KR20090086445A - 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호들을 전송하는 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호들을 전송하는 방법 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호를 전송하는 방법은 상향링크 제어채널 상으로 하향링크 데이터의 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 준비하는 단계, 하나의 서브프레임에서 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계 및 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 위해 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송을 위해 상기 ACK/NACK 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호들을 전송하는 방법{METHOD OF TRANSMITTING UPLINK CONTROL SIGNALS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 더욱 상세하게는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호들을 전송하는 방법에 관한 것이다.
광대역(wideband) 무선 통신 시스템에서 한정된 무선자원의 효율성을 극대화하기 위해서 시간, 공간 및 주파수 영역에서 보다 효과적인 데이터 전송 기법들이 제안되어 오고 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.
OFDM/OFDMA 기반 시스템은 공간 영역에서의 효율성 극대화를 위해 다중안테나 기술이 적용되고 있으며, 공간 영역에서의 복수의 시간 및 주파수 영역 생성을 통해 고속 멀티미디어 데이터 전송에 적합한 기술로 활용되고 있다. 시간 영역의 효율적 자원활용을 위한 채널 부호화, 복수의 사용자 간의 채널 선택적 특성을 활용한 스케줄링, 패킷 데이터 전송에 적합한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 기법 등도 적용되고 있다.
고속의 패킷 전송을 위한 다양한 송신 또는 수신 기법들을 구현하기 위해서는 시간, 공간 및 주파수 영역에 대한 제어신호 전송이 필수불가결한 요소이다. 제어신호를 전송하는 채널을 제어 채널이라 한다. 상향링크 제어신호로는 하향링크 데이터 전송에 대한 응답인 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호, 하향링크 채널품질을 가리키는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등 여러 가지 종류가 있을 수 있다.
상향링크 제어신호의 하나로 스케줄링 요청(scheduling request)이 있다. 스케줄링 요청은 단말이 상향링크 무선자원 할당을 기지국에 요청하는 것으로, 데이터 교환을 위한 사전 정보 교환의 일종이다. 단말이 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하기 위해서는 먼저 스케줄링 요청을 통해 무선 자원 할당을 요청한다. 기지국 이 스케줄링 요청에 대한 응답으로 상항링크 무선 자원을 할당하면, 단말은 할당된 무선 자원을 통해 상향링크 데이터를 전송한다.
스케줄링 요청을 제어채널 상에서 전송하기 위해서는 다른 제어신호를 위한 제어 채널과의 호환성이 고려되어야 한다. 셀 내에서 스케줄링 요청을 전송할 수 있는 단말 용량(capacity)도 고려되어야 한다. 또한, 스케줄링 요청 뿐만 아니라 다른 제어신호가 동시에 전송되는 경우도 고려되어야 한다. 예를 들어, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 하나의 단말이 동시에 전송하는 경우이다.
스케줄링 요청과 다른 제어신호를 동시에 전송하기 위한 효율적인 제어 채널의 구조가 필요하다.
기술적 과제
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중화된 다수의 상향링크 제어신호를 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상향링크 무선자원 할당을 요청하는 스케줄링 요청과 다른 제어신호를 하나의 상향링크 제어채널 상으로 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.
기술적 해결방법
일 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 스케줄링 요청을 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 존재로 이루어지고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 부존재로 이루어지며, 서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 하향링크 데이터의 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 준비하는 단계, 및 상기 ACK/NACK 신호와 상기 스케줄링 요청 모두를 동일한 서브프레임에서 전송할 때, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 위해 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송을 위해 상기 ACK/NACK 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 상향링크 제어채널은 상기 슬롯내의 복수의 SC-FDMA 심벌을 SC-FDMA 심벌의 제1 집합과 SC-FDMA 심벌의 제2 집합으로 나누고, 상기 스케줄링 요청 또는 상기 ACK/NACK 신호에 대응하는 제어신호를 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로부터 생성되는 각 제1 주파수 영역 시퀀스로 확산시키고, 상기 제1 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 확산된 제어신호를 맵핑시키고, 상기 제2 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로부터 생성되는 제2 주파수 영역 신호 각각을 맵핑시키고, 상기 제1 집합 내의 상기 맵핑된 제어신호를 상기 제1 집합내의 SC-FDMA 심벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제1 직교 시퀀스로 확산시키고, 상기 제2 집합 내의 상기 맵핑된 제2 주파수 영역 신호를 상기 제2 집합내의 SC-FDMA 심벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제2 직교 시퀀스로 확산시켜, 설정될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고, 및 상기 ACK/NACK 신호와 상기 스케줄링 요청 모두를 동일한 서브프레임에서 전송할 때, 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 동일한 서브프레임에서 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 동시에 전송하는 상향링크 제어신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상향링크 제어채널 상으로 하향링크 데이터의 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 준비하는 단계, 하나의 서브프레임에서 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 존재로 이루어지고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 부존재로 이루어지며, 및 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 위해 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송을 위해 상기 ACK/NACK 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
유리한 효과
ACK/NACK 채널과 같은 다른 제어 채널과의 간섭없이 동일한 서브프레임에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송할 수 있다. 스케줄링 요청을 다른 제어 신호와 동시에 전송하더라도 다른 제어 신호의 검출 성능에 열화가 없다. 제어 채널의 용량 감소를 최소화하면서 스케줄링 요청을 전송할 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 서브프레임의 일 예를 나타낸다.
도 5는 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요 청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 9는 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 13은 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 15는 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 16은 슬롯 기반 도약의 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 17은 스케줄링 요청을 전송하기 위한 슬롯 구조를 나타낸 예시도이다.
발명의 실시를 위한 형태
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지 국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전송기(100)는 전송 프로세서(transmit processor, 110), DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 DFT부(120)와 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하는 IFFT부(130)를 포함한다. DFT부(120)는 전송 프로세서(110)에 의해 처리된 데이터에 DFT를 수행하여 주파수 영역 심벌을 출력한다. DFT부(120)에 입력되는 데이터는 제어신호 및/또는 사용자 데이터일 수 있다. IFFT부(130)는 입력되는 주파수 영역 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 전송신호(transmit signal)를 출력한다. 전송신호는 시간 영역 신호가 되고, 전송 안테나(190)를 통해 전송된다. IFFT부(130)를 통해 출력되는 시간 영역 심벌을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌 또는 DFT 확산 후 IFFT를 적용하는 점에서 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심벌이라고도 한다. IFFT부(130)의 전단에서 DFT를 수행하여 심벌을 확산시키는 방식을 SC-FDMA라 한다. 이는 OFDM에 비해 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 낮추는 데 유리하다.
여기서는 SC-FDMA 방식의 전송에 대하여 기술하고 있으나, 본 발명이 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. 예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법에 적용될 수 있다.
무선통신 시스템에서 상향링크와 하향링크의 다중 접속 기법을 달리 할 수 있다. 예를 들어, 상향링크는 SC-FDMA를 사용하고, 하향링크는 OFDMA를 사용할 수 있다.
도 3은 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 적어도 하나의 부반송파를 포함할 수 있다. 슬롯은 시간 영역에서 무선 자원을 할당하기 위한 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 슬롯은 7 또는 6 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 서브프레임의 일 예를 나타낸다. 이는 SC-FDMA가 사용되는 상향링크 서브프레임일 수 있다.
도 4를 참조하면, SC-FDMA 구조의 서브 프레임은 제어 영역(control region)과 데이터 영역(data region)의 2부분으로 나눌 수 있다. 제어 영역과 데이터 영역이 서로 다른 주파수 밴드를 사용하므로, FDM(Frequency Division Multiplexing) 되어 있다.
제어 영역은 제어신호만을 전송하는 영역으로, 일반적으로 제어 채널에 할당된다. 데이터 영역은 데이터를 전송하는 영역으로, 일반적으로 데이터 채널에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 상향링크 제어채널을 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이라 하고, 데이터 영역에 할당되는 상향링크 데이터 채널을 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이라 한다. 제어 채널은 제어신호를 전송하는 채널이고, 데이터 채널은 사용자 데이터를 전송하는 채널이다. 제어신호는 사용자 데이터가 아닌 신호로 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator), 스케줄링 요청 등 여러 가지 종류가 있을 수 있다.
제어 영역에는 제어신호만이 실리나, 데이터 영역에는 사용자 데이터와 제어신호가 함께 실릴 수 있다. 즉 단말이 제어신호만을 전송하는 경우 제어 영역을 할당받아 전송하고, 단말이 데이터와 제어신호를 함께 전송하는 경우 데이터 영역을 할당받아 전송할 수 있다. 예외적인 경우로 제어신호만을 전송하더라도 제어신호의 양이 많거나 제어 영역을 통해 전송하기에 적합하지 않는 제어신호인 경우에는 데이터 영역에 무선자원을 할당받아 전송할 수 있다.
싱글 반송파 특성을 유지하기 위해, 단말은 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송할수 없다. 이는 싱글 반송파 특성을 위해 하나의 단말은 동일한 서브프레임에서 2개의 다른 PUCCH도 동시에 전송할 수 없음을 의미한다.
서브프레임내의 2개의 슬롯은 주파수 도약(frequency hopping)된다. 즉, 2개의 슬롯 중 제1 슬롯은 제1 주파수 밴드에 할당되고, 제2 슬롯은 제2 주파수 밴드에 할당된다. 2개의 슬롯에 서로 다른 부반송파를 사용함으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
설명을 명확히 하기 위해, 이하에서 하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌로 구성되고, 2 슬롯을 포함하는 하나의 서브프레임은 총 14 OFDM 심벌을 포함한다고 한다. 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수 또는 하나의 슬롯에 포함하는 OFDM 심벌의 수는 예시에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다. ACK/NACK 채널은 하향링크 데이터의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Rquest)를 수행하기 위한 ACK(Acknowledgment)/NACK(Negative-Acknowledgment) 신호가 전송되는 제어 채널이다. ACK/NACK 신호는 하향링크 데이터에 대한 송신 및/또는 수신 확인 신호이다.
도 5를 참조하면, 하나의 슬롯에 포함되는 7 OFDM 심벌 중 중간 부분의 3개의 연속되는 OFDM 심벌에는 기준신호(reference signal, RS)가 실리고, 나머지 4 OFDM 심벌에는 ACK/NACK 신호가 실린다. 기준신호는 슬롯 중간의 3개의 인접하는 (contiguous) OFDM 심벌에 실린다. 이때 기준신호에 사용되는 심벌의 개수 및 위치는 제어채널에 따라 달라질 수 있으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심벌의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다.
할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 가능한 단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다. ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시퀀스를 기본 시퀀스로 사용한다. 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스 중 하나인 Zadoff-Chu (ZC) 시퀀스를 사용할 수 있다.
인덱스 M인 ZC 시퀀스의 k번째 요소(element) c(k)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 1
Figure 112009038185468-PCT00001
여기서, N은 ZC 시퀀스의 길이로, 인덱스 M은 N이하의 자연수이고, M과 N은 서로(relatively) 소수(prime)이다.
서로 다른 순환 쉬프트(cyclic shift) 값을 갖는 기본 시퀀스를 적용하여 각 제어채널을 구분할 수 있다. 채널의 지연 확산(delay spread)에 따라 사용가능한 순환 쉬프트의 수는 달라질 수 있다.
주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 IFFT를 수행한 후 다시 시간 영역 시퀀스를 이용하여 시간 영역에서 확산된다. 예를 들어, ACK/NACK 신호는 4 OFDM 심벌에 대해 길이 4의 직교 시퀀스(w0, w1, w2, w3)를 이용하여 확산시킨다. 또한, 기준신호도 길이 3의 직교 시퀀스를 통해 확산시킨다. 이를 직교 커버링이라 한다.
상기 ACK/NACK 채널을 구성하기 위해, 하나의 슬롯 내의 복수의 SC-FDMA 심벌은 SC-FDMA 심벌의 제1 집합(ACK/NACK 신호용 SC-FDMA 심벌 집합)과 SC-FDMA 심벌의 제2 집합(기준신호용 SC-FDMA 심벌 집합)으로 나뉜다. ACK/NACK 신호를 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로부터 생성되는 각 제1 주파수 영역 시퀀스로 확산시킨후, 상기 제1 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 확산된 제어신호를 맵핑시킨다. 또한, 상기 제2 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로 부터 생성되는 제2 주파수 영역 신호 각각을 맵핑시킨다. 상기 제1 집합 내의 상기 맵핑된 ACK/NACK 신호를 상기 제1 집합내의 SC-FDMA 심벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제1 직교 시퀀스로 확산시킨다. 마지막으로, 상기 제2 집합 내의 상기 맵핑된 제2 주파수 영역 신호를 상기 제2 집합내의 SC-FDMA 심벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제2 직교 시퀀스로 확산시켜 ACK/NACK 채널을 구성한다.
이제 스케줄링 요청(scheduling request, SR)을 전송하기 위한 스케줄링 요청 채널을 생성하는 방법에 대해 기술한다.
스케줄링 요청은 단말이 상향링크 무선자원 할당을 기지국에 요청하는 신호로, 데이터 교환을 위한 사전 정보 교환의 일종이다. 단말이 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하기 위해서는 스케줄링 요청을 통해 무선 자원을 할당받아야 한다. 단말이 스케줄링 요청을 전송하면, 기지국은 상향링크 데이터 전송을 위한 무선 자원을 할당하여 단말에게 알려준다. 스케줄링 요청은 존재/부존재만을 기지국이 인식하면 되므로, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송은 상기 스케줄링 요청 채널의 전송의 존재로 이루어지고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송은 상기 스케줄링 요청 채널의 전송의 부존재로 이루어질 수 있다.
ACK/NACK 채널 등과 같은 제어 채널은 스케줄링 요청의 전송에 함께 고려될 필요가 있다. 만약 ACK/NACK 채널과 스케줄링 요청 채널을 별도로 구성한다고 하면, 단말은 싱글 반송파 특성을 유지하기 위해서는 2개의 채널을 전송할 수 없다. 따라서, 단말은 스케줄링 요청 및 ACK/NACK 신호를 동시에 전송할 수 없는 문제가 있다. 싱글 반송파 특성을 유지하기 위해서는 스케줄링 요청 채널 또는 ACK/NACK 채널 중 하나를 선택하여 전송해야 하기 때문이다. 그러나, 스케줄링 요청과 다른 제어신호의 선택을 위한 우선순위(priority)가 명확히 구분되기는 어렵다. 예를 들어, ACK/NACK 신호는 하향링크 성능에 직접적인 영향을 주게 되므로, 스케줄링 요청으로 인해 ACK/NACK 신호의 전송이 지연되는 것은 자원 효율성 저하를 야기할 수 있다.
또한, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위한 별도의 제어채널을 정의하더라도, 한정된 제어채널 자원을 낭비하는 결과가 될 수 있다. 스케줄링 요청 채널과 ACK/NACK 채널에 더불어 새로운 제어채널을 위한 자원을 예약해야 하기 때문이다.
따라서, 단말이 스케줄링 요청 및 ACK/NACK 신호를 동시에 효율적으로 전송할 수 있는 방법이 필요하다.
이하에서는, 시간-주파수 영역 확산으로 구성된 ACK/NACK 채널에서 스케줄링 요청 전송을 위한 효과적인 스케줄링 요청 채널의 구성이 개시된다. 스케줄링 요청과 다른 제어신호를 동시에 전송하기 위한 채널의 구성을 위한 요구 조건은 다음과 같다.
(1) ACK/NACK 채널(또는 다른 제어채널)과 호환 가능해야 한다.
(2) 스케줄링 요청 만을 전송하는 경우에도 동일한 채널 구조를 가져야 한다.
(3) ACK/NACK 신호만을 전송하는 경우 기존 ACK/NACK 채널에서의 용량을 유지한다.
(4) 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호가 동시에 전송되는 경우 채널 용량을 최대화한다.
(5) ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청의 동시 전송 여부에 관계없이 동일한 채널 구성이 이루어져야 한다.
(6) 할당된 시간-주파수 자원에서 ACK/NACK 채널 및 스케줄링 요청 채널 구성이 유연하여야 한다.
(7) 시퀀스 할당을 통한 전용(dedicated) 스케줄링 요청 채널 구성시 시퀀스 할당의 유연성을 높여야 한다.
(8) 협대역에서 지원가능한 최소 주파수 자원 할당에서 ACK/NACK 신호 및 스 케줄링 요청의 전송이 가능하여야 한다.
(9) 스케줄링 요청 검출 후 ACK/NACK 신호 검출시 성능 열화가 발생하지 않아야 한다.
(10) ACK/NACK 신호의 존재 여부에 관계없이 동일한 스케줄링 요청 검출 방식의 적용이 필요하다.
(11) ACK/NACK 신호 등과 같은 다른 제어신호의 전송과 스케줄링 요청의 전송이 공존 가능한 구조여야 하고, 이때 기존 제어신호의 전송을 제약하지 않아야 한다.
상기와 같은 요구사항을 고려한 스케줄링 요청 채널을 구성하기 위해 시퀀스할당을 통한 구성을 제안한다. 또한, 코히어런트(coherent) 검출(detection) 또는 논-코히어런트(non-coherent) 검출을 사용한 스케줄링 요청 채널을 제안한다. 또한, 주파수 도약을 이용한 스케줄링 요청 채널의 전송을 제안한다.
이하에서는 ACK/NACK 신호에 대해서 기술하지만, 기타 다른 제어신호에 대해서도 동일하게 스케줄링 요청 채널을 적용할 수 있다.
ACK/NACK 채널의 경우 주파수 영역에서 주파수 영역 시퀀스를 통한 확산과 시간 영역에서 ACK/NACK 신호를 위한 길이 4의 직교 시퀀스 또는 기준신호를 위한 길이 3의 직교 시퀀스를 이용한 확산을 이용한다. 하나의 자원블록(resource block)이 12개의 부반송파로 구성된다고 할 때, 1 자원블록에 대해 주파수 영역에서 길이 12의 ZC 시퀀스를 사용할 수 있다. 지원가능한 단말 용량은 코히어런트 검출을 위한 기준신호의 길이 3과 최대 순환 쉬프트의 수에 의해 결정되므로, 6개의 순환 쉬프트가 가능하다면 제어채널 용량은 6×3=18이 된다.
스케줄링 요청의 전송을 위해 ACK/NACK 채널에서의 2차원 확산 시퀀스를 예약하여(reserve) 스케줄링 요청 채널로 구성할 수 있다. 전용 스케줄링 요청 채널을 구성할 경우 ACK/NACK 신호의 검출 여부와 관계없이 논-코히어런트 검출로 스케줄링 요청의 검출이 가능하다. 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호가 동시에 전송하는 경우에 대해서는 미리 기지국에서 알고 있으므로, 모든 ACK/NACK 채널마다 스케줄링 요청의 검출을 시도할 필요가 없다. 기지국은 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호가 동시에 전송되는 경우만 스케줄링 요청을 검출하면 된다.
스케줄링 요청 채널를 구성하기 위한 시퀀스 할당 방식은 다음과 같다.
(1) ACK/NCAK 채널에 할당된 주파수 영역 시퀀스에 대해 하나 또는 그 이상의 직교 시퀀스를 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당할 수 있다. 예를 들어, 기본 시퀀스에서 하나의 순환 쉬프트를 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당할 수 있다.
(2) ACK/NCAK 채널에 할당된 시간 영역 시퀀스 중 하나 또는 그 이상을 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당할 수 있다.
(3) ACK/NCAK 채널에 할당되는 시간-주파수 2차원 확산 시퀀스 중 하나 또는 그 이상의 직교 시퀀스를 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당한다.
상기의 3가지 시퀀스 할당 방법은 시퀀스 도약(hopping) 방식을 적용한 제어채널 구조에 대해서는 하나 또는 그 이상의 심벌마다 정의된 확산 도약 패턴의 할당으로 확장하여 적용할 수 있다.
스케줄링 요청의 검출을 위해 기준신호의 사용 여부에 따라 코히어런트 검출 에 따른 스케줄링 요청 채널과 논-코히어런트 검출에 따른 스케줄링 요청 채널로 나눌 수 있다. 스케줄링 요청 채널은 확산 시퀀스를 적용한 임의의 제어채널에 대해 적용 가능하나, 이하에서는 ACK/NACK 채널을 고려하여 기술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하면, ACK/NCAK 채널에 할당된 주파수 영역 시퀀스들 중 적어도 하나를 스케줄링 요청의 전송을 위한 스케줄링 요청 자원으로 예약한다. 주파수 영역 시퀀스들을 위한 기본 시퀀스로는 ZC 시퀀스를 사용할 수 있으며, 하나의 순환 쉬프트를 스케줄링 요청의 전송을 위한 스케줄링 요청 자원으로 예약할 수 있다. 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 미리 기지국과 단말 간에 정해질 수 있고, 또는 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
기존의 ACK/NACK 채널 구조와 호환성을 위해 스케줄링 요청(SR)에는 길이 4의 시간 영역 시퀀스를 적용하고, 스케줄링 요청을 위한 기준신호(SR-RS)에는 길이 3의 시간 영역 시퀀스를 적용하여 스케줄링 요청 채널을 구성한다.
스케줄링 요청의 전송을 위해 전용(dedicated) 기준신호(SR-RS)를 스케줄링 요청 채널에 사용하는 경우 스케줄링 요청의 전송에 적용되는 시간 영역 시퀀스의 길이가 SR-RS에 적용되는 시간 영역 시퀀스의 길이보다 길더라도, 지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 SR-RS에 적용되는 시간 영역 시퀀스의 길이에 의해 결정된다.
ACK/NACK 채널에 사용되는 시간-주파수 영역 시퀀스를 활용하여 스케줄링 요 청 채널을 구성하는 경우, 주파수 영역 시퀀스의 할당에 따라 채널 용량이 달라진다. ACK/NACK 채널에서 하나의 기본 시퀀스에 대해 순환 쉬프트(cyclic shift)를 통해 6개의 직교 시퀀스를 생성할 수 있다고 하자. 적어도 하나의 순환 쉬프트를 스케줄링 요청 자원으로 할당하는 경우, 지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 (SR-RS에 적용되는 시간 영역 시퀀스의 길이)×(예약된 순환 쉬프트의 수)가 된다. 따라서, 하나의 순환 쉬프트를 스케줄링 요청의 전송에 할당하면 3개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있고, 3개의 ACK/NACK 채널이 줄어든다.
표 1은 예약된 주파수 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청(SR) 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다.
표 1
Figure 112009038185468-PCT00002
단말은 예약된 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 통해 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 코히어런트 검출 또는 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다. 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호간에는 직교성이 유지되므로 기지국에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다. 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 7을 참조하면, ACK/NCAK 채널에 할당된 시간 영역 시퀀스 중 적어도 하나의 시퀀스를 스케줄링 요청의 전송을 위한 스케줄링 요청 자원으로 예약한다. 기존의 ACK/NACK 채널 구조와 호환성을 위해 스케줄링 요청에는 길이 4의 시간 영역 시퀀스를 예약하고, 스케줄링 요청를 위한 기준신호(SR-RS)에는 길이 3의 시간 영역 시퀀스를 예약한다. 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 미리 기지국과 단말 간에 정해질 수 있고, 또는 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 할당된 시간 영역 시퀀스의 수와 주파수 영역 시퀀스의 수에 의해 결정된다. 즉, ACK/NACK 채널에 사용되는 시간-주파수 영역 시퀀스를 활용하여 스케줄링 요청 채널을 구성하는 경우, 하나의 기본 시퀀스에 대해 순환 쉬프트를 통해 6개의 직교 시퀀스를 생성할 수 있다고 하자. 하나의 시간 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 자원으로 할당하는 경우, 지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 (가능한 순환 쉬프트의 수)×(예약된 시간 영역 시퀀스의 수)가 된다. 따라서, 하나의 시간 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 자원으로 할당하면 6×1=6개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있고, 6개의 ACK/NACK 채널이 줄어든다.
표 2는 예약된 시간 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청(SR) 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다. SR-RS는 길이 3의 시간 영역 시퀀스가 할당되므로, 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당가능한 시간 영역 시퀀스의 수는 최대 3이 된다.
표 2
Figure 112009038185468-PCT00003
단말은 주파수 영역 확산과 예약된 시간 영역 확산을 통해 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 코히어런트 검출 또는 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다.
스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 경우에도 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호간에는 직교성이 유지되므로 기지국에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다. 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 8을 참조하면, 스케줄링 요청(SR)과 스케줄링 요청을 위한 기준신호(SR-RS)에 서로 다른 길이를 갖는 시간 영역 시퀀스와 주파수 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 자원으로 예약한다. 스케줄링 요청 채널에 시간-주파수 영역에서 2차원 확산이 적용된다. 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 미리 기지국과 단말 간에 정해질 수 있고, 또는 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 할당된 시간 및 주파수 영역 시퀀스와 일대일로 맵핑된다. ACK/NACK 채널에 사용되는 시간-주파수 영역 시퀀스를 활용하여 스케줄링 요청 채널을 구성하는 경우, 하나의 기본 시퀀스에 대해 순환 쉬프트를 통해 6개의 직교 시퀀스를 생성할 수 있다고 하자. 스케줄링 요청(SR)에는 길이 4의 시간 영역 시퀀스를 사용하고, SR-RS에는 길이 3의 시간 영역 시퀀스를 사용한다. 따라서, 가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 최대 6×3=18개가 된다. 하나의 시간-주파수 영역 시퀀스를 스케줄링 요청에 할당하여 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다.
표 3은 할당된 시간-주파수 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청(SR) 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다.
표 3
Figure 112009038185468-PCT00004
단말은 2차원 확산을 적용한 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 코히어런트 검출 또는 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다.
스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 경우에도 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호간에는 직교성이 유지되므로 기지국에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다. 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 9는 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 9를 참조하면, 경로 (1)은 스케줄링 요청의 전송을 나타내고, 경로 (2)는 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호의 전송을 나타내고, 경로 (3)은 ACK/NACK 신호의 전송을 나타낸다.
경로 (1)에서, 스케줄링 요청 채널을 통해 스케줄링 요청만을 전송하는 경우 스케줄링 요청 자원이 할당된 스케줄링 요청 채널 상으로 스케줄링 요청을 전송한다. 스케줄링 요청 자원은 스케줄링 요청을 위한 자원 또는 아래 경로 (2)를 고려하면, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위한 자원이라 할 수 있다. 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 미리 기지국과 단말 간에 정해질 수 있고, 또는 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
또는, 스케줄링 요청과 함께 SR-관련(SR-related) 데이터를 함께 전송할 수 있다. 예를 들어, 코히어런트 검출을 사용하고, 스케줄링 요청이 1비트로 정의된다고 할 때, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 통해 2비트 전송이 이루어 지는 경우, 추가 1비트를 SR-관련 데이터에 할당할 수 있다. 또는, 스케줄링 요청을 논-코히어런트 검출을 사용하여 검출한다면, QPSK 변조되는 2비트를 모두 SR-관련 데이터에 할당할 수 있다.
경로 (2)에서, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 것을 보여준다. ACK/NACK 신호는 스케줄링 요청의 전송을 위해 할당된 스케줄링 요청 자원을 설정된 스케줄링 요청 채널을 통해 전송된다. 기지국은 스케줄링 요청은 논-코히어런트 검출을 사용하여 검출하고, ACK/NACK 신호는 코히어런트 검출을 사용하여 검출할 수 있다. 즉, 기지국은 스케줄링 요청 채널의 전송의 존재/부존재로 스케줄링 요청의 전송 여부를 알 수 있고, 스케줄링 요청 채널 상의 정보를 검출함으로써 ACK/NACK 신호를 수신할 수 있다. 하지만, 이 경우에도 ACK/NACK 신호가 1비트이고, QPSK 변조를 사용한다면, 스케줄링 요청도 코히어런트 검출을 사용할 수 있다.
경로 (3)에서, ACK/NACK 신호만이 전송되는 경우에는 ACK/NACK 신호를 위한ACK/NACK 자원으로 설정된 ACK/NACK 채널을 통해 ACK/NACK 신호가 전송된다.
코히어런트 검출을 사용하는 스케줄링 요청 채널은 SR-RS가 함께 전송되어 부가적인 정보 전송에 활용될 수 있다. 이에 반해, 논-코히어런트 검출을 사용하는 스케줄링 요청 채널은 기준신호가 필요 없어 채널 용량을 증가시킬 수 있다.
스케줄링 요청은 단말이 필요로 할 때 보내는 신호이고, ACK/NACK 신호의 전송은 하향링크 데이터의 전송에 따라 미리 정해져 있다. 따라서, 하나의 단말이 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동일한 서브프레임에서 동시에 전송해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 싱글 반송파 특성을 유지하기 위해서는 동일한 서브프레 임에서 스케줄링 요청을 위한 스케줄링 요청 채널과 ACK/NACK 신호를 위한 ACK/NACK 채널을 동시에 전송할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 동일한 서브프레임에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송해야 하는 경우, 단말은 스케줄링 요청의 전송을 위한 스케줄링 요청 자원으로 할당된 스케줄링 요청 채널 상으로 ACK/NACK 신호를 위한 변조 심벌을 확산시켜 전송한다. 스케줄링 요청 채널과 ACK/NACK 채널은 그 할당된 시간-주파수 시퀀스를 제외하면 그 구조는 동일하다. 따라서, 단말이 스케줄링 요청 자원상으로 ACK/NACK 신호를 전송하면, 기지국은 스케줄링 요청 채널의 존재로 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 알 수 있고, 또한, ACK/NACK 신호가 전송되는 타이밍이 전송되는 스케줄링 요청 채널 상에서 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 얻을 수 있다.
따라서, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위해 별도의 자원을 예약할 필요가 없이 기존 자원을 활용할 수 있어 자원의 효율성을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 10을 참조하면, ACK/NCAK 채널에 할당된 주파수 영역 시퀀스 중 적어도 하나의 시퀀스를 스케줄링 요청을 위한 스케줄링 요청 자원으로 예약한다. 주파수 영역 시퀀스는 ZC 시퀀스를 사용할 수 있으며, 하나의 순환 쉬프트를 스케줄링 요청을 위해 사용하도록 예약할 수 있다.
기존의 ACK/NACK 채널 구조와 호환성을 위해 스케줄링 요청에는 길이 4의 시 간 영역 시퀀스를 적용한다. 코히어런트 검출 방식과 달리 지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 스케줄링 요청에 적용되는 시간 영역 시퀀스의 길이에 의해 결정된다. 하나의 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트에 대해 길이 4의 시간 영역 시퀀스를 적용하므로, 4개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다. 이 때 감소되는 ACK/NACK 채널의 수는 코히어런트 복조를 가정할 때, 기준신호에 대한 직교 확산 시퀀스의 수와 ACK/NACK 신호에 대한 직교 확산 시퀀스의 수에 따라 달라진다.
또한, 기본적으로 스케줄링 요청 채널 생성을 위한 주파수 또는 시간 영역 시퀀스를 예약하지 않더라도, ACK/NACK 신호를 위한 시간 영역 시퀀스의 수와 기준신호를 위한 시간 영역 시퀀스의 수가 상이하므로, 스케줄링 요청 자원으로 ACK/NACK 신호가 사용하지 않는 시간 영역 시퀀스를 활용하고, 6개의 순환 쉬프트를 이용함으로써 6개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다.
표 4는 예약된 주파수 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청(SR) 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다.
표 4
Figure 112009038185468-PCT00005
단말은 예약된 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 통해 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다.
스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 경우에도 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, ACK/NACK 신호용 기준신호를 이용한 채널 추정 결과를 활용하여 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 11을 참조하면, ACK/NCAK 채널에 할당된 시간 영역 시퀀스 중 적어도 하나의 시퀀스를 스케줄링 요청을 위한 스케줄링 요청 자원으로 예약한다. 기존의 ACK/NACK 채널 구조와 호환성을 위해 스케줄링 요청에는 길이 4의 시간 영역 시퀀스를 적용한다.
하나의 시간 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 자원으로 할당하면, 지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 하나의 기본 시퀀스의 가능한 순환 쉬프트의 수만큼 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다. 하나의 기본 시퀀스의 순환 쉬프트에 대해 6 순환 쉬프트가 가능하다면, 6개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다. 이 때, 시간 영역 확장 시퀀스는 시간 영역 시퀀스 중 여분의 시간 영역 시퀀스를 사용할 수 있으므로, ACK/NACK 채널의 수는 감소되지 않는다. 만약, 2개 이상의 시간 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 채널에 할당하면, ACK/NACK 채널의 수는 6만큼 감소된다.
표 5는 예약된 시간 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청(SR) 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다.
표 5
Figure 112009038185468-PCT00006
단말은 주파수 영역 확산과 예약된 시간 영역 확산을 통해 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다.
스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 경우에도 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, ACK/NACK 신호용 기준신호를 이용한 채널 추정 결과를 활용하여 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논-코히어런트 검출을 위한 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 12를 참조하면, 스케줄링 요청 자원으로 시간-주파수 영역 시퀀스를 예약하고, 기준신호를 사용하지 않는다.
지원가능한 스케줄링 요청 채널의 수는 할당된 시간-주파수 영역 시퀀스와 일대일로 맵핑된다. ACK/NACK 채널에 사용되는 시간-주파수 영역 시퀀스를 활용하여 스케줄링 요청 채널을 구성하는 경우, 하나의 기본 시퀀스에 대해 순환 쉬프트를 통해 6개의 직교 시퀀스를 생성할 수 있다고 하자. 6개의 순환 쉬프트와 하나의 시간 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 자원으로 할당하면, 6개의 스케줄링 요청 채널을 얻을 수 있다. 이때, 스케줄링 요청에 대한 길이 4의 직교 시퀀스 중 하나를 활용한다면, 이전 ACK/NACK 채널의 총 수인 18개는 그대로 유지할 수 있다.
표 6은 할당된 시간-주파수 영역 시퀀스의 수에 따른 스케줄링 요청 채널 및 ACK/NACK 채널의 수를 나타낸다.
표 6
Figure 112009038185468-PCT00007
단말은 2차원 확산을 적용한 스케줄링 요청 채널을 전송한다. 스케줄링 요청 채널을 수신한 기지국은 코히어런트 검출 또는 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출할 수 있다.
스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하는 경우에도 스케줄링 요청 과 ACK/NACK 신호간에는 직교성이 유지되므로 기지국에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다. 기지국은 논-코히어런트 검출을 통해 스케줄링 요청을 검출하고, 채널 추정 결과를 활용하여 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 검출할 수 있다.
도 13은 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 13을 참조하면, 경로 (1)은 스케줄링 요청의 전송을 나타내고, 경로 (2)는 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호의 동시 전송을 나타내고, 경로 (3)은 ACK/NACK 신호의 전송을 나타낸다.
경로 (1)에서, 스케줄링 요청 채널을 통해 스케줄링 요청을 전송한다. 코히어런트 검출 방식과 달리 부가적인 SR-관련 정보를 스케줄링 요청과 함께 전송하기는 어렵다. 하지만, 기존 ACK/NACK 채널의 용량을 감소시키지 않고 스케줄링 요청 채널을 구성할 수 있다.
경로 (2)에서, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호 신호를 동시에 전송할 수 있다. 기준신호는 ACK/NACK 채널에 할당된 기준신호를 사용하고, ACK/NACK 신호 (예를 들면, QPSK 심볼)는 스케줄링 요청을 위해 할당된 스케줄링 요청 자원에 할당된 스케줄링 요청 채널 상으로 전송한다. 기지국은 스케줄링 요청은 논-코히어런트 검출을 사용하여 검출하고, ACK/NACK 신호는 코히어런트 검출을 사용하여 검출한다. 만약 ACK/NACK 신호가 1비트이고, QPSK 변조를 사용한다면, 스케줄링 요청도 코히어런트 검출을 사용할 수 있다.
경로 (3)에서, ACK/NACK 신호만이 전송되는 경우에는 ACK/NACK 채널을 통해 ACK/NACK 신호가 전송된다.
하나의 제어신호(ACK/NACK 신호 또는 스케줄링 요청) 만을 전송하는 상향링크 제어채널 구조와 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 동시에 전송하는 상향링크 제어채널 구조를 동일하게 함으로써 별도의 채널 구성이 필요없고, 자원을 효율적으로 사용할 수 있다..
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 요청 채널의 구성을 나타낸 예시도이다. 이는 기준신호용 자원을 할당하지 않은 스케줄링 요청 채널의 구조를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 하나의 슬롯 내에서 길이 7의 시간 영역 시퀀스를 분할하여 길이 3과 길이 4의 두개의 시간 영역 시퀀스를 사용한다. 이 때 길이 3의 시간 영역 시퀀스는 기존 ACK/NACK 채널의 기준신호에 해당하는 부분에 사용되고, 길이 4의 시간 영역 시퀀스는 기존 ACK/NACK 채널의 ACK/NACK 신호에 해당하는 부분에 사용된다.
스케줄링 요청을 전송할 때 길이 7의 시간 영역 시퀀스를 임의로 설정하는 경우 기존 ACK/NACK 채널과 동일한 시간-주파수 자원내에서 공존하기 어렵다. 또한, 주파수 영역 시퀀스를 스케줄링 요청 전용으로 할당해야 하는 부담도 갖게 된다. 예를 들어, 주파수 영역 시퀀스로 ZC 시퀀스를 사용하는 경우, 특정 순환 쉬프트를 이용하여 전용 스케줄링 요청 채널을 구성해야 한다.
따라서, 길이 7의 시간 영역 시퀀스를 분할하여 사용한다면, 스케줄링 요청은 on-off keying으로 변조 가능하고, 검출 방식은 코히어런트 검출 또는 논-코히 어런트 검출 모두 지원 가능하다.
도 15는 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 15를 참조하면, 경로 (1)에서, 스케줄링 요청 자원으로 설정된 스케줄링 요청 채널을 통해 스케줄링 요청을 전송한다. 스케줄링 요청의 전송은 코히어런트 검출 또는 논-코히어런트 검출 모두 지원할 수 있다. 스케줄링 요청만을 전송하는 경우 스케줄링 요청 자원이 할당된 스케줄링 요청 채널 상으로 스케줄링 요청을 전송한다. 스케줄링 요청 자원은 스케줄링 요청을 위한 자원 또는 아래 경로 (2)를 고려하면, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위한 자원이라 할 수 있다. 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 미리 기지국과 단말 간에 정해질 수 있고, 또는 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
경로 (2)에서, 동일한 서브프레임에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호 신호를 동시에 전송하는 경우, 스케줄링 요청 자원으로 설정된 스케줄링 요청 채널을 통해 ACK/NACK 신호를 전송한다. 이 때, 길이 3의 스케줄링 요청용 시퀀스가 할당되어 있으므로, ACK/NACK 신호의 코히어런트 검출을 위한 기준신호를 스케줄링 요청에 할당된 시퀀스를 그대로 사용할 수 있다. 결국 ACK/NACK 신호를 스케줄링 요청에 할당된 스케줄링 요청 자원에 실어 보내는 것이다.
경로 (3)에서, ACK/NACK 신호만을 전송하는 경우에는 ACK/NACK 채널을 통해 ACK/NACK 신호를 전송한다.
동일한 서브프레임에서 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송해야 하는 경우, 단말은 스케줄링 요청의 전송을 위한 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상향링크 제어채널 상으로 ACK/NACK 신호를 위한 변조 심벌을 확산시켜 전송한다. 스케줄링 요청 채널과 ACK/NACK 채널은 각각 할당된 자원이 다르지만 동일한 상향링크 제어채널 구조를 갖는다. 따라서, 단말이 스케줄링 요청 자원을 통해 ACK/NACK 신호를 전송하면, 기지국은 스케줄링 요청 자원의 존재로 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 알 수 있고, 또한, ACK/NACK 신호가 전송되는 타이밍이 전송되는 스케줄링 요청 자원에서 코히어런트 검출을 통해 ACK/NACK 신호를 얻을 수 있다. 만약, ACK/NACK 신호 만을 전송하기 위해서는, 단말은 ACK/NACK 신호를 위한 ACK/NACK 자원으로 설정된 상향링크 제어채널상으로 ACK/NACK 신호를 전송한다.
따라서, 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위해 별도의 자원을 예약할 필요가 없이 기존 자원을 활용할 수 있어 자원의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 전용 스케줄링 요청 채널을 ACK/NACK 채널과의 공존을 고려하지 않고, 전용의 스케줄링 요청 자원 상으로 전송할 때, 스케줄링 요청 채널의 용량이 문제된다. 예를 들어, 1 RB(resource block), 1 서브프레임에서 논-코히어런트 검출을 사용한다면, 2차원 확산을 통해 최대 42개의 스케줄링 요청 채널을 생성할 수 있다. 따라서, 기존 ACK/NACK 채널과 스케줄링 요청 채널이 공존하지 않는 경우를 가정한다면, 스케줄링 요청을 ACK/NACK 채널을 통해 전송하기 위해서는 부가적인 1비트 정보를 기존 ACK/NACK 채널에 전송가능한 방법의 도출이 요구된다.
ACK/NACK 신호가 1비트일 때는 추가적인 1비트의 스케줄링 요청은 QPSK 변조를 통해 전송할 수 있다. 또는, 한쌍의 슬롯에 실리는 ACK/NACK 신호의 위상 또는 시퀀스를 변화시켜 스케줄링 요청을 전송할 수 있다.
도 16은 슬롯 기반 도약의 스케줄링 요청의 전송을 나타낸 예시도이다.
도 16을 참조하면, 데이터 전송이 없는 경우 양 끝단에 정의된 제어 영역을 통해 상향링크 제어채널을 전송하고, 이 때 슬롯 단위의 도약(hopping)을 통해 주파수 다이버시티 이득을 제공한다. 기존 ACK/NACK 채널의 경우 슬롯 단위로 동일한 ACK/NACK 신호가 전송되므로, 두 슬롯에 실리는 ACK/NACK 신호의 위상 또는 시퀀스를 변화시킴으로써 스케줄링 요청을 전송할 수 있다.
스케줄링 요청의 전송이 요구되는 상황에서 전송기는 매(특정 하나 또는 그 이상의) 슬롯에 ACK/NACK 신호가 실리는 부분에, 미리 결정된 위상변화량 또는 직교 시퀀스를 곱하거나 특정 변조 신호를 실어 보내거나, 차분 변조(differential modulation) 방식을 적용하여 전송한다. 수신기는 슬롯 단위의 ACK/NACK 신호 복조 후에 스케줄링 요청의 검출이 가능하다. 스케줄링 요청의 검출을 위해 코히어런트 검출을 사용할 수 있고, 또는 논-코히어런트 검출도 가능하다.
도 17은 스케줄링 요청을 전송하기 위한 슬롯 구조를 나타낸 예시도이다. ACK/NACK 신호에 스케줄링 요청을 함께 싣기 위해, ACK/NACK 신호에 위상 변화, 직교 확산 시퀀스 및/또는 차분 변조를 적용한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세 서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (14)

  1. 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호를 전송하는 방법에 있어서,
    서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 스케줄링 요청을 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 존재로 이루어지고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 부존재로 이루어지며;
    서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 하향링크 데이터의 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 준비하는 단계; 및
    상기 ACK/NACK 신호와 상기 스케줄링 요청 모두를 동일한 서브프레임에서 전송할 때, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 위해 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송을 위해 상기 ACK/NACK 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동일한 서브프레임에서 단지 상기 스케줄링 요청이 전송되고, 상기 ACK/NACK 신호가 전송되지 않을 때, 상기 스케줄링 요청은 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 제어채널은
    상기 슬롯내의 복수의 SC-FDMA 심벌을 SC-FDMA 심벌의 제1 집합과 SC-FDMA 심벌의 제2 집합으로 나누고,
    상기 스케줄링 요청 또는 상기 ACK/NACK 신호에 대응하는 제어신호를 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로부터 생성되는 각 제1 주파수 영역 시퀀스로 확산시키고,
    상기 제1 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 확산된 제어신호를 맵핑시키고,
    상기 제2 집합 내의 각 SC-FDMA 심벌로 상기 기본 시퀀스의 순환 쉬프트들로부터 생성되는 제2 주파수 영역 신호 각각을 맵핑시키고,
    상기 제1 집합 내의 상기 맵핑된 제어신호를 상기 제1 집합내의 SC-FDMA 심 벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제1 직교 시퀀스로 확산시키고,
    상기 제2 집합 내의 상기 맵핑된 제2 주파수 영역 신호를 상기 제2 집합내의 SC-FDMA 심벌들의 수와 동일한 길이를 갖는 제2 직교 시퀀스로 확산시켜, 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청 자원과 상기 ACK/NACK 자원은 상기 기본 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청 자원과 상기 ACK/NACK 자원은 다른 직교 시퀀스를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 직교 시퀀스와 상기 제2 직교 시퀀스는 그 요소들이 SC-FDMA 심벌들에 대응하는 시간 영역 시퀀스인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 주파수 영역 시퀀스의 길이와 상기 제2 주파수 영역 시퀀스의 길이 각각은 상기 상향링크 제어채널 상에서 하나의 SC-FDMA 심벌내의 부반송파의 수와 같은 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 집합 내의 SC-FDMA 심벌들의 수는 상기 제2 집합 내의 SC-FDMA 심벌들의 수 보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 집합 내의 SC-FDMA 심벌들은 연속적인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    서브프레임내의 2개의 슬롯들은 서로 다른 부반송파를 차지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선통신 시스템에서 상향링크 제어신호를 전송하는 방법에 있어서,
    서브프레임에서 상향링크 제어채널 상으로 스케줄링 요청과 ACK/NACK 신호를 동시에 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고; 및
    상기 ACK/NACK 신호와 상기 스케줄링 요청 모두를 동일한 서브프레임에서 전송할 때, 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스케줄링 요청 자원에 관한 정보는 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 무선통신 시스템에서 동일한 서브프레임에서 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 동시에 전송하는 상향링크 제어신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상향링크 제어채널 상으로 하향링크 데이터의 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 준비하는 단계;
    하나의 서브프레임에서 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호와 스케줄링 요청을 전송하기 위한 스케줄링 요청 자원을 준비하는 단계, 여기서, 서브프레임은 2개의 슬롯을 포함하고, 슬롯은 복수의 SC-FDMA 심벌을 포함하며, 상기 스케줄링 요청은 상향링크 전송을 위한 무선자원을 요청하는 데 사용되고, 상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 존재로 이루어지고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송은 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 스케줄링 요청의 전송의 부존재로 이루어지며; 및
    상기 스케줄링 요청의 긍정적 전송을 위해 상기 스케줄링 요청 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하고, 상기 스케줄링 요청의 부정적 전송을 위해 상기 ACK/NACK 자원으로 설정된 상기 상향링크 제어채널 상으로 상기 ACK/NACK 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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