WO2014007548A1 - 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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채혁진
서한별
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Definitions

  • 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 includes N RB resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • the RB includes one slot in the time domain and a plurality of consecutive subcarriers in the frequency domain in resource allocation units.
  • the number N RB of resource blocks included in the downlink slot depends on a downlink transmission bandwidth set in a cell. For example, in the LTE system, N RB may be any one of 6 to 110.
  • 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 (RE).
  • Resource elements on the resource grid may be identified by an index pair (k, l) in the slot.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the wireless device, attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the DCI, and identifies a unique identifier according to the owner or purpose of the PDCCH (this is called a Radio Network Temporary Identifier (RNTI)). ) To the CRC.
  • CRC cyclic redundancy check
  • One REG includes four REs and one CCE includes nine REGs.
  • ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ CCEs may be used to configure one PDCCH, and each element of ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ is called a CCE aggregation level.
  • the downlink or uplink SPS may inform the UE in which subframes a semi-static transmission (PUSCH) / reception (PDSCH) is performed through an upper layer signal such as radio resource control (RRC).
  • RRC radio resource control
  • the parameter given as the higher layer signal may be, for example, a period and an offset value of the subframe.
  • the HARQ schemes that are commonly used include asynchronous and channel adaptive HARQ schemes, and synchronization and channel non-adaptive HARQ schemes.
  • Asynchronous and channel-adaptive HARQ schemes can maximize retransmission efficiency by adaptively varying retransmission timing and the amount of resources used depending on channel conditions, but the overhead is increased, which is generally considered for uplink. It doesn't work.
  • the synchronization and channel non-adaptive HARQ scheme has the advantage that there is little overhead for this because the timing and resource allocation for retransmission is promised in the system. There are disadvantages to losing.
  • CC component carrier
  • the primary cell and the secondary cell have the following characteristics.
  • E-PDCCH enhanced-PDCCH
  • the offset using the ARI may be used for explicit PUCCH resource selection.
  • the following table shows a time relationship for transmitting ACK / NACK for a plurality of DL subframes corresponding to one UL subframe.
  • an offset value indicating a starting point of a PUCCH resource corresponding to a control channel in the entire PUCCH index (or ACK / NACK index) defined in the uplink may be defined as follows.
  • PUCCH_E-PDCCH, SET1 : E-PDCCH indicates the start index of the implicit PUCCH resource corresponding to the E-CCE of set 1.
  • C may be the maximum PCFICH value of DL subframes signaled in RRC, determined in consideration of the maximum PDCCH according to a frequency band, or corresponding to a UL subframe.
  • c may be ⁇ 0,1,2,3 ⁇ or ⁇ 1,2,3 ⁇ .
  • the number of implicit PUCCH resources corresponding to the PDCCH may be determined according to a predetermined rule such as the maximum value of the number of possible PUCCH resources. When the maximum value of the number of PUCCH resources corresponding to the CCE is applied, if the downlink scheduling using the PDCCH is small, waste of the PUCCH resources occurs. If the fixed value is insufficient, collision probability of the PDCCH implicit PUCCH resource and the E-PDCCH implicit PUCCH resource increases.
  • PUCCH resource indexing for subframes in which PMCH is transmitted is excluded.
  • whether or not to transmit the PMCH may be unknown depending on the terminal.
  • indexing may not be excluded for uniformity of resource utilization.
  • the number of E-CCEs that cannot be defined may be excluded. For example, if one or more of the E-REGs constituting the E-CCE collide with the PBCH / PSS / SSS, the E-CCE may not be defined.
  • the resource block arrangement of the E-REG constituting the E-CCE may vary depending on whether it is a local E-PDCCH set or a distributed E-PDCCH set. E-CCE is defined in the local E-PDCCH set, but E-CCE may not be defined in the distributed E-PDCCH set.
  • the configuration of the E-PDCCH set and the configuration of the monitoring subframe are configured UE-specifically. Therefore, the above-described methods may be referred to as methods for reducing unnecessary E-CCE and PUCCH mapping from a terminal perspective.
  • indexing for subframes in which the configuration of the PDSCH is not cell specific may be excluded.
  • a special subframe in which no PDSCH is transmitted, a special subframe configuration # 0, # 5 in the normal CP, or a special subframe corresponding to the special subframe configuration # 0 and # 4 in the extended CP may not be a PDSCH configuration. It may be a frame.
  • indexing for a subframe in which all E-CCEs correspond to a resource block in which the DM-RS is not transmitted may be excluded. This may correspond to a special subframe configuration # 7 in the extended CP, a case where all E-CCEs overlap with PBCH / PSS / SSS among the E-PDCCH set.
  • PUCCH resource collision may not be allowed between E-PDCCH sets.
  • i) may be arranged in the order of subframe-E-PDCCH.
  • E-PDCCH may be arranged in subframe order.
  • 16 shows an example of mapping an E-CCE and a PUCCH resource in the order of E-PDCCH-subframe.
  • This method is to prevent resource collision between subframes in the case of CCE corresponding PUCCH resources of the existing PDCCH.
  • the scheduling can be performed without considering the scheduling of subsequent subframes in advance.
  • N C applies and can be used by increasing C sequentially.
  • Incremental values considering E-CCEs per resource block corresponding to the E-PDCCH may be used. For example, integer values may be used.
  • the maximum value of all the E-CCEs in the E-PDCCH set is used as an increment value.
  • each PUCCH resource for each subframe is E-CCE and PUCCH mapping for collision avoidance per subframe of the PUCCH resource for the E-PDCCH irrespective of the collision avoidance region for each subframe of the PUCCH resource for the PDCCH It can also be applied to the configuration.
  • the initial value may be set not to collide with the PDCCH or may be applied as an offset after the PDCCH.
  • ALT2.1 Conflict between E-PDCCH sets may not be allowed in a region other than a region defined between subframes in a PDCCH region.
  • FIG. 20 illustrates a PUCCH resource allocation method according to an embodiment of the present invention.
  • the PUCCH index is determined as in the following equation.
  • 21 shows a configuration of a base station and a terminal according to an embodiment of the present invention.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 수신하고, 및 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment)을 전송하기 위한 PUCCH(physical uplink control channel) 자원을 할당하되, 상기 PUCCH 자원은 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임 각각을 스케줄링하는 제어 채널의 제어 채널 요소에 기반하여 할당되고, 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 특정 조건을 만족하는 특정 서브프레임이 포함된 경우, 상기 특정 서브프레임에 포함된 제어 채널 요소는 상기 PUCCH 자원 할당에 이용되는 제어 채널 요소에서 제외되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 그 방법을 이용하는 장치에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서는 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 사용할 수 있다. HARQ는 전송기가 데이터를 전송한 후 상기 데이터에 대한 수신 확인 정보인 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement)를 수신하고, 상기 ACK/NACK에 따라 새로운 데이터를 전송하거나 또는 기 전송한 데이터를 재전송하는 기법이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced)에서는 ACK/NACK을 상향링크 제어 채널인 PUCCH(physical uplink control channel)을 통해 전송할 수 있다. ACK/NACK을 PUCCH를 통해 전송하는 경우, PUCCH를 구성하는 자원(PUCCH 자원)은 묵시적 또는 명시적으로 결정될 수 있다. 예컨대, PUCCH 자원이 상기 ACK/NACK 응답의 대상이 되는 PDSCH(physical downlink shared channel) 또는 데이터(전송 블록 또는 코드워드)를 스케줄링하는 제어 채널이 점유하는 자원에 기반하여 결정될 수 있는데, 이러한 PUCCH 자원을 묵시적 PUCCH 자원이라 한다. 반면, 상위 계층 신호(higher-layer signal)에 의하여 하나 또는 복수의 자원을 명시적으로 지시하고 이러한 자원을 이용하는 경우에는 명시적 PUCCH 자원이라 한다.
한편, 무선통신 시스템은 지원해야 하는 단말의 개수가 증가하고 있다. 이로 인하여 기존 제어 채널의 부족이 예상된다. 이를 극복하기 위하여, 장래 무선통신 시스템에서는 새로운 제어 채널의 도입을 검토하고 있다.
새로운 제어 채널을 LTE-A에서는 E-PDCCH(enhanced-physical downlink control channel)라 칭한다. E-PDCCH는, 기존 제어 채널인 PDCCH가 서브프레임의 제어 영역에서 전송되는 것과 달리, 서브프레임의 데이터 영역에서 전송된다. 또한, PDCCH가 셀 특정적 참조 신호를 기반으로 디코딩되는 것과 달리 E-PDCCH는 단말 특정적 참조 신호를 기반으로 디코딩될 수 있다.
이러한 E-PDCCH가 도입되는 경우, 종래 ACK/NACK의 전송을 위한 묵시적 PUCCH 자원 할당 방법은 수정될 필요가 있다. 왜냐하면, E-PDCCH가 PDCCH와는 다른 조건 하에서 전송될 수 있기 때문이다.
무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
일 측면에서, 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법을 제공한다. 상기 방법은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 수신하고, 및 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment)을 전송하기 위한 PUCCH(physical uplink control channel) 자원을 할당하되, 상기 PUCCH 자원은 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임 각각을 스케줄링하는 제어 채널의 제어 채널 요소에 기반하여 할당되고, 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 특정 조건을 만족하는 특정 서브프레임이 포함된 경우, 상기 특정 서브프레임에 포함된 제어 채널 요소는 상기 PUCCH 자원 할당에 이용되는 제어 채널 요소에서 제외되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서, 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원을 할당하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 수신하고, 및 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment)을 전송하기 위한 PUCCH(physical uplink control channel) 자원을 할당하되, 상기 PUCCH 자원은 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임 각각을 스케줄링하는 제어 채널의 제어 채널 요소에 기반하여 할당되고, 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 특정 조건을 만족하는 특정 서브프레임이 포함된 경우, 상기 특정 서브프레임에 포함된 제어 채널 요소는 상기 PUCCH 자원 할당에 이용되는 제어 채널 요소에서 제외되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에 E-PDCCH가 도입되는 경우 무선 자원의낭비 없이 PUCCH 자원을 할당하고 할당된 PUCCH 자원을 사용하여 ACK/NACK 을 전송할 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 FDD(frequency division duplex) 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 TDD(time division duplex) 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임을 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다.
도 8은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.
도 9는 동기화 HARQ를 예시한다.
도 10은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 11은 E-PDCCH 할당의 일 예를 나타낸다.
도 12는 E-PDCCH에 포함된 ARI에 의한 오프셋 설정 방법의 예를 나타낸다.
도 13은 CCE에 대응되는 PUCCH 자원의 구성 예를 나타낸다.
도 14는 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌을 허용하지 않는 경우 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 맵핑의 예를 나타낸다.
도 15는 서브프레임 - E-PDCCH 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 16은 E-PDCCH - 서브프레임 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 17은 전술한 ALT1.1, ALT 1.2에 의할 때, CCE 또는 E-CCE와 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타낸다.
도 18은 서브프레임 간 충돌이 회피되는 PUCCH 영역에서 N(1)PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1)PUCCH_E-PDCCH,set1 인덱스를 m에 각각 적용하는 예를 나타낸다.
도 19는 동일 DL 서브프레임에 대응되는 PDCCH/E-PDCCH 간의 충돌을 허용하지 않는 경우, E-CCE와 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 PUCCH 자원 할당 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 및 단말의 구성을 나타낸다.
단말(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.
기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 FDD(frequency division duplex) 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4절을 참조할 수 있다.
상기 무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms(milli-second)이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
도 2는 3GPP LTE에서 TDD(time division duplex) 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 하나의 무선 프레임의 시간 구간은 307200∙Ts = 10 milli-second(ms)의 관계에 있다.
TDD 무선 프레임에는 하향링크(downlink: DL) 서브프레임, 상향링크(Uplink:UL) 서브프레임, 특수 서브프레임(special subframe, S subframe)이 공존할 수 있다.
표 1은 무선 프레임의 상향링크-하향링크 설정(UL-DL configuration)의 일 예를 나타낸다.
[표 1]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000001
상기 표에서 'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 특수 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 UL-DL 설정에 따라 무선 프레임 내에서 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
한편, 무선 프레임 내의 10개의 서브프레임들이 0부터 9까지 인덱싱된다고 할 때, 서브프레임 인덱스 #1, #6을 갖는 서브프레임은 특수 서브프레임일 수 있다. 특수 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
특수 서브프레임은 특수 서브프레임 설정(special subframe configuration)에 따라 DwPTS, UpPTS 등의 시간 구간이 결정될 수 있다. 일 예로, 특수 서브프레임 설정은 10가지가 존재할 수 있으며 이에 대해서는 후술한다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원블록(RB; Resource Block)을 포함한다. 자원블록은 자원 할당 단위로 시간 영역에서 하나의 슬롯, 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파(subcarrier)를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
한편, 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element, RE)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 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
도 3에서는 하나의 자원블록이 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되어 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 노멀 CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임을 나타낸다.
하향링크(downlink: DL) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 4개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V10.2.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE/LTE-A에서 물리 제어채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)가 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다. PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 상향링크(uplink: UL) HARQ(hybrid automatic repeat request) 프로세스를 위한 ACK(acknowledgement)/NACK(not-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 기지국에 의하여 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant) 또는 DL 할당(DL assignment)이라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
3GPP LTE/LTE-A에서 DL 전송블록의 전송은 PDCCH와 PDSCH의 쌍으로 수행된다. UL 전송블록의 전송은 PDCCH와 PUSCH의 쌍으로 수행된다. 예를 들어, 무선기기는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 DL 전송블록을 수신한다. 무선기기는 DL 서브프레임에서 PDCCH를 모니터링하여, DL 자원 할당을 PDCCH 상으로 수신한다. 무선기기는 상기 DL 자원 할당이 가리키는 PDSCH 상으로 DL 전송 블록을 수신한다.
기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
특정 무선기기를 위한 PDCCH라면 무선기기의 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 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 복수의 무선기기에 대한 TPC(transmit power control) 명령을 지시하기 위해 TPC-RNTI가 CRC에 마스킹될 수 있다. 반정적 스케줄링(semi-persistent scheduling: SPS)을 위한 PDCCH에는 SPS-C-RNTI가 CRC에 마스킹될 수 있다. SPS에 대해서는 후술한다.
C-RNTI 계열(예를 들어, C-RNTI, SPS-C-RNTI, Temporary C-RNTI)이 사용되면 PDCCH는 해당하는 특정 무선기기를 위한 제어정보(이를 단말 특정(UE-specific) 제어정보라 함)를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 셀 내 모든 또는 복수의 무선기기가 수신하는 공용(common) 제어정보를 나른다.
CRC가 부가된 DCI를 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 인코딩은 채널 인코딩과 레이트 매칭(rate matching)을 포함한다. 부호화된 데이터는 변조되어 변조 심벌들이 생성된다. 변조심벌들은 물리적인 RE(resource element)에 맵핑된다.
서브프레임내의 제어영역은 복수의 제어채널요소 (control channel element: CCE)를 포함한다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위로, 복수의 자원요소그룹 (resource element group: REG)에 대응된다. REG는 복수의 자원요소(resource element: RE)를 포함한다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
하나의 REG는 4개의 RE를 포함하고, 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다. 하나의 PDCCH를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8}개의 CCE를 사용할 수 있으며, {1, 2, 4, 8} 각각의 요소를 CCE 집성 레벨(aggregation level)이라 한다.
PDDCH의 전송에 사용되는 CCE의 개수는 기지국이 채널 상태에 따라 결정한다. 예를 들어, 좋은 하향링크 채널 상태를 갖는 무선기기에게는 하나의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다. 나쁜(poor) 하향링크 채널 상태를 갖는 무선기기에게는 8개의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 CCE로 구성된 제어채널은 REG 단위의 인터리빙을 수행하고, 셀 ID(identifier)에 기반한 순환 쉬프트(cyclic shift)가 수행된 후에 물리적 자원에 매핑된다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다. 설정에 따라 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수도 있고, PUCCH와 PUSCH 중 어느 하나만 전송할 수도 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
PUCCH 상으로는 HARQ ACK/NACK(이하 단순히 ACK/NACK 또는 HARQ-ACK이라 표시할 수 있음), 하향링크 채널 상태를 나타내는 채널 상태 정보(channel status information, CSI) 예컨대, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(precoding matrix index), PTI(precoding type indicator), RI(rank indication) 등이 전송될 수 있다.
CQI는 주어진 시간에 대하여 단말이 지원할 수 있는 링크 적응적 파라미터에 대한 정보를 제공한다. CQI는 단말 수신기의 특성 및 SINR(signal to interference plus noise ratio) 등을 고려하여 하향링크 채널에 의해 지원될 수 있는 데이터율(data rate)을 지시할 수 있다. 기지국은 CQI를 이용하여 하향링크 채널에 적용될 변조(QPSK, 16-QAM, 64-QAM 등) 및 코딩 율을 결정할 수 있다. CQI는 여러 가지 방법으로 생성할 수 있다. 예를 들면, 채널상태를 그대로 양자화하여서 피드백하는 방법, SINR(signal to interference plus noise ratio)을 계산하여 피드백하는 방법, MCS(Modulation Coding Scheme)와 같이 채널에 실제 적용되는 상태를 알려주는 방법 등이 있다. CQI가 MCS를 기반으로 하여 생성되는 경우, MCS는 변조방식과 부호화 방식 및 이에 따른 부호화율(coding rate)등을 포함하게 된다.
PMI는 코드북 베이스의 프리코딩에서 프리코딩 행렬에 대한 정보를 제공한다. PMI는 MIMO(multiple input multiple output)와 관련된다. MIMO에서 PMI가 피드백되는 것을 폐루프 MIMO(closed loop MIMO)라 칭한다.
RI는 단말이 추천하는 랭크(rank)(즉, 레이어(layer)의 개수)에 대한 정보이다. 즉, RI는 공간 다중화에 사용되는 독립적인 스트림의 수를 나타낸다. RI는 단말이 공간 다중화를 사용하는 MIMO 모드에서 동작하는 경우에만 피드백된다. RI는 항상 하나 이상의 CQI 피드백과 관련된다. 즉, 피드백되는 CQI는 특정한 RI 값을 가정하고 계산된다. 채널의 랭크(rank)는 일반적으로 CQI보다 느리게 변화하기 때문에 RI는 CQI보다 적은 횟수로 피드백된다. RI의 전송 주기는 CQI/PMI 전송 주기의 배수일 수 있다. RI는 전체 시스템 대역에 대해 주어지며 주파수 선택적인 RI 피드백은 지원되지 않는다.
PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다. PUCCH 포맷 1은 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)을 나른다. 이때 OOK(On-Off Keying) 방식이 적용될 수 있다. PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK을 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.
PUCCH 포맷은 변조 방식과 서브프레임 당 전송 가능한 비트 개수에 따라 구분될 수 있다. 표 2는 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수를 나타낸다.
[표 2]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000002
모든 PUCCH 포맷은 각 OFDM 심벌에서 시퀀스의 순환 쉬프트(cyclic shift, CS)를 사용한다. 순환 쉬프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 쉬프트시켜 생성된다. 특정 CS 양은 순환 쉬프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다.
기본 시퀀스 ru(n)를 정의한 일 예는 다음 식과 같다.
[식 1]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000003
여기서, u는 원시 인덱스(root index), n은 요소 인덱스로 0≤n≤N-1, N은 기본 시퀀스의 길이이다. b(n)은 3GPP TS 36.211 V8.7.0의 5.5절에서 정의되고 있다.
시퀀스의 길이는 시퀀스에 포함되는 요소(element)의 수와 같다. u는 셀 ID(identifier), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 의해 정해질 수 있다. 기본시퀀스가 주파수 영역에서 하나의 자원 블록에 맵핑(mapping)된다고 할 때, 하나의 자원 블록이 12 부반송파를 포함하므로 기본 시퀀스의 길이 N은 12가 된다. 다른 원시 인덱스에 따라 다른 기본 시퀀스가 정의된다.
기본 시퀀스 r(n)을 다음 식 2와 같이 순환 쉬프트시켜 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n, Ics)을 생성할 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000004
여기서, Ics는 CS 양을 나타내는 순환 쉬프트 인덱스이다(0≤Ics≤N-1).
기본 시퀀스의 가용(available) 순환 쉬프트 인덱스는 CS 간격(CS interval)에 따라 기본 시퀀스로부터 얻을 수(derive) 있는 순환 쉬프트 인덱스를 말한다. 예를 들어, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 1이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 개수는 12가 된다. 또는, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 2이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 수는 6이 된다.
도 6은 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 6을 참조하면, 노멀 CP에서 SC-FDMA 심벌 1, 5는 상향링크 참조신호인 DM RS(demodulation reference symbol)를 위해 사용된다. 확장 CP의 경우에는 SC-FDMA(single carrier-freuquency division multple access) 심벌 3이 DM RS를 위해 사용된다.
10개의 CQI 정보 비트가 예를 들어, 1/2 비율로 채널 코딩(channel coding)되어 20개의 코딩된 비트가 된다. 채널 코딩에는 리드 뮬러(Reed-Muller: RM) 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 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다. 3번째 내지 5번째 SC-FDMA 심벌에서 상향링크 참조 신호가 전송된다. 도 7에서 w0, w1, w2 및 w3는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변조 이후에 시간 영역에서 변조되거나 또는 IFFT 변조 이전에 주파수 영역에서 변조될 수 있다.
하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 3개의 OFDM 심벌은 참조신호를 위한 RS(Reference Signal) OFDM 심벌이 되고, 4개의 OFDM 심벌은 ACK/NACK 신호를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다.
PUCCH 포맷 1b에서는 인코딩된 2비트 ACK/NACK 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조하여 변조 심벌 d(0)가 생성된다.
순환 쉬프트 인덱스 Ics는 무선 프레임 내 슬롯 번호(ns) 및/또는 슬롯 내 심벌 인덱스(l)에 따라 달라질 수 있다.
노멀 CP에서 하나의 슬롯에 ACK/NACK 신호의 전송을 위해 4개의 데이터 OFDM 심벌이 있으므로, 각 데이터 OFDM 심벌에서 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics0, Ics1, Ics2, Ics3라 하자.
변조 심벌 d(0)은 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics)로 확산된다. 슬롯에서 (i+1)번째 OFDM 심벌에 대응하는 일차원 확산된 시퀀스를 m(i)라 할 때,
{m(0), m(1), m(2), m(3)} = {d(0)r(n,Ics0), d(0)r(n,Ics1), d(0)r(n,Ics2), d(0)r(n,Ics3)}로 나타낼 수 있다.
단말 용량을 증가시키기 위해, 일차원 확산된 시퀀스는 직교 시퀀스를 이용하여 확산될 수 있다. 확산 계수(spreading factor) K=4인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
[표 3]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000005
확산 계수 K=3인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
[표 4]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000006
슬롯마다 다른 확산 계수를 사용할 수 있다.
따라서, 임의의 직교 시퀀스 인덱스 i가 주어질 때, 2차원 확산된 시퀀스 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
{s(0), s(1), s(2), s(3)}={wi(0)m(0), wi(1)m(1), wi(2)m(2), wi(3)m(3)}
2차원 확산된 시퀀스들 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 IFFT가 수행된 후, 대응하는 OFDM 심벌에서 전송된다. 이로써, ACK/NACK 신호가 PUCCH 상으로 전송되는 것이다.
PUCCH 포맷 1b의 참조신호도 기본 시퀀스 r(n)을 순환 쉬프트시킨 후 직교 시퀀스로 확산시켜 전송된다. 3개의 RS OFDM 심벌에 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics4, Ics5, Ics6 이라 할 때, 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics4), r(n,Ics5), r(n,Ics6)를 얻을 수 있다. 이 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스는 K=3인 직교 시퀀스 wRS,i(k)로 확산된다.
직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics 및 자원 블록 인덱스 m은 PUCCH를 구성하기 위해 필요한 파라미터이자, PUCCH(또는 단말)을 구분하는 데 사용되는 자원이라 할 수 있다. 가용 순환 쉬프트의 개수가 12이고, 가용한 직교 시퀀스 인덱스의 개수가 3이라면, 총 36개의 단말에 대한 PUCCH가 하나의 자원블록에 다중화될 수 있다.
3GPP LTE에서는 단말이 PUCCH를 구성하기 위한 상기 3개의 파라미터를 획득하기 위해, 자원 인덱스 n(1) PUCCH가 정의된다. 자원 인덱스 n(1) PUCCH = nCCE + N(1) PUCCH로 정의되는데, nCCE는 대응하는 DCI(즉, ACK/NACK 신호의 대상이 되는 하향링크 데이터의 수신을 위한 하향링크 자원 할당)의 전송에 사용되는 첫번째 CCE(가장 낮은 인덱스를 가지는 CCE)의 인덱스이고, N(1) PUCCH는 기지국이 단말에게 상위계층 메시지로 알려주는 파라미터이다.
이하, ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 시간, 주파수, 코드 자원을 ACK/NACK 자원 또는 PUCCH 자원이라 칭한다. 전술한 바와 같이, PUCCH 자원을 결정하기 위한 인덱스(이를 PUCCH 인덱스라 함), 즉, ACK/NACK 신호를 PUCCH 상으로 전송하기 위해 필요한 인덱스는 {직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics, 자원 블록 인덱스 m} 또는 상기 3개의 인덱스를 구하기 위한 인덱스(n(1) PUCCH) 중 적어도 어느 하나로 표현될 수 있다. 다시 말해, PUCCH 자원은 직교 시퀀스, 순환 쉬프트, 자원 블록 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, PUCCH 자원을 나타낼 수 있는 인덱스를 PUCCH인덱스라 칭할 수 있다.
한편, LTE-A에서는 최대 21 비트(이는 정보 비트로 채널 코딩 전의 비트수이며, SR이 포함되는 경우 최대 22비트)의 상향링크 제어 정보(예컨대, ACK/NACK과 SR)를 전송하기 위해 PUCCH 포맷 3이 도입되었다. PUCCH 포맷 3은 변조 방식으로 QPSK를 사용하며, 서브프레임에서 전송 가능한 비트 수는 48비트(이는 정보 비트를 채널 코딩한 후 전송되는 비트수)이다.
PUCCH 포맷 3은 블록 스프레딩(block spreading) 기반 전송을 수행한다. 즉, 블록 스프레딩 코드를 이용하여 멀티 비트 ACK/NACK을 변조한 변조 심벌 시퀀스를 시간 영역에서 확산한 후 전송한다.
도 8은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.
도 8을 참조하면, 변조 심벌 시퀀스 {d1, d2, ...}는 블록 스프레딩 코드가 적용되어 시간 영역에서 확산된다. 블록 스프레딩 코드는 직교 커버 코드(orthogonal cover code: OCC)일 수 있다. 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. 변조 심벌들의 시퀀스는 FFT(fast Fourier transform), IFFT(inverse fast Fourier transform)을 거쳐 슬롯의 데이터 심벌들에 맵핑된 후 전송된다. 도 8에서는 하나의 슬롯에 3개의 RS 심벌이 존재하는 경우를 예시하였지만, 2개의 RS 심벌이 존재할 수도 있고 이러한 경우 길이 5의 블록 스프레딩 코드가 사용될 수 있다.

<반 정적 스케줄링(semi-persistent scheduling: SPS)>
무선 통신 시스템에서 단말은 PDCCH를 통해 DL 그랜트, UL 그랜트 등과 같은 스케줄링 정보를 수신하며 스케줄링 정보에 기반하여 단말은 PDSCH를 수신, PUSCH를 전송하는 동작을 수행한다. 일반적으로 DL 그랜트와 PDSCH는 동일 서브프레임 내에서 수신이 된다. 그리고 FDD의 경우, UL 그랜트를 수신한 서브프레임으로부터 4 서브프레임 이후에 PUSCH를 전송한다. 이러한 동적 스케줄링 이외에 LTE는 반정적 스케줄링(semi-persistent scheduling: SPS)도 제공한다.
하향링크 또는 상향링크 SPS는 RRC(radio resource control)와 같은 상위 계층 신호를 통해 단말에게 어느 서브프레임들에서 반정적인 전송(PUSCH)/수신(PDSCH)을 수행하는지를 알려줄 수 있다. 상위 계층 신호로 주어지는 파라미터는 예를 들면, 서브프레임의 주기와 오프셋 값일 수 있다.
단말은 RRC 시그널링을 통해 SPS 전송/수신을 인지한 후, PDCCH를 통해 SPS 전송의 활성화(activation), 해제(release) 신호를 수신하면 SPS 전송/수신을 수행 또는 해제한다. 즉, 단말은 RRC 시그널링을 통해 SPS를 할당 받더라도 바로 SPS 전송/수신을 수행하는 것이 아니라 활성화 또는 해제 신호를 PDCCH를 통해 수신하는 경우 그 PDCCH에서 지정한 자원 블록 할당에 따른 주파수 자원(자원 블록), MCS 정보에 따른 변조, 코딩율을 적용하여 RRC 시그널링을 통해 할당받은 서브프레임 주기, 오프셋 값에 해당하는 서브프레임에서 SPS 전송/수신을 수행한다. 만약, PDCCH를 통해 SPS 해제 신호를 수신하면 SPS 전송/수신을 중단한다. 이렇게 중단된 SPS 전송/수신은 다시 SPS 활성화 신호를 포함하는 PDCCH(SPS 재활성화 PDCCH)를 수신하면 해당 PDCCH에서 지정하는 주파수 자원, MCS 등을 이용하여 재개한다.
SPS 활성화를 위한 PDCCH를 이하 SPS 활성화 PDCCH, SPS 해제를 위한 PDCCH를 SPS 해제 PDCCH라 한다. 단말은 PDCCH가 SPS 활성화/해제 PDCCH인지 여부를 다음 조건을 모두 만족하는 경우에 인증(validation)할 수 있다. 1. PDCCH 페이로드로부터 얻어지는 CRC 패러티 비트들이 SPS C-RNTI로 스크램블되어 있고, 2. 새로운 데이터 지시 필드(new data indicator field)의 값이 ‘0’이어야 한다. 또한, PDCCH에 포함된 각 필드 값이 다음 표의 값처럼 설정되면 단말은 해당 PDCCH의 하향링크 제어 정보(downlink control information: DCI)를 SPS 활성화 또는 해제로 받아들인다.
[표 5]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000007
상기 표 5는 SPS 활성화(activation)를 인증하기 위한 SPS 활성화 PDCCH의 필드 값을 나타낸다.
[표 6]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000008
상기 표 6은 SPS 해제(release)를 인증하기 위한 SPS 해제 PDCCH의 필드 값을 나타낸다.
SPS에 의할 때, SPS 활성화를 지시하는 PDCCH와 동일한 서브프레임에서 전송되는 PDSCH는 대응하는 PDCCH(즉, SPS 활성화를 지시하는 PDCCH)가 있으나, 이후의 PDSCH 즉, SPS에 의하여 이후 스케줄링된 PDSCH(이를 SPS PDSCH라 하자)는 대응하는 PDCCH가 없다. 따라서, 상기 SPS PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 때는 PDCCH의 가장 낮은 CCE 인덱스에 맵핑된 PUCCH 자원을 사용하는 것이 불가능한 문제가 있다.
따라서, 기지국은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호를 통해 복수의 자원들을 미리 설정한 후, SPS 활성화를 지시하는 PDCCH에 포함된 TPC 필드를 ARI(ACK/NACK resource indicator)로 전용하여 상기 복수의 자원들 중 특정 자원을 지시하는 방식으로 SPS PDSCH에 대한 ACK/NACK 전송 자원을 지시할 수 있다. 이러한 방식의 ACK/NACK 전송 자원을 명시적 PUCCH 자원이라 칭할 수 있다.
<HARQ(hybrid automatic repeat request)>
기지국과 단말간의 데이터의 송수신시, 프레임을 수신하지 못하거나 손상된 경우, 오류 제어 방법으로는 ARQ(Automatic Repeat request) 방식과 좀더 발전된 형태인 HARQ(hybrid ARQ) 방식이 있다. ARQ방식은 한 개 프레임 전송 후에 확인 메시지 (ACK)가 오기를 기다리고, 수신 측에서는 제대로 받는 경우만 확인 메시지(ACK)를 보내며, 상기 프레임에 오류가 생긴 경우에는 NACK(negative-ACK) 메시지를 보내고, 오류가 생긴 수신 프레임은 수신단 버퍼에서 그 정보를 삭제한다. 송신 측에서 ACK 신호를 받았을 때에는 그 이후 프레임을 전송하지만, NACK 메시지를 받았을 때에는 프레임을 재전송하게 된다.
ARQ 방식과는 달리 HARQ 방식은 수신된 프레임을 복조할 수 없는 경우에, 수신단에서는 송신단으로 NACK 메세지를 전송하지만, 이미 수신한 프레임은 일정 시간 동안 버퍼에 저장하여, 그 프레임이 재전송되었을 때 기 수신한 프레임과 결합하여 수신 성공률을 높인다.
최근에는 ARQ 방식보다는 더 효율적인 HARQ 방식이 더 널리 사용되고 있다. 이러한 HARQ 방식에도 여러 가지 종류가 있는데, 크게는 재 전송하는 타이밍에 따라 동기화 HARQ(synchronous HARQ)와 비동기화(asynchronous HARQ)로 나눌 수 있고, 재 전송 시 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는 지의 여부에 따라 채널 적응적(channel-adaptive) 방식과 채널 비적응적(channel-non-adaptive) 방식으로 나눌 수 있다.
도 9는 동기화 HARQ를 예시한다.
동기화 HARQ방식은 초기 전송이 실패했을 경우, 이 후의 재전송이 시스템에 의해 정해진 타이밍에 이루어지는 방식이다. 즉, 재전송이 이루어지는 타이밍이 초기 전송 후 매 8번째 시간 단위(서브프레임)에 이루어 진다고 가정하면, 이는 기지국과 단말 사이에 이미 약속이 이루어져 있기 때문에 추가로 이 타이밍에 대해 알려줄 필요는 없다. 다만, 데이터 송신 측에서 NACK 메시지를 받았다면, ACK 메시지를 받기까지 매 8번째 시간 단위에 데이터를 재전송하게 된다.
반면, 비동기화 HARQ 방식은 재 전송 타이밍이 새로이 스케줄링 되거나 추가적인 시그널링을 통해 이루어 질 수 있다. 이전에 전송 실패했던 데이터에 대한 재전송이 이루어지는 타이밍은 채널 상태 등의 여러 요인에 의해 가변 된다.
채널 적응적 HARQ 방식은 재 전송시 데이터의 변조, 자원 블록의 수, 코딩 방식 등이 초기 전송 시 정해진 대로 이루어지는 방식이고, 이와 달리 채널 비적응적 HARQ 방식은 이들이 채널의 상태에 따라 가변 되는 방식이다.
예를 들어, 송신 측에서 초기 전송 시 6개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송했고, 이후 재전송 시에도 동일하게 6개의 자원 블록을 이용하여 재전송하는 것이 채널 비적응적 HARQ 방식이다.
반면, 초기에는 6개의 자원 블록을 이용하여 데이터 전송이 이루어 졌다 하여도 이후에 채널 상태에 따라서는 6개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 데이터를 재전송 하는 방식이 채널 적응적 HARQ 방식이다.
이러한 분류에 의해 각각 네 가지의 HARQ의 조합이 이루어 질 수 있으나, 주로 사용되는 HARQ 방식으로는 비동기화 및 채널 적응적 HARQ방식과 동기화 및 채널 비적응적 HARQ 방식이 있다. 비동기화 및 채널 적응적 HARQ방식은 재전송 타이밍과 사용하는 자원의 양을 채널의 상태에 따라 적응적으로 달리함으로써 재전송 효율을 극대화 시킬 수 있으나, 오버헤드가 커지는 단점이 있어서 상향링크를 위해서는 일반적으로 고려되지 않는다. 한편, 동기화 및 채널 비적응적 HARQ 방식은 재전송을 위한 타이밍과 자원할당이 시스템 내에서 약속되어 있기 때문에 이를 위한 오버헤드가 거의 없는 것이 장점이지만, 변화가 심한 채널 상태에서 사용될 경우 재전송 효율이 매우 낮아지는 단점이 있다.
현재 3GPP LTE에서 하향링크의 경우 비동기화 HARQ 방식이, 상향링크의 경우 동기화 HARQ 방식이 사용되고 있다.
한편, 하향링크를 예로, 스케줄링이 되어 데이터가 전송된 뒤 단말로부터의 ACK/NACK 신호가 수신되고 다시 다음 데이터가 전송될 때까지는 도 9에 도시한 바와 같이 시간 지연이 발생한다. 이는 채널의 전달 지연과 데이터 디코딩 및 데이터 인코딩에 걸리는 시간으로 인해 발생하는 지연이다. 이러한 지연 구간 동안의 공백없는 데이터 전송을 위하여 독립적인 HARQ 프로세스를 사용하여 전송하는 방법이 사용되고 있다.
예를 들어 다음 데이터 전송과 다음 데이터 전송까지의 최단 주기가 8 서브프레임이라면 8개의 독립적인 프로세스를 두어 공백 없이 데이터 전송을 할 수 있게 된다. LTE FDD에서는 MIMO로 동작하지 않을 경우 최대 8개의 HARQ 프로세스를 할당할 수 있도록 되어있다.

<반송파 집성(carrier aggregation)>
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
도 10은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 10을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier : CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 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.
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(packet) 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(media access control) 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 반송파 집성이 설정되지 않거나 반송파 집성을 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. 반송파 집성이 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 단말에게 설정된 셀을 나타내며 복수로 구성될 수 있다. 하나의 서빙 셀은 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 {하향링크 요소 반송파, 상향링크 요소 반송파}의 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 서빙 셀은 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수로 구성된 집합으로 구성될 수 있다.
PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 요소 반송파(component carrier: CC)를 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. 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.
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. 세컨더리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 세컨더리 셀에 대응하는 상향링크 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)된다. 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, FDD 시스템의 경우 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 셀은 핸드오버, 셀 선택/셀 재선택 과정을 통해서만 교체될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
서빙 셀을 구성하는 요소 반송파는, 하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙 셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결 설정되어 하나의 서빙 셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙 셀이 구성되지 않는다.
요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙 셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙 셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙 셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결 설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 서빙 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), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 DL CC를 통해 전송될 수 있고, UL 그랜트를 포함하는 PDCCH가 전송된 DL CC와 링크된 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 PUSCH가 전송될 수 있다. 이처럼 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템에서는 PDCCH가 제어정보를 제공하는 PDSCH/PUSCH가 어떤 DL CC/UL CC를 통하여 전송되는지를 알려주는 반송파 지시자가 필요하다. 이러한 반송파 지시자를 포함하는 필드를 이하에서 반송파 지시 필드(carrier indication field, CIF)라 칭한다.
교차 반송파 스케줄링을 지원하는 반송파 집성 시스템은 종래의 DCI(downlink control information) 포맷에 반송파 지시 필드(CIF)를 포함할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템 예를 들어 LTE-A 시스템에서는 기존의 DCI 포맷(즉, LTE에서 사용하는 DCI 포맷)에 CIF가 추가되므로 3 비트가 확장될 수 있고, PDCCH 구조는 기존의 코딩 방법, 자원 할당 방법(즉, CCE 기반의 자원 맵핑)등을 재사용할 수 있다.
기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 단말은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/디코딩을 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 단말 특정적, 단말 그룹 특정적, 또는 셀 특정적으로 설정될 수 있다.

<HARQ 프로세스에서 ACK/NACK 전송 방법>
이제 3GPP LTE에서의 HARQ를 위한 ACK/NACK 전송에 대해 기술한다.
FDD에서, 최대 2개의 서빙 셀의 집성을 지원하는 단말은 2개의 서빙 셀이 설정된 경우 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b를 이용하여 ACK/NACK을 전송한다.
2 보다 많은 서빙 셀의 집성을 지원하는 단말은 2 이상의 서빙 셀이 설정되면 상위 계층 신호의 설정에 따라 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b 또는 PUCCH 포맷 3을 이용하여 ACK/NACK을 전송한다. 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b에 대해서는 후술한다.
TDD에서는 FDD(Frequency Division Duplex)와 달리 하나의 무선 프레임에 DL 서브프레임과 UL 서브프레임이 공존한다. 일반적으로 UL 서브프레임의 개수가 DL 서브프레임의 개수보다 적다. 따라서, ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 UL 서브프레임이 부족한 경우를 대비하여, 복수의 DL 전송 블록(또는 복수의 PDSCH)에 대한 복수의 ACK/NACK 신호를 하나의 UL 서브프레임에서 전송하는 것을 지원하고 있다.
TDD에서 2 이상의 서빙 셀의 집성을 지원하지 않는 단말은 상위 계층 설정에 따라 번들링(bundling)과 채널 선택(channel selection)의 2가지 ACK/NACK 모드가 지원된다.
첫째로, 번들링은 단말이 수신한 PDSCH(즉, 하향링크 전송블록들)의 디코딩에 모두 성공하면 ACK을 전송하고, 이외의 경우는 NACK을 전송하는 것이다. 이를 AND 동작이라 한다. 다만, 번들링은 AND 동작에 제한되는 것은 아니고, 복수의 전송 블록(또는 코드워드)에 대응하는 ACK/NACK 비트들을 압축하는 다양한 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 번들링은 ACK (또는 NACK)의 개수를 카운팅한 값이나 연속적인 ACK의 개수를 나타내도록 할 수 있다.
두번째로, 채널 선택은 ACK/NACK 다중화(multiplexing)이라고도 한다. 채널 선택에서, 단말은 복수의 PUCCH 자원들 중 하나의 PUCCH 자원을 선택하여 ACK/NACK을 전송한다.
아래 표는 3GPP LTE에서 UL-DL 설정에 따른 UL 서브프레임 n과 연결된(associated) DL 서브프레임 n-k의 예이다. 여기서, k∈K, M은 집합 K의 요소들의 개수를 나타낸다.
[표 7]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000009
UL 서브프레임 n에 M개의 DL 서브프레임들이 연결되어 있다고 하고, M=3을 고려하자. 3개의 DL 서브프레임들로부터 3개의 PDCCH를 수신할 수 있으며, 단말은 3개의 PUCCH 자원(n(1) PUCCH,0, n(1) PUCCH,1, n(1) PUCCH,2)을 획득할 수 있다. TDD에서 채널 선택의 예는 다음 표와 같다.
[표 8]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000010
상기 표에서 HARQ-ACK(i)는 M개의 하향링크 서브프레임들 중 i번째 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK을 나타낸다. DTX(DTX(Discontinuous Transmission)는 해당되는 DL 서브프레임에서 PDSCH 상으로 DL 전송 블록을 수신하지 못함 또는 대응하는 PDCCH를 검출하지 못함을 의미한다. 상기 표 8에 의하면, 3개의 PUCCH 자원(n(1) PUCCH,0, n(1) PUCCH,1, n(1) PUCCH,2)이 있고, b(0), b(1)은 선택된 PUCCH을 이용하여 전송되는 2개의 비트이다.
예를 들어, 단말이 3개의 DL 서브프레임에서 3개의 DL 전송블록들을 모두 성공적으로 수신하면, 단말은 n(1) PUCCH,2을 이용하여 비트 (1,1)을 QPSK 변조하여, PUCCH 상으로 전송한다. 단말이 첫번째(i=0) DL 서브프레임에서 DL 전송 블록의 디코딩에 실패하고, 나머지는 디코딩에 성공하면, 단말은 n(1) PUCCH,2을 이용하여 비트 (1,0)을 PUCCH 상으로 전송한다.
채널 선택에서, 적어도 하나의 ACK이 있으면, NACK과 DTX는 짝지워진다(couple). 이는 예약된(reserved) PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합으로는 모든 ACK/NACK 상태를 나타낼 수 없기 때문이다. 하지만, ACK이 없으면, DTX는 NACK과 분리된다(decouple).
기존 PUCCH 포맷 1b는 2비트의 ACK/NACK 만을 전송할 수 있다. 하지만, 채널 선택을 이용한 PUCCH 포맷 1b은 할당된 PUCCH 자원들과 변조 심벌(2 비트)의 조합을 복수개의 ACK/NACK의 상태와 링크하여, 보다 많은 ACK/NACK 상태를 나타내는 것이다.
TDD에서, UL-DL 설정 5이고 단말이 2 이상의 서빙 셀 집성을 지원하지 않는 경우 번들링만 지원된다.
TDD에서 2 이상의 서빙 셀 집성을 지원하는 단말의 경우, 2 이상의 서빙 셀이 설정되면 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b(PUCCH format 1b with channel selection) 또는 PUCCH 포맷 3 중 하나를 상위 계층 설정에 따라 이용하여 ACK/NACK을 전송한다.
TDD에서 2 이상의 서빙 셀 집성을 지원하는 단말이 번들링을 사용하도록 상위 계층 신호에 의하여 설정되고 하나의 서빙 셀이 설정된 경우에도 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b(PUCCH format 1b with channel selection) 또는 PUCCH 포맷 3 중 하나를 상위 계층 설정에 따라 이용하여 ACK/NACK을 전송할 수 있다.
FDD에서도 상기 표 8과 유사한 표가 정의되며 그에 따라 ACK/NACK을 전송할 수 있다.

이제 본 발명에 대해 설명한다.
차세대 무선통신 시스템에서는 MTC(machine type communication), MU-MIMO(multi-user multi-input multi-output), 서로 다른 UL-DL 설정을 사용하는 TDD 셀 간의 반송파 집성 등이 사용될 수 있다. 또한, 동시에 스케줄링되는 단말의 개수가 증가될 수 있다.
따라서, 기존 데이터 채널을 스케줄링하는 제어 채널이 부족할 수 있다. 3GPP LTE에서는 제어 채널인 PDCCH의 자원 부족 현상을 해결하기 위해, 복수의 서브프레임 또는 복수의 셀을 통해 전송되는 복수의 PDSCH들을 하나의 PDCCH를 통해 스케줄링하는 번들링된 스케줄링(bundled scheduling)을 고려하거나 또는 PDCCH 활용을 유연하게 하기 위해 교차 서브프레임 스케줄링(cross-subframe scheduling)을 고려하고 있다. 교차 서브프레임 스케줄링은 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH가 PDSCH가 전송되는 서브프레임이 아닌 다른 서브프레임에서 전송할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 기존 PDCCH 이외에 E-PDCCH(enhanced-PDCCH)의 도입도 고려하고 있다.
<E-PDCCH>
도 11은 E-PDCCH 할당의 일 예를 나타낸다.
LTE-A에서는 데이터 영역 내에 새로운 제어 채널인 E-PDCCH를 할당하여 사용하는 것을 고려하고 있다. E-PDCCH는 PDSCH가 전송되는 데이터 영역에 구성되는 제어 채널로, 단말 특정적인 참조 신호를 이용하여 복조를 수행하는 제어 채널일 수 있다. 즉, E-PDCCH는 할당되는 영역, 복조에 이용되는 참조 신호에서 기존의 제어 채널인 PDCCH와 명확히 구분된다.
한편, E-PDCCH도 PDCCH와 유사하게 E-CCE(enhanced-CCE)를 구성하고 이를 바탕으로 한 묵시적 PUCCH 자원 맵핑을 적용할 수 있다. E-CCE는 E-PDCCH를 구성하는 구성 단위이다. E-CCE에 포함되는 자원양은 PDCCH를 구성하는 CCE에 포함되는 자원양과 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.
또한, ARI가 E-PDCCH에 포함되는 경우, ARI를 이용한 오프셋을 명시적 PUCCH자원 선택에 사용할 수 있다.
E-PDCCH를 통해 스케줄링된 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 때 전송 다이버시티(transmit diversity)가 사용되는 경우 PUCCH 자원을 구성하는 방법이 필요하다.
LTE의 경우, PDSCH에 대한 ACK/NACK은 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 전송된다. 데이터를 수신한 단말은 전달 지연(propagation delay) 및 제어정보/데이터 처리에 걸리는 처리 시간을 고려하여 최소한의 서브프레임 개수(kmin) 이후의 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송하는데, 예를 들어, FDD에서 kmin =4이다.
FDD에서는 UL 서브프레임과 DL 서브프레임이 항상 1:1의 관계가 성립하기 때문에 ACK/NACK은 PDSCH 수신 서브프레임으로부터 4 서브프레임 후의 서브프레임에서 전송된다.
TDD에서는 UL 서브프레임과 DL 서브프레임의 비가 항상 1:1이 되는 것은 아니다. 따라서, 상기 kmin 을 만족하는 UL 서브프레임들 중에서 가급적 빠른 UL 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송하는데 이 때 되도록 특정 UL 서브프레임에서 너무 많은ACK/NACK이 전송되지 않도록 한다.
다음 표는 하나의 UL 서브프레임에서 대응되는 복수의 DL 서브프레임들에 대한 ACK/NACK을 전송하는 시간 관계를 나타낸다.
[표 9]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000011
상기 표에서 UL-DL 설정 0의 서브프레임 2는 UL 서브프레임이며, 서브프레임 2에서는 6 서브프레임 이전의 DL 서브프레임에서 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK을 전송함을 나타낸다. 각 UL 서브프레임에서는 ACK/NACK 번들링, ACK/NACK 다중화를 사용하여 복수의 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 표 9의 k 값들 중 일부는 특수 서브프레임에 대응된다. 예를 들어, UL-DL 설정 5에서 서브프레임 2에 대한 집합 K는 {13, 12, 9,8,7,5,4,11,6}의 요소를 포함한다. 이 때, 요소 11은 특수 서브프레임에 대응된다.
한편, ACK/NACK은 PDCCH에 의해 스케줄링된 PDSCH에 대한 ACK/NACK, PDCCH 자체에 대한 ACK/NACK을 포함할 수 있다. PDCCH 자체에 대한 ACK/NACK은 예를 들어, DL SPS 해제 PDCCH에 대한 ACK/NACK일 수 있다. 이러한 ACK/NACK 전송 시 사용되는 PUCCH 자원은 PDCCH에 대응되는 자원으로 묵시적으로 결정될 수 있다. 즉, 특정 단말에 대한 DL 스케줄링 PDCCH를 구성하는 CCE들 중 가장 낮은 CCE 인덱스와 링크된 자원이 ACK/NACK을 전송하는 PUCCH 자원(묵시적 PUCCH 자원)이 될 수 있다.
전술한 묵시적 PUCCH 자원은 1) FDD에서 DL 서브프레임에서 4 서브프레임 후의 UL 서브프레임, 2) TDD에서 상기 표 9의 DL 서브프레임-UL 서브프레임의 대응에서만 정의된다.
한편, ACK/NACK에는 PDCCH 없이 스케줄링되는 PDSCH에 대한 ACK/NACK도 포함될 수 있다. 예를 들어, SPS에 의한 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 이러한 경우이다. 이 때는 PDSCH에 대응되는 PDCCH가 존재하지 않으므로 상술한 묵시적 PUCCH 자원을 결정할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 기지국은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호를 통해 미리 복수의 자원들을 할당한 후, ARI(ACK/NACK resource indicator)를 통해 상기 복수의 자원들 중 하나를 지정하는 방식으로 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원을 단말에게 알려줄 수 있다. 이러한 방식에 의한 PUCCH 자원을 명시적 PUCCH 자원이라 칭한다. ARI는 SPS를 활성화하는 PDCCH에 포함될 수 있으며, TPC(transmission power control) 필드를 차용할 수 있다.
LTE-A에서 PUCCH 포맷 1a/1b(또는 채널 선택을 사용하는 PUCCH 포맷 1a/1b)를 를 통해 ACK/NACK을 전송하는 경우, 프라이머리 셀에 위치하는 PDCCH에 의해 스케줄링된 PDSCH에 대한 ACK/NACK, PDCCH 자체에 대한 ACK/NACK은 프라이머리 셀의 PDCCH로부터 묵시적으로 지시되는 PUCCH 자원을 이용한다.
비교차 반송파 스케줄링이 적용되어 세컨더리 셀의 PDCCH에 의해 스케줄링된 세컨더리 셀의 PDSCH에 대한 ACK/NACK, 대응되는 PDCCH 없는 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 추가적으로 존재하는 경우, 1)프라이머리 셀의 PDCCH가 점유하는 CCE 인덱스에 링크된 묵시적 PUCCH 자원과 ARI에 의해 지시되는 명시적 PUCCH 자원을 선택적으로 사용하거나, 2)대응되는 PDCCH 없는 PDSCH를 위한 명시적 PUCCH 자원과 세컨더리 셀을 위한 명시적 PUCCH 자원을 선택적으로 사용하여 ACK/NACK을 전송한다.
한편, 모든 ACK/NACK은 프라이머리 셀로만 전송된다. 세컨더리 셀의 PDCCH가 점유하는 CCE에 대응되는 프라이머리 셀의 PUCCH 자원을 정의할 경우, 프라이머리 셀의 PDCCH가 점유하는 CCE에 대응되는 프라이머리 셀의 PUCCH 자원과 충돌이 발생할 수 있다. 상기 문제점 및 묵시적 PUCCH 자원을 불필요하게 많이 확보해야 하는 문제점을 피하기 위해, 현재 서로 다른 반송파(셀) 간에는 CCE와 묵시적 PUCCH 자원의 맵핑을 정의하지 않고 있다. 또한, SPS의 경우 PDCCH가 없기 때문에 PDCCH를 구성하는 CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원을 선택할 수 없다.
도 12는 E-PDCCH에 포함된 ARI에 의한 오프셋 설정 방법의 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 단일 안테나 전송 시의 E-PDCCH와 묵시적 PUCCH 자원의 맵핑은 E-PDCCH를 구성하는 E-CCE 인덱스와 ARI에 의한 오프셋 값에 대응되는 PUCCH 인덱스를 사용하여 묵시적 자원을 할당할 수 있다.
구체적으로 도 12 (A)는 E-CCE에 대응되는 하나의 묵시적 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타내고, 도 12 (B)는 E-CCE에 대응되는 2개의 묵시적 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타낸다.
도 12 (A)와 같이, E-PDCCH를 구성하는 E-CCE들의 인덱스들 중에서 가장 낮은 인덱스와 ARI에 의한 오프셋 값의 합(즉, E-CCE의 첫번째 인덱스(nE-CCE) + OffsetARI)에 대응되는 PUCCH 자원(a0)이 ACK/NACK 전송에 사용될 수 있다.
또는 도 12 (B)와 같이, nE-CCE + OffsetARI, nE-CCE + 1 + OffsetARI에 대응되는 2개의 PUCCH 자원들(a0, a1)이 ACK/NACK 전송에 사용될 수 있다.
도 12 (A)는 FDD에서 단일 셀에서의 E-PDCCH로부터 묵시적 PUCCH 자원이 선택되는 경우, 채널 선택에서 1 CW 전송 모드인 PDSCH를 스케줄링하는 E-PDCCH에서 묵시적 PUCCH 자원을 선택하는 경우 적용될 수 있다.
도 12 (B)는 E-PDCCH가 점유하는 E-CCE로부터 2개의 PUCCH자원의 확보가 필요한 경우를 도시한 도면으로, 예를 들어 채널 선택에서, 최대 2 CW 전송 모드에서 PDSCH를 스케줄링하는 E-PDCCH에서 묵시적 PUCCH 자원을 선택할 때 적용될 수 있다. 또는, SORTD가 사용될 때 E-PDCCH에서 묵시적 PUCCH자원을 선택할 때 적용될 수 있다.

<TDD에서 서브프레임 별로 E-PDCCH에 대응되는 PUCCH 자원 설정 방법>
이하에서는, TDD에서, E-PDCCH에 대응되는 PUCCH 자원을 설정하는 방법에 대하여 설명한다.
종래, PDSCH가 PDCCH에 의하여 스케줄링된 경우, PDSCH에 대한 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원(PUCCH 포맷 1a/1b를 위한)은 다음과 같은 방법으로 설정된다.
1) FDD.
[식 3]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000012
즉, FDD에서 PUCCH 자원을 설정하는 인덱스(
Figure PCTKR2013005921-appb-I000013
)는 PDCCH의 가장 낮은 CCE인덱스(nCCE)와 상위 계층에 의하여 주어지는 값 N(1) PUCCH에 의하여 주어진다.
2) TDD.
[식 4]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000014
TDD에서는 안테나 포트 p0에 대해여, N(1) PUCCH는 상위 계층에 의해 설정된다. nCCE는 서브프레임 n-km에서, 대응되는 PDCCH의 전송에 이용되는 첫번째 CCE의 번호이다. 표 9를 참조하면, 단말이 서브프레임 n-km에서 PDCCH를 검출하는 경우 m, km은 집합 K에서의 가장 작은 값이다. 단말은 먼저 {0,1,2,3} 중에서 NC≤nCCE≤ NC+1를 만족하는 c값을 선택한다. NC는 다음 식과 같이 주어진다.
[식 5]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000015
NDL RB는 하향링크 대역의 자원 블록 개수, NRB sc는 자원 블록의 부반송파 개수이다.
한편, TDD에서는 복수의 DL 서브프레임과 하나의 UL 서브프레임이 표 9와 같이 링크된 경우, 상기 복수의 DL 서브프레임 각각의 PDCCH가 점유하는 CCE에 대응되는 PUCCH 자원이 서로 충돌하지 않도록 구성된다.
도 13은 CCE에 대응되는 PUCCH 자원의 구성 예를 나타낸다.
예를 들어, CCE 그룹 1은 하나의 OFDM 심벌에 포함되는 CCE들에 대응되며, CCE 그룹 2는 2개의 OFDM 심벌들에 포함되는 CCE들에 대응되며 CCE 그룹 1에 대응되는 CCE들은 제외된다. CCE 그룹 3은 3개의 OFDM 심벌들에 포함되는 CCE들에 대응되며 CCE 그룹 1, 2에 대응되는 CCE들은 제외된다.
한편, 상향링크에서 정의되는 전체 PUCCH 인덱스(또는 ACK/NACK 인덱스)에서 제어 채널에 대응되는 PUCCH 자원의 시작점을 지시하는 오프셋 값은 다음과 같이 정의될 수 있다.
N(1) PUCCH: PDCCH의 CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원의 시작 인덱스를 지시.
N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0: E-PDCCH 집합 0의 E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원의 시작 인덱스를 지시.
N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1: E-PDCCH 집합 1의 E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원의 시작 인덱스를 지시.
E-PDCCH 집합 0, 1은 E-PDCCH-PRB-집합 0, 1이라 표시하기도 한다. PRB는 물리적 자원블록을 의미한다.
< N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 의 RRC 설정>
E-PDCCH 집합의 E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원의 시작 인덱스 설정 방법에 대해 설명한다.
E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원(이하 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원)의 시작점은 기존 CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원(이하 PDCCH 묵시적 PUCCH 자원)과 충돌하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원의 시작점을 지시하는 오프셋 N(1) PUCCH_E-PDCCH 는 PDCCH 묵시적 PUCCH 자원의 종료지점 이 후에 구성하는 것이 바람직하다.
이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
[식 6]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000016
상기 식에서
Figure PCTKR2013005921-appb-I000017
이며, c는 RRC로 시그널링되거나,주파수 대역에 따른 최대 PDCCH를 고려하여 결정되거나 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임들의 최대 PCFICH 값일 수 있다. 예컨대, c는 {0,1,2,3} 또는 {1,2,3}일 수 있다.
N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 구체적으로 다음과 같이 적용될 수 있다.
1) FDD의 경우
N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 무관한 특정 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 전체 상향링크 시스템 대역에서 PUCCH 자원의 위치를 유연하게 설정할 수 있다. 다만 N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 동일한 범위의 값일 수 있다.
또는, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 로부터 상대적인 값으로설정될 수 있다. PDCCH의 CCE에 대응하는 자원과 E-PDCCH의 E-CCE에 대응하는 자원 간의 겹칩(overlap)을 조절할 수 있다. 또한 서브프레임 별로 상대적인 적용이 가능한다.
예컨대, 다음 식과 같이 적용될 수 있다.
[식 7]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000018
또는, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 PDCCH의 CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원을 고려하여 상대적인 값으로 설정될 수 있으며 PDCCH 묵시적 PUCCH 자원과 충돌하지 않는 영역에 설정될 수 있다. 또한 명시적 PUCCH 자원과도 충돌하지 않도록 설정될 수 있다.
예를 들어,
Figure PCTKR2013005921-appb-I000019
와 같이 설정될 수 있고,
Figure PCTKR2013005921-appb-I000020
와 같이 설정될 수 있다.
2) TDD의 경우.
N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 무관한 특정 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 전체 상향링크 시스템 대역에서 PUCCH 자원의 위치를 유연하게 설정할 수 있다. 다만 N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 동일한 범위의 값일 수 있다.
또는, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 로부터 상대적인 값으로설정될 수 있다. PDCCH 묵시적 PUCCH 자원과 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 간의 겹칩(overlap)을 조절할 수 있다. 또한 서브프레임 별로 상대적인 적용이 가능한다.
예컨대, 다음 식과 같이 적용될 수 있다.
[식 8]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000021
또는, TDD에서 N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,SET1 는 N(1) PUCCH 와 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 복수의 DL 서브프레임에 대한 PDCCH 묵시적 PUCCH 자원을 고려하여 상대적인 값으로 설정될 수 있으며 이 때 PDCCH 묵시적 PUCCH 자원과 충돌하지 않는 영역에 설정될 수 있다. 또한 명시적 PUCCH 자원과도 충돌하지 않도록 설정될 수 있다. 명시적 PUCCH 자원은 SPS PDSCH에 대한 PUCCH 자원일 수 있다.
예를 들어, 다음 식과 같이 설정될 수 있다.
[식 9]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000022
한편, N(1),PDCCHtotal PUCCH는 다음과 같이 설정될 수 있다.
1) 고정된 값: 가능한 PUCCH 자원 수의 최대 값과 같이 미리 정해진 규칙에 따라 PDCCH에 대응하는 묵시적 PUCCH 자원 수를 결정할 수 있다. CCE에 대응되는 PUCCH 자원 수의 최대 값을 적용할 경우, PDCCH를 이용한 하향링크 스케줄링이 적으면 PUCCH 자원의 낭비가 발생한다. 상기 고정된 값이 부족하게 설정된 경우, PDCCH 묵시적 PUCCH 자원과 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원의 충돌 발생 확률이 높아진다.
2) RRC로 시그널링된 값: 상기 1)의 고정된 값과 달리, 네트워크에서 PDCCH A묵시적 PUCCH 자원과 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원의 겹침을 조절할 수 있어 자원 활용의 유연성이 높아진다.
3) 설정된 Ng(PHICH 자원), PHICH 구간(PHICH duration), 서브프레임 내 PHICH 존부, 주파수 대역에 따른 PDCCH의 최대 스팬 시 발생하는 nCCE의 총 수(NCCE)중 가장 큰 값: PDCCH 묵시적 PUCCH 자원(즉 CCE에 대응하는 PUCCH 자원)과 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원(즉, E-CCE에 대응하는 PUCCH 자원)의 충돌을 완전히 피하도록 설정할 수 있다.
4) UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임 중 최대 PCFICH 값을 가지는 서브프레임에서의 PDCCH 영역의 NCCE
5) UL 서브프레임에 대응되는 각 DL 서브프레임에서의 PDCCH 영역의 NCCE 중 최대 값: 다만 PHICH가 없는 서브프레임을 고려하는 경우에는 다른 값을 사용할 수 있다.

NC에서의 c값을 결정하는 방법을 설명한다.
1) 먼저, 기존 TDD에서 정의된 NC를 사용하여 CCE 대응 PUCCH 자원을 효과적으로 설정할 수 있다.
2) 고정된 값을 사용: 각 주파수 대역에서 발생 가능한 최대의 CCE 개수를 포함하는 최소 c값을 사용할 수 있다. 예를 들어, NDL RB > 10이면 c=3, NDL RB ≤ 10 이면 c=4를 사용할 수 있다.
3) RRC로 시그널링되는 값을 사용: 상기 1)의 고정된 값과 달리, 네트워크에서 CCE에 대응하는 PUCCH 자원과 E-CCE에 대응하는 PUCCH 자원의 겹침을 조절할 수 있어 자원 활용의 유연성이 높아진다.
4) UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임들의 최대 PCFICH 값을 사용.
5) 설정된 Ng(PHICH 자원), PHICH 구간(PHICH duration), 서브프레임 내 PHICH 존부, 주파수 대역에 따른 PDCCH의 최대 스팬 시 발생하는 nCCE의 총 수(NCCE)중 가장 큰 값을 기준으로 단말이 {0,1,2,3} 중에서 NC’≤NCCE≤ NC’+1를 만족하는 c’값을 선택한다. c=c’+1이다.
6) UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임들 중 최대 PCFICH 값을 가지는 DL 서브프레임에서의 PDCCH 영역의 NCCE를 기준으로, 단말이 {0,1,2,3} 중에서 NC’≤NCCE≤ NC’+1를 만족하는 c’값을 선택한다. c=c’+1이다.
7) UL 서브프레임에 대응되는 각 DL 서브프레임에서의 PDCCH 영역의 NCCE를 기준으로 단말이 {0,1,2,3} 중에서 NC’≤NCCE≤ NC’+1를 만족하는 c’값을 선택하되, 가장 큰 c 값을 사용한다. c=c’+1이다.
전술한 방법들에서 주파수 대역 별 또는 UL 서브프레임 별로 다른 값을 설정할 수 있다. PCFICH를 기반으로 적용하는 방법은 PCFICH 디코딩 오류에 취약할 수 있으나 이러한 오류 가능성은 낮으며 오류가 없는 경우 자원 충돌을 피하면서 PUCCH 자원의 낭비를 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다.
전술한 방법들에서 파라미터는 충돌 회피를 용이하게 하기 위하여 셀 특정적으로 주어질 수 있다. 단 ARI가 사용되는 주된 목적이 PDCCH 대응 PUCCH 자원과 E-PDCCH 대응 PUCCH 자원의 충돌 회피인 경우, 단말 특정적으로 주어질 수 있다.

<TDD에서 서브프레임 별 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 유보(reservation)>
이하에서는 TDD에서 서브프레임 별로 E-PDCCH의 E-CCE에 대응하는 PUCCH 자원(E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원)을 어떤 방식으로 유보(reservation) 하고 인덱싱할 것인지에 대하여 설명한다. 특히, 각 서브프레임 별로 자원 충돌을 피하는 방법을 적용할 경우 E-PDCCH의 E-CCE가 존재하지 않거나, E-CCE의 개수가 적은 서브프레임을 고려하지 않으면 불필요한 PUCCH 자원 낭비가 발생할 수 있다. 따라서, E-PDCCH에 사용되는 E-CCE의 존부, E-CCE에 대하여 필요한 PUCCH 자원이 얼마인지 등을 고려한 PUCCH 자원 예약 및 인덱싱 방법이 필요하다.
1. E-PDCCH가 셀 특정적으로 존재할 수 없는 서브프레임에 대한 PUCCH 자원 인덱싱은 배제하는 것이 필요할 수 있다. 다음 1) 내지 3)은 E-PDCCH가 존재할 수 없는 서브프레임의 예이다.
1) PDSCH 전송이 수행될 수 없는 특수 서브프레임
다음 표는 특수 서브프레임 설정의 예를 나타낸다.
[표 10]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000023
예를 들어, 상기 표 10에서, 노멀 CP(하향링크)에서 특수 서브프레임 설정 #0, #5 또는 확장 CP(하향링크)에서 특수 서브프레임 설정 #0, #4에 따른 특수 서브프레임은 PDSCH 전송이 되지 않는 특수 서브프레임일 수 있다. 이러한 특수 서브프레임에서는 DwPTS가 너무 짧거나, 또는 단말 특정적인 참조 신호인 DM-RS(demodulation reference signal)가 정의되지 않기 때문에, PDSCH 전송이 수행되기 어렵다.
2) 모든 E-CCE가, DM-RS가 전송되지 않는 자원블록에 대응되는 서브프레임.
예를 들어, 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #7인 경우의 특수 서브프레임인 경우 DM-RS의 전송이 설정되지 않는다. 따라서, DM-RS를 기반으로 복조를 하는 E-PDCCH가 전송되지 않으며 이에 따라서 E-PDCCH에 의한 PDSCH의 전송이 발생하지 않는다. 또 다른 예로, E-PDCCH 집합 중에서 모든 E-CCE들이 PBCH/PSS/SSS와 겹치는 경우 등이 이에 해당될 수 있다.
3) 일부 E-CCE가 DM-RS가 전송되지 않는 자원블록에 대응되는 서브프레임: E-PDCCH로 할당된 자원블록이 PBCH/PSS/SSS가 전송되는 자원블록과 겹치는 경우 해당 서브프레임에 대한 인덱싱을 제외할 수 있다. 또한, E-CCE의 할당 방식이 국부적(localized)인지 분산적(distributed)인지에 따라 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 할당 방식이 국부적인 경우 충돌되지 않는 E-CCE들의 개수만큼을 유보하나, 분산적인 경우에는 일부라도 충돌이 발생하면 전체 집합에 대한 예약을 수행하지 않을 수 있다.

2. E-PDCCH의 모니터링이 RRC 시그널링으로 설정되지 않은 서브프레임에 대한 PUCCH 자원 인덱싱을 배제하는 방법.
특정 서브프레임이 E-PDCCH를 모니터링하도록 RRC 시그널링된 서브프레임이고, MBSFN 서브프레임이라고 가정하자. 이 경우, 상기 특정 서브프레임에서 PMCH의 전송을 단말이 파악하는 서브프레임에서는 해당 영역의 E-PDCCH는 모니터링하지 않고 PDCCH를 모니터링한다.
따라서, PMCH의 전송이 되는 서브프레임에 대한 PUCCH 자원 인덱싱은 배제한다. 단, PMCH의 전송 여부는 단말에 따라 알 수 없는 경우도 발생할 수 있다. 따라서, 자원 활용의 통일성을 위해 인덱싱을 배제하지 않을 수도 있다.

3. PRS(positioning reference signal)가 설정된 서브프레임에 대한 PUCCH 자원 인덱싱을 배제하는 방법.
만약, 단말이 상위 계층을 통해 MBSFN 서브프레임에서 E-PDCCH를 모니터링하도록 설정되었는데, 그 MBSFN 서브프레임에서만 PRS가 발생하도록 설정되고 동일 셀의 서브프레임 #0에서 노멀 CP가 사용되는 경우, 단말은 PDCCH의 단말 특정 검색 공간을 모니터링한다. 단, PRS의 전송 여부는 단말에 따라 알 수 없는 경우도 발생할 수 있으므로 자원활용의 통일성을 위해 인덱싱을 배제하지 않을 수도 있다.

4. E-PDCCH에서 2개 이상의 E-CCE들만이 집성 레벨로 사용되는 서브프레임에 대한 인덱싱은 절반으로 줄이는 방법.
예를 들어, 각 서브프레임의 짝수번째 E-CCE에 대해서만 PUCCH 인덱싱을 수행한다. 단말에 따라 최소 E-CCE 집성 레벨이 다를 수 있으므로 자원활용의 통일성을 위해 인덱싱을 절반으로 줄이지 않고 사용할 수도 있다.

5. E-PDCCH의 E-CCE 개수가 작은 서브프레임에 대한 인덱싱은 E-CCE개수를 기반으로 줄이는 방법. 단말에 따라 최소 E-CCE 개수가 다를 수 있으므로, 자원 활용의 통일성을 위해 줄일지 않고 정상적인 서브프레임에서의 E-CCE 개수 또는 할당된 E-PDCCH 자원 블록에서의 가능한 최대 E-CCE 개수 기준으로 유보할 수도 있다.
1) E-PDCCH 집합에 대응되는 자원 블록의 OFDM 심벌 일부가 줄어드는 경우, 줄어든 E-CCE 개수만큼 제외하거나, 2) E-PDCCH 집합에 대응되는 자원 블록에 DM-RS가 설정되지 않는 경우 해당 자원 블록에 대응되는 E-CCE 개수만큼 제외할 수 있다.
특히, E-PDCCH 집합의 일부 PRB 쌍이 PBCH/PSS/SSS와 충돌하여 일부 E-CCE가 정의될 수 없는 경우 해당 정의될 수 없는 E-CCE의 개수만큼을 제외할 수 있다. 예를 들어, E-CCE를 구성하는 E-REG 중 하나 이상이 PBCH/PSS/SSS와 충돌하면 E-CCE가 정의될 수 없다. 또한, 국부적 E-PDCCH 집합인지 또는 분산적 E-PDCCH 집합인지에 따라 E-CCE를 구성하는 E-REG의 자원 블록 배치가 달라질 수 있다. 국부적 E-PDCCH 집합에서는 E-CCE가 정의되나, 분산적 E-PDCCH 집합에서는 E-CCE가 정의되지 않을 수 있다.
3) PRS 전송 서브프레임에서 해당 단말이 E-PDCCH/PDSCH 수신이 가능한 경우, E-PDCCH 집합에 대응되는 자원블록과 PRS 전송 자원 블록이 겹칠 수 있다. 이 경우 E-CCE의 개수가 줄어들 수 있다. 그러면 줄어든 E-CCE 개수만큼 인덱싱에서 제외할 수 있다. PRS의 전송 여부는 단말에 따라 알 수 없는 경우도 있으므로, 자원 활용의 통일성을 위해 인덱싱에서 제외하지 않을 수도 있다.
전술한 방법들은 PUCCH 자원 활용의 유연성과 강인성을 고려하여 전체 또는 일부의 조합으로 적용될 수 있다.
E-PDCCH 집합의 설정 및 모니터링 서브프레임의 설정은 단말 특정적으로 설정된다. 따라서, 전술한 방법들은 단말 관점에서의 불필요한 E-CCE와 PUCCH 맵핑을 줄이기 위한 방법이라 할 수 있다.
한편, 시스템 측면에서는 단말 별로 E-PDCCH의 설정이 달라질 수 있다. 따라서, E-CCE와 PUCCH 맵핑 관계를 셀 특정적으로 운영하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, E-PDCCH가 설정될 수 있는 모든 서브프레임에 대하여 E-CCE와 PUCCH 간의 맵핑 관계를 설정하는 것이 필요할 수 있다.
E-PDCCH의 모니터링이 RRC 시그널링으로 설정되지 않은 서브프레임이라고 하더라도, ACK/NACK 전송의 대상이 될 수 있는 모든 DL 서브프레임에 대해서 E-PDCCH의 E-CCE를 고려한 PUCCH 자원 예약을 수행할 수 있다.
예외적으로, PDSCH의 설정이 셀 특정적으로 불가능한 서브프레임에 대한 인덱싱은 제외할 수 있다. 예를 들어, PDSCH 전송이 되지 않는 특수 서브프레임, 노멀 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0,#5 또는 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0, #4에 해당하는 특수 서브프레임은 PDSCH 설정이 불가능한 서브프레임일 수 있다.
또한, E-PDCCH가 존재할 수 없는 서브프레임으로, 모든 E-CCE들이 DM-RS가 전송되지 않는 자원블록에 대응되는 서브프레임에 대한 인덱싱은 제외될 수 있다. 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #7, E-PDCCH 집합 중에서 모든 E-CCE들이 PBCH/PSS/SSS와 겹치는 경우 등이 이에 해당될 수 있다.

전술한 방법들은 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌의 허용 여부, PDCCH/E-PDCCH 간 PUCCH 자원 충돌 허용 여부, E-PDCCH 집합 간의 PUCCH 자원 충돌 허용 여부 등에 따라 인덱싱의 오프셋 설정에 적용되며 대응되는 DL 서브프레임에 대응되는 m 인덱스 자체가 스킵될 수도 있다.
1. E-PDCCH 집합 간 PUCCH 자원 충돌을 허용하는 경우.
1) 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌을 허용할 수 있다. 서브프레임 간 또는 E-PDCCH 집합 간에 오프셋 적용이 없으며, 자원 충돌 확률이 높으므로 ARI와 함께 사용하는 것이 필요하다.
2) 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌을 허용하지 않을 수 있다.
이 경우, 각 서브프레임의 오프셋 값은 i) E-CCE 개수를 고정된 값으로 사용하거나 ii) E-PDCCH 집합 간에 E-CCE개수의 최대 값을 공통적으로 사용하거나 iii) 독립된 값을 사용할 수 있다.
도 14는 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌을 허용하지 않는 경우 E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 맵핑의 예를 나타낸다. 즉, 복수 서브프레임에 포함된 E-CCE들과 PUCCH 자원(구체적으로 PUCCH 인덱스)을 맵핑하는 예를 나타낸다. 이하에서, m은 표 9의 집합 K에 포함된 {km}에 대한 m이다.
도 14를 참조하면, m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0, 1(141), m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0, 1(142), m=2에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0, 1(143)의 E-CCE에 대응하는 묵시적 PUCCH 자원을 결정해야 할 수 있다. 이 경우, m=1에 해당하는 DL 서브프레임이 E-PDCCH를 전송할 수 없는 서브프레임 예컨대, 노멀 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0,#5 또는 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0, #4, #7에 해당하는 특수 서브프레임이라고 하자. 그러면, E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 결정에서 상기 m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-CCE들은 제외한 후, m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0, 1(141) 및 m=2에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0, 1(143)의 E-CCE에 대응하는 묵시적 PUCCH 자원을 결정한다.
3) E-PDCCH 집합 간에 PUCCH 자원 충돌을 허용하지 않을 수 있다. 이 경우 i) 서브프레임-E-PDCCH 순서으로 배치할 수 있다.
도 15는 서브프레임 - E-PDCCH 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 15를 참조하면, m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0(151), m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 1(152), m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0(153), m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 1(154)의 E-CCE 순서로 PUCCH 자원과 맵핑된다. 즉, 서브프레임, E-PDCCH 집합의 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 묵시적으로 맵핑한다. 이 때, 특정 E-PDCCH 집합(예를 들어, 상기 153, 154)은 E-CCE와 PUCCH 자원 맵핑에서 제외될 수 있다. 예를 들어, m=1에 해당하는 DL 서브프레임이 E-PDCCH를 전송할 수 없는 특수 서브프레임인 경우가 이에 해당할 수 있다.
각 서브프레임과 E-PDCCH 집합의 오프셋 값은 고정된 E-CCE 개수 값(E-PDCCH 집합 간에 공통적인 값 또는 E-PDCCH 집합 간에 다른 값을 사용할 수도 있음) 또는 독립적인 값(특히 E-PDCCH 집합 별로 초기값이 독립적으로 설정되는 경우 또는 E-PDCCH 집합의 타입이 다른 경우에만 적용될 수 있음)을 사용할 수 있다.
또는 E-PDCCH – 서브프레임 순서로 배치할 수 있다.
도 16은 E-PDCCH - 서브프레임 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 16을 참조하면, m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0(161), m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0(162), m=2에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 0(163), m=0에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 1(164), m=1에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 1(165), m=2에 해당하는 DL 서브프레임의 E-PDCCH 집합 1(166)의 E-CCE 순서로 PUCCH 자원과 맵핑된다. 즉, E-PDCCH 집합, 서브프레임의 순서로 E-CCE와 PUCCH 자원을 묵시적으로 맵핑한다. 이 때, 특정 E-PDCCH 집합(예를 들어, 상기 162, 165)은 E-CCE와 PUCCH 자원 맵핑에서 제외될 수 있다. 예를 들어, m=1에 해당하는 DL 서브프레임이 E-PDCCH를 전송할 수 없는 특수 서브프레임인 경우가 이에 해당할 수 있다.
각 서브프레임과 E-PDCCH 집합의 오프셋 값은 고정된 E-CCE 개수(E-PDCCH 집합 간에 공통적인 값 또는 E-PDCCH 집합 간에 다른 값을 사용할 수도 있음) 또는 독립적인 값(특히 E-PDCCH 집합 별로 초기값이 독립적으로 설정되는 경우 또는 E-PDCCH 집합의 타입이 다른 경우에만 적용될 수 있음)을 사용할 수 있다.

<TDD에서의 PDCCH 및 E-PDCCH 대응 PUCCH 자원 서브프레임 별 충돌 회피 오프셋 설정>
1. 서브프레임 간의 PUCCH 자원 충돌은 배제하는 방법.
이 방법은 기존 PDCCH의 CCE 대응 PUCCH 자원의 경우, 서브프레임 간의 자원 충돌은 발생하지 않도록 하기 위함이다. 각 서브프레임을 스케줄링하는 경우 이후의 서브프레임의 스케줄링을 미리 고려하지 않고 스케줄링을 할 수 있도록 하기 위함이다.
E-PDCCH의 E-CCE 대응 PUCCH 자원의 경우, 서브프레임 별 충돌 회피를 할 수있도록 구성하는 것이 스케줄링의 복잡도를 줄일 수 있다. FDD의 경우, 서브프레임 간 PUCCH 자원 충돌 문제가 없다. 따라서, 스케줄러의 설계를 FDD/TDD에 동일하게 적용할 수 있다.
또는 동일 DL 서브프레임에 대응되는 PDCCH/E-PDCCH 집합 0/E-PDCCH 집합 1간의 충돌은 허용하는 방법을 이용할 수 있다.
ALT1.1: PDCCH 영역에 서브프레임 간 정의되는 영역(N(1),PDCCHtotal PUCCH의 정의 필요)는 그대로 사용하고 그 이외의 영역은 E-PDCCH 집합 간 충돌을 허용하지 않는 방법이다. 전체 E-CCE 대응 자원에 대해서 서브프레임 간 자원 충돌을 줄일 수 있다. 반면, 자원 확보가 보다 많이 필요하다.
이외의 영역에 대한 서브프레임 별 증분(N(1) extra) 정의가 필요하다. 증분 값은 PDCCH에 대한 PUCCH 자원의 서브프레임 별 충돌 배제 영역과 무관하게 E-PDCCH에 대한 PUCCH 자원의 서브프레임 별 충돌 배제를 E-CCE와 PUCCH 맵핑을 구성하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
NC는 적용하며 C를 순차적으로 증가시켜 사용할 수 있다.
E-PDCCH에 대응되는 자원 블록 당 E-CCE를 고려한 증분 값을 사용할 수 있다.예를 들어 정수배 값을 사용할 수 있다.
E-PDCCH 집합의 전체 E-CCE 중 최대 값을 증분 값으로 사용한다.
ALT1.2: PDCCH 영역에 서브프레임 간 정의되는 영역(N(1),PDCCHtotal PUCCH의 정의 필요)는 그대로 사용하고 이후 영역의 경우 E-PDCCH 집합 간 충돌을 허용하는 방법이다.
E-PDCCH에 ARI가 있는 경우, E-CCE의 집성 레벨이 2 이상인 경우의 두번째 이상의 E-CCE 또는 UL 스케줄링에 사용되는 E-CCE에 대응되는 PUCCH 자원이 있다. 따라서, 서브프레임 간 E-CCE 대응 PUCCH 자원을 공유하도록 하고, ARI로 선택하여 사용할 수 있다. 단, 기존 PDCCH의 CCE에 대응되는 PUCCH 자원 영역의 경우 기존과 같이 서브프레임 간 충돌을 피하도록 한다.
서브프레임 별 각 영역에서 E-PDCCH 집합 0, E-PDCCH 집합 1 대응 PUCCH 인덱싱을 수행한다.
각 영역에서 N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 인덱스 적용.
m=0에 설정이 필요하고, 그 이외의 영역에 설정 시에는 이후의 m=0 영역부터 인덱스를 증가하도록 한다.
도 17은 전술한 ALT1.1, ALT 1.2에 의할 때, CCE 또는 E-CCE와 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타낸다.

또 다른 방법으로, 각 영역에서 N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 인덱스를 적용하고, 서브프레임 간 충돌이 회피되는 PUCCH 영역에서는 m에 각각 적용할 수 있다.
예를 들어, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 의 적용이 각각 CCE 그룹 1 부분의 각 m의 첫번째 인덱스로, CCE 그룹 3 부분의 각 m의 세번째 인덱스로 적용될 수 있다.
각 서브프레임에 대한 PUCCH 자원 별 초기값의 적용은 PDCCH에 대한 PUCCH 자원의 서브프레임 별 충돌 배제 영역과 무관하게, E-PDCCH에 대한 PUCCH 자원의 서브프레임 별 충돌 배제를 위한 E-CCE와 PUCCH 맵핑을 구성하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 18은 서브프레임 간 충돌이 회피되는 PUCCH 영역에서 N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 인덱스를 m에 각각 적용하는 예를 나타낸다.

한편, 동일 DL 서브프레임에 대응되는 PDCCH, E-PDCCH 간의 충돌을 허용하지 않을 수 있다.
집합 별로 초기 값을 PDCCH와 충돌하지 않도록 설정하거나 또는 PDCCH 이후의 오프셋으로 적용할 수 있다.
ALT2.1: PDCCH 영역에 서브프레임 간 정의되는 영역 이외의 영역에서 E-PDCCH 집합 간의 충돌은 허용하지 않을 수 있다.
이외의 영역에 대한 서브프레임 별 증분(N(1) extra) 정의가 필요하다. 증분 값은 NC를 적용하며 C는 순차적으로 증가시켜 사용할 수 있다. E-PDCCH에 대응되는 자원 블록 당 E-CCE를 고려한 증분 값을 사용할 수 있다. 각 E-PDCCH 집합의 전체 E-CCE 중 최대 값을 증분 값으로 사용할 수 있다.
ALT 2.2 : E-PDCCH 집합 간의 충돌은 허용할 수 있다.
서브프레임 별 각 영역에서 E-PDCCH 집합 0, E-PDCCH 집합 1에 대응되는 PUCCH 인덱싱을 수행한다.
도 19는 동일 DL 서브프레임에 대응되는 PDCCH/E-PDCCH 간의 충돌을 허용하지 않는 경우, E-CCE와 PUCCH 자원의 맵핑 예를 나타낸다.

한편, 스케줄링 복잡도를 줄이기 위해, E-PDCCH 집합 0에 대응되는 PUCCH와 E-PDCCH 집합 1에 대응되는 PUCCH가 충돌하지 않도록 N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 값을 제한할 수 있다.
스케줄링 복잡도를 줄이기 위해, E-PDCCH 집합 0에 대응되는 PUCCH와 E-PDCCH 집합 1에 대응되는 PUCCH의 충돌을 허용하는 경우, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 값을 동일하게 설정할 수 있다.
스케줄링 복잡도를 줄이기 위해, E-PDCCH 집합 0에 대응되는 PUCCH와 E-PDCCH 집합 1에 대응되는 PUCCH의 충돌을 허용하는 경우, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set0, N(1) PUCCH_E-PDCCH,set1 값을 PDCCH에 대응되는 PUCCH 자원의 시작점을 지시하도록 설정할 수 있다.

<E-PDCCH 묵시적 PUCCH 자원 맵핑>
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 PUCCH 자원 할당 방법을 나타낸다.
TDD에서 단말은 적어도 하나의 DL 서브프레임을 수신한다(S110). 상기 적어도 하나의 DL 서브프레임 각각은 PDCCH 또는 E-PDCCH를 포함할 수 있으며, PDCCH 또는 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 포함할 수 있다.
단말은 상기 적어도 하나의 DL 서브프레임에 대한 ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 자원을 할당하되, 상기 적어도 하나의 DL 서브프레임에 특정 조건의 특수 서브프레임이 포함된 경우, 묵시적 PUCCH 자원 맵핑에서 제외한다(S120). 단말이 ACK/NACK을 전송하는 UL 서브프레임은 상기 표 9에 의하여 결정될 수 있다.
이제 상기 도 20의 각 단계에 대해 보다 상세히 설명한다.
TDD에서 PDCCH의 경우, 묵시적 PUCCH 자원을 맵핑할 때 표 9와 같이 M개의 DL서브프레임의 PDCCH에 대응되는 PUCCH 자원을 맵핑한다. 그러나, 표 9의 M개의 값 중에는 PDSCH 전송이 수행될 수 없는 특수 서브프레임이 포함될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0, #5에 해당하는 특수 서브프레임, 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0, #4에 해당하는 특수 서브프레임이 있을 수 있다. 또, PDSCH가 전송되지 않는 다른 예로, 확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #7인 경우의 특수 서브프레임인 경우 DM-RS의 전송이 설정되지 않는다. 따라서, DM-RS를 기반으로 복조를 하는 E-PDCCH가 전송되지 않으며, 이에 따라서 E-PDCCH에 의한 PDSCH의 전송은 발생하지 않는다.
이 경우, E-PDCCH의 설정 및/또는 ACK/NACK 자원의 확보는 PUCCH 인덱스가 차지하는 영역의 낭비가 되어 불필요할 수 있다.
따라서, 단말이 상기와 같은 특정 조건의 특정 서브프레임이 있음을 인식하는 경우, 해당 특정 서브프레임(즉, 특정 특수 서브프레임 설정을 가지는 특수 서브프레임이나, PDSCH가 전송될 수 없는 서브프레임 또는 DM-RS가 정의되지 않는 서브프레임 등) 을 E-PDCCH 설정 및/또는 E-PDCCH와 묵시적 PUCCH 자원 맵핑에서 제외하도록 할 수 있다. 이하, 특정 서브프레임의 예로 전술한 특수 서브프레임을 예시하나, 이에 제한되는 것이 아니다.
먼저 TDD에서 하나의 서빙 셀이 설정된 경우 ACK/NACK을 전송하는 과정에 대해 본 발명의 적용 예를 설명한다.
PUCCH 포맷 3 또는 PUCCH 포맷 1a/1b(ACK/NACK 번들링 모드)에 대하여, 2개의 안테나 포트({p0, p1})를 통한 ACK/NACK 전송이 지원될 수 있다. 또는 하나 이상의 서빙 셀의 집성을 지원하는 단말은 상위 계층을 통해 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b에 대하여, 2개의 안테나 포트를 통한 ACK/NACK 전송이 설정될 수 있다.
대응되는 PDCCH/E-PDCCH의 검출에 의하여 지시되는 PDSCH 전송이 있거나 또는 하향링크 SPS 해제를 지시하는 PDCCH/E-PDCCH가 서브프레임 n-k에 존재하는 경우를 가정하자. 여기서, k는 표 9의 집합 K의 요소이며 집합 K는 {k0, k1, ...., kM-1}의 요소를 가진다. 이 경우, 서브프레임 n-km(km은 집합 K에서 단말이 상기 PDCCH/E-PDCCH를 검출하는 가장 작은 값)에 PDSCH 전송 또는 하향링크 SPS 해제를 지시하는 E-PDCCH가 있다면, 단말은 1) 만약 분산 전송에 대하여 E-PDCCH-PRB-집합 q가 설정된다면 다음 식과 같이 PUCCH 인덱스가 결정된다.
[식 10]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000024
2) 만약 국부적 전송에 대하여 E-PDCCH-PRB-집합 q가 설정된다면 다음 식과 같이 PUCCH 인덱스가 결정된다.
[식 11]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000025
상기 식에서, nECCE,q는 안테나 포트 p0에 대하여, 서브프레임 n-km 및 대응되는 m의 E-PDCCH-PRB-집합 q에서 대응되는 DCI 할당의 전송에 사용되는 첫번째 E-CCE의 번호를 나타낸다. N(e1) PUCCH,q는 상위 계층에 의하여 설정된다. NECCE,q,n-ki1은 서브프레임 n-kki1 에 설정된 E-PDCCH-PRB-집합 q의 E-CCE의 개수를 나타낸다. ΔARO는 해당하는 E-PDCCH의 DCI 포맷에 포함된 HARQ-ACK 자원 오프셋 필드로부터 결정되는 값이다.
노멀 CP에서 서브프레임 n-ki1이 특수 서브프레임 설정 #0, 5를 가지는 특수 서브프레임인 경우, NECCE,q,n-ki1은 0이 된다. 확장 CP에서 서브프레임 n-ki1이 특수 서브프레임 설정 #0, 4, 7을 가지는 특수 서브프레임인 경우, NECCE,q,n-ki1은 0이 된다. 즉, E-CCE와 PUCCH 자원 간의 맵핑에서, 특정 조건을 만족하는 특수 서브프레임에 대해서는 NECCE,q,n-ki1을 0으로 함으로써 상기 특수 서브프레임을 제외하는 것으로 볼 수 있다.
TDD ACK/NACK 다중화 및 M>1인 서브프레임 n, 하나의 설정된 서빙 셀을 가정하자. 이 경우, 서브프레임 n-ki로부터 유도되는 PUCCH 자원을 n(1) PUCCH,i라 하자.
이 때, 대응되는 E-PDCCH의 검출에 의하여 지시되는 PDSCH 전송이 있거나 또는 하향링크 SPS 해제를 지시하는 E-PDCCH가 서브프레임 n-ki에 존재한다면(ki는 표 9의 집합 K에 포함되는 요소), 단말은
1) 만약 분산 전송에 대하여 E-PDCCH-PRB-집합 q가 설정된다면 다음 식과 같이 PUCCH 인덱스가 결정한다.
[식 12]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000026
또는 2) 만약 국부적 전송에 대하여 E-PDCCH-PRB-집합 q가 설정된다면 다음 식과 같이 PUCCH 인덱스가 결정한다.
[식 13]
Figure PCTKR2013005921-appb-I000027
상기 식에서, nECCE,q는 서브프레임 n-ki의 E-PDCCH-PRB-집합 q에서 대응되는 DCI 할당의 전송에 사용되는 첫번째 E-CCE의 번호를 나타낸다. N(e1) PUCCH,q는 상위 계층에 의하여 설정된다.
노멀 CP에서 서브프레임 n-ki1이 특수 서브프레임 설정 #0, 5를 가지는 특수 서브프레임인 경우, NECCE,q,n-ki1은 0이 된다. 확장 CP에서 서브프레임 n-ki1이 특수 서브프레임 설정 #0, 4, 7을 가지는 특수 서브프레임인 경우, NECCE,q,n-ki1은 0이 된다. 즉, E-CCE와 PUCCH 자원 간의 맵핑에서, 특정 조건을 만족하는 특수 서브프레임에 대해서는 NECCE,q,n-ki1을 0으로 함으로써 상기 특수 서브프레임을 제외하는 것으로 볼 수 있다.
마찬가지로, 동일한 UL-DL 설정을 사용하는 2개의 서빙 셀이 설정된 단말이 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b를 이용하여 ACK/NACK을 전송하는 경우에도 본 발명은 적용될 수 있다. 또한, PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송 시에도 본 발명은 적용될 수 있다.
기지국의 설정에 의하여 해당 특수 서브프레임의 묵시적 PUCCH 자원 맵핑여부를 지시할 수 있다. 또는 모든 특수 서브프레임에 적용할 수 있다.

<E-PDCCH의 SORTD를 위한 두번째 안테나 포트 용 자원 설정 및 채널 선택을 위한 2개의 자원 설정 방법>
PUCCH 포맷 1/1a/1b가 사용되는 경우, E-PDCCH를 사용하는 경우에도 프라이머리 셀 스케줄링 시 PDCCH와 마찬가지로, PDCCH가 점유하는 E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원을 사용할 수 있다. 즉, E-CCE와 PUCCH 자원 인덱스 간의 대응 관계를 미리 설정해두고, 첫번째 안테나 포트 용 PUCCH 자원으로 E-CCE에 대응되는 자원(a0)을 사용하는 것이다. 이 때, SORTD가 설정되었다면, 두번째 안테나 포트 용 PUCCH 자원(a0’)은 a0+1을 사용하거나 하나의 명시적 자원을 할당하여 그 명시적 자원을 사용할 수 있다. 명시적 자원은 RRC 시그널링을 통해 지시될 수 있다.
단일 안테나 전송 모드인 채널 선택을 이용하는 PUCCH 포맷 1b를 사용하는 경우, E-PDCCH를 사용하는 경우에도 프라이머리 셀에서 스케줄링 시 PDCCH와 유사하게 PDCCH가 점유하는 E-CCE에 대응되는 묵시적 PUCCH 자원(ax)을 사용할 수 있다. 2개의 전송 블록을 전송하도록 설정된 전송 모드를 사용하는 셀이 포함되는 경우, 해당 셀로부터 2개의 PUCCH 자원 확보가 필요할 수 있다. 이 경우 두번째 자원은 ax +1을 사용하거나 명시적 자원을 하나 RRC 시그널링을 통해 설정하여 사용할 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 및 단말의 구성을 나타낸다.
기지국(100)은 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 130)를 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(110)는 단말에게 적어도 하나의 DL 서브프레임을 통해 PDSCH를 전송하고, 상기 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 수신한다. 이 때, ACK/NACK을 수신하는 PUCCH 자원을 결정할 때 도 20을 참조하여 설명한 방법에 의할 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)를 포함한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(210)는 적어도 하나의 DL 서브프레임을 통해 PDSCH를 수신하고, 상기 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송한다. 이 때, ACK/NACK을 전송하는데 사용되는 PUCCH 자원을 결정할 때 도 20을 참조하여 설명한 방법에 의할 수 있다. 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 수신한다.
프로세서(110,210)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 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)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 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.

Claims (10)

  1. 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원 할당 방법에 있어서,
    적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 수신하고, 및
    상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment)을 전송하기 위한 PUCCH(physical uplink control channel) 자원을 할당하되,
    상기 PUCCH 자원은 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임 각각을 스케줄링하는 제어 채널의 제어 채널 요소에 기반하여 할당되고,
    상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 특정 조건을 만족하는 특정 서브프레임이 포함된 경우, 상기 특정 서브프레임에 포함된 제어 채널 요소는 상기 PUCCH 자원 할당에 이용되는 제어 채널 요소에서 제외되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어 채널은 하향링크 서브프레임의 데이터 영역에 포함된 E-PDCCH(enhanced-physical downlink control channel)인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 특정 서브프레임은 특수 서브프레임(special subframe)인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 특수 서브프레임은
    특수 서브프레임 설정(special subframe configuration)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 특수 서브프레임 설정은 다음 표와 같은 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure PCTKR2013005921-appb-I000028

    단, 307200∙Ts = 10 milli-second(ms).
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 특정 서브프레임은
    노멀 CP(cyclic prefix)에서 특수 서브프레임 설정 #0 또는 5,
    확장 CP에서 특수 서브프레임 설정 #0 또는 4 또는 7인 특수 서브프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 채널은 단말 특정적 참조 신호에 기반하여 복조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 특정 서브프레임은
    PDSCH(physical downlink shared channel)를 전송할 수 없는 서브프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 특정 서브프레임은
    단말 특정적 참조 신호가 정의되지 않는 서브프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 채널을 위한 자원을 할당하는 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는
    적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 수신하고, 및
    상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment)을 전송하기 위한 PUCCH(physical uplink control channel) 자원을 할당하되,
    상기 PUCCH 자원은 상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임 각각을 스케줄링하는 제어 채널의 제어 채널 요소에 기반하여 할당되고,
    상기 적어도 하나의 하향링크 서브프레임에 특정 조건을 만족하는 특정 서브프레임이 포함된 경우, 상기 특정 서브프레임에 포함된 제어 채널 요소는 상기 PUCCH 자원 할당에 이용되는 제어 채널 요소에서 제외되는 것을 특징으로 하는 장치.
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