQI는 동일 서브프레임에서 동시에 전송될 수도 있고,동시 전송이 허용되지 않을 수도 있다. ACK/NACK과 CQI의 동시 전송이 가능하지 않는 경우에서, 단말이 CQI 피드백이 설정된 서브프레임의 PUCCH에서 ACK/NACK을 전송하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 경우, CQI는 드랍(drop)되고 ACK/NACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 전송된다.
ACK/NACK과 CQI의 동일 서브프레임에서의 동시 전송은 단말 특정적인 상위 계층 시그널링을 통해 가능할 수 있다. 동시 전송이 가능한 경우, 기지국 스케줄러가 CQI와 ACK/NACK의 동시 전송을 허용한 서브프레임에서 CQI와 1 비트 또는 2비트 ACK/NACK 정보가 동일한 PUCCH 자원블록에 다중화되는 것이 필요하다. 이 때 낮은 CM(cubic metric)을 가지는 단일 반송파 특성을 유지하는 것이 필요하다. 단일 반송파 특성을 유지하면서 CQI와 ACK/NACK을 다중화하는 방법은 노멀 CP와 확장 CP에서 서로 다르다.
먼저, 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 2a/2b를 통해 1비트 또는 2비트 ACK/NACK과 CQI를 함께 전송하는 경우, ACK/NACK 비트들은 스크램블되지 않고, BPSK(1비트의 경우)/QPSK(2비트의 경우) 변조되어 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(dHARQ)이 된다. ACK은 이진수 ‘1’로 인코딩되고, NACK은 이진수 ‘0’으로 인코딩된다. 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(dHARQ)은 각 슬롯에서 두번째 RS 심벌을 변조하는데 사용된다. 즉, ACK/NACK은 RS를 이용하여 시그널링된다.
도 9는 노멀 CP에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, NACK(2개의 하향링크 코드워드 전송의 경우에는 NACK,NACK)은 +1에 맵핑된다. 단말이 PDCCH에서 하향링크 그랜트를 검출하는데 실패한 경우를 의미하는 DTX(discontinuous transmission)는 ACK 또는 NACK을 모두 전송하지 않으며, 이러한 경우 디폴트 NACK이 된다. DTX는 기지국에 의해 NACK으로 해석되고 하향링크 재전송을 야기한다.
다음으로, 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 확장 CP에서는 1 또는 2 비트의 ACK/NACK이 CQI와 조인트 코딩(joint coding)된다.
도 10은 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 블록 코드에 의해 지원되는 정보 비트의 최대 비트수는 13일 수 있다. 이 경우 CQI 정보 비트(Kcqi)는 11 비트이고 ACK/NACK 정보 비트(KACK/NACK)는 2비트 일 수 있다. CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 조인트 코딩되어 20비트의 리드 뮬러(Reed-Muller) 기반의 블록 코드가 된다. 이러한 과정을 통해 생성된 20비트 코드워드는 도 7에서 설명한 채널 구조(확장 CP의 경우 도 7과 달리 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 차이는 있다)를 가지는 PUCCH에서 전송된다.
다음 표 4는 3GPP LTE의 UCI(Uplink Control Information)의 채널 코딩에 사용되는 (20,A) RM 코드의 일 예이다. 여기서, A는 CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보비트가 연결된 비트열의 비트 수(즉, Kcqi + KACK/NACK) 일 수 있다. 상기 비트열을 a0,a1,a2,...,aA-1이라고 하면, 상기 비트열(bit stream)이 (20,A)의 RM 코드를 이용한 채널 코딩 블록의 입력으로 사용될 수 있다.
[표 4]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000004
채널 인코딩 비트인 b0,b1,b2,...,bB-1은 다음 식 1에 의해서 생성될 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000005
상기 식 1에서 i=0,1,2,...,B-1이다.
LTE에서는 ACK/NACK과 SR이 다중화될 수 있다.
도 11은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.
도 11을 참조하면, ACK/NACK과 SR이 동일 서브프레임에서 동시 전송되는 경우, 단말은 ACK/NACK을 할당된 SR 자원에서 전송하는데 이러한 경우 양(positive)의 SR을 의미한다. 또한, 단말은 ACK/NACK을 할당된 ACK/NACK 자원에서 전송할 수 있는데 이러한 경우 음(negative)의 SR을 의미한다. 즉, 기지국은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 서브프레임에서는 ACK/NACK이 어떤 자원을 통해 전송되는지를 통해 ACK/NACK 뿐만 아니라 SR이 양의 SR인지 아니면 음의 SR인지를 식별할 수 있다.
도 12는 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.
도 12를 참조하면, DTX/NACK과 양의 SR이 성상 맵(constellation map)의 +1에 맵핑되고, ACK은 -1에 맵핑된다.
한편, 무선 통신 시스템은 반송파 집성 시스템을 지원할 수 있다. 여기서, 반송파 집성이란 작은 대역폭을 가지는 복수의 반송파를 모아 광대역을 구성하는 것을 의미한다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.
LTE TDD 시스템에서, 단말은 복수의 PDSCH에 대한 복수의 ACK/NACK을 기지국으로 피드백할 수 있다. 왜냐하면, 단말은 복수의 서브프레임에서 복수의 PDSCH를 수신하고, 하나의 서브프레임에서 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있기 때문이다. 이 때, 2가지 종류의 ACK/NACK 전송 방법이 있다.
첫번째는 ACK/NACK 번들링이다. ACK/NACK 번들링은 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 비트를 논리적 AND 연산을 통해 결합하는 것이다. 예를 들어, 단말이 복수의 데이터 유닛 전체를 성공적으로 디코딩한 경우에는 하나의 ACK 비트만을 전송한다. 반면, 단말이 복수의 데이터 유닛 중 어느 하나라도 디코딩이나 검출에 실패하는 경우 단말은 NACK 비트를 전송하거나 아무것도 전송하지 않는다.
두번째는 ACK/NACK의 다중화이다. ACK/NACK 다중화 방법에서, 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK의 내용 또는 의미는 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심벌들 중 하나의 조합으로 식별될 수 있다.
예를 들어, 최대 2개의 데이터 유닛이 전송될 수 있고, 하나의 PUCCH 자원이 2 비트를 나를 수 있다고 가정하자. 이 때, 각 데이터 유닛에 대한 HARQ 동작은 하나의 ACK/NACK 비트에 의해 관리될 수 있다고 가정한다. 이러한 경우, ACK/NACK은 데이터 유닛을 전송한 전송 노드(예컨대, 기지국)에서 다음 표와 같이 식별될 수 있다.
[표 5]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000006
표 5에서 HARQ-ACK(i)는 데이터 유닛 i에 대한 ACK/NACK 결과를 지시한다. 상기 예에서는 데이터 유닛 0, 데이터 유닛 1의 2개의 데이터 유닛이 있을 수 있다. 표 5에서 DTX는 해당 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛의 전송이 없었다는 것을 의미한다. 또는 수신단(예컨대, 단말)에서 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛을 검출하지 못하였다는 것을 의미한다. n(1) PUCCH,X는 ACK/NACK의 실제 전송에 사용되는 PUCCH 자원을 가리키는데, 최대 2개의 PUCCH 자원이 있다. 즉, n(1) PUCCH,0 , n(1) PUCCH,1 이다. b(0), b(1)은 선택된 PUCCH 자원에 의해 전달되는 2비트를 나타낸다. PUCCH 자원을 통해 전송되는 변조 심벌은 b(0), b(1)에 따라 결정된다.
예를 들어, 수신단이 2개의 데이터 유닛을 성공적으로 수신하고 디코딩했다면 수신단은 PUCCH 자원 n(1) PUCCH,1을 이용하여 2개의 비트 (b(0), b(1))을 (1,1)으로 전송하여야 한다. 다른 예로 수신단이 2개의 데이터 유닛을 수신하여, 첫번째 데이터 유닛의 디코딩에 실패하고, 두번째 데이터 유닛의 디코딩은 성공했다고 가정하자. 이러한 경우 수신단은 (0,0)을 n(1) PUCCH,1을 이용하여 전송하여야 한다.
이처럼 ACK/NACK의 내용(또는 의미)를, PUCCH 자원과 해당 PUCCH 자원에서 전송되는 실제 비트의 내용의 조합과 링크하는 방법에 의하여 단일 PUCCH 자원을 이용하여 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 전송이 가능하다.
ACK/NACK 다중화 방법에서는, 만약 모든 데이터 유닛에 대하여 적어도 하나의 ACK이 존재한다면 기본적으로 NACK과 DTX는 NACK/DTX와 같이 커플로 표시되어 있다. 이것은 PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합만으로는 NACK과 DTX를 구별하여 모든 ACK/NACK 조합을 커버하기에는 부족하기 때문이다.
도 13은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 13을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1개 이상의 요소 반송파를 모을 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.
특정 셀을 통하여 패킷 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.
세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
서빙 셀은 CA가 설정되지 않거나 CA를 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. CA가 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수의 셀로 구성된 집합을 나타내는데 사용된다.
즉, 프라이머리 셀은 RRC 연결(establishment) 또는 재연결(re-establishment) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙 셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 프라이머리 셀과 함께 서빙 셀 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 세컨더리 셀이라 한다.
따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀의 집합은 하나의 프라이머리 셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 프라이머리 셀과 적어도 하나의 세컨더리 셀로 구성될 수 있다.
PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다.
SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화 혹은 비활성화 상태로 나뉠 수 있다.
프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 상향링크에서,세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.
프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다.
둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다.
셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 세컨더리 셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다.
넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다.
다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다.
여섯째, 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다.
일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다.
여덟째, 프라이머리 셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 RRC 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결설정되어 하나의 서빙셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙셀이 구성되지 않는다.
요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 셀(cell)에 대응될 수 있다.
하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC)를 지원할 수 있다. 즉, 하나의 단말이 복수의 DL CC를 통해 복수의 PDSCH를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 하나의 UL CC 예를 들어, UL PCC를 통해 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 즉, 종래의 단일 반송파 시스템에서는 하나의 서브프레임에서 하나의 PDSCH만을 수신하므로 최대 2개의 HARQ ACK/NACK(이하 편의상 ACK/NACK이라 약칭)정보를 전송하면 되었다. 그러나, 반송파 집성 시스템에서는 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 하나의 UL CC를 통해 전송할 수 있기 때문에 이에 대한 ACK/NACK 전송 방법이 요구된다.
1. 멀티 비트 ACK/NACK 전송.
여기서, 멀티 비트 ACK/NACK이란 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK 비트를 의미한다. 단말이 DL CC에서 SU-MIMO 모드로 동작하여 2개의 코드워드를 수신한다면, 상기 DL CC에 대한 ACK/NACK 피드백 스테이트(state)는 2개의 코드워드에 대해 ACK/ACK, ACK/NACK, NACK/ACK, NACK/NACK이 존재하고, PDCCH를 수신하지 못하였다는 메시지인 DTX까지 포함한다면 총 5개의 피드백 스테이트가 존재한다. 만약 단말이 SU-MIMO 모드로 동작하지 않고 하나의 코드워드만을 수신한다면, ACK, NACK, DTX와 같이 3개의 피드백 스테이트가 존재한다. 따라서, 만약 단말에게 총 5개의 DL CC가 설정되고, 모든 DL CC에서 SU-MIMO 모드로 동작한다면 최대 55 (= 3125)개의 피드백 스테이트가 존재한다. 이는 12 비트로 표현이 가능하다. 또는 모든 DL CC에서 NACK과 DTX를 동일한 피드백 스테이트에 맵핑한다면 최대 45 개의 피드백 스테이트가 존재하고 이는 10비트로 표현이 가능하다. 이처럼 복수의 PDSCH에 대한 멀티 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법이 요구된다.
방법 1-1: PUCCH 포맷 2 기반 방법.
이 방법은 복수의 DL CC의 PDSCH에 대한 멀티 비트 ACK/NACK 정보를 PUCCH 포맷 2를 기반으로 전송하는 방법이다.
도 14는 PUCCH 포맷 2 기반 방법을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 멀티 비트인 ACK/NACK 정보 비트 예를 들어 10 비트인 ACK/NACK 정보비트는 1/2 코드 레이트로 채널 코딩되어 20개의 ACK/NACK coded 비트가 된다. 채널 코딩에는 리드 뮬러(Reed-Muller, RM) 코드가 사용될 수 있다. RM 코드는 상기 표 4를 참조할 수 있다. ACK/NACK coded 비트는 QPSK 성상 맵핑(constellation mapping)되어 QPSK 변조 심벌이 생성된다(예를 들어,슬롯 0에서 d0 내지 d4). 각 QPSK 변조 심벌은 길이 12인 기본 RS 시퀀스의 순환 쉬프트로 변조되고 OFDM 변조된 후, 서브프레임 내 10개의 SC-FDMA 심벌 각각에서 전송된다. 균일하게 이격된 12개의 순환 쉬프트는 12개의 서로 다른 단말들이 동일한 PUCCH 자원블록에서 직교하게 다중화될 수 있도록 한다. SC-FDMA 심벌 1, 5에 적용되는 DM RS 시퀀스는 길이 12인 기본 RS 시퀀스가 사용될 수 있다.
멀티 비트 ACK/NACK 정보를 PUCCH 포맷 2 기반 방법을 이용하여 전송하는 경우, 다음 2가지 채널 코딩 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
방법 1-1-1 : 패스트 코드북 적용 방식(fast codebook adaptation)
이 방법은 복수의 DL CC에 대한 ACK/NACK 전송 성능의 최적화를 위해 서브프레임에서 전송해야하는 멀티 비트 ACK/NACK을 RM 코드의 첫번째 베이시스 즉, 첫번째 열 벡터부터 순차적으로 맵핑하는 방법이다. 즉, 멀티 비트인 ACK/NACK 정보 비트열에서 첫번째 ACK/NACK 정보 비트(MSB)를 RM 코드의 첫번째 베이시스에 맵핑하고, 다음 ACK/NACK 정보 비트를 RM 코드의 두번째 베이시스에 맵핑하는 방식으로 채널 코딩하는 방법이다. RM 코드는 동일한 페이로드에 대해 첫번째 베이시스부터 순차적으로 맵핑하여 채널 코딩할 때 최적화된 성능을 도출하도록 설계된 바, 이러한 방법에 따라 ACK/NACK과 RM 코드의 베이시스 간의 맵핑을 수행하면 최적화된 성능을 보일 수 있다. 다만, 이 방법은 코드워드 DTX가 발생한 경우, 기지국과 단말 간의 페이로드 사이즈에 대한 부정합(misalignment)가 발생할 수 있다. 따라서, 기지국은 DAI(date assignment index)와 하향링크 제어 신호를 통해 전송되는 전체 PDSCH 코드워드의 갯수 및/또는 PDSCH 카운터 등을 알려주는 것이 바람직하다.
방법 1-1-2 : 슬로우 코드북 적용 방식(slow codebook adaptation)
이 방법은 멀티 비트 ACK/NACK을 RM 코드의 베이시스에 맵핑할 때 반 정적(semi-static)으로 고정된 RM 코드의 베이시스에 맵핑하는 방법이다. 예를 들어, 단말은 각 DL CC의 코드워드 별 해당 ACK/NACK 정보 비트를 반 정적으로 정해진 RM 코드의 베이시스에 맵핑하여 채널 코딩할 수 있다. 단말은 서브프레임 별로 수신한 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보 비트를 미리 정해진 RM 코드의 베이시스에 맵핑하여 채널 코딩한다. 기지국은 ACK/NACK 디코딩 시 설정된 DL CC의 코드워드 갯수에 맞게 페이로드를 가정하고 디코딩할 수 있다. 따라서, 페이로드 부정합이 발생하지 않고 ACK/NACK을 디코딩할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 최적화된 RM 코드를 이용할 수 없으므로 패스트 코드북 적용 방식에 비해 다소 성능 열화가 발생할 수 있다. 그러나, 기지국이 DAI와 같은 하향링크 제어 신호를 통해 전체 PDSCH 코드워드의 갯수 및/또는 PDSCH 카운터 등을 알려주지 않아도 되는 장점이 있다.
도 15는 상술한 패스트 코드북 적용 방식 및 슬로우 코드북 적용 방식을 예시한다.
도 15에서는 단말에게 총 5개의 DL CC가 설정되고, DL CC 1 내지 DL CC 4에서는 각각 최대 2개의 코드워드를 수신할 수 있고(즉, MIMO 모드이고), DL CC 5에서는 1개의 코드워드만을 수신할 수 있다(즉, non-MIMO 모드)고 가정한다. 또한, 단말은 임의의 서브프레임에서 DL CC 1, DL CC 3을 통해 PDSCH를 수신하였다고 가정한다. 그리고 RM 코드의 베이시스(즉 열벡터)를 b0, b1, ..., b10으로 표시한다.
이러한 경우, 패스트 코드북 적용 방식을 사용하면, 도 15 (a)와 같이 DL CC 1의 코드워드 1(C1)에 대한 ACK/NACK 정보 비트는 첫번째 베이시스인 b0에 맵핑되고, DL CC 1의 코드워드 2(C2)에 대한 ACK/NACK 정보 비트는 두번째 베이시스인 b1에 맵핑된다. 그리고, DL CC 2의 코드워드 1(C1)에 대한 ACK/NACK 정보 비트는 세번째 베이시스인 b2에 맵핑되고, DL CC 2의 코드워드 2(C2)에 대한 ACK/NACK 정보 비트는 네번째 베이시스인 b3에 맵핑된다.
즉, 각 DL CC의 코드워드에 대한 ACK/NACK 정보 비트가 RM 코드의 베이시스에 순차적으로 맵핑된다.
상기 경우에서 슬로우 코드북 적용 방식을 사용하면, 도 15 (b)와 같이 각 DL CC의 코드워드에 대한 ACK/NACK 정보 비트는 미리 정해진 RM 코드의 베이시스에 맵핑된다. 예를 들어, DL CC1의 코드워드 1, 2는 b0, b1에 DL CC2의 코드워드 1, 2는 b2, b3에, DL CC3의 코드워드 1, 2는 b4, b5에, DL CC4의 코드워드 1, 2는 b6, b7에 DL CC5의 코드워드 1, 2는 b8, b9에 미리 맵핑될 수 있다. 그러면, 상술한 가정하에는 도 15 (b)와 같이 미리 정해진 베이시스에 ACK/NACK 정보 비트가 맵핑되어 채널 코딩된다.
방법 1-2: 블록 스프레딩 기반 방법.
블록 스프레딩 기반 방법은 블록 스프레딩 코드를 이용하여 멀티 비트 ACK/NACK을 변조한 변조 심벌 시퀀스를 다중화하는 방법을 의미한다. 블록 스프레딩 기반 방법은 SC-FDMA 방식을 이용할 수 있다. 여기서, SC-FDMA 방법은 DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. SC-FDMA는 DFT-s OFDM(DFT-spread OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA에서는 PAPR(peak-to-average power ratio) 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다. 블록 스프레딩 기반 방법은 동일한 자원 블록에 복수의 단말에 대한 멀티 비트 ACK/NACK을 다중화하기 위해 사용될 수 있다.
도 16은 블록 스트레딩 기반 방식의 예이다.
도 16을 참조하면, 변조 심벌 시퀀스 {d1, d2, ...}는 블록 스프레딩 코드가 적용되어 확산된다. 여기서, 변조 심벌 시퀀스는 멀티 비트인 ACK/NACK 정보 비트들이 채널 코딩(RM 코드, TBCC, 펑쳐링된 RM 코드 등을 이용한)되어 ACK/NACK coded 비트가 생성되고, 상기 ACK/NACK coded 비트들이 변조(예컨대, QPSK)된 변조 심벌들의 시퀀스일 수 있다. 이 때, 상기 ACK/NACK coded 비트들은 상술한 패스트 코드북 적용 방법 또는 슬로우 코드북 적용 방법이 적용되어 생성될 수 있다. 또한, 도 16에서는 하나의 슬롯에 3개의 RS 심벌이 존재하는 경우를 예시하였지만, 2개의 RS 심벌이 존재할 수 있고 이러한 경우 길이 5의 블록 스프레딩 코드가 사용될 수 있다. 다음 표 6은 블록 스프레딩 코드의 예를 나타낸다.
[표 6]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000007
상기 표 6에서 NPUCCH SF는 스프레딩 팩터(spreading factor, SF)를 나타낸다.
방법 1-3: 스프레딩 팩터 축소 방법.
본 방법은 LTE rel-8에서 사용되는 PUCCH 포맷 1a/1b의 변형으로, 하나의 단말이 더 많은 ACK/NACK 정보를 동일한 자원 블록에 다중화하기 위해 직교 코드의 스프레딩 팩터를 축소하는 방법이다. 예를 들어, 기존의 PUCCH 포맷 1a/1b에서는 스프레딩 팩터가 4이므로 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 ACK/NACK 변조 심벌이 1개이나, 스프레딩 팩터를 2 또는 1로 축소하면 하나의 단말이 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 ACK/NACK 변조 심벌이 2개 또는 4개로 확장된다. 따라서, 보다 많은 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.
방법 2: 멀티 코드 ACK/NACK 전송 방법.
본 방법은 기존의 ACK/NACK 전송 기법 즉, PUCCH 포맷 1a/1b를 이용하여 ACK/NACK정보를 전송하는 기법을 복수의 PUCCH로 확장하여 전송하는 방법이다. 예를 들어, 단말이 총 N개의 PDSCH를 수신하였다면, 총 N개의 PUCCH를 PUCCH 포맷 1a/1b으로 동시에 전송할 수 있다.
방법 3 : ACK/NACK 다중화(ACK/NACK 선택)
본 방법은 LTE rel-8 TDD에서 사용하는 ACK/NACK 다중화 방식을 반송파 집성 환경의 FDD에 적용하는 방법이다. TDD에서는 복수의 서브프레임에서 받은 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보를 하나의 서브프레임에서 전송하는데 이러한 방식을 FDD에 적용한다. 즉, 복수의 DL CC에서 복수의 PDSCH를 수신한 단말은 ACK/NACK을 하나(또는 복수)의 PUCCH(PUCCH 포맷 1b)을 이용하여 전송한다. 다시 말해 복수의 DL CC에서 수신한 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송가능한 여러 PUCCH 채널 중 어느 PUCCH 채널을 통해 전송하는지, 그 채널의 심벌 값(QPSK 또는 M-PSK)이 어떤 값으로 전송되는지의 2가지 가정들에 정보를 실어 보내는 방법이다.

이하에서는 반송파 집성 시스템에서 단말이 서로 다른 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 다중화하여 전송하는 방법에 대해 설명한다. 예를 들어, 단말은 반송파 집성 시스템에서 ACK/NACK과 SR, ACK/NACK과 CQI를 다중화하여 전송하여야 할 수 있다.
먼저, 복수의 DL CC에서 수신한 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK과 SR을 다중화하는 방법에 대해 설명한다.
방법 4-1 : RS 심벌 변조 방법
본 방법은 SR을 전송할 수 있는 SR 서브프레임에서 SR 정보를 ACK/NACK 신호의 RS 심벌에 위상 변조하여 전송하는 방법이다(여기서, ACK/NACK 신호는 상술한 방법 1 내지 방법 3 중 어느 하나의 방법을 이용하여 전송되는 ACK/NACK 신호를 의미한다). 즉, ACK/NACK 신호 전송 시에 사용되는 복수의 RS 심벌 중 일부 RS 심벌과 나머지 RS 심벌 간의 위상을 동위상(in-phase)또는 다른 위상(out-phase)함으로써 1 비트의 SR 정보를 다중화하는 방법이다. 또한, SR 서브프레임에서 ACK/NACK 신호 전송이 없다면, 종래와 마찬가지로 SR 정보를 SR 자원에서 PUCCH 포맷 1 방식(on-off keying)으로 전송한다. 본 방법 4-1은 ACK/NACK이 상술한 방법 1-1 내지 1-3, 방법 2, 방법 3 중 어느 방법에 따라 전송되느냐에 따라 RS 변조 적용 방법이 결정될 수 있다.
ACK/NACK 신호가 상술한 방법 1-1을 이용하여 전송되는 경우, 1 슬롯 당 2개의 RS 심벌을 이용하게 된다. 따라서, 슬롯 내 첫번째 RS 심벌과 두번째 RS 심벌간의 위상 차이에 SR을 변조하여 전송할 수 있다.
ACK/NACK 신호가 상술한 방법 1-2를 이용하여 전송되는 경우, 1 슬롯 당 2개 또는 3개의 RS 심벌을 이용하게 된다. 만약, 2개의 RS 심벌을 이용하는 경우에는 2개의 RS 심벌의 위상 차이에 SR을 변조하면 된다. 만약 3개의 RS 심벌을 이용하는 경우에는 인접한 2개의 RS 심벌 간의 위상 차이에 SR을 변조하면 된다. 즉, 슬롯 내 첫번째 RS 심벌과 두번째 RS 심벌, 또는 슬롯 내 두번째 RS 심벌과 세번째 RS 심벌 간의 위상 차이에 SR을 변조하면 된다.
ACK/NACK 신호가 상술한 방법 1-3, 방법 2 또는 방법 3을 이용하여 전송되는 경우, 슬롯 당 3개의 RS 심벌을 이용하게 된다. 이 경우 인접한 2개의 RS 심벌의 위상 차에 SR을 변조하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 방법 2를 적용하여 ACK/NACK을 전송하는 경우에는 다수 PUCCH 전송시 모든 PUCCH에 RS 변조를 적용하는 것이 SR 검출에 유리하다.
상술한 바와 같이 SR 정보를 RS 심벌 간의 위상 차이에 변조하는 경우 SR 수신율과 ACK/NACK 복조 시 복조 성능의 열화가 발생할 수 있으므로, 이러한 성능 열화를 방지하기 위해 SR 서브프레임에서 단말은 RS 심벌의 전력을 부스팅(boosting)해서 전송할 수 있다.
방법 4-2 : 폴백 방식
본 방법은 SR 서브프레임에서 SR 전송과 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK 전송이 동시에 수행되어야 하는 경우, ACK/NACK 정보들을 번들링하여 1 비트 또는 2 비트의 번들링된 ACK/NACK 비트를 만들고, SR 전송을 위해 예약된 자원에 상기 번들링된 ACK/NACK 비트를 전송하는 방법이다. 만약, SR 서브프레임에서 SR 전송이 불필요하다면, ACK/NACK 정보는 상술한 방법 1 내지 방법 3에 의해 전송할 수 있다. SR 서브프레임에서 ACK/NACK 전송이 불필요하다면, SR 정보는 SR 자원에 PUCCH 포맷 1(on-off keying)으로 전송된다.
본 방법에서 ACK/NACK 정보들을 번들링하는 방법은 다음 4가지 중 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.
1) 모든 PDSCH에 대한 ACK/NACK 비트들을 논리적 AND 연산을 수행하여 하나의 ACK/NACK 비트로 만들어 전송하는 방법.
2) SU-MIMO 모드를 고려하여 코드워드 별로 번들링하는 방법. 즉, 각 DL CC의 첫번째 코드워드에 대한 ACK/NACK끼리 번들링하여 하나의 ACK/NACK을 생성하고, 각 DL CC의 두번째 코드워드에 대한 ACK/NACK끼리 번들링하여 다른 하나의 ACK/NACK을 생성한다. 이 때, 만약 어느 DL CC가 SU-MIMO 모드가 아니고 단일 코드워드 모드라면 그 DL CC의 코드워드에 대한 ACK/NACK은 첫번째 코드워드에 대한 ACK/NACK 번들링 시에 함께 번들링될 수 있다.
3) 각 DL CC의 전송 모드에 따라 ACK/NACK 정보를 번들링하는 방법. 예를 들어 DL CC들 중 단일 코드워드 모드인 DL CC들에 대한 ACK/NACK 정보를 번들링하여 하나의 ACK/NACK을 만들고, SU-MIMO 모드인 DL CC들에 대한 ACK/NACK정보를 번들링하여 2개의 ACK/NACK을 생성하는 방법이다.
4) 복수의 DL CC들을 미리 정해진 그룹으로 나누고, 각 그룹 내의 모든 DL CC에 대한 ACK/NACK 정보를 번들링하여 전송하는 방법. 예를 들어, 그룹의 갯수는 2개일 수 있으며 RRC와 같은 상위 계층 신호, CC 활성화/비활성화 신호 등에 의해 단말에게 미리 알려줄 수 있다.
상술한 방법 4-2는 SR 서브프레임서 특정 DL CC 예컨대, DL PSS에서 전송되는 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 종래의 방식(PUCCH 1a/1b)대로 전송하고, 나머지 DL CC에 대한 ACK/NACK은 상술한 방법 1 내지 3의 방법으로 전송할 수 있다. 예를 들어, SR 전송이 필요하다면 특정 DL CC에 대한 ACK/NACK은 SR 전송을 위해 예약된 자원을 통해 전송되고, 나머지 DL CC에 대한 ACK/NACK은 상술한 방법 1 내지 3의 방법으로 전송할 수 있다.
방법 4-3 : ACK/NACK과 SR의 조인트 코딩
상술한 바와 같이 LTE Rel-8에서는 PUSCH 전송이 없을 경우에 SR 전송이 가능한 서브프레임에서 SR 전송과 ACK/NACK 전송이 충돌할 수 있다. 이 경우 ACK/NACK 전송은 SR 자원을 이용하여 전송된다. 만약 그 서브프레임에서 SR 전송이 필요없다면 ACK/NACK은 ACK/NACK을 위해 예약된 자원을 이용하여 전송이 되고 SR 자원에는 아무런 신호가 전송되지 않는다. 반면, LTE-A 시스템과 같은 반송파 집성 시스템에서는 다수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 전송이 되므로 PUSCH 전송이 없을 경우에 기존 SR과 ACK/NACK의 다중화 방법의 수정이 필요하게 된다.
본 방법은 SR 서브프레임에서 멀티 비트 ACK/NACK의 페이로드에 1비트를 추가하여 SR 정보를 다중화하는 방법이다. 예를 들어, SR 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 ACK/NACK 전송을 위해 N 비트의 정보 비트 페이로드를 채널 코딩하여 M 비트(M≥N)의 코딩된 비트를 생성하여 전송한다면, SR 서브프레임에서는 SR 정보를 추가하여 N+1 비트의 정보 비트 페이로드를 채널 코딩하여 M 비트(M≥N)의 코딩된 비트를 생성하여 전송하는 방법이다. 즉, SR과 ACK/NACK을 조인트 코딩하여 전송한다.
또는 SR 서브프레임에서 정보 비트의 페이로드를 증가시키지 않게 하기 위해서 ACK/NACK 정보의 비트수 혹은 스테이트 수를 줄인 후 SR을 위한 1 비트를 추가하여 정보 비트의 페이로드를 증가시키지 않고 전송하게끔 할 수도 있다.
ACK/NACK 정보의 비트수 혹은 스테이트 수를 줄이기 위한 ACK/NACK 정보 압축 방식은 다음과 같은 3 가지 방식 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
1) DTX 스테이트를 전송하지 않는 방법: 즉 DTX 스테이트를 NACK으로 처리할 수 있다. 예를 들어 어느 DL CC가 SU-MIMO 모드로 동작한다면 ACK/ACK, ACK/NACK, NACK/ACK, NACK/NACK, DTX 총 5개의 스테이트 중 하나를 알려줘햐 하지만 DTX 스테이트를 NACK으로 전송한다면 총 4개의 스테이트로 줄일 수 있다. 마찬가지로 단일 코드워드 모드로 동작하는 DL CC에서 DTX를 NACK 스테이트로 전송함으로써 3개의 스테이트(ACK, NACK, DTX)를 2개의 스테이트(ACK, NACK)로 줄일 수 있다. 이처럼 DTX 스테이트를 줄이는 방법은 모든 DL CC에 대해서 적용하거나 일부 CC에 대해서만 적용할 수 있다.
2) SU-MIMO 모드로 동작하는 DL CC가 있을 경우에는 공간 번들링(spatial bundling)을 이용한다. 공간 번들링은 서로 다른 DL CC의 코드워드에 대한 ACK/NACK끼리 번들링을 통해서 스테이트를 줄이는 방식이다. 공간 번들링도 모든 DL CC에 대해 적용하거나 일부 DL CC에만 적용할 수 있다.
3) 상술한 1), 2) 방법의 조합
도 17은 반송파 집성 시스템에서 ACK/NACK과 SR의 조인트 코딩 방법을 나타낸다.
도 17을 참조하면, 단말은 제1 UCI 정보 비트와 제2 UCI 정보 비트를 결합하여 비트열을 생성하고, 생성된 비트열을 채널 코딩한다. 채널 코딩은 단순 반복(repetition), 심플렉스 코딩(simplex coding), RM 코딩, 펑처링(puncturing)된 RM 코딩, TBCC(Tail-Biting Convolutional Coding), LDPC(Low Density Parity Check) 코딩 또는 터보 코딩(turbo coding) 등의 다양한 종류의 코딩 방식 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 제1 UCI 정보 비트는 ACK/NACK일 수 있고, 제2 UCI 정보 비트는 SR(1 비트)일 수 있다. 즉, SR 정보 비트는 ACK/NACK 정보 비트의 마지막에 추가될 수 있다. 이는 SR 정보 비트가 ACK/NACK과 SR의 비트열에서 LSB(least significant bit)에 추가되는 것으로 표현할 수 있다. SR 정보 비트가 LSB에 추가되는 방법은 SR 정보 비트를 ACK/NACK 정보 비트와 조인트 코딩할 경우에 SR 정보 비트를 RM 코드의 가장 오른쪽의 베이시스, 즉 가장 오른쪽 열과 맵핑한다는 의미이다.
또는 제1 UCI 정보 비트는 SR(1비트), 제2 UCI 정보 비트는 ACK/NACK일 수 있다. 이는 SR 정보 비트가 ACK/NACK과 SR의 비트열에서 MSB(most significant bit)에 추가되는 것으로 표현할 수 있다. 그러면, 채널 코딩 시에 RM 코드의 첫번째 베이시스(b0)과 SR 정보 비트가 맵핑된다.
이하의 도 18 및 도 19에서는 단말에게 총 5개의 DL CC가 설정되고, DL CC 1 내지 DL CC 4에서는 각각 최대 2개의 코드워드를 수신할 수 있고(즉, MIMO 모드이고), DL CC 5에서는 1개의 코드워드만을 수신할 수 있다(즉, non-MIMO 모드)고 가정한다. 또한, 단말은 임의의 서브프레임에서 DL CC 1, DL CC 3을 통해 PDSCH를 수신하였다고 가정한다. 그리고 RM 코드의 베이시스(즉 열벡터)를 b0, b1, ..., b10으로 표시한다.
도 18은 슬로우 코드북 적용 시에 SR 정보 비트를 LSB에 위치시키고, 채널 코딩하는 과정을 예시한다.
도 18을 참조하면, 상술한 슬로우 코드북 적용 방법을 사용하여 ACK/NACK을 전송하는 경우, SR 정보 비트를 LSB에 둘 수 있다. 그러면, ACK/NACK 전송을 위해 예약된 RM 코드 베이시스(b0 내지 b8) 다음에 오는 베이시스인 b9에 SR 정보 비트를 맵핑시켜 채널 코딩한다. 그러면 반 정적으로 고정된 ACK/NACK과 RM 코드의 베이시스 맵핑을 바꾸지 않고, SR 정보 비트를 위해 RM 코드 베이시스를 하나 더 추가하면 된다. 따라서 기지국에서는 SR 서브프레임에서 기존의 ACK/NACK과 RM 코드의 베이시스 맵핑을 수정할 필요 없이 디코딩이 가능하다는 장점이 있다.
도 19는 슬로우 코드북 적용 시에 SR 정보 비트를 MSB에 위치시키고, 채널 코딩하는 과정을 예시한다.
도 19를 참조하면, SR 정보 비트를 ACK/NACK 정보 비트와 조인트 코딩할 경우에 SR 정보 비트를 MSB에 위치시킨다. 이는 RM 코드의 가장 왼쪽의 베이시스에 맵핑된다는 의미이다. 예를 들어 PUCCH 포맷 2로 ACK/NACK 정보 비트와 SR 정보 비트를 전송할 경우에는 SR 정보 비트를 RM 코드의 첫번째 베이시스에 맵핑한다. 상술한 슬로우 코드북 적용 방법으로 ACK/NACK을 전송할 경우에(즉 설정된 각 CC 별 ACK/NACK과 RM 코드의 베이시스를 반 정적으로 고정시킨 경우) SR 정보 비트를 MSB에 두게 되면 최적화된 RM 코드로 채널 코딩할 수 있는 가능성이 높아지게 된다. 다시 말해, RM 인코딩에 사용되는 베이시스들이(SR 정보 비트를 LSB에 할당하는 방식에 비해서) 첫번째 베이시스부터 순차적으로 사용될 가능성이 높아지게 되므로 RM 코드 성능면에서 유리하다.
이처럼 슬로우 코드북 적용 방식으로 ACK/NACK을 전송할 경우에 SR 서브프레임에서는, SR 정보 비트가 첫번째 베이시스에 맵핑되므로 반 정적으로 설정된 ACK/NACK 정보 비트와 RM 코드의 베이시스 맵핑도 변경될 수 있다. 따라서, 단말은 묵시적으로 ACK/NACK 정보 비트와 RM 코드의 베이시스 맵핑이 이동시킬 수 있다.
또한, 추가적으로 SR 서브프레임이 아닐 경우에는 기존 반 정적인 ACK/NACK 정보 비트와 RM 코드 베이시스의 맵핑 방식을 그대로 따르다가, SR 서브프레임에서는 SR 정보 비트의 RM 코드 베이시스 맵핑을 확보하게 하기 위해서 ACK/NACK 정보 비트와 RM 코드 베이시스 맵핑을 묵시적으로 이동시킬 수도 있다.
도 20은 단말이 서로 다른 UCI들을 결합하여 조인트 코딩한 후 각 슬롯의 자원블록에 맵핑하는 과정을 예시한다. 도 20에서는 서로 다른 UCI들의 예로 ACK/NACK과 SR을 예시한다.
도 20을 참조하면, 먼저 각 구성 반송파에 대한 ACK/NACK 정보 비트 및 SR 정보 비트로 구성된 비트열에 대해 채널 코딩(channel coding)이 수행된다(S201). SR 정보 비트는 ACK/NACK 정보 비트의 마지막에 추가될 수 있다. 채널 코딩에는 RM 코드가 사용될 수 있다. 다음 표는 ACK/NACK 정보 비트 및 SR 정보 비트로 구성된 비트열에 적용되는 RM 코드를 예시한다.
[표 7]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000008
채널 코딩 결과 생성되는 인코딩 정보 비트는 적용될 변조 심벌 순서(modulation symbol order)와 맵핑되는 자원을 고려하여 레이트 매칭(rate-matching)될 수 있다. 생성되는 인코딩 정보 비트에 대하여 셀간 간섭(ICI; Inter-Cell Interference) 임의화(randomization)을 위하여, 셀 ID에 대응되는 스크램블링 코드(scrambling code)를 이용한 셀 특정 스크램블링(cell-specific scrambling) 또는 단말 ID(예를 들어, RNTI(Radio Network Temporary Identifier))에 대응되는 스크램블링 코드를 이용한 단말 특정 스크램블링이 적용될 수 있다(S202).
스크램블링된 인코딩 정보 비트는 변조기(modulator)를 통해 변조된다(S203). 스크램블링된 인코딩 정보 비트가 변조되어 QPSK 심벌로 구성된 변조 심벌 시퀀스가 생성될 수 있다. QPSK 심벌은 복소값을 가지는 복소 변조 심벌일 수 있다.
각 슬롯 내의 QPSK 심벌들에 대하여 각각의 슬롯에서 단일 반송파 파형(single carrier waveform)을 생성하기 위한 DFT(Discrete Fourier Transform)가 수행된다(S204).
DFT가 수행된 QPSK 심벌들에 대하여, 미리 지정되거나 동적 시그널링(dynamic signaling) 또는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링 등을 통해 결정된 스프레딩 코드를 통해 SC-FDMA 심벌 레벨로 블록 단위 스프레딩(block -wise spreading)이 수행된다(S205). 즉, 변조 심벌 시퀀스는 직교 시퀀스에 의해 스프레딩되어 스프레딩된 시퀀스가 생성된다. 스프레딩된 시퀀스는 변조 심벌 시퀀스에 포함된 일부 변조 심벌들을 직교 시퀀스의 요소와 곱하여 생성된 시퀀스를 포함한다. 상기 생성된 시퀀스는 SC-FDMA 심벌에서 각 부반송파에 할당되어 전송될 수 있다. 상기 일부 변조 심벌들의 갯수는 자원 블록에 포함된 부반송파(subcarrier)의 갯수와 동일할 수 있다.
스프레딩 코드는 상기 표 6을 참조할 수 있다. 스프레딩 코드의 스프레딩 인자는 시스템에 따라 가변될 수 있으며, 미리 지정되거나 DCI 또는 RRC 시그널링 등을 통해 단말에 알려질 수 있다. 이러한 제어 채널을 PUCCH 포맷 3이라 칭한다.
상기와 같이 스프레딩된 시퀀스는 자원 블록 내의 부반송파에 맵핑된 다(S206, S207). 그 후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 시간 영역의 신호로 변환되고, CP가 붙어서 RF(Radio Frequency)부를 통해 전송된다.
도 21은 노멀 CP에서 스프레딩된 QPSK 심벌들이 자원 블록 내의 부반송파에 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 21을 참조하면, QPSK 심벌들(d0 내지 d11, d12에서 d23)은 하나의 슬롯에서 각각 5개의 SC-FDMA 심벌에 걸쳐 시간 스프레딩 된다. 참조 신호는 각 슬롯에서 2번째 및 6번째 SC-FDMA 심벌에 맵핑된다. 이는 LTE rel-8에서 PUCCH 포맷 2/2a/2b에서 참조 신호가 맵핑되는 위치와 동일하다.
방법 4-4 : SR을 위한 새로운 자원 할당
단말이 상술한 방법 1과 같이 멀티 비트 ACK/NACK을 전송하는 경우, SR을 전송하기 위한 SR 자원을 예약할 때, PUCCH 포맷 1/1a/1b용 자원을 예약하지 않고 멀티 비트 ACK/NACK이 전송될 수 있는 자원을 예약하여 사용하는 방법이다. 즉 SR 서브프레임에서 SR을 전송하지 않는다면 멀티 비트 ACK/NACK 자원을 사용해서 ACK/NACK을 전송하고, 만약 상기 SR 서브프레임에서 SR을 전송한다면 SR 전송을 위해 예약된 자원을 이용하여 멀티 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법이다. 이 경우 SR을 위한 자원 예약은 단말이 멀티 비트 ACK/NACK 모드로 동작하게 설정되는 경우에 예약하는 것이 바람직하다.
방법 4-5 : SR을 위한 추가적 자원 할당
단말이 상술한 방법 1-2와 같은 방식으로 ACK/NACK을 전송할 경우, ACK/NACK이 전송되는 심벌은 직교 코드로 다중화되기 때문에 최대 4 또는 5개 단말의 ACK/NACK 정보가 다중화될 수 있다. 반면, RS 심벌에서는 다중화할 수 있는 자원이 RS 시퀀스의 CS(cyclic shift)와 RS의 직교 코드, 2가지 이다. 따라서, RS의 다중화 능력이 더 클 수가 있다. 본 방법은 이러한 추가적으로 이용할 수 있는 RS 다중화 자원(RS 시퀀스의 CS 및/또는 RS의 직교 코드)을 이용하여 SR 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어 SR 서브프레임에서는 단말에게 다수 개(바람직하게는 2개)의 RS 시퀀스 CS(cyclic shift)를 이용할 수 있게 하여, 다수 개의 RS 시퀀스 CS 중 어떠한 RS 시퀀스 CS를 사용하는지에 따라서 SR 정보 (negative/positive SR)를 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말이 RS 시퀀스 CS #1을 이용하여 RS를 전송했을 경우 음(negative)의 SR, RS 시퀀스 CS #2를 이용하여 RS를 전송했을 경우 양(positive)의 SR로 인식할 수 있다. 기지국에서는 다수 개의 가능한 RS 시퀀스 CS의 수신 에너지를 검출함으로써 SR을 검출 할 수 있다.
또 다른 실시 예로 RS의 직교 코드를 이용하여 SR 정보를 전송할 수 있다. 상술한 방법 1-2에서 1 슬롯에서 사용되는 RS 심벌은 2 또는 3개를 이용할 수 있다. 따라서, 길이 2 또는 3의 직교 코드 중 어떠한 직교 코드를 이용하는지에 따라 SR 정보 (negative/positive SR)를 전송할 수 있다. 기지국에서는 RS의 가능한 직교 코드들의 에너지를 검출함으로써 SR 정보를 수신할 수 있다. 추가적으로 앞서 설명한 두 종류의 자원 (RS 시퀀스의 CS, RS의 직교 코드)의 조합을 이용하여 SR을 전송하는 방안도 고려할 수 있다.
SR전송을 위해 추가적으로 사용되는 자원(즉, RS 시퀀스의 CS 및/또는 RS의 직교 코드)은 미리 기지국이 단말에게 설정해주어 단말이 SR 서브프레임에 이용할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
방법 4-6 : 특정 CC 만에 대한 ACK/NACK을 피기백
본 방법은 단말이 우선 SR 전송을 위하여 SR 자원(예를 들어, PUCCH 포맷 1a/1b 가 전송 가능한 자원)을 확보한다. 만약 SR 서브프레임에서 SR을 전송할 필요가 없을 경우에는 예를 들어 앞서 설명한 방법1, 2, 3 등의 방법을 이용하여 ACK/NACK을 전송한다. 반면 SR 서브프레임에서 SR 정보를 전송해야 할 경우에는 특정 DL CC(s), 예를 들어 DL PCC에 대한 ACK/NACK 정보만을 SR 자원에 PUCCH 포맷 1a/1b 방식으로 BPSK 또는 QPSK 방식으로 모듈레이션하여 전송한다. 만약 특정 DL CC를 제외한 다른 DL CC의 ACK/NACK이 존재할 경우에는 다른 DL CC들의 ACK/NACK 전송은 드랍할 수 있다.
단말이 본 방법에 따른 ACK/NACK을 전송하는 경우, 기지국은 확보된 SR 자원에서 최대로 전송할 수 있는 ACK/NACK 개수(예를 들어 PUCCH 포맷 1a/1b일 경우 최대 2개)보다 작거나 같은 개수의 DL 그랜트를 SR 서브프레임의 4ms 이전에 할당하여 불필요한 ACK/NACK 전송의 드랍을 없앨 수 있다.
방법 4-7 : 고차 변조 방식
본 방법은 2 비트보다 큰 비트수를 가지는 ACK/NACK을 SR 자원에 변조하기 위하여 종래 LTE Rel-8에서처럼 SR 자원에 BPSK 또는 QPSK 방식으로 최대 2비트의 ACK/NACK 정보를 변조하는 것이 아니라 8PSK, 16QAM 등의 고차 변조 방식을 이용한다. 그 결과 2 비트 이상의 ACK/NACK 정보를 SR 자원에 변조할 수 있다. 본 방법에서도 방법 4-6에서 설명한 바와 같이 특정 CC(s)에 대한 ACK/NACK 정보만을 변조할 수 있다. 본 방법에 따르면, 기지국에서는 확보된 SR 자원에서 최대로 전송할 수 있는 ACK/NACK 개수보다 작거나 같은 갯수의 DL 그랜트만을 SR 서브프레임을 기준으로 4ms 이전에 할당하게 하여 불필요한 ACK/NACK 드랍을 강제적으로 없앨 수 있다.

이하에서는 반송파 집성 시스템에서 단말이 ACK/NACK과 CQI를 다중화하여 전송하는 방법에 대해 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이 LTE Rel-8에서는 PUSCH 전송이 없을 경우에 주기적 CQI 전송이 가능한 CQI 서브프레임에서 CQI 전송과 ACK/NACK 전송이 충돌할 수 있다. 이러한 경우 CQI와 ACK/NACK의 동시전송이 가능하도록 설정되었다면, ACK/NACK 신호는 CQI가 전송되는 PUCCH 포맷 2의 슬롯 내 두번째 RS 심벌에 위상 변조 방식을 이용하여 다중화된다. 그런데, LTE-A 시스템과 같은 반송파 집성 시스템에서는 다수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 전송이 된다. 따라서, PUSCH 전송이 없을 경우에 기존 주기적 CQI와 ACK/NACK의 다중화 방법의 수정이 필요하게 된다. 이하에서는 LTE-A와 같은 반송파 집성 시스템에 적용가능한 주기적 CQI와 ACK/NACK의 다중화 방법을 설명한다.

방법 5-1: 폴백 방법
본 방법은 CQI 서브프레임에서 다수의 PDSCH 에 대한 ACK/NACK 정보를 번들링하여 1 비트 또는 2비트의 번들링된 ACK/NACK 신호를 생성한 후, CQI와 번들링된 ACK/NACK 신호를 PUCCH 포맷 2/2a/2b 방식을 이용(RS 위상 차이)하여 전송하는 방법이다. ACK/NACK 번들링은 상술한 방법 4-2에서 설명한 방식 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
또한, 방법 5-1은 특정 DL CC에 대한 ACK/NACK은 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 이용하여 전송하고, 상기 특정 DL CC를 제외한 나머지 DL CC의 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 상술한 방법 1 내지 방법 3을 이용하여 전송할 수 있다.

방법 5-2: 조인트 코딩 및 번들링.
본 방법은 CQI 서브프레임에서 다수 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보를 CQI 정보와 함께 채널 코딩하여 물리 채널로 전송하는 방법이다. 단말은 수신한 모든 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보를 압축 없이 CQI와 함께 조인트 코딩하여 전송할 수 있다. 또는, 단말은 ACK/NACK 정보의 스테이트 수를 줄이거나 비트 수를 압축한 후, CQI와 조인트 코딩하여 전송할 수도 있다.
다수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보를 번들링하여 번들링된 ACK/NACK 비트를 생성하고, CQI와 번들링된 ACK/NACK 비트를 조인트 코딩하여 PUCCH 포맷 2을 이용(응용)하여 전송할 수 있다. ACK/NACK 번들링은 상술한 방법 4-2에서 설명한 방식 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
또한 ACK/NACK 정보와 CQI를 조인트 코딩할 경우 ACK/NACK 정보 비트와 CQI 정보 비트로 구성된 비트열의 비트수가 특정 비트 수(예를 들어, PUCCH 포맷 2 방식으로 ACK/NACK과 CQI를 전송할 경우 RM 코드가 지원할 수 있는 비트 수) 이하일 경우 ACK/NACK 정보 비트와 CQI 정보 비트를 조인트 코딩하여 전송하고, 그렇지 않다면 CQI 정보는 드랍하고 ACK/NACK만 전송할 수 있다.
단말이 TDD(Time Divison Duplexing) 모드로 동작하고 있고, 상기 단말이 다수의 ACK/NACK 전송을 위해서 상술한 블록 스프레딩 기반 방법을 이용하는 경우에는 다음과 같은 조인트 코딩 방법을 고려할 수 있다.
CQI가 전송되는 서브프레임에서는 각 CC별로 ACK/NACK 정보를 압축하여(예를 들어 2 비트로 압축) 번들링된 ACK/NACK을 생성한다. 번들링된 ACK/NACK은 예들 들어 단말이 최대 5개의 CC를 집성하여 사용하는 경우 최대 10 비트로 생성될 수 있다. 번들링된 ACK/NACK과 CQI(예를 들어서 최대 11비트)를 PUCCH 포맷 3로 조인트 코딩해서 전송할 수 있다.
각 CC 별로 ACK/NACK 정보를 압축하는 방법은 다음과 같다. 단말은 CQI가 전송되는 서브프레임에서는 각 DL CC에서 수신된 PDSCH 및 SPS release PDCCH에 대한 ACK 개수에 관한 정보를 전송한다. 이 때, 단말은 PDCCH를 수신하지 못했음을 나타내는 DTX를 검출하지 않으며, 수신된 모든 PDSCH (혹은 PDCCH)에 대하여 NACK이 하나도 없을 경우에만 ACK 개수(즉, ACK 카운터)를 전송할 수 있다. 수신한 모든 PDSCH에 대하여 NACK이 하나라도 존재하는 경우에는 ACK 카운터는 0의 값으로 전송될 수 있다.
또한 각 DL CC별로 수신된 ACK 개수는 다음 표 8 또는 표 9과 같이 2비트로 압축되어 전송될 수 있다.
[표 8]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000009
[표 9]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000010
표 8을 참조하면, ‘HARQ-ACK state’가 10이면 ACK 카운터가 지시하는 ACK의 갯수는 1, 4, 또는 7일 수 있다. 기지국은 단말에게 할당한 DL 그랜트의 갯수를 알고 있으므로, ACK 카운터가 지시하는 ACK의 갯수를 예측할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 단말에게 3개의 DL CC를 설정하고, 각 DL CC가 SU-MIMO 모드로 동작하는 경우를 가정하자. 이 때 단말이 HARQ-ACK state로 10을 피드백하였다면, 기지국은 ACK 카운터가 지시하는 ACK의 갯수로 4를 예측할 수 있다. 3개의 DL CC를 통해 총 6개의 코드워드가 전송되었는데 하나의 ACK만 피드백될 확률은 낮으며, 7개의 ACK이 피드백되는 것은 불가하기 때문이다. 따라서, 기지국은 ACK 카운터가 지시하는 ACK의 갯수는 4라고 예측할 수 있다.
또는 MIMO 모드로 설정되어 있는 DL CC들에 대한 ACK/NACK은 우선적으로 공간 번들링할 수 있다. 즉, 단말은 SU-MIMO 모드로 동작하는 DL CC들 간에서는 코드워드 별 ACK/NACK을 번들링을 하여 전송할 수 있다. 예를 들면, DL CC 1, DL CC 2가 MIMO 모드로 동작하고 하나의 단말에게 설정된 경우, 단말은 DL CC 1의 코드워드 1에 대한 ACK/NACK, DL CC 2의 코드워드 1에 대한 ACK/NACK을 논리적 AND 연산을 통해 번들링하고, DL CC 1의 코드워드 2에 대한 ACK/NACK, DL CC 2의 코드워드 2에 대한 ACK/NACK을 논리적 AND 연산을 통해 번들링하는 식으로 공간 번들링을 할 수 있다. 이 경우, ACK 카운터는 DL CC별 공간 번들링된 ACK의 개수를 의미할 수 있다.
본 방법 5-2는 단말이 TDD 모드로 설정되어 있지만 DL 서브프레임: UL 서브프레임(즉, 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임의 개수 혹은 비율)이 1:1 (및/또는 2:1)이 아닌 경우에만 한정적으로 적용할 수 있다.
또한 본 방법 5-2는 단말이 CQI를 전송하는 CQI 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 전송하는 ACK/NACK 비트수가 10비트를 초과하는 경우에만 한정적으로 적용할 수도 있다. 기지국의 선택에 따라 즉 RRC 시그널링 또는 L1,2 시그널링을 이용해서 본 방법 5-2를 설정하게 할 수 있다.
또한 방법 5-2는 다음 일 실시예에 따라 ACK/NACK 번들링을 수행할 수 있다. 만약 CQI가 전송되는 CQI 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 ACK/NACK이 공간 번들링없이 전송된다면, CQI 서브프레임에서는 번들링 없이 피드백해야하는 ACK/NACK 비트수가 X비트(예를 들어, X는 10)를 초과하지 않는 경우에는 아무런 번들링을 하지 않고 CQI와 ACK/NACK을 조인트 코딩해서 PUCCH 포맷 3으로 전송할 수 있다. 만약, CQI 서브프레임에서 번들링 없이 피드백해야 하는 ACK/NACK 비트수가 X 비트를 초과 할 경우, 먼저 공간 번들링을 시도하여 공간 번들링된 ACK/NACK을 생성하고, 상기 공간 번들링된 ACK/NACK 비트수가 X비트 이하일 경우에는 상기 공간 번들링된 ACK/NACK과 CQI를 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩 해서 전송한다. 만약 공간 번들링된 ACK/NACK의 비트수가 X 비트를 초과할 경우에는 상술한 ACK 카운터 방식으로 각 CC별 2 비트 ACK/NACK을 CQI와 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩해서 보낼 수 있다. 그러면, 단말이 ACK/NACK과 CQI를 조인트 코딩해서 전송하는 경우 ACK/NACK의 압축 정도를 최소화 시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 방법 5-2는 다음 다른 실시예에 따라 ACK/NACK 번들링을 수행할 수 있다.
만약 CQI가 전송되는 CQI 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 ACK/NACK이 공간 번들링되어 전송되는 경우, CQI가 전송되는 CQI 서브프레임에서는 공간 번들링된 ACK/NACK 비트수가 X 비트(예컨대, X는 10)를 초과하지 않는 경우에는 추가적인 번들링을 하지 않고 CQI와 조인트 코딩한 후 PUCCH 포맷 3으로 전송한다. 만약 CQI가 전송되는 CQI 서브프레임에서는 공간 번들링된 ACK/NACK 비트수가 X 비트를 초과하는 경우, 상술한 ACK 카운터 방식으로 각 CC별 2 비트 ACK/NACK을 CQI와 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩해서 보낼 수 있다. 이러한 방법을 이용하여 단말이 ACK/NACK과 CQI를 조인트 코딩해서 전송하는 경우 ACK/NACK의 압축 정도를 최소화 시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다.
만약 DL 서브프레임: UL 서브프레임이 2:1 또는 1:1이 아닌 경우에, MIMO 모드로 설정된 CC에 대한 ACK/NACK에 대해서는 공간 번들링을 한 후, 상술한 ACK 카운터 방식으로 각 CC별 2 비트 ACK/NACK을 CQI와 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩해서 보낼 수 있다.
만약 DL 서브프레임: UL 서브프레임이 1:1인 경우에는 공간 번들링만 적용하거나 아무런 번들링을 적용하지 않고 ACK/NACK과 CQI를 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩해서 전송할 수 있다.
또는 만약 DL 서브프레임: UL 서브프레임이 2:1인 경우에는 공간 번들링만 적용하거나 번들링을 적용하지 않고 ACK/NACK과 CQI를 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩하여 전송할 수 있다. 이 때, 아래와 같은 동작을 고려할 수 있다.
단말이 2개 이하의 DL CC를 설정하고 있을 경우에는 DL CC에 대한 ACK/NACK에 대해 공간 번들링을 하지 않고 CQI와 ACK/NACK을 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩하여 전송할 수 있다. 만약, 단말이 2개보다 많은 DL CC를 설정하고 있을 경우에는 공간 번들링을 한 후 CQI와 PUCCH 포맷 3으로 조인트 코딩해서 보낸다.
방법 5-3: 특정 CC에 대한 ACK/NACK만 피기백하는 방법.
이 방법은 CQI와 다수의 DL CC에 대한 ACK/NACK을 동시 전송해야할 경우에 특정 DL CC, 예를 들어 DL PCC에 대한 ACK/NACK 정보만 PUCCH 포맷 2a 방식 (RS 변조를 이용하는 방식)으로 전송하고, 특정 DL CC를 제외한 나머지 DL CC의 ACK/NACK은 드랍하는 방법이다.
이 방법을 사용하는 경우, 기지국에서는 확보된 CQI 서브프레임에서 최대로 전송할 수 있는 ACK/NACK 개수(예를 들어 PUCCH 포맷 2a/2b일 경우 최대 2개)보다 작거나 같은 갯수의 DL 그랜트를 CQI 서브프레임을 기준으로 4ms 이전에 할당하게 할 수 있다. 그러면, 불필요한 ACK/NACK 전송의 드랍을 강제적으로 없앨 수 있다.

이하에서는 반송파 집성 시스템에서 단말이 서로 다른 UCI를 전송하는 경우 PUCCH의 전송 전력을 결정하는 방법에 대해 설명한다.
상술한 반송파 집성 시스템에서 ACK/NACK과 SR을 조인트 코딩하는 경우, 또는 ACK/NACK과 CQI를 조인트 코딩하는 경우와 같이 서로 다른 UCI를 조인트 코딩에 의해 다중화하는 경우를 고려해보자. 이 때, ACK/NACK과 다른 UCI가 조인트 코딩되지 않는 경우보다 조인트 코딩이 되는 경우에 정보 비트의 페이로드가 증가하게 된다. 이 때, 서로 다른 UCI 전송에는 UCI 별로 서로 다른 전력 오프셋 값을 할당할 수 있다.
또는, CQI를 N비트 전송하는 경우와 CQI와 ACK/NACK을 합하여 동일한 N 비트를 전송하는 경우에, ACK/NACK에 대한 성능 요구가 더 높으므로 서로 다른 UCI에 서로 다른 전력 오프셋 값을 할당할 수 있다.
또는 ACK/NACK과 다른 UCI가 조인트 코딩되어 전송되는 경우, 적용되는 전력 오프셋 값은 ACK/NACK 전송에 요구되는 조건을 만족시키기 위한 전력 값으로 설정할 수 있다.
ACK/NACK이 다른 UCI(SR, CQI등)와 조인트 결합되어 전송되는 경우에는 상기 다른 UCI를 ACK/NACK처럼 취급하여 전력 오프셋 값을 할당할 수 있다. 예를 들어, SR과 ACK/NACK을 합하여 N 비트를 전송하는 경우에는 ACK/NACK만 N 비트를 전송하는 경우와 같은 전송 전력을 적용할 수 있다. 이는 이종의 UCI와 다중화된 ACK/NACK의 성능 열화를 막기 위함이다. 예를 들어, 서빙 셀 c가 프라이머리 셀인 경우, 단말의 서브프레임 i에서의 PUCCH 전송 전력 PPUCCH는 다음 식과 같이 결정될 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000011
상기 식 2에서 PCMAX,c(i)는 서빙셀 c의 서브프레임 i에서 단말에게 설정된 최대 전송 전력으로, 기지국으로부터 수신한 파라미터 및 단말 특정적 파라미터를 기반으로 단말이 결정한다.
ΔF_PUCCH(F)는 상위 계층에서 제공되며, ΔF_PUCCH(F)의 값은 PUCCH 포맷 (F)에 대응된다. ΔTxD(F’)는 단말이 상위 계층에 의해 2개의 안테나 포트에서 PUCCH를 전송하도록 설정된 경우 상위 계층에 의해 주어지는 값이다.
PO_PUCCH는 상위 계층에 의해 주어지는 값이며, g(i)는 현재 PUCCH 전력 제어 조절 상태이다. PLc는 경로 손실에 대한 값이다.
h(nCQI, nHARQ, nSR)은 PUCCH 포맷에 의존하는 값으로, nCQI는 CQI 정보 비트의 갯수에 대응하고, nSR 는 서브프레임 i에서 SR이 설정되면 1 아니면 0이다. nHARQ 는 단말에게 하나의 서빙 셀이 설정되는 경우 서브프레임 i에서 전송되는 HARQ 비트의 갯수를 나타낸다. 단말에게 복수의 서빙셀이 설정되는 경우, nHARQ 는 서브프레임 (i-km)에서 수신한 전송 블록의 갯수 또는 (서브프레임 (i-km)에서 수신한 전송 블록의 갯수 +1)이다(서브프레임 (i-km)에서 SPS release PDCCH를 수신하지 못한 경우). FDD에서 km = 4이다.
PUCCH 포맷 3에 대해 h(nCQI, nHARQ, nSR)은 다음 식과 같이 주어진다.
[식 3]
Figure PCTKR2011001633-appb-I000012
상기 식 3에서 나타난 바와 같이 ACK/NACK이 다른 UCI(예컨대 SR)와 조인트 결합되어 전송되는 경우에는 상기 다른 UCI를 ACK/NACK처럼 취급하여 PUCCH 전송 전력 PPUCCH가 결정될 수 있다. 즉, SR의 정보 비트가 마치 ACK/NACK의 정보 비트처럼 취급된다.
본 발명에서는 반송파 집성 시스템에서 PUSCH 전송이 없을 경우의 UCI 정보(CQI, ACK/NACK, SR)를 다중화하는 방법을 설명하였다. UCI 다중화 방법은 셀 내의 모든 단말에게 공통적으로 적용될 수도 있고, 상향 전송 전력이 부족한 단말에게 부분적으로 적용될 수도 있다. 또한 상술한 방법들은 기지국의 선택에 따라 설정될 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.
기지국(100)은 프로세서(110; processor), 메모리(120; memory) 및 RF부(130; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(110)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)을 포함한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(210)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(210)는 UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고, 상기 생성된 인코딩 정보 비트들에 대해 변조를 수행하여 복소 변조 심벌들을 생성하고, 상기 복소 변조 심벌들을 직교 시퀀스를 기반으로 복수의 SC-FDMA 심벌로 블록 단위로(block-wise) 스프레딩한다. 또한, 프로세서(210)는 UCI의 정보 비트들에 포함된 제1 UCI의 정보 비트와 제2 UCI의 정보 비트를 기반으로 복소 변조 심벌들을 기지국(100)으로 전송하는 물리 상향링크 제어 채널에 대한 전송 전력을 결정한다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신하며, 상기 스프레딩 된 복소 변조 심벌들을 기지국으로 전송한다.
프로세서(110, 210)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(120, 220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130, 230)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120, 220)에 저장되고, 프로세서(110, 210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120, 220)는 프로세서(110, 210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110, 210)와 연결될 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 (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information) 전송 방법에 있어서,
    UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩(channel coding)을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고,
    상기 생성된 인코딩 정보 비트들을 변조(modulation)하여 변조 심볼 시퀀스(modulation symbol sequence)들을 생성하고,
    상기 변조 심볼 시퀀스를 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 블록 단위(block-wise) 스프레딩(spreading)하여 스프레딩된 시퀀스(spread sequence)를 생성하고,
    상기 스프레딩된 시퀀스를 상향링크 제어 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되,
    상기 UCI의 정보 비트들은 제1 UCI 비트 시퀀스와 제2 UCI 정보 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레딩된 시퀀스는 상기 변조 심벌 시퀀스 중 일부 변조 심벌들을 상기 직교 시퀀스의 요소와 곱하여 생성된 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 일부 변조 심벌들의 갯수는 자원 블록에 포함된 부반송파(subcarrier)의 갯수와 동일한 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 전력은 상기 제1 UCI 비트 시퀀스의 비트수 및 상기 제2 UCI 정보 비트에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 UCI비트 시퀀스는 복수의 서빙셀(serving cell) 각각에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/Non-Acknowledgement) 정보 비트를 연접(concatenation)한 ACK/NACK 비트열이고, 상기 제2 UCI 정보 비트는 스케줄링 요청(scheduling request, SR) 정보 비트인 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 SR 정보 비트는 상기 ACK/NACK 비트열의 마지막에 추가되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 SR 정보 비트는 1 비트인 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레딩 시퀀스는 7개의 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌로 구성된 슬롯에서 첫번째, 세번째, 네번째, 다섯번째 및 일곱번째 SC-FDMA 심벌을 통해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 슬롯에서 두번째 및 여섯번째 SC-FDMA 심벌에서는 참조 신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레딩 시퀀스는 상기 단말이 상기 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 프라이머리 셀을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 변조 심볼 시퀀스는 상기 인코딩 정보 비트들을 QPSK(quadrature phase shift keying)하여 생성되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  12. 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 UCI의 정보 비트들에 대하여 채널 코딩(channel coding)을 수행하여 인코딩 정보 비트들을 생성하고,
    상기 생성된 인코딩 정보 비트들을 변조(modulation)하여 변조 심볼 시퀀스(modulation symbol sequence)들을 생성하고,
    상기 변조 심볼 시퀀스를 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 블록 단위(block-wise) 스프레딩(spreading)하여 스프레딩된 시퀀스(spread sequence)를 생성하고,
    상기 스프레딩된 시퀀스를 상향링크 제어 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되,
    상기 UCI의 정보 비트들은 제1 UCI 비트 시퀀스와 제2 UCI 정보 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 UCI비트 시퀀스는 복수의 서빙셀(serving cell) 각각에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/Non-Acknowledgement) 정보 비트를 연접(concatenation)한 ACK/NACK 비트열이고, 상기 제2 UCI 정보 비트는 스케줄링 요청(scheduling request, SR) 정보 비트인 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 SR 정보 비트는 1비트이고, 상기 ACK/NACK 비트열의 마지막에 추가되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 전력은 상기 제1 UCI 비트 시퀀스의 비트수 및 상기 제2 UCI 정보 비트에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 전송 장치.
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