KR20130071485A - 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 장치는 서로 다른 시간에 복수의 하향링크 서브프레임과 복수의 상향링크 서브프레임을 설정하는 제1 DL(downlink)-UL(uplink) 설정을 적용하여 기지국과 통신한다. 상기 무선 장치는 상기 기지국으로부터 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라, 적어도 하나의 보조 서브프레임을 이용하여 상기 기지국과 통신한다.

Description

무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION METHOD AND DEVICE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하향링크-상향링크 설정이 변경되는 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
3GPP LTE는 FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex)를 모두 지원한다. FDD에서 UL(Uplink) 전송과 DL(downlink) 전송이 서로 다른 주파수를 사용하고, TDD에서 UL 전송과 DL 전송이 동일한 주파수를 사용한다. 전이중(full duplex)-FDD를 지원하는 단말은 특정 시간에 UL 전송과 DL 수신이 동시에 가능하다. 반이중(half duplex)-FDD와 TDD를 지원하는 단말은 UL 전송과 DL 수신이 서로 다른 시간에 가능하다.
3GPP LTE의 TDD에서는 하나의 무선 프레임(radio frame)에 DL 서브프레임과 UL 서브프레임이 공존한다. 무선 프레임 내에서 DL 서브프레임과 UL 서브프레임의 위치를 미리 지정한 것을 UL-DL 설정(configuration) 이라 한다.
일반적으로 기지국이 특정 UL-DL 설정을 사용하면 거의 변경하지 않는 것을 고려하여 무선 통신 시스템이 설계되어 왔다. UL-DL 설정에 대해 단말과 기지국간에 미스매치가 발생하면 정상적인 통신이 어려울 수 있기 때문이다.
하지만, 요구되는 서비스의 종류가 다양해지고, 트래픽이 증가함에 따라 기지국이 보다 유연하게 UL-DL 설정을 변경할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 UL-DL 설정이 변경되는 과정에서의 통신 방법 및 이를 이용한 무선 장치를 제공하는 데 있다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 통신 방법은 서로 다른 시간에 복수의 하향링크 서브프레임과 복수의 상향링크 서브프레임을 설정하는 제1 DL(downlink)-UL(uplink) 설정을 적용하여 기지국과 통신하는 단계, 상기 기지국으로부터 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라, 적어도 하나의 보조 서브프레임을 이용하여 상기 기지국과 통신하는 단계, 및 상기 제2 UL-DL 설정을 적용하여 상기 기지국과 통신하는 단계를 포함한다.
상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 DL 서브프레임을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 UL 서브프레임을 포함할 수 있다.
상기 제2 UL-DL 설정이 적용되기 전까지 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 일정 시간 동안 이용될 수 있다.
상기 무선 통신 시스템은 TDD(Time Division Duplex) 시스템일 수 있다.
상기 무선 통신 시스템은 반이중(half duplex)-FDD(Frequency Division Duplex) 시스템일 수 있다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 무선 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부, 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 서로 다른 시간에 복수의 하향링크 서브프레임과 복수의 상향링크 서브프레임을 설정하는 제1 DL(downlink)-UL(uplink) 설정을 적용하여 기지국과 통신하고, 상기 기지국으로부터 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라, 적어도 하나의 보조 서브프레임을 이용하여 상기 기지국과 통신하고, 및 상기 제2 UL-DL 설정을 적용하여 상기 기지국과 통신한다.
기지국과 단말 간의 UL-DL 설정의 미스 매치로 인한 통신 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 UL 동기 HARQ를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 DL HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
도 5는 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 반이중(half duplex)-FDD(Frequency Division Duplex)를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
단말(User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), 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.
기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 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 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, 정규 CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
인덱스 ＃1과 인덱스 ＃6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
Figure pct00001
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 단말은 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 PUSCH상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 디코딩을 사용한다. 블라인드 디코딩은 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
도 2는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.
PUCCH는 서브프레임에서 RB 쌍(pair)으로 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 RB 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다. 동일한 m 값을 갖는 RB이 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있음을 보이고 있다.
3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, PUCCH는 다중 포맷을 지원한다. PUCCH 포맷에 종속된 변조 방식(modulation scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 PUCCH를 사용할 수 있다.
PUCCH 포맷 1은 SR(Scheduling Request)의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 1a/1b는 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a/2b는 CQI 및 ACK/NACK 신호의 동시(simultaneous) 전송에 사용된다. 서브프레임에서 ACK/NACK 신호만을 전송할 때 PUCCH 포맷 1a/1b이 사용되고, SR이 단독으로 전송될 때, PUCCH 포맷 1이 사용된다. SR과 ACK/NACK을 동시에 전송할 때에는 PUCCH 포맷 1이 사용되고, SR에 할당된 자원에 ACK/NACK 신호를 변조하여 전송한다.
하향링크 데이터를 수신하기 위해, 단말은 먼저 PDCCH 상으로 DL 자원 할당(또는 DL 그랜트라 함)을 수신한다. PDCCH의 검출에 성공하면, 단말은 PDCCH 상의 DCI를 읽는다. DCI 내의 DL 자원 할당을 이용하여 PDSCH 상의 하향링크 데이터를 수신한다. 또한, 상향링크 데이터를 전송하기 위해, 단말은 먼저 먼저 PDCCH 상으로 UL 자원 할당(또는 UL 그랜트라 함)을 수신한다. PDCCH의 검출에 성공하면, 단말은 PDCCH 상의 DCI를 읽는다. DCI 내의 상향링크 자원 할당을 이용하여 PUSCH 상으로 UL 데이터를 전송한다.
3GPP LTE는 UL 전송에서 동기(synchronous) HARQ를 사용하고, DL 전송에서 비동기(asynchronous) HARQ를 사용한다. 동기 HARQ는 재전송 타이밍이 고정된 것을 말하고, 비동기 HARQ는 재전송 타이밍이 고정되지 않는다. 즉, 동기 HARQ는 HARQ 주기로 초기 전송과 재전송이 수행된다.
도 3은 3GPP LTE에서 UL 동기 HARQ를 나타낸다.
단말은 기지국으로부터 n번째 서브프레임에서 PDCCH(310) 상으로 초기 UL 그랜트를 수신한다.
단말은 n+4번째 서브프레임에서 상기 초기 UL 그랜트를 이용하여 PUSCH(320) 상으로 UL 전송 블록(transport block)을 전송한다.
기지국은 n+8번째 서브프레임에서 PHICH(331)상으로 상기 UL 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 보낸다. ACK/NACK 신호는 상기 UL 전송 블록에 대한 수신 확인을 나타내며, ACK 신호는 수신 성공을 나타내고, NACK 신호는 수신 실패를 나타낸다. 상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때, 기지국은 PDCCH(332) 상으로 재전송 UL 그랜트를 보낼 수 있고, 또는 별도의 UL 그랜트를 보내지 않을 수도 있다.
NACK 신호를 수신한 단말은 n+12번째 서브프레임에서 PUSCH(340) 상으로 재전송 블록을 보낸다. 재전송 블록의 전송을 위해 단말은 PDCCH(332) 상으로 재전송 UL 그랜트를 수신하면 수신한 재전송 UL 그랜트를 이용하고, 재전송 UL 그랜트를 수신하지 않으면 초기 UL 그랜트를 이용한다.
기지국은 n+16번째 서브프레임에서 PHICH(351) 상으로 상기 UL 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 보낸다. 상기 ACK/NACK 신호가 NACK 신호일 때, 기지국은 PDCCH(352) 상으로 재전송 UL 그랜트를 보낼 수 있고, 또는 별도의 UL 그랜트를 보내지 않을 수도 있다.
n+4 번째 서브프레임에서의 초기 전송 후, n+12번째 서브프레임에서 재전송이 이루어지므로, 8 서브프레임을 HARQ 주기로 하여 동기 HARQ가 수행된다.
3GPP LTE의 FDD에서는 8개의 HARQ 프로세스가 수행될 수 있으며, 각 HARQ 프로세스는 0부터 7까지의 인덱스가 매겨진다.
TDD에서는 HARQ 프로세스의 개수는 표 1의 UL-DL 설정에 따라 다음 표와 같이 결정된다.
Figure pct00002
TDD UL-DL 설정 1-6 및 정규(normal) HARQ 동작에 대해, 서브프레임 n에서 UL 그랜트를 갖는 PDCCH 및/또는 PHICH 전송을 검출하면, 단말은 서브프레임 n+k에서 대응하는 PUSCH 전송을 수행한다. k는 다음 표과 같이 주어진다.
Figure pct00003
UL-DL 설정 0 및 서브프레임 번들링 동작에 관한 3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-05)의 8절을 참조할 수 있다.
FDD에서, 서브프레임 i에서 수신된 PHICH가 나르는 ACK/NACK은 서브프레임 i-4에서의 PUSCH 전송과 연관되어(associate) 있다고 할 수 있다.
TDD의 UL-DL 설정 1-6에서, 서브프레임 i에서 수신된 PHICH가 나르는 ACK/NACK은 서브프레임 i-k에서의 PUSCH 전송과 연관되어 있다고 할 수 있다. k는 다음 표과 같이 주어진다.
Figure pct00004
서브프레임 n에서 스케줄링된 PUSCH 전송에 대해 단말은 서브프레임 n+kPHICH에서 PHICH를 수신한다. FDD에서, kPHICH는 항상 4 이고, TDD에서, kPHICH는 다음 표와 같이 주어진다.
Figure pct00005
서브프레임 n+kPHICH에서 단말은 PHICH 자원을 인덱스 쌍 (ngroup PHICH, nseq PHICH)에 의해 식별한다. PHICH 그룹 인덱스 ngroup PHICH는 0부터 Ngroup PHICH-1 사이의 값을 가진다. 직교 시퀀스 인덱스 nseq PHICH은 직교 시퀀스의 인덱스를 나타낸다.
인덱스 쌍 (ngroup PHICH, nseq PHICH)은 다음과 같이 얻어진다.
Figure pct00006
Figure pct00007
여기서, nDMRS는 대응하는 PUSCH 전송과 연관되는 전송블록을 위한 가장 최근의 UL 그랜트내의 DMRS(demodulation refernence signal)의 순환 쉬프트를 가리킨다. DMRS는 PUSCH 전송에 사용되는 RS이다. NPHICH SF는 PHICH 변조에 사용되는 직교 시퀀스의 SF 크기이다. Ilowest _ index PRB _ RA는 해당되는 PUSCH 전송의 첫번째 슬롯에서 가장 작은 PRB 인덱스이다. IPHICH는 0 또는 1의 값이다. PHICH 그룹의 개수 Ngroup PHICH는 상위계층 시그널링에 의해 설정되는 파라미터이다.
ceil(x)는 x보다 크거나 같은 정수 중에서 최소값을 출력하는 함수이다. floor(x)는 x보다 작거나 같은 정수 중에서 최대값을 출력하는 함수이다.
도 4는 3GPP LTE에서 DL HARQ 수행의 일 예를 나타낸다.
단말은 PDCCH를 모니터링하여, n 번째 DL 서브프레임에서 PDCCH(501) 상으로 DL 자원 할당(또는 DL 그랜트라 함)을 수신한다. 단말은 DL 자원 할당에 의해 지시되는 PDSCH(502)를 통해 DL 전송 블록(transport block)을 수신한다.
단말은 n+4번째 UL 서브프레임에서 PUCCH(511) 상으로 상기 DL 전송 블록에 대한 ACK/NACK 신호를 전송한다. ACK/NACK 신호는 DL 전송 블록에 대한 수신 확인(reception acknowledgement)이라 할 수 있다.
ACK/NACK 신호는 상기 DL 전송 블록이 성공적으로 디코딩되면 ACK 신호가 되고, 상기 DL 전송 블록의 디코딩에 실패하면 NACK 신호가 된다. 기지국은 NACK 신호가 수신되면, ACK 신호가 수신되거나 최대 재전송 횟수까지 상기 DL 전송 블록의 재전송를 수행할 수 있다.
3GPP LTE에서는 PUCCH(511)를 위한 PUCCH 자원을 설정하기 위해, 단말은 PDCCH(501)의 자원 할당을 이용한다. PDCCH(501)의 전송에 사용되는 가장 낮은 CCE 인덱스(또는 첫번째 CCE의 인덱스)를 기반으로 PUCCH 자원을 결정한다. PUCCH 자원을 결정하는 데 사용되는 인덱스를 자원 인덱스라 한다.
TDD는 FDD(Frequency Division Duplex)와 달리 하나의 무선 프레임에 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 공존한다. 일반적으로 상향링크 서브프레임의 개수가 하향링크 서브프레임의 개수보다 적다. 따라서, ACK/NACK 신호를 전송하기 위한 상향링크 서브프레임이 부족하여, 복수의 하향링크 전송 블록에 대한 복수의 ACK/NACK 신호를 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송하는 것을 지원하고 있다. 3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-05)의 10.1절에 의하면, 채널 선택(channel selection)과 번들링(bundling)의 2가지 ACK/NACK 모드가 개시된다.
첫째로, 번들링은 단말이 수신한 PDSCH(즉, 하향링크 전송블록들)의 디코딩에 모두 성공하면 ACK을 전송하고, 이외의 경우는 NACK을 전송하는 것이다.
두번째로, 채널 선택은 ACK/NACK 다중화(multiplexing)이라고도 한다. 단말은 복수의 PUCCH 자원들 중 하나의 PUCCH 자원을 선택하여 ACK/NACK을 전송한다.
아래 표는 3GPP LTE에서 UL-DL 설정에 따른 UL 서브프레임 n과 연결된(associated) DL 서브프레임 n-k, 여기서, k∈K, M은 집합 K의 요소들의 개수를 나타낸다.
Figure pct00008
예를 들어, UL-DL 설정 5에서, UL 서브프레임 2는 {13,12,9,8,7,5,4,11,6}, 9개의 DL 서브프레임들이 연결되어 있다고 할 수 있다.
이제 다중 반송파(multiple carrier) 시스템에 대해 기술한다.
3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 요소 반송파(component carrier, CC)를 전제한다. 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크 각각에 하나의 CC만을 지원한다.
스펙트럼 집성(spectrum aggregation)(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성(carrier aggregation)이라고도 함)은 복수의 CC를 지원하는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
하나의 DL CC 또는 UL CC와 DL CC의 쌍(pair)는 하나의 셀에 대응될 수 있다. 따라서, 복수의 DL CC를 통해 기지국과 통신하는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
도 5는 다중 반송파의 일 예를 나타낸다.
DL CC와 UL CC가 각각 3개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 각 DL CC에서 PDCCH와 PDSCH가 독립적으로 전송되고, 각 UL CC에서 PUCCH와 PUSCH가 독립적으로 전송된다. DL CC-UL CC 쌍이 3개가 정의되므로, 단말은 3개의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
단말은 복수의 DL CC에서 PDCCH를 모니터링하고, 복수의 DL CC를 통해 동시에 DL 전송 블록을 수신할 수 있다. 단말은 복수의 UL CC를 통해 동시에 복수의 UL 전송 블록을 전송할 수 있다.
DL CC ＃1과 UL CC ＃1의 쌍이 제1 서빙 셀이 되고, DL CC ＃2과 UL CC ＃2의 쌍이 제2 서빙 셀이 되고, DL CC ＃3이 제3 서빙 셀이 된다고 하자. 각 서빙 셀에는 셀 인덱스(Cell index, CI)를 통해 식별될 수 있다. CI는 셀 내에서 고유할 수 있고, 또는 단말-특정적일 수 있다. 여기서는, 제1 내지 제3 서빙셀에 CI=0, 1, 2가 부여된 예를 보여준다.
서빙 셀은 1차 셀(primary cell)과 2차 셀(secondary cell)로 구분될 수 있다. 1차 셀은 1차 주파수에서 동작하고, 단말인 초기 연결 확립 과정을 수행하거나, 연결 재확립 과정을 개시하거나, 핸드오버 과정에서 1차셀로 지정된 셀이다. 1차 셀은 기준 셀(reference cell)이라고도 한다. 2차 셀은 2차 주파수에서 동작하고, RRC 연결이 확립된 후에 설정될 수 있으며, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 항상 적어도 하나의 1차 셀이 설정되고, 2차 셀은 상위 계층 시그널링(예, RRC 메시지)에 의해 추가/수정/해제될 수 있다.
1차 셀의 CI는 고정될 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 CI가 1차 셀의 CI로 지정될 수 있다. 이하에서는 1차 셀의 CI는 0이고, 2차 셀의 CI는 1부터 순차적으로 할당된다고 한다.
일반적으로 TDD 시스템에서 UL-DL 설정은 특정 시간 단위로 반복된다. 3GPP LTE TDD 시스템에서 UL-DL 설정은 무선 프레임 단위로 반복되도록 설정될 수 있다.
네트워크는 트래픽 상황이나 간섭 환경의 변화 등에 따라 UL-DL 설정을 변경할 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 DL HARQ 타이밍, UL HARQ 타이밍 등은 UL-DL 설정에 따라 바뀐다. 기설정된 UL-DL 설정에서 새로운 UL-DL 설정이 바뀌는 동안 기지국과 단말 간에 UL-DL 설정의 미스매치가 발생할 수 있다. 기지국은 새로운 UL-DL 설정을 보내지만, 단말은 미처 새로운 UL-DL 설정을 적용하지 못하는 구간이 생길 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S610에서, 기지국은 단말에게 제1 UL-DL 설정을 보내고, 단말은 제1 UL-DL 설정을 적용하여 기지국과 통신한다.
단계 S620에서, 기지국은 UL-DL 설정을 변경할지 여부를 결정한다. 기지국은 트래픽 상황이나 간섭 환경의 변화 등에 따라 UL-DL 설정을 변경할 수 있다.
단계 S630에서, 기지국은 단말에게 제2 UL-DL 설정을 보낸다. 제2 UL-DL 설정은 제1 UL-DL 설정을 오버라이드하는 UL-DL 설정이다.
제2 UL-DL 설정은 시스템 정보를 통해 수신될 수 있다. 또는, 제2 UL-DL 설정은 RRC 메시지, MAC 메시지 및 물리 채널 중 적어도 어느 하나를 통해 수신될 수 있다. 제2 UL-DL 설정은 2차 셀을 활성화 또는 비활성화하는 메시지를 통해 수신될 수 있다.
단계 S640에서, 단말은 제2 UL-DL 설정을 적용하기 전에 보조(auxiliary) 서브프레임을 이용하여 기지국과 통신한다. 보조 서브프레임은 기존 UL-DL 설정을 오버라이드하는 새로운 UL-DL 설정을 수신할 때, 임시적으로 사용되는 DL 서브프레임 및/또는 UL 서브프레임을 포함한다.
보조 서브프레임은 제2 UL-DL 설정을 적용하기 전에 일정 기간(이를 재설정 구간이라 한다) 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 n에서 제2 UL-DL 설정이 수신되면, 서브프레임 n+k까지 보조 서브프레임이 사용될 수 있다. k＞1 이며, 예를 들어, k=8 일 수 있다. k 값은 미리 정의되거나, 기지국이 단말에게 k 값을 알려줄 수 있다.
보조 서브프레임은 타이머가 동작 중인 동안 사용될 수 있다. 타이머는 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라 개시된다. 타이머가 만료되면 재설정 구간이 끝나고 제2 UL-DL 설정이 적용된다. 타이머 값은 미리 정의되거나, 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
단계 S650에서, 단말은 제2 UL-DL 설정을 적용하여 기지국과 통신한다.
보조 서브프레임은 제1 UL-DL 설정과 제2 UL-DL 설정에서 공통인 DL 서브프레임 및/또는 UL 서브프레임을 포함할 수 있다. 제1 UL-DL 설정과 제2 UL-DL 설정에서 모두 공통적으로 DL 서브프레임인 서브프레임들 중 적어도 하나가 보조 서브프레임으로 지정될 수 있다. 제1 UL-DL 설정과 제2 UL-DL 설정에서 모두 공통적으로 UL 서브프레임인 서브프레임들 중 적어도 하나가 보조 서브프레임으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 제1 UL-DL 설정이 표 1의 UL-DL 설정 1이고, 제2 UL-DL 설정이 표 1의 UL-DL 설정 2라고 하자. 보조 서브프레임은 공통 DL 서브프레임인 서브프레임 0, 5, 9 중 적어도 어느 하나와 공통 UL 서브프레임인 서브프레임 2, 7 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 UL-DL 설정에서 제2 UL-DL 설정으로 재설정 구간 동안 단말과 기지국은 보조 서브프레임을 통해 데이터 및 제어 정보를 송신 또는 수신할 수 있다. 단말은 재설정 구간 동안 보조 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대한 PDSCH/PUSCH 스케줄링, PDSCH/PUSCH 재전송, PHICH 수신, UL ACK/NACK 송신 등을 무시할 수 있다.
보조 서브프레임은 시스템 정보, 브로드캐스트 정보 및 제어 정보의 수신에 사용될 수 있으며, 단말 특정 데이터의 송신에 사용되는 PUSCH/PUCCH의 전송은 제한될 수 있다.
보조 서브프레임은 DL 서브프레임 만 포함할 수 있다. 보조 DL 서브프레임을 통해 수신된 PDSCH에 따라 UL ACK/NACK가 전송될 수 있다. 보조 DL 서브프레임을 통해 수신된 UL 그랜트에 따라 PUSCH는 전송될 수 있다.
보조 서브프레임은 UL 서브프레임 만 포함할 수 있다. 기지국은 보조 UL 서브프레임의 UL ACK/NACK 및/또는 PUSCH 전송 타이밍에 따라 DL PDSCH/PDCCH 전송을 스케줄링할 수 있다.
모든 UL-DL 설정에서 공통인 DL/UL 서브프레임이 보조 서브프레임으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 표 1에서 서브프레임 0, 5는 모든 UL-DL 설정에서 DL 서브프레임이고, 서브프레임 2는 모든 UL-DL 설정에서 UL 서브프레임이다. 보조 서브프레임은 서브프레임 0, 2, 5 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
UL-DL 설정들을 복수의 그룹으로 나누고, 각 그룹별로 보조 서브프레임이 정의될 수 있다. 예를 들어, 표 1에서 스위칭 포인트 주기가 5ms인 제1 그룹(UL-DL 설정 0, 1, 2, 6)과 스위칭 포인트 주기가 10ms인 제2 그룹(UL-DL 설정 3, 4, 5)으로 나누고, 각 그룹 마다 공통인 DL/UL 서브프레임이 보조 서브프레임으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹에 속하는 UL-DL 설정에 대해 보조 서브프레임은 서브프레임 0, 2, 5, 7 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 그룹에 속하는 UL-DL 설정에 대해 보조 서브프레임은 서브프레임 0, 2, 5, 6, 7, 8 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
보조 서브프레임은 기지국에 의해 설정될 수 있다. 제2 UL-DL 설정을 포함하는 메시지에 보조 서브프레임에 관한 정보가 포함될 수 있다..
UL-DL 설정 0과 1을 고려하자. 표 3에서, UL 서브프레임 2의 PDSCH는 DL 서브프레임 6의 PDCCH에 의해 스케줄링된다. 표 4에서, UL 서브프레임 2의 PUSCH에 대한 PHICH는 DL 서브프레임 6를 통해 전송된다. 표 6에서, DL 서브프레임 6의 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 UL 서브프레임 2를 통해 전송된다. 따라서 UL-DL 설정 0과 1 사이의 재설정시 보조 서브프레임은 서브프레임 2 및 6 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
보조 서브프레임을 이용하여 통신을 수행하는 재설정 구간 동안에 보조 DL 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대해서는 DL/UL 상태가 불분명하므로 단말이 DL 채널 상태(DL CSI(channel state information) 또는 무선 링크 품질(radio link quality))을 측정할 수 있는지 여부가 불분명해진다. 보조 DL 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대해서는 DL 채널 상태를 측정하지 않도록 제한이 가해질 수 있다.
보조 DL 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대해서 일부 기능이 제한될 수 있다. 예를 들어, 보조 DL 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 SPS(semi-persistent scheduling) PDSCH를 전송하지 않을 수 있다. SPS PDSCH가 전송되더라도 SPS PDSCH에 대한 재전송을 수행하지 않을 수 있다. 또는, 재전송은 보조 DL 서브프레임에서만 하도록 제한될 수 있다.
보조 UL 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 CSI를 보고하지 않도록 하거나 SRS(sounding reference signal)를 전송하지 않도록 제한할 수 있다. 보조 UL 서브프레임이 아닌 서브프레임에서 SPS PUSCH를 전송하지 않을 수 있다. SPS PUSCH가 전송되더라도 SPS PUSCH에 대한 재전송을 수행하지 않을 수 있다. 또는, 재전송은 보조 UL 서브프레임에서만 하도록 제한될 수 있다.
재설정 구간 동안 DL 채널 상태 보고 및/또는 SRS 전송을 금지할 수 있다.
상기 실시예는 제1 DL-UL 설정과 제 2 DL-UL 설정 사이에 보조 서브프레임을 사용하는 것을 기술하였으나, 보조 서브프레임에 해당되는 DL 서브프레임 및/또는 UL 서브프레임에서만 DL 전송 혹은 UL 전송이 고정되고, 이외의 서브프레임은 기지국의 스케줄링에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 보조 서브프레임으로 UL 서브프레임 2와 DL 서브프레임 6이 설정된다고 하자. 보조 UL 서브프레임 2는 UL 전송만 가능하고, 보조 DL 서브프레임 6은 DL 전송만 가능하다. 보조 서브프레임이 아닌 서브프레임 0은 기지국이 UL 전송 또는 DL 전송을 임의로 스케줄링할 수 있다. 다른 예로서, 보조 서브프레임으로 DL 서브프레임 0와 DL 서브프레임 5가 설정된다고 하자. 보조 DL 서브프레임 0와 5는 DL 전송만 가능하고, 보조 서브프레임이 아닌 서브프레임들은 기지국이 UL 전송 또는 DL 전송을 임의로 스케줄링할 수 있다.
전술한 실시예는 TDD 시스템을 예를 들어 기술하고 있으나, 본 발명은 DL 전송과 UL 전송이 서로 다른 시점에 이루어지는 다양한 시스템에 적용될 수 있다.
도 7은 반이중(half duplex)-FDD(Frequency Division Duplex)를 나타낸다. 반이중-FDD는 UL 전송과 DL 전송이 서로 다른 주파수를 사용하지만, UL 전송과 DL 수신이 동시에 가능하지 않다. 반이중-FDD 시스템도 UL-DL 설정이 정의될 수 있으며, 재설정 구간 동안 제안된 보조 서브프레임이 적용될 수 있다.
상기의 실시예는 단말의 UL-DL 재설정을 예시적으로 기술하나, 제안된 발명은 M2M(Machine To Machine) 기기 또는 MTC(Machine-Type Communication) 기기의 UL-DL 재설정에 적용될 수 있다. MTC(Machine-Type Communication)는 인간의 상호 작용(interaction)이 필요하지 않은 하나 이상의 개체(entity)를 포함하는 데이터 통신의 한 형태이다. 즉, MTC는 인간이 사용하는 단말이 아닌 기계 장치가 기존 무선 통신 네트워크를 이용하여 통신하는 개념을 일컫는다. MTC에 사용되는 기계 장치를 MTC 기기(MTC device)라 할 수 있으며, MTC 기기는 자동 판매기, 댐의 수위를 측정하는 기계 등으로 다양하다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하고, 전술한 도 6의 실시예에서 기지국(50)의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 UL-DL 설정을 관리하고, 필요에 따라 UL-DL 설정을 변경할 수 있다.
무선 장치(60)는 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하고, 전술한 도 6의 실시예에서 단말의 동작은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(61)는 UL-DL 설정을 적용하여 기지국(50)과 통신하고, 재설정 구간 동안 보조 서브프레임을 설정한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 통신 방법에 있어서,
    서로 다른 시간에 복수의 하향링크 서브프레임과 복수의 상향링크 서브프레임을 설정하는 제1 DL(downlink)-UL(uplink) 설정을 적용하여 기지국과 통신하는 단계;
    상기 기지국으로부터 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라, 적어도 하나의 보조 서브프레임을 이용하여 상기 기지국과 통신하는 단계; 및
    상기 제2 UL-DL 설정을 적용하여 상기 기지국과 통신하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 DL 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 UL 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임에 관한 정보는 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 UL-DL 설정이 적용되기 전까지 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 일정 시간 동안 이용되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 타이머가 동작 중인 동안 이용되고, 상기 타이머는 상기 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라 개시되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 시스템은 TDD(Time Division Duplex) 시스템인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 시스템은 반이중(half duplex)-FDD(Frequency Division Duplex) 시스템인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 무선 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부;
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 서로 다른 시간에 복수의 하향링크 서브프레임과 복수의 상향링크 서브프레임을 설정하는 제1 DL(downlink)-UL(uplink) 설정을 적용하여 기지국과 통신하고;
    상기 기지국으로부터 제2 UL-DL 설정을 수신함에 따라, 적어도 하나의 보조 서브프레임을 이용하여 상기 기지국과 통신하고; 및
    상기 제2 UL-DL 설정을 적용하여 상기 기지국과 통신하는 무선 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 DL 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 상기 제1 UL-DL 설정과 상기 제2 UL-DL 설정에서 공통되는 적어도 하나의 UL 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 제2 UL-DL 설정이 적용되기 전까지 상기 적어도 하나의 보조 서브프레임은 일정 시간 동안 이용되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 무선 장치는 TDD(Time Division Duplex) 또는 반이중(half duplex)-FDD(Frequency Division Duplex)를 지원하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
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