KR101514068B1 - 제어 정보 전송 방법 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 제어 정보에 부가되는 CRC(Cyclic Redundancy Check)의 길이를 선택하는 단계 및 상기 선택된 길이의 상기 CRC가 부가된 상기 제어 정보를 전송하는 단계를 포함한다. CRC 길이를 고정하지 않고, 경우에 따라 유동적으로 선택함으로써, CRC 에러를 잘못 검출(miss detection)할 확률을 적절히 유지할 수 있다.

CRC, 제어 채널, 데이터 채널, PDCCH, 블라인드 검출

Description

제어 정보 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어 정보의 효율적 검출을 위한 제어 정보 전송 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에 있어서, 일반적으로 하나의 기지국은 다수의 단말에게 서비스를 제공한다. 기지국은 다수의 단말에 대한 사용자 데이터를 스케줄링하고, 상기 사용자 데이터에 대한 스케줄링 정보를 담은 제어 정보(Control Information)를 사용자 데이터와 함께 전송한다. 일반적으로 상기 제어 정보를 나르는 채널을 제어 채널이라 하고, 사용자 데이터를 나르는 채널을 데이터 채널이라 한다. 단말은 제어 채널을 모니터링하여 자신의 제어 정보를 찾고, 상기 제어 정보를 이용하여 자신의 데이터를 처리한다.

단말이 자신에게 할당된 사용자 데이터를 수신하기 위해서는 제어 채널상의 사용자 데이터에 대한 제어 정보를 반드시 수신해야 한다. 그런데 주어진 대역폭에서 복수의 단말의 제어 정보들은 하나의 전송 간격(transmission interval) 내에서 다중화(multiplexing)되는 것이 일반적이다. 즉 기지국은 다수의 단말에게 서비스를 제공하기 위해 다수의 단말에 대한 제어 정보를 다중화하여 다수의 제어 채널을 통해 전송한다. 단말은 다수의 제어 채널들 중 자신의 제어 채널을 찾는다.

다중화된 제어 정보들 중에서 특정 제어 정보를 검출하는 기법 중 하나가 블라인드 검출(blind detection)이다. 블라인드 검출은 단말이 제어 채널의 복구에 필요한 정보가 없는 상태에서 여러 조합의 정보를 이용하여 제어 채널을 복구하기 위한 시도를 하는 것이다. 즉, 단말은 기지국으로부터 전송된 제어 정보들이 자신의 제어 정보인지 아닌지 알지 못하고, 자신의 제어 정보가 어느 부분에 위치하는지 모르는 상태에서 자신의 제어 정보를 찾을 때까지 단말이 주어진 모든 제어 정보들을 디코딩한다. 단말이 자신의 제어 정보인지 여부를 판별하기 위해서는 단말의 고유 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 각 단말의 제어 정보를 다중화시킬 때 각 단말의 고유 식별자를 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 마스킹시켜서 전송할 수 있다. CRC는 에러 검출에 사용되는 부호(code)이다. 단말은 수신한 제어 정보의 CRC에 자신의 고유 식별자를 디마스킹하여 자신의 제어 정보인지 아닌지 여부를 판단할 수 있다.

만약 단말이 다중화된 제어 정보들로부터 자신의 제어 정보를 올바르게 검출하지 못하면, 데이터 채널상의 사용자 데이터를 디코딩할 수 없다. 따라서, 제어 정보의 빠르고 정확한 검출을 위한 효율적인 제어 정보 전송 방법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제어 정보의 전송 오류를 줄이기 위한 제어 정보 전송 방법을 제공하는 데 있다.

일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 제어 정보에 부가되는 CRC의 길이를 선택하는 단계 및 상기 선택된 길이의 상기 CRC가 부가된 상기 제어 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 제어 정보 수신 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 제어 정보에 부가되는 CRC의 길이에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 정보를 이용하여 하향링크 채널을 모니터링하여 상기 제어 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

CRC 길이를 고정하지 않고, 경우에 따라 유동적으로 선택함으로써, 제어 정보의 CRC 에러를 잘못 검출(miss detection)할 확률을 적절히 유지할 수 있다. 또한, 제어 정보에 CRC를 부가함으로써 발생할 수 있는 오버헤드(overhead)를 조절할 수 있다. 즉, 한정된 무선 자원을 효율적으로 활용하면서도, 제어 정보의 정확한 검출이 가능해진다. 따라서, 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)은 적어도 하나의 셀에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한 다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다. 빗금친 박스는 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 흰 박스는 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(Dynamic Resource Allocation)과 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링, (2) NAS 시그널링 보안(security), (3) 아이들 모드 UE 도달성(Idle mode UE Reachability), (4) 트랙킹 영역 리스트 관리(Tracking Area list management), (5) 로밍(Roaming), (6) 인증(Authentication).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 이동성 앵커링(mobiltiy anchoring), (2) 합법적 감청(lawful interception). P-GW(PDN-Gateway)는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 단말 IP(internet protocol) 할당(allocation), (2) 패킷 필터링.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 5 및 6을 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; 이하 RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 6은 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널간의 매핑을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12) Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)의 6.1.3.2절을 참조할 수 있다.

도 6을 참조하면, PCCH(Paging Control Channel)는 PCH(Paging Channel)에 매핑되고, BCCH(Broadcast Control Channel)은 BCH(Broadcast Channel) 또는 DL- SCH(Downlink Shared Channel)에 매핑된다. CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel), MCCH(Multicast Control Channel) 및 MTCH(Multicast Traffic Channel)는 DL-SCH에 매핑된다. MCCH와 MTCH는 MCH(Multicast Channel)에도 매핑된다.

각 논리채널 타입은 어떤 종류의 정보가 전송되는가에 따라 정의된다. 논리채널은 제어 채널과 트래픽 채널 2종류가 있다.

제어 채널은 제어 평면 정보의 전송에 사용된다. BCCH는 시스템 제어 정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보를 전송하는 하향링크 채널로, 네트워크가 단말의 위치를 모를 때 사용한다. CCCH는 단말과 네트워크 간의 제어 정보를 전송하는 채널로, 단말이 네트워크와 RRC 연결이 없을 때 사용한다. MCCH는 MBMS(multimedia broadcast multicast service) 제어 정보를 전송하는 데 사용되는 점대다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말들에게 사용된다. DCCH는 단말과 네트워크 간의 전용 제어 정보를 전송하는 점대점 단방향 채널이며, RRC 연결을 갖는 단말에 의해 사용된다.

트래픽 채널은 사용자 평면 정보의 전송에 사용된다. DTCH는 사용자 정보의 전송을 위한 점대점 채널이며, 상향링크와 하향링크 모두에 존재한다. MTCH는 트래픽 데이터의 전송을 위한 점대다 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말에게 사용된다.

전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. BCH는 셀 전 영역에서 브로드캐스트되고 고정된 미리 정의 된 전송 포맷을 가진다. DL-SCH는 HARQ(hybrid automatic repeat request)의 지원, 변조, 코딩 및 전송파워의 변화에 의한 동적 링크 적응의 지원, 브로드캐스트의 가능성, 빔포밍의 가능성, 동적/반정적(semi-static) 자원 할당 지원, 단말 파워 절약을 위한 DRX(discontinuous reception) 지원 및 MBMS 전송 지원으로 특징된다. PCH는 단말 파워 절약을 위한 DRX 지원, 셀 전 영역에의 브로드캐스트로 특징된다. MCH는 셀 전 영역에의 브로드캐스트 및 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지원으로 특징된다.

도 7은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널간의 매핑을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12)의 5.3.1절을 참조할 수 있다.

도 7을 참조하면, BCH는 PBCH(physical broadcast channel)에 매핑되고, MCH는 PMCH(physical multicast channel)에 매핑되고, PCH와 DL-SCH는 PDSCH(physical downlink shared channel)에 매핑된다. PBCH는 BCH 전송 블록을 나르고, PMCH는 MCH를 나르고, PDSCH는 DL-SCH와 PCH를 나른다.

물리계층에서 사용되는 몇몇 하향링크 물리 제어 채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH와 DL-SCH의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ 정보에 대해 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다.

도 8은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 9는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.

도 9를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 하며, 하나의 자원블록은 12×7 자원요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블 록의 수 N^DL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

도 10은 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 서브 프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 서브 프레임 내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들이 PDCCH가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH가 할당되는 사용자 영역이 된다. PCFICH는 서브프레임 내에서 PDCCH들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수에 관한 정보를 나른다.

PDCCH는 DL-SCH 및 PCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당에 관한 정보를 나른다. 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링한다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다. CCE의 수에 따른 PDCCH의 포맷은 다음 표와 같다.

PDCCH format	Number of CCEs
0	1
1	2
2	4
3	8

PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어 정보(downlink control information, 이하 DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보 또는, 상향링크 파워 제어 명령(power control command)를 전송한다. DCI 포맷으로는 UL-SCH(uplink shared channel) 할당의 전송을 위한 포맷 0, SIMO(single input multiple output) 동작을 위한 DL-SCH 할당의 전송을 위한 포맷 1, SIMO 동작을 위한 DL-SCH 할당의 간단한(compact) 전송을 위한 포맷 1A, MIMO(multiple input multiple output) 동작을 위한 DL-SCH 할당의 전송을 위한 포맷 2, 상향링크 채널을 위한 TPC(transmission power control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A가 있다.

도 11은 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 단계 S110에서, 기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 부가한다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 정보를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 PI-RNTI(Paging Indication-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 갱신을 위한 PDCCH라면 시스템 갱신 식별자, 예를 들어, SU-RNTI(system information update-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RN-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 다음 표는 PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

Type	Identifier	Description
UE-specific	C-RNTI	used for the UE corresponding to the C-RNTI
Common	PI-RNTI	used for paging message
	SU-RNTI	used for system information update
	RA-RNTI	used for random access response

C-RNTI가 사용되면 PDCCH는 해당하는 특정 단말을 위한 제어 정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 셀내 모든 단말이 수신하는 공용 제어 정보를 나른다.

단계 S120에서, CRC가 부가된 제어 정보를 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 단계 S130에서, PDCCH 포맷에 할당된 CCE의 수에 따른 전송률 매칭(rate matching)을 수행한다. 단계 S140에서, 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 단계 S150에서, 변조심벌들을 물리적인 자원 요소에 매핑한다.

하나의 서브프레임 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링(monitoring)한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 모니터링되는 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH들의 각각의 디코딩을 시도하는 것을 말한다. 서브프레임 내에서 할당된 제어영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 검출(blind detection)이라 한다. 예를 들어, 만약 해당하는 PDCCH에서 자신의 C-RNTI를 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되지 않으면 단말은 자신의 PDCCH로 검출하는 것이다.

단말은 자신에게 전송되는 PDCCH를 수신하기 위해서는 해당하는 서브프레임의 모든 CCE에 대해 블라인드 검출을 수행해야 한다. 단말은 어떤 PDCCH 포맷이 전송될지 모르므로, 매 서브프레임 내에서 PDCCH의 블라인드 검출이 성공할 때까지 가능한 CCE 단위로 PDCCH를 모두 디코딩해야 한다. 단말은 자신을 위한 PDCCH가 몇개의 CCE를 사용하는지 모르기 때문에 PDCCH의 블라인드 검출이 성공할 때까지 가능한 모든 CCE 단위로 검출을 시도해야 한다. 즉, 단말은 먼저 CCE 한개 단위로 모두 디코딩한다. 디코딩이 모두 실패하면, CCE 두개 단위로 디코딩을 시도한다. 그 후에 다시 CCE 4개, CCE 8개 단위로 디코딩한다. 예를 들어, 해당하는 서브프레임 내의 CCE들의 총 수가 32개이고, CCE 단위가 {1,2,4,8}로 4종류이고, C-RNTI, PI-RNTI, SU-RNTI, RA-RNTI 4개에 대해 모두 블라인드 검출을 시도한다면, 단말은 최대 240회(=4×(32+16+8+4))의 블라인드 검출을 시도하게 된다.

단말은 블라인드 검출을 통해 CRC 에러가 검출되지 않으면 자신의 제어 채널을 찾은 것이므로, 제어 정보를 복구할 수 있다. 그런데, 단말이 CRC 에러를 잘못 검출하면, 다른 단말에게 전송된 제어 정보를 자신에게 전송된 제어 정보로 판별하거나, 자신에게 전송된 제어 정보를 판별하지 못하게 된다. 이 경우, 단말은 제어 정보를 올바르게 복구하지 못하고, 결국 사용자 데이터를 디코딩할 수 없게 된다. 따라서, 제어 정보의 정확한 검출을 위해서는 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮추는 방법이 필요하다.

먼저, 제어 채널의 CRC 에러 검출 과정에서 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 고려한다. 제어 정보에 부가되는 CRC의 길이가 L인 경우, 하나의 단말이 한 번의 CRC 에러 검출 과정에서 CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 2^-L으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 16 비트의 CRC를 사용하는 경우, CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 2^-16(=1.5 × 10^-5)이다. 24 비트의 CRC를 사용하는 경우에는, CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 2^-24이다. 즉, 제어 정보에 부가되는 CRC의 길이가 길수록 CRC 에러를 잘못 검출할 확률이 낮아진다.

또한, 하나의 단말이 블라인드 검출을 시도하는 경우, 여러 번 검출 시도를 하게 된다. 따라서, 하나의 단말이 블라인드 검출을 통해 CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 2^-L × (검출 시도 횟수)로 정의할 수 있다.

그런데, 하나의 기지국이 서비스를 제공하는 셀 내에는 복수의 단말이 속할 수 있다. 따라서, 하나의 기지국에서 전송되는 하나의 제어 채널에 대해 셀 내 단말들이 CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 2^-L × (검출 시도 횟수) × (단말의 개수)로 정의할 수 있다. 또한, CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 CRC 길이, 검출 시도 횟수, 단말의 개수 외에도 다른 전송 환경에 영향을 받을 수 있다.

먼저, CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮추기 위해 하나의 단말의 검출 시도 횟수를 낮추는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 블라인드 검출이 일정 성능을 보장하기 위해서는 검출 시도 횟수는 어느 정도 이상 보장되어야 한다. 또한, 각 단말은 서로 다른 제어 정보를 필요로 할 수 있고, 다른 코드율(code rate)을 사용하는 채널 인코딩 방법을 사용할 수 있으므로, 제어 정보의 크기는 각 단말마다 서로 다를 수 있다. 따라서, 제어 정보가 전송되는 제어영역(control region) 내에서 블라인드 검출 시도 횟수는 변할 수 있다.

다음, CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮추기 위해 CRC의 길이를 늘리는 방법을 고려할 수 있다. 그런데, CRC 에러를 잘못 검출할 확률은 시스템이 허용할 수 있는 최소한의 허용 한도가 있다. 따라서, 허용 한도보다 더 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮출 경우, 시스템에 오버헤드가 될 수 있다.

단말의 개수 또는 검출 시도 횟수 등은 전송 환경에 따라서 변할 수 있다. 만일, CRC 길이를 늘려 고정하였는데, 단말의 개수 또는 검출 시도 횟수가 줄어들 경우, CRC 에러를 잘못 검출할 확률이 허용 한도보다 낮아질 수 있다. 이 경우, 늘어난 CRC 길이는 매 전송 시마다 오버헤드가 된다.

무선 통신 시스템은 시변(time variant) 시스템이므로, 전송 환경은 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서, 전송 환경이 좋을 경우에는 CRC 길이를 줄여 오버헤드를 줄이는 것이 바람직하다. 반면에, 전송 환경이 나쁠 경우에는 CRC 길이를 늘려 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮추는 것이 바람직하다. 따라서, CRC 에러를 잘못 검출할 확률의 허용 한도를 보장하고, 시스템의 오버헤드를 줄이기 위해 CRC 길이를 고정하여 사용하는 것보다 전송 환경에 따라 선택하는 것이 바람직하다.

이제, 기지국이 단말로 제어 채널을 통해 전송하는 제어 정보에 CRC를 부가하는 데 있어서, 전송 환경에 따라 CRC 길이를 선택하는 방법을 설명한다.

도 12는 셀 기반에서 CRC 길이를 선택하는 방법의 예를 나타내는 흐름도이다. 이는 CRC의 길이가 2개인 경우를 도시한 것이지만, 이는 제한이 아니다. CRC 길이는 더 다양할 수 있다.

도 12를 참조하면, 기지국은 CRC 길이 선택 기준을 결정한다(S210). CRC 길이 선택 기준은 기지국이 CRC 길이를 선택하기 위해 고려하는 전송 환경에 대한 요소(factor)이다. 예를 들어, CRC 길이 선택 기준은 서비스를 제공하는 셀 내에서 활동 중인 단말(active UE)의 개수, 하나의 단말의 시도하는 블라인드 검출 시도 횟수의 최대값, 시스템 대역폭, 전송 채널 구성정보, 제어 채널의 형태정보 등이다.

기지국은 CRC 길이 선택 기준을 이용하여 추정값(Estimate, E)을 획득한다(S220). 예를 들어, CRC 길이 선택 기준이 단말의 개수와 검출 시도 횟수인 경우, 추정값(E)은 단말의 개수와 검출 시도 횟수를 곱한 값이다.

기지국은 추정값(E)을 각 CRC 길이 선택 기준에 따른 임계치(Threshold, T)와 비교한다(S230). 임계치(T)는 시스템이 허용할 수 있는 최소한의 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 통해 구할 수 있다.

추정값(E)이 임계치(T)보다 작은 경우, 기지국은 A 길이의 CRC를 선택한다(S240). 추정값(E)이 임계치(T)보다 큰 경우, 기지국은 B 길이의 CRC를 선택한다(S250).

예를 들어, A는 16 비트이고, B는 24 비트이다. 셀 내 단말의 개수가 증가하거나, 검출 시도 횟수의 증가 등으로 인해 추정값(E)이 증가할 수 있다. 추정값(E)이 임계치(T)보다 큰 경우, 24 비트 길이의 CRC를 선택한다. 24 비트 길이의 CRC를 선택하면, 16 비트 길이의 CRC보다 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 감소시킬 수 있다. 시간이 지나 셀 내 단말의 개수가 감소하는 등의 원인으로 추정값(E)이 감소할 수 있다. 추정값(E)이 임계치(T)보다 작은 경우, 16 비트 길이의 CRC를 선택한다. 24 비트 길이의 CRC를 선택할 경우, CRC 에러를 잘못 검출할 확률의 허용한도보다 CRC 에러를 잘못 검출할 확률이 더 낮아질 수 있다. 이 경우, 16 비트 길이의 CRC를 선택함으로써, 오버헤드를 감소시킨다.

따라서, 시스템 대역폭, 활동 중인 단말의 개수, 하나의 단말의 검출 시도 횟수 등 전송 환경에 따라서 유동적으로 CRC의 길이를 변경함으로써, CRC 에러를 잘못 검출할 확률의 허용한도를 만족시키면서도, 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 즉, 한정된 무선 자원을 효율적으로 활용하면서도, 제어 정보의 정확한 검출이 가능해진다. 따라서, 전체 시스템 성능이 향상될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제어 정보 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 기지국은 제어 정보에 부가되는 CRC의 길이를 선택한다(S310). CRC 길이는 서비스를 제공하는 셀 내에서 활동 중인 단말의 개수, 하나의 단말의 시도하는 블라인드 검출 시도 횟수의 최대값, 시스템 대역폭, 전송 채널 구성정보, 제어 채널의 형태정보 등을 고려하여 선택할 수 있다. 단말의 개수가 적은 경우, 시스템 대역폭이 넓은 경우와 같이 전송 환경이 좋을 경우에는 CRC 길이를 줄여 오버헤드를 줄이는 것이 바람직하다. 반면에, 전송 환경이 나쁠 경우에는 CRC 길이를 늘려 CRC 에러를 잘못 검출할 확률을 낮추는 것이 바람직하다.

기지국은 선택된 CRC 길이에 따라 CRC에 마스킹되는 C-RNTI를 변경할 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말로 변경된 C-RNTI 정보를 알려줄 수 있다.

기지국은 단말로 선택된 CRC 길이에 대한 정보를 포함하는 지시 메시지를 전송한다(S320). 지시 메시지는 선택된 CRC 길이가 언제부터 적용되는지를 지시하는 시작 정보를 더 포함할 수 있다. 시작 정보는 선택된 CRC 길이가 적용되는 서브프레임 또는 적용이 시작되는 시각에 대한 정보이다.

지시 메시지는 셀 내의 단말들에게 전송하는 공통적인 정보를 보낼 수 있는 채널을 이용할 수 있다. 예를 들어, 지시 메시지는 브로드캐스트 채널(Broadcast channel)을 통해 전송될 수 있다. 브로드캐스트 채널을 사용하는 경우, 셀 내의 모든 단말이 지시 메시지를 수신할 수 있다.

기지국은 단말로 선택된 길이의 CRC가 부가된 제어 정보를 전송한다(S330). 기지국은 시작 정보에 따른 서브프레임부터 또는 시작 정보에 따른 시각부터 제어 정보에 선택된 길이의 CRC를 부가할 수 있다. CRC가 부가된 제어 정보는 제어 채널을 통해 전송된다. 예를 들어, 제어 정보는 DCI이고, 제어 채널은 PDCCH일 수 있다.

단말은 하향링크 채널을 모니터링한다. 단말은 블라인드 검출을 통해 자신의 제어 채널을 복구한다. 단말이 자신의 제어 채널을 복구하면, 제어 정보를 이용해 데이터 채널을 복구한다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할을 나타낸 블록도이다.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 4는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 5는 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 6은 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널간의 매핑을 나타낸다.

도 7은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널간의 매핑을 나타낸다.

도 8은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 9는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 나타낸 예시도이다.

도 10은 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 11은 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.

도 12는 셀 기반에서 CRC 길이를 선택하는 방법의 예를 나타내는 흐름도이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제어 정보 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims (5)

1. 무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법에 있어서,

   상기 제어 정보의 전송 환경에 따라 가변적으로 상기 제어 정보에 부가되는, CRC(Cyclic Redundancy Check)의 길이를 선택하는 기준을 결정하는 단계;

   상기 CRC의 길이를 선택하는 기준을 이용하여 추정값을 구하는 단계;

   상기 추정값과 임계치를 비교하여 상기 CRC의 길이를 선택하는 단계 및

   상기 선택된 길이의 상기 CRC가 부가된 상기 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하고,

   상기 CRC의 길이를 선택하는 기준은 서비스를 제공하는 셀 내에서 활동 중인 단말의 개수, 블라인드 검출 시도 횟수의 최대값, 시스템 대역폭, 전송 채널 구성 정보 또는 제어 채널의 형태 정보이고,

   상기 전송 환경이 좋을 경우 상기 CRC의 길이를 줄이고, 상기 전송 환경이 나쁠 경우 상기 CRC의 길이를 늘리는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 정보는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 CRC의 길이에 대한 정보를 포함하는 지시 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
5. 무선 통신 시스템에서 제어 정보 수신 방법에 있어서,

   상기 제어 정보의 전송 환경에 따라 가변적으로 결정되고 상기 제어 정보에 부가되는, CRC의 길이에 대한 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하는 단계; 및

   상기 정보를 이용하여 하향링크 채널을 모니터링하여 상기 제어 정보를 수신하는 단계를 포함하고,

   상기 CRC의 길이는 서비스를 제공하는 셀 내에서 활동 중인 단말의 개수, 블라인드 검출 시도 횟수의 최대값, 시스템 대역폭, 전송 채널 구성 정보 또는 제어 채널의 형태 정보에 따라 선택되고,

   상기 전송 환경이 좋을 경우 상기 CRC의 길이를 줄이고, 상기 전송 환경이 나쁠 경우 CRC의 길이를 늘리는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.

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