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KR20110055367A - 다중 안테나 시스템에서 ｈａｒｑ 수행 방법 및 장치 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서 ｈａｒｑ 수행 방법 및 장치 Download PDF

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KR20110055367A
KR20110055367A KR1020100084881A KR20100084881A KR20110055367A KR 20110055367 A KR20110055367 A KR 20110055367A KR 1020100084881 A KR1020100084881 A KR 1020100084881A KR 20100084881 A KR20100084881 A KR 20100084881A KR 20110055367 A KR20110055367 A KR 20110055367A
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South Korea
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phich
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srs
dmrs
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KR1020100084881A
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Inventor
한승희
정재훈
고현수
노민석
이문일
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to PCT/KR2010/007707 priority patent/WO2011062384A2/ko
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Abstract

다중 안테나 시스템에서 HARQ 수행 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 복수의 안테나를 통해 상향링크 데이터를 전송하고, 상기 PUSCH에 대응되는 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호를 수신한다. 상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 상기 PUSCH가 맵핑된 PRB(Physical Resource Block) 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index), 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal) 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS) 및 OCC (Orthogonal Code Cover) 인덱스를 기반으로 결정된다.

Description

다중 안테나 시스템에서 ＨＡＲＱ 수행 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF PERFORMING HARQ IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 수행 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.
3GPP (3rd generation partnership project) TS 36.211 V8.8.0 (2009-09) “Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)”의 6절에 나타난 바와 같이 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어 채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어 정보(DCI; Downlink Control Information)라고 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케쥴링 정보 및 임의의 UE 그룹들에 대한 상향링크 전송 파워 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
시스템 환경에 따라서 복수의 PHICH가 할당될 수 있다. 특히 복수의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 반송파 집합 시스템(carrier aggregation system), MIMO 시스템 등에서 복수의 PHICH가 동시에 할당될 필요가 있다. 기지국은 복수의 PHICH에 자원을 할당하고 PHICH를 통해서 ACK/NACK을 전송한다.
다중 사용자 MIMO(MU-MIMO; Multi User MIMO) 환경에서 PHICH 자원이 충돌하지 않게 하기 위한 자원 할당 방법이 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 다중 안테나 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 수행 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
일 양태에 있어서, 다중 안테나 시스템에서 HARQ 수행 방법이 제공된다. 상기 HARQ 수행 방법은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 복수의 안테나를 통해 상향링크 데이터를 전송하고, 상기 PUSCH에 대응되는 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호를 수신하는 것을 포함하되, 상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 상기 PUSCH가 맵핑된 PRB(Physical Resource Block) 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index), 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal) 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS) 및 OCC (Orthogonal Code Cover) 인덱스를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다. 상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 수학식
Figure pat00001
을 기반으로 결정되거나 또는, 상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 수학식
Figure pat00002
을 기반으로 결정될 수 있다. nOCC는 상기 OCC 인덱스, NPHICH group은 PHICH 그룹의 개수, NSF PHICH는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다. 상기 nOCC는 0 또는 1 중 어느 하나일 수 있다. 상기 OCC 인덱스는 기지국으로부터 하향링크 데이터 채널(PDCCH; Physical Downlink Control Channel) 또는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통해 시그널링 되거나, 미리 결정될 수 있다. 상기 OCC 인덱스는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI(Downlink Control Information) 포맷 0 중 1비트를 이용하여 지시될 수 있다. 상기 HARQ 수행 방법은 상기 상향링크 데이터의 재전송 데이터를 상기 복수의 안테나를 통해 상기 PUSCH 상으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 다중 안테나 시스템에서 HARQ 수행 장치가 제공된다. 상기 HARQ 수행 장치는 상향링크 데이터와 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK 신호를 처리하는 프로세서, 및 상기 프로세서와 연결되는 RF(Radio Frequency)부를 포함하되, 상기 RF부는 PUSCH 상으로 복수의 안테나를 통해 상기 상향링크 데이터를 전송하고, 상기 PUSCH에 대응되는 PHICH 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 ACK/NACK 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 상기 PUSCH가 맵핑된 PRB 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index), 상향링크 DMRS 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS) 및 OCC 인덱스를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호 전송 방법이 제공된다. 상기 ACK/NACK 신호 전송 방법은 복수의 PHICH 시퀀스를 생성하고, 상기 생성한 복수의 PHICH 시퀀스를 하향링크 자원에 맵핑하고, 상기 맵핑된 복수의 PHICH 시퀀스를 복수의 단말로 전송하는 것을 포함하되, 상기 하향링크 자원은 상기 각각의 PHICH 시퀀스에 대응되는 각각의 PUSCH이 맵핑된 PRB 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index)와 상향링크 DMRS 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS)를 기반으로 결정되며, 상기 하향링크 자원은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 한다. 상기 하향링크 자원은 상기 각각의 PHICH 시퀀스에 적용되는 OCC 인덱스를 기반으로 결정될 수 있다. 상기 각각의 PHICH 시퀀스는 상기 OCC 인덱스에 대응되는 서로 다른 서브프레임에서 전송될 수 있다. 상기 하향링크 자원은 서로 다른 nDMRS를 기반으로 결정될 수 있다.
복수의 PHICH가 맵핑되는 자원이 서로 충돌하는 것을 방지함으로써, 효율적으로 HARQ(Hybrid Automatic Request Request)를 수행할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 무선 프레임 구조를 나타낸다.
도 4는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 SC-FDMA 시스템에서 전송기 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 부반송파 맵퍼가 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑하는 방식의 일 예를 나타낸다.
도 9는 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 일 예이다.
도 10은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 또 다른 예이다.
도 11은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 또 다른 예이다.
도 12는 복조를 위한 참조 신호 전송기의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 13은 참조 신호가 전송되는 서브프레임의 구조의 일 예이다.
도 14는 참조 신호에 OCC가 적용되는 일 예를 나타낸다.
도 15는 OCC를 적용하여 서로 다른 대역폭을 가지는 2개의 단말에서 전송되는 참조 신호가 다중화되는 일 예를 나타낸다.
도 16은 PARC 기법을 SU-MIMO에 적용한 경우이다.
도 17은 PU2RC 기법의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 18은 상향링크 HARQ를 나타낸다.
도 19는 PHICH 상으로 ACK/NACK 신호가 전송되는 것을 나타내는 블록도이다.
도 20은 SC-FDMA 전송 방식을 적용한 상향링크에서 MIMO 전송 과정을 나타내는 블록도이다.
도 21은 PHICH 자원 할당의 일 예이다.
도 22는 제안된 HARQ 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 23은 제안된 ACK/NACK 신호 전송 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말을 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-A을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; 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. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 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. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
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 2는 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 2를 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 부반송파를 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.
도 3은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 무선 프레임 구조를 나타낸다.
이는 3GPP 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 4.2절을 참조할 수 있다. 하나의 무선 프레임은 10 ms의 길이를 가지며 5 ms의 길이를 가지는 두 개의 반프레임(half-frame)으로 구성된다. 또한 하나의 반프레임은 1 ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 상향링크 서브프레임(UL subframe), 하향링크 서브프레임(DL subframe), 특수 서브프레임(special subframe) 중 어느 하나로 지정된다. 하나의 무선 프레임은 적어도 하나의 상향링크 서브프레임과 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 포함한다.
특수 서브프레임은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임 사이에서 상향링크 및 하향링크를 분리시키는 특정 주기(period)이다. 하나의 무선 프레임에는 적어도 하나의 특수 서브프레임이 존재하며, 특수 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)를 포함한다. DwPTS는 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 보호구간이다.
도 4는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 60 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,...,NRB×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 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 5는 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 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; Radio Network Temporary Identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보(SIB; System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 6은 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. 단일 반송파(single carrier)의 특성을 유지하기 위하여, 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 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 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(Precoding Matrix Indicator), HARQ, RI(Rank Indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
LTE-A 시스템에서 상향링크는 SC-FDMA 전송 방식을 적용한다. DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. SC-FDMA는 DFT-s OFDM(DFT-spread OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA에서는 PAPR(peak-to-average power ratio) 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다. SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피할 수 있으므로 전력 소모가 제한된 단말에서 전송 전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughput)이 높아질 수 있다.
도 7은 SC-FDMA 시스템에서 전송기 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 전송기(50)는 DFT(Discrete Fourier Transform)부(51), 부반송파 맵퍼(52), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(53) 및 CP 삽입부(54)를 포함한다. 전송기(50)는 스크램블 유닛(미도시; scramble unit), 모듈레이션 맵퍼(미도시; modulation mapper), 레이어 맵퍼(미도시; layer mapper) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시; layer permutator)를 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(51)에 앞서 배치될 수 있다.
DFT부(51)는 입력되는 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(complex-valued symbol)을 출력한다. 예를 들어, Ntx 심벌들이 입력되면(단, Ntx는 자연수), DFT 크기(size)는 Ntx이다. DFT부(51)는 변환 프리코더(transform precoder)라 불릴 수 있다. 부반송파 맵퍼(52)는 상기 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑시킨다. 상기 복소수 심벌들은 데이터 전송을 위해 할당된 자원 블록에 대응하는 자원 요소들에 맵핑될 수 있다. 부반송파 맵퍼(52)는 자원 맵퍼(resource element mapper)라 불릴 수 있다. IFFT부(53)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 데이터를 위한 기본 대역(baseband) 신호를 출력한다. CP 삽입부(54)는 데이터를 위한 기본 대역 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 데이터를 위한 기본 대역 신호의 앞부분에 삽입한다. CP 삽입을 통해 ISI(Inter-Symbol Interference), ICI(Inter-Carrier Interference)가 방지되어 다중 경로 채널에서도 직교성이 유지될 수 있다.
도 8은 부반송파 맵퍼가 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑하는 방식의 일 예를 나타낸다.
도 8-(a)를 참조하면, 부반송파 맵퍼는 DFT부로부터 출력된 복소수 심벌들을 주파수 영역에서 연속된 부반송파들에 맵핑한다. 복소수 심벌들이 맵핑되지 않는 부반송파에는 '0'이 삽입된다. 이를 집중된 맵핑(localized mapping)이라 한다. 3GPP LTE 시스템에서는 집중된 맵핑 방식이 사용된다. 도 8-(b)를 참조하면, 부반송파 맵퍼는 DFT부로부터 출력된 연속된 2개의 복소수 심벌들 사이마다 L-1개의 '0'을 삽입한다(L은 자연수). 즉, DFT부로부터 출력된 복소수 심벌들은 주파수 영역에서 등간격으로 분산된 부반송파들에 맵핑된다. 이를 분산된 맵핑(distributed mapping)이라 한다. 부반송파 맵퍼가 도 8-(a)와 같이 집중된 맵핑 방식 또는 도 8-(b)와 같이 분산된 맵핑 방식을 사용하는 경우, 단일 반송파 특성이 유지된다.
클러스터된(clustered) DFT-s OFDM 전송 방식은 기존의 SC-FDMA 전송 방식의 변형으로, 프리코더를 거친 데이터 심벌들을 복수의 서브 블록으로 나누고 이를 주파수 영역에서 서로 분리시켜 맵핑하는 방법이다.
도 9는 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 일 예이다.
도 9를 참조하면, 전송기(70)는 DFT부(71), 부반송파 맵퍼(72), IFFT부(73) 및 CP 삽입부(74)를 포함한다. 전송기(70)는 스크램블 유닛(미도시), 모듈레이션 맵퍼(미도시), 레이어 맵퍼(미도시) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(71)에 앞서 배치될 수 있다.
DFT부(71)로부터 출력되는 복소수 심벌들은 N개의 서브 블록으로 나뉜다(N은 자연수). N개의 서브 블록은 서브 블록 #1, 서브 블록 #2,..., 서브 블록 #N으로 나타낼 수 있다. 부반송파 맵퍼(72)는 N개의 서브 블록들을 주파수 영역에서 분산시켜 부반송파들에 맵핑한다. 연속된 2개의 서브블록들 사이마다 NULL이 삽입될 수 있다. 하나의 서브 블록 내 복소수 심벌들은 주파수 영역에서 연속된 부반송파에 맵핑될 수 있다. 즉, 하나의 서브 블록 내에서는 집중된 맵핑 방식이 사용될 수 있다.
도 9의 전송기(70)는 단일 반송파(single carrier) 전송기 또는 다중 반송파(multi-carrier) 전송기에 모두 사용될 수 있다. 단일 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브 블록들이 모두 하나의 반송파에 대응된다. 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브 블록들 중 각각의 서브 블록마다 하나의 반송파에 대응될 수 있다. 또는, 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우에도, N개의 서브 블록들 중 복수의 서브 블록들은 하나의 반송파에 대응될 수도 있다. 한편, 도 9의 전송기(70)에서 하나의 IFFT부(73)를 통해 시간 영역 신호가 생성된다. 따라서, 도 9의 전송기(70)가 다중 반송파 전송기에 사용되기 위해서는 연속된 반송파 할당(contiguous carrier allocation) 상황에서 인접한 반송파 간 부반송파 간격이 정렬(alignment)되어야 한다.
도 10은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 또 다른 예이다.
도 10을 참조하면, 전송기(80)는 DFT부(81), 부반송파 맵퍼(82), 복수의 IFFT부(83-1, 83-2,...,83-N)(N은 자연수) 및 CP 삽입부(84)를 포함한다. 전송기(80)는 스크램블 유닛(미도시), 모듈레이션 맵퍼(미도시), 레이어 맵퍼(미도시) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(71)에 앞서 배치될 수 있다.
N개의 서브 블록들 중 각각의 서브 블록에 대해 개별적으로 IFFT가 수행된다. 제n IFFT부(83-N)는 서브 블록 #n에 IFFT를 수행하여 제n 기본 대역 신호를 출력한다(n=1,2,..,N). 제n 기본 대역 신호에 제n 반송파 신호가 곱해져 제n 무선 신호가 생성된다. N개의 서브 블록들로부터 생성된 N개의 무선 신호들은 더해진 후, CP 삽입부(84)에 의해 CP가 삽입된다. 도 10의 전송기(80)는 전송기가 할당 받은 반송파들이 인접하지 않는 불연속된 반송파 할당(non-contiguous carrier allocation) 상황에서 사용될 수 있다.
도 11은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 또 다른 예이다.
도 11은 청크(chunk) 단위로 DFT 프리코딩을 수행하는 청크 특정 DFT-s OFDM 시스템이다. 이는 Nx SC-FDMA로 불릴 수 있다. 도 11을 참조하면, 전송기(90)는 코드 블록 분할부(91), 청크(chunk) 분할부(92), 복수의 채널 코딩부(93-1,...,93-N), 복수의 변조기(94-1,...,94-N), 복수의 DFT부(95-1,...,95-N), 복수의 부반송파 맵퍼(96-1,...,96-N), 복수의 IFFT부(97-1,...,97-N) 및 CP 삽입부(98)를 포함한다. 여기서, N은 다중 반송파 전송기가 사용하는 다중 반송파의 개수일 수 있다. 채널 코딩부(93-1,...,93-N) 각각은 스크램블 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 변조기(94-1,...,94-N)는 모듈레이션 맵퍼라 칭할 수도 있다. 전송기(90)는 레이어 맵퍼(미도시) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(95-1,...,95-N)에 앞서 배치될 수 있다.
코드 블록 분할부(91)는 전송 블록을 복수의 코드 블록으로 분할한다. 청크 분할부(92)는 코드 블록을 복수의 청크로 분할한다. 여기서, 코드 블록은 다중 반송파 전송기로부터 전송되는 데이터라 할 수 있고, 청크는 다중 반송파 중 하나의 반송파를 통해 전송되는 데이터 조각이라 할 수 있다. 전송기(90)는 청크 단위로 DFT를 수행한다. 전송기(90)는 불연속된 반송파 할당 상황 또는 연속된 반송파 할당 상황에서 모두 사용될 수 있다.
이하 상향링크 참조 신호에 대해서 설명한다.
참조 신호는 일반적으로 시퀀스로 전송된다. 참조 신호 시퀀스는 특별한 제한 없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다. 참조 신호 시퀀스는 PSK(Phase Shift Keying) 기반의 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스(PSK-based computer generated sequence)를 사용할 수 있다. PSK의 예로는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 ZC(Zadoff-Chu) 기반 시퀀스(ZC-based sequence), 순환 확장(cyclic extension)된 ZC 시퀀스(ZC sequence with cyclic extension), 절단(truncation) ZC 시퀀스(ZC sequence with truncation) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스를 사용할 수 있다. PN 시퀀스의 예로는 m-시퀀스, 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스, 골드(Gold) 시퀀스, 카사미(Kasami) 시퀀스 등이 있다. 또, 참조 신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용할 수 있다.
상향링크 참조 신호는 복조 참조 신호(DMRS; Demodulation Reference Signal)와 사운딩 참조 신호(SRS; Sounding Reference Signal)로 구분될 수 있다. DMRS는 수신된 신호의 복조를 위한 채널 추정에 사용되는 참조 신호이다. DMRS는 PUSCH 또는 PUCCH의 전송과 결합될 수 있다. SRS는 상향링크 스케줄링을 위해 단말이 기지국으로 전송하는 참조 신호이다. 기지국은 수신된 사운딩 참조신호를 통해 상향링크 채널을 추정하고, 추정된 상향링크 채널을 상향링크 스케줄링에 이용한다. SRS는 PUSCH 또는 PUCCH의 전송과 결합되지 않는다. DMRS와 SRS를 위하여 동일한 종류의 기본 시퀀스가 사용될 수 있다. 한편, 상향링크 다중 안테나 전송에서 DMRS에 적용된 프리코딩은 PUSCH에 적용된 프리코딩과 같을 수 있다. 순환 쉬프트 분리(cyclic shift separation)는 DMRS를 다중화하는 기본 기법(primary scheme)이다. LTE-A 시스템에서 SRS는 프리코딩되지 않을 수 있으며, 또한 안테나 특정된 참조 신호일 수 있다.
참조 신호 시퀀스 ru,v (α)(n)은 수학식 1에 의해서 기본 시퀀스 bu,v(n)와 순환 쉬프트 α를 기반으로 정의될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 1에서 Msc RS (1≤m≤NRB max,UL)는 참조 신호 시퀀스의 길이이며, Msc RS=m*Nsc RB이다. Nsc RB는 주파수 영역에서 부반송파의 개수로 나타낸 자원 블록의 크기를 나타내며, NRB max,UL는 Nsc RB의 배수로 나타낸 상향링크 대역폭의 최대치를 나타낸다. 복수의 참조 신호 시퀀스는 하나의 기본 시퀀스로부터 순환 쉬프트 값인 α를 다르게 적용하여 정의될 수 있다.
기본 시퀀스 bu,v(n)는 복수의 그룹으로 나누어지며, 이때 u∈{0,1,…,29}는 그룹 인덱스를, v는 그룹 내에서 기본 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 기본 시퀀스는 기본 시퀀스의 길이(Msc RS)에 의존한다. 각 그룹은 1≤m≤5인 m에 대해서 길이가 Msc RS 인 하나의 기본 시퀀스(v=0)를 포함하며, 6≤m≤nRB max,UL인 m에 대해서는 길이가 Msc RS 인 2개의 기본 시퀀스(v=0,1)를 포함한다. 시퀀스 그룹 인덱스 u와 그룹 내의 기본 시퀀스 인덱스 v는 후술할 그룹 홉핑(group hopping) 또는 시퀀스 홉핑(sequence hopping)과 같이 시간에 따라 변할 수 있다.
또한, 참조 신호 시퀀스의 길이가 3Nsc RB 또는 그 이상인 경우, 기본 시퀀스는 수학식 2에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00004
수학식 2에서 q는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 루트 인덱스(root index)를 나타낸다. NZC RS는 ZC 시퀀스의 길이이며, Msc RS보다 작은 최대 소수(prime number)로 주어질 수 있다. 루트 인덱스 q인 ZC 시퀀스는 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.
Figure pat00005
q는 수학식 4에 의해서 주어질 수 있다.
Figure pat00006
참조 신호 시퀀스의 길이가 3Nsc RB 이하인 경우, 기본 시퀀스는 수학식 5에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00007
표 1은 Msc RS=Nsc RB일 때 φ(n)을 정의한 예시이다.
φ(0),…,φ(11)
0 -1 1 3 -3 3 3 1 1 3 1 -3 3
1 1 1 3 3 3 -1 1 -3 -3 1 -3 3
2 1 1 -3 -3 -3 -1 -3 -3 1 -3 1 -1
3 -1 1 1 1 1 -1 -3 -3 1 -3 3 -1
4 -1 3 1 -1 1 -1 -3 -1 1 -1 1 3
5 1 -3 3 -1 -1 1 1 -1 -1 3 -3 1
6 -1 3 -3 -3 -3 3 1 -1 3 3 -3 1
7 -3 -1 -1 -1 1 -3 3 -1 1 -3 3 1
8 1 -3 3 1 -1 -1 -1 1 1 3 -1 1
9 1 -3 -1 3 3 -1 -3 1 1 1 1 1
10 -1 3 -1 1 1 -3 -3 -1 -3 -3 3 -1
11 3 1 -1 -1 3 3 -3 1 3 1 3 3
12 1 -3 1 1 -3 1 1 1 -3 -3 -3 1
13 3 3 -3 3 -3 1 1 3 -1 -3 3 3
14 -3 1 -1 -3 -1 3 1 3 3 3 -1 1
15 3 -1 1 -3 -1 -1 1 1 3 1 -1 -3
16 1 3 1 -1 1 3 3 3 -1 -1 3 -1
17 -3 1 1 3 -3 3 -3 -3 3 1 3 -1
18 -3 3 1 1 -3 1 -3 -3 -1 -1 1 -3
19 -1 3 1 3 1 -1 -1 3 -3 -1 -3 -1
20 -1 -3 1 1 1 1 3 1 -1 1 -3 -1
21 -1 3 -1 1 -3 -3 -3 -3 -3 1 -1 -3
22 1 1 -3 -3 -3 -3 -1 3 -3 1 -3 3
23 1 1 -1 -3 -1 -3 1 -1 1 3 -1 1
24 1 1 3 1 3 3 -1 1 -1 -3 -3 1
25 1 -3 3 3 1 3 3 1 -3 -1 -1 3
26 1 3 -3 -3 3 -3 1 -1 -1 3 -1 -3
27 -3 -1 -3 -1 -3 3 1 -1 1 3 -3 -3
28 -1 3 -3 3 -1 3 3 -3 3 3 -1 -1
29 3 -3 -3 -1 -1 -3 -1 3 -3 3 1 -1
표 2는 Msc RS=2*Nsc RB일 때 φ(n)을 정의한 예시이다.
φ(0),…,φ(23)
0 -1 3 1 -3 3 -1 1 3 -3 3 1 3 -3 3 1 1 -1 1 3 -3 3 -3 -1 -3
1 -3 3 -3 -3 -3 1 -3 -3 3 -1 1 1 1 3 1 -1 3 -3 -3 1 3 1 1 -3
2 3 -1 3 3 1 1 -3 3 3 3 3 1 -1 3 -1 1 1 -1 -3 -1 -1 1 3 3
3 -1 -3 1 1 3 -3 1 1 -3 -1 -1 1 3 1 3 1 -1 3 1 1 -3 -1 -3 -1
4 -1 -1 -1 -3 -3 -1 1 1 3 3 -1 3 -1 1 -1 -3 1 -1 -3 -3 1 -3 -1 -1
5 -3 1 1 3 -1 1 3 1 -3 1 -3 1 1 -1 -1 3 -1 -3 3 -3 -3 -3 1 1
6 1 1 -1 -1 3 -3 -3 3 -3 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -3 -1 1 -1 3 -1 -3
7 -3 3 3 -1 -1 -3 -1 3 1 3 1 3 1 1 -1 3 1 -1 1 3 -3 -1 -1 1
8 -3 1 3 -3 1 -1 -3 3 -3 3 -1 -1 -1 -1 1 -3 -3 -3 1 -3 -3 -3 1 -3
9 1 1 -3 3 3 -1 -3 -1 3 -3 3 3 3 -1 1 1 -3 1 -1 1 1 -3 1 1
10 -1 1 -3 -3 3 -1 3 -1 -1 -3 -3 -3 -1 -3 -3 1 -1 1 3 3 -1 1 -1 3
11 1 3 3 -3 -3 1 3 1 -1 -3 -3 -3 3 3 -3 3 3 -1 -3 3 -1 1 -3 1
12 1 3 3 1 1 1 -1 -1 1 -3 3 -1 1 1 -3 3 3 -1 -3 3 -3 -1 -3 -1
13 3 -1 -1 -1 -1 -3 -1 3 3 1 -1 1 3 3 3 -1 1 1 -3 1 3 -1 -3 3
14 -3 -3 3 1 3 1 -3 3 1 3 1 1 3 3 -1 -1 -3 1 -3 -1 3 1 1 3
15 -1 -1 1 -3 1 3 -3 1 -1 -3 -1 3 1 3 1 -1 -3 -3 -1 -1 -3 -3 -3 -1
16 -1 -3 3 -1 -1 -1 -1 1 1 -3 3 1 3 3 1 -1 1 -3 1 -3 1 1 -3 -1
17 1 3 -1 3 3 -1 -3 1 -1 -3 3 3 3 -1 1 1 3 -1 -3 -1 3 -1 -1 -1
18 1 1 1 1 1 -1 3 -1 -3 1 1 3 -3 1 -3 -1 1 1 -3 -3 3 1 1 -3
19 1 3 3 1 -1 -3 3 -1 3 3 3 -3 1 -1 1 -1 -3 -1 1 3 -1 3 -3 -3
20 -1 -3 3 -3 -3 -3 -1 -1 -3 -1 -3 3 1 3 -3 -1 3 -1 1 -1 3 -3 1 -1
21 -3 -3 1 1 -1 1 -1 1 -1 3 1 -3 -1 1 -1 1 -1 -1 3 3 -3 -1 1 -3
22 -3 -1 -3 3 1 -1 -3 -1 -3 -3 3 -3 3 -3 -1 1 3 1 -3 1 3 3 -1 -3
23 -1 -1 -1 -1 3 3 3 1 3 3 -3 1 3 -1 3 -1 3 3 -3 3 1 -1 3 3
24 1 -1 3 3 -1 -3 3 -3 -1 -1 3 -1 3 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -3 -1 3
25 1 -1 1 -1 3 -1 3 1 1 -1 -1 -3 1 1 -3 1 3 -3 1 1 -3 -3 -1 -1
26 -3 -1 1 3 1 1 -3 -1 -1 -3 3 -3 3 1 -3 3 -3 1 -1 1 -3 1 1 1
27 -1 -3 3 3 1 1 3 -1 -3 -1 -1 -1 3 1 -3 -3 -1 3 -3 -1 -3 -1 -3 -1
28 -1 -3 -1 -1 1 -3 -1 -1 1 -1 -3 1 1 -3 1 -3 -3 3 1 1 -1 3 -1 -1
29 1 1 -1 -1 -3 -1 3 -1 3 -1 1 3 1 -1 3 1 3 -3 -3 1 -1 -1 1 3
참조 신호의 홉핑은 다음과 같이 적용될 수 있다.
슬롯 인덱스 ns의 시퀀스 그룹 인덱스 u는 수학식 6에 의해서 그룹 홉핑 패턴 fgh(ns)와 시퀀스 쉬프트 패턴 fss를 기반으로 정의될 수 있다.
Figure pat00008
17개의 서로 다른 그룹 홉핑 패턴과 30개의 서로 다른 시퀀스 쉬프트 패턴이 존재할 수 있다. 그룹 홉핑의 적용 여부는 상위 계층에 의해서 지시될 수 있다.
PUCCH와 PUSCH는 같은 그룹 홉핑 패턴을 가질 수 있다. 그룹 홉핑 패턴 fgh(ns)는 수학식 7에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00009
수학식 8에서 c(i)는 PN 시퀀스인 모조 임의 시퀀스(pseudo-random sequence)로, 길이-31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 수학식 9는 골드 시퀀스 c(n)의 일 예를 나타낸다.
Figure pat00010
수학식 8에서 Nc=1600이고, x1(i)은 제1 m-시퀀스이고, x2(i)는 제2 m-시퀀스이다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스 또는 제2 m-시퀀스는 매 OFDM 심벌마다 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스, CP의 종류 등에 따라 초기화(initialization)될 수 있다. 모조 임의 시퀀스 생성기는 각 무선 프레임의 처음에서
Figure pat00011
로 초기화될 수 있다.
PUCCH와 PUSCH는 다른 시퀀스 쉬프트 패턴을 가질 수 있다. PUCCH의 시퀀스 쉬프트 패턴 fss PUCCH=NID cell mod 30으로 주어질 수 있다. PUSCH의 시퀀스 쉬프트 패턴 fss PUSCH=(fss PUCCH+Δss) mod 30으로 주어질 수 있으며, Δss∈{0,1,…,29}는 상위 계층에 의해서 구성될 수 있다.
시퀀스 홉핑은 길이가 6Nsc RB보다 긴 참조 신호 시퀀스에만 적용될 수 있다. 이때 슬롯 인덱스 ns의 기본 시퀀스 그룹 내의 기본 시퀀스 인덱스 v는 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.
Figure pat00012
c(i)는 수학식 8의 예시에 의해서 표현될 수 있으며, 시퀀스 홉핑의 적용 여부는 상위 계층에 의해서 지시될 수 있다. 모조 임의 시퀀스 생성기는 각 무선 프레임의 처음에서
Figure pat00013
로 초기화될 수 있다.
PUSCH를 위한 DMRS 시퀀스는 수학식 10에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00014
수학식 10에서 m=0,1,…이며, n=0,…,Msc RS-1이다. Msc RS=Msc PUSCH이다.
슬롯 내에서 순환 쉬프트 값인 α=2πncs/12로 주어지며, ncs는 수학식 11에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00015
수학식 11에서 nDMRS (1)는 상위 계층에서 전송되는 파라미터에 의해 지시되며, 표 3은 상기 파라미터와 nDMRS (1)의 대응 관계의 예시를 나타낸다.
Parameter nDMRS (1)
0 0
1 2
2 3
3 4
4 6
5 8
6 9
7 10
다시 수학식 11에서 nDMRS (2)는 PUSCH 전송에 대응되는 전송 블록을 위한 DCI 포맷 0 내의 순환 쉬프트 필드(cyclic shift field)에 의해서 정의될 수 있다. DCI 포맷은 PDCCH에서 전송된다. 상기 순환 쉬프트 필드는 3비트의 길이를 가질 수 있다.
표 4는 상기 순환 쉬프트 필드와 nDMRS (2)의 대응 관계의 일 예이다.
Cyclic shift field in DCI format 0 nDMRS (2)
000 0
001 6
010 3
011 4
100 2
101 8
110 10
111 9
표 5는 상기 순환 쉬프트 필드와 nDMRS (2)의 대응 관계의 또 다른 예이다.
Cyclic shift field in DCI format 0 nDMRS (2)
000 0
001 2
010 3
011 4
100 6
101 8
110 9
111 10
동일한 전송 블록에서 DCI 포맷 0를 포함하는 PDCCH가 전송되지 않는 경우, 동일한 전송 블록에서 최초 PUSCH가 반영구적(semi-persistently)으로 스케줄링된 경우, 또는 동일한 전송 블록에서 최초 PUSCH가 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)에 의해 스케줄링 된 경우에 nDMRS (2)는 0일 수 있다.
nPRS(ns)는 수학식 12에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00016
c(i)는 수학식 8의 예시에 의해서 표현될 수 있으며, c(i)의 셀 별로(cell-specfic) 적용될 수 있다. 모조 임의 시퀀스 생성기는 각 무선 프레임의 처음에서
Figure pat00017
로 초기화될 수 있다.
DMRS 시퀀스 rPUSCH는 진폭 스케일링 인자(amplitude scaling factor) βPUSCH와 곱해지고, 해당하는 PUSCH 전송에 사용되는 물리 전송 블록에 rPUSCH(0)부터 시작하여 시퀀스로 맵핑된다. 상기 DMRS 시퀀스는 하나의 슬롯 내에서 노멀 CP인 경우 4번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 3), 확장 CP인 경우 3번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 2)에 맵핑된다.
도 12는 복조를 위한 참조 신호 전송기의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 참조 신호 전송기(60)는 부반송파 맵퍼(61), IFFT부(62) 및 CP 삽입부(63)를 포함한다. 참조 신호 전송기(60)는 도 7의 전송기(50)과 다르게 DFT부(51)를 거치지 않고 주파수 영역에서 바로 생성되어 부반송파 맵퍼(61)를 통해 부반송파에 맵핑된다. 이때 부반송파 맵퍼는 도 8-(a)의 집중된 맵핑 방식을 이용하여 참조 신호를 부반송파에 맵핑할 수 있다.
도 13은 참조 신호가 전송되는 서브프레임의 구조의 일 예이다.
도 13-(a)의 서브프레임의 구조는 노멀 CP의 경우를 나타낸다. 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 7 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 14 OFDM 심벌은 0부터 13까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 3 및 10인 OFDM 심벌을 통해 참조 신호가 전송될 수 있다. 참조 신호가 전송되는 OFDM 심벌을 제외한 나머지 OFDM 심벌을 통해 데이터가 전송될 수 있다. 도 13-(b)의 서브프레임의 구조는 확장 CP의 경우를 나타낸다. 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각은 6 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내 12 OFDM 심벌은 0부터 11까지 심벌 인덱스가 매겨진다. 심벌 인덱스가 2 및 8인 OFDM 심벌을 통해 참조 신호가 전송된다. 참조 신호가 전송되는 OFDM 심벌을 제외한 나머지 OFDM 심벌을 통해 데이터가 전송된다. 도 13에 나타내지 않았으나, 서브프레임 내 OFDM 심벌을 통해 사운딩 참조 신호(SRS; Sounding Reference Signal)가 전송될 수도 있다.
이하, 사운딩 참조 신호(SRS; Sounding Reference Signal)에 대해서 설명한다. SRS는 단말이나 중계국이 기지국으로 전송하는 참조 신호로 상향링크 데이터나 제어 신호 전송과 관련되지 않는 참조 신호이다. SRS는 일반적으로 상향링크에서 주파수 선택적 스케줄링을 위한 채널 품질 추정을 위해 사용되나 다른 용도로 사용될 수도 있다. 예를 들면 파워 제어나 최초 MCS 선택, 데이터 전송을 위한 최초 파워 제어 등에도 사용될 수 있다. SRS는 일반적으로 하나의 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심벌에서 전송된다.
SRS 시퀀스 rSRS(n)=ru,v (α)(n)으로 정의된다. ru,v (α)(n)는 수학식 1에 의해 결정되는 시퀀스이다. u는 PUCCH 시퀀스 그룹 인덱스, v는 기본 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 순환 쉬프트 값 α는 수학식 13에 의해서 정의된다.
Figure pat00018
nSRS cs는 각 단말에 대해 상위 계층에 의해서 구성되는 값이며, 0부터 7까지의 정수 중 어느 하나일 수 있다.
SRS 시퀀스는 전송 전력 PSRS를 만족하기 위해서 진폭 스케일링 인자인 βSRS를 곱하여 자원 요소에 맵핑된다. SRS 시퀀스는 rSRS(0)부터 시작하여 자원 요소 (k,l)에 수학식 14에 따라 맵핑될 수 있다.
Figure pat00019
수학식 14에서 k0는 SRS의 주파수 영역에서의 시작 위치(starting position)이며, Msc,b RS는 수학식 15에 의해서 정의되는 SRS 시퀀스의 길이이다.
Figure pat00020
수학식 15에서 mSRS,b는 각 상향링크 대역폭 NRB UL에 대해서 후술하는 표 6 내지 표 9에 의해서 주어질 수 있다.
수학식 14의 k0는 수학식 16에 의해서 정의될 수 있다.
Figure pat00021
수학식 16에서 ’는 일반 상향링크 서브프레임에서는
Figure pat00022
로 주어진다. kTC∈{0,1}는 상위 계층에 의해서 단말에 주어지는 파라미터이고, nb는 주파수 위치 인덱스이다.
SRS의 주파수 홉핑(frequency hopping)은 상위 계층에 의해 주어지는 파라미터 bhop∈{0,1,2,3}에 의해서 구성된다. SRS의 주파수 홉핑이 가능하지 않은 경우(bhop≥BSRS), 상기 주파수 위치 인덱스
Figure pat00023
의 상수로 결정되며, nRRC는 상위 계층에 의해 주어진다. SRS의 주파수 홉핑이 가능한 경우(bhop<BSRS), 상기 주파수 위치 인덱스 nb는 수학식 17에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00024
Nb는 후술할 표 6 내지 표 9에 의해서 결정되며, Fb(nSRS)는 수학식 18에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00025
수학식 18에서 nSRS는 단말 특정 SRS 전송의 횟수를 나타내며, 수학식 19에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00026
수학식 19에서 TSRS는 SRS 전송의 단말 특정 주기(periodicity), Toffset은 SRS 서브프레임 오프셋, Toffset_max는 SRS 서브프레임 오프셋의 특정 구성을 위한 Toffset 값의 최대값을 나타낸다. TSRS와 Toffset은 후술할 표 12 및 표 13에 의해서 주어질 수 있다.
표 6 내지 표 9는 SRS 대역폭 구성의 일 예를 나타낸다. 3비트의 셀 특정 파라미터가 8개 중 하나의 대역폭 구성을 지시하기 위하여 브로드캐스트 될 수 있다. 또한, 2비트의 단말 특정 파라미터가 4개 중 하나의 대역폭 구성을 지시하기 위하여 상위 계층으로부터 주어질 수 있다.
표 6은 상향링크 대역폭 NRB UL이 6≤NRB UL≤40의 범위일 때 mSRS,b 및 Nb(단, b=0,1,2,3)의 일 예이다.
SRS bandwidth configuration CSRS SRS-Bandwidth BSRS=0 SRS-Bandwidth BSRS=1 SRS-Bandwidth BSRS=2 SRS-Bandwidth BSRS=3
mSRS,0 N0 mSRS,1 N1 mSRS,2 N2 mSRS,3 N3
0 36 1 12 3 4 3 4 1
1 32 1 16 2 8 2 4 2
2 24 1 4 6 4 1 4 1
3 20 1 4 5 4 1 4 1
4 16 1 4 4 4 1 4 1
5 12 1 4 3 4 1 4 1
6 8 1 4 2 4 1 4 1
7 4 1 4 1 4 1 4 1
표 7은 상향링크 대역폭 NRB UL이 40≤NRB UL≤60의 범위일 때 mSRS,b 및 Nb(단, b=0,1,2,3)의 일 예이다.
SRS bandwidth configuration CSRS SRS-Bandwidth BSRS=0 SRS-Bandwidth BSRS=1 SRS-Bandwidth BSRS=2 SRS-Bandwidth BSRS=3
mSRS,0 N0 mSRS,1 N1 mSRS,2 N2 mSRS,3 N3
0 48 1 24 2 12 2 4 3
1 48 1 16 3 8 2 4 2
2 40 1 20 2 4 5 4 1
3 36 1 12 3 4 3 4 1
4 32 1 16 2 8 2 4 2
5 24 1 4 6 4 1 4 1
6 20 1 4 5 4 1 4 1
7 16 1 4 4 4 1 4 1
표 8은 상향링크 대역폭 NRB UL이 60≤NRB UL≤80의 범위일 때 mSRS,b 및 Nb(단, b=0,1,2,3)의 일 예이다.
SRS bandwidth configuration CSRS SRS-Bandwidth BSRS=0 SRS-Bandwidth BSRS=1 SRS-Bandwidth BSRS=2 SRS-Bandwidth BSRS=3
mSRS,0 N0 mSRS,1 N1 mSRS,2 N2 mSRS,3 N3
0 72 1 24 3 12 2 4 3
1 64 1 32 2 16 2 4 4
2 60 1 20 3 4 5 4 1
3 48 1 24 2 12 2 4 3
4 48 1 16 3 8 2 4 2
5 40 1 20 2 4 5 4 1
6 36 1 12 3 4 3 4 1
7 32 1 16 2 8 2 4 2
표 9는 상향링크 대역폭 NRB UL이 80≤NRB UL≤110의 범위일 때 mSRS,b 및 Nb(단, b=0,1,2,3)의 일 예이다.
SRS bandwidth configuration CSRS SRS-Bandwidth BSRS=0 SRS-Bandwidth BSRS=1 SRS-Bandwidth BSRS=2 SRS-Bandwidth BSRS=3
mSRS,0 N0 mSRS,1 N1 mSRS,2 N2 mSRS,3 N3
0 96 1 48 2 24 2 4 6
1 96 1 32 3 16 2 4 4
2 80 1 40 2 20 2 4 5
3 72 1 24 3 12 2 4 3
4 64 1 32 2 16 2 4 4
5 60 1 20 3 4 5 4 1
6 48 1 24 2 12 2 4 3
7 48 1 16 3 8 2 4 2
표 6 내지 표 9에서 셀 특정 파라미터인 CSRS∈{0,1,2,3,4,5,6,7}와 단말 특정 파라미터인 BSRS∈{0,1,2,3}은 상위 계층에 의해서 주어진다.
표 10 및 표 11은 SRS 전송에 대한 셀 특정 서브프레임 구성 주기 파라미터 TSFC와 셀 특정 서브프레임 오프셋 파라미터 ΔSFC의 일 예이다.
표 10은 FDD 시스템에서의 SRS 서브프레임 구성의 일 예이다. 표 10에 의하면 SRS 서브프레임 구성은 길이가 4비트인 파라미터에 의해 지시될 수 있으며, SRS 서브프레임의 주기는 1, 2, 5 및 10 서브프레임 중 어느 하나가 될 수 있다.
srsSubframeConfiguration Binary Configuration? Period
TSFC (subframes) 		Transmission offset ΔSFC (subframes)
0 0000 1 {0}
1 0001 2 {0}
2 0010 2 {1}
3 0011 5 {0}
4 0100 5 {1}
5 0101 5 {2}
6 0110 5 {3}
7 0111 5 {0,1}
8 1000 5 {2,3}
9 1001 10 {0}
10 1010 10 {1}
11 1011 10 {2}
12 1100 10 {3}
13 1101 10 {0,1,2,3,4,6,8}
14 1110 10 {0,1,2,3,4,5,6,8}
15 1111 reserved reserved
표 11은 TDD 시스템에서의 SRS 서브프레임 구성의 일 예이다.
srsSubframeConfiguration Binary Configuration? Period
TSFC (subframes) 		Transmission offset ΔSFC (subframes)
0 0000 5 {1}
1 0001 5 {1, 2}
2 0010 5 {1, 3}
3 0011 5 {1, 4}
4 0100 5 {1, 2, 3}
5 0101 5 {1, 2, 4}
6 0110 5 {1, 3, 4}
7 0111 5 {1, 2, 3, 4}
8 1000 10 {1, 2, 6}
9 1001 10 {1, 3, 6}
10 1010 10 {1, 6, 7}
11 1011 10 {1, 2, 6, 8}
12 1100 10 {1, 3, 6, 9}
13 1101 10 {1, 4, 6, 7}
14 1110 reserved reserved
15 1111 reserved reserved
단말이 SRS를 전송할 때 전송 전력 PSRS는 수학식 20에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00027
수학식 20에서 i는 서브프레임 인덱스, PCMAX는 미리 지정된 단말의 전송 전력, PSRS_OFFSET은 상위 계층에 의해 결정되는 4비트 길이의 단말 특정 파라미터, MSRS는 인덱스가 i인 서브프레임에서 자원 블록의 개수로 나타낸 SRS 전송의 대역폭, f(i)는 PUSCH에 대한 현재 전력 제어 조정 상태를 나타낸다.
단말이 전송 안테나 선택이 가능한 경우, nSRS 시간에 SRS를 전송하는 단말 안테나의 인덱스 a(nSRS)는 주파수 홉핑이 가능하지 않을 경우에는 a(nSRS)=nSRS mod 2로 주어지며, 주파수 홉핑이 가능한 경우에는 수학식 21에 의해 주어질 수 있다.
Figure pat00028
수학식 21에서
Figure pat00029
이다.
단말은 Simultaneous-AN-and-SRS 파라미터가 거짓(false)인 경우, SRS 전송과 ACK/NACK을 나르는 PUCCH의 전송이 동일한 서브프레임에서 수행되면 언제나 SRS를 전송하지 않는다. 또한, 단말은 Simultaneous-AN-and-SRS 파라미터가 참(true)인 경우, SRS 전송과 ACK/NACK을 나르는 PUCCH의 전송이 동일한 서브프레임에서 수행되면 언제나 SRS를 전송한다. 상위 계층에 의해 주어지는 파라미터인 Simultaneous-AN-and-SRS는 단말이 ACK/NACK을 나르는 PUCCH와 SRS를 하나의 서브프레임에서 동시에 전송하는 것을 지원하는지 여부를 결정한다. 만약 단말이 ACK/NACK을 나르는 PUCCH와 SRS를 하나의 서브프레임에서 동시에 전송하기로 구성된다면, 셀 특정 SRS 서브프레임에서 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이때 축소된(shortned) PUCCH 포맷이 사용될 수 있으며, SRS가 전송되는 위치에 대응되는 ACK/NACK의 전송은 생략된다(punctured).
표 12 및 표 13은 SRS 전송 주기인 TSRS와 SRS 서브프레임 오프셋인 Toffset을 지시하는 단말 특정 SRS 구성의 일 예이다. SRS 전송주기 TSRS는 {2, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320} ms 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
표 12는 FDD 시스템에서의 SRS 구성의 일 예이다.
SRS Configuration Index ISRS SRS Periodicity TSRS (ms) SRS Subframe Offset Toffset
0 - 1 2 ISRS
2 - 6 5 ISRS - 2
7 - 16 10 ISRS - 7
17 - 36 20 ISRS - 17
37 - 76 40 ISRS - 37
77 - 156 80 ISRS - 77
157 - 316 160 ISRS - 157
317 - 636 320 ISRS - 317
637 - 1023 reserved reserved
표 13은 TDD 시스템에서의 SRS 구성의 일 예이다.
Configuration Index ISRS SRS Periodicity TSRS (ms) SRS Subframe Offset Toffset
0 2 0, 1
1 2 0, 2
2 2 1, 2
3 2 0, 3
4 2 1, 3
5 2 0, 4
6 2 1, 4
7 2 2, 3
8 2 2, 4
9 2 3, 4
10 - 14 5 ISRS - 10
15 - 24 10 ISRS - 15
25 - 44 20 ISRS - 25
45 - 84 40 ISRS - 45
85 - 164 80 ISRS - 85
165 - 324 160 ISRS - 165
325 - 644 320 ISRS - 325
645 - 1023 reserved reserved
TDD 시스템에서 TSRS>2인 경우와 FDD 시스템에서 SRS 서브프레임은 (10*nf+kSRS-Toffset) mod TSRS=0을 만족한다. nf는 프레임 인덱스를 나타내며, kSRS는 FDD 시스템에서는 프레임 내에서의 서브프레임 인덱스, TDD 시스템에서는 표 14에 의해서 결정될 수 있다. TDD 시스템에서 TSRS=2인 경우 SRS 서브프레임은 (kSRS-Toffset)mod5=0을 만족한다.
subframe index n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1st symbol of UpPTS 2nd symbol of UpPTS 1st symbol of UpPTS 2nd symbol of UpPTS
kSRS in case UpPTS length of 2 symbols 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
kSRS in case UpPTS length of 1 symbol 1 2 3 4 6 7 8 9
한편, 참조 신호 시퀀스에 OCC(Orthogonal Code Cover)가 적용될 수 있다. OCC는 서로 직교성(orthgonality)을 가지면서 시퀀스에 적용될 수 있는 코드를 의미한다. 일반적으로 레이어 또는 사용자 사이에 참조 신호를 다중화하기 위하여 순환 쉬프트 값이 다른 참조 신호 시퀀스가 사용될 수 있으나, 다중화 정도를 증가시키고 레이어 간 또는 사용자 간의 간섭을 줄이기 위하여 OCC가 적용될 수 있다.
도 14는 참조 신호에 OCC가 적용되는 일 예를 나타낸다.
하나의 서브프레임 내에서 레이어 0에 대한 참조 신호 시퀀스와 레이어 1에 대한 참조 신호 시퀀스는 모두 1번째 슬롯의 4번째 OFDM 심벌과 2번째 슬롯의 4번째 OFDM 심벌에 맵핑된다. 각 레이어에서 2개의 OFDM 심벌에 동일한 시퀀스가 맵핑된다. 이때 레이어 0에 대한 참조 신호 시퀀스는 [+1 +1]의 직교 시퀀스가 곱해져서 OFDM 심벌에 맵핑된다. 레이어 1에 대한 참조 신호 시퀀스는 [+1 -1]의 직교 시퀀스가 곱해져서 OFDM 심벌에 맵핑된다. 즉, 레이어 1에 대한 참조 신호 시퀀스가 하나의 서브프레임 내에서 2번째 슬롯에 맵핑될 때 -1이 곱해져서 맵핑된다.
상기와 같이 OCC가 적용될 경우, 참조 신호를 수신하는 기지국은 1번째 슬롯에서 전송되는 참조 신호 시퀀스와 2번째 슬롯에서 전송되는 참조 신호 시퀀스를 더하여 레이어 0의 채널을 추정할 수 있다. 또한, 기지국은 1번째 슬롯에서 전송되는 참조 신호 시퀀스에서 2번째 슬롯에서 전송되는 참조 신호 시퀀스를 뺌으로써 레이어 1의 채널을 추정할 수 있다. 즉, OCC를 적용함으로써 기지국은 각 레이어에서 전송되는 참조 신호를 구분할 수 있다. 따라서 동일한 자원을 사용하여 복수의 참조 신호를 전송할 수 있다. 만약, 가능한 순환 쉬프트의 값이 6개인 경우, 상기의 OCC를 적용하여 다중화할 수 있는 레이어 또는 사용자의 개수를 12개까지 증가시킬 수 있다.
본 예에서는 [+1 +1] 또는 [+1 또는 -1]의 이진 포맷(binary format)이 OCC로 사용되는 것을 가정하나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 종류의 직교 시퀀스가 OCC로 사용될 수 있다. 예를 들어 Walsh 코드, DFT 계수(coefficients), CAZAC 시퀀스 등의 직교 시퀀스가 OCC에 적용될 수 있다.
또한, OCC를 적용함으로써 서로 다른 대역폭을 가지는 사용자 사이에 참조 신호가 보다 용이하게 다중화될 수 있다.
도 15는 OCC를 적용하여 서로 다른 대역폭을 가지는 2개의 단말에서 전송되는 참조 신호가 다중화되는 일 예를 나타낸다.
제1 단말과 제2 단말은 각각 다른 대역폭으로 참조 신호를 전송한다. 제1 단말(UE #0)은 제1 대역폭(BW0)을 통해서 참조 신호를 전송하고, 제2 단말(UE #1)은 제2 대역폭(BW1)을 통해서 참조 신호를 전송한다. 제1 단말이 전송하는 참조 신호는 1번째 슬롯과 2번째 슬롯에서 각각 [+1 +1]의 직교 시퀀스와 곱해진다. 제2 단말이 전송하는 참조 신호는 1번째 슬롯과 2번째 슬롯에서 각각 [+1 -1]의 직교 시퀀스와 곱해진다. 이에 따라 제1 단말과 제2 단말로부터 참조 신호를 수신하는 기지국은 두 단말을 구분하여 각각 채널 추정을 수행할 수 있다.
이하 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)에 대해서 설명한다. MIMO 기법은 크게 PARC(Per-Antenna Rate Control)와 PU2RC(Per-User Unitary Rate Control)의 2가지 방법으로 구분될 수 있다.
도 16은 PARC 기법의 일 예를 나타내는 블록도이다.
PARC는 기본적인 공간 다중화(spatial multiplexing) 방법을 이용하여 MIMO를 수행하는 기법이다. PARC 기법을 통해 공간 자원을 하나의 단말에 할당할 수도 있고, 복수의 단말에 할당할 수도 있다. 공간 자원을 하나의 단말에 할당할 경우 단일 사용자(SU; Single-User) MIMO라 하고, 복수의 단말에 할당할 경우 다중 사용자(MU; Multi-User) MIMO라 한다.
도 16은 PARC 기법을 SU-MIMO에 적용한 경우이다. 3개의 단말을 가정할 경우, 기지국은 상기 3개의 단말 중 복수의 안테나가 데이터를 전송할 하나의 단말을 선택한다. 제1 단말이 선택된 경우, 복수의 안테나 각각의 스트림에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하고, OFDMA 변조기를 거쳐 복수의 안테나를 통해 제1 단말로 데이터를 전송한다. 각 단말은 해당 단말의 복수의 안테나에 대한 CQI(Channel Quality Indicator)를 각각 기지국으로 전송한다.
도 17은 PU2RC 기법의 일 예를 나타내는 블록도이다.
PU2RC는 코드북(codebook)을 기반으로 데이터를 프리코딩(precoding)하여 다중 사용자의 간섭을 줄여 MIMO를 수행한다. 단계 S100에서 기지국은 복수의 단말에 대한 스트림을 그룹핑(100)하여 복수의 그룹 스트림을 생성하고, 단계 S101에서 생성된 그룹 스트림을 스케쥴링 및 다중화(101)한다. 기지국은 각 그룹 스트림을 해당 그룹에 대응되는 프리코딩 행렬(precoding matrix)을 이용하여 프리코딩(102)하며, 복수의 안테나를 통해 전송한다. 프리코딩시 유니터리 코드북(unitary codebook) 기반의 프리코딩이 사용될 수 있다. 각 단말은 선호하는 프리코딩 행렬과 송신 안테나 및 각 송신 안테나에 해당하는 CQI를 기지국으로 피드백하며, 기지국은 피드백 정보를 스케쥴링 시에 이용할 수 있다. 이와 같이 프리코딩을 사용하여 MIMO를 수행함으로써 공간적인 다중 사용자 간섭을 줄일 수 있으므로, MU-MIMO 환경에서 높은 성능 이득을 얻을 수 있다.
무선 통신 시스템은 상향링크 또는 하향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)를 지원할 수 있다.
도 18은 상향링크 HARQ를 나타낸다.
단말로부터 PUSCH 상으로 상향링크 데이터(110)를 수신한 기지국은 일정 서브프레임이 경과한 후에 PHICH 상으로 ACK/NACK 신호(111)를 전송한다. ACK/NACK 신호(111)는 상기 상향링크 데이터(110)가 성공적으로 디코딩되면 ACK 신호가 되고, 상기 상향링크 데이터(110)의 디코딩에 실패하면 NACK 신호가 된다. 단말은 NACK 신호가 수신되면, ACK 정보가 수신되거나 최대 재전송 횟수까지 상기 상향링크 데이터(110)에 대한 재전송 데이터(120)를 전송할 수 있다. 기지국은 재전송 데이터(120)에 대한 ACK/NACK 신호(121)를 PHICH 상으로 전송할 수 있다.
이하 PHICH에 대해서 설명한다.
도 19는 PHICH 상으로 ACK/NACK 신호가 전송되는 것을 나타내는 블록도이다.
LTE 시스템에서는 상향링크에서 SU-MIMO를 지원하지 않으므로 1개의 PHICH는 하나의 단말의 PUSCH, 즉 단일 스트림(single stream)에 대한 1비트 ACK/NACK만을 전송한다. 단계 S130에서 1비트의 ACK/NACK을 코드율(code rate)이 1/3인 반복 코드를 이용하여 3비트로 코딩한다. 단계 S131에서 코딩된 ACK/NACK을 BPSK(Binary Phase Key-Shifting) 방식으로 변조하여 3개의 변조 심벌들을 생성한다. 단계 S132에서 상기 변조 심벌은 노멀 CP 구조에서 스프레딩 인자 SF(Spreading Factor)=4, 확장 CP 구조에서 SF=2를 이용하여 스프레딩(spreading)된다. 상기 변조 심벌들을 스프레딩할 때 직교 시퀀스가 사용되며, 사용되는 직교 시퀀스의 개수는 I/Q 다중화(multiplexing)을 적용하기 위해 SF*2가 된다. SF*2개의 직교 시퀀스를 사용하여 스프레딩된 PHICH들이 1개의 PHICH 그룹으로 정의될 수 있다. 단계 S133에서 스프레딩된 심벌들에 대하여 레이어 맵핑이 수행된다. 단계 S124에서 레이어 맵핑된 심벌들이 자원 맵핑되어 전송된다.
PHICH는 PUSCH 전송에 따른 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 동일한 집합의 자원 요소에 맵핑된 복수의 PHICH가 PHICH 그룹을 형성하며, PHICH 그룹 내의 각각의 PHICH는 서로 다른 직교 시퀀스(orthogonal sequence)에 의해서 구분된다. FDD 시스템에서 PHICH 그룹의 개수인 NPHICH group는 모든 서브프레임에서 일정하며, 수학식 22에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00030
수학식 22에서 Ng는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 통해서 상위 계층에서 전송되며, Ng∈{1/6,1/2,1,2}이다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(Master Information Block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 시스템 정보를 SIB(System Information Block)라 한다. NRB DL은 주파수 영역에서의 자원 블록의 크기인 Nsc RB의 배수로 표현한 하향링크 대역폭 구성이다. PHICH 그룹 인덱스 nPHICH group는 0부터 NPHICH group-1 중 어느 하나의 정수이다.
PHICH에 사용되는 자원은 PUSCH의 자원 할당시 가장 작은 PRB 인덱스와 상향링크 그랜트(UL grant)로 전송되는 DMRS(Demodulation Reference Signal)의 순환 쉬프트 값을 기반으로 결정될 수 있다. PHICH가 맵핑되는 자원(이하 PHICH 자원)은 인덱스 쌍인 (nPHICH group,nPHICH seq)로 표현할 수 있으며, nPHICH group는 PHICH 그룹 인덱스, nPHICH seq는 상기 PHICH 그룹 내의 직교 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 상기 (nPHICH group,nPHICH seq)는 수학식 23에 의해서 결정될 수 있다.
Figure pat00031
nDMRS는 표 15에 의해서 DCI 포맷 0 내의 DMRS 순환 쉬프트(Cyclic shift for DMRS) 필드를 기반으로 결정될 수 있다.
Cyclic Shift for DMRS Field in DCI format 0 nDMRS
000 0
001 1
010 2
011 3
100 4
101 5
110 6
111 7
또한, 동일한 전송 블록에서 DCI 포맷 0를 포함하는 PDCCH가 전송되지 않는 경우에 동일한 전송 블록에서 최초 PUSCH가 반영구적(semi-persistently)으로 스케줄링 되거나 또는 동일한 전송 블록에서 최초 PUSCH가 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)에 의해 스케줄링 된 경우에 nDMRS는 0일 수 있다.
다시 수학식 23에서 NSF PHICH는 도 19의 PHICH 변조에 사용되는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다. IPRB_RA lowest_index는 해당 PHICH에 대응되는 PUSCH가 전송되는 슬롯의 PRB 중 가장 작은 PRB 인덱스이다. IPHICH는 0 또는 1의 값이다.
PHICH에 사용되는 직교 시퀀스는 표 16에 의하여 결정될 수 있다. 사용되는 직교 시퀀스는 nPHICH seq 값에 따라서 또는 CP 구조에 따라서 달라질 수 있다.
시퀀스 인덱스(nPHICH seq) 직교 시퀀스
노멀 CP(NSF PHICH=4) 확장 CP(NSF PHICH=2)
0 [+1 +1 +1 +1] [+1 +1]
1 [+1 -1 +1 -1] [+1 -1]
2 [+1 +1 -1 -1] [+j +j]
3 [+1 -1 -1 +1] [+j -j]
4 [+j +j +j +j] -
5 [+j -j +j -j] -
6 [+j +j -j -j] -
7 [+j -j -j +j] -
복수의 PHICH가 동시에 할당될 수 있다. 특히 반송파 집합 시스템, MU-MIMO, CoMP(Cooperative Multi-Point) 전송 방식 등의 시스템에서 복수의 PHICH가 할당될 수 있다.
도 20은 SC-FDMA 전송 방식을 적용한 상향링크에서 MIMO 전송 과정을 나타내는 블록도이다.
MIMO 전송을 수행하기 위하여 복수의 부호어(codeword)가 사용될 수 있다. 부호어의 개수가 2개라 가정할 때, 단계 S140에서 각 부호어는 스크램블링 되고, 단계 S141에서 상기 부호어가 변조 심벌로 맵핑되며, 단계 S142에서 상기 각 심벌이 각 레이어로 맵핑된다. 단계 S143에서 상기 각 레이어는 DFT 스프레딩 되며, 단계 S144에서 상기 각 레이어는 프리코딩 된다. 단계 S145에서 프리코딩 되어 생성된 스트림은 자원 요소에 맵핑되며, 단계 S146에서 생성된 SC-FDMA 신호 생성기를 통해 각 안테나를 통해 전송된다. 상향링크에 대한 HARQ를 용이하게 하기 위하여, 각 부호어에 대하여 2개의 독립한 ACK/NACK 신호가 각각 필요하다.
도 21은 PHICH 자원 할당의 일 예이다.
도 21에서 가로축은 PHICH 그룹 인덱스, 세로축은 PHICH 그룹 내의 직교 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 각 단말에서 PUSCH가 할당되는 가장 작은 PRB 인덱스와 nDRMS 값에 따라서 대응되는 PHICH 자원이 결정된다. 예를 들어 수학식 23에 의해서 PHICH 자원이 결정될 수 있다. nDMRS에 의해서 MU-MIMO 환경에서 최대 8명의 사용자에 대한 PHICH 자원을 구별할 수 있다. 이에 따라 복수의 PHICH가 전송될 때 PHICH 자원이 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
인덱스 (0,0)인 자원 요소(자원 요소 #0)와 인덱스 (1,0)인 자원 요소(자원 요소 #1)에는 제1 단말에서 2개의 안테나를 통해 전송되는 2개의 PUSCH에 대응되는 PHICH 자원이 각각 할당된다. 이때 PUSCH가 전송되는 가장 작은 PRB 인덱스는 같고 nDMRS가 서로 다를 수 있다. 또한, 인덱스 (2,0)인 자원 요소(자원 요소 #2)에는 제2 단말에서 전송되는 PUSCH에 대응되는 PHICH 자원이 할당된다. 마찬가지로 인덱스 (0,1)인 자원 요소(자원 요소 #3), 인덱스 (1,1)인 자원 요소(자원 요소 #4)에는 제3 단말 및 제4 단말에서 각각 전송되는 PUSCH에 대응되는 PHICH 자원이 각각 할당된다.
그러나 OCC를 적용하여 데이터를 다중화하는 경우, 가장 작은 PRB 인덱스와 nDMRS가 같고 서로 다른 OCC를 적용함으로써 같은 자원을 사용하여 복수의 데이터 또는 복수의 참조 신호를 전송하는 것이 가능하다. 이때 대응되는 복수의 PHICH는 수학식 23에 의할 경우 동일한 자원을 이용하게 되고, PHICH 자원이 충돌하게 된다. 따라서 복수의 PHICH가 할당될 경우 PHICH 자원의 충돌을 막기 위한 방법이 요구된다.
이하, PHICH 자원의 충돌 문제를 해결하기 위한 방법을 기술하도록 한다.
도 22는 제안된 HARQ 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S200에서 단말은 상향링크 데이터를 복수의 안테나를 통해 PUSCH 상으로 기지국으로 전송한다. 단계 S210에서 단말은 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK 신호를 상기 PUSCH에 대응하는 PHICH 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 기지국으로부터 수신한다. 이때 상기 복수의 PHICH가 전송되는 각각의 PHICH 자원은 서로 겹치지 않는다.
복수의 PHICH가 전송되는 각각의 PHICH 자원이 서로 겹치지 않게 하기 위하여 다양한 방법이 제안될 수 있다.
1) OCC가 적용될 때, PHICH 자원은 OCC에 관한 파라미터를 포함하여 결정될 수 있다. 수학식 24는 PHICH 자원을 결정하는 수식의 일 예이다.
Figure pat00032
수학식 24에서 nOCC는 OCC 인덱스로 OCC에 관한 파라미터의 일 예이다. OCC 인덱스는 하나의 서브프레임 내에 2개의 DMRS가 전송되는 것을 가정할 때, 0 또는 1 중 어느 하나가 될 수 있다. nOCC를 기반으로 PHICH 자원 인덱스가 결정되므로, 복수의 PHICH 자원이 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
수학식 24에서 nDMRS와 nOCC가 결합된 새로운 nDMRS(2)가 정의될 수 있다. 즉, 수학식 24는 수학식 25와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00033
nDMRS(2)는 nDMRS와 nOCC가 수학식 24와 같이 단순히 더해져서 정의된 값일 수 있고, 또는 nDMRS와 nOCC가 결합된 새롭게 정의된 값일 수 있다.
또는, PHICH 자원은 수학식 23을 그대로 사용하면서 OCC에 관한 파라미터를 기반으로 결정될 수 있다. 이때, 수학식 23에서 PHICH 자원을 결정하는 nDMRS는 OCC 파라미터를 포함할 수 있다. 즉, nDMRS는 표 15에 의해서 DCI 포맷 0의 DMRS 순환 쉬프트 필드에 의해서 결정되는데, DMRS 순환 쉬프트 필드가 표 4 또는 표 5의 nDMRS (2) 외에 단말 특정 OCC값(nDMRS OCC)까지 지시할 수 있다.
표 17은 DMRS 순환 쉬프트 필드와 nDMRS (2) 및 nDMRS OCC의 맵핑 관계를 나타낸다.
Cyclic Shift Field in DCI format 0 nDMRS (2) nDMRS OCC
000 0 [+1 +1]
001 6 [+1 +1]
010 3 [+1 ?-1]
011 4 [+1 ?-1]
100 2 [+1 +1]
101 8 [+1 +1]
110 10 [+1 ?-1]
111 9 [+1 ?-1]
표 17을 참조하면 DMRS 순환 쉬프트 필드에 의해서 순환 쉬프트 값을 지시하는 nDMRS (2) 외에 단말 특정 OCC 값인 nDMRS OCC가 지시된다. nDMRS OCC에서 [+1 +1] 및 [+1 -1]은 서브프레임 내의 2개의 슬롯에 각각 적용되는 값을 의미한다. 즉, 시퀀스의 첫 번째 값은 첫 번째 슬롯에, 두 번째 값은 두 번째 슬롯에 적용되는 값이다. nDMRS OCC는 복수의 레이어에 대하여 동일하게 적용될 수 있다. nDMRS (2)와 nDMRS OCC의 결합에 의해서 새로운 DMRS 순환 쉬프트 필드가 구성될 수 있고, 새롭게 구성된 DMRS 순환 쉬프트 필드는 동일한 값을 가진다 하더라도 OCC에 관한 파라미터를 포함하므로, 새롭게 구성된 DMRS 순환 쉬프트 필드에 기반한 PHICH 자원은 서로 충돌하지 않을 수 있다.
표 18은 DMRS 순환 쉬프트 필드와 nDMRS (2) 및 nDMRS OCC의 또 다른 맵핑 관계를 나타낸다.
Cyclic Shift Field in DCI format 0 nDMRS (2) nDMRS OCC
000 0 [+1 +1]
001 6 [+1 +1]
010 3 [+1 ?-1]
011 0 [+1 ?-1]
100 2 [+1 +1]
101 8 [+1 +1]
110 10 [+1 ?-1]
111 9 [+1 ?-1]
표 19 내지 표 21은 각 레이어에 적용되는 nDMRS (2) 오프셋 및 nDMRS OCC 오프셋의 일 예를 나타낸다. 표 19 내지 표 21의 (nDMRS (2))’ 또는 (nDMRS OCC)’가 표 17 또는 표 18의 nDMRS (2) 또는 nDMRS OCC에 각각 적용될 수 있다. 예를 들어 (nDMRS (2))’=6이고 nDMRS (2)=3이라면, 최종적인 순환 쉬프트 값은 (6+3) mod 12=9일 수 있다. 또한, (nDMRS OCC)’=[+1 +1]이고, nDMRS OCC=[+1 -1]이면, 최종적인 단말 특정 OCC값은 [+1 +1]*[+1 -1]일 수 있다.
표 19는 레이어의 개수가 4개인 경우이다.
1st Layer 2nd Layer 3rd Layer 4th Layer
(nDMRS (2))’ 0 6 3 9
(nDMRS OCC)’ [+1 +1] [+1 +1] [+1 ?-1] [+1 ?-1]
표 20은 레이어의 개수가 3개인 경우이다.
1st Layer 2nd Layer 3rd Layer
(nDMRS (2))’ 0 6 3
(nDMRS OCC)’ [+1 +1] [+1 +1] [+1 ?-1]
표 21은 레이어의 개수가 2개인 경우이다.
1st Layer 2nd Layer
(nDMRS (2))’ 0 6
(nDMRS OCC)’ [+1 +1] [+1 +1]
수학식 26은 PHICH 자원을 결정하는 수식의 또 다른 예이다.
Figure pat00034
수학식 26에서 수학식 24와 마찬가지로 PHICH 자원은 OCC에 관한 파라미터인 nOCC를 기반으로 결정될 수 있다.
표 22는 OCC 인덱스 nOCC의 일 예를 나타낸다. OCC 인덱스는 시그널링 되거나 미리 결정될 수 있다. OCC 인덱스가 시그널링 되는 경우 PDCCH 등을 통하여 동적(dynamic)으로 시그널링 되거나, RRC 메시지 등을 통하여 반정적(semi-static)으로 시그널링 될 수 있다. 표 22는 PDCCH를 통해 OCC 인덱스가 시그널링 되는 경우를 나타낸다.
OCC for DMRS Field in DCI format nOCC
0 0
1 1
이때 PHICH 자원은 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 일반적으로 PUSCH가 서브프레임 n에서 전송되면 그에 대응되는 PHICH는 서브프레임 (n+4)에서 전송된다. PHICH 자원이 TDM 방식으로 다중화될 경우, PHICH는 서브프레임 n+α에서 전송될 수 있다. 상기 α는 OCC 인덱스와 결합되어 정의될 수 있는 임의의 정수이다. 예를 들어, nOCC=0인 제1 단말에 대하여 α=0, nOCC=1인 제2 단말에 대하여 α=4로 정의될 수 있다. 즉, α=0인 제1 단말에 대한 PHICH는 서브프레임 n+4에서, α=4인 제2 단말에 대한 PHICH는 서브프레임 n+8에서 전송될 수 있다. 서브프레임을 달리 하여 복수의 PHICH를 전송함으로써 PHICH 자원이 충돌을 막을 수 있다. α에 따라 상기 PHICH에 대한 재전송(retransmission) 타이밍은 지연될 수 있다. 본 예에서 α=4를 가정하나, 이에 제한되지 않으며 α는 임의의 정수일 수 있다.
2) LTE Rel-8의 DCI 포맷 0을 그대로 사용할 수 있다.
DCI 포맷 0는 PUSCH를 스케줄링 하기 위하여 사용되며, 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다. 이는 3GPP TS 36.212 V8.7.0 (2009-05) “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 8)”의 5.3.3.1절을 참조할 수 있다.
- DCI 포맷 0 및 DCI 포맷 1A를 구분하는 플래그(flag): 1비트
- 홉핑 플래그(hopping flag): 1비트
- 자원 블록 할당 및 홉핑 자원 할당:
Figure pat00035
비트
- MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 RV(Redundancy Version): 5비트
- NDI(New Data Indicator): 1비트
- 스케줄링 된 PUSCH를 위한 TPC(Transmit Power Command) 명령: 2비트
- DMRS를 위한 순환 쉬프트: 3비트
- 상향링크 인덱스: 2비트
- DAI(Downlink Assignment Index): 2비트
- CQI 요청: 비트
- 남는 비트는 페이로드(payload)의 크기가 DCI 포맷 1A의 크기와 같아질 때까지 zero-padded된다.
상기 열거한 다양한 종류의 정보 중 어느 하나에서 1비트를 OCC 인덱스를 지시하는 용도로 사용할 수 있다. 예를 들어 1비트의 길이를 가지는 상기 홉핑 플래그를 이용하여 수학식 24 또는 표 17의 nOCC를 지시할 수 있다. OCC는 홉핑되지 않을 때 적용되는 것이 일반적이므로, 홉핑이 적용되지 않는다고 가정하고 상기 홉핑 플래그를 OCC 인덱스를 지시하는 용도로 사용할 수 있다.
3) 수학식 23에 의해서 복수의 PHICH 자원을 결정하되, 다른 사용자에 대해서는 항상 서로 다른 nDMRS를 적용하여 PHICH 자원의 충돌을 막을 수 있다.
4) 각 단말에 대한 PHICH가 동일한 PHICH 자원을 사용하여 묶여서 전송될 수 있다. 이를 PHICH 번들링(bundling)이라 할 수 있다. PHICH 번들링에 의해서 복수의 PHICH를 대표하는 대표(representative) PHICH가 전송될 수 있다. 예를 들어 복수의 단말에 대한 복수의 PHICH가 모두 ACK을 전송하는 경우, 대표 PHICH를 통해 ACK을 전송할 수 있다. 또한, 복수의 단말에 대한 복수의 PHICH 중 적어도 하나가 NACK을 전송하는 경우, 대표 PHICH를 통해 NACK을 전송할 수 있다.
도 23은 제안된 ACK/NACK 신호 전송 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S300에서 기지국은 복수의 PHICH 시퀀스를 생성한다. 단계 S310에서 기지국은 상기 생성한 복수의 PHICH 시퀀스를 하향링크 자원에 맵핑한다. 이때 복수의 PHICH가 맵핑되는 자원은 서로 겹치지 않는다. 단계 S320에서 기지국은 상기 맵핑된 복수의 PHICH 시퀀스를 복수의 단말로 전송한다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말을 나타낸 블록도이다.
기지국(800)는 시퀀스 생성부(810; sequence generator), 맵퍼(820; mapper) 및 RF부(830; Radio Frequency Unit)를 포함한다. 시퀀스 생성부(810)는 복수의 PHICH 시퀀스를 생성한다. 맵퍼(820)는 상기 생성한 복수의 PHICH 시퀀스를 하향링크 자원에 맵핑한다. 이때 복수의 PHICH가 맵핑되는 자원은 서로 겹치지 않을 수 있다. RF부(830)는 상기 맵퍼(820)와 연결되며, 상기 맵핑된 복수의 PHICH 시퀀스를 복수의 단말로 전송한다.
단말(900)은 프로세서(910; sequence generator) 및 RF부(920)를 포함한다. RF부(920)는 프로세서(910)와 연결되며, PUSCH 상으로 복수의 안테나를 통해 상향링크 데이터를 전송하고, 상기 PUSCH에 대응되는 PHICH 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 ACK/NACK 신호한다. 프로세서(910)는 상기 상향링크 데이터와 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK 신호를 처리한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다중 안테나 시스템에서 HARQ 수행 방법에 있어서,
    PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 복수의 안테나를 통해 상향링크 데이터를 전송하고,
    상기 PUSCH에 대응되는 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호를 수신하는 것을 포함하되,
    상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 상기 PUSCH가 맵핑된 PRB(Physical Resource Block) 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index), 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal) 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS) 및 OCC (Orthogonal Code Cover) 인덱스를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 아래의 수학식을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
    Figure pat00036

    nOCC는 상기 OCC 인덱스, NPHICH group은 PHICH 그룹의 개수, NSF PHICH는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 nOCC는 0 또는 1 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 아래의 수학식을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
    Figure pat00037

    nOCC는 상기 OCC 인덱스, NPHICH group은 PHICH 그룹의 개수, NSF PHICH는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 nOCC는 0 또는 1 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 OCC 인덱스는 기지국으로부터 하향링크 데이터 채널(PDCCH; Physical Downlink Control Channel) 또는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통해 시그널링 되거나, 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 OCC 인덱스는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI(Downlink Control Information) 포맷 0 중 1비트를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터의 재전송 데이터를 상기 복수의 안테나를 통해 상기 PUSCH 상으로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 방법.
  9. 다중 안테나 시스템에서 HARQ 수행 장치에 있어서,
    상향링크 데이터와 상기 상향링크 데이터의 수신 여부를 지시하는 ACK/NACK 신호를 처리하는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되는 RF(Radio Frequency)부를 포함하되,
    상기 RF부는,
    PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 복수의 안테나를 통해 상기 상향링크 데이터를 전송하고,
    상기 PUSCH에 대응되는 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 상으로 상기 복수의 안테나를 통해 상기 ACK/NACK 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 PHICH가 맵핑되는 하향링크 자원은 상기 PUSCH가 맵핑된 PRB(Physical Resource Block) 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index), 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal) 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS) 및 OCC(Orthogonal Code Cover) 인덱스를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 HARQ 수행 장치.
  10. 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK(Acknowledgement/Non-Acknowledgement) 신호전송 방법에 있어서,
    복수의 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 시퀀스를 생성하고,
    상기 생성한 복수의 PHICH 시퀀스를 하향링크 자원에 맵핑하고,
    상기 맵핑된 복수의 PHICH 시퀀스를 복수의 단말로 전송하는 것을 포함하되,
    상기 하향링크 자원은 상기 각각의 PHICH 시퀀스에 대응되는 각각의 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 맵핑된 PRB(Physical Resource Block) 중 가장 작은 PRB의 인덱스(IPRB_RA lowest_index)와 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal) 순환 쉬프트 파라미터(nDMRS)를 기반으로 결정되며,
    상기 하향링크 자원은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하향링크 자원은 상기 각각의 PHICH 시퀀스에 적용되는 OCC(Orthogonal Code Cover) 인덱스를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하향링크 자원은 아래의 수학식을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
    Figure pat00038

    nOCC는 상기 OCC 인덱스, NPHICH group은 PHICH 그룹의 개수, NSF PHICH는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하향링크 자원은 아래의 수학식을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
    Figure pat00039

    nOCC는 상기 OCC 인덱스, NPHICH group은 PHICH 그룹의 개수, NSF PHICH는 스프레딩 인자(SF; Spreading Factor)이다.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 각각의 PHICH 시퀀스는 상기 OCC 인덱스에 대응되는 서로 다른 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 하향링크 자원은 서로 다른 nDMRS를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 ACK/NACK 신호 전송 방법.
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