KR20160140259A

KR20160140259A - 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터 송신 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20160140259A
Application number: KR1020150076660A
Authority: KR
Inventors: 이은종; 이현석; 배덕현; 이장원; 변일무
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-07

Abstract

본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(Downlink data: DL data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당받는 단계, 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 단말이 하향링크 스케쥴링이 되었는지를 나타내는 정보이며; 상기 할당받은 자원을 통해 상기 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 슬림 하향링크 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터 송신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DOWNLINK DATA IN A WIRELESS SYSTEM}

본 명세서는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 저 지연 통신(low latency communication 또는 ultra-low latency communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 하향링크 데이터를 단말로 전송하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

특히, 5G 이동 통신의 경우, 그 핵심 성능 지표로 체감 전송률, 최대 전송률, 최대 이동 속도, 전송 지연, 단말의 밀도, 에너지 효율, 주파수 효율, 면적당 시스템 용량 등이 고려되고 있다.

이 중에서도 특히, 5G 이동 통신 시스템에서 기존의 4G 이동 통신 시스템과 다른 주요한 특징으로 낮은 전송 지연(low latency) 요구를 꼽을 수 있다.

이는 5G 이동 통신 시스템에서 사용될 것으로 고려되는 스마트 그리드, 차량간 통신, 가상 현실 등과 같은 다양한 서비스를 지원하기 위한 것으로, 해당 서비스들은 일반적으로 굉장히 낮은 지연 시간을 요구한다.

이 때문에 기존 이동 통신 시스템의 전송 지연 시간으로는 해당 서비스들을 지원하기 어려운 문제가 있다.

기존의 4G 이동 통신 시스템에서는 대부분 단말의 최대 전송률을 향상시키는 연구가 진행된 반면에, 최근 5G 이동통신 시스템을 위한 연구에서는 낮은 전송 지연 요구를 만족시키기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.

또한, 기존 LTE/LTE-A 통신 기술에서는 하향링크 전송을 위하여 기지국이 전송하는 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information:DCI)를 단말이 필수적으로 수신해야 한다.

상기 DCI는 단말이 하향링크 스케쥴링된 경우에만 기지국으로부터 전송되며, 하향링크 제어 정보는 해당 subframe에서 단말이 수신해야 하는 자원 위치가 포함된다.

따라서, 단말은 모든 subframe에서 하향링크 제어 정보를 연속적으로 수신할 수 있는 경우, 지연 시간을 최소화할 수 있다.

하지만, 단말이 모든 subframe의 제어 정보를 연속적으로 수신하는 경우, 매우 큰 전력이 소모되는 문제가 발생한다.

따라서, 기존 LTE/LTE-A 통신 기술에서는 하향링크 제어 정보를 연속적으로 수신하는 것이 아니라 일정 주기 마다 수신하여 단말의 하향링크 제어 정보 수신을 위한 수신 전력을 줄일 수 있는 비연속수신(Discontinuous Reception;DRX) 기술을 사용한다.

그러나 상기 DRX 기술을 사용할 경우, 단말이 하향링크 패킷을 수신을 하였을 때, 기지국은 해당 단말의 다음 하향링크 수신 주기에 맞게 스케쥴링을 수행해야 하므로 지연시간이 증가하는 단점을 가진다.

따라서, 5G 이동 통신 기술에서 요구하는 저지연 요구 사항을 만족시키기 위해서는 단말이 하향링크 제어 정보를 수신할 때의 소모 전력을 감소시키면서 하향링크 제어 정보의 연속적인 수신을 실현할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.

기존 LTE/LTE-A 통신 기술에서 각 단말은 자신이 하향링크 스케쥴링 여부를 파악하기 위하여 하향링크 제어 채널에서 자신의 하향링크 제어 정보가 있는지 없는지를 확인하기 위해 블라인드 디코딩(blind-decoding)을 수행한다.

이 때, decoding에 성공한 정보가 없을 경우 단말은 해당 subframe에 자신이 스케쥴링 되어있지 않다고 판단하고, decoding에 성공한 정보가 있을 경우 단말은 디코딩에 성공한 정보를 사용하여 하향링크 데이터를 기지국으로부터 수신한다.

하향링크 제어 정보는 해당 제어 정보가 전송된 subframe에서 단말이 수신해야하는 하향링크 데이터에 대한 자원 위치 및 전송 방법이 포함되어 있으므로, 단말은 하향링크 제어 정보를 기지국으로부터 수신할 경우, 하향링크 데이터 수신을 위해 항상 해당 subframe전체를 수신하여 버퍼에 저장해둘 필요가 있다.

이는 결국 단말로 하여금 하향링크 제어 정보를 수신하는데 필요한 소모 전력을 크게 만들어 하향링크 제어 정보를 연속적으로 수신하지 못하게 하는 결과를 초래하게 된다.

또한, 저지연 서비스(low latency service)에서는 일반적으로 전송되는 데이터의 크기가 작을 것으로 예상되므로, 실제 전송되는 데이터의 크기 대비 기존 통신 기술의 DCI의 크기로 인한 signaling overhead가 너무 큰 문제가 발생하게 된다.

본 명세서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 각 단말로 dedicated 자원을 할당하여 매 subframe마다 해당 단말로 하향링크 스케쥴링 여부를 알려주는 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 단말이 스케쥴링된 경우 그 다음 subframe에 미리 약속된 위치의 physical downlink shared channel (PDSCH) 자원에서 미리 약속된 MCS(modulation channel coding)를 이용하여 해당 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 단말이 기지국으로부터 하향링크 제어 정보의 수신을 연속적으로 수행할 수 있게 함과 동시에 하향링크 데이터 전송을 위한 signaling overhead를 줄일 수 있는 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원은 각 단말 별로 할당되는 전용(dedicated) 자원인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 하향링크 데이터는 상기 슬림 하향링크 제어 정보의 수신 서브프레임(subframe) 다음 서브프레임(subframe)에서 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 매 서브프레임마다 수신되며, 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 서브프레임의 일부 영역을 통해 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 PDSCH는 하향링크 데이터 수신을 위해 미리 예약된(Reserved) 자원인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원은 상기 기지국과 초기 접속(initial access) 절차를 통해 할당되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 물리 채널(Physical Channel)을 통해 수신되며, 상기 물리 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), EPDCCH(Enhanced PDCCH) 또는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 물리 채널을 통해 수신되는 슬림 하향링크 제어 정보는 특정 길이의 시퀀스에 특정 확산 인자(spreading factor)를 가지는 직교 코드(orthogonal code)를 곱하여 생성되며, 상기 특정 길이의 시퀀스는 상기 슬림 하향링크 제어 정보의 비트(bit)를 특정 횟수만큼 반복하여 생성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 기지국으로부터 상기 슬림 DCI의 구성을 나타내는 슬림 DCI 구성(configuration) 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 DCI 구성 정보는 슬림 DCI가 할당된 제 1 영역의 자원 할당 최소 단위 인덱스(index), 상기 슬림 DCI가 할당된 제 2 영역의 자원 할당 최소 단위 인덱스 또는 상기 제 2 영역의 자원 할당 최소 단위에서 슬림 DCI를 복호하는데 사용되는 직교 코드(orthogonal code) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제 1 영역은 다수의 제 2 영역들로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제 1 영역은 CCE(Control Channel Element), ECCE(Enhanced Control Channel Element), RB(Resource Block) 또는 RBP(Resource Block Pair)이며, 상기 제 2 영역은 SCCE(Slim Control Channel Element)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 하향링크 데이터를 수신하는 단계는 상기 수신된 슬림 DCI를 통해 하향링크 스케쥴링 여부를 확인하는 단계; 및 상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링된 경우, 상기 슬림 DCI의 수신 subframe 다음 subframe에서 PDCCH를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 PDCCH는 단말의 하향링크 데이터 수신과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 PDCCH를 수신하는 단계는 상기 PDSCH를 통해 상기 기지국으로부터 하향링크 데이터 수신을 실패한 경우 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) ACK/NACK 전송과 관련된 제어 정보를 포함하는 PDCCH를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 HARQ ACK/NACK 전송과 관련된 제어 정보는 상기 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 자원 위치 정보, 상기 하향링크 데이터가 새로운 데이터인지를 나타내는 NDI(New Data Indicator) 정보, HARQ 프로세스와 관련된 HARQ 프로세스 번호 또는 수신되는 하향링크 데이터의 리던던시 버전(redundancy version)을 나타내는 redundancy version 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 단계는 상기 하향링크 데이터의 수신 성공 여부를 확인하는 단계; 및 상기 확인 결과에 따라, 상기 기지국으로 HARQ ACK 또는 HARQ NACK을 PUCCH를 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(DL data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 기지국에 의해 수행되는 방법은 단말로 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당하는 단계, 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 상기 단말이 하향링크 스케쥴링 되었는지를 나타내는 정보이며; 상기 할당된 자원을 통해 상기 단말로 슬림 하향링크 제어 정보를 전송하는 단계; 및 상기 단말로 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원을 할당하는 단계는상기 단말로 할당 가능한 슬림 하향링크 제어 정보 자원이 존재하는지를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 단말로 할당 가능한 슬림 하향링크 제어 정보 자원이 존재하지 않는 경우, 상기 단말로 슬림 하향링크 제어 정보 자원을 할당하기 위한 추가 자원을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 추가 자원을 상기 단말의 슬림 하향링크 제어 정보 자원으로 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(DL data)를 송수신하기 위한 단말에 있어서, 상기 단말은 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당받고; 상기 할당받은 자원을 통해 상기 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보를 수신하고; 및 상기 수신된 슬림 하향링크 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 수신하도록 제어하되, 상기 슬림 하향링크 제어 정보는 단말이 하향링크 스케쥴링이 되었는지를 나타내는 정보인 것을 특징으로 한다.

본 명세서는 슬림 DCI를 새롭게 정의함으로써, 단말이 전체 subframe을 수신하여 버퍼에 저장하지 않고, subframe의 일부(단말의 하향링크 스케쥴링 여부를 알려주는 자원을 포함하는)만 수신하여도 자신의 하향링크 스케쥴링 여부를 확인할 수 있어, 하향링크 제어 정보 수신 시 RF 및 제어 정보의 blind-decoding으로 인해 소모되는 단말의 전력을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 슬림 DCI를 이용하여 단말의 연속적인 제어 정보 수신을 가능하게 함으로써, 하향링크 데이터 송수신의 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 단말의 하향링크 데이터 수신 시, 사전에 예약된(또는 정의된) 위치의 자원 및 MCS 정보를 이용하기 때문에 단말의 하향링크 데이터 수신을 위한 signaling overhead를 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC-FDMA 심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI를 이용한 하향링크 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 PDCCH 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 EPDCCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 PDSCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 예약된 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 송수신하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 PDCCH 및 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI를 이용하여 하향링크 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI의 수신 오류 처리 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

시스템 일반

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.

E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane) 프로토콜을 제공하는 기지국(eNB)들로 구성되고, 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 기지국들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU(packet data unit)의 보장되지 않은 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 기지국 사이에 정의된다. X2-CP는 기지국 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 기지국과 타겟 기지국 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다. 기지국은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 기지국과 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 기지국과 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 기지국과 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다. 도 2의 (a)는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 2의 (b)는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack) 사용자 평면(user plane)과 제어신호(signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)으로 구분된다.

제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.

제1 계층(L1)인 물리 계층(PHY: physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 매체 접속 제어(MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널(transport?channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널(PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널(PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.

제2 계층(L2)의 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어(RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.

제2 계층(L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM: transparent mode), 비확인 모드(UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.

제2 계층(L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4(internet protocol version 4) 또는 IPv6(internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜(IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)을 포함한다.

제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러(SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러(DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.

기지국을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(BCH: broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널(MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널(uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.

논리 채널(logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 논리채널로는 방송 제어 채널(BCCH: broadcast control channel), 페이징 제어 채널(PCCH: paging control channel), 공통 제어 채널(CCCH: common control channel), 전용 제어 채널(DCCH: dedicated control channel), 멀티캐스트 제어 채널(MCCH: multicast control channel), 전용 트래픽 채널(DTCH: dedicated traffic channel), 멀티캐스트 트래픽 채널(MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다.

단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM(EPS mobility management) 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 등록 해제 상태(EMM-DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM 등록 상태 및 EMM 등록 해제 상태는 단말과 MME에게 적용될 수 있다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 등록 해제 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM 등록 상태로 천이(transition)된다.

또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS connection management) 연결 상태(ECM-CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태(ECM-IDLE)가 정의될 수 있다. ECM 연결 상태 및 ECM 아이들 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다. ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결(connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있게 된다. 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.

네트워크는 ECM 연결 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면, 네트워크는 ECM 아이들 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며, 코어 네트워크(CN: core network)가 셀보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신(DRX: Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말-특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 기회에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다. 또한, 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 아이들 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM 아이들 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트(TAU: tracking area update) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다. 반면, 단말이 ECM 연결 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM 연결 상태에서 네트워크는 단말이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및/또는 수신하고, 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.

위와 같이, 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM 연결 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 상태와 마찬가지로 ECM 아이들 상태에 있으며, 단말이 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM 아이들 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청(service request) 절차를 통해 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S301 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(P-SCH: primary synchronization channel) 및 부 동기 채널(S-SCH: secondary synchronization channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(identifier) 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(PBCH: physical broadcast channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(DL RS: downlink reference signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S302 단계에서 PDCCH 및 PDCCH 정보에 따른 PDSCH 을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 랜덤 액세스 절차(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH: physical random access channel)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), PDCCH 및 이에 대응하는 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 랜덤 액세스의 경우, 단말은 추가적인 PRACH 신호의 전송(S305) 및 PDCCH 신호 및 이에 대응하는 PDSCH 신호의 수신(S306)과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH 신호 및/또는 PDSCH 신호의 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 신호의 전송(S308)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: uplink control information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK, 스케줄링 요청(SR: scheduling request), 채널 품질 지시자(CQI), 프리코딩 행렬 지시자(PMI: precoding matrix indicator), 랭크 지시자(RI: rank indication) 정보 등을 포함한다.

LTE/LTE-A 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다. FDD 방식에 의하면?상향링크?전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면?상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과?상향링크?채널 응답이 거의 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은?상향링크?채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을?상향링크?전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크?전송이 동시에 수행될 수 없다.?상향링크?전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서,?상향링크?전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.

도 4(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원 블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE/LTE-A는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 순환 전치(extended CP)와 일반 순환 전치(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가 사용될 수 있다.

일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 4의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임으로 구성되고, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 5개의 서브프레임 중 특히, 스페셜 서브프레임(special subframe)은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 5을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(RE: resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair)(k, l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0, …, N_RB×12-1)는 주파수 영역 내 부 반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수(NRB)는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE/LTE-A에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH, PDCCH, PHICH 등이 있다.

PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ에 대한 ACK/NACK 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI: radio network temporary identifier)가 마스킹(masking)된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자(예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자(예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(SI-RNTI(system information-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또한, 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 쌍(pair)이 할당된다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍은 슬롯 경계에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

PDCCH(Physical Downlink Control Channel)

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI: Downlink Control Indicator)라고 한다. PDCCH은 DCI 포맷에 따라서 제어 정보의 크기 및 용도가 다르며 또한 부호화율에 따라 크기가 달라질 수 있다.

표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

DCI format	Objectives
0	Scheduling of PUSCH
1	Scheduling of one PDSCH codeword
1A	Compact scheduling of one PDSCH codeword
1B	Closed-loop single-rank transmission
1C	Paging, RACH response and dynamic BCCH
1D	MU-MIMO
2	Scheduling of rank-adapted closed-loop spatial multiplexing mode
2A	Scheduling of rank-adapted open-loop spatial multiplexing mode
3	TPC commands for PUCCH and PUSCH with 2bit power adjustments
3A	TPC commands for PUCCH and PUSCH with single bit power adjustments
4	the scheduling of PUSCH in one UL cell with multi-antenna port transmission mode

표 1을 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 0, 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL-SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2, 개루프(Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A, 다중 안테나 포트 전송 모드(transmission mode)에서 하나의 상향링크 셀 내 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 4가 있다.

DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케줄링을 위해 사용될 수 있다.

이러한, DCI 포맷은 단말 별로 독립적으로 적용될 수 있으며, 하나의 서브프레임 안에 여러 단말의 PDCCH가 동시에 다중화(multiplexing)될 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며, 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라고 부른다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다. 각 단말에 따라 구성된 PDCCH는 CCE 대 RE 맵핑 규칙(CCE-to-RE mapping rule)에 의하여 각 서브프레임의 제어 채널 영역으로 인터리빙(interleaving)되어 맵핑된다. PDCCH의 위치는 각 서브프레임의 제어채널을 위한 OFDM 심볼 개수, PHICH 그룹 개수 그리고 송신안테나 및 주파수 천이 등에 따라 달라질 수 있다.

상술한 바와 같이, 다중화된 각 단말의 PDCCH에 독립적으로 채널 코딩이 수행되고 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 적용된다. 각 단말의 고유의 식별자 (UE ID)를 CRC에 마스킹(masking)하여 단말이 자신의 PDCCH를 수신할 수 있도록 한다. 하지만, 서브프레임 내에서 할당된 제어 영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH가 어느 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩(BD: Blind Decoding)이라 한다. 블라인드 디코딩은 블라인드 탐색(Blind Detection) 또는 블라인드 서치(Blind Search)라고 불릴 수 있다. 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자(UE ID)를 디 마스킹(De-Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어 채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다.

물리상향링크제어채널 (PUCCH)

PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보(UCI)는, 스케줄링 요청(SR: Scheduling Request), HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.

HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드(codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트가 전송되고, 하향링크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트가 전송된다.

채널 측정 정보는 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며, 채널품질지시자(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩매트릭스인덱스(PMI: Precoding Matrix Index) 및 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다. 이들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.

CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가 사용될 수 있다.

PUCCH는 BPSK(Binary Phase Shift Keying)과 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복수개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별하기 위하여 코드분할다중화(CDM: Code Division Multiplexing)을 수행하는 경우에 길이 12 의 CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 시퀀스를 주로 사용한다. CAZAC 시퀀스는 시간 영역(time domain) 및 주파수 영역(frequency domain)에서 일정한 크기(amplitude)를 유지하는 특성을 가지므로 단말의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 또는 CM(Cubic Metric)을 낮추어 커버리지를 증가시키기에 적합한 성질을 가진다. 또한, PUCCH를 통해 전송되는 하향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 정보는 직교 시퀀스(orthgonal sequence) 또는 직교 커버(OC: orthogonal cover)를 이용하여 커버링된다.

또한, PUCCH 상으로 전송되는 제어정보는 서로 다른 순환 시프트(CS: cyclic shift) 값을 가지는 순환 시프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용하여 구별될 수 있다. 순환 시프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 시프트시켜 생성할 수 있다. 특정 CS 양은 순환 시프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다. 채널의 지연 확산(delay spread)에 따라 사용 가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있으며, 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다.

또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수(즉, PUCCH 의 코히어런트(coherent) 검출을 위한 참조신호(RS) 전송에 이용되는 SC-FDMA 심볼을 제외한 SC-FDMA 심볼들)에 따라 결정될 수 있다.

3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며, 각각의 PUCCH 포맷에 따라서 전송되는 상향링크 제어 정보(UCI: uplink control information)의 속성은 다음의 표 2와 같이 요약할 수 있다.

PUCCH Format	Uplink Control Information(UCI)
Format 1	Scheduling Request(SR)(unmodulated waveform)
Format 1a	1-bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format 1b	2-bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format 2	CQI (20 coded bits)
Format 2	CQI and 1- or 2-bit HARQ ACK/NACK (20 bits) for extended CP only
Format 2a	CQI and 1-bit HARQ ACK/NACK (20+1 coded bits)
Format 2b	CQI and 2-bit HARQ ACK/NACK (20+2 coded bits)

PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.

PUCCH 포맷 1a 또는 1b는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다.

PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다.

확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 사용될 수도 있다.

도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.

도 8에서

는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1,...,

-1는 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단(edge)에 매핑된다. 도 8에서 도시하는 바와 같이, m=0,1로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는 PUCCH 포맷 2/2a/2b가 대역-끝단(bandedge)에 위치한 자원블록들에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 함께(mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수(

)는 브로드캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다.

PUCCH 포맷 2/2a/2b에 대하여 설명한다. PUCCH 포맷 2/2a/2b는 채널 측정 피드백(CQI, PMI, RI)을 전송하기 위한 제어 채널이다.

채널측정피드백(이하에서는, 통칭하여 CQI 정보라고 표현함)의 보고 주기 및 측정 대상이 되는 주파수 단위(또는 주파수 해상도(resolution))는 기지국에 의하여 제어될 수 있다. 시간 영역에서 주기적 및 비주기적 CQI 보고가 지원될 수 있다. PUCCH 포맷 2 는 주기적 보고에만 사용되고, 비주기적 보고를 위해서는 PUSCH가 사용될 수 있다. 비주기적 보고의 경우에 기지국은 단말에게 상향링크 데이터 전송을 위하여 스케줄링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송할 것을 지시할 수 있다.

PUCCH 채널 구조

PUCCH 포맷 1a 및 1b에 대하여 설명한다.

PUCCH 포맷 1a/1b에 있어서 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산(multiply)된다. 예를 들어, 변조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ..., N-1) 가 승산된 결과는 y(0), y(1), y(2), ..., y(N-1) 이 된다. y(0), ..., y(N-1) 심볼들을 심볼 블록(block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심볼에 CAZAC 시퀀스를 승산한 후에, 직교 시퀀스를 이용한 블록-단위(block-wise)확산이 적용된다.

일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드(Hadamard) 시퀀스가 사용되고, 짧은(shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호(Reference Signal)에 대해서는 길이 3의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용된다.

확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용된다.

도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.

도 9에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예시적으로 나타낸다.

하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개의 연속되는 SC-FDMA 심볼에는 참조신호(RS)가 실리고, 나머지 4 개의 SC-FDMA 심볼에는 ACK/NACK 신호가 실린다.

한편, 확장된 CP 의 경우에는 중간의 2 개의 연속되는 심볼에 RS 가 실릴 수 있다. RS에 사용되는 심볼의 개수 및 위치는 제어채널에 따라 달라질 수 있으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심볼의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다.

1 비트 및 2 비트의 확인응답 정보(스크램블링되지 않은 상태)는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있다. 긍정확인응답(ACK)은 '1' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인응답(NACK)은 '0'으로 인코딩될 수 있다.

할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 용량을 높이기 위해 2 차원 확산이 적용된다. 즉, 다중화할 수 있는 단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다.

ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시퀀스를 기본 시퀀스로 사용한다. 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadoff-Chu (ZC) 시퀀스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기본 시퀀스인 ZC 시퀀스에 서로 다른 순환 시프트(CS: Cyclic Shift)가 적용됨으로써, 서로 다른 단말 또는 서로 다른 제어 채널의 다중화가 적용될 수 있다. HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH RB 들을 위한 SC-FDMA 심볼에서 지원되는 CS 자원의 개수는 셀-특정 상위-계층 시그널링 파라미터(

)에 의해 설정된다.

주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산(spreading) 코드를 사용하여 시간 영역에서 확산된다. 직교 확산 코드로는 월시-하다마드(Walsh-Hadamard) 시퀀스 또는 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 예를 들어, ACK/NACK 신호는 4 심볼에 대해 길이 4의 직교 시퀀스(w0, w1, w2, w3)를 이용하여 확산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시퀀스를 통해 확산시킨다. 이를 직교 커버링(OC: Orthogonal Covering)이라 한다.

전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 즉, 동일한 PUCCH RB 상에서 많은 개수의 단말들의 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있다.

이와 같은 시간 영역 확산 CDM 에 대해서, ACK/NACK 정보에 대해서 지원되는 확산 코드들의 개수는 RS 심볼들의 개수에 의해서 제한된다. 즉, RS 전송 SC-FDMA 심볼들의 개수는 ACK/NACK 정보 전송 SC-FDMA 심볼들의 개수보다 적기 때문에, RS 의 다중화 용량(capacity)이 ACK/NACK 정보의 다중화 용량에 비하여 적게 된다.

예를 들어, 일반 CP 의 경우에 4 개의 심볼에서 ACK/NACK 정보가 전송될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3개의 직교 확산 코드가 사용되며, 이는 RS 전송 심볼의 개수가 3 개로 제한되어 RS 를 위하여 3 개의 직교 확산 코드만이 사용될 수 있기 때문이다.

일반 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 3 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어, 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트(CS) 및 시간 영역에서 3개의 직교커버(OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 18 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다. 만약, 확장된 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 2 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어, 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트(CS) 및 시간 영역에서 2 개의 직교커버(OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 12 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다.

다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케줄링 요청(SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다. SR 채널은 PUCCH 포맷 1a/1b 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK(On-Off Keying) 방식으로 구성된다. SR 채널에서는 참조신호가 전송되지 않는다. 따라서, 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시퀀스가 이용된다. SR 및 ACK/NACK 에 대하여 상이한 순환 시프트 또는 직교 커버가 할당될 수 있다. 즉, 긍정(positive) SR 전송을 위해 단말은 SR용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 부정(negative) SR 전송을 위해서는 단말은 ACK/NACK용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다.

다음으로 개선된-PUCCH(e-PUCCH) 포맷에 대하여 설명한다. e-PUCCH는 LTE-A 시스템의 PUCCH 포맷 3에 대응할 수 있다. PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송에는 블록 확산(block spreading) 기법이 적용될 수 있다.

블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리, 제어 신호 전송을 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 8에서 나타내는 바와 같이, 심볼 시퀀스가 OCC(Orthogonal Cover Code)를 이용하여 시간 영역(domain) 상에서 확산되어 전송될 수 있다. OCC를 이용함으로써 동일한 RB 상에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS(cyclic shift)를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화되는 반면, 블록 확산 기반 PUCCH 포맷(예를 들어, PUCCH 포맷 3)의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 주파수 영역에 걸쳐서 전송되고, OCC를 이용한 시간 영역 확산을 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화된다.

도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC-FDMA 심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.

도 10에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 길이=5 (또는 SF=5)의 OCC를 이용하여 5 개의 SC-FDMA 심볼(즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 2 개의 RS 심볼이 사용될 수 있다.

도 10의 예시에서, RS 심볼은 특정 순환 시프트 값이 적용된 CAZAC 시퀀스로부터 생성될 수 있으며, 복수개의 RS 심볼에 걸쳐 소정의 OCC가 적용된 (또는 곱해진) 형태로 전송될 수 있다. 또한, 도 10의 예시에서 각각의 OFDM 심볼(또는 SC-FDMA 심볼) 별로 12 개의 변조 심볼이 사용되고, 각각의 변조 심볼은 QPSK에 의해 생성되는 것으로 가정하면, 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 최대 비트 수는 12x2=24 비트가 된다. 따라서, 2개의 슬롯으로 전송할 수 있는 비트수는 총 48비트가 된다. 이와 같이 블록 확산 방식의 PUCCH 채널 구조를 사용하는 경우 기존의 PUCCH 포맷 1계열 및 2 계열에 비하여 확장된 크기의 제어 정보의 전송이 가능해진다.

PHICH(Physical HARQ Indication Channel)

이하, PHICH에 대해서 설명한다.

LTE 시스템에서는 상향링크에서 SU-MIMO를 지원하지 않으므로 1개의 PHICH는 하나의 단말의 PUSCH, 즉 단일 스트림(single stream)에 대한 1비트 ACK/NACK만을 전송한다.

1비트의 ACK/NACK을 코드율(code rate)이 1/3인 반복 코드를 이용하여 3비트로 코딩한다. 코딩된 ACK/NACK을 BPSK(Binary Phase Key-Shifting) 방식으로 변조하여 3개의 변조 심벌들을 생성한다. 상기 변조 심벌은 노멀 CP 구조에서 스프레딩 인자 SF(Spreading Factor)=4, 확장 CP 구조에서 SF=2를 이용하여 스프레딩(spreading)된다.

상기 변조 심벌들을 스프레딩할 때 직교 시퀀스가 사용되며, 사용되는 직교 시퀀스의 개수는 I/Q 다중화(multiplexing)을 적용하기 위해 SF*2가 된다.

SF*2개의 직교 시퀀스를 사용하여 스프레딩된 PHICH들이 1개의 PHICH 그룹으로 정의될 수 있다. 스프레딩된 심벌들에 대하여 레이어 맵핑이 수행된다. 레이어 맵핑된 심벌들이 자원 맵핑되어 전송된다.

PHICH는 PUSCH 전송에 따른 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 동일한 집합의 자원 요소에 맵핑된 복수의 PHICH가 PHICH 그룹을 형성하며, PHICH 그룹 내의 각각의 PHICH는 서로 다른 직교 시퀀스(orthogonal sequence)에 의해서 구분된다. FDD 시스템에서 PHICH 그룹의 개수인

는 모든 서브프레임에서 일정하다.

PHICH에 사용되는 자원은 PUSCH의 자원 할당시 가장 작은 PRB 인덱스와 상향링크 그랜트(UL grant)로 전송되는 DMRS(Demodulation Reference Signal)의 순환 쉬프트 값을 기반으로 결정될 수 있다.

PHICH가 맵핑되는 자원(이하 PHICH 자원)은 인덱스 쌍인 (

,

)로 표현할 수 있으며,

는 PHICH 그룹 인덱스,

는 상기 PHICH 그룹 내의 직교 시퀀스 인덱스를 나타낸다.

이하에서, 본 명세서에서 제안하는 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information: Slim DCI)를 이용하여 하향링크 데이터를 송수신하는 방법에 대해 관련 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

단말은 기지국으로부터 하향링크 데이터(Downlink Data:DL Data)를 수신하기 위해서 필수적인 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information:DCI, 이하 ‘DCI’라 한다)를 수신한다.

여기서, 단말이 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 동작을 편의상 하향링크 수신 또는 PDSCH(physical Downlink Shared Channel) 수신으로 표현할 수도 있다.

여기서, 필수적인 DCI는 단말이 자신의 제어 정보임을 확인하기 위해 필요한 제어 정보로서, 단말 식별(identity) 정보, 하향링크 데이터의 자원 위치 정보, 하향링크 데이터의 자원을 디코딩하는데 필요한 MCS 정보 등을 포함할 수 있다.

종래는 상기 필수적인 DCI 뿐만 아니라 단말이 하향링크 데이터를 수신하는데 필요한 모든 정보를 DCI에 포함시켜 단말로 전송함으로 인해 발생하는 DCI의 control overhead를 줄이고, 자원의 효율적 사용을 위해 기지국은 단말이 하향링크 스케쥴링 되었을 경우에만 해당 DCI를 단말로 전송하였다.

이러한 방법은 단말의 하향링크 수신 지연(delay) 및 블라인드 디코딩(blind-decoding)으로 인한 추가적인 전력 소모를 유발하게 된다.

따라서, 본 명세서는 단말로 전송하는 제어 정보의 양을 줄이고, 각 단말의 dedicated 자원을 활용하고, 해당 제어 정보를 매 subframe마다 전송하는 방법에 대해 제공한다.

본 명세서에서 제안하는 제어 정보 즉, 종래의 제어 정보의 양을 줄인 제어 정보를 종래의 제어 정보와 구별하기 위해 슬림 하향링크 제어 정보(Slim DCI)라 표현하기로 한다.

또한, 본 명세서는 단말이 전체 subframe을 수신하여 버퍼에 저장하지 않고, 제어 정보 즉, Slim DCI를 포함하는 subframe의 일부분만을 수신하여 버퍼에 저장함으로써, 적은 전력으로 하향링크 제어 정보를 수신할 수 있는 방법을 제공한다.

이하에서 살필 방법들은 기본적으로 저지연 서비스를 필요로 하는 단말을 고려하므로, 특별한 언급이 없는 한 ‘단말’은 저지연 서비스를 지원하는 ‘저지연 단말’을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

슬림 DCI는 단말의 하향링크 스케쥴링 여부를 나타내는 제어 정보로서, 1 bit의 값을 가질 수 있다.

표 3은 슬림 DCI 포맷의 일 예를 나타낸다.

Field(1bit)	Description
0	하향링크 스케쥴링 되지 않음
1	하향링크 스케쥴링 됨

표 3에서, 슬림 DCI 값이 ‘0’으로 설정된 경우, 단말로 하향링크 스케쥴링이 되지 않았음을 나타내며, 슬림 DCI 값이 ‘1’로 설정된 경우, 단말로 하향링크 스케쥴링이 되었음을 나타낼 수 있다.

도 11은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI를 이용한 하향링크 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 저지연 서비스를 필요로 하는 단말은 네트워크 시스템에 접속하는 과정(또는 망 접속 과정)을 통해 기지국으로부터 Slim DCI에 대한 전용(dedicated) 자원을 할당 받는다(S1110).

이후, 상기 단말은 매 subframe마다 해당 dedicated 자원이 포함된 subframe의 일부분을 수신하여 자신이 하향링크 스케쥴링 되었는지를 확인한다(S1120~S1130).

즉, 상기 단말은 매 subframe마다 할당된 dedicated 자원을 통해 슬림 DCI를 수신함으로써(S1120), 자신의 하향링크 스케쥴링 여부를 확인한다(S1130).

여기서, 상기 슬림 DCI는 dedicated 자원을 통해 단말로 전송됨으로, 상기 단말은 subframe의 일부분만을 수신 및 버퍼에 저장한다.

상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링이 되지 않은 경우(예: 슬림 DCI=0), 단말은 추가적인 동작 없이 다음 subframe에서 Slim DCI를 수신하여 하향링크 스케쥴링 되었는지를 확인하는 절차를 반복 수행한다.

상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링이 된 경우(예: 슬림 DCI=1), 상기 단말은 슬림 DCI를 수신한 subframe 다음 subframe에서 자신의 하향링크 데이터를 기지국으로부터 수신한다(S1140).

여기서, 네트워크 시스템에 접속하는 과정은 RRC 연결 확립(connection establishment) 절차, RRC 연결 재확립(connection reestablishment) 절차일 수 있다.

또한, 단말은 기지국으로부터 하향링크 데이터 수신 시, 미리 예약된 자원 영역을 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.

즉, 단말은 사전에 예약된 PDSCH(Reserved PDSCH)를 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 이하에서, 좀 더 구체적으로 살펴본다.

즉, 단말은 기지국과 네트워크 시스템에 접속하는 과정을 통해 하향링크 데이터의 자원 위치를 예약 받을 수 있고, 상기 단말이 슬림 DCI를 통해 하향링크 스케쥴링 되었을 경우 상기 예약된 자원을 통해 미리 약속된 MCS를 이용하여 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.

상기 네트워크 시스템에 접속하는 과정에서 단말에게 예약되는 하향링크 데이터의 자원을 ‘예약된 PDSCH(Reserved PDSCH)’라 표현하기로 한다.

각 단말의 Reserved PDSCH는 해당 단말이 하향링크 스케쥴링된 경우 해당 자원을 예약한 단말을 위하여 사용되며, 해당 단말이 하향링크 스케쥴링되지 않은 경우에는 저지연 단말이 아닌 일반 단말 또는 예약하지 않은 다른 단말의 하향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다.

상기 각 단말의 Reserved PDSCH는 단말의 예상 자원 사용량, 사용 빈도 등에 따라 단말과 네트워크(예:기지국) 간 시그널링을 통해 준(반)-정적으로 변경할 수도 있다.

앞서 살핀, Reserved PDSCH를 이용하여 DL data를 송/수신하는 방법에서, 단말은 Slim DCI를 수신하여 하향링크 스케쥴링 되었음을 확인한 경우, 상기 단말은 미리 결정된 Reserved PDSCH 및 MCS 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.

따라서, 상기 단말은 자신이 수신해야 하는 DL data의 자원 위치 정보, DL data 자원의 디코딩을 위한 MCS 정보를 기지국으로부터 추가적으로 수신할 필요 없이 슬림 DCI를 통해 획득하는 스케쥴링 여부에 대한 정보만으로 하향링크 데이터를 수신할 수 있게 된다.

따라서, Reserved PDSCH를 통해 DL data를 송수신하는 방법은 단말로 하향링크 데이터 송수신을 위해 추가적인 제어 정보를 전송하지 않아도 되기 때문에 signaling overhead 측면에서 큰 장점이 있다.

또한, 단말로 전송되는 하향링크 데이터가 자주 전송되는 소량의 패킷인 경우, 상기 Reserved PDSCH를 활용하면 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

슬림 DCI 제어 채널

다음으로, 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI의 제어 채널에 대해 살펴보기로 한다.

Slim DCI를 송수신하기 위한 제어 채널은 다양한 형태로 설계될 수 있다.

먼저, 슬림 DCI의 제어 채널 관련 코딩 기법(coding scheme)에 대해 살펴본다.

상기 Slim DCI는 각 단말의 dedicated 자원을 이용하여 각 단말로 전송되는 제어 정보이며, 적은 자원 양을 가지기 때문에 에러율을 낮출 필요가 있다.

이를 위해, 본 명세서는 Slim DCI의 코딩 기법으로, LTE/LTE-A 기술에서 사용되는 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 코딩 기법을 활용하는 방법을 제공한다.

PHICH 코딩 기법을 이용할 경우, 상기 Slim DCI에 대해 충분히 낮은 에러율을 획득할 수 있고, 추가적으로 코드 다중화 기법을 사용할 수 있기 때문에 송신 전력의 편차를 줄일 수 있는 장점을 가질 수 있다.

이해의 편의를 위해, LTE/LTE-A 기술에서의 PHICH 코딩 기법에 대해 간략히 살펴보고, 이를 Slim DCI 코딩 기법에 적용하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

PHICH 코딩 기법은 1 bit의 ACK/NACK 정보를 3번 반복하여 3 bits의 시퀀스를 생성한 후, BPSK modulation을 통해 3 심볼을 생성한다.

다음, 해당 심볼들(생성된 3 심볼)에 확산 인자(spreading factor) ‘4’를 가지는 직교 코드(orthogonal code)를 곱하여 코드 다중화를 수행한다.

따라서, PHICH 코딩 기법을 사용할 경우, 총 8개 단말의 1 bit ACK/NACK정보들은 12 심볼을 사용하여 전송되게 된다.

즉, 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI의 코딩 기법의 경우도 마찬가지로, 8개 단말의 1 bit Slim DCI를 3번 반복하여 3 bits의 시퀀스를 생성하고, 상기 생성된 심볼들은 OC로 코드 다중화되어 12개 심볼(또는 RE)로 전송된다.

본 명세서에서는 8개 단말의 Slim DCI가 전송되는 12개의 RE(Resource Element)를 ‘슬림 제어 채널 요소(Slim Control Channel Element:SCCE)’로 정의하기로 한다.

다음으로, Slim DCI를 위한 제어 채널에서 코딩 및 부호화된 심볼을 실제 물리 자원으로 매핑하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

Slim DCI의 제어 채널로 사용할 수 있는 자원 영역은 크게 (1) PDCCH 자원 영역, (2) EPDCCH 자원 영역, (3) PDSCH 자원 영역 세 가지로 구분할 수 있다.

상기 (1) 내지 (3)의 각 영역에 따라 슬림 DCI의 자원 할당 가능 위치 및 자원 할당 최소 단위가 다르므로, Slim DCI를 어느 영역의 자원을 사용하여 할당하느냐에 따라 사용되는 자원의 양 및 자원 할당 시 얻을 수 있는 효과가 다르게 된다.

여기서, Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원 할당 영역은 네트워크 상황에 따라 다르게 설정될 수 있다.

이하에서는, 무선 통신 시스템이 일반(normal) CP(cyclic prefix) 구조를 사용하는 경우를 일 예로 들어 살펴보기로 한다. 다만, 이하에서 설명하는 방법들은 일반 CP 구조에 한정되지 않고, 확장(extended) CP 구조를 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

PDCCH 자원 영역을 통한 슬림 DCI 전송

먼저, 슬림 DCI를 PDCCH 자원 영역을 이용하여 송수신하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원이 PDCCH 자원 영역에 할당되는 경우, 기존 단말과의 호환 문제를 해결하기 위해서 CCE(control channel element) 단위 즉, PDCCH 영역의 자원 할당 최소 단위로 슬림 DCI의 자원을 할당해야 한다.

만약 PDCCH 영역에 CCE 단위로 Slim DCI를 위한 물리 자원을 할당하지 않는 경우, 일반 단말이 인식하는 PDCCH의 CCE index와 기지국이 인식하는 PDCCH의 CCE index가 달라질 수 있게 되어, 일반 단말은 PDCCH의 blind-decoding을 올바르게 수행할 수 없게 되는 현상이 발생할 수 있다.

PDCCH의 자원 할당 최소 단위인 CCE는 총 36개의 RE(4RE*9REG)로 이루어져 있어, 하나의 CCE를 이용하여 3개의 SCCE(총 24개 단말)를 전송할 수 있다.

따라서, Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원이 PDCCH 영역에 할당되는 경우, 기지국이

개 단말의 Slim DCI를 전송하기 위해 사용하는 RE의 개수는 아래 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.

살핀 것처럼, PDCCH 영역을 통해 Slim DCI를 전송하는 경우, PDCCH 영역의 물리 자원은 전체 주파수 영역에 걸쳐 존재하기 때문에, Slim DCI의 물리 자원은 전체 주파수 영역에 퍼트려 할당될 수 있어 주파수 다이버시티를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, PDCCH 영역은 매 subframe의 시작 부분에 위치하므로 단말이 하향링크 스케쥴링 되었음을 나타내는 Slim DCI를 수신한 경우, Slim DCI를 수신한 subframe 다음 subframe에서 하향링크 데이터를 수신하는 동작을 구현하는데 시간적으로 유리한 효과가 있다.

E PDCCH 자원 영역을 통한 슬림 DCI 전송

다음으로, 슬림 DCI를 EPDCCH 자원 영역을 통해 송수신하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원이 EPDCCH 자원 영역에 할당되는 경우, 기존 단말과의 호환 문제를 해결하기 위해서 Slim DCI의 자원은 ECCE(enhanced control channel element) 단위 즉, EPDCCH 영역의 자원 할당 최소 단위로 할당되어야 한다.

EPDCCH 또한 PDCCH와 마찬가지로 일반 단말(또는 기존 단말)이 하향링크 제어 정보를 수신하기 위하여 blind-decoding을 수행하므로 ECCE 단위로 Slim DCI에 대한 자원이 할당되지 않는 경우, 기존 단말의 제어 정보 수신에 문제가 생길 수 있다.

EPDCCH의 자원 할당 최소 단위인 ECCE는 CCE와 마찬가지로 총 36개의 REs로 이루어져 있어, 하나의 ECCE를 이용하여 3개의 SCCE (총 24개 단말)를 전송할 수 있다.

따라서, Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원이 EPDCCH 영역에 할당되는 경우, 기지국은

개 단말의 Slim DCI를 전송하기 위해 사용하는 RE의 개수를 PDCCH에서 살핀 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다.

EPDCCH 영역의 물리 자원은 좁은 주파수 영역과 넓은 시간축 영역에 존재하므로, Slim DCI를 위한 물리 자원을 전체 주파수 영역에 퍼뜨려 할당할 수 없어 주파수 다이버시티를 얻기에는 어려울 수 있다.

또한, EPDCCH 영역에서 Slim DCI의 물리 자원 위치가 subframe의 시간 축으로 넓게 퍼져있거나 또는 subframe의 마지막 부분에 할당되었을 경우, 단말이 Slim DCI를 수신할 때의 processing delay 등의 이유로 인해 상기 단말은 하향링크 스케쥴링 되었음을 나타내는 Slim DCI를 수신하고, 상기 Slim DCI를 수신한 subframe 다음 subframe에서 하향링크 데이터를 수신하기가 어려울 수 있다.

따라서, 이 경우 단말이 Slim DCI를 수신한 다음 subframe이 아닌 상기 다음 subframe의 다음 subframe에 상기 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 방법 등으로 구현되어야 한다.

PDS CH 자원 영역을 통한 슬림 DCI 전송

다음으로, 슬림 DCI를 PDSCH 자원 영역을 통해 송수신하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원이 PDSCH 영역에 할당되는 경우, 상기 슬림 DCI는 PDSCH 영역의 자원 할당 최소 단위에 해당하는 RB(resource block) 또는 RBP(resource block pair) 단위로 자원이 할당되어야 한다.

슬림 DCI의 자원이 RB 또는 RBP 단위로 할당되는지의 여부는 사용되는 주파수 대역폭에 따라 결정될 수 있다.

PDSCH 영역에서 기존 단말의 하향링크 데이터를 위한 자원 할당은 비트맵 방식으로 이루어진다.

따라서, PDSCH의 특정 영역이 Slim DCI를 위해 사용되는 경우, 상기 Slim DCI가 사용되는 영역을 포함하는 RB 또는 RBP는 다른 기존 단말의 하향링크 데이터 전송을 위하여 할당할 수 없게 된다.

따라서, PDSCH 영역에서 Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원 할당 또한 RB 혹은 RBP 단위로 이루어진다.

하나의 RB는 총 84개의 REs로 이루어져 있으므로, 하나의 RB를 이용하여 총 8개의 SCCE(총 56개의 단말)를 전송할 수 있다.

따라서, PDSCH 영역에서 RB가 자원 할당 최소 단위일 경우, PDSCH 영역의 RB를 통해

개 단말의 Slim DCI를 전송하기 위해 사용되는 RE의 개수는 아래 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.

또한, PDSCH 영역에서 RBP가 자원 할당 최소 단위일 경우, RBP는 2개의 RBs로 이루어져 있으므로, PDSCH 영역의 RBP를 통해

개 단말의 Slim DCI를 전송하기 위해 사용되는 RE의 개수는 아래 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.

PDSCH 영역은 RB 또는 RBP가 좁은 주파수 영역에 존재하므로 Slim DCI를 위한 물리 자원을 주파수 영역에 퍼뜨려 할당할 수 없어, Slim DCI 전송에 있어 주파수 다이버시티를 얻기에는 어려울 수 있다.

그리고, PDSCH 영역 또한 EPDCCH와 마찬가지로 subframe의 마지막 부분에 Slim DCI를 위한 물리 자원이 할당되는 경우, processing delay 등의 이유로 단말은 상기 Slim DCI를 수신한 후, 그 다음 subframe에서 하향링크 데이터를 수신하기 어려울 수도 있다.

따라서, EPDCCH와 마찬가지로, 단말이 Slim DCI를 수신한 다음 subframe이 아닌 상기 Slim DCI를 수신한 subframe으로부터 2번째 이후 subframe(즉, Slim DCI를 수신한 다음 다음 subframe)에서 상기 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 방법 등으로 구현되어야 한다.

슬림 DCI 의 자원 할당 방법

다음으로, Slim DCI의 자원을 할당하는 방법에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

(저지연) 단말이 네트워크 망에 초기 접속을 수행할 때, 기지국은 상기 단말로 전용(dedicated) 슬림 DCI 자원을 할당하고, 상기 할당된 자원과 관련된 정보를 상기 단말로 알려줌으로써, 상기 단말이 자신의 Slim DCI를 올바르게 수신할 수 있도록 할 수 있다.

이하에서, 본 명세서에서 제안하는 각 저지연 단말로 전용 Slim DCI의 자원을 할당하는 방법 및 이를 통한 단말의 Slim DCI 수신 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

앞서 살핀 것처럼, Slim DCI를 송/수신하는데 사용될 수 있는 물리 자원 영역은 (1) PDCCH 영역, (2) EPDCCH(Enhanced PDCCH) 영역, (3) PDSCH 영역의 세 가지로 구분될 수 있다.

따라서, 상기 각 영역에 따른 전용 Slim DCI의 자원 할당 방법, 할당된 Slim DCI의 자원 관련 정보를 단말로 전송하는 방법, 이를 통한 단말의 Slim DCI 수신 방법에 대해 살펴본다.

도 12는 본 명세서에서 제안하는 PDCCH 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.

앞서 살핀 것처럼, PDCCH 영역에서는 하나의 CCE를 이용하여 3개의 SCCE 할당이 가능하다.

따라서, 기지국은 각 SCCE의 할당을 위해 하나의 CCE를 3개의 자원 영역으로 구분한다.

상기 구분된 3개 영역의 물리 자원은 각각 SCCE를 할당하는데 사용되므로, 상기 3개 영역의 물리 자원 각각은 SCCE index 0, SCCE index 1, SCCE index 2의 값을 가지는 SCCE index로 표시될 수 있다.

여기서, 하나의 CCE를 3개의 영역으로 구분하는 규칙은 네트워크의 상황에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

일 예로, 각 CCE를 구성하는 REG(Resource Element Group)의 순서대로 상기 3개의 영역을 구분하거나 또는 주파수 다이버시티를 위해 특정한 규칙을 사용하여 상기 3개의 영역을 구분하는 방법을 고려할 수 있다.

단, 상기 3개의 영역을 구분하기 위해 사용되는 규칙에 관계 없이 상기 규칙은 단말이 Slim DCI를 제대로 수신할 수 있도록 상기 단말에게 미리 알려져 있어야 한다.

즉, 상기 단말은 SCCE index를 이용하여 상기 SCCE index에 해당하는 CCE에서 자신이 수신해야 하는 SCCE 자원을 파악할 수 있게 된다.

도 12를 참조하여, 단말이 네트워크 망에 초기 접속을 시도하는 경우, 기지국이 단말로 dedicated Slim DCI 자원을 할당하는 방법에 대해 살펴본다.

먼저, 단말은 네트워크 망에 접속하기 위해 기지국과 초기 접속 절차를 수행한다(S1210).

이후, 기지국은 상기 단말로 현재 할당 가능한 슬림 DCI에 대한 자원이 존재하는지를 확인한다(S1220).

여기서, 상기 Slim DCI는 PDCCH 영역의 물리 자원에 할당되므로, 상기 기지국은 PDCCH 영역에서 Slim DCI를 위하여 사용 중인 CCE 자원 내에서 다른 단말에 할당되지 않은 Slim DCI 자원이 있는지를 확인한다.

이 때, 각 Slim DCI 자원은 살핀 바와 같이 SCCE index 및 orthogonal code 쌍으로 이루어질 수 있다.

상기 확인 결과, 상기 단말로 할당 가능한 슬림 DCI 자원이 존재하는 경우, 상기 기지국은 상기 단말로 슬림 DCI 자원을 할당한다(S1230).

상기 확인 결과, 상기 단말로 할당 가능한 슬림 DCI 자원이 존재하지 않는 경우, 상기 기지국은 상기 단말로 슬림 DCI 자원을 할당하기 위해 슬림 DCI 자원을 추가로 획득하기 위한 절차를 수행할 수 있다(S1240).

S1240 단계를 통해 기지국이 슬림 DCI 자원을 추가로 획득한 경우, 상기 기지국은 상기 단말로 상기 획득된 슬림 DCI 자원을 할당한다.

즉, 기지국은 새로운 CCE를 Slim DCI 사용 목적으로 할당 받은 후, 상기 단말로 Slim DCI 자원을 할당해준다.

이후, 상기 기지국은 상기 단말이 자신의 Slim DCI를 수신하기 위해서 필요한 Slim DCI 구성(configuration) 정보를 상기 단말로 전송한다(S1250).

상기 Slim DCI 구성(configuration) 정보는 RRC message를 통해 전송될 수 있다.

예를 들어, 기지국은 단말이 망에 초기 접속 시 수행하는 RRC connection establishment 절차의 RRC connection setup message 안에 상기 Slim DCI 구성(configuration) 정보를 포함하여 전송할 수 있다.

PDCCH 영역에 Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원을 할당할 경우 Slim DCI 구성 정보는 아래와 같은 정보들을 포함할 수 있다.

단말로 할당되는 Slim DCI의 CCE index

단말로 할당되는 CCE 자원에서 Slim DCI가 할당된 SCCE index

SCCE에서 Slim DCI를 복호하는데 사용되는 orthogonal code

즉, 단말은 CCE index를 통해 자신의 Slim DCI 자원이 포함된 CCE 자원을 특정할 수 있고, SCCE index를 통해 해당 CCE 자원 내에서 자신의 Slim DCI가 포함된 SCCE 자원을 특정할 수 있다.

각 SCCE 자원은 8개 단말의 Slim DCI가 코드 다중화 되어 있으므로, 단말은 해당 SCCE를 수신하고 해당 신호를 자신에게 할당된 orthogonal code를 사용하여 복호함으로써 자신의 Slim DCI를 수신할 수 있다.

다음으로, EPDCCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하는 방법에 대해 살펴본다.

도 13은 본 명세서에서 제안하는 EPDCCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 13은 도 12에서 살펴본 PDCCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법과 동일하다.

EPDCCH 영역에서는 하나의 ECCE를 이용하여 3개의 SCCE 할당이 가능하므로 CCE에서와 같이, 각 SCCE의 할당을 위해 하나의 ECCE를 3개의 자원 영역으로 구분할 수 있다.

상기 구분된 각 영역의 물리 자원은 SCCE를 할당하는데 사용되므로, SCCE index를 이용하여 이를 표시할 수 있다.

여기서, 하나의 ECCE를 구분하는 규칙은 네트워크의 상황에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

다만, 하나의 ECCE를 구분하는 규칙은 기본적으로 각 SCCE 자원이 시간 축으로 넓게 분포하지 않도록 설정되어야 한다.

왜냐하면 SCCE 자원이 시간 축으로 넓게 분포할 경우, 단말은 Slim DCI를 수신하기 위해 전체 subframe을 수신해야 하므로, 이럴 경우 단말은 Slim DCI 수신 시 전력 감소라는 장점을 획득하기 어렵게 된다.

만약 주어진 ECCE 자원만으로 SCCE를 시간 축으로 좁게 할당하기 어려운 경우, 복수 개의 ECCE 자원을 사용함으로써 이를 해결할 수 있다.

또한, 상기 3개의 영역을 구분하기 위해 사용되는 규칙에 관계 없이 상기 규칙은 단말이 Slim DCI을 수신할 수 있도록 단말로 미리 알려져 있어야 한다.

즉, 단말은 SCCE index를 이용하여 SCCE index에 해당하는 CCE에서 자신이 수신해야 하는 SCCE 자원을 파악할 수 있게 된다.

도 13을 참조하여, 단말이 네트워크 망에 초기 접속을 시도할 경우, 기지국이 단말로 dedicated Slim DCI 자원을 할당하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

살핀 것처럼, EPDCCH 영역에서 기지국이 단말로 Slim DCI 자원을 할당하는 기본적인 방법은 도 12와 동일하다.

먼저, 단말이 네트워크 망에 접속하기 위해 기지국과 초기 접속을 수행하는 경우(S1310), 기지국은 현재 할당 가능한 Slim DCI 자원이 존재하는지를 확인한다(S1320).

여기서, 상기 Slim DCI는 EPDCCH 영역의 물리 자원에 할당되므로, 기지국은 EPDCCH 영역에서 Slim DCI를 위하여 사용 중인 ECCE 자원 내에서 다른 단말에 할당되지 않은 Slim DCI 자원이 있는지를 확인한다.

여기서, 각 Slim DCI 자원은 앞서 살핀 바와 같이 SCCE index 및 orthogonal code 쌍으로 이루어질 수 있다.

상기 확인 결과, 단말로 할당 가능한 Slim DCI 자원이 존재하는 경우, 기지국은 해당 자원을 망에 접속을 시도한 단말로 할당한다(S1330).

만약 단말로 할당 가능한 Slim DCI 자원이 없을 경우, 기지국은 새로운 ECCE를 Slim DCI 사용 목적으로 할당 받은 후, 상기 단말로 상기 할당받은 Slim DCI 자원을 할당한다(S1340).

이후, 기지국은 단말이 자신의 Slim DCI를 수신하기 위해서 필요한 Slim DCI configuration 정보를 RRC message 등을 통해 단말로 전송한다(S1350).

상기 RRC message는 RRC 연결 확립(connection establishment) 절차의 RRC 연결 셋업 메시지(connection setup message)일 수 있다.

각 단말은 자신의 Slim DCI를 수신하기 위해서 Slim DCI configuration 정보가 필요하다.

따라서, EPDCCH 영역에 Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원을 할당할 경우, Slim DCI configuration 정보는 아래와 같은 정보들을 포함할 수 있다.

단말로 할당되는 Slim DCI의 ECCE index

단말로 할당되는 ECCE 자원에서 Slim DCI가 할당된 SCCE index

SCCE에서 Slim DCI를 복호하는데 사용되는 orthogonal code

단말은 ECCE index를 통해 자신의 Slim DCI가 포함된 ECCE 자원을 특정할 수 있고, SCCE index를 통해 해당 ECCE 자원 내에서 자신의 Slim DCI가 포함된 SCCE 자원을 특정할 수 있다.

각 SCCE 자원은 8개 단말의 Slim DCI가 코드 다중화 되어 있으므로, 단말은 해당 SCCE를 수신하고, 상기 수신된 신호를 자신에게 할당된 orthogonal code를 사용하여 복호함으로써 자신의 Slim DCI를 수신할 수 있다.

다음으로, PDSCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하는 방법에 대해 살펴본다.

도 14는 본 명세서에서 제안하는 PDSCH 자원 영역을 통해 슬림 DCI를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

PDSCH 영역에서는 하나의 RB(Resource Block)를 이용하여 8개의 SCCE 할당이 가능하므로, 각 SCCE의 할당을 위해 하나의 RB를 8개의 자원 영역으로 구분한다.

또는, Slim DCI를 위해 할당된 PDSCH 자원이 RBP(Resource Block Pair) 단위인 경우, 하나의 RBP를 16개의 자원 영역으로 구분한다.

만약 RBP 자원에 참조 신호(reference signal)이 포함되어 있는 경우, 상기 참조 신호가 매핑된 RE에는 Slim DCI를 사용할 수 없기 때문에, 하나의 RB는 8개 미만의 자원 영역으로 구분된다.

상기 구분된 8개 또는 8개 미만의 각 영역은 SCCE를 할당하는데 사용되므로, 각 구분된 영역은 SCCE index로 표시될 수 있다.

이 때, RB 혹은 RBP를 구분하는 규칙은 네트워크의 상황에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

하지만 RB를 구분하는 규칙의 경우, ECCE를 구분하는 규칙과 같은 이유로 인해 기본적으로 각 SCCE 자원이 시간 축으로 넓게 분포되지 않도록 설정한다.

또한, 사용되는 규칙에 관계 없이 상기 규칙은 단말이 Slim DCI를 제대로 수신할 수 있도록 상기 단말에 미리 알려져 있어야 한다.

도 14를 참조하여, 단말이 네트워크 망에 초기 접속을 시도할 경우, 기지국이 단말로 dedicated Slim DCI 자원을 할당하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

PDSCH 영역에서 기지국이 단말로 Slim DCI 자원을 할당하는 기본적인 절차는 도 12와 동일하다.

먼저, 단말이 네트워크 망에 접속하기 위해 기지국과 초기 접속 절차를 수행하는 경우(S1410), 기지국은 현재 할당 가능한 Slim DCI 자원이 존재하는지를 확인한다(S1420).

여기서, 상기 Slim DCI는 PDSCH 영역의 물리 자원에 할당되므로, 기지국은 PDSCH 영역에서 Slim DCI를 위하여 사용 중인 RB 또는 RBP 자원 내에서 다른 단말에 할당되지 않은 Slim DCI 자원이 있는지를 확인한다.

이 때, 각 Slim DCI 자원은 앞서 살핀 바와 같이 SCCE index 및 orthogonal code 쌍으로 이루어진다.

만약, 상기 단말로 할당 가능한 Slim DCI 자원이 있을 경우, 기지국은 해당 Slim DCI 자원을 상기 단말로 할당한다(S1430).

만약, 상기 단말로 할당 가능한 Slim DCI 자원이 없을 경우, 기지국은 새로운 RB 또는 RBP를 Slim DCI 사용 목적으로 할당 받은 후, 상기 단말로 상기 할당 받은 Slim DCI 자원을 할당해준다(S1440).

이후, 기지국은 상기 단말이 자신의 Slim DCI를 수신하기 위해서 필요한 Slim DCI configuration 정보를 RRC message 등을 통해 단말로 전송한다(S1450).

상기 RRC 메시지는 RRC connection establishment 절차의 RRC connection setup message일 수 있다.

따라서, PDSCH 영역에 Slim DCI를 위한 제어 채널의 물리 자원을 할당할 경우 Slim DCI configuration 정보는 아래와 같은 정보들을 포함할 수 있다.

단말로 할당되는 Slim DCI가 할당된 RB 또는 RBP 위치

단말로 할당되는 ECCE 자원에서 Slim DCI가 할당된 SCCE index

SCCE에서 Slim DCI를 복호하는데 사용되는 orthogonal code

단말은 RB 또는 RBP의 위치 정보를 통해 자신의 Slim DCI가 포함된 RB 또는 RBP를 특정할 수 있고, SCCE index를 통해 해당 RB 또는 RBP 안에서 자신의 Slim DCI가 포함된 SCCE 자원을 특정할 수 있다.

SCCE 자원은 8개 단말의 Slim DCI가 코드 다중화 되어 있으므로, 단말은 해당 SCCE를 수신하고, 상기 수신된 신호를 자신에게 할당된 orthogonal code를 사용하여 복호함으로써 자신의 Slim DCI를 수신할 수 있게 된다.

살핀 것처럼, 단말이 PDCCH, EPDCCH 또는 PDSCH 영역을 통해 슬림 DCI를 수신하는 경우, 단말은 상기 슬림 DCI를 수신한 subframe 다음 subframe에서 하향링크 데이터를 기지국으로부터 수신한다.

이 때, 단말은 앞서 살핀 ‘Reserved PDSCH’를 이용하여 미리 정의된 위치에서 하향링크 데이터를 수신하거나 또는 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 위치 및 전송 방법을 파악하여 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수도 있다.

단말이 ‘Reserved PDSCH’를 이용하여 하향링크 데이터를 수신할 경우, 하향링크 데이터를 수신할 자원 위치, MCS 정보 등은 네트워크 시스템에 접속하는 과정에서 획득할 수 있다.

상기 네트워크 시스템에 접속하는 과정은 초기 접속 과정으로, RRC 연결 (재)확립 절차 등일 수 있다.

이 때, 단말은 하향링크 데이터의 자원 크기를 네트워크 시스템에 접속하는 과정을 통해 기지국으로 요청할 수 있다.

또한, 하향링크 데이터가 수신되는 자원의 위치는 기존 LTE(-A) 통신 기술에서 사용되는 Type 0, Type 1의 비트맵 방식 또는 Type 2 방식을 통해 단말로 알려줄 수 있다.

하향링크 데이터가 할당되는 자원의 위치는 채널 상태를 고려하여 스케쥴링된 것이 아니기 때문에, 기지국이 단말로 하향링크 데이터 전송 시 해당 채널의 채널 상황은 좋지 않을 수 있다.

따라서, 자원이 전송되는 MCS는 하향링크 데이터 전송의 신뢰성(reliability)를 높이기 위해 높은 코딩율과 QPSK modulation이 사용될 수 있다.

본 명세서에서 제안하는 하향링크 데이터의 전송은 다중 안테나 또는 반송파 결합 등의 scheme이 사용되는 전송 모드가 아닐 경우를 고려하기 때문에, 단말은 앞서 언급한 정보만으로도(채널 상황 등을 고려하지 않고도) Reserved PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 충분히 수신할 수 있다.

하지만, 네트워크 상황에 따라 다양한 전송 모드를 활용한 하향링크 데이터 전송이 Reserved PDSCH를 통해 수행될 수도 있다.

이 경우, 단말은 하향링크 데이터 수신을 위해 필요한 정보를 네트워크 시스템에 접속하는 과정에서 추가적으로 획득할 수 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, Reserved PDSCH를 통해 하향링크 전송을 수행할 때 사용되는 자원의 크기, 자원의 위치, 전송 모드는 네트워크 상황에 따라서 준(반)-정적으로 변경될 수 있고, 상기 변경된 정보는 네트워크(예: 기지국)이 RRC 시그널링 등을 통해 단말로 전송할 수 있다.

다음으로, 본 명세서에서 제안하는 하향링크 데이터 송수신 방법으로서, (1) reserved PDSCH를 이용하는 경우와, (2) PDCCH를 이용하는 경우에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 15는 본 명세서에서 제안하는 예약된 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 송수신하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 단말은 자신에게 할당된 Slim DCI 자원을 통해 Slim DCI를 수신한다(S1510).

이를 통해, 상기 단말은 자신에게 하향링크 스케쥴링이 되었는지를 확인할 수 있다.

상기 확인 결과, 상기 단말로 하향링크 스케쥴링된 경우, 상기 단말은 다음 subframe에서 자신에게 (사전에) 할당된 Reserved PDSCH를 정해진 MCS로 수신함으로써, 하향링크 데이터를 수신하게 된다(S1520).

여기서, PDSCH를 수신한다 함은 하향링크 데이터를 수신하는 것과 동일하게 해석될 수 있다.

그 이유는 하향링크 데이터는 PDSCH를 통해 단말로 수신되기 때문이다.

도 16은 본 명세서에서 제안하는 PDCCH 및 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

LTE/LTE-A 시스템에서와 같이, 먼저 PDCCH를 통해 하향링크 데이터 관련 정보 즉, 하향링크 데이터(DL data)가 전송되는 PDSCH의 위치, 전송 방법 등을 파악하여 하향링크 데이터를 수신하는 방법으로서, 단말은 하향링크 데이터를 수신할 자원 위치 정보, MCS(modulation and coding scheme) 정보, 전송 모드 등을 PDCCH를 디코딩하여 획득한다.

이와 같은 하향링크 데이터 송수신 방법은 단말이 네트워크 시스템에 접속할 때 단말로 할당 가능한 Reserved PDSCH 자원이 없거나 또는 HARQ 재전송을 수행할 경우 HARQ 재전송을 위한 정보를 전송하는 등의 이유로 수행될 수 있다.

즉, 이와 같은 하향링크 데이터 송수신 방법은 네트워크의 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.

즉, 단말이 Slim DCI를 수신하고, PDCCH를 통해 PDSCH의 위치 및 전송 방법을 파악함으로써, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 방법에 대해 도 16을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴본다.

먼저, 단말은 네트워크 접속 절차 등을 통해 자신에게 할당된 Slim DCI 자원을 통해 기지국으로부터 Slim DCI를 수신한다(S1610).

이후, 상기 단말은 상기 수신된 Slim DCI를 통해 자신의 하향링크 스케쥴링 여부를 확인한다.

상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링이 된 경우(S1610), 상기 단말은 상기 Slim DCI를 수신한 subframe의 다음 subframe 전체를 수신한다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 subframe의 PDCCH를 blind-decoding하여 하향링크 데이터와 관련된 (하향링크) 제어 정보를 획득한다(S1620).

이후, 상기 단말은 상기 획득된 (하향링크) 제어 정보를 이용하여 기지국으로부터 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신한다(S1630).

도 17은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI를 이용하여 하향링크 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 16에서 살핀, PDCCH를 통해 하향링크 데이터 관련 하향링크 제어 정보를 획득하여 PDSCH를 수신하는 방법은 어떤 이유로 인해 Reserved PDSCH를 사용할 수 없을 경우 그에 대한 대안으로 사용될 수 있다.

따라서, 기지국은 Reserved PDSCH를 할당 받은 단말이라 하더라도 PDCCH에 해당 단말의 하향링크 제어 정보를 포함하여 전송하고, PDSCH에 하향링크 데이터를 해당 제어 정보에 맞게 전송할 수 있다.

따라서, 네트워크 설정에 따라 단말은 Slim DCI를 통해 하향링크 스케쥴링이 되었음을 확인한 경우, 우선적으로 하향링크 데이터를 수신하기 위하여 Reserved PDSCH를 통해 하향링크 데이터 수신을 시도하고, 상기 하향링크 데이터 수신에 실패한 경우, 추가적으로 PDCCH의 blind-decoding을 시도하여 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.

도 17을 참조하여 좀 더 구체적인 단말의 동작에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 단말은 자신에게 할당된 Slim DCI 자원을 통해 Slim DCI를 수신한다(S1710).

이후, 상기 단말은 상기 수신된 Slim DCI에 기초하여 자신의 하향링크 스케쥴링 여부를 확인한다.

상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링이 된 경우, 상기 단말은 상기 Slim DCI를 수신한 subframe의 다음 subframe 전체를 수신한다.

상기 하향링크 스케쥴링이 된 경우에는 상기 Slim DCI가 ‘1’로 설정될 수 있다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 subframe에서 자신에게 할당된 Reserved PDSCH를 정해진 MCS로 수신한다(S1720).

만약 상기 단말이 상기 Reserved PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신하지 못한 경우(S1730), 상기 Reserved PDSCH를 수신한 subframe의 PDCCH를 blind-decoding하여 PDSCH 관련 하향링크 제어 정보를 획득한다(S1740).

이후, 상기 단말은 상기 획득된 하향링크 제어 정보에 기초하여 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신한다(S1750).

슬림 DCI 의 오류 처리 방법

다음으로, 본 명세서에서 제안하는 Slim DCI의 수신 오류에 대한 해결 방법에 대해 도 18을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 18은 본 명세서에서 제안하는 슬림 DCI의 수신 오류 처리 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

즉, 본 명세서에서 제안하는 저 지연 하향링크 데이터 송수신 방법에서 단말이 기지국으로부터 Slim DCI를 수신할 때, 아래 (1) 및 (2)와 같은 오류가 발생할 수 있다.

(1)‘1’-to-‘0’ 오류

: 해당 오류는 단말로 하향링크 스케쥴링 되었으나, 단말에서 하향링크 스케쥴링된 것을 인식하지 못할 때의 수신 오류를 의미한다.

여기서, ‘1’ 또는 ‘0’ 값은 Slim DCI의 bit 값을 나타낸다.

(2)‘0’-to-‘1’ 오류

: 해당 오류는 단말로 하향링크 스케쥴링되지 않았으나, 단말에서 하향링크 스케쥴링된 것으로 인식할 때의 수신 오류를 의미한다.

(1)의 오류 발생 시, 단말은 자신에게 하향링크 스케쥴링이 된 것을 인식하지 못하므로, 스케쥴링된 하향링크 데이터를 수신할 수 없게 된다.

또한, 단말은 자신에게 하향링크 스케쥴링이 된 것을 인식하지 못하므로, Slim DCI의 수신에 오류 발생하였다는 사실도 인지할 수 없게 된다.

(2)의 오류 발생 시, 단말은 자신에게 하향링크 스케쥴링이 되지 않은 경우에도 하향링크 스케쥴링이 된 것으로 잘못 인식함으로써, 다음에 위치하는 subframe의 Reserved PDSCH를 통해 또는 다음에 위치하는 subframe의 PDCCH 블라인드 디코딩을 통해 하향링크 데이터에 대한 수신을 시도한다.

하지만, 단말은 실제로 하향링크 스케쥴링이 되지 않았기 때문에, 하향링크 데이터의 수신에 결과적으로 실패하게 된다.

이 경우, 단말은 실제로 하향링크 스케쥴링된 상황에서 하향링크 데이터의 수신을 실패한 것인지 또는 Slim DCI의 수신 오류(‘0’-to-‘1’ 오류)로 인해 하향링크 데이터의 수신을 실패한 것인지를 인지할 수 없다.

따라서, 상기에서의 오류 발생을 처리하기 위한 방법으로서, HARQ 재전송을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

본 명세서에서 제안하는 Slim DCI는 기본적으로 낮은 에러율을 갖도록 설계되어 전송되는 것이 바람직하다.

다만, 본 명세서는 추가적으로 하향링크 데이터 전송의 높은 신뢰성(reliability)를 위해 Slim DCI의 오류 처리 방법으로 HARQ 재전송을 수행하는 방법을 제공한다.

이를 위해, 단말은 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 위치 정보, 현재 수신된 데이터가 새로운 데이터인지 여부를 알려주는 NDI(new data indicator), HARQ process 번호, 수신된 데이터의 redundancy version 정보 등을 알아야 한다.

상기와 같은 정보들에 대해 단말은 Reserved PDSCH만으로는 해당 정보를 획득할 수 없으므로, 슬림 DCI의 오류 처리 방법으로 HARQ 재전송 수행을 고려하는 경우, 앞서 살핀 PDCCH를 통해 HARQ 재전송과 관련된 추가 정보를 획득하여 이를 통해 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다.

여기서, (1)의 오류 발생 즉, ‘1’-to-‘0’ 오류가 발생한 경우, 단말은 자신이 하향링크 스케쥴링된 사실을 인식하지 못하므로, 상기 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 기지국으로 전송할 수 없다.

따라서, 기지국은 상기 하향링크 데이터의 HARQ ACK/NACK time-out이 발생하는 경우, 상기 하향링크 데이터를 단말로 재전송한다.

(2)의 오류 발생 즉, ‘0’-to-‘1’ 오류가 발생한 경우, 단말은 Slim DCI의 subframe 다음 subframe에서 PDCCH에 대한 블라인드 디코딩을 시도한다.

하지만, 실제로 상기 단말은 하향링크 스케쥴링이 되지 않았기 때문에 PDCCH의 디코딩에 실패하게 되고, HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 정보의 획득도 실패하게 된다.

즉, (2)의 오류가 발생하는 경우, 상기 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 전송할 수 없게 된다.

도 18을 참조하면, 실제로 단말에게 하향링크 스케쥴링이 되었을 경우, 기지국은 상기 단말로 Slim DCI 값을 ‘1’로 설정하여 전송한다(S1810).

이후, 기지국은 상기 슬림 DCI의 subframe 다음 subframe에 하향링크 데이터 수신 관련 제어정보를 포함하는 PDCCH를 상기 단말로 전송한다(S1820).

이후, 상기 기지국은 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 상기 단말로 전송한다(S1830).

여기서, 상기 단말은 Slim DCI를 ‘1’-to-‘1’로 오류 없이 수신하나, 다음 subframe에서 PDCCH의 디코딩에는 실패할 수 있다.

상기 단말이 PDCCH의 디코딩에 실패하는 경우, 상기 단말은 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 정보를 획득할 수 없기 때문에, HARQ ACK/NACK을 기지국으로 전송할 수 없게 되고, 하향링크 데이터 또한 기지국으로부터 수신할 수 없다.

따라서, 이 경우 기지국은 해당 하향링크 데이터의 HARQ ACK/NACK time-out이 발생하는 경우, 해당 하향링크 데이터를 상기 단말로 재전송한다.

또한, 상기 단말이 Slim DCI를 ‘1’-to-‘1’로 오류 없이 수신하고, PDCCH의 디코딩에도 성공하였으나 하향링크 데이터의 수신을 실패한 경우, 상기 단말은 PDCCH를 제대로 디코딩하였기 때문에 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 정보를 획득할 수 있다.

따라서, 상기 단말은 상기 기지국으로 HARQ NACK을 전송할 수 있고, 상기 단말로부터 NACK을 수신한 기지국은 상기 단말로 하향링크 데이터를 재전송한다(S1840,S1860).

반면, 상기 단말이 S1840 단계 즉, PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 성공적으로 수신한 경우, 상기 단말은 상기 기지국으로 HARQ ACK을 전송하게 된다(S1840~S1850).

본 명세서에서 제안하는 방법들을 간략하게 정리하면 아래와 같다.

본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 수행하는 단말의 전력 소모를 줄이기 위해, 단말이 하향링크 제어 정보를 연속적으로 기지국을 통해 수신할 수 있도록 하는 하향링크 데이터의 송수신 방법을 제공한다.

즉, 기지국은 각 단말들로 dedicated Slim DCI 자원을 할당하고, 매 subframe마다 각 단말의 하향링크 스케쥴링 여부를 알려주기 위한 Slim DCI를 새롭게 단말로 전송한다.

또한, 단말은 Slim DCI를 통해 자신이 스케쥴링된 것을 인지하였을 경우, 상기 수신된 Slim DCI의 subframe 다음 subframe에서 ‘Reserved PDSCH’ 즉, 사전에 정의된 위치의 PDSCH 자원과 사전에 정의된 MCS 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 기지국으로부터 수신한다.

이 경우, 단말은 전체 subframe을 수신하여 버퍼에 저장하지 않고, 자신의 Slim DCI를 포함하는 subframe의 일부만 수신하여 버퍼에 저장할 수 있기 때문에 기존 대비 전력 소모를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 ‘Reserved PDSCH’를 사용할 수 없는 경우, PDCCH를 통해 PDSCH 수신 관련 정보들을 추가적으로 획득한 후 PDSCH를 수신하는 단말의 동작, Slim DCI의 수신 오류 처리 방법으로서 HARQ 재전송을 수행하는 방법들에 대해서도 제공한다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 19를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1910)과 기지국(1910) 영역 내에 위치한 다수의 단말(1920)을 포함한다.

기지국(1910)은 프로세서(processor, 1911), 메모리(memory, 1912) 및 RF부(radio frequency unit, 1913)을 포함한다. 프로세서(1911)는 앞서 도 1 내지 도 18에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1911)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1912)는 프로세서(1911)와 연결되어, 프로세서(1911)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1913)는 프로세서(1911)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(1920)은 프로세서(1921), 메모리(1922) 및 RF부(1923)을 포함한다. 프로세서(1921)는 앞서 도 1 내지 도 18에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1921)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1922)는 프로세서(1921)와 연결되어, 프로세서(1921)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1923)는 프로세서(1921)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(1912, 1922)는 프로세서(1911, 1921) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1911, 1921)와 연결될 수 있다.

또한, 기지국(1910) 및/또는 단말(1920)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터 송수신을 위한 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

1910: 기지국
1920: 단말

Claims

저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(Downlink data: DL data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당받는 단계,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 단말이 하향링크 스케쥴링이 되었는지를 나타내는 정보이며;
상기 할당받은 자원을 통해 상기 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 슬림 하향링크 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원은 각 단말 별로 할당되는 전용(dedicated) 자원인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 하향링크 데이터는 상기 슬림 하향링크 제어 정보의 수신 서브프레임(subframe) 다음 서브프레임(subframe)에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 매 서브프레임마다 수신되며,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 서브프레임의 일부 영역을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 PDSCH는 하향링크 데이터 수신을 위해 미리 예약된(Reserved) 자원인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원은 상기 기지국과 초기 접속(initial access) 절차를 통해 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 물리 채널(Physical Channel)을 통해 수신되며,
상기 물리 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), EPDCCH(Enhanced PDCCH) 또는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,
상기 물리 채널을 통해 수신되는 슬림 하향링크 제어 정보는,
특정 길이의 시퀀스에 특정 확산 인자(spreading factor)를 가지는 직교 코드(orthogonal code)를 곱하여 생성되며,
상기 특정 길이의 시퀀스는 상기 슬림 하향링크 제어 정보의 비트(bit)를 특정 횟수만큼 반복하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 상기 슬림 DCI의 구성을 나타내는 슬림 DCI 구성(configuration) 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 슬림 DCI 구성 정보는 슬림 DCI가 할당된 제 1 영역의 자원 할당 최소 단위 인덱스(index), 상기 슬림 DCI가 할당된 제 2 영역의 자원 할당 최소 단위 인덱스 또는 상기 제 2 영역의 자원 할당 최소 단위에서 슬림 DCI를 복호하는데 사용되는 직교 코드(orthogonal code) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 영역은 다수의 제 2 영역들로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 영역은 CCE(Control Channel Element), ECCE(Enhanced Control Channel Element), RB(Resource Block) 또는 RBP(Resource Block Pair)이며,
상기 제 2 영역은 SCCE(Slim Control Channel Element)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 하향링크 데이터를 수신하는 단계는,
상기 수신된 슬림 DCI를 통해 하향링크 스케쥴링 여부를 확인하는 단계; 및
상기 확인 결과, 하향링크 스케쥴링된 경우, 상기 슬림 DCI의 수신 subframe 다음 subframe에서 PDCCH를 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 PDCCH는 단말의 하향링크 데이터 수신과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,
상기 PDCCH를 수신하는 단계는,
상기 PDSCH를 통해 상기 기지국으로부터 하향링크 데이터 수신을 실패한 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) ACK/NACK 전송과 관련된 제어 정보를 포함하는 PDCCH를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15항에 있어서,
상기 HARQ ACK/NACK 전송과 관련된 제어 정보는 상기 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 PUCCH 자원 위치 정보, 상기 하향링크 데이터가 새로운 데이터인지를 나타내는 NDI(New Data Indicator) 정보, HARQ 프로세스와 관련된 HARQ 프로세스 번호 또는 수신되는 하향링크 데이터의 리던던시 버전(redundancy version)을 나타내는 redundancy version 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15항에 있어서,
상기 PDSCH를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 단계는,
상기 하향링크 데이터의 수신 성공 여부를 확인하는 단계; 및
상기 확인 결과에 따라, 상기 기지국으로 HARQ ACK 또는 HARQ NACK을 PUCCH를 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(DL data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 기지국에 의해 수행되는 방법은,
단말로 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당하는 단계,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 상기 단말이 하향링크 스케쥴링 되었는지를 나타내는 정보이며;
상기 할당된 자원을 통해 상기 단말로 슬림 하향링크 제어 정보를 전송하는 단계; 및
상기 단말로 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 18항에 있어서,
상기 슬림 하향링크 제어 정보 자원을 할당하는 단계는,
상기 단말로 할당 가능한 슬림 하향링크 제어 정보 자원이 존재하는지를 확인하는 단계;
상기 확인 결과, 상기 단말로 할당 가능한 슬림 하향링크 제어 정보 자원이 존재하지 않는 경우, 상기 단말로 슬림 하향링크 제어 정보 자원을 할당하기 위한 추가 자원을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 추가 자원을 상기 단말의 슬림 하향링크 제어 정보 자원으로 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(DL data)를 송수신하기 위한 단말에 있어서, 상기 단말은,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보(Slim Downlink Control Information:Slim DCI) 자원을 할당받고;
상기 할당받은 자원을 통해 상기 기지국으로부터 슬림 하향링크 제어 정보를 수신하고; 및
상기 수신된 슬림 하향링크 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 하향링크 데이터를 수신하도록 제어하되,
상기 슬림 하향링크 제어 정보는 단말이 하향링크 스케쥴링이 되었는지를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는 단말.