KR101835322B1

KR101835322B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101835322B1
Application number: KR1020110011875A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 장지웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2018-03-07
Also published as: KR20110113128A

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템의 기지국에서 상향링크 제어 정보 수신 방법에 있어서, 기지국은 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원을 할당하고, 상기 자원의 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 자원을 통해 적어도 하나의 단말로부터 상향링크 제어 정보를 수신하고, 상기 자원은 복수의 단말들, 복수의 정보들 또는 복수의 임의 접속 기회들 각각이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들, 상기 복수의 정보들 또는 상기 복수의 임의 접속 기회들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치 {METHOD ANDA APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING UPLINK CONRTOL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

먼저, 무선 통신 시스템의 프레임 구조에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 프레임은 10개의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2 개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 전송 시간 간격(transmission time interval, 이하 "TTI"라 함)이라한다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms이고 하나의 슬롯은 0.5 ms일 수 있다.

하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthoghnal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. OFDM 심볼은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 또는 SC-FDMA(Single-carrier FDMA) 심볼 또는 심볼 기간으로 불리울 수 있다.

하나의 슬롯은 순환 전치(cyclic prefix, 이하 "CP"라함)의 길이에 따라 7개 또는 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. LTE 시스템에는 일반 CP(normal CP)와 확장된 CP(extened CP)가 있다. 일반 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 확장된 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 확장된 CP는 딜레이 스프레드(delay spread)가 큰 경우에 사용된다.

LTE 시스템의 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 을 간략히 설명한다. 여기서는 편의상 일반 순환 전치(normal cyclic prefix)를 가지며, 슬롯은 7 개의 SC-FDMA 심볼 또는 클러스터드 DFTs(Clustered DFTs) OFDM 심볼 또는 Nx SC-FDMA 심볼로 구성되고, 서브프레임은 2 개의 슬롯을 포함하는 일반적인 PUCCH 모드에 대해 설명한다.

단말은 PUCCH을 통해 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information)를 전송할 수 있다. 상향링크 제어 정보는 스케쥴링 요청(Scheduling Request, SR), 확인 응답 (Acknowledgement/Non-Acknowledgement, ACK/NACK) 신호, 채널 품질 지시자 (Channel Quality Indicator, CQI), 프리코딩 매트릭스 지시자 (Precoding Matrix Indicator, PMI), 랭크 지시자 (Rank Indicator, RI) 등의 다양한 종류의 정보를 포함할 수 있다. PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다.

PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b는 동일한 물리 채널 구조를 사용하고, 변조 방식이 각각 N/A(present or absent) 또는 OOK(On-Off Keying), BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 서로 다르고, 전송 정보량도 각각 존재 여부(present or absent), 1 비트, 2 비트로 서로 다르다.

각 포맷에 따라 변조된 복소수 심벌 d(0)에 12 길이의 순환 이동된 시퀀스 r_u,v ^(α)(n)(n=0,1,…,11)을 곱하여 y(n)이 생성된다. 복소수 심벌의 블록 y(n)은 S(n_s)에 의해 스크램블링되고, 직교 시퀀스

(m=0, 1, 2, 3)을 가지고 블록 와이즈(block-wise) 스프레드되어 수학식 1과 같은 신호가 생성된다.

자원 인덱스 n_PUCCH ⁽¹⁾는 PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b의 전송을 위한 자원을 나타내며, 직교 시퀀스 인덱스 n_OC(n_s)와 순환 이동 α(n_s, l)로 구성된다. 하나의 서브프레임의 2 개의 슬롯에서 2 개의 자원 블록 내의 자원 인덱스는 n'(n_s)로 주어진다.

상기 생성된 시퀀스는 7 개의 심볼과 12 개의 부반송파로 이루어진 하나의 자원 단위 내에서 슬롯 간 홉핑(hopping)을 가지고, 슬롯 내에서 시간 영역에서 양쪽 끝의 2 개의 SC-FDMA 심볼 또는 크러스터드 DFTs 심볼 또는 Nx SC-FDMA 심볼들(총 4 개 심볼)에 매핑되며, 슬롯 내 가운데 3 개의 심볼은 기준 신호로 이용된다.

여기서, PUCCH 자원 인덱스 n_PUCCH ⁽¹⁾는 각 단말이 상기 채널에서 사용하는 스크램블링 코드 및 스프레드 코드에 대한 정보로써, 각 단말의 구분을 위해서 사용된다. 즉, 각 단말은 할당된 PUCCH 물리 시간 및 주파수 자원에서 PUCCH 포맷 또는 목적(예, ACK/NACK, SR 등)에 따라 적절한 변조를 수행한 후, 할당된 자원 인덱스를 이용하여 신호를 생성하여 전송한다. 이와 같은 PUCCH 자원 인덱스 n_PUCCH ⁽¹⁾, N_PUCCH ⁽¹⁾, n_PUCCH,ANRep ⁽¹⁾ 또는 n_PUCCH,SRI ⁽¹⁾ 등은 대응되는 PDCCH의 가장 작은 제어 채널 요소(Control Channel Elements, CCE) 인덱스로부터 유도되거나 상위 계층에서 주어진다.

PUCCH 포맷들은 다음과 같은 용도로 사용될 수 있다.

PUCCH 포맷 1은 긍정적 SR(positive SR)을 위해 사용된다. positive SR이란 스케줄링 요청을 하는 경우를 의미한다. PUCCH 포맷 1a는 1 비트 HARQ-ACK을 위해 사용되고, FDD의 경우에는 positive SR을 수반한 1 비트 HARQ-ACK을 위해 사용된다. PUCCH 포맷 1b는 2 비트 HARQ-ACK을 위해 사용되고, positive SR을 수반한 2 비트 HARQ-ACK을 위해 사용된다. PUCCH 포맷 1b는 채널 선택을 수반한 HARQ-ACK을 위해 사용된다.

PUCCH 포맷 2는 HARQ-ACK와 다중화되지 않은 경우에 CQI/PMI 또는 RI 리포트를 위해 사용된다. 그리고, PUCCH 포맷 2는 확장된 순환 전치가 사용되는 경우에는 HARQ-ACK와 다중화된 CQI/PMI 또는 RI 리포트를 위해 사용된다.

PUCCH 포맷 2a는 일반 순환 전치가 사용되는 경우에 1 비트 HARQ-ACK와 다중화된 CQI/PMI 또는 RI 리포트를 위해 사용된다. PUCCH 포맷 2b는 일반 순환 전치가 사용되는 경우에 2 비트 HARQ-ACK와 다중화된 CQI/PMI 또는 RI 리포트를 위해 사용된다.

특정 단말에게 ACK/NACK을 위해 할당된 PUCCH의 물리적 시간 또는 서브프레임과 SR을 위해 할당된 PUCCH의 물리적 시간 또는 서브프레임이 동일하며 각각의 PUCCH 자원(코드 및/또는 주파수) 인덱스만 다른 경우가 존재할 수 있다. 이런 경우에는, 부정적 SR(negative SR)을 위해서는 할당된 ACK/NACK 자원을 통해 ACK/NACK을 전송한다. 부정적 SR이란 스케줄링 요청이 없는 경우를 의미한다. 그러나, positive SR을 위해서는 할당된 SR PUCCH 자원에 ACK/NACK을 전송한다. 즉, ACK/NACK에 대한 변조를 수행하여 그 값은 할당된 SR PUCCH 자원을 이용하여 전송하다.

PUCCH 포맷 1, 1a, 1b는 하나의 단말의 상향링크 제어 정보 전송을 위해서 설계되어 있다. 따라서, 자원의 효율성이 떨어지고, 레이턴시가 증가하는 문제점이 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따른 PUCCH 포맷은 하나의 단말의 상향링크 제어 정보 전송을 위해 설계되어 있어서, 자원의 효율성이 떨어지고, 레이턴시가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 자원의 효율성을 높이고, 레이턴시를 감소시킬 수 있는 상향링크 제어 정보 송수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템의 기지국에서 상향링크 제어 정보 수신 방법에 있어서, 기지국은 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원을 할당하고, 상기 자원의 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 자원을 통해 적어도 하나의 단말로부터 상향링크 제어 정보를 수신하고, 상기 자원은 복수의 단말들, 복수의 정보들 또는 복수의 임의 접속 기회들 각각이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들, 상기 복수의 정보들 또는 상기 복수의 임의 접속 기회들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

또한, 상기 자원 할당 정보는 상기 자원의 인덱스 및 상기 콘스텔레이션에 관한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 콘스텔레이션에 관한 정보는 상기 콘스텔레이션의 지칭일 수 있다.

또한, 상기 콘스텔레이션에 관한 정보는 상기 콘스텔레이션의 위상 회전 값일 수 있다.

또한, 상기 자원을 통해 두 개의 단말의 SR 및 ACK/NACK이 다중화되어 전송될 수 있다.

또한, 상기 ACK/NACK이 2 비트 이상인 경우 상기 ACK/NACK은 번들링되어 전송될 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템의 단말에서 상향링크 제어 정보 전송 방법에 있어서, 단말은 기지국으로부터 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원의 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 기지국으로 상기 자원을 통해 상향링크 제어 정보를 전송하고, 상기 자원은 복수의 단말들, 복수의 정보들 또는 복수의 임의 접속 기회들 각각이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들, 상기 복수의 정보들 또는 상기 복수의 임의 접속 기회들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템의 기지국은 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원을 할당하는 프로세서, 상기 자원의 자원 할당 정보를 전송하는 전송 모듈 및 상기 자원을 통해 적어도 하나의 단말로부터 상향링크 제어 정보를 수신하는 수신 모듈을 포함하고, 상기 자원은 복수의 단말들, 복수의 정보들 또는 복수의 임의 접속 기회들 각각이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들, 상기 복수의 정보들 또는 상기 복수의 임의 접속 기회들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템의 단말은 기지국으로부터 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원의 자원 할당 정보를 수신하는 수신 모듈 및 상기 기지국으로 상기 자원을 통해 상향링크 제어 정보를 전송하는 전송모듈을 포함하고, 상기 자원은 복수의 단말들, 복수의 정보들 또는 복수의 임의 접속 기회들 각각이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들, 상기 복수의 정보들 또는 상기 복수의 임의 접속 기회들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 콘스텔레이션을 이용하여 하나의 PUCCH 포맷이 복수의 단말들 또는 복수의 정보들에 의해 사용될 수 있도록 자원을 다중화함으로써, 자원의 효율성을 높이고, 레이턴시를 감소시킬 수 있다.

본 발명에서 얻을 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.

도 1은 LTE 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 두 개의 단말이 다중화된 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 4 개의 단말이 다중화된 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 1 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법과 2 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.

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 LTE 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 IEEE 802.16 등의 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(NB), eNode B(eNB), Base Station(BS), Advanced Base Station(ABS) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

먼저, 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임의 구조에 대해 도 2 및 3을 참조하여 설명한다.

도 2는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 일반 CP(normal cyclic prefix)를 사용하는 경우에는 각 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 가장 앞에 위치하는 최대 3개의 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 물리 하향링크 공용 채널 (Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)이 할당되는 데이터 영역이 된다.

물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDCCH)은 하향링크 공용 채널(Downlink-Shared Channel, DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크 공용 채널(Uplink Shared Channel, UL-SCH)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당 및 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 제어 채널 요소(Control Channel Elements, CCE)의 집합으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; Radio Network Temporary Identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 3은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터를 전송하기 위한 물리 상향링크 공용 채널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)이 할당된다. 3GPP LTE Rel-8/9에서는 단일 반송파(single carrier) 특성을 유지하기 위하여, 단말은 PUCCH와 PUSCH 또는 복수의 PUCCH를 동시에 전송하지 않는다.

PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI), 프리코딩 매트릭스 지시자(Precoding Matrix Indicator, PMI), HARQ, 랭크 지시자(Rank Indicator, RI) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.

다음으로, PUCCH에 대해서 설명한다.

하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.

PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다. PUCCH 포맷 1은 스케쥴링 요청(SR; Scheduling Request)을 나른다. 이때 OOK(On-Off Keying) 방식이 적용될 수 있다. PUCCH 포맷 1a는 하나의 부호어(codeword)에 대하여 BPSK(Bit Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement)을 나른다. PUCCH 포맷 1b는 2개의 부호어에 대하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조된 ACK/NACK을 나른다. PUCCH 포맷 2는 QPSK 방식으로 변조된 CQI(Channel Quality Indicator)를 나른다. PUCCH 포맷 2a와 2b는 CQI와 ACK/NACK을 나른다.

표 1은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수를 나타낸다.

PUCCH format	Modulation scheme	Number of bits per subframe, Mbit
1	N/A	N/A
1a	BPSK	1
1b	QPSK	2
2	QPSK	20
2a	QPSK+BPSK	21
2b	QPSK+QPSK	22

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 송수신 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 하나의 PUCCH 포맷 및 자원을 복수의 단말들 또는 추가적인 정보를 위해 사용하는 방법을 제안하고, 복수의 단말들 또는 복수의 정보들을 구별하기 위한 방법과 ACK/NACK과 SR의 다중화(multiplexing) 기법을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따르면, PUCCH 포맷들은 복수의 단말들에 의해서 사용되도록 변경될 수 있다. 또는, PUCCH 포맷들은 종래처럼 하나의 단말을 위해서 사용되나, 추가적인 정보를 전송할 수 있도록 변경될 수 있다. 이와 같은 변경 방법의 예로써, 변조에 연관된 콘스텔레이션(constellation)을 구분하여 사용할 수 있다.

도 4는 두 개의 단말이 다중화된 경우를 나타낸 도면이다.

도 4는 콘스텔레이션의 구분을 이용하여 하나의 PUCCH 포맷을 2 명의 단말이 사용하도록 하는 경우를 나타낸다. 즉, 제1 단말은 BPSK 변조(예, +1, -1)를 사용하고, 제2 단말은 90도 위상 회전(phase rotation)된 콘스텔레이션(예, +j, -j)을 사용할 수 있다. 기지국에서 수신된 신호는 QPSK 형태의 콘스텔레이션이 되어 두 개의 단말로부터 수신된 신호들은 서로간 직교성(orthogonality)을 유지하면서 검출 및 복조될 수 있다.

도 4의 방법은 PUCCH 포맷 1a를 위상 회전을 이용하여 두 단말이 사용하도록 만든 것으로 볼 수도 있고, PUCCH 포맷 1b를 2 개의 단말이 나누어 사용하도록 만든 것으로 볼 수도 있다.

도 5는 4 개의 단말이 다중화된 경우를 나타낸 도면이다.

도 5는 콘스텔레이션의 구분을 이용하여 하나의 PUCCH 포맷을 4 명의 단말이 사용하도록 하는 경우를 나타낸다. 이때, 각 콘스텔레이션 위치에 해당되는 정보는 존재(present) 또는 부재(absence)로 해석될 수 있다. 즉, 4 개의 단말들 각각은 각각의 콘스텔레이션(예, +1, -1, +j, -j)을 가지고 해당 정보를 전송하거나 전송하지 않는다. 즉, 기지국은 검출된 값을 특정 임계치(threshold)와 비교하여, 검출된 값이 더 크면 단말이 정보를 전송한 것으로 판단하고, 검출된 값이 더 작으면 단말이 정보를 미전송한 것으로 판단할 수 있다. 기지국에서 수신된 신호는 QPSK 형태의 콘스텔레이션이 되어 4 개의 단말로부터 수신된 신호들은 서로간 직교성(orthogonality)을 유지하면서 검출 및 복조될 수 있다.

도 5의 방법은 PUCCH 포맷 1을 위상 회전 또는/및 진폭 변경(amplitue modification)을 이용하여 4 개의 단말이 사용하도록 만든 것으로 볼 수도 있고, PUCCH 포맷 1b를 4 단말이 나누어 사용하도록 만든 것으로 볼 수도 있다.

위에서 설명한 방법으로 더 높은 차수(order)의 변조에 해당되는 콘스텔레이션을 이용하여 보다 많은 수의 단말들이 하나의 PUCCH 포맷을 사용하도록 하는 것이 가능하다.

하나의 PUCCH 포맷은 특정 복수의 단말들에게 전용으로(dedicated) 할당되어 사용될 수도 있고, 특정 복수의 단말들에게 전용으로 할당되지 않고 복수의 기회(opportunity)로써 구성되어 특정 단말이 복수의 기회 중 하나를 선택하여 전송하는 임의 접속(random access) 형태로 이용될 수도 있다.

위에서는 하나의 PUCCH 포맷이 복수의 단말들에 의해 사용되는 경우를 설명하였으나, 위에서 설명한 방법으로 하나의 PUCHH 포맷이 하나의 단말의 복수의 정보에 의해 사용되도록 할 수도 있다. 또한, 하나의 PUCHH 포맷이 복수의 단말의 복수의 정보에 의해 사용될 수도 있다.

위에서 설명한 방법을 적용함에 있어서, PUCCH 포맷의 기본 변조 또는 콘스텔레이션의 변경이 필요하다. 따라서, 기존 자원 인덱스만으로는 동일한 자원을 사용하는 복수의 단말 또는 정보를 구별할 수 없다. 이러한 단말의 구분 혹은 정보의 구분을 위해서 추가적인 시그널링 정보가 필요하다. 이와 같은 시그널링 정보는 콘스텔레이션과 관련된 정보로써, 특정 콘스텔레이션의 지칭과 연관된 값이거나, 콘스텔레이션의 위상 회전과 연관된 값일 수 있다.

예를 들어, 2 개의 단말들 각각이 BPSK 형태의 콘스텔레이션을 이용하여 다중화되는 경우, 추가적인 시그널링 정보는 콘스텔레이션과 연관된 실수 영역(real region)(예, +1, -1)을 사용하는지 또는 허수 영역(imaginary region)(예, +j, -j)을 사용하는지를 구분하는 정보로 구성될 수 있다. 이와 달리, 상기 추가적인 시그널링 정보는 위상 회전과 연관된 값으로 0도(또는, 45도) 위상 회전(예, +1, -1 또는 +1+j, -1-j)을 시킬지 또는 90도(또는, 135도) 위상 회전(예, +j, -j 또는 -1+j, 1-j)을 시킬지를 구분하는 정보로 구성될 수 있다. 상기 추가적인 시그널링 정보는 1 비트로 구성될 수 있다. 본 예의 적용 예로써, 두 단말의 SR을 위에서 설명한 방법으로 다중화할 수 있다. 본 예의 다른 적용 예로써, 두 단말의 1 비트 ACK/NACK을 위에서 설명한 방법으로 다중화할 수 있다. 본 예의 또 다른 적용 예로써, 두 단말의 SR과 1 비트 ACK/NACK를 상기 방법과 같이 다중화할 수 있다.

다른 예를 들어, 4 개의 단말들 각각이 존재 또는 부재 형태의 정보에 대해 콘스텔레이션을 이용하여 다중화되는 경우, 추가적인 시그널링 정보는 콘스텔레이션과 연관된 사분면에 대한 정보(예, +1, -1, +j, -j)로 구성될 수 있다. 이와 달리, 상기 추가적인 시그널링 정보는 위상 회전과 연관된 값으로 위상 회전에 대한 정보(예, 0도, 90도 180도, 270도=+1, -1,+j,-j 또는 45도, 135도 175도, 120도=+1+j, -1+j, -1-j, 1-j)로 구성될 수 있다. 상기 추가적인 시그널링 정보는 2 비트로 구성될 수 있다. 본 예의 적용 예로써, 4 개의 단말의 SR을 위와 같은 방법으로 다중화할 수 있다.

위에서, 단말이 사용할 자원을 결정하는데 있어서 종래 기술에서 PUCCH 인덱싱(indexing)하는 방안에 추가하여 PUCCH 내에서 어떤 자원을 실제로 사용하는지에 대한 시그널링의 필요성에 대해서 기술하였다. 또는, 기지국은 단말에게 암시적(implicit)으로 사용되는 자원에 대한 시그널링을 할 수도 있다. 예를 들어, 단말의 RNTI와 같이 UE-특정 정보가 존재하는 경우 해당 정보의 임의 연산을 통해서 얻는 정보를 통해 자원을 결정할 수 있다. 임의 연산의 예로는 모듈러(modulo) 2 연산 또는 모듈러 4 연산이 있을 수 있다. 이런 경우에는 기지국이 따로 시그널링 정보를 전송할 필요는 없으나 기지이 자원을 스케줄링할 때 제약이 발생할 수 있다.

본 발명을 적용함에 있어, 상기 추가적인 시그널링 정보가 전송되는 채널은 본 발명에 제약이 되지 않는다. 예를 들어, 종래 기술에 정의되어 있는 PUCCH 구성(PUCCH-Config) 정보요소(information element, IE), PUCCH 구성 전용(PUCCH-ConfigDedicated) IE, 스케줄링 요청 구성(SchedulingRequestConfig) IE를 통해 전송되는 파라미터들과 더불어, 본 방법을 적용하는 곳에 1 비트 또는 2 비트의 추가적인 시그널링 정보를 추가할 수도 있다. 추가적인 시그널링 정보를 전송하기 위한 메시지 또는 IE 등을 따로 정의하는 경우는 정의된 메시지 또는 IE에 자원 인덱스와 더불어 상기 추가적인 시그널링 정보가 포함되어야 한다.

다음으로, 본 발명을 적용하여 ACK/NACK과 SR을 다중화하는 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.

특정 단말에게 ACK/NACK을 위해 할당된 물리적 시간 및 주파수 PUCCH와 SR을 위해 할당된 물리적 시간 및 주파수 PUCCH는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 어떠한 경우에라도 단말에게 할당된 SR 자원이 가용(available)해지는 시점에 부정적 SR(스케줄링 요청이 없는 경우)을 위해서는 할당된 ACK/NACK 자원에 ACK/NACK을 전송한다. 그러나, 긍정적 SR(스케줄링 요청이 있는 경우)을 위해서는 할당된 SR PUCCH 자원에 ACK/NACK을 전송한다. 즉, ACK/NACK에 대한 변조를 수행하여 그 값은 할당된 SR PUCCH 자원을 이용하여 전송하다. 즉, SR 자원은 ACK/NACK에 대한 전송까지 가능해야 한다. 또한, ACK/NACK은 필요에 따라 1 비트일 수도 있고, 2 비트일 수도 있다.

예를 들어, 2 개의 단말이 각각 BPSK 형태의 콘스텔레이션을 이용하여 다중화되어 SR(존재 또는 부재)과 1 비트 ACK/NACK을 구분하는 경우, 1 비트 ACK/NACK만의 전송이 가능하며, 2 비트 ACK/NACK은 전송될 수 없다. 따라서, 2 비트 ACK/NACK 의 전송을 수행하는 방법이 필요하다.

본 발명의 실시예에서는 2 비트 ACK/NACK의 전송을 위해서, 2 비트 ACK/NACK을 번들링(bundling)하여 전송하는 것을 제안한다. 즉, 2 비트 HARQ에 대한 응답이 모두 ACK일 경우만 ACK을 전송하고 나머지 경우에서는 NACK을 전송한다. 따라서, 1 비트 HARQ 응답과 2 비트 HARQ 응답은 동일한 전송 형태를 이용할 수 있다.

도 6은 1 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법과 2 비트 ACK/NACK을 전송하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 6의 예에서는 편의상 ACK/NACK만을 나타내었으나, 이는 편의상의 이유이며, SR과 같은 추가적인 정보를 포함할 수 있다. 즉, 긍정적 SR의 경우, 도 6의 예를 적용할 수 있다.

2 비트 ACK/NACK를 전송하는 다른 방법으로, 2 비트 ACK/NACK 중 1 비트 ACK/NACK은 SR과 함께 보내고, 다른 1 비트 ACK/NACK는 ACK/NACK을 위해 할당된 자원을 이용하여 전송한다. 특정 단말에게 ACK/NACK을 위한 자원과 SR을 위한 자원이 같이 할당된 경우, 기지국은 먼저 SR을 위한 자원을 검출하여 SR 여부 및 1 비트 ACK/NACK을 복조하고, SR이 검출되었을 경우만 ACK/NACK을 위한 자원을 검출하여 나머지 1 비트 ACK/NACK을 복조할 수 있다.

2 비트 ACK/NACK를 전송하는 또 다른 방법으로, 본 발명을 적용한 SR 자원에서는 ACK/NACK의 다중화를 금지할 수 있다. 즉, ACK/NACK 자원과 SR 자원이 동시에 할당된 경우, 각 단말은 두 자원에 대한 신호를 각각 생성하여 더하여 전송한다. 기지국은 특정 단말을 위해서 ACK/NACK과 SR이 같이 할당된 경우, 기지국은 할당한 SR 자원을 검출하여 SR 여부를 복조하여 SR에 대한 결정을 수행하고, ACK/NACK 자원을 검출하여 1 비트 또는 2 비트 ACK/NACK을 복조할 수 있다.

또는, ACK/NACK 채널이나 SR 채널의 심볼 공간(symbol space)을 늘리는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, SR 채널에 대한 심볼 공간을 늘리기 위해서는 메리 진폭 변조(M-ary Amplitude modulation)를 사용하거나 슬롯 경계(slot boundary)를 분할하여 두 개의 채널로 확장하는 방안을 사용할 수 있다. 즉, X 비트의 ACK/NACK을 전송해야 한다면, SR의 심볼 공간이 X 비트를 수용할 수 있도록 심볼 공간을 확장하거나 유지하도록 구성될 수 있다.

또는, 반대로 SR 정보를 ACK/NACK 채널로 옮겨 놓을 수 있다. 즉, SR 자원의 심볼 공간은 적으므로, SR 정보를 PUCCH 포맷 1a의 경우에는 QPSK로 확장하여, 실수 축에 BPSK 정보를 전송했다면, SR 정보를 알려주기 위해서 허수축에 BPSK 정보를 전송하는 식으로 위상 회전을 사용하는 것이다. PUCCH 포맷 1b로 ACK/NACK을 전송해야 하는 경우에는 두 가지 방법이 고려될 수 있다. 하나는 ACK/NACK을 번들링하여 모두 ACK일 경우가 한 상태(state)에 할당되고 나머지 경우는 모두 또 하나의 상태에 할당하는 것이다. 이렇게 함으로써 ACK/NACK 정보가 차지하는 비트를 1 비트로 줄인 후에 앞서 기술한 바와 같이 QPSK 공간에서 SR 정보를 전달하기 위해서 위상 이동(phase shift)을 적용하는 것이 가능하다. 또는, ACK/NACK 정보를 번들링하기 곤란한 경우에는 QPSK에서 8PSK로 확장하고 해당 1 비트 공간에 SR 정보를 포함하는 방안도 가능하다. 또는, 앞서 기술한 바와 같이 슬롯 단위로 정보를 전송하는 것으로 가정할 때, 슬롯 간의 차등 변조(differential modulation)를 통하여 SR 정보를 전송하는 것도 가능하다. 예를 들어, SR이 존재하지 않을 경우에는 본래 PUCCH 포맷 1b와 같이 보내고, SR이 존재하는 경우에는 첫번째 슬롯에 대해서 두 번째 슬롯은 위상 이동을 적용하여 신호를 전송하는 방법이다. 이때, SR이 맵핑되는 구성은 반대로 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.

이동단말(AMS) 및 기지국(ABS)은 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(500, 510), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신 모듈(Tx module, 540, 550), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 560, 570), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(580, 590) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(520, 53)를 각각 포함한다. 이때, 기지국은 팸토 기지국 또는 매크로 기지국일 수 있다.

안테나(500, 510)는 전송모듈(540, 550)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(560, 570)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.

프로세서(520, 530)는 통상적으로 이동단말 또는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서는 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(520, 530)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.

기지국의 프로세서(520)는 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원을 할당한다. 이때, 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원은 콘스텔레이션을 이용하여 하나의 PUCCH 포맷이 복수의 단말들 또는 복수의 정보들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있다.

전송모듈(540, 550)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500, 510)에 전달할 수 있다.

기지국의 전송 모듈(540)은 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원의 자원 할당 정보를 전송하고, 단말의 전송 모듈(550)은 기지국으로 상기 자원을 통해 상향링크 제어 정보를 전송한다.

수신모듈(560, 570)은 외부에서 안테나(500, 510)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(520, 530)로 전달할 수 있다.

기지국의 수신 모듈(560)은 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원을 통해 적어도 하나의 단말로부터 상향링크 제어 정보를 수신하고, 단말의 수신 모듈(570)은 기지국으로부터 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 자원의 자원 할당 정보를 수신한다.

메모리(580, 590)는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동국의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 스테이션 식별자(STID), 플로우 식별자(FID), 동작 시간(Action Time), 영역할당정보 및 프레임 오프셋 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.

또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 제어 정보를 수신함에 있어서,
복수의 단말들에게 상향링크 제어 정보 전송을 위한 동일 자원을 할당;
상기 복수의 단말들에게 상기 동일 자원에서 사용될 서로 다른 콘스텔리이션을 할당;
상기 복수의 단말들 각각에게 상기 동일 자원을 나타내는 자원 인덱스와, 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션에 관한 콘스텔레이션 정보를 전송; 및
상기 자원 인덱스와 상기 콘스텔레이션 정보를 기반으로, 상기 동일 자원을 통해 상기 복수의 단말들로부터 상향링크 제어 정보를 수신하는 것을 포함하고,
상기 동일 자원은 상기 복수의 단말들이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있는, 상향링크 제어 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션의 지칭인, 상향링크 제어 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션의 위상 회전 값인, 상향링크 제어 정보 수신 방법.
무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 정보를 전송함에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 제어 정보 전송을 위한 자원을 나타내는 자원 인덱스와, 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션에 관한 콘스텔레이션 정보를 수신; 및
상기 자원 인덱스와 상기 콘스텔레이션 정보를 기반으로 상기 기지국으로 상기 자원을 통해 상기 단말의 상향링크 제어 정보를 전송하는 것을 포함하고,
상기 자원은 상기 단말을 포함한 복수의 단말들이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있는, 상향링크 제어 정보 전송 방법..
제4항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션의 지칭인, 상향링크 제어 정보 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션의 위상 회전 값인, 상향링크 제어 정보 전송 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 제어 정보를 수신함에 있어서,
복수의 단말들에게 상향링크 제어 정보의 전송을 위한 동일 자원과, 상기 복수의 단말들에게 상기 동일 자원에서 사용될 서로 다른 콘스텔레이션을 할당하는 프로세서;
상기 복수의 단말들 각각에게 상기 동일 자원을 나타내는 자원 인덱스와, 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션에 관한 콘스텔레이션 정보를 전송하는 전송 모듈; 및
상기 자원 인덱스와 상기 콘스텔레이션 정보를 기반으로, 상기 동일 자원을 통해 상기 복수의 단말들로부터 상향링크 제어 정보를 수신하는 수신 모듈을 포함하고,
상기 동일 자원은 상기 복수의 단말들이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있는, 기지국.
제7항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션의 지칭인, 기지국.
제7항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 해당 단말이 사용할 콘스텔레이션의 위상 회전 값인, 기지국.
무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 정보를 전송함에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 제어 정보 전송을 위한 자원을 나타내는 자원 인덱스와, 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션에 관한 콘스텔레이션 정보를 수신하는 수신 모듈; 및
상기 자원 인덱스와 상기 콘스텔레이션 정보를 기반으로 상기 기지국으로 상기 자원을 통해 상기 단말의 상향링크 제어 정보를 전송하는 전송모듈을 포함하고,
상기 자원은 상기 단말을 포함한 복수의 단말들이 서로 다른 콘스텔레이션을 사용함으로써 하나의 PUCCH 포맷이 상기 복수의 단말들에 의해 사용될 수 있도록 다중화되어 있는, 단말.
제10항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션의 지칭인, 단말.
제10항에 있어서,
상기 콘스텔레이션 정보는 상기 단말이 사용할 콘스텔레이션의 위상 회전 값인, 단말.
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