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KR101497851B1 - Tdd기반 무선 통신 시스템에서 ack/nack 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Tdd기반 무선 통신 시스템에서 ack/nack 전송 방법 및 장치 Download PDF

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KR101497851B1
KR101497851B1 KR1020137009823A KR20137009823A KR101497851B1 KR 101497851 B1 KR101497851 B1 KR 101497851B1 KR 1020137009823 A KR1020137009823 A KR 1020137009823A KR 20137009823 A KR20137009823 A KR 20137009823A KR 101497851 B1 KR101497851 B1 KR 101497851B1
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Abstract

TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 PDCCH(physical downlink control channel)가 없는 PDSCH(physical downlink shared channel) 상으로 SPS 하향링크 전송 블록을 수신하고, DAI(downlink assignment index)를 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 하향링크 전송 블록을 수신한다. 단말은 상기 SPS 하향링크 전송 블록과 상기 하향링크 전송 블록에 대한 2비트 ACK/NACK을 상향링크 제어 채널 상으로 전송한다.

Description

TDD기반 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR ACK/NACK TRANSMISSION IN TDD-BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 수신 확인(reception acknowledgement)을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
PUCCH는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), SR(scheduling request)와 같은 상향링크 제어 정보의 전송에 사용되는 상향링크 제어 채널이다.
한편, 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(advanced)가 진행되고 있다. 3GPP LTE-A에 도입되는 기술로는 반송파 집성(carrier aggregation)과 4개 이상의 안테나 포트를 지원하는 MIMO(multiple input multiple output)가 있다.
반송파 집성은 다수의 요소 반송파(component carrier)를 사용한다. 요소 반송파는 중심 주파수와 대역폭으로 정의된다. 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 상향링크 요소 반송파와 하향링크 요소 반송파의 쌍(pair)이 하나의 셀에 대응된다. 복수의 하향링크 요소 반송파를 이용하여 서비스를 제공받는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
TDD(Time Division Duplex) 시스템은 하향링크와 상향링크가 동일한 주파수를 사용한다. 따라서, 상향링크 서브프레임에는 하나 또는 그 이상의 하향링크 서브프레임이 연결(associate)되어 있다. '연결'이라 함은 하향링크 서브프레임에서의 전송/수신이 상향링크 서브프레임에서의 전송/수신과 연결되어 있음을 의미한다. 예를 들어, 복수의 하향링크 서브프레임에서 전송 블록을 수신하면, 단말은 상기 복수의 하향링크 서브프레임에 연결된 상향링크 서브프레임에서 상기 전송 블록을 위한 HARQ ACK/NACK을 전송한다.
TDD 시스템에서 복수의 서빙셀이 도입됨에 따라, HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 다양한 용량을 갖는 제어 채널이 등장하고 있다. HARQ ACK/NACK의 전송 신뢰성을 유지하면서, 다양한 제어 채널을 활용할 수 있는 기법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 TDD(Time Division Duplex) 기반의 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
일 양태에서, 상향링크 서브프레임에 M(M＞1)개의 하향링크 서브프레임이 연결된 TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 ACK/NACK 전송 방법이 제공된다. 상기 방법은 서빙 셀의 M 하향링크 서브프레임 중 하나에서 PDCCH(physical downlink control channel)가 없는 PDSCH(physical downlink shared channel) 상으로 SPS 하향링크 전송 블록을 수신하고, 상기 서빙 셀의 M 하향링크 서브프레임 중 하나에서 검출된 PDCCH 상으로 하향링크 그랜트를 수신하되, 상기 하향링크 그랜트는 하향링크 할당과 DAI(downlink assignment index)를 포함하고, 상기 DAI는 할당된 PDSCH 전송을 갖는 PDCCH의 축적된 개수를 지시하고, 상기 서빙 셀에서 상기 하향링크 할당에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 하향링크 전송 블록을 수신하고, 상기 SPS 하향링크 전송 블록과 상기 하향링크 전송 블록에 대한 2비트 ACK/NACK과 복수의 자원 인덱스로부터 자원 인덱스를 결정하고, 상기 2비트 ACK/NACK을 변조하여 변조 심벌을 생성하고, 및 상기 변조 심벌을 상기 결정된 자원 인덱스에 의해 설정되는 상향링크 제어 채널 상으로 전송하는 것을 포함한다.
상기 DAI의 값은 1 일 수 있다.
상기 2비트 ACK/NACK은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조될 수 있다.
상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스와 제2 자원 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 갖는 검출된 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득될 수 있다.
상기 하향링크 전송 블록은 제1 하향링크 전송 블록과 제2 하향링크 전송 블록을 포함하고, 상기 상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스, 제2 자원 인덱스 및 제3 자원 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 갖는 검출된 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득되고, 상기 제3 자원 인덱스는 상기 제2 자원 인덱스로부터 획득될 수 있다.
다른 양태에서, 상향링크 서브프레임에 M(M＞1)개의 하향링크 서브프레임이 연결된 TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서 ACK/NACK을 전송하는 무선 기기가 제공된다. 무선 기기는 무선 신호를 전송하는 RF(radio frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 서빙 셀의 M 하향링크 서브프레임 중 하나에서 PDCCH(physical downlink control channel)가 없는 PDSCH(physical downlink shared channel) 상으로 SPS 하향링크 전송 블록을 수신하고, 상기 서빙 셀의 M 하향링크 서브프레임 중 하나에서 검출된 PDCCH 상으로 하향링크 그랜트를 수신하되, 상기 하향링크 그랜트는 하향링크 할당과 DAI(downlink assignment index)를 포함하고, 상기 DAI는 할당된 PDSCH 전송을 갖는 PDCCH의 축적된 개수를 지시하고, 상기 서빙 셀에서 상기 하향링크 할당에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 하향링크 전송 블록을 수신하고, 상기 SPS 하향링크 전송 블록과 상기 하향링크 전송 블록에 대한 2비트 ACK/NACK과 복수의 자원 인덱스로부터 자원 인덱스를 결정하고, 상기 2비트 ACK/NACK을 변조하여 변조 심벌을 생성하고, 및 상기 변조 심벌을 상기 결정된 자원 인덱스에 의해 설정되는 상향링크 제어 채널 상으로 전송한다.
복수의 서빙 셀이 있는 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서 HARQ ACK/NACK의 페이로드 크기에 따라 적절한 제어 채널이 선택될 수 있다. ACK/NACK 번들링으로 인한 기지국의 불필요한 재전송을 줄일 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 1b를 나타낸다.
도 4는 HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
도 5는 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
도 6은 DAI를 이용한 오류 검출의 예들을 나타낸다.
도 7은 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 3의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 8은 3GPP LTE에서 SPS 스케줄링의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 기기를 나타낸 블록도이다.
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.
도 1은 3GPP LTE에서 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0∼9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, 정규 CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
Figure 112013033664088-pct00001
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 단말은 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 PUSCH상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 디코딩을 사용한다. 블라인드 디코딩은 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
도 2는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.
PUCCH는 서브프레임에서 RB 쌍(pair)으로 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 RB 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다. 동일한 m 값을 갖는 RB이 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있음을 보이고 있다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, PUCCH는 다중 포맷을 지원한다. PUCCH 포맷에 종속된 변조 방식(modulation scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 PUCCH를 사용할 수 있다.
다음 표 2은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식(Modulation Scheme) 및 서브프레임당 비트 수의 예를 나타낸다.
Figure 112013033664088-pct00002
PUCCH 포맷 1은 SR(Scheduling Request)의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 1a/1b는 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a/2b는 CQI 및 ACK/NACK 신호의 동시(simultaneous) 전송에 사용된다. 서브프레임에서 ACK/NACK 신호만을 전송할 때 PUCCH 포맷 1a/1b이 사용되고, SR이 단독으로 전송될 때, PUCCH 포맷 1이 사용된다. SR과 ACK/NACK을 동시에 전송할 때에는 PUCCH 포맷 1이 사용되고, SR에 할당된 자원에 ACK/NACK 신호를 변조하여 전송한다.
모든 PUCCH 포맷은 각 OFDM 심벌에서 시퀀스의 순환 쉬프트(cyclic shift, CS)를 사용한다. 순환 쉬프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 쉬프트시켜 생성된다. 특정 CS 양은 순환 쉬프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다.
기본 시퀀스 ru(n)를 정의한 일 예는 다음 식과 같다.
Figure 112013033664088-pct00003
여기서, u는 원시 인덱스(root index), n은 요소 인덱스로 0=n=N-1, N은 기본 시퀀스의 길이이다. b(n)은 3GPP TS 36.211 V8.7.0의 5.5절에서 정의되고 있다.
시퀀스의 길이는 시퀀스에 포함되는 요소(element)의 수와 같다. u는 셀 ID(identifier), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 의해 정해질 수 있다. 기본시퀀스가 주파수 영역에서 하나의 자원 블록에 맵핑(mapping)된다고 할 때, 하나의 자원 블록이 12 부반송파를 포함하므로 기본 시퀀스의 길이 N은 12가 된다. 다른 원시 인덱스에 따라 다른 기본 시퀀스가 정의된다.
기본 시퀀스 r(n)을 다음 수학식 2와 같이 순환 쉬프트시켜 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n, Ics)을 생성할 수 있다.
Figure 112013033664088-pct00004
여기서, Ics는 CS 양을 나타내는 순환 쉬프트 인덱스이다(0≤Ics≤N-1).
기본 시퀀스의 가용(available) 순환 쉬프트 인덱스는 CS 간격(CS interval)에 따라 기본 시퀀스로부터 얻을 수(derive) 있는 순환 쉬프트 인덱스를 말한다. 예를 들어, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 1이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 개수는 12가 된다. 또는, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 2이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 수는 6이 된다.
이제, PUCCH 포맷 1b에서의 HARQ ACK/NACK 신호의 전송에 대해 기술한다.
도 3은 3GPP LTE에서 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 1b를 나타낸다.
하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 3개의 OFDM 심벌은 기준신호를 위한 RS(Reference Signal) OFDM 심벌이 되고, 4개의 OFDM 심벌은 ACK/NACK 신호를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다.
PUCCH 포맷 1b에서는 인코딩된 2비트 ACK/NACK 신호를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조하여 변조 심벌 d(0)가 생성된다.
순환 쉬프트 인덱스 Ics는 무선 프레임 내 슬롯 번호(ns) 및/또는 슬롯 내 심벌 인덱스(l)에 따라 달라질 수 있다.
노멀 CP에서 하나의 슬롯에 ACK/NACK 신호의 전송을 위해 4개의 데이터 OFDM 심벌이 있으므로, 각 데이터 OFDM 심벌에서 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics0, Ics1, Ics2, Ics3라 하자.
변조 심벌 d(0)은 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics)로 확산된다. 슬롯에서 (i+1)번째 OFDM 심벌에 대응하는 일차원 확산된 시퀀스를 m(i)라 할 때,
{m(0), m(1), m(2), m(3)} = {d(0)r(n,Ics0), d(0)r(n,Ics1), d(0)r(n,Ics2), d(0)r(n,Ics3)}
로 나타낼 수 있다.
단말 용량을 증가시키기 위해, 일차원 확산된 시퀀스는 직교 시퀀스를 이용하여 확산될 수 있다. 확산 계수(spreading factor) K=4인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
Figure 112013033664088-pct00005
확산 계수 K=3인 직교 시퀀스 wi(k) (i는 시퀀스 인덱스, 0≤k≤K-1)로 다음과 같은 시퀀스를 사용한다.
Figure 112013033664088-pct00006
슬롯마다 다른 확산 계수를 사용할 수 있다.
따라서, 임의의 직교 시퀀스 인덱스 i가 주어질 때, 2차원 확산된 시퀀스 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
{s(0), s(1), s(2), s(3)}={wi(0)m(0), wi(1)m(1), wi(2)m(2), wi(3)m(3)}
2차원 확산된 시퀀스들 {s(0), s(1), s(2), s(3)}는 IFFT가 수행된 후, 대응하는 OFDM 심벌에서 전송된다. 이로써, ACK/NACK 신호가 PUCCH 상으로 전송되는 것이다.
PUCCH 포맷 1b의 기준신호도 기본 시퀀스 r(n)을 순환 쉬프트시킨 후 직교 시퀀스로 확산시켜 전송된다. 3개의 RS OFDM 심벌에 대응하는 순환 쉬프트 인덱스를 Ics4, Ics5, Ics6 이라 할 때, 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n,Ics4), r(n,Ics5), r(n,Ics6)를 얻을 수 있다. 이 3개의 순환 쉬프트된 시퀀스는 K=3인 직교 시퀀스 wRS i(k)로 확산된다.
직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics 및 자원 블록 인덱스 m은 PUCCH를 구성하기 위해 필요한 파라미터이자, PUCCH(또는 단말)을 구분하는 데 사용되는 자원이다. 가용 순환 쉬프트의 개수가 12이고, 가용한 직교 시퀀스 인덱스의 개수가 3이라면, 총 36개의 단말에 대한 PUCCH가 하나의 자원블록에 다중화될 수 있다.
3GPP LTE에서는 단말이 PUCCH를 구성하기 위한 상기 3개의 파라미터를 획득하기 위해, 자원 인덱스 n(1) PUUCH가 정의된다. 자원 인덱스 n(1) PUUCH = nCCE+N(1) PUUCH로 정의되는 데, nCCE는 대응하는 DCI(즉, ACK/NACK 신호에 대응하는 하향링크 데이터의 수신에 사용된 하향링크 자원 할당)의 전송에 사용되는 첫번째 CCE의 번호이고, N(1) PUUCH는 기지국이 단말에게 상위계층 메시지로 알려주는 파라미터이다.
ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 시간, 주파수, 코드 자원을 ACK/NACK 자원 또는 PUCCH 자원이라 한다. 전술한 바와 같이, ACK/NACK 신호를 PUCCH 상으로 전송하기 위해 필요한 ACK/NACK 자원의 인덱스(ACK/NACK 자원 인덱스 또는 PUCCH 인덱스라 함)는 직교 시퀀스 인덱스 i, 순환 쉬프트 인덱스 Ics, 자원 블록 인덱스 m 및 상기 3개의 인덱스를 구하기 위한 인덱스 중 적어도 어느 하나로 표현될 수 있다. ACK/NACK 자원은 직교 시퀀스, 순환 쉬프트, 자원 블록 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
단말은 PDCCH를 모니터링하여, n 번째 DL 서브프레임에서 PDCCH(501) 상으로 DL 자원 할당을 포함하는 DL 그랜트를 수신한다. 단말은 DL 자원 할당에 의해 지시되는 PDSCH(502)를 통해 DL 전송 블록(transport block)을 수신한다.
단말은 n+4번째 UL 서브프레임에서 PUCCH(511) 상으로 상기 DL 전송 블록에 대한 ACK/NACK 응답을 전송한다. ACK/NACK 응답은 DL 전송 블록에 대한 수신 확인(reception acknowledgement)이라 할 수 있다.
ACK/NACK 신호는 상기 DL 전송 블록이 성공적으로 디코딩되면 ACK 신호가 되고, 상기 DL 전송 블록의 디코딩에 실패하면 NACK 신호가 된다. 기지국은 NACK 신호가 수신되면, ACK 신호가 수신되거나 최대 재전송 횟수까지 상기 DL 전송 블록의 재전송를 수행할 수 있다.
3GPP LTE에서는 PUCCH(511)를 위한 자원 인덱스를 설정하기 위해, 단말은 PDCCH(501)의 자원 할당을 이용한다. 즉, PDCCH(501)의 전송에 사용되는 가장 낮은 CCE 인덱스(또는 첫번째 CCE의 인덱스)가 nCCE가 되고, n(1) PUUCH = nCCE+N(1) PUUCH와 같이 자원 인덱스를 결정하는 것이다.
이제 다중 반송파(multiple carrier) 시스템에 대해 기술한다.
3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 요소 반송파(component carrier, CC)를 전제한다. 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크 각각에 하나의 CC만을 지원한다.
스펙트럼 집성(spectrum aggregation)(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성(carrier aggregation)이라고도 함)은 복수의 CC를 지원하는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
하나의 DL CC 또는 UL CC와 DL CC의 쌍(pair)는 하나의 셀에 대응될 수 있다. 따라서, 복수의 DL CC를 통해 기지국과 통신하는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
도 5는 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
DL CC와 UL CC가 각각 3개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 각 DL CC에서 PDCCH와 PDSCH가 독립적으로 전송되고, 각 UL CC에서 PUCCH와 PUSCH가 독립적으로 전송된다. DL CC-UL CC 쌍이 3개가 정의되므로, 단말은 3개의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
단말은 복수의 DL CC에서 PDCCH를 모니터링하고, 복수의 DL CC를 통해 동시에 DL 전송 블록을 수신할 수 있다. 단말은 복수의 UL CC를 통해 동시에 복수의 UL 전송 블록을 전송할 수 있다.
DL CC #1과 UL CC #1의 쌍이 제1 서빙 셀이 되고, DL CC #2과 UL CC #2의 쌍이 제2 서빙 셀이 되고, DL CC #3이 제3 서빙 셀이 된다고 하자. 각 서빙 셀에는 셀 인덱스(Cell index, CI)를 통해 식별될 수 있다. CI는 셀 내에서 고유할 수 있고, 또는 단말-특정적일 수 있다. 여기서는, 제1 내지 제3 서빙셀에 CI=0, 1, 2가 부여된 예를 보여준다.
서빙 셀은 1차 셀(primary cell)과 2차 셀(secondary cell)로 구분될 수 있다. 1차 셀은 1차 주파수에서 동작하고, 단말인 초기 연결 확립 과정을 수행하거나, 연결 재확립 과정을 개시하거나, 핸드오버 과정에서 1차셀로 지정된 셀이다. 1차 셀은 기준 셀(reference cell)이라고도 한다. 2차 셀은 2차 주파수에서 동작하고, RRC 연결이 확립된 후에 설정될 수 있으며, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 항상 적어도 하나의 1차 셀이 설정되고, 2차 셀은 상위 계층 시그널링(예, RRC 메시지)에 의해 추가/수정/해제될 수 있다.
1차 셀의 CI는 고정될 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 CI가 1차 셀의 CI로 지정될 수 있다. 이하에서는 1차 셀의 CI는 0이고, 2차 셀의 CI는 1부터 순차적으로 할당된다고 한다.
이제 3GPP LTE TDD(Time Division Duplex)에서의 HARQ를 위한 ACK/NACK 전송에 대해 기술한다.
TDD는 FDD(Frequency Division Duplex)와 달리 하나의 무선 프레임에 DL 서브프레임과 UL 서브프레임이 공존한다. 일반적으로 UL 서브프레임의 개수가 DL 서브프레임의 개수보다 적다. 따라서, ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 UL 서브프레임이 부족한 경우를 대비하여, 복수의 DL 전송 블록에 대한 복수의 ACK/NACK 신호를 하나의 UL 서브프레임에서 전송하는 것을 지원하고 있다.
3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-05)의 10.1절에 의하면, 채널 선택(channel selection)과 번들링(bundling)의 2가지 ACK/NACK 모드가 개시된다.
첫째로, 번들링은 단말이 수신한 PDSCH(즉, 하향링크 전송블록들)의 디코딩에 모두 성공하면 ACK을 전송하고, 이외의 경우는 NACK을 전송하는 것이다. 이를 AND 동작이라 한다.
다만, 번들링은 AND 동작에 제한되는 것은 아니고, 복수의 전송 블록(또는 코드워드)에 대응하는 ACK/NACK 비트들을 압축하는 다양한 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 번들링은 ACK (또는 NACK)의 개수를 카운팅한 값이나 연속적인 ACK의 개수를 나타내도록 할 수 있다.
두번째로, 채널 선택은 ACK/NACK 다중화(multiplexing)이라고도 한다. 단말은 복수의 PUCCH 자원들 중 하나의 PUCCH 자원을 선택하여 ACK/NACK을 전송한다.
아래 표는 3GPP LTE에서 UL-DL 설정에 따른 UL 서브프레임 n과 연결된(associated) DL 서브프레임 n-k, 여기서, k∈K, M은 집합 K의 요소들의 개수를 나타낸다.
Figure 112013033664088-pct00007
UL 서브프레임 n에 M개의 DL 서브프레임들이 연결되어 있다고 하고, M=4를 고려하자. 4개의 DL 서브프레임들로부터 4개의 PDCCH를 수신할 수 있으므로, 단말은 3개의 PUCCH 자원(n(1) PUCCH,0, n(1) PUCCH,1, n(1) PUCCH,2, n(1) PUCCH,3)을 획득할 수 있다. b(0), b(1)이 인코딩된 2비트 ACK/NACK를 나타낸다고 할 때, 채널 선택의 예는 다음 표와 같다.
Figure 112013033664088-pct00008
HARQ-ACK(i)는 M개의 하향링크 서브프레임들 중 i번째 하향링크 서브프레임에 대한 ACK/NACK을 나타낸다. DTX(Discontinuous Transmission)는 해당되는 DL 서브프레임에서 PDSCH 상으로 DL 전송 블록을 수신하지 못함 또는 대응하는 PDCCH를 검출하지 못함을 의미한다.
예를 들어, 단말이 4개의 DL 서브프레임에서 4개의 DL 전송블록들을 모두 성공적으로 수신하면, 단말은 n(1) PUCCH,1을 이용하여 비트(1,1)을 QPSK 변조하여, PUCCH 포맷 1b를 이용하여 ACK/NACK 응답으로 전송한다. 단말이 첫번째(i=1) DL 서브프레임에서 DL 전송 블록의 디코딩에 실패하고, 나머지는 디코딩에 성공하면, 단말은 n(1) PUCCH,3을 이용하여 비트 (0,1)을 QPSK 변조하여, PUCCH 포맷 1b를 이용하여 ACK/NACK 응답으로 전송한다.
기존 PUCCH format 1b는 2비트의 ACK/NACK 만을 전송할 수 있다. 하지만, 채널 선택은 할당된 PUCCH 자원들과 실제 ACK/NACK 신호를 링크하여, 보다 많은 ACK/NACK 상태를 나타내는 것이다.
한편, UL 서브프레임 n에 M개의 DL 서브프레임들이 연결되어 있다고 할 때, DL 서브프레임(또는 PDCCH)의 손실(missing)으로 인한 기지국과 단말간의 ACK/NACK 불일치(mismatch)가 발생할 수 있다.
M=4이고, 기지국이 4개의 DL 서브프레임을 통해 4개의 DL 전송블록을 전송한다고 하자. 단말은 2번째의 DL 서브프레임에서 PDCCH를 잃어버려 2번째 전송블록을 전혀 수신하지 못하고, 나머지 첫번째, 세번째 및 네번째 전송블록 만을 수신할 수 있다. 이때, 번들링이 사용된다면 단말은 ACK 을 전송하게 되는 오류가 발생한다.
이러한 오류를 해결하기 위해서 DAI(Downlink Assignment Index)가 PDCCH 상의 DL 그랜트에 포함된다. DAI는 할당된 PDSCH 전송을 갖는 PDCCH의 축적된(accumulative) 수를 지시한다. 2비트의 DAI의 값은 1 부터 순차적으로 증가하여, DAI=4부터는 다시 모듈로-4 연산이 적용될 수 있다. M=5 이고, 다섯개의 DL 서브프레임이 모두 스케줄링되면, DAI=1, 2, 3, 4, 1 의 순으로 대응하는 PDCCH에 포함될 수 있다.
DL:UL=9:1인 TDD 구성을 고려할 경우, 모듈로-4 연산이 적용된 DAI 값은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
- 1, 5 또는 9번째 스케줄링되는 PDSCH를 위한 DAI = 1
- 2 또는 6번째 스케줄링되는 PDSCH를 위한 DAI = 2
- 3 또는 7번째 스케줄링되는 PDSCH를 위한 DAI = 3
- 4 또는 8번째 스케줄링되는 PDSCH를 위한 DAI = 4
도 6은 DAI를 이용한 오류 검출의 예들을 나타낸다.
도 6의 (A)에서, 단말은 2번째 DL 서브프레임을 놓쳐, DAI=2를 수신하지 못한다. 이때, 단말은 DAI=3을 수신함에 따라, 자신에 DAI=2에 해당되는 DL 서브프레임을 놓친 것을 알 수 있다.
도 6의 (B)에서, 단말은 3번째 DL 서브프레임을 놓쳐, DAI=3를 수신하지 못한다. 이 때, 단말은 3번째 DL 서브프레임을 놓친 것을 알 수 없다. 하지만, 3GPP LTE에서는 마지막에 수신한 PDCCH의 첫번째 CCE를 기반으로 하여 PUCCH를 구성하도록 함으로써 기지국이 DL 서브프레임의 손실을 알 수 있도록 한다. 즉, 단말은 DAI=2에 해당되는 DL 서브프레임의 PDCCH의 자원을 기반으로 한 PUCCH 자원을 이용하여 ACK/NACK을 전송한다. 기지국은 DAI=3에 해당되는 DL 서브프레임이 아닌 DAI=2에 해당되는 DL 서브프레임에 해당되는 PUCCH 자원으로 ACK/NACK이 수신되므로 3번째 DL 서브프레임의 손실을 알 수 있다.
한편, 복수의 서빙 셀이 사용됨에 따라, ACK/NACK 비트 수가 부족해질 것에 대비하여, 기존 3GPP LTE의 PUCCH 포맷외에 추가적으로 PUCCH 포맷 3가 논의되고 있다.
도 7은 노멀 CP에서 PUCCH 포맷 3의 구조를 나타낸 예시도이다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, l은 슬롯 내의 OFDM 심벌 번호로 0∼6의 값을 갖는다. l=1, 5인 2개의 OFDM 심벌은 기준신호를 위한 RS OFDM 심벌이 되고, 나머지 OFDM 심벌들은 ACK/NACK 신호를 위한 데이터 OFDM 심벌이 된다.
48비트의 인코딩된(encoded) ACK/NACK 신호를 QPSK(quadrature phase-shift keying) 변조하여, 심벌 시퀀스 d={d(0), d(1), ..., d(23)}를 생성한다. d(n)(n=0,1,...,23)는 복소(complex-valued) 변조 심벌이다. 심벌 시퀀스 d는 변조 심벌들의 집합이라 할 수 있다. ACK/NACK 신호의 비트 수나 변조 방식은 예시에 불과하고 제한이 아니다.
하나의 PUCCH는 1 RB를 사용하고, 한 서브프레임은 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함한다. 심벌 시퀀스 d={d(0), d(1), ..., d(23)}는 길이 12의 2개의 시퀀스 d1={d(0),..., d(11)}과 d2={d(12),...,d(23)}으로 나누어지고, 제1 시퀀스 d1은 제1 슬롯에서 전송되고, 제2 시퀀스 d2는 제2 슬롯에서 전송된다. 도 5는 제1 시퀀스 d1가 제1 슬롯에서 전송되는 것을 보이고 있다.
심벌 시퀀스는 직교 시퀀스 wi로 확산된다. 심벌 시퀀스는 각 데이터 OFDM 심벌에 대응하고, 직교 시퀀스는 데이터 OFDM 심벌들에 걸쳐서 심벌 시퀀스를 확산시켜 PUCCH(또는 단말)을 구분하는 데 사용된다.
직교 시퀀스는 확산 계수 K=5이고, 5개의 요소를 포함한다. 직교 시퀀스는 직교 시퀀스 인덱스 i에 따라 다음 표의 5개의 직교 시퀀스들 중 하나가 선택될 수 있다.
Figure 112013033664088-pct00009
서브프레임 내 2개의 슬롯이 서로 다른 직교 시퀀스 인덱스를 사용할 수 있다.
확산된 심벌 시퀀스 각각은 셀-특정적 순환 쉬프트 값 ncell cs(ns,l) 만큼 순환쉬프트된다. 순환 쉬프트된 심벌 시퀀스 각각은 해당되는 데이터 OFDM 심벌로 맵핑되어, 전송된다.
ncell cs(ns,l)는 PCI(Physical Cell Identity)를 기반으로 초기화되는 의사 난수 시퀀스(pseudo-random sequence)에 의해 결정되는 셀-특정적 파라미터이다. ncell cs(ns,l)는 무선 프레임 내 슬롯 번호 ns와 슬롯 내 OFDM 심벌 번호 l에 따라 달라진다.
2개의 RS OFDM 심벌에는 ACK/NACK 신호의 복조에 사용되는 기준신호 시퀀스가 맵핑되어 전송된다.
전술한 바와 같이, ACK/NACK 신호는 확산 계수 K=5인 직교 시퀀스로 확산되므로, 직교 시퀀스 인덱스를 달리함으로써 최대 5 단말을 구분할 수 있다. 이는 동일한 RB에 최대 5개의 PUCCH 포맷 3가 다중화될 수 있음을 의미한다.
PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 자원 인덱스는 가장 최근에 수신된 PDDCH의 자원으로부터 획득된다. PUCCH 포맷 3를 위한 자원 인덱스는 ARI(ACK/NACK resource indicator)에 의해 지시된다.
먼저, 기지국은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 메시지를 이용하여 가용한 복수의 후보 자원 인덱스들을 단말에게 알려준다. 그리고, 기지국은 PDCCH 상의 DL 그랜트를 통해 복수의 후보 자원 인덱스 중 선택된 자원 인덱스를 알려준다. DL 그랜트 내에서 상기 선택된 자원 인덱스를 지시하는 필드를 ARI라고 한다.
예를 들어, 기지국은 4개의 후보 자원 인덱스룰 단말에게 RRC 메시지를 통해 알려준다. 그리고, 기지국은 PDSCH를 스케줄하는 PDCCH 상의 ARI는 4개의 후보 자원 인덱스 중 하나를 가리키고, 선택된 자원 인덱스로부터 PUCCH 포맷 3가 설정되는 것이다.
DL 그랜트의 비트수가 증가하는 것을 방지하기 위해, ARI는 기존 DCI의 TPC(transmit power command)를 차용한다.
이제 SPS(Semi-Persistent) 스케줄링에 대해 기술한다.
일반적으로 단말은 PDCCH 상의 DL 그랜트를 먼저 수신하고, 이어서 DL 그랜트에 의해 지시되는 PDSCH를 통해 전송 블록을 수신한다. 이는 매 전송 블록마다 PDCCH 모니터링이 수반되는 것을 의미하고, 이를 동적 스케줄링이라 한다.
SPS 스케줄링은 미리 PDSCH 자원을 정의하고, 단말은 PDCCH 모니터링없이 미리 정의된 자원을 통해 전송 블록을 수신한다.
도 8은 3GPP LTE에서 SPS 스케줄링의 일 예를 나타낸다. 이는 DL SPS를 나타내지만, UL SPS도 동일하게 적용된다.
먼저, 기지국은 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통해 SPS 설정을 보낸다. SPS 설정은 SPS-C-RNTI와 SPS 주기를 포함한다. 여기서, SPS 주기는 4 서브프레임이라고 한다.
SPS가 설정되더라도, 즉시 SPS가 수행되는 것은 아니다. 단말은 CRC가 SPS-C-RNTI로 마스킹된 PDCCH(501)을 모니터링하여, SPS가 활성화된 후에 SPS를 수행한다. PDCCH(501) 상의 DCI에 포함되는 NDI=0일 때, DCI 포함되는 여러 필드들(예, TPC(transmit power command), DMSRS(demodulation reference signal)의 CS(Cyclic Shift), MCS(Modulation and Coding scheme), RV(redundancy version), HARQ 프로세스 번호, 자원 할당)의 값들의 조합이 SPS 활성화와 비활성화에 사용된다.
SPS가 활성화되면, 단말은 PDCCH 상의 DL 그랜트를 수신하지 않더라도, SPS 주기에 PDSCH 상의 전송블록을 수신한다. PDCCH 없이 수신되는 PDSCH를 SPS PDSCH라 한다.
이후, 단말은 CRC가 SPS-C-RNTI로 마스킹된 PDCCH(502)을 모니터링하여, SPS의 비활성화를 확인한다.
3GPP LTE에 의하면, SPS의 활성화를 지시하는 PDCCH는 ACK/NACK 응답이 불필요하지만, SPS의 비활성화를 지시하는 PDCCH는 ACK/NACK 응답을 필요로 한다. 이하에서, DL 전송 블록은 SPS의 비활성화를 지시하는 PDCCH를 포함할 수도 있다.
기존 PUCCH 포맷 1a/1b에 의하면, PDCCH로부터 자원 인덱스 n(1) PUCCH를 획득한다. 하지만, SPS 스케줄링에 의하면, PDSCH와 연결된 PDCCH가 수신되지 않으므로, 미리 할당된 자원 인덱스가 사용된다.
기지국은 SPS를 위해 복수의 후보 자원 인덱스를 RRC 메시지를 통해 단말에게 알려준다. SPS를 활성화하는 PDCCH(501)를 통해 기지국은 상기 복수의 후보 자원 인덱스 중 사용되는 자원 인덱스를 단말에게 알려준다.
이제 본 발명에 따른 TDD 시스템에서의 ACK/NACK 전송에 대해 기술한다.
HARQ를 위한 ACK/NACK 상태는 다음 3 상태(state) 중 하나를 가리킨다.
- ACK : PDSCH 상으로 수신된 전송 블록(또는 코드워드)의 디코딩 성공
- NACK : PDSCH 상으로 수신된 전송 블록(또는 코드워드)의 디코딩 실패
- DTX : PDSCH 상의 전송 블록 수신 실패. 동적 스케줄링의 경우 PDCCH의 수신 실패를 의미함.
이하에서 특별한 언급이 없는 한 NACK과 DTX는 동일하게 처리된다. 즉, ACK/NACK 상태는 ACK과 NACK/DTX 2가지가 있다고 한다.
스케줄링된(scheduled) PDSCH는 동적 PDSCH와 정적(static) PDSCH를 포함할 수 있다. 동적 PDSCH는 대응하는 PDCCH를 갖는 PDSCH이다. 즉, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH가 동적 PDSCH이다. 정적 PDSCH는 대응하는 PDCCH가 없는 PDSCH이다. 정적 PDSCH의 일 예가 SPS PDSCH이다.
PDCCH는 DL 그랜트를 나르는 PDCCH를 말한다. SPS 해제를 지시하는 PDCCH도 ACK/NACK 전송이 필요한데, 설명을 명확히 하기 위해, SPS 해제를 지시하는 PDCCH에 대한 ACK/NACK은 고려하지 않고 기술한다. 하지만, 당업자라면 용이하게 SPS 해제를 지시하는 PDCCH에도 본 발명을 적용할 수 있을 것이다.
복수의 서빙 셀이 도입됨에 따라, 다음과 같은 번들링 방식이 제안되고 있다.
- CW(codeword) 번들링(bundling) : PDSCH 상으로 복수의 코드워드(또는 전송 블록)이 전송되면, 상기 복수의 코드워드에 대한 ACK/NACK을 번들링. '번들링'이라 함은 복수의 코드워드에 대한 ACK/NACK 상태가 모두 ACK일 때 ACK으로 보고, 그렇지 않으면 NACK으로 간주하는 것을 말한다.
- CC 번들링 : 복수의 서빙 셀에 걸쳐 ACK/NACK을 번들링.
- 서브프레임 번들링 : 각 서빙 셀의 복수의 서브프레임에 걸쳐 ACK/NACK을 번들링.
ACK/NACK 응답을 보다 적은 수의 비트로 표현하기 위해 다음과 같은 ACK/NACK 페이로드 구성 방식이 고려될 수 있다.
(1) ACK/NACK 페이로드 1 : 어떠한 번들링도 적용되지 않는다.
(2) ACK/NACK 페이로드 2 : 1차 셀을 제외한 제2 셀에 대해 CW 번들링이 적용된다.
(3) ACK/NACK 페이로드 3 : 모든 서빙 셀에 대하여 CW 번들링이 적용된다.
ACK/NACK 채널 선택을 전송될 수 있는 ACK/NACK 비트 수 및 사용되는 PUCCH 자원의 개수는 다음과 같은 3가지 방안이 고려될 수 있다. 여기서, ACK/NACK 비트라 함은 번들링이 적용된 후 출력된 비트를 의미할 수 있다.
(1) 2비트 채널 선택 : 2개의 PUCCH 자원을 사용하는 2 비트의 ACK/NACK 응답 전송
(2) 3비트 채널 선택 : 3개의 PUCCH 자원을 사용하는 3 비트의 ACK/NACK 응답 전송
(3) 4비트 채널 선택 : 4개의 PUCCH 자원을 사용하는 4 비트의 ACK/NACK 응답 전송
단말에게 복수의 서빙 셀이 설정될 때, 1차 셀과 2차 셀의 TPC 필드를 달리 해석하는 방안이 제안되고 있다. 1차 셀의 DL 그랜트 내의 TPC 필드는 TPC로써 상향링크 전력 제어에 사용된다. 2차 셀의 DL 그랜트 내의 TPC 필드는 ARI로써 PUCCH 자원을 설정하는 데 사용된다.
예를 들어, ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 3가 설정되어 있다고 하자. 단말의 1차 셀의 DL 그랜트 내의 TPC를 기반으로 상향링크 전력을 제어하고, 2차 셀의 DL 그랜트 내의 ARI를 기반으로 PUCCH 포맷 3를 설정한다.
하지만, 단말이 1차 셀로부터만 DL 그랜트를 수신하면(이를 'PCC-only case'라고 한다), ARI를 수신하지 못해 PUCCH 포맷 3를 설정하는 것이 불가능하다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나로 PCC-only case에서는 1차 셀의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH(이를 PCC-PDCCH 라 함)의 자원으로부터 자원 인덱스를 획득하는 방안을 고려할 수 있다. 이는 ACK/NACK 번들링 또는 채널 선택을 이용한 PUCCH 포맷 1b를 이용하는 ACK/NACK 전송을 의미한다. PUCCH 포맷 1b가 나타낼 수 있는 비트는 2비트에 불과하여, 전술한 2비트/3비트/4비트 채널 선택이 사용된다. 하지만, M＞2 인 TDD 구성이고 1차 셀이 MIMO 전송 모드로 설정된 경우, 전술한 2비트/3비트/4비트 채널 선택을 사용하기 위해 CW 번들링을 수행하는 것이 요구된다.
따라서, PCC-only case가 아닌 경우에는 PUCCH 포맷 3을 이용하여 각 전송 블록에 대한 개별적인 ACK/NACK을 전송하다가, PCC-only case에는 CW 번들링을 수행하는 동작으로 전환하는 것이 필요하다. 이는 동작의 복잡함과 CW 번들링으로 인한 불필요한 재전송을 수반할 수 있다. 2개의 전송 블록 중 하나가 NACK이면, CW 번들링에 의하면 2개의 전송 블록에 대해 NACK을 전송한다. 따라서, 기지국은 2개의 전송 블록 모두를 재전송하게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸다. M=4이고, SF(subframe) #1, #2, #3, #4가 1차 셀과 2차 셀에 있다. 각 서브프레임은 연속적일 수도 있고, 연속적이지 않을 수 있다.
PCC-only case에서 CW 번들링을 피하기 위하여, DAI 값 1 또는 2를 갖는 PCC-PDCCH 내의 TPC 필드는 TPC로 사용하고, DAI 값 1 또는 2 이외의 값을 갖는 PCC-PDCCH 내의 TPC 필드는 ARI로 사용하는 것이 제안된다.
DAI 값 1 및/또는 2를 갖는 PCC-PDCCH 만을 수신하면, 단말은 해당 PCC-PDCCH의 자원으로부터 획득되는 자원 인덱스를 기반으로 PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 ACK/NACK 채널 선택을 수행한다. DAI 값 1 또는 2 이외의 값을 갖는 PCC-PDCCH 및/또는 SCC-PDCCH(2차 셀의 PDCCH)를 수신하면, ARI를 기반으로 획득된 자원 인덱스를 기반으로 설정된 PUCCH 포맷 3를 이용하여 ACK/NACK을 전송한다.
PDCCH가 없는 PDSCH 즉, SPS PDSCH와 DAI 값 1 및/또는 2를 갖는 PCC-PDCCH 만을 수신하면, 단말은 SPS를 위해 선택된 자원 인덱스와 해당 PCC-PDCCH의 자원으로부터 획득되는 자원 인덱스를 기반으로 PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 ACK/NACK 채널 선택을 수행할 수 있다.
DAI 값 1 및/또는 2를 갖는 PCC-PDCCH 만이 수신되면, 다음과 같은 ACK/NACK 자원 선택이 고려될 수 있다.
1차 셀이 non-MIMO 전송모드로 설정된 경우, ACK/NACK 페이로드에 상관없이 2비트 채널 선택이 적용된다. 2비트 ACK/NACK은 DAI 값 1 및/또는 2를 갖는 PCC-PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH에 대한 ACK/NACK 응답이다.
1차 셀이 MIMO 전송모드로 설정된 경우, ACK/NACK 페이로드 1 또는 ACK/NACK 페이로드 2에 대해 4비트 채널 선택이 적용된다. 4비트 ACK/NACK은 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록(하나의 PDSCH에 2개의 전송 블록이 전송된다고 함) 및 DAI 값 2을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록에 대한 ACK/NACK 응답이다. ACK/NACK 페이로드 3에 대해 2비트 채널 선택 또는 4비트 채널 선택이 적용된다. 2비트 ACK/NACK은 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록의 번들링 ACK/NACK 및 DAI 값 2을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록의 번들링 ACK/NACK에 대한 ACK/NACK 응답이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸다. M=4이고, SF(subframe) #1, #2, #3, #4가 1차 셀과 2차 셀에 있다. 각 서브프레임은 연속적일 수도 있고, 연속적이지 않을 수 있다.
SPS-PDSCH가 수신될 때(또는 SPS가 활성화된 동안), DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH 내의 TPC 필드는 TPC로 사용하고, DAI 값 1 이외의 값을 갖는 PCC-PDCCH 내의 TPC 필드는 ARI로 사용하는 것이 제안된다.
SPS PDSCH 하나만, 또는 SPS PDSCH와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH 만을 수신하면, 단말은 SPS를 위해 선택된 자원 인덱스와 해당 PCC-PDCCH의 자원으로부터 획득되는 자원 인덱스를 기반으로 채널 선택을 수행한다. DAI 값 1 이외의 값을 갖는 PCC-PDCCH 및/또는 SCC-PDCCH(2차 셀의 PDCCH)를 수신하면, ARI를 기반으로 획득된 자원 인덱스를 기반으로 설정된 PUCCH 포맷 3를 이용하여 ACK/NACK을 전송한다.
SPS PDSCH 및/또는 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH 만이 수신되면, 다음과 같은 ACK/NACK 자원 선택이 고려될 수 있다.
1차 셀이 non-MIMO 전송모드로 설정된 경우, ACK/NACK 페이로드에 상관없이 2비트 채널 선택이 적용된다. 2비트 ACK/NACK은 SPS PDSCH와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH에 대한 ACK/NACK 응답이다. SPS 스케줄링을 위한 자원 인덱스와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의한 자원 인덱스를 기반으로 채널 선택이 수행될 수 있다.
1차 셀이 MIMO 전송모드로 설정된 경우, ACK/NACK 페이로드 1 또는 ACK/NACK 페이로드 2에 대해 3비트 채널 선택이 적용된다. 3비트 ACK/NACK은 SPS PDSCH와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록에 대한 ACK/NACK 응답이다. ACK/NACK 페이로드 3에 대해 2비트 채널 선택 또는 3비트 채널 선택이 적용된다. 2비트 ACK/NACK은 SPS PDSCH와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의해 스케줄링되는 2개의 전송 블록의 번들링 ACK/NACK에 대한 ACK/NACK 응답이다. SPS 스케줄링을 위한 자원 인덱스와 DAI 값 1을 갖는 PCC-PDCCH에 의한 자원 인덱스를 기반으로 채널 선택이 수행될 수 있다.
이제 도 10의 실시예를 PUCCH 포맷 3와 PUCCH 포맷 1b에 적용한 보다 구체적인 예를 기술한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK/NACK 전송을 나타낸 흐름도이다.
단말은 TDD HARQ ACK/NACK 전송을 위해 PUCCH 포맷 3가 설정된다(S900). M＞1이고, 하나 또는 그 이상의 서빙 셀이 설정되어 있다고 한다. 기지국은 RRC 메시지를 통해 PUCCH 포맷 3를 위한 복수의 후보 자원 인덱스를 단말에게 알려준다.
단말은 PUCCH 폴백(fallback) 여부를 결정한다(S910). PUCCH 폴백이란 PUCCH 포맷 3가 ACK/NACK 전송을 위해 설정되어 있지만, 특정 조건에서 PUCCH 포맷 3 대신 PUCCH 포맷 1b가 ACK/NACK 전송에 사용되는 것을 말한다. 단말은 특정 조건에 따라 PUCCH 포맷 3를 사용할지 또는 채널 선택을 사용할지 결정할 수 있다.
상기 특정 조건은 1차 셀에서만 하나 또는 두 개의 PDSCH가 수신되는 경우일 수 있다. PDSCH는 PDCCH에 의해 지시되는 동적 PDSCH (SPS 해제를 지시하는 PDCCH도 이에 포함됨)이거나 PDCCH가 없는 PDSCH일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 조건은 1차 셀에서 SPS PDSCH와 DAI 값 1을 갖는 PDCCH가 수신되는 경우일 수 있다. 또는, 상기 특정 조건은 1차 셀에서 SPS PDSCH만 수신되는 경우일 수 있다.
2차 셀에서 PDCCH가 수신되거나, DAI 값 1이 아닌 DAI를 갖는 PDCCH가 수신되면 PUCCH 폴백이 적용되지 않는다. 2차 셀의 PDCCH 또는 DAI 값 1이 아닌 DAI를 갖는 PDCCH에는 ARI가 포함되어 PUCCH 포맷 3를 설정할 수 있기 때문이다.
PUCCH 폴백이 적용되지 않으면, 단말은 ARI를 기반으로 PUCCH 포맷 3을 설정하고, ACK/NACK 응답을 전송한다(S920). ACK/NACK 응답은 각 서빙 셀의 전송 블록 각각에 대한 개별적인 ACK/NACK 비트를 포함할 수 있다.
PUCCH 폴백이 적용되면, 단말은 채널 선택을 기반으로 PUCCH 포맷 1b을 설정하고, ACK/NACK 응답을 전송한다(S930).
보다 구체적으로, SPS PDSCH 및/또는 DAI 값 1을 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 통해 각각 하나의 전송 블록이 전송된다고 하자. 1차 셀이 non-MIMO 전송모드로 설정된 경우이다. 채널 선택은 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013033664088-pct00010
HARQ-ACK(1)은 SPS PDSCH의 전송 블록에 대한 ACK/NACK/DTX이고, HARQ-ACK(2)는 DAI 값 1을 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH의 전송 블록에 대한 ACK/NACK/DTX이다.
n(1) PUCCH,0은 SPS PDSCH를 위해 미리 정의된 값이다. 즉, n(1) PUCCH,0은 SPS 스케줄링이 활성화될 때 SPS PDSCH를 위해 주어지는 자원 인덱스이다.
n(1) PUCCH,1은 DAI 값 1을 갖는 PDCCH의 자원으로부터 획득되는 자원 인덱스이다.
상기 표 8로부터 2비트 ACK/NACK와 자원 인덱스가 결정된다.
QPSK 변조가 다음과 같이 주어진다고 하자.
Figure 112013033664088-pct00011
상기 표 9의 QPSK 변조를 이용하여 2비트 ACK/NACK로부터 변조 심벌 d(0)가 생성된다. 결정된 자원 인덱스를 기반으로 도 3에 나타난 PUCCH 포맷 1b를 설정하고, 변조 심벌 d(0)가 PUCCH 포맷 1b를 통해 전송될 수 있다.
SPS PDSCH를 통해 하나의 전송 블록이 전송되고, DAI 값 1을 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 통해 제1 전송 블록 및 제2 전송 블록이 전송된다고 하자. 1차 셀이 MIMO 전송모드로 설정된 경우이다. 채널 선택은 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013033664088-pct00012
HARQ-ACK(1)은 SPS PDSCH의 전송 블록에 대한 ACK/NACK/DTX이고, HARQ-ACK(2)는 DAI 값 1을 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH의 제1 전송 블록에 대한 ACK/NACK/DTX이고, HARQ-ACK(3)는 DAI 값 1을 갖는 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH의 제2 전송 블록에 대한 ACK/NACK/DTX이다.
n(1) PUCCH,0은 SPS PDSCH를 위해 미리 정의된 값이다. 즉, n(1) PUCCH,0은 SPS 스케줄링이 활성화될 때 SPS PDSCH를 위해 주어지는 자원 인덱스이다.
n(1) PUCCH,1은 DAI 값 1을 갖는 PDCCH의 자원으로부터 획득되는 자원 인덱스이다.
n(1) PUCCH, 2은 n(1) PUCCH,1을 기반으로 획득될 수 있다. 예를 들어, n(1) PUCCH,2=n(1) PUCCH,1+1과 같이 결정될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 기기를 나타낸 블록도이다.
무선기기(50)는 메모리(memory, 51), 프로세서(processor, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(51)는 프로세서(52)와 연결되어, 프로세서(52)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(52)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(52)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 도 9 내지 도 11의 실시예들에서 단말의 동작은 프로세서(52)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(52)는 ACK/NACK을 구성하고, PUCCH 상으로 ACK/NACK을 전송한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 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 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 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.

Claims (15)

  1. 상향링크 서브프레임에 M(M＞1)개의 하향링크 서브프레임이 연결된 TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서, 다수의 셀을 지원하는 단말에 의해 수행되는 ACK/NACK 전송 방법에 있어서,
    상기 M 개의 하향링크 서브프레임 중 하나에서 제1 PDSCH(physical downlink shared channel) 상의 제1 하향링크 전송 블록을 상기 다수의 셀 중에서 제1차 셀(primary cell)로 수신하는 단계;
    상기 M 개의 하향링크 서브프레임 중 하나에서 제2 PDSCH 상의 제2 하향링크 전송 블록을 상기 제1차 셀로 수신하는 단계;
    상기 제1 PDSCH에 대응되는 제1 PDCCH(first physical downlink control channel)가 상기 제1차 셀로 수신되었는지를 판단하는 단계;
    상기 제2 PDSCH에 대응되면서 DAI(downlink assignment index)를 포함하는 제2 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되었는지를 판단하되, 상기 DAI는 할당된 PDSCH 전송을 갖는 PDCCH의 축적된(accumulative) 수를 지시하는 단계;
    만약 상기 제1 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되지 않았고, 상기 제2 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되었다면, 상기 제1 하향링크 전송 블록 및 제2 하향링크 전송 블록에 대한 2비트 ACK/NACK을 결정하고, 복수의 자원 인덱스로부터 자원 인덱스를 결정하는 단계; 및
    상기 2비트 ACK/NACK을 상기 결정된 자원 인덱스에 의해 설정되는 상향링크 제어 채널 상으로 전송하는 단계를 포함하는 ACK/NACK 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 DAI의 값은 1 인
    ACK/NACK 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 2비트 ACK/NACK은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조되는
    ACK/NACK 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스와 제2 자원 인덱스를 포함하는
    ACK/NACK 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 갖는 상기 제2 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득되는
    ACK/NACK 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스, 제2 자원 인덱스 및 제3 자원 인덱스를 포함하는
    ACK/NACK 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 갖는 상기 제2 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득되고, 상기 제3 자원 인덱스는 상기 제2 자원 인덱스로부터 획득되는
    ACK/NACK 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제3 자원 인덱스는 상기 제2 자원 인덱스에 1을 더해 획득되는
    ACK/NACK 전송 방법.
  9. 상향링크 서브프레임에 M(M＞1)개의 하향링크 서브프레임이 연결된 TDD(Time Division Duplex) 기반 무선 통신 시스템에서, 다수의 셀을 지원하고, ACK/NACK을 전송하는 무선 기기에 있어서,
    무선 신호를 전송하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 M 개의 하향링크 서브프레임 중 하나에서 제1 PDSCH(physical downlink shared channel) 상의 제1 하향링크 전송 블록을 상기 다수의 셀 중에서 제1차 셀(primary cell)로 수신하고,
    상기 M 개의 하향링크 서브프레임 중 하나에서 제2 PDSCH 상의 제2 하향링크 전송 블록을 상기 제1차 셀로 수신하고,
    상기 제1 PDSCH에 대응되는 제1 PDCCH(first physical downlink control channel)가 상기 제1차 셀로 수신되었는지를 판단하고,
    상기 제2 PDSCH에 대응되면서 DAI(downlink assignment index)를 포함하는 제2 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되었는지를 판단하되, 상기 DAI는 할당된 PDSCH 전송을 갖는 PDCCH의 축적된(accumulative) 수를 지시하고,
    만약 상기 제1 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되지 않았고, 상기 제2 PDCCH가 상기 제1차 셀로 수신되었다면, 상기 제1 하향링크 전송 블록 및 제2 하향링크 전송 블록에 대한 2비트 ACK/NACK을 결정하고, 복수의 자원 인덱스로부터 자원 인덱스를 결정하고,
    상기 2비트 ACK/NACK을 상기 결정된 자원 인덱스에 의해 설정되는 상향링크 제어 채널 상으로 전송하는
    무선 기기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 DAI의 값은 1 인
    무선 기기.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 2비트 ACK/NACK은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조되는
    무선 기기.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스와 제2 자원 인덱스를 포함하는
    무선 기기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 상기 제2 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득되는
    무선 기기.

  14. 제 9 항에 있어서, 상기 상기 복수의 자원 인덱스는 제1 자원 인덱스, 제2 자원 인덱스 및 제3 자원 인덱스를 포함하는
    무선 기기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 자원 인덱스는 미리 결정된 값이고, 상기 제2 자원 인덱스는 상기 DAI를 갖는 상기 제2 PDCCH에 사용된 자원으로부터 획득되고, 상기 제3 자원 인덱스는 상기 제2 자원 인덱스로부터 획득되는
    무선 기기.

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