KR102406960B1 - 단말에게 그룹 메시지를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

단말에게 그룹 메시지를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 특히 여러 단말에게 메시지를 전달할 경우 멀티미디어의 방송 및 멀티캐스트 서비스 (multimedia broadcast multicast service, 이하 MBMS) 서비스를 이용해 그룹 메시지를 전송할 수 있다. 이 때 단말은 MBMS 관련 정보를 획득해야 하고, 네트워크는 MBMS 베어러를 활성화시켜야 하므로 이러한 동작을 수행하기 위한 방법 및 장치가 필요하다. 이를 위해 SCEF는 SCS/AS로부터 TMGI를 요청하는 요청 메시지를 수신하고, 상기 요청 메시지를 기반으로 메시지를 전송한 SCS/AS가 TMGI를 요청할 자격이 있는지 확인하고, 가입자 정보를 요청하는 요청 메시지를 HSS로 전송하고, HSS로부터 라우팅 정보가 포함된 가입자 정보 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하고, BM-SC로 TMGI를 요청하는 메시지를 전송하고, BM-SC로부터 TMGI를 포함하는 응답 메시지를 수신하고, TMGI를 포함하는 응답 메시지를 SCS/AS로 전송할 수 있다.

Description

단말에게 그룹 메시지를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING GROUP MESSAGE TO TERMINALS}
본 발명은 단말에게 그룹 메시지를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
그런데 여러 단말에게 메시지를 전달할 경우 자원 사용의 효율성을 고려해 방송 자원을 사용할 수 있다. 특히 멀티미디어의 방송 및 멀티캐스트 서비스 (multimedia broadcast multicast service, 이하 MBMS) 서비스를 이용해 그룹 메시지를 전송할 수 있다. 이 때 단말은 MBMS 관련 정보를 획득해야 하고, 네트워크는 MBMS 베어러를 활성화시켜야 하므로 이러한 동작을 수행하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 네트워크를 위한 방법에 있어서, MBMS(multimedia broadcast multicast service) 그룹 식별자의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)에서 SCEF(service capability exposure function)로 전송하는 단계; 및 상기 MBMS 그룹 식별자를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCEF로부터 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 네트워크를 위한 방법에 있어서, MBMS(multimedia broadcast multicast service) 그룹 식별자의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)로부터 SCEF(service capability exposure function)로 수신하는 단계; 및 상기 MBMS 그룹 식별자를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCS/AS로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 네트워크를 위한 장치에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 MBMS(multimedia broadcast multicast service) 그룹 식별자의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)에서 SCEF(service capability exposure function)로 전송하고, 상기 MBMS 그룹 식별자를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCEF로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 네트워크를 위한 장치에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 MBMS(multimedia broadcast multicast service) 그룹 식별자의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)로부터 SCEF(service capability exposure function)로 수신하고, 상기 MBMS 그룹 식별자를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCS/AS로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법 및 장치에 따르면 네트워크는 단말에게 MBMS 서비스를 이용해 효율적으로 자원을 사용해 그룹 메시지를 전송할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1-1 실시예에 따른 하향링크 데이터 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1-2 실시예에 따른 하향링크 데이터 연속 재전송 방법을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1-2 실시예에 따른 하향링크 데이터 연속 재전송 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1-3 실시예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1-4 실시예에 따른 상향링크 데이터 연속 재전송 방법을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1-4 실시예에 따른 상향링크 데이터 연속 재전송 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제1-5 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1-6 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1-7 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1-5 및 제1-7 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 11c 및 도 11d는 본 발명의 제 1-6 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보와 SR의 동시 전송 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 스페셜 서브프레임 설정을 도시한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제 1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 14c 및 도 14d는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보와 SR의 동시전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 17은 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 D2D 방송 또는 그룹 통신이 지원되는 형태를 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명에서 고려하고 있는 D2D 유니캐스트 통신이 지원되는 형태를 도시하는 도면이다.
도 19은 D2D 통신의 모드 1에 대한 자원 할당 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 D2D 통신의 모드 2에 대한 자원 할당 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 21는 본 발명의 제2-1 실시예에 따른 D2D 데이터 자원 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 22은 본 발명의 제2-1 실시예에 따라 D2D 데이터 자원 구조의 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 23은 제2-1 실시예에 따라 HARQ 동작을 위한 4 서브프레임 타이밍 요구 조건을 충족시킬 수 있는 T-RPT의 일례를 도시한 도면이다.
도 24은 제2-2실시예에 따른 수신 단말이 ACK / NACK 피드백 전송을 위해 사용하는 서브프레임에서 전송 단말에게 PUCCH를 전송하는 방법을 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 제2-1 실시예와 제2-2 실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 제2-1 실시예와 제2-2 실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 제2-3 실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 제2-3 실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 29은 본 발명의 제2-4 실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 30은 본 발명의 제2-4 실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 31은 본 발명을 수행할 수 있는 송신 단말과 수신 단말을 도시한 블록도이다.
도 32은 LTE-A 시스템의 전송 프레임(radio frame) 구조를 도시한 도면이다.
도 33는 종래 기술에 따른 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템의 시스템 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 34는 2개의 구성 반송파가 설정된 LTE-A 단말로 기지국이 하향링크 데이터를 스케줄링하는 일례를 도시한 도면이다.
도 35는 2개의 구성 반송파가 설정된 LTE-A 단말로 기지국이 하향링크 데이터를 스케줄링하는 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 36은 현재 LTE-A CA 상황에서 단말이 세 개의 구성 반송파를 할당 받았고 모두가 면허 대역에 포함된 경우를 도시한 도면이다.
도 37은 구성 반송파들 중에서 일부가 비면허대역에 포함되어 LTE-A와 같은 동작을 수행하는 상황을 도시한 도면이다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성 반송파 설정 확인과 제어 채널 및 PDSCH 수신 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 40은 본 발명에 따른 단말의 장치 구조를 도시한 도면이다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 42a 및 도 42b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 43은 기지국이 단말에게 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 과정을 도시한 도면이다.
도 44는 본 발명에 따른 제4-1실시예를 도시한 도면이다.
도 45는 서브프레임 상태 정보에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 46은 제2제어 채널 전송 시작 심볼을 이용하여 기준 시점을 설정하는 기지국 동작을 도시한 도면이다.
도 47은 제4-2실시예에서 기준 신호 등과 같이 기사용되고 있는 신호를 이용하여 기지국의 채널 점유 여부를 확인하는 일례를 도시한 도면이다.
도 48은 제4-2실시예에서 기준 신호 등과 같이 기사용되고 있는 신호를 이용하여 기지국의 채널 점유 여부를 확인하는 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 49는 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 50은 본 발명의 실시예들에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 51은 LTE/LTE-A 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 도시하는 도면이다.
도 52는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크 신호를 전송시 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 자원 블록의 무선 자원을 나타내는 도면이다.
도 53은 IMR의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 FD-MIMO를 지원하는 기지국을 도시한 도면이다.
도 55는 종래 기술에 따라 하향링크 신호와 상향링크 신호를 시간 영역에서 도시한 도면이다.
도 56은 서브프레임 별로 기지국에서 수행하는 MU-MIMO 전송을 도시한 도면이다.
도 57은 기지국이 복수의 단말에게 MU-MIMO 전송을 수행했을 때 단말 A가 받는 MU-MIMO 간섭을 도시한 도면이다.
도 58은 IMR2 기반 주기적 채널 상태 보고를 도시한 도면이다.
도 59는 IMR1을 기반으로 한 채널 상태 정보를 보고할지 IMR2를 기반으로 하는 채널 상태를 보고할지 선택하는 경우를 도시한 도면이다.
도 60은 본 발명에 따라 기지국이 단말에게 IMR2를 이용해 주기적 채널 상태 정보를 보고받는 방법을 도시한 도면이다.
도 61은 본 발명에 따라 기지국이 단말에게 IMR2를 이용해 비주기적 채널 상태 정보를 보고받는 방법을 도시한 도면이다.
도 62는 본 발명에 따라 단말이 기지국으로부터 IMR2를 이용해 비주기적 채널 상태 정보를 보고하는 방법을 도시한 도면이다.
도 63는 본 발명을 수행할 수 있는 기지국의 장치도를 도시한 도면이다.
도 64는 본 발명을 수행할 수 있는 단말의 장치도를 도시한 것이다.
도 65는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 66은 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 67은 본 발명을 수행하는 일례를 도시한 흐름도이다.
도 68a 및 도 68b는 본 발명을 수행하는 또다른 일례를 도시한 흐름도이다.
도 69는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 70은 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다.
도 71a 및 도 71b는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 적용하는 단말의 내부 동작을 도시한 도면이다.
도 72는 본 발명을 실시할 수 있는 단말 및 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.
도 73은 본 발명에 따른 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
도 74는 네트워크가 여러 단말에게 MBMS 서비스를 이용해 메시지를 전달할 때, 단말이 수신할 MBMS 관련 정보를 네트워크와 (미리) 공유하는 방법을 도시한 도면이다.
도 75a 및 도 75b는 그룹 메시지 전달을 위해 MBMS 베어러를 활성화시키고 그룹 메시지 전달을 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 76은 본 발명의 실시예에 따른 개체의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP E-UTRAN 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
<제1 실시예>
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들의 고속 서비스 요구로 인해 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 장기간 진화(Long Term Evolution, LTE) 릴리즈 10(Rel-10)은 최대 1 Gbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반의 통신을 구현하는 기술이다. LTE Rel-10에서는 단말이 접속하는 셀 수를 확장하되, 각 셀에서 발생하는 피드백은 프라이머리 셀(Primary cell, PCell, 이하 P셀)에서만 전송하는 방법을 채택하였다. 또한 LTE Rel-10에서는 단말에게 확장되는 모든 셀은 같은 복식(duplex) 구조를 가지고 있다. 따라서 모든 셀은 주파수 분할 복식( Frequency Division Duplex, FDD) 구조를 가지고 있을 수도 있고, 시분할 복식(Time Division Duplex, TDD) 구조를 가지고 있을 수도 있다. 이 중 TDD 구조는 UL-DL 설정이 유지되는 정적 TDD 구조일 수 있고, UL-DL 설정이 시스템 정보나 상위 신호 또는 하향링크 공통 제어채널에 의해 변화하는 동적 TDD 구조일 수 있다.
LTE Rel-12에서는 단말이 매크로 기지국과 비이상적인 백홀(backhaul)로 연결되어 있는 소형 기지국에 동시 접속을 할 수 있도록 하고 있으며, 이 경우 단말은 매크로 기지국 내의 P셀과 소형 기지국 내의 프라이머리 세컨더리 셀 (Primary secondary cell, Primary SCell, 이하 PS셀)을 통하여 각 기지국 내의 셀에서 발생하는 피드백을 독립적으로 전송하는 방법을 채택하였다. 특별히 언급하지 않는 이상, 본 발명에서 P셀이라는 용어는 매크로 기지국 내의 P셀 또는 소형 기지국 내의 PS셀을 의미하는 것으로 한다. 따라서, 본 발명에서 세컨더리 셀(secondary cell, SCell, 이하 S셀)이라는 용어는 매크로 기지국 내의 P셀을 제외한 나머지 셀 또는 소형 기지국 내의 PS셀들을 제외한 나머지 셀들을 의미한다.
기지국에 의해 제어되는 한 개의 셀이 FDD 구조를 가지고 있고, 한 개의 주파수 밴드가 추가되는 경우, 상기 한 개의 주파수 밴드는 TDD 구조를 적용하기에 용이하다. 그 이유는 FDD를 운영하기 위해서는 하향링크(DL)와 상향링크(UL) 간에 서로 다른 2개의 주파수 밴드가 필요로 되기 때문이다.
또한, LTE (본 발명에서 따로 기술하지 않는 경우, LTE-A와 같은 LTE의 진화 기술을 모두 포함하여 일컫을 수 있다) 주파수와 같은 면허 대역의 수가 제한되어 있는 것을 고려하여, 5GHz 대역과 같은 비면허대역에서 LTE 서비스를 제공하는 기술을 연구하고 있으며, 이러한 기술을 LAA(Licensed Assisted Access)라고 부른다. LAA를 도입하는 경우, LTE-A에서의 캐리어 집성(Carrier aggregation 기술을 적용하여, 면허 대역인 LTE 셀은 P셀, 비면허 대역인 LAA셀은 S셀로 운영하는 것을 고려하고 있다. 따라서, LTE-A에서처럼 S셀인 LAA 셀에서 발생하는 피드백은 P셀에서만 전송되어야 하며, FDD 혹은 TDD 구조가 LAA셀에 모두 적용될 수 있다.
5GHz의 비면허대역은 현재 IEEE 802.11 기반의 Wi-Fi 시스템이 서비스를 진행 중이며, LAA 기술을 이용하는 LTE 시스템이 5GHz의 비면허대역을 사용하기 위해서는 기존에 운영중인 Wi-Fi 시스템에 아무 영향이 없도록 LAA를 설계하여야 한다. 그러므로 LAA 시스템은 Wi-Fi 시스템과 마찬가지로 일부 시간에서만 비면허대역의 특정 채널을 점유할 수 있다. 특정 채널을 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)이 이미 점유하고 있지 않다는 것을 감지(sensing, 센싱과 혼용될 수 있다)을 통해 확인한 후 LAA 시스템이 그 채널에서 데이터를 전송하는 것이 가능하다. 본 발명에서 LAA 셀이 비면허대역의 특정 채널을 점유할 수 있는 최대 시간을 최대 점유 시간(max. occupancy time)이라고 부르며, 점유하지 않는 시간 동안 감지을 하거나 아이들(idle) 상태로 대기하는 시간은 아이들 구간(idle time)이라고 부르도록 한다.
이때, LAA셀에서 최대 점유 시간 동안 전송을 끝내지 못한 데이터가 존재할 때, LAA셀에서 아이들 구간 동안은 상기 데이터 전송을 수행하는 것이 불가능하게 된다. 따라서, 채널을 점유할 수 있는 다음 시간까지 상기 데이터 전송을 지연시켜야 하는데, 이 때 지연되는 시간에 반비례하여 데이터 전송량이 감소할 수 있다. 그러므로 LAA 셀에서 상기에서처럼 지연되는 시간에 의한 데이터 전송량 감소를 줄이고, 데이터 전송을 최대 점유 시간 안에 완료하기 위한 방안을 필요로 한다. 또한, 상기의 경우처럼 비면허대역에 의한 주파수 밴드의 추가로 도입된 LAA 셀과 같은 다수의 셀의 특성을 고려하여 LTE 셀과 LAA 셀에서 전송된 데이터에 대한 수신 긍정 확인/부정 확인 정보(acknowledgement/negative acknowledgement, ACK/NACK, 이하 A/N 또는 HARQ-ACK과 혼용할 수 있다) 등의 제어 정보를 제어 채널 상에서 전송하기 위한 방안이 필요하다.
본 발명은 LAA 셀에서 최대 점유 시간 동안 데이터 전송을 완료하기 위한 방법 및 장치를 제안하며, 본 발명은 LTE 셀과 LAA 셀과의 주파수 집적 시스템에서 제어 채널상에서 제어 정보를 전송하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면 비면허대역을 사용하는 LAA 셀 들을 통한 데이터의 송수신이 최대 점유 시간 내에 가능하게 되어 최대 전송률을 높일 수 있고, LTE 셀과 LAA 셀의 주파수 집적 시스템에서 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어 채널 상에서 제어 정보를 전송시 최적화된 상향링크 제어포맷 전송을 통하여 상향링크 자원을 데이터 전송을 위하여 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 명세서에서는 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.
직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 전송 방식은 멀티캐리어(multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티캐리어들, 즉 다수의 서브캐리어(sub-carrier) 채널들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(multi-carrier modulation) 방식의 일종이다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수 축 상의 자원은 서로 다른 서브캐리어로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(resource element, 이하 RE)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA) 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 맵핑(mapping)이라고 한다.
OFDM 통신 시스템에서 하향링크 대역(bandwidth) 은 다수 개의 자원 블록(resource block, 이하 RB)들로 이뤄져 있으며, 각 물리 자원 블록(physical resource block, 이하 PRB)은 주파수 축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 14개 또는 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 여기서 상기 PRB는 자원 할당의 기본 단위가 된다.
기준 신호(reference s신호, 이하 RS)는 기지국으로부터 수신되는 것으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(common reference s신호, 이하 CRS)와 전용 기준 신호의 하나로 복조 기준 신호(demodulation reference s신호, 이하 DMRS)를 포함한다.
CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복조에 사용된다. DMRS 특정 단말의 데이터 채널 복조 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링할 PRB 자원을 통해 전송된다.
시간 축 상에서 서브프레임(subframe)은 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯 및 제2슬롯으로 구성된다. 제어 채널 영역인 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, 이하 PDCCH) 영역과 데이터 채널 영역인 물리 하향링크 공용 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH)는 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 또한 향상된 PDCCH(enhanced PDCCH, 이하 ePDCCH)은 데이터 채널 영역에서 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조 하기 위한 것이다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역은 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역에 분산되어 위치하는 형태를 가진다.
상향링크는 크게 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, 이하 PUCCH)과 물리 상향링크 공용 채널 (physical uplink shared channel, 이하 PUSCH)로 나뉘며 하향링크 데이터 채널에 대한 응답 채널과 기타 피드백 정보가 데이터 채널이 없는 경우에는 제어 채널을 통해, 데이터 채널이 있는 경우에는 데이터 채널에 전송된다.
이하 PDCCH, 물리 HARQ 지시자 채널 (physical (hybrid automatic repeat request)HARQ indicator channel, 이하 PHICH) 및 PUCCH 등의 제어 채널이 전송된다는 개시는 제어 채널 상에서 데이터에 대한 A/N 및 기타 피드백 정보가 전송된다는 것으로 이해될 수 있고, PDSCH 및 PUSCH 등의 데이터 채널이 전송된다는 개시는 데이터 채널 상에서 하향링크링크 또는 상향링크링크 데이터가 전송된다는 것으로 이해할 수 있다. 또한 상위 신호는 라디오 자원 제어(radio resource control, RRC) 시그널링(신호ing) 또는 상위 계층 신호(higher layer 신호ing)으로 이해될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하면, 도 1a은 네트워크에서 하나의 소형 기지국(101)내에 LTE 셀(102)과 LAA 셀(103)이 공존하는 경우를 도시한 것이며, 단말(104)은 LTE 셀(102)과 LAA 셀(103)을 통해 기지국과 데이터를 송수신한다. 이 경우 LTE 셀(102)이나 LAA 셀(103)의 복식 방식에 대한 제한은 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 셀이 P셀인 경우 LTE 셀(102)을 통해서만 수행된다. 도 1b는 네트워크에서 넓은 커버리지를 위한 LTE 매크로(Macro) 기지국(111)과 데이터 전송량 증가를 위한 LAA 소형 기지국(112)을 설치한 것을 도시한 것이며, 이 경우 LTE 매크로 기지국(111)이나 LAA 소형 기지국의 복식 방식에 대한 제한은 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 기지국이 P셀인 경우 LTE 기지국(111)을 통해서만 수행된다. 이때, LTE 기지국(111)과 LAA 기지국(112)는 이상적인 백홀망을 가진 것으로 가정한다. 따라서 빠른 기지국간 X2 인터페이스(113)를 통한 통신이 가능하여, 상향링크 전송이 LTE 기지국(111)에게만 수행되더라도, X2 인터페이스(113)을 통해 LAA 기지국(112)이 관련 제어 정보를 LTE 기지국(111)으로부터 실시간 수신하는 것이 가능하다.
본 발명에서 제안하는 방안들은 도 1a의 시스템과 도 1b의 시스템에 모두 적용이 가능하다.
제1-1 실시예
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 데이터 전송 방법을 도시한 도면이다. 도 2의 실시예를 통해 LTE 셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍을 적용하여, LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 도 2는 하향링크 데이터 전송 및 상향링크 제어 채널 전송에 대한 제1-1 실시예를 도시한 것이다.
도 2에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(201)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(202)을 사용하며, 채널을 통한 하향링크 전송만이 도 2에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치(cell search)를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위정보 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 2에서 LAA 셀인 S셀(202)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(201)로부터 크로스 캐리어 스케줄링(cross-carrier scheduling)을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(202)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(202)로부터 셀프 스케줄링(self-scheduling)을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(202)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(201)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(202)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(201)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(202)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(202)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(202)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(202)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
1번 HARQ 프로세스 번호(hybrid automatic repeat request(HARQ) process number)를 갖는 PDSCH(211)이 S셀(202)에서의 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(211)에 대한 HARQ-ACK(212)은 P셀(201)인 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 전송된다. HARQ 프로세스 번호는 PDCCH/ePDCCH 상의 하향링크 제어 정보 포맷(downlink control information(DCI) format)을 통해 단말에게 전송된다. 상기 HARQ-ACK(212)가 NACK이면, 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH(213)이 S셀(202)의 서브프레임 #9에서 재전송될 수 있다. 기지국은 LAA셀인 S셀(202)의 최대 점유 시간(203)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(202)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(204)으로 들어간다. 아이들 구간(204) 동안 LAA 셀(202)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(202)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 센싱하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 최대 점유 시간(203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송받을 수 있으며, 특정 신호(예, CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출(blind detection)를 통하여 최대 점유 시간(203)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 아이들 구간(204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(202)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 아이들 구간의 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블(preamble) 또는 특정 신호(signal) 또는 CRS 또는 주동기신호/부동기신호(primary synchronization signal/secondary synchronization signal 이하 PSS/SSS)와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출(blind detection)을 통하여 아이들 구간(204)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
상기 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH(213)에 대한 HARQ-ACK(214)은 P셀(201)인 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널의 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #3에서 전송된다. 이 때, 상기 HARQ-ACK(214)가 NACK이면, 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH(215)는 아이들 구간(204)에 있는 S셀(202)의 서브프레임 #7에서 재전송될 수 없는 상황에 처하게 된다.
또한, 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH(221)이 S셀(202)에서의 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(221)에 대한 HARQ-ACK(222)은 P셀(201)인 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 상기 HARQ-ACK(222)가 NACK이면, 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH(223)이 아이들 구간(204)에 있는 S셀(202)의 서브프레임 #9에서 재전송될 수 없는 상황에 처하게 된다.
상기와 같이 LAA 셀(202)에서 재전송 될 수 없는 PDSCH로 인해 데이터 전송량이 감소하게 되고, 상기 데이터 전송량은 아이들 구간(204)의 길이에 반비례한다.
제1-2 실시예
다음으로 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 데이터 연속 재전송 방법을 도시한 도면이다. 도 3을 통해 LTE 셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍을 적용하여, LAA 셀에서의 연속 재전송되는 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 도 3은 하향링크 데이터 전송 및 상향링크 제어 채널 전송에 대한 제1-2 실시예를 도시한 것이다.
도 3에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(301)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(302)을 사용하며, 채널을 통한 하향링크 전송만이 도 3에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 3에서 LAA 셀인 S셀(302)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(301)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(302)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(302)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(302)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(301)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(302)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(301)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(302)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(302)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(302)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(302)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
도 3에서 LAA 셀(302)에서 PDSCH에 대한 연속 재전송이 수행된다. 연속 재전송이란 매 하향링크 서브프레임에서 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 전송됨을 의미한다. 연속 재전송이 트리거링(triggering)되면 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 연속적인 하향링크 서브프레임들에서 재전송된다. 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임)은 최대 점유 시간을 기준으로 특정 서브프레임에서 일어나도록 규정될 수도 있고, 혹은 상위 신호에 의해 설정될 수 있다. 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지는 DCI 포맷의 특정 필드(일례로 새로운 데이터 지시자(new data indicator, 이하 NDI)와 추가 1비트, 또는 리던던시 버전(redundancy version, 이하 RV) 필드, 또는 모듈레이션 및 코딩 스킴(modulation and coding scheme, 이하 MCS) 필드 또는 추가 2비트)등을 통해 설정되어 단말에게 전송될 수 있으며, 혹은 상위 신호 혹은 시스템 정보로 설정될 수도 있다. 기지국은 LAA 셀인 S셀(302)에서의 특정 단말에 대한 하향링크링크 전송 히스토리(일례로 MCS, CQI 정보 또는 재전송 횟수)를 참고하여 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 연속 재전송을 수행할지 판단하여 단말에게 수신을 지시할 수 있다. 연속 재전송시 MCS, RV 및 RB 할당은 연속 재전송시 매 하향링크 서브프레임에서 전송되는 PDCCH/ePDCCH의 DCI 포맷을 통해 동적으로 설정할 수도 있고, 상위 신호 혹은 시스템 정보에 의해 특정 MCS 또는 특정 RV 패턴 또는 특정 RB 할당이 설정될 수도 있고, 혹은 규격에 특정 MCS 또는 특정 RV 패턴 또는 특정 RB 할당이 규정될 수도 있다.
도 3은 기지국이 단말에게 LAA 셀(302)의 하향링크 서브프레임 #1에서 연속 재전송을 트리거링하고, 3개의 하향링크 서브프레임에 걸쳐 연속 재전송을 설정하여 지시하고, 최대 점유 시간이 10ms (10개의 서브프레임)인 경우의 실시예이다. 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH들(311, 312, 313)이 S셀(302)에서의 서브프레임 #1, #2, #3을 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #1, #2, #3에서의 PDSCH들(311, 312, 313)에 대한 HARQ-ACK(314)은 연속 재전송의 가장 마지막 하향링크 서브프레임인 #3에서의 PDSCH 전송을 기준으로 P셀(301)인 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(301)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #7에서 전송된다. HARQ 프로세스 번호는 PDCCH/ePDCCH의 DCI 포맷을 통해 단말에게 전송된다. 상기 HARQ-ACK(314)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 수행되거나 또는 상응하는 초기전송이 수행될 수 있다.
다음으로 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH들(321, 322, 323)이 S셀(302)에서의 서브프레임 #4, #5, #6을 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #4, #5, #6에서의 PDSCH들(321, 322, 323)에 대한 HARQ-ACK(324)은 연속 재전송의 가장 마지막 하향링크 서브프레임인 #6에서의 PDSCH 전송을 기준으로 P셀(301)인 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(301)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #0에서 전송된다. 상기 HARQ-ACK(324)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 수행되거나 또는 상응하는 초기전송이 수행될 수 있다.
다음으로 3번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH들(331, 332, 333)이 S셀(302)에서의 서브프레임 #7, #8, #9를 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #7, #8, #9에서의 PDSCH들(331, 332, 333)에 대한 HARQ-ACK(334)은 연속 재전송의 가장 마지막 하향링크 서브프레임인 #9에서의 PDSCH 전송을 기준으로 P셀(301)인 LTE FDD셀의 상향링크링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(301)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #3에서 전송된다. 상기 HARQ-ACK(334)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 수행되거나 또는 상응하는 초기전송이 수행될 수 있다.
기지국은 LAA셀인 S셀(302)의 최대 점유 시간(303)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(302)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(304)으로 들어간다. 아이들 구간(304) 동안 LAA 셀(302)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(303)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(302)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 최대 점유 시간(303)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(303)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 아이들 구간(304)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(302)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(304)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(304)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
상기 도 3에서의 하향링크 데이터의 연속 재전송을 통해 기지국은 단말에게 하향링크 데이터를 적극적으로 전송하여, 단말이 연속적으로 재전송되는 PDSCH를 체이스 컴바이닝(chase combining)함으로써 데이터를 성공적으로 복호할 수 있는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 상기 최대 점유 시간내에 하향링크 데이터에 대한 전송을 끝마칠 수 있기 때문에 데이터 전송량을 높일 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1-2 실시예에 따른 하향링크 데이터를 연속 재전송하는 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 먼저 도 4a를 통해 도 3에서의 하향링크 데이터 연속 재전송을 수행하기 위한 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 401에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보를 단말에게 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임(special subframe) 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 단말에게 전송한다. LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보는 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임), 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지에 대한 정보, 연속 재전송시 MCS, RV 및 RB 할당 정보 일 수도 있다. 상기 LAA 셀의 연속 재전송 관련 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 단말에게 전송한다. 단계 402에서 기지국은 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었는지를 판단한다. 단계 402에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었다면, 단계 403에서 기지국은 LAA 셀의 하향링크 서브프레임 n에서 하향링크 서브프레임 n+k까지 하향링크 데이터에 대한 연속 재전송을 수행한다. 상기 k는 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지를 의미한다. 즉, 연속적인 3개의 서브프레임에서 연속 재전송을 수행한다면, k=3이다. 단계 404에서 기지국은 P셀인 LTE 셀의 상향링크 서브프레임 n+k+4에서 LAA 셀의 하향링크 데이터 연속 재전송에 대한 제어 정보를 수신한다.
단계 402에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되지 않았다면, 단계 405에서 기지국은 LAA 셀의 서브프레임 n에서 하향링크 데이터에 대한 일반적인 전송을 수행한다. 단계 406에서 기지국은 P셀인 LTE 셀의 상향링크 서브프레임 n+4에서 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 수신한다.
다음으로 도 4b를 통해 도 3에서의 하향링크 데이터 연속 재전송을 수행하기 위한 단말의 동작을 설명하도록 한다. 단계 411에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 기지국으로부터 수신한다. LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보는 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임), 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지에 대한 정보, 연속 재전송시 MCS, RV 및 RB 할당 정보 일 수도 있다. 상기 LAA 셀의 연속 재전송 관련 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 기지국으로부터 수신한다. 단계 412에서 단말은 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었는지를 판단한다. 단계 412에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었다면, 단계 413에서 단말은 LAA 셀의 하향링크 서브프레임 n에서 하향링크 서브프레임 n+k까지 연속 재전송되는 하향링크 데이터를 기지국으로부터 수신한다. 상기 k는 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PDSCH가 몇 개의 하향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지를 의미한다. 즉, 연속적인 3개의 서브프레임에서 연속 재전송을 수행한다면, k=3이다. 단계 414에서 단말은 P셀인 LTE 셀의 상향링크 서브프레임 n+k+4에서 LAA 셀의 하향링크 데이터 연속 재전송에 대한 제어 정보를 기지국에게 전송한다. 단계 412에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되지 않았다면, 단계 415에서 단말은 LAA 셀의 서브프레임 n에서 기지국으로부터 일반적인 하향링크 데이터 수신을 수행한다. 단계 416에서 단말은 P셀인 LTE 셀의 상향링크 서브프레임 n+4에서 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 기지국에게 전송한다.
제1-3실시예
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법을 도시한 도면이다. 도 5를 통해 LTE 셀의 하향링크 제어채널의 전송 타이밍을 적용하여, LAA 셀에서의 상향링크링크 데이터에 대한 하향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 도 5는 상향링크 데이터 전송 및 하향링크 제어 채널 전송에 대한 제1-3 실시예를 도시한 것이다.
도 5에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(501)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(502)을 사용하며, 채널을 통한 상향링크 전송만이 도 5에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 cell search를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위정보 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 5에서 LAA 셀인 S셀(502)에서의 PUSCH는 LTE 셀인 P셀(501)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(502)에서의 PUSCH는 LAA 셀인 S셀(502)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. 도면에서는 크로스 캐리어 스케줄링을 가정하였기 때문에, 셀프 스케줄링을 위한 PDCCH/ePDCCH을 전송하는 LAA셀의 비면허 대역 채널이 도시되지 않았으나 하향링크 전송을 수행하는 LAA 셀의 비면허 대역 채널이 존재한다고 가정한다. LAA 셀인 S셀(502)에서의 PUSCH가 LTE 셀인 P셀(501)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(502)에서 전송되는 PUSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(501)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(502)에서의 PUSCH가 LAA 셀인 S셀(502)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(502)에서 전송되는 PUSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(502)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(511)이 S셀(502)에서의 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PUSCH(511)에 대한 HARQ-ACK인 적응적 재전송(adaptive retransmission) 또는 비적응적 재전송(non-adaptive retransmission)을 위한 상향링크 그랜트(UL grant) 또는 PHICH(512, 이하 상향링크 그랜트/PHICH)는 P셀(501)인 LTE FDD셀의 하향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(501)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #5에서 전송된다. HARQ 프로세스 번호는 상향링크 데이터 전송에서는 하향링크 데이터 전송에서처럼 단말에게 따로 전송되지 않으며, 각 서브프레임에서 전송되는 PUSCH에 따라 내재적으로(implicitly) 결정된다. 즉, 기지국은 서로 다른 서브프레임에서 단말로부터 전송되는 PUSCH에 대해 HARQ 프로세스 번호를 구별하여 수신하고, 복호하는 것이 가능하다. 편의상 본 발명에서는 각 PUSCH 전송에 HARQ 프로세스 번호를 부여하고, PUSCH 전송을 구별하도록 한다. 상기 상향링크 그랜트/PHICH(512)가 NACK이면, 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(513)이 S셀(502)의 서브프레임 #9에서 재전송될 수 있다. 기지국은 LAA셀인 S셀(502)의 최대 점유 시간(503)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(502)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(504)으로 들어간다. 아이들 구간(504) 동안 LAA 셀(502)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국 및 단말은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(503)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(502)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 최대 점유 시간(503)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(503)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서의 LAA 셀은 상향링크이지만, TDD 셀과 같이 특정 서브프레임에서 하향링크 전송을 약속하고, 기지국이 특정 신호의 하향링크 전송을 수행하여 단말이 상기 최대 점유 시간을 위한 블라인드 검출을 수행하도록 할 수 있다. 아이들 구간(504)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(502)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(504)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(504)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서의 LAA 셀은 상향링크이지만, TDD 셀과 같이 특정 서브프레임에서 하향링크 전송을 약속하고, 기지국이 특정 신호의 하향링크 전송을 수행하여, 단말이 상기 아이들 구간을 위한 블라인드 검출을 수행하도록 할 수 있다.
상기 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(513)에 대한 상향링크 그랜트/PHICH(514)는 P셀(501)인 LTE FDD셀의 하향링크 제어채널의 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(501)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #3에서 전송된다. 이 때, 상기 상향링크 그랜트/PHICH(514)가 NACK이면, 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(515)는 아이들 구간(504)에 있는 S셀(502)의 서브프레임 #7에서 재전송될 수 없는 상황에 처하게 된다.
또한, 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(521)이 S셀(502)에서의 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PUSCH(521)에 대한 HARQ-ACK으로써 상향링크 그랜트/PHICH(522)은 P셀(501)인 LTE FDD셀의 하향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(501)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 상기 상향링크 그랜트/PHICH(522)가 NACK이면, 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH(523)이 아이들 구간(504)에 있는 S셀(502)의 서브프레임 #9에서 재전송될 수 없는 상황에 처하게 된다.
상기와 같이 LAA 셀(502)에서 재전송 될 수 없는 PUSCH로 인해 데이터 전송량이 감소하게 되고, 상기 데이터 전송량은 아이들 구간(504)의 길이에 반비례한다.
제1-4 실시예
다음으로 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상향링크 데이터 연속 재전송 방법을 도시한 도면이다.
도 6 를 통해 LTE 셀의 하향링크 제어채널 전송 타이밍을 적용하여, LAA 셀에서의 상향링크 데이터의 연속 재전송에 대한 하향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
도 6을 참조하면, 도 6은 상향링크 데이터 전송 및 하향링크 제어 채널 전송에 대한 제1-4 실시예를 도시한 것이다.
도 6에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(601)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(602)을 사용하며, 채널을 통한 상향링크 전송만이 도에 보여진다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 6에서 LAA 셀인 S셀(502)에서의 PUSCH는 LTE 셀인 P셀(601)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(602)에서의 PUSCH는 LAA 셀인 S셀(602)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. 도면에서는 크로스 캐리어 스케줄링을 가정하였기 때문에, 셀프 스케줄링을 위한 PDCCH/ePDCCH을 전송하는 LAA셀의 비면허 대역 채널이 도시되지 않았으나 하향 링크 전송을 수행하는 LAA 셀의 비면허 대역 채널이 존재한다고 가정한다. LAA 셀인 S셀(602)에서의 PUSCH가 LTE 셀인 P셀(601)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(602)에서 전송되는 PUSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(601)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(602)에서의 PUSCH가 LAA 셀인 S셀(602)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(602)에서 전송되는 PUSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(602)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
도 6에서 LAA 셀(602)에서 PUSCH의 연속 재전송이 수행된다. 연속 재전송이란 매 상향링크 서브프레임에서 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 전송됨을 의미한다. 연속 재전송이 트리거링 되면 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 연속적인 상향링크 서브프레임들에서 재전송된다. HARQ 프로세스 번호는 상향링크 데이터 전송에서는 하향링크 데이터 전송에서처럼 단말에게 따로 전송되지 않으며, 각 서브프레임에서 전송되는 PUSCH에 따라 내재적으로 결정된다. 즉, 기지국은 서로 다른 서브프레임에서 단말로부터 전송되는 PUSCH에 대해 HARQ 프로세스 번호를 구별하여 수신하고, 복호하는 것이 가능하다. 편의상 본 발명에서는 각 PUSCH 전송에 HARQ 프로세스 번호를 부여하고, PUSCH 전송을 구별하도록 한다. 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임)은 최대 점유 시간을 기준으로 특정 서브프레임에서 일어나도록 규정할 수도 있고, 혹은 상위 신호에 의해 설정될 수 있다. 혹은 PUSCH의 연속 재전송을 스케줄링하는 상향링크 그랜트가 어디서 전송되는지를 규정하거나 상위 신호로 설정하여 트리거링할 수 도 있다. 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지는 DCI 포맷의 특정 필드(일례로 NDI와 추가 1비트, 또는 MCS/RV 필드에서 2비트 또는 추가 2비트)등을 통해 설정되어 단말에게 전송될 수 있으며, 혹은 상위 신호 혹은 시스템 정보로 설정될 수도 있다. 기지국은 LAA 셀인 S셀(602)에서의 특정 단말에 대한 상향링크 전송 히스토리(일례로 MCS, SRS 정보 또는 재전송 횟수 등)를 참고하여 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 연속 재전송을 수행할 지를 판단하여 단말에게 전송을 지시할 수 있다. 연속 재전송시 MCS/RV 및 RB 할당은 연속 재전송시 제일 처음 상향링크 서브프레임에서 전송되는 PUSCH를 스케줄링 하는 4 서브프레임의 전의 PDCCH/ePDCCH의 DCI 포맷을 통해 설정할 수도 있고, 상위 신호 혹은 시스템 정보에 의해 특정 MCS 또는 특정 RV 패턴 또는 특정 RB 할당이 설정될 수도 있고, 혹은 규격에 특정 MCS 또는 특정 RV 패턴 또는 특정 RB 할당이 규정될 수도 있다.
도 6은 기지국이 단말에게 LAA 셀(602)의 특정 상향링크 서브프레임에서부터 3개의 상향링크 서브프레임에 걸쳐 연속 재전송을 설정하여 지시하고, 최대 점유 시간이 10ms (10개의 서브프레임)인 경우의 실시예이다.
LAA 셀(602)의 서브프레임 #1에서 4 서브프레임 전 즉, LTE 셀 (601)의 하향링크 서브프레임 #7에서 상향링크 그랜트 전송을 통해 연속 재전송을 위한 PUSCH를 스케줄링 한 후, 상기에서 설명한 방식대로 연속 재전송을 트리거링한다. 1번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH들(611, 612, 613)이 S셀(602)에서의 서브프레임 #1, #2, #3을 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #1, #2, #3에서의 PUSCH들(611, 612, 613)에 대한 HARQ-ACK으로써 상향링크 그랜트/PHICH(614)는 연속 재전송의 가장 마지막 상향링크 서브프레임인 #3에서의 PUSCH 전송을 기준으로 P셀(601)인 LTE FDD셀의 하향링크링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(601)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #7에서 전송된다. 상기 상향링크 그랜트/PHICH(614)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 지시되거나 또는 상응하는 초기전송이 지시될 수 있다.
다음으로 LAA 셀(602)의 서브프레임 #4에서 4 서브프레임 전 즉, LTE 셀 (601)의 하향링크 서브프레임 #0에서 상향링크 그랜트 전송을 통해 연속 재전송을 위한 PUSCH를 스케줄링 한다. 2번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH들(621, 622, 623)이 S셀(602)에서의 서브프레임 #4, #5, #6을 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #4, #5, #6에서의 PUSCH들(621, 622, 623)에 대한 HARQ-ACK으로써 상향링크 그랜트/PHICH(624)는 연속 재전송의 가장 마지막 상향링크 서브프레임인 #6에서의 PUSCH 전송을 기준으로 P셀(601)인 LTE FDD셀의 하향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(601)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #0에서 전송된다. 상기 상향링크 그랜트/PHICH(624)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 수행되거나 상응하는 초기전송이 수행될 수 있다.
다음으로 LAA 셀(602)의 서브프레임 #7에서 4 서브프레임 전 즉, LTE 셀 (601)의 하향링크 서브프레임 #3에서 상향링크 그랜트 전송을 통해 연속 재전송을 위한 PUSCH를 스케줄링 한다. 3번 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH들(631, 632, 633)이 S셀(602)에서의 서브프레임 #7, #8, #9를 통해 연속 재전송되고, 상기 서브프레임 #7, #8, #9에서의 PUSCH들(631, 632, 633)에 대한 HARQ-ACK으로써 상향링크 그랜트/PHICH(634)은 연속 재전송의 가장 마지막 상향링크 서브프레임인 #9에서의 PUSCH 전송을 기준으로 P셀(601)인 LTE FDD셀의 하향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(601)의 주파수 f1의 하향링크 서브프레임 #3에서 전송된다. 상기 상향링크 그랜트/PHICH(634)가 NACK이면, 상기 재전송은 다음 최대 점유 시간 동안 기지국에 의해 수행되거나 상응하는 초기전송이 수행될 수 있다.
기지국은 LAA셀인 S셀(602)의 최대 점유 시간(603)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(602)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(604)으로 들어간다. 아이들 구간(604) 동안 LAA 셀(602)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(603)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(602)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 최대 점유 시간(603)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(603)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서의 LAA 셀은 상향링크이지만, TDD 셀과 같이 특정 서브프레임에서 하향링크 전송을 약속하고, 기지국이 특정 신호의 하향링크 전송을 수행하여 단말이 상기 최대 점유 시간을 위한 블라인드 검출을 수행하도록 할 수 있다. 아이들 구간(604)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(602)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(604)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(604)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서의 LAA 셀은 상향링크이지만, TDD 셀과 같이 특정 서브프레임에서 하향링크 전송을 약속하고, 기지국이 특정 신호의 하향링크 전송을 수행하여, 단말이 상기 아이들 구간을 위한 블라인드 검출을 수행하도록 할 수 있다.
상기 도 6에서의 연속 재전송을 통해 기지국은 단말에게 상향링크 데이터 전송을 적극적으로 지시하여, 기지국은 연속적으로 재전송되는 PUSCH를 체이스 컴바이닝 함으로써 데이터를 성공적으로 복호할 수 있는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 상기 최대 점유 시간 내에 상향링크 데이터에 대한 전송을 끝마칠 수 있기 때문에, 데이터 전송량을 높일 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1-4 실시예에 따른 상향링크 데이터 연속 재전송 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 먼저 도 7a를 통해 도 6에서의 상향링크 데이터 연속 재전송을 수행하기 위한 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 701에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보를 단말에게 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 단말에게 전송된다. LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보는 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임) 혹은 연속 재전송을 스케줄링 하는 상향링크 그랜트의 전송 시점(서브프레임), 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지에 대한 정보, 연속 재전송시 MCS/RV 및 RB 할당 정보 일 수도 있다. 상기 LAA 셀의 연속 재전송 관련 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 단말에게 전송된다. 단계 702에서 기지국은 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었는지를 판단한다. 단계 702에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었다면, 단계 703에서 기지국은 LAA 셀의 상향링크 서브프레임 n에서 상향링크 서브프레임 n+k까지 연속적으로 전송되는 상향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 기지국의 스케줄링(상향링크 그랜트 전송)은 도 6에서 설명한 방식을 따른다. 상기 k는 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지를 의미한다. 즉, 연속적인 3개의 서브프레임에서 연속 재전송을 수행한다면, k=3이다. 단계 704에서 기지국은 P셀인 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n+k+4에서 LAA 셀의 상향링크 데이터 연속 재전송에 대한 제어 정보를 전송한다.
단계 702에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되지 않았다면, 단계 705에서 기지국은 LAA 셀의 서브프레임 n에서 상향링크 데이터에 대한 일반적인 수신을 수행한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 기지국의 스케줄링은 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n-4에서 전송한다. 단계 706에서 기지국은 P셀인 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n+4에서 LAA 셀의 상향링크 데이터에 대한 제어 정보를 전송한다.
다음으로 도 7b를 통해 도 6에서의 상향링크 데이터 연속 재전송을 수행하기 위한 단말의 동작을 설명하도록 한다. 단계 711에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 단말에게 전송된다. LAA 셀에서의 연속 재전송 관련 설정 정보는 연속 재전송의 트리거링 시점(서브프레임) 혹은 연속 재전송을 스케줄링 하는 상향링크 그랜트의 전송 시점(서브프레임), 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지에 대한 정보, 연속 재전송시 MCS/RV 및 RB 할당 정보 일 수도 있다. 상기 LAA 셀의 연속 재전송 관련 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호를 통해 기지국으로부터 수신된다.
단계 712에서 단말은 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었는지를 판단한다. 단계 712에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되었다면, 단계 713에서 단말은 LAA 셀의 상향링크 서브프레임 n에서 상향링크 서브프레임 n+k까지 연속적으로 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 기지국으로부터의 스케줄링(상향링크 그랜트 전송) 수신은 도 6에서 설명한 방식을 따른다. 상기 k는 같은 HARQ 프로세스 번호를 갖는 PUSCH가 몇 개의 상향링크 서브프레임에서 재전송 될 것인지를 의미한다. 즉, 연속적인 3개의 서브프레임에서 연속 재전송을 수행한다면, k=3이다. 단계 714에서 단말은 P셀인 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n+k+4에서 LAA 셀의 상향링크 데이터 연속 재전송에 대한 제어 정보를 기지국으로부터 수신한다.
단계 712에서 서브프레임 n에서 LAA 셀의 연속 재전송이 트리거링 되지 않았다면, 단계 715에서 단말은 LAA 셀의 서브프레임 n에서 기지국으로 일반적인 상향링크 데이터 전송을 수행한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 기지국의 스케줄링은 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n-4에서 수신한다. 단계 716에서 단말은 P셀인 LTE 셀의 하향링크 서브프레임 n+4에서 LAA 셀의 상향링크 데이터에 대한 제어 정보를 기지국으로부터 수신한다.
다음으로 도 8, 9 및 10을 이용하여 LAA 셀인 S셀에서 아이들 구간 동안 하향링크 데이터가 전송될 수 없는 구간에 대한 상향링크 제어채널을 전송할 때, LTE 셀인 P셀에서의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보만 고려한 상향링크 제어포맷을 이용하여 상향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
제1-5 실시예
도 8은 본 발명의 제1-5 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다. 도 8에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(801)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(802)을 사용하며, 채널을 통한 하향링크 전송만이 도 8에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 8에서 LAA 셀인 S셀(802)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(801)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(802)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(802)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(802)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(801)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(802)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(801)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(802)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(802)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(802)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(802)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
도 8을 이용하여 상기 P셀과 S셀, 총 2개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 채널 셀렉션과 함께 하는 PUCCH 포맷 1b (이하 PUCCH 포맷 1b with channel selection)의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 HARQ-ACK을 전송하는 경우에 대하여 설명하도록 한다. PDSCH(812)가 LAA 셀(802)에서의 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(812)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(801)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 또한, LTE 셀(801)에서의 PDSCH(811)이 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(811)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(801)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 상기의 PDSCH(812)에 대한 HARQ-ACK과 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 전송된다(813). 상기 PDSCH(812)의 전송 동작은 LAA 셀(802)의 최대 점유 시간(803) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(804) 내에서는 수행될 수 없다. 즉, 기지국은 LAA셀인 S셀(802)의 최대 점유 시간(803)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(802)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(804)으로 들어간다. 아이들 구간(804) 동안 LAA 셀(802)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(803)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호(이하 물리적 제어 신호로 이해할 수 있다)로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(802)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(803)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(803)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호(initial signal)로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, 자동 이득 제어(automatic gain control, 이하 AGC) 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(803)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(803)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정(setting)을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(803)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(803)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(804)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(802)에서 다른 시스템의 전송 신호 의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(804)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(804)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
다음으로 LAA 셀(802)의 아이들 구간(804) 내에서 LTE 셀(801)에서의 PDSCH(814)가 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(814)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(801)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 이 때, LAA 셀(802)의 서브프레임 #2에서는 아이들 구간(804)이기 때문에, PDSCH(815)가 전송될 수 없다. 따라서, P 셀(801)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서는 상기의 LTE 셀(801)의 PDSCH(814)에 대한 HARQ-ACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 이용하여 전송된다(816).
이때, 도 8의 상황과 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE 셀만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널을 전송할 때, 매 상향링크 서브프레임에서 같은 상향링크 제어채널 포맷을 사용하여 전송하여야 한다. 가령 LTE Rel-10에서는 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 사용이 설정되면, 매 상향링크 서브프레임에서 PDSCH 스케줄링 여부에 상관없이 항상 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 상향링크 제어채널을 전송하게 된다. 하지만, 상기와 같이 LAA 셀(802)에서의 아이들 구간(804)로 인해 LAA 셀(802)에서 PDSCH(815)가 전송 될 수 없는 상황에서는 기지국과 단말이 PUCCH 포맷 1a 또는 1b와 같이 심플한 PUCCH 전송 포맷 사용을 약속할 수 있으며, 이 경우 단말은 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 LTE 셀(801)에서 전송된 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK만을 전송한다. 따라서, 상기 LAA 셀(802)의 아이들 구간(804)내에 있는 LTE P셀(801)의 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널 수신 복잡도를 줄이고, PUCCH 포맷 1b with channel selection을 위해 설정된 상향링크 제어채널 전송 리소스들을 다른 목적, 가령 상향링크 데이터 전송을 위해 사용하는 것이 가능하게 된다.
또 다른 일례로써, 상기와 같이 LAA 셀(802)에서의 아이들 구간(804)로 인해 LAA 셀(802)에서 PDSCH(815)가 전송 될 수 없는 상황에서 단말이 S셀에 해당하는 LAA 셀(802)의 HARQ-ACK들을 위해 DTX/NACK을 맵핑하여 PUCCH 포맷 1b with channel selection 전송을 수행할 수 있다.
제1-6 실시예
도 9은 본 발명의 제1-6 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다. 도 9에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(901)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(902)을 사용하며, 채널을 통한 하향링크 전송만이 도 9에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 9에서 LAA 셀인 S셀(902)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(901)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(902)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(902)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(902)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(901)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(902)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(901)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(902)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(902)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(902)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(902)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
도 9는 상기 P셀과 S셀, 총 2개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 HARQ-ACK을 전송할 때, HARQ-ACK과 스케줄링 요청(scheduling request, 이하 SR)를 P셀의 상향링크 서브프레임에서 동시에 전송하는 방안에 대한 것이다. 여기서 SR는 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터가 있을 때, 상향링크 데이터를 전송하기 위한 상향링크 전송 자원을 기지국에게 요청하기 위한 것으로, 단말이 SR을 전송하기 위한 자원은 사전에 상위 신호를 통해 전송 주기와 전송 오프셋 및 전송 자원이 설정된다.
PDSCH(912)가 LAA 셀(902)에서의 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(912)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(901)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 또한, LTE 셀(901)에서의 PDSCH(911)이 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(911)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(901)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 상기의 PDSCH(912)에 대한 HARQ-ACK과 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 전송된다(913). 이 때 상기 P셀(901)의 상향링크 서브프레임 #6에서 단말이 SR(917)을 전송하도록 기지국으로부터 상위 신호로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 HARQ-ACK과 SR(917)를 동시에 P셀(901)의 상향링크 서브프레임에서 전송해야 한다. 이때, 단말이 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 방법은 P셀과 S셀이 모두 FDD 방식인 경우, 각 셀에서의 HARQ-ACK들을 공간 번들링(spatial bundling)하여, PUCCH 포맷 1b를 통하여 전송하되, 기지국으로부터 사전에 SR 전송을 위해 상위 신호로 설정되었던 SR 전송 자원 위에 PUCCH 포맷 1b를 전송함으로써, HARQ-ACK과 SR를 동시에 전송하는 것이다. 반면, HARQ-ACK이 공간 번들링 되기 때문에, 한 부호어(codeword)의 HARQ-ACK만 NACK으로 단말이 결정하더라도 공간 번들링 후 NACK이 전송되어 모든 부호어에 대해 재전송이 발생하게 된다. 예를 들어 P셀과 S셀 모두 두 개의 부호어를 전송하는 전송 모드가 상위 신호를 통해 설정되어 있는 경우, 단말로부터 PDSCH 복호 결과가 P셀의 첫 번째 부호어에 대하여 ACK, 두 번째 부호어에 대하여 NACK, S셀의 첫 번째 부호어에 대하여 ACK, 두 번째 부호어에 대하여 ACK으로 결정된 경우, 단말은 P셀의 HARQ-ACK들인 ACK과 NACK에 대하여 공간 번들링하여 NACK으로, S셀의 HARQ-ACK들이 ACK과 ACK에 대하여 공간 번들링하여 ACK으로 PUCCH 포맷 1b에 맵핑하고, 이를 SR 전송 자원에 전송하게 된다. 따라서, P셀의 첫 번째 부호어는 성공적으로 복호했음에도 불구하고 기지국은 이를 NACK으로 판단하여 PDSCH에 대한 재전송을 수행하게 된다. 따라서, PUCCH 포맷 1b with channel selection과 SR을 동시에 전송하는 경우 HARQ-ACK에 대한 정보 손실로 인해 재전송이 발생한다는 단점이 생기게 된다.
한편, 상기 PDSCH(912)의 전송 동작은 LAA 셀(902)의 최대 점유 시간(903) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(904) 내에서는 수행될 수 없다. 즉, 기지국은 LAA셀인 S셀(902)의 최대 점유 시간(903)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(902)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(904)으로 들어간다. 아이들 구간(904) 동안 LAA 셀(902)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(903)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(902)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(903)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(903)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(903)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(903)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(903)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(903)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(904)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(902)에서 다른 시스템의 전송 신호 의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(904)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(904)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
다음으로 LAA 셀(902)의 아이들 구간(904) 내에서 LTE 셀(901)에서의 PDSCH(914)가 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(914)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(901)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 이 때, LAA 셀(902)의 서브프레임 #2에서는 아이들 구간(904)이기 때문에, PDSCH(915)가 전송될 수 없다. 따라서, P 셀(901)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서는 상기의 LTE 셀(901)의 PDSCH(914)에 대한 HARQ-ACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 이용하여 전송된다(916). 이 때 상기 P셀(901)의 상향링크 서브프레임 #6에서 단말이 SR(918)을 전송하도록 기지국으로부터 상위 신호로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 HARQ-ACK과 SR를 동시에 P셀(901)의 상향링크 서브프레임에서 전송해야 한다. 이 때, 단말이 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 방안은 S셀이 아이들 구간이기 때문에, PDSCH(915)가 전송될 수 없으므로, P셀의 PDSCH(914)에 대한 HARQ-ACK만 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 전송하되, 기지국으로부터 사전에 SR 전송을 위해 상위 신호로 설정되었던 SR 전송 자원 위에 PUCCH 포맷 1a/1b를 전송함으로써, HARQ-ACK과 SR를 동시에 전송하는 것이다. HARQ-ACK이 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 그대로 전송되기 때문에, HARQ-ACK 정보에 대한 손실이 없다. 따라서, PUCCH 포맷 1a/1b와 SR을 동시에 전송하는 경우 HARQ-ACK 정보 손실로 인한 재전송이 발생하지 않는다.
그러므로, 도 9의 상황은 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE셀 만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 SR와 HARQ-ACK을 동시에 전송할 때, HARQ-ACK에 대한 정보 손실을 감수하고, HARQ-ACK과 SR을 함께 전송하는 방법을 사용하게 된다. 하지만, 상기와 같이 LAA 셀(902)에서의 아이들 구간(904)로 인해 LAA 셀(902)에서 PDSCH(915)가 전송 될 수 없는 상황에서는 SR와 HARQ-ACK을 동시에 전송할 때, 기지국과 단말이 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b와 같이 심플한 전송 포맷을 상위 신호로 설정된 SR 전송 자원 위에 전송하는 방안을 사용할 수 있으며, 이 경우 단말은 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 LTE 셀(901)에서 전송된 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK만을 상위 신호로 설정된 SR 전송 자원 위에 전송한다. 따라서, 상기 LAA 셀(902)의 아이들 구간(904)내에 있는 LTE P셀(901)의 상향링크 서브프레임에서 HARQ-ACK과 SR 동시 전송으로 인한 HARQ-ACK의 정보 손실을 없애고, HARQ-ACK과 SR를 손실 없이 전송하는 것이 가능하게 된다.
제1-7 실시예
도 10은 본 발명의 제1-7 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다. 도 10에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(1001)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, FDD 방식(1002)을 사용하며, 채널을 통한 하향링크 전송만이 도 10에 도시된다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다.
도 10에서 LAA 셀인 S셀(1002)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(1001)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(1002)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(1002)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(1002)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(1001)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(1002)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(1001)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(1002)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(1002)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(1002)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(1002)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
도 10을 이용하여 상기 P셀과 S셀, 총 N(N은 2와 같거나 크다. 본 실시예에서는 N이 2인 경우에 대하여 설명하도록 한다)개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷을 통해 HARQ-ACK을 전송하는 경우에 대하여 설명하도록 한다. 상기의 새로운 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 3이 지원할 수 있는 최대 22비트보다 더 큰 HARQ-ACK 전송을 지원하기 위한 것으로 PUSCH를 기반으로 하는 PUCCH 포맷 일 수도 있고, PUCCH 포맷 3를 기반으로 하는 PUCCH 포맷일 수도 있다. PDSCH(1012)가 LAA 셀(1002)에서의 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(1012)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(1001)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 또한, LTE 셀(1001)에서의 PDSCH(1011)이 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(1011)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1001)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 상기의 PDSCH(1012)에 대한 HARQ-ACK과 함께 HARQ-ACK 페이로드 크기(payload size)로 계산되어 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하고, 상기 PUCCH 포맷 이 전송된다(1013). 상기에서 HARQ-ACK 페이로드 크기는 총 전송해야 하는 HARQ-ACK의 비트수를 의미한다.
상기 PDSCH(1012)의 전송 동작은 LAA 셀(802)의 최대 점유 시간(1003) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(1004) 내에서는 수행될 수 없다. 즉, 기지국은 LAA셀인 S셀(1002)의 최대 점유 시간(1003)이 끝나자마자, LAA셀인 S셀(1002)에서 모든 신호의 전송을 중단하고, 아이들 구간(1004)으로 들어간다. 아이들 구간(1004) 동안 LAA 셀(1002)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(1003)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(802)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(1003)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(1003)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1003)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(803)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 initial 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(1003)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1003)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(1004)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(1002)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(1004)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(1004)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다. 다음으로 LAA 셀(1002)의 아이들 구간(1004) 내에서 LTE 셀(1001)에서의 PDSCH(1014)가 서브프레임 #2에서 전송되면, 상기 PDSCH(1014)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1001)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서 전송된다. 이 때, LAA 셀(1002)의 서브프레임 #2에서는 아이들 구간(1004)이기 때문에, PDSCH(1015)가 전송될 수 없다. 따라서, P 셀(1001)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #6에서는 상기의 LTE 셀(1001)의 PDSCH(1014)에 대한 HARQ-ACK만이 HARQ-ACK 페이로드 크기로 계산되어 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하고, 상기 PUCCH 포맷이 전송된다(1016).
이때, 도 10의 상황과 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE 셀만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널을 전송할 때, PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 상기 셀들의 전송 모드에 따른 전송 블록 (Transport Block, TB) 수, 캐리어 집성 이 설정된 셀 수를 곱하여 (단, TDD셀들에 대한 캐리어 집성에서는 번들링 윈도우 크기(bundling window size)를 추가로 곱한다) HARQ-ACK 페이로드 크기를 계산하고, 상기 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다. 따라서, 서브프레임 별로 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하는 HARQ-ACK 페이로드 크기가 변하지 않는다. 하지만, 상기와 같이 LAA 셀(1002)에서의 아이들 구간(1004)로 인해 LAA 셀(1002)에서 PDSCH(1015)가 전송 될 수 없는 상황에서는 단말은 상기 LAA 셀(1002)의 아이들 구간(1004)내에 있는 서브프레임에서 전송될 수 없는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들은 HARQ-ACK 페이로드 크기에 적용하지 않고, LTE 셀(1001)에서 전송된 PDSCH들에 대해서만 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다. 상기에서는 LTE 셀(1001)과 LAA 셀(1002), 즉 2개의 셀만 있는 것으로 가정하며 LTE 셀(1001)에서 전송된 PDSCH들에 대해서만 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하였지만, 만약 LTE 셀과 LAA 셀의 수가 2개를 넘는 경우, 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들과 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여야 한다. 따라서, 셀이 2개를 넘는 경우, 아이들 구간 내에 있어서 PDSCH가 전송될 수 없는 LAA 셀들에 대해서만 상기 전송될 수 없는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들은 HARQ-ACK 페이로드 크기에 적용하지 않고, LTE 셀 또는 최대 점유 시간 내에 있어서 PDSCH가 전송될 수 있는 LAA 셀들에 대해서는, 상기 전송될 수 있는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다.
따라서, 상기 서브프레임에서 최적화된 HARQ-ACK 페이로드 크기가 적용된 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷을 단말이 사용함으로써 같은 기지국 수신 성능을 보장하면서 단말 송신 전력을 줄이는 것이 가능하다. 또한 도 10에서는 LAA 셀(1002)가 FDD인 경우에 대해서만 설명하였지만, TDD인 경우에도 도 10에서 제안한 상향링크 제어 포맷 전송방법을 적용하는 것이 가능하다.
또 다른 일례로써, 상기와 같이 LAA 셀(1002)에서의 아이들 구간(1004)로 인해 LAA 셀(1002)에서 PDSCH(1015)가 전송 될 수 없는 상황에서 단말이 S셀에 해당하는 상기 LAA 셀(1002)의 HARQ-ACK들을 위해 DTX/NACK을 맵핑하고, 최대 점유 시간 내에 있는 다른 LAA 셀들과 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서만 복호 결과에 따른 HARQ-ACK을 맵핑하여 상기 LAA 셀(1002)의 전송모드에 따른 PDSCH의 부호어 개수에 따른 DTX/NACK 뿐만 아니라, 다른 LAA 셀 및 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 적용한 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 전송을 수행할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1-5 및 제1-7 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 도 8 및 도 10에서 LTE 셀과 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어 채널을 전송할 때, 본 발명의 실시예에 따른 상향링크 제어채널 포맷을 적용하기 위한 기지국과 단말의 동작을 도 9a와 9b에서의 각각의 순서도를 통해 설명하도록 한다.
먼저 도 11a를 참조하여 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 1101에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할지에 대한 설정 정보를 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 단말에게 전송된다. 단계 1102에서 기지국은 단말을 위해 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 스케줄링을 결정한다. 다음으로 단계 1103에서 기지국은 서브프레임 #n에서 LAA 셀이 아이들 구간인지를 판단한다. 단계 1103에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이면, 단계 1104에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 수신한다. 이때, 단계 1101에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1a/1b의 수신을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 수신한다. 단계 1101에서 기지국이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀만의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷 의 수신을 가정하여, LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 수신한다. 단계 1103에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이 아니면, 단계 1105에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 수신한다. 이때, 단계 1101에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 수신을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 수신한다. 단계 1101에서 기지국이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들의 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷의 수신을 가정하여, LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 모두 수신한다.
다음으로 도 11b를 참조하여 단말의 동작을 설명하도록 한다.
단계 1111에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 기지국으로부터 수신한다. 단계 1112에서 단말은 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터를 수신 시도한다. 다음으로 단계 1113에서 단말은 서브프레임 #n에서 LAA 셀이 아이들 구간인지를 판단한다. 단계 1113에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이면, 단계 1114에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 기지국에게 전송한다. 이 때, 단계 1111에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 포함하여 PUCCH 포맷 1a/1b를 전송한다. 단계 1111에서 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 기지국으로 LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀만의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷을 전송한다. 단계 1113에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 아이들 구간이 아니면, 단계 1115에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 전송한다. 이때, 단계 1111에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 기지국으로 전송한다. 단계 1111에서 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷을 기지국으로 전송한다.
다음으로 도 11c 및 도 11d는 본 발명의 제 1-6 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보와 SR의 동시 전송 방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 도 9에서 LTE 셀과 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어 채널을 전송할 때, 본 발명의 실시예에 따른 상향링크 제어채널 포맷을 적용하여 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 기지국과 단말의 동작을 도 11C와 11D에서의 각각의 순서도를 통해 설명하도록 한다.
먼저 도 11c를 참조하여 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 1121에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 전송하고 단말이 SR 전송시 어떤 자원(서브프레임 또는 주파수 자원)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 단말에게 전송되며, 상기 SR 설정 정보는 상위 신호를 통해 단말에게 전송된다. 단계 1122에서 기지국은 단말을 위해 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 스케줄링을 결정한다. 다음으로 단계 1123에서 기지국은 서브프레임 #n에서 LAA 셀이 아이들 구간인지를 판단한다. 단계 1123에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이면, 단계 1124에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 SR 자원 위에서 수신한다. 이 때, 단계 1121에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송하였으며 상기 서브프레임 #(n+4)에서 SR 전송을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우, 기지국은 PUCCH 포맷 1a/1b가 SR 자원 위에서의 수신됨을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 SR를 수신한다. 상기 단계 1124에서 기지국은 단말이 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 단말이 SR 전송을 통해 요청하는 것으로 판단할 수 있다.
단계 1123에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이 아니면, 단계 1125에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 SR 자원 위에서 수신한다. 이 때, 단계 1121에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1b가 SR 자원 위에서 수신됨을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보 및 SR를 함께 수신한다. 상기 단계 1125에서 기지국은 단말이 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 단말이 SR 전송을 통해 요청하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로 도 11d를 참조하여 단말의 동작을 설명하도록 한다.
단계 1131에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보 및 SR 전송시 어떤 자원(서브프레임 또는 주파수 자원)을 사용할 지에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 경우인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 경우인 경우 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 기지국으로부터 수신되며, 상기 SR 설정 정보는 상위 신호를 통해 기지국으로부터 수신된다. 단계 1132에서 단말은 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터를 수신 시도한다. 다음으로 단계 1133에서 단말은 서브프레임 #n에서 LAA 셀이 아이들 구간인지를 판단한다. 단계 1133에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 아이들 구간이면, 단계 1134에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 SR 자원 위에서 기지국에게 전송한다. 이 때, 단계 1131에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신하였으며, 상기 서브프레임 #(n+4)에서 SR 전송을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 포함하여 PUCCH 포맷 1a/1b를 SR 자원 위에서 전송한다. 상기 단계 1134에서 단말은 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 기지국에게 SR 전송을 통해 요청할 수 있다. 단계 1133에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 아이들 구간이 아니면, 단계 1135에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 SR 자원 위에서 전송한다. 이때, 단계 1131에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 PUCCH 포맷 1b를 통해 SR 자원 위에서 전송한다. 상기 단계 1135에서 단말은 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 기지국에게 SR 전송을 통해 요청할 수 있다.
제1-8 실시예
다음으로 도 12를 이용하여 LAA 셀인 S셀에서 최대 점유 시간 동안 하향링크 데이터가 전송될 수 없는 서브프레임에 대한 상향링크 제어채널을 전송할 때, LTE 셀인 P셀에서의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보만 고려한 상향링크 제어포맷을 이용하여 상향링크 제어채널을 전송하는 방법을 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법을 도시한 도면이다. 도 12에서 P셀은 LTE 셀이며, FDD 방식(1201)을 사용한다. 하향링크 전송을 위한 주파수는 f1이고, 상향링크 전송을 위한 주파수는 f2이다. S셀은 LAA 셀이며, TDD 방식(1202)을 사용하며, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임에 대한 구분은 기존 TDD UL-DL 설정과 동일한 방식을 사용할 수도 있고, 기존과는 다른 새로운 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임 구분 설정이 사용될 수도 있다. 단말은 P셀에 대한 하향링크 주파수 f1은 셀 서치를 하면서 획득하고, P셀에 대한 상향링크 주파수 f2는 LTE 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, S셀에 대한 주파수 및 채널은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국으로부터 상위 신호 또는 시스템 정보를 통해 단말에게 전송될 수 있다. 또한, 단말은 S셀에 대한 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임에 대한 구분을 나타내는 설정은 상위 신호 혹은 L1 신호로부터 획득할 수 있다.
도 12에서 LAA 셀인 S셀(1202)에서의 PDSCH는 LTE 셀인 P셀(1201)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수 있으며 또는 LAA 셀인 S셀(1202)에서의 PDSCH는 LAA 셀인 S셀(1202)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 될 수도 있다. LAA 셀인 S셀(1202)에서의 PDSCH가 LTE 셀인 P셀(1201)로부터 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(1202)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LTE 셀인 P셀(1201)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다. 또한, LAA 셀인 S셀(1202)에서의 PDSCH가 LAA 셀인 S셀(1202)로부터 셀프 스케줄링을 통해 스케줄링 되는 경우, 단말은 LAA 셀인 S셀(1202)에서 전송되는 PDSCH를 스케줄링 하기 위한 PDCCH/ePDCCH를 LAA 셀인 S셀(1202)에서 모니터링(blind decoding) 하도록 상위 신호로 설정된다.
상기 P셀과 S셀, 총 2개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 HARQ-ACK을 전송하는 경우에 대하여 먼저 설명하도록 한다. PDSCH(1212)가 LAA 셀(1202)에서의 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 전송된다. 또한, LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1211)이 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1211)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 상기의 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK과 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 전송된다(1213). 상기 PDSCH(1212)의 전송 동작은 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(1204) 내에서는 수행될 수 없다. 아이들 구간(1204) 동안 LAA 셀(1202)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(1203)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 단말이 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(예, CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 initial 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 세팅을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호 의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
다음으로 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서 LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1214)가 서브프레임 #8에서 전송되면, 상기 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서 전송된다. 이때, LAA 셀(1202)의 서브프레임 #8은 상향링크 서브프레임이기 때문에, PDSCH(1215)가 스케줄링될 수 없다. 따라서, P 셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서는 상기의 LTE 셀(1201)의 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 이용하여 전송된다(1216).
이때, 도 12의 상황은 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE 셀만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널을 전송할 때, 매 상향링크 서브프레임에서 같은 상향링크 제어채널 포맷을 사용하여 전송하여야 한다. 가령 LTE Rel-10에서는 PUCCH포맷 1b with channel selection의 사용이 설정되면, 매 상향링크 서브프레임에서 PDSCH 스케줄링 여부에 상관없이 항상 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 상향링크 제어채널을 전송하게 된다. 하지만, 상기와 같이 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀(1202)이 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우, LAA 셀(1202)에서 PDSCH(1215)가 전송 될 수 없기 때문에, 기지국과 단말이 PUCCH 포맷 1a 또는 1b와 같이 심플한 전송 포맷 사용을 약속할 수 있으며, 이 경우 단말은 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 LTE 셀(1201)에서 전송된 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK만을 전송한다. 따라서, 상기 최대 점유 시간(1203) 내에 있는 LAA 셀(1202)이 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우에 HARQ-ACK이 전송되는 LTE P셀(801)의 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널 수신 복잡도를 줄이고, PUCCH 포맷 1b with channel selection을 위해 설정된 상향링크 제어채널 전송 리소스들을 다른 목적, 가령 상향링크 데이터 전송을 위해 사용하는 것이 가능하게 된다.
또 다른 일례로써, 상기와 같이 최대 점유 시간(1203)내에 있는 LAA 셀(1202)의 서브프레임이 상향링크 서브프레임인 경우, LAA 셀(1202)에서 PDSCH(1215)가 스케줄링 될 수 없는 상황에서 단말이 S셀에 해당하는 LAA 셀(1202)의 HARQ-ACK들을 위해 DTX/NACK을 맵핑하여 PUCCH 포맷 1b with channel selection 전송을 수행할 수 있다.
상기에서는 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀의 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임으로써 상향링크 서브프레임 인 경우의 예를 보였지만, PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임 인 경우에도 상기의 실시예를 적용 가능하다. PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임들에 대해서는 도 13에서 자세히 설명하도록 한다.
다음으로 역시 도 12를 이용해 상기 P셀과 S셀, 총 2개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 HARQ-ACK을 전송할 때, HARQ-ACK과 SR를 P셀의 상향링크 서브프레임에서 동시에 전송하는 방안에 대하여 설명하도록 한다. 여기서 SR는 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터가 있을 때, 상향링크 데이터를 전송하기 위한 상향링크 전송 자원을 기지국에게 요청하기 위한 것으로, 단말이 SR을 전송하기 위한 자원은 사전에 상위 신호를 통해 전송 주기와 전송 오프셋 및 전송 자원이 설정된다.
PDSCH(1212)가 LAA 셀(1202)에서의 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 전송된다. 또한, LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1211)이 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1211)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 상기의 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK과 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용하여 전송된다(1213). 이 때 상기 P셀(1201)의 상향링크 서브프레임 #5에서 단말이 SR을 전송하도록 기지국으로부터 상위 신호로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 HARQ-ACK과 SR를 동시에 P셀(1201)의 상향링크 서브프레임에서 전송해야 한다. 이 때, 단말이 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 방법은 P셀과 S셀이 모두 FDD인 경우, 각 셀에서의 HARQ-ACK들을 공간 번들링 하여, PUCCH 포맷 1b를 통하여 전송하되, 기지국으로부터 사전에 SR 전송을 위해 상위 신호로 설정되었던 SR 전송 자원 위에 PUCCH 포맷 1b를 전송함으로써, HARQ-ACK과 SR를 동시에 전송하는 것이다. 반면, HARQ-ACK이 공간 번들링 되기 때문에, 한 부호어의 HARQ-ACK만 NACK으로 단말이 결정하더라도 공간 번들링 후 NACK이 전송되어 모든 부호어에 대해 재전송이 발생하게 된다. 예를 들어 P셀과 S셀 모두 두 개의 부호어를 전송하는 전송 모드가 상위 신호를 통해 설정되어 있는 경우, 단말로부터 PDSCH 복호 결과가 P셀의 첫 번째 부호어에 대하여 ACK, 두 번째 부호어에 대하여 NACK, S셀의 첫 번째 부호어에 대하여 ACK, 두 번째 부호어에 대하여 ACK으로 결정된 경우, 단말은 P셀의 HARQ-ACK들인 ACK과 NACK에 대하여 공간 번들링하여 NACK으로, S셀의 HARQ-ACK들이 ACK과 ACK에 대하여 공간 번들링하여 ACK으로 PUCCH 포맷 1b에 맵핑하고, 이를 SR 전송 자원에 전송하게 된다. 따라서, P셀의 첫 번째 부호어는 성공적으로 복호했음에도 불구하고 기지국은 NACK으로 판단하여 PDSCH에 대한 재전송을 수행하게 된다. 따라서, PUCCH 포맷 1b with channel selection과 SR을 동시에 전송하는 경우 HARQ-ACK에 대한 정보 손실로 인해 재전송이 발생하는 단점이 발생한다.
한편, 상기 PDSCH(1212)의 전송 동작은 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(1204) 내에서는 수행될 수 없다. 아이들 구간(1204) 동안 LAA 셀(1202)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(1203)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 세팅을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
다음으로 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서 LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1214)가 서브프레임 #8에서 전송되면, 상기 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서 전송된다. 이 때, LAA 셀(1202)의 서브프레임 #8은 상향링크 서브프레임이기 때문에, PDSCH(1215)가 스케줄링될 수 없다. 따라서, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서는 상기의 LTE 셀(1201)의 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK만이 PUCCH 포맷 1a/1b를 이용하여 전송된다(1216). 이 때 상기 P셀(1201)의 상향링크 서브프레임 #2에서 단말이 SR을 전송하도록 기지국으로부터 상위 신호로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 HARQ-ACK과 SR를 동시에 P셀(1201)의 상향링크 서브프레임에서 전송해야 한다. 이 때, 단말이 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 방안은 S셀이 상향링크서브프레임을 갖기 때문에, PDSCH(1215)가 전송될 수 없으므로, P셀의 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK만 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 전송하되, 기지국으로부터 사전에 SR 전송을 위해 상위 신호로 설정되었던 SR 전송 자원 위에 PUCCH 포맷 1a/1b를 전송함으로써, HARQ-ACK과 SR를 동시에 전송한다. HARQ-ACK이 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 그대로 전송되기 때문에, HARQ-ACK 정보에 대한 손실이 없다. 따라서, PUCCH 포맷 1a/1b와 SR을 동시에 전송하는 경우 HARQ-ACK 정보 손실로 인한 재전송이 발생하지 않는다.
그러므로, 상기 상황은 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE셀 만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 SR와 HARQ-ACK을 동시에 전송할 때, HARQ-ACK에 대한 정보 손실을 감수하고, HARQ-ACK과 SR을 함께 전송하는 방법을 사용하게 된다. 하지만, 상기와 같이 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀(1202)이 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우, LAA 셀(1202)에서 PDSCH(1215)가 전송 될 수 없기 때문에, SR와 HARQ-ACK을 동시에 전송할 때, 기지국과 단말이 PUCCH 포맷 1a 또는 PUCCH 포맷 1b와 같이 심플한 전송 포맷을 상위 신호로 설정된 SR 전송 자원 위에 전송하는 방안을 사용할 수 있으며, 이 경우 단말은 PUCCH 포맷 1a/1b를 통하여 LTE 셀(1201)에서 전송된 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK만을 상위 신호로 설정된 SR 전송 자원 위에 전송한다. 따라서, 상기 최대 점유 시간(1203) 내에 있는 LAA 셀(1202)이 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우에 HARQ-ACK이 전송되는 LTE P셀(1201)의 상향링크 서브프레임에서 HARQ-ACK과 SR 동시 전송으로 인한 HARQ-ACK의 정보 손실을 없애고, HARQ-ACK과 SR를 손실 없이 전송하는 것이 가능하게 된다.
상기에서는 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀의 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임으로써 상향링크서브프레임 인 경우의 예를 보였지만, PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임 인 경우에도 상기의 실시예를 적용 가능하다. PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임들에 대해서는 도 13에서 자세히 설명하도록 한다.
다음으로 상기 P셀과 S셀, 총 N(N은 2와 같거나 크다. 본 실시예에서는 N이 2인 경우에 대하여 설명한다) 개의 셀이 단말에게 설정되어 있고, 단말에게 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용이 상위 신호로 설정되어, 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷을 통해 HARQ-ACK을 전송하는 경우에 대하여 설명한다. 상기의 새로운 PUCCH 포맷은 PUCCH 포맷 3가 지원할 수 있는 최대 22비트보다 더 큰 HARQ-ACK 전송을 지원하기 위한 것으로 PUSCH를 기반으로 하는 PUCCH 포맷 일 수도 있고, PUCCH 포맷 3를 기반으로 하는 PUCCH 포맷일 수도 있다. PDSCH(1212)가 LAA 셀(1202)에서의 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK은 LTE FDD셀의 상향링크 제어채널 전송 타이밍에 따른 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 전송된다. 또한, LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1211)이 서브프레임 #1에서 전송되면, 상기 PDSCH(1211)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #5에서 상기의 PDSCH(1212)에 대한 HARQ-ACK과 함께 HARQ-ACK 페이로드 크기로 계산되어 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하고, 상기 PUCCH 포맷 이 전송된다(1213). 상기에서 HARQ-ACK 페이로드 크기는 총 전송해야 하는 HARQ-ACK의 비트수를 의미한다.
상기 PDSCH(1212)의 전송 동작은 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서만 수행될 수 있으며, 아이들 구간(1204) 내에서는 수행될 수 없다. 아이들 구간(1204) 동안 LAA 셀(1202)에 해당하는 주파수 채널은 다른 시스템(Wi-Fi 혹은 다른 LAA 시스템)에 의해 점유되고, LAA 기지국은 상기 주파수 채널을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호로 전송하여 설정할 수도 있으며, L1 신호로 단말에게 전송할 수도 있다. 또는 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호가 없다는 것을 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 혹은 최대 점유 시간(1203)의 길이를 기지국이 사전에 상위 신호 또는 L1 신호로 전송하여 설정하고, 시작 시점을 단말에게 L1 신호로 전송할 수도 있고, 단말이 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점을 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다) 등을 통해 블라인드 검출 할 수도 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 단말은 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보 혹은 길이를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호, 또는 LAA 주파수 채널을 점유할 때 가장 처음에 보내는 초기 신호로써 동기를 맞추기 위한 신호이거나, AGC 설정을 위한 신호이거나, 채널을 측정하기 위한 신호가 될 수 있다)의 블라인드 검출을 통하여 최대 점유 시간(1203)의 시작 시점 혹은 종료 시점을 알 수 있다. 단말은 상기 최대 점유 시간(1203)의 길이와 시작 시점을 이용하여 기지국이 LAA 셀의 주파수 채널의 점유를 언제 완료하는지를 알 수 있다. 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이는 사전에 기지국이 시스템 정보 혹은 상위 신호 혹은 L1 신호로 설정할 수도 있으며, 기지국이 LAA 셀(1202)에서 다른 시스템의 전송 신호의 존재를 감지하여 가변적으로 사용할 수도 있다. 단말은 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점 또는 시작 시점과 길이에 대한 정보를 상위 신호 또는 시스템 정보 또는 L1 신호를 통해 기지국으로부터 전송 받을 수 있으며, 특정 신호(일례로 점유 신호 또는 특정 프리앰블 또는 특정 신호 또는 CRS 또는 PSS/SSS와 같은 동기 신호 등)의 블라인드 검출을 통하여 아이들 구간(1204)의 시작 시점과 종료 시점을 알 수 있다.
다음으로 LAA 셀(1202)의 최대 점유 시간(1203) 내에서 LTE 셀(1201)에서의 PDSCH(1214)가 서브프레임 #8에서 전송되면, 상기 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK은 4 서브프레임 후의, P셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서 전송된다. 이 때, LAA 셀(1202)의 서브프레임 #8은 상향링크 서브프레임이기 때문에, PDSCH(1215)가 스케줄링될 수 없다. 따라서, P 셀(1201)의 주파수 f2의 상향링크 서브프레임 #2에서는 상기의 LTE 셀(1201)의 PDSCH(1214)에 대한 HARQ-ACK만이 HARQ-ACK 페이로드 크기로 계산되어 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하고, 상기 PUCCH 포맷이 전송된다 (1216).
이 때, 상기 상황은 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀인 LTE 셀만이 공존하는 상황과는 차이점이 발생하게 된다. 가령 2개의 LTE FDD 셀 또는 LTE TDD 셀만이 공존하는 상황에서는 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어채널을 전송할 때, PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 상기 셀들의 전송모드에 따른 TB수, 캐리어 집성이 설정된 셀 수를 곱하여 (단, TDD셀들에 대한 캐리어 집성에서는 번들링 윈도우 크기를 추가로 곱한다) HARQ-ACK 페이로드 크기를 계산하고, 상기 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다. 따라서, 서브프레임 별로 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하는 HARQ-ACK 페이로드 크기가 변하지 않는다. 하지만, 상기와 같이 LAA 셀(1202)이 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우, LAA 셀(1202)에서 PDSCH(1215)가 전송될 수 없기 때문에 단말은 상기 LAA 셀(1202)처럼 최대 점유 시간 내에 있지만, PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임들의 HARQ-ACK들에 대해서 또는 도 8의 LAA 셀(802)의 아이들 구간(804)내에 있는 서브프레임에서 전송될 수 없는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들은 HARQ-ACK 페이로드 크기에 적용하지 않고, LTE 셀(1201)에서 전송된 PDSCH들에 대해서만 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다. 상기에서는 LTE 셀(1201)과 LAA 셀(1202), 즉 2개의 셀만 있는 것으로 가정하며 LTE 셀(1201)에서 전송된 PDSCH들에 대해서만 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하였지만, 만약 LTE 셀과 LAA 셀들의 수가 2개를 넘는 경우, 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들 중 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임을 갖고 있는 경우의 PDSCH들과 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여야 한다. 따라서, 셀이 2개를 넘는 경우, 최대 점유 시간 내에 있더라도 PDSCH가 전송될 수 없는 서브프레임을 갖는 LAA 셀들과 아이들 구간 내에 있어서 PDSCH가 전송될 수 없는 LAA 셀의 상기 전송될 수 없는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들은 HARQ-ACK 페이로드 크기에 적용하지 않고, LTE 셀 또는 최대 점유 시간 내의 PDSCH가 전송될 수 있는 서브프레임들을 갖는 LAA 셀의 상기 전송될 수 있는 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷에 적용하여 전송한다.
따라서, 상기 서브프레임에서 최적화된 HARQ-ACK 페이로드 크기가 적용된 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷을 단말이 사용함으로써 같은 기지국 수신 성능을 보장하면서 단말 송신 전력을 줄이는 것이 가능하다. 또한 도 12에서는 LAA 셀(1202)가 TDD인 경우에 대해서만 설명하였지만, FDD인 경우에도 도 12에서 제안한 상향링크 제어 포맷 전송방법을 적용하는 것이 가능하다.
또 다른 일례로써, 상기와 같이 최대 점유 시간(1203)내에 있는 LAA 셀(1202)에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임인 경우이기 때문에, LAA 셀(1202)에서 PDSCH(1215)가 전송 될 수 없는 상황에서 단말이 S셀에 해당하는 상기 LAA 셀(1202)의 HARQ-ACK들을 위해 DTX/NACK을 맵핑하고, 최대 점유 시간 내에 있는 다른 LAA 셀들과 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서만 복호 결과에 따른 HARQ-ACK을 맵핑하여 상기 LAA 셀(1202)의 전송 모드에 따른 PDSCH의 부호어 개수에 따른 DTX/NACK 뿐만 아니라, 다른 LAA 셀 및 또 다른 LTE 셀들에서 전송될 수 있는 PDSCH들에 대해서 계산된 페이로드 크기를 적용한 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 전송을 수행할 수 있다.
상기에서는 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀의 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임으로써 상향링크 서브프레임 인 경우의 예를 보였지만, PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임 인 경우에도 상기의 실시예를 적용 가능하다. PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 스페셜 서브프레임들에 대해서는 도 13a 및 13b에서 자세히 설명하도록 한다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 스페셜 서브프레임 설정을 도시한 도면이다.
LTE에서 정의되어 있는 스페셜 서브프레임의 하향링크 파일럿 시간 슬롯(downlink pilot time slot, 이하 DwPTS), 가드 구간(guard period, 이하 GP) 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯(uplink pilot time slot, 이하 UpPTS)의 길이가 정의되어 있는 스페셜 서브프레임 설정(special subframe configuration)은 하향링크에서 적용되는 순환 전치(cyclic prefix)가 일반 순환 전치(normal cyclic prefix)인지 확장 순환 전치(extended cyclic prefix)인지에 따라 각각 10개의 스페셜 서브프레임 설정(도 13a)과 8개의 스페셜 서브프레임 설정(도 13b)으로 정의된다.
하향링크에서 적용되는 순환 전치가 일반 순환 전치인지 확장 순환 전치인지는 단말이 셀으로부터 전송되는 동기 신호의 수신 및 복호 등을 통해 획득할 수 있다. 하향링크에서 일반 순환 전치를 지원하는 스페셜 서브프레임 설정(1301)에서 #0(1302)과 #5(1303)의 경우는 3 OFDM 심볼의 DwPTS를 포함하여 PDSCH를 스케줄링할 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는 경우이다. 또한, 하향링크에서 확장 순환 전치를 지원하는 스페셜 서브프레임 설정(1311)에서 #0(1312)과 #4(1303)은 3 OFDM 심볼의 DwPTS를 포함하여 PDSCH를 스케줄링할 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는 경우이다. 따라서, 하향링크에서 일반 순환 전치가 적용되고 스페셜 서브프레임 설정이 #0(1302) 또는 #5(1303)인 경우 상기 도 12의 실시예가 적용될 수 있으며, 하향링크에서 확장 순환 전치가 적용되고 스페셜 서브프레임 설정이 #0(1312) 또는 #4(1313)인 경우 상기 도 12의 실시예가 적용될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제 1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보 전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 도 12에서 LTE 셀과 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어 채널을 전송할 때, 특히 상향링크 제어 채널의 포맷이 PUCCH 포맷 1b with channel selection 이거나 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷일 경우에 도 14a 및 도 14b의 순서가 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 상향링크 제어채널 포맷을 적용하기 위한 기지국과 단말의 동작을 도 14a와 14b에서의 각각의 순서도를 통해 설명하도록 한다.
먼저 도 14a를 참조하여 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 1401에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 상/하향링크 서브프레임들의 구분을 나타내는 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 단말에게 전송된다. 단계 1402에서 기지국은 단말을 위해 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 스케줄링을 결정한다. 다음으로 단계 1403에서 기지국은 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는지를 판단한다. 단계 1403에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없으면, 단계 1404에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 수신한다. 이 때, 단계 1401에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1a/1b의 수신을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 수신한다. 단계 1401에서 기지국이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들이 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임들을 갖고 있는 경우의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷 의 수신을 가정하여, LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들이 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임들을 갖고 있는 경우에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 수신한다. 단계 1403에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임이 아니면, 단계 1405에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 수신한다. 이 때, 단계 1401에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1b with channel selection의 수신을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 수신한다. 단계 1401에서 기지국이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들이 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임들을 갖는 경우의 LAA 셀들만의 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷의 수신을 가정하여, LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임들을 갖는 경우의 LAA 셀들에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 모두 수신한다.
다음으로 도 14b를 참조하여 단말의 동작을 설명하도록 한다.
단계 1411에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 상/하향링크 서브프레임들의 구분을 나타내는 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 기지국으로부터 수신된다. 단계 1412에서 단말은 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터를 수신 시도한다. 다음으로 단계 1413에서 단말은 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는지를 판단한다. 단계 1413에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없으면, 단계 1414에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 기지국에게 전송한다. 이 때, 단계 1411에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 포함하여 PUCCH 포맷 1a/1b를 전송한다. 단계 1411에서 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀 또는 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들이 PDSCH가 스케줄링 될 수 있는 서브프레임들을 갖고 있는 경우의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷을 전송한다. 단계 1413에서 LAA 셀이 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임이 아니면, 단계 1415에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 전송한다. 이 때, 단계 1411에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 통해 전송한다. 단계 1411에서 단말이 PUCCH 포맷 3 또는 새로운 PUCCH 포맷의 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀과 서브프레임 #n에서 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀들 중 PDSCH가 전송될 수 있는 서브프레임들을 갖는 LAA 셀들의 PDSCH들에 대한 HARQ-ACK 페이로드 크기를 적용한 기설정된 PUCCH 포맷을 전송한다.
다음으로 도 14c 및 도 14d는 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어정보와 SR의 동시전송방법에 대한 기지국과 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 도 12에서 LTE 셀과 LAA 셀의 하향링크 데이터에 대한 상향링크 제어 채널을 전송할 때, 본 발명의 제1-8 실시예에 따른 상향링크 제어채널 포맷을 적용하여 HARQ-ACK과 SR을 동시에 전송하기 위한 기지국과 단말의 동작을 도 14C와 14D에서의 각각의 순서도를 통해 설명하도록 한다.
먼저 도 14c를 참조하여 기지국의 동작을 설명하도록 한다. 여기서 기지국은 LTE 기지국일 수도 있고, LAA 기지국일 수도 있다.
단계 1421에서 기지국은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 단말에게 전송하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 전송하고 단말이 SR 전송시 어떤 자원(서브프레임 또는 주파수 자원)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보를 전송한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 상/하향링크 서브프레임들의 구분을 나타내는 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 단말에게 전송하며, 상기 SR 설정 정보는 상위 신호를 통해 단말에게 전송된다. 단계 1422에서 기지국은 단말을 위해 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 스케줄링을 결정한다. 다음으로 단계 1423에서 기지국은 최대 점유 시간 내에 있는 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는지를 판단한다. 단계 1423에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없으면, 단계 1424에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 SR 자원 위에서 수신한다. 이 때, 단계 1421에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송하였으며, 상기 서브프레임 #(n+4)에서 SR 전송을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우, 기지국은 PUCCH 포맷 1a/1b가 SR 자원 위에서의 수신됨을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 SR를 수신한다. 상기 단계 1424에서 기지국은 단말이 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 단말이 SR 전송을 통해 요청하는 것으로 판단할 수 있다.
단계 1423에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임이 아니면, 단계 1425에서 기지국은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 SR 자원 위에서 수신한다. 이 때, 단계 1421에서 기지국이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 단말에게 전송한 경우 기지국은 PUCCH 포맷 1b가 SR 자원 위에서 수신됨을 가정하여, LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보 및 SR를 함께 수신한다. 상기 단계 1425에서 기지국은 단말이 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 단말이 SR 전송을 통해 요청하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로 도 14d를 참조하여 단말의 동작을 설명하도록 한다.
단계 1431에서 단말은 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, 두 셀에서의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크 제어정보 전송시 어떤 PUCCH 포맷(PUCCH 포맷 3 또는 PUCCH 포맷 1b with channel selection)을 단말이 사용할 지에 대한 설정 정보 및 SR 전송시 어떤 자원(서브프레임 또는 주파수 자원)을 사용할 지에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 상기 LTE 셀(P셀)과 LAA 셀(S셀)에 대한 정보는 LTE 셀 또는 LAA 셀이 FDD 방식인 경우 상향링크 및 하향링크 주파수 정보일 수도 있으며, LTE 셀 또는 LAA 셀이 TDD 방식인 경우 상/하향링크 서브프레임의 구분을 나타내는 UL-DL 설정 정보 및 스페셜 서브프레임 설정 정보일수도 있다. 또한 LAA 셀의 최대 점유 시간 또는 아이들 구간에 대한 정보일 수도 있다. 상기 LTE 셀과 LAA 셀에 대한 정보는 시스템 정보 또는 상위 신호 또는 L1 정보를 통해 기지국으로부터 수신하며, 상기 SR 설정 정보는 상위 신호를 통해 기지국으로부터 수신된다. 단계 1432에서 단말은 서브프레임 #n에서 LTE 셀과 LAA 셀에서의 하향링크 데이터를 수신 시도한다. 다음으로 단계 1433에서 단말은 최대 점유 시간 내에 있는 LAA셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없는지를 판단한다. 단계 1433에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링될 수 없어서 원천적으로 PDSCH가 전송될 수 없으면, 단계 1434에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 SR 자원 위에서 기지국에게 전송한다. 이 때, 단계 1431에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신하였으며, 상기 서브프레임 #(n+4)에서 SR 전송을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보만을 포함하여 PUCCH 포맷 1a/1b를 SR 자원 위에서 전송한다. 상기 단계 1434에서 단말은 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 기지국에게 SR 전송을 통해 요청할 수 있다. 단계 1433에서 LAA 셀의 서브프레임 #n에서 PDSCH가 스케줄링 될 수 없는 서브프레임이 아니면, 단계 1435에서 단말은 LTE 셀(P셀)의 서브프레임 #(n+4)에서 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 SR 자원 위에서 전송한다. 이 때, 단계 1431에서 단말이 PUCCH 포맷 1b with channel selection을 사용을 지시하는 설정 정보를 기지국으로부터 수신한 경우 단말은 LTE 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 LAA 셀에서의 하향링크 데이터에 대한 제어 정보를 함께 PUCCH 포맷 1b를 통해 SR 자원 위에서 전송한다. 상기 단계 1435에서 단말은 보내야 하는 상향링크 데이터가 있으며, 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 자원을 기지국에게 SR 전송을 통해 요청할 수 있다.
도 15은 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다. 여기서 기지국은 LTE 기지국 또는 LAA 기지국일 수 있다. 도 15을 참조하면, 기지국 장치는 PDCCH 블록(1505), PDSCH 블록(1516), PHICH 블록(1524), 다중화기(1515)로 구성되는 송신부와 PUSCH 블록(1530), PUCCH 블록(1539), 역다중화기(1549)로 구성되는 수신부와 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 하향링크/상향링크(downlink/uplink, 이하 DL/UL) HARQ-ACK 송수신 타이밍, HARQ-ACK 페이로드 크기, PUCCH 전송 포맷의 제어를 포함하는 제어부(1501), 스케줄러(1503)로 구성된다. 여기서 데이터 연속 재전송은 PDSCH 연속 재전송 및 PUSCH 연속 재전송을 모두 포함하며, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍은 PDSCH 전송에 대한 PUCCH 전송 타이밍 및 상향링크 그랜트 전송에 대한 PUSCH 전송 타이밍 및 PUSCH 전송에 대한 상향링크 그랜트/PHICH 전송 타이밍을 모두 포함하며, PUCCH 전송 포맷은 PUCCH 포맷 1b with channel selection, PUCCH 포맷 3, 또는 새로운 PUCCH 포맷, PUCCH 포맷 1a/1b를 모두 포함하는 것으로 한다. 또한 SR 전송이 HARQ-ACK과 동시에 수행되는 경우, SR 자원 위에서 PUCCH 포맷을 수신의 제어를 포함하는 것으로 한다. HARQ-ACK 페이로드 크기는 PUCCH 포맷3에 적용하기 위한 HARQ-ACK 비트수를 의미한다. 다수의 셀에서의 송수신을 위해 송신부와 수신부(PUCCH 블록 제외)는 다수일 수 있지만, 설명을 위해 송신부와 수신부가 각각 1개씩만 있는 것을 가정하여 설명하도록 한다.
데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 제어 및 HARQ-ACK 페이로드 크기, PUCCH 전송 포맷의 제어를 포함하는 제어부(1501)는 단말에게 전송할 데이터 양, 시스템 내에 가용한 리소스 양 등을 참고하여 스케줄링 하고자 하는 단말에 대해 각각의 물리채널들 상호간의 타이밍 관계를 조절하여 스케줄러(1503), PDCCH 블록(1505), PDSCH 블록(1516), PHICH 블록(1524), PUSCH 블록(1530), PUCCH 블록(1539)으로 알려준다. 상기 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 관계, HARQ-ACK 페이로드 크기, PUCCH 전송 포맷 제어는 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한 방법을 따른다.
PDCCH블록(1505)은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한대로 PUSCH 연속 재전송을 트리거링 하기 위해 스케줄러(1503)의 제어를 받아 제어 정보를 구성하고, 상기 제어 정보는 다중화기(1015)에서 다른 신호들과 다중화 된다.
PDSCH 블록(1516)은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한대로 PDSCH 연속 재전송을 위해 스케줄러(1503)의 제어를 받아 데이터를 생성하고, 상기 데이터는 다중화기(1515)에서 다른 신호들과 다중화 된다.
PHICH 블록(1524)은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한대로 PUSCH 연속 재전송에 대한 HARQ-ACK으로써, 스케줄러(1503)의 제어를 받아 단말로부터 수신한 PUSCH에 대한 HARQ ACK/NACK을 생성한다. 상기 HARQ ACK/NACK 은 다중화기(1515)에서 다른 신호들과 다중화 된다.
그리고 상기 다중화된 신호들은 OFDM 신호로 생성되어 생성되어 단말에게 전송된다.
수신부에서 PUSCH 블록(1530)은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한 대로 PUSCH 연속 재전송이 트리거링 된 경우, 단말로부터 수신한 신호에 대해서 PUSCH 데이터를 획득한다. 상기 PUSCH 데이터의 디코딩 결과에 대한 오류여부를 스케줄러(1503)로 통지하여 하향링크 HARQ ACK/NACK 생성을 조정하며, 디코딩 결과에 대한 오류여부를 제어기(1501)로 인가하여 하향링크 HARQ ACK/NACK 전송 타이밍을 조정하도록 한다.
PUCCH 블록(1530)은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한 PDSCH 연속 재전송시 PUCCH 전송 타이밍에 의거하여 단말로부터 수신한 신호 또는 HARQ-ACK 페이로드 크기 및 PUCCH 포맷을 통하여 단말로부터 수신한 신호로부터 상향링크 ACK/NACK 혹은 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI)를 획득한다. 또는 단말로부터 SR 자원 위에서 수신한 신호로부터 상향링크 ACK/NACK을 획득한다. 상기 획득한 상향링크 ACK/NACK 혹은 CQI는 스케줄러(1503)로 인가되어 PDSCH의 재전송여부 및 MCS(modulation and coding scheme)를 결정하는데 이용된다. 그리고 상기 획득한 상향링크 ACK/NACK 은 제어기(1501)로 인가되어 PDSCH 의 전송 타이밍을 조정하도록 한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
단말은 PUCCH 블록(1605), PUSCH 블록(1616), 다중화기(1615)로 구성되는 송신부와 PHICH 블록(1624), PDSCH 블록(1630), PDCCH 블록(1639), 역다중화기(1649)로 구성되는 수신부와 본 발명에 따라 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 제어, HARQ-ACK 페이로드 크기, PUCCH 전송포맷을 제어 및 SR 전송이 HARQ-ACK과 동시에 수행되는 경우, SR 자원 위에서 PUCCH 포맷의 전송을 제어하는 제어기(1601)로 구성된다. 다수의 셀에서의 송수신을 위해 송신부와 수신부는 다수일 수 있지만, 설명을 위해 송신부와 수신부가 각각 1개씩만 있는 것을 가정하여 설명하도록 한다
본 발명에 따라 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 제어, HARQ-ACK 페이로드 크기, PUCCH 전송포맷을 제어하는 제어기(1601)는 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 제어, HARQ-ACK 페이로드 크기와 PUCCH 전송 포맷을 PDSCH 블록(1630), PDCCH 블록(1639), PUCCH 블록(1605), PUSCH 블록(1616)으로 알려준다. 상기 데이터 연속 재전송, 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍 제어, HARQ-ACK 페이로드 크기와 PUCCH 전송 포맷은 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한 방법을 따른다.
PUCCH블록(1605)은 소프트 버퍼에 하향링크 데이터 저장을 제어하는 제어기(1601)의 제어를 받아 상향링크 제어 정보 (uplink control information, UCI)로 HARQ ACK/NACK 혹은 CQI를 구성하고, 상기 HARQ ACK/NACK 혹은 CQI는 다중화기(1615)에서 다른 신호들과 다중화 되어 본 발명의 실시예에 따른 데이터 연속 재전송 후 PUCCH 전송 방법 및 PUCCH 전송 포맷을 결정하여 기지국에게 전송된다. 또는 본 발명의 실시예에 따라 HARQ-ACK/NACK과 SR 전송이 동시에 수행되어야 하는 경우, 기지국으로부터 설정된 SR 자원 위에서 PUCCH 전송 포맷을 기지국에게 전송한다.
PUSCH 블록(1616)은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 연속 재전송을 통해 전송하고자 하는 데이터를 추출하여, 추출된 데이터는 다중화기(1615)에서 다른 신호들과 다중화 된다. 그리고 상기 다중화된 신호들은 SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 신호로 생성되어 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍을 고려하여 기지국에게 전송된다.
수신부에서 PHICH 블록(1624)은 기지국으로부터 본 발명에 따른 데이터 연속 재전송 후 DL/UL HARQ-ACK 송수신 타이밍에 따라 수신한 신호에 대해서 역다중화기(1149)를 통해 PHICH신호를 분리한 후, PUSCH에 대한 HARQ ACK/NACK 여부를 획득한다.
PDSCH 블록(1630)은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 연속 재전송 방법에 의하여 기지국으로부터 수신한 신호에 대해서 역다중화기(1649)를 통해 PDSCH 신호를 분리한 후, PDSCH 데이터를 획득하고, 상기 데이터의 디코딩 결과에 대한 오류여부를 PUCCH 블록(1605)로 통지하여 상향링크 HARQ ACK/NACK 생성을 조정하며, 디코딩 결과에 대한 오류여부를 제어기(1601)로 인가하여 상향링크 HARQ ACK/NACK 전송할 때 타이밍을 조정하도록 한다.
PDCCH 블록(1639)은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 연속 재전송을 트리거링 하기 위해 역다중화기(1649)를 통해 PDCCH 신호를 분리한 후, DCI 포맷의 복호를 수행하여 복호된 신호로부터 DCI를 획득한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<제2 실시예>
본 발명은 무선 이동 통신 시스템에서 단말 대 단말 통신을 위한 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단말 대 단말 통신 시스템에서 유니캐스트(unicast) 통신 중인 단말 간의 피드백 정보 전송을 위한 자원 할당 방법 및 피드백 정보 전송 방법, 그리고 이에 따르는 단말의 장치에 대한 것이다.
무선 이동 통신 시스템을 이용한 서비스들의 종류가 크게 다양해짐에 따라 새로이 등장하는 서비스들을 좀 더 효율적으로 지원하기 위한 신기술에 대한 요구가 증가하고, 그에 따라 무선 이동 통신 시스템 안에서 새로운 방법 및 새로운 기술들이 개발 및 연구되고 있다.
단말 대 단말(device to device, 이하 D2D) 통신은 기존의 통신 시스템에서 대한 새로운 서비스에 대한 해결책으로 등장한 신기술로서, 기본적으로 임의의 단말이 해당 단말 주위에 존재하는 다른 단말과의 직접적인 통신을 가능하게 하는 기술이다. 단말 대 단말 통신 기술을 이용하면 단말은 주위에 어떠한 단말들이 존재하는지 발견(discovery)하고, 통신이 필요한 단말과 직접 통신(direct communication)을 수행할 수 있게 된다.
단말 대 단말이 직접 통신을 수행하게 되면 기존 무선 네트워크를 이용하여 기지국을 이용하여 통신을 수행하는 것에 비하여 상대적으로 적은 무선 자원을 사용하게 되므로 무선 자원 효율 면에서 큰 장점을 가지게 된다. 또한 단말 대 단말 직접 통신은 기지국 없이도 단말과 단말 사이에 통신이 가능하기 때문에, 지진과 쓰나미 등과 같은 자연 재해나 사고, 그리고 기타 여러 이유로 인해 기지국이 정상적으로 동작하지 않는 비상 상황에서 통신을 위한 공공 안전망 (public safety)에 적용하기 적합하다.
현재 3rd Generation Partnership Project(3GPP)의 고등 장기간 진화(Long Term Evolution - Advanced, 이하 LTE-A) 시스템에서도 단말 대 단말 기술에 대한 지원을 필요로 하고 있으며 그에 대한 기술적인 논의가 진행 중이다. LTE-A에서 현재 기술 표준화 단계인 릴리즈(Release)-12를 따르는 단말 대 단말 통신에서는 상기에서 설명한 단말 발견과 단말 직접 통신을 모두 포함하고 있다.
현재 릴리즈-12에 따른 단말 대 단말 통신을 상세히 설명하면, 단말 발견과 단말 직접 통신은 기존 셀룰러에서 사용하는 주파수 자원 중에서 단말이 기지국에 신호 전송을 위해 사용하는 상향링크(uplink)를 사용한다. 단말 대 단말 직접 통신은 방송(broadcast) 및 그룹(groupcast) 기반으로 통신이 가능하다, 즉, 하나의 전송 단말이 직접 통신을 통해 전송한 신호는 커버리지 영역 내에 존재하는 다수의 단말이 수신하거나, 전송 단말이 설정한 동일한 그룹 지정자(group identification, 이하 그룹 ID)을 갖는 단말이 동시에 수신할 수 있다.
하지만, LTE-A의 향후 진화에 따른 단말 대 단말의 직접 통신은 주파수 자원의 효율적인 사용과 신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위해 방송 및 그룹 통신뿐만 아니라, 단말 대 단말의 유니캐스트 통신도 가능해야 한다. 하지만 현재 단말 대 단말 방송 및 그룹 통신의 기술로는 단말 대 단말 유니캐스트 통신을 효율적으로 제공할 수 없는 제약이 발생한다.
단말 대 단말 방송 및 그룹 통신에서 한 단말은 다수의 단말에게 신호를 전송하기 때문에, 전송 단말 측면에서는 모든 수신 단말에게 신뢰성 있는 신호를 전송하기 어렵고, 수신 단말 측면에서는 전송 단말에게 피드백 정보 전송이 어려운 점이 발생할 수 있다. 따라서 방송 및 그룹 기반 단말 대 단말 통신에서는 기존 셀룰러 시스템에서 적용하고 있는 효율적인 통신을 위한 다양한 기법을 사용할 수 없는 제약이 발생한다. 예를 들어 단말 대 단말 방송 및 그룹 통신에서는 하이브리드 자동 반복 요구 (hybrid automatic repeat request, 이하 HARQ)를 사용할 수 없다. 또한, 단말 대 단말 통신 링크의 변조 및 코딩 기법(modulation and coding scheme, 이하 MCS)를 결정하는데 있어서도 무선 채널의 상황, 간섭 잡음의 크기 등을 고려할 수 없으며 전송 전력 제어도 할 수 없다.
하지만 단말 대 단말 유니캐스트 통신에서는 전송 단말은 하나의 수신 단말과 일 대 일로 통신을 수행할 수 있으므로, 상기에서 설명한 HARQ와 적응형 변조 기법, 전송 전력 제어 등을 수행할 수 있다. 다만 단말 대 단말 유니캐스트 통신은 단말 대 단말 방송 및 그룹 통신의 확장된 기능으로서 하나의 서비스로 제공될 가능성이 높으므로 단말 대 단말 방송 및 그룹 통신의 자원 할당 및 신호 전송 방법이 최대한 유지되는 구조에서 단말 대 단말 유니캐스트 통신을 할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명에서는 단말 대 단말 유니캐스트 통신을 위해서 HARQ와 적응형 변조 기법, 전송 전력 제어 등을 효율적으로 제공할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유니캐스트 기반 단말 대 단말 통신 시스템에서 통신을 수행하는 두 단말이 피드백 정보를 상대방 단말에게 전송하기 위한 자원 할당 방법, 피드백 정보 전송 방법, 및 전력 제어를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 유니캐스트 기반 단말 대 단말 통신을 위한 자원 할당 방법, 피드백 정보 전송 방법, 및 전력 제어를 수행하는 방법 및 장치에 의하면, 두 단말은 피드백 정보를 데이터채널 전송에 반영함으로써 더욱 효율적인 단말 대 단말 통신이 가능하게 된다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
이하에서 기술되는 본 발명의 실시 예에서는 기지국 또는 셀은 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한 D2D 통신은 인접해 있는 단말을 찾는 단말 발견(discovery) 동작과, 단말과 단말이 직접 정보를 주고 받는 직접 통신(direct communication)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 또한 이하에서 기술되는 본 발명의 실시 예는 복식(duplex) 방법으로 주파수 분할 복식(frequency division duplex, 이하 FDD)를 사용하는 셀룰러 시스템을 기준으로 설명하지만, 시간 분할 복식(time division Duplex, 이하 TDD)를 사용하는 셀룰러 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 17은 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 D2D 방송 또는 그룹 통신이 지원되는 형태를 도시하는 도면이다. 도 17을 참고하면, 기지국(1701)은 기지국(1701)의 신호 전송 범위인 셀 (1702) 내에 위치하는 단말 1703, 단말 1704, 단말 1705, 단말 1706를 관장하고 있다. 단말 1703, 단말 1704, 단말 1705, 단말 1706은 기지국(1701)과 셀룰러 통신을 하는 동시에 단말 간에 D2D 통신을 수행한다.
현재 LTE-A 릴리즈-12를 따르는 D2D 방송 또는 그룹 통신은 단말이 D2D 통신을 위해 사용할 자원을 기지국이 직접 할당하는 모드 1(Mode 1)방식과 기지국은 D2D 자원 영역(D2D resource pool)만을 설정하고 단말이 D2D 자원 영역 내에서 기지국의 도움 없이 D2D 통신 자원을 설정하는 모드 2(Mode 2)로 구분될 수 있다. 모드 1 또는 모드 2 방식으로 D2D 통신 자원이 단말에게 주어지면 단말 1703, 단말 1704, 단말 1705, 단말 1706은 기지국을 거치지 않고 서로 D2D 통신을 할 수 있다. D2D 통신 기능을 보유한 단말은 사용 목적에 따라 특정 그룹에 포함되어 있으며 그룹 ID와 방송 지정자(broadcast identification, 이하 방송 ID)가 미리 설정되어 있거나, 이를 기지국으로부터 할당받을 수 있다. 도 17을 참고하면, 단말 1703이 방송 ID를 포함한 D2D 통신 신호를 전송하면, 단말 1704, 단말 1705, 단말 1706은 동시에 단말 1703의 신호를 수신함으로써 D2D 통신이 수행된다. 단말 1703이 특정한 그룹을 지정하는 그룹 ID를 포함한 D2D 통신신호를 전송하면 단말 1704, 단말 1705, 단말 1706 중에서 해당하는 그룹에 속한 단말이 해당 신호를 수신할 수 있다.
방송 또는 그룹 기반의 D2D 통신에서 D2D 통신 신호를 전송하는 전송 단말은 다수의 단말 또는 특정 그룹에 속한 단말과 D2D 통신을 수행한다. 따라서 방송 또는 그룹 통신의 특성상, 전송 단말은 동시에 다수의 수신 단말로부터 무선 채널의 상황, 간섭 신호 크기 등에 대한 정보를 수신할 수 없으며, 수신 단말로부터 무선 채널의 상황, 간섭 신호 크기 등에 대한 정보를 수신하더라도, 모든 수신 단말의 통신 성능을 만족시킬 수 있는 적응 변조 및 코딩(adaptive modulation and coding)을 적용할 수 없다.
또한, 기존 셀룰러 시스템에서 통신 링크의 신뢰성을 높이기 위해 사용하는 HARQ도 전송 단말과 수신 단말이 특정 신호 전송에 있어 일대일로 신호 전송이 가능할 때 적용할 수 있는 기법으로, 다수의 단말에게 동일한 신호를 동시에 전송하는 현재 방송 및 그룹 기반의 D2D 통신에 적용할 수 없다. 유사한 이유로 인해 방송 및 그룹 기반의 D2D 통신에서는 수신 단말에서 측정한 수신 전력에 기반한 전송 단말의 전력제어를 적용할 수 없다.
도 18은 본 발명에서 고려하고 있는 D2D 유니캐스트 통신이 지원되는 형태를 도시하는 도면이다. 도 18에 따르면, 기지국(1801)은 기지국(1801)의 신호 전송 범위인 셀(1802) 내에 위치하는 단말 1803, 단말 1804, 단말 1805, 단말 1806를 관장하고 있다. 단말 1803, 단말 1804, 단말 1805, 단말 1806은 기지국(1801)과 셀룰러 통신을 하는 동시에 단말 간에 D2D 통신을 수행한다. D2D 유니캐스트 통신은 D2D 방송 또는 그룹 통신과 동일하게 단말의 D2D 통신 자원 할당을 위해 모드 1 또는 모드 2 방식을 사용할 수 있다. 모드 1 또는 모드 2 방식으로 D2D 통신 자원이 D2D 신호를 전송하려는 단말에게 할당되면 단말 1803, 단말 1804, 단말 1805, 단말 1806은 기지국을 거치지 않고 직접 D2D 통신을 할 수 있다. 단말 1803, 단말 1804, 단말 1805, 단말 1806은 상기에서 설명한 방송 및 그룹 ID 외에도 단말의 구별을 위해 유니캐스트 지정자(unicast identification, 이하 유니캐스트 ID)를 가질 수 있다. 유니캐스트 ID는 단말에 고유하게 할당된 고정된 값이거나, D2D 유니캐스트 통신이 필요할 때마다 기지국으로부터 할당 받거나 단말이 임의로 선택하는 값이 되어야 하며, 본 발명에서는 하나의 특정한 방법으로 한정짓지 않는다.
도 18에서 단말 1803이 D2D 전송 단말로서 단말 1804에 해당하는 유니캐스트 ID를 포함하는 D2D 통신 신호를 전송하면, 단말 1804만이 해당 신호를 수신하고 단말 1805, 단말 1806은 단말 1803의 신호를 수신할 수 없다. 동일하게, 셀 내의 다른 D2D 전송 단말 1805가 단말 1806에 해당하는 유니캐스트 지정자를 포함하는 D2D 통신 신호를 전송하면, 단말 1806만이 신호를 수신하고 단말 1803, 단말 1804는 단말 1805의 신호를 수신할 수 없다. 여기서 “전송 단말”은 상위 계층에서 전달된 데이터를 전송하는 단말을 의미하며, “수신 단말”은 해당 신호를 수신, 복조하여 데이터를 상위 계층으로 전달하는 단말을 의미한다. D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말은 D2D 통신 신호에 수신 단말의 유니캐스트 ID를 포함시키기 때문에, 동일한 유니캐스트 ID를 가지고 있는 수신 단말만 해당 D2D 통신 신호를 수신할 수 있다. 즉, 유니캐스트 기반 D2D 통신에서 전송 단말과 수신 단말은 일대일로 무선 링크가 형성되어 D2D 통신이 수행된다. 상기와 같은 이유로, D2D 방송 및 그룹 통신과 달리 수신 단말로부터 무선 채널의 상황, 간섭 신호의 크기 또는 전송 신호의 오류 상태에 대한 피드백을 받을 경우, 전송 단말은 수신 단말에게 적합한 적응 변조 및 코딩을 적용하거나 기존 셀룰러 시스템에서 적용하는 HARQ를 적용할 수 있는 장점이 있다. 또한 수신 단말이 측정한 수신 전력에 기반해 전송 단말의 전력제어를 수행할 수 있다.
상기에서 기술한 바와 같이 D2D 유니캐스트 통신에서 적응 변조 및 코딩, HARQ 그리고 전력제어를 운영하기 위해서는 전송 단말 1803는 수신 단말 1804로부터 피드백 신호를 수신 받아야 한다. 현재 LTE 릴리즈-12에 기반한 D2D 통신의 경우, D2D 방송 및 그룹 통신만이 가능하므로 D2D 유니캐스트 통신에서 필요한 피드백 신호를 전송할 방법이 존재하지 않는다. 따라서 D2D 유니캐스트 통신에서 수신 단말 1804이 전송 단말 1803으로 피드백 신호를 전송하기 위한 자원을 할당하는 방법과 피드백 신호를 전송하는 방법 및 장치가 요구된다.
도 17에서 예시한 기존 D2D 방송 및 그룹 통신과 도 18에서 예시한 본 발명에서 고려하고 있는 D2D 유니캐스트 통신은 기지국의 신호 전송 범위인 셀 내의 단말간 D2D 통신에 대해 설명하였다. 하지만, D2D 통신은 자연 재해, 사고, 네트워크 운영자의 문제로 인한 기지국이 동작하지 않는 경우(network fallback), 또는 단말이 셀룰러 커버리지 밖에 존재하는 경우(out-of-coverage)에도 동작이 가능해야 하므로, 본 발명의 실시 예들은 셀룰러 커버리지 내의 D2D 통신에 한정 짓지 않으며, 네트워크가 동작하지 않는 경우와 단말이 셀룰러 커버리지 밖에 존재하는 경우를 포함하여 적용될 수 있다.
도 19는 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 D2D 방송 및 그룹 통신에서, 기지국이 D2D 통신을 위한 물리 계층 자원(physical layer resource)을 직접 할당하는 모드 1에 대한 자원 할당 구조의 일례를 도시하는 도면이다. D2D 통신은 셀룰러 시스템에서 사용하는 주파수 자원 중에서 상향링크 주파수 자원(1901)을 사용한다. D2D 통신을 위한 물리 계층 채널(physical layer channel)은 스케줄링 할당(scheduling assignment, 이하 SA)(1902)과 D2D 데이터(D2D data)로 구성된다. SA(1902)는 수신 단말이 D2D 데이터를 수신하는데 필요한 정보를 포함하는 물리 채널(physical channel)로 D2D 데이터의 주파수 및 시간 자원의 위치, MCS와 SA 지정자(SA identification, 이하 SA ID) 등을 포함한다. SA(1902)은 전송 단말 1803, 1805가 전송할 D2D 데이터가 있을 경우, SA 주기 (1903)마다 전송될 수 있다. 상기에서 SA ID는 단말의 방송, 그룹을 구분하기 위한 지정자를 전송하는데 사용하는 필드이다. 아래에서 SA를 송수신한다는 기재는 SA상으로 전송되는 제어 정보를 송수신하는 것으로 이해할 수 있고, D2D 데이터를 송수신한다는 기재는 D2D 데이터(채널)상으로 전송되는 데이터를 송수신하는 것으로 이해할 수 있다.
D2D 데이터는 전송 단말의 상위 계층에서 전달받은 데이터를 전송 단말이 수신 단말에게 전송하고자 할 때 사용되는 물리 채널로, 전송 단말의 상위 계층은 VoIP(voice over IP(internet protocol))나 기타 디지털 데이터를 전송하기 위해 데이터 채널을 사용할 수 있다. 전송 단말의 상위 계층에서 전달되는 데이터는 매체 접근 제어(medium access control, 이하 MAC)에서 정의된 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, 이하 PDU) 포맷에 따라 생성된 단위로 물리 계층으로 전달될 수 있으며, 이후에 본 발명에서 기술되는 실시 예들은 MAC PDU를 기준으로 기술하나 D2D 데이터에 전송될 데이터를 특정 포맷에 한정 짓지는 않는다.
SA 주기 내에 있는 모든 서브프레임(1904)이 D2D 데이터를 전송할 수 있는 D2D 데이터 자원 영역(D2D Data resource pool, 1906)이 되며, D2D 데이터는 D2D 데이터 자원 영역(1906)을 구성하는 논리적 서브프레임(logical subframe, 1905) 중에서 규칙에 의해 선택된 서브프레임에서 전송될 수 있다. 하나의 D2D 통신 전송 단말은 D2D 데이터 자원 영역(1906)에서 전송 시간 자원 패턴(time resource pattern of transmission, 이하 T-RPT, 1907)으로 할당된 서브프레임에서만 D2D 통신 신호를 전송할 수 있다. T-RPT(1907)는 SA(1901)에 포함된 T-RPT 인덱스(T-RPT index)에 의해 정해지는 N 비트(bit) 길이를 갖는 고유한 비트맵(bitmap) 패턴으로, SA 주기(1903)내에서 비트맵이 반복되며 D2D 데이터 자원 영역 내에서 전송 단말의 D2D 데이터 전송에 할당된 서브프레임을 알려준다. T-RPT 비트맵에서 1로 맵핑된 서브프레임(1908)은 D2D 데이터 전송에 사용되며, 0으로 맵핑된 서브프레임(1909)은 D2D 데이터 전송에 사용하지 않는다. 따라서, 전송 단말은 T-RPT 비트맵이 1로 맵핑된 서브프레임(1908)에서만 D2D 데이터를 전송하고, 동일하게 수신 단말은 T-RPT 비트맵이 1로 지정된 서브프레임(1908)에서만 D2D 데이터를 수신한다. T-RPT 인덱스는 7 비트로 표현되어 최대 128개의 값을 가질 수 있으며 미리 정의된 T-RPT 비트맵과 일대일로 맵핑될 수 있다. 모드 1에 해당하는 D2D 통신에서 전송 단말은 기지국으로부터 T-RPT 인덱스를 할당받아 SA(1901) 생성 및 D2D 데이터 전송에 사용하며, 수신 단말은 SA(1901)에서 T-RPT 인덱스를 추출하여 D2D 데이터 자원 영역 내에서 D2D 데이터 수신에 사용한다. D2D 데이터에 할당된 각 서브프레임(1908)은 하나의 MAC PDU를 전송하는데 사용한다. 상기에서 전술하였듯이, 방송 및 그룹 기반 D2D 통신은 HARQ를 적용할 수 없기 때문에 D2D 통신 링크의 채널 상황 또는 간섭 잡음에 관계 없이 항상 하나의 MAC PDU를 연속한 4개의 서브프레임에 반복하여 재전송한다. MAC PDU에 재전송에 있어 미리 정의된 리던던시 버전(redundancy version, 이하 RV)에 따라 생성된 MAC PDU가 재전송되므로, MAC PDU에는 RV 또는 신규 정보 지시자(new data indicator, NDI)가 포함되지 않는다.
도 20은 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 D2D 방송 및 그룹 통신에서, D2D 통신을 위한 물리자원을 단말이 기지국의 도움 없이 직접 선택하는 모드 2에 대한 자원 할당 구조의 일 예를 도시하는 도면이다. D2D 통신은 셀룰러 시스템에서 사용하는 주파수 자원 중에서 상향링크 주파수 자원(2001)을 사용한다. D2D 통신을 위한 물리 계층 채널은 SA(2002)과 D2D 데이터로 구성된다.
D2D 데이터는 SA 주기(2003) 내에 있는 모든 서브프레임(2004) 중에서 D2D 데이터를 위해 할당된 논리적 서브프레임(2006)에서 전송될 수 있다. 모드 2에 해당하는 D2D 통신에서 논리적 서브프레임(2006)은 기지국에서 할당한 D2D 비트맵(D2D bitmap, 2005)을 SA 주기(2003) 내의 모든 서브프레임에서 반복적으로 매핑했을 때 1로 선택된 서브프레임의 묶음을 의미하며, 상기의 논리적 서브프레임이 D2D 데이터 자원 영역(2007)을 구성한다. D2D 통신 전송 단말은 D2D 데이터 자원 영역(2007)에서 T-RPT(2008)으로 할당된 서브프레임에서만 D2D 통신 신호를 전송할 수 있다. T-RPT(2008)는 SA(2001)에 포함된 T-RPT 인덱스에 따라 N 비트 길이를 갖는 고유한 T-RPT 비트맵을 가지므로, SA 주기(2003)내에서 T-RPT 비트맵이 반복되며 전송 단말의 D2D 데이터 전송에 할당된 서브프레임을 알려준다. T-RPT에서 1로 맵핑된 서브프레임(2009)은 D2D 데이터 전송에 사용되며, 0으로 맵핑된 서브프레임(2010)은 D2D 데이터 전송에 사용하지 않는다. 따라서, 전송 단말은 T-RPT 비트맵이 1로 맵핑된 서브프레임 (2009)에서만 D2D 데이터를 전송하고, 수신 단말은 T-RPT 비트맵이 1로 지정된 서브프레임(2010)에서만 D2D 데이터를 수신한다. 모드 2에 해당하는 D2D 통신에서 전송 단말은 T-RPT 인덱스를 스스로 선택하여 SA(2001) 생성 및 D2D 데이터 전송에 사용하며, 수신 단말은 SA(2001)에서 T-RPT 인덱스를 알아내어 D2D 데이터 자원 영역(2007)내에서 D2D 데이터 수신에 사용한다. T-RPT 비트맵에서 k는 1의 개수를 나타내는 변수로, T-RPT 인덱스로 지정된 T-RPT 비트맵이 큰 k를 가질수록 D2D 통신의 전송속도가 높아질 수 있다. D2D 데이터에 할당된 각 서브프레임(2009)은 하나의 MAC PDU를 전송하는데 사용한다. 상기에서 전술하였듯이, D2D 방송 및 그룹 통신은 HARQ를 적용할 수 없기 때문에 D2D 통신 링크의 채널 상황 또는 간섭 잡음의 크기와 관계 없이 항상 하나의 MAC PDU를 연속한 4개의 서브프레임에 반복하여 재전송한다. MAC PDU에 재전송에 있어 미리 정의된 RV에 따라 생성된 MAC PDU가 재전송되므로, MAC PDU에는 RV 또는 NDI가 포함되지 않는다.
상기에서 설명한 D2D 통신을 위한 물리 채널 자원 할당 구조에 있어 도 19에서 도시한 모드 1과 도 20에서 도시한 모드 2에서 논리적 서브프레임으로 D2D 자원 영역을 생성하는 방법을 제외하고는 모드 1과 모드 2는 동일한 방법으로 구성됨을 볼 수 있다. 따라서, 이후에 본 발명에서 기술되는 실시 예들은 기지국이 D2D 통신 자원을 할당하는 모드 1과 단말이 스스로 D2D 통신 자원을 선택하는 모드 2 중 어느 하나에 한정하여 기술되지 않는 한, 모드 1과 모드 2에 공통적으로 적용이 되는 것으로 이해하여야 한다.
상기의 도 19와 도 20의 예시에서 설명한 바와 같이, D2D 통신을 위한 자원 할당에서 SA는 전송 단말이 전송하는 D2D 데이터의 수신에 필요한 정보를 포함하고 있고, D2D 데이터는 전송 단말이 상위 계층의 데이터를 구성하는 MAC PDU를 전송하는데 사용된다. 즉, 상기에서 설명한 D2D 통신을 위한 물리 계층 채널인 SA와 D2D 데이터는 전송 단말이 전송을 위해 사용할 수 있으며, 수신 단말은 해당 물리 채널에서 수신만을 할 수 있다.
상기에서 전술한 바와 달리 유니캐스트 기반 D2D 통신에서 전송 단말과 수신 단말 간의 통신에서 유니캐스트 통신의 이득을 얻기 위해서 “수신 단말”은 전송 단말이 전송한 SA와 D2D 데이터를 수신하고, 수신 환경에 대한 여러 가지 피드백 정보를 피드백 자원 구조를 통해 전송할 수 있어야 한다. 또한, “전송 단말”은 SA와 D2D 데이터를 전송하는 동시에 수신 단말이 전송하는 피드백 정보를 수신하여 D2D 데이터 전송에 반영할 수 있어야 한다. 하지만 현재 릴리즈-12에서 논의되고 있는 방송 및 그룹 기반의 D2D 통신을 위한 물리 계층 구조는 단말 간에 피드백 정보 전송을 위한 자원 구조를 포함하지 않기 때문에 수신 단말이 효율적으로 피드백 정보를 전송하기 어렵다.
일례로, 수신 단말이 피드백 정보 전송을 위해 전송 단말과 동일하게 새로운 SA와 D2D 데이터를 할당 받아 피드백 정보를 전송할 경우, 수신 단말이 전송해야 하는 피드백 정보량은 작은 반면 SA 구간에서 할당 받는 D2D 데이터 자원의 크기는 상대적으로 크기 때문에 수신 단말의 D2D 통신 자원이 비효율적으로 활용될 수 있다. 상기의 방법에 따른 다른 문제점으로는, D2D 통신은 상향링크 주파수 하나만을 사용하여 전송과 수신이 이루어지므로 하나의 단말이 D2D 통신 신호를 전송하는 동시에 수신할 수 없는 반 이중 통신 제약(half duplex constraint) 이 발생한다. 만약, D2D 데이터 자원 영역에서 전송 단말에 MAC PDU를 전송하기 위한 서브프레임과 수신 단말에 피드백 정보를 전송하기 위한 서브프레임이 동일할 경우, 전송 단말과 수신 단말 중 하나는 해당 서브프레임에서 전송을 포기하므로 MAC PDU나 피드백 정보를 전송하지 못하는 문제가 발생할 수도 있다.
상기에서 전술한 이유로 인해, D2D 유니캐스트 통신에서는 기존의 D2D 방송 및 그룹 통신과 달리 수신 단말이 효율적으로 피드백 정보를 전송 단말로 전송할 수 있는 방법을 제공해야 하며, 이를 달성하기 위해 현재 D2D 방송 및 그룹 통신 방식의 변경이 불가피하다. 다만 D2D 유니캐스트 통신은 D2D 방송 및 그룹 통신의 확장된 기능으로서 하나의 서비스로 제공될 가능성이 높으므로 D2D 방송 및 그룹 통신의 자원 할당 및 신호 전송 방법이 최대한 유지되는 하에서 D2D 유니캐스트 통신이 제공되어야 한다. 따라서 본 발명에서는, 기존의 방송 및 그룹 통신에 적합하게 설계된 D2D 통신을 최대한 유지하면서도 D2D 유니캐스트 통신을 효율적으로 제공할 수 있는 방법에 대해 제안한다.
제2-1실시예: 유니캐스트 D2D 통신에서 HARQ 동작을 위한 시간 및 자원 할당 방법
본 발명의 제2-1 실시예는 D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말과 수신 단말간에 HARQ 프로세스 운영에 관한 것이다. 보다 상세하게, 전송 단말이 D2D 데이터를 위해 할당된 서브프레임에서 HARQ 프로세스에 따른 MAC PDU 전송에 관한 방법과 수신 단말이 해당 MAC PDU에 대한 패킷 에러(packet error) 여부에 따라 승인(acknowledgement, 이하 ACK) / 비승인(Negative acknowledgement, 이하 NACK) 피드백 정보(이하에서 상기 두 가지 피드백 정보를 합쳐 ACK/NACK 또는 A/N으로 칭할 수 있다)를 전송하는 방법을 포함한다. 또한, 전송 단말은 수신 단말이 전송하는 ACK/NACK에 따라 새로운 MAC PDU를 전송하거나 기존 MAC PDU를 재전송하는 방법을 포함한다.
본 발명의 제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신을 위한 물리 계층 자원 구조는 D2D 방송 및 그룹 통신에서 물리 계층 채널 구조와 동일하게 SA와 D2D 데이터로 구성될 수 있다. 하지만, D2D 유니캐스트 통신에서 두 물리 채널은 D2D 방송 및 그룹 통신과 다른 목적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 SA는 전송 단말이 전송하는 물리 채널로 수신 단말이 D2D 데이터에서 전송 단말의 MAC PDU를 수신하는데 필요한 정보인 MCS, SA ID, T-RPT 인덱스 및 자원 블록(resource block, 이하 RB) 할당 정보 등을 포함하며, 이 정보는 수신 단말이 전송 단말로 ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위해서도 사용할 수 있다. 전송 단말은 기지국의 설정 또는 단말 스스로의 결정에 따라 해당 D2D 유니캐스트 통신에서 HARQ를 선택적으로 동작시킬 수 있으며, HARQ 유/무에 대한 정보를 SA에 포함하여 전송할수 있다. 전송 단말과 수신 단말은 HARQ를 사용할 경우에만 이하 설명하는 제2-1실시예에 따르는 HARQ 동작을 수행하며, HARQ를 사용하지 않을 경우에는 기존 D2D 방송 및 그룹 통신에서와 동일하게 반복된 MAC PDU 재전송 패턴을 따를 수 있다.
본 발명의 제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 D2D 데이터는 전송 단말과 수신 단말이 각각 MAC PDU와 ACK/NACK 피드백 정보를 전송하는데 사용할 수 있다. D2D 데이터 자원 영역에서 T-RPT 비트맵으로 유니캐스트 통신을 위해 할당 받은 서브프레임을 시간 분할 다중화(time division multiplexing, 이하 TDM)하여 전송 단말은 MAC PDU를 전송하는데 사용하고, 수신 단말은 HARQ 에 따른 ACK/NACK 전송에 사용한다. 상기에서 설명한 바와 같이 전송 단말과 수신 단말이 D2D 데이터를 위해 할당된 서브프레임을 TDM하여 D2D 유니캐스트 통신을 하기 위해서는 전송 단말이 우선 연속하는 L개의 서브프레임을 MAC PDU를 전송하는데 사용하고, 연속하는 1개의 서브프레임을 수신 단말의 ACK/NACK 피드백을 전송하는데 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 전송 단말이 L 개의 서브프레임, 수신 단말이 1개의 서브프레임을 연속적으로 사용하는 규칙을 SA 주기 내에서 D2D 데이터에 할당된 서브프레임 동안 반복해서 사용하는 것을 제안한다. 여기서 L은 수신 단말이 하나의 서브프레임을 사용하여 전송할 수 있는 ACK/NACK의 비트의 크기를 나타낸다. L이 1인 경우, 수신 단말은 D2D 자원 영역에서 ACK/NACK 피드백 정보 전송을 위해 할당 받은 서브프레임에서 전송단말의 한 MAC PDU에 대한 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다. L이 2인 경우, 수신 단말은 D2D 자원 영역에서 ACK/NACK 피드백 정보 전송을 위해 할당 받은 하나의 서브프레임에서 전송 단말의 두 개의 MAC PDU에 대한 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다. 즉, 수신 단말은 D2D 자원 영역에서 ACK/NACK 피드백 정보 전송을 위해 할당 받은 하나의 서브프레임에서 전송 단말의 L 개의 MAC PDU에 대한 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다.
21은 본 발명의 제2-1실시예에 따라 D2D 유니캐스트 통신을 위한 전송 단말과 수신 단말의 D2D 데이터 자원 구조의 일례를 도시한 도면이다. 도 21에서는 N=8, k=2, L=1 인 경우를 도시하였다. 여기서 N은 T-RPT 비트맵의 크기를 의미하고, k는 T-RPT 비트맵에서 1의 수를 나타낸다. 도 21를 참조하면, D2D 자원 영역(2101)에서 유니캐스트 통신을 위해 할당 받은 T-RPT 비트맵(2102) 중에서 1로 맵핑된 서브프레임(2103, 2104)에서 전송 단말의 MAC PDU 및 수신 단말의 ACK/NACK이 모두 전송될 수 있다. 도 21에서는 L=1이므로 전송 단말이 우선 할당된 서브프레임 중 1개의 서브프레임 2103을 MAC PDU 전송에 사용하고, 수신 단말이 다음 서브프레임 2104에서 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 상기와 같은 전송 단말과 수신 단말이 TDM으로 서브프레임으로 구분하여 전송하는 패턴은 SA 주기 내에서 반복적으로 일어날 수 있다. 또한 이러한 패턴은 도 21에 도시되었듯이 각기 다른 HARQ 프로세스 번호에 대해 적용될 수 있다.
도 22은 본 발명의 제2-1실시 예에 따라 D2D 유니캐스트 통신을 위한 전송 단말과 수신 단말의 D2D 데이터 자원 구조의 또 다른 일례를 도시한 도면이다. 도 22에서는 제 N=8, k=4, L=2 인 경우를 도시하였다. 도 22에서 도시한 k=2인 경우에 비해 T-RPT 비트맵에 1의 수가 더욱 많으므로, D2D 통신을 위해 두 배의 서브프레임을 사용할 수 있다. 도 22을 참조하면, D2D 자원 영역(2201)에서 유니캐스트 통신을 위해 할당 받은 T-RPT 비트맵(2202) 중에서 1로 맵핑된 서브프레임에서 전송 단말의 MAC PDU 및 수신 단말의 ACK/NACK이 모두 전송될 수 있다. L=2이므로 우선 할당된 서브프레임 중 전송 단말이 연속하는 2개의 서브프레임 2203, 2204를 MAC PDU 전송에 사용하고, 수신 단말이 연속하는 1개의 서브프레임 2205를 ACK/NACK 전송을 위해 사용한다. 상기와 같은 전송 단말과 수신 단말이 TDM으로 서브프레임으로 구분하여 전송하는 패턴은 SA 주기 내에서 반복적으로 일어날 수 있다. 또한 이러한 패턴은 도 22에 도시되었듯이 각기 다른 HARQ 프로세스 번호에 대해 적용될 수 있다.
본 발명의 제2-1실시예에서 수신 단말의 ACK/NACK 전송과 전송 단말의 MAC PDU 전송에 있어, HARQ 타이밍의 요구 조건을 고려해야 한다. 기존 LTE-A에서는 기지국으로부터 i 번째 서브프레임에서 물리 하향링크 공용 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH)을 수신한 단말은 PDSCH 복조 및 복호 처리 시간을 고려하여 (i+4)번째 서브프레임에서 PDSCH의 데이터에 대한 ACK/NACK을 전송해야 한다. 또한 LTE-A에서 단말은 기지국으로부터 i 번째 서브프레임에서 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: 이하 PDCCH)로부터 ACK/NACK 피드백을 수신 받은 경우, 해당 단말은 (i+4)번째 서브프레임에서 해당하는 HARQ 프로세스의 물리 상향링크 공용 채널(physical uplink shared channel, 이하 PUSCH)를 전송해야 한다. D2D 유니캐스트 통신의 HARQ에서도 상기와 같은 동일한 전송 타이밍에 대한 요구 사항이 필요하다.
하지만, 전송 단말과 수신 단말이 MAC PDU와 ACK/NACK 전송을 위해 할당 받은 서브프레임의 패턴은 T-RPT 인덱스에 따라 다양한 패턴을 갖게 되므로, T-RPT 인덱스로 할당된 서브프레임에 대해 전송 단말과 수신 단말이 물리적인 4 서브프레임 타이밍에 맞춰서 ACK/NACK과 MAC PDU를 전송할 수 없는 T-RPT 인덱스가 존재할 수 있다. 예를 들어, 도 21에서 전송 단말이 서브프레임 2103에서 전송한 MAC PDU에 대해 수신 단말이 ACK / NACK 피드백 정보를 전송할 수 있는 서브프레임 2104는 4 서브프레임의 타이밍 요구 조건을 만족할 수 없으므로, 수신 단말은 ACK/NACK을 서브프레임 2104에서 전송할 수 없다. 유사하게, 도 22에서 수신 단말이 서브프레임 2205에서 전송한 ACK/NACK 피드백 정보에 대해, 전송 단말은 4 서브프레임의 타이밍 요구 조건 때문에 서브프레임 2206, 2207에서 ACK/NACK에 해당하는 MAC PDU를 재전송할 수 없다.
본 발명의 제2-1실시예에 따른 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 모든 T-RPT에 대해 HARQ 타이밍 요구 조건을 만족할 수 있도록 1) 전송 단말의 MAC PDU 전송 타이밍, 수신 단말의 ACK/NACK 전송 타이밍을 정의하는 첫 번째 방법과 2) D2D 유니캐스트 통신에서 사용하는 T-RPT 비트맵 패턴을 HARQ 동작에서 요구하는 4 서브프레임의 요구사항을 만족하는 T-RPT로 제한하는 두 번째 방법을 제시한다.
본 발명의 제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말의 MAC PDU 전송과 수신 단말 ACK/NACK 피드백 정보의 전송에 있어서 HARQ의 4 서브프레임의 타이밍 요구 조건을 만족하기 위한 첫 번째 방법은, 전송 단말이 전송하는 MAC PDU에 대한 ACK/NACK은 D2D 자원 영역(2101)에서 T-RPT로 할당된 서브프레임 기준으로 최소 4 서브프레임 이후에 ACK/NACK을 위해 할당된 서브프레임에 전송하는 것이다. 일례로, 전송 단말이 서브프레임 2103에서 HARQ 프로세스 0에 해당하는 MAC PDU를 전송하면, 수신 단말은 해당하는 한 비트의 ACK/NACK 정보를 4 서브프레임의 요구사항을 만족하는 서브프레임 2106에서 전송할 수 있다. 또한, 수신 단말이 전송하는 ACK/NACK에 따라 전송 단말은 D2D 자원 영역(2101)에서 T-RPT로 할당된 서브프레임 기준으로 4 서브프레임 이후에 MAC PDU에 할당된 서브프레임에서 MAC PDU를 재전송할 수 있다. 즉, 수신 단말이 서브프레임 2104에서 ACK를 나타내는 한 비트의 정보를 전송하면 전송 단말은 서브프레임 2107에서 새로운 MAC PDU를 전송하고, 수신 단말이 서브프레임 2104에서 ACK을 전송하면 전송 단말은 서브프레임 2107에서 기존의 MAC PDU에 대한 재전송을 수행한다.
도 22에서 도시한 N=8, k=4, L=2의 경우에도 전송 단말이 전송하는 MAC PDU에 대한 ACK/NACK은 D2D 자원 영역(2201)에서 T-RPT로 할당된 서브프레임 기준으로 최소 4 서브프레임 이후에 ACK/NACK을 위해 할당된 서브프레임에 전송되어야 한다. 일례로, 수신 단말이 서브프레임 2203, 2204에서 HARQ 프로세스 0, HARQ 프로세스 1에 해당하는 MAC PDU를 수신하고, 해당하는 두 비트의 ACK/NACK 정보를 서브프레임 2208에서 전송할 수 있다. 또한, 수신 단말이 전송하는 ACK/NACK에 따라 전송 단말은 D2D 자원 영역(2201)에서 T-RPT로 할당된 서브프레임 기준으로 4 서브프레임 이후에 MAC PDU에 할당된 서브프레임에서 MAC PDU를 전송할 수 있다. 즉, 수신 단말이 서브프레임 2205에서 ACK/NACK를 나타내는 두 비트의 정보를 전송하면 전송 단말은 서브프레임 2209, 2210에서 각각의 ACK/NACK 정보에 따라 새로운 MAC PDU를 전송하거나 또는 기존 MAC PDU를 재전송할 수 있다. 상기에서 설명한 D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말과 수신 단말이 각각 최소 4 서브프레임의 타이밍 요구 조건에 맞춰 신호를 전송하는 방법은 다음과 같이 일반화할 수 있다.
1. D2D 자원 영역에서 T-RPT 비트맵으로 할당된 서브프레임 중에서, 연속하는 L 개의 서브프레임을 전송 단말의 MAC PDU 전송에 할당하고 연속하는 1 개의 서브프레임을 수신 단말의 ACK/NACK 전송에 할당하는 패턴을 D2D 자원 영역 내에서 반복한다.
2. 현재 수신한 L개의 MAC PDU에 대해 수신 단말은 MAC PDU를 수신한 서브프레임으로부터 ACK/NACK 피드백 전송을 위해 할당 받은 서브프레임 중 두 번째 서브프레임에서 ACK/NACK 정보를 전송한다.
3. 현재 ACK/NACK 서브프레임에서 수신된 ACK/NACK 정보에 따라, 전송 단말은 다음 ACK/NACK 서브프레임 이후 MAC PDU 전송을 위해 할당받은 서브프레임에서 해당 HARQ 프로세스에 따른 MAC PDU를 전송한다.
제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말의 MAC PDU 전송과 수신 단말 ACK/NACK 피드백 정보의 전송에 있어서 HARQ의 4 서브프레임 타이밍 요구 조건을 만족하기 위한 두 번째 방법은, 7 비트로 생성될 수 있는 최대 128개의 T-RPT 중에서 HARQ 에서 필요한 4 서브프레임의 시간 요구사항을 충족시킬 수 있는 T-RPT만을 유니캐스트 기반 D2D 통신을 위해 사용하는 것으로 제한하는 것이다.
도 23은 제2-1실시예에 따라 T-RPT 비트맵 중에서 HARQ 동작을 위한 4 서브프레임 타이밍 요구 조건을 충족시킬 수 있는 T-RPT의 일 예를 보여준다. 도 23에서 예시한 T-RPT 패턴에서 전송 단말이 서브프레임 2301에서 MAC PDU를 전송하면, 수신 단말은 4 서브프레임 이후인 서브프레임 2302에서 해당 MAC PDU에 대한 ACK/NACK 피드백을 전송할 수 있다. 또한 수신 단말이 전송한 ACK/NACK 피드백에 대해서 전송 단말은 4 서브프레임 이후인 서브프레임 2303에서 ACK/NACK에 따라 새로운 MAC PDU를 전송하거나 기존 MAC PDU를 재전송할 수 있다.
모드 1 기반 D2D 유니캐스트 통신에서는 기지국이 D2D 통신을 위한 T-RPT를 선택하여 전송 단말에게 할당하므로, 기지국이 HARQ 동작을 위한 4 서브프레임의 시간 요구 조건을 충족시킬 수 있는 T-RPT를 선택하여 전송 단말에게 할당할 수 있다.반면 모드 2 기반 D2D 유니캐스트 통신에서는 전송 단말이 직접 사용할 T-RPT를 선택하므로 D2D 전송 단말이 HARQ 동작을 위해 4 서브프레임 요구 조건을 만족하지 판단하고, T-RPT를 선택할 수 있다. 또는 기지국이 전송 단말에게 HARQ 동작을 위한 4 서브프레임 요구 조건을 만족하는 T-RPT에 대한 비트맵을 시스템 정보 블록(system information block, 이하 SIB)로 설정하면 전송 단말은 비트맵 중에서 1로 선택된 T-RPT중에서 D2D 통신을 위한 T-RPT를 선택할 수 있다.
제2-1실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 수신 단말이 ACK을 전송한 경우, 전송 단말은 해당 HARQ 프로세스에 해당하는 서브프레임에서 새로운 MAC PDU를 전송할 수 있다. 반면 수신 단말이 NACK을 전송한 경우, 전송 단말은 해당 HARQ 프로세스에 해당하는 서브프레임에서 기존 MAC PDU를 RV에 따라 재전송할 수 있다. 전송 단말은 MAC PDU에 NDI와 이하 RV를 포함할 수 있다. NDI는 전송 단말이 전송하는 MAC PDU가 새로운 MAC PDU인지 아니면 이전에 전송된 MAC PDU에 대한 재전송인지 여부를 알려주는 정보로 사용된다. 전송 단말은 비적응형 HARQ(non-adaptive HARQ)를 사용할 경우에는 고정된 RV 패턴을 사용하므로 MAC PDU에 RV를 전송할 필요가 없으나, 적응형 HARQ(adaptive HARQ)를 사용할 경우에는 MAC PDU에 RV를 포함하여 전송하여야 한다.
제2-2실시 예 : D2D 유니캐스트 통신을 위한 HARQ 피드백 신호 생성 방법
본 발명의 제2-2실시예는 D2D 유니캐스트 통신에서 수신 단말이 ACK/NACK 정보를 전송하기 위한 신호를 생성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제2-2실시예에 따른 첫 번째 방법으로, 기존 LTE-A에서 기지국이 단말에게 전송한 PDSCH에 대해 단말이 기지국으로 ACK/NACK을 전송하기 위해 사용하는 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, 이하 PUCCH)을 D2D 유니캐스트 통신에서도 사용할 수 있다. PUCCH는 사용 목적에 따라 다양한 포맷을 가질 수 있는데, D2D 유니캐스트 통신에서는 상기에서 설명된 L값에 따라 다른 PUCCH 포맷이 사용될 수 있다. L=1인 경우에는 1 비트의 ACK/NACK 전송을 위해 사용되는 PUCCH format 1a가 사용될 수 있다. L=2인 경우에는 2 비트의 ACK/NACK 전송을 위해 사용되는 PUCCH format 1b가 사용될 수 있다. 기존 LTE-A의 PUCCH 신호 생성과정에서 직교 시퀀스 인덱스(orthogonal sequence index)와 순환 이동(cyclic shift)의 값은 PDSCH의 할당 정보를 단말에게 알려주는 PDCCH의 제어 채널 요소(control channel element) 인덱스를 이용해 결정될 수 있다. 하지만 본 발명의 제2-2실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서는 PUCCH 생성을 위한 직교 시퀀스 인덱스와 순환 이동 값은 SA에 포함된 SA ID(이는 그룹 ID나 유니캐스트 ID가 될 수 있다)로부터 결정되는 값이거나 임의의 값으로 고정된 값을 사용할 수 있다.
도 24은 제2-2실시예에 따른 첫 번째 방법에 대한 예시로서 수신 단말이 ACK/NACK 피드백 전송을 위해 사용하는 서브프레임에서 전송 단말에게 PUCCH를 전송하는 방법을 도시한 도면이다. ACK/NACK 피드백 전송을 위한 서브프레임 2401은 기존 LTE-A 단말들이 셀룰러 통신(wide area network, WAN)을 위해 기지국에 PUCCH를 전송할 수 있는 다수의 RB(2402)과 D2D 통신을 위해 할당된 다수의 RB(2403)로 구성될 수 있다. 수신 단말은 D2D 통신을 위해 할당된 모든 RB내에서 ACK/NACK 전송을 위한 동일한 PUCCH를 반복해서 전송하거나, 하나의 RB만을 사용하여 PUCCH를 전송하고 나머지 영역에서는 신호를 전송하지 않는 방법으로 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다. 이 때 PUCCH에는 상응하는 복조 기준 신호(demodulation reference signal, 이하 DM-RS)가 포함될 수 있다. PUCCH 전송을 위해 하나의 RB만을 사용할 경우, 도 24에서 도시한 바와 같이 수신 단말이 ACK/NACK 피드백을 전송하는 PUCCH(2404, 2405)는 한 서브프레임을 포함하는 두 슬롯에서 1개의 RB를 각각 사용할 수 있으며, D2D 통신을 위해 할당된 다수의 RB(2403)내에서 슬롯 호핑(slot hopping)을 할 수 있다.
본 발명의 제2-2 실시 예에 따른 두 번째 방법으로, 수신 단말은 ACK/NACK 정보를 전송하기 위해 기존 상향링크에서의 PUSCH의 신호 생성방법을 사용할 수 있다. 수신 단말은 L개의 MAC PDU를 전송하기 위한 L개의 ACK/NACK 비트들을 각각 ACK 은 1, NACK 0으로 매핑한 다음 채널 코딩을 수행한다. 수신 단말은 채널 코딩이 수행된 ACK/NACK 비트들에 대해 BPSK(binary phase shift keying) 또는 QPSK(quadrature phase shift keying) 변조를 수행하고, ACK/NACK 전송을 위한 서브프레임에 할당된 D2D 주파수 자원의 자원 요소(resource element, 이하 RE) 수에 맞게 BPSK/QPSK 심볼이 반복된 다음 맵핑되어 SC-FDMA 신호가 생성될 수 있다. 이때 수신 단말이 ACK/NACK 정보를 전송하기 위한 MCS 및 심볼 반복 값(repetition factor)은 단말에 관계없이 고정되어 있어 모든 수신 단말이 동일하게 사용되어야 한다.
도 25는 본 발명의 제2-1실시예와 제2-2실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 25를 참조하면, 2501 단계에서 전송 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 전송 단말은 2502 단계에서 전송 단말이 모드 1 기반의 D2D 통신을 수행할 경우 기지국으로부터 T-RPT를 포함한 D2D 데이터에 대한 할당 정보를 수신하고, 전송 단말이 모드 2 기반의 D2D 통신을 수행할 경우 단말이 스스로 T-RPT 인덱스를 포함한 D2D 데이터에 대한 자원을 선택한다. 전송 단말은 2503 단계에서 SA 자원 영역(SA resource pool)에서 수신단말에게 SA를 전송한다. 전송 단말은 2504 단계에 따라 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 서브프레임 중에서 처음 L개의 연속하는 서브프레임에서 다른 HARQ 프로세스를 갖는 MAC PDU를 전송한다. 전송 단말은 2505 단계에 따라 D2D 데이터를 위해 할당된 다음 서브프레임에서 수신 단말이 전송하는 ACK/NACK 을 수신한다. 만약 수신 단말로부터 ACK/NACK이 수신 되지 않은 경우에 전송 단말은 해당 서브프레임에서 NACK이 전송된 것으로 간주한다. 전송 단말은 2506 단계에 따라 D2D 자원 영역의 종료 시점인지 판단하고, 만약 D2D 자원 영역의 종료 시점인 경우 단계 2507로 이동하고, 반대의 경우 단계 2504로 이동한다. 단계 2504로 이동한 전송 단말은 D2D 데이터를 위해 할당된 L개의 서브프레임에서 수신 단말의 ACK에 해당하는 HARQ 프로세스에 대해 새로운 MAC PDU를 전송하고, NACK에 대한 HARQ 프로세스에 대해서는 기존 MAC PDU를 재전송한다. 단계 2507 단계에서 전송 단말은 전송할 현재 D2D 유니캐스트 통신을 위해 소프트 버퍼(soft buffer)에 전송할 데이터가 있는지 확인하고 전송할 데이터가 있는 경우 단계 2502로 이동하고, 전송할 데이터가 없는 경우 D2D 통신을 중단하는 단계 2508로 이동한다.
도 26은 본 발명의 제2-1실시예와 제2-2실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 26을 참조하면, 2601 단계에서 수신 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 수신 단말은 2602 단계에서 SA 자원 영역에서 자신의 유니캐스트 ID와 동일한 유니캐스트 ID가 포함된 SA를 수신한다. 2603 단계에서 수신 단말은 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 서브프레임 중에서 L 개의 연속하는 서브프레임에서 전송 단말이 전송한 MAC PDU를 수신한다. 2604 단계의 수신 단말은 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 다음 서브프레임에서 수신한 MAC PDU에 대한 ACK/NACK 정보를 전송한다. 2605 단계의 수신 단말은 D2D 자원 영역의 종료 시점인지를 판단하고, 만약 D2D 자원 영역의 종료 시점인 경우 단계 2603 단계로 이동하여 전송 단말이 전송하는 MAC PDU를 수신하고 반대의 경우 단계 2606으로 이동하여 D2D 통신을 종료한다.
제2-3실시예: 유니캐스트 D2D 통신에서 채널 상태 정보 전송 방법
본 발명의 제2-3실시예는 D2D 유니캐스트 통신에서 전송 단말과 수신 단말간에 통신 환경에 따라 전송 단말이 전송하는 MAC PDU에 대해 적응적으로 데이터 속도 등을 변경하기 하기 위한 방안으로서, 수신 단말이 수신 채널 환경에 대한 채널 상태 정보(channel state information, 이하 CSI)를 전송 단말에게 전송하는 방법을 개시한다. 본 발명의 제2-3실시 예에 따르는 D2D 유니캐스트 통신에서 CSI는 LTE-A에서와 동일하게 채널 품질 지시자(channel quality indicator, 이하 CQI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator, 이하 PMI), 랭크 지시자(rank indicator, 이하 RI)가 포함될 수 있는데, 유니캐스트 기반 D2D 통신에서 다중 안테나 기법이 사용되지 않을 경우에는 PMI나 RI에 대한 값은 임의의 값으로 할당되거나 다른 정보를 전송하기 위한 필드로 재활용될 수 있다.
본 발명의 제2-3실시예에 따른 전송 단말이 전송하는 MAC PDU를 포함하는 서브프레임에서 데이터 전송을 위한 SC-FDMA 심볼 또는 기준 신호(reference signal, 이하 RS) 심볼을 사용하여 무선 채널 및 간섭 잡음 환경에 대한 측정을 수행하고 CQI를 계산하여 전송 단말에게 전송할 수 있다. 특히 상기 RS 심볼은 데이터 또는 제어정보를 전송하는 PUSCH에 포함된 DM-RS일 수 있다.
본 발명의 제2-3실시예에 따른 수신 단말의 CSI 전송 방법에서 수신 단말은 ACK/NACK 전송을 위해 할당받은 서브프레임에서 ACK/NACK과 같이 CSI를 전송할 수 있다. 따라서 수신 단말은 유니캐스트 기반 D2D 통신을 위해 T-RPT 비트맵으로 지정된 서브프레임에서 우선 연속하는 L개의 서브프레임에서 전송 단말로부터 MAC PDU를 전송 받은 이후, 연속하는 1개의 서브프레임에서 ACK/NACK 정보와 같이 CSI를 전송할 수 있으며 이와 같은 전송 및 수신 패턴이 SA 주기 내에서 반복될 수 있다. 수신 단말이 하나의 서브프레임에서 전송하는 CSI 정보는 최소 4 서브프레임 이전의 CSI 정보로서, 같은 서브프레임에서 전송되는 ACK/NACK 정보에 상응하는 MAC PDU가 포함된 서브프레임에서 측정한 CSI 정보를 나타낼 수 있다.
본 발명의 제2-3실시예에 따른 수신 단말의 또 다른 CSI 전송 방법은 수신 단말은 하나의 SA 주기 내에서 CSI 정보를 한 번씩 전송하는 것이다. 수신 단말은 T-RPT로 할당된 서브프레임 중에서 SA 주기 내의 마지막 서브프레임에서 CSI 정보를 전송할 수 있다. 이때 CSI 정보는 ACK/NACK 정보와 같이 다중화되어 전송되거나 단독으로 전송될 수 있다. 수신 단말은 SA 주기 내에서 수신된 전송 단말의 모든 서브프레임에 대해 평균적인 CSI 대표값을 측정하여 전송 단말에 전송할 수 있다.
본 발명의 제2-3실시예에 따른 수신 단말이 CSI를 전송하기 위한 신호를 생성하는 방법으로 수신 단말은 LTE-A에서 CSI를 전송하기 위해 사용하는 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 활용할 수 있다. PUCCH 포맷 2는 기존 LTE-A에서 CSI만 전송하는 경우에 사용할 수 있으므로, D2D 유니캐스트 통신에서 CSI를 ACK/NACK과 다중화(Multiplexing) 없이 단독으로 전송하는 경우 사용될 수 있다. PUCCH 포맷 2a는 하나의 서브프레임에서 1 비트 ACK/NACK 정보와 CSI의 동시 전송을 위해 사용할 수 있는 포맷으로, D2D 유니캐스트 통신에서 L=1일 때 CSI를 ACK/NACK과 다중화하여 전송할 경우 사용될 수 있다. 마지막으로 PUCCH 포맷 2b는 하나의 서브프레임에서 2 비트 ACK/NACK 정보와 CSI의 동시 전송을 위해 사용할 수 있는 포맷으로, D2D 유니캐스트 통신에서 L=2일 때 ACK/NACK과 다중화하여 전송할 경우 사용될 수 있다. PUCCH에서 CSI 전송을 위해 정의된 20 비트 중에서 PMI나 RI가 사용되지 않을 경우, PMI나 RI를 위해 사용되는 필드는 수신 단말이 전송 단말의 폐루프 전력 제어를 위해 전송하는 전송 전력 제어 명령을 위해 사용할 수 있다.
본 발명의 제2-3실시예에 따른 수신 단말이 CSI를 전송하기 위한 신호를 생성하는 또 다른 방법으로 LTE-A에서 PUSCH의 생성방법을 활용할 수 있다. 수신 단말은 20 비트에 해당하는 CSI를 생성한 후, 채널 코딩을 수행한다. 수신 단말은 채널 코딩이 수행된 CSI 비트들에 대해 BPSK 또는 QPSK 변조를 수행하고, CSI 전송을 위한 서브프레임에 할당된 D2D 주파수 자원의 RE 크기에 맞게 BPSK/QPSK 심볼이 반복된 다음 맵핑되어 SC-FDMA 신호가 생성될 수 있다. 이 때 수신 단말이 CSI 정보를 전송하기 위한 MCS 및 심볼 반복 값은 단말에 관계없이 고정되어 있어 모든 수신 단말이 동일하게 사용되어야 한다.
전송 단말은 수신 단말이 전송하는 CSI 정보에 대해 SA 주기 단위로 MCS를 변경할 수 있다. 즉, 하나의 SA 주기 내에서 수신 단말로부터 수신 받은 CSI가 현재 데이터 속도 대비 좋을 경우, 전송 단말은 다음 SA 전송 시점에 MCS 를 높여 SA를 전송하고, 전송 단말이 전송하는 D2D 데이터는 해당 MCS를 사용하여 수신 단말에게 전송한다.
도 27은 본 발명의 제2-3실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다. 도 27을 참조하면, 2701 단계에서 전송 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 전송 단말은 2702 단계에서 전송 단말은 기지국으로부터 T-RPT를 포함한 D2D 데이터에 대한 할당 정보를 수신하거나 단말이 스스로 T-RPT 인덱스를 포함한 D2D 데이터에 대한 자원을 선택한다. 전송 단말은 2703 단계에서 SA 자원 영역에서 수신 단말에게 SA를 전송한다. 전송 단말은 2704 단계에 따라 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 서브프레임 중에서 처음 L개의 연속하는 서브프레임에서 MAC PDU를 전송한다. 전송 단말은 2705 단계에 따라 수신 단말이 피드백 정보 전송을 위해 전송하는 서브프레임에서 CSI 정보가 포함되어 있을 경우, 이를 수신하고 추출하여 누적한다. 만약 CSI 정보가 SA 주기 내에서 한 번만 전송될 경우, 나머지 CSI가 포함된 서브프레임을 제외한 서브프레임에서 CSI 정보를 추출하지 않는다. 전송 단말은 2706 단계에 따라 D2D 자원 영역의 종료 시점인지 판단하고, 만약 D2D 자원 영역의 끝인 경우 단계 2707로 이동하고, 반대의 경우 단계 2704로 이동한다. 단계 2707 단계에서 전송 단말은 전송할 현재 D2D 유니캐스트 통신을 위해 소프트 버퍼에 전송할 데이터가 있는지 확인하고 전송할 데이터가 있는 경우 단계 2708로 이동한다. 2708 단계에서 전송 단말은 수신된 CSI 정보를 이용하여 D2D 데이터 전송을 위한 새로운 MCS를 결정한다. 2707 단계에서 전송할 데이터가 없는 경우에는 단계 2709로 이동하여 D2D 통신을 종료한다.
도 28은 본 발명의 제2-3실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 28를 참조하면, 2801 단계에서 수신 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 수신 단말은 2802 단계에서 SA 자원 영역에서 자신의 유니캐스트 ID와 동일한 유니캐스트 ID가 포함된 SA를 수신한다. 2803 단계에서 수신 단말은 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 서브프레임 중에서 L개의 연속하는 서브프레임에서 전송 단말이 전송한 MAC PDU를 수신한다. 2804 단계의 수신 단말은 전송 단말이 전송하는 서브프레임에 대해 CSI를 측정한 다음 T-RPT로 D2D 데이터에 할당된 다음 서브프레임이 CSI를 전송할 수 있는 서브프레임인 경우 CSI 정보를 전송한다. 2805 단계의 수신 단말은 D2D 자원 영역의 종료 시점인지를 판단하고, 만약 D2D 자원 영역의 끝인 경우 단계 2803 단계로 이동하여 전송 단말이 전송하는 MAC PDU를 수신하고 반대의 경우 단계 2806으로 이동하여 D2D 통신을 종료한다.
제2-4실시예: D2D 통신에서 전송 단말과 수신 단말 간 폐루프 전력제어
D2D 방송 및 그룹 통신에서는 전송 단말의 전송 신호를 다수의 단말이 동일하게 수신하므로, 기존의 셀룰러 시스템과 같이 D2D 단말 간에 전송 전력 제어를 수행하지 않는다. 반면, D2D 방송 및 그룹 통신은 기존 셀룰러 시스템에 미치는 간섭을 최소화하기 위해 셀룰러 커버리지 내의 D2D 단말은 기지국과의 개루프 전송 전력 제어(open loop transmit power control)를 수행한다. 셀룰러 커버리지 내에 존재하는 D2D 전송 단말이 모두 동일한 전송 전력을 사용할 경우, 기지국과 근접한 D2D 전송 단말은 기지국의 상향링크 수신에 큰 간섭 잡음을 초래할 수 있다. 따라서, 개루프 전송 전력 제어를 수행함으로써, 단말은 기지국과 근접할 경우 낮은 전송 전력으로 D2D 신호를 전송함으로써 D2D 통신에 의한 셀룰러 시스템의 간섭을 최소화할 수 있다. 단, D2D 전송 단말은 어떤 경우에도 D2D 통신을 위해 설정된 최대 전송 전력을 초과해서 D2D 신호를 전송할 수 없다. 기존 D2D 방송 및 그룹 통신에서 개루프 기반 전송 단말의 전송 전력의 계산은 수학식 1과 같이 이루어질 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015107543291-pat00001
Figure 112015107543291-pat00002
은 개루프 전력제어를 통해 계산된 dB 단위의 D2D 전송 단말의 전송 전력을 의미한다.
Figure 112015107543291-pat00003
는 D2D 전송 단말에 허용 가능한 최대 전송 전력(dB)을 의미한다.
Figure 112015107543291-pat00004
은 D2D 통신을 위해 전송 단말이 사용하는 주파수 자원의 크기를 나타내는 값으로 LTE-A에서 사용하는 RB 단위의 값을 갖는다.
Figure 112015107543291-pat00005
(dB)과
Figure 112015107543291-pat00006
은 기지국이 단말 전력제어를 위해 단말에게 설정하는 값으로 기지국의 목표 전력(target Power)와 경로 감쇄 보상 인자(pathloss compensation factor)를 나타낸다.
Figure 112015107543291-pat00007
(dB)은 D2D 전송 단말과 기지국 간의 경로 감쇄 값으로 단말이 셀룰러 신호를 측정하여 계산할 수 있다.
전송 단말과 수신 단말이 일대일 통신을 수행하는 유니캐스트 기반 D2D 통신에서 전송 단말과 수신 단말이 충분히 가까울 경우, 개루프 전력 제어로 결정된 전송 단말의 전송 전력의 크기가 수신 단말이 D2D 통신 신호를 오류 없이 복조하기 위해 충분히 큰 값을 가질 수 있다. 상기와 같은 경우 전송 단말은 전송 전력을 낮춰 전송하여, 전송 단말의 소비 전력을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 기존 셀룰러 시스템에 미치는 간섭 잡음을 더욱 낮출 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 발명의 제 4 실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서의 전송 전력 제어 방법으로서, D2D 전송 단말은 기지국과의 개루프 전력 제어로 결정된 전송 전력 값에 수신 단말이 전송하는 전송 전력 제어 명령(transmit power control command, 이하 TPC 명령)에 따라 폐루프 전력 제어(closed loop power control)를 수행하는 방법을 제안한다. 수학식 2는 전송 단말이 기지국과의 개루프 전력 제어를 하는 동시에 수신 단말로부터 전송되는 TPC 명령에 따라 폐루프 전력 제어에 따라 전송 전력을 결정하는 방법을 나타낸 수식이다.
[수학식 2]
Figure 112015107543291-pat00008
수학식 2에서
Figure 112015107543291-pat00009
은 폐루프 전력제어를 통해 계산된 D2D 전송 단말의 전송 전력을 의미한다. 또한 수학식 2에서
Figure 112015107543291-pat00010
는 수신 단말이 전송하는 TPC 명령에 해당하는
Figure 112015107543291-pat00011
오프셋에 따라 전송 단말이 서브프레임 i에서 계산하는 폐루프 전력제어 오프셋을 의미한다. 전송 단말은 기존의 셀룰러 시스템의 폐루프 전력 제어와 동일하게 절대(absolute) 방식과 누적(accumulation) 방식으로 폐루프 전력제어 오프셋을 계산할 수 있다. 폐루프 전력 제어를 통해 결정된 D2D 전송 단말의 전송 전력은 개루프 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 초과할 수 없으므로, 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00012
과 TPC 명령 오프셋
Figure 112015107543291-pat00013
은 기존 셀룰러 시스템과 다르게 정의되어야 한다.
폐루프 전력제어 오프셋이 절대 방식으로 동작할 경우, 전송 단말이 수신 단말로부터 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00014
를 수신해 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00015
을 계산하는 방법은 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015107543291-pat00016
수학식 3에서
Figure 112015107543291-pat00017
는 최소 4보다 큰 값으로,
Figure 112015107543291-pat00018
는 서브프레임 i를 기준으로 가장 최근에 수신 단말로부터 수신된 TPC 명령을 나타낸다. 수학식 3에 따라 전송 단말은 서브프레임
Figure 112015107543291-pat00019
에서 수신 단말로부터 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00020
을 수신하지 못하면, 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00021
를 이전 서브프레임의 값으로 유지한다. 기존의 셀룰러 시스템에서 사용하는 폐루프 전력 제어와 달리 D2D 통신에서는 전송 단말의 최대 전송 전력이 D2D 통신의 셀룰러 간섭을 줄이기 위해 개루프 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 초과할 수 없다. 따라서 D2D 유니캐스트 통신에서 폐루프 전력 제어를 위한 수학식 3에서
Figure 112015107543291-pat00022
는 항상 0보다 작은 값을 가져야 한다. 상기와 같은 이유로, 절대 방식의 폐루프 전력 제어에서 수신 단말이 전송하는 TPC 명령 오프셋
Figure 112015107543291-pat00023
는 0보다 작은 값으로만 정의되어야 한다. 기존 셀룰러 시스템에서의 TPC 명령 오프셋 는 양의 값과 음의 값을 모두 포함하고 있으므로, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신의 절대 방식 폐루프 전력 제어에서 TPC 명령 오프셋
Figure 112015107543291-pat00024
는 기존 TPC 명령 오프셋
Figure 112015107543291-pat00025
에서 음의 값으로만 재구성되거나, 기존 셀룰러 시스템과 동일한 포맷을 사용하지만 전송 단말은 0보다 큰 TPC 명령을 받은 경우 이를 무시하도록 한다.
폐루프 전력제어 오프셋이 누적 방식으로 동작할 경우, 전송 단말이 수신 단말로부터 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00026
을 수신해 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00027
을 계산하는 방법은 수학식 4과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112015107543291-pat00028
수학식 4에서
Figure 112015107543291-pat00029
는 최소 4보다 큰 값으로,
Figure 112015107543291-pat00030
는 서브프레임 i를 기준으로 가장 최근에 수신 단말로부터 수신된 TPC 명령을 나타낸다. 수학식 4에 따라 전송 단말은 서브프레임
Figure 112015107543291-pat00031
에서 TPC 명령이 수신하지 못하면 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00032
을 이전 서브프레임의 값을 유지한다. 또한
Figure 112015107543291-pat00033
는 항상 0보다 작은 값을 가져야 하기 때문에, 누적 방식의 폐루프 전력 제어에서 전송 단말은
Figure 112015107543291-pat00034
가 0 dB보다 큰 경우 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00035
은 0 dB를 유지해야 한다.
본 발명의 제2-4실시예에 따른 D2D 유니캐스트 통신의 폐루프 전송 전력 제어에서, 전송 단말은 D2D 통신을 위한 자원 구조인 SA와 D2D 데이터 중 D2D 데이터에 폐루프 전력 제어를 적용할 수 있다. SA는 수신 단말이 가장 안전하게 수신해야 하는 채널이므로 D2D 전송 단말이 전송해야 하는 가장 높은 전송 전력으로 전송해야 하기 때문에, 상기의 폐루프 전송 전력 제어가 적용된 경우에는 기지국과 개루프 전송 전력 제어로 결정된 전송 전력
Figure 112015107543291-pat00036
으로 SA를 전송할 수 있다. 반면, D2D 데이터의 경우 통신 상황에 따라 최적화된 전송 전력으로 전송하는 것이 효과적이므로 전송 단말은 상기의 폐루프 전력 제어로 결정된 전송 전력
Figure 112015107543291-pat00037
으로 D2D 데이터를 전송할 수 있다.
전송 단말은 수신 단말이 전송하는 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00038
를 수신한 이후 4 번째 서브프레임 이후 전송 단말이 D2D 데이터를 전송하는 서브프레임에서 폐루프 전력 제어로 결정된 전송 전력으로 D2D 데이터를 전송할 수 있다. 또한 전송 단말은 D2D 데이터를 전송하는 SA 주기 동안 폐루프 전력제어 오프셋
Figure 112015107543291-pat00039
를 계산하고, 새로운 D2D 데이터 영역이 시작되는 시점부터 폐루프 전력 제어로 결정된 새로운 전송 전력으로 D2D 데이터를 전송하며, 해당 전송 전력은 SA 주기동안 고정하는 방식으로 적용될 수도 있다.
전송 단말이 D2D 데이터를 위한 MCS를 변경한 경우, 전송단말은 D2D 데이터 전송을 위한 전송 전력을 기지국과 개루프 전송 전력 제어로 결정된 전송 전력으로 초기화할 수 있다.
수신 단말은 D2D 데이터를 전송하는 서브프레임을 구성하는 단일 반송파 주파수 분할 다중화(single-carrier frequency domain multiplexing: 이하 SC-FDM) 심볼 중 데이터 전송에 사용되는 심볼 또는 RS를 포함한 심볼의 수신 전력을 측정하여 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00040
을 생성할 수 있다. 수신 단말은 전송 단말이 D2D 데이터를 전송하는 모든 서브프레임에 대해 폐루프 전송 전력 제어를 위한 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00041
을 생성하고, HARQ ACK/NACK 피드백을 위해 수신 단말이 할당 받은 서브프레임에서 TPC 명령을 전송할 수 있다. 이 때 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00042
은 HARQ ACK/NACK 전송을 위해 사용할 수 있는 PUCCH에 같이 다중화되어 전송될 수도 있으며, 별도의 RB를 할당받아 새로운 메시지 타입으로 전송될 수도 있다. 또는 수신 단말이 기지국에 CSI 보고를 하는 경우, 다중 안테나를 위해 사용하는 RI나 PMI 필드를 재활용하여 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00043
을 전송하는데 사용할 수 있다.
도 29은 본 발명의 제2-4실시예에 따른 전송 단말의 동작을 도시한 도면이다. 도 29을 참조하면, 2901 단계에서 전송 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 전송 단말은 2902 단계에서 전송 단말은 기지국과의 개루프 전송 전력 제어를 수행하여 전송 전력
Figure 112015107543291-pat00044
를 계산하고
Figure 112015107543291-pat00045
도
Figure 112015107543291-pat00046
로 초기화한다. 전송 단말은 2903 단계에서 개루프 전송 전력제어로 결정된 전송 전력
Figure 112015107543291-pat00047
을 사용하여 SA를 전송할 수 있다. 전송 단말은 2904 단계에 따라 폐루프 전송전력 제어로 결정된
Figure 112015107543291-pat00048
를 사용하여 D2D 데이터를 전송한다. 전송 단말은 2905 단계에서 수신 단말로부터 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00049
이 존재할 경우 2906 단계로 이동하고 수신 단말로부터 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00050
이 존재하지 않을 경우 2907 단계로 이동한다. 전송 단말은 2906 단계에서 TPC 명령
Figure 112015107543291-pat00051
에 따라 폐루프 전송 전력
Figure 112015107543291-pat00052
을 갱신한다. 2907 단계에서 전송 단말은 D2D 자원영역의 종료 시점일 경우 2908 단계로 이동하고, 반대의 경우 2904 단계로 이동한다. 2908 단계에서 전송 단말은 전송할 현재 D2D 유니캐스트 통신을 위해 소프트 버퍼에 전송할 데이터가 있는지 확인하고 전송할 데이터가 있는 경우 2903단계로 이동한다. 2908 단계에서 전송할 데이터가 없는 경우에는 2909 단계로 이동하여 D2D 통신을 종료한다.
도 30은 본 발명의 제2-4실시예에 따른 수신 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 30를 참조하면, 3001 단계에서 수신 단말은 D2D 유니캐스트 통신을 시작한다. 다음으로 수신 단말은 3002 단계에서 SA 자원 영역에서 자신의 유니캐스트 ID와 동일한 유니캐스트 ID가 포함된 SA를 수신한다. 3003 단계에서 수신 단말은 전송 단말의 D2D 데이터를 수신한다. 이 때 전송 단말이 전송하는 서브프레임에서 데이터 SC-FDMA 심볼 또는 RS 심볼의 수신 전력을 측정하여 TPC 명령을 사용하는데 이용할 수 있다. 3004 단계의 수신 단말은 TPC 명령을 전송할 수 있는 서브프레임이 존재할 경우 3005 단계로 이동하고 반대의 경우에는 3002 단계로 이동한다. 수신 단말은 3005 단계에서 TPC 명령을 생성하고 3006 단계에서 TPC 명령을 전송 단말에게 전송할 수 있다. 3007 단계에서 수신 단말은 D2D 데이터 자원 영역의 종료 시점이 아닐 경우 3003 단계로 이동하고 반대의 경우 3008 단계로 이동하여 D2D 통신을 종료한다.
제2-5실시 예: D2D 유니캐스트 통신에서 수신 단말의 전송 타이밍
기존 D2D 방송 및 그룹 통신에서 모드 1의 자원 할당방식을 따르는 단말은 D2D 데이터 전송을 위해 상향링크 전송 타이밍에 맞춰 서브프레임을 전송하고 모드 2의 자원 할당방식을 따르는 단말은 하향링크 전송 타이밍을 사용한다. 여기서 하향링크 타이밍은 단말이 기지국의 주동기신호(primary synchronization signal)과 부동기신호(secondary synchronization signal)을 사용해 얻은 기준 타이밍을 의미하고, 상향링크 타이밍은 하향링크 타이밍에 기지국이 단말마다 설정한 단말의 타이밍 어드밴스(timing advance)를 적용한 타이밍을 의미한다. 상기와 같은 이유로 모드 1으로 D2D 통신을 수행하는 단말은 상향링크 타이밍으로 D2D 통신 신호를 전송하기 위해서는 반드시 기지국과 연결 상태(RRC_CONNECTED 상태)에 있어야 하며, 모드 2로 D2D 통신을 수행하는 단말은 하향링크 타이밍으로 D2D 통신 신호를 전송하므로 기지국과 연결 상태에 관계없이 D2D 신호 전송이 가능하다.
제2-5실시 예에 따른 D2D 유니캐스트 통신에서 수신 단말은 전송 단말과 동일한 타이밍으로 D2D 신호를 전송할 수 있어야 한다. 기존의 D2D 방송 및 그룹 통신 시스템에서는 전송 단말만이 D2D 데이터 자원 영역에서 신호를 전송할 수 있으나, D2D 유니캐스트 통신에서는 전송 단말뿐만 아니라 수신 단말도 D2D 데이터 자원 영역에서 신호를 전송하기 때문에, 만약 두 단말의 상향링크 전송 타이밍과 하향링크 전송 타이밍의 시간 간격이 큰 경우, 전송 단말의 전송 서브프레임과 수신 단말의 서브프레임이 인접해 있는 경우 신호의 오버랩(overlap)이 발생할 수 있다. 즉, 모드 1 D2D 통신에서 전송 단말이 상향링크 타이밍으로 MAC PDU를 포함하는 서브프레임을 전송하는 동안, 수신 단말이 하향링크 타이밍으로 ACK/NACK용 서브프레임을 전송할 경우, 전송 단말에서 ACK/NACK 서브프레임의 수신과 MAC PDU 전송의 충돌이 발생할 수 있다. 상기와 같은 이유로, 전송 단말과 수신 단말은 D2D 데이터 자원 영역에서 동일한 타이밍으로 신호를 전송해야 한다. 즉 모드 1에서는 전송 단말과 수신 단말 모두 상향링크 타이밍으로 D2D 데이터 신호를 전송해야 하고 모드 2에서는 전송 단말과 수신 단말 모두 하향링크 타이밍으로 D2D 데이터 신호를 전송해야 한다. 단말은 기지국과 연결 상태상에서만 상향링크 타이밍을 알 수 있으므로, 모드 1에서는 수신 단말의 상태에 따라 상향링크 전송 타이밍을 얻는 방법은 아래와 같이 제안될 수 있다.
1. 기지국과 연결 상태에 있는 수신 단말: 수신 단말과 기지국의 거리에 따라 결정된 수신 단말의 상향링크 타이밍을 사용해서 ACK/NACK 서브프레임 전송 또는 전송 단말이 SA를 통해 전송하는 타이밍 조정값(timing adjustment 또는 timing advance, 이하 TA)으로 상향링크 타이밍을 계산해서 ACK/NACK 서브프레임 전송. 이 때 상향링크 타이밍은 TA와 수신 단말의 하향링크 타이밍의 합으로 계산될 수 있다.
2. 기지국과 유휴 상태(RRC_IDLE 상태)에 있는 수신 단말: 전송 단말이 SA를 통해 전송하는 TA로 상향링크 타이밍을 계산해서 ACK/NACK 서브프레임 전송. 이 때 상향링크 타이밍은 TA와 수신 단말의 하향링크 타이밍의 합으로 계산될 수 있다.
모드 2의 경우, 전송 단말이 2D 데이터 전송에 하향링크 타이밍을 사용하므로, 수신 단말은 기지국과의 연결 상태에 관계없이 수신 단말의 하향링크 타이밍에 ACK/NACK 신호를 전송할 수 있다.
도 31은 본 발명을 수행할 수 있는 송신 단말과 수신 단말을 도시한 블록도이다. 도 31에 따르면, 전송 단말(3100)은 제어부(3110)과 송수신부(3120)으로 구성되고, 수신 단말(3130)은 제어부(3150) 및 송수신부(3140)로 구성된다.
전송 단말(3100)의 송수신부(3120)은 기지국으로부터 모드 1이 적용될 경우 T-RPT를 포함한 D2D 데이터에 대한 할당 정보를 수신하고, 수신 단말(3130)과 SA, D2D 채널을 전송하고 수신 단말로부터 ACK/NACK 정보, CSI, TPC 명령 및 TA 정보 중 적어도 하나를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 제어부(3110)은 송수신부가 기지국 및 수신 단말(3130)과 상기 기재된 신호를 송수신할 수 있도록 제어하고, 모드 2가 적용될 경우 T-RPT를 선택하고, 송수신부가 MAC PDU를 전송할 수 있도록 제어하고, ACK/NACK 정보에 따라 HARQ 프로세스를 제어해 MAC PDU를 전송하거나 재전송하도록 제어하고, 수신한 CSI에 따라 전송할 SA와 데이터의 MCS를 제어하고, 수신한 TPC 명령에 따라 D2D 데이터의 전송 전력을 제어한다.
수신 단말(3130)의 송수신부(3140)는 전송 단말(3100)으로부터 SA, D2D 채널을 수신하고, 전송 단말(3100)으로 ACK/NACK 정보, CSI, TPC 명령 및 TA 정보 중 적어도 하나를 포함하는 신호를 전송할 수 있다. 제어부(3150)은 송수신부가 기지국 및 전송 단말(3100)과 신호를 송수신할 수 있도록 제어하고, 전송 단말(3100)으로부터 MAC PDU를 수신해 ACK/NACK 정보를 생성해 이를 전송 단말(3100)으로 전송하고, MAC PDU를 수신해 CSI를 생성해 이를 전송 단말(3100)으로 전송하고, TPC 명령을 생성해 이를 전송 단말(3100)으로 전송하고, TA 정보를 수신해 이에 따라 ACK/NACK 등의 전송 타이밍을 제어할 수 있다.
상술한 실시 예들에서, 모든 단계는 선택적으로 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<제3 실시예>
본 발명은 셀룰러(cellular) 무선 통신 시스템에 대한 것으로서, 특히 반송파 집적 (carrier aggregation)을 지원하는 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말로 데이터 스케줄링 정보를 포함하는 제어 채널 전송하고 단말이 해당 제어 채널 및 데이터를 수신하는 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.
광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예인 LTE 시스템에서 하향링크(downlink, 또는 DL과 혼용될 수 있다)는 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink, 또는 UL과 혼용될 수 있다)는 단일 캐리어 주파수 분할 다중 접속 (single carrier frequency division multiple access, SC-FDMA) 방식을 채용하고 있다. 상기와 같은 다중 접속 방식은 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자 별 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
또한, LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 복호 실패를 알리는 정보(부정 수신 확인, (negative acknowledgement, NACK))를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 그리고 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 기존에 복호 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신 성능을 높인다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 복호 성공을 알리는 정보(긍정 수신 확인(acknowledgement, ACK))를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
도 32은 LTE-A 시스템의 전송 프레임(radio frame) 구조를 도시한 도면이다. 도 32에 따르면, 하나의 전송 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되며 각 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 프레임 내에서 각 서브프레임은 0부터 9까지의 인덱스를 가지며 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스를 가진다.
광대역 무선 통신 시스템에서 고속의 무선 데이터 서비스를 제공하기 위하여 중요한 기능 중 하나는 확장성 있는 대역폭(scalable bandwidth)의 지원이다. 그 일례로 LTE 시스템은 20/15/10/5/3/1.4 MHz 등의 다양한 대역폭을 지원하는 것이 가능하다. 따라서 서비스 사업자들은 다양한 대역폭 중에서 특정 대역폭을 선택하여 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 단말기 또한 최대 20 MHz 대역폭을 지원할 수 있는 것에서부터 최소 1.4 MHz 대역폭만을 지원하는 것 등 여러 종류가 존재할 수 있다.
다음으로 IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced) 요구 수준의 서비스를 제공하는 것을 목표로 하는 LTE-Advanced(이하 LTE-A) 시스템은 LTE 캐리어들의 접성(carrier aggregation)을 통하여 최대 100 MHz 대역폭에 이르는 광대역의 서비스를 제공할 수 있다. LTE-A 시스템은 고속의 데이터 전송을 위하여 LTE 시스템보다 광대역을 필요로 한다. 그와 동시에 LTE-A 시스템은 LTE 단말들에 대한 후방 호환성(backward compatibility)을 지원해야 하며 LTE 단말들도 LTE-A 시스템에 접속하여 서비스를 받을 수 있어야 한다. 이를 위하여 LTE-A 시스템은 전체 시스템 대역을 LTE 단말이 송신 혹은 수신할 수 있는 대역폭의 서브밴드(subband) 혹은 구성 반송파(component carrier, 이하 CC와 혼용할 수 있다)로 나누고, 소정의 구성 반송파를 결합한다. 그리고 LTE-A 시스템은 각 구성 반송파별로 데이터를 생성 및 전송하며, 각 구성 반송파 별로 활용되는 기존 LTE 시스템의 송수신 프로세스를 통해 LTE-A 시스템의 고속 데이터 전송을 지원할 수 있다.
도 33는 종래 기술에 따른 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템의 시스템 구성의 일례를 나타낸 도면이다. 도 33에 따르면, 기지국(eNB(enhanced Node B), 베이스 스테이션(base station) 등과 혼용 가능하다, 3302)이 2개의 구성 반송파 (CC#1, CC#2)의 결합을 지원하고, CC#1 은 주파수 f1, CC#2는 f1과 상이한 주파수 f2로 구성되는 예를 나타낸다. CC#1과 CC#2 는 동일 기지국(3302)에 구비된다. 그리고 기지국(3302)은 각각의 구성반송파에 상응하는 커버리지 (3304, 3306)를 제공한다. 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템에서, 기본적으로 데이터 전송 및 데이터 전송을 지원하기 위한 제어정보 전송은 해당 구성 반송파 별로 각각 수행된다. 도 33의 구성은 하향링크 반송파 결합뿐만 아니라, 상향링크 반송파 결합에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다. 상향링크는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 반송파 결합된 구성반송파들 중에서 기준이 되는 구성반송파를 프라이머리 캐리어(primary carrier 또는 primary component carrier (PCC))라고 한다. 프라이머리 캐리어가 아닌 구성 반송파를 세컨더리 케리어(secondary carrier 또는 secondary component carrier (SCC) 혹은 non-primary component carrier)라고 한다. 어떤 구성 반송파를 프라이머리 캐리어로 설정하여 운용할지와 몇 개의 구성 반송파를 결합할지는 기지국이 단말에게 시그널링을 통해 알려준다.
하향링크의 경우, PCC로 설정된 구성반송파는 초기 시스템정보 혹은 상위 시그널링(이는 상위 계층 신호, 상위 신호, 라디오 자원 제어(radio resource control, RRC) 시그널링과 혼용 가능하다)이 전송되고, 단말 이동성을 제어하는 기준 구성반송파가 될 수 있다. 상향링크의 경우, 단말이 수신한 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 혹은 기지국과 단말 사이의 채널상태를 나타내는 채널 상태 정보 (channel state information, CSI) 등을 포함하는 제어 채널이 전송되는 구성 반송파가 상향링크 PCC가 될 수 있다. 하향링크 PCC와 상향링크 PCC로 구성되는 셀을 프라이머리 셀(primary cell, PCell, 주셀과 혼용 가능하며 이하 P셀)이라고 하고, 하향링크 SCC와 상향링크 SCC로 구성되는 셀을 세컨더리 셀 (secondary cell, SCell, 부셀과 혼용 가능하며 이하 S셀)이라고 한다.
반송파 결합 시, 결합되는 상향링크/하향링크의 구성 반송파 개수가 서로 같은 대칭적인 반송파 결합(symmetric carrier aggregation)과, 상향링크/하향링크의 구성 반송파 개수가 서로 다른 비대칭적인 반송파 결합(asymmetric carrier aggregation)이 가능하다.
상술한 바와 같이, LTE-A 시스템에서는 각각의 구성 반송파별로 데이터를 생성 및 전송한다. 각 구성반송파별로 전송하는 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)의 형태로 단말에게 알려준다. DCI에는 여러가지 포맷을 정의되어 있으며, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(UL grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(DL grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화(spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨데, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI 포맷(format) 1 은 다음과 같은 제어정보들로 구성된다.
- 자원 할당 타입 0/1 플래그(resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 타입 0 인지 타입 1 인지 통지한다. 타입 0 은 비트맵 방식을 적용하여 자원 블록 그룹(resource block group, RBG) 단위로 자원을 할당한다. LTE 및 LTE-A 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 자원으로 표현되는 자원 블록(resource block, RB)이고, RBG는 복수개의 RB로 구성되어 타입 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 타입 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.
- 자원 블록 할당(resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 자원 할당 방식에 따라 표현하는 자원이 결정된다.
- 모듈레이션 및 코딩 스킴(modulation and coding scheme): 데이터 전송에 사용된 변조 방식과 코딩 레이트를 통지한다.
- HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 통지한다.
- 새로운 데이터 지시자(new data indicator, NDI): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.
- 리던던시 버전(redundancy version): HARQ 의 리던던시 버전을 통지한다.
- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(transmit power control) command for PUCCH): 상향링크 제어 채널인 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, 이하 PUCCH)에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.
상기 DCI는 채널 코딩 및 변조 과정을 거쳐 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, 이하 PDCCH)를 통해 전송된다.
도 34는 2개의 구성반송파(CC#0, CC#1)가 설정된 LTE-A 단말로 기지국이 하향링크 데이터를 스케줄링하는 일례를 도시한 도면이다. 도 34의 경우는 각 구성 반송파 별로 각각의 PDCCH(3403, 3406)를 운용하여 해당 구성 반송파로 전송되는 PDSCH를 스케줄링하는 상황을 나타낸다.
도 34를 참조하면, 구성반송파 #0(3411)에서 전송되는 DCI(3401)는 LTE-A 시스템에서 정의된 포맷을 적용한 후 채널 코딩 및 인터리빙되어 PDCCH(3403)를 생성한다. 상기 PDCCH(3403)는 CC#0(3411)에서 단말에게 할당된 데이터 채널인 물리 하향링크 공용 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH, 3404)에 대한 스케줄링 정보를 단말로 알려준다. 그리고 구성 반송파 #1(3412)에서 전송되는 DCI(3405)는 기존 LTE 에서 정의된 포맷을 적용한 후 채널 코딩 및 인터리빙되어 PDCCH(3406)를 생성한다. 상기 PDCCH(3406)는 CC#1(3412)에서 단말에게 할당된 데이터 채널인 PDSCH(3407)에 대한 스케쥴링 정보를 단말로 알려준다.
도 35는 2개의 구성 반송파(CC#0, CC#1)가 설정된 LTE-A 단말로 기지국이 하향링크 데이터를 스케줄링하는 또다른 일례를 도시한 도면이다. 도 4의 경우는 특정 구성 반송파의 PDCCH 영역에서 다른 구성 반송파로 전송되는 PDSCH를 스케줄링하는 상황을 포함한다. 즉, CC#0(3511)는 해당 구성 반송파로 전송되는 PDSCH(3504)를 스케줄링할 뿐만 아니라 CC#1(3512)에서 전송되는 PDSCH의 스케줄링도 담당한다. 도 35에서와 같이 특정 CC의 PDSCH가 다른 CC의 PDCCH 영역에서 스케줄링되는 경우는 크로스 캐리어 스케줄링(cross-carrier scheduling)이라 칭하며 해당 크로스 캐리어 스케줄링의 발생 여부는 상위 신호를 통하여 이루어지며, 해당 상위 신호를 통해 단말은 특정 CC의 PDSCH가 다른 CC의 PDCCH를 통해 크로스 캐리어 스케줄링받음을 확인할 수 있다.
도 35를 참조하면, CC#0(3511)에서는 전송되는 첫 번째 DCI(3501)는 LTE-A 시스템에서 정의된 포맷을 적용한 후 채널 코딩 및 인터리빙되어 하나의 PDCCH(3503)를 생성한다. 상기 PDCCH(3503)는 CC#0(3511)에서 단말에게 할당된 데이터 채널인 PDSCH(3504)에 대한 스케줄링 정보를 단말로 알려준다. 또한 CC#0에서 전송되는 두 번째 DCI(3506)는 기존 LTE-A에서 정의된 포맷을 적용한 후 채널 코딩 및 인터리빙되어 PDCCH(3506)을 생성한다. 상기 PDCCH(3506)는 CC#1(3512)에서 단말에게 할당된 데이터 채널인 PDSCH(3507)에 대한 스케줄링 정보를 단말로 알려준다. 도 35의 경우는 단말이 CC#1에 대한 PDSCH 스케쥴링을 CC#0의 PDCCH 영역에서 확인할 수 있음을 상위 신호를 통하여 사전에 할당받은 상황이다. 여기서 CC#0에서 전송되는 PDSCH(3504)에 대한 PDCCH(3503) 자원 영역과 CC#1에서 전송되는 PDSCH(3507)에 대한 PDCCH(3506) 자원 영역은 같은 CC 내에 위치하지만 서로 다른 영역으로 정의될 수 있도록, LTE-A에서는 크로스 캐리어 스케줄링이 적용되는 PDSCH에 대한 PDCCH 영역은 해당 PDSCH가 전송되는 CC의 인덱스에 대한 함수로 결정되어 있다.
다음의 수학식 5는 LTE-A에서 PDCCH가 전송될 수 있는 제어 채널의 자원 인덱스를 나타내는 식이다. 참고로 LTE-A에서 제어 채널이 매핑되는 자원의 단위를 제어 채널 요소(control channel element, CCE)라 부르고 특정 서브프레임 k에서 가능한 총 CCE의 개수를
Figure 112015107543291-pat00053
로 나타내며, 각 CCE의 인덱스는 첫 번째 OFDM 심볼 내 주파수축 상에서 우선 차례로 인덱스를 부여한 후 다음 OFDM 심볼 내에서 이후 차례로 인덱스를 부여하는 방식으로 정해진다. 자세한 내용은 3GPP TS 36.211 LTE-A 표준을 참조한다.
[수학식 5]
Figure 112015107543291-pat00054
수학식 5는 L∈{1, 2, 4, 8} 개의 CCE가 하나의 PDCCH를 구성하는 경우에 해당하는 L 개 각각의 CCE 인덱스 위치를 나타낸다. 여기서
Figure 112015107543291-pat00055
는 특정 단말에 대한 PDCCH의 시작점을 나타내고 서브프레임 인덱스 및 단말의 ID 별로 다르게 결정된다. 그리고
Figure 112015107543291-pat00056
은 단말별로 DCI내에 CC의 인덱스를 구분하는 정보가 포함되어 있지 않으면
Figure 112015107543291-pat00057
으로 정의되고, 반면 만약에 단말별로 DCI내에 CC의 인덱스를 구분하는 정보가 포함되어 있으면
Figure 112015107543291-pat00058
로 정의된다. 여기서
Figure 112015107543291-pat00059
은 가능한 PDCCH 영역의 인덱스를 나타내어
Figure 112015107543291-pat00060
의 값을 가지고,
Figure 112015107543291-pat00061
는 상기 CC의 인덱스를 나타낸다. 그리고
Figure 112015107543291-pat00062
는
Figure 112015107543291-pat00063
값에 대하여 다음의 표 1과 같이 정의된다
[표 1]
Figure 112015107543291-pat00064
LTE-A 시스템에서 단말은 N개의 CC가 활성화된 것으로 확인되면 해당 N개의 CC에 대하여 각각의 하향링크 채널상태를 모두 측정하고 해당 CSI를 UL PCC를 통하여 피드백한다. 또한 LTE-A 시스템에서 단말은 N개의 CC가 활성화된 것으로 확인되면 각 서브프레임마다 해당 N개의 CC에서 모두 각각의 PDSCH가 전송될 수 있다는 가정으로 N개 PDCCH의 검출을 시도한다. 여기서 N개 PDCCH는 크로스 캐리어 스케줄링 상황에 따라 상기 설명한 바와 같이 특정 CC에서 여러 CC에 대한 PDCCH를 포함하는 것이 가능하다.
따라서 기존 LTE-A 시스템에서는 단말이 N개의 서로 다른 CC를 사용하기 위해서 N개의 CC에 대한 채널을 추정하고 CSI 피드백을 수행할 수 있는 능력과 동시에 N개의 PDCCH를 검출할 수 있는 능력 및 N개의 PDSCH 수신 심볼을 저장할 수 있는 버퍼를 모두 가지고 있어야 한다. 이는 LTE-A를 서비스할 수 있는 주파수가 매우 한정적으로 N의 값이 5이하로 적다는 가정으로 설계된 것이다. 즉 활성화된 CC 전부에 대해 PDCCH 모니터링을 수행하게 된다.
하지만 LTE-A 시스템에서의 가용 주파수가 늘어나게 되면 단말의 능력치에 따라 채널을 추정하고 CSI 피드백을 수행할 수 있는 CC의 개수와 PDCCH를 검출하고 PDSCH 수신 심볼을 저장할 수 있는 버퍼의 크기에 대한 CC의 개수가 다른 상황이 필요하게 되고, 특히 가용 주파수 중 일부가 비면허대역(unlicensed band)에 포함된 경우에는 LTE-A 외의 다른 기기들로 인한 간섭으로 채널 상황이 안정되어있지 않아 피드백을 수행하는 CC의 개수와 PDSCH 동시 수신을 고려하는 CC의 개수가 다른 상황을 고려해야 한다.
따라서 본 발명에서는 채널 추정 및 CSI 피드백을 수행할 수 있는 CC(활성화된 CC로 이해할 수 있다)의 개수가 N이고 PDCCH 검출 및 PDSCH 동시 수신이 가능한 CC의 개수가 M으로 N과 다른 경우에 기지국과 단말 사이의 제어 채널 송수신 및 PDSCH 송수신 동작에 대하여 기술한다.
본 발명은 반송파 집성을 지원하는 이동 통신 시스템에서 기지국이 단말로 데이터 스케줄링 정보를 포함하는 제어 채널을 전송하고 단말이 해당 제어 채널 및 데이터를 수신하는 방법에 관한 것으로, 특히 특정 단말로 활성화된 전체 구성 반송파의 개수보다 한 서브프레임 내에서 단말이 동시에 PDSCH를 스케줄링 받을 수 있는 구성 반송파의 개수가 적은 상황에서, 기지국이 해당 반송파 집성 상황을 알리기 위한 상위 정보를 단말로 전달하고 해당 상황에 따라 정해진 자원 위치에서 제어 채널을 생성/전송하고, 이에 대응하는 데이터를 단말로 전송하는 방법 및 장치와, 단말이 해당 반송파 집성 상황을 확인하기 위한 상위 정보를 확인하고, 해당 상황에 따라 정해진 자원 위치에서 제어 채널을 검출/수신하고, 이에 대응하는 데이터를 수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP evolved UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access(E-UTRA) 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
기존 LTE-A 시스템에서는 단말이 N개의 하향링크 구성 반송파가 활성화되면 단말은 N개의 PDSCH를 동시에 수신할 수 있다는 가정으로 동작한다. 여기서 각 PDSCH는 활성화된 각 구성 반송파로 전송된다. 즉, N개의 하향링크 구성 반송파가 활성화될 수 있는 단말은 N개의 채널을 동시에 측정하여 CSI를 생성/보고할 수 있고, 매 서브프레임마다 N개의 PDCCH를 동시에 검출할 수 있으며, N개의 PDSCH를 수신하여 저장할 수 있는 버퍼를 가지고 있어야 한다. 이는 LTE-A 시스템에서 특정 주파수 영역에서 LTE-A 시스템이 도입되면 해당 주파수 영역은 면허대역(licensed band) 대역에 포함되어 LTE-A만 서비스되고 다른 시스템으로부터의 예측 불가능한 간섭은 발생하지 않는다는 가정으로 설계된 것이다. 즉, 기존 LTE-A 시스템에서의 반송파 집적은 N개의 구성반송파가 활성화되면 해당 단말은 매 서브프레임에서 N개의 구성반송파를 안정적으로 사용할 수 있다는 가정으로 설계되었다.
도 36은 현재 LTE-A CA 상황에서 단말이 세 개의 구성 반송파를 할당 받았고 모두가 면허 대역에 포함된 경우를 도시한 도면이다. 도 36에 따르면, 시스템 관점에서 모든 구성 반송파의 모든 서브프레임이 항상 사용 가능하여 단말은 항상 세 개의 CC에서 각각의 PDSCH가 전송될 수 있다는 가정으로 동작할 수 있게 된다.
상기 설명한 바와 같이 현재 LTE-A 시스템은 항상 면허대역에서만 동작한다는 가정을 하고 있으나, 일부 구성 반송파가 비면허 대역에서 동작하는 것을 가능하도록 하여 추가의 주파수를 확보한 후 시스템의 전체 용량을 증대하도록 하는 반송파 집성 동작을 고려해볼 수 있을 것이다.
도 37은 구성 반송파들 중에서 일부가 비면허대역에 포함되어 LTE-A와 같은 동작을 수행하는 상황을 도시한 도면이다. 이렇게 비면허대역에 포함된 구성 반송파들의 경우는 비면허대역을 공유하여 사용하고 있는 Wi-Fi나 이 외의 무선기기들의 전송에 의하여 일부의 서브프레임들이 사용할 수 없는 상황이 발생하게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 LTE-A 시스템에서 면허대역과 비면허대역을 함께 사용하여 가용 주파수가 늘어나게 되고 특정 단말로 설정된 구성 반송파들 중 일부가 비면허대역에 포함되어 LTE-A 외의 다른 기기들로 인한 간섭으로 채널 상황이 안정되어있지 않아 피드백을 수행하는 구성 반송파의 개수(즉 활성화된 CC로 이해할 수 있다)와 PDSCH 동시 수신을 고려하는 구성 반송파(즉 데이터를 수신할 수 있는 CC로 이해할 수 있다)의 개수가 다른 상황을 고려한다. 즉, 도 37의 상황에서 단말은 3개의 CC를 설정받았지만 S셀 1과 S셀 2는 불안정한 비면허대역에 포함되어 있어 실제로 단말이 사용할 수 있는 전체 자원의 양은 기존에 면허대역에서 S셀이 한 개만 설정된 경우와 비슷하게 되어 단말이 고려하는 PDCCH 검출 및 PDSCH 동시 수신 복잡도가 S셀이 한 개만 설정된 경우 이상으로 늘어나지 않도록 하는 방안을 고려할 필요가 발생한다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 채널 추정 및 CSI 피드백을 수행할 수 있는 CC의 개수가 N이고 PDCCH 검출 및 PDSCH 동시 수신이 가능한 CC의 개수가 M으로 N보다 작은 경우에 기지국과 단말 사이의 PDCCH 송수신 및 PDSCH 송수신 동작에 대하여 기술한다.
본 발명의 실시예에서는 특정 단말로 N개의 CC가 활성화되어 해당 단말이 N개의 CC에 대한 하향링크 채널을 측정하고 이에 대한 CSI 피드백을 수행하는 상황을 고려한다. 하지만 단말은 각 서브프레임별로 상기 N개의 CC 중에서 최대 M개까지에서만 PDSCH가 전송될 수 있다는 가정으로 제어 채널 및 데이터 채널 수신 동작을 수행한다. 여기서 M은 N보다 작은 것으로 가정한다.
제3-1실시예
위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 단말이 전체 N개 중 최대 M개의 CC에서만 PDSCH가 전송되는 것이 가능하다고 확인한 경우를 고려하기 때문에 해당 단말은 각 서브프레임 별로 M개의 정해진 제어 채널 영역에서 PDCCH의 수신을 기대하고 PDCCH 검출을 시도해야한다. 기존 LTE-A에서는 단말이 N개의 CC를 할당 받으면 각각의 CC에 대하여 상기 수학식 4와 같이 각각 별도의 PDCCH 수신 영역이 정의되기 때문에 단말은 해당 N개의 영역에서 PDCCH 검출을 시도해야 하고, 전체 PDCCH 검출을 위한 복잡도가 할당받은 전체 CC의 개수에 비례하여 증가하게 된다. 하지만 본 발명의 실시예에서는 할당 받은 전체 N개의 CC 중에서 일부인 M개에서만 PDSCH 전송을 기대하기 때문에 적절하게 PDCCH 수신 영역이 설정되면 PDCCH 검출을 위한 복잡도가 N이 아닌 M값에 비례하여 증가하게 된다.
기지국이 특정 단말로 할당된 전체 N개의 CC 중 일부 M개를 선택하여 PDSCH 전송을 수행하도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 단말로 할당된 전체 CC들을 M개의 부분집합들로 구분하고 단말은 매 서브프레임에서 각 부분집합 별로 부분집합에 포함된 CC들 중 하나의 CC만이 스케줄링될 수 있다는 가정으로 동작한다. 이 경우에 PDCCH 수신 영역이 포함된 CC와 해당 CC에서 가능한 PDCCH 자원 인덱스들은 부분집합 별로 각각 정의되도록하여 단말은 해당 M개의 PDCCH 수신 영역에서만 PDCCH 검출을 시도하게 한다. 만약 특정 부분집합에 대한 PDCCH가 해당 영역에서 검출되면 단말은 검출된 DCI 내에 포함된 CC의 인덱스를 확인하여 어떤 CC에 대한 PDSCH 스케줄링인지를 확인하고 해당 CC를 통해 PDSCH 수신을 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 부분집합들 중 일부가 CC 하나만을 포함하는 경우도 배제하지 않는다.
첫 번째 예시로 단말이 기지국을 통하여 N=3으로 {CC#0, CC#1, CC#2}를 설정받고 M=2로 두 개의 부분집합 {CC#0}와 {CC#1, CC#2}를 설정 받은 후 각 부분집합의 인덱스를 설정받은 경우를 고려한다. 그러면 단말은 두 개의 PDSCH가 동시에 전송되는 것이 가능하고, 그 중 하나의 PDSCH는 CC#0으로 부터이며 다른 하나의 PDSCH는 CC#1과 CC#2 중 하나로부터 전송받을 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 해당 예시는 단말이 CC#1과 CC#2를 통한 PDSCH의 동시 전송은 기대하지 않는 것으로 설정된 상황을 나타낸다. 상기 단말은 매 서브프레임에서 상기 두 개의 부분집합에 해당하는 두 개까지의 PDCCH 검출을 시도할 것이고, 특정 서브프레임에서 각 PDCCH가 포함된 CC는 부분집합별로 설정될 것이며, 해당 CC내에서의 PDCCH 수신 영역은 각 부분집합의 인덱스에 따라 결정될 수 있다. 즉, 상기 단말에 대한 PDCCH가 전송될 수 있는 제어 채널 자원의 인덱스는 다음의 수학식 6과 같이 나타날 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112015107543291-pat00065
수학식 6에서의 다른 파라미터들은 모두 수학식 4와 동일하지만
Figure 112015107543291-pat00066
은
Figure 112015107543291-pat00067
로 정의된다는 점에서 차이가 있다. 여기서
Figure 112015107543291-pat00068
는 상기 CC들의 부분집합의 인덱스를 나타낸다.
상기 예시에서 단말이 특정 부분집합에 대응하는 PDCCH 수신영역에서 PDCCH를 검출한 경우에 단말은 추가로 DCI에 포함된 CC 인덱스를 확인하여 해당 부분집합에 포함된 CC중에서 정확히 어떤 CC에 대한 PDSCH 수신을 수행할지를 확인한다.
또 다른 예시로 단말이 N=5로 {CC#0, CC#1, CC#2, CC#3, CC#4}를 설정받고, M=3으로 세 개의 부분집합 {CC#0}, {CC#1, CC#2}, 그리고 {CC#3, CC#4}를 설정 받은 후에 각 부분집합의 인덱스를 설정받은 경우를 고려하자. 그러면 단말은 세 개의 PDSCH가 동시에 전송되는 것이 가능하고, 그 중 하나의 PDSCH는 CC#0으로부터, 다른 하나의 PDSCH는 CC#1과 CC#2 중 하나로부터 전송 받을 수 있으며, 나머지 하나의 PDSCH는 CC#3와 CC#4 중 하나로부터 전송 받을 수 있도록 설정된 것을 알 수 있다. 이제 상기 단말은 매 서브프레임에서 상기 세 개의 부분집합에 해당하는 세 개까지의 PDCCH 검출을 시도할 것이고, 각 PDCCH가 포함된 CC는 부분집합별로 설정될 것이며, 해당 CC내에서의 PDCCH 수신 영역은 수학식 5와 같이 각 부분집합의 인덱스에 따라 결정될 수 있다.
또 하나의 예시로 단말이 N=4로 {CC#0, CC#1, CC#2, CC#3}를 설정받고, M=3으로 세 개의 부분집합 {CC#0}, {CC#1}, {CC#2, CC#3}을 설정 받은 후에 각 부분집합의 인덱스를 설정 받은 경우를 고려하자. 그러면 단말은 세 개의 PDSCH가 동시에 전송되는 것이 가능하고, 그 중 하나의 PDSCH는 CC#0으로부터, 다른 하나의 PDSCH는 CC#1로부터, 마지막 PDSCH는 CC#2와 CC#3 중 하나로부터 전송 받을 수 있도록 설정 받은 것을 알 수 있다. 이제 상기 단말은 매 서브프레임에서 상기 세 개의 부분집합에 해당하는 세 개까지의 PDCCH 검출을 시도할 것이고, 각 PDCCH가 포함된 CC는 부분집합별로 설정될 것이며, 해당 CC 내에서 PDCCH 수신 영역은 수학식 5와 같이 각 부분집합의 인덱스에 따라 결정될 수 있다. 여기서 부분집합을 구분하는 방법은 기지국이 각 구성 반송파의 채널 상태에 따라 단말로 직접 나누어 설정할 수 있고, 특정 CC가 면허대역에 포함되는지 아닌지에 따라 결정될 수도 있다. 즉, 해당 예시에서 CC#0과 CC#1은 면허대역에 포함되어 있고 CC#2와 CC#3는 비면허대역에 포함되어 있다면 면허대역에 포함된 CC들은 각각에서 PDSCH를 송수신을 가능하도록 하는 반면에 비면허대역에 포함된 CC들 중에서는 하나에서만 PDSCH가 전송되도록 할 수도 있다는 것이다.
마지막 예시로 단말이 N=4로 {CC#0, CC#1, CC#2, CC#3}을 설정받고, M=3으로 세개의 부분집합 {CC#0}, {CC#1, CC#2, CC#3}, {CC#1, CC#2, CC#3}을 설정받은 후에 각 부분집합의 인덱스를 설정 받은 경우를 고려하자. 즉, 이번 예시에서는 두 번째 부분집합과 세 번째 부분집합에 포함된 CC들이 같은 경우를 고려한다. 그러면 단말은 세 개의 PDSCH가 동시에 전송되는 것이 가능하고, 그 중 하나의 PDSCH는 CC#0으로부터, 다른 두 개의 PDSCH는 CC#1, CC#2, CC#3 중 두 개로부터 전송 받을 수 있도록 설정 받은 것을 알 수 있다. 이제 상기 단말은 매 서브프레임에서 상기 세 개의 부분집합에 해당하는 세 개까지의 PDCCH 검출을 시도할 것이고, 각 PDCCH가 포함된 CC는 부분집합별로 설정될 것이며, 해당 CC 내에서 PDCCH 수신 영역은 수학식 5와 같이 각 부분집합의 인덱스에 따라 결정될 수 있다. 이번 예시에서도 부분집합을 구분하는 방법은 기지국이 각 구성반송파의 채널 상태에 따라 단말이 직접 나누어 설정할 수 있고, 특정 CC가 면허대역에 포함되는지 아닌지에 따라 결정될 수 있다. 즉, 해당 예시에서 CC#0은 면허대역에 포함되어 있고 CC#1, CC#2와 CC#3는 비면허대역에 포함되어 있다면 면허대역에 포함된 CC에서는 별도의 PDSCH의 송수신을 가능하도록 하는 반면에 비면허대역에 포함된 CC들 중에서는 일부만 PDSCH가 전송되도록 할 수도 있다는 것이다. 즉 이번 예시는 비면허대역에 포함된 CC들에 대해서 두 개의 부분집합 인덱스를 부여하여 세 개의 CC들 중에서 한번에 두 개의 CC를 스케줄링할 수 있는 두 개의 PDCCH 영역을 부여할 수 있도록 하는 예시이다.
이제 상기 설명한 예시들과 같이 기지국과 단말 사이에서 N개의 CC들을 M개의 부분집합으로 나누고 각 부분집합 별로 PDCCH 영역을 두어 각 부분집합 별로 하나의 PDSCH 스케줄링이 가능하도록 하는 경우에 각 부분집합의 인덱스를 설정하는 방법을 아래에서 보다 자세히 설명한다.
상기 각 부분집합의 인덱스를 설정하는 첫 번째 방법은 기지국이 단말로 구성 반송파를 설정하고 각 부분집합을 설정하면서 인덱스 정보를 함께 상위 신호로 전달하는 것이다. 즉, 해당 방법은 기지국이 단말로 상기 수학식 6 내의
Figure 112015107543291-pat00069
값을 상기 부분집합별로 직접 설정해 주도록 하는 방법이다.
상기 각 부분집합의 인덱스를 설정하는 두 번째 방법은 각 부분집합에 포함된 CC 인덱스 중 가장 작은 값이나 또는 가장 큰 값을 상기 수학식 6 내의
Figure 112015107543291-pat00070
값으로 사용하도록 하는 것이다. 상기 두 번째 방법을 사용하면 별도의 상위 신호가 필요없다는 장점이 있지만 부분집합들 사이에 교집합이 존재하는 경우에 같은 부분집합 인덱스가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기 각 부분집합의 인덱스를 설정하는 세 번째 방법은 면허대역에 대한 CC들에 대해서는 각각의 CC 인덱스를 사용하고 다음 인덱스 값부터 비면허대역에 포함되는 CC들의 부분집합의 인덱스로 사용하는 방법이다. 즉 상기 방법은 면허대역의 CC 인덱스 중 최고 값을 n이라고 하면 비면허대역에 포함되는 CC들에 대한 부분집합 인덱스는 n+1부터 차례로 설정되게 하는 방법이다.
그리고 상기 설명한 예시들과 같이 기지국과 단말 사이에서 N개의 CC들을 M개의 부분집합으로 나누고 각 부분집합별로 PDCCH 영역을 두어 각 부분집합별로 하나의 PDSCH 스케줄링이 가능하도록 하는 경우에 각 부분집합에 대한 PDCCH가 존재하는 구성 반송파를 설정하는 방법을 아래에서 보다 자세히 설명한다.
상기 각 부분집합의 PDCCH가 존재하는 구성 반송파를 설정하는 첫 번째 방법은 기지국이 단말로 구성 반송파를 설정하고 각 부분집합을 설정하면서 해당 PDCCH가 존재하는 CC 인덱스 정보를 함께 상위 신호로 전달하는 것이다. 그러면 단말은 특정 부분집합에 대한 PDCCH는 상위로 설정된 인덱스에 해당하는 CC에서 검출을 시도하게 된다. 두 번째 방법으로는 각 부분집합에 포함된 CC 인덱스 중 가장 작은 값이나 또는 가장 큰 값을 가지는 CC에서 PDCCH가 전송되도록 단말과 기지국 사이에 결정해 두는 방법이다. 세 번째 방법으로는 각 부분집합에 포함된 CC들 중에서 해당 서브프레임에서 켜져있는 CC 중 가장 작은 값이나 또는 가장 큰 값을 가지는 CC에서 PDCCH가 전송되도록 단말과 기지국 사이에 결정해 두는 방법이다. 상기 도 37을 살펴보면 비면허대역에서 동작하는 CC들은 특정 상황에서 다른 무선기기들의 전송에 의해 특정 서브프레임을 끄도록(즉 데이터 전송을 위해 사용하지 않도록) 설정할 수도 있기 때문에 세 번째 방법에서는 켜져있는(데이터 전송을 위해 사용할 수 있는) CC들에서 PDCCH가 전송될 수 있도록 설정하는 것이다. 마지막 네 번째 방법으로는 기지국이 단말로 각 부분집합에 대하여 PDCCH가 존재할 수 있는 하나 이상의 CC 인덱스 정보를 설정하고 단말은 설정된 하나 이상의 CC 인덱스에 해당하는 CC들 중에서 켜져있는 CC들 중 가장 작은 인덱스나 가장 큰 인덱스를 가지는 CC로부터 PDCCH의 검출을 시도하는 것이다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성 반송파 설정 확인과 제어 채널 및 PDSCH 수신 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 38을 참조하면, 단말은 3810 단계에서 CC들의 설정 및 활성화된 CC들을 확인하고 전체 활성화된 CC의 개수를 확인한다. 상기 실시예에 대한 설명에서 전체 활성화된 CC들의 개수는 N으로 가정하였다. 이후 단말은 3820 단계에서 N개 중 최대 M개의 CC에서만 PDSCH가 동시 전송되는 것이 가능하다는 것을 확인하고 해당 CC들의 부분집합 M개를 확인한다. 여기서 부분집합들은 상기 설명한 바와 같이 기지국이 별도로 단말로 설정해 줄 수도 있고 각 CC들이 면허대역에 포함되는지 비면허대역에 포함되는지에 따라 결정될 수도 있다. 그리고 3830 단계에서 단말은 M번의 PDCCH 검출을 시도하는데 각 시도는 상기 각 부분집합에 대한 PDSCH 스케줄링에 대응한다. 여기서 각 부분집합에 대한 PDCCH 검출을 시도하는 자원 영역은 어떤 CC에 포함되느냐와 어떤 부분집합 인덱스를 사용하여 수학식 5를 적용하느냐에 따라 결정되는데 이러한 방법들은 상기 실시예에서의 자세한 설명을 따른다. 마지막으로 단말은 3840 단계에서 검출된 PDCCH 내에서 CC 인덱스를 확인하고 해당 CC에서 PDSCH를 수신하여 구성 반송파 설정 확인과 제어 채널 및 PDSCH 수신 동작을 마친다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 39를 참조하면, 기지국은 3910 단계에서 단말로 적어도 하나 이상의 CC들을 설정한다. 이후 기지국은 3920 단계에서 PDSCH가 동시에 스케줄링될 수 있는 CC들의 개수 및 해당 M개의 부분집합을 설정한다. 여기서 각 부분집합에 대한 설정은 상기 설명한 PDCCH 검출 영역에 관련된 정보를 함께 포함할 수도 있다. 그리고 기지국은 3930 단계에서 특정 부분집합에 포함된 CC들 중 하나의 CC에 대하여 해당 자원 영역에서 PDCCH를 전송하고 해당 CC에서 PDSCH를 전송하여 구성반송파 설정과 제어 채널 및 PDSCH 송신 동작 과정을 마친다.
도 40은 본 발명에 따른 단말의 장치 구조를 도시한 도면이다.
도 40을 참조하면, 단말은 통신부(4000)와 제어부(4003)로 구성된다. 통신부는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 제어 정보 및 데이터를 송신 또는 수신하는 역할을 수행한다. 여기서 통신부(4000)는 제어부(4003)의 제어하에 상향링크 데이터 및 CSI 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
제어부(4003)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(4003)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 구성 반송파의 설정 상황 및 PDCCH 자원 영역을 확인하여 제어 정보를 수신하고 해당 제어 정보를 활용하여 PDSCH를 수신한다. 이를 위하여 제어부(4003)는 PDCCH 검출부(4001) 및 PDSCH 복호부(4002)를 포함하여 구성될 수 있다.
PDCCH 검출부(4001)는 기지국으로부터 설정받은 구성 반송파 상황 및 관련 정보들을 활용하여 PDCCH 자원 영역을 확인하고 해당 자원 영역에서 PDCCH 검출을 수행한다. PDCCH 검출부(4001)에서는 특정 PDCCH가 검출되면 어떤 구성 반송파에서 PDSCH가 전송되는지를 포함한 PDSCH 스케줄링 정보를 PDSCH 복호부(4002)로 넘긴다. PDSCH 복호부(4002)는 상기 스케줄링 정보를 활용하여 PDSCH를 복호한다.
도 40에서는 단말이 통신부(4000)와 제어부(4003)로 구성된 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 일례로 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 구비할 수 있다. 또한, 상기에서는 제어부(4003)와 PDCCH 검출부(4001), PDSCH 복호부(4001)가 별도의 블록으로 구성되었다고 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, PDCCH 검출부(4001), PDSCH 복호부(4001)가 수행하는 기능을 제어부(4003)가 수행할 수도 있다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 41을 참조하면, 기지국은 제어부(4100)와 통신부(4103)로 구성된다.
제어부(4100)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(4100)는 단말로 구성 반송파를 설정하고 활성화 시키는 정보 및 PDSCH 스케줄링 정보, 관련 PDCCH 제어 정보 및 해당 정보의 전송 자원을 결정한다. 이를 위해 제어부(4100)는 스케줄러(4101) 및 PDCCH 생성부(4102)를 더 구비할 수 있다.
스케줄러(4101)는 특정 서브프레임에서 어떤 단말의 데이터를 전송할 지 단말로 전송할 PDSCH 전송 포맷 및 전송할 구성 반송파를 결정하고 관련 제어 정보를 결정한다. 또한 PDCCH 생성부는 스케줄러에서 결정한 PDSCH 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH를 생성하고 상기 실시예에 따른 PDCCH 자원에 매핑하는 역할을 한다.
통신부(4103)는 단말로 상기 설명한 설정 정보 및 PDSCH, PDCCH를 송신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(4103)는 제어부(4100)의 제어하에 단말로부터 채널 정보를 수신하기도 한다.
상기에서는 제어부(4100)와 스케줄러(4101), PDCCH 생성부(4102)가 별도의 블록으로 구성되었다고 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스케줄러(4101)와 PDCCH 생성부(4102)가 수행하는 기능을 제어부(4100)가 수행할 수도 있다.
<제4 실시예>
본 발명은 반송파 집적 상황에서 비 면허 대역 시스템을 위한 제어 채널 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 최근 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE (Long Term Evolution), LTE-A (Long Term Evolution Advanced), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), 그리고 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다. 특히 LTE 시스템은 고속 무선 패킷 데이터 전송을 효율적으로 지원하기 위하여 개발된 시스템으로 다양한 무선 접속 기술을 활용하여 무선시스템 용량을 최대화한다. LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 시스템은 LTE 시스템의 진보된 무선 시스템으로 LTE와 비교하여 향상된 데이터 전송 능력을 가지고 있다.
최근 빠르게 증가하고 있는 데이터 서비스를 효율적으로 제공하기 위하여 비면허 대역(unlicensed band)에서 LTE/LTE-A 시스템을 활용하는 기술이 연구되고 있다. 일례로, 현재 면허대역(licensed band)에서 사용되고 있는 LTE 시스템을 기반으로, 추가적으로 비면허 대역에서 LTE/LTE-A 시스템을 활용하는 기술인 면허 지원 접속(licensed-assisted access, 이하 LAA) 또는 LTE-U(LTE-Unlicensed) 등이 연구되고 있다. 상기와 같이 면허대역과 비면허대역을 운용하기 위하여 LTE-A에서의 반송파 집성(carrier aggregation, 이하 CA와 혼용 가능하다) 기술을 적용할 수 있다. 즉, 면허대역인 LTE 셀을 프라이머리 셀(primary cell, PCell, 주셀 등과 혼용할 수 있으며 이하 P셀), 비 면허대역인 LTE 셀(또는 LAA 셀, LTE-U 셀)을 세컨더리 셀(secondary cell, SCell, 부셀 등과 혼용할 수 있으며 이하 S셀)로 운영할 수 있다. 이때, 상기 시스템은 반송파 집성 뿐만 아니라, 면허대역과 비면허대역간에 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)로 연결되는 이중 접속(dual-connectivity) 환경에도 적용 가능하다.
일반적으로 비면허대역에서는 동일한 무선 자원을 복수의 기기들이 사용한다. 이때, 동일한 비면허대역을 사용하는 기기들은 동일한 시스템이거나 서로 다른 시스템일 수 있다. 이러한 다양한 기기들간에 공존을 위하여 일반적으로 비 면허 대역에서의 기기 동작은 다음과 같이 이루어진다. 데이터 또는 제어 신호를 포함하여 신호 전송을 필요로 하는 전송 기기는 사전에 정의된 시간, 또는 임의로 선택된 시간, 또는 다른 기기로부터 설정된 시간 동안 자신이 점유하여 사용하고자 하는 대역을 포함하여 적어도 하나 이상의 비 면허 대역에 대한 다른 기기들의 채널 점유 여부를 판단하는 동작을 수행할 수 있다. 상기와 같은 채널 감지 동작(채널 센싱(sensing), CCA(clear channel assessment) 등과 혼요 가능하며 이하 채널 감지)은 해당 대역에 대한 다른 기기들로부터 수신되는 수신 신호의 크기 또는 세기를 측정하거나, 기기들간에 사전에 정의되어 상호간에 알고 있는 신호들 중 적어도 하나를 수신하고, 디스크램블링(descrambling) 또는 디코딩(decoding)하여 해당 대역에 대한 다른 기기들의 사용 여부를 판단할 수 있다. 일례로, Wi-Fi 기기는 상기비면허 대역에서 다른 Wi-Fi 기기들이 전송하는 프리앰블(preamble)을 수신하고, 이를 복호화하여 다른 기기들의 프리엠블이 전송되고 있다고 판단되면, 다른 기기들의 해당 대역을 점유하여 사용하고 있다고 판단할 수 있다. 또는 다른 기기들로부터 수신되는 수신 신호의 세기, 또는 기 판단된 수신 신호를 기반으로 사전에 정의된 일정 기준을 이용하여 상기 비면허대역을 사용할 수 있는지 아닌지 판단한 후 상기 비면허대역을 사용할 수 있다. 일례로, 다른 기기들로부터 수신되는 수신 신호의 세기가 특정 기준(일례로 -62dBm) 이상일 경우 상기 기기는 해당 대역을 사용하지 않을 수 있다. 만약, 상기 수신 신호 세기가 특정 기준 이하일 경우, 상기 기기는 해당 대역을 유휴 상태로 판단하고 해당 대역을 점유하여 신호를 전송할 수 있다. 이때, 상기와 같이 채널 점유 여부를 판단하는 채널 감지 동작을 위한 최소 시간 및 상기 대역 점유 가능 여부를 판단하는 기준값은 비면허대역에 따라 또는 서로 다른 지역에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 동작을 위한 최소 수행 시간은 임의로 설정되거나, 설정된 채널 점유 시간에 따라 비례 하여 설정될 수 있다. 또한 상기 채널 점유 시간에 따라 설정된 기준을 이용하여 임의로 설정될 수도 있다.
상기와 같은 채널 감지 동작 외에 비면허대역을 사용하는 기기들은 비면허대역을 점유 할 수 있는 채널 점유 시간(channel occupancy time)이 설정되여 동작할 수 있다. 이때, 최대 점유 가능한 시간(이하 최대 점유 시간(max. channel occupancy time)은 사전에 정의되거나, 다른 기기(일례로 단말의 경우 기지국)로부터 설정받을 수 있다. 또한, 상기 최대 점유 시간은 서로 다른 비면허대역 또는 서로 다른 지역에 따라 다르게 설정될 수 있다. 일례로, 일본의 경우 5GHz 대역의 비면허대역에서 최대 점유 시간은 4ms로 규제되어 있다. 따라서, 비면허대역을 사용하는 기기들은 해당 대역에 대한 규제에 따라 자신의 최대 점유 시간을 설정하여 신호를 전송할 수 있다. 이때, 최대 점유 시간을 모두 사용한 기기들은 상기와 같은 채널 감지 동작을 다시 수행하고, 다른 기기들의 상기 대역 사용 여부를 판단하여 다시 해당 채널을 점유하거나, 다른 기기들의 사용이 감지되지 않은 다른 채널을 사용하여 신호를 전송할 수 있다. 또한, 상기 채널 점유 시간 이외에 유휴 시간을 설정할 수 있다. 즉, 상기와 같이 채널 점유 시간 동안 신호를 전송한 기기는 설정된 유휴 시간 동안 신호 전송 및 채널 감지를 하지 않거나, 신호 전송 없이 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 이때, 상기 유휴 시간은 채널 점유 시간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 유휴 시간 내에 채널 감지 동작을 수행할 수도 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 비면허대역에서의 동작 특성을 반영하여 LTE 시스템이 비면허대역에서 올바르게 동작할 수 있도록 하는 방법에 대해 기술한다.
본 발명에서는 설명의 편의상 CA 환경만을 가정하여 설명할 것이나, 이에 국한되지 않고, 이중 접속 또는 비면허대역에서만 동작하는 환경(stand-alone)에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 일반적으로 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 신호를 전송하는 하향링크를 기준으로 설명할 것이나, 본 발명은 하향링크뿐만 아니라, 단말이 기지국으로 신호를 전송하는 상향링크에 대해서도 구분 없이 적용 가능하다.
본 발명은 비 면허 대역에 대한 점유 상태에 따라 제 1 신호 또는 제 2신호를 전송하기 위한 방법 및 장치를 제안한다. 또한 본 발명은 비 면허 대역에 대한 점유 시작을 수신기가 판단하기 위한 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면, 비 면허 대역을 사용하는 기기들의 동작이 채널 점유 동작 및 채널 점유 시작 시점에 따라 다르게 서로 다른 신호를 송, 수신할 수 있게 되어 비 면허 대역을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 명세서에서는 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.
직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplex, 이하 OFDM) 전송 방식은 멀티캐리어(multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티캐리어들, 즉 다수의 서브캐리어(subcarrier) 채널들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(multi carrier modulation) 방식의 일종이다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수축 상의 자원은 서로 다른 서브캐리어로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(resource element, 이하 RE)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있으므로, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트열을 변조한 변조 심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiple access, 이하 OFDMA) 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 맵핑(mapping)이라고 한다.
OFDM 통신 시스템에서 하향링크 대역(bandwidth) 은 다수 개의 자원 블록(resource block, 이하 RB)들로 이뤄져 있으며, 각 물리 자원 블록(physical resource block, 이하 PRB)은 주파수축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 14개 또는 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 여기서 상기 PRB는 자원 할당의 기본 단위가 된다.
기준 신호(reference signal, 이하 RS)는 기지국으로부터 수신되는 신호으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(common reference signal, 이는 cell-specific reference signal과 혼용될 수 있으며 이하 CRS)와 전용 기준 신호의 하나인 복조 기준 신호(demodulation reference signal, 이하 DMRS)를 포함한다.
CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복조에 사용된다. DMRS은 특정 단말의 데이터 채널 복조 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링할 PRB 자원을 통해 전송된다.
시간축 상에서 서브프레임(subframe)은 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯 및 제2슬롯으로 구성된다. 제어 채널 영역인 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 영역과 데이터 채널 영역인 물리 하향링크 공용 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH) 영역은 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조 하기 위한 것이다. 향상된 PDCCH(enhanced PDCCH, 이하 EPDCCH)는 데이터 채널 영역에 위치한다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역은 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역에 분산되어 위치하는 형태를 가진다.
상향링크는 크게 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, 이하 PUCCH)과 물리 상향링크 공용 채널(physical uplink shared channel, PUSCH)로 나뉘며 PDSCH에 대한 응답과 기타 피드백 정보가 데이터 채널이 없는 경우에는 제어 채널을 통해, 데이터 채널이 있는 경우에는 데이터 채널에 전송된다.
이하 제어 채널을 전송한다는 기재는 제어 채널을 통해 데이터에 대한 긍정 수신 응답 및 부정 수신 응답(acknowledgement/negative acknowledgement, ACK/NACK 및 A/N 과 혼용 가능하다) 및 기타 피드백 정보를 전송한다는 의미로 이해될 수 있고, 데이터 채널을 전송한다는 기재는 데이터 채널을 통해 해당하는 데이터를 전송한다는 의미로 이해될 수 있다.
도 42a 및 도 42b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 42a 및 도 42b를 참조하여 설명하면, 도 42a은 네트워크에서 하나의 소형 기지국(4201)내에 LTE 셀(4202)과 LAA 셀(403)이 공존하는 경우를 도시한 것이며, 단말(4204)은 LTE 셀(4202)과 LAA 셀(4203)을 통해 기지국과 데이터를 송수신한다. 이 경우 LTE 셀(4202)이나 LAA 셀(4203)의 복식(duplex) 방식에 대한 제한은 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 셀이 P셀인 경우 LTE 셀(4202)을 통해서만 전송한다.
도 42b는 네트워크에서 넓은 커버리지를 위한 LTE 매크로(macro) 기지국(4211)과 데이터 전송량 증가를 위한 LAA 소형 기지국(4212)을 설치한 것을 도시한 것이며, 이 경우 LTE 매크로 기지국(4211)이나 LAA 소형 기지국의 복식 방식에 대한 제한은 없다. 단, 상향링크 전송은 LTE 기지국이 P셀인 경우 LTE 기지국(4211)을 통해서만 전송한다. 이때, LTE 기지국(4211)과 LAA 기지국(4212)는 이상적인 백홀망을 가진 것으로 가정한다. 따라서 빠른 기지국간 X2 인터페이스(4213)를 통한 통신이 가능하여, 상향링크 전송이 LTE 기지국(4211)에게만 전송되더라도, X2 인터페이스(4213)를 통한 통신을 통해 LAA 기지국(4212)이 관련 제어 정보를 LTE 기지국(4211)으로부터 실시간 수신하는 것이 가능하다.
본 발명에서 제안하는 방안들은 도 42A의 시스템과 도 42B의 시스템에 모두 적용이 가능하다.
상기와 같은 비면허대역에서의 채널 감지 및 점유 동작을 아래 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 43은 기지국이 단말에게 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 과정을 도시한 도면이다. 도 43은 기지국이 단말에게 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 과정을 예시로 든 것이나, 기지국이 단말에게 신호를 전송하는 경우에 한정되지 않고 단말이 기지국으로 신호를 전송하는 경우에도 적용 가능하다. 다시 말해, 비면허대역을 사용하는 기기들간의 신호 전송에 모두 적용될 수 있다.
도 43의 4360은 1ms 길이를 갖는 LTE 서브프레임(subframe)을 의미하고, 상기 서브프레임(4360)은 복수개의 OFDM 심볼(4300)으로 구성될 수 있다. 이때, 비면허대역을 이용한 통신이 가능한 기지국과 단말은 4370과 같이 설정된 채널 점유 시간 동안 해당 채널을 점유하여 통신을 수행할 수 있다. 상기 설정된 채널 점유 시간(4370)이 서브프레임#n에서 끝난 기지국이 만일 추가적으로 전송해야 할 신호가 있을 경우, 상기 기지국은 채널 감지를 통해 채널을 다시 점유할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 설정된 채널 감지 구간(4325)에서 채널 감지 동작(4320)을 수행한다. 이때, 상기 채널 감지 구간은 기지국과 단말간에 사전에 설정되거나, 기지국이 설정하여 단말에게 상위 신호(higher layer signaling, 상위 계층 신호, 라디오 자원 제어(radio resource control(RRC) 시그널링 등과 혼용될 수 있다)를 통해 전달할 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 구간(4325)는 대역 또는 지역별 정의된 규제에 정의된 최소 감지 시간에 정의된 시간과 같거나 크도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 구간(4325)은 최대 점유 시간(4375)에 비례하여 설정될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 구간(4325)은 최대 점유 시간(4375)에 따라 결정된 정보를 이용하여 임의로 결정될 수 있다. 일례로, 최소 감지 시간과 최대 점유 시간에 따라 설정된 채널 감지 구간 사이의 값으로 임의로 설정될 수 있다. 채널 감지 구간(4325)에서 해당 비면허대역을 사용하는 다른 기기들이 감지되지 않을 경우, 즉, 상기 채널이 유휴 상태(idle channel, 4330)인 것으로 판단되었을 경우, 상기 기지국은 상기 채널을 점유하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 구간(4325)에서의 다른 기기 점유 여부에 대한 판단은, 사전에 정의되거나 설정된 기준 값을 이용하여 판단할 수 있다. 이때, 만일 채널 감지 구간(4325)에서 다른 기기가 상기 채널을 점유하였다고 판단될 경우, 상기 기지국은 연속적으로 채널 감지 동작을 수행하거나, 사전에 정의된 시간 이후에 다시 채널 감지 동작을 수행할 수 있다.
따라서, 만일 기지국이 채널 점유를 위하여 지속적으로 채널 감지 동작을 수행할 경우, 도43과 같이 서브프레임내의 특정 OFDM 심볼 구간에서 채널 감지를 종료하고 채널을 점유할 수 있다. 일반적으로 LTE 동작은 서브프레임 단위로 동작하므로, 서브프레임내의 일부 OFDM 심볼 구간에서 데이터 또는 제어 신호를 전송하기 어렵다. 하지만, 만일 상기와 같이 채널 감지 구간(4325)에서 채널 감지를 종료하고 상기 채널을 점유할 수 있는 기지국이 서브프레임#n+2(4355)에서부터 채널을 사용할 경우, 서브프레임#n+1구간의 6번째 OFDM 심볼부터 14번째 OFDM 심볼(4345)부터 다른 기기들이 상기 채널을 점유할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 채널 감지 구간(4325)이 종료된 시간부터 다음 서브프레임(서브프레임#n+2)의 첫 번째 OFDM 심볼 전송 직전까지, 즉, 구간(4345)에서 상기 기지국은 상기 채널 점유를 위한 신호(이하 점유 신호, 예약 신호와 혼용될 수 있다, 4340)을 전송할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 제1신호를 전송하기 이전에, 해당 비면허대역에 대한 채널 점유를 위하여 제2신호를 전송할 수 있다. 이때, 전송되는 제2신호는 채널 감지 구간의 종료 시점에 따라 전송되지 않을 수 있다. 이때, 상기 제2신호가 전송되는 시간은 채널 점유 시간에 포함될 수 있다. 따라서, 상기 도 43와 같이 적어도 하나의 서브프레임(4345)에서 채널 감지 동작을 수행하여야 하기 때문에, 채널 점유 시간 중 적어도 하나의 서브프레임을 데이터 전송에 사용할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명에서는 채널 감지 동작 종료 시점에 따라 상기 서브프레임을 활용할 수 있는 방법에 대해 기술한다.
제4-1실시예
비면허대역에서 전송 기기의 채널 감지 동작 시간은 상기 대역을 사용하는 인접 기기들의 채널 점유 상황에 따라 변할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 필요한 채널 감지 동작 시간을 설정하고, 설정된 시간 중 상기 대역을 다른 기기들이 점유하지 않고 있는 시간을 차감한다. 즉, 상기 설정된 시간이 0이 될 경우, 기지국은 상기 대역을 점유하여 사용할 수 있다. 만일, 기지국이 상기 설정 시간이 종료되기 전에 상기 대역을 다른 기기들이 점유하고 있다고 판단할 경우, 상기 설정 시간을 차감하지 않고, 채널 감지를 지속할 수 있다. 이후, 상기 대역을 다른 기기들이 점유하지 않고 있다고 판단할 경우, 기지국은 상기 시간을 다시 차감하며 채널 감지 동작을 수행한다. 따라서, 상기 대역을 점유하는 다른 기기들의 동작에 따라 상기 채널 감지 동작에 필요한 시간은 변할 수 있다. 이때, 상기와 같이 채널 감지 시간을 설정하고, 이를 차감하는 방식은 하나의 일례로 이에 국한되지 않으며 기지국 및 단말은 다양한 방법으로 채널 감지 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 도 43에서 설명한 것과 같이, 상기 기지국의 채널 감지 동작 종료 시점은 변할 수 있다. 즉, 하나의 서브프레임 내에서의 채널 감지 동작 종료 시점은 첫 번째 OFDM 심볼에서부터 마지막 OFDM 심볼까지 변할 수 있다. 만일, 첫 번째 OFDM 심볼에서 채널 감지 동작이 종료될 경우, 기지국은 도 43의 4340과 같이 상기 서브프레임의 나머지 OFDM 심볼(두 번째 OFDM 심볼에서 열네 번째 OFDM 심볼)에서 점유 신호를 전송하여, 다음 서브프레임부터 기지국과 단말간의 일반적인 데이터 송/수신 동작을 수행할 수 있다. 하지만, 상기와 같이 채널 감지 동작 및 채널 점유를 시작하는 서브프레임에서는 데이터 전송이 불가능하게 된다. 즉, 만약 일본과 같이 비면허대역의 최대 점유 시간이 4ms로 설정될 경우, 이 중 채널 감지 동작을 수행하는 하나의 서브프레임에서는 데이터 신호를 전송할 수 없으므로 자원을 효율적으로 활용할 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 채널 감지 동작이 종료 되는 시점에 따라, 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임에서 기지국이 단말에게 제어 정보 및 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 신호를 전송할 수 있는 방법을 기술한다. 이하, 실시예에서 상술하는 신호는 제어 정보, 데이터, 점유 신호 등을 적어도 하나 포함하는 신호를 의미한다.
또한 설명의 편의를 위해, P셀 또는 프라이머리 세컨더리 셀(primary secondary cell, PSCell 등과 혼용 가능하며 이하 PS셀)은 면허 대역의 반송파(carrier, 캐리어 등과 혼용 가능하다) 또는 기지국을 의미하고, S셀은 비면허대역의 반송파 또는 기지국을 의미한다. 또한, 상기와 같이 채널 감지 동작을 수행하고 있는 서브프레임을 감지 서브프레임 또는 센싱 서브프레임, 센싱구간 등으로 표현할 수 있다. 또한, 기지국, P셀, PS셀, 단말 등을 통상적으로 기기라고 표현할 수 있다.
상기 도 43의 4320과 같이 채널 감지 동작을 통해 해당 채널이 유휴 상태임을 확인 한 기지국은 그 즉시 상기 채널을 점유할 수 있다. 만약, 기지국이 서브프레임 내에서 사전에 설정한 기준 시간 이전에 상기와 같이 채널 점유를 시작할 수 있는 경우, 상기 기지국은 미리 설정된 제어 채널을 사용하여 단말에게 해당 서브프레임에 대한 제어 정보 및 해당 데이터 전송 동작을 수행할 수 있다. 만일, 기지국이 상기와 같이 설정한 시간 이후에 채널 점유를 시작하는 경우, 상기 기지국은 제어 정보 및 데이터 전송 동작 없이, 다음 서브프레임이 시작되기 전까지 점유 신호를 전송할 수 있다.
도 44는 본 발명에 따른 제4-1실시예를 도시한 도면이다. 도 44를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 서브프레임#n(4400)에서 채널 점유를 종료한 S셀에서 추가적인 신호 전송이 필요할 경우, S셀은 채널 감지 동작(4410)을 설정된 시간 동안 수행한다. 만일, 기 설정된 채널 감지 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태로 판단 될 경우, 상기 S셀은 즉시 채널을 점유하여 사용할 수 있다. 이때, 만일 S셀이 사전에 설정된 기준(4415) 시점에서 채널을 점유하여 사용할 수 있을 경우, 상기 기지국은 제2제어 채널 영역(4420)에서 일례로 EPDCCH를 전송하고 이를 이용하여, 단말에게 전송하는 데이터 또는 제어 정보 등을 포함하는 제1신호의 영역(4430)에서 일례로 향상된 PDSCH(enhanced PDSCH, EPDSCH) 또는 종래의 PDSCH를 전송할 수 있다. 이때, 상기 단말은 기지국으로부터 설정된 제2제어 채널에 관한 정보를 기반으로 기지국으로부터 수신 가능한 제2제어 채널 영역(4420)을 모니터링하여 상기 영역에서 제어 정보를 수신할 수 있다. 일례로, 기지국은 제2제어 채널을 통해 해당 영역에 대한 단말 스케줄링 정보를 전달하고, 단말은 상위 시그널링으로 설정된 제2제어 채널 수신 가능 영역을 블라인드 디코딩/검출(blind decoding/detection)하여 자신의 스케줄링 정보를 확인한다. 만약, 단말이 제2제어 채널 수신을 통해 자신의 스케줄링 정보를 획득한 경우, 상기 기지국이 설정한 스케줄링 정보에 따라 상기 단말은 상기 제1신호의 전송 영역(4430)에서 제1신호 검출 동작을 수행한다. 만약, 단말이 제2제어 채널 수신을 통해 자신의 스케줄링 정보를 획득하지 못한 경우, 상기 단말은 상기 전송 영역(4430)에 대한 제1신호 검출 동작을 수행하지 않을 수 있다.
만일, 기설정된 채널 감지 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태로 판단 되었으나 S셀이 사전에 설정된 기준 시점(4415)에서부터 채널을 점유하여 사용할 수 없을 경우, 기지국은 다음 서브프레임 시작 시점까지 채널 점유를 위해 제1신호와 다른 제2신호를 전송할 수 있다. 이때, 제2신호는 CRS, 위치 기준 신호(positioning RS, PRS), 동기 신호(주동기신호(primary synchronization signal, PSS) 및 부동기신호(secondary synchronization signal, SSS)) 등이 될 수 있으며 또는 새롭게 정의된 신호일 수 있다. 만약, 동기 신호가 제2신호로 사용될 경우, 해당 동기 신호가 S셀의 비면허대역에 대한 전체 대역 폭의 80%이상을 점유할 수 있도록 동기 신호를 주파수축으로 확장하여 사용될 수 있다. 즉, 현재 6RB의 대역폭에서 전송되도록 정의된 동기 신호를 해당 비면허대역의 대역폭 80%를 점유할 수 있도록 동일한 동기 신호가 주파수축으로 6RB 단위로 반복하여 설정되거나, 서로 다른 뿌리 시퀀스(root sequence)를 갖는 동기 신호가 적어도 하나 이상 6RB 단위로 전송되도록 추가로 설정할 수 있다.
이때, 만일 기설정된 채널 감지 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태로 판단되었으나 S셀이 사전에 설정된 기준 시점(4415) 이전부터 채널을 점유할 수 있을 경우, 상기 제2신호를 상기 설정 기준 시점(4415)까지 전송하여 채널을 점유 할 수 있다.
만일, 제1신호 전송 영역(4430)을 포함하여 서브프레임#n+2(4450)이 설정된 채널 점유 시간(이는 최대 점유 시간으로 이해될 수 있다)에 포함 될 경우, 기지국은 서브프레임#n+2(4450)을 별도의 채널 감지 동작 없이 바로 점유하여 사용할 수 있다. 즉, 채널 감지 동작이 필요한 서브프레임을 제외한 채널 점유 시간(이는 최대 점유 시간으로 이해될 수 있다) 이내의 서브프레임 영역에서는 단말은 제1제어 채널 영역(4440) 또는 제2제어 채널 영역(4460)에서 제어 정보를 수신할 수 있다. 즉, 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임 영역에서 단말은 제2제어 채널(4420) 영역을 모니터링 하여 제어 정보를 수신하고, 채널 점유 시간 이내에서 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임 영역에서는 기지국이 설정한 제1제어 채널 영역(4440) 또는 제2제어 채널 영역(4460)을 모니터링하여 상기 단말에 대한 제어 정보를 수신할 수 있다.
상기와 같은 동작을 위하여 상기 기지국은 단말에게 매 서브프레임마다 해당 서브프레임이 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임인지, 채널 점유 후 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임인지 등에 대한 S셀 서브프레임 상태 정보를 전달할 수 있다. 이때, 기지국은 면허대역인 P셀을 이용하여 상기 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 단말에게 전달하거나, 또 다른 S셀을 이용하여 상기 상태 정보를 단말에게 전달할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 P셀에서 상기 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 전달하는 것으로 설명할 것이나 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 상기 정보는 1비트 정보를 이용하여 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임과 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임으로 구분하여 단말에게 전달할 수 있고, 한 서브프레임당 2비트 이상의 정보를 이용하여, 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임 및 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임을 포함하여 추가적인 S셀 상태 정보, 일례로 유휴 서브프레임인지 여부 등을 추가적으로 알려 줄 수 있다. 또한 단말이 설정된 최대 점유 시간을 알고 있을 경우, 상기와 같은 S셀 서브프레임 상태 정보는 채널 감지 동작을 수행하지 않는 부 프레임들 중 첫 번째 서브프레임에서만 단말에게 전송할 수 있다. 이때, 상기 정보를 획득한 단말은 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 매 서브프레임마다 수신하지 않아도 설정된 채널 점유 시간(또는 최대 점유 시간)을 이용하여 S셀 서브프레임 상태 정보를 유추할 수 있다. 또한, 단말은 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보 없이도 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 획득할 수 있다.
만약, P셀에서 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 전달하지 않을 경우, 상기 단말은 S셀로부터 가능한 제어 정보의 영역을 모니터링하여 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한, 상기 단말은 S셀의 기준 신호에 대한 블라인드 검출(blind detection)를 통하여 상기 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 확인할 수 있다. 일례로, S셀 서브프레임에서 CRS에 대한 블라인드 검출 동작을 수행하여 CRS 존재 여부를 판단함으로써, 상기 서브프레임에 대한 기지국의 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 이때, CRS 뿐만 아니라, DMRS, 채널 상태 정보 기준 신호 (channel state information-RS, 이하 CSI-RS), PRS 등의 다른 기준 신호를 이용하여 상기와 같이 해당 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 즉, 단말은 해당 기준 신호 영역에 대한 수신 신호 크기를 측정하는 방법으로 기준 신호의 존재 여부를 판단할 수 있다. 또한, 단말은 수신한 신호를 디스크램블링/검출 후 기준 신호의 존재 여부를 확인할 수 있다.
또한 단말은, 서비스를 제공 받는 S셀에서의 물리 제어 포맷 지시자 채널 (physical control format indicator channel, PCFICH) 정보 포함 여부를 판단하여 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 즉, 단말은 상기 S셀로부터 PCFICH 정보를 획득할 경우, 해당 서브프레임이 점유 되었다고 판단할 수 있다. 상기와 같은 방법을 포함하여 다양한 방법을 통해 기지국의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다.
즉, 단말은 상기와 같이 기준 신호의 존재 여부를 판단하고 기준 신호가 존재하지 않는다고 판단될 경우 상기 S셀이 해당 서브프레임을 점유하지 않았다고 판단하는 등의 방법으로 기지국의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다. 만일, 단말이 상기 과정을 통해 기준 신호의 존재 여부를 판단하고 기준 신호가 존재한다고 판단될 경우, 단말은 상기 S셀이 해당 서브프레임을 점유하였다고 판단할 수 있다.
도 45는 서브프레임 상태 정보에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다. 도 45에 따르면, 단계 4501에서 단말은 면허대역 및 비면허대역에 대한 설정 정보를 수신한다. 단계 4502에서 단말은 면허대역 또는 또 다른 비면허대역으로부터 특정 비면허대역 상태 정보를 수신하거나, 상기 상태 정보 없이 기준 신호의 존재 여부 등을 단말이 판단하여 서브프레임 상태 정보를 획득한다. 단계 4503에서 단계 4502를 통해 획득된 비면허대역의 부 프레임 상태가 채널 감지 동작을 수행하고 있는 서브프레임일 경우 단계 4504에서 비면허 대역에서 설정된 제2제어 채널 수신 영역에 대한 모니터링을 수행한다. 단계 4504에서 획득된 제어 채널 정보에 따라 단말은 단계 4505에서 데이터를 수신할 수 있다. 만약, 단계 4503에서 단계 4502를 통해 획득된 비면허대역의 서브프레임 상태가 채널 감지를 수행하지 않는 서브프레임, 일례로 채널 점유 구간일 경우, 비면허대역에서 설정된 제1제어 채널 수신 영역 또는 제2제어 채널 수신 영역에서 단말은 모니터링 동작을 수행하고, 수신된 제어 채널 정보에 따라 단계 4507에서 데이터를 수신할 수 있다. 만일 단계 4503에서 단계 4502를 통해 획득된 비면허대역의 서브프레임 상태가 유휴 상태일 경우 단계 4506 및 4507은 생략될 수 있다.
상기 도 44와 같이 제어 정보 및 데이터 전송 동작 수행 가능 여부를 판단하는 기준 시점(4415)은 다음과 같이 설정될 수 있다.
기지국은 단말에게 설정한 제2제어 정보 전송 시작 심볼을 이용하여 상기와 같이 제어 정보 및 데이터 전송 동작 수행 가능 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상위 시그널링을 통해 기지국-단말간 설정된 제2제어 채널 전송 시작 OFDM 심볼을 기준으로, 적어도 상기 시작 OFDM 심볼 또는 상기 시작 OFDM 심볼 이전에 상기 채널 점유를 시작하는 경우, 상기 S셀은 해당 서브프레임에서 제2제어 채널 및 데이터 전송 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제2제어 채널은 EPDCCH를 포함하거나 또는 새로 정의된 제어 채널 및 종래의 기준 신호 및 새로 정의된 기준 신호를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이때, 기지국과 단말은 P셀의 제1제어 채널 전송 영역을 기준으로 상기와 같이 제어 정보 및 데이터 전송 동작 수행 가능 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상위 시그널링을 통해 설정된 제1제어 채널 전송 영역 또는, P셀의 PCFICH를 통해 설정된 제1제어 채널 전송 영역을 기준으로, 적어도 상기와 같이 설정된 제1제어 채널 전송 영역 바로 다음 OFDM 심볼에서 채널을 점유할 수 있을 경우, 상기 S셀 서브프레임에서 제2제어 채널 및 데이터 전송 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제1제어 채널은 PDCCH를 포함하거나 새로 정의 된 제어 채널일 일 수 있다.
도 46은 제2제어 채널 전송 시작 심볼을 이용하여 기준 시점을 설정하는 기지국 동작을 도시한 도면이다. 도 46에 따르면, 단계 4601에서 P셀 또는 S셀에서 비면허대역에 대한 제2제어 채널 전송 시작 OFDM 심볼을 설정한다. 단계 4602에서 S셀은 채널 점유를 위하여 해당 채널에 대한 채널 감지 동작을 수행한다. 만약, 단계 4602에서 해당 채널이 유휴 상태임을 판단한 S셀은 그 즉시 해당 채널을 점유할 수 있다. 이때, 채널 점유를 시작하는 시간에 따라 단계 4601에서 설정한 제어 채널 전송 시작 심볼에서 제어 채널이 전송 가능한지 판단한다. 만일, 단계 4601에서 설정한 제어 채널 전송 시작 심볼부터 채널 점유가 가능하다고 판단될 경우, 상기 S셀은 단계 4604에서 단말에게 제2제어 채널 및 데이터를 전송할 수 있다. 만일, 상기 단계 4603에서 단계 4601에서 설정한 제어 채널 전송 시작 OFDM 심볼에서 채널 점유가 불가능하다고 판단 될 경우, 상기 SCell은 다음 서브프레임까지 채널 점유를 위한 제2신호를 전송할 수 있다.
제4-2실시예
채널 감지 동작을 통해 해당 채널이 유휴 상태임을 확인한 기지국은 즉시 상기 채널을 점유할 수 있다. 이때, 기지국은 기설정된 채널 감지 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태로 판단 될 경우 즉시 채널을 점유하여 사용하기 때문에, 채널 점유는 서브프레임 내 어떠한 OFDM 심볼에서도 시작될 수 있다. 따라서, 채널 점유가 시작되는 OFDM 심볼 위치에 따라 단말에게 상기 채널 점유에 대한 정보를 알려 줄 수 없다. 다시 말해, 채널 감지 동작을 수행하고 있는 서브프레임에서는 채널 점유가 시작되는 OFDM 심볼 위치가 P셀 또는 S셀의 PDCCH 또는 EPDCCH 전송 시작 시점 이후일 경우, 채널 점유 여부에 대해 기지국은 단말에게 별도의 시그널링을 통해 상기 채널 점유에 대한 정보를 알려 줄 수 없다. 이때, 채널 감지 동작을 수행하고 있는 서브프레임에서 채널을 점유하였을 경우, 상기 서브프레임 이후에 해당하는 서브프레임들은 면허대역인 P셀에서 해당 S셀의 채널 점유 여부를 알려 줄 수 있다. 하지만, 만약, P셀에서 해당 S셀의 채널 점유 여부를 별도의 시그널링으로 알려 줄 수 없을 경우, 상기 단말은 상기 제4-1실시예와 같이 S셀로부터 가능한 제어 채널의 영역을 모니터링하여 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한, 상기 단말은 S셀의 기준 신호에 대한 블라인드 검출 을 통하여 상기 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 확인할 수 있다. 일례로, S셀 서브프레임에서 CRS에 대한 블라인드 검출 동작을 수행하여 CRS 존재 여부를 판단함으로써, 상기 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 이때, CRS 뿐만 아니라, DMRS, CSI-RS, PRS 등의 다른 기준 신호를 이용하여 상기와 같이 해당 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 즉, 단말은 해당 기준 신호 영역에 대한 수신 신호의 크기를 측정하여 기준 신호의 존재 여부를 판단할 수 있다. 또한, 단말은 수신한 신호를 디스크램블링/검출 후 기준 신호의 존재 여부를 확인할 수 있다. 또한 단말은 S셀의 PCFICH 정보 포함 여부를 판단하여 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 즉, 단말은 만일 PCFICH 정보를 획득할 경우, 해당 서브프레임이 점유 되었다고 판단할 수 있다. 상기와 같은 방법을 포함하여 다양한 방법을 통해 기지국의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다.
도 47은 기준 신호 등과 같이 기사용되고 있는 신호를 이용하여 기지국의 채널 점유 여부를 확인하는 일례를 도시한 도면이다. 도 47을 기반으로 기지국의 채널 점유 여부를 확인하는 경우를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 만일, 채널 감지 동작을 통해 기지국이 3번째 OFDM 심볼에서 채널 감지 동작을 종료하고 4번째 심볼(4701)에서부터 채널을 점유하여 사용할 수 있다고 가정한다. 이때, 단말은 기사용 중인 기준 신호(일례로 CRS(4703과 4704)를 이용한다면)를 이용하여 채널 점유 여부를 판단할 수 있다. 즉, 기준 신호 4703과 4704을 이용하여 기준 신호 존재 여부를 판단한 단말은 만약 기준 신호가 존재할 경우 기지국이 점유 가능한 영역 중 가장 처음 감지 가능한 기준 신호가 존재하는 OFDM 심볼(즉 5번째 심볼)에서부터 기지국이 채널을 점유하였다고 판단 할 수 있다. 즉, 만일 S셀에서 기준 신호가 존재하지 않는 심볼(4번째 OFDM 심볼)에서 기지국이 채널을 점유하기 시작하였을 경우, 단말은 이를 올바르게 판단할 수 없다. 또한, 기준 신호 4703은 채널 감지 동작을 수행하는 구간에 위치해 있으므로 기지국으로부터 전송되지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 채널 점유 시작 시점을 단말이 정확하게 판단할 수 있도록 하기 위한 방법을 기술한다.
이를 해결하기 위해, 기지국은 사전에 단말과 미리 정의된 제3신호를 채널 점유 시작 시점에 전송할 수 있다. 제3신호는 동기 신호와 같은 프리앰블 구조의 신호를 포함하여, CRS 등과 같은 기준 신호 형태를 포함하거나 또는 새롭게 정의된 신호일 수 있다. CRS와 같은 기준 신호를 일례로 설명하면 아래와 같다. 이때, CRS는 하나의 예시일 뿐, CRS를 포함하여 다른 제3신호 역시 적용 가능하다.
앞서 도 47을 이용하여 설명한 것과 같이 만일 기지국이 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼에서부터 채널을 점유하여 사용할 수 있을 경우, 채널 점유를 시작하는 심볼에 4705와 같이 CRS를 추가하여 전송할 수 있다. 이때, 추가되는 CRS(4705)로 채널 점유 시작 심볼 이전 CRS 중 가장 근접한 CRS(4703)를 사용할 수 있다. 즉, 추가되는 CRS 신호(4705)로는 채널 점유 시점 전 전송되지 않은 CRS 신호(4703)에 해당하는 신호를 그대로 적용할 수 있다. 또는, 채널 점유 시작 심볼에 해당하는 심볼 인덱스를 이용하여 CRS를 새롭게 생성할 수 있다. 즉, CRS 생성 초기값으로 해당 채널 점유 시작 심볼 인덱스를 이용하여 신호를 생성할 수 있다.
도 48은 기준 신호 등과 같이 기사용되고 있는 신호를 이용하여 기지국의 채널 점유 여부를 확인하는 또다른 일례를 도시한 도면이다. 만일, 채널 점유 시작 심볼이 기사용되는 CRS 심볼 위치와 동일한 경우, 예를 들어 도 48에서의 다섯 번째 OFMD 심볼(4801)과 같을 경우, 새로운 CRS(4805) 추가 없이 기존에 사용하는 CRS(4804)만 전송하거나, 새로운 CRS(4805)를 채널 점유 시작 심볼인 다섯 번째 OFDM 심볼에 추가적으로 전송할 수 있다.
보다 효율적인 단말 동작을 위하여 상기 기지국은 단말에게 매 서브프레임마다 해당 서브프레임이 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임인지, 채널 점유 후 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임인지 등에 대한 S셀 서브프레임 상태 정보를 전달 할 수 있다. 이때, 상기 기지국은 면허 대역인 P셀을 이용하여 상기 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 단말에게 전달할 수 있다. 상기 정보는 1비트 정보를 이용하여 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임과 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임으로 구분하여 단말에게 전달할 수 있고, 각 서브프레임당 2비트 이상의 정보를 이용하여, 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임 및 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임을 포함하여 추가적인 S셀 상태 정보, 예를 들어 유휴 서브프레임, 등을 추가적으로 단말에게 알려줄 수 있다. 또한 단말이 설정된 최대 점유 시간을 알고 있을 경우, 상기와 같은 S셀 서브프레임 상태 정보는 채널 감지 동작을 수행하지 않는 서브프레임들 중 첫 번째 서브프레임에서만 단말에게 전송될 수 있다. 이때, 상기 정보를 획득한 단말은 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보의 수신 없이도 설정된 채널 점유 시간을 이용하여 S셀 서브프레임 상태 정보를 유추할 수 있다.
만약, P셀에서 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보를 전달하지 않을 경우, 상기 단말은 S셀 부 프레임에서 상기 제3신호로 설정된 신호를 검출하여 S셀 서브프레임에 대한 상태 정보 및 채널 점유 시작 시점을 판단할 수 있다. 일례로, CRS를 제3신호로 설정하였을 경우, 단말은 기지국의 채널 점유 여부를 판단하기 위하여 S셀 서브프레임에서 CRS에 대한 블라인드 검출 동작을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 제3신호로 추가된 CRS를 포함하여 기존의 CRS를 검출하여 CRS 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말은 해당 기준 신호 및 제3신호 영역에 대한 수신 신호 크기를 측정하여 기준 신호의 존재 여부를 판단하여 기준 신호 및 제3신호 존재 여부를 판단할 수 있다. 또한, 단말은 수신한 신호를 디스크램블링/검출 후 기준 신호 및 제3신호의 존재 여부를 확인할 수 있다. 만일, 상기 과정을 통해 기준 신호 및 제3신호가 존재하는 것으로 판단되었을 경우, 단말은 기지국이 해당 채널을 점유 하였다고 판단할 수 있다. 또한, 해당 서브프레임에서 기준 신호 또는 제3신호가 존재하는 것으로 판단된 심볼 위치를 통해 단말은 기지국의 채널 점유 시작 심볼 위치를 판단할 수 있다. 즉, 단말은 기준 신호 또는 제3신호의 존재가 확인 된 OFDM 심볼 중에서 가장 빠른 OFDM 심볼 위치를 채널 점유 시작 심볼 위치로 판단 할 수 있다.
이때, 단말은 CRS 뿐만 아니라, DMRS, CSI-RS, PRS 등의 다른 기준 신호 및 제3신호를 이용하여 상기와 같이 해당 서브프레임에 대한 채널 점유 여부 및 채널 점유 시작 심볼을 확인 할 수 있다.
또한 단말은 S셀의 PCFICH 정보 포함 여부를 판단하여 서브프레임에 대한 채널 점유 여부를 확인 할 수 있다. 즉, 단말은 만일 PCFICH 정보를 획득할 경우, 해당 서브프레임이 가장 첫 번째 심볼부터 점유 되었다고 판단할 수 있다. 상기와 같은 방법을 포함하여 다양한 방법을 통해 단말은 기준 신호 존재 여부, 채널 점유 여부 및 채널 점유 시작 심볼을 판단할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 49은 본 발명의 실시예에 따른 비면허대역을 사용하는 기지국에서 제어 채널 및 서브프레임 상태 정보 전송, 채널 점유 시작 심볼 등을 단말에게 전달하여 단말이 상기 기지국의 상기 대역 채널 점유 여부를 확인할 수 있도록 하기 위한 기지국의 장치도이다.
기지국의 수신기(4920)는 기지국, 단말 등으로부터 신호를 수신하거나, 기지국, 단말 등으로부터의 채널을 측정하는 기능뿐만 아니라, 기지국 제어기(4900)을 통해 설정된 채널 감지 동작에 대한 파라미터를 이용하여 비면허대역의 채널을 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 수신기(4920)에서 감지된 비면허대역에 대한 정보를 이용하여 기지국 제어기(4900)은 상기 비면허대역이 유휴 상태인지 아닌지를 판단할 수 있다. 만일, 판단된 비면허대역이 유휴 상태일 경우 기지국의 제어기(4900)는 기지국의 송신기(4910)에서 채널 점유를 위한 신호 또는 특정 단말에 대한 제어 채널 및 데이터 채널 정보를 전송할 수 있다. 만약, 판단된 비면허대역이 유휴 상태가 아닐 경우, 기지국의 제어기(4900)은 기지국의 수신기(4920)에서 채널 감지 동작을 수행하도록 설정할 수 있다.
기지국의 제어기(4900)는 특정 단말에 대한 PDCCH/EPDCCH 등과 같은 제어 채널 전송 파라미터 설정, 다양한 종류의 기준 신호 전송 파라미터 설정, PDSCH/EPDSCH 스케줄링 등을 포함하여 기지국과 단말간 설정 또는 전달이 필요한 파라미터 등의 일부 또는 전부를 결정할 수 있다. 상기 제어기(4900)이 설정한 기지국 단말 간의 파라미터들은 송신기(4910)을 이용하여 단말에 통보될 수 있다.
도 50는 본 발명에서 제안하는 기지국의 채널 점유 상태 판단을 수행하는 단말의 장치도이다. 도 50에서 단말기의 제어기(5000)는, 수신기(5020)를 이용하여 기지국으로부터 면허대역 및 비면허대역에서의 신호 전송을 위한 기지국-단말간의 설정 정보를 수신하고, 수신된 설정 값에 따라 비면허대역을 사용한다. 상기 제어기(5000)은 수신기(5020)을 통해 수신받은 기지국이 설정한 채널 감지 동작을 수행하는 서브프레임에서의 스케줄링 가능 여부를 판단하는 설정값, 기지국의 채널 점유 시작 심볼에 전송하는 신호에 대한 설정값, 기지국이 면허대역 또는 다른 비면허대역을 이용하여 단말에게 전송할 수 있는 비면허대역 상태 정보 등 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 해당 비면허대역의 상태 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 제어기(5000)은 상기 수신기(5020)이 수신한 제어 정보로부터 PDSCH/EPDSCH 스케줄링 정보를 판단할 수 있다. 또한 상기 제어기(5000)은 상기 수신기(5020)을 통해 상기 PDSCH/EPDSCH를 수신하여, 상기 PDSCH/EPDSCH를 복호화하는 복호화기를 포함할 수 있다
<제5 실시예>
본 발명에서는 복수개의 기지국(evolved node B, 이하 eNB와 혼용할 수 있다) 송신안테나를 이용하여 MIMO 전송을 수행하는 이동 통신 시스템에서 단말이 채널 상태 정보를 생성하기 위해서 간섭을 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.
이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 최근 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution Advanced), 3GPP2(Third Generation Partnership Project 2)의 HRPD(High Rate Packet Data), 그리고 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다. 특히 LTE 시스템은 고속 무선 패킷 데이터 전송을 효율적으로 지원하기 위하여 개발된 시스템으로 다양한 무선접속 기술을 활용하여 무선시스템 용량을 최대화한다. LTE-A 시스템은 LTE 시스템의 진보된 무선시스템으로 LTE와 비교하여 향상된 데이터 전송능력을 가지고 있다.
상기 LTE는 일반적으로 3GPP 표준단체의 릴리즈(release) 8 또는 9에 해당하는 기지국 및 단말 장비를 의미하며 LTE-A는 3GPP 표준단체의 릴리즈 10에 해당하는 기지국 및 단말 장비를 의미한다. 3GPP 표준단체에서는 LTE-A 시스템의 표준화 이후에도 이를 기반으로 하며 향상된 성능을 갖는 후속 릴리즈에 대한 표준화를 진행하고 있다.
HSDPA, HSUPA, HRPD, LTE/LTE-A 등의 현존하는 3세대 및 4세대 무선 패킷 데이터 통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위해 적응 변조 및 부호(adaptive modulation and coding, 이하 AMC) 방법과 채널 감응 스케줄링(channel sensitive scheduling) 방법 등의 기술을 이용한다. 상기의 AMC 방법을 활용하면 송신기는 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉 채널 상태가 좋지 않으면 전송하는 데이터의 양을 줄여서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 맞추고, 채널 상태가 좋으면 전송하는 데이터의 양을 늘려서 수신 오류 확률은 원하는 수준에 맞추면서도 많은 정보를 효과적으로 전송할 수 있다. 상기의 채널 감응 스케줄링 자원 관리 방법을 활용하면 송신기는 여러 사용자 중에서 채널 상태가 우수한 사용자를 선택적으로 서비스하기 때문에 한 사용자에게 채널을 할당하고 서비스해주는 것에 비해 시스템 용량이 증가한다. 이와 같은 용량 증가를 소위 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity) 이득이라 한다. 요컨대 상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은 수신기로부터 부분적인 채널 상태 정보를 피드백(feedback) 받아서 가장 효율적이라고 판단되는 시점에 적절한 변조 및 부호 기법을 적용하는 방법이다.
상기와 같은 AMC 방법은 다중 사용자 입출력(multiple input multiple output, 이하 MIMO) 전송방식과 함께 사용될 경우 전송되는 신호의 공간 레이어(spatial layer)의 개수 또는 rank를 결정하는 기능도 포함할 수 있다. 이 경우 AMC 방법은 최적의 데이터 레이트(data rate)를 결정하는데 단순히 부호화율과 변조방식만을 생각하지 않고 MIMO를 이용하여 몇 개의 레이어(layer)로 전송할지도 고려하게 된다.
최근 2세대와 3세대 이동 통신 시스템에서 사용되던 다중 접속 방식인 CDMA(Code Division Multiple Access)을 차세대 시스템에서 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)으로 전환하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 3GPP와 3GPP2는 OFDMA를 사용하는 진화 시스템에 관한 표준화를 진행하기 시작하였다. CDMA 방식에 비해 OFDMA 방식에서는 용량 증대를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나는 주파수 축 상에서의 스케줄링(frequency domain scheduling)을 수행할 수 있다는 것이다. 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이 채널이 주파수에 따라 다른 특성을 활용하면 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.
도 51은 LTE/LTE-A 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 도시하는 도면이다.
상기 도 51에서 기지국이 단말(user equipment, 이하 UE와 혼용 가능하다)에게 전송하는 무선자원은 주파수축 상에서는 자원 블록(resource block, 이하 RB) 단위로 나누어지며 시간축 상에서는 서브프레임(subframe) 단위로 나누어진다. 상기 RB는 LTE/LTE-A 시스템에서 일반적으로 12개의 부반송파(subcarrier, 서브캐리어와 혼용 가능하다)로 이루어지며 180kHz의 대역을 차지한다. 반면 서브프레임은 LTE/LTE-A 시스템에서 일반적으로 14개의 OFDM 심볼(symbol)구간으로 이루어지며 1msec의 시간구간을 차지한다. LTE/LTE-A 시스템은 스케줄링을 수행함에 있어서 시간축에서는 서브프레임(subframe) 단위로 자원을 할당할 수 있으며 주파수축에서는 RB 단위로 자원을 할당할 수 있다.
도 52는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크 신호를 전송시 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 RB의 무선 자원을 나타내는 도면이다.
상기 도 52에 도시된 무선자원은 시간축 상에서 한 개의 서브프레임으로 이루어지며 주파수축 상에서 한 개의 RB로 이루어진다. 이와 같은 무선 자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파로 이루어지며 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치를 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 52의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소(resource element, 이하 RE)라 한다.
상기 도 52에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.
1. 셀 특정 기준 신호(cell specific reference signal, 이하 CRS): 한 개의 셀(cell)에 속한 모든 단말을 위하여 전송되는 기준 신호이다.
2. 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준 신호이며 물리 하향링크 공용 채널(physical downlink shared channel, 이하 PDSCH)에 실린 정보를 복원하기 위한 채널 추정을 수행하는데 이용된다. 한 개의 DMRS 안테나 포트(antenna port)는 이와 연결된 PDSCH 레이어와 동일한 프리코딩(precoding)이 적용되어 전송된다. PDSCH의 특정 레이어를 수신하고자 하는 단말은 해당 레이어와 연결된 DMRS 안테나 포트를 수신하여 채널 추정을 수행한 후 이를 이용하여 해당 레이어에 실린 정보를 복원한다.
3. PDSCH: 하향링크로 데이터를 전송하는 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 52의 데이터 영역에서 기준 신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송된다.
4. 채널 상태 정보 기준 신호(channel status information reference signal, 이하 CSI-RS): 한 개의 셀에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준 신호이며, 채널상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 셀에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있다.
5. 제로 파워 CSI-RS(zero power CSI-RS): CSI-RS가 전송되는 위치에서 실제 신호가 전송되지 않는 것을 의미한다.
6. 간섭 측정 자원(interference measurement resource, 이하 IMR): CSI-RS가 전송되는 위치에 해당하며 상기 도 52에서 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J 중 하나 또는 복수의 위치를 IMR로 설정할 수 있다. 단말은 IMR로 설정된 RE들에서 수신되는 모든 신호를 간섭이라고 가정하고 간섭 측정을 수행한다.
7. 기타 제어 채널 (물리 하이브리드-ARQ 지시자 채널(physical hybrid-ARQ indicator channel, 이하 PHICH), 물리 제어 포맷 지시자 채널 (physical control format indicator channel, 이하 PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널 (physical downlink control channel, 이하 PDCCH)): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어 정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ(하이브리드 자동 반복 요청, hybrid automatic repeat request)를 운용하기 위한 긍정 수신 확인/부정 수신 확인(acknowledgement/negative acknowledgement, 이하 ACK/NACK)을 전송한다.
상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 서로 다른 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭 없이 수신될 수 있도록 제로 파워 CSI-RS을 설정할 수 있다. 상기 제로 파워 CSI-RS는 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 제로 파워 CSI-RS는 또 다른 용어로 뮤팅(muting)이라고 불리기도 한다. 제로 파워 CSI-RS의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송 전력을 가진 신호가 송신되지 않기 때문이다.
상기 도 52에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 제로 파워 CSI-RS도 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나 포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE를 이용해 전송될 수 있다. 안테나 포트의 수가 2개일 경우 상기 도 52에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나 포트의 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나 포트의 수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 제로 파워 CSI-RS의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, 제로 파워 CSI-RS는 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 제로 파워 CSI-RS의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.
또한 상기 도 52의 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J는 각각 IMR로 설정될 수도 있다. 특정 단말에게 IMR을 설정할 경우 해당 단말은 설정된 IMR에 속한 RE들에서 수신되는 신호를 간섭 신호라고 가정한다. IMR의 용도는 단말로 하여금 간섭의 세기를 측정할 수 있도록 하는데 있다. 즉, 단말은 자신에게 설정된 IMR에 속한 RE들에서 수신되는 신호의 세기를 측정하여 간섭의 세기를 판단하는 것이다.
도 53은 IMR의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 53은 IMR이 적용된 두 개의 기지국에서 전송되는 신호를 도시한 것이다. 도 53에서 기지국 A는 셀 A내에 위치하는 단말에 대하여 IMR C를 설정한다. 또한 기지국 B는 셀 B내에 위치하는 단말에 대하여 IMR J를 설정한다. 즉, 셀 A내에 위치하는 단말들은 기지국 A에서 전송하는 PDSCH를 수신하게 되는데 이를 위하여 기지국 A로 채널 상태 정보를 통보해야 한다. 단말은 상기 채널 상태 정보를 생성하기 위해서는 채널의 Es/(Io+No) (신호 에너지 대 간섭 및 잡음 세기)를 측정할 수 있어야 한다. 상기 IMR은 단말이 간섭 및 잡음 세기를 측정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 상기 도 53에서는 기지국 A와 기지국 B가 동시에 신호를 전송할 경우 서로에게 간섭을 발생시킨다. 즉, 기지국 B에서 전송되는 신호는 기지국 A로부터 전송되는 신호를 수신하고 있는 단말에게 간섭으로 작용한다. 또한 기지국 A에서 전송되는 신호는 기지국 B로부터 전송되는 신호를 수신하고 있는 단말에게 간섭으로 작용한다.
상기 도 53에서 기지국 A는 셀 A내에 위치한 단말이 기지국 B가 발생하는 간섭을 측정하도록 IMR C를 해당 단말에게 설정한다. 또한 기지국 A는 IMR C의 위치에서 신호를 전송하지 않는다. 결과적으로 단말이 IMR C에서 수신하는 신호는 5300 및 5310과 같이 기지국 B에서 전송한 신호이다. 즉, 단말은 IMR C에서 기지국 B에서 전송한 신호만을 수신하게 되며 이 신호에 대한 수신세기를 측정하여 기지국 B에서 발생하는 간섭의 세기를 판단할 수 있게 된다. 마찬가지로 기지국 B는 셀 B내에 위치한 단말이 기지국 A가 발생하는 간섭을 측정하도록 IMR J를 해당 단말에게 설정한다. 또한 기지국 B는 IMR J의 위치에서 신호를 전송하지 않는다.
상기 도 53과 같이 IMR을 이용할 경우 단말은 다른 기지국 또는 전송지점(transmission point, TP)에서 발생되는 간섭의 세기를 효과적으로 측정할 수 있다. 즉 복수의 셀이 공존하는 다중셀 이동통신 시스템 또는 분산안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)에서 상기 IMR을 활용하여 인접 셀에서 발생되는 간섭의 세기 또는 인접 전송지점에서 발생되는 간섭의 세기를 효과적으로 측정할 수 있다. 반면 이와 같은 IMR은 다중 사용자 다중 입출력(multi-user MIMO, 이하 MU-MIMO) 간섭의 세기를 효과적으로 측정할 수 없다는 한계가 있다.
LTE 시스템에서는 복수의 송수신 안테나를 활용하는 MIMO 전송을 지원한다. MIMO은 복수개의 송수신 안테나를 통한 순간적인 채널에 맞추어 공간적으로 정보를 다중화하여 전송하는 것이다. MIMO 전송은 한 개의 시간 및 주파수 자원에 복수의 데이터 스트림(data stream)를 공간적으로 다중화하여 보낼 수 있기 때문에 기존의 MIMO 전송이 아닌 전송 방식(non-MIMO)과 비교할 때 데이터 전송률을 몇 배 증가시킬 수 있다. LTE 릴리즈 11에서는 최대 8개의 송신안테나와 최대 8개의 수신안테나 사이에서 이루어지는 MIMO 전송을 지원한다. 이와 같은 경우 최대 8개의 데이터 스트림을 공간적으로 다중화하여 보낼 수 있게 되며 최대 데이터 전송률을 non-MIMO와 비교하여 8배로 높일 수 있다.
일반적으로 MIMO는 한 개의 단말에게 공간적으로 다중화된 복수개의 데이터 스트림 을 전송하는 단일 사용자 MIMO(single user MIMO, SU-MIMO)와 복수의 단말에게 동시에 공간적으로 다중화된 복수개의 데이터 스트림을 전송하는 MU-MIMO로 구분된다. SU-MIMO에서는 공간적으로 다중화된 복수개의 데이터 스트림이 한 개의 단말에게 전송되지만 MU-MIMO에서는 공간적으로 다중화된 복수개의 데이터 스트림이 복수의 단말에게 전송된다. MU-MIMO에서는 기지국은 복수의 데이터 스트림을 전송하며 각 단말은 기지국이 전송한 복수의 데이터 스트림 중 하나 이상의 데이터 스트림을 수신하게 된다. 이와 같은 MU-MIMO는 기지국의 송신안테나가 단말의 수신안테나보다 많을 경우 특히 유용하다. SU-MIMO의 경우 공간적으로 다중화할 수 있는 데이터 스트림의 최대 개수가 min(NTx, NRx)에 의하여 제한된다. 여기서 NTx는 기지국의 송신안테나 수이며 NRx는 단말의 수신안테나 수이다. 반면 MU-MIMO의 경우 공간적으로 다중화할 수 있는 데이터 스트림의 최대 개수가 min(NTx, NMS×NRx)에 의하여 제한된다. 여기서 NMS는 단말의 개수에 해당된다.
상기 도 53에서 단말은 IMR을 이용해 다른 기지국 또는 전송지점에서 발생되는 간섭의 세기를 효과적으로 측정할 수 있는 반면에 동일한 기지국 또는 전송지점 내에서 발생하는 MU-MIMO 간섭의 세기를 효과적으로 측정할 수 없다.
일반적으로 다중셀 이동통신 시스템에서 단말이 수신하는 신호는 다음과 같은 수학식으로 표현할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112015107543291-pat00071
상기 수학식 7에서
Figure 112015107543291-pat00072
는 k번째 서브프레임에서 i번째 기지국 또는 전송지점에서 j번째 단말에게 할당한 송신 전력이다. 또한
Figure 112015107543291-pat00073
는 k번째 서브프레임에서 i번째 기지국 또는 전송지점과 j번째 단말 사이의 무선 채널과 MIMO 송신을 위한 안테나 프리코딩이 결합된 결과이다. 또한
Figure 112015107543291-pat00074
는 k번째 서브프레임에서 i번째 기지국 또는 전송지점에서 j번째 단말에게 전송한 송신 신호이다. 마지막으로
Figure 112015107543291-pat00075
는 k번째 서브프레임에서 i번째 기지국 또는 전송지점이 하향링크 자원을 할당한 단말의 집합이다.
Figure 112015107543291-pat00076
의 포함된 단말의 수가 1일 경우 해당 기지국 또는 전송지점은 SU-MIMO로 신호를 전송하는 것이며
Figure 112015107543291-pat00077
의 크기가 2 이상일 경우 MU-MIMO로 신호를 전송하는 것이다. 상기 수학식 7에서 0번째 기지국의 0번째 단말 입장에서 수학식 7을 다시 정리하면 다음과 같다.
[수학식 8]
Figure 112015107543291-pat00078
상기 수학식 8에서 0번째 기지국이 0번째 단말에게 전송한 신호 성분은
Figure 112015107543291-pat00079
이며 다른 기지국에서 발생하는 간섭 성분은
Figure 112015107543291-pat00080
이다. 상기 다른 기지국에서 발생하는 간섭 성분
Figure 112015107543291-pat00081
은 도 53의 IMR을 이용하여 측정할 수 있다. 반면 0번째 eNB가 0번째 단말이 아닌 다른 단말을 위하여 전송하는
Figure 112015107543291-pat00082
는 해당 기지국에서 데이터를 수신한 0번째 단말에게 MU-MIMO 간섭을 발생시킨다. 이와 같은 MU-MIMO 간섭은 상기 IMR을 이용하여 측정할 수 없다.
MU-MIMO 간섭을 IMR을 이용하여 측정할 수 없는 이유는 MU-MIMO 간섭을 발생시키는 기지국에서 IMR에 신호를 전송하지 않기 때문이다. 즉, 상기 도 53에서 IMR의 구동 원리상 기지국 A는 MU-MIMO로 복수개의 단말에게 신호를 전송하는 경우에 IMR C에 신호를 전송하지 않는다. 이 경우 기지국 A의 하향링크에 대한 채널 상태 정보를 결정하는 단말은 IMR C에서 기지국 B가 발생시키는 간섭은 효과적으로 측정할 수 있지만 기지국 A에서 발생되는 MU-MIMO 간섭은 측정할 수 없게 된다.
단말이 채널 상태 정보를 결정함에 있어서 MU-MIMO 간섭을 정확하게 측정하지 못 하는 상황에 기지국이 MU-MIMO 전송을 해당 단말을 포함한 복수의 단말에게 송신할 경우 최적화되지 못한 시스템 성능을 얻게 된다. 최적화되지 못한 시스템 성능을 얻는 이유는 기지국이 효과적으로 링크 적응(link adaptation)을 수행하지 못하기 때문이다. 상기 링크 적응이라 함은 단말의 채널 상태에 맞는 데이터 레이트 를 할당하는 것으로 LTE와 같은 이동통신 시스템에서는 이를 단말이 전송한 채널 상태 정보를 기반으로 수행된다. 문제는 단말이 MU-MIMO 간섭을 측정하지 못함에 따라 기지국에 통보하는 채널 상태 정보가 MU-MIMO를 전송하는 경우에 적합하지 않게 되어 효과적인 링크 적응이 이루어지기 힘들다는 점이다.
상기와 같이 채널 상태 정보에 MU-MIMO 간섭의 영향을 반영하지 못하여 성능 저하가 특히 심하게 발생하는 경우는 매시브(Massive) MIMO 또는 전차원 다중 입출력(full dimension MIMO, 이하 FD-MIMO)와 같이 다수의 단말에게 동시에 MU-MIMO 전송을 수행하는 이동통신 시스템에서다.
매시브 MIMO 또는 FD-MIMO는 기지국에서의 송신안테나 개수가 수십에서 수백개에 달한다. 또한 시스템 성능 향상을 위하여 다중화할 수 있는 데이터 스트림의 개수를 종래 LTE 시스템과 비교하여 대폭 증가시켜야 한다. 이와 같은 목적으로 FD-MIMO를 지원하는 이동통신 시스템은 MU-MIMO를 활용하여 동시에 다수의 단말에게 동시 전송을 수행할 수 있어야 한다.
도 54는 FD-MIMO를 지원하는 기지국을 도시한 도면이다.
도 54에서 기지국은 5400과 같이 다수의 송신안테나로 복수의 단말에게 신호를 동시에 송신한다. 다수의 송신안테나는 일례로 2차원적인 평면 구조를 갖는 안테나 패널(2-D antenna array panel)로 구성될 수 있으며 각 안테나는 5410과 같이 다른 안테나들과 파장의 길이의 함수에 해당하는 거리를 가지며 배치된다. 상기 다수의 안테나 집합에 해당하는 5400을 이용하여 기지국은 복수의 단말에게 고차원 다중 사용자 MIMO(high order MU-MIMO)를 이용하여 신호를 송신한다. 고차원 MU-MIMO라 함은 다수의 기지국 송신안테나를 이용하여 다수의 단말에게 공간적으로 분리된 송신빔(beam)을 할당하여 데이터를 송신하는 것이다. 고차원 MU-MIMO는 동일한 시간 및 주파수 자원을 이용하여 이루어지기 때문에 시스템의 성능을 대폭 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
도 55는 종래 기술에 따라 기지국이 전송하는 하향링크 신호와 단말이 이를 수신하고 다시 채널 상태 정보를 전송하는 상향링크 신호를 시간 영역에서 도시한 도면이다.
도 55에서 기지국은 서브프레임 5500, 5520, 5550에서 IMR이 주기적으로 위치하도록 설정한다. 즉, 기지국은 단말에게 해당 서브프레임의 특정 IMR 위치에서 간섭을 측정하도록 상위 시그널링(상위 계층 시그널링(higher layer signaling) 등과 혼용될 수 있다)을 이용하여 통보하는 것이다. 이를 통보받은 단말은 해당 IMR에서 간섭을 측정하여 채널 상태 정보를 생성한다. 또한 기지국은 서브프레임 5510, 5530, 5560에서 CSI-RS를 전송하며 이를 단말에게 상위 시그널링을 이용하여 통보한다. 이를 통보받은 단말은 해당 서브프레임에서 CSI-RS를 수신하여 채널 상태 정보를 생성한다. 일반적으로 채널 상태 정보를 생성하기 위해서는 Es/(No+Io)를 측정해야 한다. 단말은 잡음의 세기(No) 및 간섭의 세기(Io)를 IMR을 이용하여 측정하고 신호 에너지(Es)를 CSI-RS를 이용하여 측정한다. 상기 도 55에서 단말은 IMR에서 측정한 잡음 및 간섭의 세기와 CSI-RS에서 측정한 신호 에너지를 이용하여 채널 상태 정보를 생성한다. 상기 채널 상태 정보에는 단말이 주기적으로 보고하는 주기적(periodic) 채널 상태 정보와 기지국이 지시할 때에만 단말이 보고하는 비주기적(aperiodic) 채널 상태 정보가 있다. 주기적 채널 상태 정보는 기지국이 상위 시그널링으로 설정한 주기에 따라 단말이 주기적으로 보고하는 채널 상태 정보이다. 반면 비주기적 채널 상태 정보는 기지국이 비주기적 피드백 지시자를 이용하여 단말에게 요구하는 경우에만 단말이 기지국에 보고하는 일회성의 채널 상태 정보이다. LTE 릴리즈 11에서 비주기적 피드백 지시자는 상향링크 하향링크 제어 정보(downlink control information, 이하 DCI) 포맷(format) 0 또는 DCI 포맷 4에 포함되며 한 비트 또는 두 비트로 정의된다. 피드백 지시자가 한 비트인 경우에 이 비주기적 피드백 지시자가 켜짐(ON)으로 설정되면 단말은 서빙 셀 c(serving cell c)에 대한 채널 정보를 물리 상향링크 공용 채널(physical uplink shared channel, 이하 PUSCH) 비주기적 피드백으로 기지국에 전달한다. 여기서 서빙 셀 c 의 의미는 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 상황에서 DCI가 전송되는 하향링크 구성 반송파(component carrier, 이하 CC)를 의미한다. 반면에 비주기적 피드백 지시자가 두 비트인 경우에 단말은 하기 표 2에서 정의된 방법으로 비주기적 피드백을 수행한다.
[표 2]
Figure 112015107543291-pat00083
표 2에서 서빙 셀 c의 의미는 비주기적 피드백 지시자가 한 비트인 경우와 달리 상향링크 스케줄링을 위한 DCI에 포함되는 반송파 지시 필드(carrier indication field, CIF)가 지시하는 상향링크 CC에 링크된 하향링크 CC를 의미한다. 즉 단말이 01로 설정된 비주기적 피드백 지시자를 수신하면 단말은 CIF가 지시하는 상향링크 CC에서 이와 링크된 하향링크 CC의 피드백 정보를 전송하게 된다. 반면에 단말이 10 또는 11로 설정된 비주기적 피드백 지시자를 수신하면 단말은 CIF가 지시하는 상향링크 CC에 대하여 상위로 설정된 하향링크 CC에 대한 피드백 정보를 전송하게 된다.
상기 도 55에서 단말이 5570, 5580에서 기지국에 보고하는 채널상태 정보는 주기적 채널 상태 정보에 해당된다. 단말은 5570, 5580의 채널 상태 정보를 생성하는데 있어서 CSI-RS와 IMR에서 신호 에너지와 잡음 및 간섭의 세기를 각각 측정한다. 마찬가지로 5590의 비주기적 채널 상태 정보를 생성하는 경우에도 CSI-RS와 IMR에서 신호 에너지와 잡음 및 간섭의 세기를 각각 측정한다. 종래 기술을 적용할 경우 주기적 채널 상태 정보와 비주기적 채널 상태 정보에서 MU-MIMO 간섭을 측정하지 못함에 따라 FD-MIMO 시스템과 같이 고차원 MU-MIMO를 운용하는 경우 시스템 성능 저하를 초래할 수 있다.
MU-MIMO 간섭은 기지국에서 어떤 복수 단말의 조합에게 MU-MIMO 전송을 수행하느냐 여부에 따라 그 크기 및 특성이 달라질 수 있다. 도 56은 서브프레임 별로 기지국에서 수행하는 MU-MIMO 전송을 도시한 도면이다.
도 56에서 기지국은 서브프레임별로 다른 단말의 조합에 대하여 MU-MIMO 전송을 수행하고 있음을 알 수 있다. 한 예로 서브프레임 0에서 기지국 i는
Figure 112015107543291-pat00084
집합에 포함된 단말들에게 MU-MIMO 전송을 수행한다. 반면 서브프레임 1에서 기지국 i는
Figure 112015107543291-pat00085
집합에 포함된 단말들에게 MU-MIMO 전송을 수행한다. 특정 서브프레임 k에서
Figure 112015107543291-pat00086
에 포함되는 단말은 기지국의 스케줄러에 의하며 판단되며 일반적으로 매 서브프레임마다 바뀔 수 있다. 이와 같이 단말이 바뀔 때마다 단말에 전송되는 신호와 단말별로 적용되는 프리코딩도 함께 바뀌게 된다. 상기 프리코딩은 단말에게 신호를 효율적으로 전달하기 위하여 복수개의 안테나의 웨이트(weight)를 최적화시켜서 전송하는 것을 의미한다. 이와 같은 프리코딩의 한 예로 복수개의 안테나에 웨이트를 적용하여 단말을 위한 특정 방향으로 빔을 성형할 수 있다.
도 57은 k번째 서브프레임에서 기지국 i가 단말 A, B, C, D에게 MU-MIMO 전송을 수행했을 때 단말 A가 받는 MU-MIMO 간섭을 도시한 도면이다.
단말 A는 5700과 같이 기지국이 전송한 신호를 수신한다. 상기 도 57에서
Figure 112015107543291-pat00087
는 단말 A를 위하여 기지국이 전송한 PDSCH 신호가 프리코딩을 거친 후 무선 채널을 통과하여 단말 A에 수신된 결과이다.
Figure 112015107543291-pat00088
에서
Figure 112015107543291-pat00089
는 프리코딩과 무선 채널의 영향을 표현한 것이다. 상기 도 57에서 단말 A는 자신을 위한 신호
Figure 112015107543291-pat00090
를 수신하는 과정에서 기지국이 다른 단말 B, C, D에게 송신한 신호 5710, 5720, 5730을 함께 수신하게 되어 간섭을 받게 된다. 이러한 간섭의 세기를 고려한 정확한 링크 적응이 없을 경우 FD-MIMO와 같이 MU-MIMO를 이용하여 시스템 성능을 향상시키는 이동통신 시스템의 성능은 최적화되기 힘들다.
FD-MIMO와 같이 고차원 MU-MIMO가 적용되는 경우 고려해야 할 또 한가지 사항은 동시에 스케줄링되는 단말의 개수이다. 즉, 기지국이 MU-MIMO 전송을 수행할 때 그 대상이 되는 단말은 매 서브프레임마다 다른 조합의 단말들일 수 있을 뿐만 아니라 그 개수도 다를 수 있다. 즉, 상기 도 56에서 서브프레임 5600에서 기지국이 MU-MIMO 신호를 전송하는 단말의 수는 서브프레임 5610에서 기지국이 MU-MIMO 신호를 전송하는 단말의 수와 다를 수 있다.
FD-MIMO를 지원하는 이동통신 시스템에서는 종래의 LTE 시스템과 비교하여 훨씬 많은 수의 단말에게 MU-MIMO를 전송할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 단말이 기지국에 보고하는 채널 상태 정보를 생성하는 과정에서 MU-MIMO 간섭을 고려할 수 있어야 한다. 본 발명에서는 이와 같은 FD-MIMO 시스템에서 단말이 하향링크 데이터 전송시에 받은 MU-MIMO 간섭을 측정하여 이를 채널 상태 정보에 반영하는 방법 및 장치를 제공한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명에서는 단말이 MU-MIMO를 위한 채널 상태 정보를 생성할 때 MU-MIMO 간섭을 측정하기 위한 수단으로 새로운 간섭 측정 방법을 제안한다. 상기 도 52, 53과 55에서 언급한 바와 같이 기지국은 라디오 자원 제어(radio resource control, RRC) 설정(configuration)을 통하여 특정 단말에게 IMR을 설정함으로써 해당 RE들에서 수신되는 신호의 세기를 측정하여 간섭의 세기를 판단할 수 있도록 한다. 하기 표 3은 기존의 CSI 프로세스(CSI-Process)와 IMR이 설정되는 RRC 필드를 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure 112015107543291-pat00091
[표 4]
Figure 112015107543291-pat00092
상기 표 3과 같이 기지국은 단말에게 CSI-Process를 설정하며, 그 중 CSI-IM-ConfigId-r11 필드를 통해 IMR 자원을 설정한다. 해당 필드는 표 4와 같이 구성되어 있다. 상기 표 4에서 resource config은 주파수 분할 시스템의 경우 0~9, 시분할 시스템의 경우 0~9와 20~25 사이의 값을 갖는 파라미터로 각각의 값은 도 52의 IMR 위치 A, B, ……, J를 나타낸다. Subframe config의 경우 0~154 까지의 값을 갖는 파라미터로 각각의 값에 따라 IMR의 주기와 서브프레임 오프셋을 설정할 수 있다. 이와 같이 기지국은 IMR은 주기적으로 위치하도록 설정되며, LTE 릴리즈 11의 경우 전송 모드(transmission mode) 1-9의 경우 한 개, 전송 모드 10의 경우 복수 개의 CSI-Process를 기반으로 한 3개의 IMR을 이용하여 한 개 혹은 3개의 MU-MIMO 간섭이 가정된 경우를 측정할 수 있다. 단말은 하나의 IMR을 이용하여 하나의 간섭 상황을 측정할 수 있기 때문에, 기지국은 단말의 전송 모드에 따라 각각 오직 1개 혹은 3개만의 간섭 상황에 대한 채널 상태 정보를 보고받을 수 있다. 하지만, 이러한 측정 가능한 간섭 상황은 고차원 MU-MIMO 동작을 지원하기 위해서는 너무 제한적이며, 따라서, 본 발명에서는 특정 단말이 데이터 수신과 함께 간섭을 측정하여 실제 간섭을 바탕으로 채널 상태 정보를 생성할 수 있는 새로운 IMR을 제안한다. 하기의 설명에서는 설명의 편의를 위해 기존의 IMR을 IMR1, 새로운 IMR을 IMR2라 칭하도록 한다.
본 발명에서 제안하는 IMR2의 정의 방법은 다음과 같을 수 있다.
- IMR2 정의 방법 1: 스케줄링을 통해 단말이 데이터를 송신 받는 RB의 DMRS 자원을 이용한다.
- IMR2 정의 방법 2: 스케줄링을 통해 단말이 데이터를 송신 받는 RB의 특정 IMR1 자원을 이용한다.
IMR2 정의 방법 1의 경우, 스케줄링된 단말이 하향링크 데이터 수신을 위해 채널 추정에서 사용하는 DMRS 자원을 이용하여 간섭을 측정하여 채널 상태 정보를 기지국으로 보고하기 위한 방법이며, IMR2 정의 방법 2의 경우, 스케줄링된 단말이 기존의 IMR1을 위하여 사용되는 자원을 이용하여 간섭을 측정하여 채널 상태 정보를 기지국으로 보고하기 위한 방법이다. 두 경우 모두, 하향링크 데이터 전송이 이루어지는 RB에서 간섭을 측정한다는 공통점이 있다.
DMRS의 경우 기지국이 단말에게 데이터가 전송되는 DMRS 안테나 포트에 대한 정보를 안테나 포트, 스크램블링 식별자 및 레이어의 수(antenna port(s), scrambling ID and number of layers indication)를 통하여 전달하기 때문에, 해당 자원에 대해서 추가적으로 정의할 필요는 없으며, 해당 DMRS 안테나 포트를 이용하여 간섭을 측정하는 것이 가능하다. 하지만, 기존 IMR1의 자원을 활용하는 경우에는 도 52에서 존재하는 A, B, C, D, ……, J의 자원 중 하나를 IMR2로 선택하게 하기 위하여 추가적인 설정이 필요하다. 이를 위하여 CSI-Process를 아래 표 5와 표 6과 같이 기존의 IMR 설정과 유사한 방식으로 설정할 수 있다.
[표 5]
Figure 112015107543291-pat00093
[표 6]
Figure 112015107543291-pat00094
상기와 마찬가지로 Resource config은 IMR2의 위치 A, B, ……, J를 선택하기 위한 파라미터이다. IMR1의 경우 주기적으로 설정되기 때문에, Subframe config을 이용하여 서브프레임 주기 및 오프셋을 설정하여야 하나, IMR2의 경우 비주기적으로 사용되는 자원이기 때문에 서브프레임은 하향링크 스케줄링을 통해 전달하기 때문에, 이에 따라 Subframe config은 설정할 필요가 없다.
상기 표 5에서 설명한 CSI-IM2-Config이나 CSI-Process가 오직 하나만 존재할 경우, 추가적인 설정 없이 스케줄링만으로 다중 사용자 간섭을 측정하는 IMR2가 설정될 수 있다. 하지만, CSI-IM2-Config이 CSI-Process 내에 복수 개 존재하거나, 혹은, 단말이 전송 모드 10 기반으로 복수개의 CSI-Process를 이용할 경우 복수개의 CSI-Process 중 하나를 선택하는 것이 필요하며, 이를 위해 해당 IMR2의 정보를 전달하는 방법은 다음과 같다.
- IMR2 선택 방법 1: 복수개의 필드 중 하나를 새로운 DCI 필드를 통해 알려주는 방법이 가능하다.
- IMR2 선택 방법 2: 복수개의 필드 중 하나를 기존의 DCI 필드와 연동하여 알려주는 방법이 가능하다.
IMR2 선택 방법 1은 기존의 IMR1과 동일한 방법을 이용하여 복수개의 IMR2를 설정 후 하향링크 데이터 스케줄링에 사용되는 하향링크 제어 정보에 해당 IMR2를 지시하는 필드를 추가하여 복수개의 필드 중 하나를 지시하는 방법이다. 아래 표 7은 IMR2 정의 방법 2를 위한 RRC 설정 필드를 나타낸 것이다.
[표 7]
Figure 112015107543291-pat00095
상기의 필드 0 부터 3은 하나의 CSI-Process 내에서의 필드일 수도 있고, 각각 다른 CSI-Process 0 부터 4에 해당하는 각각의 CSI-IM2-Config field 일 수도 있다. 이 때, 스케줄링 할당(scheduling assignment)를 위한 DCI 포맷 2C, 2D 등의 필드에 IMR2 스케줄링을 위한 필드가 추가되거나 혹은 해당 동작을 위한 새로운 DCI 포맷이 생성되어 있다고 가정할 경우 (일례로 DCI Format 2E), DCI에 포함된 IMR2 정의 방법 2를 위한 IMR2 지정 필드는 다음 표 8과 같은 방식으로 설정 가능하다. 또한 표 8의 방식은 IMR2 선택 방법 1을 위해 사용될 수 있다.
[표 8]
Figure 112015107543291-pat00096
상기의 예시에서 하향링크 제어 정보 필드의 비트는 해당 숫자에 맞는 IMR2를 지정하는 것으로 되어 있지만, RRC 설정에 이를 위한 필드를 따로 두어 설정하는 것도 가능하다. 또한, 상기의 예시에서는 4개의 IMR2 설정 필드가 존재하는 경우를 예시하였지만, 4로 제한되지 않은 복수개의 IMR2 설정 필드가 존재할 수 있다. 상기의 예시에 더하여 다중 사용자 전송이 일어나지 않을 때를 위하여 필드의 인덱스 중 하나를 다중 사용자 전송이 일어나지 않는 경우를 위해 사용하거나, 혹은 추가적인 1 비트를 이용하여 IMR2 설정 또는 사용 여부를 켜고(ON) 끌(OFF) 수 있는 비트로 사용하는 것도 가능하다.
IMR2 선택 방법 1의 경우 선택 방법 2와 비교하여 미리 설정된 RRC 설정 필드에 따른 인덱스를 하향링크 제어 정보를 통해 추가적으로 전송함으로써 다양한 단말의 페어링(pairing)에 따른 간섭을 자유롭게 측정할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 이를 위하여 추가적인 하향링크 제어 정보를 전송하여야 한다. 하향링크 제어 정보의 증가는 해당 하향링크 제어 정보가 전송 가능한 커버리지를 감소시키기 때문에 기지국과 단말간 채널의 신호 대 잡음비가 충분히 좋지 못할 때 사용이 어려워질 수 있다.
IMR2 선택 방법 2는 하나의 CSI-Process 내에서 혹은 복수개의 CSI-Process에서 설정 된 복수 개의 IMR2 위치를 기존의 DCI 필드 전체 혹은 일부와 연동하여 알려주는 방법이다. IMR2 선택 방법 2를 설명하기 위하여 IMR2 정의 방법 1에서 사용한 표 7을 다시 사용하여 설명하도록 한다. IMR2 선택 방법 1과 마찬가지로 기지국은 설정된 복수 개의 IMR2의 주파수 및 시간 자원 위치에 대해서 기존 DCI 필드에 존재하는 단말에게 스케줄링 관련 정보를 제공하기 위한 필드와 연동하여 지시할 수 있다.
일례로, DCI 포맷 2D를 이용하여 전달하는 PDSCH RE 맵핑(mapping) and QCL(quasi-co-location) 지시자, 이하 PQI)와 연동하여 알려주는 것도 가능하다. PQI는 2비트로 이루어져 있으며, 단말은 해당 비트와 표 9과 10과 같이 설정된 RRC 설정을 통해 CRS 안테나포트 수와 주파수 쉬프트(shift) 정보, MBSFN 서브프레임 설정 정보, PDSCH 시작 위치, CSI-RS와 논 제로 파워(Non Zero-Power) CSI-RS 정보 등의 파라미터 집합을 확인할 수 있으며, 이를 통해 데이터를 전송받는 전송지점과 연동하여 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 PQI 정보에 표 11과 같이 IMR2에 해당하는 정보를 미리 설정한 후 PQI 비트를 통해 알려줌으로써, IMR2 자원 위치를 알려줄 수 있다. 해당 CSI-IM2-Config 필드의 내용은 상기 표 7과 같다.
[표 9]
Figure 112015107543291-pat00097
[표 10]
Figure 112015107543291-pat00098
[표 11]
Figure 112015107543291-pat00099
상기 표 11의 예시에서 해당 IMR2를 설정하기 위한 파라미터명을 CSI-IM-Aperiodic이라고 명명하였으나, 상기 명칭 및 해당하는 릴리즈와 필드는 다를 수 있다. 또한, 상기 IMR2를 설정하기 위한 파라미터 집합의 내용은 표 2와 유사하다.
또한, 안테나 포트, 스크램블링 식별자 및 레이어의 수에 대한 정보를 제공하는 DCI 필드를 이용하여 해당 DMRS를 IMR2로 단말에게 알려줄 수 있다. 표 12는 LTE 릴리즈 11에서 사용되는 안테나 포트, 스크램블링 식별자 및 레이어의 수(antenna port(s), scrambling ID와 number of layer) 필드이다.
[표 12]
Figure 112015107543291-pat00100
단말은 도 52와 같이 DMRS를 통하여 데이터를 송수신한다. LTE 릴리즈 11에서는 DMRS의 안테나포트 7과 8은 동일 자원에서 서로 직교하는 직교 커버 코드(orthogonal cover code, OCC)를 통하여 구분해 낼 수 있으며, 각각의 포트 7과 8에서 추가적인 스크램블링 ID를 이용하여 다중 사용자 전송을 위한 레이어를 4개까지 지원할 수 있다. 따라서, 다중 사용자 간섭을 측정하기 위한 DMRS 기반의 IMR2를 해당하는 안테나포트 정보를 이용하여 측정하도록 할 수 있다. 또한, 상기 예시에서 설명한 CSI-IM2 Config 정보를 해당 필드와 연동하여 사용할 수 있다. 일례로 4개의 CSI-IM2 Config을 하나의 코드워드를 사용하는 0, 1, 2, 3의 경우에 맵핑시킬 수 있으며, 이에 따라 기지국이 단말에게 각각의 안테나 포트 7 또는 8과 이에 따른 스크램블링 ID에 따라 IMR2를 통하여 다중 단말의 데이터 전송을 통해 일어나는 간섭을 측정하도록 설정해 줄 수 있다. 상기의 예시에서 하향링크 제어 정보 필드의 비트는 해당 인덱스에 맞는 IMR2를 지정하는 것으로 되어 있지만, 위에서 설명한 바와 같이 RRC 설정에 이를 위한 필드를 따로 두어 설정하는 것도 가능하다. 상기의 예시에 더하여 다중 사용자 전송이 일어나지 않을 때를 위하여 필드의 인덱스 하나를 다중 사용자 전송이 일어나지 않는 경우를 위해 사용하거나, 혹은 추가적인 1 비트를 이용하여 IMR2 설정 또는 사용 여부를 켜고 끌 수 있는 비트로 사용하는 것도 가능하다. 이와 같은 IMR2 선택 방법 2의 경우 선택 방법 1과 비교하여 유연성은 떨어지지만 추가적인 하향링크 제어 정보 전송 없이 IMR2를 설정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 표 8에서의 IMR2를 지정하기 위하여, 현재 사용하고 있는 셀-라디오 네트워크 임시 지시자(cell radio network temporary identifier, C-RNTI), 임시 C-RNTI(temporary C-RNTI), 준정적 스케줄링 C-RUTI(semi persistance scheduling C-RNTI, SPS-C-RNTI) 등의 정보를 이용하여 모듈러(modular) 연산을 이용해 (일례로, C-RNTI mod 4) IMR2를 지정할 수도 있다. 이 때 모듈러 연산을 위한 숫자 4는 IMR2 집합의 숫자에 따라 달라질 수 있다.
해당 IMR2는 기존 IMR1과 달리 비주기적이며, 시간이 지남에 따라 무선 채널이 변화할 뿐만 아니라 새로운 단말이 들어오게 되고 기존 단말이 핸드오버 되는 등 스케줄링 상황은 변화하기 때문에 채널 상태 정보 보고에 사용되는 IMR2의 유효 시간을 한정할 필요가 있다. 기존의 채널 상태 정보 보고는 N번째 서브프레임에서 보고 되는 채널 상태 정보 보고의 경우, N-4번째 서브프레임 이전에서 가장 최신의 채널 상태 정보를 이용하여 채널 상태 정보를 보고한다. 이와 유사하게 IMR2 채널 상태 정보 보고를 위한 유효성 윈도우를 K라 하면, 단말은 N번째 서브프레임에서 보고 되는 채널 상태 정보 보고를 위하여 N-4-K번째 서브프레임부터 N-4번째 서브프레임 중에서 존재하는 IMR2의 간섭을 측정하여 채널 상태를 보고할 수 있다. 이 때, K 값은 표준에 정의 되어 있거나 혹은 RRC를 통해 설정될 수 있다.
도 58은 K=3 일 때의 IMR2 기반 주기적 채널 상태 보고를 도시한 도면이다.
도 58에서 N번째 서브프레임에서 채널 상태 정보를 보고 하기 위해서 단말은 N-6번째 서브프레임부터 N-4번째 서브프레임까지 있는 서브프레임에서 IMR2의 존재 여부를 확인한 후 해당 IMR2에서 간섭을 측정한다. 이를 이용하여 단말은 측정한 다중 사용자 간섭과 CSI-RS를 이용하여 측정한 채널을 기반으로 N번째 서브프레임에서 채널 상태를 보고한다. 마찬가지로, M번째 서브프레임에서 채널 상태 정보를 보고 하기 위해서 단말은 M-6번째 서브프레임부터 M-4까지의 서브프레임에서 IMR2의 존재 여부를 확인한다. 이 때, 해당 서브프레임에는 IMR2가 존재하지 않기 때문에 IMR1을 기반으로 한 채널 상태 정보 보고를 생성하여 M번째 서브프레임에 보고한다. 상기 예시에서는 주기적 채널 상태 보고를 예시로 들었지만, 비주기적 채널 상태 보고 역시 마찬가지로 비주기적 CSI 트리거(Aperiodic CSI trigger)를 수신해 L번째 서브프레임에서 채널 상태 정보를 보고하는 단말은 L-6부터 L-4번째 서브프레임의 IMR2에서의 간섭을 기반으로 채널 상태 정보를 보고하는 방식으로 동일한 원리를 이용하여 동작 가능하다.
또한, 와이드밴드 채널 품질 지시자(wideband channel quality indicator(CQI))와 서브밴드 CQI(subband CQI)에 사용되는 IMR을 달리 적용하여 사용할 수도 있다. 일례로, 와이드밴드 CQI에는 IMR1을 사용하고, 서브밴드 CQI에는 IMR2를 사용할 수 있다. 이 경우, 와이드밴드 CQI는 다중 사용자 간섭이 측정되지 않는 IMR1을 기반으로 하여 생성되고 서브밴드 CQI는 IMR2에서 측정된 간섭을 기반으로 하여 생성되게 된다. 서브밴드 CQI에는 IMR1을 사용하고 와이드밴드 CQI에는 IMR2를 사용하는 것도 가능하며, 또한, 스케줄링 된 IMR2를 기반으로 하여 IMR1을 기반으로 한 채널 상태 정보를 보고할 지 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 보고할 지 선택하는 것도 가능하다.
도 59는 IMR1을 기반으로 한 채널 상태 정보를 보고할지 IMR2를 기반으로 하는 채널 상태를 보고할지 선택하는 경우를 도시한 도면이다.
도 59 중 59(a)에 따르면, 단말은 전체 자원에 IMR2가 스케줄링 되지 않고 IMR1만 존재할 경우 IMR1을 통해 채널 상태 정보를 보고하고, 59(b)에 따르면 IMR2가 전체 자원에 스케줄링 된 경우 IMR2를 이용해 채널 상태를 보고한다. 59(c)와 같이 IMR2가 일부의 RB에 스케줄링된 경우도 존재 가능하다. 현재 LTE 표준에 따르면 기지국은 단말에게 하향링크 데이터를 RB 단위로 스케줄링 할 수 있다. 따라서, 와이드밴드의 일부인 특정 서브밴드에만 IMR2가 존재할 수 있을 뿐 아니라, 서브밴드의 일부인 특정 RB만에도 IMR2가 존재 가능하다. 이 경우, 해당 와이드밴드 혹은 서브 밴드에 필요한 채널 상태 정보를 생성하기 위하여 IMR1을 기반으로 하여야 할지 혹은 IMR2를 기반으로 하여야 할 지에 따른 판단 기준이 필요하다. 이때 기준은 아래 수학식 9와 같을 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112015107543291-pat00101
상기 수학식은 해당 대역 (와이드밴드 혹은 서브밴드) 중 IMR2가 스케줄링된 RB의 수가 일정 비율을 넘게 되면, 채널 상태 정보를 생성하기 위해 IMR2를 이용하고 아니면 IMR1을 이용할 수 있다. 이때,
Figure 112015107543291-pat00102
는 표준에 정의되어 있는 값을 이용하거나 RRC 신호를 통해 설정 가능하다.
기존의 IMR1은 해당 주기 및 서브프레임 오프셋 시점에 모든 RB에 항상 존재한다. 하지만, IMR2는 단말이 스케줄링받은 자원에서 겪는 다중 사용자 간섭을 측정하기 위함이므로, 기존의 IMR과 같이 항상 모든 RB에서 존재한다고 가정할 수는 없다. 따라서, 이 경우에 와이드밴드 CQI를 IMR2를 이용하여 생성하기 위해서는 다음 두 가지 방법을 이용할 수 있다.
- 와이드밴드 CQI를 생성하기 위한 IMR2 자원 정의 방법 1: IMR2를 스케줄링 받을 경우, 기존의 IMR1과 같이 항상 모든 RB에 존재한다고 가정한다.
- 와이드밴드 CQI를 생성하기 위한 IMR2 자원 정의 방법 2: IMR2를 스케줄링 받을 경우 하향 링크 데이터를 스케줄링 받은 RB에만 IMR2가 존재한다고 가정한다.
와이드밴드 CQI를 생성하기 위한 IMR2 자원 정의 방법 1의 경우, 단말이 속한 기지국으로부터 스케줄링되는 단말들로부터의 간섭을 평균적으로 측정하여 채널 상태 정보를 생성할 수 있다는 장점이 있지만, 반면에 단말이 데이터 수신에 직접적으로 겪게 되는 간섭을 측정할 뿐만 아니라 데이터를 수신하지 않는 자원에서 겪는 간섭 또한 채널 상태 정보 생성에 고려된다는 단점이 있다.
와이드밴드 CQI를 생성하기 위한 IMR 자원 정의 방법 2의 경우, 단말이 스케줄링 되는 자원에서 직접적으로 겪는 간섭을 측정하여 채널 상태 정보 생성에 이용할 수 있다는 장점이 있다.
기존의 IMR1은 항상 모든 RB에 존재한다고 가정하였기 때문에 모든 RB에서의 간섭을 측정하고 해당 RB의 채널 상태 정보를 생성한 후 평균화하여 보고하였지만, 새로운 IMR2는 모든 RB에 IMR2가 존재하지 않기 때문에, 새로운 채널 상태 정보 생성 및 보고 방법이 필요하게 된다. 해당 새로운 채널 상태 정보 생성 방법은 다음과 같다.
- IMR2를 이용한 채널 상태 정보 생성 방법 1: IMR2를 스케줄링 받을 경우, IMR2가 존재하는 RB들의 간섭량을 보간법, 보외법 혹은 기타 방법 등을 통해 기존의 IMR1과 같이 모든 RB에 해당하는 간섭을 생성한다.
- IMR2를 이용한 채널 상태 정보 생성 방법 2: IMR2를 스케줄링 받을 경우, IMR2가 존재하지 않는 RB는 IMR2를 이용한 채널 상태 정보 생성에 고려하지 않는다.
IMR2를 이용한 채널 상태 정보 생성 방법 1은 IMR2가 존재하지 않는 RB들에서도 간섭량을 추정하여 해당 RB에 존재하는 CSI-RS를 통해 측정한 채널과 결합하여, 채널 상태 정보를 생성하는 방법이다. 이 경우, 기지국은 단말로부터 스케줄링 하지 않은 자원에 대해서도 다중 사용자 간섭을 추정할 수 있다. 하지만, 스케줄링 하지 않은 자원의 경우 기지국이 단말에게 효과적이지 않다고 판단한 자원이기 때문에, CQI에 기지국이 단말에게 스케줄링하고 싶지 않은 자원에 대한 정보까지 포함되게 된다.
IMR2를 이용한 채널 상태 정보 생성 방법 2는 IMR2가 존재하는 RB 들에서만 간섭량을 추정하여 해당 RB에 존재하는 CSI-RS를 이용하여 채널 상태 정보를 생성하는 방법이다. 이 경우, 기지국이 단말에게 효과적으로 판단한 자원에서만 채널 및 간섭 정보를 획득하여 채널 상태 정보를 생성하기 때문에 기지국이 스스로 스케줄링한 결과에 대하여 판단할 수 있다는 장점이 있으나, 스케줄링 하지 않은 자원에 대해서는 채널 상태를 추정하기 힘들다는 단점이 있다. 또한, 채널 상태 정보 생성 방법 1의 경우 보간법, 보외법 등의 추정 방법은 추정 샘플이 긴 구간에서 존재하지 않을 경우 정확도가 떨어지게 되기 때문에, IMR2가 스케줄링 되지 않은 RB가 특정 수의 RB 이상 연속으로 존재할 경우 채널 상태 정보 생성에 고려하지 않을 수 있다.
또한, 상기 채널 상태 정보 생성 방법을 와이드밴드 CQI와 서브밴드 CQI에 달리 적용하여 사용할 수도 있다. 일례로, 와이드밴드 CQI에는 채널 상태 정보 생성 방법 1을 사용하고, 서브밴드 CQI에는 방법 2를 사용하는 것이다. 이 경우, 와이드밴드 CQI는 모든 RB에 다중 사용자 간섭이 들어온다고 가정하여 채널 상태 정보를 측정하고 서브밴드 CQI는 IMR2가 있는 RB에서만 측정하여 채널 상태 정보를 보고할 수 있다. 또한, 서브밴드 CQI에는 채널 상태 정보 생성 방법 1을 사용하고 와이드밴드 CQI에는 방법 2를 사용하는 것도 가능하다.
상기에서는 IMR2가 있을 경우 IMR2를 기반으로 채널 상태 정보를 보고하고, 반대의 경우 IMR1을 기반으로 채널 상태 정보를 보고하는 것을 예시하였지만, 채널 상태 정보 보고를 설정할 수 있는 DCI 필드 혹은 RRC 설정 등을 통해 채널 상태 정보 보고가 충돌할 경우 채널 상태 정보 보고간의 우선 순위가 필요하게 된다. 이 경우 다음과 같은 방법을 이용하여 채널 상태 정보를 보고할 수 있다.
- IMR1과 IMR2의 채널 상태 정보 보고가 충돌하였을 때의 채널 상태 정보 보고 방법 1: IMR1과 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 모두 보고한다.
- IMR1과 IMR2의 채널 상태 정보 보고가 충돌하였을 때의 채널 상태 정보 보고 방법 2: IMR1과 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보 중 하나만을 보고한다.
IMR1과 IMR2 가 충돌하였을 때 채널 상태 정보 보고 방법 1은 IMR1과 IMR2을 기반으로 한 채널 상태 정보를 모두 보고하는 방법이다. IMR1의 경우, 다른 기지국으로부터 오는 간섭을 측정하기 위한 것이고 IMR2의 경우 기지국 내의 다중 사용자 간섭을 측정하기 위한 것이기 때문에 기존의 채널 상태 정보 보고와 IMR2를 이용한 채널 상태 정보 보고는 그 성격이 다르다. 기존의 채널 상태 정보 보고가 SU-MIMO 스케줄링을 위한 것이라면, 새로운 채널 상태 정보 보고는 MU-MIMO 스케줄링을 위한 것이다. 따라서, 기지국은 두 가지 정보를 모두 필요로 하며, 이를 이용하여 SU-MIMO와 MU-MIMO 스케줄링 중 하나를 선택하여 단말에게 하향링크 데이터를 송신할 수 있다.
IMR1과 IMR2 가 충돌하였을 때 채널 상태 정보 보고 방법 2는 IMR1과 IMR2의 채널 상태 정보 중 하나를 선택하여 보고하는 방법이다. 앞서 말한 바와 같이 두 가지 채널 상태 정보는 성격이 다르기 때문에 달리 이용될 수 있으며 어느 정보가 중요하냐에 따라 하나를 우선적으로 보고하는 것도 가능하다.
일례로, IMR1과 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 보고가 충돌할 경우에 IMR2를 기반으로 한 정보를 우선적으로 송신하는 방법이 있다. IMR1의 경우 주기적으로 측정되는 자원인 반면에, IMR2는 특정 시간의 필요에 따라 할당되는 자원이므로 주기적으로 측정되는 자원보다는 우선 순위를 높게 가질 필요가 있다. 따라서, IMR1과 IMR2가 충돌할 경우 항상 IMR2를 기반으로 한 채널 상태를 우선하여 측정하게 함으로써 하나를 우선적으로 보고하게 할 수 있다.
또 하나의 일례로, 단말의 채널 상태 정보 보고 유형 (주기적 채널 상태 정보 보고 또는 비주기적 채널 상태 정보 보고)에 따라 다음과 같은 방법들이 있을 수 있다.
- 주기적 채널 상태 정보는 IMR1을 기반으로 생성해 보고하고, IMR2를 기반으로 비주기적 채널 상태 정보를 생성해 보고한다.
- 주기적 채널 상태 정보는 IMR1을 기반으로 생성해 보고하고, 비주기적 채널 상태 정보는 IMR1 및 IMR2를 기반으로 동시에 생성해 보고한다.
주기적 채널 상태 보고는 주기적으로 전송되기 때문에 자주 전송되게 되며, 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH)를 이용하여 송신된다. 따라서, 채널 상태 보고 정보의 양이 많지 않다. 비주기적 채널 상태 정보 보고는 기지국의 트리거에 의해 일어나게 되며, PUSCH를 이용하므로 채널 상태 보고 정보의 양이 많을 수 있다. 따라서, 주기적인 정보를 통해서는 SU-MIMO를 선택하고, 비주기적 정보를 통해서는 MU-MIMO를 선택하기 위해서는 첫 번째 방법이 가능하다. 또한, 주기적인 채널 상태 정보 보고의 경우 PUCCH의 페이로드(payload) 크기 제한에 따라 한 번에 보낼 수 있는 정보의 양이 제한적이며, 이에 따라 채널 상태 정보 보고에 필요한 RI/PMI/CQI 등을 여러 번의 보고 시점에 나누어서 전송하게 되므로 특정 시간에 할당되는 IMR2는 주기적 채널 상태 보고에 적합하지 않을 수 있다.
비주기적 정보를 통하여 SU-MIMO와 MU-MIMO를 모두 선택하기 위해서는 두 번째 방법이 가능하다. 상기에서 언급한 바와 같이 비주기적 채널 상태 보고는 PUSCH를 이용하므로 가능한 채널 상태 보고 정보의 양이 상대적으로 많다. 따라서, SU-MIMO에 필요한 IMR1 기반의 정보와 MU-MIMO에 필요한 IMR2 기반의 채널 상태 정보를 동시에 전송할 수 있다. 하지만, 이 경우에는 해당 PUSCH 전송에 필요한 시간 및 주파수 자원이 증가하게 되므로 어느 채널 상태 정보를 보고할지를 RRC 설정이 가능하게 하여 선택할 수 있다. 일례로, 1비트 정보의 경우, 0은 채널 상태 정보를 중복으로 보고하지 않고 IMR2 만을 기반으로 채널 상태 정보를 보고하고, 1일 경우 비주기적 채널 상태 정보에 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 IMR1 정보와 함께 중복하여 보고하는 것이다. 2 비트의 경우, 0은 주기적/비주기적 채널 상태 정보 보고 모두 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 중복하여 보고 하지 않음, 1은 주기적 채널 상태 정보에만 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 중복하여 보고, 2는 비주기적 채널 상태 정보에만 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 중복하여 보고, 3은 주기적/비주기적 채널 상태 정보 모두 IMR2를 기반으로 한 채널 상태 정보를 중복하여 보고 등으로 설정할 수 있다.
상기와 같은 IMR1과 IMR2를 기반한 채널 상태 정보가 충돌할 때, 단말이 할당된 IMR2의 수에 따라 해당 정보가 IMR1을 기반으로 할지 혹은 IMR2를 기반으로 할 지를 선택하도록 할 수도 있다. 상기에 기술된 방법에서는 사전에 정의된 우선 순위 혹은 비트맵 정보에 따라서 주기적 혹은 비주기적 채널 상태 보고시 IMR1 혹은 IMR2를 선택하여 채널 상태 정보를 전송하도록 하였다. 또한, 이러한 선택이 아래 수학식 10과 유사한 식을 이용하여 IMR2의 수에 따라 해당 정보가 IMR1을 기반으로 하여 생성된 정보를 전송할 지 혹은 IMR2를 기반으로 하여 생성된 정보를 생성할지를 결정할 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112015107543291-pat00103
이때,
Figure 112015107543291-pat00104
는 상기와 마찬가지로 표준에 정의되어 있거나, RRC로 설정 가능한 값이다. 본 방법과 상기에서 기술한 수학식 8을 이용한 방법은 하나의 채널 상태 정보 보고 안에서 IMR1/IMR2의 기반한 채널 상태 정보를 혼용하여 사용할지와 IMR1 혹은 IMR2에 기반한 채널 상태 정보 중 하나를 취사 선택하여 사용할지의 차이이다. 일례로, 와이드밴드에 IMR2의 수가 수학식 9와 수학식 10을 만족할 정도로 충분히 많다고 가정한다. 이때, 특정 서브밴드에는 IMR2의 수가 적거나 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 수학식 9의 방법을 따르면 특정 서브밴드의 채널 상태 정보에는 IMR1을 기반으로 한 채널 상태 정보가 전송되지만, 수학식 10의 방법에서는 해당 채널 상태 정보를 전송하지 않고 모든 채널 상태 정보가 IMR2를 기반으로 하여 전송하게 된다.
도 60은 본 발명에 따라 기지국이 단말에게 IMR2를 이용해 주기적 채널 상태 정보를 보고받는 방법을 도시한 도면이다. 도 60에 따르면, 도 60의 과정 6000에서 기지국은 MU-MIMO 간섭을 고려한 채널 상태 정보 보고가 필요한 상황을 파악하여 단말에게 주기적 채널 상태 정보 보고의 위치와 주기를 설정하여 주기적 채널 상태 보고를 요청다. 이후 과정 6010에서 기지국은 DCI 포맷 또는 하향링크 데이터 송신 등을 이용하여 단말에게 IMR2를 트리거하고, 간섭 측정을 위한 다중 사용자 데이터를 전송한다. 이후, 과정 6020에서 기지국은 단말이 IMR2를 기반으로 기지국에게 전송한 단말의 채널 상태 보고를 확인한다.
도 61은 본 발명에 따라 기지국이 단말에게 IMR2를 이용해 비주기적 채널 상태 정보를 보고받는 방법을 도시한 도면이다. 도 61에 따르면, 도 61의 과정 6100에서 기지국은 단말에게 데이터 스케줄링과 함께 IMR2를 설정하고 다중 사용자 데이터를 전송한다. 과정 6110에서 기지국은 단말 하향 링크 데이터의 블록 에러 레이트(block error rate, BLER), 주기적, 비주기적 채널 상태 정보 보고, 다른 단말의 채널 상태 정보 보고, 현재 기지국의 로딩(loading) 등 다양한 요소를 고려하여 MU-MIMO 간섭을 고려한 채널 상태 정보를 위한 비주기적 채널 상태 정보 보고가 이루어져야 할 필요가 있는 지를 파악한 후 비주기적 채널 상태 보고를 단말에게 요청한다. 과정 6120에서 기지국은 단말로부터 해당 IMR2를 기반으로 한 MU-MIMO 간섭을 고려한 채널 상태 정보를 수신한다.
도 62는 본 발명에 따라 단말이 기지국으로부터 IMR2를 이용해 비주기적 채널 상태 정보를 보고하는 방법을 도시한 도면이다. 도 62의 과정 6200에서 단말은 기지국으로부터 주기적 혹은 비주기적 채널 상태 정보 보고를 요청받는다. 이러한 과정은 RRC 설정 또는 하향링크 제어 정보를 통해 이루어질 수 있다. 과정 6210에서 단말은 기지국으로부터 받은 스케줄링을 통한 IMR2 트리거와 하향링크 제어 정보 파라미터 등을 종합하여 IMR2 기반의 채널 상태 정보 보고 조건이 만족되었는지 확인하고, 조건이 만족되었을 경우 과정 6220에서 해당 조건에 따라 IMR2 기반의 채널 상태 정보를 보고한다. 그렇지 않을 경우 과정 6230과 같이 IMR1 기반의 채널 상태 정보를 보고한다.
도 63는 본 발명을 수행할 수 있는 기지국의 장치도를 도시한 도면이다.
도 63에서 기지국 제어기(6300)은 기지국에 할당 된 단말들의 주기적, 비주기적 채널 상태 정보 보고 및 트래픽(traffic), 단말의 이동 상태 등을 고려하여 단말에게 MU-MIMO 간섭을 고려한 채널 상태 정보 보고를 위해 적합한 IMR2 정보를 송신기(6310)을 통해 설정한다. 이 후 기지국 제어기는 채널 상태 정보 보고 설정 및 트리거를 송신기(6310)을 이용하여 통보한다. 기지국은 단말이 측정하여 보고하는 채널 상태 정보를 수신기(6320)을 이용하여 수신한다. 수신한 채널 상태 정보는 기지국 제어기(6300)에서 적합한 채널 상태 정보인지 판단된 후 기지국의 하향링크에 대한 무선자원 관리에 활용된다.
도 64는 본 발명을 수행할 수 있는 단말의 장치도를 도시한 것이다.
도 64에서 단말 제어기(6400)은 수신기(6420)을 이용하여 기지국으로부터 채널 상태 정보 보고를 설정 및 트리거하는 스케줄링 정보, 하향링크 제어 정보, IMR2 설정 정보 중 적어도 하나를 수신한다. 이후 단말은 수신기(6420)에서 IMR2를 통해 하향링크 다중 사용자 신호를 수신하고 이를 이용하여 단말 제어기(6400)에서 채널 상태 정보를 생성한다. 생성된 채널 상태 정보는 송신기(6410)을 이용하여 기지국으로 전송된다.
<제6 실시예>
종래는 단말(user equipment(UE), 이동국(mobile station), 터미널(terminal) 등과 혼용할 수 있다)의 접속(access) 제어 기술로 ACB(access class barring), SSAC(service specific access control), EAB(extended access barring), SCM(smart congestion mitigation) 등등이 있었으나, 어플리케이션 특정(application specific) 혼잡 제어(congestion control)는 지원하지 못하였다.
본 발명은 단말이 사용하는 특정 어플리케이션(application)에 대한 혼잡 제어를 하기 위하여 단말과 네트워크간 혼잡 제어에 대한 정보를 공유하는 방법을 제안한다. 그리고 특정 어플리케이션에 대한 카테고리를 정의하여 카테고리 별로 혼잡 제어를 할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 단말과 네트워크간 혼잡 제어 정보가 공유되지 않았을 경우 특정 어플리케이션에 대한 혼잡을 제어하는 방법을 제안한다. 또한 단말이 로밍 중인 경우 로밍 망에서의 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 지원하는 방안을 제안한다. 그리고 높은 우선 순위를 가지는 단말에게 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 적용하지 않는 방법을 제안한다. 또한 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 단말 클래스(class) 별 혼잡 제어보다 우선적으로 수행할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 특정 카테고리에 대한 우선순위를 적용하여 혼잡을 제어하는 방법 및 네트워크 공유 시 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 할 수 있는 방법을 제안한다.
본 명세서 전반에서 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어는 사업자의 정책이나 지역별 규제를 따라 결정될 수 있으며, 재난 상황의 서비스를 제공하기 위함일 뿐만 아니라 상용 서비스에 대해서도 적용될 수 있다. 또한 이는 어플리케이션 별로 혼잡 제어를 할 수 있는 다른 기능들과 유사한 개념으로 사용될 수 있으며, 본 명세서의 실시 예는 설명된 통신 시스템 이외에도 WLAN(wireless local area network(RAN), 무선 근거리통신망), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등 무선 통신 전반에서 유사하게 사용될 수 있다.
본 발명에 대한 실시예로써, 이동통신 사업자는 단말에게 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 위한 정보를 제공해줄 수 있다. 이는 Management Object(이하 MO)라는 OMA(Open Mobile Alliance) 표준을 사용하여 구현할 수 있으며, 네트워크 사업자가 단말에게 설정 정보를 전달할 수 있는 다른 방법을 이용하여도 무방하다.
사업자는 아래 표 13과 같이 단말에게 전달해 줄 혼잡 제어 데이터를 구성하기 위하여 어플리케이션 종류를 적어도 5가지로 구분할 수 있다.
[표 13]
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어플리케이션 종류 중 공공 안전(public safety)는 재난 상황에서 사용하는 어플리케이션을 의미하며, 재난망에 사용되도록 지정된 어플리케이션을 지칭할 수 있다. IMS 서비스는 LTE를 이용한 음성/영상 통화 서비스인 VoLTE를 사용하는 어플리케이션을 지칭한다. 일반적인 패킷 데이터 서비스(normal packet data service)는 단말이 사용하는 일반적인 인터넷 서비스 및 D2D(device-to-device) 서비스 등을 지칭하며, IMS서비스에 속하지 않는 모든 패킷 데이터 서비스를 포함할 수 있다. 지연에 강한(delay tolerant) 서비스는 전송 지연에 민감하지 않거나 전송 우선순위가 낮은 서비스, 예를 들면 MTC 서비스, 사물 인터넷(internet of things, IoT)를 위한 단말이나 MTC 단말이 사용하는 어플리케이션, 혹은 낮은 우선순위의 클래스(low priority class)를 가진 단말이 사용하는 어플리케이션을 포함할 수 있다. 이 외에 다른 어플리케이션 종류가 추가될 수 있으며, 그 일례로 서킷 스위칭(CS) 도메인을 사용하는 서비스, 즉 CSFB 서비스는 패킷 서비스를 이용하는 단말이 서킷 스위치드 망(Circuit Switched Network)를 이용하여 전화를 할 수 있는 서비스를 제공하는 어플리케이션 또는 SMS(short message service) 등이 추가 될 수 있다. 사업자는 어플리케이션 종류에 대한 어플리케이션 카테고리(application category)를 매핑해서 단말에게 설정 정보를 제공할 수 있다. 이하, 사업자가 특정 어플리케이션 종류에 대하여 어플리케이션 카테고리를 매핑하여 제공하는 정보를 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO라 한다. 사업자는 단말에게 언제든 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 전송할 수 있으며, 내부 정책이 변경되었거나 지역별 규제가 변경된 경우 새로운 MO를 구성하여 전송 및 업데이트를 수행할 수 있다. 상기 어플리케이션 카테고리 간에는 서로 상대적인 우선순위가 있을 수 있다. 표 13에 나타난 카테고리의 순서는 일반적인 어플리케이션 간의 상대적인 우선 순위를 나타낸다 (즉, 카테고리 1이 우선순위가 가장 높다). 상기 정보는 NAS(non-access stratum) MO의 일부로 포함되거나, 또는 ACDC(application specific congestion control for data communication) MO와 같은 별도의 MO로 사용자 단말에게 전달될 수 있다.
도 65는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 일례를 도시한 도면이다. 도 65에서 공공 안전, IMS 서비스, 일반적인 패킷 데이터 서비스, 지연에 강한 서비스 (이후 MTC 서비스로 칭함), CS 도메인 서비스가 각각의 카테고리 이름으로 대체될 수 있으며, 그 밖에 추가적인 어플리케이션 종류와 카테고리가 존재할 수 있음은 자명하다. 사업자는 각 어플리케이션 카테고리 별로 혼잡 제어 수준을 접속 차단(Access barring) 확률(이하 차단 비율(barring rate))과 백-오프 타이머(back-off timer) 를 통해 차별화 할 수 있다. 일례로, 카테고리 1에게는 차단 비율 낮게 할당하고 카테고리 4에게는 차단 비율을 높게 할당하여, 카테고리 1에 대항하는 어플리케이션이 더 높은 확률로 네트워크에 접속할 수 있도록 할 수 있다. 또한 차단 비율과 더불어 백-오프 타이머를 함께 제공하여, 접속 차단된 단말이 접속 재시도를 위하여 기다려야 하는 시간을 카테고리 별로 지정해 줄 수 있다. 차단 비율 및 백-오프 타이머는 사업자의 정책 및 지역별 규제를 따르거나, 해당 국가의 정책을 따를 수 있다. MO는 또한 각 카테고리 별로 우선 순위를 정할 수 있다. 예를 들어 카테고리 1에 가장 높은 우선 순위를 주고 카테고리 4에 가장 낮은 우선 순위를 주어, 단말에서 동시에 두 가지 이상의 어플리케이션이 네트워크 접속을 원하는 경우, 우선 순위가 높은 어플리케이션부터 혼잡 제어 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 우선 순위가 높은 어플리케이션부터 혼잡 제어 동작을 수행한 뒤, 다음 우선 순위를 가지는 어플리케이션이 혼잡 제어 동작을 수행한다.
도 66은 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다. 본 발명에 따르면 사업자는 도 66과 같이 어플리케이션 종류를 특정 어플리케이션에 대한 식별자로 나타낼 수 있다.
스마트폰 운영체제(operating system, 이하 OS) 내에서 모든 어플리케이션은 OS 식별자(이하 ID)와 그 OS의 어플리케이션 ID를 합성한 OSAPP_ID라는 고유한 식별자를 가지게 되는데, 일례로 사업자는 도66의 어플리케이션 A에 어플리케이션 A의 OSAPP_ID를 명시하여 어플리케이션 카테고리 정보를 속성(attribute)으로 포함하는 매핑 정보를 제공할 수 있다. 이 정보에 각 접속 비율 또는 백-오프 타이머가 제공될 수 있음은 자명하다. OSAPP_ID는 특정 플랫폼(또는 OS) 별로 고유한 특성을 가지므로, 어플리케이션 식별자는 OSAPP_ID뿐만 아니라 플랫폼 또는 OS를 가르키는 식별자의 쌍으로 구성될 수 있다.
도 67은 본 발명을 수행하는 일례를 도시한 흐름도이다. 본 발명에 따르면 도 67와 같이 사업자는 기지국(6740, eNB(evolved node B), 베이스 스테이션(base station) 등과 혼용될 수 있다)이 방송(broadcast)하는 시스템 정보(system information block, 이하 SIB)을 통하여 단말(6730)에게 현재 셀에서 제어되고 있는 어플리케이션 카테고리별 혼잡 제어 정보를 전송(6700)할 수 있다. 기지국이 방송하는 SIB에는 어플리케이션의 카테고리 별 혼잡 제어가 적용되고 있는지 없는지의 여부를 지시하는 비트값 0 혹은 1이 포함될 수 있다. 이를 수신한 단말은 사업자로부터 MO로 받은 정보와 비교하여, 혼잡 제어가 적용되고 있는 어플리케이션이 네트워크 접속을 원하는 경우 MO 정보에 있는 차단 비율을 적용하여 접속 결정(access decision)을 수행(6710)하고, 접속에 실패한 경우 MO 정보에 있는 백-오프 타이머를 시작하여, 이 타이머가 만료될 때까지 해당 어플리케이션으로 인한 네트워크 접속을 시도하지 않는다. 차단 비율을 적용하는 것은 단말이 난수를 생성하여 생성된 값을 상기 비율(rate)과 비교하여 그 결과에 따라 접속이 허용되는지고 판단하는 동작이다. 일례로, 차단 비율가 20%라면 0과 1사이의 값으로 생성한 난수(random number)가 0.2보다 클 경우 접속이 허용되었다고 판단한다. 이 후 단말은 접속이 허용된 경우 라디오 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청(connection request) 메시지를 기지국으로 전송(6720)한다.
도 68a 및 도 68b는 본 발명을 수행하는 또다른 일례를 도시한 흐름도이다. 본 발명에 따르면 사업자는 접속 차단 확률 또는 백-오프 타이머를 단말에게 제공하지 않을 수 있다. 이 경우 단말은 도 68과 같이 어플리케이션 카테고리 정보만으로 기지국으로부터 방송되는 SIB 정보를 통해 받은 카테고리 별 혼잡 제어 정보를 식별하여 혼잡 제어를 적용할 수 있다. 이 경우 혼잡 제어 정보는 도 68a와 같이 차단 비율 또는 백-오프 타이머이거나 도 68b와 같이 차단-차단 미적용(barring-skip)과 같이 접속 차단을 하거나/하지 않는다는 지시(indication)일 수 있다. 68a와 같이 차단 비율이 주어진 경우, 단말은 단말이 사용하는 어플리케이션 카테고리에 해당하는 SIB 정보에 있는 차단 비율을 확인하여 난수를 생성, 차단 비율에 따라 네트워크 접속 여부를 결정한다. 68b와 같이 접속 차단을 하거나/하지 않는다는 지시가 주어진 경우, 단말이 사용하는 어플리케이션의 카테고리에 해당하는 SIB 정보에 있는 혼잡 제어 적용 여부에 따라 접속 결정을 수행한다.
도 69는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다. 본 발명에 따르면 사업자는 도 69와 같이 MO 데이터에 어플리케이션 종류와 어플리케이션 카테고리에 대한 매핑 정보를 PLMN(public land mobile network) 관련 정보와 함께 제공할 수 있다. 이 경우 단말은 함께 제공된 PLMN ID를 가지는 네트워크에 대해서도 상기 MO 정보를 적용할 수 있다. 일례로 PLMN A 사업자가 단말에게 특정 어플리케이션 종류에 대한 혼잡 제어를 위한 카테고리 매핑 정보와 함께 PLMN B, PLMN C 등의 PLMN 정보를 함께 제공하였다면, 단말은 해당 혼잡 제어 정보를 PLMN B, PLMN C 네트워크 에서도 사용할 수 있다. MO에는 하나 이상의 카테고리 매핑 정보가 포함될 수 있음은 물론이다. 네트워크 사업자는 EPLMN(equivalent PLMN)에 대한 적용 여부를 나타내는 지시를 추가하여 EPLMN에서 같은 혼잡 제어 정보를 사용할 수 있도록 설정할 수 있다. 또는 EPLMN에 대한 PLMN ID를 함께 제공할 수 있다. 공용 망(shared network)을 제공하는 네트워크 사업자의 경우, 공용 망이 제공할 수 있는 PLMN 정보를 포함할 수 있다. 단말이 접속한 네트워크가 PLMN A, PLMN B, PLMN C에 속하지 않는 경우, 단말은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO가 없다고 판단하며, 보다 자세한 내용은 본 발명의 다른 실시예를 따른다.
도 70은 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO 구성의 또다른 일례를 도시한 도면이다. 본 발명은 도 70과 같이 사업자가 제공하는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO에 어플리케이션 ID와 어플리케이션 카테고리의 상하관계(혹은 노드-리프(node-leaf) 관계)가 바뀌어 구성될 수 있음을 포함한다. 사업자는 카테고리 별로 어플리케이션 ID를 포함하여 제공할 수 있으며, 각 카테고리에 대한 차단 비율 및 백-오프 타이머는 생략될 수 있다. 또한 사업자는 단말이 로밍시 홈(home) PLMN(이하 HPLMN)에서 제공받은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO에 담긴 정보를 VPLMN(visited PLMN)에서 사용할 수 있도록 도 70의 HPLMN 선호(Preference)와 같은 정보를 제공할 수 있다. HPLMN 선호에 명시된 PLMN이 의미하는 것은, 해당 PLMN을 제공하는 네트워크(일례로, VPLMN)에서 HPLMN으로부터 받은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. HPLMN 선호가 적용되어있지 않은 경우, 다른 PLMN을 사용하는 네트워크(일례로, VPLMN)에서 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO가 없는 것처럼 동작되며, 보다 자세한 내용은 본 발명의 다른 실시 예를 따른다. HPLMN 선호는 EPLMN에도 함께 적용될 수 있으며, 공용 망을 제공하는 네트워크 사업자의 경우, 공용 망 내에서 같은 설정을 따르게 함을 나타낼 수 있으며, HPLMN 선호라는 지시 외에 다른 지시를 추가하여 나타낼 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따르면, 단말은 기지국에서 방송하는 SIB 정보를 보고 특정 어플리케이션 혼잡 제어 기능의 사용 여부를 알 수 있다. 단말이 SIB을 수신하여 기지국이 특정 어플리케이션 혼잡 제어 기능을 사용하고 있음을 알고 있고 단말이 사업자 네트워크로부터 제공받은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 가지고 있다면, 단말은 기지국이 방송하는 SIB 정보에 있는 특정 어플리케이션 혼잡 제어에 대한 정보와 단말이 저장하고 있는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 비교하여 네트워크로의 접속을 결정한다. 특정 어플리케이션 혼잡 제어 기능을 지원하는 단말이 기지국으로부터 SIB을 수신하여 기지국이 특정 어플리케이션 혼잡 제어 기능을 사용하고 있음을 알고 있지만, 단말이 사업자 네트워크로부터 제공 받은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 가지고 있지 않다면, 단말은 모든 어플리케이션을 이용한 네트워크 접속에 대하여 어플리케이션 카테고리의 우선순위 중 가장 낮은 우선 순위를 갖는 카테고리에 적용된 혼잡 제어 정보를 따른다. 일례로, 공공 안전 관련 어플리케이션을 이용하여 네트워크 접속을 원함에도 불구하고, 가장 낮은 우선 순위를 가지는 카테고리의 혼잡 제어 정보를 따르기 때문에 차단 비율과 백-오프 타이머를 큰 값을 적용할 수 있다. 상기와 같은 동작을 단말의 기본 동작으로 설정할 수 있다. 상기와 같은 단말의 기본 동작은 현재 단말이 선택한/캠핑(camping)한 셀의 PLMN에 단말이 사업자 네트워크로부터 제공 받은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 위한 MO를 적용할 수 없을 경우에 동일하게 적용될 수 있다. 또한 단말이 로밍 중 일 때 상기 실시 예에 따른 HPLMN 선호가 설정되어 있지 않은 경우도 상기와 같은 단말의 기본 동작이 적용될 수 있다.
도 71a 및 도 71b는 본 발명에 따른 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 적용하는 단말의 내부 동작을 도시한 도면이다. 도 71a은 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 적용을 단말의 NAS 레이어(layer)에서 수행하는 실시예이며, 도 71b는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 적용을 RRC 레이어에서 수행하는 실시예이다.
도 71a의 경우, 기지국(7101)으로부터 SIB정보를 수신(7100)한 단말(7102)의 RRC 레이어(7104)는 NAS 레이어(7103)로 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어가 기지국에서 적용되고 있다는 지시 혹은 기지국이 제공하는 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어 정보를 전달(7110)한다. 단말은 이를 수신한 NAS 레이어에서 사용자가 네트워크 접속을 원하는 어플리케이션에 따라 단말이 저장하고 있는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 MO를 확인하여 접속 결정을 수행(7120)한다. 접속 결정은 MO에 제공된 차단 비율에 따라 난수를 생성하여 차단 비율를 만족하면 접속을 시작하거나, MO에 차단 비율 없이 접속 허용 여부만 표시된 경우 그 표시를 따른다. 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 MO에 따른 접속을 실패한 단말은 MO에 명시된 백-오프 타이머가 있을 경우 이 값에 따라 일정 시간 동안 접속을 재시도하지 않거나, 기지국부터 RRC 레이어를 거쳐 전달받은 SIB 정보에 백-오프 타이머 값이 있으면 그 값에 따라 일정 시간 접속을 재시도하지 않는다. 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하여 접속을 시작하는 NAS 레이어는 RRC 레이어로 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 수행한 뒤 시작하는 접속이라는 지시를 전달(7130)할 수 있으며, 이 지시는 사용자가 접속을 원하는 어플리케이션의 카테고리를 나타낼 수 있다. 또한 이 정보는 RRC 연결 수립 원인(connection establishment cause)라는 정보로 RRC 레이어로 전달될 수도 있다. 이를 수신한 RRC 레이어는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어가 수행된 후의 접속 요청이라는 것을 확인할 수 있고, 단말은 기지국에게 RRC 레이어 상으로 RRC 연결 요청메시지를 전송(7140)해 접속 동작을 수행한다.
71b의 경우, 기지국(7151)으로부터 SIB 정보를 수신(7150)한 단말(7152)의 RRC 레이어(7154)가 NAS 레이어(7153)로 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어가 기지국에서 적용되고 있다는 지시 혹은 기지국이 제공하는 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어 정보를 전달(7160)한다. 이를 수신한 단말의 NAS 레이어는 사용자가 요청한 어플리케이션에 대한 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 MO를 기반으로 사용자가 접속을 원하는 어플리케이션의 카테고리를 RRC 레이어에게 전달(7170)한다. RRC 레이어는 NAS 레이어로부터 수신한 어플리케이션 카테고리를 기반으로 기지국이 SIB으로 제공한 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어 정보인 차단 비율 또는 백-오프 타이머를 적용하여 접속 결정을 수행(7180)한다. 접속이 허가된 경우 RRC 레이어는 기지국으로 RRC 연결 요청 메시지를 전송하며, 접속이 실패한 경우 백-오프 타이머를 적용하여 일정 시간 접속을 재시도 하지 않거나, 단말 내부적으로 설정된 동작을 따른다. 상기 71(a)와 71(b)에서 단말이 RRC 레이어 상으로 RRC 연결 요청 메시지를 기지국으로 전달할 때, 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능이 적용된 RRC 연결이라는 지시를 줄 수 있으며, 이는 RRC 원인 코드(cause code)일 수 있으며, 어떤 어플리케이션 카테고리에 해당하는 RRC 연결인지 나타낼 수 있다. 이를 수신한 기지국이 혼잡 상황이 심각하여 해당 RRC 연결을 거절하게 될 경우, 함께 수신한 어플리케이션 카테고리에 관련된 지시자에 따라 다른 백-오프 타이머를 제공할 수 있다. 일례로 공공 안전에 대한 어플리케이션 카테고리를 지시자으로 포함하여 요청된 RRC 연결은 기지국이 거절하지 않으며, MTC에 대한 어플리케이션 카테고리를 지시자로로 포함하여 요청된 RRC 연결은 기지국이 거절하며, 또는 큰 값을 가지는 백-오프 타이머를 제공하는 등의 차등화된 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 지원하는 단말이 네트워크로부터 단말의 접속 클래스(access class)에 따라서 혼잡 제어를 하는 동작과 함께 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 적용 받을 수 있다. 이 경우, 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어가 접속 클래스에 따른 혼잡 제어에 우선하여 수행되고, 단말의 접속 클래스에 따른 혼잡 제어는 수행하지 않는 방법은 이 발명의 실시예에 따른다. 사업자 네트워크는 단말마다 접속 클래스를 숫자값으로 제공하여 0~9까지의 사용자는 일반 사용자, 11~15까지의 사용자는 높은 우선 순위(high priority)의 사용자로 구분하여, 혼잡 상황에서 높은 우선순위의 사용자에게 접속 우선 순위를 제공할 수 있다. 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하는 단말은 접속 클래스가 0~9까지인 일반 사용자인 경우, 접속 클래스에 따른 혼잡 제어는 적용하지 않고 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어만 적용할 수 있다. 상기와 같이 접속 클래스에 따른 혼잡 제어를 적용하지 않기 위하여 단말은 기지국이 방송하는 SIB 정보를 기반으로 접속 클래스에 따른 혼잡 제어를 하는지, 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어를 하는지 확인한다. 접속 클래스 혼잡 제어 정보와 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어 정보는 각기 다른 SIB정보를 통해서 기지국으로부터 단말에게 전달될 수 있다. 기지국이 방송하는 SIB정보에 접속 클래스 혼잡 제어 정보가 있고, 특정 어플리케이션 카테고리 별 혼잡 제어 정보가 있으면 단말은 접속 클래스 혼잡 제어 과정은 수행하지 않는다고 판단할 수 있다. 보다 상세한 일례로, 상기 단말은 RRC 레이어에서 SIB정보를 듣고 단말의 NAS 레이어에게 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능이 기지국에 적용되고 있음을 알려준다. 이에 따른 첫 번째 세부 실시예로, NAS 레이어는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하여 네트워크 접속이 허가되면, 단말의 RRC 레이어에 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 수행한 후 RRC 연결을 시작하는 것이라는 지시자를 전송할 수 있다. 이 지시를 받은 RRC 레이어는 단말이 이미 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하였고, 접속 클래스에 기반한 혼잡 제어를 수행하지 않는다고 판단하여, RRC 레이어에서의 접속 클래스 혼잡 제어를 수행하지 않을 수 있다. 또는 두 번째 세부 실시예로, 단말의 NAS 레이어가 특정 어플리케이션을 이용하여 네트워크에 접속한다는 지시자를 RRC 레이어로 전달하면, 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어와 접속 클래스 혼잡 제어 모두 기지국에 적용되고 있음을 아는 RRC 레이어에서 상기 NAS 레이어로부터 받은 지시자를 바탕으로 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하고, 접속 클래스 혼잡 제어 동작은 수행하지 않을 수 있다. 또한 RRC 레이어에서 단말에 대해서는 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 적용하지 않을 수 있다. 높은 우선 순위의 단말은 단말 스스로의 접속 클래스가 11~15의 값을 갖고 있음을 알고 있고, 기지국이 방송하는 SIB 정보를 보고 접속 클래스에 따른 혼잡 제어를 적용하고 있고 동시에 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어를 적용하고 있다고 판단할 수 있다. 이 경우 높은 우선 순위의 단말은 접속 클래스 혼잡 제어 기능만 적용하여 높은 우선 순위를 갖고 네트워크에 접속할 수 있으며, 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능은 수행하지 않을 수 있다. 보다 상세한 실시예로, RRC 레이어는 단말의 접속 클래스를 알고 있기 때문에, 단말의 접속 클래스가 높은 우선 순위를 갖고 있고(일례로, 접속 클래스 11~15) 기지국이 접속 클래스 혼잡 제어 기능을 적용하고 있으며 동시에 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 적용하고 있음을 기지국이 방송하는 SIB 정보를 통해서 알고 있다. 상기 RRC 레이어는 단말이 높은 우선 순위를 갖기 때문에 특정 어플리케이션 별 혼잡 제어 기능을 수행하지 않는다고 판단하고 접속 클래스 혼잡 제어만 적용하여 네트워크 접속이 가능하다. 이 경우 RRC 레이어는 네트워크 접속 신호를 전송하기 시작하는 NAS 레이어에게 어플리케이션 별 혼잡 제어가 적용되지 않았다는 지시를 전달하거나, 접속 클래스 혼잡 제어가 우선되어 적용되었다는 지시를 전달할 수 있다. 상기 실시예들에서 접속 클래스 혼잡 제어는 접속 클래스 차단(access class barring)이라는 이름을 가진 3GPP 표준을 포함한다.
도 72는 본 발명을 실시할 수 있는 단말 및 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 도 72에 따르면, 단말(7200)은 제어부(7210) 및 송수신부(7220)으로 구성되고, 상기 송수신부는 기지국과 신호를 송수신하도록 제어부에 의해 제어된다. 상기 제어부는 기지국으로부터 SIB정보에 포함된 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 위한 정보를 수신하고, 또는 사업자의 서버로부터 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 위한 정보를 수신하고, 기지국으로 RRC 연결을 위한 RRC 연결 요청 메시지를 전송하도록 송수신부를 제어할 수 있다. 또한 RRC 레이어와 NAS 레이어간의 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어에 관련된 정보 및 접속 클래스에 관련된 정보를 전달할 수 있다. 또한 특정 어플리케이션에 대한 혼잡 제어를 위한 정보 및 접속 클래스 관련 정보 등 기타 접속 차단 관련 정보를 기반으로 네트워크로의 접속 여부를 결정할 수 있다. 자세한 내용은 본 발명의 실시예에 따른다. 기지국(7230)은 송수신부(7240) 및 제어부(7250)을 포함하며, 상기 제어부는 SIB정보를 방송하고, 단말로부터 전송되는 RRC 연결 요청 메시지를 수신하도록 송수신부를 제어할 수 있다
<제7 실시예>
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 에서 규격을 정한 무선 접속 네트워크(radio access network, 이하 RAN) 및 코어 네트워크(core network, 이하 CN)인 장기간 진화(long-term evolution, 이하 LTE)와 진화된 패킷 코어(evolved packet core, 이하 EPC)를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
실시 예들에서, 모든 단계 및 메시지는 선택적인 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 메시지 전달도 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 각 단계 및 메시지는 독립적으로 수행될 수 있다.
실시 예들에서 예시로 보인 내용의 일부 혹은 전체는 본 발명의 실시 예를 구체적으로 보여주어 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서 세부 내용은 본 발명에서 제안하는 방법 및 장치의 일부를 표현하는 것이라 볼 수 있다. 즉, 실시 예에서 보인 예시의 내용은 통사론적으로 접근되는 것보다 의미론적으로 접근되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 본 명세서와 도면에 개시되는 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
여러 단말(user equipment(UE), 이는 이동국(mobile station) 또는 터미널(terminal)과 혼용될 수 있다), 특히 특정 그룹에 속한 단말에게 메시지를 전달할 때는, 자원 사용의 효율성을 고려해 방송 자원을 사용할 수 있다. 방송 자원을 사용한 메시지 전달(특히 3GPP에서 정한 표준에 따르자면, 멀티미디어의 방송 및 멀티캐스트 서비스(multimedia broadcast multicast service, 이하 MBMS) 전송을 통한 메시지 전달을 위해서는 단말은 MBMS 관련 정보(MBMS 서비스 설명(service description))을 획득해야 하고, 네트워크(network)는 MBMS 베어러(bearer)를 활성화시켜야 한다. 본 발명에서는 단말이 MBMS 관련 정보를 획득하고 네트워크가 MBMS 베어러를 활성화시키는 방법에 대해 기술한다.
도 73은 본 발명에 따른 네트워크 구조를 도시한 도면이다. 도 73을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 이동 통신 시스템의 무선 접속 네트워크는 차세대 기지국(7330, evolved node B, 기지국(base station), E-UTRAN, RAN 노드 등과 혼용될 수 있다. 이하 eNB라 한다)과 MME(7350, mobility management entity) 및 S-GW(7340, serving-gateway) 로 구성된다. 단말(7300)은 eNB 및 S-GW(7340), 그리고 P-GW(7360, PDN(packet data network)-gateway) 를 통해 외부 네트워크에 접속한다. 단말(7300)이 P-GW(7360)를 통해 데이터를 송수신 하기 위해서는 패킷 데이터 네트워크(packet data network, 이하 PDN) 연결(connection)을 생성해야 하며, 하나의 PDN 연결은 하나 이상의 EPS(evolved packet system) 베어러를 통해 이뤄질 수 있다.
eNB(7330)는 RAN 노드로서 UTRAN 시스템의 RNC 그리고 GERAN 시스템의 BSC에 대응된다. eNB(7330)는 단말(7300)과 무선 채널(Uu 인터페이스)로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되므로, 단말들(7300)의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 eNB(7330)가 담당한다.
S-GW(7340)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(7350)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME(7350)는 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME(7350)는 다수의 기지국들(7330)과 연결될 수 있다. 홈 가입자 서버(7370, home subscriber server, 이하 HSS)는 망의 데이터베이스로 각 단말(7300)에 대한 인증을 위한 키(key) 정보와 가입자(subscriber)의 프로파일(profile)을 저장하고 있다.
이때 단말(7300)에게 MBMS 서비스를 제공할 경우 방송/멀티캐스트 서비스 센터(7320, broadcast/multicast service centre, 이하 BM-SC)는 MBMS 베어러 서비스들에 대한 권한 검증과 서비스 시작을 수행하며, MBMS 콘텐트에 대해 서비스 품질을 고려한 스케줄링과 전송을 수행한다. BM-SC(7320)는 자체 방송 콘텐트를 LTE 네트워크로 전달할 수 있고 외부의 콘텐트 제공자와 연동하여 방송 콘텐트를 전달할 수 있다. BM-SC(7320)는 MBMS-GW(7310, MBMS gateway)와 제어 메시지 전송을 위해 SGmb 인터페이스로 연결되며, 콘텐트(사용자 트래픽) 전송을 위해 SGi-mb 인터페이스로 연결된다. MBMS-GW(7310)는 eNB(7330)로 IP 멀티캐스트 전송방식을 이용해 콘텐트를 전달한다. MBMS-GW(7310)는 MME(7350)와 세션에 대한 제어 메시지 전송을 위해 Sm 인터페이스로 연결되고, eNB(7330)로 콘텐트 전송을 위해 M1 인터페이스로 연결된다.
서비스 노출 개체(7380, service capability exposure function, 이하 SCEF)는 외부 서버에 3GPP 네트워크를 안전하게 노출시키는 개체로 외부 서버(7390, service capability server/application server, 이하 SCS/AS)로부터 메시지를 수신하고, 단말(7300) 그룹을 관리하기 위해 HSS(7370) 및 BM-SC(7320) 등의 3GPP 네트워크 개체와 소통하는 등의 역할을 수행한다. 본 명세서에 걸쳐, SCEF는 기계형 통신을 위한 연동 개체(machine type communication-interworking function, 이하 MTC-IWF) 및 상술한 SCEF를 통칭할 수 있다. SCS/AS(7390)는 3GPP 네트워크에 속해 있지 않은 외부 서버를 의미한다. 그러나 SCS/AS(7390)가 3GPP 네트워크에 속해있는 경우에도 본 실시예를 적용할 수 있음은 자명하다. SCS/AS(7390)는 MTC 서버를 의미할 수도 있다.
도 74는 네트워크가 여러 단말(7300)에게 MBMS 서비스를 이용해 메시지를 전달할 때, 단말(7300)이 수신할 MBMS 관련 정보를 네트워크와 (미리) 공유하는 방법을 도시한 도면이다.
도 74에 따르면, 단계 7400에서 단말(7300)은 어태치(attach) 과정을 통해 PDN 연결성을 획득할 수 있다. 혹은 그 밖의 방법으로 단말은 PDN 연결성을 획득할 수 있다. 일례로, 단말은 와이파이(Wi-Fi)를 통해 PDN 연결성을 획득할 수 있다.
단계 7410에서 SCS/AS(7390)는 단말(7300)과 응용 레벨 시그널링(application level signalling, 응용 시그널링과 혼용해서 쓰일 수 있다)을 통해 단말(7300)이 속한 그룹의 식별자(external group ID, 이하 외부 그룹 ID), 단말의 위치(셀 식별자, 및/혹은 MBMS 서비스 지역 식별자) 및/혹은 단말 성능에 대한 정보(UE capability)를 획득할 수 있다. 하나 이상의 단말(7300)의 단말 성능으로부터 MBMS가 지원됨을 확인하고, 특정 지역에 MBMS 전송을 통한 메시지가 효율적일 만큼 단말들(7300)이 밀집해있음을 확인한 SCS/AS(7390)는 해당 그룹에 속한 단말(7300)에게 MBMS 전송을 통한 메시지 전달을 수행하기로 결정할 수 있다. 이에 따라 이후 단계에서, MBMS 전송 시 사용되는 그룹 식별자(temporary mobile group identifier, 이하 TMGI) 할당을 요청할 수 있게 된다.
단계 7420에서 SCS/AS(7390)는 SCEF(7380)에게 TMGI 할당을 요청하는 메시지(allocate TMGI request message)를 전송할 수 있다. 이미 할당된 TMGI가 있으면 SCS/AS(7390)는 이미 할당된 TMGI를 사용할 수 있다(이 경우, 단계 7420부터 단계 7470까지는 수행될 필요가 없을 수 있다). SCS/AS(7390)는 TMGI 할당을 요청하는 메시지 송신의 대상이 될 SCEF(7380)의 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 주소 및/혹은 포트 번호를 결정하기 위해, 외부 그룹 ID를 이용해 도메인 명 시스템(domain name system, DNS) 쿼리(query)를 수행하거나, 미리 설정된 정보를 사용할 수 있다. SCS/AS는 상기 외부 그룹 ID와 SCEF(7380)의 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 저장할 수 있다.
상기 TMGI 할당을 요청하는 메시지는 외부 그룹 ID, 우선 순위(priority) 정보 및/혹은 SCS/AS 식별자(SCS/AS ID)를 포함할 수 있다. 우선 순위 정보는 해당 외부 그룹의 중요도를 나타내는 데 쓰일 수 있으며, SCEF(7380)는 priority가 높은 외부 그룹에 대해 우선적으로 TMGI 할당 요청을 처리할 수 있다. SCEF(7380)는 SCS/AS ID를 이용하여 허가 작업(authorization)을 수행할 수 있다. 이 허가 작업 과정은 SCS/AS ID가 지시하는 SCS/AS(7380)가 TMGI를 요구할 자격이 있는지를 판단하는 과정을 포함할 수 있다. 추가적으로, 허가 작업 과정에서 외부 그룹 ID를 이용할 수 있다. 상기 외부 그룹 ID가 가리키는 그룹이 TMGI가 할당될 자격이 있는지 판단하는 과정이 허가 작업 과정에 포함될 수 있다.
허가 작업 과정에는 SCS/AS ID로 식별 가능한 해당 엔티티의 자격 및/혹은 외부 그룹 ID로 식별 가능한 해당 그룹의 자격을 판단하는 과정이 포함될 수 있으며, 또한 이 과정에는 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버(group management server)가 개입될 수 있다. 보다 자세히, SCEF(7380)는 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버에게 허가 작업에 필요한 정보(SCS/AS ID 및/혹은 외부 그룹 ID)를 전달할 수 있다. 상기 정보를 수신한 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버는 해당 SCS/AS(7390)가 TMGI를 요청할 자격이 있는지 및/혹은 해당 외부 그룹이 TMGI를 요청할 자격이 있는지를 확인할 수 있다.
단계 7430에서, SCEF(7380)는 HSS(7370)에게 가입자 정보 요청 메시지(subscriber information request message)를 전송하며 외부 그룹 ID, SCS/AS ID, 및/혹은 BM-SC 플래그(flag)를 전달할 수 있다. BM-SC 플래그는 상기 가입자 정보 요청 메시지가 BM-SC(7320)에 대한 라우팅 정보(routing information, 일례로, BM-SC 식별자, BM-SC IP 주소)를 요청하기 위한 메시지임을 나타내기 위해 사용될 수 있다. BM-SC의 라우팅 정보를 요청하기 위한 새로운 메시지가 정의된다면, 상기 BM-SC 플래그는 포함되지 않을 수 있다.
다음으로 단계 7440에서, HSS(7370)는 SCEF(7380)로 가입자 정보 요청 메시지에 대한 응답으로 가입자 정보 응답 메시지(subscriber information response message)에 포함된 BM-SC 라우팅 정보를 전송할 수 있다.
상기 기술된 HSS(7370)를 통한 BM-SC 라우팅 정보 직접 획득 방법 외에도, SCEF(7380)는 해당 외부 그룹에 속한 단말(7300)의 서빙 네트워크(serving public land mobile network, serving PLMN) 정보를 기반으로 BM-SC(7320)와의 연결성 여부를 판단할 수 있다. SCEF(7380)가 서빙 네트워크 정보를 획득하는 방법은 다음 중 하나 이상에 해당할 수 있다.
- 첫 번째로, 단말(7300)이 SCS/AS(7390)에 서빙 네트워크 정보를 제공하고, 이를 단계 7420을 통해 SCS/AS(7380)가 SCEF에 전달할 수 있다.
- 두 번째로, SCEF(7380)가 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버에을 해당 외부 그룹의 서빙 네트워크 정보를 쿼리할 수 있다. 일례로, 단계 7430을 통해 SCEF(7380)로부터 외부 그룹 식별자를 획득한 HSS(7370)는 이 외부 그룹 식별자에 해당하는 단말들(7300)이 및/혹은 이 외부 그룹 식별자에 해당하는 단말(7300) 대부분이 서빙되는 네트워크 정보를 단계 7440을 통해 SCEF(7380)로 전달할 수 있다.
- 세 번째로, SCEF(7380) 내 설정된 외부 그룹 ID와 서빙 네트워크 간 매핑 정보를 이용해 서빙 네트워크 정보를 획득할 수 있다.
SCEF(7380)는 서빙 네트워크 정보를 기반으로, 해당 네트워크(PLMN)에 대해 BM-SC(7320)와 SCEF(7380) 및 BM-SC(7320) 간의 인터페이스인 MB2 인터페이스의 사용 가능 여부를 결정할 수 있다. 일례로, SCEF(7380)는 SCEF(7380) 내부에 설정된 서빙 네트워크와 BM-SC 라우팅 정보 사이의 매핑 정보를 이용할 수 있다.
단계 7450에서 SCEF(7380)는 BM-SC(7320)에게 TMGI 할당을 요청할 수 있다. 이때 TMGI 할당 요청 메시지(allocate TMGI request message)에는 할당 받기 원하는 TMGI의 개수, 외부 그룹 ID, SCS/AS ID 및/혹은 우선순위 정보를 전달할 수 있다. BM-SC(7320)는 TMGI 할당에 대한 허가 작업(authorization)을 수행할 수 있다. 허가 작업은 해당 SCEF(7380), 해당 SCEF(7380)가 속한 PLMN, 외부 그룹 및/혹은 SCS/AS에 대해 이뤄질 수 있다.
허가 작업이 성공하면, 단계 7460에서 BM-SC(7320)는 TMGI 할당 요청 메시지에 대한 응답으로 TMGI 할당 응답 메시지(allocate TMGI response message)에 하나 이상의 TMGI 및/혹은 TMGI에 해당하는 TMGI 만료(expiration) 정보의 집합을포함해 SCEF(7380)로 전달할 수 있다. 이때 수신했던 외부 그룹 ID 및/혹은 우선순위 정보가 고려될 수 있다. 우선 순위가 높을수록 TMGI 만료 기간이 길어질 수 있다. SCEF(7380)는 BM-SC(7320)에서 수신한 정보를 바탕으로, BM-SC 라우팅 정보와 이에 해당하는 하나 이상의 외부 그룹 ID 및 TMGI 간 매핑 정보의 집합을 저장해놓을 수 있다.
단계 7470에서 SCEF(7380)는 BM-SC(7320)로부터 수신한 TMGI 및/혹은 TMGI 만료 정보를 SCS/AS에 전달할 수 있다.
단계 7480에서 SCS/AS(7390)는 응용 레벨 시그널링을 통해 단말(7300)에게 TMGI, 서비스 시작 시점 및/혹은 서비스 종료 시점을 포함한 MBMS 관련 정보를 전달할 수 있다. SCS/AS(7390)는 응용 레벨 시그널링을 통해 외부 그룹 ID를 전달할 수 있다. 이로써, 단말(7300)는 여러 외부 그룹에 속한 경우, 외부 그룹 ID와 TMGI 간의 연관 관계를 알아낼 수 있다. 이후 단말(7300)은는 필요 시, MBMS 관련 채널을 모니터링 할 수 있고, 해당 TMGI 검출 시 MBMS 관련 채널로 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. SCS/AS(7380)는 특정한 장소에 위치한 단말(7300)에게만 MBMS 관련 정보를 전달할 수 있다. 이를 위해, SCS/AS(7390)는 단말(7300)의 위치에 대한 정보가 필요할 수 있다. SCS/AS(7380)는 단말(7300)의 위치 정보를 응용 레벨 시그널링 등의 다양한 방법을 통해 획득할 수 있다.
도 75a 및 도 75b는 그룹 메시지 전달을 위해 MBMS 베어러를 활성화시키고 그룹 메시지 전달을 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 75에 따르면, 단계 7500부터 7530까지는 도 74의 단계 7420부터 7480까지에 해당한다고 할 수 있다. 그렇다고 해서 상술한 단계 7400과 7410이 생략되어야 한다는 것은 아니다.
단계 7535에서, SCS/AS(7390)는 그룹 메시지 요청 메시지(group message request message)를 SCEF(7380)로 전달한다. 상기 그룹 메시지 요청 메시지는 외부 그룹 ID, SCS/AS ID, 전달하고자 하는 콘텐트, 위치/지역 정보(location/area information), 무선 접속 기술(radio access technology, RAT(s)) 정보, 및/혹은 TMGI를 포함할 수 있다. SCS/AS는 그룹 메시지 요청 메시지를 수신할 SCEF의 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 결정하기 위해 외부 그룹 ID를 이용해 DNS 쿼리를 수행하거나, 미리 설정된 정보를 사용하거나, 미리 TMGI 할당 때 저장해뒀던 정보를 사용할 수 있다. SCS/AS는 상기 외부 그룹 ID와 SCEF의 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 저장할 수 있다. 상기 위치/지역 정보는 지리적 정보일 수 있다. 또 다른 예로, 상기 위치/지역 정보는 하나 이상의 셀 식별자를 포함할 수 있다. 이 하나 이상의 셀 식별자는 단말들(7300)에게서 받은 정보로부터 생성된 정보일 수 있다.
단계 7540에서, SCEF(7380)는 그룹 메시지 전달에 대한 허가 작업(authorization)을 수행한다. 허가 작업은 해당 SCS/AS ID로 식별되는 SCS/AS(7390)에 대해 및/혹은 해당 외부 그룹 ID로 식별되는 외부 그룹에 대해 수행될 수 있다. 허가 작업은 SCEF(7380)가 단독으로 수행할 수도 있고, SCEF(7380)가 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버(group management server)에게 SCS/AS ID 및/혹은 외부 그룹 ID를 전달해 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버가 허가 작업을 수행한 후 그 결과를 SCEF(7380)로 알려줄 수 있다. 이는 단계 7545과 7550에서 좀더 상세하게 설명한다.
단계 7545에서 SCEF(7380)는 가입자 정보 요청 메시지(subscriber information request message)를 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버로 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 외부 그룹 ID 및/혹은 SCS/AS ID가 포함될 수 있다. HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버는 해당 SCS/AS(7390) 및/혹은 외부 그룹이 그룹 메시지 전달을 요청할 자격이 있는지 판단할 수 있다.
단계 7550에서 HSS(7370) 및/혹은 그룹 관리 서버는 가입자 정보 응답 메시지(subscriber information response message)를 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 허가 작업 결과와 그 원인(cause)이 포함될 수 있다.
단계 7555에서 SCEF(7380)는 MBMS 서비스를 통해 그룹 메시지를 전달하기로 결정한다.
필요 시, 단계 7560에서 단말(7300)은 MBMS 관련 정보를 획득할 수 있다. MBMS 관련 정보는 SCEF(7380)가 단말(7300)로 전달할 수도 있고 SCS/AS(7390)가 단말(7300)로 전달해줄 수도 있다:
- SCEF(7380)는 이 실시 예의 단계 7570 이후에 MBMS 관련 정보를 전달해줄 수 있다.
- SCS/AS(7390)는 MBMS 관련 정보를 이미 단계 7480/7530을 통해 전달했을 수도 있고, 단계 7575 이후에 전달해줄 수도 있다.
- 단계 7480/7530을 통해 MBMS 관련 정보를 전달하는 경우에는, SCS/AS(7390)는, MBMS 서비스 지역, 무선 주파수 등의 정보를 미처 획득하지 못했기 때문에 이 정보를 MBMS 관련 정보에 포함시키지 못할 수 있다.
- 단계 7575 이후에 MBMS 관련 정보를 전달하는 경우에는 MBMS 관련 정보에 TMGI, 서비스 시작 시점, 및/혹은 서비스 종료 시점을 비롯한 MBMS 서비스 지역, 무선 주파수 등의 정보가 포함될 수 있다. 단계 7575 이후에 MBMS 관련 정보를 전달하는 것은, 단계 7480/7530을 통해 MBMS 관련 정보를 전달하지 않았거나, 단계 7480/7530을 통해 전달된 MBMS 관련 정보에 변경이 생긴 경우에 한해 수행될 수 있다.
단계 7565에서, SCEF(7380)는 MBMS 베어러 활성화 요청 메시지(activate MBMS bearer request message)를 BM-SC(7320)에게 전달할 수 있다. 상기 MBMS 베어러 활성화 요청 메시지는 MBMS 서비스 지역, TMGI 등의 정보를 포함할 수 있다. 이에 추가적으로 하나 이상의 셀 식별자가 포함될 수 있다. SCEF(7380)는 단계 7535에서 수신한 위치/지역 정보로부터 MBMS 서비스 지역 및/혹은 셀 식별자를 획득했을 수 있다. MBMS 서비스 지역 및/혹은 셀 식별자가 나타내는 지역은 위치/지역 정보가 나타내는 지역보다 클 수 있으며, 위치/지역 정보가 하나 이상의 셀 식별자를 포함하는 경우, SCEF(7380)는 따로 셀 식별자를 유도해낼 필요가 없을 수 있다. BM-SC(7320)는 MBMS 다운스트림 노드들(downstream nodes)에 MBMS 베어러 활성화를 촉발시킨다. 이는 단계 7580에서 더 자세히 설명한다.
단계 7570에서 BM-SC(7320)는 MBMS 베어러 활성화 응답 메시지(activate MBMS bearer response message)를 SCEF(7380)로 전달한다.
단계 7575에서 SCEF(7380)는 그룹 메시지 확인 메시지(group message confirm message)를 SCS/AS(7390)에게 전달할 수 있다. 이 메시지를 통해 SCEF(7380)는 그룹 메시지 전달 요청에 대한 결과를 SCS/AS(7390)로 알릴 수 있으며, 상기 메시지는 MBMS 서비스 지역 및/혹은 무선 주파수 정보를 포함할 수 있다. 또한 단계 7535에서 그룹 메시지 콘텐트를 수신하지 않았다면, SCEF(7380)는 상기 메시지 상으로 SCS/AS(7390)가 그룹 메시지 콘텐트를 수신하기를 희망하는 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 전달할 수 있다. 혹은 단계 7570에서 수신한 BM-SC(7320)가 그룹 메시지 콘텐트를 수신하기를 희망하는 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 전달할 수 있다. 이 경우, 그룹 메시지 콘텐트는 SCEF(7380)를 거치지 않고 SCS/AS(7390)에서 바로 BM-SC(7320)로 전달될 수 있다.
단계 7580에서 MBMS-GW(7310), MME(7350), MBMS 조직화 개체(multi-cell/multicast coordination entity, MCE), 및 기지국(7330)을 비롯한 MBMS 다운스트림 노드들은 MBMS 베어러를 활성화시킨다.
단계 7585에서, (SCS/AS(7390)가 (이전 단계 7535에서) SCEF(7380)에게 그룹 메시지 콘텐트를 전달하지 않았었다면, 혹은 추가적으로 보낼 콘텐트가 있다면) SCS/AS(7390)는 그룹 메시지 콘텐트를 SCEF(7380) 및/혹은 BM-SC(7320)로 전달한다. 이때, SCS/AS(7390)는 단계 7575에서 수신한 IP 주소 및/혹은 포트 번호를 사용할 수 있다. 또는 SCEF(7380)는 그룹 메시지 콘텐트를 BM-SC(7320)로 전달할 수 있다. BM-SC(7320)는 그룹 메시지 콘텐트를 MBMS 다운스트림 노드로 전달할 수 있다. 최종적으로 그룹 메시지 콘텐트는 단말(7300)로 전달될 수 있다. 또한 그룹 메시지 콘텐트를 수신한 단말들(7300)이 한꺼번에 응답하는 것을 막기 위해, SCS/AS(7390)는 그룹 메시지 콘텐트에 응답을 위한 시간 창(time window)을 포함시킬 수 있다. 단말(7300)은 이 응답 시간 창 내에서 무작위 시점을 골라 응답할 수 있다.
단계 7590에서 단말(7300)은 적절한 반응을 할 수 있다. 일례로, SCS/AS(7390)로 적절한 응용 레벨 시그널링 혹은 응용 사용자 데이터를 전송할 수 있다.
도 76은 본 발명의 실시예에 따른 개체의 내부 구조를 도시한 블록도이다. 구체적으로 실시예의 개체는 SCEF(7380), SCS/AC(7390), BM-SC(7320), HSS(7370) 및 단말(7300)을 포함할 수 있다. 상기 개체는 송수신부(7600), 제어부(7610) 및 저장부(7620)으로 구성된다.
특히 실시예의 개체가 SCS/AS일 경우, 제어부는 SCEF로 TMGI를 요청하는 요청 메시지를 전송하고, SCEF로부터 TMGI 요청에 대한 응답 메시지를 수신하도록 송수신부를 제어할 수 있다.
또한 특히 실시예의 개체가 SCEF일 경우, 제어부는 SCS/AS로부터 TMGI를 요청하는 요청 메시지를 수신하고, 상기 요청 메시지를 기반으로 메시지를 전송한 SCS/AS가 TMGI를 요청할 자격이 있는지 확인하고, 가입자 정보를 요청하는 요청 메시지를 HSS로 전송하고, HSS로부터 라우팅 정보가 포함된 가입자 정보 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하고, BM-SC로 TMGI를 요청하는 메시지를 전송하고, BM-SC로부터 TMGI를 포함하는 응답 메시지를 수신하고, TMGI를 포함하는 응답 메시지를 SCS/AS로 전송하도록 송수신부 및 저장부를 제어할 수 있다.
특히 실시예의 개체가 단말일 경우, 제어부는 송수신부가 어플리케이션 레벨 시그널링으로 TMGI 및 기타 MBMS 관련 정보를 수신할 수 있고, MBMS 서비스를 이용한 그룹 메시지를 수신하고, 그룹 메시지에 따른 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한 SCEF, SCS/AS, BM-SC, HSS 및 단말은 상기 기술된 바 외에도 도 74 및 도 75a 및 도 75b에 따른 동작을 수행할 수 있음은 자명하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 실시 예들에서, 모든 단계 및 메시지는 선택적인 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 메시지 전달도 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 각 단계 및 메시지는 독립적으로 수행될 수 있다.
SCEF(7380)와 SCS/AS(7390)를 하나의 개체로 보는 관점을 상술한 실시 예들에 적용하는 것도 가능함은 자명하다. 이 경우 이 두 개체를 하나의 응용 서버(예를 들어 그룹 통신 서비스 응용 서버)로 취급할 수 있다.
상술한 실시 예들에서 예시로 보인 표의 일부 혹은 전체는 본 발명의 실시 예를 구체적으로 보여주어 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서 표의 세부 내용은 본 발명에서 제안하는 방법 및 장치의 일부를 표현하는 것이라 볼 수 있다. 즉, 본 명세서의 표의 내용은 통사론적으로 접근되는 것보다 의미론적으로 접근되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 네트워크를 위한 SCS/AS(service capability server/application server)가 수행하는 방법에 있어서,
    그룹 메시지 전달을 위한 TMGI(temporary mobile group identifier)가 할당되어 있지 않은 경우, 상기 TMGI의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCEF(service capability exposure function)로 전송하는 단계;
    상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청할 수 있도록 인증된 경우, 상기 TMGI를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCEF로부터 수신하는 단계; 및
    단말로 상기 TMGI를 포함하는 응용-레벨 시그널링을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 SCEF는 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청할 자격이 있는지 확인하기 위한 인증을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 SCEF는:
    상기 외부 그룹 식별자와 상기 SCS/AS 식별자를 포함하는 제2 요청 메시지를 HSS(home subscriber server)로 전송하고,
    BM-SC(broadcast/multicast service centre)를 위한 라우팅 정보를 포함하는 제2 응답 메시지를 상기 HSS로부터 수신하도록 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 SCEF는:
    상기 라우팅 정보를 기반으로 상기 BM-SC로 상기 외부 그룹 식별자를 포함하는 제3 요청 메시지를 전송하고,
    상기 BM-SC로부터 상기 TMGI를 포함하는 제3 응답 메시지를 수신하도록 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 라우팅 정보는 BM-SC 식별자 및 상기 BM-SC의 인터넷 프로토콜 주소(IP address) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선 네트워크를 위한 SCEF(service capability exposure function) 기능을 수행하는 엔티티(entity)가 수행하는 방법에 있어서,
    그룹 메시지 전달을 위한 TMGI(temporary mobile group identifier)가 할당되어 있지 않은 경우, 상기 TMGI의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)로부터 수신하는 단계;
    상기 제1 요청 메시지를 수신한 경우 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청하기 위해 인증되었는지 판단하는 단계; 및
    상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청하기 위해 인증된 경우, 상기 TMGI를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCS/AS로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하고,
    상기 TMGI는 상기 SCS/AS로부터 단말로 응용-레벨 시그널링을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 외부 그룹 식별자와 상기 SCS/AS 식별자를 포함하는 제2 요청 메시지를 HSS(home subscriber server)로 전송하는 단계; 및
    BM-SC(broadcast/multicast service centre)를 위한 라우팅 정보를 포함하는 제2 응답 메시지를 상기 HSS로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 라우팅 정보를 기반으로 상기 BM-SC로 상기 외부 그룹 식별자를 포함하는 제3 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 BM-SC로부터 상기 TMGI를 포함하는 제3 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 라우팅 정보는 BM-SC 식별자 및 상기 BM-SC의 인터넷 프로토콜 주소(IP address) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 네트워크를 위한 SCS/AS(service capability server/application server)에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    그룹 메시지 전달을 위한 TMGI(temporary mobile group identifier)가 할당되어 있지 않은 경우, 상기 TMGI의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCEF(service capability exposure function)로 전송하고, 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청할 수 있도록 인증된 경우, 상기 TMGI를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCEF로부터 수신하고, 단말로 상기 TMGI를 포함하는 응용-레벨 시그널링을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCS/AS.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 SCEF는 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청할 자격이 있는지 확인하기 위한 인증을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 SCS/AS.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 SCEF는:
    상기 외부 그룹 식별자와 상기 SCS/AS 식별자를 포함하는 제2 요청 메시지를 HSS(home subscriber server)로 전송하고,
    BM-SC(broadcast/multicast service centre)를 위한 라우팅 정보를 포함하는 제2 응답 메시지를 상기 HSS로부터 수신하도록 설정된 것을 특징으로 하는 SCS/AS.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 SCEF는:
    상기 라우팅 정보를 기반으로 상기 BM-SC로 상기 외부 그룹 식별자를 포함하는 제3 요청 메시지를 전송하고,
    상기 BM-SC로부터 상기 TMGI를 포함하는 제3 응답 메시지를 수신하도록 설정된 것을 특징으로 하는 SCS/AS.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 라우팅 정보는 BM-SC 식별자 및 상기 BM-SC의 인터넷 프로토콜 주소(IP address) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCS/AS.
  16. 무선 네트워크를 위한 SCEF(service capability exposure function) 기능을 수행하는 엔티티(entity)에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    그룹 메시지 전달을 위한 TMGI(temporary mobile group identifier)가 할당되어 있지 않은 경우, 상기 TMGI의 할당을 요청하는 제1 요청 메시지를 SCS/AS(service capability server/application serve)로부터 수신하고, 상기 제1 요청 메시지를 수신한 경우 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청하기 위해 인증되었는지 판단하고, 상기 SCS/AS가 상기 TMGI의 할당을 요청하기 위해 인증된 경우, 상기 TMGI를 포함하는 제1 응답 메시지를 상기 SCS/AS로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 요청 메시지는 외부 그룹 식별자와 SCS/AS 식별자를 포함하고,
    상기 TMGI는 상기 SCS/AS로부터 단말로 응용-레벨 시그널링을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 엔티티.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서, 상기 제어부는 상기 외부 그룹 식별자와 상기 SCS/AS 식별자를 포함하는 제2 요청 메시지를 HSS(home subscriber server)로 전송하고, BM-SC(broadcast/multicast service centre)를 위한 라우팅 정보를 포함하는 제2 응답 메시지를 상기 HSS로부터 수신하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 엔티티.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제어부는 상기 BM-SC로 상기 라우팅 정보를 기반으로 상기 외부 그룹 식별자를 포함하는 제3 요청 메시지를 전송하고, 상기 BM-SC로부터 상기 TMGI를 포함하는 제3 응답 메시지를 수신하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 엔티티.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 라우팅 정보는 BM-SC 식별자 및 상기 BM-SC의 인터넷 프로토콜 주소(IP address) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔티티.
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