KR20100078232A - 무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브 프레임의 제어 채널 전송 방법에 있어서, 모든 캐리어의 데이터제어채널(PDCCH, Physical Data Control Channel)을 포함하는 상기 일 서브프레임의 대표 캐리어를 생성하는 대표 캐리어 생성 과정과, 데이터제어채널이 전송되지 않음을 알리는 채널 할당 지시자(L)를 가지는 제어포맷지시채널(PCFICH, Physical Control Format Indicator Channel)를 포함하는 상기 일 서브프레임의 종속 캐리어들을 생성하는 종속 캐리어 생성 과정과, 상기 일 서브 프레임을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 방법과, 이에 따른 수신 방법 및 송수신 장치를 제공한다.
Figure P1020080136435
PDCCH, PDSCH, PCFICH

Description

무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치{A Method for transmitting and receiving control channel in a wireless communication system and an apparatus thereof}
무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 무선 자원을 효율적으로 활용하기 위한 무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
OFDM 전송 방식은 다중 반송파 즉, 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(Symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지는 다수의 멀티 캐리어들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.
이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 고주파 라디오에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들 간의 직교 변조의 구현이 난해한 문제였기 때문에 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용하고, 보호구간에 순환 전치 심볼(Cyclic Prefix, 이하 "CP")을 삽입하는 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다.
이러한 기술적 발전에 힘입어 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(DAB: digital audio broadcasting)과 디지털 비디오 방송(DVB: digital video broadcasting), 무선 근거리 통신망(WLAN: wireless local area network) 그리고 무선 비동기 전송 모드(WATM: wireless asynchronous transfer mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되고 있다. 즉, OFDM 방식은 하드웨어적인 복잡도(complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 퓨리에 변환(FFT: fast Fourier transform)과 역 고속 퓨리에 변환(IFFT: inverse fast Fourier transform)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해졌다.
OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: frequency division multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 톤 간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다. 또한 OFDM 방식은 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다.
OFDM 방식의 또 다른 장점은 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하고, 다중경로 페이딩에 강하며, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: inter symbol interference) 영향을 줄일 수 있고, 하드웨어적으로 등화기(equalizer) 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세다.
무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가우시안 잡음(AWGN, additive white Gaussian noise) 이외에도 페이딩(fading) 현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 음영(shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(Doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multi-path) 신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서 무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 상기와 같은 채널 환경의 저해 요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수축 상의 자원은 서로 다른 톤(tone)으로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수축 상에서 특정 톤을 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(Resource Element, 이하 "RE")라고 칭한다. 서로 다른 RE는 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA") 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 사상(寫像, mapping, 이하 "매핑")이라고 한다.
LTE 시스템은 OFDM 시스템이 하향링크에 적용된 대표적인 시스템이며 최근에는 LTE 시스템이 진화된 LTE-A(Long term evolution - advance) 시스템의 개발에 대한 연구가 진행되고 있다. LTE-A 시스템은 다양한 시나리오로 구성이 예상되는데 그 중에서 한 예로 LTE-A 시스템은 실내 채널 환경에 적합하도록 개선된 OFDM 심볼 구조를 사용할 수 있으며 이는 실내 환경에서는 셀의 크기가 작아 채널 지연이 작으며 다중 경로로 인행 영향이 작기 때문이다. 이러한 경우 기존의 LTE시스템의 구조와 다르게 CP의 길이를 작게 만들어 한 심볼에서의 주파수 효율을 높게 만들 수 있으며 기존의 LTE 시스템과 다른 심볼 구조가 도입될 수 있다.
LTE-A 시스템은 LTE 시스템이 진화된 구조이기 때문에 기본적으로 LTE 시스템에 접근이 가능해야 한다. 따라서 LTE 시스템에서 사용하는 제어 채널은 모두 재 사용이 가능하다. 또한 LTE-A 시스템이 도입되는 초기에는 LTE 단말의 비율이 LTE-A 단말보다 많기 때문에 LTE-A 기지국은 LTE 단말의 송수신에 지장이 없도록 시스템을 구성하여야 한다. 실내에서 설치된 LTE-A 기지국은 LTE-A 단말이 접속하는 경우 더 높은 주파수 효율을 위해서 LTE-A 단말만을 위한 전용 서브프레임을 구성할 수 있다. 이 경우에 기존의 LTE 단말은 LTE-A 전용 서브프레임을 수신할 수 있으나 데이터를 복구할 수 없다. 따라서 현재의 LTE 시스템 제어 채널 구성으로는 LTE-A 전용 서브프레임이 존재하는 경우 LTE 단말은 LTE-A 전용 서브프레임에 대한 정보를 알 수 없으며 각 서브프레임에 대한 구별이 불가능한 문제점이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 하향 링크 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도면 부호 111은 모든 캐리어에서 제어 채널이 컨트롤 신호가 오는 것을 도시한 것이다. 이와 같이, 각 캐리어의 서브 프레임 별로 서로 다른 제어 채널(PCIFICH, PHICH, PDCCH)을 전송하는 경우, 모든 캐리어(101, 103, 105, 107, 109)에는 제어 채널 정보가 포함하게 되어 단말은 해당 캐리어의 제어 채널에 대한 복조가 필요하다. 즉, 단말은 모든 캐리어의 제어 채널을 수신하여야 하므로, 캐리어의 수 만큼 복잡도가 증가한다.
예컨대, 기지국이 어느 일 서브프레임의 캐리어 1(101) 및 캐리어 4(104)를 LTE-A 전용 서브프레임으로 지시한 경우, 기지국은 LTE 단말에 해당 캐리어(Carrier 1 및 4)의 서브 프레임(#2)에 하향링크를 전송할 수 없다. 이때, 캐리어 1과 캐리어 4를 통한 다중 캐리어를 이용하여 통신을 수행하는 경우, 단말은 먼 저, 캐리어 1의 제어 채널인 PCFICH, PHICH, PDCCH를 수신하여, 캐리어 1의 데이터를 수신하게 되며, 추가로 캐리어 4의 PCFICH, PHICH, PDCCH를 수신하여 데이터를 수신한다. 이때, LTE-A 단말은 다중 캐리어를 사용하지 못하는 LTE 단말에 비해 사용하는 다중 캐리어만큼의 제어 채널 복조 시도가 증가하게 된다. 따라서 불필요한 시도가 증가하며 사용하는 다중 캐리어의 수가 증가할수록 비례해서 증가하게 된다.
도면 부호 113은 캐리어 1(101)이 대표 캐리어인 경우, 대표 캐리어에서 제어 채널을 전송하는 것을 도시한 것이다. 대표 캐리어에서 제어 채널을 전송하는 경우에도 PCFICH와 PHICH는 모든 캐리어에서 전송이 되어야 한다.
그러나 도면 부호 127, 129, 131, 133에서 도시한 것과 같이 제어 채널의 영역의 크기는 대표 캐리어에서 전송된 PCFICH의 값으로 정의 되어 4개의 캐리어(103, 105, 107, 109)의 선두 3개의 심볼(135), 총 20개의 심볼은 PDCCH없이 전송한다. 이러한 경우, 대표 캐리어에서 알려주는 PCFICH 값에 따라서 모든 캐리어의 PDCCH의 영역이 정해지게 되고 이렇게 되면 다른 캐리어의 PDCCH 영역은 전송하는 데이터 없이 빈 상태 되어 낭비를 발생한다. 즉, 정보가 없는 데이터제어채널이 불필요한 대역(135)을 점유하여 무선 자원의 낭비가 발생하는 문제가 있다.
즉, 이와 같이, 전체 대역폭에 걸쳐서 제어채널을 전송하는 경우 단말의 복조 시도는 증가하지 않지만, 사용자 수에 비하여 낭비하는 제어 채널이 크게 증가하여 효율이 떨어지게 되며 광대역 전송으로 발생하는 낮은 송신 파워로 제어 채널 수신 성능도 보장할 수 없게 된다.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안한 본 발명의 목적은 LTE-A 단말을 위한 서브프레임 혹은 LTE 단말이 수신할 수 없는 서브프레임이 존재하는 하향 링크 프레임에서, LTE 단말이 해당 서브프레임에 대한 불필요한 수신 동작을 수행하지 않도록 하며, LTE-A 단말이 다중 캐리어 전송을 해야 하는 경우 일부 캐리어의 제어 채널은 수신을 하지 않도록 하고 그 영역을 데이터 전송에 사용하도록 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 송수신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브 프레임의 제어 채널 전송 방법은, 모든 캐리어의 데이터제어채널(PDCCH, Physical Data Control Channel)을 포함하는 상기 일 서브프레임의 대표 캐리어를 생성하는 대표 캐리어 생성 과정과, 데이터제어채널이 전송되지 않음을 알리는 채널 할당 지시자(L)를 가지는 제어포맷지시채널(PCFICH, Physical Control Format Indicator Channel)를 포함하는 상기 일 서브프레임의 종속 캐리어들을 생성하는 종속 캐리어 생성 과정과, 상기 일 서브 프레임을 전송하는 과정을 포함한다.
상기 종속 캐리어 생성 과정은 상기 종속 캐리어들 중 어느 일 종속 캐리어에 데이터제어채널 전송이 필요한 경우, 상기 종속 캐리어에 데이터제어채널을 포함됨을 알리는 채널 할당 지시자(L)를 가지는 제어포맷지시채널을 포함하는 상기 일 종속 캐리어를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브 프레임의 제어 채널 수신 방법은, 상기 일 서브 프레임의 대표 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)를 추출하는 과정과, 상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 대표 캐리어의 데이터제어채널(PDCCH) 및 데이터채널(PDSCH, Physical Downlink Shared Channel)를 구분하여 수신하는 대표 캐리어 수신 과정과, 종속 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 없는 경우, 종속 캐리어의 데이터제어채널 영역에서 데이터채널을 수신하는 종속 캐리어 수신 과정을 포함한다.
상기 종속 캐리어 수신 과정은 종속 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 제어 채널 정보가 있는 경우, 종속 채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 제어 채널 및 데이터 채널을 구분하여 수신하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 장치는, 상기 일 서브프레임의 각 캐리어에 따라 데이터제어채널 및 데이터채널 영역을 구분하는 채널 할당 지시자(L)를 설정하는 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부; 상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 생성하는 데이터제어채널(PDCCH) 처리부; 상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터채널을 생성하는 데이 터채널(PDSCH) 처리부; 및 상기 일 서브프레임의 대표 캐리어에 모든 캐리어의 데이터제어채널을 할당하고, 종속 캐리어에 데이터제어채널을 할당하지 않도록 상기 제어포맷지시채널 처리부를 제어하는 스케줄러;를 포함한다.
상기 스케줄러는 상기 종속 캐리어 중 어느 일 캐리어에 데이터제어채널을 전송하는 경우, 종속 캐리어에 데이터제어채널을 할당하도록 상기 제어포맷지시채널 처리부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 장치는, 상기 일 서브프레임의 각 캐리어의 제어포맷지시채널에서 채널 할당 지시자(L)를 추출하는 제어포맷지시채널(PCFICH) 수신부; 상기 일 서브프레임의 대표 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 수신하는 데이터제어채널(PDCCH) 수신부; 및 상기 일 서브프레임의 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 없는 경우, 종속 캐리어의 데이터제어채널 영역에서 데이터채널을 수신하는 데이터채널(PDSCH) 수신부를 포함한다.
상기 데이터제어채널 수신부는 상기 일 서브프레임의 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 있는 경우, 상기 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 수신하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은, LTE-A 단말이 다중 캐리어로 송수신 하는 경우, 캐리어 간에 제어 채널 영역을 제한하여 단말의 수신 복잡도를 감소시키고, 제한한 영역을 데이터 전송에 사용하여 주파수 효율을 증대할 수 있다. 또한, 불필요한 제어 채널의 수신 동작을 하지 않아 단말 전력 소비를 줄일 수 있다. 게다가, LTE-A 시스템 전용 서브프레임을 전송하고 수신하는데 있어서 LTE 단말에게는 기존의 채널을 이용하여 기존 LTE 시스템 서브프레임과 구별할 수 있도록 한다. 그리고 LTE 단말과 LTE-A 단말이 LTE-A 기지국 동시에 운영하면서 스케줄링에 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.
또한, 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 명세서에서는 LTE 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 무선통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능 하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하향 링크 프레임의 서브프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
전체 전송 대역폭(209)은 NRB개의 자원 블록(Resource Block, 이하 "RB")으로 이뤄져 있으며 각 RB(227)는 주파수 축으로 배열된 12개의 톤(237)과 시간 축으로 배열된 14개의 OFDM 심볼(239)로 구성되어 있으며 자원 할당의 기본 단위가 된다. 하나의 서브프레임(211)은 1ms의 길이를 가지며 두 개의 슬롯(241)으로 구성된다.
기준 신호(Reference Signal, 이하 "RS")는 단말기가 채널 추정을 할 수 있도록 단말기로 전송하는 기지국과 약속된 신호로, RS0(233), RS1(229), RS2(231) 및 RS3(235)은 각각 안테나 포트 0, 1, 2, 3로부터 송신되는 RS를 의미한다. 안테나 포트 수가 2 이상인 경우 다중 안테나(Multi antenna)를 사용하는 것을 의미한다.
만약 송신 안테나 포트가 하나만 사용된다면 RS0(233)만 데이터 송신에 사용되고 RS1(229)은 송신에 사용되지 않으며 RS2(231), RS3(235)은 데이터 혹은 제어 신호 심볼 전송에 사용된다. 또한 송신 안테나 포트가 둘로 정의되었다면 RS0(233)과 RS1(229)이 데이터 송신에 사용되고 RS2(231), RS3(235)은 데이터 혹은 제어 신호 심볼 전송에 사용된다.
주파수 축 상에서 RS가 배치되는 RE의 절대적 위치는 셀 별로 다르게 설정되 지만 RS간의 상대적인 간격은 일정하게 유지된다. 즉 동일한 안테나 포트의 RS는 6RE 간격을 유지하며, RS0(233), RS1(229) 간의 간격과 RS2(231), RS3(235)의 간격은 3RE 간격을 유지한다. RS의 절대적 위치가 셀 별로 다르게 설정되는 이유는 RS의 셀 간 충돌을 피하기 위함이다.
한편 제어 채널(control channel) 신호는 시간 축 상에서 한 서브프레임의 선두에 위치한다. 도 2에서 도면 부호 213은 제어 채널 신호가 위치할 수 있는 영역을 도시한 것이다.
제어 채널 신호는 서브프레임의 선두에 위치한 L개의 OFDM 심볼에 걸쳐 전송될 수 있다. L은 1, 2 또는 3의 값을 가질 수 있다. 제어 채널의 양이 적어서 하나의 OFDM 심볼로 제어 채널 신호의 전송이 충분한 경우에는 선두의 1 OFDM 심볼만이 제어 채널 신호 전송에 사용되고(L=1), 나머지 13 OFDM 심볼은 데이터 채널 신호 전송에 사용된다.
제어 채널 신호가 2 OFDM 심볼을 소비할 경우에는 선두의 2 OFDM 심볼만이 제어 채널 신호 전송에 사용되고(L=2), 나머지 12 OFDM 심볼은 데이터 채널 신호 전송에 사용된다.
그리고 제어 채널 신호의 양이 많아서 3 OFDM 심볼을 모두 사용하여야 하는 경우에는, 선두 3 OFDM 심볼이 제어 채널 신호 전송에 사용되고(L=3) 나머지 11 OFDM 심볼이 데이터 채널 신호 전송에 사용된다.
L 값은 제어 채널을 수신 동작에서 디맵핑을 위한 기본 정보로 사용되며 이를 수신하지 못하는 경우 제어채널을 복구할 수 없게 된다.
서브프레임이 MBSFN(Multi-Media Broadcast over a Single Frequency Network)인 경우에는 L은 2가 되며 MBSFN은 방송 정보를 전송하는 채널이다.
제어 채널 신호를 서브프레임의 선두에 위치시키는 이유는 단말기가 우선 제어 채널 신호를 수신하여 자신에게 전송되는 데이터 채널 신호의 전송 여부를 인지함으로써 데이터 채널 수신 동작을 수행할 것인가를 판단하기 위함이다. 따라서 만약 자신에게 전송되는 데이터 채널 신호가 없다면 데이터 채널 신호를 수신할 필요가 없고, 따라서 데이터 채널 신호 수신 동작에서 소모되는 전력을 아낄 수 있다.
LTE 시스템에서 정의하는 하향링크 물리 제어 채널은 제어포맷지시채널(PCFICH, Physical Control Format Indicator Channel)(101, 10, 105, 107), 재전송지시채널(PHICH, Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)(121, 123, 125), 데이터제어채널(PDCCH, Packet Data Control Channel)(115) 등이 있다.
PCFICH는 CCFI(Control Channel Format Indicator) 정보를 전송하기 위한 물리채널이다. CCFI란 제어 채널 할당 지시자, 즉, "L" 값을 알려주기 위해 2 bit로 구성된 정보이다. 우선적으로 CCFI를 수신하여야 제어 채널에 할당된 심볼 수를 알고 수신할 수 있으므로, PCFICH는 고정적으로 하향링크 자원이 할당된 경우를 제외한 모든 단말기가 서브프레임에서 최초로 수신해야 하는 채널이다. 그리고 PCFICH를 수신하기 전에는 L을 알 수 없기 때문에 PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되어야만 한다. PCFICH 채널은 16개의 부반송파에 4등분 되어 전대역에 걸쳐 전송된다(201, 203, 205, 207).
PHICH(221, 223, 225)는 하향링크 ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 물리채널 이다. PHICH(221, 223, 225)를 수신하는 단말기는 상향링크에서 데이터 송신을 진행중인 단말기이다. 따라서 PHICH의 개수는 상향링크에서 데이터 송신을 진행중인 단말기의 수에 비례한다. PHICH는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되거나(LPHICH=1) 세 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송된다(LPHICH=3). LPHICH는 셀마다 정의하는 파라미터로, 셀의 크기가 큰 경우에는 한 OFDM 심볼만으로 PHICH를 전송하기 힘들 수 있기 때문에 이를 조정하기 위해 도입된 것이다. PHICH의 구성 정보(사용되는 채널의 양, LPHICH)는 단말에게 PBCH(Primary broadcast channel)를 통해 모든 단말에게 셀에 최초 접속 시에 알려준다. PHICH도 PCFICH와 동일하게 셀 마다 지정된 위치에 전송하게 된다. 따라서 PHICH는 다른 제어 채널 정보와 무관하게 단말에 셀에 연결되어 PBCH 정보를 얻게 되면 수신할 수 있다.
PDCCH(115)는 데이터 채널 할당 정보 혹은 전력제어 정보 등을 송신하는 물리 채널이다. PDCCH는 수신하는 단말기의 채널 상태에 따라서 채널 부호화율을 다르게 설정할 수 있다. PDCCH는 변조 방식으로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 고정적으로 사용하기 때문에 채널 부호화율을 변경하려면 하나의 PDCCH가 사용하는 자원의 양을 변경해야 한다. 채널 상태가 양호한 단말기에게는 높은 채널 부호화율을 적용하여 사용하는 자원의 양을 줄일 수 있도록 한다. 반면에 채널 상태가 나쁜 단말기에게는 사용하는 자원의 양을 늘리더라도 높은 채널 부호화율을 적용하여 수신이 가능하도록 한다. 개별 PDCCH가 소모하는 자원의 양은 제어 채널 요소(Control Channel Element, 이하 "CCE")라는 단위로 결정된다. 또한, CCE 는 다수 개의 REG(resource element group)(237)로 구성된다. PDCCH의 REG는 다이버시티 보장을 위해 인터리버를 거친 후해 제어 채널 자원에 배치된다.
REG(237)는 CCE, PCFICH 및 PHICH를 구성하는 제어 채널 자원의 기본 단위이다. PCFICH 및 PHICH는 일정량의 고정된 자원을 사용하는데 PDCCH와의 다중화와 송신 다이버시티를 적용하기에 용이하도록 하기 위해서 REG의 집합으로 자원의 양을 결정한다. 하나의 PCFICH는 NPCFICH개의 REG를 사용하여 구성하며 하나의 PHICH는 NPHICH개의 REG를 사용하여 구성한다. NPCFICH=4이고 NPHICH=3이라면 PCFICH는 16 RE를 사용하고 PHICH는 12 RE를 사용하는 것을 의미한다.
PHICH는 여러 ACK/NACK 신호를 다중화 하기 위해 코드 다중화(CDM: Code Domain Multiplexing, 이하 "CDM") 기법을 적용한다. 하나의 REG에는 8개의 PHICH 신호가 4개씩 실수부과 허수부에 각각 CDM되고, 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해서 NPHICH 개수만큼 반복되어 주파수 축 상에서 최대한 떨어지도록 배치되어 전송된다. 따라서 NPHICH 개의 REG를 사용하면 8개 혹은 그 이하의 PHICH 신호를 구성할 수 있다. 8개를 초과하는 PHICH 신호를 구성하기 위해서는 또 다른 NPHICH 개의 REG를 사용하여야 한다.
PCFICH와 PHICH의 자원양과 할당이 정해진 후에는 스케줄러는 L 값을 정하게 되고 이 값에 근거하여 제외한 물리 제어 채널은 할당된 제어채널의 REG에 매핑되고 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위해 인터리빙(interleaving)을 수행한다.
인터리빙은 제어채널의 REG 단위로 L에 의해 정해진 서브프레임의 총 REG에 대해 수행한다. 제어채널의 인터리버의 출력은 셀 간에 동일한 인터리버를 사용하기 때문에 발생하는 셀간 간섭(inter-cell interference)을 방지함과 동시에 하나 혹은 다수개의 심볼에 걸쳐 할당된 제어채널의 REG들이 주파수 축에서 멀리 떨어져 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 한다. 또한 동일한 채널을 구성하는 REG가 각 채널 별로 심볼 간에 균등하게 분배함을 보장한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 상술한 바와 같은 서브프레임들을 가지는 하향 링크 프레임에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서브프레임들을 가지는 하향 링크 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 LTE 시스템의 서브프레임과 LTE-A 시스템의 서브프레임이 하나의 기지국에서 다중 캐리어(301, 303, 305, 307, 309)로 전송되는 경우에 하향링크 라디오 프레임의 일부를 도시하였다.
도시한 바와 같이, 하나의 라디오 프레임에 LTE 서브 프레임(331, 333, 335, 337, 339, 355, 357, 359, 361, 363)과 LTE-A 서브 프레임(341, 349, 343, 345, 347, 351, 353, 365, 367, 369, 371, 373, 375, 377, 379)이 할당되었다.
LTE-A 서브 프레임은 임의의 위치에 존재할 수 있지만 하향링크 서브프레임 번호 0번(311)과 5번(321)에는 전송할 수 없다. 이는 LTE 단말과 LTE-A 단말이 공존하기 위해서는 LTE 단말이 셀에 접근이 가능해야 하는데 서브프레임 번호 0번(311)과 5번(321)에는 셀에 접근하기 위한 기본적인 채널이 전송되기 때문이다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 상향링크의 경우에는 스케줄러의 결과에 따 라 특정 서브프레임에서 LTE 단말 혹은 LTE-A 단말 혹은 LTE와 LTE-A 단말이 모두 전송 가능하다. 즉, 상향링크의 경우, LTE-A 전용 서브프레임을 LTE 단말이 사용할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 LTE-A 전용 서브프레임의 위치는 상위 시그널을 통해 LTE-A 단말에 전송되고 LTE 단말은 LTE-A 전용 서브프레임을 인식하지 못하기 때문에 MBSFN 서브프레임으로 지시하여 주는 것을 가정한다.
하향링크의 제어 채널 중 PHICH 및 상향링크 전송이 필요한 경우 상향 링크 스케줄링 정보는 모든 서브프레임에서 LTE 및 LTE-A 단말 모두 수신이 가능하도록 구성된다.
즉, MBSFN 서브프레임의 경우에도, PHICH 및 상향 링크 스케줄링 정보는 LTE 및 LTE-A 단말 모두 수신이 가능하다. 이는 상향 링크 서브프레임에는 상기 설명한 것과 같이 임의의 서브프레임에 임의의 단말이 전송이 가능하기 때문이다.
제1 실시예
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용하는 서브프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 다중 캐리어를 이용하는 구조의 제어 채널의 전송시, 대표 캐리어(401)에 제어 채널(413)을 전송하되, 대표 캐리어가 아닌 종속 캐리어의 PDCCH 영역에 PDSCH를 전송한다(413 내지 421).
종래의 기술에 따르면, LTE-A 전용 서브프레임은 LTE 단말에게는 MBSFN 서브 프레임으로 지시하기 때문에 대표 캐리어를 제외한 서브프레임의 PCFICH는 "2"로 지시되어야 한다. 하지만, 해당 서브프레임의 2 번째 심볼까지 모든 단말들이 블라인드 디코딩을 시도함으로써 자원 낭비가 발생한다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에서는 PCFICH의 L 값을 "4"로 설정하고, PCFICH와 PHICH를 제외한 영역에 PDSCH를 전송한다. PCFICH를 4로 지시하는 경우 모든 단말은 해당 서브프레임을 수신하는 동작을 중지하게 되고 PHICH를 이전에 스케줄링 된 상향링크 스케줄링 정보에 의해서 PCFICH와 무관하게 수신할 수 있다.
따라서 기지국이 PDCCH 영역에 PCSCH를 전송하여도, 단말은 PDCCH를 수신하려는 시도를 하지 않게 된다. 게다가, LTE-A 단말도 대표 캐리어에서 모든 캐리어의 스케줄링 정보를 알려주기 때문에 다중 캐리어 전송에서 발생하는 추가적인 수신 동작이 없게 된다.
상술한 대표 캐리어에 PDCCH를 전송하는 제어 채널 구조의 경우 기지국은 LTE-A 단말에게 LTE-A 서브프레임 정보뿐만 아니라 대표 서브프레임 정보를 각 라디오 프레임 내의 서브프레임 인덱스 별로 지시해 줄 수 있다. 이렇게 지시된 서브 프레임에만 PDCCH가 전송되게 하고, 모든 LTE-A 단말은 대표 캐리어에서 제어 신호를 받을 수 있다. 대표 캐리어는 상위 시그널링으로 서브프레임 별로 다르게 지시할 수도 있지만, 해당 LTE-A 서브프레임 중에서 캐리어 인덱스가 가장 낮거나 높은 캐리어로 단말에 알려 줄 수 있다.
다음의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 전송 채널 전송 방법에 따른 이득을 설명하기 위한 것이다.
[표 1]
2 carriers 3 carriers 4 carriers 5 carriers
이득 7.1% 9.5% 10.7% 11.4%
<표 1>에 각각의 캐리어(carrier)가 모두 동일한 대역폭인 경우, 각각의 캐리어(carrier)에 PDCCH(3 symbol)를 전송하는 spectral efficiency 대비 이득을 나타내었다. 해당 이득은 PCFICH와 PHICH의 오버헤드(overhead)는 고려하지 않는 것이다. 즉, 도면 부호 412와 같은 경우에는, 대표 캐리어가 아닌 종속 캐리어들에서 PDCCH를 수신하려는 추가 수신시도 횟수가 전송되는 다중 캐리어의 수에 비례하게 증가한다. 반면, 도면 부호 413과 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 이러한 추가 수신 시도를 줄일 수 있다.
한편, 제1 실시 예의 예외 적인 경우로써, 만약다중 캐리어로 전송하는 캐리어에 접속한 단말이 다중 캐리어 전송을 사용하지 않는 경우, 기지국은 상향링크 및 기타 제어 채널 정보를 송수신 하는 경우도 고려해야 한다. 이 경우 기지국은 해당 서브프레임의 PCFICH를 2로 설정하여 전송한다. 이때, 단말은 실제 PDSCH는 대표 캐리어의 제어 정보를 이용하기 때문에 PDSCH의 전송의 시작점은 max{2, L}이 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 제어 채널 전송 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면 부호 503, 525 및 527 단계는 도면 부호 505 내지 523 단계가 기지국이 전송하고자하는 각 서브캐리어에 대해서 반복됨을 나타낸다.
기지국은 505 단계에서 현재 전송하고자하는 캐리어의 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인지 확인한다.
505 단계의 확인 결과, MBSFN 서브프레임인 경우 507 단계로 진행하고, MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 533 단계로 진행한다.
533 단계에서 기지국은 스케줄링 정보를 이용하여 PCFICH 값(L)을 결정하여 매핑하고, 535 단계에서 PHICH를 매핑한다. 그런 다음, 기지국은 537 단계에서 L-1번째 심볼까지 제어 채널(PDCCH)을 매핑하고, 539 단계에서 L 번째 심볼부터 데이터 채널(PDSCH)을 매핑한다.
507 단계에서 기지국은 현재 전송하고자하는 서브프레임이 대표 캐리어인지 확인한다. 이때, 대표 캐리어인 경우, 517 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 511 단계로 진행한다.
대표 캐리어인 경우, 517 단계에서 기지국은 다중 캐리어의 스케줄링 정보를 이용하여 PCFICH의 L값을 결정한다. 그런 다음, 기지국은 519 단계에서 PHICH를 해당 영역에 매핑한다. 이어서, 기지국은 521 단계에서 L-1번째 심볼까지 제어 채널(PDCCH)을 매핑하고, 523 단계에서 L 번째 심볼부터 데이터 채널(PDSCH)을 매핑한다.
대표 캐리어가 아닌 경우, 기지국은 511 단계에서 PCFICH의 L 값을 4로 결정한다. 그런 다음, 기지국은 513 단계에서 PHICH를 매핑한다. 이어서, 기지국은 515 단계에서 해당 서브캐리어에 상응하는 대표 캐리어의 PCFICH의 L값에 무관하게 0번 심볼부터 데이터 채널(PDSCH)을 매핑한다. 이와 같이, 대표 캐리어를 이용하여 제 어 채널을 전송한 경우에는 대표 캐리어가 아닌 타 캐리어의 서브프레임들에는 데이터 채널만 전송한다.
이어서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말의 제어 채널 수신 방법을 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 채널 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에서, 단말은 해당 기지국으로부터 SIB(System Information Block)을 수신하여, MBSFN 서브프레임 위치를 알고 있다고 가정한다. 또한, LTE-A 단말의 대표 캐리어는 캐리어 k(carrier k)라고 가정한다.
단말은 605 단계에서 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인지 확인한다. 이때, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인 경우 단말은 607 단계로 진행하고, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 단말은 649 단계로 진행한다.
현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 단말은 649 단계에서 현재 자신이 캠핑한 서브캐리어의 PCFICH를 수신하여 L 값을 추출한다. 그런 다음, 단말은 651 단계에서 L 값에 따라 PDCCH를 수신하고, PHICH를 수신한다. 이어서, 단말은 653 단계에서 앞서(649 단계) 추출한 L 값에 따라 L 번째 심볼부터 PDCCH를 참조하여 PDSCH를 수신한다. 그런 다음, 655 단계로 진행한다.
한편, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인 경우 단말은 607 단계에서 LTE 단말 및 LTE-A 단말의 경우에 따라 다른 프로세스를 진행한다. 즉, LTE 단말의 경우 645 단계로 진행하고, LTE-A 단말의 경우 609 단계로 진행한다.
LTE 단말의 경우, 단말은 641 단계에서 PCFICH를 수신하여 L 값을 추출한다. 이때, 단말은 643 단계에서 추출한 L 값이 "2"인지 판단한다. L 값이 2인 경우, 단말은 PDCCH 및 PHIC를 수신하고, 645 단계로 진행하여 PDCCH 및 PHICH를 수신한다. 한편, L 값이 2가 아닌 경우, 단말은 655 단계로 진행한다.
즉, 645 내지 643 단계에서 현재 서브프레임이 MBSFN인 경우에는 LTE 단말은 접속된 캐리어 j에서 PCFICH L값을 수신하고, L 값이 2인 경우 L-1까지 PDCCH와 PHICH를 수신하고, L 값이 2가 아닌 경우에는 현재 서브프레임에 대한 수신을 중지한다.
현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이고 단말이 LTE-A 단말인 경우, 단말은 609 단계에서 대표 캐리어인 캐리어(carrier k)로 수신 주파수를 변경한 후, PCFICH를 수신하여 L 값을 추출하고, 611 단계에서 추출한 L 값에 따라 PDCCH 및 PHICH를 수신한다.
원본의 613, 629, 631 단계는 611 단계에서 수신한 PDCCH에 따라, 각 캐리어에 따른 서브프레임을 수신하는 과정을 나타낸다. 즉, 단말은 대표 캐리어를 포함하여, 캐리어 1 내지 캐리어 M 까지의 서브 프레임을 확인한다.
먼저, 단말은 615 단계에서 해당 캐리어가 대표 캐리어인지 여부를 판단한다.
615 단계의 판단 결과, 대표 캐리어가 아닌 경우, 단말은 617 단계에서 PCFICH를 수신하고, 619 단계에서 PHICH를 수신한다. 그런 다음, 단말은 621 단계에서 앞서(617 단계) 수신한 PCFICH의 L 값이 "2"인지 판단한다. 이때, L 값이 2인 경우, 단말은 623 단계에서 해당 서브 프레임에 자신에게 할당된 전송 자원이 있는 경우, 현재 캐리어의 PCFICH 값인 "2"와 대표 캐리어의 L 값과 비교하여 더 높은 수의 L 값에 따라, L-1 번째 심볼까지 PDCCH를 수신하고, L 번째 심볼부터 PDSCH를 수신한다. 한편, 621 단계의 판단 결과 L 값이 2가 아닌 경우, 단말은 625 단계에서 해당 서브 프레임에 자신에게 할당된 전송 자원이 있는 경우, 0번째 심볼부터 PDSCH를 수신한다. 여기서, 단말은 자신에게 할당된 전송 자원의 존재 여부는 611 단계에서 수신한 PDCCH를 통해 알 수 있다.
615 단계의 판단 결과, 해당 캐리어가 대표 캐리어인 경우에는 단말은 627 단계에서 L-1 심볼까지 제어 채널을 L 심볼부터는 데이터 채널을 수신한다.
단말은 655 단계에서 모든 캐리어에 대한 수신이 끝난 다음 서브프레임을 수신하여, 상술한 바와 같은 동작을 수행한다.
제2 실시예
본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용하는 서브프레임을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 다중 캐리어 전송에 사용하는 캐리어 중에서 대표 캐리어가 아닌 캐리어를 이용하여 스케줄링 정보를 전송해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 대표 캐리어의 PCFICH값 L과 무관하게 해당 서브프레임의 제어 채널의 양을 2로 고정(723)하는 방법이다.
이러한 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 해당 캐리어로 전송되는 서브프레임의 PCFICH를 "2"로 정하여도, 실제 전송되는 PDSCH는 대표 캐리어의 제어 정보를 이용하기 때문에, 대표 캐리어의 L값에 따라 PDSCH의 전송 시작점과 PDCCH 전송 영역이 정의 된다. 그러나 대표 캐리어는 많은 수의 단말을 스케줄링 할 수 있으며, L 값은 스케줄링 된 사용자 수에 비례하기 때문에 실제로 PCFICH가 2로 설정된 캐리어는 3번째 심볼을 사용하지 못하고 전송할 가능성이 매우 높다.
이 경우에 발생하는 자원 낭비를 방지하기 위해서 본 발명의 다른 실시 예에따르면, PCFICH가 "2"로 설정되는 캐리어(707, 723)의 경우, 단말은 대표 캐리어의 L값에 무관하게 제어 채널은 L-2, 즉, 1번 심볼까지 수신하며 데이터는 L번째 심볼부터 사용 가능하도록 하여 낭비를 방지할 수 있다.
그러면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 제어 채널 전송 방법을 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면 부호 803, 841 및 843 단계는 도면 부호 805 내지 523 단계가 기지국이 전송하고자하는 각 서브캐리어에 대해서 반복됨을 나타낸다.
기지국은 805 단계에서 현재 전송하고자하는 캐리어의 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인지 확인한다. 805 단계의 확인 결과, MBSFN 서브프레임인 경우 807 단계로 진행하고, MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 833 단계로 진행한다.
833 단계에서 기지국은 스케줄링 정보를 이용하여 PCFICH의 L 값을 결정하여 매핑하고, 835 단계에서 PHICH를 매핑한다. 그런 다음, 기지국은 837 단계에서 L-1 번째 심볼까지 PDCCH를 매핑하고, 839 단계에서 L 번째 심볼부터 데이터 채널PDSCH를 매핑한다.
807 단계에서 기지국은 현재 전송하고자하는 서브프레임이 대표 캐리어인지 확인한다. 이때, 대표 캐리어인 경우, 823 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 811 단계로 진행한다.
대표 캐리어인 경우, 823 단계에서 기지국은 다중 캐리어의 스케줄링 정보를 이용하여 PCFICH의 L값을 결정한다. 그런 다음, 기지국은 825 단계에서 PHICH를 해당 영역에 매핑한다. 이어서, 기지국은 827 단계에서 L-1번째 심볼까지 PDCCH를 매핑하고, 829 단계에서 L 번째 심볼부터 PDSCH를 매핑한다.
대표 캐리어가 아닌 경우, 기지국은 811 단계에서 PCFICH의 L 값을 2 또는 4로 설정한다. 앞서 설명한 바와 같이, 대표 캐리어가 아닌 캐리어를 이용하여 스케줄링 정보를 전송해야 하는 경우에는 PCFICH의 L 값을 2로 설정한다.
그런 다음, 기지국은 813 단계에서 PHICH를 매핑한다. 이어서, 기지국은 815 단계에서 앞서(811 단계) 설정한 L 값에 따라, L 값이 4 인 경우 819 단계로 진행하고, L 값이 2인 경우 821 단계로 진행한다. 단말은 819 단계에서 대표 캐리어의 PCFICH의 L 값이 4이므로, L-3 심볼부터 PDSCH를 매핑한다. 즉, 0번 심볼부터 PDSCH를 매핑한다. 한편, 단말은 821 단계에서 대표 캐리어의 PCFICH의 L 값이 2이므로, L-1 심볼부터 PDSCH를 매핑한다.
그러면, 상술한 바와 같이 매핑된 각 채널들이 전송되는 경우에 단말의 수신 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 채널 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에서, 도 6과 마찬가지로, 단말은 해당 기지국으로부터 SIB(System Information Block)을 수신하여, MBSFN 서브프레임 위치를 알고 있다고 가정한다. 또한, LTE-A 단말의 대표 캐리어는 캐리어 k(carrier k)라고 가정한다.
단말이 하향 링크 프레임을 수신하는 경우, 단말은 905 단계에서 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인지 확인한다. 이때, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인 경우 단말은 907 단계로 진행하고, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 단말은 953 단계로 진행한다.
현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이 아닌 경우 단말은 953 단계에서 현재 자신이 캠핑한 서브캐리어의 PCFICH를 수신하여 L 값을 추출한다. 그런 다음, 단말은 955 단계에서 L 값에 따라 PDCCH를 수신하고, PHICH를 수신한다. 이어서, 단말은 957 단계에서 앞서(953 단계) 추출한 L 값에 따라 L 번째 심볼부터 PDCCH를 참조하여 PDSCH를 수신한다. 그런 다음, 959 단계로 진행한다.
한편, 현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인 경우 단말은 907 단계에서 LTE 단말 및 LTE-A 단말의 경우에 따라 다른 프로세스를 진행한다. 즉, LTE 단말의 경우 945 단계로 진행하고, LTE-A 단말의 경우 909 단계로 진행한다.
LTE 단말의 경우, 단말은 945 단계에서 PCFICH를 수신하여 L 값을 추출한다. 이때, 단말은 949 단계에서 추출한 L 값이 "2"인지 판단한다. L 값이 2인 경우, 단말은 951 단계에서 PDCCH 및 PHICH를 수신하고, 959 단계로 진행한다. 한편, L 값이 2가 아닌 경우, 단말은 959 단계로 진행한다. 즉, 현재 서브프레임이 MBSFN인 경우에는 LTE 단말은 접속된 캐리어 j에서 PCFICH L값을 수신하고, L 값이 2인 경우 L-1까지 PDCCH와 PHICH를 수신하며, L 값이 2가 아닌 경우에는 현재 서브프레임에 대한 수신을 중지한다.
현재 서브프레임이 MBSFN 서브프레임이고 단말이 LTE-A 단말인 경우, 단말은 909 단계에서 대표 캐리어인 캐리어 k로 수신 주파수를 변경하여 PCFICH를 수신하여 L 값을 추출하고, 911 단계에서 추출한 L 값에 따라 PDCCH 및 PHICH를 수신한다.
913, 929, 931 단계는 911 단계에서 수신한 PDCCH에 따라, 어느 일 서브프레임의 각 캐리어들을 수신하는 과정을 나타낸다. 즉, 단말은 대표 캐리어를 포함하여, 캐리어 1 내지 캐리어 M 까지의 캐리어를 확인한다.
먼저, 단말은 915 단계에서 해당 캐리어가 대표 캐리어인지 여부를 판단한다.
915 단계의 판단 결과, 대표 캐리어가 아닌 경우, 단말은 917 단계에서 PCFICH를 수신하고, 919 단계에서 PHICH를 수신한다. 그런 다음, 단말은 921 단계에서 앞서(917 단계) 수신한 PCFICH의 L 값이 "2"인지 판단한다. 이때, L 값이 2인 경우, 단말은 925 단계에서 해당 서브 프레임에 자신에게 할당된 전송 자원이 있는 경우, 현재 캐리어의 PCFICH 값인 "2"를 참조하여, 1번째 심볼까지 PDCCH를 수신하고, 2번째 심볼부터 PDSCH를 수신한다. 한편, 921 단계의 판단 결과 L 값이 2가 아닌 경우, 단말은 923 단계에서 해당 서브 프레임에 자신에게 할당된 전송 자원이 있는 경우, 3번째 심볼부터 PDSCH를 수신한다. 923 및 925 단계에서, 단말은 자신 에게 할당된 전송 자원의 존재 여부는 911 단계에서 수신한 PDCCH를 통해 알 수 있다. 한편, 915 단계의 판단 결과, 해당 캐리어가 대표 캐리어인 경우에는 단말은 927 단계에서 L-1 심볼까지 제어 채널을 L 심볼부터는 데이터 채널을 수신한다.
단말은 959 단계에서 모든 캐리어에 대한 수신이 끝난 다음 서브프레임을 수신하여, 상술한 바와 같은 동작을 수행한다.
이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법에 대해서 살펴보았다. 이어서, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 송신 및 수신 장치에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 송신 장치의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 제어 채널 전송 장치는, 제어 채널을 구성하기 위한, 스케줄러(scheduler)(1001), 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005), 재전송지시채널(PHICH) 처리부(1007), 및 데이터제어채널(PDCCH) 처리부(1009)를 포함한다. 이때, 제어 채널을 구성 시, 단말과 서로 약속된 기준 심볼(RS, reference symbol)을 전송하기 위한 RS 처리부(1003)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 전송 장치는 데이터 채널을 구성하기 위한 데이터채널(PDSCH) 처리부(1013)를 더 포함하며, 이때, 제어 채널과 마찬가지로 데이터 채널 구성 시, 단말과 서로 약속된 기준 심볼(RS, reference symbol)을 전송하기 위한 RS 처리부(1011)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 송신기는 상술한 제어 채널들을 다중화하는 제1먹스(MUX)(1015), 데이터 채널을 다중화하는 제2먹스(MUX)(1017), 및 다중화된 제어 채널 및 데이터 채널을 시간 영역에서 다중화하는 시간영역먹스(time domain Mux) 및 다중화된 데이터 및 제어 채널을 전송하는 전송부(Tx)를 더 포함한다.
스케줄러(1001)는 다중 캐리어 전송 정보, MBSFN 정보, PHICH의 개수 등을 토대로 제어 채널 별 매핑 규칙을 결정하고, 그 정보에 따라 제어 채널의 심볼에 사용되는 양을 결정한다. 즉, PCFICH의 L 값을 결정한다. 이와 같이 결정된 L 값에 따라, 해당 서브프레임에 PDCCH의 사용 여부를 선택하여, PDCCH 처리부를 제어한다.
특히, 스케줄러(1001)는 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 대표 캐리어에 모든 캐리어의 데이터제어채널을 할당하도록, 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005) 및 데이터제어채널(PDCCH) 처리부(1013)를 제어한다. 또한, 스케줄러(1001)는 종속 캐리어에 데이터제어채널을 할당하지 않도록 상기 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005) 및 데이터제어채널(PDCCH) 처리부(1013)를 제어한다.
즉, 대표 캐리어의 경우에 PDCCH가 필요한 만큼의 L 값(L = 1 내지 L = 3)을 할당하도록 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005)를 제어하고, 해당 PDCCH를 대표 캐리어에 수납하여 전송하도록 데이터제어채널(PDCCH) 처리부(1013)를 제어한다. 또한, 종속 캐리어의 PCFICH의 L 값을 "4"로 설정하도록, 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005)를 제어하고, PDCCH가 종속 캐리어에 수납되지 않도록 데 이터제어채널(PDCCH) 처리부(1013)를 제어한다.
한편, 스케줄러(1001)는 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 어느 일 종속 캐리어에 데이터제어채널을 전송해야 할 경우, 종속 캐리어의 PCFICH의 L 값을 "2"로 설정하도록 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부(1005)를 제어할 수 있다.
PDFICH 처리부(1005)의 PDFICH 신호를 생성하며, 이때, L 값은 스케줄러(1001)의 제어에 따라 생성한다. 특히, PDFICH 처리부(1005)는 스케줄러의 제어에 따라, 다중 캐리어를 이용한 통신시 사용되는 대표 캐리어의 L 값에 대응한 서브프레임들의 L 값을 4로 설정한다. 이때, 만약 다중 캐리어로 전송하는 캐리어에 접속한 단말이 다중 캐리어 전송을 사용하지 않는 경우, 상향링크 및 기타 제어 채널 정보를 송수신 하기 위하여, 해당 서브프레임의 PCFICH를 2로 설정하여 전송할 수 있다.
PHICH 처리부(1007)는 개별 PHICH 신호 생성기로부터 8개의 PHICH 신호를 모아서 CDM을 생성하여 출력한다. 여기서, PHICH 신호는 하향링크 ACK/NACK 신호이다.
PDCCH 처리부(1009)는 서로 다른 단말기로 전송되는 PDCCH 신호를 생성하는 PDCCH 신호 생성기를 포함한다. 하나의 PDCCH가 점유하는 CCE의 개수는 스케줄러(1001)에 의해 결정된다. 또한, 스케줄러(1001)의 제어에 따라, PDCCH의 전송이 필요한 경우, 인터리빙을 수행한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 수신 장치의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 수신 장치의 구성 을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 제어 채널 수신 장치는,
수신 신호를 기저 대역으로 변환하여 출력하는 수신부(Rx)(1101), 기저대역신호를 데이터 채널 및 제어 채널로 역다중화하는 시간 영역 먹스(1105), 데이터 채널을 RS 신호와 PDSCH로 구분하여 출력하는 제3 먹스(1107), 제어채널을 RS 신호와 PHICH 및 PDCCH로 구분하여 출력하는 제4 먹스(1109)를 기본적으로 포함한다.
또한, 단말의 제어 채널 수신 장치는, 제어 채널 수신을 위한, 제어포맷지시채널(PCFICH) 수신부(1103), 채널추정기(channel estimator)(1115), 재전송지시채널(PHICH) 수신부(1117), 및 데이터제어채널(PDCCH) 수신부(1119)를 포함한다.
또한, 단말의 제어 채널 수신 장치는, 데이터 채널 수신을 위한 채널추정기(channel estimator)(1111), 및 데이터채널(PDSCH) 수신부(1113)를 포함한다.
수신 신호는 수신부(1101)를 거쳐 기저대역 신호로 변환되면, PCFICH 수신부(1103)는 PCFICH를 수신하여, L 값을 추출한다. 추출된 L 값에 따라, 각 제어 채널 및 데이터 채널의 영역이 구분된다.
특히, PCFICH 수신부(1103)는 PCFICH를 수신하여, L 값을 추출한다. 추출된 L 값에 따라, 모든 캐리어의 각 데이터제어채널 및 데이터채널의 영역이 구분된다.
채널 추정기(1115)는 제4 먹스(1109)로부터 출력된 RS 신호를 이용하여 채널을 추정한다. PHICH 수신부(1117) 및 PDCCH 수신부(1119)는 채널추정기(1115)가 추정한 채널 추정 값 및 PCFICH의 L 값에 따라, 각각 PHICH 및 PDCCH를 수신한다. 특 히, L 값에 따라, PDCCH 수신부(1117)는 PDCCH의 사용 유무 혹은 정의된 영역에 대하여 PDCCH의 수신 여부를 선택하며, PDCCH 수신이 필요한 경우 역인터리버를 수행한 후, PDCCH 디매핑을 통해 신호를 추출한 후 PDCCH를 복호한다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용한 송수신시, PDCCH 수신부(1117)는 대표 캐리어에서 PDCCH를 수신하여, 수신한 PDCCH에서 대표 캐리어를 포함하는 모든 캐리어의 자신에 할당된 자원(RE)을 알 수 있다. 즉, 다중캐리어를 이용하는 경우에는, 데이터제어채널(PDCCH) 수신부는 어느 일 서브프레임의 대표 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 대표 캐리어에서 데이터제어채널을 수신한다. 이때, 종속 캐리어로부터 추출한 채널 할당 지시가(L)에 따라 해당 종속 캐리어에 데이터제어채널이 존재하는 경우, 종속 캐리어로부터 추출한 채널 할당 지시자에 따라 해당 종속 캐리어에서 데이터제어채널을 수신할 수 있다.
채널 추정기(1111)는 제3 먹스(1107)로부터 출력된 RS 신호를 이용하여 채널을 추정한다. PDSCH 수신부(1113)는, PCFICH의 L 값 및 PDCCH의 수신 결과에 따라, 자신에 할당된 영역을 알 수 있다. 이에 따라, 추정된 채널 값으로부터 할당된 자원(RE)을 통해 데이터를 수신한다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용한 송수신시, PDSCH 수신부(1113)는 대표 캐리어의 데이터제어채널 수신부가 수신한 PDCCH로부터 모든 캐리어의 자신에 할당된 자원(RE)을 알 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 하향 링크 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하향 링크 프레임의 서브프레임 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서브프레임들을 가지는 하향 링크 프레임을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용하는 서브프레임을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 채널 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 캐리어를 이용하는 서브프레임을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 채널 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 채널 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 채널 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.

Claims (8)

  1. 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브 프레임의 제어 채널 전송 방법에 있어서,
    모든 캐리어의 데이터제어채널(PDCCH, Physical Data Control Channel)을 포함하는 상기 일 서브프레임의 대표 캐리어를 생성하는 대표 캐리어 생성 과정과,
    데이터제어채널이 전송되지 않음을 알리는 채널 할당 지시자(L)를 가지는 제어포맷지시채널(PCFICH, Physical Control Format Indicator Channel)를 포함하는 상기 일 서브프레임의 종속 캐리어들을 생성하는 종속 캐리어 생성 과정과,
    상기 일 서브 프레임을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 종속 캐리어 생성 과정은
    상기 종속 캐리어들 중 어느 일 종속 캐리어에 데이터제어채널 전송이 필요한 경우, 상기 종속 캐리어에 데이터제어채널을 포함됨을 알리는 채널 할당 지시자(L)를 가지는 제어포맷지시채널을 포함하는 상기 일 종속 캐리어를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 방법.
  3. 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브 프레임의 제어 채널 수신 방법에 있어 서,
    상기 일 서브 프레임의 대표 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)를 추출하는 과정과,
    상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 대표 캐리어의 데이터제어채널(PDCCH) 및 데이터채널(PDSCH, Physical Downlink Shared Channel)를 구분하여 수신하는 대표 캐리어 수신 과정과,
    종속 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 없는 경우, 종속 캐리어의 데이터제어채널 영역에서 데이터채널을 수신하는 종속 캐리어 수신 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 종속 캐리어 수신 과정은
    종속 캐리어에서 제어포맷지시채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 제어 채널 정보가 있는 경우, 종속 채널의 채널 할당 지시자(L)에 따라 제어 채널 및 데이터 채널을 구분하여 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 방법.
  5. 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 장치에 있어서,
    상기 일 서브프레임의 각 캐리어에 따라 데이터제어채널 및 데이터채널 영역을 구분하는 채널 할당 지시자(L)를 설정하는 제어포맷지시채널(PCFICH) 처리부;
    상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 생성하는 데이터제어채널(PDCCH) 처리부;
    상기 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터채널을 생성하는 데이터채널(PDSCH) 처리부; 및
    상기 일 서브프레임의 대표 캐리어에 모든 캐리어의 데이터제어채널을 할당하고, 종속 캐리어에 데이터제어채널을 할당하지 않도록 상기 제어포맷지시채널 처리부를 제어하는 스케줄러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스케줄러는
    상기 종속 캐리어 중 어느 일 캐리어에 데이터제어채널을 전송하는 경우, 종속 캐리어에 데이터제어채널을 할당하도록 상기 제어포맷지시채널 처리부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 전송 장치.
  7. 다중 캐리어를 사용하는 어느 일 서브프레임의 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 장치에 있어서,
    상기 일 서브프레임의 각 캐리어의 제어포맷지시채널에서 채널 할당 지시 자(L)를 추출하는 제어포맷지시채널(PCFICH) 수신부;
    상기 일 서브프레임의 대표 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 수신하는 데이터제어채널(PDCCH) 수신부; 및
    상기 일 서브프레임의 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 없는 경우, 종속 캐리어의 데이터제어채널 영역에서 데이터채널을 수신하는 데이터채널(PDSCH) 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터제어채널 수신부는
    상기 일 서브프레임의 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 종속 캐리어에 데이터제어채널이 있는 경우, 상기 종속 캐리어에서 추출한 채널 할당 지시자(L)에 따라 데이터제어채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 제어 채널 수신 장치.
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