KR101809959B1 - 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 기 설정된 조건에 따라 하향링크 제어 채널 또는 레거시 하향링크 제어 채널 중 하나에서 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제어 정보에 기반하여, 하향링크 공유 채널 또는 레거시 하향링크 공유 채널을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 데이터 영역을 통하여 수신하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 제어 영역을 통하여 수신하며, 상기 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널 또는 상기 레거시 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DOWNLINK CONTROL INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 방법은, 기 설정된 조건에 따라 하향링크 제어 채널 또는 레거시 하향링크 제어 채널 중 하나에서 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제어 정보에 기반하여, 하향링크 공유 채널 또는 레거시 하향링크 공유 채널을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 데이터 영역을 통하여 수신하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 제어 영역을 통하여 수신하며, 상기 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널 또는 상기 레거시 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기 설정된 조건은, 상기 하향링크 제어 채널의 신호 품질이 임계치 이하인 경우, 또는 상기 하향링크 제어 채널의 복호가 기 설정된 횟수 이상 실패한 경우, 또는 상기 하향링크 제어 채널의 복호가 기 설정된 서브프레임 이상 동안 실패한 경우 등을 의미하고, 상기 조건 만족 시 상기 레거시 하향링크 제어 채널에서 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서의 단말 장치는, 기 설정된 조건에 따라 하향링크 제어 채널 또는 레거시 하향링크 제어 채널을 기지국으로부터 수신하기 위한 무선 통신 모듈; 상기 수신한 하향링크 제어 채널 또는 레거시 하향링크 제어 채널을 복호하여 제어 정보를 획득하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 무선 통신 모듈은 상기 제어 정보에 기반하여, 하향링크 공유 채널 또는 레거시 하향링크 공유 채널을 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 데이터 영역을 통하여 수신하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널은 서브프레임의 제어 영역을 통하여 수신하며, 상기 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하고, 상기 레거시 하향링크 제어 채널의 제어 정보는 상기 하향링크 공유 채널 또는 상기 레거시 하향링크 공유 채널의 할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는, 상기 하향링크 제어 채널의 신호 품질이 임계치 이하인 경우, 또는 상기 하향링크 제어 채널의 복호가 기 설정된 횟수 이상 실패한 경우, 또는 상기 하향링크 제어 채널의 복호가 기 설정된 서브프레임 이상 동안 실패한 경우, 상기 레거시 하향링크 제어 채널을 수신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 레거시 하향링크 제어 채널에 포함된 제어 정보는 복호가 실패한 상기 하향링크 제어 채널에 포함된 제어 정보와 동일한 것일 수 있다.
또한, 상기 레거시 하향링크 제어 채널은 특정 개수의 라디오 프레임 단위로 기 설정된 서브프레임에서 송신되는 것을 특징으로 하며, 상기 기 설정된 서브프레임은 방송 정보가 송신되는 서브프레임인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 단말은 하향링크 신호를 효과적으로 수신할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 E-PDCCH의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일반 모드와 폴백 모드가 설정된 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 PDCCH를 사용하는 경우와 E-PDCCH 사용하는 경우를 제어 정보의 특성에 따라 구분하기 위한 예를 도시.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 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 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
한편, 3GPP LTE 시스템에서 하향링크 서브프레임은 주로 PDCCH와 PDSCH로 구성되며 B 셀이 동일한 LTE 시스템일 경우 A 셀과 서브프레임 형식을 사용하게 된다. A셀로부터의 하향링크 전송이 B셀로부터의 하향링크 전송에 간섭을 주지 않도록 하는 방법은 A 셀과 B 셀이 서로 다른 서브프레임에서 각각 전송을 수행하는 것을 고려할 수 있다. 즉 유한한 서브프레임 자원을 시간 분할 방식으로 나누어 사용하는 것이다. 최근 논의 중인ABS(almost blank subframe)가 상술한 간섭 회피의 예시이며, ABS로 지정된 서브프레임에서는 CRS만 전송할 수 있도록 설정된다. 하지만 이는 자원 이용 효율을 크게 감소시킨다. 따라서 가능한 두 셀이 동일 서브프레임을 서로 공유하되, 주파수 자원이나 공간 자원을 상호 분리시키는 방법이 더 우수하다. 또는 두 가지 접근 방법을 효율적으로 결합시켜 운영하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다.
셀 간 간섭을 감소시키기 위한 다른 방법으로서 A 셀의 데이터 채널을 공간적으로 분리시켜 다른 방향을 향하게 함으로 써 B 셀에 미치는 간섭을 최소화시키는 방안도 고려할 수 있다. 즉, A 셀에 프리코딩(Precoding)을 적용하여 간섭을 회피하고 동시에 특정 단말에 정상적으로 전달되도록 해당 방향으로 전송 빔을 향하게 하는 것이다. 이렇게 함으로서 A 셀의 데이터 채널이 B셀의 데이터 채널에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있다.
하지만, 제어 채널은 일반적으로 시스템 대역 전체에 걸쳐 전송되고 CRS(common reference signal)을 이용해서 복호(decoding)된다. 따라서, 만약 제어 채널에 프리코딩을 하게 되면 수신단에서 검출 및 복호를 위해서는 어떤 프리코딩을 했는가에 대한 정보가 필요하다. 그런데 프리코딩 정보는 제어 채널을 통해서 전달되기 때문에 결국 제어 채널을 복호할 수 없다. 따라서 이 동작을 가능하게 하기 위해서는 제어 채널을 제대로 복호하기 위한 별도의 참조 신호(Reference Signal)이 요구되며, 이는 송수신 복잡도를 증가시키는 요인이 될 수 있다.
따라서, 셀 간 간섭을 회피하기 위한 다른 방법으로서, PCFICH 또는 PHICH와 같은 제어 채널도 기존의 PDCCH와 마찬가지로 CRS를 이용하여 복호를 수행하는 것이다. 다만 제어 채널 종류에 따라서 서로 다른 방법을 적용하여야 한다. 예를 들어 PDCCH의 경우 PDSCH 자원영역의 특정 위치에 전송하도록 하고 PCFICH, PHICH는 첫 심볼 또는 많게는 네 번째 심볼까지만 전송하게 하는 등 제약을 두는 방법이 가능하다.
또한, PCFICH, PHICH, CRS는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하도록 하고, PDCCH는 3번째 심볼 이후에 전송하는 것도 고려할 수 있다. 물론 PDCCH를 통하여 송신되는 상향링크 그랜트 또는 하향링크 그랜트는 첫 번째 슬롯뿐만 아니라 두 번째 슬롯에 위치할 수 도 있다. 또는 하향링크 그랜트는 첫 번째 슬롯에만 위치하고, 상향링크 그랜트는 두 번째 슬롯에만 위치하도록 할 수도 있다. 물론, 방송(broadcasting) 형식을 통하여 송신되는 중요한 시스템 정보, 즉 BCH, PCH, SCH 등은 기존과 동일하게 운용하는 것을 가정한다.
여기서 기존의 PDCCH 달리 새롭게 제안된 제어 채널을 Enhanced PDCCH 또는 E-PDCCH라고 지칭한다. E-PDCCH는 CRS 기반의 전송 다이버시티(Transmit diversity) 또는 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM) 기법을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 단말 특정 참조 신호인 DM-RS 기반으로도 동작할 수 있다는 것이 특징이다. 경우에 따라서는 E-PDCCH와 PDSCH에 동일한 프리코딩이 적용되어서 B셀의 해당 서브프레임에 간섭 유발을 최소화 할 수 있다.
물론 A 셀의 첫 번째 심볼에 위치한 PCFICH와 같은 제어 정보들은 여전히 어느 정도의 간섭을 유발 시키는 요인이 될 수 있다. 하지만 간섭의 주요 원인인 PDCCH 및 PDSCH에 대하여 모두 빔포밍(beam-forming)을 수행함으로써 간섭을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 PCFICH는 셀 식별자(Cell ID) 기반으로 셀 간 호핑(hopping)을 수행하기 때문에 셀 간 간섭에 어느 정도의 강인성이 존재한다.
이하에서는, 앞서 언급된 개념을 바탕으로 구체적으로 E-PDCCH의 구체적인 특징에 관하여 설명한다.
도 6은 E-PDCCH의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 6에서는 기존의 PDCCH와 이에 대응하는 PDSCH 및 E-PDCCH와 이에 대응하는 E-PDSCH 영역을 비교하여 도시하였다.
도 6을 참조하면, E-PDCCH가 맵핑되는 주파수 및 시간 영역 길이는 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어 E-PDCCH는 4번째 심벌부터 마지막 심벌까지 구성되거나 첫 번째 슬롯의 4번째 심벌 이후에만 구성되거나 또는 두 번째 슬롯에만 구성되는 등 다양하게 구성될 수 있다. 또한 E-PDCCH를 구성하는 DL 그랜트 및 UL 그랜트의 위치는 역시 다양하게 구성될 수 있다. 다만 E-PDCCH는 기존의 PDCCH 영역과 겹치지 않게 설계하여 간섭을 발생하지 않도록 하는 것이 중요하다.
이와 같은 E-PDCCH와 E-PDSCH는, 기존의 서브프레임 구조에서 제어 영역에 제어 정보를 전송해야 하는 구조를 탈피하여 데이터 영역 제어 정보를 전송할 수 있는 구조적인 특징을 갖는다. 이러한 구조적 특징은 상술한 바와 같이 마크로 셀과 피코 셀로 구성된 이종 무선 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 줄이는 목적을 달성하기 위해서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 처음 두 심볼에만 제어 정보 및 CRS가 존재하는 MBSFN 서브프레임에 ABS로 설정하는 경우, 처음 두 심볼을 제외한 나머지 영역은 아무런 간섭이 존재하지 않은 서브프레임을 설정할 수 있다.
이와 같이 간섭 발생 자체를 제한하는 자원 영역에는 제어 정보와 데이터를 안전하게 전송할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, E-PDCCH가 존재할 수 있는 데이터 영역, 즉 검색 영역(Search Space)은 RRC 시그널링 등을 통해서 사전에 지정하고, 그 데이터 영역에 한해서 블라인드 디코딩(blind decoding)을 수행해서 E-PDCCH를 복호할 수 있다.
그러나, 데이터 영역에 의도하지 않은 간섭이 발생할 여지가 존재하며, E-PDCCH를 위한 검색 영역 설정의 변경 등으로 인하여, E-PDCCH를 정상적으로 복호할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우 E-PDCCH 대신 PDCCH를 직접 복호하여 PDSCH를 위한 자원 정보를 획득하도록 설계하는 것이 시스템 동작을 더 강건하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 E-PDCCH를 복호하여 E-PDSCH를 수신하는 모드(이하, 일반 모드)에 추가하여, PDCCH를 복호하여 PDSCH 또는 E-PDSCH를 수신하는 모드(이하, 폴백(fallback) 모드)를 구현하는 것을 제안한다.
보다 구체적으로 설명하면, 일반 모드에서 E-PDCCH 기반의 데이터 전송이 이루어지다가, 특정 상황에서는 PDCCH 기반의 폴백 모드로 전환하여 데이터 전송을 수행하는 것이다. 또한, 폴백 모드로 전환하기 위해서는 PDCCH를 블라인드 디코딩할 수 있는 서브프레임이 지정되어 있어야 하며, E-PDCCH를 수신하지 못하였거나, 복호 실패한 경우, 상기 PDCCH를 블라인드 디코딩할 수 있는 서브프레임에서 필요한 정보를 얻도록 하는 것이다. 이러한 PDCCH를 통한 데이터 전송은 E-PDCCH와 동일한 내용을 중복해서 전송할 수 도 있지만 변경된 자원 할당 정보 등을 포함하여 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 특정 상황의 예로서, E-PDCCH 수신 품질이 임계 값 이하로 내려가는 경우, E-PDCCH 디코딩 실패 또는 수신 실패가 지정된 시간 구간에 N번 이상 지속되는 경우, E-PDCCH 디코딩 실패가 발생한 이후 N 서브프레임 또는 기 설정된 시간이 경과한 경우 등을 고려할 수 있다.
또한, 폴백 모드로 전환하여 PDCCH를 블라인드 디코딩할 수 있는 서브프레임은 라디오 프레임 (Radio frame) 단위로 지정하거나, 라디오 프레임의 정수 배마다 특정 서브프레임을 지정할 수도 있다. 또는 방송 채널이 전송되는 서브프레임(예를 들어, SF#0 또는 SF#5) 또는 이와 연관된 서브프레임으로 설정할 수도 있고, 사전에 RRC 시그널링에 의하여 특정 서브프레임 또는 서브프레임 패턴을 지정할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 일반 모드와 폴백 모드가 설정된 예를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, E-PDCCH를 복호하여 E-PDSCH를 수신하는 일반 모드로 동작하는 서브프레임과 PDCCH 기반의 폴백 모드로 동작하는 폴백 서브프레임이 설정된 예를 도시한다. 특히, 폴백 서브프레임은 E-PDCCH의 수신이 어렵거나 또는 수신하지 않도록 약속된 서브프레임으로서, 해당 서브프레임에서는 PDCCH를 복호하여 PDSCH 또는 E-PDSCH를 복조하는 서브프레임이다.
한편, 전송되는 제어 정보의 특성에 따라서 PDCCH를 사용하는 경우와 E-PDCCH 사용하는 경우를 구분하는 것도 고려할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 PDCCH를 사용하는 경우와 E-PDCCH 사용하는 경우를 제어 정보의 특성에 따라 구분하기 위한 예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 특정 서브프레임(예를 들어, SF#0 또는 SF#5)에서 시스템 정보나 셀 선택/재선택과 같은 중요한 정보의 변경 및 갱신과 같은 정보라든지 이외의 방송 정보 (e.g. MIB message, SIB1 message, SI messages)는 PDCCH를 통하여 전송하고, 하향링크 자원 할당 정보 또는 상향링크 그랜트와 같은 동적 스케줄링 정보 및 이와 연관된 정보들은 상기 특정 서브프레임 이외의 E-PDCCH를 통하여 전송하는 것이다.
이 경우, LTE-A 시스템의 공통 검색 영역(Common Search Space)에서는 SI-RNTI, P-RNTI, RA-RNTI 등으로 마스킹된 PDCCH를 통하여 MIB message, SIB1 message, SI messages등을 전송하는 것이 바람직하다. 물론, 상기 PDCCH를 통하여 전송되는 정보들은 E-PDCCH로 전송하지 않는다. 또한, 도 8과 같이 E-PDCCH를 위한 검색 영역은 공통 검색 영역이 아닌 전용 검색 영역(Dedicated Search Space)으로만 구성하는 것이 바람직하다.
그러나, E-PDCCH를 위한 검색 영역은 공통 검색 영역과 전용 검색 영역 모두가 존재하는 경우를 배제하는 것은 아니며, 이 경우 앞서 언급된 중요 정보를 수신하는 지정된 특정 서브프레임 (SF#0 또는 SF#5))에서는 E-PDCCH 영역의 공통 검색 영역이 아닌 PDCCH의 공통 검색 영역에서 블라인드 디코딩을 수행하여 해당 중요 정보를 획득하는 것으로 설정할 수 있다. 마찬가지로, E-PDCCH을 위한 전용 검색 영역에서 동적 스케줄링 정보가 전송되며, 이 경우 블라인드 디코딩 복잡도에는 변화가 없다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 9를 참조하면, 통신 장치(900)는 프로세서(910), 메모리(920), RF 모듈(930), 디스플레이 모듈(940) 및 사용자 인터페이스 모듈(950)을 포함한다.
통신 장치(900)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(900)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(900)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(910)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(910)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 8에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(920)는 프로세서(910)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(930)은 프로세서(910)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(930)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(940)은 프로세서(910)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(940)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(950)은 프로세서(910)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 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 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 하향링크 채널을 수신하는 방법에 있어서,
    PDCCH (physical downlink control channel) 또는 EPDCCH (enhanced physical downlink control channel)를 모니터링하여, 제어 정보를 검출하는 단계;
    상기 제어 정보가 상기 PDCCH를 모니터링하여 검출된 경우, 방송 채널을 수신하는 단계; 및
    상기 제어 정보가 상기 EPDCCH를 모니터링하여 검출된 경우, 하향링크 공용 채널을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 PDCCH는 상기 방송 채널을 수신하도록 설정된 서브프레임 상에서 모니터링되고,
    상기 방송 채널을 수신하도록 설정된 서브프레임 상에서는 상기 EPDCCH가 모니터링되지 않는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PDCCH는,
    상기 방송 채널을 수신하기 위한 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 EPDCCH는,
    상기 하향링크 공용 채널을 수신하기 위한 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PDCCH는 공통 검색 영역에서 모니터링되고, 상기 EPDCCH는 단말 특정 검색 영역에서 모니터링되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 수신 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서의 단말로서,
    기지국으로부터 하향링크 채널을 수신하기 위한 무선 통신 모듈; 및
    PDCCH (physical downlink control channel) 또는 EPDCCH (enhanced physical downlink control channel)를 모니터링하여 제어 정보를 검출하고, 상기 제어 정보가 상기 PDCCH를 모니터링하여 검출된 경우 방송 채널을 수신하며, 상기 제어 정보가 상기 EPDCCH를 모니터링하여 검출된 경우 하향링크 공용 채널을 수신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 PDCCH는 상기 방송 채널을 수신하도록 설정된 서브프레임 상에서 모니터링되고,
    상기 방송 채널을 수신하도록 설정된 서브프레임 상에서는 상기 EPDCCH가 모니터링되지 않는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말로 하향링크 채널을 송신하는 방법에 있어서,
    제어 정보를 PDCCH (physical downlink control channel) 또는 EPDCCH (enhanced physical downlink control channel)를 통하여 송신하는 단계;
    상기 제어 정보가 상기 PDCCH를 통하여 송신된 경우, 방송 채널을 송신하는 단계; 및
    상기 제어 정보가 상기 EPDCCH를 통하여 송신된 경우, 하향링크 공용 채널을 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 PDCCH는 상기 방송 채널을 송신하도록 설정된 서브프레임 상에서 송신되고,
    상기 방송 채널을 송신하도록 설정된 서브프레임 상에서는 상기 EPDCCH가 송신되지 않는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 송신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 PDCCH는,
    상기 단말이 상기 방송 채널을 수신하기 위한 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 송신 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 EPDCCH는,
    상기 단말이 상기 하향링크 공용 채널을 수신하기 위한 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 송신 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 PDCCH는 공통 검색 영역 상에서 송신되고, 상기 EPDCCH는 단말 특정 검색 영역 상에서 송신되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 채널 송신 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서의 기지국으로서,
    단말로 하향링크 채널을 송신하기 위한 무선 통신 모듈; 및
    제어 정보를 PDCCH (physical downlink control channel) 또는 EPDCCH (enhanced physical downlink control channel)를 통하여 송신하고, 상기 제어 정보가 상기 PDCCH를 통하여 송신된 경우 방송 채널을 송신하며, 상기 제어 정보가 상기 EPDCCH를 통하여 송신된 경우 하향링크 공용 채널을 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 PDCCH는 상기 방송 채널을 송신하도록 설정된 서브프레임 상에서 송신되고,
    상기 방송 채널을 송신하도록 설정된 서브프레임 상에서는 상기 EPDCCH가 송신되지 않는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
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