KR101690396B1

KR101690396B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101690396B1
Application number: KR1020147019472A
Authority: KR
Inventors: 서동연; 안준기; 이윤정; 양석철; 김봉회
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-01-25
Also published as: WO2013112004A1; EP3528414B1; US20220376966A1; US20140369294A1; CN107196747A; US10912069B2; US11395276B2; US20210120547A1; CN104205710A; US20230396478A1; EP3264660B8; JP6106256B2; US10492186B2; JP5859683B2; EP2797253A4; EP4087169C0; EP2797253B1; US9467984B2; EP4087169B1; KR20140119700A

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH)을 통해 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information: UCI)를 전송하는 방법 및 이 방법을 이용하는 단말을 제공한다. PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정하고, 상향링크 제어 채널에서 상기 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송하되, 상기 PUCCH 포맷이 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING UPLINK CONTROL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.

직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 시스템에서 다이버시티를 구현하기 위한 기법에는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 공간 다중화(SM; Spatial Multiplexing) 등이 있다. 수신 안테나 수와 송신 안테나 수에 따른 MIMO 채널 행렬은 다수의 독립 채널로 분해될 수 있다. 각각의 독립 채널은 레이어(layer) 또는 스트림(stream)이라 한다. 레이어의 개수는 랭크(rank)라 한다.

상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)을 통해 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)가 전송될 수 있다. 상향링크 제어 정보는 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request), HARQ(Hybrid ARQ)를 위한 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indicator) 등의 다양한 종류의 정보를 포함할 수 있다. PUCCH는 포맷(format)에 따라서 다양한 종류의 제어 정보를 나른다.

최근, 반송파 집성 시스템(carrier aggregation system)이 주목받고 있다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.

반송파 집성 시스템에서 다양한 종류의 상향링크 제어 정보를 효율적이고 신뢰성 있게 전송하기 위한 방법이 필요하다. 특히, 주기적 CSI(예를 들어, CQI)와 ACK/NACK이 동일 서브프레임의 PUCCH를 통해 동시에 전송되는 경우 어떠한 방식으로 그 전송 전력을 결정할 것인지가 문제될 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보 전송 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

일 측면에서, 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH)을 통해 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information: UCI)를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 변조 방식 및 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수에 따라 구분되는 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 상기 서브프레임의 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정하고, 및 상기 상향링크 제어 채널에서 상기 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송하되,

상기 PUCCH 포맷이 상기 변조 방식으로 QPSK(quadrature phase shift keying)를 사용하고 상기 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수가 48비트인 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서 제공되는 단말은 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 변조 방식 및 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수에 따라 구분되는 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 상기 서브프레임의 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정하고, 및 상기 상향링크 제어 채널에서 상기 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송하되, 상기 PUCCH 포맷이 상기 변조 방식으로 QPSK(quadrature phase shift keying)를 사용하고 상기 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수가 48비트인 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

서로 다른 종류의 상향링크 제어 정보(UCI; Uplink Control Information)를 동일 서브프레임(subframe)에서 전송할 필요가 있을 때 전송 전력을 효율적으로 결정할 수 있다. 특히, PUCCH를 통해 주기적 CSI와 ACK/NACK이 동시에 전송되는 경우 주기적 CSI와 ACK/NACK의 비트 수를 고려하여 그 전송 전력을 결정하므로 종래의 기술에 비해 신뢰성 있게 이러한 UCI들을 전송할 수 있다.

도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 6은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다.
도 8은 노멀 CP, PUCCH 포맷 2a/2b에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.
도 9는 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.
도 10은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.
도 11은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.
도 12는 채널 코딩된 비트들이 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 13은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.
도 14는 이중 RM 코딩 과정을 예시한다.
도 15는 단말의 PUCCH를 통한 UCI 전송 과정을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 다른 단말의 PUCCH에 대한 전송 전력 결정 방법을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

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 통신 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. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. 설명을 명확하게 하기 위해, LTE/LTE-A을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역에 대해 통신 서비스를 제공한다. 단말(User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 서빙 기지국은 하나 또는 복수의 서빙 셀을 제공할 수 있다.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.

단말과 기지국 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다.

제1 계층인 물리계층(Physical Layer)은 상위에 있는 매체연결제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 전송 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널(Physical Channel)을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층인 무선 데이터링크 계층은 MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층으로 구성된다. MAC 계층은 논리채널과 전송채널 사이의 매핑을 담당하는 계층으로, RLC 계층에서 전달된 데이터를 전송하기 위하여 적절한 전송채널을 선택하고, 필요한 제어 정보를 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 헤더(header)에 추가한다.

RLC 계층은 MAC의 상위에 위치하여 데이터의 신뢰성 있는 전송을 지원한다. 또한 RLC 계층은 무선 구간에 맞는 적절한 크기의 데이터를 구성하기 위하여 상위 계층으로부터 전달된 RLC SDU(Service Data Unit)들을 분할(Segmentation)하고 연결(Concatenation)한다. 수신기의 RLC 계층은 수신한 RLC PDU들로부터 원래의 RLC SDU를 복구하기 위해 데이터의 재결합(Reassemble)기능을 지원한다.

PDCP 계층은 패킷 교환 영역에서만 사용되며, 무선채널에서 패킷 데이터의 전송효율을 높일 수 있도록 IP 패킷의 헤더를 압축하여 전송할 수 있다.

제3 계층인 RRC 계층은 하위 계층을 제어하는 역할과 함께, 단말과 네트워크 사이에서 무선자원 제어정보를 교환한다. 단말의 통신 상태에 따라 휴지모드(Idle Mode), RRC 연결모드(Connected Mode)등 다양한 RRC 상태가 정의되며, 필요에 따라 RRC 상태간 전이가 가능하다. RRC 계층에서는 시스템 정보방송, RRC 접속 관리 절차, 다중 요소 반송파 설정절차, 무선 베어러(Radio Bearer) 제어절차, 보안절차, 측정절차, 이동성 관리 절차(핸드오버)등 무선자원관리와 관련된 다양한 절차들이 정의된다.

무선 통신 시스템은 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템, MISO(Multiple-Input Single-Output) 시스템, SISO(Single-Input Single-Output) 시스템 및 SIMO(Single-Input Multiple-Output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.

도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.

이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 1을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; Resource Block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; Cyclic Prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.

무선 통신 시스템은 크게 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다. TDD 방식에서는 하나의 프레임 내에 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임이 공존하며 그 설정이 UL-DL 설정(uplink-downlink configuration)에 의해 결정된다. UL-DL 설정은 3GPP TS 36.211 V10.0.0의 table 4.2.2를 참조할 수 있다.

도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 N_RB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 N_RB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth, N^DL)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 N_RB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N_RB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.

여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP(normal cyclic prefix)의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장 CP(extended cyclic prefix)의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.

도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

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

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

도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다.

상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.

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

PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 상향링크 제어정보(uplink control information: UCI)가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 상향링크 제어정보에는 CQI(channel quality indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), HARQ-ACK/NACK(hybrid automatic repeat request acknowledgement/not-acknowledgement, HARQ-ACK이라고 표시하거나 단순히 A/N이라고 표시할 수 있음), RI(Rank Indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 상향링크 제어정보만으로 구성될 수도 있다.

한편, 무선 통신 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation: CA)을 지원할 수 있다. 여기서, 반송파 집성이란 작은 대역폭을 가지는 복수의 반송파를 모아 광대역을 구성하는 것을 의미한다. 반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.

도 5는 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.

도 5를 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(component carrier: CC)가 할당될 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다. 요소 반송파에는 하향링크 요소 반송파(downlink CC: DL CC)와 상향링크 요소 반송파(uplink CC: UL CC)가 있다.

반송파 집성 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1개 이상의 요소 반송파를 모을 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.

무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.

특정 셀을 통하여 패킷 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.

설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.

비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.

셀은 프라이머리 셀(primary cell: PCell)과 세컨더리 셀(secondary cell: SCell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.

프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.

세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.

서빙 셀은 CA가 설정되지 않거나 CA를 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. CA가 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수의 셀로 구성된 집합을 나타내는데 사용된다.

즉, 프라이머리 셀은 RRC 연결(establishment) 또는 재연결(re-establishment) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙 셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 프라이머리 셀과 함께 서빙 셀 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 세컨더리 셀이라 한다.

따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀이란 하나의 프라이머리 셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 프라이머리 셀과 적어도 하나의 세컨더리 셀로 구성될 수 있고, 복수의 서빙 셀이 단말에게 설정될 수 있다.

PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다.

SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화(activated) 혹은 비활성화(deactivated) 상태로 나뉠 수 있다.

프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 상향링크에서,세컨더리 셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.

프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.

첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다.

둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다.

셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 세컨더리 셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다.

넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다.

다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다.

여섯째, 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다.

일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다.

여덟째, 프라이머리 셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 RRC 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.

하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결 설정되어 하나의 서빙셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙셀이 구성되지 않는다.

요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 셀(cell)에 대응될 수 있다.

하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC)를 지원할 수 있다. 즉, 하나의 단말이 복수의 DL CC를 통해 복수의 PDSCH를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 하나의 UL CC 예를 들어, UL PCC를 통해 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 즉, 종래의 단일 반송파 시스템에서는 하나의 서브프레임에서 하나의 PDSCH만을 수신하므로 최대 2개의 HARQ ACK/NACK(이하 편의상 ACK/NACK이라 약칭)정보를 전송하면 되었다. 그러나, 반송파 집성 시스템에서는 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 하나의 UL CC를 통해 전송할 수 있기 때문에 이에 대한 ACK/NACK 전송 방법이 요구된다.

단말은 복수의 DL CC에서 PDCCH를 모니터링하고, 복수의 DL CC를 통해 동시에 하향링크 전송 블록을 수신할 수 있다. 단말은 복수의 UL CC를 통해 동시에 복수의 상향링크 전송 블록을 전송할 수 있다.

다중 반송파 시스템에서 CC 스케줄링은 2가지 방법이 가능하다.

첫번째는 하나의 CC에서 PDCCH-PDSCH 쌍이 전송되는 것이다. 이 CC를 자기-스케줄링(self-scheduling)이라 한다. 또한, 이는 PUSCH가 전송되는 UL CC는 해당되는 PDCCH가 전송되는 DL CC에 링크된 CC가 됨을 의미한다. 즉, PDCCH는 동일한 CC상에서 PDSCH 자원을 할당하거나, 링크된 UL CC상에서 PUSCH 자원을 할당하는 것이다.

두번째는, PDCCH가 전송되는 DL CC에 상관없이 PDSCH가 전송되는 DL CC 또는 PUSCH가 전송되는 UL CC가 정해지는 것이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 DL CC에서 전송되거나 PDCCH가 전송된 DL CC와 링키지되지 않은 UL CC를 통해 PUSCH가 전송되는 것이다. 이를 교차-반송파(cross-carrier) 스케줄링이라 한다. PDCCH가 전송되는 CC를 PDCCH 반송파, 모니터링 반송파 또는 스케줄링(scheduling) 반송파라 하고, PDSCH/PUSCH가 전송되는 CC를 PDSCH/PUSCH 반송파 또는 스케줄링된(scheduled) 반송파라 한다.

이제 기존의 PUCCH 포맷(PUCCH format)들에 대해서 설명한다.

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

PUCCH 포맷은 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수에 따라 구분될 수 있다. 표 1은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 내의 비트의 개수를 나타낸다.

도 6은 노멀 CP에서 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 채널 구조를 나타낸다. 상술한 바와 같이 PUCCH 포맷 2/2a/2b는 CQI의 전송에 사용된다.

도 6을 참조하면, 노멀 CP에서 SC-FDMA 심벌 1, 5는 상향링크 참조신호인 DM RS(demodulation reference symbol)를 위해 사용된다. 확장 CP의 경우에는 SC-FDMA 심벌 3이 DM RS를 위해 사용된다.

10개의 CQI 정보 비트가 예를 들어, 1/2 비율로 채널 코딩(channel coding)되어 20개의 코딩된 비트가 된다. 채널 코딩에는 리드 뮬러(Reed-Muller: RM) 코드가 사용될 수 있다. 그리고 스크램블링(PUSCH 데이터가 길이 31의 골드 시퀀스로 스크램블링되는 것과 유사하게)된 후 QPSK 성상 맵핑(constellation mapping)되어 QPSK 변조 심벌이 생성된다(슬롯 0에서 d₀ 내지 d₄). 각 QPSK 변조 심벌은 길이 12인 기본 RS 시퀀스의 순환 쉬프트로 변조되고 OFDM 변조된 후, 서브프레임 내 10개의 SC-FDMA 심벌 각각에서 전송된다. 균일하게 이격된 12개의 순환 쉬프트는 12개의 서로 다른 단말들이 동일한 PUCCH 자원블록에서 직교하게 다중화될 수 있도록 한다. SC-FDMA 심벌 1, 5에 적용되는 DM RS 시퀀스는 길이 12인 기본 RS 시퀀스가 사용될 수 있다.

도 7은 노멀 CP에서의 하나의 슬롯에 대한 PUCCH 포맷 1a/1b를 나타낸다. 3번째 내지 5번째 SC-FDMA 심벌에서 상향링크 참조 신호가 전송된다. 도 7에서 w₀, w₁, w₂ 및 w₃는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변조 이후에 시간 영역에서 변조되거나 또는 IFFT 변조 이전에 주파수 영역에서 변조될 수 있다.

LTE에서, ACK/NACK과 CQI는 동일 서브프레임에서 동시에 전송될 수도 있고, 동시 전송이 허용되지 않을 수도 있다. 이 때의 ACK/NACK은 단일 셀에 대한 ACK/NACK이다. ACK/NACK과 CQI의 동시 전송이 허용되지 않는 경우에서, 단말이 CQI 피드백이 설정된 서브프레임의 PUCCH에서 ACK/NACK을 전송하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 경우, CQI는 드랍(drop)되고 ACK/NACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 전송된다.

ACK/NACK과 CQI의 동일 서브프레임에서의 동시 전송은 단말 특정적인 상위 계층(RRC) 시그널링을 통해 설정될 수 있다. 예컨대, ACK/NACK과 CQI가 동일 서브프레임에서 동시에 전송될 수 있는지 여부는 RRC(radio resource control) 메시지에 포함된 ‘simultaneousAckNackAndCQI’라는 파라미터에 의해 설정될 수 있다. 즉, ‘simultaneousAckNackAndCQI’이 TRUE로 설정되면 동시 전송이 허용되고 FALSE로 설정되면 동시 전송이 허용되지 않을 수 있다. 동시 전송이 가능한 경우, 기지국 스케줄러가 CQI와 ACK/NACK의 동시 전송을 허용한 서브프레임에서 CQI와 1 비트 또는 2비트 ACK/NACK 정보가 동일한 PUCCH 자원블록에 다중화될 수 있다. 이 때 낮은 CM(cubic metric)을 가지는 단일 반송파 특성을 유지하는 것이 필요하다. 단일 반송파 특성을 유지하면서 CQI와 ACK/NACK을 다중화하는 방법은 노멀 CP와 확장 CP에서 서로 다르다.

먼저, 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 2a/2b를 통해 1비트 또는 2비트 ACK/NACK과 CQI를 함께 전송하는 경우, ACK/NACK 비트들은 스크램블되지 않고, BPSK(1비트의 경우)/QPSK(2비트의 경우) 변조되어 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(d_HARQ)이 된다. ACK은 이진수 ‘1’로 인코딩되고, NACK은 이진수 ‘0’으로 인코딩된다. 하나의 ACK/NACK 변조 심벌(d_HARQ)은 각 슬롯에서 두번째 RS 심벌을 변조하는데 사용된다. 즉, ACK/NACK은 RS를 이용하여 시그널링된다.

도 8은 노멀 CP, PUCCH 포맷 2a/2b에서 ACK/NACK의 성상 맵핑의 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, NACK(2개의 하향링크 코드워드 전송의 경우에는 NACK,NACK)은 +1에 맵핑된다. 단말이 PDCCH에서 하향링크 그랜트를 검출하는데 실패한 경우를 의미하는 DTX(discontinuous transmission)는 ACK 또는 NACK을 모두 전송하지 않으며, 이러한 경우 디폴트 NACK이 된다. DTX는 기지국에 의해 NACK으로 해석되고 하향링크 재전송을 야기한다.

다음으로, 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 확장 CP에서는 1 또는 2 비트의 ACK/NACK이 CQI와 조인트 코딩(joint coding)된다.

도 9는 확장 CP에서 ACK/NACK과 CQI의 조인트 코딩의 예를 나타낸다.

도 9를 참조하면, RM 코드에 의해 지원되는 정보 비트의 최대 비트수는 13일 수 있다. 이 경우 CQI 정보 비트(K_cqi)는 11 비트이고 ACK/NACK 정보 비트(K_ACK _/ _NACK)는 2비트 일 수 있다. CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 연접되어 비트열을 생성한 후 RM 코드에 의해 채널 코딩될 수 있다. 이러한 경우 CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 조인트 코딩된다고 표현한다. 즉, CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보 비트는 RM 코드에 의해 조인트 코딩되어 20비트의 코딩된 비트들이 된다. 이러한 과정을 통해 생성된 20비트 코드워드는 도 6에서 설명한 채널 구조(확장 CP의 경우 도 6과 달리 슬롯 당 하나의 RS 심벌이 사용되는 차이는 있다)를 가지는 PUCCH 포맷 2에서 전송된다.

LTE에서는 PUCCH 포맷 1a/1b를 통해 ACK/NACK과 SR이 다중화되어 동시 전송될 수 있다.

도 10은 ACK/NACK과 SR이 다중화되는 방법을 나타낸다.

도 10을 참조하면, ACK/NACK과 SR이 동일 서브프레임에서 동시 전송되는 경우, 단말은 ACK/NACK을 할당된 SR 자원에서 전송하는데 이러한 경우 양(positive)의 SR을 의미한다. 양의 SR이 수신되면 기지국은 단말이 스케줄링을 요청하는 것을 알 수 있다. 또한, 단말은 ACK/NACK을 할당된 ACK/NACK 자원에서 전송할 수 있는데 이러한 경우 음(negative)의 SR을 의미한다. 즉, 기지국은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 서브프레임에서는 ACK/NACK이 어떤 자원을 통해 전송되는지를 통해 ACK/NACK 뿐만 아니라 SR이 양의 SR인지 아니면 음의 SR인지를 식별할 수 있다.

도 11은 ACK/NACK과 SR이 동시 전송되는 경우 성상 맵핑을 나타낸다.

도 11을 참조하면, DTX/NACK과 양의 SR이 성상 맵(constellation map)의 +1에 맵핑되고, ACK은 -1에 맵핑된다. 성상 맵은 신호의 위상을 나타내는 것일 수 있다.

한편, LTE TDD 시스템에서, 단말은 복수의 PDSCH에 대한 복수의 ACK/NACK을 기지국으로 피드백할 수 있다. 왜냐하면, 단말은 복수의 서브프레임에서 복수의 PDSCH를 수신하고, 하나의 서브프레임에서 상기 복수의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있기 때문이다. 이 때, 2가지 종류의 ACK/NACK 전송 방법이 있다.

첫번째는 ACK/NACK 번들링(bundling)이다. ACK/NACK 번들링은 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 비트를 논리적 AND 연산을 통해 결합하는 것이다. 예를 들어, 단말이 복수의 데이터 유닛 전체를 성공적으로 디코딩한 경우에는 하나의 ACK 비트만을 전송한다. 반면, 단말이 복수의 데이터 유닛 중 어느 하나라도 디코딩이나 검출에 실패하는 경우 단말은 NACK 비트를 전송하거나 아무것도 전송하지 않는다.

번들링에는 공간 번들링(spatial bundling), 시간 영역에서의 번들링, 주파수 영역에서의 번들링 등이 있다. 공간 번들링은 하나의 PDSCH 내에서 복수의 코드워드를 수신한 경우 각 코드워드에 대한 A/N을 압축하는 기법이다. 시간 영역에서의 번들링은 서로 다른 서브프레임에서 수신한 데이터 유닛에 대한 A/N을 압축하는 기법이다. 주파수 영역에서의 번들링은 서로 다른 셀(즉, CC)에서 수신한 데이터 유닛에 대한 A/N을 압축하는 기법이다.

두번째는 ACK/NACK의 다중화(multiplexing)이다. ACK/NACK 다중화 방법에서, 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK의 내용 또는 의미는 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심벌들의 조합으로 식별될 수 있다. 이는 채널 선택(channel selection)이라고 칭하기도 한다. 채널 선택은 사용되는 PUCCH에 따라 PUCCH 1a/1b 채널 선택으로 칭할 수 있다.

예를 들어, 최대 2개의 데이터 유닛이 전송될 수 있고, 하나의 PUCCH 자원이 2 비트를 나를 수 있다고 가정하자. 이 때, 각 데이터 유닛에 대한 HARQ 동작은 하나의 ACK/NACK 비트에 의해 관리될 수 있다고 가정한다. 이러한 경우, ACK/NACK은 데이터 유닛을 전송한 전송 노드(예컨대, 기지국)에서 다음 표와 같이 식별될 수 있다.

표 2에서 HARQ-ACK(i)는 데이터 유닛 i에 대한 ACK/NACK 결과를 지시한다. 상기 예에서는 데이터 유닛 0, 데이터 유닛 1의 2개의 데이터 유닛이 있을 수 있다. 표 2에서 DTX는 해당 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛의 전송이 없었다는 것을 의미한다. 또는 수신단(예컨대, 단말)에서 HARQ-ACK(i)에 대한 데이터 유닛을 검출하지 못하였다는 것을 의미한다. n⁽¹⁾ _PUCCH,X는 ACK/NACK의 실제 전송에 사용되는 PUCCH 자원을 가리키는데, 최대 2개의 PUCCH 자원이 있다. 즉, n⁽¹⁾ _{PUCCH,0 ,}n⁽¹⁾ _PUCCH, ₁이다. b(0), b(1)은 선택된 PUCCH 자원에 의해 전달되는 2비트를 나타낸다. PUCCH 자원을 통해 전송되는 변조 심벌은 b(0), b(1)에 따라 결정된다.

예를 들어, 수신단이 2개의 데이터 유닛을 성공적으로 수신하고 디코딩했다면 수신단은 PUCCH 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH,1을 이용하여 2개의 비트 (b(0), b(1))을 (1,1)으로 전송하여야 한다. 다른 예로 수신단이 2개의 데이터 유닛을 수신하여, 첫번째 데이터 유닛의 디코딩에 실패하고, 두번째 데이터 유닛의 디코딩은 성공했다고 가정하자. 이러한 경우 수신단은 (0,0)을 n⁽¹⁾ _PUCCH,1을 이용하여 전송하여야 한다.

이처럼 ACK/NACK의 내용(또는 의미)를, PUCCH 자원과 해당 PUCCH 자원에서 전송되는 실제 비트의 내용의 조합과 링크하는 방법에 의하여 단일 PUCCH 자원을 이용하여 복수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 전송이 가능하다.

ACK/NACK 다중화 방법에서는, 만약 모든 데이터 유닛에 대하여 적어도 하나의 ACK이 존재한다면 기본적으로 NACK과 DTX는 NACK/DTX와 같이 커플로 표시되어 있다. 이것은 PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합만으로는 NACK과 DTX를 구별하여 모든 ACK/NACK 조합을 커버하기에는 부족하기 때문이다.

상술한 ACK/NACK 번들링이나 ACK/NACK 다중화 방법에서는 단말이 전송하는 ACK/NACK의 대상이 되는 PDSCH의 총 개수가 중요하다. 단말이 복수의 PDSCH를 스케줄링하는 복수의 PDCCH 중 일부 PDCCH를 수신하지 못하는 경우, ACK/NACK의 대상이 되는 총 PDSCH의 개수에 대해 오류가 발생하므로 잘못된 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이러한 오류를 해결하기 위해 TDD 시스템에서는 DAI(downlink assignment index)를 PDCCH에 포함하여 전송한다. DAI에는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 수를 카운팅하여 카운팅 값을 알려준다.

이하에서는 PUCCH 포맷 2를 위한 상향링크 채널 코딩 방법에 대해 설명한다.

다음 표 3은 PUCCH 포맷 2의 채널 코딩에 사용되는 (20,A) RM 코드의 일 예이다. 여기서, A는 CQI 정보 비트와 ACK/NACK 정보비트가 연접된(concatenated) 비트열의 비트 수(즉, K_cqi + K_ACK _/ _NACK) 일 수 있다. 상기 비트열을 a₀,a₁,a₂,...,a_A _-1이라고 하면, 상기 비트열(bit stream)이 (20,A)의 RM 코드를 이용한 채널 코딩 블록의 입력으로 사용될 수 있다.

RM 코드에 의해 채널 코딩된 비트열 b₀,b₁,b₂,...,b_B _-1은 다음 식 1과 같이 생성될 수 있다.

[식 1]

상기 식 1에서 i=0,1,2,...,B-1이고, B=20이다.

채널 코딩된 비트들은 코드-시간-주파수 자원에 맵핑된다.

도 12는 채널 코딩된 비트들이 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는 예를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 채널 코딩된 20비트들 중 처음 10 비트들과 마지막 10비트들은 서로 다른 코드-시간-주파수 자원에 맵핑되는데, 특히 처음 10비트들과 마지막 10비트들은 주파수 다이버시티(diversity)를 위해 주파수 영역에서 크게 분리되어 전송된다.

이제 LTE-A에서의 상향링크 채널 코딩 방법의 일 예를 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, LTE에서는 UCI가 PUCCH 포맷 2로 전송되는 경우 최대 13 비트의 CSI를 표 3의 (20, A) RM 코드를 통해 RM 코딩한다. 반면, UCI가 PUSCH로 전송되는 경우에는 최대 11 비트의 CQI를 아래 표 4의 (32, A) RM 코드를 통해 RM 코딩하며 PUSCH에서 전송될 코드율을 맞추기 위해 절단(truncation) 또는 순환 반복(circular repetition)을 수행한다.

한편, LTE-A에서는 최대 21 비트(이는 정보 비트로 채널 코딩 전의 비트수이며, SR이 포함되는 경우 최대 22비트)의 UCI(ACK/NACK과 SR)를 전송하기 위해 PUCCH 포맷 3이 도입되었다. PUCCH 포맷 3은 변조 방식으로 QPSK를 사용하며, 서브프레임에서 전송 가능한 비트 수는 48비트(이는 정보 비트를 채널 코딩한 후 전송되는 비트수)이다.

PUCCH 포맷 3은 블록 스프레딩(block spreading) 기반 전송을 수행한다. 즉, 블록 스프레딩 코드를 이용하여 멀티 비트 ACK/NACK을 변조한 변조 심벌 시퀀스를 시간 영역에서 확산한 후 전송한다.

도 13은 PUCCH 포맷 3의 채널 구조를 예시한다.

도 13을 참조하면, 변조 심벌 시퀀스 {d1, d2, ...}는 블록 스프레딩 코드가 적용되어 시간 영역에서 확산된다. 블록 스프레딩 코드는 직교 커버 코드(orthogonal cover code: OCC)일 수 있다. 여기서, 변조 심벌 시퀀스는, 멀티 비트인 ACK/NACK 정보 비트들이 채널 코딩(RM 코드, TBCC, 펑쳐링된 RM 코드 등을 이용한)되어 ACK/NACK coded 비트가 생성되고, 상기 ACK/NACK coded 비트들이 변조(예컨대, QPSK)된 변조 심벌들의 시퀀스일 수 있다. 변조 심벌들의 시퀀스는 FFT(fast Fourier transform), IFFT(inverse fast Fourier transform)을 거쳐 슬롯의 데이터 심벌들에 맵핑된 후 전송된다. 도 13에서는 하나의 슬롯에 2개의 RS 심벌이 존재하는 경우를 예시하였지만, 3개의 RS 심벌이 존재할 수 있고 이러한 경우 길이 4의 블록 스프레딩 코드가 사용될 수 있다.

이러한 PUCCH 포맷 3은 노멀 CP에서 48 비트의 채널 코딩된 비트를 전송할 수 있다. UCI 비트(정보 비트)가 11 비트 이하일 때는 표 4의 (32, A) RM 코딩을 사용하고 PUCCH 포맷 3의 코딩된 비트수에 맞추기 위해 순환 반복을 사용한다. 표 4에서 보듯이 (32, A) RM 코드는 베이시스 시퀀스가 11개 뿐이므로 UCI 비트가 11 비트보다 크면 2개의 (32, A) RM 코드를 이용한 이중 RM 코딩(dual RM coding)을 수행한다.

도 14는 이중 RM 코딩 과정을 예시한다.

도 14를 참조하면, UCI 비트열(정보 비트들)이 11 비트를 초과하는 경우, 분할(segmentation)을 통해 분할된 비트열(이를 세그먼트라 칭함)을 생성한다. 이 때, 세그먼트 1, 세그먼트 2는 각각 11 비트 이하가 된다. 세그먼트 1, 2는 각각 (32, A) RM 코딩을 거쳐 인터리빙 또는 연접된다. 그 후, PUCCH 포맷 3의 코딩된 비트 수에 맞추기 위해 절단 또는 순환 반복된 후 전송된다.

[무선통신 시스템에서 채널 상태 정보 전송 방법]

무선통신 시스템에서 주어진 채널 용량(channel capacity)를 최대한 활용하기 위하여 링크 적응(link adaptation)을 사용하여, 주어진 채널에 따라 MCS(modulation and coding scheme)와 전송 전력(Transmission Power)를 조절한다. 이러한 링크 적응을 기지국에서 수행하기 위하여는 단말의 채널 상태 정보 피드백이 필요하다.

1. 채널 상태 정보(channel status information, CSI)

효율적인 통신을 위해서는 채널 정보를 피드백하는 것이 필요한데, 일반적으로 하향링크의 채널 정보는 상향링크를 통해 전송되며, 상향링크의 채널정보는 하향링크를 통해 전송된다. 채널의 상태를 나타내는 채널 정보를 채널 상태 정보라 하며, 채널 상태 정보에는 PMI(precoding matrix index), RI(rank indicator), CQI(channel quality indicator) 등이 있다.

2. 하향링크 전송 모드.

하향링크 전송 모드는 후술하는 9가지로 구분될 수 있다.

전송 모드 1: 단일 안테나 포트, 포트 0

전송 모드 2: 전송 다이버시티(transmit diversity)

전송 모드 3: 개방 루프(open loop) 공간 다중화(spatial multiplexing): RI 피드백에 기반한 랭크 적응이 가능한 개방 루프 모드이다. 랭크가 1인 경우 전송 다이버시티가 적용될 수 있다. 랭크가 1보다 큰 경우 큰 지연(large delay) CDD가 사용될 수 있다.

전송 모드 4: 페루프(closed loop) 공간 다중화 또는 전송 다이버시티

전송 모드 5: 전송 다이버시티 또는 멀티 유저 MIMO

전송 모드 6: 전송 다이버시티 또는 단일 전송 레이어를 가지는 페루프 공간 다중화

전송 모드 7: PBCH(physical broadcast channel) 안테나 포트의 개수가 1이면 단일 안테나 포트(port 0)를 사용하고, 그렇지 않으면 전송 다이버시티 사용. 또는 단일 안테나 전송(포트 5)

전송 모드 8: PBCH 안테나 포트 개수가 하나이면 단일 안테나 포트(포트 0)가 사용되고 그렇지 않으면 전송 다이버시티. 또는 안테나 포트 7 및 8을 이용한 듀얼 레이어 전송 또는 포트 7 또는 포트 8을 이용한 단일 안테나 포트 전송.

전송 모드 9: 최대 8 레이어 전송(포트 7 내지 14).

MBSFN(multicast-broadcast single frequency network) 서브프레임이 아닌 경우 PBCH 안테나 포트 개수가 하나이면 단일 안테나 포트 전송(포트 0)이 사용되고 그렇지 않으면 전송 다이버시티.

MBSFN 서브프레임인 경우에는 단일 안테나 포트 전송(포트 7).

3. CSI의 주기적 전송.

CSI는 상위 계층에서 정한 주기에 따라 주기적으로 PUCCH를 통해 전송될 수 있다. 단말은 PUCCH를 통해 주기적으로 차분(differential) CSI(CQI,PMI,RI)를 피드백하도록 상위 계층 신호에 의해 반 정적으로 설정될 수 있다. 이 때, 단말은 다음 표와 같이 정의된 모드들에 따라 해당 CSI를 전송된다.

상술한 각 전송 모드 별로 다음과 같은 PUCCH에서의 주기적 CSI 리포팅 모드가 지원된다.

한편, CSI 리포트의 충돌이란, 제1 CSI를 전송하도록 설정된 서브프레임과 제2 CSI를 전송하도록 설정된 서브프레임이 동일한 경우를 말한다. CSI 리포트의 충돌이 발생하는 경우, 제1 CSI와 제2 CSI를 동시에 전송하거나 또는 제1 CSI와 제2 CSI의 우선 순위(priority)에 따라 우선 순위가 낮은 CSI의 전송을 포기(이를 드랍(drop)이라 한다)하고 우선 순위가 높은 CSI를 전송할 수 있다.

PUCCH를 통한 CSI 리포트는 CQI/PMI/RI의 전송 조합에 따라 다음과 같이 다양한 리포트 타입이 존재할 수 있으며 각 리포트 타입(이하 타입으로 약칭)에 따라 구분되는 주기 및 오프셋 값이 지원된다.

타입 1: 단말이 선택한 서브밴드에 대한 CQI 피드백을 지원한다.

타입 1a: 서브밴드 CQI 및 제2 PMI 피드백을 지원한다.

타입 2, 2b, 2c: 광대역 CQI와 PMI 피드백을 지원한다.

타입 2a: 광대역 PMI 피드백을 지원한다.

타입 3: RI 피드백을 지원한다.

타입 4: 광대역 CQI를 전송한다.

타입 5: RI와 광대역 PMI 피드백을 지원한다.

타입 6: RI와 PTI 피드백을 지원한다.

각 서빙 셀에 대해, CQI/PMI 리포팅에 대하여 서브프레임 단위의 주기인 N_pd 및 오프셋 N_offset _, _CQI가 파라미터 ‘cqi-pmi-ConfigIndex’(I_CQI _/ _PMI)에 기반하여 결정된다. 또한 각 서빙 셀에 대해 RI 리포팅에 대하여 주기 M_RI 및 상대적 오프셋(relative offset) N_offset _, _RI가 파라미터 ‘ri-ConfigIndex’(I_RI)에 기반하여 결정된다. ‘cqi-pmi-ConfigIndex’및 ‘ri-ConfigIndex’는 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호에 의해 설정된다. RI를 위한 상대적 오프셋 N_offset _, _RI는 집합 {0, -1, ... , -(N_pd -1)} 중에서 값을 가진다.

단말이 CSI를 리포팅하는 서브프레임을 CSI 서브프레임이라 하는데 단말에게는 복수의 CSI 서브프레임들로 구성된 CSI 서브프레임 집합이 설정될 수 있다. 만약, 단말에게 둘 이상의 CSI 서브프레임 집합에서 리포팅이 설정되는 경우라면 각 CSI 서브프레임 집합에 대응되는 ‘cqi-pmi-ConfigIndex’및 ‘ri-ConfigIndex’가 주어진다. 예컨대, 2개의 CSI 서브프레임 집합에서 CSI 리포팅이 설정되는 경우, ‘cqi-pmi-ConfigIndex’및 ‘ri-ConfigIndex’는 제1 CSI 서브프레임 집합에 대한 것이고, ‘cqi-pmi-ConfigIndex2’및 ‘ri-ConfigIndex2’는 제2 CSI 서브프레임 집합에 대한 것이다.

하나의 서빙 셀에 대한 CSI 타입 3, 5 또는 6인 CSI 리포트와 상기 하나의 서빙 셀에 대한 CSI 타입 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c 또는 4인 CSI 리포트가 충돌하는 경우, CSI 타입 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c 또는 4인 CSI 리포트가 우선 순위가 낮으며 드랍된다.

단말에게 둘 이상의 서빙 셀이 설정된 경우, 단말은 주어진 서브프레임에서 오직 하나의 서빙 셀에 대한 CSI 리포팅만을 수행한다. 주어진 서브프레임에서 제1 셀의 CSI 타입 3, 5, 6, 또는 2a인 CSI 리포트와 제2 셀의 CSI 타입 1, 1a, 2, 2b, 2c, 또는 4인 CSI 리포트가 충돌할 수 있다. 이 경우, CSI 타입 1, 1a, 2, 2b, 2c, 또는 4인 CSI 리포트가 우선 순위가 낮으며 드랍된다.

주어진 서브프레임에서 제1 셀의 CSI 타입 2, 2b, 2c, 또는 4인 CSI 리포트와 제2 셀의 CSI 타입 1 또는 1a인 CSI 리포트가 충돌할 수 있다. 이 경우, CSI 타입 1 또는 1a인 CSI 리포트가 우선 순위가 낮으며 드랍된다. 상기 제1 셀과 제2 셀은 서로 다른 셀들이다.

주어진 서브프레임에서 서로 다른 서빙 셀들의 같은 우선 순위를 가지는 CSI 타입의 CSI 리포트가 충돌할 수 있다. 이 경우에는 가장 낮은 서빙 셀 인덱스(ServCellIndex)를 가지는 서빙 셀의 CSI가 리포트되며 다른 모든 서빙 셀들의 CSI는 드랍된다.

이제 본 발명에 대해 설명한다.

도 15는 단말의 PUCCH를 통한 UCI 전송 과정을 나타낸다.

도 15를 참조하면, 기지국은 단말에게 PUCCH 포맷을 설정한다(S100). PUCCH 포맷은 예를 들어, PUCCH 포맷 3일 수 있다.

기지국은 참조 신호 및 데이터를 단말에게 전송한다(S110). 단말은 UCI를 생성하고 전송 전력을 결정한다(S120). 예를 들어, 단말은 참조 신호를 이용하여 주기적 CSI를 생성하고, 데이터를 디코딩하여 수신 성공 여부에 따라 ACK/NACK을 생성할 수 있다.

단말은 설정된 PUCCH 포맷, 결정된 전송 전력으로 UCI를 기지국으로 전송한다(S130). 서브프레임 별로 UCI는 달라질 수 있으며, 주기적 CSI와 ACK/NACK이 동일 서브프레임에서 전송되는 충돌 상황이 발생할 수 있다.

<PUCCH를 위한 전력 제어>

기존 LTE-A에서는 PUCCH의 효율적인 전송을 위해 다음과 같은 전력 제어 방법을 사용한다.

서빙 셀 c가 프라이머리 셀이라면, 서브프레임 i에서 PUCCH 전송을 위한 전송 전력(transmit power) P_PUCCH는 다음 식과 같이 정의된다.

[식 2]

[dBm]

만약, 단말이 프라이머리 셀에서 PUCCH를 전송하지 않는다면, DCI 포맷 3/3A에서 수신한 TPC 명령의 축적을 위해, 단말은 서브프레임 i에서 PUCCH 전송을 위한 전송 전력 P_PUCCH를 다음 식과 같이 가정한다.

[식 3]

상기 식에서 P_CMAX _,c (i)는 서브프레임 i에서 서빙 셀 c를 위해 설정된 단말의 전송 전력이다.

Δ_{F_} _PUCCH (F)는 상위 계층 신호로 주어지는 파라미터이다. 각 Δ_{F_} _PUCCH (F) 값은 PUCCH 포맷 1a를 기준으로 하여 상대적으로 PUCCH 포맷 (F)에 대해 주어지는 값이다. F는 1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b, 또는 3일 수 있다.

만약, 단말이 2개의 안테나 포트를 통해 PUCCH를 전송하도록 상위 계층에 의해 설정된다면, Δ_TxD (F’)의 값은 상위 계층에 의해 주어지고 그렇지 않다면 Δ_TxD (F’)=0이다.

h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)은 PUCCH 포맷에 종속적인 값이며, n_CQI 는 CQI의 정보 비트들의 개수에 대응된다. 만약, 서브프레임 i가 UL-SCH를 위한 전송 블록(transport block)을 하나도 가지지 않는 단말을 위한 SR을 위해 설정된다면 n_SR은 1이고, 그렇지 않으면 n_SR은 0이다. 단말에게 하나의 서빙 셀이 설정되면 n_HARQ 는 서브프레임 i에서 전송되는 A/N 비트들의 개수이고, 그렇지 않다면 n_HARQ 는 “3GPP TS 36.213 V10, Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical layer procedures(Release 10)”의 10.1절에서 정의된다.

즉, FDD에서 단말에게 2개의 서빙 셀들이 설정되고 PUCCH 포맷 1b 채널 선택이 설정되거나 또는 단말에게 2개 이상의 서빙 셀들이 설정되고 PUCCH 포맷 3이 설정된 경우, n_HARQ 는 다음 식과 같이 결정된다.

[식 4]

상기 식에서 N^DL _cells는 설정된 셀들의 개수이고, N^received _c는 서빙 셀 c의 서브프레임 n-4에서 수신한 전송 블록 또는 SPS 해제 PDCCH의 개수이다.

TDD에서 1) 단말에게 2개의 서빙 셀들이 설정되고 PUCCH 포맷 1b 채널 선택이 설정되고 M=1인 서브프레임 n, 또는 2) 단말에게 UL-DL 설정 0이 설정되고 PUCCH 포맷 3이 설정된 경우, n_HARQ 는 다음 식과 같이 결정된다.

[식 5]

상기 식 5에서, N^received _k _,c는 서빙 셀 c의 서브프레임 n-4에서 수신한 전송 블록 또는 SPS 해제 PDCCH의 개수이다. k∈K이고, K는 3GPP TS 36.213. V10, Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);physical layer procedures(Release 10)의 테이블 10.1.3.1-1에 정의되며, M개의 요소들 즉, {k₀, k₁, ..., k_M _-1}로 구성된 집합이다(이하 동일).

TDD UL-DL 설정 1~6에 대해 PUCCH 포맷 3이 설정되거나, TDD에서 2개의 서빙 셀들이 설정되고 PUCCH 포맷 1b 채널 선택이 설정되고 M=2인 경우에 n_HARQ 는 다음 식과 같이 결정된다.

[식 6]

상기 식 6에서, V^DL _DAI _,c는 서빙 셀 c에서의 V^DL _DAI 이다. U_DAI _,c는 서빙 셀 c에서의 U_DAI이다. n^ACK _c는 서빙 셀 c에서 설정된 하향링크 전송 모드에 대응하는 HARQ-ACK 비트들의 개수이다. 서빙 셀 c에 공간 HARQ-ACK 번들링이 적용되는 경우, n^ACK _c=1이고, N^received _k _,c는 서빙 셀 c의 서브프레임 n-k에서 대응하는 PDCCH 없이 수신한 PDSCH 또는 PDCCH의 개수를 나타낸다.

서빙 셀 c에 공간 HARQ-ACK 번들링이 적용되지 않는 경우, N^received _k _,c는 서빙 셀 c의 서브프레임 n-k에서 수신한 전송 블록들의 개수 또는 SPS 해제 PDCCH의 개수를 나타낸다.

만약, 전송 블록이나 SPS 해제 PDCCH가 상기 서브프레임 n-k에서 검출되지 않으면 V^DL _DAI _,c는 0이다.

2개의 서빙 셀들이 설정된 TDD에서 PUCCH 포맷 1b 채널 선택이 설정되고 M=3 or 4인 경우에, 단말이 하나의 서빙 셀의 서브프레임 n-k에서만 PDSCH나 하향링크 SPS 해제를 지시하는 PDCCH(SPS 해제 PDCCH)를 수신하면 n_HARQ 는 2이고, 그렇지 않으면 n_HARQ 는 4이다.

PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b에 대해, h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)=0이다.

PUCCH 포맷 1b 채널 선택에 대해, 단말이 2이상의 서빙 셀이 설정되면 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)=( n_HARQ -1)/2 이고, 그렇지 않으면 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)=0이다.

PUCCH 포맷 2, 2a, 2b이고 노멀 CP이면, h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식과 같다.

[식 7]

PUCCH 포맷 2, 2a, 2b이고 확장 CP이면, h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식과 같다.

[식 8]

PUCCH 포맷 3에 대해, 단말이 상위 계층에 의해 2개의 안테나 포트를 통해 PUCCH를 전송하도록 설정되거나 또는 단말이 11 비트보다 많은 HARQ-ACK/SR을 전송한다면 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식과 같다.

[식 9]

그렇지 않으면, h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식과 같다.

[식 10]

P_O _{_} _PUCCH는 상위 계층에 의해 제공되는 P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUCCH 파라미터 및 P_O _{_} _UE _{_} _PUCCH의 합으로 구성되는 파라미터이다.

δ_pucch는 단말 특정적인 보정값이며, 프라이머리 셀에 대한 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C를 포함하는 PDCCH 또는 CRC 패리티 비트들이 TPC-PUCCH-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 3/3A를 포함하는 PDCCH에서 다른 단말 특정적 PUCCH 보정값과 조인트 코딩되어 전송된 TPC 명령에 관련된다.

단말은 DRX를 제외한 모든 서브프레임에서 TPC-PUCCH-RNTI로 DCI 포맷 3/3A를 가지는 PDCCH를 디코딩 시도하고, C-RNTI 또는 SPS C-RNTI로 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 를 가지는 하나 또는 복수의 PDCCH를 디코딩 시도한다.

만약, 단말이 프라이머리 셀에 대한 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C를 포함하는 PDCCH를 디코딩하고, 대응되는 검출된 RNTI가 상기 단말의 C-RNTI 또는 SPS C-RNTI와 동일하고 상기 DCI 포맷에 포함된 TPC 필드가 PUCCH 자원 결정에 사용되지 않는다면, 단말은 상기 PDCCH에서 제공되는 δ_pucch를 사용한다.

그렇지 않고, 만약 단말이 DCI 포맷 3/3A를 포함하는 PDCCH를 디코딩하면, 단말은 상기 PDCCH에서 제공되는 δ_pucch를 사용하고 그렇지 않으면 δ_pucch는 0 dB로 설정된다.

g(i)는 현재 PUCCH 전력 제어 조정 상태(power control adjustment state)이며 g(0)은 리셋 후의 첫번째 값이다. g(i)는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 11]

FDD에서 M=1, k₀=4이다.

TDD에서, M은 하나의 UL 서브프레임에 대응되는 DL 서브프레임의 개수이고, k_m의 값은 해당 UL 서브프레임에 대응되는 서브프레임 즉, 서브프레임 n-k_m을 나타낸다.

DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 를 가지는 PDCCH를 통해 시그널링되는 δ_pucch 값은 다음 표와 같이 주어진다.

만약, DCI 포맷 1/1A/2/2A/2B/2C 를 가지는 PDCCH가 SPS활성화 PDCCH로 인증되거나, 또는 DCI 포맷 1A를 가지는 PDCCH가 SPS 활성화 PDCCH로 인증되면 δ_pucch 는 0dB가 된다.

DCI 포맷 3/3A를 가지는 PDCCH를 통해 시그널링되는 δ_pucch 값은 상기 표 7 또는 다음 표 8과 같이 주어진다. 표 7, 8 중 어느 것을 사용할 것인지는 상위 계층에 의해 반정적으로 설정된다.

만약, P_O _{_} _UE _{_} _PUCCH값이 상위 계층에 의해 변경되면, g(0) = 0이고, 그렇지 않다면 다음 식과 같이 주어진다.

[식 12]

상기 식 12에서 δ_msg2 는 랜덤 액세스 응답에서 지시되는 TPC 명령이고, ΔP_rampup은 상위 계층에 의해 제공되는 첫번째 프리앰블부터 마지막 프리앰블까지의 총 전력 증가를 나타낸다.

만약, 단말이 프라이머리 셀에 대해 P_CMAX _,c(i)에 도달하면, 프라이머리 셀에 대한 양의 TPC 명령들은 축적(accumulation)되지 않는다.

만약, 단말이 최소 전력에 도달하면, 음의 TPC 명령들은 축적되지 않는다.

단말은 1) PO_UE_PUCCH 값이 상위 계층에 의해 변경된 때 2) 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 때에는 축적을 리셋한다.

만약, 서브프레임 i가 TDD에서 상향링크 서브프레임이 아니면 g(i)=g(i-1)이다.

LTE Rel-8에서는 PUSCH 전송이 없는 서브프레임에서 주기적 CQI 전송이 설정되고 주기적 CQI 전송과 HARQ ACK/NACK(A/N, HARQ-ACK, ACK/NACK으로 표시할 수 있음)전송이 충돌할 수 있다. 이 경우, A/N과 주기적 CQI의 동시전송이 가능하도록 설정되었다면 A/N은 주기적 CQI가 전송되는 PUCCH 포맷 2의 두번째 참조 신호 심벌의 위상을 변조하는 방식을 이용하여 다중화된다.

LTE-A에서는 하나의 서브프레임에서 복수 셀의 PDSCH 또는 PDCCH에 대한 복수의 A/N의 전송이 요구될 수 있고 상기 서브프레임에서 PUSCH 전송이 없다면, UL 제어 채널(즉, PUCCH)을 통해 CSI와 A/N을 다중화하여 전송하는 방법이 필요하게 된다.

한편, LTE-A Rel-10에서는 복수 셀의 PDSCH/PDCCH에 대한 A/N을 전송하는 경우를 위해서 새로운 PUCCH 포맷인 PUCCH 포맷 3를 도입하였으나, PUCCH 포맷 3은 복수 셀의 PDSCH/PDCCH에 대한 A/N의 전송만을 위해서 사용되며, 복수 셀의 PDSCH/PDCCH에 대한 A/N 전송과 CSI 전송이 충돌하는 경우 CSI는 드랍되었다.

그러나 장래의 release(즉, LTE-A Rel-11 이상)에서는 빈번한 CSI 드랍에 의한 성능저하를 줄이기 위해서, 하나의 상향링크 제어채널(e.g. PUCCH 포맷 3)에 복수 셀 의 PDSCH/PDCCH에 대한 A/N과 (복수의 하향링크 셀에 대한) CSI의 동시전송이 고려되고 있다.

본 발명에서는 주기적 CSI와 A/N(및/또는 SR)이 다중화되어 동일 상향링크 제어채널로의 동시 전송이 설정되었을 때의 UCI 구성과 비트수에 따른 상기 상향링크 제어채널의 전력 제어 방법을 제안한다.

이하 CSI는 비주기적 CSI를 제외한 주기적 CSI로 한정될 수 있다. 또한, 이하에서는 설명의 편의상 채널 코딩 방식으로 RM 코딩을 사용하는 것을 예시로 하였으나, 다른 코딩 방식이 적용될 수도 있음은 자명하다. 또한 복수의 RM 코딩이 사용되는 경우 2개의 RM 코딩 블록이 사용되는 이중 RM을 예시로 하였으나 2 이상의 RM 코딩 블록이 사용되는 경우에도 본 발명은 확장 적용될 수 있다. 또한 코딩된 제어정보가 전송되는 UL 채널로 PUCCH 포맷 3을 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 스프레딩 팩터를 줄인 PUCCH 포맷 3, PUSCH 등을 통해 제어 정보를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다.

상향링크로 전송되는 UCI 는 A/N, SR, CSI 등이 있으며, 일반적으로 하향링크시스템 성능(DL system throughput)에 직접적인 영향을 주는 A/N과 단말이 상향링크의 데이터 전송을 위한 UL 데이터 채널의 스케줄링을 요구하는 SR 등의 전송 우선 순위(priority)/성능 요구사항을 높게 설정하고 CSI는 전송 우선 순위/성능 요구사항을 낮게 설정한다. 예를 들어 A/N의 허용 수신 오류율은 10^-3으로 설정되는 반면, CQI의 허용 수신 오류율은 10^- ¹ 로 알려져 있다.

또한 PUCCH 포맷으로 전송되는 UCI는 각각 UCI별로 개별 코딩(separate coding)되어 각 코딩된 비트들이 레이트 매칭되어 PUCCH 포맷에 매핑되어 전송될 수 있다. 또는 모든 UCI가 조인트 코딩(joint coding)되어 코딩된 비트들이 레이트 매칭되어 PUCCH 포맷에 매핑되어 전송될 수 있다.

[식 13]

[dBm]

전술한 바와 같이 식 13은 PUCCH에서의 전송 전력을 결정하는 식이며, h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 PUCCH 포맷에 종속적인 값으로 해당 포맷에서 전송되는 UCI의 비트 수에 따라 결정된다.

조인트 코딩 시에는 기존 PUCCH 포맷 3으로 설정된 Δ_{F_} _PUCCH (F)를 적용할 수 있고, 개별 코딩 시에는 PUCCH 포맷 3이 변형된 형태 또는 새로운 PUCCH 포맷(예컨대, PUCCH 포맷 4)로 설정된 Δ_{F_} _PUCCH (F)를 적용할 수 있다.

h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)의 설정 방법을 설명한다. 설명의 편의상 이하 인코더에서 코딩 되기 이전의 입력 UCI를 UCI_raw라 표시하고, 코딩 결과 생성된 출력 UCI를 UCI_coded라 표시한다.

A. 모든 UCI가 조인트 코딩되어 전송되는 경우 우선 순위가 가장 높은 UCI에 따른 전력 제어 방법.

UCI 전송에 조인트 코딩이 사용될 경우, 수신 측의 디코딩 시에 UCI_raw의 종류 별로 에러율(error rate)을 조절하기가 쉽지 않다. 특히, UCI_raw에 전처리 과정(예를 들어 우선 순위가 높은 UCI에 대해서 프리인코딩을 수행)을 수행한 경우가 아닌 경우 그러하다. 따라서 CSI의 에러 요구조건이 낮더라도 A/N(또는 SR)과 동일한 에러 요구조건을 맞추도록 전송 전력을 상향 조절할 수 있다.

즉, 우선 순위가 다른 여러 종류의 UCI(A/N, SR, CQI 등)가 조인트 코딩되어 전송되는 경우, 우선 순위가 높은 UCI(A/N 및/또는 SR)에 맞추어 전송 전력을 설정할 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 14]

[식 15]

PUCCH 포맷 3이 적용될 때, 상기 식 14는 A/N, SR 및 CSI의 총 합이 11 비트보다 큰 경우(이중 RM 코딩을 하는 경우) h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 나타내고, 식 15는 그 이외의 경우 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 나타낸다. 즉, 기존의 A/N(+SR)만 전송될 경우의 전송 전력 식에 CSI의 페이로드 비트 수를 포함하여 적용할 수 있다. 여기서는 단일 안테나 포트로 전송하는 경우에 해당하며, 복수의 안테나 포트로의 전송 다이버시티가 적용된 경우에는 별도로 정의될 수 있다.

즉, 종래 PUCCH 포맷 3에서는 복수의 셀에 대한 ACK/NACK과 주기적 CSI가 동일 서브프레임에서 충돌할 경우 주기적 CSI를 드랍하였으므로, PUCCH의 전송 전력 결정을 위해 전술한 식 9, 10을 사용하여도 무방하였다. 그러나, LTE-A release 11 이후에서는 복수의 셀에 대한 ACK/NACK과 주기적 CSI를 동일 서브프레임에 다중화하여 전송하는 것을 지원할 수 있다. 따라서, 전술한 식 9, 10 대신 식 14, 15에 의하여 PUCCH의 전송 전력을 결정하는 것이 필요할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 다른 단말의 PUCCH에 대한 전송 전력 결정 방법을 나타낸다.

단말은 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 PUCCH 에 적용할 전송 전력을 결정한다(S121). PUCCH 포맷은 변조 방식 및 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수에 따라 PUCCH 포맷 1/1a/1b/2/2a/2b/3 등으로 구분될 수 있다. PUCCH 포맷에 종속적인 값은 전술한 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)일 수 있다. 단말은 이 값에 기반하여 서브프레임의 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정한다.

단말은 상향링크 제어 채널에서 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송한다(S122). PUCCH 포맷이 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정된다. 즉, 단일 안테나 포트 전송시 UCI의 총합이 11 비트보다 크거나 또는 2개의 안테나 포트를 통해 상기 PUCCH 포맷 3을 전송하도록 설정된 경우, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR) = (n_HARQ +n_SR +n_CQI -1)/3과 같이 결정되고, 그 이외의 경우(예를 들어, 단일 안테나 포트 전송시 UCI의 총합이 11 비트 이하보다 작은 경우)에는 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR) = (n_HARQ +n_SR +n_CQI -1)/2와 같이 결정될 수 있다. n_HARQ은 상기 ACK/NACK의 비트 수, n_CQI는 상기 주기적 CSI의 비트 수, n_SR은 상기 서브프레임이 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 위해 설정되면 1이고 그 이외의 경우에는 0이다.

또한, PUCCH 포맷 3이 설정되고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 주기적 CSI 없이 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 또는 스케줄링 요청(scheduling request: SR)만 포함하고 UCI의 총합이11 비트보다 큰 경우, 또는 2개의 안테나 포트들을 통해 PUCCH를 전송하는 것으로 상위 계층에 의해 설정된 경우, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값(h(n_CQI, n_HARQ,n_SR))은 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR) = (n_HARQ +n_SR -1)/3과 같이 결정되고 그 이외의 경우(예를 들어, 단일 안테나 포트 전송시 UCI의 총합이 11 비트 이하보다 작은 경우)에는 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR) = (n_HARQ +n_SR -1)/2 와 같이 결정될 수 있다.

ACK/NACK이 PUCCH 포맷 3에 포함되는 참조 신호 심벌의 변조를 통해 전송되는 경우, 상기 참조 신호 심벌의 변조를 통해 전송되는 ACK/NACK의 비트 수는 상기 n_HARQ에 포함되지 않을 수 있다. 상기 ACK/NACK(SR이 있을 경우 SR도 포함)은 주기적 CSI와 함께 조인트 코딩되어 전송되는 ACK/NACK을 의미하고 참조 신호심벌 변조에 의해 전송되는 ACK/NACK은 제외하는 것일 수 있다.

상기 식 14, 15는 CSI를 A/N(및 SR)과 동일한 에러 요구조건에 맞춘 전송 전력으로 전송하는 것으로 A/N(및 SR)이 존재하는 경우(즉, n_HARQ + n_SR >0인 경우)에만 적용할 수 있다.

A/N(및 SR)이 존재하지 않고 CSI만 존재하는 경우(즉, n_HARQ + n_SR =0인 경우나 또는 SR의 에러 요구조건을 CSI와 동일하게 설정하여 CSI와 SR을 동시 전송하는 경우라면 n_HARQ =0), CSI의 에러 요구조건에 맞춘 별도의 방식이 적용될 수 있다.

또는 상기 식 14, 15는 n_HARQ+ n_SR + n_RI _계열>0인 경우에만 적용될 수도 있다. 또는 SR의 에러 요구조건을 CSI와 동일하게 설정하여 CSI와 SR을 동시 전송한다면 n_HARQ+ n_RI _계열>0인 경우에만 적용될 수도 있다.

상술한 방법은 ARI에 의해 지시되는 PUCCH 포맷 3 자원을 사용하는 경우에만 적용할 수 있다. 즉, ARI의 지시없이 RRC로 지정된 하나의 자원을 사용하는 PUCCH 포맷 3인 경우 다른 방식을 적용할 수 있다. 또는 상술한 방법은 구현의 단순화를 위해 A/N(+SR)의 존재 유무에 관계없이 적용할 수 있다

A-1. 우선 순위가 낮은 UCI만 전송되는 경우 전력 제어 설정방법.

종래, 상기 식 13에서 Δ_{F_} _PUCCH (F) 및 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 A/N의 에러 요구조건에 맞추어 적용되는 오프셋 값이라 할 수 있으며, ‘deltaF-PUCCH-Format3-r10’이라는 파라미터에 의해 결정되었다. 상기 방법 A도 A/N의 에러 요구조건에 맞추어 A/N 및 CSI의 전송 전력을 결정하는 것이므로, Δ_{F_} _PUCCH (F)는 A/N만 전송할 때 적용되는 값을 적용하는 것이 바람직하다.

만약, CSI만 전송하는 경우(예컨대, n_HARQ+ n_SR =0인 경우나 또는 SR의 에러 요구조건을 CSI와 동일하게 설정하여 CSI와 SR을 동시 전송하는 경우라면 n_HARQ =0), CSI의 에러 요구조건을 넘는 불필요한 전력 할당을 피하기 위해 다음과 같은 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.

1) A/N만 전송하는 경우와 다른 Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only)를 사용하고, A/N만 전송하는 경우와 동일한 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법. 예를 들어, CQI만을 특정 PUCCH 포맷으로 전송하는 경우 상기 파라미터를 Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only)라 표시하고, A/N만 전송하는 경우 상기 파라미터를 Δ_{F_} _PUCCH (F)라 하면, Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only) < Δ_{F_} _PUCCH (F)로 설정할 수 있다.

2) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 전력 오프셋(δ_CQI _{_} _only)이 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 16으로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 17로 변형될 수 있다. 식 16은 이중 RM, 식 17은 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 16]

[식 17]

상기 식 16, 17에서 δ_CQI _{_} _only > 0이다.

3) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 가중치 팩터(w_CQI _{_} _only)가 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 18로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 19로 변형될 수 있다. 식 18은 이중 RM, 식 19는 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 18]

[식 19]

상기 식 18, 19에서 0 < w_CQI _{_} _only < 1이다.

4) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 전력 오프셋(δ_CQI _{_} _only) 및 가중치 팩터(w_{CQI_only})가 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 20으로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 21로 변형될 수 있다. 식 20은 이중 RM, 식 21은 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 20]

[식 21]

상기 식 20, 21에서 0 < w_CQI _{_} _only < 1이고, δ_CQI _{_} _only 는 실수 값이며 예를 들어, -1 또는 0일 수 있다.

상술한 1) 내지 4)에서 Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only), w_CQI _{_} _only ,δ_CQI _{_} _only 는 n_CQI 값이 특정 값(n_CQI _{_} _threshold)보다 크거나 같은 경우에만 적용할 수도 있다. 만약, n_CQI 값이 상기 특정 값(n_CQI _{_} _threshold)보다 작다면 Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only)= Δ_{F_} _PUCCH (F), w_CQI _{_} _only=1,δ_{CQI_only}=0으로 설정할 수 있다.

또는 상술한 1) 내지 4)는 n_HARQ+ n_SR + n_RI _계열=0인 경우에만 적용할 수도 있다. RI 계열의 정보는 CQI 보다 상대적으로 중요도가 높고 추후 전송되는 CSI의 비트 수에도 영향을 줄 수 있으므로, RI 계열의 정보에 대한 에러 요구조건을 A/N과 동일한 수준으로 하기 위함이다.

n_CQI _{_} _threshold는 RI 계열의 정보의 최대 비트 수가 3인 경우 4, RI 계열의 정보의 최대 비트 수가 5인 경우 6으로 설정될 수 있다. w_CQI _{_} _only ,δ_CQI _{_} _only 는 RI 계열의 정보가 아닌 경우에만 적용할 수도 있다.

Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only), w_CQI _{_} _only ,δ_CQI _{_} _only 는 UCI의 조합에 따라 적용될 수 있다.

UCI의 조합은 후술할 CCI(contents combination indicator)에 의해 주어질 수 있다.

A-2. A/N이 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 심벌 변조에 의해 전송되는 경우 n_HARQ의 정의.

PDCCH로부터 ARI를 수신하지 못한 경우 A/N(및/또는 SR)은 CSI를 전송하기 위해 유보된 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 심벌을 변조하여 전송될 수 있다. 즉, PUCCH 포맷 3을 통해 A/N이 전송되는 방법은 1) CSI와 조인트 코딩되어 전송되는 방법, 2) PUCCH 포맷 3에서 전송되는 참조 신호를 변조하여 전송되는 방법이 있을 수 있다. 이처럼 2가지 방법이 존재하는 것을 전력 제어에 반영할 필요가 있다.

예를 들면, A/N이 상기 1)의 방법에 의해 전송된다면, 이 때의 A/N(및/또는 SR)은 n_HARQ에 반영하고, A/N이 상기 2)의 방법에 의해 전송된다면 이 때의 A/N(및/또는 SR)은 n_HARQ에 반영하지 않는 것이다. A/N을 참조 신호 변조에 의해 전송하는 경우, Δ_{F_} _PUCCH (F) 또는 Δ_{F_} _PUCCH (F_CQI _{_} _only)에 A/N 비트 수를 반영할 수 있기 때문이다.

A/N이 상기 2)처럼 참조 신호 변조에 의해 전송되는 경우, 전송 전력의 최소 보장값을 설정할 수 있다. 예를 들어, A/N이 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 심벌 변조에 의해 전송되고 PUCCH 포맷 3의 데이터 심벌에서는 CSI만 전송되는 경우를 가정하자. 이 때, CSI의 에러 요구조건에만 맞추어 전송 전력을 결정한다면 A/N의 에러 요구조건을 충족하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, CSI만 PUCCH 포맷 3을 통해 전송되는 경우와 달리 A/N이 참조 신호 심벌 변조에 의해 CSI와 함께 전송되는 경우에는 상기 최소 보장값 이상으로 전송 전력을 결정하는 것이다.

이를 위해, 상술한 A, A-1에서 설명한 수식들에서 n_CQI를 max(n_CQI, n_{CQI_threshold})로 대체할 수 있다. 또는 상술한 A, A-1에서 설명한 수식들에서 h의 최소 보장값(h^threshold)을 설정하여 h 대신 다음 식과 같은 h’을 적용할 수도 있다.

[식 22]

A-3. 내용 조합 지시자(contents combination indicator: CCI)가 존재하는 경우의 전력 제어 설정.

단말은 PUCCH 포맷 3에서 전송되는 UCI의 조합을 알려주기 위해 CCI를 UCI와 조인트 코딩하여 전송할 수 있다. 이 경우, CCI의 비트 수가 정보 비트에 추가되므로 정보 비트의 개수에 따라 결정되는 전송 전력 방법에 CCI의 비트 수를 반영할 필요가 있다.

CCI의 비트 수를 N_CCI라 하자. 그러면, 전술한 A 내지 A-2의 수식들에서 n_HARQ 는 n_HARQ +N_CCI로 대체될 수 있다. 다만, CCI는 참조 신호 변조에 의해 전송될 수 있는데 이러한 경우에는 n_HARQ 가 n_HARQ +N_CCI로 대체되지 않는다. 또한, CCI의 전송 전력의 최소 보장값을 설정할 수 있다. 예를 들어, CCI가 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 심벌 변조에 의해 전송되고 PUCCH 포맷 3의 데이터 심벌에서는 CSI만 전송되는 경우를 가정하자. 이 때, CSI만 PUCCH 포맷 3을 통해 전송되는 경우와 달리 CCI가 참조 신호 심벌 변조에 의해 CSI와 함께 전송되는 경우에는 상기 최소 보장값 이상으로 전송 전력을 결정하는 것이다.

A-4. A/N이 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 변조에 의해 전송되는 경우에 대한 오프셋 적용.

단말은 PUCCH 포맷 3이 설정된 상태에서 PUCCH 포맷 3의 자원을 지시하는 ARI를 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, 단말이 해당 서브프레임에서 A/N을 전송하여야 한다면 PUCCH 포맷 3의 참조 신호 심벌의 위상을 변조하여 전송하고, 전송할 A/N이 발생하지 않아 A/N을 전송할 필요가 없다면 CSI만 전송할 수도 있다. 즉, PUCCH 포맷 3이 설정된 상태에서 PUCCH 포맷 3의 자원을 지시하는 ARI를 수신하지 못한 경우, CSI만 전송하거나 CSI와 A/N을 동시에 전송하는 2가지 경우가 존재할 수 있다. 2가지 경우를 구분하여 전송 전력을 설정할 필요가 있다.

2) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 전력 오프셋(δ_ANonRS)이 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 23으로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 24로 변형될 수 있다. 식 23은 이중 RM, 식 24는 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 23]

[식 24]

상기 식 23,24 에서 δ_CQI _{_} _only > 0이다.

3) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 가중치 팩터(w_ANonRS)가 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 25로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 26으로 변형될 수 있다. 식 25는 이중 RM, 식 26은 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 25]

[식 26]

상기 식 25, 26에서 w_ANonRS 는 상수(예를 들어, -1)일 수 있다.

4) A/N만 전송하는 경우와 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F), A/N만 전송하는 경우와 다른 별도의 전력 오프셋(δ_ANonRS) 및 가중치 팩터(w_ANonRS)가 정의된 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)를 사용하는 방법.

예를 들어, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 27로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 28로 변형될 수 있다. 식 27은 이중 RM, 식 28은 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 27]

[식 28]

상기 식 27,28에서 w_ANonRS 는 상수(예를 들어, -1)일 수 있다.

B. 모든 UCI가 조인트 코딩되어 전송될 때, 우선 순위(에러 요구조건) 별로 UCI에 가중치를 주어 전송 전력을 제어하는 방법.

모든 UCI에 조인트 코딩이 사용될 경우, UCI_raw에 전처리 과정(예를 들어 우선 순위가 높은 UCI에 대해서 프리인코딩을 수행)을 수행한 경우 또는, UCI 구성비에 따른 평균적인 에러 요구조건을 맞추는 경우, 우선 순위가 높은 UCI의 페이로드(payload)에는 높은 가중치를 적용하고 우선 순위가 낮은 UCI의 페이로드에는 낮은 가중치를 적용하여 전송 전력을 결정할 수 있다.

예를 들어 A/N(+SR)에 적용하는 가중치(w_HARQ)는 CSI에 적용하는 가중치(w_CQI)보다 높은 가중치를 적용할 수 있다. PUCCH 포맷 3에서 비트 수에 따라 단일 RM, 이중 RM이 선택적으로 적용되는 경우 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 29, 30에 따라 결정될 수 있다. A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기 식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 29로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 30으로 변형될 수 있다. 식 29는 이중 RM, 식 30은 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 29]

[식 30]

만약, A/N의 에러 요구조건을 맞추지 않고 CSI 다중화에 따른 에러율 증가를 허용한다면, w_HARQ=1, w_CQI≤1 로 가중치를 설정할 수 있다. 이는 전처리 과정에서의 A/N 비트가 맵핑될 자원 개수의 증가로 인해, 정상 수신에 필요한 단위 자원 당 전력 필요량이 줄어드는 경우 적용할 수 있다. 또한, w_CQI≤1 로 인해 CSI 전송에 불필요하게 소모되는 전력을 낮출 수 있다.

C. 각 UCI가 개별 코딩되어 전송될 때, 우선 순위(에러 요구조건) 별로 UCI에 가중치를 설정하여 전송 전력을 설정하는 방법.

UCI 그룹 별로 개별 코딩이 적용되는 경우, 각 UCI 그룹 별로 요구되는 에러 요구조건에 따라 PUCCH의 자원요소(RE)의 할당을 조절할 수 있다. 이 경우, UCI_raw 비트 수가 각 UCI 그룹 별로 동일하더라도 전송 전력을 다르게 제어할 필요가 있다.

예를 들어, UCI_raw가 A/N 10비트로 구성된 경우와 CSI 10비트로 구성된 경우를 가정하자. 각 경우에 대래 전송 전력 제어를 다르게 할 필요가 있다. 왜냐하면 각 UCI의 에러 요구조건이 다르기 때문이다.

h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)가 다음 식 31과 같이 주어지는 경우, w_HARQ≥ w_CQI 으로 가중치를 조절할 수 있다.

[식 31]

만약, n_CQI =0이고, n_HARQ + n_SR ≤11이라면, 상기 식 31은 다음 식32와 같이 구성될 수 있다. 이는 A/N만 전송할 때와 동일한 전송 전력을 가지도록 하기 위함이다.

[식 32]

상기 식 31, 32에서 가중치들은 코딩 기법이 비트 수에 따라 변경되는 경우 코딩 기법 별로 설정될 수도 있다.

상기 식 31, 32에서 우선 순위가 높은 UCI 그룹을 그룹 1, 그 다음으로 우선 순위가 높은 UCI 그룹을 그룹 2라 할 때, 그룹 1, 그룹 2는 다음과 같이 구분될 수 있다.

1) 그룹 1={A/N, SR}, 그룹 2={RI, PTI, W1, W2, CQI}

2) 그룹 1={A/N, SR, RI, PTI, W1}, 그룹 2={W2, CQI}, 이 경우 그룹 1에 적용되는 가중치 w_Group1 은 그룹 2에 적용되는 가중치 w_Group2보다 클 수 있다. 이 때, h(n_Group1, n_Group2) = w_Group1 n_Group1 +w_Group2 n_Group2 + C로 주어질 수 있다. 즉, CSI 중에서 다음 정보 전송에 영향을 주는 RI, TPI, W1 등을 A/N과 동일한 우선 순위를 주는 것이다.

3) 그룹 1={A/N, SR}, 그룹 2={RI, PTI, W1}, 그룹 3={W2, CQI}, 이 경우 그룹 1에 적용되는 가중치 w_Group1 , 그룹 2에 적용되는 가중치 w_Group2 _,그룹 3에 적용되는 가중치 w_Group3은 w_Group1> w_Group2 > w_Group3 일 수 있다. CSI 중에서 다음 정보 전송에 영향을 주는 RI, TPI, W1 등을 A/N보다는 낮은 우선 순위 및 CQI보다는 높은 우선 순위를 주는 것이다. 그룹 2, 3이 조인트 코딩된다면 전술한 A, B의 방법들을 사용할 수 있다.

D. 각 UCI가 개별 코딩되어 전송될 때, 우선 순위(에러 요구조건)가 가장 높은 UCI의 코딩된 비트가 전송될 PUCCH 자원의 할당 비에 따라 전송 전력을 제어하는 방법.

PUCCH 포맷 3의 경우, 총 48개의 자원 요소(RE)가 사용 가능하다. 즉, 슬롯당 PUCCH 가용 자원 요소 개수를 나타내는 N^PUCCH _RE = 24이다. 하나의 RE에서는 하나의 변조 심벌(modulation symbol)이 전송될 수 있다. 만약, UCI가 개별 코딩되어, UCI 별로 UCI_coded가 전송될 RE 개수가 에러 요구조건에 따라 결정된다면 A/N(+SR)은 기존 A/N(+SR)만 전송되던 상황에 비해 줄어든 개수의 RE만을 할당받게 될 것이다. 왜냐하면 CSI에 일부 PUCCH RE가 할당되기 때문이다. 기존 전송 전력 수식은 A/N(+SR)만 전송될 때의 RE개수를 전제로 결정된 것인데 A/N(+SR)이 줄어든 개수의 RE을 할당받을 때 기존 전송 전력 수식을 동일하게 사용하면 에러 요구조건을 충족하지 못할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 가장 우선 순위가 높은 UCI 그룹이 할당 받은 RE 개수(이를 n^Group1 _RE로 표시, 이는 하나의 슬롯을 기준으로 할 수 있음, A/N의 경우 n^A ^/ ^N _RE으로 표시)와 PUCCH 포맷 전체의 가용 RE 개수(이를 N^PUCCH _RE로 표시, 하나의 슬롯 기준)의 비를 고려하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 예컨대, 최우선 순위를 가지는 UCI 그룹에 할당된 RE 개수가 줄어든다면, 그 줄어든 RE개수와 PUCCH 포맷 전체의 가용 RE 개수의 비에 따라 상기 최우선 순위를 가지는 UCI 그룹의 전송 전력을 증가시키는 것이다.

또는, PUCCH의 전체 가용 자원(예를 들어, 비트수)과 할당 자원(비트수)의 비로 전송 전력을 보상할 수도 있다. 이는 다음 식 33, 34와 같이 나타낼 수 있다. 즉, A/N, SR 및 CSI의 총 비트 수가 11 비트를 초과하는 경우 상기 식 13의 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 33으로 변형될 수 있고 그 이외의 경우에는 식 34으로 변형될 수 있다. 식 33은 이중 RM, 식 34는 단일 RM을 사용할 수 있다.

[식 33]

[식 34]

UCI를 그룹화하고 UCI 그룹 1이 {A/N, SR, RI,PTI, W1}로 구성된다면 상기 식 33,34는 차례로 다음 식 35,36과 같이 일반화할 수 있다.

[식 35]

[식 36]

식 33, 34는 하나의 수식으로 h를 나타낸 것인데, 기존 식 13과 같이 h를 구한 후, N^PUCCH _RE/n^Group1 _RE와 같은 비율을 함수로 가지는 오프셋을 주어 전송 전력을 결정할 수도 있다. 즉, 상기 식 33, 34는 차례로 다음 식 37, 38과 같이 나타낼 수 있다.

[식 37]

[식 38]

특정 UCI 그룹(예: UCI 그룹 1)의 UCI_coded가 할당되는 RE가 감소하는 경우 상기 특정 UCI 그룹에 대한 코드율이 증가하게 된다. 증가한 코드율을 보상하기 위한 보정값을 전송 전력 제어에 적용할 수도 있다. 다음 식 39는 이러한 보정값(b, c, d)을 적용한 예이다. 이 예에서 UCI 그룹 1의 UCI가 없다면 UCI 그룹 2로 하기 수식은 변경될 수 있다.

[식 39]

또한, 상기 식 39에서 특정 UCI 그룹에 할당되는 RE의 개수는 최소 보장값(N^threshold _RE) 이상으로만 설정되도록 제한될 수 있다. 즉, 상기 식39는 다음 식40과 같이 변형될 수도 있다.

[식 40]

또한, 상기 식 39, 40에서 h는 h’으로 설정될 수 있는데, h’는 max(h, h^threshold) 일 수 있다. 즉, 특정 UCI 그룹의 최소 전송 전력을 보장하도록 h가 설정되는 것이다.

E. A/N이 CSI와 함께 PUCCH 포맷 2/2a/2b로 전송될 때 n_HARQ의 정의.

단말에게 2개의 셀이 설정된 상황에서, 프라이머리 셀(구체적으로 DL PCC)에 대한 A/N은 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 통해 전송될 수 있다. 보다 구체적으로 PUCCH 포맷 2/2a/2b의 두번째 참조 신호 심벌 변조를 통해 A/N이 전송될 수 있다. 그리고, 세컨더리 셀(DL SCC)에 대한 A/N은 CSI와 조인트 코딩되어 전송될 수 있다.

이 경우, 기존 PUCCH 포맷 2/2a/2b(노멀 CP)에 대한 전송 전력 제어 방법은 다음 식 41과 같이 변경될 수 있다.

[식 41]

상기 식 41에서 n_HARQ는 프라이머리 셀에 대한 A/N의 비트 수는 고려하지 않고 세컨더리 셀에 대한 A/N의 비트수가 된다. A/N이 참조 신호 변조를 통해 전송되는 경우에는 n_HARQ에 A/N의 비트 수를 반영하지 않는다. 이는 Δ_{F_} _PUCCH (F)에 반영될 수 있기 때문이다.

단말에게 2개의 셀이 설정된 상황에서, 프라이머리 셀에 대한 A/N과 세컨더리 셀에 대한 A/N을 CSI와 조인트 코딩하여 전송할 수도 있다. 이 경우, 각 셀 별로 공간 번들링이 적용된 A/N이 전송될 수 있다. 이 때도 기존 전송 전력 제어 방법을 변경할 필요가 있다. 즉, n_HARQ는 조인트 코딩되어 전송되는 실제 최종 A/N의 비트 수일 수 있다.

예를 들어, 프라이머리 셀에서만 2개의 코드워드를 단말이 수신한 경우 단말은 공간 번들링에 의해 1비트의 프라이머리 셀에 대한 A/N을 전송하고 세컨더리 셀에 대한 A/N 필드는 NACK과 동일하게 채워 전송할 수 있다. 이 때, 프라이머리 셀의 번들링된 A/N 1비트에 따라 n_HARQ=1이 된다. 만약, 단말이 세컨더리 셀에서도 코드워드를 수신하였다면 n_HARQ=2이 된다. PUCCH 포맷 2/2a/2b(노멀 CP)에서 전송 전력 결정에 필요한 h(n_CQI, n_HARQ, n_SR)는 다음 식 42와 같이 나타낼 수 있다.

[식 42]

F. PUCCH 포맷 3이 사용될 때, Δ_{F_} _PUCCH (X)를 위한 PUCCH 포맷의 분류.

기존 LTE-A Rel-10에서는 단말이 PUCCH 포맷 3을 사용하여 A/N을 전송하는 것은 다중 셀에 대한 A/N을 전송하는 경우뿐이었다. 따라서, 이 경우 Δ_{F_} _PUCCH (F)는 Δ_{F_} _PUCCH (PUCCH 포맷 3)을 적용하면 되었다.

그러나, LTE-A Rel-11에서는 PUCCH 포맷 3을 통해 다중 셀에 대한 A/N과 CSI를 다중화하여 전송하는 것도 지원할 수 있다. 따라서, 종래의 Δ_{F_} _PUCCH (PUCCH 포맷 3)을 그대로 사용하는 것이 비효율적인 경우도 발생할 수 있다. 따라서, Δ_{F_} _PUCCH (X)를 적용할 PUCCH 포맷 X를 다음 표와 같이 세분할 수 있다.

상기 표 9에서 인덱스 {1}, {2,3,4}는 단말이 동작하는 버전(Release)에 따라 허용되는 UCI 조합이 달라지기 때문에 서로 다른 포맷으로 구분될 수 있다. A/N과 동일한 에러 요구조건을 맞춘다는 점에서는 {1}, {2,3,4}가 동일한 오프셋 값을 적용하는 것이 바람직하나, 서로 다른 값이 적용될 수도 있다.

상기 표 9에서 인덱스 {4}, {5}는 CSI 내용에 따라 구분될 수 있다. {4}로 적용되는 경우에는 RI와 함께 이후의 CSI 전송에 영향을 주는 상대적으로 에러 요구조건이 높은 UCI가 포함될 수 있다.

한편, 상기 표 9에서 {4}와 {5}는 CSI만 존재할 때 에러 요구조건을 어디에서 반영할 지에 의해서 구분되는 것이다. 오프셋으로 {1,2,3}과 달리 별도로 반영하는 것이 바람직하지만, 동일한 포맷에서 별도의 조건으로 h를 달리 반영할 수도 있다.

또는 상기 표 9에서 구현의 단순화를 위해서 포맷 3B0는 포맷 3B1과 통합될 수도 있다.

상기 표 9에서 동일한 포맷은 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F)를 사용하는 것을 의미한다. UCI 조합에 따라 포맷 명칭이 달라지더라도 동일한 포맷 명칭인 경우 동일한 Δ_{F_} _PUCCH (F)를 사용한다.

G. PUCCH 포맷으로 A/N과 CSI가 다중화될 때, 설정된 셀을 바탕으로 CQI 비트 필드의 길이(비트수)가 결정되는 경우 PUCCH의 전송 전력 제어에 적용되는 n_CQI 값의 설정.

기존 LTE-A에서는, PUCCH 포맷 2로 CSI가 전송될 경우, CSI 전송은 활성화된 셀(Activated Cell)에 대해서만 전송된다. 활성화된 복수의 셀에 대한 CSI가 CSI 전송 서브프레임에서 충돌할 경우, CSI 리포팅 타입과 반송파 인덱스 값에 따른 미리 정해진 우선 순위 규칙에 따라 우선 순위가 높은 하나의 셀에 대한 CSI만 전송되고, 나머지 셀에 대한 CSI는 드랍된다.

여기서, 단말이 PUCCH 포맷 2의 채널 코딩으로 사용하는 RM 인코더의 입력CSI 비트 필드의 길이는 선택된 실제 전송될 CSI 리포팅 타입에 의해서 결정된다.

한편, 상기 예시한 바와 같이 A/N과 CSI가 PUCCH 포맷에서 (예를 들어. PUCCH 포맷 3) 다중화되어 전송될 경우, 채널 코딩으로 사용되는 RM 인코더의 입력CSI 비트 필드의 길이는 PUCCH 포맷 2로 CSI만 전송될 경우와 달리, 설정된 셀 기준으로 선정되며 이를 바탕으로 코딩 기법 선택(즉, 단일 RM 또는 이중 RM), A/N과 CSI 레이트 매칭 비율 설정 등을 수행 할 수 있다. 여기서, 비활성화된 셀에 대한 CSI 정보는 유용성이 없으므로, 해당 CSI 비트 필드에 실제 전송되는 CSI 내용 (CSI 리포팅 타입)은 PUCCH 포맷 2에서와 같이 활성화된 셀 기준으로 선정된 값이 될 수 있으며 남는 비트는 0(또는 1)로 채워질 수 있다. 즉, CSI 비트 필드의 길이는 실제 전송되는 CSI 리포팅 타입의 비트수 보다 크거나 같을 수 있다.

상술한 바와 같이 설정된 셀을 기준으로 CSI 비트 필드의 길이를 결정하는 이유는, 활성화된 셀을 기준으로 CSI 비트 필드의 길이를 설정할 경우 단말과 기지국간의 셀 활성화/비활성화에 대한 불일치(misalignment)가 발생하면 우선 순위 규칙에 의해서 CSI 비트 필드의 길이가 달라질 수 있고 그 결과 코딩 기법의 선택이나, A/N과 CSI 의 레이트 매칭 비율 설정이 달라지게 되어 CSI 뿐만이 아니라 A/N 의 디코딩에도 영향을 줄 수 있기 때문이다.

따라서, CSI 비트 필드의 길이와 CSI 비트 필드에서 전송되는 CSI 리포팅타입의 비트 수가 다를 때, PUCCH 전력 제어에 적용되는 n_CQI 는 다음과 같은 두 가지 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.

1) n_CQI 값을 실제 전송되는 CSI 리포팅 타입의 비트 수로 설정하는 방법: 단말과 기지국간의 셀 활성화/비활성화에 불일치가 발생하지 않아서 CSI 내용에 대한 불일치도 발생하지 않을 경우, 기지국은 실제 전송되는 CSI 내용의 길이에 대한 정보를 알 수 있으므로 기지국의 디코더는 CSI 비트 필드 전체의 조합에 대해서 전체 검색(full search)를 할 필요 없이 실제 전송되는 CSI 내용에 대한 전체 검색 만 해보면 된다. 따라서 전송전력을 실제 전송되는 CSI 리포팅 타입의 비트수 (예를 들어, 활성화된 셀 기준으로 선정된 CSI 리포팅 타입의 비트수)에 따라서 할당하여도 충분하다. 따라서, 셀 활성화/비활성화 오류가 작게 발생하는 경우, 단말의 전송전력의 효율적인 관리를 위해서 n_CQI 값을 CSI 비트 필드의 길이 대신 실제 전송되는 CSI 리포팅 타입의 비트수로 설정하는 것이 유용하다.

2) n_CQI 값을 CSI 비트 필드의 길이로 설정하는 방법: 단말과 기지국간의 셀활성화/비활성화에 불일치가 발생하여 CSI 내용에도 불일치가 발생할 수 있다. 이 경우, 단말이 전송한 CSI 내용에 기지국이 기대하지 않은 기본 시퀀스(basis sequence)가 포함되게 될 수 있다. 예를 들어, 오류 없이 활성화된 셀 기준으로 선택된 CSI 내용 보다 더 많은 CSI 내용이 오류에 의해서 선택될 경우 초과되는 CSI 비트가 매핑되는 기본 시퀀스가 포함될 수 있다. 이를 고려하지 않고 디코딩 을 시도할 경우, A/N을 포함한 전체의 인코딩된 비트의 디코딩 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 셀 활성화/비활성화 오류가 크게 발생하는 경우, 기지국의 디코더는 CSI 비트 필드 전체의 조합에 대해서 전체 검색을 하여 디코딩을 시도하더라도 성능저하가 없도록 n_CQI 값을 CSI 비트 필드의 길이(예를 들어, 설정된 셀을 기준으로 선택된 비트수)로 설정하여 전송전력을 여유 있게 할당하는 것이 유용하다.

도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

기지국(100)은 프로세서(110; processor), 메모리(120; memory) 및 RF부(130; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(110)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(110)은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호를 통해 단말이 UCI를 전송할 PUCCH 포맷을 설정하고, 참조 신호 및 데이터를 전송하며 단말로부터 UCI를 수신한다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)을 포함한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(210)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(210)는 상위 계층 신호를 통해 PUCCH 포맷을 설정 받고, 서빙 셀들을 설정 받는다. PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 PUCCH에 적용할 전송 전력을 결정한 후 적어도 한가지 종류의 UCI를 상기 전송 전력으로 PUCCH를 통해 전송한다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(110, 210)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(120, 220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130, 230)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120, 220)에 저장되고, 프로세서(110, 210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120, 220)는 프로세서(110, 210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110, 210)와 연결될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH)을 통해 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information: UCI)를 전송하는 방법에 있어서,
변조 방식 및 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수에 따라 구분되는 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 상기 서브프레임의 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정하고, 및
상기 상향링크 제어 채널에서 상기 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송하되,
상기 PUCCH 포맷이 상기 변조 방식으로 QPSK(quadrature phase shift keying)를 사용하고 상기 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수가 48비트인 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면,
상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정되고,
상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 총합이 11 비트보다 크거나 또는 2개의 안테나 포트를 통해 상기 PUCCH 포맷 3을 전송하도록 설정된 경우, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 다음 식 1과 같이 결정되고,
상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 단일 안테나 포트로 전송되고 총합이 11비트 이하인 경우에는 식 2와 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
[식 1]

[식 2]

단, 상기 식1 및 2에서 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR)은 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값을 나타내고, n_HARQ은 상기 ACK/NACK의 비트 수, n_CQI는 상기 주기적 CSI의 비트 수, n_SR은 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널(uplink shared channel)을 위한 어떤 전송 블록도 가지지 않는 단말을 위한 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 위해 설정되면 1이고, 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널을 위한 전송 블록을 가지는 단말을 위한 스케줄링 요청을 위해 설정되면 0이다.
제 1 항에 있어서, 상기 단말이 동작하는 서빙 셀이 상기 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 프라이머리 셀인 경우,
상기 전송 전력은 상기 서브프레임에서 설정된 단말의 최대 출력 전력과 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 결정된 전력 중 최소 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 ACK/NACK이 상기 PUCCH 포맷 3에 포함되는 참조 신호 심벌의 변조를 통해 전송되는 경우, 상기 참조 신호 심벌의 변조를 통해 전송되는 ACK/NACK의 비트 수는 상기 n_HARQ에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 상기 주기적 CSI 없이 상기 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 또는 스케줄링 요청(scheduling request: SR)만 포함하고, 총합이 11 비트보다 큰 경우 또는 2개의 안테나 포트를 통해 상기 PUCCH 포맷 3을 전송하도록 설정된 경우, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 다음 식 3과 같이 결정되고 그 이외의 경우에는 식 4와 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
[식 3]

[식 4]

단, 상기 식3 및 4에서 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR)은 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값을 나타내고, n_HARQ은 상기 ACK/NACK의 비트 수, n_SR은 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널(uplink shared channel)을 위한 어떤 전송 블록도 가지지 않는 단말을 위한 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 위해 설정되면 1이고, 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널을 위한 전송 블록을 가지는 단말을 위한 스케줄링 요청을 위해 설정되면 0이다.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI는 조인트 코딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 변조 방식 및 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수에 따라 구분되는 PUCCH 포맷에 종속적인 값에 기반하여 상기 서브프레임의 상향링크 제어 채널에 적용할 전송 전력을 결정하고, 및
상기 상향링크 제어 채널에서 상기 결정된 전송 전력으로 적어도 한 가지 종류의 UCI를 전송하되,
상기 PUCCH 포맷이 상기 변조 방식으로 QPSK(quadrature phase shift keying)를 사용하고 상기 서브프레임 내에서 전송되는 비트 수가 48비트인 PUCCH 포맷 3이고, 상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 및 주기적 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 포함하면,
상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 상기 ACK/NACK의 비트 수 및 상기 주기적 CSI의 비트 수에 기반하여 결정되고,
상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 총합이 11 비트보다 크거나 또는 2개의 안테나 포트를 통해 상기 PUCCH 포맷 3을 전송하도록 설정된 경우, 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값은 다음 식 1과 같이 결정되고,
상기 적어도 한 가지 종류의 UCI가 단일 안테나 포트로 전송되고 총합이 11비트 이하인 경우에는 식 2와 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 단말,
[식 1]

[식 2]

단, 상기 식1 및 2에서 h(n_CQI, n_HARQ,n_SR)은 상기 PUCCH 포맷에 종속적인 값을 나타내고, n_HARQ은 상기 ACK/NACK의 비트 수, n_CQI는 상기 주기적 CSI의 비트 수, n_SR은 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널(uplink shared channel)을 위한 어떤 전송 블록도 가지지 않는 단말을 위한 스케줄링 요청(scheduling request: SR)을 위해 설정되면 1이고, 상기 서브프레임이 상향링크 공유 채널을 위한 전송 블록을 가지는 단말을 위한 스케줄링 요청을 위해 설정되면 0이다.