KR20100014091A

KR20100014091A - 다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20100014091A
Application number: KR1020090008016A
Authority: KR
Inventors: 김소연; 정재훈; 고현수; 한승희; 이문일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-02-10
Also published as: KR20100014118A; WO2010013970A2; WO2010013970A3; US20110064042A1; KR101573936B1

Abstract

다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법은 다수의 하향링크 반송파들 중 하나의 하향링크 반송파를 통해 상향링크 자원 할당을 수신하는 단계, 반송파 맵핑룰에 따라 상기 하나의 하향링크 반송파를 상향링크 반송파로 맵핑하는 단계, 및 상기 상향링크 반송파를 통해 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. 다중 반송파 시스템에서 동적 스케줄링에 따른 모호성을 줄일 수 있다.

Description

다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법{METHOD OF TRANSMITTING DATA IN MULTIPLE CARRIER SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 반송파를 지원하는 무선통신 시스템에 관한 것이다.

무선통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)에서도 단일 반송파를 기반으로 하여, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적이다. 하지만, 전세계적으로 일부 지역을 제외하고는 큰 대역폭의 주파수 할당이 용이하지 않다. 따라서, 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 스펙트럼 집성(Spectrum Aggregation) 기술이 개발되고 있다. 스펙트럼 집성에는 예를 들어, 비록 3GPP LTE는 최대 20MHz의 대역폭을 지원하지만, 다중 반송파를 사용하여 100MHz의 시스템 대역폭을 지원하도록 하는 기술 및 상향링크와 하향링크간에 비대칭적 대역폭을 할당하는 기술을 포함한다.

3GPP LTE에서는 하향링크 데이터와 상향링크 데이터의 전송 및 수신을 위해 동적 스케줄링(dynamic scheduling)을 기반으로 한다. 하향링크 데이터를 전송하기 위해 기지국은 먼저 하향링크 자원 할당(이를 하향링크 그랜트(grant)라고 함)을 단말에게 알려준다. 단말은 상기 하향링크 자원 할당에 의해 지시되는 하향링크 자원을 통해 상기 하향링크 데이터를 수신한다. 상향링크 데이터를 전송하기 위해 단말은 먼저 기지국에게 상향링크 자원 할당 요청(이를 스케줄링 요청이라 함)을 전송한다. 상기 상향링크 자원 할당 요청을 수신한 기지국은 상향링크 자원 할당(이를 상향링크 그랜트라고 함)을 단말에게 알려준다. 단말은 상기 상향링크 자원 할당에 의해 지시되는 상향링크 자원을 통해 상기 상향링크 데이터를 전송한다.

다중 반송파 시스템, 즉 다수의 상향링크 반송파와 다수의 하향링크 반송파 가 사용되는 시스템에서 동적 스케줄링을 어떤 방식으로 수행할지 여부에 대해서는 개시되고 있지 않다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 다중 반송파 시스템에서 동적 스케줄링을 지원하는 방법을 제공하는 데 있다.

일 양태에 있어서, 다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법은 다수의 하향링크 반송파들 중 하나의 하향링크 반송파를 통해 상향링크 자원 할당을 수신하는 단계, 반송파 맵핑룰에 따라 상기 하나의 하향링크 반송파를 상향링크 반송파로 맵핑하는 단계, 및 상기 상향링크 반송파를 통해 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

다중 반송파 시스템에서 동적 스케줄링에 따른 모호성을 줄이고, 시스템의 성능을 향상시킬 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 사용 될 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 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기 지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.

도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

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

하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 RB(resource block)을 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 SC-FDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. RB는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다.

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

도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.

도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDMA 심벌을 포함하고, 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

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

도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 서브 프레임은 2개의 슬롯을 포함한다. 서브 프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 UE 그룹들에 대한 상향링크 전송 파워 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.

이제 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.

PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 UE 그룹들에 대한 상향링크 TPC(transmit power control) 명령을 가리킨다.

다음 표는 상향링크 자원 할당 정보(또는 상향링크 그랜트)인 DCI 포맷 0에 포함되는 정보 요소들을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.212 V8.3.0 (2008-05) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 8)"의 5.3.3.1절을 참조할 수 있다.

도 5는 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단계 S110에서, 기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 다음 표는 PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

C-RNTI가 사용되면 PDCCH는 해당하는 특정 단말을 위한 제어정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 셀내 모든 또는 복수의 단말이 수신하는 공용 제어정보를 나른다.

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

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

하향링크 데이터를 수신하기 위해, 단말은 먼저 PDCCH 상으로 하향링크 자원 할당을 수신한다. PDCCH의 검출에 성공하면, 단말은 PDCCH 상의 DCI를 읽는다. DCI 내의 하향링크 자원 할당을 이용하여 PDSCH 상의 하향링크 데이터를 수신한다. 또한, 상향링크 데이터를 전송하기 위해, 단말은 먼저 먼저 PDCCH 상으로 상향링크 자원 할당을 수신한다. PDCCH의 검출에 성공하면, 단말은 PDCCH 상의 DCI를 읽는다. DCI 내의 상향링크 자원 할당을 이용하여 PUSCH 상으로 상향링크 데이터를 전송한다.

도 6은 상향링크 데이터의 전송을 나타낸 예시도이다. 단말은 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 모니터링하여, 상향링크 자원 할당인 DCI format 0 (601)를 PDCCH 상으로 수신한다. 상기 상향링크 자원 할당를 기반으로 하여 구성되는 PUSCH 상으로 상향링크 데이터(602)를 전송한다.

이제 다중 반송파 시스템에 대해 기술한다.

3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 반송파(carrier)를 전제한다. 이는 3GPP LTE는 각각 하향링크와 상향링크에 대하여 각각 하나의 반송파가 정의되어 있는 상황에서, 하향링크의 대역폭과 상향링크의 대역폭이 다른 경우에 대해서만 지원되는 것을 의미한다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파 만을 지원한다.

스펙트럼 집성(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성이라고도 함)은 복수의 반송파를 지원하는 것이다. 스펙트럼 집성은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.

스펙트럼 집성은 집성이 주파수 영역에서 연속적인 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 스펙트럼 집성과 집성이 불연속적인 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 스펙트럼 집성으로 나눌 수 있다. 하향링크과 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 반송파 수와 상향링크 반송파 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.

다중 반송파들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 반송파들이 사용된다고 할 때, 5MHz carrier (carrier #0) + 20MHz carrier (carrier #1) + 20MHz carrier (carrier #2) + 20MHz carrier (carrier #3) + 5MHz carrier (carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 스펙트럼 집성을 기반으로 하여 다중 반송파를 지원하는 시스템을 말한다. 다중 반송파 시스템에서 인접 스펙트럼 집성 및/또는 비인접 스펙트럼 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.

이제, 다중 반송파를 효율적으로 사용하기 위해 다중 반송파를 관리하는 기술에 대해 개시한다. 다중 반송파는 적어도 하나 이상의 MAC(Medium Access Control)이 적어도 하나 이상의 반송파를 관리/운영하여 송신 및 수신한다. 하나의 MAC에서 관리되는 반송파들은 서로 인접할(contiguous) 필요가 없기 때문에 자원 관리 관리 측면에서 보다 유연한(flexible) 장점이 있다.

도 7은 하나의 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 일 예를 나타내고, 도 8은 하나의 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 일 예를 나타낸다. 하나의 물리계층(Physical layer, PHY)이 하나의 반송파에 대응하고, 다수의 물리계층(PHY 0,..., PHY n-1)은 하나의 MAC에 의해 운용된다. MAC과 다수의 물리계층(PHY 0,..., PHY n-1)간의 맵핑은 동적 또는 정적으로 이루어질 수 있다.

도 9는 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 일 예를 나타내고, 도 10은 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 일 예를 나타낸다. 이는 도 7과 도 8의 실시예와 달리, 다수의 MAC(MAC 0, ..., MAC n-1)이 다수의 물리계층(PHY 0,..., PHY n-1)에 1:1 로 맵핑된다.

도 11은 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 다른 예를 나타내고, 도 12는 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 다른 예를 나타낸다. 이는 도 9과 도 10의 실시예와 달리, MAC의 총수 k와 물리계층의 총수 n이 서로 다르다. 일부 MAC(MAC 0, MAC 1)은 물리계층(PHY 0, PHY 1)에 1:1 로 맵핑되고, 일부 MAC(MAC k-1)은 복수의 물리계층(PHY n-2, PHY n-2)에 맵핑된다.

도 13은 다중 반송파 시스템에서 FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex)에서의 상향링크/하향링크의 대역폭이 비대칭적으로 구성된 구조의 일 예를 나타낸다. FDD는 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 밴드에서 이루어지는 것을 말하고, TDD는 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 TTI(또는 타임슬롯)에서 이루어지는 것을 말한다. FDD에서 상향링크 대역폭보다 하향링크 대역폭이 더 큰 것을 보이고 있다. 각 대역폭은 다수의 반송파가 사용될 수 있다. TDD에서 상향링크 대역폭에서는 4개의 반송파를 사용하고, 하향링크 대역폭에서는 하나의 반송파를 사용하고 있는 것을 보이고 있다.

도 14는 다중 반송파 시스템에서 상향링크/하향링크의 구조의 다른 예를 나타낸다. 도면의 (a)는 상향링크 반송파의 수와 하향링크 반송파의 수는 갖지만, 대역폭 크기가 다른 경우이고, (b)는 상향링크 반송파와 하향링크 반송파의 수는 다르만 대역폭 크기가 같은 경우이다.

상향링크와 하향링크 각각에 대하여 다중 반송파가 사용되는 경우, 기존 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 제어채널간의 자원 맵핑이 필요하다. 3GPP LTE 시스템은 다중 반송파를 고려하지 않고 있으므로, PDCCH를 이용한 자원 할당시 모호성(ambiguity)이 발생할 수 있다.

도 15는 다중 반송파 시스템에서 PDCCH를 이용한 동적 스케줄링을 사용할 때 모호성의 일 예를 나타낸다. 하향링크에서 20MHz 대역폭을 갖는 5개의 반송파를 사용하고, 상향링크에서 20MHz 대역폭을 갖는 2개의 반송파는 사용하는 경우이다. 3개의 하향링크 반송파(carrier 0, 2, 4)를 통해 각 PDCCH 상으로 각각 서로 다른 단말에 대한 DCI 포맷 0가 전송된다. 이때, 상기 DCI 포맷 0에 의한 상향링크 자원 할당에 의해 구성되는 PUSCH가 어느 상향링크 반송파를 통해 전송되는지에 관한 모호성이 발생한다. 예를 들어, 단말 1(UE1)은 하향링크 반송파 0를 통해 DCI 포맷 0인 상향링크 자원 할당 정보를 수신한다. 하지만, 표 2와 같이 구성된 DCI 포맷 0에 의하면 상향링크 반송파 0 또는 1 중 어느 상향링크 반송파를 사용하는지에 관한 단말 1은 알 수 없다. 단말 2(UE2)와 단말 3(UE3)도 마찬가지이다.

도 16은 다중 반송파 시스템에서 PDCCH를 이용한 동적 스케줄링을 사용할 때 모호성의 다른 예를 나타낸다. 하향링크에서 20MHz 대역폭을 갖는 5개의 반송파를 사용하고, 상향링크에서 20MHz 대역폭을 갖는 2개의 반송파는 사용하는 경우이다. 2개의 하향링크 반송파(carrier 0, 2)를 통해 단말 1(UE1)이 각각 DCI 포맷 0를 수신한다. 하지만, 단말 1은 각 하향링크 반송파를 통해 수신한 상향링크 자원 할당이 어느 상향링크 반송파에 맵핑되는지 알 수 없다.

이제 상향링크 전송과 하향링크 전송이 다중 반송파에 의해 이루어지는 다중 반송파 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송에 대해 기술한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다. 단계 S710에서, 기지국은 복수의 하향링크 반송파 중 적어도 하나의 하향링크 반송파를 통해 상향링크 자원 할당을 PDCCH 상으로 전송한다. 단계 S720에서, 반송파 맵핑룰에 따라 단말은 상기 PDCCH가 전송되는 하향링크 반송파를 상향링크 반송파로 맵핑한다. 반송파 맵핑룰에 대해서는 후술한다. 단계 S730에서, 단말은 맵핑된 상향링크 반송파를 통해 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 구성되는 PUSCH 상으로 상향링크 데이터를 전송한다. 다중 반송파 시스템에서 동적 스케줄링을 수행하기 위해 하향링크 반송파들과 상향링크 반송파들간의 맵핑룰을 정의하고, 정의된 맵핑룰에 따라 상향링크 자원 할당이 전송되는 하향링크 반송파에 대응하는 상향링크 반송파를 이용하여 상향링크 데이터를 전송함으로써, 모호성을 없앨 수 있다.

하향링크 반송파들과 상향링크 반송파들간의 맵핑은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 반송파 맵핑을 위한 맵핑룰에 관한 정보가 상향링크 자원 할당의 일부로써 PDCCH 상으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 상향링크 자원 할당에 사용되는 DCI 포맷 0에 포함되는 정보 요소에 다음과 같은 정보 요소 중 적어도 하나를 추가하거나, 기존 정보 요소와 대체할 수 있다.

대칭 지시자(symmetric indicator)는 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성을 가리킨다. 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성에 따라 미리 정해진 맵핑룰 또는 지정된 맵핑룰을 통해 반송파 맵핑을 수행할 수 있다.

반송파 지시자(carrier indicator)는 상향링크 자원 할당에 의해 구성되는 PUSCH가 사용될 상향링크 반송파를 가리킨다. 반송파 지시자는 상향링크 반송파의 인덱스, 비트맵 또는 반송파 ID 등 다양한 형태로 사용될 수 있으며, 그 형태에 제한이 있는 것은 아니다. 반송파 지시자는 대칭 지시자의 값에 따라 상향링크 자원 할당에 포함되지 않을 수 있고, 또는 서로 다른 값으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 대칭 지시자가 비대칭적 집성을 가리킬때 만 반송파 지시자가 상향링크 자원 할당에 포함될 수 있다. 또는, 대칭 지시자가 대칭적 집성을 가리키면 반송파 지시자는 특정 값(예를 들어, NULL)을 가리킬 수 있다.

대칭 지시자 및/또는 반송파 지시자는 상향링크 자원 할당의 일부가 아닌 RRC(Radio Resource Control) 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보의 일부로써 기지국이 단말에게 알려줄 수도 있다.

다른 실시예에 있어서, 미리 지정된 맵핑룰을 통해 하향링크 반송파에서 상향링크 반송파로의 맵핑을 수행할 수 있다. 이하에서는 다중 반송파 간의 맵핑룰에 대해 기술한다.

먼저, 우선 임의의 셀 또는 기지국 내에서 하향링크 전송를 위해 할당된 하향링크 반송파의 수를 N^DL _carrier라 정의하고, 상향링크 전송을 위해 할당된 상향링크 반송파의 수를 N^UL _carrier 라 정의한다. 하향링크 반송파 수와 상향링크 반송파 수로부터 결정할 수 있는 최소 반송파의 수는 N^min _carrier = min(N^DL _carrier, N^UL _carrier)이 된다.

하향링크 반송파의 수와 상향링크 반송파의 수가 동일하다면 일-대-일 맵핑이 가능하다. 하향링크 반송파 인덱스 i (i=0,..., N^DL _carrier-1)에 대응하여 맵핑되는 상향링크 반송파 인덱스 j (j=0,...,N^UL _carrier-1)라 하면, 단말은 하향링크 반송파 인덱스 i를 갖는 하향링크 반송파를 통해 PDCCH 상의 상향링크 자원 할당을 수신하면, 상향링크 반송파 인덱스 j를 갖는 상향링크 반송파를 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

또는 하향링크 반송파의 수와 상향링크 반송파의 수가 동일한 경우 다음 표와 같이 반송파 인덱스를 역순으로 맵핑할 수도 있다.

하향링크 반송파의 수와 상향링크 반송파의 수가 다르다면 일-대-다(one-to-multiple) 맵핑이 필요하다.

도 18은 일-대-다 맵핑의 일 예를 나타낸다. 하향링크와 상향링크에서 가장 낮은 주파수 대역에 속하는 반송파부터 오름 차순으로 반송파 인덱스를 지정한다. 최소 반송파 수 N^min _carrier를 이용하여 더 적은 수의 반송파들이 할당된 링크(이를 적은 반송파 링크(small carrier link)라 함)에 속하는 반송파들은 다른 링크(이를 큰 반송파 링크라 함)에 속하는 반송파들에 일-대-다 맵핑된다. 이하에서, 적은 반송파 링크는 큰 반송파 링크보다 더 적은 수의 반송파가 할당된 링크를 말하며, 예를 들어, 하향링크 반송파의 수가 7이고, 상향링크 반송파의 수가 3이라면, 큰 반송파 링크는 하향링크가 되고, 적은 반송파 링크는 상향링크가 된다.

이 때, 하향링크와 상향링크 중 더 많은 수의 링크에 속하는 반송파들을 인덱스 순서대로 다른 링크의 반송파들에 맵핑한다. 즉, 큰 반송파 링크에 속하는 반송파의 인덱스들을 모듈로 연산을 통해 적은 반송파 링크에 속하는 반송파의 인덱스들에 맵핑하는 것을 말한다.

하향링크 반송파의 수 N^DL _carrier가 상향링크 반송파의 수 N^UL _carrier보다 클 때, 최소 반송파 수 N^min _carrier는 N^UL _carrier이 되고, 하향링크 반송파 인덱스 j (j=0, ..., N^DL _carrier-1)에 대하여 대응하여 맵핑되는 상향링크 반송파 인덱스 i (i=0, ..., N^UL _carrier-1)은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, %는 모듈로 연산을 나타낸다.

반대로, 하향링크 반송파의 수 N^DL _carrier가 상향링크 반송파의 수 N^UL _carrier보다 작을 때, 최소 반송파 수 N^min _carrier는 N^DL _carrier이 되고, 하향링크 반송파 인덱스 j (j=0, ..., N^DL _carrier-1)에 대하여 대응하여 맵핑되는 상향링크 반송파 인덱스 i (i=0, ..., N^UL _carrier-1)은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

도 18의 예에 의하면, 하향링크 반송파의 수가 상향링크 반송파의 수(N^UL _carrier=3)보다 많다. 이 경우, 먼저 하향링크 반송파 #0, #1, #2를 순차적으로 상향링크 반송파 #0, #1, #2에 맵핑한다. 그리고, 다음 하향링크 반송파 #3, #4, #5를 순차적으로 상향링크 반송파 #0, #1, #2에 다시 맵핑한다.

하향링크 반송파의 수가 7이고, 상향링크 반송파의 수가 3일 때, 모듈로 연산을 통한 일-대-다 맵핑은 다음 표와 같다.

상기의 실시예는 가장 낮은 주파수 대역에 속하는 반송파부터 오름 차순으로 반송파 인덱스를 지정하고 있으나, 반송파 인덱스를 지정하는 방법에 제한이 있는 것은 아니다. 가장 높은 주파수 대역에 속하는 반송파부터 내림 차순으로 반송파 인덱스를 지정할 수 있고, 기준 반송파를 정의하고 기준 반송파를 기준으로 다른 반송파들에 대한 반송파 인덱스를 지정할 수 있다.

도 19는 일-대-다 맵핑의 다른 예를 나타낸다. 하향링크와 상향링크에서 가장 낮은 주파수 대역에 속하는 반송파부터 오름 차순으로 반송파 인덱스를 지정한다. 시스템의 중심 주파수가 속하는 대역에 해당하는 반송파를 중심 반송파라고 할 때, 중심 반송파를 기준 반송파로 하여 기준 반송파에 가까운 반송파 순으로 반송파를 맵핑한다. 이는 각 링크의 반송파의 수가 홀수일때 적당한 방법이다. 이때, 중심 반송파를 기준으로 낮은 주파수 대역에 속하는 반송파들의 수와 높은 주파수 대역에 속하는 반송파들의 수가 동일하다.

도 19의 예에 의하면, 하향링크 반송파의 수는 5이고, 상향링크 반송파의 수는 3이다. 하향링크에서 중심 반송파(즉, 기준 반송파)는 하향링크 반송파 #2가 되고, 상향링크에서의 중심 반송파는 상향링크 반송파 #1이 된다. 먼저 하향링크 반송파 #2를 상향링크 반송파 #1에 맵핑한다. 그리고, 하향링크 반송파 #1을 상향링크 반송파 #0에 맵핑하고, 하향링크 반송파 #3을 상향링크 반송파 #2에 맵핑한다. 하향링크 반송파 #0과 #4는 다시 중심 반송파인 상향링크 반송파 #1에 맵핑한다.

하향링크와 상향링크의 반송파들 중 할당된 반송파들의 수가 더 적은 링크에 속하는 반송파들의 수만큼은 중심 반송파를 기준으로 일-대-일 맵핑을 적용한다. 즉, 적은 반송파 링크에 속하는 반송파들 수만큼 일-대-일 맵핑한다. 그리고, 큰 반송파 링크에서 남은 반송파들에 대해서는 적은 반송파 링크의 중심 반송파로 맵핑할 수 있다. 또는, 큰 반송파 링크에서 남은 반송파들에 대해서는 반송파 인덱스가 증가되는 순으로 적은 반송파 링크의 반송파 인덱스들 중의 가장 낮은 반송파 인덱스를 갖는 반송파부터 순차적으로 맵핑할 수 있다. 이에 반대로, 반송파 인덱스가 증가되는 순으로 적은 반송파 링크의 반송파 인덱스들 중의 가장 높은 반송파 인덱스를 갖는 반송파부터 순차적으로 맵핑할 수 있다.

또 다른 맵핑룰에 있어서, 반송파 맵핑을 위해 반송파 수의 비율 R을 정의하고, 이 비율을 반송파 맵핑에 이용할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 대비 상향링크 비율 R_DL/UL=N^DL _carrier/N^UL _carrier을 정의할 수 있다. 또는 상향링크 대비 하향링크 비율 R_UL/DL=N^UL _carrier/N^DL _carrier을 정의할 수 있다. 상기 비율에 따라 하향링크 반송파들은 상향링크 반송파들에 각각 맵핑될 수 있다. 예를 들어, i번째 하향링크 반송파를 통해 수신한 PDCCH에 대한 상향링크 데이터의 전송이 j번째 상향링크 반송파를 통해 전송된다고 하면, j=ceil(R_UL _/ _DL*i) 또는 j=floor(R_UL _/ _DL*i)와 같이 구할 수 있다. ceil(x)는 x보다 큰 가장 작은 정수를 말하고, floor(x)는 x보다 작은 가장 큰 정수를 말한다. 또는, 상향링크 자원에 사용되는 자원 인덱스나 PDCCH에 사용되는 자원의 인덱스를 R_DL _/ _UL 또는 R_UL _/ _DL에 따라 그룹별로 나누어 맵핑할 수도 있다.

반송파 수의 비율에 따라 반송파를 맵핑시키기 위해서, 하향링크 대비 상향링크 비율 R'_DL _/ _UL=ceil(N^DL _carrier/N^UL _carrier), R"_DL _/ _UL=floor(N^DL _carrier/N^UL _carrier)을 정의할 수 있다. 또는 상향링크 대비 하향링크 비율 R'_UL/DL=ceil(N^UL _carrier/N^DL _carrier), R"_UL/DL=floor(N^UL _carrier/N^DL _carrier)을 정의할 수 있다. 상기 비율에 따라 하향링크 반송파들은 상향링크 반송파들에 각각 맵핑될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 반송파의 수가 5이고 상향링크 반송파의 수가 2인 경우에, i번째 하향링크 반송파를 통해 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보의 전송이 j번째 상향링크 반송파를 통해 전송된다고 하면, R'_DL/UL=ceil(N^DL _carrier/N^UL _carrier) = 3이 된다. 하향링크 반송파 i = 0, 1, 2까지 (i = 0, 1,…, R'_DL/UL-1)는 상향링크 반송파 j=0에 맵핑되고, 나머지 하향링크 반송파 i = 3, 4 (i = R'_DL/UL, R'_DL/UL+1,…, N^DL _carrier)는 상향링크 반송파 j=1에 맵핑되는 것이다. 예를 하나 더 들어보면, 하향링크 반송파의 수가 7이고 상향링크 반송파의 수가 3인 경우에, i번째 하향링크 반송파를 통해 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보의 전송이 j번째 상향링크 반송파를 통해 전송된다고 하면, R"_DL/UL=floor(N^DL _carrier/N^UL _carrier) = 2가 된다. 하향링크 반송파 i = 0, 1까지 (i = 0, 1,…, R"_DL/UL-1)는 상향링크 반송파 j=0에 맵핑되고, 하향링크 반송파 i = 2, 3까지 (i = R"_DL/UL, R"_DL/UL+1,…, 2R"_DL/UL-1)는 상향링크 반송파 j=1에 맵핑되고, 나머지 하향링크 반송파 i = 4, 5, 6 (i = 2R"_DL/UL, 2R"_DL/UL+1,…, N^DL _carrier)는 상향링크 반송파 j=2에 맵핑되는 것이다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑룰을 나타낸 예시도이다. 이는 상향링크 자원 할당에 사용되는 DCI 포맷 0를 나르는 PDCCH를 특정 하향링크 반송파(여기서는, 하향링크 반송파 0)로 고정하고, PDCCH의 자원 할당이나 순서에 따라 상향링크 반송파에 맵핑하는 것을 보여준다. 또는, PDCCH가 전송되는 하향링크 반송파와 상향링크 반송파를 1:1로 맵핑할 수 있다. PDCCH가 전송되는 하향링크 반송파는 고정될 수도 있고, RRC 메시지나 시스템 정보의 일부로써 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다. 이 무선 통신을 위한 장치(50)는 단말의 일부일 수 있다. 무선 통신을 위한 장치(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(Radio Frequency unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. 프로세서(51)는 반송파 맵핑 정보에 따라 PDCCH가 전송되는 하향링크 반송파를 상향링크 데이터의 전송을 위한 상향링크 반송파에 각각 맵핑한다. 전술한 데이터 전송 방법이나 반송파 맵핑 방법은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

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

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.

도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 나타낸 예시도이다.

도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 5는 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.

도 6은 상향링크 데이터의 전송을 나타낸 예시도이다.

도 7은 하나의 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 일 예를 나타낸다.

도 8은 하나의 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 일 예를 나타낸다.

도 9는 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 일 예를 나타낸다.

도 10은 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 일 예를 나타낸다.

도 11은 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 전송기의 다른 예를 나타낸다.

도 12는 다중 MAC이 다중 반송파를 운영하는 수신기의 다른 예를 나타낸다.

도 13은 다중 반송파 시스템에서 FDD와 TDD에서의 상향링크/하향링크의 대역폭이 비대칭적으로 구성된 구조의 일 예를 나타낸다.

도 14는 다중 반송파 시스템에서 상향링크/하향링크의 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 15는 다중 반송파 시스템에서 PDCCH를 이용한 동적 스케줄링을 사용할 때 모호성의 일 예를 나타낸다.

도 16은 다중 반송파 시스템에서 PDCCH를 이용한 동적 스케줄링을 사용할 때 모호성의 다른 예를 나타낸다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 18은 일-대-다 맵핑의 일 예를 나타낸다.

도 19는 일-대-다 맵핑의 다른 예를 나타낸다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑룰을 나타낸 예시도이다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 위한 장치를 나타낸 블록도이다.

Claims

다중 반송파 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서,

다수의 하향링크 반송파들 중 하나의 하향링크 반송파를 통해 상향링크 자원 할당을 수신하는 단계;

반송파 맵핑룰에 따라 상기 하나의 하향링크 반송파를 상향링크 반송파로 맵핑하는 단계; 및

상기 상향링크 반송파를 통해 상기 상향링크 자원 할당을 이용하여 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 반송파 맵핑룰은 상기 상향링크 자원 할당의 일부로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 반송파 맵핑룰은 미리 지정된 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상향링크 자원 할당은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 상으로 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상향링크 데이터는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 상으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 반송파 맵핑룰은 중심 주파수 대역을 갖는 중심 반송파를 기준으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 반송파 맵핑룰은 하향링크 반송파들의 수 대 상향링크 반송파들의 수의 비율을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

하향링크 반송파들의 수와 상향링크 반송파들의 수는 동일하고, 상기 반송파 맵핑룰은 하향링크 반송파들에서 상향링크 반송파들로 일-대-일 맵핑하는 것을 특징으로 하는 방법.