KR20140075252A - 제어 채널 구성, 제어 정보 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

제어 채널 구성 방법 및 제어 정보 검출 방법이 개시된다. 이동통신 무선 자원을 위한 제어 채널을 구성하는 방법은 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계를 포함하고, 복수의 타일의 자원 엘리먼트의 수를 동일하게 설정하거나 각 타일의 자원 엘리먼트 수를 서로 다르게 설정하며, 상기 하나의 제어 채널을 구성하는 복수의 타일은 무선 자원의 시간 축상에서 서로 중첩하거나 또는 중첩하지 않도록 배치되며, 주파수축 상에서 가능한 서로 멀리 이격되도록 배치될 수 있다.

Description

제어 채널 구성, 제어 정보 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROL CHANNEL CONFIGURATION AND DETECTION OF CONTROL INFORMATION}

본 발명은 제어 정보를 포함하는 제어 채널의 구성 및 제어 정보 검출에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어 채널을 구성, 전송하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 제어 정보를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템에서는 보통 데이터 채널과는 별도로 특별하게 설계된 제어 채널들이 존재한다. 예를 들어, 3GPP LTE의 경우 다운링크 제어 채널로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical hybrid-ARQ Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 등이 정의되어 있고 업링크 제어 채널로 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 정의되어 있다. 특히 PHICH는 기지국이 전송하고 단말이 수신하는 채널로 업링크 데이터 채널에 대한 HARQ ACK 정보를 포함하고 있으며, PUCCH는 단말이 전송하고 기지국이 수신하는 채널로 다운링크 데이터 채널에 대한 HARQ ACK 등의 정보를 포함하고 있다.

3GPP LTE는 같은 시간-주파수(time-frequency) 자원에 다수의 HARQ ACK 등의 정보를 다중화하여 전송하며 이를 CDM이라 부른다. 또한, IEEE 802.16e와 같이 시간-주파수 자원을 직교적(orthogonal)으로 할당하여 HARQ(Hybrid Automatic ReQuest) ACK 정보를 다중화하여 전송하는 시스템도 존재한다.

한편, 최근 스마트폰 등을 이용하여 이동 중에도 무선을 통한 대량의 데이터를 송수신하는 어플리케이션의 사용이 증가하면서 이동통신 네트워크의 과부하 빈도가 급증하고 있고, 이로 인한 네트워크 장애 발생과 서비스 품질의 저하 문제가 나날이 심각해지는 상황에 있다.

이를 위한 해결책 중 하나로, 이동통신 시스템에서는 동일 또는 주변 셀에 위치한 인접 단말간 직접 통신(D2D; Device-to-Device Communications) 기술이 고려되고 있다.

단말간 직접 통신(Device to Device 통신; 이하, D2D 통신과 혼용)은 기지국을 거치지 않고 인접한 두 단말 사이에 직접적인 데이터 송수신을 수행하는 통신 방식을 의미한다.

이와 같이 기존에 주로 사용되던 통신 방식과 특성이 다른 D2D 통신에서는, 주로 단말과 기지국간의 통화를 위한 통신 방법에 사용되던 기존의 제어 채널이 효과적으로 사용될 수 없다.

상술한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은, 적은 비트 수의 제어 정보를 효과적으로 전송할 수 있는 제어 채널 구성 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 활용하여 제어 정보를 생성하는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 따라 생성된 제어 정보를 전송하는 제어 채널을 구성하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 따라 생성된 제어 정보를 검출하는 제어 정보 검출 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신을 위한 제어 채널 구성 방법은, 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성할 수 있고, 이때, 복수의 타일의 자원 엘리먼트의 수를 동일하게 설정하거나 각 타일의 자원 엘리먼트 수를 서로 다르게 설정할 수 있다.

또한, 하나의 제어 채널을 구성하는 복수의 타일은 무선 자원의 시간 축상에서 서로 중첩하거나 또는 중첩하지 않도록 배치되며, 주파수축 상에서 가능한 서로 멀리 이격되도록 배치될 수 있다.

복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 데 있어, 제어 채널을 구성하는 타일의 수만큼의 직교 시퀀스를 선택하여 제어 채널을 통해 전송할 직교 시퀀스를 생성할 수 있다.

복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 데 있어서, 복수의 송신 안테나가 고려되는 경우에는, 복수의 송신 안테나에 대해 동일한 무선 자원을 사용하되 각 송신 안테나에 대해 서로 다른 직교 시퀀스를 사용하여 제어 채널을 구성할 수 있다.

또한, 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성할 때, 전송하고자 하는 제어 정보의 크기, 전송 다이버시티를 포함한 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술의 적용 여부에 따라 각 타일 및 각 송신 안테나에 대해 서로 다른 시퀀스를 할당할 수 있다.

상기 무선 통신을 위한 제어 채널 구성 방법은 또한, 복수의 채널을 포함하는 무선 채널을 구성할 수 있는데, 이때, 무선 채널은, 기준 신호를 포함하지 않는 제1 제어 채널 및 기준 신호로 구성된 제2 물리 채널을 포함할 수 있다.

제1 제어 채널의 각 타일을 이용하여 전송할 직교 시퀀스의 길이는, 상기 타일에 포함된 자원 엘리먼트의 수에 대응하도록 설정되고, 상기 제1 제어 채널의 각 타일을 이용하여 전송할 직교 시퀀스의 길이는, 상기 타일에 포함된 자원 엘리먼트의 수에서 상기 타일에 포함된 기준 신호의 수만큼을 차감한 값에 대응하도록 설정될 수 있다.

복수의 채널을 포함하는 무선 채널을 구성함에 있어, 제2 물리 채널은 채널 측정을 위한 기준 신호를 전송하고, 제1 제어 채널은 상기 시퀀스에 (+) 또는 (-)를 곱한 시퀀스를 전송하므로 2 배의 제어 정보 전송이 가능해진다.

상기 제어 채널을 이용하여 전송할 직교 시퀀스는, DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스, 또는 하다마드(Hadamard) 시퀀스, 또는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스일 수 있다.

한편, 본 발명에 따라 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성함에 있어, 제어 채널을 이용해 전송할 직교 시퀀스를 스크램블링하는 단계 및 스크램블링된 직교 시퀀스를 제어 채널에 포함된 복수의 타일에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 제어 채널을 이용해 전송할 선택된 직교 시퀀스를 스크램블링하는 단계는, 스크램블링 시퀀스로서 PN 시퀀스를 사용해 상기 제어 채널을 이용해 전송할 직교 시퀀스를 스크램블링할 수 있다.

이때, 스크램블링 시퀀스는, 링크 식별자, 단말 식별자, 셀 식별자 중 적어도 하나의 정보를 이용해 초기화될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따르면 제어 정보 검출 방법은, 제어 채널을 수신하여 각 제어 채널에 포함된 복수의 타일을 타일별로 디스크램블하는 단계, 각 타일에 해당하는 디스크램블링된 신호에 대한 상관도를 측정하고 상기 상관도의 절대 값을 출력하는 단계, 각 타일에 분산되어 분포된 복수의 관련 성분들에 대한 상관도의 절대 값을 합산하는 단계 및 상기 복수의 관련 성분들에 대한 합산 값들 중 최대 값을 선택함으로써 제어 정보를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 각 타일에 해당하는 디스크램블링된 신호에 대한 상관도를 측정하고 상기 상관도의 절대 값을 출력하는 단계는, 제어 채널에 송신 다이버시티가 적용된 경우 송신 다이버시티가 적용되지 않은 경우에 비해 더 많은 수의 상관도를 측정하고 상관도의 절대 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

소량의 시간 주파수 자원으로 정의되는 본 발명의 제어 정보 전송 방법에 따르면, D2D 통신, 사물통신 등에서 바람직한 통신 품질 및 자원 사용 효율성을 동시에 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 스크램블링된 시퀀스를 무선 자원 타일로 매핑하는 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 채널 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 채널 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.
도 7은 일반적인 셀룰러 이동통신의 개념 및 단말간 직접 통신의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 전송 방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 생성 장치의 블록 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 검출 방법의 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 출원에서 사용하는 '셀' 또는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명은 채널 추정 및 보상이 필요없는 비-코히어런트(non-coherent) 복조 방식을 이용하여 적은 수의 비트를 효과적으로 전송하는 방법과 이때 효과적으로 사용할 수 있는 송신 다이버시티 기술을 제공하고자 한다.

본 발명은 무선통신, 이동통신, 특히 D2D 통신 또는 M2M 통신의 제어 채널 기술 분야에 적용될 수 있다.

즉, 본 발명은 무선통신, 이동통신, D2D 통신, M2M 통신 등에서 적은 수의 비트를 활용해 제어 정보를 효과적으로 전송하는 제어 채널 설계에 대한 것이다.

제어 채널은 HARQ(Hybrid Automatic ReQuest) ACK/NACK, TPC(Transmit Power Control), 링크 적응(link adaptation)을 위한 CSI(Channel Status Indicator) 등 다양한 제어 정보 전송에 사용된다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위해 제어 채널의 일 실시예로서, HARQ ACK/NACK 정보를 전송하는 채널을 가정하여 주로 설명할 것이다. 하지만, 본 발명의 범주가 여기에 제한되는 것은 아니며, HARQ ACK/NACK 이외의 다른 제어 정보 전송에서도 활용 가능함은 물론이다.

무선통신, 이동통신, D2D 통신 또는 M2M 통신에서 제어 채널은 사용자 데이터가 아닌 제어에 필요한 정보를 전송하는 채널을 의미한다. HARQ를 위한 ACK/NACK, 전력제어를 위한 TPC 비트, 채널 정보, 자원할당 정보 등이 제어 채널을 통하여 전송된다. 이들 제어 정보는 그 크기가 작아 데이터 전송 때와는 다른 코딩 방식이 적용되고 CRC(Cyclic Redundancy Check) 첨가 없이 전송되기도 한다.

본 발명에 따른 제어 채널 설계를 위하여 먼저, HARQ ACK/NACK를 전송할 기본 시간-주파수 자원을 정의할 필요가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.

본 발명에서, 제어 채널을 위해 정의되는 기본 자원 단위는 시간-주파수 자원인 타일(tile)이다. 타일은 다수의 RE(Resource Element)들을 포함하여 구성될 수 있다. RE는 특정 OFDM 심볼을 구성하는 특정 부반송파(subcarrier)를 의미한다. 도 1에서 RE

은

번째 OFDM 심볼의

번째 부반송파를 의미한다.

도 1에서 타일 1-1 및 타일 1-2는 함께 HARQ ACK/NACK를 전송하는 하나의 독립적 제어 채널을 구성한다. 타일 2-1 및 타일 2-2 또한 HARQ ACK/NACK를 전송하는 하나의 독립적 제어 채널을 구성한다. 마찬가지로, 타일 3-1 및 타일 3-2도 HARQ ACK/NACK를 전송하는 하나의 독립적 제어 채널을 구성한다.

이와 같은 방식으로 더 많은 제어 채널 구성을 위한 자원 할당이 가능하다.

도 1에서는 타일 1-1이 3 개의 연속된 부반송파와 6개의 연속된 OFDM 심볼을 포함하여 구성되고, 타일 1-2가 3 개의 연속된 부반송파와 5개의 연속된 OFDM 심볼을 포함하여 구성되는 실시예를 나타낸다. 즉, 타일 1-1은 18개의 RE로 구성되고 타일 1-2는 15개의 RE로 구성되어 있다.

하나의 제어 채널을 구성하는 타일들의 형태가 반드시 같아야 한다는 제한이 주어질 경우 제어 채널 구성 시에 자원 활용도가 떨어지므로, 본 발명에서는 도 1과 같이 서로 다른 크기의 타일을 정의하고 이들을 합쳐 하나의 제어 채널을 구성하도록 설계할 수 있다. 물론, 하나의 제어 채널을 구성하는 타일들의 형태가 같아도 무방하다.

주파수 다이버시티를 획득하기 위하여 하나의 제어 채널을 구성하는 타일들을 주파수 축에서 가능한 한 멀리 이격시키는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 실시예를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 타일 1-1과 1-2는 주파수 축에서 서로 멀리 떨어져 위치한다. 또한, 도 1에서는 하나의 제어 채널을 구성하는 타일의 수가 2개이지만 그 이상도 가능하다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.

도 2에 도시된 실시예가 도 1의 실시예와 다른 점은, 도 2의 실시예의 경우 하나의 제어 채널을 구성하는 두 개의 타일이 전송되는 시간 구간이 중첩한다는 점이다.

즉, 도 1의 실시예에서는 2개의 타일이 서로 겹치지 않는 다른 시간 구간에 전송되나, 도 2의 경우는 2개의 타일이 각기 다른 부반송파를 이용하되 중첩하는 시간 구간에 전송되는 실시예를 나타낸다.

이상, 본 발명에 따른 제어 채널을 위한 자원 할당에 대해 살펴보았고, 이하에서는 본 발명에 따른 제어 채널에 사용될 수 있는 시퀀스에 대해 살펴본다.

시퀀스 정의

제어 채널에 사용되는 시퀀스와 관련하여, 하나의 타일에 포함된 RE의 개수에 따라 시퀀스의 길이가 결정된다. 예를 들어, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 각각 18개의 RE와 15개의 RE로 구성된 타일 2개를 이용하여 하나의 제어 채널을 구성할 경우, 길이-18 또는 길이-15의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용될 수 있다.

하나의 제어 채널을 구성하기 위해

개의 RE로 구성된

개의 타일이 필요하다면 길이-

, 길이-

, …, 길이-

인 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 제어 채널에 사용가능한 시퀀스로는, DFT 시퀀스 외에도 하다마드(Hadamard) 등의 직교코드가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 PN(Pseudo Noise) 종류의 시퀀스도 사용 가능하다.

여기서는 설명의 편의를 위하여, 도 1 및 도 2의 경우와 같이 하나의 제어 채널이 두 개의 타일로 구성된 경우를 가정하고, 각각의 타일에 길이-18인 DFT 시퀀스와 길이-15의 DFT 시퀀스 2 종류가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.

우선, 예를 들어, 타일 1-1에 사용될 수 있는 길이-18인 DFT 시퀀스 18 가지가 아래 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

수학식 1에서

는 시퀀스 인덱스이고

은 시퀀스를 구성하는 요소 인덱스이다.

또한, 예를 들어, 타일 1-2에 사용될 수 있는 길이-15인 DFT 시퀀스 15 가지는 아래 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.

수학식 2에서

는 시퀀스 인덱스이고,

은 시퀀스를 구성하는 요소 인덱스이다.

수학식 1 및 수학식 2를 이용해 생성된 DFT 시퀀스들은 아래 수학식 3에서 나타내는 바와 같은 같은 직교성을 갖는다.

위 수학식 3에서

는 크로넥커(Kronecker) 델타 함수이다.

이하에서는, 이러한 시퀀스를 이용해 제어 정보를 표현하는 방법에 대해 설명한다. 우선, 제어 정보가 1개의 비트로 구성된 경우를 먼저 고려해 본다. 예를 들어, HARQ ACK/NACK 정보의 경우가 여기에 해당될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ACK 정보를 전송하는 경우 타일 1-1을 통해

, 타일 1-2를 통해

를 전송하고, NACK 정보를 전송하고자 하는 경우 타일 1-1을 통해

, 타일 1-2를 통해

을 전송한다.

다음으로, 제어 정보가 2개의 비트로 구성된 경우를 설명한다. 예를 들어, 채널 상태 정보 등 여러 가지 형태의 제어 정보가 2개의 비트로 표현될 수 있다. 예를 들어, MIMO(Multiple Input Multiple Output)에서 공간 다중화 기술을 이용하여 2개의 코드 워드를 전송할 경우 2 비트의 HARQ ACK/NACK가 필요할 수 있다.

아래 표 1은 2 비트의 HARQ ACK 전송을 위해 DFT 시퀀스를 할당하는 방법의 일 실시예를 나타낸다.

표 1에 예시된 바와 같은 본 발명의 실시예는 또한, 그 이상의 제어 정보의 전송에도 확장 적용이 가능하다.

시퀀스 스크램블링

근거리에 있는 다수의 통신 링크가 동일한 시간-주파수(time-frequency) 자원에서 정의된 제어 채널을 사용하여 제어 정보를 전송할 경우 간섭이 증대하여 제어 채널 수신 품질을 떨어뜨릴 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 제어 정보 보호 및 간섭 제거를 위해 앞서 설명한 바와 같이 생성된 제어 채널용 시퀀스에 대한 추가적인 처리로서 스크램블링을 활용한다. PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 이용하여 해당 DFT 시퀀스를 스크램블하면, 제어 정보 보호는 물론 간섭에 따른 성능 저하를 완화할 수 있다.

앞서 실시예들에서 살펴본 바와 같이, 18개의 RE와 15개의 RE로 구성된 타일 2개를 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 경우를 예를 들어 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, PN 생성기가 출력하는 출력 값들 중에서 적절한 방법으로 두 타일에 포함된 RE의 개수와 동일한 개수인 33개의 값을 추출하여 타일 1-1과 타일 1-2를 통해 전송되는 DFT 시퀀스를 스크램블링하는 데 사용할 수 있다.

여기서, PN 생성기의 출력에서 추출된 33개의 값은 아래 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

또한, 수학식 4의 PN 생성기 출력값을 이용하여 스크램블된 시퀀스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

즉, 첫 번째 타일에 할당된 DFT 시퀀스 스크램블링은,

와 같이 표현될 수 있고,

두 번째 타일에 할당된 DFT 시퀀스 스크램블링은

와 같이 표현될 수 있다.

한편, 스크램블링을 위한 시퀀스 생성에 사용되는 PN 생성기를 위한 초기화에는, 링크 ID(IDentification), 단말 ID, 셀 ID 등의 정보가 이용될 수 있다.

스크램블링된 시퀀스를 타일로 맵핑하는 방법

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 스크램블링된 시퀀스를 무선 자원 타일로 매핑하는 실시예를 도시한다.

도 3의 (a)의 경우는 길이-18의 스크램블링된 DFT 시퀀스를 타일 1-1에 매핑하는 경우의 실시예를 도시하며, 도 3의 (b)는 길이-15의 스크램블링된 DFT 시퀀스를 타일 1-2에 맵핑하는 실시예를 도시한다.

도 3에서 k는 시퀀스 인덱스를 나타내며, 각 타일에 어떠한 시퀀스가 매핑될 것인지는 앞서 표 1 등을 통해 설명한 바와 같은 방법 또는 아래에서 설명될 표 2, 3을 통해 자세히 설명될 방법들을 사용해 결정될 수 있다. 도 3 (a) 및 (b)를 참조하면, 스크램블링된 DFT 시퀀스의 요소 값이 각 RE에 매핑되어 있음을 확인할 수 있다.

송신 다이버시티

송신 안테나의 수가 다수일 경우 송신 다이버시티를 사용할 수 있다. 편의상 여기서는 송신 안테나 수가 2개인 경우에 대해서 설명하지만 동일한 개념이 그 이상의 송신 안테나 개수에 대해서도 적용 가능하다. 본 명세서에서는 2개의 송신 안테나를 각각 AP0, AP1으로 구분하여 설명한다.

우선, 제어 정보가 1개 비트로 구성된 경우 송신 다이버시티에 적용될 수 있는, DFT 시퀀스의 조합의 실시예에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ACK 정보를 전송하고자 하는 경우, AP0는 타일 1-1을 이용하여 DFT 시퀀스

, 타일 1-2를 이용하여 DFT 시퀀스

를 전송한다. 또한, AP1은 타일 1-1을 이용하여 DFT 시퀀스

, 타일 1-2를 이용하여 DFT 시퀀스

를 전송한다. 이때, AP0, AP1은 동일한 자원을 이용하여 DFT 시퀀스를 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, NACK 정보를 전송하고자 하는 경우, 예를 들어, AP0는 타일 1-1을 이용하여 DFT 시퀀스

, 타일 1-2를 이용하여 DFT 시퀀스

를 전송할 수 있다. 또한, AP1은 타일 1-1을 이용하여 DFT 시퀀스

, 타일 1-2을 이용하여 DFT 시퀀스

를 전송할 수 있다. 이때, AP0, AP1은 동일한 자원을 이용하여 DFT 시퀀스를 전송한다.

다음으로, 제어 정보가 2개 비트로 구성된 경우 송신 다이버시티에 적용될 수 있는, DFT 시퀀스의 조합의 실시예에 대해 설명한다.

코드워드 0, 코드워드 1의 수신 상태에 따라 AP 0는 아래 표 2과 같은 DFT 시퀀스를 전송할 수 있다. 아래 표 2는 코드워드(Codeword) 수신 상태에 따라 AP 0이 전송하는 DFT 시퀀스의 일 실시예를 나타낸다. 여기서, AP 0, AP 1은 동일한 자원을 이용하여 전송한다.

또한, AP 1은 코드워드 0, 코드워드 1의 수신 상태에 따라 표 3와 같은 DFT 시퀀스를 전송한다. 아래 표 3은 코드워드 수신 상태에 따라 AP 1이 전송하는 DFT 시퀀스를 나타낸다.

여기서는, AP(Antenna Point)의 개수가 2인 경우에 대하여 설명하였으나 더 많은 DFT 시퀀스를 할당하여 더 많은 송신 안테나에 대해 다이버시티를 적용하는 것 또한 가능하다.

검출(Detection)

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 채널 검출 장치의 블록 구성도이다.

도 4의 제어 채널 검출 장치의 블록 구성도는 제어 정보가 2 비트인 경우 검출에 필요한 블록들을 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 제어 채널 검출 장치(400)는 수신한 신호의 디스크램블링을 수행하는 두 개의 디스크램블링부(411, 412), 8개의 상관기(421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428), 8개의 절대값 처리부(ABS)(431, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438), 4 개의 덧셈기(451, 452, 453, 454), 및 선택부(460)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 비-코히어런트(non-coherent) 검출(detection)을 가정한다. 이러한 실시예에 따르면 타일을 이용하여 채널 추정을 위한 기준 신호(Reference Signal; RS)는 전송되지 않고 스크램블링된 DFT 시퀀스만 전송된다.

디스크램블링부(411, 412)는 수신한 신호의 디스크램블링 기능을 수행한다. 411 블록은 타일 1-1에서 수신된 신호를 디스크램블링하고, 412 블록은 타일 1-2에서 수신된 신호를 디스크램블링한다. 8개의 상관기는 상관 기능을 수행하는데, 제1 상관기(421)는 타일 1-1에서 수신된 신호와

와의 상관 정도를 측정하고 제8상관기(428)는 타일 1-2에서 수신된 신호와

와의 상관 정도를 측정한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 상관기는 본 발명에서 정의하는 시퀀스 각각에 대한 상관도 측정을 위해 시퀀스 개수만큼 존재한다.

절대값 처리부(431, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438) 각각은 각 상관기 출력에 절대값(absolute value)을 취하여 출력한다.

4개의 덧셈기(451, 452, 453, 454)는 덧셈 기능을 수행한다. 다시 말해, 각 덧셈기는 타일 1-1과 타일 1-2의 관련된 성분을 합쳐준다. 예를 들어, 제1 덧셈기(451)는 예를 들어, 표 2의 코드워드 0 수신 성공, 코드워드 1 수신 성공에 해당되는 값을 출력하고, 제2 덧셈기(452)는 코드워드 0 수신 성공, 코드워드 1 수신 실패에 해당되는 값을 출력한다.

최종적으로 선택부(460)는 4개의 덧셈기가 출력하는 값들 중에서 최대값을 선택해 출력한다. 선택부(460)의 출력 값을 통해 코드워드 수신 상태를 알 수 있다. 예를 들어, 만일 선택부(460)의 출력값이 제4 덧셈기(454)가 출력하는 값이라면 코드워드 0 수신과 코드워드 1의 수신이 모두 실패했음을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 송신 다이버시티가 적용된 제어 채널 검출 장치의 블록 구성도이다.

도 5의 실시예의 경우는 도 4에서 나타낸 실시예에서 보다 더 많은 DFT 시퀀스가 할당되므로 더 많은 수의 상관기가 필요하다. 도 4에 도시된 실시예와 비교하면 8개의 상관기(507~510, 515~518) 및 8개의 절대값 처리부(ABS)가 추가된 것을 알 수 있다.

2개 비트 이외의 다른 크기의 제어 정보에 대해서도 다이버시티가 적용되면 도 5와 같은 형태의 검출 방법을 사용할 수 있다.

한편, 비-코히어런트(non-coherent) 검출 방식과 더불어, 비-코히어런트 검출 방식 및 코히어런트(coherent) 검출 방식을 순차적으로 수행하면 더 많은 제어 정보 전송이 가능하다. 하지만, 이 경우 수신기가 채널을 추정할 수 있도록 코히어런트 검출 방식이 적용되는 자원 영역에 기준신호(RS; Reference Signal)를 삽입하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 채널 구성을 위한 자원 할당 개념도이다.

도 6의 타일 1-1, 타일 1-2에서 채널 추정을 위한 RS 전송 용도로 사용되는 RE(601)들이 표시되어 있다. RS 전송을 위한 RE는 DFT 시퀀스를 전송하지 않는다. 따라서 이 경우에는 사용되는 DFT 시퀀스의 길이가 작아진다. 도 6에 도시된 바와 같은 실시예에서, 타일 1-1은 길이-16, 타일 1-2는 길이-13의 DFT 시퀀스를 사용할 수 있다. 이는 각 타일에서 2개의 RE를 기준 신호(RS) 전송 자원으로 할당하였기 때문이다.

도 6을 통해 설명하는 실시예와 같이 코히어런트 검출 방식을 지원하기 위해서 제어 정보 전송 장치에서는, 제어 채널에 채널 추정을 위한 기준신호 (RS)를 삽입하고, 기준신호 삽입에 따라 길이가 작은 직교코드를 정의하고 이 직교코드에 플러스(+) 또는 마이너스(-) 를 곱하여 전송할 수 있다.

한편, 도 6을 통해 설명한 실시예에서 기준 신호 전송에 사용되는 RE(601)의 개수 및 위치는 요구 사항, 환경에 따라 달리 정해질 수 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이 두 방식(코히어런트 방식과 비-코히어런트 방식)을 조합하여 적용한 방식을 사용하는 본 발명의 실시예를, 앞서 설명한 비-코히어런트 방식의 경우의 실시예와 비교해 보면, 비-코히어런트 방식에서는 2 비트 전송을 위하여 DFT 시퀀스가 4개 필요하였으나, 비-코히어런트 방식과 기준 신호를 이용한 코히어런트 방식을 순차적으로 이용하면 DFT 시퀀스 2개를 이용하여 2 비트 전송이 가능해진다.

아래 표 5는 2 개의 DFT 시퀀스로 4개의 상태를 표현하는 방법의 일 실시예를 나타낸다.

먼저 수신기는 비-코히어런트(non-coherent) 방식을 이용하여 자신이 수신한 신호가

인지

인지를 판별할 수 있다. 이때 사용되는 DFT 시퀀스들은 RS 전송을 위한 RE를 고려해야 하기 때문에 길이가 짧은 것들이다. 수신기가 먼저 DFT 시퀀스를 판별한 후에 RS를 이용하여 코히어런트 검출(coherent detection)을 수행하면 수신한 DFT 시퀀스에 (+) 또는 (-) 중 어떤 부호가 곱해져 있는지를 판단할 수 있다. 이와 같은 방법은 DFT 시퀀스 자원 부족으로 많은 제어 정보를 전송하지 못하는 경우에 유용하게 활용될 수 있다.

살펴본 바와 같은 다양한 실시예에 의해 표현될 수 있는 본 발명은, 무선통신, 이동통신, D2D 통신, M2M 통신 등에서 효과적으로 사용될 수 있다. 여기서, 바람직한 하나의 적용예로서 D2D 통신에서의 본 발명의 유효성에 대해 설명한다.

도 7은 일반적인 셀룰러 이동통신의 개념 및 단말간 직접 통신의 개념도이다.

도 7은 본 발명에 따른 실시예들이 단말간 직접 통신에 바람직하게 적용될 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 (a)에서 보는 바와 셀룰라 통신(예를 들어, LTE)에서 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)는 다운링크 데이터 채널(downlink data channel)에 대한 HARQ-ACK를 전송한다. 이때, 하나의 PUCCH가 정의되기 위해서는 168 개의 RE가 필요하다. 복수의 단말은 같은 PUCCH를 이용하여 제어 정보를 전송하는데, 이러한 기법을 CDM(Code Division Multiplexing)이라 칭한다. CDM 기법이 효과적으로 사용되려면 도 7의 (a)와 같이 단말 1(210), 단말 2(220), 단말 3(230)이 송신전력 제어를 수행하여 각 단말이 전송하는 제어 채널이 동일한 전력으로 기지국에 수신되어야 한다.

하지만, 도 7의 (b)와 같이 기지국(100)을 거치지 않고 단말간에 직접적인 통신이 이루어지는 D2D 통신에서는, 수신점이 서로 달라 송신전력제어가 불가능하므로 CDM 사용에 제약이 뒤따른다.

구체적으로, 도 7의 (b)에서 단말 6(260)이 단말 7(270)에게 전송하고, 단말 5(250)가 단말 4(240)에게 전송할 경우 단말 4(240)는 단말 6(260)이 전송하는 신호에 의한 간섭(점선 표시)으로 단말 5(250)가 전송하는 신호를 받을 수 없다. 따라서, 이러한 D2D 통신의 경우 CDM 기법을 이용한 제어 정보 전송 방법을 사용하지 않고, 적은 양의 시간-주파수 자원으로 정의되는 본 발명이 제시하는 방법을 사용한다면 통신의 품질과 자원 사용 효율을 동시에 얻을 수 있다.

본 발명은 적은 자원을 이용해 제어 정보를 전송한다는 점에서, 도 7에 도시한 단말간 직접 통신 외에도, 막대한 개수의 단말에게 작은 제어 정보를 전송할 필요가 있는 M2M(Machine-to-machine), MTC(Machine Type Communication) 등으로 불리는 사물통신의 경우에도 유용하게 활용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 전송 방법의 순서도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 전송 방법은, 제어 채널이 포함하는 무선 자원 엘리먼트의 개수에 따라 적어도 하나의 제어 채널용 시퀀스를 생성하는 단계(S810), 생성된 적어도 하나의 제어 채널용 시퀀스 중 제어 채널을 통해 전송하고자 하는 제어 정보에 매핑되는 시퀀스를 선택하는 단계(S820), 선택된 제어 채널용 시퀀스를 스크램블링하는 단계(S830), 스크램블링된 시퀀스를 제어 채널에 포함된 복수의 타일에 매핑하는 단계(S840), 복수의 타일로 구성된 제어 채널을 전송하는 단계 (S850)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 제어 채널은 주파수 자원 구간에서 이격되어 배치되는 복수의 타일을 포함하여 구성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 생성 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 생성 장치는, 제어 채널용 시퀀스 생성부(910), 시퀀스 선택부(930), 스크램블링 시퀀스 생성기(940), 스크램블링부(950), 타일 매핑부(970), 및 송신부(990)를 포함하여 구성될 수 있다.

제어 채널용 시퀀스 생성부(910)는, 제어 채널이 포함하는 무선 자원 엘리먼트의 개수에 따라 적어도 하나의 제어 채널용 시퀀스를 생성한다.

시퀀스 선택부(930)는 생성된 적어도 하나의 제어 채널용 시퀀스 중 상기 제어 채널을 통해 전송하고자 하는 제어 정보에 매핑되는 시퀀스를 선택하는 역할을 수행한다. 시퀀스를 선택하는 방법은 표 1 내지 3을 통해 설명한 실시예들에 잘 나타나 있다.

스크램블링 시퀀스 생성기(940)는 스크램블링에 사용되는 시퀀스를 생성하여 스크램블링부(950)로 공급한다. 스크램블링 시퀀스 생성기(940)의 바람직한 실시예로는 PN 생성기를 들 수 있다.

스크램블링부(950)는 스크램블링 시퀀스를 이용해 시퀀스 선택부가 출력하는 시퀀스에 대한 스크램블링을 수행한다. 스크램블링 시퀀스 타일 매핑부(970)는 스크램블링된 시퀀스를, 제어 채널에 포함될 복수의 타일에 매핑한다. 마지막으로, 송신부(990)는 복수의 타일을 포함하여 구성되는 제어 채널을 전송한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 정보 검출 방법의 순서도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 제어 정보 검출 방법은, 제어 채널을 포함하는 신호를 수신하여(S1010), 타일별로 디스크램블한다 (S1020). 여기서, 제어 채널은 주파수 자원 구간에서 이격되어 배치되는 복수의 타일을 포함할 수 있다.

이후, 각 타일에 해당하는 적어도 하나의 디스크램블링된 신호에 대한 상관도를 측정하고(S1030), 측정된 상관도에 절대 값 처리를 수행한다(S1040). 이후, 절대 값 처리된 상관도 값을 각 타일에 분포된 관련 성분별로 합산한다(S1050). 최종적으로 합산 값들 중 최대 값 선택을 통해 제어 정보를 판단한다(S1060).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: eNB(기지국)
210, 220, 230, 240, 250, 260, 270: 단말(또는 디바이스)
411, 412: 디스크램블링부
421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428: 상관기
431, 432, 433, 434, 435, 436, 437, 438: 절대값 처리부
451, 452, 453, 454: 덧셈기
460: 선택부

Claims (18)

1. 무선 통신을 위한 제어 채널을 구성하는 방법에 있어서,
   복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계를 포함하고,
   상기 복수의 타일의 자원 엘리먼트의 수를 동일하게 설정하거나 각 타일의 자원 엘리먼트 수를 서로 다르게 설정하는, 제어 채널 구성 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나의 제어 채널을 구성하는 복수의 타일은 무선 자원의 시간 축상에서 서로 중첩하거나 또는 중첩하지 않도록 배치되며, 주파수축 상에서 가능한 서로 멀리 이격되도록 배치되는, 제어 채널 구성 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계는,
   상기 제어 채널을 이용하여 전송할 적어도 하나 이상의 직교 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하고,
   상기 제어 채널을 이용하여 전송할 직교 시퀀스의 수를 상기 제어 채널을 구성하는 타일의 수와 동일하게 설정하는, 제어 채널 구성 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계에서,
   복수의 송신 안테나가 고려되는 경우, 복수의 송신 안테나에 대해 동일한 무선 자원을 사용하되 각 송신 안테나에 대해 서로 다른 직교 시퀀스를 사용하여 제어 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는, 제어 채널 구성 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   복수의 채널을 포함하는 무선 채널을 구성하는 단계를 더 포함하고,
   상기 무선 채널은, 기준 신호를 포함하지 않고 직교 시퀀스를 전송하는 제어 채널 및 기준 신호를 전송하는 물리 채널을 포함하는, 제어 채널 구성 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 기준 신호를 포함하지 않고 직교 시퀀스를 전송하는 제어 채널을 구성하는 각 타일을 이용하여 전송할 직교 시퀀스의 길이는,
   상기 각 타일에 포함된 자원 엘리먼트의 수에 대응하도록 설정되는, 제어 채널 구성 방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 기준 신호를 포함하지 않고 직교 시퀀스를 전송하는 제어 채널을 구성하는 각 타일을 이용하여 전송할 직교 시퀀스의 길이는,
   상기 타일에 포함된 자원 엘리먼트의 수에서 상기 타일에 포함된 기준 신호의 수만큼을 차감한 값에 대응하도록 설정되는, 제어 채널 구성 방법.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 복수의 제어 채널을 포함하는 무선 채널을 구성하는 단계는,
   전송해야 할 제어 정보의 종류를 구별하기 위해, 상기 기준 신호를 전송하는 물리 채널을 이용해 전송될 직교 시퀀스에 (+) 또는 (-)를 곱하는 단계를 포함하는, 제어 채널 구성 방법.
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어 채널을 이용하여 전송할 직교 시퀀스는, DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스, 또는 하다마드(Hadamard) 시퀀스, 또는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스인 것을 특징으로 하는, 제어 채널 구성 방법.
10. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계는,
    상기 제어 채널을 이용해 전송할 직교 시퀀스를 스크램블링하는 단계; 및
    상기 스크램블링된 직교 시퀀스를 상기 제어 채널에 포함된 복수의 타일에 매핑하는 단계를 더 포함하는, 제어 채널 구성 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어 채널을 이용해 전송할 선택된 직교 시퀀스를 스크램블링하는 단계는,
    스크램블링 시퀀스로서 PN 시퀀스를 사용해 상기 제어 채널을 이용해 전송할 직교 시퀀스를 스크램블링하는 단계를 포함하는, 제어 채널 구성 방법.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 타일을 이용하여 하나의 제어 채널을 구성하는 단계는,
    전송하고자 하는 제어 정보의 크기, 전송 다이버시티를 포함한 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술의 적용 여부에 따라 각 타일 및 각 송신 안테나에 대해 서로 다른 시퀀스를 할당하는 단계를 포함하는, 제어 채널 구성 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 스크램블링 시퀀스는, 링크 식별자, 단말 식별자, 셀 식별자 중 적어도 하나의 정보를 이용해 초기화되는 것을 특징으로 하는, 제어 채널 구성 방법.
14. 제어 채널을 수신하여 각 제어 채널에 포함된 복수의 타일을 타일별로 디스크램블하는 단계;
    각 타일에 해당하는 디스크램블링된 신호에 대한 상관도를 측정하고 상기 상관도의 절대 값을 출력하는 단계;
    각 타일에 분산되어 분포된 복수의 관련 성분들에 대한 상관도의 절대 값을 합산하는 단계; 및
    상기 복수의 관련 성분들에 대한 합산 값들 중 최대 값을 선택함으로써 제어 정보를 판단하는 단계를 포함하는 제어 정보 검출 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 각 타일에 해당하는 디스크램블링된 신호에 대한 상관도를 측정하고 상기 상관도의 절대 값을 출력하는 단계는,
    상기 제어 채널에 송신 다이버시티가 적용된 경우 송신 다이버시티가 적용되지 않은 경우에 비해 더 많은 수의 상관도를 측정하고 상관도의 절대 값을 출력하는 것을 특징으로 하는, 제어 정보 검출 방법.
16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어 채널은 기준 신호를 포함하지 않고 직교 시퀀스를 전송하는 것을 특징으로 하는, 제어 정보 검출 방법.
17. 청구항 14에 있어서,
    동일한 시간-주파수 자원을 이용하여 더 많은 제어 정보를 전송하기 위해 상기 기준 신호를 포함하지 않고 직교 시퀀스를 전송하는 제어 채널 및 기준 신호를 전송하는 물리 채널을 포함하는 무선 채널을 수신하는 단계; 및
    상기 기준 신호를 전송하는 물리 채널을 이용해 채널을 측정하는 단계를 더 포함하는, 제어 정보 검출 방법.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어 정보를 판단하는 단계를 통해 추출한 제어 정보 이외에 추가적으로, 상기 채널의 측정 결과를 이용하여 상기 제어 채널로부터 추가 제어 정보를 순차적으로 검출하는 단계를 더 포함하는, 제어 정보 검출 방법.

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