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KR101809918B1 - 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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KR101809918B1
KR101809918B1 KR1020110077941A KR20110077941A KR101809918B1 KR 101809918 B1 KR101809918 B1 KR 101809918B1 KR 1020110077941 A KR1020110077941 A KR 1020110077941A KR 20110077941 A KR20110077941 A KR 20110077941A KR 101809918 B1 KR101809918 B1 KR 101809918B1
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phich
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김윤선
지형주
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 방법은, 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB(Physical Resource Block)들 중에서 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원을 결정하는 과정과, 결정된 PHICH자원을 이용하여 PHICH 신호를 전송하는 과정을 포함하여, 특정 주파수 영역에서만 ACK/NACK 정보를 전송함으로써, RS 전송 횟수를 감소시켜 자원 낭비를 감소시킬 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DOWNLINK HARQ INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat reQuest: 이하 'HARQ'라 칭함) 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 HARQ 정보를 전송하는 기술에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서는 데이터 수신 성능 향상을 위한 기술 중 하나로써 HARQ 기법을 적용하고 있다. 대표적인 예를 들면, 비동기 셀룰러 이동통신 표준단체 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 차세대 이동통신 시스템인 LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 하향링크 및 상향링크 데이터 전송에 대해 HARQ 기법을 사용하고 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 LTE 시스템에서 ACK/NACK 전송 구조를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, LTE 시스템에서 하향링크 전송의 기본 단위인 1ms 길이의 서브프레임(100)은 두 개의 0.5ms 슬롯(101)으로 구성된다. 일반적인 CP(Cyclic Prefix) 길이를 가정할 경우, 각각의 슬롯은 7개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(102)로 구성된다. 또한, 물리 자원 블록(Physical Resource Block: 이하 'PRB'라 칭함)(103)은 주파수 영역에서 12개의 부반송파, 그리고 시간영역에서 한 슬롯에 해당되는 자원 할당 단위로서, PRB는 1개의 부반송파, 1개의 OFDM 심볼에 해당되는 자원 요소(Resource element)(104)로 구성된다. 여기서, 도 1a는 기지국 셀이 2개의 안테나 포트(Antenna port)를 지원하며, 제어 영역이 3개의 OFDM심볼 구간으로 설정된 경우를 가정한 ACK/NACK 전송 구조를 도시한 것으로서, 왼쪽에 도시된 PRB는 제 1 안테나(Antenna 1)(105)에 대한 ACK/NACK 전송 구조를 나타내며, 오른쪽에 도시된 PRB는 제 2 안테나(Antenna 2)(106)에 대한 PRB 구조를 나타낸다.
상술한 바와 같이, LTE 시스템에서 하향링크에 대한 자원 영역은 크게 제어(Control) 영역과 데이터 영역으로 구분된다. 먼저, 제어 영역은 각 단말에 대한 제어 정보를 전송하는 제어 채널(Physical Downlink Control Channel: 이하 'PDCCH'라 칭함)과 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 전송하는 물리 HARQ 지시 채널(Physical HARQ Indicator Channel: 이하 'PHICH'라 칭함) 등을 포함하는 통신 자원을 의미하는 것으로, 기지국 설정에 따라 첫 번째 OFDM 심볼 구간부터 세 번째 OFDM 심볼 구간 내에서 자유롭게 할당될 수 있다. 다음으로, 데이터 영역은 각 단말로 전송되는 음성, 패킷 등의 데이터를 전송하는 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel: 이하 'PDSCH'라 칭함)을 포함하는 일련의 통신 자원을 의미한다. 또한, LTE 시스템에서는 데이터 영역과 제어 영역 각각을 통해 CRS(Common Reference Signal)를 전송하도록 함으로써, 셀 내 모든 단말이 하향링크 채널을 추정할 수 있도록 한다.
종래의 LTE 시스템에서는 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 전송하는 PHICH를 제어 영역에 할당하며, 사용 가능한 주파수 대역 전반에 걸쳐 분산 전송한다. 즉, 종래의 LTE 시스템에서는 각 단말에 대한 ACK/NACK 신호를 BPSK 심볼로 생성한 후 Walsh 코드에 의해 4개의 심볼로 확산시키고, 4 개의 심볼을 연속된 4개의 자원 요소에 매핑한다. 따라서, 하나의 ACK/NACK 신호는 연속된 4개의 자원 요소에 매핑되는데, 하나의 ACK/NACK 신호가 매핑된 연속된 4개의 자원 요소를 자원 요소 그룹(Resource Element Group: 이하 'REG'라 칭함)이라 한다. 추가적으로, I/Q 멀티플렉싱 방식을 적용하여 하나의 REG에 당 최대 8개의 PHICH ACK/NACK 신호가 멀티플렉싱될 수 있다. 이러한 방식으로 구성된 REG는 3회 반복되어 발생되며, 반복 발생된 3개의 REG는 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB들의 제어 영역 내에서 주파수 상으로 서로 거리를 두고 흩어져 분산 전송된다. 이때, 각 단말 별 PHICH 전송을 위해 할당되는 Walsh 코드 및 REG 등에 대한 자원 인덱스는, 물리 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel: PUSCH) 전송 시에 할당된 PRB 인덱스 중에서 가장 낮은 인덱스 값, 가장 최근의 상향링크 DCI 포맷을 포함한 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel: PDCCH) 내 DM RS (Demodulation RS)의 순환 천이 필드 값 등과 같은 다수의 파라미터를 입력으로 하는 함수에 의하여 결정된다. 따라서, 단말은 상술한 바와 같은 다수의 파라미터들을 이용하여 함축적으로 단말 자신에 대한 PHICH 관련 자원을 구분할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 LTE 시스템에서는 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB들을 이용하여 전송하고 있다. 그러나, 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB들을 이용하여 PHICH를 전송하는 방식은 사용 가능한 전 주파수 대역에 걸쳐 RS(Reference Signal)를 전송해야 함으로써, 자원 소모가 심각하다고 판단되므로, 자원의 소모를 줄일 수 있는 PHICH 전송 기술이 필요하다. 더욱이, 보다 향상된 PHICH 수신 성능 획득을 위해서는 다양한 다중 안테나 전송 기법에 적합한 PHICH 전송 방식을 제공할 필요가 있다. 또한 다중 안테나 전송 기법을 적용한 PHICH 전송 방식에서 보다 원활한 PHICH 전송을 위해, 피드백 방법이 제공될 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 HARQ 정보를 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 HARQ 정보를 전송하는 특정 주파수 영역을 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 PHICH를 위해 할당된 물리 자원 블록(Physical Resource Block: 이하 'PRB'라 칭함) 각각에 대해 가중치를 적용하여 다이버시티 이득을 얻는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 다중 안테나 전송 기법 적용시 PHICH를 위해 할당된 PRB 각각에 안테나 채널 간 위상차를 고려한 가중치를 적용하여 다이버시티 이득을 얻는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말이 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 가중치 정보를 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 기지국의 방법은, 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB(Physical Resource Block)들 중에서 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원을 결정하는 과정과, 결정된 PHICH자원을 를 이용하여 PHICH 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 기지국의 장치는, 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB(Physical Resource Block)들 중에서 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원을 결정하는 제어부와, 결정된 PHICH자원을 이용하여 PHICH 신호를 전송하는 다수의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 수신하는 단말의 방법은, 기지국으로부터 수신되는 신호에서 PHICH 신호를 전송하기 위해 결정된 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원에대한 정보를 획득하는 과정과, 결정된 PHICH자원으로부터 PHICH 신호를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 수신하는 단말의 장치는, 기지국으로부터 수신되는 신호에서 PHICH 신호를 전송하기 위해 결정된 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원에 대한 정보를 획득하고, 상기 PHICH자원으로부터 PHICH 신호를 획득하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 기지국의 방법은, 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB(Physical Resource Block)들 중에서 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원을 결정하는 과정과, 단말로 전송할 PHICH 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복 생성하는 과정과, 다수의 안테나 중에서 적어도 하나의 안테나를 통해 송신되는 반복 생성된 PHICH 신호에 대해 임의의 가중치를 적용하는 과정과, 가중치가 적용된 PHICH 신호를 PHICH 자원에 포함된 적어도 하나의 PRB에 매핑하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 전송하는 기지국의 방법은, 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB(Physical Resource Block)들 중에서 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 신호를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원을 결정하는 과정과, 단말로 전송할 PHICH 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복 생성하는 과정과, 단말로부터 피드백된 정보를 이용하여 안테나 채널 간 위상차를 고려한 가중치를 설정하는 과정과, 다수의 안테나 중에서 적어도 하나의 안테나를 통해 송신되는 반복 생성된 PHICH 신호에 대한 가중치를 적용하는 과정과, 가중치가 적용된 PHICH 신호를 PHICH 자원에 포함된 적어도 하나의 PRB에 매핑하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 7 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 하이브리드 자동 재전송 요청 정보를 수신하는 단말의 방법은, 기지국으로부터 수신되는 신호에서 PHICH 신호를 전송하기 위해 결정된 적어도 하나의 PRB를 포함하는 PHICH 자원에 대한 정보를 획득하는 과정과, 기지국으로부터 수신되는 기준 신호를 이용하여 기지국의 송신 안테나 채널간 위상차를 계산하는 과정과, 송신 안테나 채널간 위상차를 나타내는 정보를 기지국으로 전송하는 과정과, 정보가 획득된 PHICH 자원에 포함된 적어도 하나의 PRB로부터 PHICH 신호를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 HARQ 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 PHICH를 위한 특정 주파수 영역을 결정하고, 결정된 주파수 영역에서만 ACK/NACK 정보를 포함하는PHICH를 전송함으로써, 수신 단 ACK/NACK 검출에 필요한 RS 수를 감소시켜 자원 효율을 높이는 효과가 있다. 또한, 기지국이 PHICH를 위해 할당된 물리 지원 블록(PRB: Physical Resource Block) 각각에 가중치를 적용하여, 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며, 특히, 안테나 채널 간의 위상차를 고려하여 빔포밍 가중치를 PRB 별로 설정함으로써, 채널 상태를 고려한 ACK/NACK 정보 전송이 가능한 효과가 있다. 마지막으로, 전술한 빔포밍 가중치 관련 정보를 단말이 효율적으로 기지국에 전송하는 방법을 제공함으로써 상기 ACK/NACK 전송이 채널 상태에 따라 적절하게 이루어 지도록 하는 효과가 있다
도 1a는 종래 기술에 따른 LTE 시스템에서 ACK/NACK 전송 구조를 도시하는 도면,
도 1b는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단일 송신 안테나를 이용한 ACK/NACK 전송 구조를 예를 들어 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 ACK/NACK 전송을 위한 신호 흐름을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 물리 자원 블록의 구조를 예로 들어 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 다양한 구조를 예로 들어 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 수신하는 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 물리 자원 블록의 구조를 예로 들어 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 다양한 구조를 예로 들어 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 수신하는 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 11 및 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 데이터 채널을 이용하여 피드백 정보를 전송하는 구조를 예를 들어 도시하는 도면,
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 제어 채널을 이용하여 피드백 정보를 전송하는 구조를 예를 들어 도시하는 도면,
도 15는 종래 기술과 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템의 PHICH 전송 성능 그래프를 도시하는 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 기지국이 PHCIH를 전송하는 절차를 도시하는 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 PHCIH를 수신하는 절차를 도시하는 도면,
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 기지국이 PHCIH를 전송하는 절차를 도시하는 도면, 및
도 19은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 PHCIH를 수신하는 절차를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 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.
이하 본 발명에서는 하이브리드 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat reQuest: 이하 'HARQ'라 칭함) 기법을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 HARQ 정보를 전송하는 기술에 대해 설명할 것이다.
이하 본 발명은 ACK/NACK 전송을 위해, 기지국에서 특정 주파수 영역을 물리 HARQ 지시 채널(Physical HARQ Indicator Channel: 이하 'PHICH'라 칭함)을 위한 자원 즉, ACK/NACK 전송용 자원으로 결정하고, 결정된 특정 주파수 영역을 통해 ACK/NACK 정보를 전송한다. 또한, 본 발명은 PHICH에 대한 단말의 수신 성능 향상을 위해 해당 주파수 영역에 대하여 빔포밍을 기반으로 하는 다중 안테나 전송 기법을 적용한다. 이때, 기지국이 빔포밍을 위한 가중치를 임의로 설정하여 해당 주파수 영역에 대한 빔포밍을 수행하는 경우와 기지국의 빔포밍을 위해 상향링크 데이터 채널 혹은 상향링크 제어 채널을 통해 단말로부터 피드백 정보를 받고 기지국은 상기 피드백 정보를 바탕으로 빔포밍 가중치를 설정하여 해당 주파수 영역에 대한 빔포밍을 수행하는 경우가 있다.
이하 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 ACK/NACK 정보를 3회 반복 전송하는 것을 예로 들어 설명하나, 반복 횟수는 설계 방식에 따라 달라질 수 있다.
도 1b는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단일 송신 안테나를 이용한 ACK/NACK 전송 구조를 예를 들어 도시하고 있다.
도 1b를 참조하면, 주파수 대역은 다수의 물리 자원 블록(Physical Resource Block: 이하 'PRB'라 칭함)(150)으로 구성된다. 여기서, PRB는 주파수 영역에서 12개의 부반송파 및 시간 영역에서 하나의 슬롯에 해당되는 자원 할당 단위로서, PRB는 1개의 부반송파 및 1개의 OFDM 심볼에 해당하는 자원 요소(RE: Resource Element)들로 구성된다. 본 발명에서는 특정 주파수 영역 즉, 특정 PRB를 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 전송하는 물리 HARQ 지시 채널(Physical HARQ Indicator Channel: 이하 'PHICH'라 칭함) 전송 자원으로 결정하고, 결정된 PRB 내에서만 ACK/NACK 정보를 전송한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 PHCIH 전송용으로 결정된 PRB를 PHICH PRB라 칭하기로 한다.
본 발명에서 PHICH PRB의 수는 기지국 설정 및 ACK/NACK의 반복 횟수에 따라 결정할 수 있으며, 이때 결정된 PHICH PRB들은 주파수 상으로 서로 거리를 두고 분산된 형태를 갖는다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기지국이 ACK/NACK 전송 PRB를 한 개로 설정하고 ACK/NACK 정보들이 포함된 해당 PRB를 3회 반복 전송하는 경우, 3개의 PRB들(153)을 PHICH 전송용으로 결정할 수 있으며, 이때 3개의 PHICH PRB들(153)은 주파수 상으로 거리를 두고 분산된 형태를 갖는다. 여기서, PHICH PRB의 인덱스는 기지국, 안테나, 혹은 단말 별로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 각각의 기지국에서 PHICH 전송용으로 이용하는 PRB는 서로 다를 수 있으며, 동일한 기지국이라 하더라도 PHICH 전송용으로 이용하는 PRB는 안테나별로 다를 수 있다. 또한, 각각의 기지국에서 각 단말에 대해 PHICH 전송용으로 이용하는 PRB를 다르게 설정될 수 있다.
각각의 PHICH PRB는 각 단말에 대한 ACK/NACK 정보를 나타내는 자원 요소 그룹(Resource Element Group: 이하 'REG'라 칭함)(151)과 단말의 채널 추정을 위한 기준 신호(Reference Signal: 이하 'RS'라 칭함)(152)를 포함한다. 여기서, 여기서, RS는 PHICH PRB를 위해 특화된 신호일 수도 있으며, 다른 기준 신호와 동일한 신호일 수 있다. 본 발명에서는 ACK/NACK 전송이 필요한 단말의 수에 따라 시간 영역 상에서 해당 PHICH PRB의 PHICH 전송을 위한 OFDM 심볼 수를 증가시키거나 주파수 영역 상에서 PHICH를 위한 PRB 수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 종래의 무선통신 시스템에서는 각 PRB 내에서 PHICH가 1개 내지 3개의 OFDM 심볼을 통해 전송되는 것과 달리, 본 발명에서는 필요에 따라 해당 PRB내에서 PHICH를 전송하는 OFDM 심볼의 수를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 PHICH REG를 실제 PRB RE들에 매핑할 때 PHICH PRB 및 해당 PRB에 할당된 각 단말의 REG 즉, PHICH REG를 나타내기 위해, 두 가지 방식을 이용할 수 있다. 첫 번째는, 각 단말의 PHICH가 매핑될 RE들을 PHICH PRB의 인덱스와 해당 PHICH PRB 내의 PHICH REG의 인덱스로 결정하는 방식으로서, PHICH PRB 인덱스를 이용하여 해당 단말이 사용하는 PHICH PRB로 결정된 PRB를 나타내고, PHICH REG 인덱스를 이용하여 해당 PRB 내에서 해당 단말에 할당된 REG를 나타낸다. 두 번째는, PHICH REG의 인덱스만을 이용하는 방식으로서, PHICH REG의 인덱스를 "PHICH PRB 인덱스 * PRB 당 REG 수 + 해당 PHICH PRB 내에서 해당 단말에게 할당된 REG 인덱스"로 나타낸다. 따라서, 두 번째 방식에서 PHICH REG 인덱스를 PRB 당 REG 수로 나누면, 그 몫은 PHICH PRB의 인덱스를 나타내고, 나머지는 PHICH PRB의 인덱스 내에서 해당 단말에 할당된 REG의 인덱스를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 하향링크 ACK/NACK 정보를 전송하는 PHICH를 위해 모든 PRB를 이용하는 것이 아니라, 특정 주파수 영역에 대응하는 특정 PRB들 만을 이용한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 ACK/NACK 전송을 위한 신호 흐름을 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 기지국(200)은 210단계에서 PHICH 전송을 위한 물리 자원 블록(PRB)들 즉, PHICH PRB들을 설정하고, 212단계로 진행하여 PHICH PRB 설정에 대한 정보를 단말(202)로 전송한다. 210단계에서 기지국은 주파수 상에서 서로 인접하지 않은 PRB들을 선택하여 PHICH PRB로 결정할 수 있으며. 212단계에서 PHICH PRB 설정에 대한 정보는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링 또는 다른 시그널링을 통하여 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
그러면, 단말(202)은 214단계에서 PHICH PRB 설정에 대한 정보를 수신하고, 기지국으로부터 PHICH가 전송될 수 있는 PRB set을 확인한다.
이후, 기지국(200)은 216단계에서 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 단말로 제어 정보를 전송한다. 여기서, 제어 정보는 데이터 채널 할당 정보, 전력제어 정보 등과 같은 스케줄링 정보를 포함한다.
이후, 단말(202)은 기지국(200)으로부터 수신된 제어 정보를 바탕으로 218단계와 같이 물리 상향링크 데이터 채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)를 통해 기지국(200)으로 사용자 데이터를 전송한다. 여기서, 본 발명에 따른 단말은 기지국(200)이 피드백 정보를 필요로 하는 경우, PUSCH를 통해 피드백 정보를 전송할 수 있다. 즉, 이하 설명되는 도 7 내지 도 15에서의 실시 예에서와 같이, 기지국(200)이 단말(202)의 피드백 정보를 이용하여 PHICH PRB에 대한 가중치를 설정하는 경우, 단말(202)은 PUSCH를 통해 사용자 데이터를 전송할 때, 피드백 정보를 함께 전송할 수 있다.
이후, 기지국(200)은 단말(202)로부터 전송된 데이터에 대한 ACK/NACK을 판단하고, PHICH PRB 내에서 해당 단말(202)을 위한 PHICH REG를 통해 ACK/NACK 정보를 전송한다. 이때, 본 발명에 따른 기지국(200)은 다이버시티 이득을 얻기 위해 특정 안테나로 전송되는 PHICH PRB들에 대해 가중치를 적용할 수 있다. 즉, 이하 설명되는 도 3 내지 도 6과 같이, 임의의 가중치를 적용할 수도 있고, 도 7 내지 도 15와 같이, 단말로부터 피드백되는 정보를 바탕으로 안테나 채널 간 위상 차를 고려하여 가중치를 적용할 수도 있다.
이후, 단말(202)은 222단계로 진행하여 상기 214단계에서 확인한 PHICH PRB에 대하여 종래 방법과 같이 자신에게 할당된 PHICH 자원을 확인하고 특정 PRB 내의 REG를 통해 단말 (202)에 대응하는 ACK/NACK 정보를 수신한다. 여기서, 단말은 기지국과 미리 약속한 방식에 따라 함축적으로 단말 자신에 대한 PHICH 관련 자원을 구분할 수 있다. 예를 들어, 단말(202)은 종래에 잘 알려진 바와 같이, 물리 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel) 전송 시에 할당된 PRB 인덱스 중에서 가장 낮은 인덱스 값, 가장 최근의 상향링크 DCI 포맷을 포함한 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel: PDCCH) 내 DM RS(Demodulation RS)의 순환 천이 필드 값 등과 같은 다수의 파라미터들을 입력으로 하는 함수에 의해 단말(202) 자신에 대한 PHICH 전송을 위해 할당된 Walsh 코드 및 REG 등에 대한 자원 인덱스를 확인할 수 있다. 이때, 단말(202)은 확인된 REG 인덱스를 바탕으로 PHICH PRB set중에서 상기 단말(202)에 대한 PHICH PRB를 확인할 수 있다.
그러면, 이하 도 3 내지 도 19에서는 PHICH에 대한 단말의 수신 성능 향상을 위해 다중 안테나 전송 기법을 이용하여 PHICH PRB 전송하는 방식에 대해 설명하기로 한다. 이하 설명에서는 설명의 편의를 위해 기지국의 송신단에서 2개의 안테나를 구비하고, 단말의 수신단에서 1개의 안테나를 구비하는 경우를 가정하여 설명할 것이다. 그러나, 기지국의 송신단 안테나 및 단말의 수신단 안테나 수는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(300), 신호 처리부(310), 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3), 제 1 PHICH PRB 매핑부(330-1) 제 2 PHICH PRB 매핑부(330-2), 제 1 IFFT부(340-1), 제 2 IFFT부(340-2), 제 1 CP삽입부(350-1), 제 2 CP 삽입부(350-2) 제 1 안테나(360-1) 및 제 2 안테나(360-2)를 포함하여 구성된다.
먼저, 제어부(300)는 기지국의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, HARQ 방식을 기반으로 통신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 제어부(300)는 본 발명에 따라 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB들 중에서 PHICH를 전송하기 위한 PRB들을 선택하여 PHICH 자원으로 결정하고, 결정된 PHICH 자원들 내에서 PHICH를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 제어부(300)는 주파수 상에서 서로 인접하지 않은 PRB들을 선택하여 PHICH 자원으로 결정한다. 제어부(300)는 설정된 PHICH 자원을 통하여 송신될 각 단말들의 PHICH 전송 정보 (예: Walsh 코드 인덱스, REG 인덱스)를 결정한다. 또한, 제어부(300)는 각 단말에 대한 ACK/NACK 신호를 3회 반복하여 미리 결정된 PHICH자원에 포함된 PHICH PRB들 각각에 매핑하고, 매핑한 PRB들을 제 1 안테나(360-1) 및 제 2 안테나(360-2)를 통해 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 제어부(300)는 단말의 수신 성능을 향상시키기 위해 송신 신호에 대한 빔포밍을 수행하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 제어부(300)는 제 2 안테나(360-2)를 통해 전송되는 PHICH PRB들에 대해 빔포밍을 위한 가중치를 적용하고, 제 1 안테나(360-1)를 통해 전송되는 PHICH PRB들에 대해 가중치를 적용하지 않기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 제어부(300)는 랜덤 가중치 생성부(302)를 포함함으로써, 제 1 안테나(360-1)를 통해 전송되는 3개의 PHICH PRB들 각각에 적용할 가중치 w0, w1 및 w2 임의로 생성하고, 생성된 가중치 w0, w1 및 w2 를 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3) 각각에 설정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 제어부(300)는 단말로부터 수신된 사용자 데이터의 수신 결과에 따라 ACK/NACK 신호를 생성하고, ACK/NACK 신호를 신호 처리부(310)로 출력한다. 또한, 제어부(300)는 PHICH PRB를 위한 기준 신호(Reference Signal)을 생성하여 출력한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 ACK/NACK 신호 및 PHICH PRB를 위한 RS를 총칭하는 용어로 PHICH 신호를 이용한다. 이때, 제어부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(360-1)와 제 2 안테나(3602)로 전송되는 각 PHICH PRB의 동일한 자원 요소(RE)에 RS 신호를 매핑하기 위한 기능을 제어한다. 또한, 제어부(300)는 Walsh 코드 길이 및 PHICH REG 매핑 방식에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 PHICH를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, PHICH PRB 내에서 PHICH 신호를 전송하는 OFDM 심볼의 수는 설계 방식에 따라 변경될 수 있다. 또한, PHICH PRB에서 PHICH 신호를 전송하는 시간 영역 시작점은 서브프레임의 첫 번 OFDM 심볼로 제한되지 않고, 변경 가능하다.
신호 처리부(310)는 제어부(300)로부터 제공되는 신호에 대한 스크램블링 및 변조를 수행 후 출력한다.
제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3)는 제어부(300)에 의해 임의의 값으로 설정된 가중치 w0, w1 및 w2를 이용하여 신호 처리부(310)로부터 출력되는 PHICH 신호의 위상을 변경시켜 출력한다. 이때, 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3) 각각의 가중치 w0, w1 및 w2 는 서로 다른 값으로 설정된다.
제 1 PHICH PRB 매핑부(330-1)는 신호 처리부(310)로부터 출력되는 PHICH 신호를 미리 결정된 PHICH PRB의 영역에 매핑한다. 이때, 신호 처리부(310)로부터 반복 출력된 각 PHICH 신호는 서로 다른 PHICH PRB 영역에 매핑된다.
제 2 PHICH PRB 매핑부(330-2)는 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3)로부터 서로 다른 가중치에 의해 위상이 변경된 PHICH 신호를 제어부(300)에서 미리 결정된 PHICH PRB의 영역에 매핑한다. 이때, 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3)로부터 출력된 각 PHICH 신호는 서로 다른 PHICH PRB 영역에 매핑된다. 예를 들어, 제어부(300)에서 PHICH를 전송하기 위해 결정된 PRB들을 PHICH PRB 0, 1, 2라고 할 경우, 제 1 가중치 적용부(320-1)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 0의 영역에 매핑되고, 제 2 가중치 적용부(320-2)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 1의 영역에 매핑되고, 제 3 가중치 적용부(320-3)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 2의 영역에 매핑된다.
제 1 IFFT부(340-1) 및 제 2 IFFT 부(340-2) 각각은 제 1 PHICH PRB 매핑부(330-1) 및 제 2 PHICH PRB 매핑부(330-2)로부터 출력된 신호를 IFFT 연산한 후, 제 1 CP 삽입부(350-1) 및 제 2 CP 삽입부(350-2)로 출력하고, 제 1 CP 삽입부(350-1) 및 제 2 CP 삽입부(350-2)는 입력되는 신호에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입한 후, 제 1 안테나(360-1) 및 제 2 안테나(360-2)로 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 수신하는 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 단말은 CP 제거부(600), FFT부(610), 채널 추정부(620), 채널 보상부(630), PHICH 복호화부(640) 및 제어부(650)를 포함하여 구성된다.
먼저, 제어부(650)는 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하고, HARQ 방식을 기반으로 통신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 제어부(650)는 PHICH 자원 확인부(652)를 포함함으로써, 기지국으로부터 수신되는 PHICH PRB에 대한 정보를 바탕으로 PHICH 신호가 매핑될 수 있는 주파수 영역 즉, PHICH PRB를 확인한다. 이후, 제어부(650)는 PHICH 신호가 전송되는 것으로 확인된 PRB 즉, PHICH PRB 내에서 PHICH 신호를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
CP 제거부(600)는 안테나로부터 수신되는 신호에서 CP를 제거하고, CP가 제거된 신호를 FFT부(610)로 출력한다. FFT부(610)는 CP 제거부(600)로부터 출력되는 신호를 FFT 연산하여 채널 추정부(620)로 출력한다. 채널 추정부(620)는 제어부(650)의 제어에 따라 FFT부(610)로부터 출력된 신호로부터 PHICH PRB의 RS로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널 정보를 채널 보상부(630)로 출력한다. 채널 보상부(630)는 추정된 채널 정보를 이용하여 수신 신호에 대한 채널 보상을 수행하고, 채널 보상된 신호를 PHICH 복호부(640)로 출력한다. PHICH 복호부(640)는 채널 보상된 신호에 대한 복호를 수행하여 ACK/NACK 정보를 검출하기 위한 기능을 수행한다.
상술한 바와 같이 도 3 및 도 6의 구조를 갖는 개루프 시스템에서, 기지국과 단말 간의 채널에 대한 주파수 선택도가 낮아 사용 가능한 전체 주파수 대역에 대한 채널 응답이 동일하다고 가정할 경우, 기지국의 빔포밍에 따라 단말의 수신 신호는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011060491006-pat00001
Figure 112011060491006-pat00002
Figure 112011060491006-pat00003
여기서 y0, y1 및 y2는 각각 PHICH PRB 0, 1, 2에 대한 주파수 영역에서의 단말의 수신 신호를 나타내고, h0 및 h1은 기지국의 각 송신 안테나로부터 단말에 대한 주파수 영역 채널 응답을 나타내며, s는 PHICH PRB 내의 PHICH 심볼을 나타내고, n0, n1, n2는 각각 PHICH PRB 0, 1, 2에 대한 잡음을 나타낸다. 또한, w0, w1, w2는 기지국의 각 송신 안테나 즉, 제 2 안테나(360-2)를 통해 전송될 PHICH PRB 0, 1, 2에 적용되는 임의의 가중치를 나타내며, 이들 가중치의 절대값은 1이 된다.
이에 따라, 단말의 수신 신호 y는 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 수학식 1에 나타낸 바와 같은 각 PHICH PRB 0, 1 및 2에 대한 수신 신호 y0, y1 및 y2에 대하여, 채널 보상을 수행한 후, 결합하면 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011060491006-pat00004
Figure 112011060491006-pat00005
여기서, n은 잡음 n0, n1 및 n2가 채널 보상을 거친 후에 결합된 값을 나타내며,
Figure 112011060491006-pat00006
은 복소 켤레 (complex conjugate)를 의미한다.
수학식 2에서는
Figure 112011060491006-pat00007
의 값이 w0, w1, w2에 의해 다른 주파수 채널 응답을 가짐으로써, 단말이 다이버시티 이득을 얻는 것을 나타내고 있다. 즉, 기지국이 특정 안테나를 통해 송신되는 PHICH PRB들에 가중치를 적용하지 않을 경우, 각 PHICH PRB에 대한 주파수 채널응답은 모두
Figure 112011060491006-pat00008
로 일정하여 다이버시티 이득을 얻을 수 없으나, 본 발명에서는 특정 안테나를 통해 송신되는 PHICH PRB들에 임의의 가중치를 적용함으로써, 채널 선택도가 낮은 환경에서 단말의 PHICH 신호에 대한 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
물론, 상술한 바와 같은 개루프 시스템에서, 기지국과 단말 간의 채널 선택도가 높은 환경에서는 각 PHICH PRB들에 대해 가중치를 적용하는 빔포밍 기법을 사용하지 않더라도, 주파수 채널 응답이 상이하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 전송하는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 기지국은 제어부(700), 신호 처리부(710), 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(720-1 내지 720-3), 제 1 PHICH PRB 매핑부(730-1) 제 2 PHICH PRB 매핑부(730-2), 제 1 IFFT부(740-1), 제 2 IFFT부(740-2), 제 1 CP삽입부(750-1), 제 2 CP 삽입부(750-2), 제 1 안테나(760-1), 제 2 안테나(760-2), CP 제거부(770), FFT부(780) 및 피드백 정보 추출부(790)를 포함하여 구성된다.
먼저, 제어부(700)는 기지국의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, HARQ 방식을 기반으로 통신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 제어부(700)는 본 발명에 따라 사용 가능한 주파수 대역을 구성하는 전체 PRB들 중에서 PHICH를 전송하기 위한 PRB들을 선택하여 PHICH 자원으로 결정하고, 결정된 PHICH 자원들 내에서 PHICH를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 제어부(700)는 주파수 상에서 서로 인접하지 않은 PRB들을 선택하여 PHICH 자원으로 결정한다. 제어부(700)는 설정된 PHICH 자원을 통하여 송신될 각 단말들의 PHICH 전송 정보(예: Walsh 코드 인덱스, REG 인덱스)를 결정한다.
또한, 제어부(700)는 각 단말에 대한 ACK/NACK 신호를 3회 반복하여 미리 결정된 PHICH자원에 포함된 PHICH PRB들 각각에 매핑하고, 매핑한 PRB들을 제 1 안테나(760-1) 및 제 2 안테나(760-2)를 통해 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 제어부(700)는 단말의 수신 성능을 향상시키기 위해 송신 신호에 대한 빔포밍을 수행하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 제어부(700)는 제 2 안테나(760-2)를 통해 전송되는 PHICH PRB들에 대해 빔포밍을 위한 가중치를 적용하고, 제 1 안테나(760-1)를 통해 전송되는 PHICH PRB들에 대해 가중치를 적용하지 않기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 제어부(700)는 가중치 설정부(702)를 포함함으로써, 안테나 채널 간 위상차를 바탕으로 제 2 안테나(760-2)를 통해 전송되는 3개의 PHICH PRB들 각각에 적용할 가중치 w0, w1 및 w2를 생성하고, 생성된 가중치 w0, w1 및 w2를 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(720-1 내지 720-3) 각각에 설정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 제어부(700)는 단말로부터 피드백되는 정보로부터 제 1 안테나(760-1) 및 제 2 안테나(760-2)에 대한 PHICH PRB별 위상차를 결정하고, 결정된 위상차를 가중치 w0, w1 및 w2로 생성한다. 이때, 단말로부터 피드백되는 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 위상차 정보, PHICH PRB별 이전 위상차에 대한 차이 값을 나타내는 정보, 송신 안테나별 PHICH PRB의 위상 정보, 또는 위상 및 크기에 관한 정보일 수 있다. 즉, 피드백 정보는 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 가중치를 구할 수 있는 모든 정보를 포함하는 의미이다.
또한, 제어부(700)는 단말로부터 수신된 사용자 데이터의 수신 결과에 따라 ACK/NACK 신호를 생성하고, ACK/NACK 신호를 신호 처리부(710)로 출력한다. 또한, 제어부(700)는 PHICH PRB를 위한 기준 신호(Reference Signal)을 생성하여 출력한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 ACK/NACK 신호 및 PHICH PRB를 위한 RS를 총칭하는 용어로 PHICH 신호를 이용한다. 이때, 제어부(700)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(760-1)와 제 2 안테나(7602)로 전송되는 각 PHICH PRB의 동일한 자원 요소(RE)에 RS 신호가 매핑되지 않도록 하기 위한 기능을 제어한다. 즉, 제어부(700)는 제 1 안테나(760-1)와 제 2 안테나(7602)로 전송되는 각 PHICH PRB의 서로 다른 자원 요소(RE)에 RS 신호가 매핑되도록 하기 위한 기능을 제어한다. 또한, 제어부(700)는 PHICH 신호에서 RS에는 가중치 w 0 , w 1 및 w 2 를 적용하지 않고, ACK/NACK에는 가중치 w 0 , w 1 및 w 2 가 적용되도록 하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 제어부(700)는 Walsh 코드 길이 및 PHICH REG 매핑 방식에 따라 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 PHICH를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, PHICH PRB 내에서 PHICH 신호를 전송하는 OFDM 심볼의 수는 설계 방식에 따라 변경될 수 있다. 또한, PHICH PRB에서 PHICH 신호를 전송하는 시간 영역 시작점은 서브프레임의 첫 번 OFDM 심볼로 제한되지 않고, 변경 가능하다.
신호 처리부(710)는 제어부(700)로부터 제공되는 신호에 대한 스크램블링 및 변조를 수행 후 출력한다.
제 1 내지 제 3 가중치 적용부(720-1 내지 720-3)는 제어부(700)에 의해 설정된 가중치 w0, w1 및 w2를 이용하여 신호 처리부(710)로부터 출력되는 PHICH 신호 즉, ACK/NACK 신호의 위상을 변경시켜 출력한다. 이때, 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(320-1 내지 320-3) 각각의 가중치 w0, w1 및 w2 는 각 PHICH PRB에 대한 제 1 안테나(760-1)와 단말 간의 채널 및 제 2 안테나(760-2)와 단말 간의 채널 위상 차에 의해 설정된다. 여기서, 제 1 내지 제 2 가중치 적용부(720-1 내지 720-3)는 제어부(700)의 제어에 따라 RS에 대해서는 가중치를 적용하지 않고, ACK/NACK 신호에만 가중치를 적용한다.
제 1 PHICH PRB 매핑부(730-1)는 신호 처리부(710)로부터 출력되는 PHICH 신호를 미리 결정된 PHICH PRB의 영역에 매핑한다. 이때, 신호 처리부(710)로부터 반복 출력된 각 PHICH 신호는 서로 다른 PHICH PRB 영역에 매핑된다.
제 2 PHICH PRB 매핑부(730-2)는 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(720-1 내지 720-3)로부터 위상이 변경된 PHICH 신호를 제어부(700)에서 미리 결정된 PHICH PRB의 영역에 매핑한다. 이때, 제 1 내지 제 3 가중치 적용부(720-1 내지 720-3)로부터 출력된 각 PHICH 신호는 서로 다른 PHICH PRB 영역에 매핑된다. 예를 들어, 제어부(700)에서 PHICH를 전송하기 위해 결정된 PRB들을 PHICH PRB 0, 1, 2라고 할 경우, 제 1 가중치 적용부(720-1)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 0의 영역에 매핑되고, 제 2 가중치 적용부(720-2)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 1의 영역에 매핑되고, 제 3 가중치 적용부(720-3)로부터 출력된 PHICH 신호는 PHICH PRB 2의 영역에 매핑된다.
제 1 IFFT부(740-1) 및 제 2 IFFT 부(740-2) 각각은 제 1 PHICH PRB 매핑부(730-1) 및 제 2 PHICH PRB 매핑부(730-2)로부터 출력된 신호를 IFFT 연산한 후, 제 1 CP 삽입부(750-1) 및 제 2 CP 삽입부(750-2)로 출력하고, 제 1 CP 삽입부(750-1) 및 제 2 CP 삽입부(750-2)는 입력되는 신호에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입한 후, 제 1 안테나(760-1) 및 제 2 안테나(760-2)로 출력한다.
CP 제거부(770)는 수신 안테나를 통해 단말로부터 수신되는 신호에서 CP를 제거하고, FFT부(780)는 CP 제거부(770)로부터의 신호를 FFT 연산하여 피드백 정보 추출부(790)로 출력한다. 피드백 정보 추출부(790)는 FFT부(780)로부터의 신호에서 안테나 채널 간의 위상차를 나타내는 피드백 정보를 추출하여 제어부(700)로 제공한다. 여기서, 안테나 채널 간의 위상차를 나타내는 피드백 정보는 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 수신될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 PHICH를 수신하는 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 10을 참조하면, 단말은 CP 제거부(1000), FFT부(1010), 채널 추정부(1020), 채널 보상부(1030), PHICH 복호부(1040), 제어부(1050), 피드백 정보 삽입부(1060), 주파수 할당부(1070), IFFT부(1080) 및 CP 삽입부(1090)를 포함하여 구성된다.
먼저, 제어부(1050)는 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하고, HARQ 방식을 기반으로 통신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 특히, 제어부(1050)는 PHICH 자원 확인부(1052)를 포함함으로써, 기지국으로부터 수신되는 PHICH 자원에 대한 정보를 바탕으로 PHICH 신호가 매핑될 수 있는 주파수 영역 즉, PHICH PRB를 확인한다. 이후, 제어부(1050)는 PHICH 신호가 전송되는 것으로 확인된 PRB 즉, PHICH PRB 내에서 PHICH 신호를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 제어부(1050)는 피드백 정보 생성부(1054)를 포함함으로써, 기지국으로부터 수신되는 RS를 바탕으로 채널을 추정하여 PHICH PRB별 각각에 대해 기지국의 안테나 채널 간 위상차를 계산하고, 계산된 위상차를 나타내는 피드백 정보를 생성하여 기지국으로 피드백하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 예를 들어, PHICH 전송용으로 결정된 PRB들을 PHICH PRB 0, 1 및 2라고 할 가정할 경우, 피드백 정보 생성부(1050)는 기지국의 송신 제 1 안테나으로부터의 PHICH PRB 0의 RS를 수신하여 신호 위상 θ0을 측정하고, 기지국의 송신 제 2 안테나로부터의 PHICH PRB 0의 RS를 수신하여 신호 위상 θ1를 측정하여 위상 차이를 계산한다. 여기서, 피드백 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 위상차 정보, PHICH PRB별 이전 위상차에 대한 차이 값을 나타내는 정보, 송신 안테나별 PHICH PRB의 위상 정보 혹은 위상 및 크기에 관한 정보일 수 있다. 즉, 피드백 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 가중치를 구할 수 있는 모든 정보를 포함하는 의미이다.
또한, 상기 제어부(1050)는 생성된 피드백 정보를 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 기지국으로 피드백하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 기지국이 단말에게 PHICH를 전송하는 것은 단말이 송신한 상향링크 데이터를 기지국이 적절하게 수신했는지 여부를 나타내기 위한 것이기 때문에, 제어부(1050)는 사용자 데이터를 전송하는 PUSCH를 통해 피드백 정보를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1050)는 도 11에 나타낸 바와 같이, PUSCH DFT(Discrete Fourier Transform) 입력(1101)에서 피드백 정보(1100)가 채널 부호화 후 삽입되어 전송되도록 처리할 수 있다. 이때, 사용자 데이터는 해당 피드백 정보의 양을 고려하여 레이트 매칭(rate matching)될 수 있으므로, 피드백 정보 삽입으로 인한 문제는 없을 것이다. 다른 예로, 제어부(1050)는 도 12에 나타낸 바와 같이, PUSCH DFT 입력(1101)에서 CQI(Channel Quality Information) 정보(1201)가 삽입된 이후의 위치에 피드백 정보(1202)가 채널 부호화 후 삽입되어 전송되도록 처리할 수 있다. 또는, CQI 정보와 피드백 정보가 함께 부호화(joint coding)되어 삽입되도록 할 수도 있을 것이다. 또한, 제어부(1050)는 상술한 도 11 및 도 12의 방식 이외에도, 피드백 정보를 PUSCH 내의 RS에 인접한 위치에 삽입되도록 함으로써, 기지국이 피드백 정보 수신 시에 높은 채널 추정 정확도를 얻을 수 있도록 한다.
또한, 제어부(1050)는 제어 정보를 전송하는 PUCCH를 통해 피드백 정보를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리할 수 있다. 이때, 제어부(1050)는 제어 채널의 다양한 포맷을 통해 피드백 정보를 멀티플렉싱하여 전송 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1050)는 도 13에 도시된 바와 같이, 종래에 제공된 제어 채널의 포맷들 중에서 CQI 전송 포맷을 이용하여 피드백 정보를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 피드백 정보를 부호화하여 최대 10개의 QPSK 심볼 d(0), d(1), ..., d(9)로 변조한 후, 각각의 심볼에 CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 시퀀스(1300)를 곱하고, 이로 인해 12개로 확장된 심볼을 IFFT 연산(1301)하여 12개의 부반송파 즉, 하나의 PRB(1302)에 매핑하여 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때 각 QPSK 심볼에 대응하는 d(0), d(1), ..., d(9)는 순서대로 처리하여 각각 순서대로 동일한 PRB 내에서 데이터 전송용 SC-FDMA 심볼 구간을 통해 순서대로 전송되도록 제어한다. 여기서, 각 단말 별로 전송 심볼에 곱해지는 CAZAC 시퀀스의 순환 천이(Cyclic Shift) 값이 다르게 할당되므로 하나의 PRB 내에 다수의 단말들에 대한 신호가 전송되더라도 기지국은 각 단말에게 할당된 순환 천이 값의 CAZAC 시퀀스를 곱하여 해당 정보를 검출할 수 있다. 여기서, 피드백 정보를 전송하는 방식은 종래에 잘 알려진 바와 같이 CQI 정보를 전송하는 PUCCH 포맷 2의 방식과 동일하다.
다른 예를 들어, 제어부(1050)는 도 14에 도시된 바와 같이, 종래에 제공된 제어 채널의 포맷들 중에서 ACK/NACK 전송 포맷을 이용하여 피드백 정보를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. ACK/NACK 전송 포맷은 최대 48비트에 해당하는 정보를 전송할 수 있으므로, CQI 전송 포맷보다 많은 피드백 정보를 전송하는데 유리하다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제어부(1050)는 피드백 정보를 부호화하여 24개의 QPSK 심볼 d(0), d(1), ..., d(23)로 변조하고, 이를 두 그룹으로 나눈 후 각 그룹 별로 길이 5의 직교 코드{w(0), w(1), w(2), w(3), w(4)}를 곱하고, 각각의 심볼에 CAZAC 시퀀스(1406)를 곱한 후, DFT(1407) 및 IFFT(1408) 과정을 거쳐 하나의 PRB 내에서 데이터 전송용 SC-FDMA 심볼을 통해 순서대로 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 여기서, 피드백 정보를 전송하는 방식은 종래에 잘 알려진 바와 같이 ACK/NACK 정보를 전송하는 PUCCH 포맷 3의 방식과 동일하다.
CP 제거부(1000)는 안테나로부터 수신되는 신호에서 CP를 제거하고, CP가 제거된 신호를 FFT부(1010)로 출력한다. FFT부(1010)는 CP 제거부(1000)로부터 출력되는 신호를 FFT 연산하여 채널 추정부(1020)로 출력한다. 채널 추정부(1020)는 제어부(1050)의 제어에 따라 FFT부(1010)로부터 출력된 신호로부터 PHICH PRB의 RS로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널 정보를 채널 보상부(1030)로 출력한다. 채널 보상부(1030)는 추정된 채널 정보를 이용하여 수신 신호에 대한 채널 보상을 수행하고, 채널 보상된 신호를 PHICH 복호부(1040)로 출력한다. PHICH 복호부(1040)는 채널 보상된 신호에 대한 복호를 수행하여 ACK/NACK 정보를 검출하기 위한 기능을 수행한다.
한편, 피드백 정보 삽입부(1060)는 제어부(1050)의 제어에 따라 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이 PUSCH에 피드백 정보를 삽입하거나 도 12 및 13에 나타낸 바와 같이 PUCCH에 피드백 정보를 삽입한다. 여기서, 피드백 정보는 컨벌루션 부호화 혹은 블록 부호화 처리된 후, PUSCH 혹은 PUCCH에 삽입될 수 있으며, 이때 부호화 처리는 PHICH PRB 별 피드백 정보 각각에 대하여 수행될 수도 있으며, 피드백 정보 전체에 대하여 수행될 수도 있다.
주파수 할당부(1070)는 피드백 정보가 포함된 PUSCH 혹은 PUCCH에 대하여 주파수를 할당하여 출력하고, IFFT부(1080)는 피드백 정보가 포함된 PUSCH 혹은 PUCCH 신호에 대한 IFFT 연산을 수행하고, CP 삽입부(1090)는 해당 신호에 CP를 삽입하여 안테나를 통해 기지국으로 전송한다.
상술한 바와 같이 도 7 및 도 10의 구조를 갖는 폐루프 시스템에서, 기지국과 단말 간의 채널에 대한 주파수 선택도가 낮아 사용 가능한 전체 주파수 대역에 대한 채널 응답이 동일하다고 가정할 경우, 기지국의 빔포밍에 따라 단말의 수신 신호는 수학식 1 및 2와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 기지국의 빔포밍 가중치 w0, w1, w2를 두 안테나 채널간 위상 차이값으로 설정함으로써, 수학식 2의 채널 응답
Figure 112011060491006-pat00009
수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 이때, 수학식 2의 다른 채널 응답 역시 하기 수학식 3과 같은 방식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112011060491006-pat00010
Figure 112011060491006-pat00011
Figure 112011060491006-pat00012
여기서, |h0| 및 |h1|은 제 1 안테나와 제 2 안테나로부터 단말에 대한 주파수 채널 응답 크기를 나타내고, θ0, θ1은 제 1 안테나와 제 2 안테나로부터 단말에 대한 신호의 위상을 나타낸다. 여기서, φ0은 θ0와 θ1간의 위상 차이를 나타낸다. 이때, w0의 크기는 1이고, 위상은 두 안테나 채널의 위상차 φ0로 나타낸다. 즉, 본 발명에서는 수학식 3에서와 같이 두 안테나 채널간 위상 차이 φ0를 바탕으로 가중치로 설정하여 cos 값이 1이 되게 함으로써, 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며, 동시에 두 안테나 간 위상 차이를 보상함으로써 동기 결합(Coherent combining) 이득을 얻을 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 폐루프 시스템에서, 기지국과 단말 간의 채널에 대한 주파수 선택도가 높은 환경에서, 안테나 채널 간 위상차를 고려한 빔포밍 기법 적용을 가정하면, 단말의 수신 신호는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011060491006-pat00013
Figure 112011060491006-pat00014
Figure 112011060491006-pat00015
여기서, y0, y1 및 y2는 각각 PHICH PRB 0, 1, 2에 대한 주파수 영역에서의 단말의 수신 신호를 나타내고, h(i-1)j는 제 i 안테나의 PHICH RB j에 해당하는 주파수 채널 응답을 나타낸다. 예를 들어 제 1 안테나의 PHICH RB 0, 1, 2에 대한 주파수 채널 응답은 각각 h00, h01, h02로 나타낼 수 있다. 또한, s는 PHICH PRB 내의 PHICH 심볼을 나타내고, n0, n1, n2는 각각 PHICH PRB 0, 1, 2에 대한 잡음을 나타낸다. 또한, w0, w1, w2는 기지국의 각 송신 안테나 즉, 제 2 안테나(760-2)를 통해 전송될 PHICH PRB 0, 1, 2에 적용되는 가중치를 나타낸다.
이에 따라, 단말의 수신 신호 y는 아래 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 수학식 4에 나타낸 바와 같은 각 PHICH PRB 0, 1 및 2에 대한 수신 신호 y0, y1 및 y2에 대하여, 채널 보상을 수행한 후, 결합하면 아래 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011060491006-pat00016
Figure 112011060491006-pat00017
Figure 112011060491006-pat00018
여기서, θ(i-1)j는 제 i안테나를 통해 수신되는 PHICH PRB j에 해당하는 주파수 채널 응답의 위상차를 의미하며, φ0, φ1, φ2는 PHICH PRB 0, 1, 2에 적용되는 가중치 값을 나타낸다. 이때, φ0, φ1, φ2는 각각 θ00-θ10, θ01-θ11, θ02-θ12로 설정된다. 즉, 본 발명에서는 수학식 4와 같이 안테나 다이버시티 이득 및 동기 결합 이득에 더하여, PHICH PRB별 서로 다른 주파수 채널 응답으로부터 주파수 다이버시티 이득을 동시에 획득할 수 있으므로, PHICH에 대한 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
도 15는 종래 기술과 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템의 PHICH 전송 성능 그래프를 도시하고 있다. 여기서는, 기지국의 송신 안테나가 2개이고, 단말의 수신 안테나가 1개인 상황에서 10MHz 채널 대역폭에서 1개의 PHICH를 PHICH PRB에 전송하는 경우를 가정한다. 이때, 단말의 이동 속도는 1km/h의 저속 이동을 가정하였으며, 페이딩 채널은 TU(Typical Urban) 6 모델을 적용하였다.
도 15에서 Rel-10 PHICH SFBC는 현재 LTE/LTE-A 규격에 정의된 개루프 전송 다이버시티 방식을 이용한 PHICH 전송 기법에 대한 BER(Bit Error Rate) 성능을 나타내고, BPSK(Diversity order 6)는 페이딩 채널 환경에서 다이버시티 6차 이득을 얻는 경우 BPSK 방식의 이론적인 BER 성능을 나타낸다. 주파수 선택도가 존재하는 TU6 채널 모델에서 Rel-10 PHICH SFBC는 두 개의 송신 안테나로부터 2차의 안테나 다이버시티를 얻고 3 개의 PHICH PRB로부터 3차의 주파수 다이버시티를 얻어 이론적으로 6차의 다이버시티를 획득할 수 있으나, 실제 채널 추정 오차를 감안하면 Rel-10 PHICH SFBC가 BPSK(Diversity order 6)의 이론치에 비하여 10-3 BER에서 약 1.5dB 성능 열화가 발생한다.
또한, PHICH CL BF(IDEAL)은 본 발명의 상기 폐루프 빔포밍 방식에서 채널 추정 오차가 없을 경우에 대한 BER 성능을 나타낸다. 이 경우 6차의 다이버시티 이득을 얻는 동시에 안테나 동기 결합 이득을 얻을 수 있으므로 BPSK(Diversity order 6) 이론치에 비하여 10-3 BER에서 약 1.5dB 이상 우수한 성능을 갖는다.
반면, PHICH CL BF는 본 발명의 상기 폐루프 빔포밍 방식에서 채널 추정오차가 존재하는 경우에 대한 BER 성능을 나타낸다. 이 경우 채널 추정 오차가 존재함에도 불구하고 BPSK(Diversity order 6)과 거의 유사한 성능을 보이며 Rel-10 PHICH SFBC에 비해 10-3 BER에서 약 1dB 우수한 성능을 갖는다.
또한, PHICH CL BF with 1% FB error는 본 발명의 폐루프 빔포밍 방식에 채널 추정 오차뿐 아니라 1% 확률의 피드백 정보 오차가 존재하는 상황의 BER 성능을 나타내는 것으로, 10-3 BER에서 Rel-10 PHICH SFBC에 비해 약 1dB 개선된 성능을 보이고 있다.
추가로, PHICH CL BF with 1% FB error + 12-state quantization은 피드백 정보를 12 레벨로 양자화하여 채널 추정오차, 피드백 오차 외에 양자화 오차가 추가된 경우의 성능을 나타내는 것으로, 10-3 BER에서 Rel-10 PHICH SFBC에 비해 약 1dB 가량 우수한 성능을 보인다. 물론, 피드백 오차 및 양자화 오차에 의한 제약으로 인하여 매우 높은 Eb/No (Energy per Bit to Noise power spectral density ratio) 영역에서 상대적인 성능 이득이 감소하는 현상을 나타내나, 실제 통신 환경에서 이 정도의 Eb/No는 현실적이지 않은 수치임을 감안하면 피드백의 양자화 레벨 증가를 통한 성능 개선이 가능할 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 기지국이 PHCIH를 전송하는 절차를 도시하고 있다. 여기서는, 기지국이 PHICH 전송을 위해 사용할 PRB set 즉, PHICH PRB들을 미리 설정하고(210), 미리 결정된 PHICH PRB들에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링 혹은 다른 시그널링을 통해 단말로 전송(212)한 상태임을 가정한다.
도 16을 참조하면, 기지국은 1601단계에서 각 단말에 대한 PHICH 자원을 결정한다.
이후, 기지국은 1603단계에서 특정 안테나로 전송할 PHICH PRB에 대하여 가중치를 임의로 설정하고, 1605단계에서 RS 및 ACK/NACK 정보에 임의로 설정된 가중치를 적용한 후, 1601단계에서 결정된 PHICH 자원을 통해 전송한다. 즉, 기지국은 각 단말로 전송할 PHICH 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복 생성하고, 반복 생성된 PHICH 신호를 미리 결정된 PHICH PRB에 매핑하여 다수의 안테나를 통해 전송하며, 이때 다수의 안테나 중 특정 안테나를 통해 전송될 PHICH PRB에 대해 임의의 가중치를 적용함으로써, 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
이후, 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개루프 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 PHCIH를 수신하는 절차를 도시하고 있다. 여기서는, 단말이 기지국으로부터 RRC 시그널링 혹은 다른 시그널링을 통해 PHICH 전송을 위해 사용되는 PHICH set, 즉, PHICH PRB들에 대한 정보를 미리 획득(214)한 상태임을 가정한다.
도 17을 참조하면, 단말은 1701단계에서 기지국으로부터의 RRC 시그널링 혹은 다른 시그널링을 통해 미리 수신된 PHICH PRB에 대한 정보를 바탕으로 각 단말에게 할당된 PHICH 자원을 확인한다.
이후, 단말은 1703단계에서 각 단말에 할당된 PHICH 자원에 대하여 채널을 추정하고, 1705단계로 진행하여 추정된 채널을 이용하여 PHICH 자원으로부터 PHICH를 검출한다.
이후, 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐루프 구조의 무선통신 시스템에서 기지국이 PHCIH를 전송하는 절차를 도시하고 있다. 여기서는, 기지국이 PHICH 전송을 위해 사용할 PRB set 즉, PHICH PRB들을 미리 설정하고(210), 미리 결정된 PHICH PRB들에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링 혹은 다른 시그널링을 통해 단말로 전송한 상태임을 가정한다.
도 18을 참조하면, 기지국은 1801단계에서 각 단말에 대한 PHICH 자원을 결정한다.
이후, 기지국은 1803단계에서 단말로부터 가중치에 대한 정보 즉, 안테나 채널 간 위상차를 나타내는 정보를 피드백 받는다. 여기서, 안테나 채널 간 위상차를 나타내는 정보는 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 피드백될 수 있다. 또한, 단말로부터 피드백되는 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 위상차 정보, PHICH PRB별 이전 위상차에 대한 차이 값을 나타내는 정보, 송신 안테나별 PHICH PRB의 위상 정보 또는 위상 및 크기에 관한 정보일 수 있다. 즉, 피드백 정보는 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 가중치를 구할 수 있는 모든 정보를 포함하는 의미이다.
이후, 기지국은 1805단계에서 안테나 채널 간 위상차를 특정 안테나로 전송할 PHICH PRB에 대한 가중치를 설정하고, 1807단계에서 안테나 채널 간 위상차로 설정된 가중치를 ACK/NACK 정보에 적용한 후, 이를 1801단계에서 결정된 PHICH 자원을 통해 전송한다. 즉, 기지국은 각 단말로 전송할 PHICH 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복 생성하고, 반복 생성된 PHICH 신호를 미리 결정된 PHICH PRB에 매핑하여 다수의 안테나를 통해 전송하며, 이때 다수의 안테나 중 특정 안테나를 통해 전송될 PHICH PRB에 대해 안테나 채널 간 위상차를 고려한 가중치를 적용함으로써, 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
이후, 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 19를 참조하면, 단말은 1901단계에서 기지국으로부터의 RRC 시그널링 혹은 다른 시그널링을 통해 미리 수신된 PHICH PRB에 대한 정보를 바탕으로 각 단말 에게 할당된 PHICH 자원을 확인한다.
이후, 단말은 1903단계에서 각 단말에 할당된 PHICH 자원에 대하여 채널을 추정하고, 단말은 1905단계에서 기지국으로부터 수신되는 RS를 이용하여 가중치에 대한 정보를 생성한다. 즉, 단말은 기지국의 두 안테나 채널 간 위상 차를 계산하고, 계산된 위상차를 나타내는 정보를 생성한다. 여기서, 위상차를 나타내는 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 위상차 정보, PHICH PRB별 이전 위상차에 대한 차이 값을 나타내는 정보, 송신 안테나별 PHICH PRB의 위상 정보, 또는 위상 및 크기에 관한 정보일 수 있다. 즉, 피드백 정보는 기지국의 송신 안테나 채널 간 PHICH PRB별 가중치를 구할 수 있는 모든 정보를 포함하는 의미이다.
이후, 단말은 1907단계에서 가중치에 대한 정보를 기지국으로 피드백한다. 여기서, 단말은 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 가중치에 대한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.
이후, 단말은 1909단계로 진행하여 추정된 채널을 이용하여 PHICH 자원으로부터 PHICH를 검출한다. 이후, 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (28)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    ACK/NACK(acknowledge/negative-acknowledge)의 반복 횟수를 결정하는 과정과,
    상기 ACK/NACK의 반복 횟수에 기반하여 사용 가능한 주파수 대역 중 ACK/NACK 정보를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB(physical resource block)를 식별하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 PRB를 알리기 위한(notifying) 메시지를 단말에게 송신하는 과정과,
    상기 ACK/NACK 정보를 변조하여 ACK/NACK 신호를 생성하는 과정과,
    상기 식별된 적어도 하나의 PRB를 이용하여 상기 ACK/NACK 신호를 송신하기 위해 특정되는 참조 신호 및 상기 ACK/NACK 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 ACK/NACK 신호를 송신하는 과정은,
    가중치를 적용하여 상기 ACK/NACK 신호의 제1 부분 집합에 빔포밍을 수행하는 과정과,
    제1 안테나를 통하여 상기 ACK/NACK 신호의 상기 제1 부분 집합을 송신하는 과정과,
    제2 안테나를 통하여 상기 ACK/NACK 신호의 제2 부분 집합을 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가중치는 상기 제1 안테나의 채널 및 상기 제2 안테나의 채널 간의 위상 차에 기반하여 결정되는 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 가중치에 대한 정보를 포함하는 피드백 신호를 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 가중치에 대한 정보는 상향링크 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널 및 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널 중 하나를 통하여 송신되는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 PRB(physical resource block)를 알리는 메시지를 기지국으로부터 수신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 PRB는, ACK/NACK(acknowledge/negative-acknowledge) 정보를 전송하기 위하여, 상기 기지국에 의하여 결정되는 ACK/NACK 반복 횟수에 기반하여 상기 기지국에 의해 가용 주파수 대역의 다수의 PRB들 중에서 식별되고,
    상기 식별된 적어도 하나의 PRB를 이용하여 ACK/NACK 신호를 수신하기 위해 특정되는 참조 신호 및 상기 ACK/NACK 신호를 수신하는 과정을 포함하고,
    상기 ACK/NACK 신호는 기지국에 의해 상기 ACK/NACK 정보를 변조하여 생성되는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 ACK/NACK 신호들에 빔포밍을 수행하기 위해 적용되는 가중치에 대한 정보를 포함하는 피드백 신호를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 가중치에 대한 정보는 상향링크 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널 및 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널 중 하나를 통하여 송신되는 방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 ACK/NACK 신호는 제1 안테나를 통하여 전송되는 상기 ACK/NACK 신호의 제1 부분 집합 및 제2 안테나를 통하여 전송되는 상기 ACK/NACK 신호의 제2 부분 집합을 포함하고,
    상기 ACK/NACK 신호의 상기 제1 부분 집합은 상기 기지국에 의해 가중치가 적용되어 빔포밍이 수행되는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가중치는 상기 제1 안테나의 채널 및 상기 제2 안테나의 채널 간 위상 차에 기반하여 결정되는 방법.



  11. 무선통신 시스템에서 기지국의 장치에 있어서,
    ACK/NACK(acknowledge/negative-acknowledge)의 반복 횟수를 결정하고,
    상기 ACK/NACK의 반복 횟수에 기반하여 사용 가능한 주파수 대역 중 ACK/NACK 정보를 전송하기 위한 적어도 하나의 PRB(physical resource block)를 식별하도록 구성되는 제어부와,
    상기 적어도 하나의 PRB를 알리기 위한(notifying) 메시지를 단말에게 송신하도록 구성되는 통신부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 ACK/NACK 정보를 변조하여 ACK/NACK 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 통신부는 상기 식별된 적어도 하나의 PRB를 이용하여 상기 ACK/NACK 신호를 송신하기 위해 특정되는 참조 신호 및 상기 ACK/NACK 신호를 송신하도록 구성되는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는 가중치를 적용하여 상기 ACK/NACK 신호의 제1 부분 집합에 빔포밍을 수행하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 통신부는 제1 안테나를 통하여 상기 ACK/NACK 신호의 상기 제1 부분 집합을 송신하고,
    제2 안테나를 통하여 상기 ACK/NACK 신호의 제2 부분 집합을 송신하도록 구성되는 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 가중치는 상기 제1 안테나의 채널 및 상기 제2 안테나의 채널 간의 위상 차에 기반하여 결정되는 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 통신부는 상기 가중치에 대한 정보를 포함하는 피드백 신호를 단말로부터 수신하도록 추가적으로 구성되는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 가중치에 대한 정보는 상향링크 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널 및 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널 중 하나를 통하여 송신되는 장치.
  16. 무선 통신 시스템에서 단말의 장치에 있어서,
    적어도 하나의 PRB(physical resource block)를 알리는 메시지를 기지국으로부터 수신하도록 구성되는 통신부와, 상기 적어도 하나의 PRB는, ACK/NACK(acknowledge/negative-acknowledge) 정보를 전송하기 위하여, 상기 기지국에 의하여 결정되는 ACK/NACK 반복 횟수에 기반하여 상기 기지국에 의해 가용 주파수 대역의 다수의 PRB들 중에서 식별되고,
    상기 통신부는 상기 식별된 적어도 하나의 PRB를 이용하여 ACK/NACK 신호를 수신하기 위해 특정되는 참조 신호 및 상기 ACK/NACK 신호를 수신하도록 구성되고,
    상기 ACK/NACK 신호는 기지국에 의해 상기 ACK/NACK 정보를 변조하여 생성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 통신부는 상기 ACK/NACK 신호들에 빔포밍을 수행하기 위해 적용되는 가중치에 대한 정보를 포함하는 피드백 신호를 송신하도록 추가적으로 구성되는 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 가중치에 대한 정보는 상향링크 데이터를 전송하기 위한 데이터 채널 및 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널 중 하나를 통하여 송신되는 장치.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 ACK/NACK 신호는 제1 안테나를 통하여 전송되는 상기 ACK/NACK 신호의 제1 부분 집합 및 제2 안테나를 통하여 전송되는 상기 ACK/NACK 신호의 제2 부분 집합을 포함하고,
    상기 ACK/NACK 신호의 상기 제1 부분 집합은 상기 기지국에 의해 가중치가 적용되어 빔포밍이 수행되는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 가중치는 상기 제1 안테나의 채널 및 상기 제2 안테나의 채널 간 위상 차에 기반하여 결정되는 장치.




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