KR101595428B1 - 무선 통신 시스템에서의 중계기가 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법 및 그 중계기 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 중계기가 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법 및 그 중계기 Download PDF

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Abstract

중계기의 상향링크 제어 정보 전송 방법이 개시된다. 중계기는 기지국으로부터 사전에 설정된 물리 상향링크 제어 채널의 전송 포맷 따른 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 수신할 수 있다. 그리고 중계기는 상기 수신한 자원 할당 정보가 지시하는 자원 영역 중 하나 이상의 슬롯에서 소정 개수의 심볼을 통해 상기 수신한 시퀀스 정보에 해당하는 시퀀스가 적용된 상기 상향링크 제어 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 중계기가 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법 및 그 중계기{The method of transmitting uplink control information at a relay node and the relay node using the same in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중계기가 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법에 관한 것이다.
기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국 및 단말 간에 중계기(RN: Relay Node)를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 중계기는 무선 통신 시스템에서 전파 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다.
과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 중계기 기술이 점차 발전함에 따라, 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 중계기를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템에서 중계기에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 밴드에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 중계기 간의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex)) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.
기지국 및 중계기간의 효율적인 통신을 위해서 중계기는 기지국으로 상향링크 제어 정보를 전송할 필요가 있다. 그러나 이를 위해 지금까지 LTE 시스템에서 중계기를 위한 기지국의 전송 포맷 할당 방법, 이를 시그널링하는 방법 등이 연구된 바가 없다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 중계기의 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 중계기를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기의 상향링크 제어 정보 전송 방법은, 기지국으로부터 사전에 설정된 물리 상향링크 제어 채널의 전송 포맷 따른 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 자원 할당 정보가 지시하는 자원 영역 중 하나 이상의 슬롯에서 소정 개수의 심볼을 통해 상기 수신한 시퀀스 정보에 해당하는 시퀀스가 적용된 상기 상향링크 제어 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 갖는다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 중계기는, 기지국으로부터 사전에 설정된 물리 상향링크 제어 채널의 전송 포맷 따른 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 수신하는 수신 수단; 및 상기 수신한 자원 할당 정보가 지시하는 자원 영역 중 하나 이상의 슬롯에서 소정 개수의 심볼을 통해 상기 수신한 시퀀스 정보에 해당하는 시퀀스가 적용된 상기 상향링크 제어 정보를 상기 기지국으로 전송하는 전송 수단을 구비한다.
본 발명에 의하면, 중계기는 새롭게 정의된 전송 포맷에 따라 상향링크 제어 정보를 전송할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 중계기는 상향링크 서브프레임 타이밍 및 하향링크 서브프레임 타이밍을 고려하여 상향링크 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 이동통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에서의 프레임 구조를 간략히 나타낸 도면,
도 3은 LTE 시스템에서의 PUCCH 또는 R-PUCCH 자원 페어링(pairing)의 일 예를 나타낸 도면,
도 4 및 도 5는 중계기에서의 상향링크 타이밍 및 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 일직선으로 맞추어져(aligned) 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 9는 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 10 및 도 11은 중계기에서의 상향링크 타이밍 및 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍에 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 시프팅된 경우의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 12는 DM RS의 패턴을 기지국에서의 수신 관점 및 중계기에서의 전송 관점에서 나타낸 도면,
도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 14는 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 15는 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 16 내지 도 18은 중계기에서의 상향링크 서브프레임 타이밍 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 일직선으로 맞추어져(aligned) 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 19는 도 16 내지 도 18에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 20 및 도 21은 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 22는 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 23의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 24는 도 16 내지 도 18에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 25 내지 도 27은 중계기에서의 상향링크 타이밍이 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 만큼 시프팅된 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 28은 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 29 및 도 30은 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 31은 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 32의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 33은 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 34는 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 35 내지 도 37은 중계기에서의 상향링크 타이밍이 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 만큼 시프팅된(어드밴싱) 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 38은 도 35 내지 도 37에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 39 및 도 40은 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 41은 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 42의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면,
도 43은 도 35 내지 도 37에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 44는 기지국 및 중계기 간에 상향링크/하향링크 서브프레임 타이밍을 일직선으로 맞추어(align) 설정한 경우에 해당하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 45는 도 44에 따른 기지국 및 중계기에서의 상향링크 백홀 서브프레임 동작을 나타내는 도면,
도 46은 기지국 및 중계기 상향링크/하향링크 서브프레임 타이밍을 시프팅하여 설정한 경우(지연 또는 앞서게 설정)에 해당하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 47은 도 46에 따른 기지국 및 중계기에서의 상향링크 백홀 서브프레임 동작을 나타내는 도면,
도 48 내지 도 54는 각각 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임에서의 전송 포맷 구성의 일 예를 나타낸 도면,
도 55는 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임에서의 전송 포맷 구성의 일 예를 나타낸 도면,
도 56 내지 도 58은 각각 중계기가 DM RS 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH /1a/1b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면,
도 59 내지 도 61은 중계기가 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH 2/2a/2b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면,
도 62 내지 도 65는 중계기가 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH 2/2a/2b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면,
도 66 내지 도 68은 확장형 CP를 사용하는 경우에 중계기의 상향링크 서브프레임에서의 타이밍 시프팅에 대한 예를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 69는 본 발명에 따른 중계기의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 중계기(RN)는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 중계기는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다.
중계기는 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 기지국으로부터 동기 채널을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 중계기는 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 중계기는 초기 셀 탐색 단계에서 릴레이 백홀 하향링크 참조신호(Downlink Reference Signal)를 수신하여 릴레이 백홀 하향링크의 채널 상태를 확인할 수 있다. 중계기는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control CHannel), 혹은 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel) 및 상기 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Control CHannel), 혹은 R-PDSCH( Relay-Physical Downlink Control CHannel)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 중계기는 기지국에 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 물리 임의접속 채널(PRACH: Physical Random Access CHannel) 등을 통해 특징 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고, 릴레이 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 릴레이 물리 하향링크 공유 채널을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 핸드오버(Handover)의 경우를 제외한 경쟁 기반 임의접속의 경우 그 후 추가적인 물리 임의접속 채널의 전송 및 R-PDCCH/R-PDSCH 수신과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 중계기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 R-PDCCH/R-PDSCH 및 릴레이-물리 상향링크 공유 채널(R-PUSCH: Relay-Physical Uplink Shared CHannel)/릴레이-물리 상향링크 제어 채널(R-PUCCH: Relay-Physical Uplink Control CHannel) 전송을 수행할 수 있다. 이때 중계기가 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 기지국이 중계기로부터 수신하는 제어 정보에는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, 채널품질정보(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩 행렬 인덱스(PMI: Precoding Matrix Index), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator) 등이 포함될 수 있다. 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템의 경우, 중계기는 상술한 CQI, PMI, RI 등의 제어 정보를 R-PUSCH/R-PUCCH을 통해 전송할 수 있다.
도 2는 이동통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에서의 프레임 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 무선 프레임은 10개의 서브프레임을 포함할 수 있다. 그리고 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함할 수 있다. 하나의 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(TTI: Transmission Time Interval)으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms 길이를 가지며, 하나의 슬롯은 0.5ms 길이를 가질 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서는 OFDMA 방식을 이용하고, OFDM 심볼은 한 심볼 주기를 나타낼 수 있다. OFDM 심볼은 한 SC-FDMA 심볼 또는 한 심볼 주기로서 간주될 수 있다. 자원 블록(RB: Resource Block)은 자원 할당 단위로서 하나의 슬롯에 인접한 복수 개의 부반송파를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임 내에 포함된 서브프레임은 10개, 하나의 서브프레임에 포함된 슬롯은 2개, 하나의 슬롯에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 7개일 수 있다. 그러나, 서브프레임 개수, 슬롯의 개수, OFDM 심볼의 개수는 다양한 값으로 변경될 수 있다. 이하에서는 설명을 간단히 하기 위해 하나의 서브프레임에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 14라고 가정하고 설명한다.
앞서 언급한 바와 같이, 중계기는 상향링크와 하향링크 모두에 대해 전송 모듈 및 수신 모듈의 두 가지 모듈이 구현될 필요가 있다. 이를 나타내면 다음 표 1과 같다.
기능 기지국 중계기 단말
하향링크 전송 O O X
하향링크 수신 X O O
상향링크 전송 X O O
상향링크 수신 O O X
표 1에 나타낸 바와 같이, 기지국은 상향링크에서 수신 모듈, 하향링크에서 전송 모듈만을 구현하면 되고, 단말은 상향링크에서 전송 모듈, 하향링크에서 수신 모듈만을 구현하면 된다. 즉 단말 및 기지국은 상향링크 및 하향링크에서 각각 전송 모듈 또는 수신 모듈 중 하나의 모듈만을 구현하면 된다. 그러나, 중계기는 기지국으로부터 수신한 신호 등을 단말에게 중계해 주는 역할을 하고, 이와 대응하게 단말로부터 수신한 신호를 기지국으로 중계해 주는 역할을 하기 때문에 상향링크 및 하향링크에서 각각 전송 모듈 및 수신 모듈 모두를 구현할 필요가 있다.
도 3은 LTE 시스템에서의 PUCCH 또는 R-PUCCH 자원 페어링(pairing)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, LTE 시스템에서 PUCCH 자원 페어링은 서브프레임 기반으로 구성될 수 있다. 기지국은 주파수 다이버시티를 위한 주파수 호핑(frequency hopping)을 이용하여 한 쌍의 슬롯(310, 320)을 통해 PDCCH를 단말로 전송할 수 있다.
중계기를 위한 상향링크 제어 채널(즉, R-PUCCH) 구조는 도 3의 (a)에 도시된 기지국의 PDCCH 구조와 다르게 구성될 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 구조와 같이 상향링크 백홀과 상향링크 액세스 간의 멀티플렉싱(multiplexing)이 서브프레임 단위가 아닌 슬롯 단위로 이루어질 수 있다. 즉, 중계기는 하나의 슬롯에서 하나의 PRB 크기에 해당하는 12개 부반송파×7 심볼을 통해 하나의 R-PUCCH을 전송하거나 하나의 슬롯에서 하나의 PRB 크기에 해당하는 12개 부반송파×7 심볼이 한 쌍을 이루어 하나의 R-PUCCH를 전송할 수 있다. 하나 이상의 중계기가 복조용 참조신호(DM RS: DeMoulation Reference Signal)를 1 PRB 내에서 전송할 때, 각 중계기는 서로 다른 직교 코드로 전송하기 때문에, 각 중계기는 직교 코드로 구별될 수 있다.
도 4 및 도 5는 중계기에서의 상향링크 타이밍 및 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 일직선으로 맞추어져(aligned) 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
상향링크 백홀 서브프레임에서 하나의 슬롯이 백홀로 이용될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 도너 기지국 및 중계기는 특정한 하나의 상향링크 백홀 서브프레임에서 두 번째 슬롯(제 2 슬롯)을 이용하여 각각 백홀 전송 및 수신을 할 수 있다. 도너 기지국(donor eNB)의 수신 관점에서 볼 때, 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 백홀 링크를 위해 이용되는 슬롯의 첫 번째 OFDM 심볼과 마지막 OFDM 심볼이 보호 주기(GP: Guard Period)(혹은 GT(Guard Time)라고도 불림)로 설정되고 그 이후의 5개의 심볼을 통해 백홀을 수신할 수 있다. 반대로, 중계기의 전송 관점에서는 앞뒤로 한 심볼이 GP로 설정되고, 그 사이 5개의 심볼을 통해 백홀을 기지국으로 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 도너 기지국 및 중계기는 특정한 하나의 상향링크 백홀 서브프레임에서 첫 번째 슬롯(제 1 슬롯)을 이용하여 각각 백홀 전송 및 수신을 할 수 있다. 도너 기지국(donor eNB)의 수신 관점에서 볼 때, 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 백홀 링크를 위해 이용되는 슬롯의 첫 번째 OFDM 심볼과 마지막 OFDM 심볼이 보호 주기(GP: Guard Period)(혹은 GT(Guard Time)라고도 불림)로 설정되고 그 이후의 5개의 심볼을 통해 백홀을 수신할 수 있다. 반대로, 중계기의 전송 관점에서는 앞뒤로 한 심볼이 GP로 설정되고, 그 사이 5개의 심볼을 통해 백홀을 기지국으로 전송할 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 중계기가 R-PUCCH 전송을 위한 R-PUCCH의 포맷을 정의하고, 정의된 R-PUCCH의 포맷을 할당하는 방법 등에 대해 설명한다.
R-PUCCH 포맷 1 계열은 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 것으로 정의하며, 피드백 비트의 수에 따라 3가지 포맷으로 구분할 수 있다. 먼저 R-PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대한 1 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. R-PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드(codeword)에 대한 2 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. 그리고 R-PUCCH 포맷 1c는 4개의 코드워드(codeword)에 대한 4 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 통해 심볼이 생성될 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1a 내지 1c는 각각 BPSK/QPSK/16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다. 하나 이상의 중계기가 전송하는 DM RS는 서로 다른 직교 코드로 구별될 수 있다.
그리고, 블록 방식 확산(block wise spreading)은 시간 영역에서 직교 코드를 적용하는 과정은 DM RS 할당 방법 및 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라 결정될 수 있다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 DM RS의 패턴을 기지국에서의 수신 관점 및 중계기에서의 전송 관점에서 나타내었다. 도 6의 (a)를 참조하면, 한 슬롯 내에서 DM RS를 위한 심볼은 슬롯 양쪽 끝에 위치한 GP 심볼을 제외한 나머지 5개의 심볼 중 중앙 영역에 위치할 수 있다. 한 슬롯의 DM RS를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 3의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스를 적용할 수 있다. 그리고 ACK/NACK 피드백 정보는 GP 및 상기 DM RS가 위치한 심볼을 제외한 나머지 2개 심볼에 위치할 수 있다. ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2의 하다마드(hadamard) 시퀀스가 적용될 수 있다.
도 6의 (b) 내지 (e)를 참조하면, 한 슬롯의 DM RS를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2인 하다마드(hadamard) 시퀀스가 적용될 수 있다. 그리고 ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2의 DFT 시퀀스가 적용될 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 1은 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당에 관한 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 이러한 자원 할당 정보는 자원 블록 인덱스, 슬롯 호핑 패턴 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 중계기는 수신한 시퀀스 정보를 적용하여 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다.
중계기의 용량(예를 들어, 안테나 구성 등) 및 기지국과 중계기 간의 링크 품질 등에 따라 기지국이 하향링크 R-PDSCH를 통해 전송될 수 있는 최대 코드워드 개수를 지원할 수 있도록 하나의 중계기에 복수의 R-PUCCH 자원을 할당하고 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 R-PUCCH 포맷 1c는 백홀 링크 품질에 따라 중계기 별로 선택적으로 사용될 수 있다. 이때 하나의 중계기에 할당되는 R-PUCCH 자원 및 시퀀스의 수는 R-PUCCH 포맷 1c의 사용 여부에 의해 달라질 수 있다. R-PUCCH 포맷 1의 전송을 위해 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2는 CQI(Channel Quality Information) 피드백 전송을 위해 사용될 수 있다. 변조 방식으로는 QPSK 또는 16QAM 방식이 사용될 수 있다. R-PUCCH 포맷 2는 QPSK 또는 16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, DM RS는 보통 CP(normal CP)를 사용하는 한 슬롯 내에서 임의의 1개의 심볼에 위치할 수 있다. 또한 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, DM RS는 보통 CP를 사용하는 한 슬롯 내에서 임의의 2개의 심볼에 위치할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 2는 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. R-PUCCH 포맷 2의 변조 방식도 각 중계기 별로 설정하여 할당할 수 있다.
도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
R-PUCCH 포맷 2의 전송을 위해 중계기는 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기에서 PUCCH를 통해 전송할 때의 DM RS의 패턴은 도 8에 도시된 바와 같다.
중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 ACK/NACK 포맷을 재사용할 수도 있다. ACK/NACK 채널에 기반하여 온-오프 키잉(On-Off keying) 방식을 적용할 수 있고 참조신호 없이 길이 5의 시퀀스(확장형 CP를 사용하는 경우에는 길이 4인 시퀀스)를 두 개의 직교 시퀀스로 구분하여 적용할 수 있다.
도 9는 도 4 및 도 5에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 중계기는 스케줄링 요청 채널을 ACK/NACK 채널에 기반하여 길이 5의 시퀀스를 적용하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때 길이 5의 시퀀스는 서로 다른 두 개의 직교 시퀀스, 즉 길이 3의 제 1 직교 시퀀스 및 길이 2의 제 2 직교 시퀀스로 구분될 수 있다.
도 10 및 도 11은 중계기에서의 상향링크 타이밍 및 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍에 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 시프팅된 경우의 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
상향링크 백홀 서브프레임에서 하나의 슬롯이 백홀로 이용될 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 도너 기지국 및 중계기는 특정한 하나의 상향링크 백홀 서브프레임에서 첫 번째 슬롯을 이용하여 각각 백홀 전송 및 수신을 할 수 있다.
이하에서는 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 중계기가 R-PUCCH 전송을 위한 R-PUCCH의 포맷을 정의하고, 정의된 R-PUCCH의 포맷을 할당하는 방법 등에 대해 설명한다.
R-PUCCH 포맷 1 계열은 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 것으로 정의하며, 피드백 비트의 수에 따라 3가지 포맷으로 구분할 수 있다. 먼저 R-PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대한 1 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. R-PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드(codeword)에 대한 2 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. 그리고 R-PUCCH 포맷 1c는 4개의 코드워드(codeword)에 대한 4 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 통해 심볼이 생성될 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1a 내지 1c는 각각 BPSK/QPSK/16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
그리고, 블록 방식 확산(block wise spreading)은 시간 영역에서 직교 코드를 적용하는 과정은 복조용 참조신호(DM RS: DeMoulation Reference Signal) 할당 방법 및 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라 결정될 수 있다.
도 12는 DM RS의 패턴을 기지국에서의 수신 관점 및 중계기에서의 전송 관점에서 나타낸 도면이다.
도너 기지국(donor eNB)의 수신 관점에서 볼 때, 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 백홀 링크를 위해 이용되는 슬롯의 첫 번째 OFDM 심볼이 GP로 설정되고 그 이후의 6개의 심볼을 통해 백홀을 수신할 수 있다. 이와 달리, 중계기의 전송 관점에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 첫 번째 슬롯 앞뒤로 각 0.5개 심볼이 GP로 설정되고, 그 사이 6개의 심볼을 통해 백홀을 기지국으로 전송할 수 있다.
한 슬롯 내에서 DM RS를 위한 심볼은 임의의 3개 심볼에 위치할 수 있다. 도 12의 (a) 및 (b)에 도시된 DM RS를 위한 심볼의 위치는 일 예이다. 한 슬롯의 DM RS 및 ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 각각 길이 3의 DFT 시퀀스를 적용할 수 있다. 또한 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 한 슬롯의 DM RS를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2인 하다마드(hadamard) 시퀀스가 적용될 수 있다. 그리고 ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2의 DFT 시퀀스가 적용될 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 1은 기지국에 의해 할당될 수 있다. 그리고 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 중계기의 용량(예를 들어, 안테나 구성 등) 및 기지국과 중계기 간의 링크 품질 등에 따라 기지국이 하향링크 R-PDSCH를 통해 전송될 수 있는 최대 코드워드 개수를 지원할 수 있도록 하나의 중계기에 복수의 R-PUCCH 자원 및 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 R-PUCCH 포맷 1c는 백홀 링크 품질에 따라 중계기 별로 선택적으로 사용될 수 있다. 이때 하나의 중계기에 할당되는 R-PUCCH 자원 및 시퀀스의 수는 R-PUCCH 포맷 1c의 사용 여부에 의해 달라질 수 있다. R-PUCCH 포맷 1의 전송을 위해 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2는 CQI(Channel Quality Information) 피드백 전송을 위해 사용될 수 있다. 변조 방식으로는 QPSK 또는 16QAM 방식이 사용될 수 있다. R-PUCCH 포맷 2는 QPSK 또는 16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, DM RS는 보통 CP(normal CP)를 사용하는 한 슬롯 내에서 임의의 1개의 심볼에 위치할 수 있다. 또한 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이, DM RS는 보통 CP를 사용하는 한 슬롯 내에서 임의의 2개의 심볼에 위치할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 2는 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 및 시퀀스를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. R-PUCCH 포맷 2의 변조 방식도 각 중계기 별로 설정하여 할당할 수 있다.
도 14는 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
R-PUCCH 포맷 2의 전송을 위해 중계기는 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기에서 PUCCH를 통해 전송할 때의 DM RS의 패턴은 도 14에 도시된 바와 같다. 하나의 중계기가 복수의 PRB를 통해 전송할 수도 있다.
중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 ACK/NACK 포맷을 재사용할 수도 있다. ACK/NACK 채널에 기반하여 온-오프 키잉(On-Off keying) 방식을 적용할 수 있고 참조신호 없이 길이 5의 시퀀스(확장형 CP를 사용하는 경우에는 길이 4인 시퀀스)를 두 개의 직교 시퀀스로 구분하여 적용할 수 있다.
도 15는 도 10 및 도 11에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 중계기는 스케줄링 요청 채널을 ACK/NACK 채널에 기반하여 길이 5의 시퀀스를 적용하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때 길이 5의 시퀀스는 서로 다른 두 개의 직교 시퀀스, 즉 길이 3의 제 1 직교 시퀀스 및 길이 2의 제 2 직교 시퀀스로 구분될 수 있다. 중계기에서 스케줄링 요청(SR) 전송을 위해 추가적인 PRB는 할당하지 않고, LTE PUCCH 포맷 1 전송을 위한 PUCCH 자원을 재사용할 수 있다. 이 경우, 중계기는 상기 도 15의 (a) 및 (b)에서 길이 3의 제 1 직교 시퀀스(확장형 CP를 사용하는 경우에는 길이 2의 제 1 직교 시퀀스)에 해당하는 심볼을 통해서만 SR 신호를 전송하도록 한다. 즉 중계기는 제 2 직교 시퀀스가 적용된 심볼을 통해서는 어떤 신호도 전송하지 않을 수 있다.
그러나, ACK/NACK 포맷을 재사용하되 DM RS와 정보 심볼로 분리하고, 그 형태는 상기의 R-PUCCH 포맷 1의 모든 경우들을 포함될 수 있다. 변조 방식은QPSK, 16QAM(또는 64 QAM) 방식일 수 있고, 정보 심볼에는 변조 방식에 따라 양자화된 버퍼 상태(예를 들어, 변조 방식이 QPSK인 경우 2 비트는 4개 레벨의 양자화된 버퍼 상태 정보를 표시할 수 있음) 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 도너 기지국이 중계기에게 할당하는 상향링크 자원의 양을 결정할 수 있다.
또한, 이와 달리 중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 R-PUCCH 포맷 2를 재사용하되, CQI 피드백을 위한 R-PUCCH 포맷 2의 구조를 사용하고, 정보 심볼을 통해 CQI 대신 양자화된 버퍼 상태 정보를 피드백해 줄 수 있다.
그러나, 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청(SR) 채널을 할당할 수 있다. 이때 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청 채널의 자원, 자원 인덱스, 변조 방식 중 하나 이상을 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다.
지금까지는 하나의 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 하나의 슬롯을 이용하여 DM RS 등을 전송 및 수신하는 경우에 대해 설명하였다. 이하에서는 하나의 특정 상향링크 백홀 서브프레임 전체에서, 즉 2개의 슬롯을 이용하여 DM RS 등을 전송 및 수신하는 경우에 대해 설명할 것이다.
특정 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 중계기에서 기지국으로의 상향링크 백홀 전송 시, 중계기에서의 RF 체인(RF chain)의 수신/전송 전이를 위한 보호 시간(주기)을 고려하여 중계기에서 전송 가능한 OFDM 심볼의 수는 중계기에서의 상향링크 서브프레임 타이밍 설정 방법에 따라 다르게 적용될 수 있다.
도 16 내지 도 18은 중계기에서의 상향링크 서브프레임 타이밍 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 일직선으로 맞추어져(aligned) 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 중계기의 초기 진입과정에서 도너 기지국과의 RACH(Random Access CHannel) 절차를 통해 조정된 상향링크 타이밍 어드밴스(advance) 값에 따라 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍을 동기화하는 경우로, 특정 백홀 서브프레임의 앞뒤로 한 심볼씩 GP로 설정할 수 있다.
도 16에서와 같이 백홀 링크 및 접속 링크 모두 보통 CP를 사용하는 경우 총 14개의 심볼 중 12개의 심볼이 상향링크 백홀 전송을 위해 사용 가능한 심볼이다. 그러나 도 17 및 도 18에서와 같이 상향링크 백홀을 위해, 또는 상향링크 백홀 및 액세스 링크를 위해 확장형 CP가 사용되는 경우에는 총 12개의 심볼 중 10개의 심볼이 상향링크 백홀 전송을 위해 사용 가능한 심볼이 될 수 있다.
도너 기지국은 R-PUCCH 전송을 위해 반-고정적으로(semi-static) 하나 이상의 PRB(s)를 할당할 수 있으며, 할당된 PRB(s)는 각각의 중계기에 상위 계층 시그널링을 통해 전송된다. 해당 상위 계층 시그널링은 셀-특정(cell-specific) 시그널링으로서 셀 내의 모든 중계기에 방송되거나, 혹은 중계기-특정 시그널링으로서 각각의 중계기에게 유니캐스팅될 수 있다. R-PUCCH 전송 시, 다이버시티 이득을 얻기 위해 PUCCH 전송과 마찬가지로, R-PUCCH 전송을 위해 유보된(reserved) PRB(s) 내에서 슬롯 호핑이 적용될 수 있다.
이하에서는 도 16 내지 도 18에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 중계기가 R-PUCCH 전송을 위한 R-PUCCH의 포맷을 정의하고, 정의된 R-PUCCH의 포맷을 할당하는 방법 등에 대해 설명한다.
R-PUCCH 포맷 1 계열은 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 것으로 정의하며, 피드백 비트의 수에 따라 3가지 포맷으로 구분할 수 있다. 먼저 R-PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대한 1 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. R-PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드(codeword)에 대한 2 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. 그리고 R-PUCCH 포맷 1c는 4개의 코드워드(codeword)에 대한 4 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 통해 심볼이 생성될 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1a 내지 1c는 각각 BPSK/QPSK/16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
그리고, 블록 방식 확산(block wise spreading)은 시간 영역에서 직교 코드를 적용하는 과정은 복조용 참조신호(DM RS: DeMoulation Reference Signal) 할당 방법 및 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라 결정될 수 있다.
도 19는 도 16 내지 도 18에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 19의 (a)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 내에서 각각 DM RS를 위한 직교 시퀀스와 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스가 모두 길이 3인 DFT 시퀀스일 수 있다. 도 19의 (b)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 내에서 각각 DM RS를 위한 직교 시퀀스와 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스가 모두 길이 2인 DFT 시퀀스일 수 있다. 이 경우 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 DM RS를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2의 하다마드 시퀀스를 적용할 수 있다. 그리고 ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 4의 하다마드 시퀀스가 적용될 수 있다.
도 19의 (c)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 각각 DM RS를 위한 직교 시퀀스와 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스가 모두 길이 2인 DFT 시퀀스일 수 있다. 이 경우 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 DM RS를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 2의 하다마드 시퀀스를 적용할 수 있다. 그리고 ACK/NACK 피드백 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로서 길이 3의 DFT 시퀀스가 적용될 수 있다.
도 19의 (d)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 시간 영역에서 직교 커버링(orthogonal covering)이 걸리지 않으며, ACK/NACK 정보를 위한 직교 코드 시퀀스로 길이 4의 하다마드 시퀀스가 적용될 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 1은 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 중계기의 용량(예를 들어, 안테나 구성 등) 및 기지국과 중계기 간의 링크 품질 등에 따라 기지국이 하향링크 R-PDSCH를 통해 전송될 수 있는 최대 코드워드 개수를 지원할 수 있도록 하나의 중계기에 복수의 R-PUCCH 자원 및 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 R-PUCCH 포맷 1c는 백홀 링크 품질에 따라 중계기 별로 선택적으로 사용될 수 있다. 이때 하나의 중계기에 할당되는 R-PUCCH 자원 및 시퀀스의 수는 R-PUCCH 포맷 1c의 사용 여부에 의해 달라질 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1의 전송을 위해 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기의 R-PUCCH 전송은 제 2 슬롯(2nd slot)을 통해서만 이루어지며, 이때의 DM RS는 도 19의 (a)에 도시된 제 2 슬롯에 해당하는 패턴으로 전송될 수 있다. 그러나 확장형 CP를 사용하는 경우, DM RS는 도 19의 (c)에 도시된 제 2 슬롯에 해당하는 패턴으로 전송될 수 있다.
이 경우, 매크로 셀 단말의 경우 제 2 슬롯을 통해 짧아진(shortened) ACK/NACK 포맷으로 전송이 이루어지는 경우에만 가능하다. 그리고 하나의 중계기에서 ACK/NACK 전송에 대한 QoS를 좀 더 확보하기 위해, 하나의 ACK/NACK 피드백시그널링을 제 2 슬롯의 복수의 PRBs를 통해 전송할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2는 CQI(Channel Quality Information) 피드백 전송을 위해 사용될 수 있다. 변조 방식으로는 QPSK 또는 16QAM 방식이 사용될 수 있다. R-PUCCH 포맷 2는 QPSK 또는 16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
도 20 및 도 21은 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 20에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 한 심볼에 위치할 수 있다. 도 2O에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 변조 방식을 (20,A) 심플렉스 코드(simplex code)(QPSK) 또는 (40,A) 심플렉스 코드 (16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 21에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 도 21에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 변조 방식을 (16,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (32,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 22는 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 22에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 슬롯 별로 사전에 결정된 특정 심볼에 위치할 수 있다. 도 22에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 변조 방식을 (16,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (32,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 2는 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. R-PUCCH 포맷 2의 변조 방식도 각 중계기 별로 설정하여 할당할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2의 전송을 위해 중계기는 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기에서 PUCCH를 통해 전송할 때의 DM RS의 패턴은 도 23에 도시된 바와 같다.
도 23의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 23의 (a)에 도시된 바와 같이, 보통 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 도 23의 (a)에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 또한 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이, 확장형 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 하나의 심볼에 위치할 수 있으며, 상기 도 23의 (b)에 도시된 구조는 예시적인 것이다. 이 경우에 중계기에서 CQI 피드백 전송 시, 변조 방식에 (16,A) 심플렉스 코드 혹은 (32,A) 심플렉스 코드로 인코딩하여 전송할 수 있다. 또한 이때 하나의 중계기가 복수의 PRB를 통해 전송할 수 있다.
중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 ACK/NACK 포맷을 재사용할 수도 있다. ACK/NACK 채널에 기반하여 온-오프 키잉(On-Off keying) 방식을 적용할 수 있고 참조신호 없이 길이 6의 시퀀스(확장형 CP를 사용하는 경우에는 길이 5인 시퀀스)를 두 개의 직교 시퀀스로 구분하여 적용할 수 있다.
도 24는 도 16 내지 도 18에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 중계기에서 스케줄링 요청(SR) 전송을 위해 추가적인 PRB는 할당하지 않고, LTE PUCCH 포맷 1 전송을 위한 PUCCH 자원을 재사용할 수 있다. 이 경우, 중계기는 도 24의 (a)에서 길이 3의 제 1 직교 시퀀스, 도 24의 (b)에서 길이 2의 제 1 직교 시퀀스에 해당하는 심볼을 통해서만 스케줄링 요청 신호를 전송하도록 할 수 있다. 즉, 중계기는 제 2 직교 시퀀스가 적용된 심볼을 통해서는 어떤 신호도 전송하지 않을 수 있다.
그러나, ACK/NACK 포맷을 재사용하되 DM RS와 정보 심볼로 분리하고, 그 형태는 상기의 R-PUCCH 포맷 1의 모든 경우들을 포함될 수 있다. 변조 방식은QPSK, 16QAM(또는 64 QAM) 방식일 수 있고, 정보 심볼에는 변조 방식에 따라 양자화된 버퍼 상태(예를 들어, 변조 방식이 QPSK인 경우 2 비트는 4개 레벨의 양자화된 버퍼 상태 정보를 표시할 수 있음) 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 도너 기지국이 중계기에게 할당하는 상향링크 자원의 양을 결정할 수 있다.
또한, 이와 달리 중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 R-PUCCH 포맷 2를 재사용하되, CQI 피드백을 위한 R-PUCCH 포맷 2의 구조를 사용하고, 정보 심볼을 통해 CQI 대신 양자화된 버퍼 상태 정보를 피드백해 줄 수 있다.
그러나, 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청(SR) 채널을 할당할 수 있다. 이때 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청 채널의 자원, 자원 인덱스, 변조 방식 중 하나 이상을 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다.
도 25 내지 도 27은 중계기에서의 상향링크 타이밍이 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 만큼 시프팅된 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
이 경우는 도 25 내지 도 27과 같이 중계기의 초기 진입과정에서 도너 기지국과의 임의접속 절차를 통해 조정된 상향링크 타이밍 어드밴스 값에 1/2 심볼 길이 만큼 더한 값에 따라 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍을 동기화하는 경우로, 특정 상향링크 백홀 서브프레임의 앞뒤로 반 심볼씩 GP로 설정하고, 13개 혹은 11개의 심볼을 통해 상향링크 백홀을 전송하는 경우이다. 이때 도 25에 도시된 바와 같이 상향링크 백홀(즉 매크로 셀의 상향링크 서브프레임)에서 보통 CP가 사용되는 경우 총 14개의 심볼 중, 13개의 심볼(제 1 슬롯에서 6개, 제 2 슬롯에서 7개)이 상향링크 백홀 전송을 위해 사용 가능한 심볼이며, 도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 확장형 CP를 사용하는 경우에 상향링크 백홀 전송을 위해 총 12개 심볼 중 11개의 심볼(제 1 슬롯에서 5개, 제 2 슬롯에서 6개)이 사용 가능한 심볼이 된다.
도너 기지국은 R-PUCCH 전송을 위해 반-고정적으로(semi-static) 하나 이상의 PRB(s)를 할당할 수 있으며, 할당된 PRB(s)는 각각의 중계기에 상위 계층 시그널링을 통해 전송된다. 해당 상위 계층 시그널링은 셀-특정(cell-specific) 시그널링으로서 셀 내의 모든 중계기에 방송되거나, 혹은 중계기-특정 시그널링으로서 각각의 중계기에게 유니캐스팅될 수 있다. R-PUCCH 전송 시, 다이버시티 이득을 얻기 위해 PUCCH 전송과 마찬가지로, R-PUCCH 전송을 위해 유보된(reserved) PRB(s) 내에서 슬롯 호핑이 적용될 수 있다.
이하에서는 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 중계기가 R-PUCCH 전송을 위한 R-PUCCH의 포맷을 정의하고, 정의된 R-PUCCH의 포맷을 할당하는 방법 등에 대해 설명한다.
R-PUCCH 포맷 1 계열은 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 것으로 정의하며, 피드백 비트의 수에 따라 3가지 포맷으로 구분할 수 있다. 먼저 R-PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대한 1 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. R-PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드(codeword)에 대한 2 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. 그리고 R-PUCCH 포맷 1c는 4개의 코드워드(codeword)에 대한 4 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 통해 심볼이 생성될 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1a 내지 1c는 각각 BPSK/QPSK/16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
그리고, 블록 방식 확산(block wise spreading)은 시간 영역에서 직교 코드를 적용하는 과정은 복조용 참조신호(DM RS: DeMoulation Reference Signal) 할당 방법 및 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라 결정될 수 있다.
도 28은 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 28의 (a)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 각 슬롯의 DM RS와 제 1 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 3인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 그리고 제 2 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 4의 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 28의 (b)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯의 DM RS에는직교 시퀀스로서 길이 2인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있고, 제 2 슬롯의 DM RS를 위한 직교 시퀀스로서 길이 3인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있고, 각 슬롯 별 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 4의 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 28의 (c)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 각 슬롯의 DM RS를 위한 직교 시퀀스로서 길이 2인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 그리고 제 1 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 3인 DFT 시퀀스, 제 2 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 4인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 28의 (d)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 제 2 슬롯의 DM RS에는 길이 2인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있고, 각 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 4인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
그러나, 도 28의 (a) 내지 (d)에 도시된 4가지 경우 모두에서, 중계기가 마지막 심볼을 통해 사운딩 참조신호(SRS: Sounding Reference Signal)를 전송하는 경우에, 제 2 슬롯에는 짧아진 ACK/NACK 포맷이 적용될 수 있다. 즉, 마지막 제 2 슬롯의 마지막 ACK/NACK 심볼이 펑처링(puncturing)되고, 제 2 슬롯의 나머지 3개의 ACK/NACK 심볼에 길이 3인 DFT 직교 시퀀스를 적용할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 1은 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 중계기의 용량(예를 들어, 안테나 구성 등) 및 기지국과 중계기 간의 링크 품질 등에 따라 기지국이 하향링크 R-PDSCH를 통해 전송될 수 있는 최대 코드워드 개수를 지원할 수 있도록 하나의 중계기에 복수의 R-PUCCH 자원 및 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 R-PUCCH 포맷 1c는 백홀 링크 품질에 따라 중계기 별로 선택적으로 사용될 수 있다. 이때 하나의 중계기에 할당되는 R-PUCCH 자원 및 시퀀스의 수는 R-PUCCH 포맷 1c의 사용 여부에 의해 달라질 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1의 전송을 위해 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기의 R-PUCCH 전송은 제 2 슬롯(2nd slot)을 통해서만 이루어지며, 이때의 DM RS는 도 28의 (a)에 도시된 제 2 슬롯에 해당하는 패턴으로 전송될 수 있다. 그러나 확장형 CP를 사용하는 경우, DM RS는 도 28의 (c)에 도시된 제 2 슬롯에 해당하는 패턴으로 전송될 수 있다. 그리고 하나의 중계기에서 ACK/NACK 전송에 대한 QoS를 좀 더 확보하기 위해, 하나의 ACK/NACK 피드백시그널링을 제 2 슬롯의 복수의 PRBs를 통해 전송할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2는 CQI(Channel Quality Information) 피드백 전송을 위해 사용될 수 있다. 변조 방식으로는 QPSK 또는 16QAM 방식이 사용될 수 있다. R-PUCCH 포맷 2는 QPSK 또는 16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
도 29 및 도 30은 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 29에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 한 심볼에 위치할 수 있다. 도 29에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 1개를 사용하여 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (18,A) 심플렉스 코드(simplex code)(QPSK) 또는 (36,A) 심플렉스 코드 (16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 30에서 DM RS는 제 1 슬롯에서 임의의 심볼 1개, 그리고 제 2 슬롯에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯에서 임의의 심볼 1개, 제 2 슬롯에서 임의의 심볼 2개를 사용하여 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 30에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (20,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (40,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 31은 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 31에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 슬롯 별로 임의의 1개 심볼에 위치할 수 있다. 즉 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 1개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 31에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (18,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (36,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 2는 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. R-PUCCH 포맷 2의 변조 방식도 각 중계기 별로 설정하여 할당할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2의 전송을 위해 중계기는 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기에서 PUCCH를 통해 전송할 때의 DM RS의 패턴은 도 32에 도시된 바와 같다.
도 32의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 32의 (a)에 도시된 바와 같이, 보통 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 2개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 32의 (a)에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 또한 도 32의 (b)에 도시된 바와 같이, 확장형 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 한 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 1개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 32의 (b)에 도시된 구조는 예시적인 것이다. 이 경우에 중계기에서 CQI 피드백 전송 시, 변조 방식에 (18,A) 심플렉스 코드 혹은 (36,A) 심플렉스 코드로 인코딩하여 전송할 수 있다. 또한 이때 하나의 중계기가 복수의 PRB를 통해 전송할 수 있다.
중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 ACK/NACK 포맷을 재사용할 수도 있다. ACK/NACK 채널에 기반하여 온-오프 키잉(On-Off keying) 방식을 적용할 수 있다.
도 33은 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 33을 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우에는 제 1 슬롯에서 길이 6인 직교 시퀀스가 2개의 직교 시퀀스로 나누어지고, 제 2 슬롯에서는 길이 7인 직교 시퀀스가 2개의 직교시퀀스로 나누어질 수 있다.
도 34는 도 25 내지 도 27에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 34를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우에는 제 1 슬롯에서 길이 5인 직교 시퀀스가 2개의 직교 시퀀스로 나누어지고, 제 2 슬롯에서는 길이 6인 직교 시퀀스가 2개의 직교시퀀스로 나누어질 수 있다.
중계기에서 스케줄링 요청(SR) 전송을 위해 추가적인 PRB는 할당하지 않고, LTE PUCCH 포맷 1 전송을 위한 PUCCH 자원을 재사용할 수 있다. 이때, 보통 CP를 사용하는 경우, 중계기는 도 33의 (a)에서 길이 3인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼을 통해서만 스케줄링 요청 신호를 전송하거나, 또는 도 33의 (b)에서 도시된 제 2 슬롯의 경우 길이 3인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼만을 전송하거나 길이 4인 제 2 시퀀스도 전송할 수 있다.
도 33과 달리, 확장형 CP를 사용하는 경우에, 중계기는 도 34의 (a)에 도시된 바와 같이, 길이 2인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼을 통해서만 스케줄링 요청 신호를 전송할 수 있다. 또는 도 34의 (b)에서 도시된 제 2 슬롯의 경우 길이 2인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼만을 전송하거나 길이 4인 제 2 시퀀스도 전송할 수 있다.
그러나, ACK/NACK 포맷을 재사용하되 DM RS와 정보 심볼로 분리하고, 그 형태는 상기의 R-PUCCH 포맷 1의 모든 경우들을 포함될 수 있다. 변조 방식은QPSK, 16QAM(또는 64 QAM) 방식일 수 있고, 정보 심볼에는 변조 방식에 따라 양자화된 버퍼 상태(예를 들어, 변조 방식이 QPSK인 경우 2 비트는 4개 레벨의 양자화된 버퍼 상태 정보를 표시할 수 있음) 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 도너 기지국이 중계기에게 할당하는 상향링크 자원의 양을 결정할 수 있다.
또한, 이와 달리 중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 R-PUCCH 포맷 2를 재사용하되, CQI 피드백을 위한 R-PUCCH 포맷 2의 구조를 사용하고, 정보 심볼을 통해 CQI 대신 양자화된 버퍼 상태 정보를 피드백해 줄 수 있다.
그러나, 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청(SR) 채널을 할당할 수 있다. 이때 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청 채널의 자원, 자원 인덱스, 변조 방식 중 하나 이상을 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다.
도 35 내지 도 37은 중계기에서의 상향링크 타이밍이 기지국에서의 상향링크 백홀 서브프레임 수신 타이밍이 비해 반 심볼(0.5개 심볼) 만큼 시프팅된(어드밴싱) 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
이 경우는 도 35 내지 도 37과 같이 중계기의 초기 진입과정에서 도너 기지국과의 임의접속 절차를 통해 조정된 상향링크 타이밍 어드밴스 값에 1/2 심볼 길이 만큼 뺀 값에 따라 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍을 동기화하는 경우로, 특정 상향링크 백홀 서브프레임의 앞뒤로 반 심볼씩 GP로 설정하고, 13개 혹은 11개의 심볼을 통해 상향링크 백홀을 전송하는 경우이다. 이때, 도 35에 도시된 바와 같이 상향링크 백홀(즉 매크로 셀의 상향링크 서브프레임)에서 보통 CP가 사용되는 경우 총 14개의 심볼 중, 13개의 심볼(제 1 슬롯에서 7개, 제 2 슬롯에서 6개)이 상향링크 백홀 전송을 위해 사용 가능한 심볼이며, 도 36 및 도 37에 도시된 바와 같이, 확장형 CP를 사용하는 경우에 상향링크 백홀 전송을 위해 총 12개 심볼 중 11개의 심볼(제 1 슬롯에서 6개, 제 2 슬롯에서 5개)이 사용 가능한 심볼이 된다.
도너 기지국은 R-PUCCH 전송을 위해 반-고정적으로(semi-static) 하나 이상의 PRB(s)를 할당할 수 있으며, 할당된 PRB(s)는 각각의 중계기에 상위 계층 시그널링을 통해 전송된다. 해당 상위 계층 시그널링은 셀-특정(cell-specific) 시그널링으로서 셀 내의 모든 중계기에 방송되거나, 혹은 중계기-특정 시그널링으로서 각각의 중계기에게 유니캐스팅될 수 있다. R-PUCCH 전송 시, 다이버시티 이득을 얻기 위해 PUCCH 전송과 마찬가지로, R-PUCCH 전송을 위해 유보된(reserved) PRB(s) 내에서 슬롯 호핑이 적용될 수 있다.
이하에서는 도 35 내지 도 37에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 중계기가 R-PUCCH 전송을 위한 R-PUCCH의 포맷을 정의하고, 정의된 R-PUCCH의 포맷을 할당하는 방법 등에 대해 설명한다.
R-PUCCH 포맷 1 계열은 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되는 것으로 정의하며, 피드백 비트의 수에 따라 3가지 포맷으로 구분할 수 있다. 먼저 R-PUCCH 포맷 1a는 하나의 코드워드(codeword)에 대한 1 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. R-PUCCH 포맷 1b는 2개의 코드워드(codeword)에 대한 2 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 심볼이 생성될 수 있다. 그리고 R-PUCCH 포맷 1c는 4개의 코드워드(codeword)에 대한 4 비트 ACK/NACK 피드백을 위해 사용되며, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 통해 심볼이 생성될 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1a 내지 1c는 각각 BPSK/QPSK/16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
그리고, 블록 방식 확산(block wise spreading)은 시간 영역에서 직교 코드를 적용하는 과정은 복조용 참조신호(DM RS: DeMoulation Reference Signal) 할당 방법 및 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라 결정될 수 있다.
도 38은 도 35 내지 도 37에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서의 R-PUCCH 포맷 1 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 38의 (a)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 각 슬롯의 DM RS와 제 2 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 3인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 그리고 제 1 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 4의 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 38의 (b)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯의 DM RS에는직교 시퀀스로서 길이 3인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있고, 제 2 슬롯의 DM RS를 위한 직교 시퀀스로서 길이 2인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있고, 각 슬롯 별 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로서 길이 4의 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 38의 (c)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 각 슬롯의 DM RS를 위한 직교 시퀀스로서 길이 2인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다. 그리고 제 1 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 4인 하다마드 시퀀스, 제 2 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 3인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다.
도 38의 (d)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우 제 1 슬롯의 DM RS에는 길이 2인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있고, 각 슬롯의 ACK/NACK 정보를 위한 직교 시퀀스로는 길이 4인 하다마드 시퀀스가 사용될 수 있다.
그러나, 도 38의 (a) 내지 (d)에 도시된 4가지 경우 모두에서, 중계기가 마지막 심볼을 통해 SRS를 전송하는 경우에, 제 1 슬롯에는 짧아진 ACK/NACK 포맷이 적용될 수 있다. 즉, 마지막 제 1 슬롯의 마지막 ACK/NACK 심볼이 펑처링(puncturing)되고, 중계기는 제 1 슬롯의 나머지 3개의 ACK/NACK 심볼에 길이 3인 DFT 직교 시퀀스가 적용될 수 있다. 또는 중계기는 SRS를 제 1 슬롯의 첫 번째 심볼을 통해 전송하는 경우에, 마찬가지로 짧아진 ACK/NACK 포맷이 적용될 수 있다. 이 경우에 첫 번째 심볼이 펑처링될 수 있고, 나머지 3개의 ACK/NACK 심볼에 길이 3인 DFT 직교 시퀀스를 적용될 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 1은 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 중계기의 용량(예를 들어, 안테나 구성 등) 및 기지국과 중계기 간의 링크 품질 등에 따라 기지국이 하향링크 R-PDSCH를 통해 전송될 수 있는 최대 코드워드 개수를 지원할 수 있도록 하나의 중계기에 복수의 R-PUCCH 자원 및 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 R-PUCCH 포맷 1c는 백홀 링크 품질에 따라 중계기 별로 선택적으로 사용될 수 있다. 이때 하나의 중계기에 할당되는 R-PUCCH 자원 및 시퀀스의 수는 R-PUCCH 포맷 1c의 사용 여부에 의해 달라질 수 있다.
R-PUCCH 포맷 1의 전송을 위해 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기의 R-PUCCH 전송은 제 1 슬롯을 통해서만 이루어지며, 이때의 DM RS는 도 38의 (a) 내지 (d)에 도시된 제 1 슬롯에 해당하는 패턴으로 전송될 수 있다. 그리고 하나의 중계기에서 ACK/NACK 전송에 대한 QoS를 좀 더 확보하기 위해, 하나의 ACK/NACK 피드백시그널링을 제 2 슬롯의 복수의 PRBs를 통해 전송할 수 있다. 또는, 보통 CP를 사용하는 경우의 예인 도 38의 (a)에 도시된 포맷, 확장형 CP를 사용하는 경우의 예인 도 38의 (c)에 도시된 포맷은 LTE PUCCH를 통해 전송할 수 있다. 단, 이 경우 기지국은 매크로 단말들이 제 2 슬롯의 경우 짧아진 ACK/NACK 포맷을 사용하여 전송하도록 설정할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2는 CQI(Channel Quality Information) 피드백 전송을 위해 사용될 수 있다. 변조 방식으로는 QPSK 또는 16QAM 방식이 사용될 수 있다. R-PUCCH 포맷 2는 QPSK 또는 16QAM 변조된 심볼에 길이 12의 카작(CAZAC) 시퀀스를 적용하여 하나의 PRB 내 한 심볼의 12개의 부반송파에 각각 실어준다. 이때 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)는 심볼 및 슬롯 사이에서 변할 수 있다.
도 39 및 도 40는 보통 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 39에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼을 이용하여 기지국으로 전송할 수 있다. 도 39에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (18,A) 심플렉스 코드(simplex code)(QPSK) 또는 (36,A) 심플렉스 코드 (16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 40에서 DM RS는 제 1 슬롯에서 임의의 심볼 2개, 그리고 제 2 슬롯에서 임의의 1개 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯에서 임의의 심볼 2개, 제 2 슬롯에서 임의의 심볼 1개를 사용하여 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 40에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (20,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (40,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
도 41은 확장형 CP를 사용하는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 41에서 DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 슬롯 별로 임의의 1개 심볼에 위치할 수 있다. 즉 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 1개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 41에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 중계기는 CQI 정보 전송 시에 변조 방식을 (18,A) 심플렉스 코드(QPSK), 또는 (36,A) 심플렉스 코드(16QAM)로 인코딩하여 전송할 수 있다.
이러한 R-PUCCH 포맷 2는 기지국에 의해 할당될 수 있다. 기지국은 중계기 별로 전용 R-PUCCH 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 상위 계층(higher layer) 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. R-PUCCH 포맷 2의 변조 방식도 각 중계기 별로 설정하여 할당할 수 있다.
R-PUCCH 포맷 2의 전송을 위해 중계기는 추가적인 PRB(s)를 할당하지 않고, LTE PUCCH 전송이 이루어지는 PRB(s) 내에서 LTE PUCCH와 멀티플렉싱하여 중계기에서 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 단, 이 경우 중계기에서 PUCCH를 통해 전송할 때의 DM RS의 패턴은 도 42에 도시된 바와 같다.
도 42의 (a) 및 (b)는 각각 보통 CP, 확장형 CP 길이를 사용하는 경우의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 R-PUCCH 포맷 2 계열의 DM RS 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 42의 (a)에 도시된 바와 같이, 보통 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 2개 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 2개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 42의 (a)에 도시된 DM RS의 위치는 예시적인 것이다. 또한 도 42의 (b)에 도시된 바와 같이, 확장형 CP를 사용하는 경우, DM RS는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯 각각에서 임의의 한 심볼에 위치할 수 있다. 즉, 중계기는 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯에서 각각 임의의 1개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 도 42의 (b)에 도시된 구조는 예시적인 것이다. 이 경우에 중계기에서 CQI 피드백 전송 시, 변조 방식에 (18,A) 심플렉스 코드 혹은 (36,A) 심플렉스 코드로 인코딩하여 전송할 수 있다. 또한 이때 하나의 중계기가 복수의 PRB를 통해 전송할 수 있다.
중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 ACK/NACK 포맷을 재사용할 수도 있다. ACK/NACK 채널에 기반하여 온-오프 키잉(On-Off keying) 방식을 적용할 수 있다.
도 43은 도 35 내지 도 37에 도시된 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 스케줄링 요청 채널을 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 43의 (a)를 참조하면, 보통 CP를 사용하는 경우에는 제 1 슬롯에서 길이 7인 직교 시퀀스가 2개의 직교 시퀀스로 나누어지고, 제 2 슬롯에서는 길이 6인 직교 시퀀스가 2개의 직교시퀀스로 나누어질 수 있다.
도 43의 (b)를 참조하면, 확장형 CP를 사용하는 경우에는 제 1 슬롯에서 길이 6인 직교 시퀀스가 2개의 직교 시퀀스로 나누어지고, 제 2 슬롯에서는 길이 5인 직교 시퀀스가 2개의 직교시퀀스로 나누어질 수 있다.
중계기에서 스케줄링 요청(SR) 전송을 위해 추가적인 PRB는 할당하지 않고, LTE PUCCH 포맷 1 전송을 위한 PUCCH 자원을 재사용할 수 있다. 이때, 보통 CP를 사용하는 경우, 중계기는 도 43의 (a)에서 길이 3인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼을 통해서만 스케줄링 요청 신호를 전송할 수 있다. 즉, 중계기는 제 2 시퀀스가 적용된 해당 심볼을 통해서는 어떤 신호도 전송하지 않을 수 있다.
도 43의 (a)와 달리, 확장형 CP를 사용하는 경우에, 중계기는 도 43의 (b)에 도시된 바와 같이, 길이 2인 제 1 시퀀스에 해당하는 심볼을 통해서만 스케줄링 요청 신호를 전송할 수 있다. 즉, 중계기는 제 2 시퀀스가 적용된 해당 심볼을 통해서는 어떤 신호도 전송하지 않을 수 있다.
그러나, ACK/NACK 포맷을 재사용하되 DM RS와 정보 심볼로 분리하고, 그 형태는 상기의 R-PUCCH 포맷 1의 모든 경우들을 포함될 수 있다. 변조 방식은QPSK, 16QAM(또는 64 QAM) 방식일 수 있고, 정보 심볼에는 변조 방식에 따라 양자화된 버퍼 상태(예를 들어, 변조 방식이 QPSK인 경우 2 비트는 4개 레벨의 양자화된 버퍼 상태 정보를 표시할 수 있음) 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 도너 기지국이 중계기에게 할당하는 상향링크 자원의 양을 결정할 수 있다.
또한, 이와 달리 중계기는 스케줄링 요청(Scheduling Request) 채널을 전송하기 위해서 R-PUCCH 포맷 2를 재사용하되, CQI 피드백을 위한 R-PUCCH 포맷 2의 구조를 사용하고, 정보 심볼을 통해 CQI 대신 양자화된 버퍼 상태 정보를 피드백해 줄 수 있다.
그러나, 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청(SR) 채널을 할당할 수 있다. 이때 기지국은 각 중계기 별로 스케줄링 요청 채널의 자원, 자원 인덱스, 변조 방식 중 하나 이상을 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다.
도 44는 기지국 및 중계기 간에 상향링크/하향링크 서브프레임 타이밍을 일직선으로 맞추어(align) 설정한 경우에 해당하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 44의 (a)를 참조하면, 기지국에서의 상향링크 수신 타이밍이 하향링크 전송 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞설 수 있다. 즉, 단말로부터 수신하는 상향링크 신호를 수신하는 상향링크 서브프레임 i의 시작점은 상기 단말로 하향링크 전송을 수행하는 하향링크 서브프레임 i의 시작점보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞설 수 있다. 여기서 NTA는 상향링크 및 하향링크 무선 프레임 간에 타이밍 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 그리고 NTAoffset는 고정된 타이밍 어드밴스(timing advance) 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 여기서 Ts는 기본 시간 단위이다. 또한 여기서 0≤NTA≤20512일 수 있고, 프레임 구조 타입 1에 대해서는 NTAoffset=0일 수 있고, 프레임 구조 타입 2에 대해서는 NTAoffset=624일 수 있다.
도 44의 (b)를 참조하면, 중계기는 상향링크 서브프레임에서 백홀 링크/액세스 링크를 통해 각각 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때 중계기에서의 상향링크 전송 타이밍이 중계기의 하향링크 전송 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞서게 된다. 또한, 중계기에서의 상향링크 전송 타이밍은 도 44의 (a)에 도시된 기지국의 하향링크 서브프레임 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞설 수 있다. 단말의 전송에 따른 전파 지연으로 인해 중계기에서의 상향링크 수신 타이밍을 중계기의 하향링크 전송 타이밍보다 앞서게 설정할 수 있다.
도 45는 도 44에 따른 기지국 및 중계기에서의 상향링크 백홀 서브프레임 동작을 나타내는 도면이다.
기지국은 상향링크 백홀 채널에 대한 채널품질을 추정할 필요가 있다. 이를 위해, 중계기는 상향링크 백홀 전송을 위한 이용가능한 구간에서 SRS를 기지국으로 전송할 수 있다. 특히, 중계기는 SRS를 상향링크 서브프레임의 마지막 심볼을 통해 기지국으로 전송할 수 있으며, 기지국은 상향링크 서브프레임에서 마지막 심볼을 통해 SRS를 중계기로부터 수신할 수 있다. 그러나, 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임에서 마지막 심볼을 전이 갭(Transition Gap)으로 할당하는 경우, 중계기는 SRS를 기지국으로 전송할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다음 도 46 및 도 47과 같은 구조를 고려할 수 있다.
도 46은 기지국 및 중계기 상향링크/하향링크 서브프레임 타이밍을 시프팅하여 설정한 경우(지연 또는 앞서게 설정)에 해당하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 46의 (a)를 참조하면, 기지국에서의 상향링크 수신 타이밍이 하향링크 전송 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 만큼 앞설 수 있다. 즉, 단말의 상향링크 서브프레임 i에서의 전송 시작시점은 상기 단말의 해당 하향링크 서브프레임 i의 수신 시작 시점보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 만큼 앞서서 시작될 수 있다. 도 44에서와 마찬가지로, NTA는 단말에서 상향링크 및 하향링크 무선 프레임 간에 타이밍 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 그리고 NTAoffset는 고정된 타이밍 어드밴스(timing advance) 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 여기서 Ts는 기본 시간 단위이다. 또한 여기서 0≤NTA≤20512일 수 있고, 프레임 구조 타입 1에 대해서는 NTAoffset=0일 수 있고, 프레임 구조 타입 2에 대해서는 NTAoffset=624일 수 있다.
도 46의 (b)를 참조하면, 중계기에서의 상향링크 송수신 타이밍이 중계기의 하향링크 송수신 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts-Tsymbol 시간만큼 앞설 수 있다. 예를 들어, Tsymbol는 1 심볼일 수 있다. 따라서 도 46의 (a)에 도시된 중계기의 상향링크 송수신 타이밍은 기지국의 상향링크 수신 타이밍보다는 Tsymbol 만큼 지연될 수 있다. 즉, 중계기의 상향링크에서의 송수신 타이밍의 시작점은 기지국의 상향링크에서의 수신 타이밍보다 Tsymbol 만큼 지연될 수 있다. 그러나, 이와 달리 중계기에서의 상향링크 백홀 전송 타이밍이 기지국에서의 상향링크 수신 타이밍 보다 1개의 심볼 만큼 앞서게 설정될 수도 있다.
도 47은 도 46에 따른 기지국 및 중계기에서의 상향링크 백홀 서브프레임 동작을 나타내는 도면이다.
예를 들어, 중계기의 상향링크 송수신 타이밍을 기지국의 상향링크 수신 타이밍보다는 Tsymbol (특히 1개 심볼) 만큼 지연시켜 설정함으로써 중계기는 도 47에 도시된 상향링크 서브프레임에서 마지막 심볼이 아닌 마지막 바로 이전 심볼을(즉, 13번째 심볼)하여 SRS를 기지국으로 전송할 수 있다. 중계기가 특정 상향링크 서브프레임에서 13번째 심볼을 이용하여 SRS를 전송하는 경우, 기지국은 특정 상향링크 서브프레임에서 마지막 심볼 구간을 통하여 SRS를 중계기로부터 수신할 수 있다. 이러한 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍 설정에 의하여 중계기가 SRS를 전송할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.
이하에서는 중계기에서의 상향링크 서브프레임 타이밍 시프팅에 관한 내용을 설명할 것이다.
도 48 내지 도 54는 각각 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임에서의 전송 포맷 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 48 내지 도 54를 참조하면, 중계기의 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯(인덱스 0인 슬롯)과 두 번째 슬롯(인덱스 1인 슬롯)이 불균형(uneven)하게 구성될 수 있다. 즉, 인덱스 0인 슬롯은 6개의 심볼을 포함할 수 있고, 인덱스 1인 슬롯은 8개의 심볼을 포함할 수 있다.
도 48 내지 도 51, 도 52, 및 도 54에 도시된 바와 같이, 중계기는 슬롯 마다 각각 임의의 한 개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 도 53에 도시된 바와 같이, 임의의 하나의 슬롯(예를 들어, 인덱스 1인 슬롯)에서 임의의 2개 심볼을 통해 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다.
도 55는 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임에서의 전송 포맷 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 55의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 중계기의 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯(인덱스 0인 슬롯)과 두 번째 슬롯(인덱스 1인 슬롯)이 균형적으로(even) 구성될 수 있다. 즉, 각 슬롯이 모두 7개의 심볼을 포함할 수 있다.
도 55의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 중계기는 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내의 각 슬롯 마다 임의의 1개 심볼을 이용하여 기지국으로 DM RS를 전송할 수 있다.
도 56 내지 도 58은 각각 중계기가 DM RS 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH /1a/1b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 56 내지 도 58을 참조하면, 중계기의 상향링크 서브프레임 i에서 시간 축으로(혹은 시간 영역) SRS 전송 여부에 따라 길이 4인 왈쉬 시퀀스 또는 길이 3인 DFR 직교 시퀀스가 적용될 수 있다. 도 56에 도시된 바와 같이, 중계기는 인덱스 1인 슬롯 1(5010)에서 1 자원 블록(RB: Resource Block)을 이용하여 ACK/NACK 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 이와 달리, 도 57에 도시된 바와 같이, 중계기는 슬롯 1(5020, 5030)에서 하나 이상의 RB(예를 들어, 2 RB(특히 1 PRB 내 경계에 위치한 RB))를 이용하여 ACK/NACK 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 도 58에 도시된 바와 같이, ACK/NACK 정보를 기지국으로 전송하기 위해 ACK/NACK 채널이 인덱스 0인 슬롯 0(5040)에 추가로 할당될 수 있다. 따라서, 중계기는 슬롯 0(5040)을 이용하여 ACK/NACK 정보를 기지국으로 전송할 수도 있다.중계기 별로 전송하는 ACK/NACK 신호 또는 정보는 왈쉬/DFT 직교 시퀀스 및 서로 다른 순환 시프트값을 갖는 CG(Computer Generated) 카작 시퀀스에 의해 구별될 수 있다.
도 59 내지 도 61은 중계기가 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH 2/2a/2b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 59 내지 도 61에 도시된 바와 같이, 중계기는 DM RS를 전송하기 위해 하나의 서브프레임 내에서 2개의 심볼(SC-FDMA 심볼)을 이용할 수 있다. 그리고 중계기는 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 피드백을 서브프레임 단위로 전송할 수 있다.
도 62 내지 도 65는 중계기가 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 피드백을 전송하기 위한 PUCCH 2/2a/2b 전송 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 62를 참조하면, 중계기는 하나 이상의 RB를 이용하여 인덱스 1인 슬롯 1을 통해 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 기지국으로 전송할 수 있다. 이와 달리, 도 63을 참조하면, 중계기는 예를 들어 특정 서브프레임에서는 인덱스 0인 슬롯 0에서, 다른 특정 서브프레임에서는 인덱스 1인 슬롯 1을 통해 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 전송되는 PUCCH 포맷 2/2a/2b는 중계기 별로 중계기-특정하게 스크램블링 시퀀스에 의해 비트 스크램블링되어 중계기 별로 구별될 수 있다. 도 64를 참조하면, 중계기는 특정 서브프레임에서는 인덱스 0인 슬롯 0에서, 다른 특정 서브프레임에서는 인덱스 1인 슬롯 1을 통해 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 기지국으로 전송할 수 있다. 1개의 데이터 심볼 및 1개의 DM RS는 펑처링될 수 있다. 특히 처음 2개의 OFDM 심볼이 펑처링될 수 있다. 도 65를 참조하면, 중계기는 CQI, 또는 CQI 및 ACK/NACK 정보를 변조 방식으로 새로운 (18,A) 심플렉스 코드로 인코딩하여 전송할 수 있다. 1개의 데이터 심볼 및 1개의 DM RS는 펑처링될 수 있다. 특히 처음 2개의 OFDM 심볼이 펑처링될 수 있다.
도 66 내지 도 68은 확장형 CP를 사용하는 경우에 중계기의 상향링크 서브프레임에서의 타이밍 시프팅에 대한 예를 설명하기 위한 도면이다.
보통 CP를 사용하는 경우와 동일한 방식으로 확장형 CP를 사용하는 경우에도, 중계기에서의 상향링크 무선 프레임은 기지국에서의 상향링크 무선 프레임과 비교하여 1개의 OFDM 심볼 만큼 시프팅될 수 있다.
도 66 내지 도 68을 참조하면, 중계기의 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯(인덱스 0인 슬롯)과 두 번째 슬롯(인덱스 1인 슬롯)이 불균형적으로(uneven) 구성될 수 있다. 인덱스 0인 슬롯은 6개의 심볼을 포함할 수 있고, 인덱스 1인 슬롯은 8개의 심볼을 포함할 수 있다. 또한, PUSCH에서 불균형적인(uneven) DM RS 포지셔닝을 갖는 상향링크 백홀 전송을 위한 불균형적인 슬롯 구성이 도시되었다.
도 66 및 도 67에 도시된 바와 같이, 중계기는 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내의 각 슬롯 마다 임의의 1개 심볼을 이용하여 기지국으로 DM RS를 전송할 수 있다. 또한 도 68의 (b)에 도시된 바와 같이, 중계기는 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내의 각 슬롯 마다 임의의 1개 심볼을 이용하여 기지국으로 DM RS를 전송할 수 있다. 이와 달리, 도 68의 (a)에 도시된 바와 같이, 중계기는 특정 상향링크 백홀 서브프레임 내의 특정 슬롯에서 임의의 2개 심볼을 이용하여 기지국으로 DM RS를 전송할 수 있다.
도 68에 도시된 구조에서, 중계기는 10개의 이용가능한 OFDM 심볼 중에서 단지 1개의 OFDM 심볼을 통하여 DM RS를 기지국으로 전송할 수 있다.
지금까지, 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍 및 기지국의 상향링크 서브프레임 타이밍의 형태(예를 들어, 일직선으로 정렬(align), 지연(delaying), 앞섬(advancing))에 따라, 또한 보통 CP를 사용하는 경우, 확장형 CP를 사용하는 경우에 따라 PUCCH 전송 포맷 또는 R-PUCCH 전송 포맷의 예들을 기술하였다. PUCCH 전송 포맷, R-PUCCH 전송 포맷의 예는 기술된 각 부분에서 바람직한 예로 기술되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍이 기지국의 상향링크 서브프레임의 타이밍보다 앞선 경우에 설명된 PUCCH 전송 포맷 또는 R-PUCCH 전송 포맷의 예들은 중계기의 상향링크 서브프레임 타이밍이 기지국의 상향링크 서브프레임의 타이밍보다 지연된 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 보통형 CP를 사용하는 경우에 설명된 PUCCH 전송 포맷 또는 R-PUCCH 전송 포맷의 예들은 확장형 CP를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 69는 본 발명에 따른 중계기의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 69를 참조하면, 중계기는 수신 수단(6910), 전송 수단(6920), 프로세서(6930) 및 메모리(6940)를 포함할 수 있다.
수신 수단(6910)은 기지국으로부터 사전에 설정된 물리 상향링크 제어 채널의 전송 포맷 따른 자원 할당 정보 및 시퀀스 정보를 수신할 수 있다. 전송 수단(6920)은 상기 수신한 자원 할당 정보가 지시하는 자원 영역 중 하나 이상의 슬롯에서 소정 개수의 심볼을 통해 상기 수신한 시퀀스 정보에 해당하는 시퀀스가 적용된 상기 상향링크 제어 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
중계기는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 이들의 조합 또는 이 분야에 통상의 기술을 가진 자들에게 알려진 그러한 다른 장치들과 같은 프로세서(6930)를 포함한다. 중계기의 구체적인 동작들/기능들은 대응하는 프로세서(6930)에 의해 실행될 수 있는 데이터 및 프로그램들을 저장하는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 및/또는 판독 전용 메모리(ROM) 또는 이들의 균등물들과 같은, 프로세서와 연관된 각각의 적어도 하나의 메모리 장치(6940)에 저장된 소프트웨어 명령어들 및 루틴들의 실행에 의해 결정된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 제어 정보 전송 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 중계기가 상향링크 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 통해 상기 중계기의 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송을 위한 PUCCH 자원할당 정보를 수신하는 단계;
    상기 PUCCH 자원할당 정보 대응하는 시퀀스 인덱스를 획득하는 단계; 및
    상기 PUCCH 자원할당 정보로부터 획득된 자원 상에서 상기 시퀀스 인덱스에 기초하여 소정의 PUCCH 포맷에 따라 PUCCH를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 시퀀스 인덱스는 상기 중계기의 PUCCH 전송을 위해 사용되고,
    상기 PUCCH 자원할당 정보는 상기 중계기의 안테나 구성을 고려한 복수의 PUCCH 자원을 포함하는, 중계기의 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b이며,
    상기 PUCCH는 스케줄링 요청 정보와 함께 Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK/NACK 피드백 정보를 포함하는, 중계기의 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 PUCCH는 순환 천이 값(cyclic shift value)과 상기 시퀀스 인덱스가 적용된 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b인, 중계기의 상향링크 제어 정보 전송 방법.
  4. 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 전송하는 중계기에 있어서,
    기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 통해 상기 중계기의 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송을 위한 PUCCH 자원할당 정보를 포함하는 정보를 수신하는 수신기;
    상기 PUCCH 자원할당 정보에 대응하는 시퀀스 인덱스를 획득하는 프로세서; 및
    상기 PUCCH 자원할당 정보로부터 획득된 자원 상에서 상기 시퀀스 인덱스에 기초하여 소정의 PUCCH 포맷에 따라 PUCCH를 상기 기지국으로 전송하는 송신기를 포함하되,
    상기 시퀀스 인덱스는 상기 중계기의 PUCCH 전송을 위해 사용되고,
    상기 PUCCH 자원할당 정보는 상기 중계기의 안테나 구성을 고려한 복수의 PUCCH 자원을 포함하는, 중계기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 소정의 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b이며,
    상기 PUCCH는 스케줄링 요청 정보와 함께 Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK/NACK 피드백 정보를 포함하는, 중계기.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 PUCCH는 순환 천이 값(cyclic shift value)과 상기 시퀀스 인덱스가 적용된 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b인, 중계기.
  7. 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    중계기로 상위 계층 시그널링을 통해 상기 중계기의 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송을 위해 PUCCH 자원할당 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 PUCCH 자원할당 정보에 대응하는 자원 상에서 소정의 PUCCH 포맷에 따른 PUCCH를 상기 중계기로부터 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 PUCCH 자원할당 정보는 상기 중계기의 안테나 구성을 고려한 복수의 PUCCH 자원을 포함하고,
    상기 PUCCH에는 상기 PUCCH 자원할당 정보에 대응하는 해당 시퀀스가 적용된 것인, 기지국의 상향링크 제어 정보 수신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 소정의 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b이며,
    상기 PUCCH는 스케줄링 요청 정보와 함께 Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK/NACK 피드백 정보를 포함하는, 기지국의 상향링크 제어 정보 수신 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
    중계기로 상위 계층 시그널링을 통해 상기 중계기의 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 전송을 위해 PUCCH 자원할당 정보를 전송하도록 구성된 송신기; 및
    상기 PUCCH 자원할당 정보에 대응하는 자원 상에서 소정의 PUCCH 포맷에 따른 PUCCH를 상기 중계기로부터 수신하도록 구성된 수신기를 포함하되,
    상기 PUCCH 자원할당 정보는 상기 중계기의 안테나 구성을 고려한 복수의 PUCCH 자원을 포함하고,
    상기 PUCCH에는 상기 PUCCH 자원할당 정보에 대응하는 해당 시퀀스가 적용된 것인, 기지국.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 소정의 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b이며,
    상기 PUCCH는 스케줄링 요청 정보와 함께 Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK/NACK 피드백 정보를 포함하는, 기지국.
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