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KR101673906B1 - Ｏｆｄｍ 시스템에서 공간 다중화 제어 채널 지원을 위한 상향 링크 ａｃｋ／ｎａｃｋ 채널의 맵핑 방법 및 장치 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 시스템에서 공간 다중화 제어 채널 지원을 위한 상향 링크 ａｃｋ／ｎａｃｋ 채널의 맵핑 방법 및 장치 Download PDF

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KR101673906B1
KR101673906B1 KR1020100039936A KR20100039936A KR101673906B1 KR 101673906 B1 KR101673906 B1 KR 101673906B1 KR 1020100039936 A KR1020100039936 A KR 1020100039936A KR 20100039936 A KR20100039936 A KR 20100039936A KR 101673906 B1 KR101673906 B1 KR 101673906B1
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Abstract

본 발명은 OFDM 방식의 무선 통신 시스템에서 상향링크 ACK/NACK 채널과 공간 다중화를 지원하는 하향 링크 제어 채널 간의 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 자원 할당을 위해서 공간을 구분하는 기준 신호와 물리 채널 자원을 이용하여 암시적(implicit)으로 상향링크 ACK/NACK 채널을 구성하는 기법이다. 본 기법을 통해 공간 다중화를 통해 추가되는 제어 채널과 연계된 상향링크 ACK/NACK 채널을 공간 다중화를 지원하지 않는 상향링크 ACK/NACK 채널 자원에 다중화시킬 수 있다.

Description

ＯＦＤＭ 시스템에서 공간 다중화 제어 채널 지원을 위한 상향 링크 ＡＣＫ／ＮＡＣＫ 채널의 맵핑 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAPPING OF ACK/NACK CHANNEL FOR SUPPORTING SDMA DOWNLINK CONTROL CHANNEL IN OFDM SYSTEM}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM) 통신 시스템에서 공간 다중화(Spatial division multiplexing access)를 지원하는 제어 채널에 대한 상향 링크 ACK/NACK 응답 채널의 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.
한편, LTE 시스템에서 ICIC(Inter-Cell Interference Coordination)는 셀 간에 사용하는 데이터 채널 자원 정보를 알려줌으로 기지국이 제어하는 기술이다. LTE 시스템의 데이터 채널의 경우에는 자원 할당 방법이 하나의 사용자가 RB(Resource Block) 단위로 할당이 되지만, 제어 채널의 경우 하나의 사용자로 가는 제어 채널이 전체 대역에 걸쳐 전송되며 제어 채널의 할당 단위가 REG(Resource Element Group)이기 때문에, 제어 채널에는 ICIC를 적용할 수 없다. 반면 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템에서는 추가적인 제어 채널 구성이 가능하기 때문에, ICIC가 고려된 제어 채널이 가능하다. 이 제어 채널은 데이터 채널과 유사하게 할당되는데 이는 LTE 제어 채널과 다르게 다중 안테나와 빔포밍을 이용한 제어 채널의 공간 다중화가 가능하다. 공간 다중화를 통해 생성된 자원은 기존 LTE 제어 채널에서 CCE(Control Channel Element) 마다 1개씩 1:1맵핑으로 구성이 되는 상향 링크 ACK/NACK 채널로 사용할 수 없다. 따라서 LTE-A에서 공간 다중화를 지원하는 제어 채널과 상향 링크 ACK/NACK 채널 간의 채널 구성을 가능하게 하고, 기존의 LTE에서 사용하는 상향 링크 ACK/NACK 채널 간의 다중화를 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명인 OFDM 방식의 무선 통신 시스템에서 상향링크 ACK/NACK 채널과 공간 다중화를 지원하는 하향 링크 제어 채널의 간의 자원 할당 및 이를 위한 장치는, 공간 분리된 물리 자원에도 독립적인 상향 링크 ACK/NACK 자원을 할당하며 기존 LTE ACK/NACK 채널과 유기적인 자원 공유 및 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 송신기의 제어 채널 맵핑 방법은, 다수개의 수신기들을 위한 전용 제어 자원들을 적어도 하나의 DRS 포트의 인덱스에 대응시켜 스케줄링하는 과정과, 상기 전용 제어 자원들을 상기 DRS 포트의 인덱스에 따라 데이터 채널 영역에서 다중화하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수신기의 응답 채널 맵핑 방법은, 송신기에서 전용 채널 자원을 통해 스케줄링 정보 수신 시, 상기 전용 채널 자원의 인덱스 및 상기 송신기에서 상기 전용 채널 자원에 대응하는 DRS 포트의 인덱스를 확인하는 과정과, 상기 스케줄링 정보에 따라 데이터 채널을 복조하여 상기 데이터 채널의 복조 성공 여부를 판단하는 과정과, 상기 전용 채널 자원의 인덱스 및 DRS 포트의 인덱스를 통해 응답 채널 자원을 결정하여 상기 복조 성공 여부를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 제어 채널 맵핑을 위한 송신기는, 각각의 전용 기준 신호를 생성하기 위한 DRS 포트들과, 다수개의 수신기들을 위한 전용 제어 자원들을 상기 DRS 포트들 중 적어도 어느 하나의 인덱스에 대응시켜 스케줄링하기 위한 제어기와, 상기 전용 제어 자원들을 상기 대응되는 인덱스에 따라 데이터 채널 영역에서 다중화하기 위한 다중화기와, 상기 데이터 채널 영역을 송신하기 위한 송신 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 응답 채널 맵핑을 위한 수신기는, 송신기에서 전용 채널 자원을 통해 스케줄링 정보 수신 시, 상기 전용 채널 자원의 인덱스 및 상기 송신기에서 상기 전용 채널 자원에 대응하는 DRS 포트의 인덱스를 확인하기 위한 제어기와, 상기 스케줄링 정보에 따라 데이터 채널을 복조하여 상기 데이터 채널의 복조 성공 여부를 판단하기 위한 응답 처리기와, 상기 전용 채널 자원의 인덱스 및 DRS 포트의 인덱스를 통해 응답 채널 자원을 결정하기 위한 자원 선택기와, 상기 응답 채널 자원을 통해 상기 복조 성공 여부를 전송하기 위한 맵핑기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 SDMA를 지원하는 하향 링크 제어 채널에 대항 상향 링크 ACK/NACK 응답 채널을 구성할 수 있으며, 기지국이 사용하는 DRS 포트(port)의 양에 따라 유동적으로 자원 할당이 가능[하]다. 그리고 LTE ACK/NACK 자원과의 공유를 통해 추가적인 자원할당 없이 지원이 가능하다. 또한 공간 다중화로 하나의 물리 자원이 다수 개의 제어 채널에 사용되는 경우에도 독립적인 상향링크 ACK/NACK 응답 채널을 사용할 수 있도록 한다. 이를 통해 자원의 효율을 높이고 LTE ACK/NACK 채널과 LTE-A ACK/NACK 채널의 다중화가 가능하다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE, LTE-A의 서브프레임을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 LTE-A 시스템의 시나리오를 도시한 도면,
도 3은 본 발명이 적용되는 LTE-A 시스템의 서브프레임 사용을 도시한 도면,
도 4는 본 발명이 제안하는 LTE-A 제어 채널과 DRS 포트 관계를 도시한 도면,
도 5는 본 발명이 제안하는 LTE-A 제어 채널과 ACK/NACK 채널과의 맵핑 관계를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에서 제안하는 DRS 포트 인덱스(index) 우선 기반의 ACK/NACK 자원 맵핑 관계를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 가능한 제어 채널과 DRS 포트 사용을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에서 제안하는 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 E-CCE와 ACK/NACK 자원 맵핑 관계를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에서 제안하는 기지국 동작의 순서도를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에서 제안하는 단말기 혹은 릴레이의 수신 순서도를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명에서 제안하는 기지국 송신기 구조를 나타낸 도면, 그리고
도 12는 본 발명에서 제안하는 단말기 혹은 릴레이의 수신기 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 실시예들에서, LTE 시스템은 상기 기술된 OFDM 시스템이 하향 링크에 적용된 대표적인 시스템이며 상향 링크에서는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)가 적용되는 시스템이다. 또한 LTE-A 시스템은 LTE 시스템이 다중 캐리어로 확장 구성되는 시스템이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템과 LTE-A 시스템에서의 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 전체 LTE 전송 대역폭(107)은 다수 개의 자원 블록(Resource Block; 이하 RB; 109)으로 이뤄져 있으며 각 RB(109)는 주파수 축으로 배열된 12개의 주파수 톤과 시간 축으로 배열된 14개의 OFDM 심볼 혹은 12개의 OFDM 심볼로 구성되어 있으며 자원 할당의 기본 단위가 된다. 하나의 서브프레임(105)은 1ms의 길이를 가지며 두 개의 슬롯(103)으로 구성된다. 14개의 OFDM 심볼로 구성되는 경우 일반CP(Normal CP) 서브프레임 구조(113)라고 하고 12개의 OFDM 심볼로 구성되는 경우 확장CP(Extended CP) 서브프레임 구조(121)라고 한다.
서브프레임(105)에서 기지국은 기준 신호(Reference Signal; 119)를 송신한다. 이러한 기준 신호로 공통 기준 신호(Common Reference Signal; 이하 CRS; 123, 125, 127, 129)가 있다. CRS는 단말기가 채널 추정을 할 수 있도록 단말기로 전송하는 기지국과 약속된 신호로 각각 안테나 포트 0, 1, 2 및 3로부터 전대역에 걸쳐 송신되는 신호를 의미한다. 안테나 포트 수가 1 이상인 경우 다중 안테나(Multi-antenna)를 사용하는 것을 의미한다. 주파수 축 상에서 CRS가 배치되는 RB의 절대적 위치는 셀 별로 다르게 설정되지만 CRS간의 상대적인 간격은 일정하게 유지된다. 즉 동일한 안테나 포트의 CRS는 6개의 RB 간격을 유지하며, CRS의 절대적 위치가 셀 별로 다르게 설정되는 이유는 CRS의 셀 간 충돌을 피하기 위함이다. CRS의 개수는 안테나 포트 마다 차이가 있는데 안테나 포트 0과 1의 경우 하나의 RB와 서브프레임에서 총 8개의 CRS가 존재하지만 안테나 포트 2와 3의 경우 하나의 RB와 서브프레임에서 총 4개의 CRS가 존재한다. 따라서 안테나 4개를 사용하는 경우 안테나 포트 2와 3을 이용한 채널 추정의 정확도는 안테나 포트 0과 1을 사용하는 경우에 비해 나쁘게 된다.
CRS(123, 125, 127, 129) 이외에 사용되는 기준 신호(119)로 전용 기준 신호(Dedicate Reference Signal; 이하 DRS)가 있다. DRS는 전체 대역에 걸쳐서 전송되지 않고 하나의 수신기에 할당된 PRB 자원에 걸쳐서만 전송된다. 따라서 해당 자원을 수신하는 수신기는 이를 이용하여 데이터 채널 복조를 수행할 수 있다. DRS는 기지국에서 특정 수신기를 위해 안테나의 빔을 형성하여 전송하는 경우에 사용되는 기준 신호이다. 이러한 DRS는 LTE-A 시스템에서 사용된다. LTE-A 시스템에서는 하나의 서브프레임에서 총 24개의 RE(Resource Element)를 DRS로 사용하며 최대 8개의 안테나가 다중화 되어, 24개의 DRS를 이용한다. 이 때 LTE 단말기는 CRS를 사용하되 DRS를 사용할 수 없으며, LTE-A 단말기는 CRS와 DRS 모두를 이용할 수 있다.
한편 제어 채널(control channel) 신호는 시간 축 상에서 한 서브프레임(105)의 선두에 위치한다. 도 1에서 참조번호 117은 제어 채널 신호가 위치할 수 있는 영역을 도시한 것이다. 제어 채널 신호는 서브프레임의 선두에 위치한 L개의 OFDM 심볼에 걸쳐 전송될 수 있다. L은 1,2 또는 3의 값을 가질 수 있다. 도 117를 참조하여 설명하면 L이 3인 경우이다. 제어 채널의 양이 적어서 하나의 OFDM 심볼로 제어 채널 신호의 전송이 충분한 경우에는 선두의 1 OFDM 심볼만이 제어 채널 신호 전송에 사용되고(L=1) 나머지 13개의 OFDM 심볼은 데이터 채널 신호 전송에 사용된다. L의 값은 제어 채널을 수신 동작에서 할당 제어 채널 자원의 디맵핑을 위한 기본 정보로 사용되며 이를 수신하지 못하는 경우 제어 채널을 복구할 수 없게 된다. 제어 채널 신호를 서브프레임의 선두에 위치시키는 이유는, 단말기가 우선 제어 채널 신호를 수신하여 자신에게 전송되는 데이터 채널 신호의 전송 여부를 인지함으로써, 데이터 채널 수신 동작을 수행할 것인가를 판단하기 위함이다. 따라서 만약 자신에게 전송되는 데이터 채널 신호가 없다면, 단말기는 데이터 채널 신호를 수신할 필요가 없고, 따라서 데이터 채널 신호 수신 동작에서 소모되는 전력을 아낄 수 있다. 또한 선두에 위치한 제어 채널을 데이터 채널에 비해 빠르게 수신함으로써 스케줄링 릴레이를 줄일 수 있다.
LTE 시스템에서 정의하는 하향 링크 제어 채널은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel), PDCCH(Packet Data Control Channel) 등이 있으며, 도 1의 참조번호 117 영역에서 REG(Resource element group) 단위(111)로 전송된다.
PCFICH는 CCFI(Control Channel Format Indicator) 정보를 전송하기 위한 물리채널이다. CCFI란 서브프레임에서 제어 채널이 차지하는 심볼 수 L을 알려주기 위해 2 비트로 구성된 정보이다. 우선적으로 CCFI를 수신하여야 제어 채널에 할당된 심볼 수를 알고 수신할 수 있으므로, PCFICH는 고정적으로 하향 링크 자원이 할당된 경우를 제외한 모든 단말기가 서브프레임에서 최초로 수신해야 하는 채널이다. 그리고 PCFICH를 수신하기 전에는 L을 알 수 없기 때문에, PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되어야만 한다. PCFICH 채널은 16개의 부반송파에 4 등분되어 전 대역에 걸쳐 전송된다.
PHICH는 하향 링크 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 물리채널이다. PHICH를 수신하는 단말기는 상향 링크에서 데이터 송신을 진행 중인 단말기이다. 따라서 PHICH의 개수는 상향 링크에서 데이터 송신을 진행 중인 단말기의 수에 비례한다. PHICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되거나(LPHICH=1)세 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송된다(LPHICH=3). PHICH의 구성 정보(사용되는 채널의 양, LPHICH)는 단말기에게 PBCH(Primary broadcast channel)를 통해 모든 단말기에게 셀에 최초 접속 시에 알려준다. PHICH 채널도 PCFICH와 동일하게 셀 마다 지정된 위치에 전송하게 된다. 따라서 PHICH 제어 채널은 다른 제어 채널 정보와 무관하게, 단말기에서 셀에 연결되어 PBCH 정보를 얻게 되면 수신할 수 있다.
PDCCH(117)는 데이터 채널 할당 정보 혹은 전력제어 정보 등을 송신하는 물리 채널이다. PDCCH(117)는 수신하는 단말기의 채널 상태에 따라서 채널 부호화율을 다르게 설정할 수 있다. PDCCH(117)는 변조 방식으로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 고정적으로 사용하기 때문에 채널 부호화율을 변경하려면 하나의 PDCCH(117)가 사용하는 자원의 양을 변경해야 한다. 채널 상태가 양호한 단말기에게는 높은 채널 부호화율을 적용하여 사용하는 자원의 양을 줄일 수 있도록 한다. 반면에 채널 상태가 나쁜 단말기에게는 사용하는 자원의 양을 늘리더라도 높은 채널 부호화율을 적용하여 수신이 가능하도록 한다. 개별 PDCCH(117)가 소모하는 자원의 양은 제어 채널 요소(Control Channel Element, 이하 CCE)라는 단위로 결정된다. 또한, CCE는 다수 개의 REG(resource element group; 111)로 구성된다. PDCCH(117)의 REG(111)는 다이버시티 보장을 위해 인터리버를 거친 후에 제어 채널 자원에 배치된다. PDCCH(117)에는 하나의 수신기로 가는 스케줄링 정보가 포함되며, 단말기는 PDCCH(117)로 통해 전송되는 스케줄링 정보를 이용하여 PDSCH(115)를 수신하고 PDSCH(115)의 수신 성공 여부를 기지국을 알려줘야 한다. 이를 위해서 PDCCH(117)의 CCE와 PDSCH(115)의 수신 성공 여부를 전송하는 ACK/NACK PUCCH (Physical uplink control channel)의 자원간에 1:1맵핑이 되어 있다.
PHICH는 여러 ACK/NACK 신호를 다중화 하기 위해 코드 다중화(Code Domain Multiplexing, CDM) 기법을 적용한다. 하나의 REG(111)에는 8개의 PHICH 신호가 4개씩 실수부과 허수부에 각각 코드 다중화 되고, 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해서 NPHICH개수만큼 반복되어 주파수 축 상에서 최대한 떨어지도록 배치되어 전송된다. 따라서 NPHICH개의 REG(111)를 사용하면 8개 혹은 그 이하의 PHICH 신호를 구성할 수 있다. 8개를 초과하는 PHICH 신호를 구성하기 위해서는 또 다른 NPHICH개의 REG(111)를 사용하여야 한다.
PCFICH와 PHICH의 자원량과 할당이 정해진 후에는 스케줄러는 L값을 정하게 되고, 이 값에 근거하여 제외한 물리 제어 채널은 할당된 제어 채널의 REG(111)에 맵핑되고 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 인터리빙(interleaving)을 수행한다. 인터리빙은 제어채널의 REG(111) 단위로 L에 의하여 정해진 서브프레임의 총 REG(111)에 대해 수행한다. 제어 채널의 인터리버의 출력은 셀 간에 동일한 인터리버를 사용하기 때문에 발생하는 셀 간 간섭(inter-cell interference)을 방지함과 동시에 하나 혹은 다수 개의 심볼에 걸쳐 할당된 제어 채널의 REG(111)들이 주파수 축에서 멀리 떨어져 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 한다. 또한 동일한 채널을 구성하는 REG(111)가 각 채널 별로 심볼 간에 균등하게 분배함을 보장한다.
도 2는 LTE-A에서 고려하는 무선 환경 시나리오를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, LTE-A는 크게 세가지 관점에서 LTE를 확장하는데, 첫 번째는 다중 캐리어를 사용하는 것이며 두 번째는 사용자 다중화를 향상시키는 것이며 마지막으로 세 번째는 이종(heterogenous) 네트워크로의 확장이다. 첫 번째 경우는 다중 캐리어를 사용하여 전체 대역폭을 확장하는 개념이다. 두 번째의 경우는 사용자 다중화를 통해 MU-MIMO(Multi-user MIMO; 203) 전송 능력을 향상시키는 것이다. 이는 다중 안테나 시스템에서 SDMA를 이용하여 공간적으로 서로 독립적인 채널을 겪는 단말기(215, 217)들을 동일한 자원에 공간 분리하여 데이터를 전송하여 자원 효율을 향상시키기 위함이다. 세 번째의 경우는 이종 네트워크로 확장하는 것이다. 이종 네트워크는 릴레이(relay; 205), 펨토 셀(Femto cell), 핫존 셀(hotzone cell)(207)등의 송신기가 시스템에 포함되는 것을 의미한다. 매크로 셀(macro cell) 영역에 릴레이(211)를 배치하고, 매크로 기지국(201)과 릴레이(211) 간에 무선 백홀(backhaul; 209)을 연결하여 데이터를 전송하고, 릴레이(211)는 매크로 기지국(201) 내의 음영 지역이나 낮은 데이터 전송률 지역의 단말기(213)를 커버하는 기술이다. 펨토나 핫존 셀은 매크로 셀 영역에 소형이면서 전송 전력이 낮은 소형 기지국(219, 221, 227)을 배치하여 소수의 혹은 옥내의 단말기(223)에 높은 데이터 전송률을 보장하기 위한 기술이다. LTE-A 시스템에서는 이러한 기술이 최대의 성능을 얻을 수 있도록 지원되어야 한다. 각각의 기술에는 모두 LTE 하향 링크 제어 채널를 사용하기 어려운 문제점이 있으며 도 3에 그 예를 도시하였다.
도 3은 릴레이, 펨토 및 핫존 셀 그리고 MU-MIMO를 지원하는 기지국에서 하향링크 제어 채널을 사용하기 어려운 문제점을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 도 301, 302, 303은 기지국이 무선 백홀로 릴레이로 데이터를 전송하고 릴레이가 데이터 송수신하는 관계를 시간적으로 도시한 것이다. 도 301은 기지국이 송신하는 서브프레임을 도시한 것으로, 도 306과 도 341은 단말기를 위해 할당하기 위한 서브프레임으로 사용되고 도 340은 릴레이로 전송되는 백홀을 위해 할당된 서브프레임이다. 릴레이는 도 340의 서브프레임에서 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다(도 302). 릴레이는 송신과 수신을 동시에 수신할 수 없는 릴레이를 가정하고 있고 따라서 릴레이는 도 303과 같이 도 311의 영역을 제외하고 자신에 연결된 단말기에 데이터 전송이 가능하다. 릴레이가 송수신을 동시에 못하는 과정에서 릴레이는 송수신 간의 전환을 위해 일정 시간이 필요하며 도 308, 도 309와 같이 전환 시간이 필요하다. 이러한 전환 시간 때문에 릴레이는 기지국으로부터 무선 백홀을 수신하는 서브프레임(도 340)에서 제어 채널(도 305)이 전송되는 시간에는 수신을 하지 못한다. 따라서 LTE에 사용되는 제어 채널을 릴레이는 수신할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 도 313과 같이 릴레이를 위한 전용 제어 채널을 구성하였다. 릴레이를 위한 전용 제어 채널은 시간적으로는 PDCCH 영역 이후에 데이터 채널인 PDSCH(315)와 다중화되어 전송된다. 이러한 제어 채널을 R-PDCCH라고 하는데 이는 LTE-A에 새로 정의된 제어 채널이다.
또한 도 316과 317은 펨토 셀 및 핫존 셀에서 발생하는 제어 채널의 간섭 문제를 도시한 것이다. 도 2에서 설명한 것과 같이 매크로 셀에 추가로 소형 기지국이 배치되는 이종 네트워크에서는 그만큼 간섭이 증가하게 된다. 데이터 채널의 경우에는 도 324와 도 325와 같이 ICIC를 이용하여 간섭을 피할 수 있지만 제어 채널은 ICIC 기능이 없기 때문에 셀 내의 발생하는 간섭을 모두 받게 되고 제어 채널을 전혀 수신하지 못하는 단말기가 발생한다.
이를 위해서 LTE-A에서 적용하는 다중 캐리어(multi-carrier), 캐리어(carrier) 1 및 캐리어 2를 이용하여 간섭이 많은 제어 채널을(도 321) 캐리어 2를 사용하도록 하고 캐리어 1에는 송신 전송을 조절하여 간섭이 낮도록 한다. 이 경우 도 321의 제어 채널은 사용할 수 없게 되고 이 때 캐리어 2의 데이터 채널을 수신하기 위해서는 캐리어 1에서만 제어 채널을 전송하고 캐리어 인디케이터(indicator)를 이용하여 캐리어 2의 데이터 채널을 사용하게 한다. 하지만 이 경우에 기존의 캐리어 1의 제어 채널의 양은 한정되어 있기 때문에 용량 부족 현상이 발생한다. 이러한 용량 부족 현상을 위하여 도 322와 323과 같이 데이터 채널에 제어 채널을 추가할 수 있다. 이종 네트워크를 위한 전용 제어 채널은 시간적으로는 PDCCH 영역 이후에 데이터 채널인 PDSCH와 다중화되어 전송된다. 이러한 제어 채널을 E-PDCCH(Enhanced-PDCCH)라고 하는데 이는 LTE-A에 새로 정의된 제어 채널이다.
또한 도 327은 MU-MIMO를 사용하는 기지국에서 제어 채널 부족 현상을 도시한 것이다. 데이터 채널의 MU-MIMO의 성능을 최대화하기 위해서는 많은 단말기들을 스케줄링해야 한다. 이를 위해서는 많은 양의 제어 채널이 필요하고 PDCCH의 영역으로는 데이터 채널의 MU-MIMO의 성능의 최대를 발휘하기 어렵다. 따라서 도 328과 같이 제어 채널의 용량은 높지만 데이터 채널의 용량은 낮은 (도 329) 현상이 발생하고 부족한 제어 채널을 위하여 도 331과 332와 같이 LTE-A를 위한 새로운 제어 채널을 할당하여 다중화를 증대시킬 수 있다. MU-MIMO를 위한 전용 제어 채널은 시간적으로는 PDCCH 영역 이후에 데이터 채널인 PDSCH와 다중화되어 전송된다. 이러한 제어 채널을 E-PDCCH라고 하는데 이는 LTE-A에 새로 정의된 제어 채널이다.
상기 설명한 것과 같이 새로운 제어 채널의 요구가 LTE-A 시스템에 필요하고 또한 새로운 제어 채널의 데이터 채널에 다중화되는 특성 상 SDMA 지원이 필수적이다. 이러한 구조에서는 LTE 제어 채널에 의해 할당된 상향링크 ACK/NACK 자원을 재사용하기 어려우며 이에 따른 방법이 필요한 실정이다.
하기에 기술되는 기술은 단말기뿐만 아니라 릴레이에도 동일하게 적용되며 편의를 위해 단말을 기준으로 기술하였다.
도 4와 도 5는 본 발명에서 제안하는 LTE-A 제어 채널에 대한 상향 링크 ACK/NACK 채널의 자원 할당을 도시한 것이다.
도 4는 LTE-A의 새로운 제어 채널인 E/R-PDCCH (Enhanced/Relay-PDCCH)의 구성을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, E/R-PDCCH는 도 402 내지 406과 같이 서브프레임의 PDSCH(도 411) 영역에 다중화된다. 이 때 E/R-PDCCH는 도 402 내지 405와 같이 전체 서브프레임에 할당되는 경우와 도 406과 같이 첫번재 심볼에 할당되는 경우가 고려된다. 또한 하나의 PRB(도 407)은 다수 개의 E-CCE(Enhanced CCE)로 구성될 수도 있다. 도 407은 4개의 E-CCE가 1개의 PRB에 할당된 것을 도시한 것이다. 도 408은 하나의 PRB가 한 개의 E-CCE로 구성될 예를 도시한 것이다. 또한 하나의 E-CCE는 다수 개의 DRS 포트로 구별할 수 있다. 즉, 도 406에서는 4개의 DRS 포트를 이용하여 하나의 E-CCE 자원을 4명의 사용자가 사용할 수 있는 것이다. 도 402 내지 405는 하나의 E-CCE 자원에 1개의 DRS 포트를 사용하여 구분되어 있지만 이러한 자원도 총 8개의 DRS 포트가 존재하는 경우 1개의 E-CCE에 총 2개의 DRS 포트를 이용하여 1개의 PRB에 8명의 사용자로 가는 신호를 다중화할 수 있다. LTE 시스템에서는 각각의 제어 채널에 전송되는 PDCCH는 다수 개의 CCE로 구성되고 상향 링크 ACK/NACK 채널은 할당된 CCE 중에서 가장 낮은 CCE 인덱스를 기준으로 자원이 할당된다.
도 5는 본 발명이 제안하는 LTE-A 제어 채널과 ACK/NACK 채널과의 맵핑 관계를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상향 링크 ACK/NACK 자원은 도 501과 같이 구성된다. 우선 시스템은 상향 링크 ACK/NACK 자원에 사용할 RB 자원을 결정하고 이 양은 X개의 PRB이다. 하나의 PRB는 12개의 사이클릭 쉬프트(도 502)와 3개의 직교 커버(orthogonal cover; 도 503)의 조합으로 구성되어 총 36개의 ACK/NACK 자원이 하나의 PRB에 할당된다. 이 자원 중에 기지국은 현재 채널 상태, 즉 채널의 지연 확산(delay spread)을 고려하여 인접한 ACK/NACK 채널 간의 사이클릭 쉬프트 거리를 결정하여 인접한 ACK/NACK 채널 간의 간섭을 최소화한다. 따라서 거리를 3으로 결정하는 경우 하나의 PRB에 사용 가능한 ACK/NACK 자원은 총 12개가 된다. 이에 할당된 PRB(도 501)에 ACK/NACK 채널을 구성하고 도 505와 같이 혼용(mixed) 자원에 사용되는 영역을 제외하여 가용한 ACK/NACK 자원 인덱스를 nPUCCH (1)이라 한다. 이 중에서 인덱스가 가장 낮은 순서대로, NPUCCH (1)의 양은 반영속적(semi-persistent) ACK/NACK 자원 및 SRI(scheduling request indication)에 사용하도록, 미리 구성(pre-configured)된다. 따라서 실제 하향 링크로 제어 채널을 수신한 단말기가 사용하는 제어 채널, 즉 CCE의 인덱스인 nPUCCH (1)는 하기 <수학식 1>과 같다.
Figure 112010027799739-pat00001
여기서, nCCE는 CCE의 인덱스를 나타내고, NPUCCH (1)는 하향 링크 제어 채널에서 CCE의 개수를 나타낸다.
이를 통해, 하나의 서브프레임이 PDCCH의 영역에 사용할 수 있는 총 CCE의 개수만큼 자원을 확보하면 서로 충돌 없이 사용이 가능하다. 즉 PDCCH의 CCE(도 451)에 따라 할당된 ACK/NACK 자원은 도 507의 자원에 맵핑이 된다. 본 발명에서 LTE-A를 위한 E-CCE(도 450)에 맵핑되는 ACK/NACK 자원은 도 508과 같이 기존의 LTE의 ACK/NACK 자원과 전체 중복, 일부 중복 혹은 전체 독립되어 할당된다. 중복되는 부분은 자원을 공유하는 부분이고 중복되지 않는 부분은 LTE-A를 위해 추가로 할당된 부분이다. 만약 전체 독립으로 할당되는 경우에는 공유하는 자원이 없는 경우이다. 따라서 DRS 포트를 고려하지 않는 경우에는 하기 <수학식 2>, <수학식 3> 및 <수학식 4>와 같이 자원을 할당할 수 있다.
Figure 112010027799739-pat00002
여기서, nPUCCH (1)는 ACK/NACK 자원의 인덱스를 나타내고, nE - CCE는 E-CCE의 인덱스를 나타내고, %는 모듈러(moduler) 함수를 나타내고, NCCE는 R/E-PDCCH에서 CCE의 개수를 나타내며, NPUCCH (1)는 PUCCH에서 ACK/NACK 자원의 개수를 나타낸다.
Figure 112010027799739-pat00003
Figure 112010027799739-pat00004
여기서 NCCE는 LTE ACK/NACK 전송을 위해 할당된 자원의 총 양을 의미하고, Noffset은 LTE ACK/NACK 전송을 위해 할당된 자원의 일부 중에서 LTE-A이 사용하지 못하도록 보호한 자원의 양이다. 즉 NPUCCH (1)내지 NPUCCH (1)+Noffset사이의 자원은 LTE-A가 사용하지 못하도록 하는 것이다. 이는 LTE ACK/NACK 자원의 성능을 보호하기 위한 것이다. 상기 <수학식 2>, <수학식 3> 및 <수학식 4>는 CRS가 사용되는 경우 혹은 DRS 포트가 1개인 경우에 적용할 수 있으며, 하기 기술되는 실시예에서 동일하게 적용이 가능하다.
제 1 실시예는 DRS 포트가 사용되는 경우 DRS 포트 인덱스 우선으로 E-CCE와 ACK/NACK 자원을 맵핑하는 방법을 도시한 것이다. 즉, 사용하는 E-CCE의 총량과 하나의 E-CCE에 할당될 수 있는 최대 DRS 포트 개수만큼 ACK/NACK 자원을 기할당하고 기할당된 자원을 LTE ACK/NACK 자원과 다중화하는 방법이다. DRS 포트 인덱스 우선으로 ACK/NACK 자원을 맵핑하는 경우에는 단말기들 간에 서로 같은 E-CCE를 사용하는 경우 기지국은 서로 다른 DRS 포트를 할당하여 단말기들에서 사용하는 ACK/NACK 자원을 가능한 멀리 떨어지도록 구성하는 방법이다. 이는 단말기는 정해진 검색 공간(search space) 영역에 E-CCE를 할당할 수 있는데 그 영역은 다른 단말기와도 중복이 가능하고 LTE PDCCH에 할당된 자원과도 중복이 가능하다. 따라서 ACK/NACK 자원이 이미 다른 단말기에 할당되어 사용하지 못하는 경우가 발생하는데 이 때 기지국은 검색 공간 내의 사용하지 않는 다른 CCE 뿐만 아니라 다른 DRS 포트를 이용해서도 중복되는 ACK/NACK 자원을 할당할 수 있다. 만약 인접된 ACK/NACK 자원이 DRS 포트간에도 인접한 경우에는 하나의 E-CCE에 다중화된 단말기가 사용하는 ACK/NACK 채널의 자원도 인접하기 때문에 ACK/NACK 채널 복조 성능이 열화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에서 제안하는 DRS 포트 인덱스 우선 기반의 ACK/NACK 자원 맵핑 관계를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 도 601은 도 509의 ACK/NACK 자원을 위해 할당된 자원의 양이고 도 601이 인덱스의 시작점이다. 도 607 내지 도 610은 각 DRS 포트에 별로 E-CCE를 나열한 것이다. 도 607은 DRS 포트 1을 사용하는 E-CCE를 나열한 것이고 이에 이어서 DRS 포트 2를 사용하는 E-CCE를 연접하여 나열하여 총 사용되는 DRS 포트에 따른 자원을 모두 나열한 것이다. 만약 DRS 포트가 많은 경우에는 도 606과 같이 ACK/NACK 자원에 할당되는 시작점을 사이클릭 쉬프트하여 재사용하도록 한다. 도 607과 610은 총 8개의 DRS를 사용하는 경우를 나타낸 것이다. 따라서 이와 같은 구조를 도식화 하면 하기 <수학식 5>, <수학식 6> 및 <수학식 7>과 같다.
Figure 112010027799739-pat00005
여기서, NDRS MAX는 기지국에서 DRS 포트의 개수를 나타낸다.
Figure 112010027799739-pat00006
Figure 112010027799739-pat00007
또한 기지국은 최대 8개의 DRS 포트를 사용할 수 있는데 이 자원을 모두 할당하는 것은 자원 낭비가 발생할 수 있다. 따라서 기지국은 전체 할당 자원 양은 더 적게 할당하는 방법이 있을 수 있으며 이는 상위 시그널링을 통해 단말기에 우선 알려 준다. 이 경우에 자원 할당은 하기 <수학식 8>, <수학식 9> 및 <수학식 10>과 같다.
Figure 112010027799739-pat00008
Figure 112010027799739-pat00009
Figure 112010027799739-pat00010
여기서 NDRS M은 자원 할당을 위해 사용된 상위 시그널링을 통해 확인되고 NDRS M={1,2,4,8}과 같다. 즉, NDRS M가 2인 경우에는 총 2개의 DRS 만큼의 자원을 미리 확보하는 것이다. 이 경우에 실제 사용하는 DRS가 2개 이상인 경우에 ACK/NACK 자원이 충돌하는 경우가 발생할 확률이 증가하는데 이는 DRS 포트 인덱스와 E-CCE 인덱스를 서로 다르게 할당함으로써 이를 억제할 수 있다.
또 다른 표현으로 아래와 같은 표현도 동일하게 적용된다. 예를 들어 상기 <수학식 5>는 하기 <수학식 11>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010027799739-pat00011
본 발명의 제 2 실시예에서는 사용하는 E-CCE 개수만큼만 자원을 기할당하고 하나의 ACK/NACK 자원을 최대 DRS 포트 개수만큼 사이클릭 쉬프트하게 자원을 가상으로 배치하여 자원의 효율을 증대하는 방법이다.
도 7은 본 발명에 가능한 제어 채널과 DRS 포트 사용을 도시한 도면이다.
도 7를 참조하여 설명하면, SDMA가 적용되는 E-CCE는 다음의 세 가지 경우의 자원 할당 방법이 발생할 수 있다. 첫 번째로 도 706 내지 708과 같이 하나의 E-CCE에 여러 사용자가 할당되어 DRS 포트로 각 사용자를 구별하는 경우가 발생할 수 있다. 두 번째로 도 717 내지 720과 같이 서로 다른 E-CCE를 할당 받지만 서로 같은 DRS 포트를 사용하는 경우가 발생할 수 있다. 세 번째로 이 두 가지가 혼합된 경우가 발생한다. 또한 제 1 실시예와 같이 하나의 E-CCE당 총 DRS 포트 만큼의 자원을 기할당하는 방법은 LTE ACK/NACK 채널의 기할당 자원 대신 최대 6~8배의 자원을 기할당하게 되어 자원 낭비가 발생할 여지가 있다. 따라서 이러한 구조와 문제점을 해결하기 위해서 도 8과 같이 자원을 구성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에서 제안하는 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 E-CCE와 ACK/NACK 자원 맵핑 관계를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 도 801은 LTE에서 ACK/NACK 자원 할당(도 803)을 위하여 사용되는 총 자원을 도시한 것이고 도 802는 그 시작점을 도시한 것이다. 도 807~809는 이 ACK/NACK 자원에 각각 E-CCE의 자원을 맵핑한 것을 도시한 것이다. 도 807은 E-CCE 인덱스 0 내지 7의 자원을 맵핑한 것인데 도 805와 같이 하나의 ACK/NACK 자원은 최대 8개의 DRS 포트를 가상으로 구성한다. 즉 ACK/NACK 인덱스 0은 E-CCE 0 내지 7이 사용되는 DRS 포트(도 805)에 따라 구성되며 예를 들어 CCE 인덱스 3과 DRS 포트 3을 사용하는 경우 ACK/NACK 자원 인덱스 0을 사용할 수 있다. 반면 두 번째 ACK/NACK 자원은 첫 번째 ACK/NACK 자원을 1E-CCE 만큼 사이클릭 쉬프트하여 배열하고 동일한 방법은 최대 사용하는 DRS 포트 만큼 사이클릭 쉬프트하여 배열한다.
이와 같이 배열하는 경우 도 809와 같이 8명의 사용자가 모두 동일한 DRS 포트를 사용하면서 혹은 CRS를 사용하면서 서로 다른 E-CCE를 사용하는 경우 서로 다른 ACK/NACK 자원 할당이 가능하다. 또한 도 810과 같이 8명의 사용자가 같은 E-CCE를 사용하면서 서로 다른 DRS 포트로 구성되는 경우에도 서로 다른 ACK/NACK 채널 사용이 가능하다. 또한 예를 들어 하나의 E-CCE에 서로 다른 2명의 사용자가 SDMA 되는 경우에는 도 811과 같이 두 개의 E-CCE를 8명의 사용자가 구분해서 ACK/NACK 자원을 사용이 가능하다. 이를 도식화 하면 하기 <수학식 12>, <수학식 13> 및 <수학식 14>와 같다.
Figure 112010027799739-pat00012
여기서, floor는 내림 함수를 나타낸다.
Figure 112010027799739-pat00013
Figure 112010027799739-pat00014
또한 제 1 실시예와 동일하게 제 2 실시예도 다중화 가능한 DRS 포트를 제한할 수 있으며 이와 같은 경우를 도식화하면 하기 <수학식 15>, <수학식 16> 및 <수학식 17>과 같다.
Figure 112010027799739-pat00015
Figure 112010027799739-pat00016
Figure 112010027799739-pat00017
여기서 NDRS M은 자원 할당을 위해 사용된 상위 시그널링을 통해 확인되고 NDRS M={1,2,4,8}과 같다.
도 9는 본 발명에서 기지국의 송신기 동작의 순서도를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 기지국은 900단계에서 N번째 서브프레임의 스케줄링을 준비한다. 그리고 기지국은 901단계에서 LTE PDCCH을 이용하여 스케줄링해야 하는 단말기와 E-PDCCH로 스케줄링해야 하는 단말기 혹은 R-PDCCH로 스케줄링해야 하는 릴레이를 구별하여 선택한다. 또한 기지국은 902단계에서 LTE PDCCH를 이용하여 전송하는 단말기의 검색 공간을 고려하여 PDCCH의 CCE를 할당한다.
이 때 LTE-A ACK/NACK 자원을 공유하지 않고 CRS를 사용하는 경우 혹은 1개의 DRS 포트를 사용하는 경우, 기지국은 903단계에서 이를 확인하고, 907단계에서 E/R-PDCCH를 사용하는 단말기 혹은 릴레이의 검색 공간 만을 고려하여 E/R-PDCCH의 CCE를 할당한다.
한편, 만약 ACK/NACK 자원은 공유하지 않지만 DRS 포트를 1개 이상 사용하는 경우, 기지국은 904단계에서 이를 확인하고, 908단계에서 E/R-PDCCH를 사용하는 단말기 혹은 릴레이의 검색 공간과 사용 가능한 DRS 포트 인덱스를 고려하여 E/R-PDCCH의 CCE를 할당한다. 이 때 기지국은 제 1 실시예 또는 2 실시예에서 도출되는 ACK/NACK 자원 할당 방법을 적용함으로써 ACK/NACK 자원이 서로 충돌하지 않도록 할당할 수 있다.
한편, 만약 ACK/NACK 자원의 일부 혹은 전체를 공유하고 CRS나 DRS 포트를 1개 사용하는 경우, 기지국은 905단계에서 이를 확인하고, 909단계에서 E/R-PDCCH를 사용하는 단말기 혹은 릴레이는 901단계에서에서 할당한 LTE PDCCH에 사용된 PDCCH의 CCE 인덱스를 고려하여 E-CCE를 할당한다. 또는 만약 ACK/NACK 자원을 일부 혹은 전체 공유하고 DRS 포트를 1개 이상 사용하는 경우, 기지국은 906단계에서 이를 확인하고, 910단계에서 E/R-PDCCH를 사용하는 단말기 혹은 릴레이의 검색 공간, 사용 가능한 DRS 포트 인덱스, LTE PDCCH에 사용된 CCE 인덱스를 모두 고려하여 E/R-PDCCH의 E-CCE를 할당한다.
다음으로, 할당이 완료된 후, 기지국은 911단계에서 스케줄링 정보를 이용하여 데이터 채널을 할당한다. 그리고 기지국은 912단계에서 N번째 서브프레임을 전송한다.
도 10은 본 발명에 적용되는 단말기 혹은 릴레이의 수신 동작의 순서도 이다.
도 10을 참조하면, 단말기 혹은 릴레이는 1001단계에서 N번째 서브프레임을 수신을 개시한다. 이 때 E/R-PDCCH의 영역에서 제어 채널을 수신하는 단말기 혹은 릴레이는 1002단계에서 데이터 채널 영역에서 제어 채널을 수신하고 복조한다. 그리고 단말기 혹은 릴레이는 1003단계에서 수신된 E/R-PDCCH에서 CCE를 구성한다. 또한 단말기 혹은 릴레이는 1004단계에서 구성된 CCE에서 자신의 검색 공간을 검색하여 자신의 스케줄링 정보가 할당된 CCE를 선별한다. 여기서 단말기 혹은 릴레이는 블라인드 디코딩(blind decoding)을 통해 검색 공간을 검색할 수 있다.
다음으로, 단말기 혹은 릴레이는 1005단계에서 자신의 CCE에서 스케줄링 정보를 이용하여 데이터 채널을 수신한다. 그리고 단말기 혹은 릴레이는 1006단계에서 데이터 채널을 복조하고 성공 여부를 판단한다. 또한 단말기 혹은 릴레이는 1007단계에서 수신된 E/R-PDCCH의 가장 낮은 CCE 인덱스와 송신에 사용된 안테나 종류, DRS 포트 인덱스를 이용하여 자신이 사용할 상향 링크 응답 채널 자원을 선택한다. 즉 단말기 혹은 릴레이는 상향 링크 제어 채널 영역에서 데이터 채널의 복조 성공 여부 정보를 전송하기 위한 ACK/NACK 자원을 선택한다. 이 후 단말기 혹은 릴레이는 1008단계에서 스케줄링된 데이터 채널의 복조 성공 여부를 해당 자원을 통해 N+4 서브프레임에 전송하도록 준비한다. 이 때 단말기 혹은 릴레이는 데이터 채널의 복조 성공 여부를 전송하는 데 사용하기 위한 PRB와 사이클릭 쉬프트를 결정한다. 그리고 단말기 혹은 릴레이는 1009단계에서 N번째 서브프레임의 수신을 완료한다.
도 11은 본 발명에서 제안하는 기지국의 송신기 구조를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 기지국은 PDCCH 생성기(1101, 1103), DRS 포트들(1102), R-PDCCH 생성기(1104), E-PDCCH 생성기(1106), CRS 생성기(1107, 1111), 제어기(1105), 다중화기(Multiplexer; MUX; 1108, 1109, 1110), PDSCH 생성기(1112), TDM(Time Division Multiplexer; 1113), 송신 처리기(TX processer; 1114)를 포함한다.
PDCCH 생성기(1101, 1103)들은 LTE PDCCH를 생성한다. 제어기(1105)는 PDCCH 생성기(1101, 1103)들의 PDCCH를 모아 제어 영역 다중화기(1108)로 전달한다. 제어 영역 다중화기(1108)는 PDCCH를 다중화하여 제어 채널 영역을 구성한다. 제어기(1105)는 검색 공간 결정부(1115)와 ACK/NACK 자원 결정부(1116)를 구비한다. 검색 공간 결정부(1115)는 각 단말기 혹은 릴레이로의 검색 공간을 결정하고, ACK/NACK 자원 결정부(1116)는 각 단말기 혹은 릴레이를 위한 ACK/NACK 자원을 결정한다. 그리고 제어기(1105)는 각 단말기 혹은 릴레이의 검색 공간과 ACK/ NACK 자원을 고려하여 다중화 시에 제어 채널의 CCE 위치를 결정한다.
DRS 포트들(1102)은 DRS를 생성하고, R-PDCCH(1104)는 R-PDCCH를 생성하며, E-PDCCH(1106)는 E-PDCCH를 생성한다. 제어기(1105)는 DRS, R-PDCCH 또는 E-PDCCH를 LTE-A 제어 채널 다중화기(1109)로 전달한다. LTE-A 제어 채널 다중화기(1109)는 DRS, R-PDCCH 또는 E-PDCCH 다중화한다. CRS 생성기(1107, 1111)는 데이터 채널 영역에서 전송하기 위한 CRS를 생성한다. PDSCH 생성기(1112)는 데이터 채널 영역에서 전송하기 위한 PDSCH를 생성한다. 데이터 영역 다중화기(1110)는 다중화를 통해 데이터 채널 영역을 구성한다.
TDM(1113)은 시간 분할 다중화를 통해서브프레임을 구성한다. 송신 처리기(1114)는 서브프레임을 전송한다.
즉 본 발명에서 제안하는 기지국의 송신기에 있어서, 제어기(1105)는 단말기들 혹은 릴레이들로 이루어지는 수신기들을 위한 E-CCE들을 DRS 포트들(1102) 중 적어도 어느 하나의 인덱스에 대응시켜 스케줄링한다. 이 때 수신기들 각각의 E-CCE들이 동일한 인덱스를 갖고, E-CCE 별로 상이한 인덱스의 DRS 포트(1102)가 대응되면, 제어기(1105)는 E-CCE들을 하나의 PRB에 할당한다. 또는 수신기들 각각의 E-CCE들이 상이한 인덱스를 갖고, E-CCE 별로 동일한 DRS 포트(1102)가 대응되면, 제어기(1105)는 E-CCE들 별로 하나의 PRB에 할당한다. 그리고 제어기(1105)는 E-CCE들을 각각에 대응되는 DRS 포트(1102)들 중 적어도 어느 하나의 인덱스에 따라 데이터 채널 영역에서 다중화하여 송신하도록 제어한다.
도 12는 본 발명에서 제안하는 단말기 혹은 릴레이의 수신기 구조를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 단말기 혹은 릴레이는 수신 처리기(RX process; 1201), TDM(1202), CRS 수신기(1204), 채널 추정기(1203), 데이터 영역 수신기(1205), 제어 영역 수신기(1206), DRS 채널 추정기(1207), E/R-PDCCH 디맵핑기(1208), PDCCH 디맵핑기(1209), PDSCH 디맵핑기(1210), E/R-PDCCH 수신기(1211), PDCCH 수신기(1212), PDSCH 수신기(1213), 응답 처리기(1214), 블라인드 복조기(1215), CCE 역다중화기(1216), 제어기(1217), PUCCH 맵핑이기(1218) 및 PUCCH 자원 선택기(1220)를 포함한다.
수신 처리기(1201)는 수신 과정을 통해 신호를 수신한다. CRS 수신기(1204)는 CRS를 수신하고, 채널 추정기(1203)는 CRS를 이용하여 채널 추정 정보를 도출한다. TDM(1202)은 역다중화를 통해 서브프레임을 PDCCH 영역과 PDSCH의 영역으로 분리한다. 데이터 영역 수신기(1205)는 PDSCH 영역을 수신하고, 제어 영역 수신기(1206)는 PDCCH 영역을 수신한다. DRS 채널 추정기(1207)는 DRS 채널을 추정한다. E/R-PDCCH 디기(1208)는 PDSCH 영역에서 E/R-PDCCH을 디맵핑하고, PDCCH 디맵핑기(1209)는 PDCCH 영역에서 PDCCH를 디맵핑하고, PDSCH 디맵핑기(1210)는 PDSCH 영역에서 PDSCH를 디맵핑한다.
채널 추정기(1203)에서 CRS를 이용하여 도출된 채널 추정 정보와 DRS 채널 추정기(1207)를 통해 얻어진 정보를 이용하여, E/R-PDCCH 수신기(1211)는 E/R-PDCCH 디맵핑기(1208)에서 디맵핑된 E/R-PDCCH를 수신하고, PDCCH 수신기(1212)는 PDCCH 디맵핑기(1209)에서 디맵핑된 PDCCH를 수신하고, PDSCH 수신기(1213)는 PDSCH 디맵핑기(1210)에서 디맵핑된 PDSCH를 수신한다. 블라인드 복조기(1215)는 PDCCH 수신기(1212)와 E/R-PDCCH 수신기(1211)에서 수신된 제어 채널에 블라인드 디코딩을 수행하여 자신에 스케줄링 정보가 할당된 CCE를 선별한다. CCE 역다중화기(1216)는 자신의 CCE에서 제어 채널을 수신한다. 이 때 PDSCH 수신기(1213)는 수신된 제어 채널에서 습득한 스케줄링 정보를 이용하여 PDSCH를 수신한다. 응답 처리기(1214)는 PDSCH 수신기(1213)에서 PDSCH의 수신 성공 여부를 판단한다.
제어기(1217)는 PDCCH 혹은 E/R-PDCCH로 수신된 제어 채널에 사용된 가장 낮은 CCE 인덱스와 사용된 DRS 포트를 검출한다. PUCCH 자원 선택기(1220)는 이를 이용하여 해당 데이터 채널의 수신 성공 여부를 전송하는 상향링크 응답 채널의 ACK/NACK 자원을 선택한다. PUCCH 맵핑기(1218)는 상향링크 ACK/NACK 자원을 맵핑한다.
즉 본 발명에서 제안하는 단말기 혹은 릴레이의 수신기에 있어서, 제어기(1217)는 송신기에서 E/R-PDCCH를 통해 스케줄링 정보 수신 시, E-CCE의 인덱스 및 송신기에서 E-CCE에 대응하는 DRS 포트의 인덱스를 확인한다. 이를 위해, 제어기(1217)는 블라인드 복조기(1215)를 이용할 수 있다. 그리고 응답 처리기(1214)는 PDSCH를 수신 및 복조하여, PDSCH의 복조 성공 여부를 판단한다. 또한 PUCCH 자원 선택기(1220)는 E-CCE의 인덱스 및 DRS 포트의 인덱스를 통해 ACK/NACK 자원을 결정한다. 게다가, PUCCH 맵핑기(1218)는 ACK/NACK 자원을 통해 PDSCH의 복조 성공 여부를 전송한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 이동 통신 시스템의 수신장치에서 응답 신호 송신 방법에 있어서,
    적어도 하나의 향상된 제어 채널 요소(enhanced control channel element, ECCE)를 포함하는 향상된 물리적 하향링크 제어 채널(enhanced physical downlink control channel, EPDCCH)을 통해 제어 정보를 수신하는 단계;
    상기 제어 정보를 기반으로 물리적 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH)을 통해 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 EPDCCH와 관련된 ECCE의 인덱스 및 상기 EPDCCH와 관련된 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS)를 기반으로 결정된 자원을 통해 상기 데이터에 대한 응답 정보를 송신하는 단계를 포함하는 응답 신호 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EPDCCH와 관련된 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 응답 신호 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자원은 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 내의 ECCE의 개수를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 응답 신호 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자원은 적어도 두 개의 오프셋 값을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 응답 신호 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 EPDCCH와 관련된 DMRS 포트가 없는 경우, 상기 자원은 DMRS 포트와 무관하게 결정되는 것을 특징으로 하는 응답 신호 송신 방법.
  6. 이동 통신 시스템의 송신 장치에서 응답 신호 수신 방법에 있어서,
    적어도 하나의 향상된 제어 채널 요소(enhanced control channel element, ECCE)를 포함하는 향상된 물리적 하향링크 제어 채널(enhanced physical downlink control channel, EPDCCH)을 통해 제어 정보를 송신하는 단계;
    상기 제어 정보를 기반으로 물리적 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH)을 통해 데이터를 송신하는 단계; 및
    상기 EPDCCH와 관련된 ECCE의 인덱스 및 상기 EPDCCH와 관련된 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS)를 기반으로 결정된 자원을 통해 상기 데이터에 대한 응답 정보를 수신하는 단계를 포함하는 응답 신호 수신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 EPDCCH와 관련된 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 응답신호 수신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자원은 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 내의 ECCE의 개수를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 응답신호 수신 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 자원은 적어도 두 개의 오프셋 값을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 응답신호 수신 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 EPDCCH와 관련된 DMRS 포트가 없는 경우, 상기 자원은 DMRS 포트와 무관하게 결정되는 것을 특징으로 하는 응답신호 수신 방법.
  11. 이동 통신 시스템에서 응답 신호를 전송하는 수신 장치에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하고, 적어도 하나의 향상된 제어 채널 요소(enhanced control channel element, ECCE)를 포함하는 향상된 물리적 하향링크 제어 채널(enhanced physical downlink control channel, EPDCCH)을 통해 제어 정보를 수신하고, 상기 제어 정보를 기반으로 물리적 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH)을 통해 데이터를 수신하고, 상기 EPDCCH와 관련된 ECCE의 인덱스 및 상기 EPDCCH와 관련된 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS)를 기반으로 결정된 자원을 통해 상기 데이터에 대한 응답 정보를 송신하는 제어부를 포함하는 수신 장치.
  12. 제11항에
    상기 제어부는
    상기 EPDCCH와 관련된 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  13. 제11항에
    상기 자원은 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 내의 ECCE의 개수를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  14. 제11항에
    상기 자원은 적어도 두 개의 오프셋 값을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  15. 제11항에
    상기 EPDCCH와 관련된 DMRS 포트가 없는 경우, 상기 자원은 DMRS 포트와 무관하게 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  16. 이동 통신 시스템에서 응답 신호를 수신하는 송신 장치에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하고, 적어도 하나의 향상된 제어 채널 요소(enhanced control channel element, ECCE)를 포함하는 향상된 물리적 하향링크 제어 채널(enhanced physical downlink control channel, EPDCCH)을 통해 제어 정보를 송신하고, 상기 제어 정보를 기반으로 물리적 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH)을 통해 데이터를 송신하고, 상기 EPDCCH와 관련된 ECCE의 인덱스 및 상기 EPDCCH와 관련된 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS)를 기반으로 결정된 자원을 통해 상기 데이터에 대한 응답 정보를 수신하는 제어부를 포함하는 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 EPDCCH와 관련된 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 자원은 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 내의 ECCE의 개수를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 자원은 적어도 두 개의 오프셋 값을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 EPDCCH와 관련된 DMRS 포트가 없는 경우, 상기 자원은 DMRS 포트와 무관하게 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
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