KR20100052646A - 반송파 결합을 지원하는 셀룰러 무선통신시스템을 위한 하향링크 전송전력 분산 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 동기채널 및 시스템 정보 전송 채널과 같은 하향링크 공통제어채널을 전송하는 방법에 관한 것이다. 특히 다중 반송파 OFDM 및 다중 반송파 CDMA 시스템과 같이 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역을 구성하는무선통신 시스템에서 각 부대역 간에 하향링크 공통제어채널 및 시스템 정보 전송 채널의 전송시점을 다르게 함으로써, 기지국 전송전력을 시간영역에서 분산시키고, 따라서 파워앰프의 효율적인 사용을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공한다.
LTE-Advandced, carrier aggregation, SCH, BCH

Description

반송파 결합을 지원하는 셀룰러 무선통신시스템을 위한 하향링크 전송전력 분산 방법 및 장치 {Method and apparatus for downlink transmit power distribution in cellular communication systems supporting carrier aggregation}
본 발명은 셀룰러(cellular) 무선통신 시스템의 채널전송장치 및 방법에 대한 것으로서, 특히 하향링크 공통 제어 채널의 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 방송 및 이동통신 시스템의 기술로 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 기술이 널리 적용되고 있다. OFDM 기술은 무선통신 채널에서 존재하는 다중경로 신호 성분들 간의 간섭을 제거하고 다중 접속 사용자들간의 직교성을 보장해 주는 장점이 있으며 주파수 자원의 효율적 사용을 가능하게 한다. 그로 인하여 직접수열 코드분할 다중접속(DS-CDMA: Direct Sequence CDMA) 기술에 비하여 고속데이터 전송 및 광대역 시스템에 유용한 기술이 다.
도 1에은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 차세대 이동통신 기술 표준인 EUTRA(Enhanced Universal Terrestrial Radio Access) 혹은 LTE (Long Term Evolution))의 OFDM 기반 하향링크 프레임 구조를 도시하였다.
상기 도 1을 참조하면, 20MHz의 시스템 대역폭(101) 내에는 총 100 개의 자원블록(102, Resource Block 이하, "RB"라 함)들이 존재한다. 하나의 RB(102)는 12개의 부반송파(103)로 이루어져 있으며, 14 개의 OFDM 심벌 구간(104)을 가질 수 있다. 매 OFDM 심벌 구간(104) 내에서 각 부반송파(103) 마다 하향링크 채널의 변조 심벌이 실려서 전송된다. 상기와 같이 한 OFDM 심벌 구간 내의 하나의 부반송파 구간을 자원엘리먼트(106, Resource Element 이하, "RE"라 함)라고 하며, 도 1에서는 하나의 RB 내에 총 14(OFDM 심벌)x12(부반송파) =168 개의 RE가 존재함을 예시하고 있다. 하나의 OFDM 심벌 구간(104) 내에서 하나의 하향링크 데이터 채널은 전송 데이터율에 따라서 한 개 혹은 한 개 이상의 RB가 할당되어 전송될 수 있다.
셀룰러 무선통신 시스템에서 고속의 무선 데이터 서비스를 제공하기 위하여 중요한 것 중 하나는 확장성 대역폭 (scalable bandwidth)의 지원이다. 그 일례로 LTE (Long Term Evolution) 시스템은 도 2와 같이 20/15/10/5/3/1.4 MHz 등의 다양한 대역폭을 가지는 것이 가능하다. 서비스 사업자들은 상기 대역폭 중에서 선택하여 서비스를 제공할 수 있으며, 단말기 또한 최대 20MHz 대역폭을 지원할 수 있는 것에서부터 최소 1.4MHz 대역폭만을 지원하는 것 등 여러 종류가 존재할 수 있다. 그리고 IMT-Advanced 요구 수준의 서비스를 제공하는 것을 목표로 하는 LTE-Advanced(이하 LTE-A로 간단히 칭함) 시스템에서는 LTE 캐리어들의 결합(carrier aggregation)을 통하여 최대 100 MHz 대역폭에 이르는 광대역의 서비스를 제공할 수 있다.
상기 확장성 대역폭 기반 시스템 하에서는 처음에 시스템에 접속하는 단말은 시스템 대역폭에 대한 정보가 없는 상태에서 셀 탐색(cell search)에 성공할 수 있어야 한다. 단말기는 상기 셀탐색을 통하여 데이터 및 제어 정보의 복조를 위한 송신기와 수신기 간 동기(synchronization) 및 셀 ID를 획득할 수 있다. 상기 시스템 대역폭은 동기채널(SCH, Synchronization Channel)로부터 상기 셀 탐색 과정에서 얻거나 셀 탐색 후에 시스템 정보 전송 공통제어물리채널(Broadcasting Channel, 이하 BCH로 칭함)의 복조를 통하여 얻을 수 있다. 상기 BCH는 단말기가 접속하는 셀의 시스템 정보를 전송하는 채널로서 단말이 셀 탐색을 끝내면 가장 먼저 복조하게 되는 채널이다. 단말기는 상기 공통제어채널을 수신함으로써 각 셀 별로 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number)과 일부 물리채널의 설정 등의 정보를 얻을 수 있다.
도 2는 LTE 시스템 하항링크에서 시스템 대역폭에 따른 동기채널 SCH과 시스템정보전송 공통제어채널 BCH의 주파수 영역 매핑의 예를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말기는 상기 SCH를 통하여 셀 탐색을 수행하며 각 셀 별로 성공적인 셀 탐색 후 상기 BCH의 수신을 통하여 상기 셀에 대한 상기 시스템 정보들을 얻게 된다. 가로축(200)은 주파수를 나타내며, SCH(204)와 BCH(206)는 시스 템 대역폭에 상관없이 1.08 MHz의 대역폭으로 시스템 대역의 중간에서 전송된다. 따라서 상기 경우에는 단말기는 시스템 대역폭에 상관없이 RF 반송파(202)를 찾아서 상기 RF 반송파(202)를 중심으로 1.08 MHz의 대역에 대하여 상기 SCH(204)에 대한 셀 탐색을 수행함으로써 시스템에 대한 초기 동기를 획득한다. 그리고 상기 셀 탐색 후 동일한 1.08 MHz 대역폭에 전송되는 상기 BCH(206)를 복조하여 시스템 정보를 얻게 된다. 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH)과 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH) 등의 물리채널은 상기 SCH 와 BCH 가 전송되는 RE 이외의 RE에 매핑되어 전송된다.
도 3은 LTE 시스템에서 상기 SCH와 BCH가 10ms 무선프레임(306)(radio frame)내에서 전송되는 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 무선프레임은 subframe#0부터 subframe#9까지 총 10개의 subframe으로 구성된다. SCH는 PSS(300)(Primary Synchronization Signal)와 SSS(301)(Secondary Synchronization Signal)로 나뉘어서 매 subframe#0과 subframe#5에서 전송된다. PSS와 SSS는 각각 OFDM 심벌 길이(308)를 가지며 전체 시스템 대역폭(303) 내에서 도 2와 같이 중앙 1.08 MHz 대역에 전송된다. BCH(302)은 subframe#0에서 네 개의 OFDM 심벌 동안 전송된다.
LTE-A 시스템은 고속의 데이터 전송을 위하여 LTE 시스템보다 광대역을 필요로 한다. 그와 동시에 LTE 단말들에 대한 호환성(backward compabitility)도 중요하여 LTE 단말들도 LTE-A 시스템에 접속하여 서비스를 받을 수 있어야 한다. 이를 위하여 LTE-A 시스템의 하향링크에서는 전체 시스템 대역을 LTE 단말이 수신할 수 있는 대역폭의 서브밴드(subband) 혹은 구성 반송파 (component carrier)로 나누고, 각 대역마다 SCH 및 BCH를 전송하는 것이 필요하다. 상기 SCH 및 BCH는 셀 내의 모든 단말이 수신 가능해야 하는 공통제어채널이므로, 비교적 높은 전송전력으로 설정된다. 하지만 LTE-A 시스템과 같이 광대역을 구성하는 경우 임의의 시점에 상기 각 서브밴드의 SCH 및 BCH의 전송시점이 겹치게 되어 LTE-A 기지국 파워앰프의 과부하가 발생하여 시스템 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역을 구성하는 무선통신 시스템에서 SCH 및 BCH 공통제어채널을 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다. 특히, 본 발명은 상기 공통제어채널들을 전송함에 있어서 기지국 파워앰프의 과부하가 발생하는 것을 회피하는 방법 및 장치를 제공함에 있다. 또한 본 발명은 상기 구성된 공통제어채널의 구성을 단말에게 시그널링 해 주고 단말이 상기 시그널링을 수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 채널 전송 방법이, 반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하는 과정과, 상기 시스템정보에 상기 추가 시스템정보를 결합하여 시스템정보로 생성하는 과정과, 생성된 시스템정보를 전송하는 과정과, 상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 채널 수신 방법이, SCH 및 BCH로부터 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하는 과정과, 하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 채널 통신 방법이, 기지국이 반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하며, 상기 시스템정보에 상기 추가 시스템정보를 결합하여 전송하고, 단말기가 상기 시스템정보를 수신하여 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하는 과정과, 상기 기지국이 상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하고, 단말기가 하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 기지국 송신장치가, BCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌(subcarrier symbol)을 생성하는 BCH심벌생성기와, SCH로 전송될 동기 데이터의 부반송파 심벌을 생성하는 SCH심벌생성기와, PDCCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌을 생성하는 PDCCH심벌생성기와, PDSCH로 전송될 데이터의 부반송파 심벌을 생성하는 PDSCH심벌생성기와, 상기 심벌생성기들에서 출력되는 부반송파 심벌을 매핑되어야 부반송파에 따라 매핑하는 매퍼와. 상기 매퍼801에서 출력되는 매핑된 심벌들을 변조하는 변조기와, 상기 변조기의 출력 을 RF신호로 변환하여 출력하는 RF송신기와, 반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하고, 상기 BCH를 제어하여 이를 시스템정보로 생성하며, 상기 RF송신기를 제어하여 상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하도록 제어하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 무선통신 시스템의 단말기 수신장치가, 하향링크 RF신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환하는 RF수신부와, 상기 수신신호를 복조하는 복조부와, 상기 복조 신호를 디매핑하는 디매퍼와, 상기 디매퍼에서 출력되는 PDSCH 부반송파 심벌을 복호하는 PDSCH심벌복호기와, 상기 디매퍼에서 출력되는 PDCCH 부반송파 심벌을 복호하는 PDCCH심벌복호기와, 상기 디매퍼에서 출력되는 SCH 부반송파 심벌을 복호하는 SCH심벌복호기와, 상기 디매퍼에서 출력되는 BCH 부반송파 심벌을 복호하는 BCH심벌복호기와, SCH 및 BCH로부터 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하고, 하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 LTE-A 시스템에서 반송파 결합을 통하여 광대역폭의 전송 대역을 구성할 경우, 상기 광대역을 구성하는 각각의 구성 반송파 (component carrier) 별로 SCH 및 BCH 전송시점을 서로 다르게 운용하여 기지국 전송전력을 시간영역에서 분산시킴으로써 효율적인 시스템운용을 가능하게 하고, 기존 LTE 단말에 대한호환성(backward compatibility)을 유지한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA (혹은 LTE 라고 칭함) 혹은 Advanced E-UTRA (혹은 LTE-A 라고 칭함) 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 실시예는 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역을 구성하는 무선통신 시스템에서 SCH 및 BCH 등의 공통제어채널을 송수신하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 특히, LTE-A 시스템이 LTE 반송파의 결합을 통하여 광대역폭의 전송 대역을 구성할 경우, LTE 단말에 대한 호환성(backward compatibility)을 유지하면서 상기 광대역을 구성하는 각각의 구성 반송파 (component carrier) 별로 SCH 및 BCH 전송시점을 서로 다르게 운용하여 기지국 전송전력을 시간영역에서 분산시킴으로써 효율적인 시스템운용을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공한다. 구체적으로, 상기 각각의 구성 반송파 별로 SCH 및 BCH 전송시점은 스케쥴링의 기본단위인 서브프레임 동기는 서로 일치시켜서 기지국의 스케쥴링 동작은 LTE 시스템과 호환성이 유지되도록 하고, 그리고 무선프레임(radio frame) 동기는 서로 일치하지 않도록 함으로써 임의의 순간 기지국의 각 구성 반송파 별 SCH 및 BCH 전송시점이 시간영역에서 분산되도록 한다. 상기 각 구성 반송파 별 SCH 및 BCH의 전송시점 혹은 그와 동등한 제어정보는 시스템 정보로 기지국이 단말한테 알려준다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 무선통신 시스템에서 하향링크 공통제어채널을 전송하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명의 실시예에서는 다중 반송파 OFDM 및 다중 반송파 CDMA 시스템과 같이 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역을 구성하는무선통신 시스템에서 각 부대역 간에 하향링크 공통제어채널 및 시스템 정보 전송 채널의 전송시점을 다르게 함으로써, 기지국 전송전력을 시간영역에서 분산시키고, 따라서 파워앰프의 효율적인 사용을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공한다. 하기의 실시예를 통하여 본 발명에서 제안하는 하향링크 물리채널 송수신 방법 및 장치를 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LTE-A 시스템의 하향링크 대역 구성 및 SCH와 BCH의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 도 4의 가로축은 시간영역은, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 도 4에서 전체 시스템 대역폭은 60 MHz로 가정하고 있으며, 상기 시스템 대역은 20 MHz 대역폭의 3개의 구성 반송파 (component carrier)(401, 402, 403)들이 결합된 예를 나타낸다. 상기 각 구성 반송파(401-403)들은 주파수 영역에서 서로 인접할 수도 있고, 혹은 떨어져서 위치할 수도 있다. 그리고 각 구성 반송파(401-403)들의 대역폭은 서로 같거나 혹은 다르게 운용될 수 있다. 즉, 도 4는 본 발명을 설명하기 위하여 예로서 도시한 것이며, 도 4와 구성 반송파 구성과 SCH/BCH 전송 구성이 다른 경우에도 본 발명은 마찬가지로 적용될 수 있다. 도 4에서 전체 시스템 대역폭을 구성하는 각각의 구성 반송파에서는 각 구성 반송파의 중심에 SCH와 BCH (404, 405, 406)가 전송된다. 따라서 LTE 단말은 각 구성 반송파별로 셀탐색 과정을 통해 성공적으로 획득한 SCH 및 BCH가 속한 구성 반송파에 캠핑하게 된다.
또한 60 MHz의 광대역 수신이 가능한 LTE-A 단말은 401, 402, 403 어느 한 구성 반송파 혹은 상기 구성 반송파들 모두로부터 동시에 데이터를 수신할 수 있다. 상기 LTE-A 단말은 구성 반송파#1 혹은 구성 반송파#2 혹은 구성 반송파#3 에서 전송되는 SCH로부터 셀탐색을 수행한 후 BCH를 획득하고, 상기 BCH를 획득한 후 구성 반송파#1, #2, #3 모두로부터 데이터를 수신할 수 있도록 60 MHz 대역 전체에 걸쳐서 캠핑할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 기지국 장치는 LTE 시스템 및 단말기들과 호환될 수 있도록 상기 각 구성 반송파의 SCH의 전송시점을 무선프레임의 매 subframe#0과 subframe#5로 유지하고 BCH의 전송시점을 무선프레임의 매 subframe#0으로 유지하며, SCH/BCH 전송으로 인한 기지국 파워앰프의 과부하 문제를 해결하기 위하여 10ms 무선프레임을 각 구성 반송파 별로 어긋나게 전송한다. 도 4의 예시에서 구성 반송파#2(402)는 구성 반송파#1(401) 대비 상대적으로 subframe_offset#2(407) 만큼 어긋나고, 구성 반송파#3(403)은 구성 반송파#1(401) 대비 상대적으로 subframe_offset#3(408) 만큼 어긋난 예를 도시하고 있다. 그리고 각 구성 반송파 별 서브프레임 동기는 맞춰줌으로써 서브프레임 단위로 스케쥴링을 수행하는 기존 LTE 시스템과 호환되도록 한다. 즉, 임의의 순간 상기 광대역을 구성하는 각 구성 반송파의 서브프레임 인덱스가 서로 다르게 한다.
기지국은 상기 LTE-A 시스템의 광대역을 구성하는 각 구성 반송파의 시간영역 상호 관계를 나타내는 SCH/BCH 구성정보를 LTE-A 시스템 정보(System Information; SI)에 포함하여 단말한테 알려준다. 상기 LTE 시스템에서 전송되는 시스템 정보에는 BCH에 전송되는 핵심적인 시스템 정보 외의 시스템 정보들이 전송된다. 상기 시스템 정보는 랜덤액세스 채널이나 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH)과 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH) 등의 물리채널 관련 셀 설정 파라미터 등의 시스템정보들의 더 포함될 수 있다.
상기 LTE-A 시스템의 광대역을 구성하는 각 구성 반송파들의 의 시간영역 상 호 관계를 나타내는 시간영역 오프셋 정보를 단말한테 통지하는 방법은 시스템정보를 이용하는 방법과 암묵적인 시그널링 (implicit signaling)을 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 구성반송파들의 정보를 전송하는 방법을 살펴본다.
먼저 전자의 방법을 살펴보면, 상기 도 4의 각각의 구성 반송파들은 시스템 정보들을 하향링크 데이터물리채널을 통하여 전송하여 단말들이 상기 시스템 정보들을 수신하도록 할 수 있다. LTE-A 시스템에서 전송되는 시스템 정보는 LTE 시스템에서 전송되는 LTE 시스템 정보에 더하여 LTE-A 단말들을 위한 추가적인 시스템 정보를 포함한다. 따라서 LTE 단말들의 경우에는 LTE 시스템 정보만 수신하면 되지만, LTE-A 단말들은 LTE 시스템 정보에 더하여 추가적인 LTE-A 시스템 정보를 더 수신하게 된다. 가령, 도 4에서 전체 시스템 대역폭이 60 MHz이고 상기 대역이 세 개의 20 MHz 구성 반송파로 구성되어 있다는 정보는 상기 추가적인 LTE-A 시스템 정보에 포함되어 LTE-A 단말들만 수신할 것이다. 상기 추가적인 LTE-A 시스템 정보는 상기 광대역을 구성하는 각 구성 반송파별 시간영역 상호 관계를 나타내는 기준 반송파 대비 시간영역 오프셋 정보, 혹은 기준 구성 반송파(reference component carrier) 정보, 혹은 각 구성 반송파의 대역폭 및 주파수 정보, 혹은 전체 시스템 대역폭 정보 등을 포함한다. 상기 시스템 정보를 각 단말은 셀 내에서 주기적으로 전송되는 시스템 정보 채널을 통하여 수신할 수도 있고, dedicated RRC (Radio Resource Control) 상위 시그널링을 통하여 수신할 수도 있다.
두 번째로 후자의 방법을 살펴보면, 상기 LTE-A 시스템의 광대역을 구성하는 각 구성 반송파의 시간영역 상호 관계를 나타내는 시간영역 오프셋 정보를 단말한 테 통지하는 또 다른 방법으로 암묵적인 시그널링 (implicit signaling) 방법이 있다. 즉, 단말과 기지국 사이에 각 구성 반송파와 상기 각 구성 반송파의 시간영역 오프셋 관계를 미리 정의하여 공통적으로 인지하도록 함으로써, 별도의 명시적인 시그널링(explicit signaling) 없이 시스템 운용이 가능하다. 예컨데, 상기 도 4를 참조하면 광대역을 구성하는 구성 반송파#1, #2, #3 에 대해 각각 subframe_offset#1, #2, #3을 미리 정의하고, 단말로 하여금 상기 구성 반송파 인덱스만 획득하더라도 각 구성 반송파별subframe_offset을 인지할 수 있도록 한다.
그런데, 일반적으로 단말의 상향링크 전송타이밍은 하향링크 전송타이밍 대비소정의 정해진 값으로 정의한다. 따라서 상기와 같이 광대역을 구성하는 각각의 구성 반송파별로 하향링크 전송타이밍이 다를 경우에는 소정의 구성 반송파의 하향링크 전송타이밍을 단말의 상향링크 전송타이밍의 기준으로 삼을 수 있다. 예를들어, 상기 도 4의 구성 반송파#1을 단말의 상향링크 전송타이밍의 기준이 되는 하향링크 전송타이밍으로 미리 설정하여 운용 할 수 있다. 이때, 상기 설정정보는 시스템 정보에 포함하여 기지국이 단말한테 알려주도록 한다.
도 5는 LTE-A 시스템에서 기지국이 시스템 정보를 전송하는 절차를 도시하는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 502 단계에서 기지국은 시스템의 반송파 결합(carrier aggregation) 여부를 판단한다. 반송파 결합이 되었으면, 504 단계에서 각 구성 반송파별로 SCH 및 BCH 의 전송시점이 겹치지 않도록 각 구성 반송파의 시간영역 상호 관계를 설정한다. 이때 각 구성 반송파별로 무선프레임은 시간영역에 서 서로 어긋나도록 하고, 서브프레임은 동기가 맞도록 설정한다. 이후 상기 기지국은 506 단계에서 상기 각 구성 반송파별 시간영역 상호 관계를 나타내는 오프셋 정보, 혹은 기준 구성 반송파 정보, 혹은 각 구성 반송파의 대역폭 및 주파수 정보, 혹은 전체 시스템 대역폭 정보를 포함하는 추가적인 시스템 정보와 기존LTE 시스템의 시스템 정보를 결합하여 LTE-A 시스템 정보를 구성한다. 이렇게 구성한 LTE-A 시스템 정보를 기지국은 508 단계에서 시스템 정보의 전송시점에 단말한테 전송한다. 만약 상기 502 단계에서 반송파 결합이 되지 않은 경우, 상기 기지국은 507 단계에서 반송파 결합 관련 정보 이외의 정보로 시스템 정보를 구성한 후, 508 단계를 통해 시스템 정보 전송시점에 단말한테 전송한다.
상기한 바와 같이 LTE-A 시스템의 기지국 장치는 반송파 결합이 되었으면, 각 구성 반송파별로 SCH 및 BCH 의 전송시점이 각 구성 반송파별로 무선프레임은 시간영역에서 서로 어긋나도록 하고, 서브프레임은 동기가 맞도록 설정하여 각 구성 반송파들의 시간영역 상호 관계를 설정한다. 이후 기지국장치는 상기 각 구성 반송파별 시간영역 상호 관계를 나타내는 오프셋 정보, 혹은 기준 구성 반송파 정보, 혹은 각 구성 반송파의 대역폭 및 주파수 정보, 혹은 전체 시스템 대역폭 정보를 포함하는 추가적인 시스템 정보와 기존LTE 시스템의 시스템 정보를 결합하여 LTE-A 시스템 정보를 구성한 후, 이를 시스템정보로 전송한다.
도 6은 단말의 상기 시스템 정보 수신 절차를 도시하는 도면이다. 이때 상기 LTE 단말과 LTE-A 단말의 시스템 정보 수신 절차는 서로 다르게 수행된다. 즉, LTE 단말들의 경우 도 6에 도시한 절차에서 604까지의 단계만 수행하고 그 이후의 606 단계는 수행하지 않는다. 그리고 LTE-A 단말은 상기 도 6의 602-606 단계를 모두 수행한다. 여기서는 상기 단말은 LTE-A 단말이라고 가정하고, 이런 LTE-A 단말의 시스템 정보 수신절차를 중심으로 살펴본다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 기지국으로부터 시스템정보를 수신하면, 상기 단말은 먼저 602 단계에서 셀탐색을 수행하여 해당 구성 반송파에서 전송된 SCH로부터 셀 ID를 획득하고 주파수 및 프레임에 대한 동기를 획득할 수 있다. 이후 상기 단말은 604 단계에서는 획득한 구성 반송파의 대역폭 및 송신 안테나 개수, 랜덤 액세스 채널 설정 등의 정보를 BCH 및 시스템 정보로부터 얻는다. 이후 상기 LTE-A 단말들은 606 단계에서 LTE-A 시스템의 추가적인 시스템 정보 혹은 dedicated RRC 상위 시그널링을 통하여 LTE-A 단말들을 위한 각 구성 반송파별 시간영역 상호 관계를 나타내는 오프셋 정보, 혹은 기준 구성 반송파 정보, 혹은 각 구성 반송파의 대역폭 및 주파수 정보, 혹은 전체 시스템 대역폭 정보를 획득한다.
먼저 LTE-A 단말은 시스템 정보를 수신하면 셀 탐색을 수행하여 셀 ID 및 동기를 획득하고, BCH 및 시스템정보를 분석하여 획득된 구성반송파들에 대한 시스템 정보(구성반송파의 대역폭, 송신안테나의 수, 랜덤 억세스채널 등의 정보)를 획득한다. 이후 상기 LTE-A 단말은 상기 시스템정보에서 전체 대역의 각 구성반송파들에 대한 SCH/BCH의 추가적인 설정정보(오프셋 정보, 기준 구성 반송파 정보, 각 구성 반송파의 대역폭/주파수 정보 또는 전체 시스템 대역폭 정보)를 획득한다. 두 번째로 LTE 단말은 시스템 정보를 수신하면 셀 탐색을 수행하여 셀 ID 및 동기를 획득하고, BCH 및 시스템정보를 분석하여 획득된 구성반송파들에 대한 시스템 정 보를 획득한다.
도 7은 상기 시스템 정보를 획득한 LTE-A 단말이 PDSCH를 통하여 하향링크 데이터를 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 단말은 702 단계에서 매 서브프레임마다 해당 서브프레임 내의 PDCCH를 수신하여 해당 서브프레임 내에 하향링크 데이터가 상기 단말에게 스케줄링 되었는지를 확인한다. 이것은 상기 PDCCH에 포함된 단말 ID 정보로부터 알 수 있다. 그리고 상기 단말은 704 단계에서 상기 PDCCH에 포함된 RB(도 1의 105 참조) 인덱스 필드로부터 PDSCH용으로 어떤 RB들이 할당되었는지에 대한 정보를 얻는다. 이후 상기 단말은 706 단계에서 상기 할당된 RB들이 속한 구성 반송파 및 서브프레임에서 SCH 혹은 BCH가 전송되는지를 확인한다. SCH/BCH가 전송되지 않는 경우로 판단되면, 상기 단말은 710 단계에서 SCH/BCH가 전송되지 않음으로써 남은RE까지 포함하여 PDSCH를 수신한다. 한편, 상기 스케줄 된 RB들이 속한 구성 반송파 및 서브프레임에서 SCH 혹은 BCH가 전송되는 경우로 판단되면, 상기 단말은 708단계에서 SCH/BCH에 의해 사용된 RE를 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신한다.
상기한 바와 같이 상기 LTE-A 단말은 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 RB들의 인덱스를 획득한 후, 할당된 RB가 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 없는 서브프레임에 속하는가 검사한다. 그리고 상기 LTE-A 단말은 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 없는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH가 전송되지 않으므로써 남는 RE까지 포함하여 PDSCH를 수신하고, 그렇지 않으면 SCH/BCH에 의해 사용된 RE를 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신한다. 또한 단말은 PUSCH의 경우에도 상기 도 7에서의 절차와 동일하게 데이터를 전송할 수 있다. 다만 SCH와 BCH는 하향링크 채널임으로 PUSCH 전송에 있어서는 별도로 이들을 고려할 필요가 없다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하항링크 물리채널들의 기지국 송신기 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, BCH심벌생성기803은 BCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌(subcarrier symbol)을 생성하며, 상기 제어정보는 본 발명의 실시예에 따른 시스템정보를 포함한다. SCH심벌생성기804는 SCH로 전송될 동기 데이터의 부반송파 심벌을 생성한다. PDCCH심벌생성기805는 PDCCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌을 생성한다. PDSCH심벌생성기806은 PDSCH로 전송될 데이터의 부반송파 심벌을 생성한다. 매퍼(subcarrier symbol mapper)는 상기 심벌생성기803-806들에서 출력되는 부반송파 심벌을 매핑되어야 부반송파에 따라 매핑한다. IFFT(inverse fast Fourier transform)800은 상기 매퍼801에서 출력되는 매핑된 심벌들을 IFFT 변환한다.
제어기(downlink physical channel symbol generating and mapping controller) 802는 상기 심벌생성기803-806을 제어하여 해당 하향 물리채널을 통해 전송될 심벌의 생성을 제어하며, 또한 상기 매퍼801을 제어하여 각 채널들의 심벌들이 매핑되어야 할 부반송파에 따라 적절할 IFFT800에 매핑되도록 제어한다. 특히 상기 제어기802는 반송파 결합이 되었으면, 각 구성 반송파별로 SCH 및 BCH 의 전송시점이 각 구성 반송파별로 무선프레임은 시간영역에서 서로 어긋나도록 하고, 서브프레임은 동기가 맞도록 설정하여 각 구성 반송파들의 시간영역 상호 관계를 설정하며, BCH심벌생성기803을 제어하여 상기와 같이 설정된 정보를 시스템 정보에 결합한 LTE-A 시스템 정보를 BCH 부반송파 심벌로 생성하도록 제어한다.
상기와 같은 구성을 가지는 기지국 송신기는 각 심벌생성기803, 804, 805, 806들을 통하여 각각 BCH, SCH, PDCCH, PDSCH 채널들의 부반송파(subcarrier) 심벌들을 생성한다. 상기 생성된 심벌들은 부반송파 심벌 매퍼801을 통하여 상기 각 채널들의 심벌들이 매핑되어야 할 부반송파에 따라서 적절한 IFFT800의 입력에 매핑된다. 이때, 심벌 생성 및 매핑 제어기802는 해당 서브프레임 혹은 구성 반송파에서 상기 채널들의 심벌이 정확한 IFFT800의 입력단에 매핑될 수 있도록 제어한다. 이때 상기 심벌 생성 및 매핑 제어기802는 임의의 구성 반송파 및 서브프레임에서 SCH/BCH의 유무, PDCCH의 유무, PDSCH의 스케쥴링 여부 등을 고려한다. 예를 들어 상기 도 4를 참조하면, 임의의 서브프레임에서 현재 PDSCH가 스케쥴링되고 구성 반송파#1(401)에는 SCH/BCH가 존재하고, 나머지 구성 반송파#2(402) 및 구성반송파#3(403)에는 SCH/BCH가 존재하지 않는 경우, 상기 제어기802는 상기 PDSCH 심볼들이 구성 반송파#1(401)에서는 SCH/BCH 심볼과 겹치지 않도록 IFFT800의 입력에 매핑되고, 구성 반송파#2(402) 및 구성반송파#3(403)에서는 SCH/BCH가 매핑되지 않 는대신, 해당 IFFT800의 입력에 PDSCH 심볼이 매핑되도록 제어한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하항링크 물리채널들을 수신하기 위한 단말기 수신기 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, RF제어기911은 단말이 캠핑하고 있는 구성 반송파 혹 은 반송파 결합된 광대역에 대해서 하향링크 신호를 수신할 수 있도록 대역폭 및 수신 중심 주파수를 설정하는 제어신호를 발생한다. RF수신부911은 상기 RF제어기911의 제어하여 기지국에서 전송되는 하향링크 물리채널의 RF신호들을 수신하며, 이를 하향 변환하여 IF신호로 출력한다. FFT900은 상기 RF수신부910에서 출력되는 하향링크 OFDM 신호에 퓨리에 변환을 수행하여 각 부반송파 수신 심벌들을 출력한다. 디매퍼(subcarrier symbol demapper)901은 상기 FFT 변환된 상기 수신 심벌들은 디매핑하여 해당 채널의 복호기들에 전달한다. PDSCH심벌복호기902는 상기 디매퍼901에서 출력되는 PDSCH 부반송파 심벌을 복호한다. PDCCH심벌복호기903은 상기 디매퍼901에서 출력되는 PDCCH 부반송파 심벌을 복호한다. SCH심벌복호기904는 상기 디매퍼901에서 출력되는 SCH 부반송파 심벌을 복호한다. BCH심벌복호기905는 상기 디매퍼901에서 출력되는 BCH 부반송파 심벌을 복호한다.
제어기(downlink physical channel symbol decoding and demapping controller)906은 상기 디매퍼901 및 각 심볼복호기902-905를 제어하여 단말기의 전체 동작을 제어한다. 또한 본 발명의 실시예에서 상기 제어기906은 상기 SCH/BCH의 동기 및 시스템정보를 획득한 후, 전체 대역의 각 구성 반송파에 대한 SCH/BCH 설정정보를 획득한다. 그리고 상기 SCH/BCH 설정정보에 따라 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 RF들의 인덱스를 획득한 후, 할당된 RB가 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 없는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH가 전송되지 않으므로 남은 RE까지 포함하여 PDSCH를 수신하도록 제어하고, 그렇지 않으면 SCH/BCH에 의해 사용된 RE뜰을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하도록 제어한다.
상기와 같은 구성을 가지는 단말수신기의 동작을 살펴보면, RF수신부910은 RF제어기911의 제어에 의하여 단말이 캠핑하고 있는 구성 반송파 혹은 반송파 결합된 광대역에 대해서 하향링크 신호를 수신할 수 있도록 대역폭 및 수신 중심 주파수를 설정한다. FFT900은 수신한 하향링크 OFDM 신호에 퓨리에 변환을 수행하여 각 부반송파 수신 심벌들을 출력한다. 상기 수신 심벌들은 부반송파 심벌 디매퍼901에 의하여 해당 채널의 복호기로 입력된다. 참조번호 902, 903, 905의 PDSCH, PDCCH, BCH 심벌 복호기들은 해당 채널의 부반송파 수신 심벌에 복호를 수행하여 원하는 데이터를 얻는다. 그리고 SCH 심벌 수신기904는 단말이 셀탐색 시 수신한 PSS/SSS 신호와 가능한 PSS/SSS 시퀀스들 간에상관을 수행하여 현재 셀에 적용된 PSS/SSS 시퀀스를 찾고 동기를 획득하는데 이용된다. 복호및 디매핑 제어기906은 상기 채널들 각각의 해당 OFDM 심벌 수신 시 해당 FFT 출력에서 디매핑하여 복조할 수 있도록 제어한다. 예컨데, 임의의 서브프레임에서 PDSCH가 스케쥴링되고 SCH/BCH가 전송되지 않는 경우에는, SCH/BCH가 전송되지 않음으로써 남은 부반송파 영역에서도 PDSCH 부반송파 심벌을 얻도록 제어한다. 즉, 상기 제어기906은 상기 도 6 및 도 7과 같은 절차를 수행하면서, 시스템정보로부터 SCH/BCH의 전송 시점에 대한 정보를 확인하고, 이에 따라 PDSCH 부반송파 심벌을 처리하도록 제어한다.
한편, 본 발명은 MBSFN 과 같은 방송서비스를 상기와 같이 반송파 결합을 통한 광대역 전송을 하는 경우에도 마찬가지로 적용가능하다. 이 경우, 각 구성 반송파별로 SCH/BCH의 전송시점은 겹치지 않도록 위치시키고, 각 구성 반송파별로 MBSFN 데이터는 전송시점이 서로 겹치도록 함으로써 고속의 MBSFN 서비스를 제공하 면서 SCH/BCH에 의한 기지국 파워앰프 과부하를 해소시키도록 한다.
본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 OFDM기반 하향링크 프레임 구조를 보인 도면,
도 2는 LTE 시스템 하항링크에서 시스템 대역폭에 따른 동기채널과 시스템정보전송 공통제어채널의 주파수 영역 매핑을 보인 도면,
도 3은 LTE 시스템에서 동기채널과 시스템정보전송 공통제어채널이 10 ms 무선프레임 내에서 전송되는 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하향링크 시스템 대역 구성 및 SCH와 BCH의 전송 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 시스템 정보 전송 절차를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 시스템 정보 수신 절차를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 데이터 수신 절차를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 송신 장치의 구조를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 수신 장치의 구조를 도시한 도면.

Claims (5)

  1. 무선통신 시스템의 하향링크 채널 전송 방법에 있어서,
    반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하는 과정과,
    상기 시스템정보에 상기 추가 시스템정보를 결합하여 시스템정보로 생성하는 과정과,
    생성된 시스템정보를 전송하는 과정과,
    상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 채널 전송 방법.
  2. 무선통신 시스템의 하향링크 채널 수신 방법에 있어서,
    SCH 및 BCH로부터 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하는 과정과,
    하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 하향링크 채널 수신 방법
  3. 무선통신 시스템의 하향링크 채널 통신 방법에 있어서,
    기지국이 반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하며, 상기 시스템정보에 상기 추가 시스템정보를 결합하여 전송하고, 단말기가 상기 시스템정보를 수신하여 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하는 과정과,
    상기 기지국이 상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하고, 단말기가 하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 하향링크 채널 통신 방법
  4. 무선통신 시스템의 기지국 송신장치에 있어서,
    BCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌(subcarrier symbol)을 생성하는 BCH심벌생성기와,
    SCH로 전송될 동기 데이터의 부반송파 심벌을 생성하는 SCH심벌생성기와,
    PDCCH로 전송될 제어정보의 부반송파 심벌을 생성하는 PDCCH심벌생성기와,
    PDSCH로 전송될 데이터의 부반송파 심벌을 생성하는 PDSCH심벌생성기와,
    상기 심벌생성기들에서 출력되는 부반송파 심벌을 매핑되어야 부반송파에 따라 매핑하는 매퍼와.
    상기 매퍼801에서 출력되는 매핑된 심벌들을 변조하는 변조기와,
    상기 변조기의 출력을 RF신호로 변환하여 출력하는 RF송신기와,
    반송파 결합시 각 구성반송파별로 SCH 및 BCH가 겹치지 않도록 반송파의 시간 영역 상호 관계의 추가 시스템정보를 설정하고, 상기 BCH를 제어하여 이를 시스템정보로 생성하며, 상기 RF송신기를 제어하여 상기 SCH 및 BCH을 서로 겹치지 않도록 상기 설정된 시점에서 각각 전송하도록 제어하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 기지국 송신장치.
  5. 무선통신 시스템의 단말기 수신장치에 있어서,
    하향링크 RF신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환하는 RF수신부와,
    상기 수신신호를 복조하는 복조부와,
    상기 복조 신호를 디매핑하는 디매퍼와,
    상기 디매퍼에서 출력되는 PDSCH 부반송파 심벌을 복호하는 PDSCH심벌복호기와,
    상기 디매퍼에서 출력되는 PDCCH 부반송파 심벌을 복호하는 PDCCH심벌복호기 와,
    상기 디매퍼에서 출력되는 SCH 부반송파 심벌을 복호하는 SCH심벌복호기와,
    상기 디매퍼에서 출력되는 BCH 부반송파 심벌을 복호하는 BCH심벌복호기와,
    SCH 및 BCH로부터 전체 대역의 각 구성반송파에 대한 SCH/BCH의 설정정보를 획득하고, 하향링크 데이터 수신시 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 자원블록의 인덱스를 획득하며, 상기 자원블록이 각 구성반송파별로 SCH/BCH가 있는 서브프레임에 속하면 SCH/BCH에 의해 사용된 자원을 제외한 자원들에 대하여 PDSCH를 수신하는 제어기로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 단말기 수신장치.
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