KR102443053B1

KR102443053B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102443053B1
Application number: KR1020150152229A
Authority: KR
Inventors: 여정호; 곽용준; 김영범; 이주호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2022-09-14
Also published as: US11044736B2; EP3684003B1; EP3343824B1; EP3343824A1; WO2017074158A1; EP3343824A4; US20180324824A1; EP3684003A1; KR20170050549A

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 송신률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시에 의한 무선 통신 시스템에서 데이터의 송수신 방법은, 소정 개수의 서브 프레임을 포함하는 무선 프레임을 생성하는 과정과, 상기 생성된 무선 프레임을 이용하여 제어 신호와 데이터를 송수신하는 과정을 포함하며, 상기 서브 프레임은, 소정 개수의 슬롯들을 포함하며, 각 슬롯의 가장 앞 부분에는 상기 슬롯들의 설정 정보가 포함됨을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA IN A WIRELSS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 무선통신 시스템에 대한 것으로서, 더 상세하게는 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 시스템에 관한 것이다.

4G(4^th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5^th-Generation) 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 불리고 있다.

높은 데이터 송신률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive multi-input multi-output: 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), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project)의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced(LTE-A), 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.

상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 또는 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 또는 base station(BS))으로 데이터 또는 제어신호를 송신하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 송신하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분한다.

LTE 시스템은 초기 송신에서 복호 실패가 발생한 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재송신하는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 복호 실패를 알리는 정보(NACK; Negative Acknowledgement)를 송신하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재송신할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재송신한 데이터를 이전에 복호 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 복호 성공을 알리는 정보(ACK; Acknowledgement)를 송신하여 송신기가 새로운 데이터를 송신할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 5G 시스템은 차세대 이동통신 표준뿐만 아니라 LTE 및 LTE-A 기반의 시스템일 수도 있다. 차세대 이동통신은 6GHz 대역 이상의 고주파 대역에서의 동작을 목표로 연구되고 있는데, 고주파 대역에서는 주파수 분할 이중(frequency division duplex, FDD)으로 동작하기 위한 하향링크-상향링크 주파수의 확보가 쉽지 않기 때문에 시간 분할 이중(time division duplex: TDD)으로 동작하는 것을 기본으로 하려는 경향이 있다.

5G 시스템에서의 TDD는 LTE에서의 TDD보다 동적으로 하향링크-상향링크 비율을 조절할 수 있도록 하는 방법이 필요할 것으로 예상된다. 또한, HARQ ACK/NACK 송신에 따른 재송신이 최대한 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 방법이 필요할 것으로 예상된다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 소정의 자원 구조에 따라 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 무선 프레임의 구조를 제공한다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 슬롯들의 설정 정보를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 응답 신호가 송신되는 슬롯의 정보를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 현재 슬롯 이후의 슬롯에 대한 정보를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시에 의한 무선 통신 시스템에서 데이터의 송수신 방법은, 소정 개수의 서브 프레임을 포함하는 무선 프레임을 생성하는 과정과, 상기 생성된 무선 프레임을 이용하여 제어 신호와 데이터를 송수신하는 과정을 포함하며, 상기 서브 프레임은, 소정 개수의 슬롯들을 포함하며, 각 슬롯의 가장 앞 부분에는 상기 슬롯들의 설정 정보가 포함됨을 특징으로 한다.

본 개시에 의한 무선 통신 시스템에서 데이터의 송수신 장치는, 소정 개수의 서브 프레임을 포함하는 무선 프레임을 생성하는 제어부와, 상기 생성된 무선 프레임을 이용하여 제어 신호와 데이터를 송수신하는 송수신부를 포함하며, 상기 서브 프레임은, 소정 개수의 슬롯들을 포함하며, 각 슬롯의 가장 앞 부분에는 상기 슬롯들의 설정 정보가 포함됨을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 LTE 시스템에서 TDD에 의하여 데이터 송수신이 수행될 경우, 시간별 상향링크와 하향링크에 대한 설정을 나타내는 도면,
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 프레임 구조의 일 예를 설명하는 도면,
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 프레임 구조를 설명하는 도면,
도 4는 본 개시의 실시예에 따라 TDD 구조에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK을 피드백하기 위한 슬롯 구조의 예를 설명하는 도면,
도 5는 본 개시의 실시예에 따라 TDD 구조에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK을 피드백하기 위한 슬롯 구조의 다른 예를 설명하는 도면,
도 6은 본 개시의 제2 실시예에 의한 DL 슬롯의 일 예를 설명하는 도면,
도 7a는 본 개시의 제2 실시예에 의한 UL 슬롯의 일 예를 설명하는 도면,
도 7b는 UL 제어신호와 UL 데이터가 시간 축에서 구분되어 송신되는 예를 설명하는 도면,
도 7c는 UL 제어신호와 UL 데이터가 주파수 축에서 구분되어 송신되는 예를 설명하는 도면,
도 8은 본 개시의 제3 실시예에 따라 상기 제2 실시예에서 설명된 DL 슬롯과 UL 슬롯이 임의로 설정되는 경우 단말이 해당 슬롯이 DL 슬롯 또는 UL 슬롯인지를 알 수 있도록 하기 위한 예를 설명하는 도면,
도 9는 본 개시의 제4 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 앞 부분에 포함되는 예를 설명하는 도면,
도 10은 본 개시의 제4 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 앞 부분에 포함되는 동작 예를 설명하는 도면,
도 11은 본 개시의 제5 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 뒷 부분에 포함되는 예를 설명하는 도면,
도 12는 본 개시의 제5 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 뒷 부분에 포함되는 동작 예를 설명하는 도면,
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 단말 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면.

하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 개시의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.

이하에서 설명되는 본 개시의 실시예들은 설명의 편의를 위하여 분리된 것이지만, 상호 충돌되지 않는 범위 내에서 적어도 둘 이상의 실시예는 결합되어 수행될 수 있다.

이하에서 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 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.

본 개시의 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의하여 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다. "등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션(Long-Term Evolution: LTE) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(Long-Term Evolution-Advanced: LTE-A) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access: WCDMA) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(Evolved Packet System: EPS)과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 개시에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 송신하는 신호의 무선 송신경로이고, 상향링크(Uplink; UL)는 단말이 기지국에게 송신하는 신호의 무선 송신경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 또는 LTE-A 이후의 차세대 이동통신 시스템 또는 5G 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 상기 통신시스템들에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다.

본 개시의 설명에 앞서, 기존의 LTE 시스템에서 TDD의 설정에 대하여 간략히 설명한다.

도 1은 일반적인 LTE 시스템에서 TDD에 의하여 데이터 송수신이 수행될 경우, 시간별 상향링크와 하향링크에 대한 설정을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 상향링크와 하향링크 설정(UL-DL(Uplink-downlink) configuration)(101)은 0부터 6까지 가능하며, 상기 설정에 따라 각 서브프레임들(103)은 상향링크 송신 또는 하향링크 송신 또는 미리 전해진 방법대로 스페셜(Special) 서브프레임으로 운용된다. 일 예로, 도 1의 설정 0에서는 1번과 5번 서브 프레임이 스페셜 서브프레임으로 설정되었음을 볼 수 있다. 상기 스페셜 서브프레임은 하향링크 서브프레임에서 상향링크 서브프레임으로 전환 시에 필요한 스위칭 시간이 포함되어 있으며, 경우에 따라 상향링크 송신 또는 하향링크 송신을 포함할 수 있다.

상술한 현재의 LTE 및 LTE-A 시스템에서 TDD의 UL-DL 설정은 10 ms마다 변경될 수 있도록 설정되어 있다. 그에 따라 FDD의 에 비해 HARQ ACK/NACK 재송신을 위한 시간이 오래 필요하도록 설계되어 있다.

이하의 본 개시에서는 5G 시스템에서 TDD를 운용할 경우, UL-DL의 비율을 동적으로 조절할 수 있는 프레임 구조를 제안한다. 또한, 또한, HARQ ACK/NACK 송신에 따른 재송신이 최대한 신속하게 수행될 수 있는 방안을 제안한다. 이하에서는 5G 시스템에서 TDD 방식을 운용하기 위한 여러가지 실시예들이 설명될 것이다.

본 개시는 5G 무선 통신 시스템의 TDD 동작을 위한 프레임 구조를 제안하고, UL와 DL의 동작 및 HARQ 재송신을 위한 구체적인 방안을 제안한다.

본 개시의 주요 개념은 소정 길이, 예를 들어, 1 ms보다 짧은 길이를 하나의 슬롯(slot)으로 정의하고, 상기 하나의 슬롯을 송신 시간 구간(Transmission Time Interval: TTI)으로 하여 UL 및 DL 제어정보 및 데이터를 송수신하는 것이다.

이하에서 5G 시스템의 기본 프레임 구조에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 개시의 실시예에 따른 프레임 구조의 일 예를 설명하는 도면이다.

도 2에서는, 하나의 프레임(201)은 10ms 길이를 가지며, 상기 프레임(201)에 포함된 하나의 서브 프레임(203)의 길이는 1ms이 가지며, 하나의 프레임(201)은 10개의 서브프레임을 포함한다. 한편, 하나의 서브 프레임(203)은 M개의 슬롯이 포함되고, 하나의 슬롯(205)의 길이는 1ms보다 작다. 한편, 하나의 슬롯(205)은 N개의 OFDM 또는 SC-FDMA 심볼을 포함한다. 다만, 도 2는 프레임 구성의 일 예일 뿐이며, 프레임(201)의 길이, 서브프레임(203)의 길이, 슬롯(205)의 길이, 심볼(207)의 길이와 상기 구성들의 명칭은 다양하게 변형될 수 있다.

이하에서는 상기 도 2의 프레임 구조를 전제하여, 본 개시에 의한 다양한 실시예들을 설명한다.

<제1실시예>

도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 프레임 구조를 설명하는 도면이다.

도 3은 하나의 서브 프레임(301)에 포함된 슬롯의 개수(M)가 5라고 가정하였고, 상기 서브 프레임(301)에서 1번 슬롯은 DL 신호 송신 슬롯(331)이고, 2~4번 슬롯은 DL 또는 UL 데이터 송신 슬롯(333)이고, 5번 슬롯은 UL 신호 송신 슬롯(335)으로 설정되어 있다.

도 3은 미리 결정된 슬롯 설정(configuration)을 서브프레임이 시작 부분에서 단말에게 지시할 수 있는 실시예이다. 이를 위하여 프레임의 가장 앞 부분, 즉, 1번 슬롯인 DL 신호 송신 슬롯(331)의 가장 앞 부분에 UL-DL 설정 정보(337)가 포함될 수 있다. 한편, UL 신호 송신 슬롯(335)에서는 단말이 수신한 DL 데이터에 대하 ACK/NACK(339)이 포함되어 있음이 도시되어 있다. 한편, DL 또는 UL 데이터 송신을 위한 슬롯들(333)에서 각각의 슬롯은 DL 송신 슬롯, UL 송신 슬롯, 또는 스페셜 슬롯이 될 수 있다. 단말은 상기 서브프레임(301)을 수신한 이후, 가장 먼저 UL-DL 설정 정보(331)를 복호하여 해당 서브프레임(301)에 포함된 슬롯들의 설정을 알 수 있다.

도 3의 4개의 설정들(321, 322, 323, 324)은 DL 또는 UL 데이터 송신을 위한 슬롯들(333)의 구성 예가 도시되어 있다. 예를 들어, 설정 1(321)의 경우, 2번 슬롯 및 3번 슬롯은 DL 데이터 송신을 위한 슬롯이고, 4번 슬롯은 스페셜 슬롯으로 설정되었다. 즉, 각각의 설정들(321, 322, 323, 324)에서, DL 또는 UL 데이터 송신을 위한 슬롯들(333)은 DL 데이터 송신 슬롯, 스페셜(special) 슬롯, UL 데이터 송신 슬롯 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 설정 4(324)의 경우, 모두 DL 슬롯들이 포함되어 있으며, 이러한 설정도 가능할 것이다.

한편, 상기 UL-DL 설정 정보(337)에는 ACK/NACK이 송신되는 슬롯들에 대한 정보가 포함될 수 있다. ACK/NACK이 송신되는 예를 아래 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 개시의 실시예에 따라 TDD 구조에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK을 피드백하기 위한 슬롯 구조의 예를 설명하는 도면이다.

도 4(a)의 슬롯 구조에서, 단말은 1번, 2번, 3번에서 수신된 DL 데이터들에 대한 ACK/NACK 신호를 5번 UL 슬롯을 통하여 기지국으로 피드백한다. 한편, 기지국은 5번의 UL 슬롯에서 단말로부터 수신한 데이터의 ACK/NACK 신호를 7번의 DL 슬롯을 통하여 단말로 피드백한다. 변형 실시예로, 기지국은 상기 5번 슬롯에서 수신되는 데이터에 대한 ACK/NACK을 6번 슬롯을 통하여 단말로 피드백하도록 설정될 수도 있다.

도 4(b)의 슬롯 구조에서, 단말은 1번, 2번 슬롯에서 수신된 DL 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 4번 슬롯을 통하여 기지국으로 피드백한다. 한편, 기지국은 4번 또는 5번 슬롯에서 수신된 UL 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 각각 6번과 7번에서 단말로 피드백할 수 있다.

도 4(c)의 슬롯 구조에서, 단말은 1번 슬롯에서 수신된 DL 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 3번 슬롯을 통하여 기지국으로 피드백하며, 기지국은 3번, 4번, 5번 슬롯에서 수신된 UL 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 6번 슬롯에서 함께 피드백되거나, 또는 각각 6번과 7번 슬롯에서 개별적으로 피드백할 수 있다.

상기(a),(b),(c)의 구조는 각각의 슬롯 설정에서 ACK/NACK을 송수신하기 위한 하나의 일 예일 뿐이며 다른 슬롯들의 관계로 쉽게 변형이 가능할 것이다.

도 5는 본 개시의 실시예에 따라 TDD 구조에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK을 피드백하기 위한 슬롯 구조의 다른 예를 설명하는 도면이다.

기본적으로 DL 슬롯에서 단말이 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK은 ACK/NACK이 가장 신속히 피드백될 수 있는 UL 슬롯에서 피드백된다. 여기에서 가장 빠르게 피드백이 가능한 UL 슬롯은 DL 데이터의 수신 이후, 소정 시간(또는 슬롯)이 경과한 이후에 최초의 UL 슬롯으로 변경될 수도 있다. 그리고 UL에서 기지국이 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 스페셜 슬롯에서 피드백된다.

도 5의 일 예에서는 스페셜 슬롯에서 DL 송신이 가능한 경우이다. (a), (b), (c)의 슬롯 설정 구조에서 각각의 DL 슬롯에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK은 DL 슬롯 이후에 가장 먼저 나타나는 UL 슬롯에서 피드백된다. 한편, UL 슬롯에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK은 UL 슬롯 이후 최초의 스페셜 슬롯에서 피드백된다.

<제2실시예>

제2 실시예는 1 ms보다 작은 소정 길이를 갖는 하나의 슬롯을 송신시간구간(Transmission Time Slot: TTI)으로 하여 UL 제어 정보, DL 제어 정보 및 사용자 데이터를 송수신을 하는 실시예이며, 5G 통신 시스템의 기본 프레임 구조에 대하여 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다. 이하에서는 슬롯을 TTI라 칭할 수 있다.

도 6은 본 개시의 제2 실시예에 의한 DL 슬롯의 일 예를 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, DL 제어 신호(601)와 DL 데이터(603)가 송신된다. 도 6은 제어신호와 데이터가 시간 축에서 분리되어 송신되는 구조를 보여주고 있지만, 주파수 축에서 분리되어 송신되는 방식이 될 수도 있다.

도 7a는 본 개시의 제2 실시예에 의한 UL 슬롯의 일 예를 설명하는 도면이다.

도 7a에서는 UL 제어신호(705)와 UL 데이터(703)가 송신되는 구조를 보여주며, 추가로 슬롯의 앞 부분(701)과 뒷 부분(707))에는 데이터가 송수신되지 않는 보호 구간(Guard Period 또는 Guard Time)이 삽입되어 있다. 상기 보호 구간(701, 707)은 DL에서 UL로 전환될 때 필요한 시간을 확보하기 위한 것이다. 다만, 상기 보호 구간은 다른 용도로 사용될 수도 있다. 경우에 따라서 상기 보호 구간의 길이가 "0"으로 설정되어 보호 구간이 없을 수도 있다.

한편, 도 7a에서는 제어신호가 주파수 양 끝에 배치되어 있는 구조로 도시되어 있지만, 제어신호와 데이터신호의 배치 구조는 다양한 변형이 가능할 것이다. 일 예로, 도 7b는 UL 제어신호(713)와 UL 데이터(715)가 시간 축에서 구분되어 송신되는 예를 도시한다. 다른 예로, 도 7c는 UL 제어신호(723)와 UL 데이터(725)가 주파수 축에서 구분되어 송신되는 예를 도시한다.

<제3실시예>

도 8은 본 개시의 제3 실시예에 따라 상기 제2 실시예에서 설명된 DL 슬롯과 UL 슬롯이 임의로 설정되는 경우 단말이 해당 슬롯이 DL 슬롯 또는 UL 슬롯인지를 알 수 있도록 하기 위한 예를 설명하는 도면이다.

기지국은 해당 슬롯이 DL 또는 UL로 사용할 때에 상기 제2 실시예에서 제안된 슬롯 구조를 이용할 수 있다. 단말은 매 슬롯에서 시간 축의 가장 앞 부분(801, 803, 805, 807, 809)을 수신하여 복호를 시도한 후, 복호 성공된 DL 제어신호가 존재할 경우에 해당 슬롯을 DL 슬롯으로 판단하여 그 DL 슬롯에서 제어신호와 데이터를 수신한다.

도 8에는 6개의 슬롯이 송신되는 일례를 보여주며, DL-UL-DL-UL-DL-DL의 순서로 신호의 송수신이 이루어진다. DL와 UL 슬롯의 순서는 기지국이 임의로 설정할 수 있을 것이다. UL 송신이 필요한 단말에게는 기지국이 미리 UL 송신을 위한 자원 할당을 하며, 자원을 할당받은 단말은 자신이 언제 UL 송신을 해야 하는지(즉, 어느 슬롯에서 UL 송신을 해야 하는지)를 미리 알 수 있다. 만약 단말이 어느 슬롯에서 DL 제어 신호의 복호에 실패했다면, 단말은 해당 슬롯이 DL 슬롯이지만 해당 DL 슬롯에는 자신에게 송신되는 제어신호 또는 데이터가 없거나, 또는 자신이 신호를 송신할 수 없는 UL 슬롯으로 판단한다.

<제4실시예>

제4 실시예에서는 DL 슬롯의 앞 부분에 다음 슬롯이 DL 슬롯인지 아니면 UL 슬롯인지를 지시하는 슬롯 지시자가 포함된다. 이하에서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 개시의 제4 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 앞 부분에 포함되는 예를 설명하는 도면이다.

도 9에서, DL 제어 신호 영역(901)의 앞 부분에 다음 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 지시하는 슬롯 지시자(911, 913, 915)가 포함된다. 상기 슬롯 지시자(911, 913, 915)가 지시하는 슬롯은 현재 슬롯 바로 다음의 슬롯으로 설정되거나, 또는 일정 시간, 예를 들어, n개 이후의 슬롯으로 설정될 수도 있다.

도 10은 본 개시의 제4 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 앞 부분에 포함되는 동작 예를 설명하는 도면이다.

여기서 UL의 프레임은 도 7b와 도 7c에서 설명된 프레임 구조가 사용될 수 있다. 도 10을 참조하면, 1번 슬롯의 앞 부분에 2번 슬롯이 DL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자가 포함되어 있으며, 2번 슬롯의 앞 부분에 3번 슬롯이 UL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자가 포함된다. 4번 슬롯의 앞 부분에는 다음에 나타나는 슬롯이 DL 슬롯 또는 UL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자가 포함된다. 각각의 단말들은 해당 슬롯 지시자를 수신하여, 만약 다음 슬롯이 UL 슬롯이고, 자신이 UL 송신을 하지 않는다면 그 슬롯의 앞 부분에서 DL 제어신호의 복호를 시도하지 않을 수 있다.

<제5실시예>

제4 실시예에서는 DL 슬롯의 뒷 부분에 다음 슬롯이 DL 슬롯인지 아니면 UL 슬롯인지를 지시하는 슬롯 지시자가 포함된다. 이하에서 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.

도 11은 본 개시의 제5 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 뒷 부분에 포함되는 예를 설명하는 도면이다.

상기 슬롯 지시자(1101, 1103, 1105)가 지시하는 슬롯은 현재 슬롯 바로 다음의 슬롯으로 설정되거나, 또는 일정 시간, 예를 들어, n개 이후의 슬롯으로 설정될 수도 있다.

도 12는 본 개시의 제5 실시예에 따라 DL 제어신호에 다음에 송신될 슬롯이 DL 슬롯인지 또는 UL 슬롯인지를 알려주는 슬롯 지시자가 슬롯의 뒷 부분에 포함되는 동작 예를 설명하는 도면이다.

도 12에서 UL 자원은 도 7b와 도 7c에서 설명된 구조를 갖는 자원이 사용될 수도 있다. 도 12를 참조하면, 1번 슬롯의 뒷 부분에는 3번 슬롯이 UL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자(1201)가 포함되어 있으며, 2번 슬롯의 뒷 부분에는 4번 슬롯이 DL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자(1203)가 포함되어 있다. 4번 슬롯의 뒷 부분에는 2개 다음의 슬롯인 6번 슬롯이 DL 슬롯 또는 UL 슬롯임을 지시하는 슬롯 지시자(1205)가 포함된다. 각각의 단말들은 해당 슬롯 지시자를 수신하고, 만일 현재 슬롯에서 2슬롯 다음의 슬롯이 UL 슬롯이고, 자신이 UL 데이터를 송신하지 않는다면, 해당 슬롯의 뒷 부분에서 DL 제어신호의 복호를 시도하지 않을 수 있다.

이하에서는 지금까지 상술한 본 개시의 실시예들을 수행하기 위한 단말 장치와 기지국 장치를 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.

상기 실시예 1부터 실시예 4까지는 TDD 전송에서 DL 또는 UL 동작을 하기 위한 슬롯 구조 및 이에 따른 기지국과 단말의 동작이 나타나 있으며, 이를 수행하기 위해 기지국과 단말 장치는 상술한 각각의 실시 예에 따라 동작하여야 한다.

도 13은 본 개시의 실시예에 따른 단말 장치의 구성을 설명하는 도면이다.

도 13에서 도시되는 바와 같이, 단말은 수신부(1301), 송신부(1305), 제어부(1303)를 포함한다.

수신부(1301) 및 송신부(1305)를 통칭하여 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(1303)로 출력하고, 제어부(1303)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 송신할 수 있다.

제어부(1303)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.

도 14는 본 개시의 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면이다.

도 14에서 도시되는 바와 같이, 본 개시의 기지국은 수신부(1400), 송신부(1404), 처리부(1402)를 포함한다.

수신부(1400)와 송신부(1404)를 통칭하여 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(1402)로 출력하고, 제어부(1402)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 송신할 수 있다.

제어부(1402)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1402)는 송신 또는 수신해야 할 데이터의 크기 또는 기타 정보에 기초하여 DL와 UL 슬롯의 배치를 결정하고, 이에 따라 DL 제어정보와 데이터를 송신할 수 있도록 한다. 이 경우 DL와 UL 슬롯의 배치가 매 서브프레임 또는 매 슬롯마다 변경될 수도 있다.

지금까지 설명된 본 개시의 실시예에 의하면, TDD 방식의 통신 시스템에서 동적으로 UL-DL의 비율을 조절함으로써, 주파수 자원의 효율적인 관리가 가능하고, HARQ ACK/NACK에 대응하여 재송신이 신속히 이루어질 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 개시의 실시예 1과 실시예 3이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

상술한 본 개시의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통하여 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시를 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시가 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의하여 쉽게 해석될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의하여 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 개시의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 개시는 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통하여 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통하여 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시는 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
슬롯들 내의 시간 자원들이 하향링크 시간 자원인지 또는 상향링크 시간 자원인지를 지시하는 슬롯 지시자를 포함하는 제1 제어 정보를 생성하는 단계;
하향링크 데이터 신호에 대한 ACK/NACK의 전송을 위한 슬롯 정보를 포함하는 제2 제어 정보를 생성하는 단계;
상기 제1 제어 정보를 송신하는 단계;
상기 제2 제어 정보를 송신하는 단계;
상기 하향링크 데이터 신호를 송신하는 단계; 및
상기 제2 제어 정보에 기초하여, 상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 슬롯 정보에 의해 지시되는 슬롯에서 전송되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 제어 정보는,
상기 슬롯들의 각 슬롯의 특정 부분에 포함되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 하향링크 데이터가 수신된 슬롯 이후에 최초로 존재하는 상향 링크 슬롯, 또는 소정 슬롯 이후에 최초로 존재하는 상향 링크 슬롯에서 송신되고,
상향링크 데이터에 대한 응답 신호는, 상기 상향링크 데이터가 수신된 슬롯 이후에 최초로 존재하는 스페셜 슬롯에서 송신되는, 방법.
제 1항에 있어서,
상기 슬롯들은, 하향링크 슬롯, 상향링크 슬롯 및 스페셜 슬롯 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 하향링크 슬롯 및 상기 상향링크 슬롯에서, 제어 신호와 데이터는 시간 또는 주파수 영역에서 분리되어 송신되며,
상기 상향링크 슬롯은, 이웃한 슬롯과의 경계 부분 중 적어도 일부에 보호 구간을 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬롯들 중, 하향 링크 슬롯의 처음 부분에 대한 복호가 단말에서 성공 시, 상기 하향 링크 슬롯의 나머지 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 수행되며,
상기 하향 링크 슬롯의 처음 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 실패 시, 상기 하향 링크 슬롯의 나머지 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 수행되지 않는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬롯 지시자는,
상기 슬롯들 중 하향링크 슬롯의 처음 부분 또는 끝 부분 중 적어도 하나에서, 다음 슬롯이 하향링크 슬롯인지 또는 상향링크 슬롯인지 여부를 지시하는, 방법.
무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
슬롯들 내의 시간 자원들이 하향링크 시간 자원인지 또는 상향링크 시간 자원인지를 지시하는 슬롯 지시자를 포함하는 제1 제어 정보를 수신하는 단계;
하향링크 데이터 신호에 대한 ACK/NACK의 전송을 위한 슬롯 정보를 포함하는 제2 제어 정보를 수신하는 단계;
상기 하향링크 데이터 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제2 제어 정보에 기초하여, 상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK을 송신하는 단계를 포함하고,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 슬롯 정보에 의해 지시되는 슬롯에서 전송되는, 방법.
제7항에 있어서, 상기 제2 제어 정보는,
상기 슬롯들의 각 슬롯의 특정 부분에 포함되는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 하향링크 데이터가 수신된 슬롯 이후에 최초로 존재하는 상향 링크 슬롯, 또는 소정 슬롯 이후에 최초로 존재하는 상향 링크 슬롯에서 송신되고,
상향링크 데이터에 대한 응답 신호는, 상기 상향링크 데이터가 수신된 슬롯 이후에 최초로 존재하는 스페셜 슬롯에서 송신되는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 슬롯들은, 하향링크 슬롯과 상향링크 슬롯 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 하향링크 슬롯 및 상기 상향링크 슬롯에서, 제어 신호와 데이터는 시간 또는 주파수 영역에서 분리되어 송신되며,
상기 상향링크 슬롯은, 이웃한 슬롯과의 경계 부분 중 적어도 일부에 보호 구간을 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 슬롯들 중, 하향 링크 슬롯의 처음 부분에 대한 복호가 단말에서 성공 시, 상기 하향 링크 슬롯의 나머지 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 수행되며,
상기 하향 링크 슬롯의 처음 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 실패 시, 상기 하향 링크 슬롯의 나머지 부분에 대한 복호가 상기 단말에서 수행되지 않는, 방법.
제7항에 있어서, 상기 슬롯 지시자는,
상기 슬롯들 중 하향링크 슬롯의 처음 부분 또는 끝 부분 중 적어도 하나에서, 다음 슬롯이 하향링크 슬롯인지 또는 상향링크 슬롯인지 여부를 지시하는, 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
송수신부; 및
적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
슬롯들 내의 시간 자원들이 하향링크 시간 자원인지 또는 상향링크 시간 자원인지를 지시하는 슬롯 지시자를 포함하는 제1 제어 정보를 생성하고,
하향링크 데이터 신호에 대한 ACK/NACK의 전송을 위한 슬롯 정보를 포함하는 제2 제어 정보를 생성하고,
상기 제1 제어 정보를 송신하고,
상기 제2 제어 정보를 송신하고,
상기 하향링크 데이터 신호를 송신하고,
상기 제2 제어 정보에 기초하여, 상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK을 수신하며,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 슬롯 정보에 의해 지시되는 슬롯에서 전송되는, 기지국.
무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
송수신부; 및
적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
슬롯들 내의 시간 자원들이 하향링크 시간 자원인지 또는 상향링크 시간 자원인지를 지시하는 슬롯 지시자를 포함하는 제1 제어 정보를 수신하고,
하향링크 데이터 신호에 대한 ACK/NACK의 전송을 위한 슬롯 정보를 포함하는 제2 제어 정보를 수신하고,
상기 하향링크 데이터 신호를 수신하고,
상기 제2 제어 정보에 기초하여, 상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK을 송신하며,
상기 하향링크 데이터 신호에 대한 상기 ACK/NACK은, 상기 슬롯 정보에 의해 지시되는 슬롯에서 전송되는, 단말.