KR20100083440A - 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의상향링크 제어 정보 송신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신시스템에서 효율적인 상향링크 제어 정보 (Uplink Control Information, 이하 UCI라고 칭한다.) 송신 방식을 제공한다. 다중 반송파 전송 시스템에서 전체 시스템 대역은 각기 다른 중심 주파수를 갖는 다수의 구성 반송파(component carrier)로 집합으로 구성된다. 이러한 환경에서 기존의 단일 반송파를 이용하는 단말을 지원하기 위해서 각각의 반송파가 단일 반송파 채널 구조를 그대로 유지하고, 전송속도를 높이기 위해서 복수개의 반송파별 피지컬 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Chanenl, PUSCH)로 자원을 할당받아서 데이터를 전송하게 된다. 이 경우, 본 발명은 UCI와 데이터를 동시에 전송하는 경우, 복수의 반송파에 할당받은 PUSCH 자원 일부를 이용하여 전송할 때 UCI 전송을 위해서 필요한 자원의 수를 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명에서 제안하는 방법을 이용하는 경우, 데이터에 성능 저하에 미치는 영향을 최소화하는 동시에 UCI의 품질을 개선시킬 수 있게 된다.

LTE-Advanced, Nx SC-FDMA, UCI, CQI,ACK/NACK, data, PUSCH, multiplexing

Description

다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION OF PHYSICAL UPLINK CONTROL SIGNALING IN UPLINK WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS WITH MULTI-CARRIER TRANSMISSION}

본 발명은 다중 반송파 전송 기법을 사용하는 시스템에서 상향링크 제어 정보를 데이터와 동시에 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 방송 및 이동통신 시스템의 기술로 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 기술이 널리 적용되고 있다. OFDM 기술은 무선통신 채널에서 존재하는 다중경로 신호 성분들 간의 간섭을 제거하고 다중 접속 사용자들간의 직교성을 보장해 주는 장점이 있으며 주파수 자원의 효율적 사용을 가능하게 한다. 그로 인하여 직접수열 코드분할 다중접속(DS-CDMA: Direct Sequence CDMA) 기술에 비하여 고속데이터 전송 및 광대역 시스템에 유용한 기술이다. 그러나 OFDMA 기술은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)가 커서 사용 가능한 파워가 줄어들이 커버리지를 감소 시킬 수 있다. 그래서, 3GPP의 LTE (Long Term Evolution) 시스템의 경우는 하향링크(이하 downlink라고 함)에서는 OFDM 기술을 사용하고, 커버리지가 중요한 상향링크(이하 uplink라고 함)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 기반 기술을 사용하여 커버리지 증가 및 그에 따른 단말 전력 소모 감소를 도모하고 있다. OFDM 기술과 SC-FDMA 방식 모두 단말들간 혹은 채널들간의 다중화를 주파수 영역에서 하기 때문에 스케쥴링 자원으로 주파수 자원을 할당해주는 공통점이 있다.

다음은 LTE 시스템의 상향링크에서 UCI를 전송하는 방법에 대해서, 도면1을 이용하여 설명하고자 한다.

다음은 제어 채널 전송 방법에 대해서 설명하고자 한다. 단말이 전송해야 할 UCI란 주로 하향 링크 패킷 데이터 전송을 위해서 필요한 ACK/NACK, CQI, Rank Indicator(RI) 정보를 의미하며, 일반적으로는 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, 이하 PUCCH라고 칭한다.)을 통해서 전송하게 된다. PUCCH는 101,102와 같이 일반적으로 시스템 운영 주파수 대역의 양 끝 주파수 자원을 이용하여 전송하게된다. 그러나 상기 할당된 주파수 자원을 통해서 제어 정보를 전송하는 방법은 단말이 패킷 데이터를 전송하는 경우 사용하지 못한다. 왜냐면 동일한 전송 구간에 패킷 데이터 채널(Phyiscal Uplink Shared Channel, 이하 PUSCH라고 칭한다.)과 PUCCH를 동시에 전송하게 되면 단일 캐리어 특성을 만족하지 못해서 단말의 PAPR을 증가시키게 된다. 그래서 현재 LTE 시스템에서는 단말이 패킷데이터를 전송하는 전송 구간에서는 도면 1의 (b)와 같이 제어 채널을 데이터 채널의 주파수 자원을 이 용하여 전송하게 된다. PUSCH의 주파수 자원을 이용하여 UCI를 전송하는 경우 각 제어 정보의 특성에 따라 다중화하는 방법이 달라진다. 다시말해서, CQI는 레이트 매칭 이후 데이터 비트 다음에 삽입하고 physical bit에 맵핑하므로 107과 같이 뒤쪽에 위치하고, ACK/NACK의 경우 106과 같이 데이터 비트의 일부를 펑쳐링하고 Reference 심볼의 양옆 심볼에 위치시킨다. RI의 경우는 ACK/NACK과 동일하게 Reference 심볼의 양옆에 위치시키나 데이터 비트를 펑쳐링하지 않고, 데이터 비트들 사이에 삽입하게 된다. 그러나 전송방식에 무관하게 데이터전송을 위해서 사용될 자원의 일부를 사용하므로 데이터 전송의 경우는 UCI에 사용되는 자원만큼 줄어든 데이터를 전송하게 된다.

다음 도 1의 (b)와 같이 데이터와 UCI가 동시에 PUSCH 자원을 이용하여 전송할 때 UCI 전송을 위해서 필요한 자원의 양을 결정하는 방법에 대해서 설명하고자 한다. 여기서 자원이란 PUSCH 에 할당된 심볼의 수 또는 비트의 수를 의미한다.

PUCCH를 이용하여 전송할때는 정보 비트를 채널 코딩하여 실제 PUCCH로 보낼 비트수가 UCI 종류별로 고정되어 있다. 그리고 전송파워를 증가 또는 감소 시키면서 수신 품질을 원하는 목표 레벨로 유지할 수 있게 된다. 그러나 UCI가 PUSCH영역에서 데이터와 같이 전송되는 경우는 전송파워를 데이터와 동일하게 설정해야 한다. 이런 경우 data가 높은 주파수 효율 (Spectral Efficiency) 또는 높은 MCS을 가지는 경우 심볼당 수신 SNR이 높고 낮은 주파수 효율 또는 낮은 MCS를 사용하는 경우에는 SNR이 낮아진다. 상기의 경우, UCI의 수신 품질을 유지하기 위해서는 UCI의 전송 심볼수를 data의 고려하여 변경해줄 필요가 있다. 이를 위해서 LTE에서는 PUSCH로 전송되는 data의 주파수 효율에 따라서, UCI 전송에 필요한 심볼수를 가변 시킨다. 식을 이용하여서 설명하면 다음과 같다. UCI가 전송가능한 심볼의 수를 Q'라고 할 때 Q'는 식을 이용하여 구할 수 있는데, 먼저 ACK/NACK 또는 rank indicator인 경우 다음 <수학식 1>과 같다.

여기에서 O는 ACK/NACK 또는 Rank Indicator(이하 RI라고 칭한다.)의 정보 bit의 수,

는 할당된 PUSCH전송을 위해서 할당된 서브캐리어의 수,

는 PUSCH전송을 위해서 사용되는 SC-FDMA의 심볼수 그리고, Kr은 채널 코딩전의 데이터 bit의 수가 된다. 상기 파라메터는 모두 초기 전송시 수신한 PDCCH로부터 구해진다.

는 데이터와 UCI간의 목표 SNR 차이를 고려하기 위한 오프셋값을 설정하기 위한 파라메터가 된다.

심볼 수를 구하면, 변조 방식을 고려하여 각 UCI가 채널 코딩되어야 하는 비트수를 다음의 <수학식 2>와 같이 구할 수 있다.

는 변조 방식에 따른 값으로써, QPSK인 경우 2, 16QAM인 경우 4 가 된다.

CQI의 경우도 ACK/NACK또는 RI 식과 기본적인 식은 동일하지만, CQI가 크기가 큰 경우 CRC가 추가될수 있고, RI를 위한 자원을 항상 할당해야하기 때문에 그 자원을 제외한 나머지 자원양이 CQI가 가질 수 있는 최소양이 되도록 식이 다음의 <수학식 3>과 같이 약간 변형되었다.

L은 CRC bit의 수로써 O가11bit보다 같거나 작은 경우에는 CRC를 삽입하지 않고, 초과하는 경우는 CRC를 삽입하므로

과 같이 정의된다.

는 상기 계산을 수행하는 subframe에서 사용되는 subcarrier와 SC-FDMA 심볼수를 의미한다.

는 rank indicator에 사용되는 bit수를 의미한다. 심볼수를 구하면 CQI에 사용되는 변조 방식에 따라서 채널 코딩 후에 CQI bit를 다음의 <수학식 4>와 같이 구할 수 있게 된다.

다음은 LTE-Advanced 시스템을 위해서 논의중인 다중 반송파 전송 시스템에 대해서 설명하고자 한다. 현재 LTE 시스템에서는 한 셀에서 하나의 반송파의 주파수 반송파를 송수신하고 단말 역시 하나의 주파수 반송파를 사용하여 송수신 한다. 그러나, LTE-Advanced 시스템에서는 이런 주파수 반송파를 모아서 송수신 함으로써 최대 전송율을 높이고 효율적인 주파수 사용을 하고자 시도한다. 그러나 기존의 LTE 단말들도 지원하기 위해서 각 반송파들은 기본적인 LTE 구조를 유지하는데, 이를 구성 반송파(Component Carrier)라고 정의하고 전체 반송파는 이 CC의 집적(aggregation)이 된다. 도면 2는 spectrum aggregation을 하는 경우 uplink에서의 채널 구조를 보여준다. 도면 2는 구성 반송파 4개가 aggregation되어 있는 경우의 예를 보여준다. 201~204까지 4개의 CC가 존재하고, 각 CC는 LTE와 동일하게 양끝에 UCI를 전송하기 위한 PUCCH 채널(205,206)을 설정하고 가운데 나머지 영역을 통해서 데이터 전송을 위한 PUSCH가 전송되게 된다.

본 발명은 종래 기술과 같이 복수개의 반송파가 설정되어 있는 시스템에서, 단말이 UCI와 데이터를 동시에 보내는 방법을 제안하고자 한다. LTE와 동일하게, UCI와 데이터를 PUSCH 자원을 사용하여 전송하지만, LTE와 달리 복수개의 반송파에 PUSCH가 할당될 수 있기 때문에 단말은 복수개의PUSCH 자원에 UCI를 어떻게 다중화해야하는지 다시 말해서 UCI 전송을 위해서 얼마만큼의 PUSCH 심볼을 할당해야하는지 정의할 필요가 있다. 본 발명은 이를 위한 반송파를 선택하는 방법과 해당 반송파의 PUSCH에서 UCI를 위한 PUSCH 자원의 양을 계산하는 방법 및 UCI를 데이터와 다중화하여 전송하는 방법 및 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 방법은, 송신기가 한 서브프레임에서 UCI와 데이터가 동시에 전송할 때 전송해야 할 UCI를 일정양만큼 나누어 복수개의 PUSCH에 전부 나눠서 전송하는 과정과, 수신기가 복수의 PUSCH에서 UCI를 추출하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 방법은, 송신기가 데이터와 UCI를 동시에 전송하는 경우, 데이터 전송을 위해서 복수개의 반송파의 PUSCH가 할당되어 있는 경 우, 특정 하나의 반송파의 PUSCH 자원을 이용하여 UCI를 전송하는 과정과, 수신기가 상기 특정반송파의 PUSCH 자원을 추출하여 UCI로 처리하는 과정으로 루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 장치는 한 서브프레임에서 UCI와 데이터가 동시에 전송할 때 전송해야 할 UCI를 일정양만큼 나누어 복수개의 PUSCH에 전부 나눠서 전송하는 송신기와, 복수의 PUSCH에서 UCI를 추출하여 처리하는 수신기로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 장치는, 데이터와 UCI를 동시에 전송하는 경우, 데이터 전송을 위해서 복수개의 반송파의 PUSCH가 할당되어 있는 경우, 특정 하나의 반송파의 PUSCH 자원을 이용하여 UCI를 전송하는 송신기와, 상기 특정반송파의 PUSCH 자원을 추출하여 UCI로 처리하는 수신기로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 UCI와 데이터를 동시에 전송하는 경우, 복수의 반송파에 할당받은 PUSCH 자원 일부를 이용하여 전송할 때 전송해야 하는 복수개의 반송파별 PUSCH에서 UCI 전송을 위해서 필요한 자원의 수를 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명에서 제안하는 방법을 이용하는 경우, 데이터에 성능 저하에 미치는 영향을 최소화하는 동시에 UCI의 품질을 개선시킬 수 있게 된다

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에서는 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 시스템에서 데이터와 UCI를 동일한 서브프레임에서 데이터에 할당된 PUSCH 자원을 이용하여 전송하고자 하는 경우, UCI 전송에 필요한 PUSCH 자원의 양과 전송하는 반송파를 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명의 자세한 방법은 하기의 실시예들을 이용하여 설명하고자 한다.

<실시예 1>

본 발명의 실시예 1은 한 서브프레임에서 UCI와 데이터가 동시에 전송되는 경우, 전송해야 할 UCI를 일정양만큼 나누어 복수개의 PUSCH에 전부 나눠서 전송한다.

상기 실시예1을 적용한 전송 방식의 예를 도면 3을 이용하여 설명하고자 한다. 도면 3의 (a)는 상향 링크 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원을 할당받지 않은 경 우을 보여준다.

전송해야 할 UCI가 각각의 PUCCH 채널을 이용하여서 전송하게 된다. 예를 들어서, 복수개의 CQI나 복수개의 HARQ ACK/RI 정보가 각각 할당된 PUCCH 채널을 이용하여 전송되게 된다(305,306,307). 그러나 복수개의 PUSCH가 할당되어 데이터와 UCI가 동시에 전송되는 경우, 본 발명의 실시예 1에 따르면 도면 3의 오른쪽 그림과 같이 각 PUSCH의 일부 자원을 이용하여 UCI가 전송되게 된다(314,316,318). 모든 UCI가 전체 PUSCH에 모두 분산될 수 있도록 하여 주파수 다이버시티 이득을 충분히 얻을 수 있도록 한다.

다음은 본 발명에 따른 각 PUSCH별 필요한 UCI 자원의 양을 계산하는 방법을 설명하고자 한다. kth PUSCH를 통해서 전송될 UCI의 비트 수를 Q_k라고 할 때 Q_k는 다음과 같은 <수학식 5> 및 <수학식 6>을 이용하여 구할 수 있다.

여기에서 O는 UCI의 정보 bit의 수이며,

는 k번째 PUSCH를 위해서 할당된 서브캐리어의 수,

는 k번째 PUSCH전송을 위해서 사용되는 SC-FDMA의 심볼수 그리고,

는 k번째 PUSCH에서 각 code block별 채널 코딩전의 데이터 bit의 수가 된다.

는 변조 방식에 따른 값으로써, QPSK인 경우 2, 16QAM인 경우 4가 된다.

LTE에서 사용되는 식과의 다른 점은 복수개의 PUSCH별로 UCI 비트들의 양의 비율을 결정하는

라는 파라메터가 새로 추가된점이다. 다음은 p_k값을 구하는 방법을 설명하도록 한다. 본 발명에서는PUSCH 전송에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 다음과 같은 방법들을 이용하여 정의 할 수 있다.

- 방법 1: 할당된 각각의 PUSCH자원으로 전송 가능한 physical bit수의 비율로서 각각의 PUSCH에서 필요한 UCI의 심볼 수 비율을 결정한다. 상기 방법에 의한 p_k 값은 다음의 <수학식 7>로 표현될 수 있다.

는 상기 계산을 수행하는 subframe에서 각 PUSCH별로 할당받은 subcarrier와 SC-FDMA 심볼수 그리고 변조방식을 의미한다.

- 방법 2: 각 할당된 PUSCH 자원의 변조 심볼수의 비율로써 각각의 반송파에서 필요한 UCI의 심볼 수를 계산한다. 상기 방법에 의한 p_k값은 다음 <수학식 8>로 표현될 수 있다.

위 방법들로 각 PUSCH별로 UCI 전송을 위해서 필요한 심볼수를 구한다면, 데이터에 미치는 품질 저하를 균등하게 적용할 수 있다는 장점이 있는데, 이를 다음 예제를 통해서 설명한다. 예를 들어서, 다음의 <표 1>과 같이 두개의 반송파에 PUSCH 자원이 할당된 경우를 가정하자.

	Modulation (Qm)	# of symbols	# of coded bits	# of Information bits	coderate
PUSCH 1	2	150	300	100	0.33
PUSCH 2	4	400	1600	1000	0.625

여기서, 전송해야할 CQI가 O=20bit라면, 각각의 PUSCH에 할당해야할 Q'은 방법 1과 2에 의해서 먼저 p_k를 구하고 식 3을 이용하여 구할 수 있다. 여기서는 초기전송의 PDCCH에 의해서 할당된 subcarrier수, SC-FDMA 심볼수가 현재 전송하고자 하는 subframe에서의 sub-carrier, SC-FDMA심볼수와 일치하다고 가정하였다.

상기 <표 2>에서는 Q'개의 심볼을 UCI 전송을 위해서 사용하는 경우, 실제 data에 사용되는 심볼의 수가 줄어들게 되어 실제 code rate가 증가하게 되는데, 이를 5번째 칼럼에서 계산하였다. 6번째 컬럼은 실제 code rate와 UCI가 전송되지 않을 경우 data의 code rate와의 차이를 나타내었다. 기지국이 UCI 전송을 고려하지 않고 스케쥴링 한 경우에는 code rate의 차이가 클수록 이 PUSCH의 data의 성능 열화가 심해지게 된다. 방법 1 또는 방법 2를 사용하지 않고 두개의 PUSCH에 동일하게 할당한 경우에는 첫번째 PUSCH의 data의 code rate 변화가 훨씬 크게 되어 PUSCH1의 data의 성능 열화가 심해지게 된다. 방법1은 physical bit의 비율로 UCI 심볼 수를 나누게 되어, 정확하게 code rate 변화를 동일하게 하는 장점이 있다. 방법 2의 경우 심볼 수로 나누게 되면, 낮은 변조 방식의 경우에 펑쳐링을 더 많이 하여 code rate이 변화가 크게 된다. 이렇게 하는 이유는 도 13에서 보듯이 QPSK보다 16QAM에서 더 code rate의 변화에 따른 성능 열화가 많이 발생하기 때문에, 성능 열화를 동일하게 하기 위해서, QPSK는 많은 심볼을 UCI에게 할당하고, 16QAM인 경우 적은 심볼을 UCI에 할당하는 방법을 제안하는 것이다. 상기 도 13은 부호화율(code rate) 변화에 따른 일반적인 성능 열화 정도 (Turbo code)를 도시하는 도면이다.

- 방법 3: 주파수 효율과 할당받은 PUSCH 자원의 심볼 수의 비례하게 UCI 비트들을 각 PUSCH로 할당하게 된다. 방법 2와 유사하나, 보다 정확하게 주파수 효율을 고려하여 주파수 효율이 높은 PUSCH의 자원을 더 많이 사용하게 되어 PUSCH의 품질 저하를 줄일 수 있게 된다.

하나의 UCI를 전송하기 위해서 필요한 총 비트의 수는 각각의 PUSCH에서 할당받은 UCI 비트들의 합으로 구할 수 있으므로 다음과 같이 정의될 수 있다.

여기서 s는 스케쥴링 받은 PUSCH의수가 된다.

다음은 본 발명의 실시예1에 따른 단말의 절차를 도면 4를 이용하여 설명하고자 한다.

먼저UCI전송이 발생하면(401) 단말은 해당 subframe에서 데이터 전송을위한 PUSCH 자원을 할당받았는지 여부를 확인한다. PUSCH 자원을 할당 받지 않은 경우 403 단계로 진행하여 미리 설정된 PUCCH를 이용하여UCI를 전송하게 된다. PUSCH 자원을 할당 받은경우에는, 404 단계로 진행하여, 할당받은 각 PUSCH 별로 Q_k 값을 계산한다. Q_k를 구하기 위해서는 상기 <수학식 6> 또는 <수학식 6>을 이용하게 된다. 다음으로 405단계로 진행하여 단말은 각 Q_k 값을 합하여 Q를 구하여 UCI를 출력 비트가 Q가 되도록channel coding한다. 다음으로 406단계로 진행하여 각 PUSCH별로 Q_k 값에 맞추어 channel coding한 UCI를 각 PUSCh별로 나눈다. 다음으로 407단계로 진행하여 각 PUSCH별로 데이터와 UCI를 다중화한다. 다중화 방식은 기존의 LTE와 동일하게 CQI인 경우 데이터 다음에입력하고 ACK/NACK인 경우 데이터의 해당 위치의 데이터비트 대신 ACK/NACK정보를 삽입하고, RI 같은 경우는 해당 위치의 데이터 비트들의 위치를 뒤로 미루고 RI를 삽입하게 된다. 다음으로 408단계로 진행하여 PUSCH를 전송하게 된다.

다음은 본 발명의 실시예1에 따른 기지국 절차를 도 5를 이용하여 설명하고자 한다.

먼저 UCI 수신 시점이 되면, 기지국은 해당 subframe에서 해당 단말에게 PUSCH를 할당하였는지 체크한다. PUSCH를 할당하지 않았으면 단말이 PUCCH로 UCI를 전송하였기 때문에 기지국은 PUCCH로 UCI를 수신하게 된다 (507). 그렇지 않고 데이터 전송을위한 PUSCH를 할당한 경우에는 503단계로 진행하여 각 PUSCH별로 Q_k 값을 계산한다. 역시 단말과 동일하게 식5a나 5b를 이용하여 계산할수 있다. 다음으로504단계로 진행하여 각 PUSCH에서 Q_k값 만큼 coded UCI bit을 추출하게 된다. 다음으로 505단계와 같이 추출한 coded bit을 모아서 채널 디코딩을 수행하게 된다.

다음은 본 발명의 실시예 1에 따른 단말의 장치를 도 6을 이용하여 설명하고 자 한다.

먼저 각 UCI 별로 channel coding기가 603,604가 존재한다. ACK/NACK과 RI는 동일한 channel coding 방식을 사용하므로 동일한 channel coding기를 사용한다. Channel coding기의 입력은 UCI 정보로써 크기는 O이고 채널 코딩후의 출력 bit의 크기는 Q이다. Q는 각 PUSCH별 Q_k값의 합이 된다. 다음으로 각 PUSCH별로 coded UCI를 나눠줄 divider가 605,606에 존재한다. 각 UCI별로 Q_k값 및 총 Q값을 계산하여 divider로 전달하기 위해서 615의 UCI 송신 제어기가 존재한다. 나눠진 coded UCI를 데이터와 다중화하기 위해서 각각의 PUSCH 송신 체인이 615,616과 같이 존재한다. M개의 PUSCH 할당받아서 전송하는 것으로 것으로 가정하였다. 각각의 PUSCH 송신 체인안에는 인코딩한후 실제 전송할 데이터의 양만큼 레이트매칭한 데이터의 뒷부분에 UCI를 삽입하기 위해서 multiplexing부가609,610과 같이 존재한다. CQI 정보만이 이 장치를 통해서 data와 multiplexing된다. 다음으로ACK/NACK 또는 RI 정보는 interleaver내에서 data와 multiplexing되므로 각각 611,612과 같이 multiplexing이후의 data와 ACK/NACK또는 RI비이 같이 interleaver 부의 입력으로 들어간다. 다중화된 데이터와 UCI는 613,614의 PUSCH 송신기를 통해서 실제 PUSCH 채널을 이용하여 전송되게 된다.

다음은 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치를 도 7을 통해서 설명하고자 한다.

먼저, 각 반송파별로 PUSCH를 수신하는 PUSCH 수신 채인이 존재한다. UCI가 PUSCH 자원을 통해서 전송되는 경우, deinterleaver부(711,712)에서ACK/NACK과 RI 를 검출해낸다. 이때 검출한 ACK/NACK과 RI양을 알아내기 위해서 UCI 수신 제어기로부터 ACK/NACK또는 RI의 각 PUSCH별 coded UCI 양인, Qack_1, ..Qack_M 값을 입력 받는다. 다음으로CQI인 경우 Demultiplexing부(709,710)에서 검출해낸다. 이를 위해서 UCI 수신 제어기로부터 Qcqi_1..Qcqi_M 값을 입력 받게 된다. 각 PUSCH로부터 검출된 UCI 비트들은 디코딩을 위해서 먼저 combiner(705,706)로 전달된다. 여기서 각 하나의 coded UCI로 생성한 후 channel decoder(703,704) 로 보내져서 UCI를 디코딩하게 된다.

<실시예 2>

본 발명의 실시예 2는 데이터와 UCI를 동시에 전송하는 경우, 데이터 전송을 위해서 복수개의 반송파의 PUSCH가 할당되어 있는 경우, 특정 하나의 반송파의 PUSCH 자원(special PUSCH라고 칭한다.)을 이용하여 UCI를 전송한다.

도 8에서 본발명의 실시예 2에 따른 동작의 예를 보여준다.

4개의 구성 반송파가 사용되는 경우이다 (806,807,808,809). 도 8 왼쪽의 (a) 구조는 UCI만을 전송하는 경우 PUCCH를 사용하는 채널의 예를 보여준다. 803,804, 805와 같이 각 구성 반송파의 양끝의 주파수 자원을 이용하여 PUCCH를 전송하게 된다. 그러나, 해당 subframe에 PUSCH가 할당된 경우, 도8의 (b)와 같이 UCI(810)은 PUSCH(811)에 다중화되어 전송되는 것을 볼 수 있다. 여기서 이 단말에게 1,2,4번째 반송파(814,815,817)에만 PUSCH가 할당되어 있는데, 이중에서 4번째 반송파(814)의 PUSCH에만 UCI가 전송된다. 그 이유는 4번째 반송파의 PUSCH만 상기 단말의 specialPUSCH가 되기 때문이다.

다음은 special PUSCH를 선택하는 방법에 대해서 설명하고자 한다.

- 방법1: Semi Persistence Scheduling(SPS)으로 할당 받지 않고 동적할당 받은 PUSCH에 UCI를 전송한다. 일반적으로 SPS로 할당받는 경우는 데이터의 크기가 작고, 주기적으로 발생하고, delay sensitive한 VoIP와 같은 데이터가 해당된다. 이런 데이터 전송을 하는 경우 UCI 전송을 위해서 데이터 자원의 일부를 사용하면 puncturing loss로 인해서 한번에 전송되지 못할 수 있다. 그러나 delay sensitive한 데이터의 경우 재전송으로 인해서 품질이 저하될 수 있으므로 바람직하지 못하다. 그래서 SPS 로 할당받지 않은 PUSCH가 존재하는 경우 이 PUSCH로 UCI를 전송하는 것이 바람직하다.

- 방법 2: 가장 주파수 효율(spectral efficiency)이 낮은 PUSCH에 UCI를 다중화한다. 실시예1에서 설명한 바와 같이 주파수 효율이 낮을수록 puncturing으로 인한 loss가 줄어든다고 볼 수 있다. 그래서 가장 낮은 주파수 효율을 가진 PUSCH에 UCI를 다중화하여 전송한다.

- 방법 3: PUSCH 할당을 받은 가장 낮은 index의 반송파에 속한 PUSCH에 UCI를 다중화하여 전송한다. 이방법은 간단하게 UCI 전송을 위해서 필요한 PUSCH를 결정하는 방법이 된다. 그러나 셀의 공통적인 반송파 indexing을 사용하지 않고, 미리 상위 시그널링으로 인해서 각 단말별로 반송파들의 indexing을 다르게 할 수 있다. 예를 들어서 UE1에게는 (반송파 1, 반송파 2, 반송파 3, 반송파 4)의 list를 설정하고, UE2는 (반송파 3, 반송파 2, 반송파 1, 반송파 4)로 설정하여 lowest index를 UE별로 다르게 설정하는 것도 가능하다.

상기 방법들은 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어서 첫번째 방법에서 동적할당받은 반송파가 복수개인 경우 실시예1을 사용하여 UCI를 나누어서 전송하는 것도 가능하지만, 복수개 중에서 방법 2 또는 방법 3을 적용하여 한 PUSCH를 선택할 수 있다.

다음은 본 발명의 실시예 2에 따른 단말의 절차를 도면 9를 이용하여 설명하고자 한다.

단말은 UCI 전송 시점이 되면, 먼저 902와 같이 PUSCH가 할당되었는지 여부를 확인한다. PUSCH가 할당되지 않은 경우, 904단계로 진행하여 special PUSCH를 결정한다. Special PUSCH를 결정하는 방법은 상기에서 설명된 세가지 방법 또는 이들 방법의 조합으로 결정된다. PUSCH가 할당된 반송파가 하나밖에 없는 경우에는, 이 PUSCH가 special PUSCH가 된다. 다음으로 905 단계로 진행하여 Q 값을 계산한다. 이때의 Q값은 종래 기술에서 설명한 <수학식 1> ~<수학식 4>를 이용하여 계산한다. Q 값을 계산한 이후에는 906단계로 진행하여 Q 값을 이용하여 각각의 UCI를 해당 type 별로 channel coding을 수행하게 된다. 다음으로 907 단계로 진행하여 special PUSCH로 전송하는 데이터와 UCI를 다중화하여 전송하게 된다.

다음은 본 발명의 실시예2에 따른 기지국 절차를 도면 10을 이용하여 설명하고자 한다.

기지국은 UCI 수신시점이 되면, 해당 단말에게 PUSCH 할당이 되었는지 여부를 확인한다(1002). 할당된 PUSCH가 존재하지 않은 경우 1003 단계로 진행하여 미 리 설정된 PUCCH를 이용하여 UCI를 수신하고 그렇지 않은 경우 1004 단계로 진행하여 special PUSCH를 선정하게 된다. Special PUSCH를 선정하는 방법은 단말과 동일한 방법으로 상기 설명된 방법 중의 하나를 선택하거나 방법들의 조합 중에서 하나를 선택하게 된다. 다음으로special PUSCH의 정보와 UCI정보를 이용하여 <수학식 1> ~<수학식 4>를 활용하여 Q 값을 계산한다. 다음으로 1006와 같이, Special PUSCH로부터 Q 만큼 UCI를 추출하게 된다. Coded bit들이므로 1007단계와 같이 추출한 UCI를 channel decoding하여 정보를 얻게 된다.

다음은 본 발명의 실시예2에 따른 단말의 장치를 도면 11을 이용하여 설명하고자 한다.

M개의 PUSCH를 지원하는 단말의 예이다. 먼저 UCI 정보를 channel coding하기 위해서 1101,1102와 같이 각 UCI type별로 channel coding부가 존재한다. 채널 coding할 때 출력 비트의 크기는 할당받은 PUSCH의 주파수 효율에 따라서 달라지므로 이를 알려주기 위해서 UCI 송신 제어기가 1103이 존재한다. UCI 송신 제어기는 상기에 설명한 단말의 절차에 따라서 UCI를 전송할 special PUSCH를 선택하고 special PUSCH의 주파수 효율에 따라서, Q값을 결정하여 각 channel coding부로 전달하게 된다. 각각의 반송파별로 PUSCH 전송 채인이 존재한다(1111,1113). 전송채인 안에는 UCI 중에서 CQI는 data와 multiplxing(1106,1107)부에서 추가 되고, ACK/NACK 또는 RI는 interleaver 부(1108,1109)에서 추가된다. 실시예2에서는 선택된 special PUSCH만이 UCI와 data가 다중화되므로 1104,1105와 같은 스위치가 존재한다. UCI 송신 제어기에서 special PUSCH가 선정되면, 이에 따라서 동작하게 된 다.

다음은 본 발명의 실시예 2를 위한 기지국 장치를 도면 12를 이용하여 설명하고자 한다.

M개의 PUSCH를 지원하는 경우를 보여준다. 각각의 PUSCH 수신 체인이 1212,1213과 같이 존재한다. 각 수신 채인에는 PUSCH 수신기(1210,1211)이 있고, 디인터리버(1208,1209), 그리고 역다중화기 (1205,1026)가 존재한다. CQI의 경우 다중화기에서 삽입되었으므로 역다중화기에서 추출하게 되고, ACK/NACK이나 RI같은 경우 인터리버에서 삽입되었으므로 디인터리버에서 추출하게된다. UCI를 추출할 때, UCI가 사용한 비트수를 알아야 하므로 Q 값이 필요한 이를 계산하기 위해서 1207의 UCI 수신 제어기가 존재한다. UCI 수신 제어기에서는 special PUSCH를 선정하여 어떤 PUSCH로부터 UCI를 추출할지 여부를 결정하고, 해당 PUSCH의 수신 체인으로 계산한 Q 값을 전달하게 된다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 LTE 제어 정보 전송 예를 도시한 도면

도 2는 다중 반송파 전송 시스템에서의 상향링크 채널 구조의 예를 도시하는 도면

도 3은 실시예 1에 따른 제어 채널 전송 방법의 예를 도시하는 도면

도 4는 실시예1의 바람직한 구현을 위한 기지국 절차를 도시하는 도면

도 5는 실시예1의 바람직한 구현을 위한 단말 절차를 도시하는 도면

도 6은 실시예1의 바람직한 구현을 위한 기지국 장치의 구성을 도시하는 도면

도 7은 실시예1의 바람직한 구현을 위한 단말 장치의 구성을 도시하는 도면

도 8은 실시예 2에 따른 제어 채널 전송 방법의 예를 도시하는 도면

도 9는 실시예2의 바람직한 구현을 위한 단말 절차를 도시하는 도면

도 10은 실시예2의 바람직한 구현을 위한 기지국 절차를 도시하는 도면

도 11은 실시예2의 바람직한 구현을 위한 기지국 장치의 구성을 도시하는 도면

도 12는 실시예2의 바람직한 구현을 위한 단말 장치의 구성을 도시하는 도면

도 13은 부호화율 변화에 따른 일반적인 성능 열화 정도를 도시하는 도면

Claims (4)

1. 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 방법에 있어서,

   송신기가 한 서브프레임에서 UCI와 데이터가 동시에 전송할 때 전송해야 할 UCI를 일정양만큼 나누어 복수개의 PUSCH에 전부 나눠서 전송하는 과정과,

   수신기가 복수의 PUSCH에서 UCI를 추출하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 송신 방법.
2. 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 방법에 있어서,

   송신기가 데이터와 UCI를 동시에 전송하는 경우, 데이터 전송을 위해서 복수개의 반송파의 PUSCH가 할당되어 있는 경우, 특정 하나의 반송파의 PUSCH 자원을 이용하여 UCI를 전송하는 과정과,

   수신기가 상기 특정반송파의 PUSCH 자원을 추출하여 UCI로 처리하는 과정으로 루어짐을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 송신 방법.
3. 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 장치에 있어서,

   한 서브프레임에서 UCI와 데이터가 동시에 전송할 때 전송해야 할 UCI를 일정양만큼 나누어 복수개의 PUSCH에 전부 나눠서 전송하는 송신기와,

   복수의 PUSCH에서 UCI를 추출하여 처리하는 수신기로 구성된 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 송신 장치.
4. 다중 반송파 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 상향링크 제어 정보 송신 장치에 있어서,

   데이터와 UCI를 동시에 전송하는 경우, 데이터 전송을 위해서 복수개의 반송파의 PUSCH가 할당되어 있는 경우, 특정 하나의 반송파의 PUSCH 자원을 이용하여 UCI를 전송하는 송신기와,

   상기 특정반송파의 PUSCH 자원을 추출하여 UCI로 처리하는 수신기로 구성된 것을 특징으로 하는 상향링크 제어 정보 송신 장치.

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