KR102586587B1 - 무선 통신 시스템에서 비인가 대역으로의 상향링크 채널 액세스 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 비인가 대역으로의 상향링크 채널 액세스 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 비인가(unlicensed) 셀을 통하여 기지국으로 상향링크 전송을 수행하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 상기 기지국으로부터 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 상기 상향링크 전송을 스케줄링하는 상향링크 그랜트를 수신하는 단계; 및 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 상향링크 전송을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 기지국으로부터의 상기 비인가 셀을 통한 하향링크 전송에 기반하여 결정되는 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임 모두가 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송은 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 비인가 대역으로의 상향링크 채널 액세스 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR UPLINK CHANNEL ACCESS TO UNLICENSED BAND IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND DEVICE THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 비인가 대역으로의 상향링크 채널 액세스 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 스마트 기기의 확산으로 인해 모바일 트래픽이 폭증함에 따라, 기존의 인가(licensed) 주파수 스펙트럼 또는 LTE-Licensed 주파수 대역만으로는 셀룰러 통신 서비스 제공을 위해 늘어나는 데이터 사용량을 감당하기 어려워지고 있다.
이 같은 상황에서 셀룰러 통신 서비스 제공을 위해 비인가(unlicensed)(혹은 비허가, 비면허, 면허불필요) 주파수 스펙트럼 또는 LTE-Unlicensed 주파수 대역(예, 2.4GHz 대역, 5GHz 대역 등)을 사용하는 방안이 스펙트럼의 부족 문제에 대한 해결책으로 강구되고 있다.
그러나, 통신 사업자가 경매 등의 절차를 거쳐 독점적인 주파수 사용권을 확보하는 인가 대역과 달리, 비인가 대역에서는 일정 수준의 인접 대역 보호 규정만을 준수하면 다수의 통신 설비가 제한 없이 동시에 사용될 수 있다. 이로 인해, 셀룰러 통신 서비스에 비인가 대역을 사용하는 경우, 인가 대역에서 제공되던 수준의 통신 품질이 보장되기 어렵고, 기존에 비인가 대역을 이용하던 무선 통신 장치(예, 무선랜 장치)와의 간섭 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 비인가 대역에서 LTE 기술이 자리잡기 위해서 기존의 비인가 대역 장치와의 공존 방안 및 효율적으로 무선 채널을 공유하는 방안에 대한 연구가 선행적으로 이루어져야 한다. 즉, 비인가 대역에서 LTE 기술을 사용하는 장치가 기존의 비인가 대역 장치에 대해 영향을 주지 않도록 강력한 공존 메커니즘(Robust Coexistence Mechanism, RCM)이 개발되어야 한다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템, 특히 셀룰러 무선 통신 시스템에서 효율적으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 특정 주파수 대역 (예를 들어, 비인가 대역)에서 효율적으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 비인가(unlicensed) 셀을 통하여 기지국으로 상향링크 전송을 수행하는 방법은, 상기 기지국으로부터 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 상기 상향링크 전송을 스케줄링하는 상향링크 그랜트를 수신하는 단계; 및 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 상향링크 전송을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 기지국으로부터의 상기 비인가 셀을 통한 하향링크 전송에 기반하여 결정되는 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임 모두가 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송은 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서의 단말은 무선 통신 모듈과 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 기지국으로부터 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 비인가(unlicensed) 셀을 통한 상향링크 전송을 스케줄링하는 상향링크 그랜트를 수신하고, 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 적어도 하나를 이용하여 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 상향링크 전송을 수행하며, 추가적으로 상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터의 상기 비인가 셀을 통한 하향링크 전송에 기반하여 결정되는 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임 모두가 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송을 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상향링크 그랜트가 상기 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 상기 상향링크 전송 시 사용할 채널 액세스 타입을 지시할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임이 포함되지 않거나 상기 적어도 하나의 서브프레임 중 일부만이 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송은 상기 상향링크 그랜트에서 지시하는 타입의 채널 액세스를 사용하여 수행될 수 있다.
한편, 상기 소정의 구간은 상기 하향링크 송신에 의하여 설정되는 최대 채널 점유 시간에 기반하여 결정될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 서브프레임이 상기 상향링크 전송을 위한 마지막 서브프레임인지 여부에 관한 정보는 공통 제어 채널을 통하여 수신되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 상향링크 전송이 상기 비인가 셀 상에서 상기 하향링크 전송의 다음 서브프레임에서 수행되는 경우, 상기 상향링크 전송은 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서 기지국이 비인가(unlicensed) 셀을 통하여 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 방법은, 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 상기 상향링크 신호의 전송을 스케줄링하고 상기 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 상기 상향링크 신호의 전송 시 사용할 채널 액세스 타입을 지시하는 상향링크 그랜트를 상기 단말로 송신하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 상향링크 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 방법은, 상기 비인가 셀을 통한 하향링크 전송에 기반하여 결정되는 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임 모두가 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송 시 상기 제 2 타입 채널 액세스를 수행할 것을 지시하는 공통 하향링크 제어 정보를 송신하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서의 기지국은 무선 통신 모듈; 및 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 비인가(unlicensed) 셀을 통한 상향링크 신호의 전송을 스케줄링하고 상기 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 상기 상향링크 신호의 전송 시 사용할 채널 액세스 타입을 지시하는 상향링크 그랜트를 단말로 송신하고, 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 상향링크 신호를 상기 단말로부터 수신하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 비인가 셀을 통한 하향링크 전송에 기반하여 결정되는 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임 모두가 포함되는 경우, 상기 상향링크 전송 시 상기 제 2 타입 채널 액세스를 수행할 것을 지시하는 공통 하향링크 제어 정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 소정의 구간 내에 상기 적어도 하나의 서브프레임이 포함되지 않거나 상기 적어도 하나의 서브프레임 중 일부만이 포함되는 경우, 상기 상향링크 그랜트는 상기 제 1 타입 채널 액세스를 지시하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 상기 공통 하향링크 제어 정보는 상기 적어도 하나의 서브프레임이 상기 상향링크 전송을 위한 마지막 서브프레임인지 여부에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템, 특히 셀룰러 무선 통신 시스템에서 효율적으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치가 제공된다. 또한, 특정 주파수 대역(예, 비인가 대역)에서 효율적으로 채널 액세스를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 가 제공된다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사항을 설명한다.
도 1은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조(Radio Frame Structure)의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 무선 통신 시스템에서 하향링크(Downlink, DL)/상향링크(Uplink, UL) 슬롯 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 단일 캐리어 통신과 다중 캐리어 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 크로스 캐리어 스케줄링 기법이 적용되는 예를 도시한다.
도 8은 단일 셀 상황에서 ACK/NACK (Acknowledgement/Negative Acknowledgement, AN) 전송 과정을 예시한다.
도 9는 LAA(Licensed Assisted Access) 서비스 환경을 예시한다.
도 10은 LAA 서비스 환경에서 단말과 기지국의 배치 시나리오를 예시한다.
도 11은 기존에 비인가 대역에서 동작하는 통신 방식을 예시한다.
도 12 및 도 13은 하향링크 전송을 위한 LBT(Listen-Before-Talk) 과정을 예시한다.
도 14는 비인가 대역에서의 하향링크 전송을 예시한다.
도 15은 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 PDCCH를 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 EPDCCH를 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 전송하는 서브프레임과 PDSCH 전송을 수행하는 서브프레임(들)의 LBT를 독립적으로 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 18는 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 PDCCH를 전송하는 서브프레임에서 블랭킹된 OFDM 심볼(들)에 예약 신호(들)을 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 19는 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 LBT 타입을 스위칭하는 일 예을 나타낸 도면이다.
도 20은 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 LBT 타입을 스위칭하는 다른 예을 나타낸 도면이다.
도 21은 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 LBT 타입을 스위칭하는 또 다른 예을 나타낸 도면이다.
도 22는 LAA 셀에서 하향링크 전송 후 연속적인 상향링크 전송을 위한 상향링크 채널 액세스를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 단말이 기지국에게 데이터 채널을 전송하는 예를 도시한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구성을 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 "이상" 또는 "이하"라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 "초과" 또는 "미만"으로 적절하게 대체될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다. 단말은 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 단말은 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
단말은 전원이 커지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우, 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다(S303~S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블을 전송하고(S303), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
이후, 단말은 일반적인 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신한다. DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보는 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭된다. UCI는 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative Acknowledgement), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. UCI는 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송될 수 있다.
도 2는 무선 통신 시스템에 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 도 2(a)는 FDD(Frequency Division Duplex)용 프레임 구조를 나타내고, 도 2(b)는 TDD(Time Division Duplex)용 프레임 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10 개의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성될 수 있다. Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2 개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호/인덱스와 서브프레임 번호/인덱스(#0~#9), 슬롯 번호/인덱스(#0~#19)에 의해 구분될 수 있다.
무선 프레임은 듀플렉스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. FDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되며, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되며, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
도 3은 하향/상향링크 슬롯의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 자원 블록(Resource Block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. RB는 시간 도메인에서 NDL/UL symb개(예, 7개)의 연속하는 OFDM 심볼과, 주파수 도메인에서 NRB sc개(예, 12개)의 연속하는 서브캐리어로 정의된다. 하나의 OFDM 심볼과 하나의 서브캐리어로 구성된 자원을 자원요소(Resource Element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 하나의 RB는 NDL/UL symb*NRB sc개의 자원요소로 구성된다.
슬롯의 자원은 NDL/UL RB*NRB sc개의 서브캐리어와 NDL/UL symb개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 자원 격자 내의 각 RE는 슬롯 별로 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의된다. k는 주파수 도메인에서 0부터 NDL/UL RB*NRB sc-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터 NDL/UL symb-1까지 부여되는 인덱스이다. 여기서, NDL RB은 하향링크 슬롯에서의 자원 블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고, NUL RB은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다. NDL RB와 NUL RB은 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭에 각각 의존한다. NDL symb은 하향링크 슬롯 내 심볼의 개수를 나타내며, NUL symb은 UL 슬롯 내 심볼의 개수를 나타낸다. NRB sc는 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어의 개수를 나타낸다. 안테나 포트당 1 개의 자원 격자가 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1~3 (혹은, 2~4)개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고, 나머지 13~11 (혹은, 12~10)개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. R1~R4는 안테나 포트 0~3에 대한 참조 신호를 나타낸다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다. 데이터 영역에 할당되는 데이터 채널로는 PDSCH 등이 있다. EPDCCH(Enhanced PDCCH)가 설정된 경우, 데이터 영역에서 PDSCH와 EPDCCH는 FDM(Frequency Division Multiplexing)으로 다중화 된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. n은 1 (혹은, 2) 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원 할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트, HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH 및 DL-SCH의 데이터(즉, 전송블록(transport block))는 PDSCH를 통해 전송된다. 기지국과 단말은 일반적으로 특정 제어 정보 또는 특정 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH/EPDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, PDCCH/EPDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH/EPDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH/EPDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH/EPDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. PUCCH는 제어 영역에 할당되며 UCI를 나른다. PUSCH는 데이터 영역에 할당되며 사용자 데이터를 나른다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ-ACK: PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. 코드워드는 전송블록의 부호화된 형태이다. HARQ-ACK은 PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. DTX는 단말이 PDCCH (혹은, SPS(Semi-persistent scheduling) PDSCH)를 놓친 경우를 나타내고, NACK/DTX는 NACK 또는 DTX를 의미한다. HARQ-ACK은 HARQ-ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI 및 PMI를 포함한다.
이하, 캐리어 집성(carrier aggregation)에 관해 설명한다. 캐리어 집성은 무선 통신 시스템이 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여, 복수의 주파수 블록을 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하는 방법을 의미한다. 캐리어 집성으로 전체 시스템 대역을 확장한 경우에 각 단말과의 통신에 사용되는 주파수 대역은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 단위로 정의된다.
도 6은 단일 캐리어 통신과 다중 캐리어 통신을 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a)는 단일 캐리어의 서브프레임 구조를 도시하고, 도 6(b)는 캐리어 집성된 다중 캐리어의 서브프레임 구조를 도시한다.
도 6(a)를 참조하면, 단일 캐리어 시스템에서 기지국과 단말은 하나의 DL 대역과 이에 대응하는 하나의 UL 대역을 통해 데이터 통신을 수행한다. DL/UL 대역은 복수의 직교하는 서브캐리어로 분할되며, 각 주파수 대역은 하나의 캐리어 주파수 상에서 동작한다. FDD에서 DL/UL 대역은 각각 서로 다른 캐리어 주파수 상에서 동작하고, TDD 에서 DL/UL 대역은 동일한 캐리어 주파수 상에서 동작한다. 캐리어 주파수는 주파수 대역의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다
도 6(b)를 참조하면, 캐리어 집성은 복수의 캐리어 주파수를 사용하여 DL/UL 통신을 수행하는 점에서, 복수의 서브캐리어로 분할된 기본 주파수 대역을 하나의 캐리어 주파수에 실어 DL/UL 통신을 수행하는 OFDM 시스템과 구분된다. 도 6(b)를 참조하면, UL 및 DL에 각각 3 개의 20MHz CC들이 모여서 60MHz의 대역폭이 지원될 수 있다. CC들은 주파수 도메인에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 편의상, 도 6(b)는 UL CC의 대역폭과 DL CC의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우를 도시하고 있으나, 각 CC의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 또한, UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭적 캐리어 집성도 가능하다. DL/UL CC(들)은 단말 별로 독립적으로 할당/구성되며(configured), 단말에게 할당/구성된 DL/UL CC(들)는 해당 단말의 서빙(serving) UL/DL CC(들)라고 지칭된다.
기지국은 단말의 서빙 CC들 중 일부 또는 전부를 활성화(activate)하거나, 일부 CC를 비활성화(deactivate) 할 수 있다. 기지국이 단말에게 CC(들)을 할당하면, 단말에 대한 CC 할당이 전면 재구성되거나, 단말이 핸드오버를 하지 않는 한, 해당 단말에 대해 구성된 CC(들) 중 적어도 하나의 특정 CC는 비활성화 되지 않는다. 항상 활성화 되는 특정 CC를 PCC(Primary CC)라고 칭하고, 기지국이 자유롭게 활성화/비활성화 할 수 있는 CC를 SCC(Secondary CC)라고 칭한다. PCC와 SCC는 제어 정보를 기준으로 구분될 수도 있다. 예를 들어, 특정 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있는데, 이러한 특정 CC를 PCC로 지칭하고, 나머지 CC(들)을 SCC(s)로 지칭할 수 있다. PUCCH는 PCC 상에서만 전송된다.
3GPP는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(Cell)의 개념을 사용한다. 셀은 DL 자원과 UL 자원의 조합, 즉, DL CC와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 구성될 수 있다. 캐리어 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 캐리어 주파수와 UL 자원(또는, UL CC)의 캐리어 주파수 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 캐리어 주파수는 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수를 의미한다. PCC에 대응되는 셀을 PCell(Primary Cell)로 지칭하고, SCC에 대응되는 셀을 SCell(Secondary Cell)로 지칭한다. 하향링크에서 PCell에 대응하는 캐리어는 DL PCC이고, 상향링크에서 PCell에 대응하는 캐리어는 UL PCC이다. 유사하게, 하향링크에서 SCell에 대응하는 캐리어는 DL SCC이고, 상향링크에서 SCell에 대응하는 캐리어는 UL SCC이다. 단말 성능(capability)에 따라, 서빙 셀(들)은 하나의 PCell과 0 이상의 SCell로 구성될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 집성이 설정되지 않았거나 캐리어 집성을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
도 7은 크로스 캐리어 스케줄링이 적용되는 예를 도시한다. 크로스 캐리어 스케줄링이 설정된 경우, 제1 CC를 통해 전송되는 제어 채널은 캐리어 지시자 필드(Carrier Indicator Field, CIF)를 이용하여 제1 CC 혹은 제2 CC를 통해 전송되는 데이터 채널을 스케줄링 할 수 있다. CIF는 DCI 내에 포함된다. 다시 말해, 스케줄링 셀(scheduling Cell)이 설정되고, 스케줄링 셀의 PDCCH 영역에서 전송되는 DL 그랜트/UL 그랜트는 피스케줄링 셀(scheduled cell)의 PDSCH/PUSCH를 스케줄링 한다. 즉, 복수의 콤포넌트 캐리어에 대한 검색 영역이 스케줄링 셀의 PDCCH 영역에 존재한다. PCell은 기본적으로 스케줄링 셀이고, 특정 SCell이 상위 계층에 의해 스케줄링 셀로 지정될 수 있다.
도 7은 3개의 DL CC가 병합되었다고 가정한다. 여기서 DL 콤포넌트 캐리어 #0은 DL PCC(혹은, PCell)로 가정하며, DL 콤포넌트 캐리어 #1 및 DL 콤포넌트 캐리어 #2는 DL SCC(혹은, SCell)로 가정한다. 또한, DL PCC가 PDCCH 모니터링 CC로 설정되었다고 가정한다. CIF가 디스에이블 되면, 각각의 DL CC는 LTE PDCCH 규칙에 따라 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH만을 전송할 수 있다(논-크로스-캐리어 스케줄링, 셀프-캐리어 스케줄링). 반면, 단말-특정 (또는 단말-그룹-특정 또는 셀-특정) 상위 계층 시그널링에 의해 CIF가 이네이블 되면, 특정 CC(예, DL PCC)는 CIF를 이용하여 DL CC A의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH뿐만 아니라 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH도 전송할 수 있다(크로스-캐리어 스케줄링). 반면, 다른 DL CC에서는 PDCCH가 전송되지 않는다.
도 8은 단일 셀 상황에서 ACK/NACK (A/N) 전송 과정을 예시한다. (i) PDCCH에 의해 스케줄링 되는 PDSCH, (ii) 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH (즉, SPS PDSCH), (iii) SPS 해제를 지시하는 PDCCH에 대해 ACK/NACK이 피드백 된다. 도면은 (i)의 PDSCH에 대해, ACK/NACK이 전송되는 과정을 예시한다. PDCCH는 EPDCCH를 포함한다.
도 8을 참조하면, 단말은 서브프레임 #n-k에서 PDCCH (혹은, EPDCCH)를 수신하고(S802), 동일 서브프레임에서 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 수신할 수 있다(S804). PDCCH 는 스케줄링 정보(즉, DL 그랜트)를 전송하고, PDSCH는 전송 모드에 따라 하나 또는 복수(예, 2개)의 전송블록(TB)(혹은 코드워드(CW))을 전송한다. 이후, 단말은 서브프레임 #n에서 PDSCH (즉, 전송블록)에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있다(S806). 단일 전송블록에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 전송블록에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송될 수 있다. ACK/NACK은 기본적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 서브프레임 #n에 PUSCH 전송이 있는 경우 ACK/NACK은 PUSCH를 통해 전송된다. k는 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 시간 간격을 나타낸다. FDD에서 k=4이고, TDD에서 k는 DASI(Downlink Association Set Index)에 의해 주어질 수 있다. ACK/NACK은 HARQ-ACK을 의미한다. HARQ-ACK 응답은 ACK, NACK, DTX, NACK/DTX를 포함한다.
단말에게 복수의 셀이 구성된 경우, ACK/NACK 정보는 PUCCH 포맷 3을 이용해 전송되거나, PUCCH 포맷 1b에 기반한 채널 선택 방식을 이용해 전송될 수 있다.
PUCCH 포맷 3을 위한 ACK/NACK 페이로드는 셀 별로 구성된 뒤, 셀 인덱스 순서에 따라 연접된다. ACK/NACK 페이로드는 각 셀에서의 실제 데이터 전송 여부와 관계없이 단말에게 구성된 전체 셀을 대상으로 구성된다. ACK/NACK 페이로드 내의 각 비트는 해당 전송블록 (혹은, 코드워드)에 대한 HARQ-ACK 피드백을 나타낸다. HARQ-ACK 피드백은 ACK 또는 NACK을 나타내고, DTX는 NACK으로 처리된다. NACK과 DTX는 HARQ-ACK 피드백 값이 동일하다. 필요하다면, 기지국은 자신이 단말에게 전송했던 제어 채널에 관한 정보를 이용하여 NACK과 DTX를 구별할 수 있다.
PUCCH 포맷 1b에 기반한 채널 선택 방식은 2개 셀이 집성된 경우에 ACK/NACK 전송을 위해 설정될 수 있다. PUCCH 포맷 1b에 기반한 채널 선택 방식에서 복수의 전송블록 (혹은, 코드워드)에 대한 ACK/NACK 응답은 PUCCH 자원 인덱스와 비트 값의 조합에 의해 식별된다.
도 9는 LAA(Licensed Assisted Access) 서비스 환경을 예시한다.
도 9를 참조하면, 기존의 인가 대역에서의 LTE 기술(11) 및 최근 활발히 논의되고 있는 비인가 대역에서의 LTE 기술(12)인 LTE-U(LTE-Unlicensed) 혹은 LAA가 접목된 서비스 환경이 사용자에게 제공될 수 있다. 예를 들어, LAA 환경에서 인가 대역에서의 LTE 기술(11)과 비인가 대역에서의 LTE 기술(12)은 캐리어 집성 등의 기술을 이용하여 통합될 수 있고, 이는 네트워크 용량 확장에 기여할 수 있다. 또한, 상향링크 데이터보다 하향링크 데이터가 더 많은 비대칭 트래픽 구조에서 LAA는 다양한 요구나 환경에 맞추어 최적화된 LTE 서비스를 제공할 수 있다. 편의상, 인가(혹은, 면허, 허가) 대역에서의 LTE 기술을 LTE-L(LTE-Licensed)라고 지칭하고, 비인가(혹은, 비면허, 비허가, 면허불필요) 대역에서의 LTE 기술을 LTE-U(LTE-Unlicensed) 또는 LAA라고 지칭한다.
도 10은 LAA 서비스 환경에서 단말과 기지국의 배치 시나리오를 예시한다. LAA 서비스 환경이 타겟으로 하는 주파수 대역은 고주파 특성으로 인해 무선 통신 도달 거리가 길지 않다. 이를 고려하면, 기존 LTE-L 서비스와 LAA 서비스가 공존하는 환경에서 단말과 기지국의 배치 시나리오는 오버레이 모델(overlay model)과 코-로케이트 모델(co-located model)일 수 있다.
오버레이 모델에서 매크로 기지국은 인가 캐리어를 이용하여 매크로 영역(32) 내 X 단말 및 X' 단말과 무선 통신을 수행하고, 다수의 RRH(Radio Remote Head)와 X2 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. 각 RRH는 비인가 캐리어를 이용하여 일정 영역(31) 내 X 단말 또는 X' 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다. 매크로 기지국과 RRH의 주파수 대역은 서로 상이하여 상호 간섭이 없으나, 캐리어 집성을 통해 LAA 서비스를 LTE-L 서비스의 보조적인 하향링크 채널로 사용하기 위해 매크로 기지국과 RRH간에는 X2 인터페이스를 통해 빠른 데이터 교환이 이뤄져야 한다.
코-로케이트 모델에서 피코/펨토 기지국은 인가 캐리어와 비인가 캐리어를 동시에 이용하여 Y 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다. 다만, 피코/펨토 기지국이 LTE-L 서비스와 LAA 서비스를 함께 사용하는 것은 하향링크 전송 시로 제한될 수 있다. LTE-L 서비스의 커버리지(33)와 LAA 서비스의 커버리지(34)는 주파수 대역, 전송 파워 등에 따라 상이할 수 있다.
비인가 대역에서 LTE 통신을 하는 경우, 해당 비인가 대역에서 통신하는 기존의 장비(예, 무선랜(Wi-Fi) 장비)들은 LTE-U 메시지 또는 데이터를 복조할 수 없고, LTE-U 메시지 또는 데이터를 일종의 에너지로 판단하여 에너지 디텍션(혹은 검출) 기법에 의해 간섭 회피 동작을 수행할 수 있다. 즉, LTE-U 메시지 또는 데이터에 대응하는 에너지가 -62dbm보다 작은 경우, 무선랜 장비들은 해당 메시지 또는 데이터를 무시하고 통신할 수 있다. 이로 인해, 비인가 대역에서 LTE 통신을 하는 단말 입장에서는 무선랜 장비들에 의해 빈번하게 간섭을 받을 수 있다.
따라서, LTE-U 기술/서비스를 효과적으로 구현하기 위해서 특정 시간 동안 특정 주파수 대역을 할당 또는 예약해 둘 필요가 있다. 그러나, 비인가 대역을 통해 통신하는 주변 장비들이 에너지 디텍션 기법에 기반하여 접속을 시도하므로, 효율적인 LTE-U 서비스가 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, LTE-U 기술이 자리잡기 위해서 기존의 비인가 대역 장치와의 공존 방안 및 효율적으로 무선 채널을 공유하는 방안에 대한 연구가 선행되어야 한다. 즉, LTE-U 장치가 기존의 비인가 대역 장치에게 영향을 주지 않는 강력한 공존 메커니즘이 개발되어야 한다.
도 11은 기존에 비인가 대역에서 동작하는 통신 방식(예, 무선랜)을 예시한다. 비인가 대역에서 동작하는 장치는 대부분 LBT(Listen-Before-Talk) 기반으로 동작하므로, 데이터 전송 전에 채널을 센싱하는 클리어 채널 평가(Clear Channel Assessment, CCA) 기법을 수행한다.
도 11을 참조하면, 무선랜 장치(예, AP, STA)는 데이터를 전송하기 전에 캐리어 센싱을 수행하여 채널이 사용 중(busy)인지 체크한다. 데이터를 전송하고자 하는 채널에서 일정 세기 이상의 무선 신호가 감지되면, 해당 채널은 사용 중인 것으로 판별되고, 무선랜 장치는 해당 채널에 대한 액세스를 지연한다. 이러한 과정을 클리어 채널 평가라고 하며, 신호 감지 유무를 결정하는 신호 레벨을 CCA 임계 값(CCA threshold)이라고 한다. 한편, 해당 채널에서 무선 신호가 감지되지 않거나, CCA 임계 값 보다 작은 세기의 무선 신호가 감지될 경우, 상기 채널은 빈(idle) 상태인 것으로 판별된다.
채널이 빈 상태로 판별되면, 전송할 데이터가 있는 단말은 디퍼 기간(defer period)(예, AIFS(Arbitration InterFrame Space), PIFS(PCF IFS) 등) 뒤에 백오프 절차를 수행한다. 디퍼 기간은 채널이 빈 상태가 된 후, 단말이 기다려야 하는 최소 시간을 의미한다. 백오프 절차는 단말이 디퍼 기한 이후에 임의의 시간 동안 더 기다리게 한다. 예를 들어, 단말은 경쟁 윈도우(Contention Window, CW) 내에서 해당 단말에게 할당된 난수(random number) 만큼의 슬롯 타임을 상기 채널이 빈 상태인 동안 감소시켜가며 대기하고, 슬롯 타임을 모두 소진한 단말은 해당 채널에 대한 액세스를 시도할 수 있다.
채널에 성공적으로 액세스하면, 단말은 상기 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 데이터 전송이 성공하면, CW 사이즈(CWS)는 초기 값(CWmin)으로 리셋된다. 반면, 데이터 전송이 실패하면 CWS는 2배로 증가한다. 이에 따라, 단말은 이전 난수 범위의 2배 범위 내에서 새로운 난수를 할당 받아 다음 CW에서 백오프 절차를 수행한다. 무선랜에서는 데이터 전송에 대한 수신 응답 정보로서 ACK만 정의되어 있다. 따라서, 데이터 전송에 대해 ACK이 수신된 경우 CWS는 초기 값으로 리셋되고, 데이터 전송에 대해 피드백 정보가 수신되지 않은 경우 CWS는 2배가 된다.
상술한 바와 같이, 기존에 비인가 대역에서의 통신은 대부분 LBT 기반으로 동작하므로, LTE도 기존 장치와의 공존을 위해 LAA에서 LBT를 고려하고 있다. 구체적으로, LTE에서 비인가 대역 상의 채널 액세스 방법은 LBT 유무/적용 방식에 따라 다음의 4개 카테고리로 구분될 수 있다.
(1) Category 1: No LBT
- Tx 엔티티에 의한 LBT 절차가 수행되지 않는다.
(2) Category 2: LBT without random back-off
- Tx 엔티티가 채널 상에 전송하기 전에 채널이 빈 상태로 센싱되어야 하는 시간 구간이 결정되어 있다. 랜덤 백-오프는 수행되지 않는다. 이를 타입 2 채널 액세스라고 지칭할 수 있다.
(3) Category 3: LBT with random back-off with a CW of fixed size
- 고정 사이즈의 CW를 이용하여 랜덤 백-오프를 수행하는 LBT 방법이다. Tx 엔티티는 CW 내에서 난수 N을 가지며, N의 최소/최대 값에 의해 CW 사이즈가 정의된다. CW 사이즈는 고정된다. 난수 N은 Tx 엔티티가 채널 상에 전송하기 전에 채널이 빈 상태로 센싱되어야 하는 시간 구간을 결정하는데 사용된다.
(4) Category 4: LBT with random back-off with a CW of variable size
- 가변 사이즈의 CW를 이용하여 랜덤-백오프를 수행하는 LBT 방법이다. Tx 엔티티는 CW 내에서 난수 N을 가지고, N의 최소/최대 값에 의해 CW 사이즈가 정의된다. Tx 엔티티는 난수 N을 생성할 때 CW 사이즈를 바꿀 수 있다. 난수 N은 Tx 엔티티가 채널 상에 전송하기 전에 채널이 빈 상태로 센싱되어야 하는 시간 구간을 결정하는데 사용된다. 이를 타입 1 채널 액세스라고 지칭할 수 있다.
도 12 및 도 13은 category 4 LBT에 기반한 하향링크 전송 과정을 예시한다. category 4 LBT는 Wi-Fi와의 공정한 채널 액세스를 보장하기 위해 사용될 수 있다. 도 12 및 도 13을 참조하면, LBT 과정은 ICCA(Initial CCA)와 ECCA(Extended CCA)를 포함한다. ICCA에서는 랜덤 백-오프가 수행되지 않으며, ECCA에서는 가변 사이즈의 CW를 이용하여 랜덤 백-오프가 수행된다. ICCA는 신호 전송이 필요한 시점에 채널이 빈 상태인 경우에 적용되고, ECCA는 신호 전송이 필요한 시점에 채널이 사용 중이거나 바로 전에 하향링크 전송이 있는 경우에 적용된다.
도 12를 참조하면, category 4 LBT, 즉 타입 1 채널 액세스에 기반한 하향링크 전송 과정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
Initial CCA
- S1202: 기지국은 채널이 빈 상태에 있는 것을 확인한다.
- S1204: 기지국은 신호 전송이 필요한지 확인하다. 신호 전송이 필요 없는 경우 S1202로 돌아가며, 신호 전송이 필요한 경우 S1206으로 진행된다.
- S1206: 기지국은 ICCA 디퍼 기간(BCCA) 동안 채널이 빈 상태인지 확인한다. ICCA 디퍼 기간은 설정 가능하다(configurable). 구현 예로, ICCA 디퍼 기간은 16us 구간과 n개의 연속적인 CCA 슬롯으로 구성될 수 있다. 여기서, n은 양의 정수이고, 하나의 CCA 슬롯 구간은 9 us일 수 있다. CCA 슬롯의 개수는 QoS 클래스에 따라 다르게 설정될 수 있다. ICCA 디퍼 기간은 Wi-Fi의 디퍼 기간(예, DIFS, AIFS)을 고려하여 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, ICCA 디퍼 기간은 34us일 수 있다. ICCA 디퍼 기간 동안 채널이 빈 상태이면, 기지국은 신호 전송 과정을 수행할 수 있다(S1208). ICCA 디퍼 기간 중에 채널이 사용 중으로 판별되면, S1212으로 진행한다(ECCA).
- S1208: 기지국은 신호 전송 과정을 수행할 수 있다. 신호 전송이 없으면 S1202로 진행되며(ICCA), 신호 전송이 있으면 S1210로 진행된다. S1218에서 백-오프 카운터 N이 0에 도달하여 S1208이 수행되는 경우에도 신호 전송이 없으면 S1202로 진행되고(ICCA), 신호 전송이 있으면 S1210로 진행된다.
- S1210: 추가 신호 전송이 필요 없는 경우 S1202로 진행되며(ICCA), 추가 신호 전송이 필요한 경우 S1212로 진행된다(ECCA).
Extended CCA
- S1212: 기지국은 CW 내에서 난수 N을 생성한다. N은 백-오프 과정에서 카운터로 사용되며, [0, q-1]로부터 생성된다. CW는 q개의 ECCA 슬롯으로 구성되고, ECCA 슬롯 사이즈는 9us 또는 10us일 수 있다. CW 사이즈(CWS)는 q로 정의되며 S1214에서 가변될 수 있다. 이후, 기지국은 S1216으로 진행한다.
- S1214: 기지국은 CWS를 업데이트 할 수 있다. CWS q는 X와 Y 사이의 값으로 업데이트 될 수 있다. X, Y값은 설정 가능한(configurable) 파라미터이다. CWS 업데이트/조정은 N 생성 시마다 매번 수행되거나(동적 백-오프), 일정 시간 간격을 두고 반-정적으로 수행될 수 있다(반-정적 백-오프). CWS는 지수(exponential) 백-오프 또는 이진(binary) 백-오프에 기반하여 업데이트/조정될 수 있다. 즉, CWS는 2의 자승 또는 2의 배수 형태로 업데이트/조정될 수 있다. PDSCH 전송과 관련하여, CWS는 단말의 피드백/리포트(예, HARQ ACK/NACK)에 기반하여 업데이트/조정되거나, 기지국 센싱에 기반하여 업데이트/조정될 수 있다.
- S1216: 기지국은 ECCA 디퍼 기간(DeCCA) 동안 채널이 빈 상태인지 확인한다. ECCA 디퍼 기간은 설정 가능하다. 구현 예로, ECCA 디퍼 기간은 16us 구간과 n개의 연속적인 CCA 슬롯으로 구성될 수 있다. 여기서, n은 양의 정수이고, 하나의 CCA 슬롯 구간은 9 us일 수 있다. CCA 슬롯의 개수는 QoS 클래스에 따라 다르게 설정될 수 있다. ECCA 디퍼 기간은 Wi-Fi의 디퍼 기간(예, DIFS, AIFS)을 고려하여 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, ECCA 디퍼 기간은 34us일 수 있다. ECCA 디퍼 기간 동안 채널이 빈 상태이면, 기지국은 S1218로 진행한다. ECCA 디퍼 기간 중에 채널이 사용 중으로 판별되면, 기지국은 S1216을 반복한다.
- S1218: 기지국은 N이 0인지 확인한다. N이 0이면, 기지국은 신호 전송 과정을 수행할 수 있다(S1208). 이 경우(N=0), 기지국은 바로 전송을 수행하지 않고, 적어도 하나의 슬롯 동안 CCA 체크를 수행함으로써 ECCA 과정을 지속할 수 있다. N이 0이 아니면(즉, N>0), S1220으로 진행한다.
- S1220: 기지국은 하나의 ECCA 슬롯 구간(T) 동안 채널을 센싱한다. ECCA 슬롯 사이즈는 9us 또는 10us이고, 실제 센싱 시간은 적어도 4us일 수 있다.
- S1222: 채널이 빈 것으로 판별되면 S1224로 진행한다. 채널이 사용 중인 것으로 판별되면 S1216으로 돌아간다. 즉, 하나의 ECCA 디퍼 기간이 채널이 빈 후에 다시 적용되며, ECCA 디퍼 기간 동안에 N은 카운트 다운되지 않는다.
- S1224: N을 1만큼 감소시킨다(ECCA 카운트 다운).
도 13은 도 12의 전송 과정과 실질적으로 동일/유사하며 구현 방식에 따른 차이가 있다. 따라서, 자세한 사항은 도 12의 내용을 참조할 수 있다.
- S1302: 기지국은 신호 전송이 필요한지 확인하다. 신호 전송이 필요 없는 경우 S1302가 반복되며, 신호 전송이 필요한 경우 S1304로 진행된다.
- S1304: 기지국은 슬롯이 빈 상태에 있는지 확인한다. 슬롯이 빈 상태이면 S1306으로 진행하고, 슬롯이 사용 중이면 S1312로 진행한다(ECCA). 슬롯은 도 12에서 CCA 슬롯에 대응할 수 있다.
- S1306: 기지국은 디퍼 기간(D) 동안 채널이 빈 상태인지 확인한다. D는 도 12에서 ICCA 디퍼 기간에 대응할 수 있다. 디퍼 기간 동안 채널이 빈 상태이면, 기지국은 신호 전송 과정을 수행할 수 있다(S1308). 디퍼 기간 중에 채널이 사용 중으로 판별되면, S1304로 진행한다.
- S1308: 기지국은 필요하면 신호 전송 과정을 수행할 수 있다.
- S1310: 신호 전송이 없으면 S1302로 진행되며(ICCA), 신호 전송이 있으면 S1312로 진행된다(ECCA). S1318에서 백-오프 카운터 N이 0에 도달하여 S1308이 수행되는 경우에도 신호 전송이 없으면 S1302로 진행되고(ICCA), 신호 전송이 있으면 S1312로 진행된다(ECCA).
Extended CCA
- S1312: 기지국은 CW 내에서 난수 N을 생성한다. N은 백-오프 과정에서 카운터로 사용되며, [0, q-1]로부터 생성된다. CW 사이즈(CWS)는 q로 정의되며 S1314에서 가변될 수 있다. 이후, 기지국은 S1316으로 진행한다.
- S1314: 기지국은 CWS를 업데이트 할 수 있다. CWS q는 X와 Y 사이의 값으로 업데이트 될 수 있다. X, Y값은 설정 가능한(configurable) 파라미터이다. CWS 업데이트/조정은 N 생성 시마다 매번 수행되거나(동적 백-오프), 일정 시간 간격을 두고 반-정적으로 수행될 수 있다(반-정적 백-오프). CWS는 지수(exponential) 백-오프 또는 이진(binary) 백-오프에 기반하여 업데이트/조정될 수 있다. 즉, CWS는 2의 자승 또는 2의 배수 형태로 업데이트/조정될 수 있다. PDSCH 전송과 관련하여, CWS는 단말의 피드백/리포트(예, HARQ ACK/NACK)에 기반하여 업데이트/조정되거나, 기지국 센싱에 기반하여 업데이트/조정될 수 있다.
- S1316: 기지국은 디퍼 기간(D) 동안 채널이 빈 상태인지 확인한다. D는 도 12의 ECCA 디퍼 기간에 대응할 수 있다. S1306과 S1316에서 D는 동일할 수 있다. 디퍼 기간 동안 채널이 빈 상태이면, 기지국은 S1318로 진행한다. 디퍼 기간 중에 채널이 사용 중으로 판별되면, 기지국은 S1316을 반복한다.
- S1318: 기지국은 N이 0인지 확인한다. N이 0이면, 기지국은 신호 전송 과정을 수행할 수 있다(S1308). 이 경우(N=0), 기지국은 바로 전송을 수행하지 않고, 적어도 하나의 슬롯 동안 CCA 체크를 수행함으로써 ECCA 과정을 지속할 수 있다. N이 0이 아니면(즉, N>0), S1320으로 진행한다.
- S1320: 기지국은 N을 1만큼 감소시키거나(ECCA 카운트 다운), 혹은 N을 감소시키지 않는 동작 중 하나를 선택한다(self-defer). 셀프-디퍼 동작은 기지국의 구현/선택에 따라 수행될 수 있으며, 셀프-디퍼 시에 기지국은 에너지 검출을 위한 센싱을 수행하지 않으며, ECCA 카운트 다운도 수행하지 않는다.
- S1322: 기지국은 에너지 검출을 위한 센싱을 수행하지 않는 동작과 에너지 검출 동작 중 하나를 선택할 수 있다. 에너지 검출을 위한 센싱을 수행하지 않을 경우 S1324로 진행한다. 에너지 검출 동작을 수행 시, 에너지 레벨이 에너지 검출 임계 값 이하이면(즉, idle) S1324로 진행한다. 에너지 레벨이 에너지 검출 임계 값을 초과하면(즉, busy), S1316으로 돌아간다. 즉, 하나의 디퍼 기간이 채널이 빈 후에 다시 적용되며, 디퍼 기간 동안에 N은 카운트 다운되지 않는다.
- S1324: S1318로 진행한다.
도 14는 비인가 대역에서 기지국이 하향링크 전송을 수행하는 예를 나타낸다.
기지국은 하나 이상의 인가 대역의 셀(편의상, LTE-L 셀)과 하나 이상의 비인가 대역의 셀(편의상, LTE-U 셀)을 집성할 수 있다. 도 14는 단말과의 통신을 위해 하나의 LTE-L 셀과 하나의 LTE-U 셀이 집성된 경우를 가정한다. LTE-L 셀은 PCell이고 LTE-U 셀은 SCell일 수 있다. LTE-L 셀에서는 기지국이 주파수 자원을 독점적으로 사용하며, 기존의 LTE에 따른 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 무선 프레임은 모두 1ms 길이의 정규 서브프레임(regular subframe, rSF)로 구성되고(도 2 참조), 매 서브프레임마다 하향링크 전송(예, PDCCH, PDSCH)이 수행될 수 있다(도 1 참조). 한편, LTE-U 셀에서는 기존 장치(예, Wi-Fi 장치)와의 공존을 위해 LBT에 기반하여 하향링크 전송이 수행된다.
또한, LTE-U 기술/서비스를 효과적으로 구현하기 위해서 특정 시간 동안 특정 주파수 대역을 할당 또는 예약해 둘 필요가 있다. 따라서, LTE-U 셀에서는 LBT 이후에 하나 이상의 연속된 서브프레임 세트를 통해서 하향링크 전송이 수행될 수 있다 (하향링크 전송 버스트). 하향링크 전송 버스트는 LBT 상황에 따라 정규 서브프레임(rSF) 또는 부분 서브프레임(partial subframe, pSF)으로 시작될 수 있다. pSF는 서브프레임의 일부이며 서브프레임의 2번째 슬롯을 포함할 수 있다. 또한, 하향링크 전송 버스트는 rSF 또는 pSF로 끝날 수 있다.
<상향링크 그랜트 단독 전송 시 LBT 수행 방법>
이하에서는, 비인가 대역을 통한 상향링크 신호 및 상향링크 데이터 전송을 위하여 채널 액세스를 수행할 시, 상향링크 그랜트 단독 (UL grant only) 전송을 고려하는 하향링크 제어 채널 (예를 들어, PDCCH 또는 EPDCCH)의 전송과 상향링크 그랜트 및 해당 상향링크 그랜트가 스케줄링하는 상향링크 트래픽의 전송을 수행하기 위한 채널 액세스 방법에 관하여 설명한다.
특히, 본 발명은 상향링크 그랜트 단독 전송을 고려하는 하향링크 제어 채널의 전송과 해당 상향링크 그랜트가 스케줄링하는 상향링크 트래픽의 전송을 위하여 수행되는, LBT 방법에 관하여 집중적으로 설명한다.
도 15은 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 PDCCH를 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, LAA SCell상에 전송되는 상향링크 데이터 트래픽이 해당 LAA SCell상에 전송되는 제어 채널을 통해 셀프-캐리어 스케줄링 되는 경우, 상향링크 그랜트만을 전송하는 제어 채널이 하향링크 서브프레임의 PDCCH를 통해 전송, 즉 하나의 서브프레임 내에 PDSCH 전송이 없이 상향링크 그랜트 단독 전송이 PDCCH를 통해 이루어질 수 있다. 이 경우, 서브프레임 내에서 PDSCH 영역이 가질 수 있는 OFDM 심볼들이 어떠한 신호도 전송하지 않은 채 블랭킹 (blanking)되어 있을 수 있고, 비인가 캐리어 (unlicensed carrier)의 해당 블랭킹된 OFDM 심볼(들)에서는 다른 노드들 혹은 Wi-Fi 노드들로부터의 채널 액세스가 허용될 수 있다.
따라서, 기지국은 채널 액세스 우선순위 클래스 (channel access priority class)에 따라 달리 설정될 수 있는 MCOT (maximum channel occupancy time)의 설정을 통해 기지국의 전송을 확보하고자 했음에도 불구하고 또한 상향링크 그랜트 단독 전송을 위해 수행했던 LBT가 성공했음에도 불구하고, 해당 서브프레임에서의 PDSCH 전송이 발생하지 않는다는 점으로 인한 다른 노드들에 의한 전송 및 간섭에 의해, 다음 서브프레임들에서의 PDSCH 및 스케줄링 받은 PUSCH의 전송에 대해서도 도 15에서와 같이 PDSCH 및 스케줄링 받은 PUSCH의 전송이 불가능해 질 수 있다.
도 15에서는 비인가 캐리어 상 LAA 버스트의 시작 서브프레임을 상향링크 그랜트 단독 전송이 이루어지는 부분 서브프레임 (partial subframe)으로 설정하는 경우를 일 실시예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 다른 일 실시예로서 LAA 버스트의 마지막 서브프레임을 상향링크 그랜트 단독 전송이 이루어지는 부분 서브프레임으로 설정하는 경우가 있을 수 있다. 또 다른 일 실시예로서는 비인가 캐리어에서의 LAA 버스트의 시작 서브프레임이나 LAA 버스트의 마지막 서브프레임이 아닌 서브프레임에서도, 상향링크 그랜트 단독 전송이 수행되는 서브프레임에서 블랭킹된 OFDM 심볼이 발생할 수 있으며, 이에 따라 상술한 문제가 나타날 수 있다. 이하에서는, 상술한 문제점을 해결하기 위한 방안들을 설명한다.
방법 A)
도 16은 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 EPDCCH를 전송하는 경우를 예시한다. 이에 따르면, EPDCCH는 PDSCH영역에 PDSCH와의 FDM 방식으로 할당되므로, PDSCH가 없는 상향링크 그랜트 단독 전송이라고 할지라도 PDSCH영역에서 블랭킹된 OFDM 심볼(들)이 발생하는 경우를 방지할 수 있으며, 다른 노드들로부터의 LBT에 의한 채널 액세스를 방지할 수 있다.
또한, 해당 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 전송 시 UE(들)가 사용하는 LBT 수행 방법으로서, 상향링크 그랜트의 전송 시 수행된 LBT 방식을 수행하도록 하거나 혹은 상향링크 그랜트 전송 시 확보된 MCOT 내에서의 상향링크 트래픽의 전송시에는 16us, 25 us, 34us 혹은 43us와 같은 단일 구간 (single interval) LBT (이하, 설명의 편의를 위하여 타입 2 채널 액세스라고 지칭한다)를 수행하도록 하여, 상향링크 데이터 전송을 위한 빠른 채널 액세스를 가능하도록 하게 할 수 있다.
혹은 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 전송시에 UE(들)에서 사용되는 LBT 수행 방법으로서, 상향링크 그랜트의 전송 시 수행된 LBT 방식을 수행하도록 하거나 혹은 상향링크 그랜트 전송 시 확보된 MCOT 외부에서의 상향링크 트래픽의 전송시에는 cat-4 LBT (이하, 설명의 편의를 위하여 타입 1 채널 액세스라고 지칭한다)를 수행하도록 설정할 수 있다.
혹은 해당 경우에 있어서 상향링크 트래픽에 대한 LBT로서 단말이 빠른 채널 액세스가 가능하도록 하는 타입 2 채널 액세스를 수행할 것인지 혹은 백오프(backoff)를 수행하도록 하는 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 할 것인지 여부를 기지국이 시그널링해주는 방법도 고려될 수 있다. 기지국이 단말에게 알려줄 수 있는 채널 액세스 타입은 상향링크 그랜트를 통하여 전송해 줄 수 있으며, 기지국은 해당 상향링크 그랜트에서 타입 1 채널 액세스 혹은 타입 2 채널 액세스 중 하나를 알려줄 수 있다. 여기서의 타입 1 채널 액세스는 Cat-4 LBT를 의미하며, 타입 2 채널 액세스는 25us LBT 를 의미한다.
방법 B)
도 17은 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 전송하는 서브프레임과 PDSCH 전송을 수행하는 서브프레임(들)의 LBT를 독립적으로 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 17에서와 같이 하나의 서브프레임 내에 상향링크 그랜트 단독 전송을 위한 PDCCH 혹은 EPDCCH가 전송되는 경우에 있어서도, PDSCH가 전송되는 다음 서브프레임에서는, 상향링크 그랜트 단독 전송을 위한 서브프레임에서의 LBT와는 독립적으로, PDSCH에 대한 채널 액세스 우선순위 클래스에 맞도록 LBT를 수행하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다.
이러한 경우, PDSCH의 전송이 있는 서브프레임에서의 LBT가 성공한다면, 해당 서브프레임으로부터의 MCOT를 설정한다. 이후, 선행하여 스케줄링 받은 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽이 전송되는 상향링크 서브프레임이 해당 MCOT내에 존재한다면, 타입 2 채널 액세스를 수행하도록 하여 상향링크 데이터 전송을 위한 빠른 채널 액세스를 가능하도록 하게 할 수 있다.
혹은, 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 전송 시 UE(들)에서 사용되는 LBT 수행 방법으로서, 상향링크 그랜트의 전송 시 수행된 LBT 방식을 수행하거나 혹은 PDSCH를 전송하는 서브프레임에서의 LBT에 의해 확보된 MCOT의 외부에서 상향링크 트래픽의 전송시에는 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 설정할 수 있다.
혹은 해당 경우에 있어서 상향링크 트래픽에 대한 LBT로서 단말이 고속 채널 액세스가 가능하도록 하는 타입 2 채널 액세스를 수행할 것인지 혹은 백오프(backoff)를 수행하도록 하는 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 할 것인지 여부를 기지국이 시그널링해주는 방법도 고려될 수 있다. 기지국이 단말에게 알려줄 수 있는 채널 액세스 타입은 상향링크 그랜트를 통하여 전송해 줄 수 있으며, 기지국은 해당 상향링크 그랜트에서 타입 1 채널 액세스 혹은 타입 2 채널 액세스 중 하나를 알려줄 수 있다. 여기서의 타입 1 채널 액세스는 Cat-4 LBT를 의미하며, 타입 2 채널 액세스는 25us LBT 를 의미한다.
방법 C)
도 18는 본 발명의 일 실시예로서 PDSCH 전송없이 상향링크 그랜트만을 포함한 PDCCH를 전송하는 서브프레임에서 블랭킹된 OFDM 심볼(들)에 예약 신호(들)을 전송하는 경우를 나타낸 도면이다. 이러한 예약 신호의 전송을 통하여 PDSCH영역에서 블랭킹된 OFDM 심볼(들)이 발생하는 경우를 방지할 수 있으며, 다른 노드들로부터의 LBT에 의한 채널 액세스를 방지할 수 있다. 또한, 이로 인하여 다음 서브프레임에서 전송되는 PDSCH에 대해서는 MCOT 내에서 추가적인 LBT 없이 전송이 가능할 수 있다.
예약 신호 (Reservation signal)에 대한 일 예로서는 모든 UE에게 공통적인 (common) 하나의 EPDCCH 전송이 있을 수 있으며, 다른 예로서 CRS 포트 0 및 포트 1를 확장하여 OFDM 심볼 인덱스 #0, #4, #5 및 #7에서의 전송을 나머지 심볼에도 확장하는 방법을 고려할 수 있다. 나아가, CRS 포트 0 내지 포트 4를 확장하여 전송하는 형태도 고려할 수 있으며, 예약 신호로서 특정 주파수 영역의 RB에 더미 데이터 (dummy data)를 전송하는 방법도 고려할 수 있다.
또한 해당 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 전송시에 UE(들)에서 사용되는 LBT 수행 방법으로서, 상향링크 그랜트의 전송시 수행된 LBT 방식을 수행하거나 혹은 상향링크 그랜트의 전송 시 확보된 MCOT 내에서 상향링크 트래픽의 전송시에는 타입 2 채널 액세스를 수행하도록 하여 상향링크 데이터 전송을 위한 빠른 채널 액세스를 가능하도록 하게 할 수 있다.
혹은 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 전송시에 UE(들)에서 사용되는 LBT 수행 방법으로서, 상향링크 그랜트의 전송 시 수행된 LBT의 방식을 수행하거나 혹은 상향링크 그랜트의 전송 시 확보된 MCOT의 외부에서 상향링크 트래픽의 전송시에는 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 설정할 수 있다.
혹은 해당 경우에 있어서 상향링크 트래픽에 대한 LBT로서 단말이 빠른 채널 액세스가 가능하도록 하는 타입 2 채널 액세스를 수행할 것인지 혹은 백오프(backoff)를 수행하도록 하는 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 할 것인지 여부를 기지국이 시그널링해주는 방법도 고려될 수 있다. 기지국이 단말에게 알려줄 수 있는 채널 액세스 타입은 상향링크 그랜트를 통하여 전송해 줄 수 있으며, 기지국은 해당 상향링크 그랜트에서 타입 1 채널 액세스 혹은 타입 2 채널 액세스 중 하나를 알려줄 수 있다. 여기서의 타입 1 채널 액세스는 Cat-4 LBT를 의미하며, 타입 2 채널 액세스는 25us LBT 를 의미한다.
도 16 내지 도 18에서는 비인가 캐리어 상 LAA 버스트의 시작 서브프레임을 상향링크 그랜트 단독 전송이 이루어지는 부분 서브프레임 (partial subframe)으로 설정하는 경우를 일 실시예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 다른 일 실시예로서 LAA 버스트의 마지막 서브프레임을 상향링크 그랜트 단독 전송이 이루어지는 부분 서브프레임으로 설정하는 경우가 있을 수 있다. 또 다른 일 실시예로서는 비인가 캐리어에서의 LAA 버스트의 시작 서브프레임이나 LAA 버스트의 마지막 서브프레임이 아닌 서브프레임에서도, 상향링크 그랜트 단독 전송이 수행되는 서브프레임에서 블랭킹된 OFDM 심볼이 발생할 수 있으며, 이에 따라 상술한 문제가 나타날 수 있다.
또한 도 15 내지 도 18에서는 정규 서브프레임을 기준으로 설명하였지만, 시작 서브프레임이 부분 서브프레임 (partial subframe), 예를 들어, 14개 보다 작은 OFDM 심볼들로 구성된 서브프레임인 경우와 마지막 서브프레임이 부분 서브프레임인 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
이하, 상향링크 그랜트 단독 전송 시, 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽의 채널 액세스 우선순위 클래스를 고려하여 상향링크 그랜트를 포함하는 하향링크 제어 채널 (예를 들어 PDCCH, EPDCCH)의 LBT방법과 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽 전송에 대한 LBT 기법에 대해서 설명한다. 또한 PDSCH의 전송과 함께 상향링크 그랜트가 전송되는 경우에 있어서의 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽 전송에 대한 LBT 기법에 대해서 설명한다.
우선, PDSCH의 전송과 함께 상향링크 그랜트가 전송되는 경우에 상향링크 그랜트가 전송되는 제어 채널로서의 PDCCH 및 EPDCCH의 LBT는 PDSCH의 채널 액세스 우선순위 클래스 (이하, 편의상 CAPC)에 따른 LBT 파라미터들을 사용하여 채널 액세스를 수행한다.
아래 표 1은 하향링크 전송으로서 PDSCH의 전송을 위한 채널 액세스 우선순위 클래스에 따른 LBT 파라미터이다.
[표 1] 채널 액세스 우선순위 클래스
일 예로서 PDSCH의 CAPC가 1이나 2의 경우에는 MCOT가 2ms 혹은 3ms이므로, 상향링크 그랜트와 상향링크 트래픽 전송과의 최소 레이턴시 (minimum time latency)를 4ms라고 가정하는 경우, 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽 전송이 상향링크 그랜트가 전송되는 하향링크 버스트의 MCOT 밖에서 이루어지게 된다. 따라서, 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽 전송의 LBT는 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC에 따라 LBT를 수행하도록 설정될 수 있다. 해당 단말이 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC가 하나가 아닌 복수개인 경우에는 해당 CAPC중 가장 낮은 우선순위를 가지는 가지는 CAPC를 기준으로 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 설정될 수 있다.
다른 예로서 상향링크 그랜트와 함께 전송되는 PDSCH의 CAPC가 3 이나 4의 경우에는 MCOT가 8ms 혹은 10ms이므로, 상향링크 그랜트에 대응하는 상향링크 트래픽 전송이 MCOT 내에서 전송될 수 있지만 MCOT 외부에서도 전송될 수 있다. 따라서, 하향링크 전송과 상향링크 LBT 및 상향링크 트래픽 전송이 MCOT 내에서 일어날 수 있는 경우에는 상향링크 트래픽의 CAPC에 관계없이 단일 구간 (예를 들어 16us, 25us, 34us, 43us 혹은 16+9*N, N은 1이상의 값일 수 있음) LBT를 수행한다. 즉, 타입 2 채널 액세스를 통하여 상향링크 트래픽 전송을 수행하도록 한다. 반면에, 하향링크 전송과 상향링크 LBT 및 상향링크 트래픽 전송이 MCOT 내에서 일어나지 못하는 경우에 있어서는 MCOT 내에서 일어날 수 있는 상향링크 전송에 대해서는 상향링크 트래픽의 CAPC에 관계없이 타입 2 채널 액세스를 수행하되, MCOT 외부에서 전송하도록 스케줄링된 상향링크 트래픽 전송에 대해서는 단말이 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC에 따라 LBT를 수행하도록 설정될 수 있다. 해당 단말이 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC가 여러 개인 경우에는 해당 CAPC중 가장 낮은 우선순위를 가지는 CAPC를 기준으로 타입 1 채널 액세스를 수행할 수 있다.
또 다른 예로서 상향링크 그랜트와 함께 전송되는 PDSCH의 CAPC가 3으로 설정되어 상향링크 그랜트 또한 CAPC 3에 따라 수행된 경우, 단말이 실제 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC가 3 이하로 설정되어 있다면, 상향링크 트래픽의 CAPC에 관계없이 타입 2 채널 액세스를 통하여 상향링크 트래픽 전송을 수행하도록 한다. 그러나, 상향링크 트래픽의 CAPC가 4라면, 해당 상향링크 트래픽 전송이 MCOT의 내부에서 이루어지는지 여부와 무관하게, 상향링크 트래픽의 CAPC 4에 따른 LBT 파라미터를 가지고 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 전송을 수행하도록 설정할 수 있다. 또한, 상향링크 그랜트와 함께 전송되는 PDSCH의 CAPC가 4로 설정되어 상향링크 그랜트 또한 CAPC 4에 따라 수행된 경우, 단말이 실제 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC에 관계없이 타입 2 채널 액세스를 통하여 상향링크 트래픽 전송을 수행하도록 한다.
또 다른 예로서 상향링크 그랜트와 함께 전송되는 PDSCH의 CAPC 값 X를 통해서 LBT를 수행한 경우에 X값보다 작거나 같은 상향링크 트래픽의 CAPC값에 대해서는 타입 2 채널 액세스를 통하여 상향링크 트래픽 전송을 수행하도록 한다. 그 이외의 경우에 대하여는, 단말이 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC에 따라 LBT를 수행하도록 설정될 수 있다. 해당 단말이 전송하고자 하는 상향링크 트래픽의 CAPC가 여러 개인 경우에는 해당 CAPC중 가장 낮은 우선순위를 가지는 CAPC를 기준으로 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 설정될 수 있다.
<상향링크 LBT 타입의 스위칭>
이하, 상향링크 채널 액세스 수행시, 상향링크 LBT의 타입을 스위칭하는 방법을 설명한다.
기지국은 단말에게 단말이 수행해야하는 LBT 타입 및 LBT를 위한 파라미터들을 알려준다. 기지국이 LBT 타입을 상향링크 그랜트를 통하여 지정할 수 있으며, LBT 타입으로는 타입 1 채널 액세스, 타입 2 채널 액세스 혹은 No LBT 를 알려주도록 할 수 있다.
도 19는 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 LBT 타입을 스위칭하는 방법을 나타낸 도면이다. 특히, 도 19에서는 기지국은 단말에게 상향링크 그랜트를 통해 LBT 타입을 알려주었으나, 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 전송사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우를 가정한다.
도 19의 (a)는 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 6번째 서브프레임 혹은 10번째 서브프레임에서의 상향링크 트래픽 전송을 위한 상향링크 그랜트를 통해 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 알려준다. 이러한 경우 단말은 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 도 19의 (a)에서는 MCOT가 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 3ms로 설정한 경우이므로, 해당 6번째 혹은 10번째 서브프레임에 스케줄링된 상향링크 트래픽 전송은 하향링크에서 설정한 MCOT의 내에 존재하지 않는다. 따라서, 기지국은 단말에게 상향링크 전송을 위한 타입 1 채널 액세스 수행을 할 수 있도록 지시할 수 있다.
이와는 달리 만약 하향링크에서 설정한 MCOT의 내에 상향링크 트래픽 전송이 존재하는 경우, 예를 들어 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터의 설정된 MCOT의 설정이 8ms라면 기지국은 상향링크 그랜트를 통해 단말에게 타입 2 채널 액세스를 수행할 수 있도록 지시할 수 있으며, 해당 지시받은 단말은 타입 2 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송할 수 있게 된다.
도 19의 (b)는 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 6번째 서브프레임 혹은 10번째 서브프레임에 설정된 상향링크 트래픽 전송을 위해 상향링크 그랜트를 통해 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 지시하였다는 가정 하에, 이미 스케줄링 받은 상향링크 트래픽 전송에 선행하여 도 19의 (b)에서 5번째 서브프레임과 같이 하향링크 스케줄링이 이루어진 경우, 해당 하향링크 수신을 수행한 단말은 자신이 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 수신한 상향링크 그랜트에서 지시된 채널 액세스 타입을 변경할 수 있는 방법이 고려될 수 있다.
즉, 기지국이 하향링크에서 설정한 MCOT 내에서 상향링크 전송이 존재하는 경우에는 타입 2 채널 액세스를 통해 상향링크 트래픽을 전송할 수 있으므로, 지시 받은 타입 1 채널 액세스가 아닌 타입 2 채널 액세스를 통해 상향링크 트래픽을 전송하도록 설정할 수 있다. 따라서, 기지국은 단말에게 타입 2 채널 액세스를 수행할 수 있도록 하는 트리거링 메시지를 제공함으로써, 해당 트리거링 메시지를 받은 단말은 타입 2 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 할 수 있다.
그러나, 기지국이 지시하는 상향링크 그랜트가 도 19의 (a) 및 (b)에서와 같이 하나의 상향링크 그랜트를 통하여 연속적인 다중 서브프레임 스케줄링을 수행하도록 설정된 경우, 즉 도 19의 (a) 및 (b)에서 첫번째 하향링크 서브프레임이 6번째 상향링크 서브프레임과 7번째의 상향링크 서브프레임의 스케줄링을 수행하도록 설정되어 있는 경우를 고려할 필요가 있다. 특히, 기지국이 전송할 하향링크 트래픽이 발생하여 하향링크 스케줄링을 5번째 서브프레임에서 수행하고 해당 하향링크 전송으로 MCOT가 2ms로 설정이 된다면, 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 6번째와 7번째의 연속적인 다중 상향링크 서브프레임을 스케줄링 받은 UE의 입장에서는, 6번째 및 7번째의 연속적인 서브프레임에서의 상향링크 전송을 위해 설정된 상향링크 LBT의 시점이 새롭게 설정된 MCOT 2ms 내에 위치하게 된다. 따라서, 타입 1 채널 액세스로부터 타입 2 채널 액세스로의 스위칭을 통하여 상향링크 트래픽 전송이 가능할 수 있다. 그러나, 2ms의 MCOT 외부에 위치한 7번째 서브프레임에 대한 LBT는, MCOT 외부에 위치함에도 불구하고 6번째 서브프레임의 LBT 시점이 2ms의 MCOT 내에 위치한다는 이유로 인해 빠른 채널 액세스를 수행함으로 이득을 볼 수 있으므로, 다른 비인가 대역을 사용하는 시스템 간의 형평성 문제가 야기될 수 있다. 이를 개선하기 위해서 본 발명은 6번째 서브프레임부터 다중 서브프레임의 상향링크 전송을 스케줄링 받은 단말은 7번째 서브프레임의 상향링크 전송을 위해 타입 1 채널 액세스를 수행하는 방법이 고려될 수 있다.
반면에, 새롭게 설정된 하향링크 MCOT의 내에 상향링크 버스트 전체의 길이 (즉, 6번째와 7번째의 서브프레임)가 모두 포함되지 않는 경우에 대해서는, 앞서 설정된 상향링크 그랜트에 의한 채널 액세스 타입, 즉 도 19의 (b)에서는 첫번째 하향링크 서브프레임으로부터 상향링크 그랜트에 의해 설정된 타입 1 채널 액세스를 수행하도록 하는 방법도 고려될 수 있다.
도 19에서는 6번째 서브프레임과 7번째 서브프레임에서의 상향링크 버스트에 대해 설명하였지만, 10번째 서브프레임과 11번째 서브프레임에서의 상향링크 버스트에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
도 20은 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 채널 액세스 타입을 스위칭하는 다른 예을 나타낸 도면이다. 마찬가지로, 특히, 도 20에서는 기지국은 단말에게 상향링크 그랜트를 통해 채널 액세스 타입을 알려주었으나, 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 전송사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우를 가정한다. 또한, 도 20에서는 다중 서브프레임의 스케줄링 시 상향링크 버스트를 위한 채널 액세스 타입을 알려주고 단말이 해당 LBT를 수행하는 경우를 가정한다.
도 20의 (a)에서 기지국은 첫번째 혹은 두번째 혹은 세번째 하향링크 서브프레임으로부터, 즉 앞선 하향링크 버스트 상에서의 상향링크 그랜트를 통하여, 10번째 상향링크 서브프레임 및 11번째 상향링크 서브프레임을 스케줄링하고 관련 채널 액세스 타입으로서 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 지시한다.
그런데 도 20의 (b)에서와 같이 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링 (예를 들어, 8번째 서브프레임과 9번째 서브프레임)이 발생하는 경우, 해당 하향링크 버스트의 MCOT가 상향링크 버스트인 10번째 및 11번째 상향링크 서브프레임을 포함한다면, 하향링크의 MCOT 내에 상향링크 트래픽 전송이 존재하게 된다. 따라서, 10번째 상향링크 서브프레임 및 11번째 상향링크 서브프레임을 위한 채널 액세스 타입을 타입 2 채널 액세스로 스위칭하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
반면에, 도 20의 (c)에서와 같이 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 발생한 하향링크 버스트의 MCOT가 상향링크 버스트, 즉 10번째 상향링크 서브프레임 및 11번째 상향링크 서브프레임을 포함하지 못하는 경우에는, 상향링크 버스트 중 MCOT 내에 들어오는 상향링크 서브프레임에 대해서만 타입 2 채널 액세스를 수행하도록 하고, 그렇지 않는 11번째 서브프레임에 대해서는 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
또한, 도 20의 (d)에서와 같이 다중 서브프레임 스케줄링 받은 상향링크 버스트가 새롭게 형성된 MCOT의 내에 상향링크 버스트 전체의 길이가 다 포함되지 않는 경우에 대해서는, 앞서 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 통하여 지시 받은 채널 액세스 타입을 사용하여 상향링크 버스트의 LBT를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
마지막으로, 도 20의 (e)에서는 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링 (8번째 서브프레임과 9번째 서브프레임)이 발생하는 경우, 해당 하향링크 버스트의 MCOT가 상향링크 버스트의 일부도 포함하고 있지 않은다면, 앞서 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 통하여 지시 받은 채널 액세스 타입을 사용하여 상향링크 버스트의 LBT를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
도 21은 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 채널 액세스 타입을 스위칭하는 또 다른 예을 나타낸 도면이다. 특히, 도 21에서는 기지국은 단말에게 상향링크 그랜트를 통해 채널 액세스 타입을 알려주었으나, 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 전송사이에 하향링크 스케줄링이 발생하는 경우를 가정한다. 또한, 도 21에서는 다중 서브프레임 혹은 단일 서브프레임의 스케줄링 시 상향링크 버스트를 구성하는 상향링크 서브프레임의 각각을 위한 채널 액세스 타입을 알려주고 단말이 해당 LBT를 수행하는 경우를 가정한다.
도 21의 (a)에서 기지국은 첫번째 혹은 두번째 혹은 세번째 하향링크 서브프레임으로부터, 즉 앞선 하향링크 버스트 상에서의 상향링크 그랜트를 통하여 10번째 상향링크 서브프레임 및 11번째 상향링크 서브프레임을 스케줄링하고, 각각의 상향링크 서브프레임에 대해 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 지시한다.
그러나, 도 21의 (b)에서와 같이 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송 사이에 발생한 하향링크 버스트의 MCOT가 상향링크 버스트, 즉 10번째 상향링크 서브프레임 및 11번째 상향링크 서브프레임을 포함하지 못하는 경우에는, 상향링크 버스트 중 MCOT 내에 들어오는 상향링크 서브프레임에 대해서만 타입 2 채널 액세스를 수행하도록 하고, 그렇지 않는 11번째 서브프레임에 대해서는 타입 1 채널 액세스를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
또한, 도 21의 (c)에서와 같이 다중 서브프레임 스케줄링을 받은 상향링크 버스트가 새롭게 형성된 MCOT의 내에 상향링크 버스트 전체의 길이가 다 포함되지 않는 경우에 대해서는, 앞서 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 통하여 지시 받은 채널 액세스 타입을 사용하여 LBT를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 한다.
도 19 내지 도 21로부터 설명된 LBT 타입의 스위칭에 대한 기지국으로부터의 암묵적 또는 명시적 시그널링 방법이 고려될 수 있으며, 암묵적 시그널링으로서 하향링크 버스트상의 첫 번째(first) 하향링크 서브프레임의 수신을 통하여 새롭게 형성한 MCOT 내에 해당 상향링크 버스트의 전송이 있는지를 판단하도록 하여, 상향링크 전송을 위한 채널 액세스 타입을 변경하여 LBT를 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 할 수 있다.
혹은 명시적 시그널링으로서, 상향링크 그랜트 전송과 대응하는 상향링크 트래픽 전송사이에 하향링크 스케줄링이 발생한 경우, 기지국은 단말에게 채널 액세스 타입 변경을 위한 시그널링을 전송하고, 단말은 해당 시그널링의 수신을 통하여 채널 액세스 타입의 변경을 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 할 수 있다. 또는 기지국은 단말에게 각 하향링크 버스트의 MCOT를 단말에게 알려주고, 단말은 상향링크 버스트가 기지국이 설정한 MCOT 내에서 상향링크 버스트가 마치도록 설정된 경우에는 채널 액세스 타입을 변경하여 타입 2 채널 액세스를 통해 LBT를 수행하고 상향링크 트래픽을 전송하도록 할 수 있다.
<상향링크 버스트 지시>
한편, 기지국이 여러 단말에게 상향링크 전송을 스케줄링하는 경우, 상향링크 그랜트를 전송하는 시점에서 스케줄링 하고자 하는 상향링크 서브프레임이 셀에서의 UE들을 위한 최종 (last) 상향링크 서브프레임인지 여부를 알 수 있다. 따라서, 해당 기지국이 UE들에게 스케줄링하고자 하는 서브프레임이 최종 서브프레임인지 여부를 시그널링하는 것이 바람직하다. 시그널링 방법으로는, 상향링크 그랜트를 전송하는 하향링크 전송 시 하향링크를 위한 공통 제어 신호 (DL common control signal)를 통해서 알려주는 방법이 있을 수 있으며, 혹은 상향링크를 위한 공통 제어 신호 (UL common control signal)를 통해서 지시해줄 수도 있다.
상술한 공통 제어 신호의 일예로서, CC-RNTI에 의해 CRC 스크램블링된 DCI를 가지는 PDCCH를 의미할 수 있다. 기지국이 UE들에게 공통 제어 신호를 통하여 상향링크 서브프레임의 마지막 서브프레임에 관한 정보를 알려줄 수 있다. 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)이 공통 제어 신호에 의해 지시된 셀 내에서의 마지막 서브프레임 전에 모두 포함되는 경우, 단말은 기지국으로부터 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)을 위해 지시된 채널 액세스 타입과 관계없이 타입 2 채널 액세스를 수행하여 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)에서의 상향링크 전송을 수행할 수 있다.
반면에, 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)이 공통 제어 신호에 의해 지시된 셀 내에서의 마지막 서브프레임 전에 일부만 포함되거나 모두 포함되지 않는 경우, 단말은 기지국으로부터 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)을 위해 지시된 채널 액세스 타입에 따라 채널 액세스를 수행하여 스케줄링 받은 상향링크 서브프레임(들)에서의 상향링크 전송을 수행할 수 있다.
<하향링크 전송 후 연속적 상향링크 전송을 위한 LBT 수행 방법>
이하에서는, LAA 셀에서 하향링크 전송 후 연속적인 상향링크 전송을 위한 상향링크 채널 액세스 수행 방법에 대해 설명한다.
도 22는 LAA 셀에서 하향링크 전송 후 연속적인 상향링크 전송을 위한 상향링크 채널 액세스를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 22와 같이, 기지국이 단말에게 서브프레임 #n에서 상향링크 그랜트를 전송하여 서브프레임 #(n+4)에서 상향링크 전송을 스케줄링한 경우라도, 서브프레임 #(n+3)에서 기지국으로부터의 하향링크 전송에 단말 자신을 위한 PDSCH가 포함되어 있음을 임의의 단말이 PDCCH/EPDCCH를 통하여 인지하거나 혹은 PDCCH/EPDCCH를 통하여 자신의 하향링크 스케줄링을 인지하고 PDSCH의 디코딩을 성공할 수 있다.
이 경우, 단말의 상향링크 트래픽 전송을 하향링크 수신이 이루어지고 임의의 구간 (예를 들면, 16us, 20us, 혹은 25us, 혹은 다른 값) 이후에 상향링크 LBT 수행 없이 바로 수행하거나, 타입 2 채널 액세스만을 수행한 후 단말의 상향링크 트래픽 전송이 이루어질 수 있다. 이는 상향링크 그랜트의 전송 시 하향링크에서 LBT를 한번 수행하였으므로 추가적으로 상향링크 그랜트에 의해 의도된 상향링크 전송에 대해서는 단말은 상향링크 LBT를 수행하지 않도록 하거나 혹은 백 오프 없이 간단한 LBT동작을 수행하여 상향링크 트래픽을 전송하도록 하는 것이다.
여기서 임의의 구간 이후에 상향링크 트래픽 전송 시 서브프레임 경계(boundary)에 상관없이 특정 기간 이후 전송하는 것이 고려될 수 있으며, 혹은 OFDM 심볼(또는 SC-FDMA 심볼) 경계에 맞추어 전송할 수 있다. 혹은 상향링크 서브프레임 경계에 맞춰 상향링크 트래픽을 전송하는 방법이 있을 수 있다. 다만 임의의 구간을 설정 시 하향링크에서 상향링크로의 스위칭 시간을 고려하는 것이 바람직하다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 단말이 기지국에게 데이터 채널을 전송하는 예를 도시한다.
도 23을 참조하면, 동일 캐리어에서 하향링크 서브프레임에 연속하여 상향링크 전송이 스케줄링된 경우, 단말은 백오프 절차를 기초로 하지 않는 채널 액세스 절차에 따라 상향링크 전송을 시작할 수 있다. 구체적으로 단말은 타입 2 채널 액세스를 수행하여 싱글 센싱 구간(single sensing interval) 동안 채널이 유휴한지 여부를 기초로 상향링크 전송을 시작할 수 있다.
구체적으로, 단말이 싱글 센싱 구간 동안 채널이 유휴 (idle)한지 여부를 감지하고, 해당 채널이 유휴한 경우, 단말은 해당 채널을 통해 UL 전송을 시작할 수 있다. 이때, 싱글 센싱 구간은 단말이 채널에 액세스하기 위해 필요한 유휴 시간 구간 중 최소 시간 구간을 나타낼 수 있다. 이때, 단말은 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 통해 해당 채널이 유휴한지 판단할 수 있다. 또한, 단말은 서브프레임 경계에서 상향링크 전송을 시작할 수 있다. 이때, 단말은 싱글 센싱 구간 동안, 예를 들어, 25us 구간동안 상향링크 전송에 해당하는 채널이 유휴한지 여부를 감지하고, 해당 채널이 유휴한 경우 상향링크 전송을 시작할 수 있다. 이때, 단말의 구체적인 동작은 앞서 설명한 타입 2 채널 액세스를 수행하여 상향링크를 전송하는 방법과 동일할 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구성을 예시한다. 본 발명에서 단말은 휴대성과 이동성이 보장되는 다양한 종류의 무선 통신 장치 또는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), STA(Station), MS(Mobile Subscriber) 등으로 지칭될 수 있다. 본 발명에서 기지국은 서비스 지역에 해당하는 셀(예, 매크로 셀, 펨토 셀, 피코 셀 등)을 제어 및 관장하고, 신호 송출, 채널 지정, 채널 감시, 자기 진단, 중계 등의 기능을 수행할 수 있다. 기지국은 eNB(evolved NodeB), AP(Access Point) 등으로 지칭될 수 있다.
도 24를 참조하면, 단말(100)은 프로세서(110), 통신 모듈(120), 메모리(130), 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150)을 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 본 발명에 따른 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 단말(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 프로세서(100)는 단말(100)의 각 유닛들을 포함한 전체 동작을 제어하고, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 LAA 환경에서 LTE-U 셀에서 DL 신호를 수신하고, 그에 대한 HARQ-ACK 응답을 기지국에게 전송할 수 있다.
통신 모듈(120)은 이동 통신망을 이용한 이동 통신 및 무선랜을 이용한 무선랜 접속을 수행하는 통합 모듈일 수 있다. 이를 위하여 통신 모듈(120)은 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121, 122) 및 무선랜 인터페이스 카드(123)와 같은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)를 내장 또는 외장 형태로 구비할 수 있다. 도 24에서 통신 모듈(120)은 일체형 통합 모듈로 도시되었지만, 각각의 네트워크 인터페이스 카드는 도 24과 달리 회로 구성 또는 용도에 따라 독립적으로 배치될 수 있다.
셀룰러 통신 인터페이스 카드(121)는 이동 통신망을 이용하여 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 1 주파수 밴드에서 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121)는 LTE-Licensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(122)는 이동 통신망을 이용하여 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에서 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(122)는 LTE-Unlicensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, LTE-Unlicensed 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드일 수 있다.
무선랜 인터페이스 카드(123)는 무선랜 접속을 통해 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에서 무선랜 서비스를 제공한다. 무선랜 인터페이스 카드(123)는 무선랜 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선랜 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드와 같은 Unlicensed radio 밴드일 수 있다.
메모리(130)는 단말(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 제어 프로그램에는 단말(100)이 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 통신을 수행하는데 필요한 프로그램이 포함될 수 있다. 유저 인터페이스(140)는 단말(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 다양한 이미지를 출력한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(200)은 프로세서(210), 통신 모듈(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 본 발명에 따른 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 기지국(200) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 기지국(200)의 각 유닛들을 포함한 전체 동작을 제어하고, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 LAA 환경에서 LBT에 기반하여 하향링크 전송을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(210)는 케이스 1, 2-1, 2-2에 따라 하향링크 전송, HARQ-ACK 피드백 세트 확인, CWS 조정 등을 수행할 수 있다.
통신 모듈(220)은 단말(100)의 통신 모듈(120)과 같이 이동 통신망을 이용한 이동 통신 및 무선랜을 이용한 무선랜 접속을 수행하는 통합 모듈일 수 있다. 이를 위하여 통신 모듈(120)은 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221, 222) 및 무선랜 인터페이스 카드(223)와 같은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)를 내장 또는 외장 형태로 구비할 수 있다. 도 18에서 통신 모듈(220)은 일체형 통합 모듈로 도시되었지만, 각각의 네트워크 인터페이스 카드는 도 18과 달리 회로 구성 또는 용도에 따라 독립적으로 배치될 수 있다.
셀룰러 통신 인터페이스 카드(221)는 이동 통신망을 이용하여 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 1 주파수 밴드에서 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221)는 LTE-Licensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(222)는 이동 통신망을 이용하여 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에서 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 셀룰러 통신 인터페이스 카드(222)는 LTE-Unlicensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. LTE-Unlicensed 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드일 수 있다.
무선랜 인터페이스 카드(223)는 무선랜 접속을 통해 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에서 무선랜 서비스를 제공한다. 무선랜 인터페이스 카드(223)는 무선랜 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선랜 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드와 같은 비인가 무선 밴드일 수 있다.
도 24에서 단말과 기지국의 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 또한, 단말(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 단말(100)에 선택적으로 구비될 수 있다. 또한, 기지국(200)의 일부 구성들, 이를테면 무선랜 인터페이스 카드(223) 등은 기지국(200)에 선택적으로 구비될 수 있다. 유저 인터페이스(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 기지국(200)에 필요에 따라 추가 구비될 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 사용되는 다양한 통신 디바이스 (예, 비인가 대역 통신을 이용하는 스테이션, 액세스 포인트, 또는 셀룰러 통신을 이용하는 스테이션, 기지국 등)에 사용 가능하다.

Claims (5)

  1. 무선 통신 시스템에서 제1 단말이 동작하는 방법에 있어서,
    제2 단말로부터 비인가 셀의 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 상기 제2 단말에 대한 제2 전송을 스케줄링하는 그랜트를 수신하고, 상기 그랜트는 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 상기 제2 전송 시 사용할 채널 액세스 타입을 지시하는 단계;
    상기 제2 단말로부터의 상기 비인가 셀을 통한 제1 전송을 기초로 지시되는 소정의 구간에 따라 상기 제2 전송을 위한 채널 액세스 타입을 상기 제1 타입 채널 액세스 및 상기 제2 타입 채널 액세스 중 하나로 결정하고, 상기 제 1 타입 채널 액세스는 데이터 전송 전 가변 크기를 갖는 경쟁 윈도우를 사용하는 랜덤(random) 백오프(backoff)의 채널 센싱에 기반하고, 상기 경쟁 윈도우의 최댓값과 상기 경쟁 윈도우의 최솟값은 상기 제2 전송의 채널 액세스 우선순위에 따라 결정되고, 상기 제 2 타입 채널 액세스는 데이터 전송 전 단일 구간의 채널 센싱에 기반하는 단계; 및
    상기 결정된 채널 액세스 타입을 사용하여 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 제2 전송을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 소정의 구간 내에 상기 제2 전송 전부가 포함되는 경우, 상기 그랜트가 지시하는 상기 제2 전송 시 사용할 채널 액세스 타입에 관계없이 상기 제2 전송은 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행되고,
    상기 소정의 구간 내에 상기 제2 전송이 포함되지 않거나 상기 제2 전송 중 일부만이 포함되는 경우, 상기 제2 전송은 상기 그랜트에서 지시하는 타입의 채널 액세스를 사용하여 수행되는
    제2 전송 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 구간은
    상기 제1 전송에 의하여 설정되는 최대 채널 점유 시간에 기반하여 결정되는
    제2 전송 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브프레임이 상기 제2 전송을 위한 마지막 서브프레임을 결정하기 위한 정보는
    공통 제어 채널을 통하여 수신되는
    제2 전송 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전송이 상기 비인가 셀 상에서 상기 제1 전송의 다음 서브프레임에서 수행되는 경우, 상기 제2 전송은 상기 상기 그랜트가 지시하는 상기 제2 전송 시 사용할 채널 액세스 타입에 관계없이 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행되는
    제2 전송 수행 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서의 제1 단말로서,
    무선 통신 모듈; 및
    제2 단말로부터 비인가 셀의 적어도 하나의 서브프레임 상에서의 상기 제2 단말에 대한 제2 전송을 스케줄링하는 그랜트를 수신하고, 상기 그랜트는 제 1 타입 채널 액세스 또는 제 2 타입 채널 액세스 중 상기 제2 전송 시 사용할 채널 액세스 타입을 지시하고,
    상기 제2 단말로부터의 상기 비인가 셀을 통한 제1 전송을 기초로 지시되는 소정의 구간에 따라 상기 제2 전송을 위한 채널 액세스 타입을 상기 제1 타입 채널 액세스 및 상기 제2 타입 채널 액세스 중 하나로 걸졍하고, 상기 제 1 타입 채널 액세스는 데이터 전송 전 가변 크기를 갖는 경쟁 윈도우를 사용하는 랜덤(random) 백오프(backoff)의 채널 센싱에 기반하고, 상기 경쟁 윈도우의 최댓값과 상기 경쟁 윈도우의 최솟값은 상기 제2 전송의 채널 액세스 우선순위에 따라 결정되고, 상기 제 2 타입 채널 액세스는 데이터 전송 전 단일 구간의 채널 센싱에 기반하고,
    상기 결정된 채널 액세스 타입을 사용하여 상기 적어도 하나의 서브프레임 상에서 상기 제2 전송을 수행하고,
    상기 소정의 구간 내에 상기 제2 전송의 전부가 포함되는 경우, 상기 제2 전송은 상기 그랜트가 지시하는 상기 제2 전송 시 사용할 채널 액세스 타입에 관계없이 상기 제 2 타입 채널 액세스를 사용하여 수행하는 프로세서를 포함하는
    제1 단말.
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