WO2011162541A2 - 상향링크 다중 안테나 전송에 대한 프리코딩 정보를 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

상향링크 다중 안테나 전송에 대한 프리코딩 정보를 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011162541A2
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transmission
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정재훈
이문일
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0027—Scheduling of signalling, e.g. occurrence thereof

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for determining precoding information for uplink multi-antenna transmission.
  • MIMO technology refers to a method of improving transmit / receive data efficiency using multiple transmit antennas and multiple receive antennas. That is, a technique of increasing capacity or improving performance by using multiple antennas in a transmitter or receiver of a wireless communication system. MIMO technology may be referred to as multiple antenna technology.
  • a single codeword (SCW) scheme for transmitting N data streams simultaneously transmitted using one channel encoding block and M data streams in which M is always smaller than N
  • MCW multiple codeword
  • each channel encoding block generates an independent codeword and each codeword is designed to enable independent error detection.
  • Each codeword may be mapped to one or more layers, and each layer may be mapped and transmitted to a transmit antenna. In this case, the relationship in which each layer is mapped to a certain transmission antenna is determined by precoder information.
  • the receiving side is required to inform the transmitting side of the detection (or decoding) success / failure of each codeword.
  • the receiving side may transmit a Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) acknowledgment (ACK / NACK) signal for each codeword to the transmitting side.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
  • a single codeword transmission may be supported.
  • a synchronous HARQ scheme may be applied to a single antenna uplink transmission, and may be adaptive or non-adaptive depending on whether the modulation and coding scheme (MCS) is changed during retransmission.
  • MCS modulation and coding scheme
  • a non-adaptive HARQ scheme may be applied.
  • the existing 3GPP LTE system defines only HARQ operation for uplink single codeword transmission of a terminal having a single antenna, supporting HARQ operation for uplink multiple codeword transmission and retransmission of a terminal having multiple antennas and supporting the same. It is required to define a scheme of control information.
  • An object of the present invention is to provide a method for selecting a precoder during HARQ retransmission in uplink multi-antenna transmission.
  • a terminal transmits uplink data in a hybrid automatic retransmission request (HARQ) scheme.
  • the method includes transmitting a plurality of data blocks to a base station based on an uplink grant; Receiving control information indicating a negative acknowledgment (NACK) for some data blocks of the plurality of data blocks from the base station; Selecting a precoding matrix to be applied to the data block indicated by the NACK according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station; And retransmitting the data block indicated by the NACK to the base station by applying the selected precoding matrix.
  • NACK negative acknowledgment
  • a base station transmits uplink data transmitted in a hybrid automatic retransmission request (HARQ) scheme.
  • the receiving method may include transmitting an uplink grant to a terminal and receiving a plurality of data blocks transmitted based on the uplink from the terminal; Transmitting control information indicating a negative acknowledgment (NACK) to some of the data blocks of the plurality of data blocks to the terminal; And receiving a data block indicated by the NACK, to which the precoding matrix selected at the terminal is retransmitted according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station.
  • NACK negative acknowledgment
  • a terminal for transmitting uplink data in a hybrid automatic retransmission request (HARQ) scheme in a wireless communication system supporting multiple-input multiple-output (MIMO) transmission according to another embodiment of the present invention
  • the transmission module for transmitting an uplink signal to the base station;
  • a receiving module for receiving a downlink signal from the base station;
  • a processor controlling the terminal including the receiving module and the transmitting module.
  • the processor is further configured to: transmit a plurality of data blocks to the base station through the transmission module based on an uplink grant; Receiving control information from the base station through the receiving module, the control information indicating a negative acknowledgment (NACK) of a part of the plurality of data blocks; Selecting a precoding matrix to be applied to the data block indicated by the NACK according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station; The data block indicated by the NACK may be retransmitted to the base station through the transmission module by applying the selected precoding matrix.
  • NACK negative acknowledgment
  • the base station includes a transmission module for transmitting a downlink signal to a terminal; A receiving module for receiving an uplink signal from the terminal; And a processor controlling the base station including the receiving module and the transmitting module.
  • the processor is configured to transmit an uplink grant to the terminal through the transmission module and to receive a plurality of data blocks transmitted from the terminal based on the uplink through the reception module; Transmitting control information indicating a negative acknowledgment (NACK) to a part of the plurality of data blocks to the terminal through the transmitting module;
  • NACK negative acknowledgment
  • the NACK-indicated data block to be retransmitted by applying a precoding matrix selected by the terminal according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station may be configured to be received through the receiving module.
  • the predetermined rule is a rule for determining a codebook index based on an index of a redundancy version of the retransmitted data block, and a precoding matrix corresponding to the determined codebook index may be selected from a codebook corresponding to the rank of the retransmission.
  • the predetermined rule is a rule for determining a codebook index based on the lowest index or the highest index of the index of the resource block used for retransmission of the data block, and the codebook index is determined by the codebook index corresponding to the rank of the retransmission.
  • the corresponding precoding matrix may be selected.
  • the control information indicating the NACK may be transmitted through a HARQ indicator channel (PHICH), and the control information indicating the NACK may not include information on a precoding matrix to be used for the retransmission.
  • PHICH HARQ indicator channel
  • a method for selecting a precoder during HARQ retransmission operation in uplink multi-antenna transmission may be provided.
  • 1 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating an example of a resource grid for one downlink slot.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG. 6 illustrates a basic concept of codebook based precoding.
  • FIG. 7 is a view for explaining the SC-FDMA transmission scheme and OFDMA transmission scheme in a mobile communication system.
  • FIG. 8 illustrates an uplink hybrid automatic repeat and reQuest (HARQ) operation.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of uplink multiple codeword based MIMO transmission.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of transmitting / receiving an HARQ scheme of uplink multiple data blocks according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a base station apparatus and a terminal apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • eNB eNode B
  • AP access point
  • base station may be used as a concept including a cell or a sector.
  • the repeater may be replaced by terms such as Relay Node (RN), Relay Station (RS).
  • terminal may be replaced with terms such as user equipment (UE), mobile station (MS), mobile subscriber station (MSS), and subscriber station (SS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • an uplink transmitting entity may mean a terminal or a repeater
  • an uplink receiving entity may mean a base station or a repeater
  • the downlink transmitting entity may mean a base station or a repeater
  • the downlink receiving entity may mean a terminal or a repeater.
  • the uplink transmission may mean transmission from the terminal to the base station, transmission from the terminal to the relay, or transmission from the repeater to the base station.
  • downlink transmission may mean transmission from a base station to a terminal, transmission from a base station to a repeater, and transmission from a repeater to a terminal.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN-OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system). For clarity, the following description focuses on 3GPP LTE and 3GPP LTE-A systems, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • a structure of a downlink radio frame will be described with reference to FIG. 1.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in subframe units, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • a resource block (RB) is a resource allocation unit and may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration of a cyclic prefix (CP).
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first two or three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • One subframe consists of two slots.
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the radio frame type.
  • the structure of the radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks in the frequency domain.
  • one downlink slot includes 7 OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers as an example, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is called a resource element (RE).
  • the resource element a (k, l) becomes a resource element located in the k-th subcarrier and the l-th OFDM symbol.
  • one resource block includes 12x7 resource elements (in the case of an extended CP, 12x6 resource elements). Since the interval of each subcarrier is 15 kHz, one resource block includes about 180 kHz in the frequency domain.
  • N DL is the number of resource blocks included in the downlink slot. The value of N DL may be determined according to a downlink transmission bandwidth set by scheduling of the base station.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated.
  • the basic unit of transmission is one subframe. That is, PDCCH and PDSCH are allocated over two slots.
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), and a Physical HARQ Indicator Channel.
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH is a resource allocation and transmission format of the downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information of the uplink shared channel (UL-SCH), paging information of the paging channel (PCH), system information on the DL-SCH, on the PDSCH Resource allocation of upper layer control messages such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, transmission power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in a combination of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier called a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier P-RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB))
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI Random Access-RNTI
  • RA-RNTI may be masked to the CRC to indicate a random access response that is a response to the transmission of the random access preamble of the terminal.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. This is called a resource block pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • uplink bandwidth and downlink bandwidth are generally symmetrical to each other.
  • carrier aggregation is a technique for efficiently using fragmented small bands such that carrier band aggregation (Bandwidth Aggregation) is performed to combine physically a plurality of bands in the frequency domain and use a band of logically large bands. Or Spectrum Aggregation) technology is being developed.
  • Carrier aggregation is introduced to support increased throughput, to prevent cost increase due to the introduction of wideband RF devices, and to ensure compatibility with existing systems.
  • Carrier aggregation means that data is exchanged between a terminal and a base station through a plurality of bundles of carriers in bandwidth units defined in an existing wireless communication system (for example, 3GPP LTE release 8 or 9 system in the case of 3GPP LTE-Advanced system). It's a technology that makes it possible.
  • a carrier in a bandwidth unit defined in the existing wireless communication system may be referred to as a component carrier (CC) or a cell.
  • CC component carrier
  • a carrier aggregation technique using one or more cells (or component carriers) in uplink and downlink may be applied.
  • the carrier aggregation technology may include a technology that supports a system bandwidth of up to 100 MHz by tying up to 5 cells (or component carriers) even though one cell (or component carrier) supports a bandwidth of 5 MHz, 10 MHz, or 20 MHz.
  • MIMO system is a system that improves the transmission and reception efficiency of data using multiple transmit antennas and multiple receive antennas.
  • MIMO technology can receive full data by combining a plurality of data pieces received through a plurality of antennas, without relying on a single antenna path to receive the entire message.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the theoretical ratio is proportional to the number of antennas, unlike when the transmitter or the receiver uses multiple antennas only.
  • Channel transmission capacity is increased. Therefore, the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved.
  • the transmission rate can theoretically increase as the rate of increase rate R i multiplied by the maximum transmission rate R o when using a single antenna.
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained. Since the theoretical capacity increase of multi-antenna systems was proved in the mid 90's, various techniques to actively lead to the actual data rate improvement have been actively studied. In addition, some technologies are already being reflected in various wireless communication standards such as 3G mobile communication and next generation WLAN.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, improvement of transmission reliability, and improvement of transmission rate. Research is being actively conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology.
  • the transmission signal when there are N T transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is N T.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information The transmit power may be different.
  • Each transmit power In this case, the transmission information whose transmission power is adjusted may be expressed as follows.
  • Weighting matrix N T transmitted signals actually applied by applying Consider the case where. Weighting matrix Plays a role in properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Vector It can be expressed as follows.
  • the transmission signal x may be considered in different ways according to two cases (for example, spatial diversity and spatial multiplexing).
  • spatial multiplexing different signals are multiplexed and the multiplexed signal is sent to the receiving side so that the elements of the information vector (s) have different values.
  • spatial diversity the same signal is repeatedly transmitted through a plurality of channel paths so that the elements of the information vector (s) have the same value.
  • a combination of spatial multiplexing and spatial diversity techniques can also be considered. That is, the same signal may be transmitted through, for example, three transmit antennas according to a spatial diversity scheme, and the remaining signals may be spatially multiplexed and transmitted to the receiver.
  • Received signal of each antenna when there are N R receive antennas Can be expressed as a vector as
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes. From the transmit antenna j to the channel through the receive antenna i It is indicated by. Note that in the order of the index, the receiving antenna index is first, and the index of the transmitting antenna is later.
  • FIG. 5 (b) shows a channel from N T transmit antennas to receive antenna i .
  • the channels may be bundled and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from the total N T transmit antennas to the receive antenna i may be represented as follows.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
  • Channel matrix indicating the channel state The number of rows and columns of is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • Channel matrix The number of rows is equal to the number of receive antennas N R
  • the number of columns is equal to the number of transmit antennas N T. That is, the channel matrix The matrix is N R ⁇ N T.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • Channel matrix Rank of ( ) Is limited to
  • 'rank' indicates the number of paths that can independently transmit a signal
  • 'number of layers' indicates the number of signal streams transmitted through each path.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of ranks used for signal transmission, unless otherwise specified, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • FIG. 6 illustrates a basic concept of codebook based precoding.
  • the transmitting and receiving end shares codebook information including a predetermined number of precoding matrices according to a transmission rank, the number of antennas, and the like. That is, when the feedback information is finite, the precoding-based codebook method may be used.
  • the receiving end may measure the channel state through the received signal, and feed back a finite number of preferred precoding matrix information (that is, an index of the corresponding precoding matrix) to the transmitting end based on the above-described codebook information. For example, the receiver may select an optimal precoding matrix by measuring the received signal in a maximum likelihood (ML) or minimum mean square error (MMSE) method.
  • ML maximum likelihood
  • MMSE minimum mean square error
  • the receiving end transmits the precoding matrix information for each codeword to the transmitting end, but it is not limited thereto.
  • the transmitter receiving feedback information from the receiver may select a specific precoding matrix from the codebook based on the received information.
  • the transmitter that selects the precoding matrix performs precoding by multiplying the number of layer signals corresponding to the transmission rank by the selected precoding matrix, and transmits the precoded transmission signal through a plurality of antennas.
  • the receiving end receiving the signal precoded and transmitted by the transmitting end may restore the received signal by performing reverse processing of the precoding performed by the transmitting end.
  • the inverse processing of the precoding described above is a Hermit of the precoding matrix P used for the precoding of the transmitter. (Hermit) matrix (P H ) can be made by multiplying the received signal.
  • the SC-FDMA transmission scheme may be used for uplink transmission, and the OFDMA transmission scheme may be used for downlink transmission.
  • Both the uplink signal transmitter (eg, the terminal) and the downlink signal transmitter (eg, the base station) are serial-to-parallel converters (701), subcarrier mappers (703), and M-points.
  • Input signals to the serial-to-parallel converter 701 are channel coded and modulated data symbols.
  • the user equipment for transmitting a signal in the SC-FDMA scheme further includes an N-point Discrete Fourier Transform (DFT) module 702 to partially offset the influence of the IDFT processing of the M-point IDFT module 704. It is possible to make the transmission signal have a single carrier characteristic.
  • DFT N-point Discrete Fourier Transform
  • the DFT module 702 may perform DFT spreading of the input data symbol to satisfy the single carrier property required for uplink transmission.
  • the SC-FDMA transmission method basically provides a good peak to average power ratio (PAPR) or cubic metric (CM) to enable more efficient transmission even when the uplink transmitter is in a power-limiting situation, resulting in user yield. Can improve.
  • PAPR peak to average power ratio
  • CM cubic metric
  • the base station may transmit uplink grant information or uplink scheduling information to the terminal through the PDCCH so that the terminal UE may transmit data to the base station eNB in the HARQ manner (step S801).
  • UL scheduling information includes a terminal identifier (C-RNTI or Semi-Persistent Scheduling C-RNTI), information of a radio resource to be allocated to the terminal indicated by the terminal identifier (Resource block assignment), and a transmission parameter (Modulation Coding Scheme (MCS)). and Redundancy Version (RV)), and New Data Indicator (NDI).
  • a HARQ entity managing a HARQ operation exists in a medium access control (MAC) layer of the terminal, and the HARQ entity may manage a plurality of HARQ processes (for example, eight).
  • MAC medium access control
  • the plurality of HARQ processes can operate synchronously over time. That is, each HARQ process may be allocated synchronously every TTI. For example, if there are 8 HARQ processes, HARQ process 1 is used in TTI 1, HARQ process 2 in TTI 2, HARQ process 8 in TTI 8, and HARQ process 1 in TTI 9. In TTI 10, a specific HARQ process may be sequentially allocated according to each data reception time in a manner that HARQ process 2 is used. In addition, each of the plurality of HARQ processes may have an independent HARQ buffer. Synchronous HARQ operation may be represented as having a fixed round trip time (RTT). For example, the synchronous HARQ operation may be expressed as having a fixed retransmission period of 8 TTI (8ms).
  • the HARQ process associated with the received time point (TTI) transmits the data.
  • HARQ process can be managed. For example, assuming that the terminal receives the PDCCH including the UL scheduling information in the Nth TTI, the terminal may transmit data in the N + 4th TTI. In other words, HARQ process K number allocated in the N + 4th TTI may be used for the data transmission.
  • the terminal After the UE monitors the PDCCH through which the UL scheduling information is transmitted for every TTI and confirms UL scheduling information coming to the UE, the terminal may transmit data to the base station through the PUSCH according to the UL scheduling information (step S802).
  • the terminal may generate data in a MAC Protocol Data Unit (MAC PDU) format according to UL scheduling information, store the data in a HARQ buffer, and transmit the MAC PDU to the base station at the time of transmission. And, it can wait for HARQ feedback from the base station for the MAC PDU transmission.
  • MAC PDU MAC Protocol Data Unit
  • the base station When the base station receives data from the terminal, it stores it in a soft buffer and attempts to decode the received data.
  • the base station may generate an ACK signal if the decoding of the received data is successful, and a NACK signal if the base station fails.
  • the base station may transmit the generated ACK / NACK signal to the terminal.
  • the downlink channel for transmitting HARQ ACK / NACK information for uplink transmission is a physical HARQ indicator channel (PHICH). 8 illustrates an example in which the base station fails to decode data and transmits the data through the NACK signal (step S803).
  • the terminal may retransmit the same MAC PDU stored in the HARQ buffer at the time point specified in the same format or a new format (S804). That is, if the HARQ NACK is received in the N th TTI, the MAC PDU stored in the HARQ buffer of the corresponding HARQ process may be retransmitted in the N + 4 th TTI.
  • the terminal may stop the HARQ retransmission for the data. Although the terminal receives the ACK signal from the base station, the terminal does not flush the HARQ buffer.
  • the HARQ retransmission of the terminal may operate in a non-adaptive manner.
  • the next HARQ process may retransmit data using the same UL scheduling information as the first transmission in the allocated TTI. That is, the same can be used in retransmission without changing the RB allocation, MCS, and transmission mode used for previous transmission. That is, although initial transmission of specific data is possible only by receiving a PDCCH including UL scheduling information (UL grant), retransmission is possible even without receiving a PDCCH (UL grant). Accordingly, when synchronous and non-adaptive HARQ operation is applied, the base station may not basically transmit the UL grant PDCCH for retransmission.
  • HARQ retransmission of the terminal may operate in an adaptive (adaptive) manner.
  • a transmission parameter for retransmission is received through the PDCCH.
  • the UL scheduling information included in the PDCCH may be different from the initial transmission according to channel conditions. For example, if the channel condition is better than the initial transmission, the transmission may be instructed at a high bit rate. On the contrary, if the channel condition is bad, the transmission may be instructed at a lower bit rate than the initial transmission. .
  • the UE receives the UL scheduling information, it is determined whether the data to be transmitted at this time is initial transmission data or whether the previous data should be retransmitted by looking at the New Data Indicator (NDI) field in the PDCCH.
  • NDI New Data Indicator
  • the NDI field is a 1-bit field and toggles from 0 to 1 to 0 to 1 to 0, whenever new data is transmitted, and has the same value as the initial transmission for retransmission. That is, the UE can know whether the data is retransmitted by comparing whether the NDI field is equal to the previously transmitted value.
  • the UE keeps data of the HARQ buffer, and if the NDI is toggled, the HARQ buffer Flush.
  • the UE increases the number of transmissions (CURRENT_TX_NB) by one for each data transmission by HARQ method, and discards the MAC PDU in the HARQ buffer when the CURRENT_TX_NB reaches the maximum number of transmissions set by the higher layer.
  • the base station when the base station receives the retransmitted data, it attempts to decode again by combining with the data stored in the soft buffer in various ways while failing to decode previously, and if the decoding succeeds, the ACK signal, and if it fails NACK
  • the signal may be transmitted to the terminal.
  • the base station may repeat the process of sending a NACK signal and receiving the retransmission until successful decoding of the data.
  • the base station may attempt to decode the data retransmitted in step S804 through combining with previously received and stored data. If the base station succeeds in decoding the received data, the ACK signal may be transmitted to the terminal through the PHICH (step S805).
  • the base station may transmit the UL scheduling information for the next data transmission to the terminal through the PDCCH, and toggles NDI to 1 to inform that the UL scheduling information is used for new data transmission, not used for adaptive retransmission. It can ring and transmit (step S806). Accordingly, the terminal may transmit new data to the base station through the PUSCH corresponding to the received UL scheduling information (step S807).
  • the transmitting end converts the data packet into sub-packets having a predetermined size, and thus initial transmission and retransmission may be performed in units of sub packets.
  • the receiving end may attempt to decode the data packet by combining several subpackets.
  • Several subpackets used for initial transmission and retransmission by the HARQ scheme are generated from one codeword packet.
  • the generated subpackets can be distinguished by the length of the subpackets and the start positions of the subpackets. This distinguishable subpacket is called a redundancy version (RV).
  • RV redundancy version
  • transmission of a specific RV may be indicated through the uplink grant PDCCH.
  • retransmission performed when the NACK is indicated in the PHICH may operate in a non-adaptive HARQ scheme, and the RV to be retransmitted may vary according to a predetermined pattern.
  • the predetermined pattern for the RV to be transmitted may be determined in the order of RV indexes 0, 2, 1, and 3.
  • a multi-antenna transmission scheme is defined only for downlink signal transmission from a base station to a terminal.
  • the uplink signal transmitted by the terminal to the base station is also discussed in the direction of applying a multi-antenna transmission technique for increasing the transmission rate, obtaining the diversity gain, etc., and the subsequent standard (eg, 3GPP LTE release of 3GPP LTE system).
  • a method of applying a multi-antenna transmission scheme to uplink signal transmission is also discussed.
  • a multi-transmission stream or a multi-transport layer transmission scheme on one UE may be applied, which may be referred to as a SU-MIMO scheme.
  • link adaptation may be applied for each transport stream or a group of transport streams.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • MCW multiple codeword
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of uplink multiple codeword based MIMO transmission.
  • the unit in which the information bits are encoded may be referred to as a transport block (TB).
  • a unit input to an encoder is TB and an output of the encoder corresponds to a codeword CW.
  • One or more codewords may be scrambled using a terminal specific scrambling signal.
  • the scrambled codeword is modulated into a complex symbol in the BPSK, QPSK, 16 QAM, or 64QAM scheme according to the type and / or channel state of the transmitted signal.
  • the modulated complex symbol is then mapped to one or more layers.
  • the mapping relationship of TB-to-CW may be defined as follows. For example, two transport blocks may be represented by TB1 and TB2, and two codewords are assumed to be represented by CW0 and CW1 (or two codewords may be represented by CW1 and CW2). When both transport blocks TB1 and TB2 are activated, the first transport block TB1 may be mapped to the first codeword CW0, and the second transport block TB2 may be mapped to the second codeword CW1. Can be. If transport block-to-codeword swap is applied, the first transport block TB1 corresponds to the second codeword CW1, and the second transport block TB2 corresponds to the first codeword CW0. ) May be mapped.
  • one activated transport block may be mapped to the first codeword CW0. That is, one transport block has a relationship mapped to one codeword.
  • the deactivation of the transport block includes a case where the size of the transport block is zero. If the size of the transport block is zero, the transport block is not mapped to a codeword.
  • the codeword-to-layer mapping relationship may be as shown in Table 1 and Table 2 according to a transmission scheme.
  • Table 1 shows an example of transmitting a signal in a spatial multiplexing scheme
  • Table 2 shows an example of transmitting a signal in a transmit diversity scheme.
  • x (a) (i) represents the i-th symbol of the layer having index a
  • d (a) (i) represents the i-th symbol of the codeword having index a.
  • the mapping relationship between the number of codewords and the number of layers used for transmission can be known. It shows how the symbols of each codeword are mapped to the layer.
  • one codeword may be mapped and transmitted in a symbol unit to one layer, but as shown in the second case of Table 2, one codeword is distributed in up to four layers. In this case, when one codeword is distributed and mapped to a plurality of layers, the symbols constituting each codeword are sequentially mapped and transmitted for each layer. Meanwhile, in the case of a single codeword based transmission configuration, only one encoder and a modulation block exist.
  • a signal mapped to a layer may be transform precoded.
  • precoding by a Discrete Fourier Transform (DFT) may be performed on the layer mapped signal.
  • the DFT transform precoded signal may be multiplied by a predetermined precoding matrix selected according to the channel state and assigned to each transmit antenna.
  • the transmission signal for each antenna processed as described above is mapped to a time-frequency resource element to be used for transmission, and then may be transmitted through each antenna via an OFDM signal generator.
  • up to two transport blocks per uplink carrier may be transmitted in one uplink subframe from a terminal scheduled by a base station.
  • Each transport block has its own MCS level.
  • modulation symbols associated with each of the transport blocks may be mapped to one or two layers.
  • the transmission rank can be changed dynamically.
  • layer shifting may or may not be applied in a single user space multiplexing transmission. Layer shifting in the time domain may be supported when layer shifting is applied.
  • precoding based on a predefined codebook may be applied to uplink MIMO transmission. If layer shifting is not applied, precoding may be performed after the codewords are mapped to the layers. When layer shifting is applied, precoding may be performed after layer shifting is performed.
  • HARQ acknowledgments for all transport blocks may be bundled into one HARQ acknowledgment. For example, when all transport blocks are successfully decoded by the base station, one bit of HARQ ACK information may be transmitted to the terminal. When decoding fails by any base station in any of the transport blocks, one bit of HARQ NACK information may be transmitted to the terminal.
  • HARQ acknowledgment information may be provided for each transport block (or codeword). That is, the base station is required to inform the terminal of the detection (or decoding) success / failure of each transport block. To this end, the base station may transmit an HARQ acknowledgment (ACK / NACK) signal for each transport block (or codeword) to the terminal.
  • ACK / NACK HARQ acknowledgment
  • a plurality of PHICH resources need to be configured. For example, in case of transmitting two transport blocks in uplink, HARQ ACK / NACK information for each transport block is mapped to one PHICH resource. As a result, the base station may transmit two HARQ ACK / NACK information mapped to two PHICH resources for uplink 2 TB transmission.
  • the HARQ retransmission operation caused by PHICH is performed as a synchronous and non-adaptive HARQ operation. That is, the terminal that receives the NACK on the PHICH operates to perform non-adaptive retransmission, and the terminal that receives the ACK on the PHICH operates to maintain the uplink data in the HARQ buffer without performing the uplink transmission.
  • the HARQ operation of the UE for the SU-MIMO transmission of the uplink multiple transport block can be summarized as shown in Table 3 below.
  • the UE when two ACKs are received through two PHICHs, the UE performs no transmission. In addition, the terminal maintains uplink data in the HARQ buffer. PDCCH is required to resume transmission or retransmission.
  • the UE when two NACKs are received through two PHICHs, the UE retransmits each transport block.
  • the precoder used by the UE may reuse the precoder indicated in the previously received PDCCH (for example, the most recent PDCCH or PDCCH which provided scheduling information for the first transmission) as it is.
  • the transport block in which the ACK is received is not transmitted (or a null signal is transmitted, deactivated, or the size of the transport block is increased. 0 may be expressed as 0), and retransmission is performed on the transport block in which the NACK is received.
  • a transport block in which the base station succeeds in decoding that is, an ACK is received
  • the precoder applied to uplink multiple transport block SU-MIMO transmission will be described, and then the precoder to determine the precoder to be applied upon retransmission of one transport block of the two transport blocks as described above.
  • the precoder to determine the precoder to be applied upon retransmission of one transport block of the two transport blocks as described above will be described.
  • the terminal may transmit a reference signal to the base station, and the base station may obtain uplink spatial channel information from the terminal to the base station through the received reference signal.
  • the base station may select a rank suitable for uplink transmission, obtain a precoding weight, and calculate channel quality information (CQI) based on the obtained spatial channel information.
  • CQI channel quality information
  • the base station may inform the terminal of the control information for uplink signal transmission.
  • control information includes uplink transmission resource allocation information, MIMO information (rank, precoding weight, etc.), MCS level, HARQ information (Redundancy Version (RV), NDI (New Data Indicator), etc.), uplink demodulation-reference signal.
  • Sequence information for a (Demodulation-Reference Signal; DM-RS).
  • the terminal may transmit an uplink signal using the above control information indicated by the base station. Control information for such uplink transmission may be provided to the UE through fields of the DCI format of the UL grant PDCCH.
  • Precoding refers to a step of combining a weight vector or a weight matrix with a transmission signal in order to transmit a signal through a spatial channel.
  • techniques such as transmit diversity, long-term beamforming, and precoded spatial multiplexing may be implemented.
  • a system supporting uplink multicarrier may support applying one precoding matrix per uplink carrier (or UL cell).
  • the precoding weight may be configured in the form of a codebook.
  • Tables 4 to 8 below show examples of codebooks used to not increase the CM in uplink transmission.
  • Table 4 below shows an example of a precoding codebook that can be used in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using two transmit antennas.
  • the precoding codebook for the two transmit antennas may be defined with a size of 3 bits.
  • Tables 5 to 8 below show a precoding codebook for uplink spatial multiplexing transmission using four transmit antennas, and the precoding codebook for four transmit antennas may be defined as a size of 6 bits.
  • Table 5 below shows precoding matrices included in a precoding codebook that can be used for one layer transmission (that is, rank 1 transmission) in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using four transmission antennas.
  • One of a total of 24 precoding matrices may be used for 4 transmit antenna rank 1 transmissions.
  • Table 6 below shows precoding matrices included in a precoding codebook that can be used for two layer transmission (ie, rank 2 transmission) in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using four transmission antennas.
  • rank 2 transmission two layer transmission
  • One of a total of 16 precoding matrices may be used for 4 transmit antenna rank 2 transmissions.
  • Table 7 below shows precoding matrices included in a precoding codebook that can be used for three layer transmission (ie, rank 3 transmission) in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using four transmission antennas.
  • precoding matrices included in a precoding codebook that can be used for three layer transmission (ie, rank 3 transmission) in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using four transmission antennas.
  • One of a total of 12 precoding matrices may be used for 4 transmit antenna rank 3 transmissions.
  • Table 8 below shows a precoding matrix included in a precoding codebook that can be used for four layer transmission (ie, rank 4 transmission) in an uplink spatial multiplexing transmission scheme using four transmission antennas.
  • a total of 1 precoding matrix can be used for 4 transmit antenna rank 4 transmissions, which can be defined as an identity matrix.
  • a precoder to be applied to such an uplink transmission may be indicated.
  • one transport block (or codeword) of the PHICH from the base station succeeds in decoding (that is, ACK) and the other transport block (or Codeword) may assume a case indicating that decoding has failed (ie, NACK).
  • ACK transport block
  • the other transport block (or Codeword) may assume a case indicating that decoding has failed (ie, NACK).
  • a successful transport block (or codeword) is set to a zero transport block, and retransmission may be attempted for a transport block (or codeword) that failed to be transmitted.
  • two transport blocks when two transport blocks (or codewords) are transmitted, two transport blocks may be mapped to two, three, or four layers.
  • the first TB when two transport blocks (TB) are mapped to two layers, the first TB may be mapped to the first layer and the second TB may be mapped to the second layer.
  • the first TB When two TBs are mapped to three layers, the first TB may be mapped to the first layer and the second TB may be mapped to the second and third layers.
  • two TBs are mapped to four layers, the first TB may be mapped to the first and second layers, and the second TB may be mapped to the third and fourth layers.
  • HARQ retransmission induced (or triggered) by PHICH unlike the case where precoder information is explicitly indicated by UL grant PDCCH, information indicating which precoder to use is provided from the base station. It doesn't work. Therefore, there is a need for a method of selecting a precoder to be used in retransmission.
  • This embodiment relates to a method in which the terminal selects a precoder to be used for retransmission by itself.
  • Pre-coded spatial multiplexing in uplink transmission may operate by a precoded reference signal (eg, DMRS). That is, since the base station can obtain the precoded channel from the precoded reference signal, the terminal does not need to inform the base station what the precoder used for uplink transmission. However, in the FDD system, since the terminal cannot measure the uplink channel state, it is necessary for the base station capable of identifying the uplink channel state to select an appropriate precoder and inform the terminal of the selected precoder.
  • DMRS precoded reference signal
  • the strength of the uplink transmission signal (eg, signal to interference plus noise ratio (SINR) is calculated by the power of the selected precoder and the interference signal, and the SINR is the channel quality information of the uplink channel.
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • the base station may determine the MCS to be used for uplink transmission based on the uplink channel quality and instruct the terminal, etc. If the terminal does not use the precoder indicated by the base station. In this case, uplink transmission that is not appropriate for an uplink channel state may be performed, and the terminal may experience a performance degradation due to such CQI mismatch, and thus, when all transport blocks are retransmitted, the terminal selects itself.
  • a coder i.e., a precoder arbitrarily selected by the terminal without the indication of the base station
  • the decode of the transport block retransmitted by the base station is applied. It is a high likelihood to fail siding, and can be increased if the retransmission is performed.
  • the UE may consider selecting a precoder on its own for retransmission of one transport block.
  • the CQI of the retransmitted transport block can be improved. Therefore, even if the UE selects a precoder for retransmission of one transport block, it may be considered that the probability of the corresponding transport block being successfully decoded at the base station is high.
  • the terminal selects a precoder to be used for retransmission, uplink retransmission without additional instruction from the base station, although the probability of uplink transmission may increase and adversely affect other terminals. Since this can be performed in the simplest manner, it is advantageous in terms of reducing the complexity of the terminal operation.
  • This embodiment relates to a method for reusing an existing precoder when the terminal selects a precoder to be used for retransmission.
  • the base station transmits an uplink grant PDCCH to the terminal, and the terminal may perform uplink transmission using a precoder indicated by the uplink grant PDCCH. For example, by using a precoder indicated by an uplink grant PDCCH for scheduling uplink transmission of two transport blocks, the UE may transmit two transport blocks.
  • the precoder indicated in the previously received uplink grant PDCCH may be reused as it is. Since the precoder indicated by the uplink grant PDCCH is selected based on the uplink channel information estimated by the base station, the terminal may generate an appropriate beam pattern by using the indicated precoder. Although the uplink channel is considered to change over time, good performance can be expected when using the precoder indicated in the previous PDCCH.
  • the precoder arbitrarily selected by the UE is likely to be a precoder unsuitable for the uplink channel state, a problem such as CQI mismatching is likely to occur, while using a precoder indicated by the PDCCH, the performance is better. You can expect.
  • the precoder indicated in the previous uplink grant PDCCH may not be used as it is.
  • rank 3 or rank 4 transmission was performed in a previous transmission in which 2 transport blocks are transmitted. Since retransmission of 1 transport block performs maximum rank 2 transmission, the existing precoder cannot be used as it is.
  • the UE may select a column corresponding to a layer to which a transport block (or codeword) to be retransmitted is mapped in the precoding matrix indicated by the previous PDCCH and use the same for retransmission.
  • a beam suitable for the channel state can be generated, and the advantage of saving transmission power can be obtained. have.
  • the retransmission from the terminal can be obtained an advantage that the interference power for the uplink transmission from the other terminal is reduced.
  • This embodiment relates to a method in which a terminal selects a precoder to be used for retransmission, using a predetermined precoder according to a transmission rank. That is, when HARQ retransmission is performed by indicating NACK through PHICH, a precoder to be used for retransmission is not separately instructed. However, when a precoder to be used in this case is predetermined according to the transmission rank of retransmission, both the base station and the terminal Since the precoder knows which precoder is to be used for retransmission, the probability of successfully receiving the retransmission at the base station is increased. It is also possible to predetermine that different precoders are used for every retransmission to obtain spatial diversity gain.
  • the base station can know the precoder information to be used for the retransmission, and thus, a gain of multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheduling can be provided. For example, if the base station knows the precoder information to be used for retransmission from a certain terminal, when the uplink transmission is scheduled for another terminal, the precoder with less interference is considered in consideration of the precoder information of the terminal performing retransmission. The other terminal may be instructed.
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • a predetermined precoder is used in retransmitting one transport block in which NACK is indicated by the PHICH after initial transmission of two transport blocks.
  • a specific rule for selecting a predetermined precoder is used. Examples will be described. That is, since the rules for selecting a predetermined precoder described in the following embodiments are shared between the terminal and the base station, it is necessary to determine which precoder is selected and applied for the corresponding retransmission without separate signaling between the terminal and the base station. The base station can know.
  • This embodiment relates to a method of determining a precoder based on a redundancy version (RV) index upon retransmission.
  • RV redundancy version
  • the MCS level is fixed for every retransmission, but the RV index for HARQ operation has a different value for every retransmission.
  • the index of the precoding codebook is determined based on the RV index, the precoder to be used in the corresponding retransmission may be determined. Accordingly, it is possible to reliably determine which precoder is used for retransmission in both the base station and the terminal.
  • the RV index itself can be used as a codebook index.
  • the precoder corresponding to codebook index 0 may be used in the retransmission.
  • the precoder corresponding to codebook index 2 may be used in the retransmission.
  • the RV index to be retransmitted is 1 or 3
  • precoders corresponding to codebook indexes 1 and 3 may be used for retransmission.
  • the index i of the codebook may be determined as a function relationship with the RV index r as a variable.
  • the index i of the codebook that determines the precoder to be used for retransmission may be determined as in Equation 12 below.
  • Equation 12 a may be set to a value of 1, 2, 3, 4, or the like, and b may be set to a value of 0, 1, 2, 3, or the like.
  • codebook indexes (i) 0 to 5 exist for rank 1
  • codebook indexes for rank 2 ( i) 0 is present.
  • codebook indexes (i) 0 to 23 exist for rank 1
  • codebook indexes (i) 0 to 15 exist for rank 2
  • codebook index (i) for rank 3. 0-11 are present, and codebook index (i) 0 exists for rank 4.
  • a and b may be determined as a value at which an appropriate codebook index i may be selected in consideration of the value of one of 0, 1, 2, and 3, in which the RV index r has a value. .
  • the codebook index i becomes 6 or more according to Equation 12, and retransmits on the codebook as shown in Table 4 below.
  • the precoder to be used cannot be selected.
  • the value of a can be set to 2 or more to obtain diversity in beam direction by the precoder to be applied. have.
  • a method of pre-determining codebook indices used for retransmission and mapping the predetermined codebook indices to the RV index may be considered.
  • a table that maps predetermined codebook indices and RV indices may be created, and a precoder corresponding to a codebook index mapped to the RV index in retransmission may be used for retransmission.
  • a codebook index to be used for retransmission may be determined as 0, 1, 2, and 3, and each codebook index may be mapped to RV indexes 0, 1, 2, and 3, respectively. Accordingly, when a subpacket corresponding to RV index 2 is transmitted in a retransmission, a precoder corresponding to codebook index 2 may be used.
  • the codebook indices may be previously determined such that a long distance is selected among the precoders used for each retransmission so that beam randomization is achieved during retransmission.
  • a distance between two precoders may mean that a direction of a beam generated by one precoder is different from a direction of a beam generated by another precoder.
  • the codebook indexes may be determined as 0, 4, 8, and 12 in advance, and each codebook index may be mapped to the RV indexes 0, 1, 2, and 3. Accordingly, when a subpacket corresponding to RV index 2 is transmitted in a certain retransmission, a precoder corresponding to codebook index 8 may be used.
  • the codebook used may be a codebook according to the rank value to be retransmitted. For example, in the case of 2 transmit antennas, if the retransmission is rank 1, the codebook index may be determined based on the RV index in the codebook for the case of rank 1 of Table 4 above. Alternatively, in the case of 4 transmit antennas, the codebook index may be determined based on the RV index in the codebook of Table 5 when the retransmission is Rank 1 transmission, and the RV in the codebook of Table 6 when the retransmission is Rank 2 transmission. The codebook index may be determined based on the index.
  • This embodiment relates to a method of determining a precoder based on an RB index during retransmission.
  • One or more RBs may be used for retransmission, of which the index of one RB (eg, the lowest RB index or the highest RB index) may be specified. If the mapping relationship between the RB index and the codebook index is set, the precoder to be used for retransmission in the precoding codebook may be determined as one RB index is determined.
  • the RB index itself may be used as a codebook index. If one RB index is determined among the RBs to be used for retransmission, a precoder corresponding to a codebook index having the same value as the RB index may be used for retransmission.
  • a function relationship between the RB index and the codebook index may be set in advance, and a method of deriving the codebook index using the RB index as a variable may be applied.
  • the codebook index codebook_index may be determined by modulo operation on the RB index RB_index as shown in Equation 13 below.
  • modulo (RB_index, a) may be expressed as RB_index mod a.
  • retransmission may be performed using the same RB allocation and the same MCS as the initial transmission. Therefore, the same RBs are used for every retransmission.
  • the rule for determining the index of one RB among the RBs used for retransmission is fixed (for example, always determined as the lowest RB index)
  • the same precoder may be used for each retransmission. Accordingly, a method of selecting a different RB index among one or more RBs used for retransmission for each retransmission (assuming that a rule for selecting an RB index is shared in advance between a base station and a terminal) and determining a codebook index mapped thereto You can also apply. This allows different precoders to be used for every retransmission.
  • a precoder to be used for transmission / retransmission may be indicated by the uplink grant PDCCH.
  • the precoder to be used for the retransmission since the precoder to be used for the retransmission is not indicated by the base station, it is necessary to determine which precoder will be used.
  • the same precoder as in the transmission by the uplink grant may be reused.
  • the precoder to be used for retransmission may be determined according to various methods proposed by the present invention. For example, the UE selects a precoder to be used for retransmission by itself, uses some column of the precoder used in the previous transmission, or a predetermined precoder regardless of the precoder indicated in the most recent PDCCH. Can be used for retransmission.
  • a rule for determining the precoder may be defined as described in Embodiment 3 of the present invention described above.
  • the precoder to be used for retransmission should be selected to maximize the power of the power amplifier installed in the terminal.
  • the predetermined precoder may be selected from a codebook corresponding to the retransmission rank. For example, the precoder may be selected based on the RV index within the codebook for the two transmit antennas. Alternatively, a precoder of a codebook index corresponding to a value obtained by multiplying the RV index by 4 in the codebook for the 4 transmitting antennas may be selected. Alternatively, the precoder may be selected based on the RB index used for retransmission.
  • the rule for selecting a precoder may be in accordance with various embodiments described above.
  • the base station may transmit the uplink grant control information to the terminal through the PDCCH.
  • the UE may acquire an uplink grant through PDCCH decoding.
  • the uplink grant control information of steps S1011 and S1021 may include scheduling information (resource allocation information, precoder information, etc.) for a plurality of data blocks (transport blocks or codewords) from the terminal.
  • the UE may transmit a plurality of data blocks to the base station through the PUSCH based on the scheduling information included in the uplink grant control information.
  • the number of data blocks may be two.
  • initial transmission of uplink multiple data blocks may be performed by mapping two data blocks to at least two layers and mapping at least two layers to two or four transmit antennas.
  • a precoding matrix indicated by uplink grant control information may be applied.
  • the base station may receive a plurality of data blocks transmitted through the PUSCH and attempt to decode each data block.
  • step S1013 the base station fails to decode some of the data blocks (for example, one of two data blocks) of the plurality of data blocks, and accordingly, in step S1014, the NACK for the data block that failed to decode is received.
  • Control information indicating may be transmitted to the terminal through the PHICH.
  • ACK may be indicated for the remaining data blocks except for some of the data blocks.
  • the UE may receive control information indicating a NACK for some data blocks of the plurality of data blocks transmitted in step S1022 from the base station through the PHICH.
  • control information through the PHICH does not include information on a precoding matrix to be applied to the retransmission.
  • the UE may select a precoding matrix to be applied to retransmission, and various examples proposed by the present invention may be applied as a method of selecting the precoding matrix.
  • the precoding matrix to be applied to the data block to be retransmitted may be selected according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station, and the codebook index is based on the RV index of the retransmitted data block or the index of the RB used for retransmission. Is determined, and a precoding matrix corresponding to the determined codebook index may be applied to retransmission.
  • step S1025 the UE may retransmit the data block indicated by NACK by applying the precoding matrix selected in step S1024.
  • step S1015 the base station may attempt to decode by receiving the retransmitted data block.
  • the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time, and overlapping content is clarity. The description is omitted for the sake of brevity.
  • the same principle proposed in the present invention may be applied to the uplink transmission / reception method from the repeater to the base station and the uplink transmission / reception method from the terminal to the relay.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a base station apparatus and a terminal apparatus according to the present invention.
  • the base station apparatus 1110 may include a reception module 1111, a transmission module 1112, a processor 1113, a memory 1114, and a plurality of antennas 1115.
  • the plurality of antennas 1115 means a base station apparatus that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 1111 may receive various signals, data, and information on uplink from the terminal.
  • the transmission module 1112 may transmit various signals, data, and information on a downlink to the terminal.
  • the processor 1113 may control the overall operation of the base station apparatus 1110.
  • the base station apparatus 1110 may be configured to receive uplink data transmitted in a HARQ scheme in a wireless communication system supporting MIMO transmission.
  • the processor 1113 of the base station apparatus may be configured to transmit an uplink grant to the terminal through the transmission module 1112.
  • the processor 1113 may be configured to receive a plurality of data blocks transmitted based on an uplink grant from the terminal through the receiving module 1111.
  • the processor 1113 may be configured to transmit, to the terminal, control information indicating NACK for some of the data blocks of the plurality of data blocks through the transmission module 1112.
  • the processor 1113 may be configured to receive, via the receiving module 1111, a data block in which a NACK is indicated and retransmitted from the terminal.
  • the precoding matrix selected by the terminal may be applied to the retransmission of the data block according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station.
  • the processor 1113 of the base station apparatus 1110 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 1110, information to be transmitted to the outside, and the like.
  • the memory 1114 stores the processed information and the like for a predetermined time. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal device 1120 may include a reception module 1121, a transmission module 1122, a processor 1123, a memory 1124, and a plurality of antennas 1125.
  • the plurality of antennas 1125 refers to a terminal device that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 1121 may receive various signals, data, and information on downlink from the base station.
  • the transmission module 1122 may transmit various signals, data, and information on the uplink to the base station.
  • the processor 1123 may control operations of the entire terminal device 1120.
  • the terminal device 1120 may be configured to transmit uplink data in a HARQ scheme in a wireless communication system supporting MIMO transmission.
  • the processor 1123 of the terminal device may be configured to transmit a plurality of data blocks to the base station through the transmission module 1122 based on the uplink grant.
  • the processor 1123 may be configured to receive, from the base station, control information indicating a NACK for some of the data blocks of the plurality of data blocks through the receiving module 1121.
  • the processor 1123 may be configured to select a precoding matrix to be applied to the data block indicated by NACK according to a predetermined rule shared between the terminal and the base station.
  • the processor 1123 may be configured to retransmit the data block indicated by the NACK to the base station through the transmission module by applying the selected precoding matrix.
  • the processor 1123 of the terminal device 1120 performs a function of processing the information received by the terminal device 1120, information to be transmitted to the outside, and the memory 1124 performs a predetermined time for calculating the processed information and the like. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the description of the base station apparatus 1110 may be equally applicable to a relay apparatus as a downlink transmission entity or an uplink reception entity, and the description of the terminal device 1120 may be used for downlink reception. The same may be applied to the relay apparatus as a subject or an uplink transmission subject.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 상향링크 다중 안테나 전송에 대한 프리코딩 정보를 결정하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 HARQ 방식으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법은, 상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 기지국으로 전송하는 단계; 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 NACK을 지시하는 제어정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 단말과 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하는 단계; 및 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 NACK 이 지시된 데이터 블록을 기지국으로 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

상향링크 다중 안테나 전송에 대한 프리코딩 정보를 결정하는 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 상향링크 다중 안테나 전송에 대한 프리코딩 정보를 결정하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 다중 전송 안테나와 다중 수신 안테나를 이용하여 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 무선 통신 시스템의 전송단(transmitter) 혹은 수신단(receiver)에서 다중 안테나를 사용하여 용량을 증대시키거나 성능을 개선하는 기술이다. MIMO 기술은 다중 안테나 기술이라고 칭할 수도 있다.
다중 안테나 전송 기법을 사용시 동시에 전송되는 N 개의 데이터 스트림을 하나의 채널 인코딩 블록을 이용하여 전송하는 단일 코드워드(Single CodeWord, SCW) 방식과 N 개의 데이터 스트림을 M(여기서, M 은 항상 N보다 작거나 같다)개의 채널 인코딩 블록을 이용하여 전송하는 다중 코드워드(Multiple CodeWord, MCW) 방식이 있다. 이때, 각 채널 인코딩 블록은 독립적인 코드워드를(Codeword)를 생성하며 각 코드워드는 독립적인 에러검출이 가능하도록 설계된다. 각각의 코드워드는 하나 이상의 레이어에 매핑될 수 있고, 각각의 레이어는 전송 안테나에 매핑되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 레이어가 어떤 전송 안테나에 매핑되는 관계는 프리코더(precoder) 정보에 의하여 결정된다.
다중 코드워드를 전송하는 시스템에서 수신측에서는 각각의 코드워드의 검출 (또는 디코딩) 성공/실패를 송신측에게 알려주는 것이 요구된다. 이를 위해서 수신측에서는 각각의 코드워드에 대한 하이브리드자동재전송요구(Hybrid Automatic Repeat reQuest; HARQ) 확인응답 (ACK/NACK) 신호를 송신측에게 전송할 수 있다.
기존의 단일 안테나를 통한 상향링크 데이터 전송의 경우에, 단일 코드워드 전송이 지원될 수 있다. 또한, 단일 안테나 상향링크 전송에 대해서 동기식(synchronous) HARQ 방식이 적용될 수 있으며, 재전송시의 변조및코딩기법(Modulation and Coding Scheme; MCS) 등의 변경 여부에 따라서 적응적(adaptive) 또는 비-적응적(non-adaptive) HARQ 방식이 적용될 수 있다.
기존의 3GPP LTE 시스템에서는 단일 안테나를 갖는 단말의 상향링크 단일 코드워드 전송에 대한 HARQ 동작에 대해서만 정의하고 있으므로, 다중 안테나를 갖는 단말의 상향링크 다중 코드워드 전송 및 재전송에 대한 HARQ 동작 및 이를 지원하기 위한 제어정보의 구성 방안을 정의하는 것이 요구된다.
본 발명은 상향링크 다중 안테나 전송에 있어서 HARQ 재전송 동작 시에 프리코더를 선택하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
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.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법은, 상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 기지국으로 전송하는 단계; 상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하는 단계; 및 상기 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 기지국으로 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신하는 방법은, 단말에게 상향링크 그랜트를 전송하고, 상기 상향링크 기초하여 전송되는 복수개의 데이터 블록을 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 단말로 전송하는 단계; 및 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 상기 단말에서 선택된 프리코딩 행렬이 적용되어 재전송되는 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 상향링크 데이터를 전송하는 단말은, 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는, 상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 상기 전송 모듈을 통하여 상기 기지국으로 전송하고; 상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 수신 모듈을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하고; 상기 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 전송 모듈을 통하여 상기 기지국으로 재전송하도록 구성될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신하는 기지국은, 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 상향링크 그랜트를 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여 상기 상향링크 기초하여 전송되는 복수개의 데이터 블록을 상기 단말로부터 수신하고; 상기 전송 모듈을 통하여 상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 단말로 전송하고; 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 상기 단말에서 선택된 프리코딩 행렬이 적용되어 재전송되는 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다
본 발명에 따른 상기 실시예들에 대하여 다음의 사항이 공통적으로 적용될 수 있다.
상기 미리 정해진 규칙은 상기 재전송되는 데이터 블록의 리던던시 버전의 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고, 상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택될 수 있다. 여기서, 상기 미리 정해진 규칙은 i=a×r+b 를 만족하고, i 는 상기 코드북 인덱스이고, r 은 상기 리던던시 버전의 인덱스이고, a 및 b 는 상기 단말의 전송 안테나의 개수에 따라서 결정될 수 있다.
상기 미리 정해진 규칙은 상기 데이터 블록의 재전송에 사용되는 자원블록의 인덱스의 가장 낮은 인덱스 또는 가장 높은 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고, 상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택될 수 있다. 여기서, 상기 미리 정해진 규칙은, i=modulo(RB_index, a) 를 만족하고, i 는 상기 코드북 인덱스이고, RB_index 는 상기 자원블록의 인덱스이고, a 는 상기 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들의 개수에 따라 결정될 수 있다.
상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 HARQ지시자채널(PHICH)를 통하여 전송되고, 상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 상기 재전송에 사용될 프리코딩 행렬에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 상향링크 다중 안테나 전송에 있어서 HARQ 재전송 동작 시에 프리코더를 선택하는 방안이 제공될 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.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸 예시도이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 이동통신 시스템에서 SC-FDMA 전송 방식과 OFDMA 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 상향링크 다중 코드워드 기반 MIMO 전송 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 상향링크 복수 데이터 블록의 HARQ 방식의 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 본 문서에서 기지국이라는 용어는 셀 또는 섹터를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 한편, 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다. 본 문서에서 상향링크 전송 주체는 단말 또는 중계기를 의미할 수 있고, 상향링크 수신 주체는 기지국 또는 중계기를 의미할 수 있다. 유사하게, 하향링크 전송 주체는 기지국 또는 중계기를 의미할 수 있고, 하향링크 수신 주체는 단말 또는 중계기를 의미할 수 있다. 다시 말하자면, 상향링크 전송은 단말로부터 기지국으로의 전송, 단말로부터 중계기로의 전송, 또는 중계기로부터 기지국으로의 전송을 의미할 수 있다. 유사하게, 하향링크 전송은 기지국으로부터 단말로의 전송, 기지국으로부터 중계기로의 전송, 중계기로부터 단말로의 전송을 의미할 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
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.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (Subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸 예시도이다. 이는 OFDM 심볼이 일반 CP로 구성된 경우이다. 도 2를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록은 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(RE)라 한다. 예를 들어, 자원 요소 a(k,l)은 k번째 부반송파와 l번째 OFDM 심볼에 위치한 자원 요소가 된다. 일반 CP의 경우에, 하나의 자원블록은 12×7 자원요소를 포함한다 (확장된 CP의 경우에는 12×6 자원요소를 포함한다). 각 부반송파의 간격은 15kHz이므로, 하나의 자원블록은 주파수영역에서 약 180kHz을 포함한다. NDL은 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수이다. NDL의 값은 기지국의 스케줄링에 의해 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 따라 결정될 수 있다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 전송의 기본 단위는 하나의 서브프레임이 된다. 즉, 2 개의 슬롯에 걸쳐 PDCCH 및 PDSCH가 할당된다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.
반송파 병합
일반적인 무선 통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 예를 들어, 단일 반송파를 기반으로, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 각각 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적인 무선 통신 시스템이 제공될 수 있다.
ITU(International Telecommunication Union)에서는 IMT-Advanced의 후보기술이 기존의 무선 통신 시스템에 비하여 확장된 대역폭을 지원할 것을 요구하고 있다. 그러나, 전세계적으로 일부 지역을 제외하고는 큰 대역폭의 주파수 할당이 용이하지 않다. 따라서, 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 반송파 병합(Carrier Aggregation; 대역폭 병합(Bandwidth Aggregation) 또는 스펙트럼 병합(Spectrum Aggregation)이라고도 함) 기술이 개발되고 있다.
반송파 병합은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다. 반송파 병합이란 기존의 무선 통신 시스템(예를 들어, 3GPP LTE-Advanced 시스템의 경우에는 3GPP LTE 릴리즈 8 또는 9 시스템)에서 정의되는 대역폭 단위의 반송파들의 복수개의 묶음을 통하여 단말과 기지국간에 데이터를 교환할 수 있도록 하는 기술이다. 여기서, 기존의 무선 통신 시스템에서 정의되는 대역폭 단위의 반송파를 구성반송파(Component Carrier; CC) 또는 셀(cell)이라고 칭할 수 있다. 상향링크 및 하향링크 각각에서 하나 이상의 셀(또는 구성반송파)를 이용하는 반송파 병합 기술 적용될 수 있다. 반송파 병합 기술은 하나의 셀(또는 구성반송파)가 5MHz, 10MHz 또는 20MHz의 대역폭을 지원하더라도 최대 5 개의 셀(또는 구성반송파)를 묶어 최대 100MHz 까지의 시스템 대역폭을 지원하는 기술을 포함할 수 있다.
다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링
MIMO 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템이다. MIMO 기술은 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고, 복수개의 안테나를 통해 수신되는 복수개의 데이터 조각들을 조합하여 전체 데이터를 수신할 수 있다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다. 도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 N T 개로, 수신 안테나의 수를 N R 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(R o )에 레이트 증가율(R i )이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2011004536-appb-M000001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 N T 개의 송신 안테나와 N R 개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, N T 개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 N T 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2011004536-appb-M000002
각각의 전송 정보
Figure PCTKR2011004536-appb-I000001
는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2011004536-appb-I000002
라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2011004536-appb-M000003
또한,
Figure PCTKR2011004536-appb-I000003
는 전송 전력의 대각행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000004
를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2011004536-appb-M000004
전송전력이 조정된 정보 벡터(information vector)
Figure PCTKR2011004536-appb-I000005
에 가중치 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000006
가 적용되어 실제 전송되는 N T 개의 송신신호
Figure PCTKR2011004536-appb-I000007
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000008
는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.
Figure PCTKR2011004536-appb-I000009
는 벡터
Figure PCTKR2011004536-appb-I000010
를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2011004536-appb-M000005
여기에서,
Figure PCTKR2011004536-appb-I000011
는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.
Figure PCTKR2011004536-appb-I000012
는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
한편, 송신신호 x 는 2 가지 경우(예를 들어, 공간 다이버시티 및 공간 다중화)에 따라 다른 방법으로 고려될 수 있다. 공간 다중화의 경우, 상이한 신호가 다중화되고 다중화된 신호가 수신측으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소(element)가 상이한 값을 가진다. 한편, 공간 다이버시티의 경우에는, 동일한 신호가 복수개의 채널 경로를 통하여 반복적으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소가 동일한 값을 가진다. 물론, 공간 다중화 및 공간 다이버시티 기법의 조합 역시 고려할 수 있다. 즉, 동일한 신호가 예를 들어 3 개의 전송 안테나를 통해 공간 다이버시티 기법에 따라 전송되고, 나머지 신호들은 공간 다중화되어 수신측으로 전송될 수도 있다.
N R 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2011004536-appb-I000013
은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2011004536-appb-M000006
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을
Figure PCTKR2011004536-appb-I000014
로 표시하기로 한다.
Figure PCTKR2011004536-appb-I000015
에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
도 5(b)에 N T 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시하였다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 N T 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2011004536-appb-M000007
따라서, N T 개의 송신 안테나로부터 N R 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2011004536-appb-M000008
실제 채널에는 채널 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000016
를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. N R 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2011004536-appb-I000017
은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2011004536-appb-M000009
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2011004536-appb-M000010
채널 상태를 나타내는 채널 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000018
의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000019
에서 행의 수는 수신 안테나의 수 N R 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N T 와 같다. 즉, 채널 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000020
는 행렬이 N R ×N T 된다.
행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬
Figure PCTKR2011004536-appb-I000021
의 랭크(
Figure PCTKR2011004536-appb-I000022
)는 다음과 같이 제한된다.
수학식 11
Figure PCTKR2011004536-appb-M000011
MIMO 전송에 있어서 '랭크(Rank)' 는 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
한편, 전술한 MIMO 전송 기법들과 관련하여, 코드북 기반 프리코딩 기법에 대하여 설명한다. 도 6은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
코드북 기반 프리코딩 방식에 따를 경우 송수신단은 전송 랭크, 안테나 개수 등에 따라 미리 정해진 소정 개수의 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 정보를 공유하게 된다. 즉, 피드백 정보가 유한한(finite) 경우에 프리코딩 기반 코드북 방식이 사용될 수 있다. 수신단은 수신 신호를 통해 채널 상태를 측정하여, 상술한 코드북 정보를 기반으로 유한한 개수의 선호하는 프리코딩 행렬 정보(즉, 해당 프리코딩 행렬의 인덱스)를 송신단에 피드백할 수 있다. 예를 들어, 수신단에서는 ML(Maximum Likelihood) 또는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식으로 수신 신호를 측정하여 최적의 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 도 6에서는 수신단이 송신단에 프리코딩 행렬 정보를 코드워드별로 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
수신단으로부터 피드백 정보를 수신한 송신단은 수신된 정보에 기반하여 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬을 선택한 송신단은 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 선택된 프리코딩 행렬을 곱하는 방식으로 프리코딩을 수행하며, 프리코딩이 수행된 전송 신호를 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다.
송신단에서 프리코딩되어 전송된 신호를 수신한 수신단은 송신단에서 이루어진 프리코딩의 역처리를 수행하여 수신 신호를 복원할 수 있다. 일반적으로 프리코딩 행렬은 U*UH = I와 같은 유니터리 행렬(U) 조건을 만족하는바, 상술한 프리코딩의 역처리는 송신단의 프리코딩에 이용된 프리코딩 행렬(P)의 에르미트(Hermit) 행렬 (PH)을 수신 신호에 곱하는 방식으로 이루어질 수 있다.
SC-FDMA 전송 및 OFDMA 전송
도 7는 이동통신 시스템에서 SC-FDMA 전송 방식과 OFDMA 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다. SC-FDMA 전송 방식은 상향링크 전송에 이용될 수 있고, OFDMA 전송 방식은 하향링크 전송에 이용될 수 있다.
상향링크 신호 전송 주체 (예를 들어, 단말) 및 하향링크 신호 전송 주체 (예를 들어, 기지국) 모두 직렬-병렬 변환기(Serial-to-Parallel Converter; 701), 부반송파 맵퍼(703), M-포인트 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(704) 및 병렬-직렬 변환기(Parallel-to- Serial Converter; 705)를 포함하는 점에 있어서는 동일하다. 직렬-병렬 변환기(701)에 입력되는 입력 신호는 채널 코딩 및 변조된 데이터 심볼이다. 다만, SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 사용자 기기는 N-포인트 DFT (Discrete Fourier Transform) 모듈(702)을 추가적으로 포함하여, M-포인트 IDFT 모듈(704)의 IDFT 처리 영향을 일정 부분 상쇄함으로써 전송 신호가 단일 반송파 특성을 가지도록 할 수 있다. 즉, DFT 모듈(702)에서는 입력된 데이터 심볼을 DFT 확산시킴으로써 상향링크 전송에서 요구되는 단일 반송파 특성(single carrier property)을 만족하도록 할 수 있다. 이러한 SC-FDMA 전송 방식은 기본적으로 양호한 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 또는 CM(Cubic Metric)을 제공하여, 상향링크 송신기가 전력 제한 상황인 경우에도 보다 효율적으로 전송을 할 수 있도록 하여, 사용자 수율을 향상시킬 수 있다.
HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest)
도 8을 참조하여 상향링크 단일 코드워드 전송에 대한 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 동작에 대하여 설명한다.
단말(UE)이 HARQ 방식으로 데이터를 기지국(eNB)으로 전송할 수 있도록, 기지국은 단말에게 PDCCH를 통해서 상향링크 그랜트(UL grant) 정보 또는 상향링크 스케줄링 정보를 전송할 수 있다(단계 S801). 일반적으로 UL 스케줄링 정보에는 단말 식별자(C-RNTI 또는 Semi-Persistent Scheduling C-RNTI), 단말 식별자로 지시되는 단말에 할당될 무선자원의 정보(Resource block assignment), 전송 파라미터(Modulation Coding Scheme(MCS) and Redundancy Version(RV)), NDI(New Data Indicator) 등이 포함될 수 있다.
이와 관련하여, 단말의 MAC(Medium Access Control) 계층에는 HARQ 동작을 관리하는 HARQ 개체(HARQ entity)가 존재하고, HARQ 개체는 복수개(예를 들어, 8개)의 HARQ 프로세스들을 관리할 수 있다.
복수개의 HARQ 프로세스들을 시간에 따라 동기식(synchronous)으로 작동할 수 있다. 즉, 매 TTI마다 각각의 HARQ 프로세스들이 동기적으로 할당될 수 있다. 예를 들어, 8 개의 HARQ 프로세스가 존재하는 경우, TTI 1에서는 HARQ 프로세스 1번, TTI 2에서는 HARQ 프로세스 2번,..., TTI 8에서는 HARQ 프로세스 8번이 사용되고, 다시 TTI 9에서는 HARQ 프로세스 1번, TTI 10에서는 HARQ 프로세스 2번이 사용되는 방식으로 각각의 데이터 수신 시점에 따라 특정 HARQ 프로세스가 순차적으로 할당될 수 있다. 또한, 복수개의 HARQ 프로세스 각각은 독립된 HARQ 버퍼를 가질 수 있다. 동기식 HARQ 동작은 고정적인 왕복시간(Round Trip Time; RTT)를 가지는 것으로 표현할 수도 있다. 예를 들어, 동기식 HARQ 동작은 고정된 8 TTI (8ms) 의 재전송 주기를 가지는 것으로 표현할 수 있다.
HARQ 프로세스들은 전술한 바와 같이 시간에 따라 동기적으로 할당되기 때문에, HARQ 개체는 특정 데이터의 상향링크 초기 전송을 위한 PDCCH를 수신 받은 경우, 수신 받은 시점(TTI)과 관련된 HARQ 프로세스가 상기 데이터의 전송할 수 있도록 HARQ 프로세스를 관리할 수 있다. 예를 들면, 단말이 N번째 TTI에서 UL 스케줄링 정보를 포함한 PDCCH를 수신하였다고 가정하면, 단말은 N+4번째 TTI에서 데이터를 전송할 수 있다. 다시 말해, N+4번째 TTI에서 할당되는 HARQ 프로세스 K번이 상기 데이터 전송에 이용될 수 있다. 단말은 매 TTI마다 UL 스케줄링 정보가 전송되는 PDCCH를 모니터링(monitoring)해서 자신에게 오는 UL 스케줄링 정보를 확인한 후, UL 스케줄링 정보에 따라 단말은 데이터를 PUSCH를 통해 기지국으로 전송할 수 있다(단계 S802).
단말은 UL 스케줄링 정보에 따라 데이터를 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit) 형식으로 생성한 후, HARQ 버퍼에 저장하고, 전송 시점에서 상기 MAC PDU를 기지국으로 전송할 수 있다. 그리고, 상기 MAC PDU 전송에 대한 기지국으로부터의 HARQ 피드백을 기다릴 수 있다.
기지국은 단말로부터 데이터를 수신하면 이를 소프트 버퍼(soft buffer)에 저장한 후 수신된 데이터의 디코딩을 시도한다. 기지국은 수신된 데이터의 디코딩에 성공하면 ACK 신호를, 실패하면 NACK 신호를 생성할 수 있다. 기지국은 생성된 ACK/NACK 신호를 단말에게 전송할 수 있다. 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 정보를 전송하는 하향링크 채널은 물리HARQ지시자채널(Physical HARQ Indicator Channel; PHICH)이다. 도 8에서는 기지국이 데이터 디코딩에 실패하여 NACK 신호를 통해 전송하는 예를 도시하고 있다(단계 S803).
만약 기지국으로부터 MAC PDU에 대한 HARQ NACK이 전송된 경우에는, 단말은 HARQ 버퍼에 저장된 동일한 MAC PDU를 동일한 형식 또는 새로운 형식으로 지정된 시점에서 재전송할 수 있다(S804). 즉, N 번째 TTI에서 HARQ NACK을 수신하였다면, N+4번째 TTI에서 해당 HARQ 프로세스의 HARQ 버퍼에 저장되어 있는 MAC PDU를 재전송할 수 있다. 반면에 단말이 기지국으로부터 ACK 신호를 수신하면 기지국으로의 데이터 전송이 성공했음을 감지하고 다음 데이터를 전송하고, 단말은 상기 데이터에 대한 HARQ 재전송을 중지할 수 있다. 단말이 기지국으로부터 ACK 신호를 수신하더라도 단말은 HARQ 버퍼를 비우(flush)지는 않는다.
단말의 HARQ 재전송은 비-적응적(non-adaptive) 방식으로 동작할 수 있다. 비-적응적 방식의 HARQ 재전송 동작에서는 다음번 해당 HARQ 프로세스가 할당된 TTI에서 첫번째 전송과 동일한 UL 스케줄링 정보를 이용하여, 데이터를 재전송할 수 있다. 즉, 이전 전송에 사용된 자원블록(RB) 할당, MCS 및 전송 모드를 변화시키지 않고 재전송에서 동일하게 사용할 수 있다. 즉, 특정 데이터의 초기 전송은 UL 스케줄링 정보(UL grant)를 포함하는 PDCCH를 수신해야만 가능하지만, 재전송은 PDCCH(UL grant)를 수신하지 않아도 가능하다. 따라서, 동기식 및 비-적응적 HARQ 동작을 적용하는 경우에는, 기지국은 재전송을 위한 UL grant PDCCH 를 기본적으로 전송하지 않을 수 있다.
한편, 단말의 HARQ 재전송은 적응적(adaptive) 방식으로 동작할 수도 있다. 이 경우 재전송에 대한 전송 파라미터를 PDCCH를 통해 수신하는데, 상기 PDCCH에 포함된 UL 스케줄링 정보는 채널 상황에 따라 초기 전송과는 다를 수 있다. 예를 들면, 채널 상황이 초기 전송 때보다 좋은 상황이라면 높은 비트 레이트(bit Rate)로의 전송을 지시하고, 반대로 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 초기 전송 때보다 낮은 비트 레이트로의 전송을 지시할 수 있다.
만약 단말이 UL 스케줄링 정보를 수신한 경우, 이번에 전송해야 하는 데이터가 초기전송(initial transmission)되는 데이터인지 아니면 이전 데이터를 재전송 (retransmission)해야 하는지는 PDCCH 안에 있는 NDI(New Data Indicator) 필드를 보고 알 수 있다. NDI 필드는 1 비트 필드로서 새로운 데이터가 전송될 때마다 0 → 1 → 0 → 1 → 0 ... 으로 토글링(toggling)되며, 재전송에 대해서는 초기전송과 같은 값을 갖는다. 즉, 단말은 NDI 필드가 이전에 전송된 값과 같은지를 비교하여 데이터의 재전송 여부를 알 수 있다.
또한, 단말은 기지국으로부터의 UL 스케줄링 정보(UL 그랜트)의 NDI 의 값이 해당 HARQ 프로세스의 이전 전송에 비하여 토글되지 않으면 HARQ 버퍼의 데이터를 유지(keep)하고, NDI 가 토글되는 경우에 HARQ 버퍼를 비운다(flush).
또한, 단말은 HARQ 방식으로 한 번의 데이터 전송 때 마다 전송 횟수 (CURRENT_TX_NB)를 1씩 증가시키고, CURRENT_TX_NB가 상위 계층에서 설정한 최대 전송 횟수 값에 도달하게 되면 HARQ 버퍼에 있는 MAC PDU를 버린다.
한편, 기지국은 재전송된 데이터를 수신하면, 이를 이전에 디코딩에 실패한 채로 소프트 버퍼에 저장되어 있는 데이터와 다양한 방식으로 결합하여 다시 디코딩을 시도하고, 디코딩에 성공했을 경우 ACK 신호를, 실패했을 경우 NACK 신호를 단말에 전송할 수 있다. 기지국은 데이터의 디코딩에 성공할 때까지 NACK 신호를 보내고 재전송을 받는 과정을 반복할 수 있다. 도 8의 예에서 기지국은 단계 S804에서 재전송된 데이터를 이전에 수신되어 저장된 데이터와 결합을 통해 디코딩을 시도할 수 있다. 기지국이 수신 데이터 디코딩에 성공한 경우 ACK 신호를 PHICH를 통해 단말에게 전송할 수 있다(단계 S805). 또한 기지국은 단말에게 다음 데이터 전송을 위한 UL 스케줄링 정보를 PDCCH를 통해 전송할 수 있으며, 이 UL 스케줄링 정보가 적응형 재전송을 위해 이용되는 것이 아니라 새로운 데이터 전송을 위해 이용하는 것임을 알려 주기 위해 NDI를 1로 토글링하여 전송할 수 있다(단계 S806). 이에 따라 단말은 기지국에 새로운 데이터를 수신된 UL 스케줄링 정보에 대응하는 PUSCH를 통해 전송할 수 있다(단계 S807).
전술한 바와 같은 HARQ를 통한 데이터 패킷 전송 동작에 있어서, 송신단에서는 데이터 패킷을 소정의 크기의 서브 패킷(sub-packet)으로 변환하여, 서브 패킷 단위로 초기 전송 및 재전송이 수행될 수 있다. 수신단에서는 여러 개의 서브 패킷을 결합하여 데이터 패킷의 디코딩을 시도할 수 있다.
HARQ 방식에 의한 초기 전송과 재전송에 사용되는 여러 개의 서브 패킷은 하나의 코드워드 패킷으로부터 생성된다. 이때 생성된 여러 개의 서브 패킷들은 서브 패킷의 길이와 서브 패킷의 시작 위치로 그 구별이 가능하다. 이처럼 구별이 가능한 서브 패킷을 리던던시 버전(redundancy version; RV)이라고 한다.
상향링크 그랜트 PDCCH 에 의해서 상향링크 전송/재전송이 수행되는 경우에는, 상향링크 그랜트 PDCCH를 통해서 특정 RV 의 전송을 지시할 수 있다. 또는, PHICH에서 NACK 이 지시되는 경우에 수행되는 재전송은 비-적응적 HARQ 방식으로 동작하게 되는데, 미리 정해진 패턴에 따라 재전송될 RV 가 달라질 수 있다. 예를 들어, 전송될 RV 에 대한 미리 정해진 패턴은 RV 인덱스 0, 2, 1, 3 의 순서로 정해질 수 있다.
상향링크 SU-MIMO 전송에 대한 HARQ 동작
기존의 3GPP LTE 시스템(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-8 시스템)에서는, 단말로부터 기지국으로의 상향링크 신호 전송에 다중 안테나 전송 기법을 적용하는 경우 PAPR(Peak-to-Average Ratio)/CM(Cubic Metric) 특성 열화 문제 등으로 인하여, 기지국으로부터 단말로의 하향링크 신호 전송에 대해서만 다중 안테나 전송 기법을 규정하고 있다. 다만, 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크 신호에 대해서도 전송률 증대, 다이버시티 이득 획득 등을 위해 다중 안테나 전송 기법을 적용하는 방향으로 논의되고 있으며, 3GPP LTE 시스템의 후속 표준(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-10 또는 후속 릴리즈, 또는 3GPP LTE-A)에서는 상향링크 신호 전송에도 다중 안테나 전송 기법을 적용하는 방안에 대해 논의되고 있다.
상향링크 다중 안테나 전송에 적용할 수 있는 기술로서, 공간 다중화(spatial multiplexing)를 목적으로, 하나의 단말 상의 다중 전송 스트림 또는 다중 전송 레이어 전송 방식을 적용할 수 있는데, 이를 SU-MIMO 방식이라고 칭할 수 있다. 이러한 상향링크 SU-MIMO 방식에 있어서, 개별 전송 스트림 또는 임의의 전송 스트림 그룹 별로 링크 적응(link adaptation)을 적용할 수 있다. 링크 적응을 적용하기 위해서 구분되는 MCS(Modulation and Coding Scheme)을 적용할 수 있는데, 이를 위하여 상향링크에서 복수 코드워드(Multiple CodeWord; MCW) 기반 전송이 수행될 수 있다.
도 9는 상향링크 복수 코드워드 기반 MIMO 전송 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
정보 비트가 인코딩되는 단위를 전송블록(TB)라고 할 수 있다. 도 9 에서 인코더에 입력되는 단위가 TB 이고 인코더의 출력이 코드워드(CW) 에 해당한다. 하나 이상의 코드워드는 단말 특정 스크램블링 신호를 이용하여 스크램블링될 수 있다. 스크램블링된 코드워드는 전송 신호의 종류 및/또는 채널 상태에 따라 BPSK, QPSK, 16 QAM 또는 64QAM 방식으로 복소 심볼로 변조된다. 그 후, 변조된 복소 심볼은 하나 이상의 레이어에 매핑된다.
TB-대-CW 의 매핑관계는 다음과 같이 정의될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 전송 블록은 TB1 및 TB2 로 표현할 수 있고, 2 개의 코드워드는 CW0 및 CW1 로 표현하는 것으로 가정한다 (또는 2 개의 코드워드를 CW1 및 CW2 로 표현할 수도 있다). 2 개의 전송블록(TB1 및 TB2)이 모두 활성화된 경우에 제 1 전송블록(TB1)이 제 1 코드워드(CW0)에, 제 2 전송블록(TB2)이 제 2 코드워드(CW1)에 매핑될 수 있다. 만약, 전송블록-대-코드워드 스왑(swap)이 적용되는 경우에는, 제 1 전송블록(TB1)이 제 2 코드워드(CW1)에, 제 2 전송블록(TB2)이 제 1 코드워드(CW0)에 매핑될 수도 있다. 한편, 2 개의 전송 블록 중 하나가 비활성화되고 하나만이 활성화되는 경우에, 활성화된 하나의 전송블록은 제 1 코드워드(CW0)에 매핑될 수 있다. 즉, 하나의 전송블록은 하나의 코드워드에 매핑되는 관계를 가진다. 또한, 전송블록이 비활성화되는 것은 전송블록의 크기가 0인 경우를 포함한다. 전송 블록의 크기가 0인 경우에는, 해당 전송 블록은 코드워드에 매핑되지 않는다.
다음으로, 코드워드-대-레이어 매핑 관계는 전송 방식에 따라 다음 표 1 및 표 2와 같을 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2011004536-appb-T000001
표 2
Figure PCTKR2011004536-appb-T000002
상기 표 1은 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 방식으로 신호를 전송하는 경우의 예이며, 표 2는 전송 다이버시티(Transmit Diversity) 방식으로 신호를 전송하는 경우의 예를 나타내고 있다. 또한, 상기 표 1 및 2에 있어서, x(a)(i)는 인덱스 a를 가지는 레이어의 i번째 심볼을 나타내며, d(a)(i)는 인덱스 a를 가지는 코드워드의 i번째 심볼을 나타낸다. 상기 표 1 및 2 의 “Number of layers” 항목과 “Number of codewords” 항목을 통해 전송에 이용되는 코드워드 개수 및 레이어 개수의 매핑관계를 알 수 있으며, “Codeword-to-Layer mapping” 항목을 통해 각 코드워드의 심볼들이 어떻게 레이어에 매핑되는지를 나타낸다.
상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있는 바와 같이 하나의 코드워드는 하나의 레이어에 심볼 단위로 매핑되어 전송될 수도 있으나, 표 2의 두번째 경우와 같이 하나의 코드워드가 최대 4개의 레이어에 분산되어 매핑될 수도 있으며, 이와 같이 하나의 코드워드가 복수의 레이어에 분산되어 매핑되는 경우, 각 코드워드를 이루는 심볼들은 레이어별로 순차적으로 매핑되어 전송됨을 알 수 있다. 한편, 단일 코드워드 기반 전송 구성의 경우에는 인코더 및 변조 블록이 하나씩만 존재하게 된다.
도 9 에서 나타내는 바와 같이, 레이어에 매핑된 신호는 변환 프리코딩(Transform precoding)될 수 있다. 구체적으로, 레이어 매핑된 신호에 대하여 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)에 의한 프리코딩이 수행될 수 있다. 다음으로, DFT 변환 프리코딩된 신호에 채널 상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬이 곱해져서 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나별 전송 신호는 각각 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 매핑되며, 이후 OFDM 신호 생성기를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.
도 9 를 참조하여 설명한 상향링크 단일 사용자 공간 다중화 전송 방식에 있어서, 기지국에 의해서 스케줄링된 단말로부터 상향링크 반송파(또는 셀) 당 최대 2 개의 전송블록이 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송될 수 있다. 각각의 전송블록은 자신의 MCS 레벨을 가진다. 전송 레이어의 개수에 따라서, 전송블록의 각각에 연관된 변조심볼이 하나 또는 2 개의 레이어에 매핑될 수 있다. 또한, 전송 랭크는 동적으로 변경될 수 있다.
또한, 단일 사용자 공간 다중화 전송에 있어서 레이어 시프팅(layer shifting)이 적용되거나 적용되지 않을 수도 있다. 레이어 시프팅이 적용되는 경우에 시간 영역(time domain)에서의 레이어 시프팅이 지원될 수도 있다. 또한, FDD 및 TDD 시스템 모두에서, 상향링크 MIMO 전송에 대해서 미리 정의된 코드북에 기반한 프리코딩이 적용될 수 있다. 레이어 시프팅이 적용되지 않는 경우, 프리코딩은 코드워드가 레이어에 매핑된 후에 수행될 수 있다. 레이어 시프팅이 적용되는 경우, 프리코딩은 레이어 시프팅이 수행된 후에 수행될 수 있다.
레이어 시프팅이 적용되는 경우에, 모든 전송블록에 대한 HARQ 확인응답이 하나의 HARQ 확인응답으로 묶여질(bundled) 수 있다. 예를 들어, 모든 전송블록이 기지국에 의해서 성공적으로 디코딩되는 경우에 1 비트의 HARQ ACK 정보가 단말에게 전송될 수 있다. 모든 전송블록 중 하나라도 기지국에 의해서 디코딩이 실패하는 경우에는 1 비트의 HARQ NACK 정보가 단말에게 전송될 수 있다.
한편, 레이어 시프팅이 적용되지 않는 경우에는, 각각의 전송블록(또는 코드워드)에 대해서 별도의 HARQ 확인응답 정보가 제공될 수 있다. 즉, 기지국은 각각의 전송블록의 검출(또는 디코딩) 성공/실패를 단말에게 알려주는 것이 요구된다. 이를 위해서 기지국은 각각의 전송블록(또는 코드워드)에 대한 HARQ 확인응답 (ACK/NACK) 신호를 단말에게 전송할 수 있다.
기지국이 복수개의 전송블록(또는 코드워드) 각각에 대한 HARQ 확인응답을 제공하기 위해서 복수개의 PHICH 자원이 설정될 필요가 있다. 예를 들어, 상향링크로 2 개의 전송블록을 전송하는 경우에 각각의 전송블록에 대한 HARQ ACK/NACK 정보는 하나의 PHICH 자원에 매핑된다. 결국, 기지국은 상향링크 2 TB 전송에 대해서 2 개의 PHICH 자원들에 매핑된 2 개의 HARQ ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.
상향링크 다중 전송블록 전송에 대해서 PHICH 를 통한 HARQ ACK/NACK 정보를 수신한 단말의 동작에 대하여 이하에서 설명한다.
전술한 도 8 과 관련하여, 상향링크 단일 안테나 전송에 대한 HARQ 동작에서는 PHICH 에 의하여 유발되는 HARQ 재전송 동작은 동기식 및 비-적응적 HARQ 동작으로서 수행됨을 설명하였다. 즉, PHICH 상에서 NACK 을 수신한 단말은 비-적응적 재전송을 수행하도록 동작하고, PHICH 상에서 ACK 을 수신한 단말은 상향링크 전송을 수행하지 않고 상향링크 데이터를 HARQ 버퍼에 유지하도록 동작한다. 이러한 비-적응적 HARQ 동작과 유사하게, 상향링크 다중 전송블록의 SU-MIMO 전송에 대한 단말의 HARQ 동작은 다음의 표 3 과 같이 정리할 수 있다.
표 3
Figure PCTKR2011004536-appb-T000003
상기 표 3 에서 나타내는 바와 같이, 2 개의 PHICH 를 통해서 2 개의 ACK 이 수신되는 경우에, 단말은 아무런 전송을 수행하지 않는다. 또한, 단말은 상향링크 데이터를 HARQ 버퍼에 유지한다. 전송 또는 재전송을 재개하기 위해서는 PDCCH 가 요구된다.
또한, 2 개의 PHICH 를 통해서 2 개의 NACK 이 수신되는 경우에, 단말은 각각의 전송블록에 대한 재전송을 수행한다. 이 경우에, 단말이 사용하는 프리코더는 이전에 수신된 PDCCH (예를 들어, 가장 최근의 PDCCH 또는 최초 전송에 대한 스케줄링 정보를 제공한 PDCCH) 에서 지시된 프리코더를 그대로 재사용할 수 있다.
다음으로, 2 개의 PHICH 를 통해서 1 개의 ACK 및 1 개의 NACK 이 수신되는 경우에는, ACK 이 수신된 전송블록은 전송하지 않고(또는 널(null) 신호가 전송되거나, 비활성화되거나, 전송 블록의 크기가 0인 것으로도 표현할 수 있음), NACK 이 수신된 전송블록에 대해서 재전송을 수행한다. 기지국이 디코딩에 성공한(즉, ACK 이 수신된) 전송블록에 대해서는 PDCCH 에 의해 전송/재전송이 재개되기 전에는 해당 전송블록에 대한 PHICH 자원을 사용할 필요가 없다. 따라서, 재전송된 전송블록에 대한 HARQ 확인응답을 전송하기 위해서 기지국이 2 개의 PHICH 자원을 모두 사용하는 것은 낭비가 될 수 있으므로, 하나의 PHICH 자원만을 사용할 수도 있다.
위와 같이 초기 전송(또는 이전 전송)에서 2 개의 전송블록이 전송된 후에, 그 중 하나의 전송블록에 대해서는 ACK 이 지시되고 다른 하나의 전송블록에 대해서는 NACK 이 지시되는 경우에는, NACK 이 지시된 전송블록에 대한 재전송시에 어떠한 프리코더가 적용되어야 할지에 대하여 결정할 필요가 있다.
이하에서는, 상향링크 다중 전송블록 SU-MIMO 전송에 적용되는 프리코더에 대하여 살펴본 후, 전술한 바와 같은 2 개의 전송블록 중 하나의 전송블록에 대한 재전송시에 적용될 프리코더를 결정하기 위한 본 발명의 다양한 예시들에 대하여 설명한다.
상향링크 MIMO 전송에서의 프리코더
올바른 상향링크 MIMO 전송을 위해서 다음의 과정들을 수행하는 것을 고려할 수 있다. 우선, 단말이 기지국으로 참조신호(Reference Signal)를 전송하고, 기지국은 수신한 참조신호를 통하여 단말로부터 기지국으로의 상향링크의 공간 채널 정보를 획득할 수 있다. 기지국은 획득한 공간 채널 정보를 기반으로, 상향링크 전송에 적합한 랭크를 선택하고, 프리코딩 가중치를 획득하며, 채널품질정보(CQI)를 계산할 수 있다. 기지국은 단말에게 상향링크 신호 전송을 위한 제어 정보를 알려줄 수 있다. 이러한 제어 정보에는, 상향링크 전송 자원 할당 정보, MIMO 정보(랭크, 프리코딩 가중치 등), MCS 레벨, HARQ 정보(RV(Redundancy Version), NDI(New Data Indicator) 등), 상향링크 복조-참조신호(Demodulation-Reference Signal; DM-RS)를 위한 시퀀스 정보 등이 포함될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 지시받은 위와 같은 제어 정보를 사용하여 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 이러한 상향링크 전송을 위한 제어정보는 상향링크 그랜트(UL grant) PDCCH 의 DCI 포맷의 필드들을 통하여 단말에게 제공될 수 있다.
상향링크 MIMO 전송에 대한 프리코딩의 적용에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 프리코딩이란 공간 채널로 신호를 전송하기 위해 가중치 벡터(Weight Vector) 또는 가중치 행렬(Weight Matrix)를 전송신호와 결합하는 단계를 의미한다. 도 9 의 프리코딩 블록을 통해 전송 다이버시티(Transmit Diversity) 또는 장기간 빔포밍(Long-term Beamforming), 프리코딩방식 공간 다중화(Precoded Spatial Multiplexing) 등의 기법이 구현될 수 있다. 또한, 상향링크 다중 반송파를 지원하는 시스템에서는 상향링크 반송파(또는 UL cell) 당 하나의 프리코딩 행렬을 적용하는 것을 지원할 수도 있다.
프리코딩방식 공간 다중화 기법을 효과적으로 지원하기 위해, 프리코딩 가중치를 코드북의 형태로 구성할 수 있다. 아래의 표 4 내지 표 8은 상향링크 전송에서 CM을 증가시키지 않기 위해 사용되는 코드북의 예를 나타낸다.
아래의 표 4 는 2 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송 기법에서 사용될 수 있는 프리코딩 코드북의 일례를 나타낸다. 2 개의 전송 안테나가 사용되는 경우, 랭크 1 전송에 대해서 총 6 개의 프리코딩 행렬 중 하나가 사용될 수 있고, 랭크 2 전송에 대해서 총 1 개의 프리코딩 행렬이 사용될 수 있다. 2 전송 안테나를 위한 프리코딩 코드북은 3 비트의 크기로 정의될 수 있다.
표 4
Figure PCTKR2011004536-appb-T000004
아래의 표 5 내지 8 은 4 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송에 대한 프리코딩 코드북을 나타내며, 4 전송 안테나를 위한 프리코딩 코드북은 6 비트의 크기로 정의될 수 있다.
아래의 표 5 는 4 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송 기법에서 1 개의 레이어 전송(즉, 랭크 1 전송)을 위해 사용될 수 있는 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들을 나타낸다. 4 전송 안테나 랭크 1 전송에 대해서 총 24 개의 프리코딩 행렬 중 하나가 사용될 수 있다.
표 5
Figure PCTKR2011004536-appb-T000005
아래의 표 6 은 4 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송 기법에서 2 개의 레이어 전송(즉, 랭크 2 전송)을 위해 사용될 수 있는 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들을 나타낸다. 4 전송 안테나 랭크 2 전송에 대해서 총 16 개의 프리코딩 행렬 중 하나가 사용될 수 있다.
표 6
Figure PCTKR2011004536-appb-T000006
아래의 표 7 은 4 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송 기법에서 3 개의 레이어 전송(즉, 랭크 3 전송)을 위해 사용될 수 있는 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들을 나타낸다. 4 전송 안테나 랭크 3 전송에 대해서 총 12 개의 프리코딩 행렬 중 하나가 사용될 수 있다.
표 7
Figure PCTKR2011004536-appb-T000007
아래의 표 8 은 4 개의 전송 안테나를 사용한 상향링크 공간 다중화 전송 기법에서 4 개의 레이어 전송(즉, 랭크 4 전송)을 위해 사용될 수 있는 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬을 나타낸다. 4 전송 안테나 랭크 4 전송에 대해서 총 1 개의 프리코딩 행렬이 사용될 수 있으며, 이는 단위행렬(identity matrix)로서 정의될 수 있다.
표 8
Figure PCTKR2011004536-appb-T000008
한편, 상향링크 그랜트 (UL grant) PDCCH 에 의해서 2 개의 전송블록 (또는 2 개의 코드워드) 전송이 지시되는 경우에는, 이러한 상향링크 전송에 적용될 프리코더가 지시될 수 있다. 이러한 상향링크 그랜트에 따라서 단말이 2 개의 전송블록을 전송한 경우에, 기지국으로부터의 PHICH 가 어느 하나의 전송블록(또는 코드워드)은 디코딩에 성공하고(즉, ACK) 다른 하나의 전송블록(또는 코드워드)은 디코딩에 실패(즉, NACK)한 것을 나타내는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, 전송에 성공한 전송블록(또는 코드워드)은 제로 전송블록(Zero transport block)으로 설정되고, 전송에 실패한 전송블록(또는 코드워드)에 대한 재전송이 시도될 수 있다. 이하에서는, 재전송되는 전송블록에 적용될 프리코더를 결정하는 본 발명의 구체적인 예시들에 대하여 설명한다.
먼저, 2 개의 전송 블록(또는 코드워드)이 전송되는 경우에, 2 개의 전송블록은 2 개, 3 개 또는 4 개의 레이어에 매핑될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 전송블록(TB)가 2 개의 레이어에 매핑되는 경우는, 제 1 TB 가 제 1 레이어에 매핑되고, 제 2 TB 가 제 2 레이어에 매핑되는 경우일 수 있다. 2 개의 TB 가 3 개의 레이어에 매핑되는 경우는, 제 1 TB 가 제 1 레이어에 매핑되고, 제 2 TB 가 제 2 및 제 3 레이어에 매핑되는 경우일 수 있다. 2 개의 TB 가 4 개의 레이어에 매핑되는 경우는, 제 1 TB 가 제 1 및 제 2 레이어에 매핑되고, 제 2 TB 가 제 3 및 제 4 레이어에 매핑되는 경우일 수 있다. 이와 같이 2 개의 TB 가 전송된 후에 어느 하나의 TB 에 대해서 PHICH 를 통해 ACK 이 지시되고 다른 하나의 TB 에 대해서 PHICH 를 통해 NACK 이 지시되는 경우에, NACK 이 지시되는 TB 가 재전송될 수 있다. 이 때, 재전송되는 하나의 TB 는 1 개 또는 2 개의 레이어에 매핑되어 전송될 수 있다. 따라서, PHICH 를 통해 NACK 이 지시된 TB 에 대한 재전송은 랭크 1 또는 랭크 2 전송으로 수행되어야 하고, 이에 따라 랭크 1 또는 랭크 2 를 위한 프리코딩 코드북 상에서 프리코더가 선택되어야 한다. 이와 같이 PHICH 에 의해서 유발되는(또는 트리거링되는) HARQ 재전송의 경우에는, UL 그랜트 PDCCH 에 의해서 프리코더 정보가 명시적으로 지시되는 경우와 달리, 어떤 프리코더를 사용할지를 지시하여 주는 정보가 기지국으로부터 제공되지 않는다. 따라서, 재전송시에 사용될 프리코더를 선택하는 방안이 마련될 필요가 있다.
이하에서는, 2 개의 TB 중 하나의 TB 에 대해서 PHICH 에 의해 유발된(PHICH-triggered) HARQ 재전송에 적용될 프리코더를 선택하는 실시예들에 대하여 설명한다.
실시예 1
본 실시예는 단말이 재전송에 사용될 프리코더를 스스로 선택하는 방안에 대한 것이다.
상향링크 전송에서 프리코딩된 공간 다중화는 프리코딩된 참조신호(예를 들어, DMRS)에 의해서 동작할 수 있다. 즉, 기지국이 프리코딩된 참조신호로부터 프리코딩된 채널을 획득할 수 있기 때문에, 단말이 기지국에게 상향링크 전송에 사용된 프리코더가 무엇인지 알려줄 필요가 없다. 그러나, FDD 시스템에서 단말은 상향링크 채널 상태를 측정할 수 없으므로, 상향링크 채널 상태를 파악할 수 있는 기지국이 적절한 프리코더를 선택하고 선택된 프리코더를 단말에게 알려주는 것이 필요하다.
또한, 상향링크 전송 신호의 강도(예를 들어, 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio; SINR)는 선택된 프리코더 및 간섭 신호의 전력에 의해서 계산되며, SINR 는 상향링크 채널의 채널품질정보(CQI)와 관련된다. 또한, 기지국은 상향링크 채널 품질에 기초하여 상향링크 전송에 사용될 MCS 등을 결정하고 단말에게 지시하여 줄 수 있다. 만약 단말이 기지국으로부터 지시된 프리코더를 사용하지 않는 경우에, 상향링크 채널 상태에 적절하지 않은 상향링크 전송이 이루어지게 되며, 단말은 이러한 CQI 부정합(mismatch)으로 인한 성능 저하를 겪을 수 있다. 따라서, 모든 전송블록이 재전송되는 경우에 단말이 스스로 선택한 프리코더(즉, 기지국의 지시에 의하지 않고 단말이 임의로 선택한 프리코더)가 적용된다면, 기지국에서 재전송된 전송블록의 디코딩에 실패할 가능성이 높아지게 되어, 또 다시 재전송이 수행되어야 하는 경우가 증가할 수 있다.
한편, 이전 전송에서 2 개의 전송블록을 상향링크를 통하여 전송한 후에 하나의 전송블록만을 재전송하는 경우에, 하나의 전송블록의 재전송에 대해서 단말이 스스로 프리코더를 선택하는 것을 고려할 수 있다. 하나의 전송블록이 재전송되는 경우에는, 2 개의 전송블록이 전송되는 경우에 비하여 레이어 간 간섭(inter layer interference)이 감소되므로 재전송되는 전송블록의 CQI 가 개선될 수 있다. 따라서, 1 개 전송블록의 재전송에 대해서 단말이 스스로 프리코더를 선택하더라도, 해당 전송블록이 기지국에서 성공적으로 디코딩될 확률이 높다고 볼 수 있다. 다만, 단말이 스스로 프리코더를 선택함에 있어서 다른 단말로부터 기지국으로의 상향링크 전송을 전혀 고려할 수 없기 때문에, 1 개 전송블록을 재전송하는 단말로부터의 임의적인(arbitrary) 상향링크 전송이 다른 단말들로부터의 상향링크 전송에 대해서 큰 간섭을 일으킬 수도 있다.
전술한 바와 같이 단말이 재전송에 사용될 프리코더를 스스로 선택하는 경우에, 비록 상향링크 전송이 실패할 확률이 증가하고 다른 단말들에 대한 악영향을 줄 수도 있지만, 기지국으로부터의 별도의 지시 없이 상향링크 재전송이 가장 간단한 방식으로 수행될 수 있으므로, 단말 동작의 복잡성을 감소하는 측면에서 유리한 점을 가진다.
실시예 2
본 실시예는 단말이 재전송에 사용될 프리코더를 선택함에 있어서, 기존의 프리코더를 재사용하는 방안에 대한 것이다.
단말의 상향링크 전송을 스케줄링하기 위해서, 기지국은 상향링크 그랜트 PDCCH 를 단말에게 전송하고, 단말은 상향링크 그랜트 PDCCH 에서 지시되는 프리코더를 사용하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 전송블록의 상향링크 전송을 스케줄링하는 상향링크 그랜트 PDCCH 에서 지시되는 프리코더를 이용하여, 단말은 2 개의 전송블록을 전송할 수 있다.
이러한 초기 전송(또는 재전송 이전의 전송) 이후에 단말에서 하나 이상의 전송블록을 재전송하여야 하는 경우에, 이전에 수신된 상향링크 그랜트 PDCCH 에서 지시된 프리코더를 그대로 재사용할 수 있다. 상향링크 그랜트 PDCCH 에서 지시되는 프리코더는 기지국에서 추정한 상향링크 채널 정보에 기초하여 선택된 것이기 때문에, 단말이 지시되는 프리코더를 이용하여 적절한 빔 패턴을 생성할 수 있다. 비록 상향링크 채널이 시간에 따라 변경되는 것을 고려하더라도, 이전의 PDCCH 에서 지시된 프리코더를 사용하는 경우 양호한 성능을 기대할 수 있다. 또한, 단말이 임의대로 선택한 프리코더는 상향링크 채널 상태에 부적합한 프리코더일 가능성이 높기 때문에, CQI 부정합 등의 문제가 발생할 가능성이 높은 반면, PDCCH 에서 지시된 프리코더를 사용하는 경우에는 보다 양호한 성능을 기대할 수 있다.
여기서, 2 개의 전송블록을 전송한 이후에 하나의 전송블록에 대해서만 재전송이 수행되는 경우에는, 이전의 상향링크 그랜트 PDCCH 에서 지시된 프리코더가 그대로 사용되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 2 전송블록을 전송한 이전 전송에서는 랭크 3 또는 랭크 4 전송이 수행되었는데, 1 전송블록의 재전송시에는 최대 랭크 2 전송이 수행되므로, 기존의 프리코더가 그대로 사용될 수 없다.
이러한 경우, 단말은 이전의 PDCCH 에서 지시된 프리코딩 행렬에서, 재전송될 전송블록(또는 코드워드)가 매핑되는 레이어에 해당하는 열(column)을 선택하여 재전송에 사용할 수 있다. 단말의 입장에서, 이전의 PDCCH 에서 지시된 프리코딩 행렬의 일부 열(즉, 서브셋(subset))을 사용하는 경우에 채널 상태에 적절한 빔을 생성할 수 있고, 전송 전력을 절약하는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 기지국의 입장에서는, 해당 단말로부터의 재전송이 다른 단말로부터의 상향링크 전송에 대한 간섭 전력이 감소되는 이점을 얻을 수 있다.
실시예 3
본 실시예는 단말이 재전송에 사용될 프리코더를 선택함에 있어서, 전송 랭크에 따라 미리 정해진 프리코더를 사용하는 방안에 대한 것이다. 즉, PHICH를 통해서 NACK 이 지시됨으로써 HARQ 재전송이 수행되는 경우에는 재전송에 사용될 프리코더가 별도로 지시되지 않지만, 이러한 경우에 사용될 프리코더가 재전송의 전송 랭크에 따라 미리 정해져 있는 경우에는, 기지국과 단말 모두에서 재전송시에 어떤 프리코더가 사용될지를 알 수 있기 때문에 재전송을 기지국에서 성공적으로 수신할 확률이 높아진다. 또한, 공간 다이버시티 이득을 얻기 위해서, 매 재전송 마다 상이한 프리코더가 사용되도록 미리 정해둘 수도 있다.
이와 같이 재전송시에 사용될 프리코더가 미리 정해져 있는 경우에, 기지국은 해당 재전송에 사용될 프리코더 정보를 알 수 있으므로, 다중사용자-MIMO(MU-MIMO) 스케줄링의 이득이 제공될 수 있다. 예를 들어, 어떤 단말로부터의 재전송에 사용될 프리코더 정보를 기지국이 알고 있으면, 다른 단말에 대해서 상향링크 전송을 스케줄링할 때에, 재전송을 수행하는 단말의 프리코더 정보를 고려하여 간섭이 적은 프리코더를 해당 다른 단말에게 지시할 수 있다.
그러나, 미리 정해진 프리코더를 사용하는 경우 재전송이 수행되는 시점에서의 상향링크 채널의 상태가 전혀 고려되지 않기 때문에, CQI 부정합과 같은 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라서, 재전송된 전송블록에 대해서 또 다시 재전송이 수행될 확률이 증가할 수 있다. 또한, 매 재전송 마다 상이한 프리코더가 선택되도록 미리 정해져 있는 경우에는, 기지국이 MU-MIMO 스케줄링을 위해서 매 재전송 마다 CQI 를 계산하여야 하는 부담이 증가될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 재전송에 대해서 미리 정해진 프리코더를 사용함으로써 단말이 프리코더를 선택하는 동작이 간소화될 수 있고, 기지국이 상향링크 재전송에 어떤 프리코더가 사용될지를 확실하게 알 수 있어서 상향링크 스케줄링을 보다 정밀하게 수행할 수 있다는 이점이 존재한다.
이하에서는, 2 개의 전송블록의 초기 전송 이후 PHICH 에 의해서 NACK 이 지시된 1 개의 전송블록을 재전송함에 있어서 미리 정해진 프리코더가 사용되는 본 실시예에 있어서, 미리 정해진 프리코더를 선택하는 규칙에 대한 구체적인 예시들에 대하여 설명한다. 즉, 이하의 실시예들에서 설명하는 미리 정해진 프리코더를 선택하는 규칙은 단말과 기지국에 공유되어 있으므로, 해당 재전송에 대해서 어떤 프리코더가 선택 및 적용되는지를 단말과 기지국 간의 별도의 시그널링 없이도 단말과 기지국이 알 수 있다.
실시예 3-1
본 실시예는 재전송시의 리던던시버전(RV) 인덱스에 기초하여 프리코더를 결정하는 방안에 대한 것이다. 비-적응적 HARQ 재전송의 경우에 매 재전송 마다 MCS 레벨은 고정되지만 HARQ 동작을 위한 RV 인덱스는 매 재전송 마다 상이한 값을 가진다. 이러한 RV 인덱스에 기초하여 프리코딩 코드북의 인덱스가 결정되는 경우, 해당 재전송에서 사용될 프리코더가 결정될 수 있다. 이에 따라, 기지국 및 단말 모두에서 재전송에서 어떤 프리코더가 사용되는지를 확실하게 결정할 수 있다.
(1) 일례로서, RV 인덱스 자체를 코드북 인덱스로 사용할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 재전송의 경우에 RV 인덱스 0 에 해당하는 서브패킷이 전송되면, 해당 재전송에서는 코드북 인덱스 0 에 해당하는 프리코더가 사용될 수 있다. 또한, 두 번째 재전송의 경우에 RV 인덱스 2 에 해당하는 서브패킷이 전송되면, 해당 재전송에서는 코드북 인덱스 2 에 해당하는 프리코더가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 재전송되는 RV 인덱스가 1 또는 3 이면, 각각 코드북 인덱스 1 및 3 에 해당하는 프리코더가 재전송에 사용될 수 있다.
(2) 다른 일례로서, 코드북의 인덱스(i)는 RV 인덱스(r)를 변수로 하는 함수 관계로서 결정될 수도 있다. 예를 들어, 재전송에 사용될 프리코더를 결정하는 코드북의 인덱스(i)는 다음의 수식 12 와 같이 결정될 수 있다.
수학식 12
Figure PCTKR2011004536-appb-M000012
상기 수학식 12 에서, a 는 1, 2, 3, 4 등의 값으로 설정될 수 있고, b 는 0, 1, 2, 3 등의 값으로 설정될 수 있다.
전술한 표 4 내지 8 에서 설명하는 바와 같은 코드북이 사용되는 경우에, 2 전송 안테나를 위한 코드북의 경우에는 랭크 1 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 내지 5 가 존재하고, 랭크 2 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 이 존재한다. 4 전송 안테나를 위한 코드북의 경우에는 랭크 1 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 내지 23 이 존재하고, 랭크 2 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 내지 15 가 존재하고, 랭크 3 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 내지 11 이 존재하고, 랭크 4 에 대해서 코드북 인덱스(i) 0 이 존재한다. 상기 수학식 12 에서 a 및 b 는 RV 인덱스(r) 값이 0, 1, 2, 3 중 하나의 값을 가지는 것을 고려하여, 적절한 코드북 인덱스(i)가 선택될 수 있는 값으로 정해질 수 있다.
만약 2 전송 안테나의 경우에 a 의 값이 2 이상으로 설정된다면 RV 인덱스(r)이 3 인 경우에 수학식 12 에 따라 코드북 인덱스(i)가 6 이상의 값이 되고, 표 4 와 같은 코드북 상에서 재전송에 사용될 프리코더가 선택될 수 없다. 한편, 만약 4 전송 안테나의 경우에 a 값이 1 로 고정된 경우에는 제한된 프리코더들만이 선택될 수 있으므로, 적용될 프리코더에 의한 빔 방향의 다이버시티를 얻기 위해서 a 값을 2 이상의 값으로 정할 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 상기 수학식 12 에서 a 및 b 의 값은 전송 안테나의 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상향링크 2 전송 안테나의 경우 및 4 전송 안테나의 경우 모두에서, a=1 및 b=0 으로 결정될 수 있다. 또는, 상향링크 2 전송 안테나의 경우에는 a=1 및 b=0 으로 결정되고. 상향링크 4 전송 안테나의 경우에는 a=4 및 b=0 으로 결정될 수 있다. 또는, 상향링크 2 전송 안테나의 경우에는 a=1 및 b=0 으로 결정되고. 상향링크 4 전송 안테나의 경우에는 a=4 이고 b는 0, 1, 2, 3 중 하나의 값으로 결정될 수 있다.
(3) 또 다른 일례로서, 재전송에 사용되는 코드북 인덱스들을 미리 결정하여 두고, 미리 결정된 코드북 인덱스들을 RV 인덱스에 매핑시키는 방안을 고려할 수 있다. 달리 표현하자면, 미리 결정된 코드북 인덱스들과 RV 인덱스들을 매핑시키는 표를 만들어두고, 재전송시의 RV 인덱스에 매핑되는 코드북 인덱스에 해당하는 프리코더를 재전송에 사용할 수 있다.
예를 들어, 재전송에 사용될 코드북 인덱스를 0, 1, 2, 3 으로 미리 결정하여 두고, 각각의 코드북 인덱스를 RV 인덱스 0, 1, 2, 3 에 매핑시킬 수 있다. 이에 따라, 어떤 재전송에서 RV 인덱스 2 에 해당하는 서브패킷이 전송되는 경우에, 코드북 인덱스 2 에 해당하는 프리코더가 사용될 수 있다.
또는, 재전송시에 빔 랜덤화(beam randomization)가 달성되도록, 재전송 마다 사용되는 프리코더 중에서 거리가 먼 것이 선택되도록 코드북 인덱스들을 미리 결정할 수도 있다. 어떤 2 프리코더의 거리가 멀다는 것은, 예를 들어, 하나의 프리코더에 의해 생성되는 빔의 방향이 다른 프리코더에 의해 생성되는 빔의 방향과 차이가 큰 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 코드북 인덱스들을 0, 4, 8, 12 으로 미리 결정하여 두고, 각각의 코드북 인덱스를 RV 인덱스 0, 1, 2, 3 에 매핑시킬 수 있다. 이에 따라, 어떤 재전송에서 RV 인덱스 2 에 해당하는 서브패킷이 전송되는 경우에, 코드북 인덱스 8 에 해당하는 프리코더가 사용될 수 있다.
전술한 예시들에서와 같이 RV 인덱스에 기초하여 재전송에 사용될 프리코더를 결정함에 있어서, 사용되는 코드북은 재전송되는 랭크 값에 따른 코드북이 될 수 있다. 예를 들어, 2 전송 안테나의 경우에 재전송이 랭크 1 이면 상기 표 4 의 랭크 1 의 경우에 대한 코드북에서 RV 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스가 결정될 수 있다. 또는, 4 전송 안테나의 경우에, 재전송이 랭크 1 전송인 경우에는 상기 표 5 의 코드북에서 RV 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스가 결정될 수 있고, 재전송이 랭크 2 전송인 경우에는 상기 표 6 의 코드북에서 RV 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스가 결정될 수 있다.
실시예 3-2
본 실시예는 재전송시의 자원블록(RB) 인덱스에 기초하여 프리코더를 결정하는 방안에 대한 것이다. 재전송을 위해서 하나 이상의 RB 가 사용될 수 있는데, 그 중에서 하나의 RB 의 인덱스(예를 들어, 가장 낮은 RB 인덱스 또는 가장 높은 RB 인덱스)가 특정될 수 있다. 해당 RB 인덱스와 코드북 인덱스의 매핑관계를 설정하여 두면, 하나의 RB 인덱스가 결정됨에 따라 프리코딩 코드북에서 재전송에 사용될 프리코더가 결정될 수 있다.
예를 들어, RB 인덱스 자체가 코드북 인덱스로 사용될 수 있다. 재전송에 사용될 RB 들 중에서 하나의 RB 인덱스가 결정되면, 그 RB 인덱스와 동일한 값을 가지는 코드북 인덱스에 해당하는 프리코더가 재전송에 사용될 수 있다.
또는, RB 인덱스와 코드북 인덱스의 함수 관계를 미리 설정하여 두고, RB 인덱스를 변수로 하여 코드북 인덱스를 유도하는 방식을 적용할 수도 있다.
또는, RB 인덱스의 값의 범위는 코드북 인덱스의 값의 범위 보다 클 수 있기 때문에, RB 인덱스가 임의의 값을 가지는 경우에 항상 코드북 인덱스의 범위 내의 값이 선택될 수 있도록 규칙을 적용할 수도 있다. 예를 들어, 다음 수학식 13 과 같이 RB 인덱스(RB_index)에 대한 모듈로(modulo) 연산으로 코드북 인덱스(codebook_index)를 결정할 수 있다.
수학식 13
Figure PCTKR2011004536-appb-M000013
상기 수학식 13 에서 modulo(RB_index, a) 는 RB_index mod a 와 같이 표현할 수도 있다. 상기 수학식 13 에서 a 의 값은 재전송에 사용될 코드북에 포함된 코드북 인덱스 개수로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 표 5 와 같은 4 전송 안테나를 위한 랭크 1 코드북의 경우에 a=24 로 결정될 수 있다. 이에 따라, RB 인덱스가 어떤 값을 가지더라도 재전송에 사용될 코드북 내에서 적절한 코드북 인덱스가 결정될 수 있다.
또한, 비-적응적 HARQ 동작에 있어서, 최초 전송과 동일한 RB 할당 및 동일한 MCS 를 사용하여 재전송이 수행될 수 있다. 따라서, 매 재전송 마다 동일한 RB 들이 사용된다. 여기서, 재전송에 사용되는 RB 중에서 하나의 RB 의 인덱스를 결정하는 규칙이 고정된 경우(예를 들어, 항상 가장 낮은 RB 인덱스로 결정되는 경우)에는, 재전송마다 동일한 프리코더가 사용될 수도 있다. 따라서, 매 재전송 마다 재전송에 사용되는 하나 이상의 RB 중에서 상이한 RB 인덱스를 선택하고(RB 인덱스를 선택하는 규칙은 기지국과 단말 간에 미리 공유되어 있음을 가정한다), 그에 매핑되는 코드북 인덱스가 결정되는 방안을 적용할 수도 있다. 이에 따라, 매 재전송 마다 상이한 프리코더가 사용되도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 다양한 실시예들에서는 PHICH 에 의해 유발되는(triggered) 재전송의 경우에 프리코더를 결정하는 방안들에 대하여 설명하였다. 전술한 바와 같이 상향링크 그랜트 PDCCH 에 의해서 전송되는 최초 전송 또는 재전송의 경우에는 전송/재전송에 사용될 프리코더가 상향링크 그랜트 PDCCH 에 의해서 지시될 수 있다. 그러나, PHICH 를 수신함에 따라 수행되는 재전송에서는 재전송에 사용될 프리코더가 기지국에 의해서 지시되지 않기 때문에, 어떤 프리코더가 사용될지를 결정하는 것이 필요하다. 이 때, 가장 최근의 상향링크 그랜트에 의한 전송과 동일한 랭크로 재전송이 수행되는 경우에는, 상향링크 그랜트에 의한 전송에서와 동일한 프리코더가 재사용될 수 있다. 한편, 가장 최근의 상향링크 그랜트에 의한 전송의 랭크에 비해서 낮은 랭크로 재전송이 수행될 때에는, 본 발명에서 제안하는 다양한 방안에 따라서 재전송에 사용될 프리코더가 결정될 수 있다. 예를 들어, 단말이 스스로 재전송에 사용될 프리코더를 선택하거나, 이전 전송에서 사용된 프리코더의 일부 열(column)을 사용하거나, 가장 최근의 PDCCH 에서 지시된 프리코더와 무관하게 미리 결정된 프리코더가 재전송을 위하여 사용될 수 있다. 여기서, 미리 결정된 프리코더를 재전송을 위하여 사용하는 경우에, 프리코더를 결정하는 규칙이 전술한 본 발명의 실시예 3 에서 설명한 바와 같이 정의될 수 있다. 이 경우, 재전송에 이용될 프리코더는 단말에 설치된 전력증폭기의 전력을 최대로 활용하도록 선택되어야 한다. 또한, 미리 결정된 프리코더는 재전송 랭크에 해당하는 코드북에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 2 전송 안테나에 대한 코드북 내에서 RV 인덱스에 기초해서 프리코더가 선택될 수 있다. 또는, 4 전송 안테나에 대한 코드북 내에서 RV 인덱스에 4 가 곱해진 값에 해당하는 코드북 인덱스의 프리코더가 선택될 수도 있다. 또는, 재전송에 사용되는 RB 인덱스에 기초하여 프리코더가 선택될 수도 있다. 프리코더를 선택하는 규칙은 전술한 다양한 실시예들에 따를 수 있다.
도 10 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상향링크 복수 데이터 블록의 HARQ 방식 송수신 방법에 대하여 설명한다.
단계 S1011 에서 기지국은 단말에게 상향링크 그랜트 제어 정보를 PDCCH 를 통하여 전송할 수 있다. 단계 S1021 에서 단말은 PDCCH 디코딩을 통해서 상향링크 그랜트를 획득할 수 있다. 단계 S1011 및 단계 S1021 의 상향링크 그랜트 제어 정보는 단말로부터의 복수개의 데이터 블록(전송 블록 또는 코드워드)에 대한 스케줄링 정보(자원 할당 정보, 프리코더 정보 등)를 포함할 수 있다.
단계 S1022 에서 단말은 상향링크 그랜트 제어 정보에 포함된 스케줄링 정보에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 PUSCH 를 통하여 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서, 복수개의 데이터 블록의 개수는 2 개일 수 있다. 예를 들어, 2 개의 데이터 블록을 2 이상에 레이어에 매핑하고, 2 이상의 레이어를 2 또는 4 전송 안테나에 매핑하여 상향링크 복수 데이터 블록의 초기 전송이 수행될 수 있다. 이 때, 2 이상의 레이어가 전송 안테나에 매핑함에 있어서, 상향링크 그랜트 제어 정보에서 지시된 프리코딩 행렬이 적용될 수 있다.
단계 S1012 에서 기지국은 PUSCH 를 통하여 전송된 복수개의 데이터 블록을 수신하고 각각의 데이터 블록에 대한 디코딩을 시도할 수 있다.
단계 S1013 에서 기지국은 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록(예를 들어, 2 개의 데이터 블록 중 1 개의 데이터 블록)의 디코딩에 실패하고, 이에 따라, 단계 S1014 에서 디코딩에 실패한 데이터 블록에 대한 NACK 을 지시하는 제어정보를 PHICH 를 통하여 단말에게 전송할 수 있다. 상기 일부의 데이터 블록을 제외한 나머지 데이터 블록에 대해서는 ACK 이 지시될 수 있다.
단계 S1023 에서 단말은 단계 S1022 에서 전송했던 복수개의 데이터 블록 중 일부 데이터 블록에 대한 NACK 을 지시하는 제어정보를 기지국으로부터 PHICH 를 통하여 수신할 수 있다. 이와 같이 PHICH 를 통하여 NACK 이 지시된 데이터 블록에 대해서는 재전송이 수행될 수 있는데, PHICH 를 통한 제어 정보에는 재전송에 적용될 프리코딩 행렬에 대한 정보가 포함되지 않는다.
단계 S1024 에서 단말은 재전송에 적용될 프리코딩 행렬을 선택할 수 있으며, 이러한 프리코딩 행렬 선택 방안으로서 본 발명에서 제안한 다양한 예시들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 재전송될 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬은 단말과 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택될 수 있으며, 재전송되는 데이터 블록의 RV 인덱스 또는 재전송에 사용되는 RB 의 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스가 결정되고, 결정된 코드북 인덱스에 해당하는 프리코딩 행렬이 재전송에 적용될 수 있다.
단계 S1025 에서 단말은 단계 S1024 에서 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 NACK 이 지시된 데이터 블록의 재전송을 수행할 수 있다. 단계 S1015 에서 기지국은 재전송되는 데이터 블록을 수신하여 디코딩을 시도할 수 있다.
도 10과 본 발명의 상향링크 복수 데이터 블록의 HARQ 방식 송수신 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
또한, 중계기로부터 기지국으로의 상향링크 송수신 방법 및 단말로부터 중계기로의 상향링크 송수신 방법에 대해서도 본 발명에서 제안하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.
도 11 은 본 발명에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(1110)는, 수신모듈(1111), 전송모듈(1112), 프로세서(1113), 메모리(1114) 및 복수개의 안테나(1115)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1115)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모듈(1111)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1112)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1113)는 기지국 장치(1110) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치(1110)는 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 HARQ 방식으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치의 프로세서(1113)는, 전송 모듈(1112)을 통하여 단말에게 상향링크 그랜트를 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1113)는, 상향링크 그랜트에 기초하여 전송되는 복수개의 데이터 블록을 수신 모듈(1111)을 통하여 단말로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1113)는, 전송 모듈(1112)을 통하여 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 NACK을 지시하는 제어정보를 단말로 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1113)는, NACK이 지시되어 단말로부터 재전송되는 데이터 블록을 수신 모듈(1111)을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 데이터 블록의 재전송에는 단말과 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 단말에서 선택된 프리코딩 행렬이 적용될 수 있다.
기지국 장치(1110)의 프로세서(1113)는 그 외에도 기지국 장치(1110)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1114)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 11를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(1120)는, 수신모듈(1121), 전송모듈(1122), 프로세서(1123), 메모리(1124) 및 복수개의 안테나(1125)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1125)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(1121)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1122)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1123)는 단말 장치(1120) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(1120)는 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 HARQ 방식으로 상향링크 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 단말 장치의 프로세서(1123)는, 상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 전송 모듈(1122)을 통하여 기지국으로 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1123)는, 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 NACK을 지시하는 제어정보를 수신 모듈(1121)을 통하여 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1123)는, NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 단말과 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1123)는, 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여, 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 전송 모듈을 통하여 기지국으로 재전송하도록 구성될 수 있다.
단말 장치(1120)의 프로세서(1123)는 그 외에도 단말 장치(1120)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1124)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
위와 같은 기지국 장치 및 단말 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
또한, 도 11에 대한 설명에 있어서 기지국 장치(1110)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 단말 장치(1120)에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 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.
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.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법으로서,
    상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 기지국으로 재전송하는 단계를 포함하는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 상기 재전송되는 데이터 블록의 리던던시 버전의 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고,
    상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택되는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 i=a×r+b 를 만족하고,
    i 는 상기 코드북 인덱스이고, r 은 상기 리던던시 버전의 인덱스이고, a 및 b 는 상기 단말의 전송 안테나의 개수에 따라서 결정되는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 상기 데이터 블록의 재전송에 사용되는 자원블록의 인덱스의 가장 낮은 인덱스 또는 가장 높은 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고,
    상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택되는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은, i=modulo(RB_index, a) 를 만족하고,
    i 는 상기 코드북 인덱스이고, RB_index 는 상기 자원블록의 인덱스이고, a 는 상기 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들의 개수에 따라 결정되는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 HARQ지시자채널(PHICH)를 통하여 수신되고, 상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 상기 재전송에 사용될 프리코딩 행렬에 대한 정보를 포함하지 않는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  7. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신하는 방법으로서,
    단말에게 상향링크 그랜트를 전송하고, 상기 상향링크 그랜트에 기초하여 전송되는 복수개의 데이터 블록을 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 상기 단말에서 선택된 프리코딩 행렬이 적용되어 재전송되는 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 수신하는 단계를 포함하는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 상기 재전송되는 데이터 블록의 리던던시 버전의 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고,
    상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택되는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 i=a×r+b 를 만족하고,
    i 는 상기 코드북 인덱스이고, r 은 상기 리던던시 버전의 인덱스이고, a 및 b 는 상기 단말의 전송 안테나의 개수에 따라서 결정되는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은 상기 데이터 블록의 재전송에 사용되는 자원블록의 인덱스의 가장 낮은 인덱스 또는 가장 높은 인덱스에 기초하여 코드북 인덱스를 결정하는 규칙이고,
    상기 재전송의 랭크에 해당하는 코드북에서 상기 결정된 코드북 인덱스에 대응하는 프리코딩 행렬이 선택되는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 규칙은, i=modulo(RB_index, a) 를 만족하고,
    i 는 상기 코드북 인덱스이고, RB_index 는 상기 자원블록의 인덱스이고, a 는 상기 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬들의 개수에 따라 결정되는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 HARQ지시자채널(PHICH)를 통하여 전송되고, 상기 NACK 을 지시하는 제어정보는 상기 재전송에 사용될 프리코딩 행렬에 대한 정보를 포함하지 않는, 상향링크 데이터 수신 방법.
  13. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 상향링크 데이터를 전송하는 단말로서,
    기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈;
    상기 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상향링크 그랜트에 기초하여 복수개의 데이터 블록을 상기 전송 모듈을 통하여 상기 기지국으로 전송하고;
    상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 수신 모듈을 통하여 상기 기지국으로부터 수신하고;
    상기 NACK 이 지시된 데이터 블록에 적용될 프리코딩 행렬을 상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 선택하고;
    상기 선택된 프리코딩 행렬을 적용하여 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 전송 모듈을 통하여 상기 기지국으로 재전송하도록 구성되는, 상향링크 데이터 전송 방법.
  14. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 하이브리드자동재전송요구(HARQ) 방식으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신하는 기지국으로서,
    단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈;
    상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 상향링크 그랜트를 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여 상기 상향링크 그랜트에 기초하여 전송되는 복수개의 데이터 블록을 상기 단말로부터 수신하고;
    상기 전송 모듈을 통하여 상기 복수개의 데이터 블록 중 일부의 데이터 블록에 대한 부정확인응답(NACK)을 지시하는 제어정보를 상기 단말로 전송하고;
    상기 단말과 상기 기지국에 공유된 미리 정해진 규칙에 따라 상기 단말에서 선택된 프리코딩 행렬이 적용되어 재전송되는 상기 NACK 이 지시된 데이터 블록을 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성되는, 상향링크 데이터 수신 기지국.
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