KR20140042416A - 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이동 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 수신하고, 상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하고, 데이터 채널 및 응답 채널 간 전송 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 동적으로 하향링크와 상향링크의 자원양이 시변하는 시스템에서 하향링크와 상향링크의 하이브리드 재전송 요구(Hybrid Automatic Repeat request: HARQ)를 동적인 시스템 변경에도 끊김 없이 지속시킬 수 있도록 하는 기지국과 단말의 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동 통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다.
근래에는 차세대 이동 통신 시스템 중 하나로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. 상기 LTE 시스템은 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이며 현재 규격화가 거의 완료되었다. LTE 규격 완료에 발맞춰 최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 보다 향상시키는 진화된 LTE 시스템(LTE-Advanced: LTE-A)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 이하 LTE 시스템이라 함은 기존의 LTE 시스템과 LTE-A 시스템을 포함하는 의미로 이해하기로 한다.
기존의 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 시스템은 하나의 주파수 대역을 시간적으로 하향링크와 상향링크로 분리하여 사용한다. 이와 같은 TDD 시스템에서는 하향링크와 상향링크 HARQ 지원을 위해 데이터 채널, 제어 채널 및 응답 채널이 서로 유기적으로 운영되어야 한다. 또한 인접 셀에 의한 링크(상향링크 및 하향링크) 간 간섭을 방지하기 위하여 각 링크의 구성을 미리 결정하고, 이를 모든 셀이 동시에 사용하도록 함으로써 각각의 구성에 따라 하향링크와 상향링크의 HARQ 지원을 위한 채널들의 전송 방법이 사용될 수 있도록 해야 한다.
한편, 진화된 TDD 시스템인 동적 TDD 시스템에서는 셀 간에 서로 다른 링크의 구성을 가질 수 있으며, 이러한 구성은 시변(time varying)될 수 있는 특징이 있다. 이와 같은 특징에 따라, 하나의 셀에서 시스템의 구성이 변경되어 HARQ의 전송 방법도 계속 변경될 경우, 시스템 구성 변경 전과 후의 HARQ 재전송을 지속시킬 수 없는 문제가 발생하며 결과적으로 동적 TDD 시스템의 성능이 감소하게 된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치를 제안한다.
그리고 본 발명은 HARQ 과정을 지속시킴과 동시에 변경된 TDD 시스템의 상향링크와 하향링크 데이터 채널의 자원을 최대로 사용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 단말의 데이터 송수신 방법에 있어서, 기지국으로부터 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 수신하는 과정과, 상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 과정과, 데이터 채널 및 응답 채널 간 전송 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하며, 상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서, 동적 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 단말로 전송하는 과정과, 상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 과정과, 데이터 채널 및 응답 채널 간 수신 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 포함하며, 상기 수신 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 이동 통신 시스템에서 단말에 있어서, 기지국으로부터 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 수신하는 수신부와, 상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 제어부와, 데이터 채널 및 응답 채널 간 전송 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하며, 상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서, 동적 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 단말로 전송하는 송신부와, 상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 제어부와, 데이터 채널 및 응답 채널 간 수신 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 단말로부터 수신하는 수신부를 포함하며, 상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 한다.
본 발명은 기지국이 동적으로 TDD 구성 정보를 변경하는 동안에도 스케줄링 단말들의 하향링크와 상향링크에서 발생한 재전송 여부에 무관하게 지속적으로 셀 내에서 상향링크와 하향링크 자원을 시변 할당할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 HARQ 과정을 지속시킴과 동시에 변경된 TDD 시스템의 상향링크와 하향링크 데이터 채널의 자원을 최대로 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 제안하는 라디오프레임 구성 변경 운영 방법을 통해 재전송이나 초기 전송을 위한 제어 채널 전송 자원이 없는 경우, 제어 채널 전송을 보장할 수 있는 TDD 구성을 변경 이전과 이후의 라디오 프레임 사이에 삽입하여 운영함으로써 모든 HARQ을 끊김 없이 운영할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 이동 통신 시스템에서 사용되는 하향링크 및 상향링크 서브프레임을 도시한 도면,
도 2는 이동 통신 시스템에서 데이터 채널의 재전송 과정을 도시한 도면,
도 3은 동적 TDD 시스템의 동작을 도시한 도면,
도 4는 TDD 구성 정보가 변경됨으로 인해 상향링크 HARQ process 과정에서 발생하는 타이밍 문제를 도시한 도면,
도 5는 TDD 구성 정보가 변경됨으로 인해 하향링크 HARQ process 과정에서 발생하는 타이밍 문제를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 상향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 상향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 하향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 HARQ 과정을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제5실시 예에 따른 HARQ 과정을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작을 도시한 순서도,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구성을 보인 블록 구성도,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구성을 보인 블록 구성도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 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.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 기지국에서 단말로 하향링크 신호를 전송하고 단말에서 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 통신 시스템을 위한 것이다. 하향링크 신호는 단말로 전송되는 데이터 신호가 포함되는 데이터 채널, 제어 신호를 전송하는 제어 채널, 채널 추정 및 채널 피드백을 위한 기준 신호(Reference Signal: RS)를 포함한다. 기지국은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)과 DL CCH(Downlink Control Channel)을 통해 각각 데이터 채널과 제어 채널을 단말에 전송한다. 상향링크 신호는 단말이 전송하는 데이터 채널과 제어 채널 및 기준 신호를 포함하며, 데이터 채널은 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)로 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 통해 전송된다.
기지국은 다수의 기준 신호를 가질 수 있다. 상기 다수의 기준 신호는 공통 기준 신호(Common Reference Signal: CRS), 채널 정보용 기준 신호(Channel stat information RS: CSI-RS) 및 복조용 신호 혹은 단말 전용 기준 신호 (Demodulation Reference Signal: DMRS)를 포함한다. 상기 CRS는 하향링크 전대역에 걸쳐서 전송되며 셀 안의 모든 단말이 신호의 복조 및 채널 추정을 위해 사용한다. 기지국은 CRS 전송에 사용되는 자원을 줄이기 위해서 단말의 스케줄링된 영역에만 DMRS를 전송하고, 이를 위한 채널 정보를 획득하기 위해 시간 및 주파수 축에서 CSI-RS를 전송한다. 이에 대해 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 이동 통신 시스템에서 사용되는 하향링크 및 상향링크 서브프레임을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국의 스케줄링 단위는 하향링크 서브프레임(110)으로, 하나의 하향링크 서브프레임(110)은 두 개의 슬롯(slot)(120)을 포함하며 총
Figure pat00001
개의 심볼로 구성되어 있어 제어 채널과 데이터 채널, 기준 신호를 전송한다. 시간적으로 빠른
Figure pat00002
개의 심볼은 제어 채널(130)을 전송하는데 사용되며, 나머지 심볼인
Figure pat00003
까지는 데이터 채널(140)의 전송에 사용된다. 전송 대역폭은 주파수 상에서 자원 그룹(Resource Block: RB)으로 구성되며, 각각의 RB는 총
Figure pat00004
개의 부반송파 혹은 RE(Resource Element)로 구성되어 있으며 시간 축으로 2개의 슬롯과 하나의 RB 단위를 PRB pair로 칭한다. 하나의 PRB pair에는 CRS(150), CSR-RS, DMRS(151)가 전송된다.
도면부호 111은 상향링크 서브프레임을 도시한 것이다. 상향링크 서브프레임(111)은 두 개의 슬롯으로 나뉘며, 하향링크 제어 채널이 시간 축으로 구분되는 것과 다르게 상향링크 제어 채널(170)은 주파수 축에서 데이터 채널(160)과 구분된다. 상향링크 데이터 채널(160)과 제어 채널(170)은 모두 각자의 DMRS(161, 171)을 이용하여 전송된다.
하기 표 1은 TDD 시스템에서 라디오프레임(radioframe) 구성을 나타낸 표이다. 상기 라디오프레임은 총 7가지 구성을 가지며, 10개의 서브프레임으로 구성된 하나의 라디오프레임은 하기 표 1에 나타난 바와 같이 각 서브프레임의 전송 방향이 결정된다. 하기 표 1에서'D'는 하향링크 전송을 나타내며, 'U'는 상향링크 전송을 나타내며,'S'는 특별(special) 서브프레임으로서 일부 심볼은 하향링크로 사용되고 나머지 심볼은 상향링크 전송에 사용되는 서브프레임을 나타낸다. 일반적으로 특정 서브프레임은 하향링크와 상향링크 간의 링크 전환 시간을 보장하기 위해 존재하며, 하향링크 제어 채널과 데이터 채널 전송은 가능하지만 상향링크는 제어 채널과 데이터 전송은 불가능하다. 하지만 상기 특정 서브프레임은 상향링크 채널 추정을 위한 기준 신호의 전송은 가능하다.
TDD 시스템 구성 서브프레임에 따른 전송 방향
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 D S U U U D S U U U
1 D S U U D D S U U D
2 D S U D D D S U D D
3 D S U U U D D D D D
4 D S U U D D D D D D
5 D S U D D D D D D D
6 D S U U U D S U U D
DCI(Dedicate control information)는 여러 가지 목적으로 단말에 전송될 수 있다. 일 예로, 일부 DCI는 하향링크 데이터 채널이나 상향링크 데이터 채널의 스케줄링 목적으로 사용되며, 다른 DCI는 시스템 정보를 전달하거나 초기 접속을 위해 혹은 페이징을 위해 전송되고, 또 다른 DCI는 단말의 전력 제어를 위해 전송될 수 있다.
DCI는 CRS(Cyclic Redundancy Check) 비트(bit)를 포함하는데 이는 단말로 하여금 자신에게 전송된 DCI를 확인하게 하기 위함이다. 상기 DCI는 RNTI(Radio network temporary identifier)를 CRC에 스크램블하여 전송하는데, 기지국은 단말에 스케줄링을 위한 RNTI로서 C-RNTI(Cell RNTI)를 할당하고 이를 DCI의 CRC에 스크램블링하여 전송한다. 다양한 목적에 의해 시스템 정보 전송을 위한 RNTI, 초기 접속을 위한 RNTI 및 페이징을 위한 RNTI가 존재한다.
도 2는 이동 통신 시스템에서 데이터 채널의 재전송 과정을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 2에는 하향링크와 상향링크에서 제어 채널과 데이터 채널, 그리고 재전송 과정이 도시되어 있다. 일련의 데이터 채널 전송 과정은 하이브리드 재전송 요구(HARQ, Hybrid Automatic Repeat reQuest) 과정(이하 'HARQ process'라 칭함)이라 할 수 있으며, 이를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
기지국은 상향링크 HARQ process를 시작하기 위하여 초기 데이터 전송에 대한 DCI 정보(210)를 CCH(Control Channel)(220)에 담아 단말에 상향링크 전송에 대한 스케줄링 정보를 전달한다. 이후 단말은 t1시간(221) 이후에 상향링크 데이터 채널(즉, PUSCH)(230)을 전송한다. t1의 시간(221)은 단말이 스케줄링 정보를 수신하고 데이터 채널을 만들어 전송하기까지 필요한 시간을 고려한 시간이다. 단말로부터 데이터 채널을 수신한 기지국은 t2시간(222) 이후에 단말이 전송한 데이터 채널에 대한 응답(ACK/NACK)을 PHICH(Physical HARQ indicator channel)에 전송하고 재전송이 필요한 경우에는 재전송을 위한 DCI(240)를 구성하여 단말에 전송한다. t2시간(222)은 기지국이 단말로 데이터 채널을 수신하고 응답 신호를 구성하기까지의 시간을 고려한 시간이다. 이후 재전송이 필요한 경우 도면부호 240과 250에 나타난 바와 같이 재전송 데이터 채널 전송과 재전송을 위한 제어 채널 전송이 지속적으로 반복된다.
t1시간(221)과 t2시간(222)은 표 1에 나타난 바와 같은 라디오프레임 구성에 따라 서로 다르게 정의될 수 있다. 이는 각 라디오프레임의 상향링크 서브프레임의 위치가 서로 다르기 때문이다. 하기 표 2는 TDD 구성에 따른 t1시간을 나타낸 표이다. 하기 표 2를 참조하면, 제어 채널이 전송되는 서브프레임 n을 기준으로 n번째 서브프레임에서 수신된 제어 채널에 대한 데이터 채널은 n+t1에 전송됨을 알 수 있다. 하기 표 3은 TDD 구성에 따른 t2시간을 나타낸 표이다. 하기 표 3을 참조하면, PHICH 혹은 재전송 제어 채널이 전송되는 서브프레임 i를 기준으로 i-t2에서 상향링크 데이터 채널이 전송됨을 알 수 있다.
TDD UL / DL
Configuration 		subframe number n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 4 6 4 6
1 6 4 6 4
2 4 4
3 4 4 4
4 4 4
5 4
6 7 7 7 7 5
TDD UL / DL
Configuration 		subframe number i
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 7 4 7 4
1 4 6 4 6
2 6 6
3 6 6 6
4 6 6
5 6
6 6 4 7 4 6
한편, TDD 구성에 따른 상향링크 HARQ의 시간 관계의 정의에 따라 각 TDD 구성에 따른 총 상향링크 HARQ process 개수는 하기 표 4에 나타난 바와 같다.
TDD UL / DL configuration Number of HARQ processes for normal HARQ operation
0 7
1 4
2 2
3 3
4 2
5 1
6 6
하기 표 5는 TDD 시스템에서 상향링크 데이터 채널 스케줄링을 위한 DCI에 포함되는 주요 정보 필드를 나타낸 표이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 기지국은 하향링크 HARQ process를 시작하기 위하여 초기 데이터 전송에 대한 DCI 정보(260)를 CCH(261)에 담아 단말에 하향링크 전송에 대한 스케줄링 정보를 전달한다. 단말은 제어 채널(261)을 수신하고 동일한 서브프레임에서 하향링크 데이터 채널(262)을 수신한다. 기지국으로부터 PDSCH(262)를 수신한 단말은 t3시간(263) 이후에 단말에 수신된 데이터 채널에 대한 응답(ACK/NACK)을 PUCCH(Physical Uplink control channel)에 전송하고 이를 수신한 기지국은 재전송이 필요한 경우에는 재전송을 위한 DCI(266)를 구성하여 t4시간(265) 이후에 단말에 재전송 데이터 채널과 함께 전송한다. t3시간(263)은 단말이 기지국으로부터 데이터 채널을 수신하고 응답 채널을 구성하기까지의 시간을 고려한 시간이다. 이후 재전송이 필요한 경우 도면부호 264와 266에 나타난 바와 같이 재전송 데이터 채널 전송과 재전송을 위한 제어 채널 전송이 지속적으로 반복된다.
t3 시간(263)은 표 1에 나타난 바와 같이 라디오프레임 구성에 따라 서로 다르게 정의될 수 있다. 이는 각 라디오프레임의 응답 채널(PUCCH)을 전송할 수 있는 상향링크 서브프레임의 위치가 서로 다르기 때문이다. 하기 표 5는 t3시간을 나타낸 표이다. 하기 표 5를 참조하면, 제어 채널이 전송되는 서브프레임 n을 기준으로 n번째 서브프레임에서 전송하는 상향링크 응답 채널은 n-t3번째 서브프레임에서 수신된 데이터 채널에 대한 응답 채널임을 알 수 있다.
UL - DL
Configuration 		Subframe n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 - - 6 - 4 - - 6 - 4
1 - - 7, 6 4 - - - 7, 6 4 -
2 - - 8, 7, 4, 6 - - - - 8, 7, 4, 6 - -
3 - - 7, 6, 11 6, 5 5, 4 - - - - -
4 - - 12, 8, 7, 11 6, 5, 4, 7 - - - - - -
5 - - 13, 12, 9, 8, 7, 5, 4, 11, 6 - - - - - - -
6 - - 7 7 5 - - 7 7 -
상향링크 HARQ 과정과 하향링크 HARQ 과정의 가장 큰 차이는 상향링크 HARQ는 동기 전송으로 구성되어 재전송 데이터 채널의 전송 시점이 HARQ process index와 연결되어 있다는 것이고, 하향링크 HARQ는 비동기 전송으로 구성되어 재전송 데이터 채널의 전송 시점이 기지국에 의해서 자유롭게 일정 시간 이후에 가능한 서브프레임에서 발생하도록 되어 있다는 것이다. 이는 상향링크와 하향링크 제어 채널 정보 필드에 포함된 내용에도 그 차이를 보여 준다.
하기 표 6은 상향링크 데이터 채널의 제어 정보 필드의 일 예를 나타낸 표이고, 하기 표 7은 하향링크 데이터 채널의 제어 정보 필드의 일 예를 나타낸 표이다.
Type Information Size
CIF Carrier indication field 3
RA Resource allocation field Variable
MCS MCS index 5
NDI New data indication 1
TPC Power command 2
CS Cyclic shift 3
Type Information Size
CIF Carrier indication field 3
RA Resource allocation field Variable
MCS MCS index 5
NDI New data indication 1
TPC Power command 2
CS Cyclic shift 3
RV Redundancy Version 2
HARQ HARQ process number 4
상기 표 6과 표 7에서 MCS(Modulation and Coding Scheme) 필드는 상향링크 데이터 채널의 부호화율을 결정하는 필드로서, 상향링크의 경우에는 하향링크와 다르게 부호화율과 HARQ process의 재전송을 위한 리던던시 버전(Redundancy Version)(이하 'RV'라 칭함)이 조인트 코딩(joint coding)되어 있다. 따라서 기지국이 단말에 이전 전송에 대한 다른 RV을 전송하도록 하는 경우에는 이전과 동일한 부호화율을 사용하도록 되어 있다. 부호화율은 변조율(Modulation order)과 TBS(Transport block size) index로 구성되는데, 변조율은 QPSK, 16QAM, 64QAM을 지시하고 TBS index는 하나의 PRB당 전송되는 정보량을 결정하기 위해 이용된다.
하향링크의 경우에는 부호화율을 사용하는 필드와 RV를 전송하는 필드가 서로 다르게 구성되어 있다. 하향링크와 상향링크 DCI 정보의 가장 큰 차이점 중 하나는 상향링크는 HARQ process 정보를 전송하지 않는다는 것이다. 하향링크는 DCI 정보에 HARQ process 정보가 포함되는데 이는 하향링크 HARQ process는 비동기식 방법을 이용하고 상향링크는 동기식 방법을 이용하기 때문이다. 비동기식 방법은 초기전송과 재전송을 전송하는 시점이 미리 정해지지 않고 스케줄러에 의해서 결정되는 방법을 말하며, 동기식 방법은 초기전송과 재전송 시점이 미리 정해진 방법을 말한다. 따라서 모든 HARQ에 대해 서로 다른 시점에서 초기전송과 재전송이 결정된 TDD 시스템에서는 초기 전송이 시작된 서브프레임을 기준으로 자동적으로 HARQ process를 구분하게 된다.
일반적인 TDD 시스템은 표 1에 나타난 바와 같은 라디오프레임 구성이 시간이 지나도 변하지 않거나 거의 변하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 TDD 시스템의 가장 큰 단점은 실제로 하향링크와 상향링크의 데이터 양이 변하는 경우 이미 정해진 라디오프레임의 자원양에 따라 시스템 성능이 저하되는 문제가 발생하는 것이다. 실제로 이러한 문제를 방지하기 위해서는 표 1과 같이 구성된 라디오프레임을 미리 설정된 주기(일 예로, 매 10msec)마다 하향링크와 상향링크의 데이터 요구량에 맞게 동적으로 변경하는 것이 필요하다. 이와 같은 변경 동작을 수행하는 시스템은 동적 TDD 시스템 (Dynamic TDD system)이라고 한다.
도 3은 동적 TDD 시스템의 동작을 도시한 도면이다.
도 3에서는 일 예로서, 시간 순서에 따라 배열된 i-1번째 라디오프레임(310), i번째 라디오프레임(320) 및 i+1번째 라디오프레임(330)을 보이고 있다. 동적 TDD 시스템에서는 라디오프레임의 구성을 변경하는 제어 채널(Reconfiguration)(340)이 기지국으로부터 전송될 수 있다. 따라서 i-1번째 라디오프레임(310)에서 하향링크 자원(311)이 상향링크 자원(312)과 비슷한 구성을 가지다가, i번째 라디오프레임(320)에서는 하향링크 자원(321)이 상향링크 자원(322)보다 적어아질 수 있다. 또한 i+1번째 라디오프레임(330)에서는 하향링크 자원(331)이 상향링크 자원(332)보다 많아질 수 있다. 이에 따라 상향링크 HARQ의 개수도 변경된 상향링크 자원에 비례하여 변경될 수 있다.
동적 TDD 시스템의 경우 TDD 구성이 계속 변경되는 경우 총 가능한 HARQ process 개수가 감소하거나 증가하게 된다. HARQ process 개수가 변경되지 않는 경우에는 이전 라디오프레임의 상향링크 HARQ process가 성공하여 재전송이 필요하지 않거나 재전송이 필요한 것과 무관하게, 도 의 4가지의 경우의 타이밍 관계를 고려할 수 있다.
도 4는 TDD 구성 정보가 변경됨으로 인해 상향링크 HARQ process 과정에서 발생하는 타이밍 문제를 도시한 도면이다. 도 4에서는 TDD 구성 정보가 변경된 후 HARQ process가 지속되는 경우 발생하는 문제를 시간 축을 기준으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 도면부호 410은 일반적인 경우의 상향링크 HARQ의 관계를 나타내고 있다. 만약 이전 라디오프레임의 서브프레임 i(411)에서 전송된 상향링크 데이터 채널이 재전송을 요구하게 되어 이에 대한 응답 채널과 재전송 제어 채널을 전송하는 위치가 t2시간(412) 이후에 발생하고, 이후에 구성정보가 변경되어 발생한 상향링크 서브프레임에서 HARQ process 위치가 동일한 상향링크(415)의 제어 채널 전송 시점이 데이터 채널 전송 t1시간(414)이전 시점이라면, TDD 구성 정보가 변경되어도 도면부호 410과 같이 재전송 시점이 이전 전송과 동일한 HARQ process를 유지하도록 할 수 있다.
반면 도면부호 420의 경우는 만약 이전 라디오프레임의 서버프레임 i(421)에서 전송된 상향링크 데이터 채널이 재전송을 요구하게 되어, 이에 대한 응답 채널과 재전송 제어 채널을 전송하는 위치가 t2시간(422)이후인 도면부호 423에서 발생하는데 해당 서브프레임이 TDD 구성 정보 변경에 의해서 상향링크 서브프레임(423)으로 변경된 경우이다. 이 경우 이전 HARQ process와 동일한 HARQ process에 해당하는 서브프레임 i(427)의 전송을 위한 제어 채널 전송 위치는 도면부호 423과 다른 도면부호 424의 위치에 존재하게 된다. 따라서 단말은 이전 라디오프레임에 진행하는 HARQ process를 TDD 구성 정보 변경 이후에는 유지할 수 없다.
도면부호 430의 경우는 만약 이전 라디오프레임의 서브프레임 i(431)에서 전송된 상향링크 데이터 채널이 재전송을 요구하게 되어, 이에 대한 응답 채널과 재전송 제어 채널을 전송하는 위치가 t2시간(432)이후인 도면부호 433에서 발생하는데, 다음 라디오프레임에서 해당 HARQ process을 지속하기 위한 상향링크 서브프레임(436)이 하향링크로 변경된 경우이다. 이 경우에는 비록 도면부호 438과 같이 다른 상향링크 서브프레임에 지속할 수 있는 HARQ process 자원이 있음에도 불구하고 HARQ process의 위치가 다르기 때문에 이를 지속할 수 없는 문제가 발생한다.
도면부호 440의 경우는 만약 이전 라디오프레임의 서브프레임 i(441)에서 전송된 상향링크 데이터 채널이 재전송을 요구하게 되어 이에 대한 응답 채널과 재전송 제어 채널을 전송하는 위치가 t2시간(442) 이후인 도면부호 443에서 발생하는데 다음 라디오프레임에서 해당 HARQ process를 지속해야 하는 서브프레임 i가 하향링크(447)로 변경된 경우이다. 이 때 다른 상향링크 서브프레임에 지속할 수 있는 HARQ process 자원이 도면부호 448에서 존재하는데 이에 대한 제어 채널을 전송하기 위한 t1'(446) 시간 이전의 하향링크 서브프레임이 TDD 구성 정보 변경 이전이기 때문에 도면부호 444의 자원이 상향링크로 사용되고 있는 경우이다. 이 경우에는 TDD 구성 변경 이후에 재전송을 진행할 수 없을 뿐 아니라 새로운 상향링크 HARQ도 진행할 수 없는 경우이다.
도 5는 TDD 구성 정보가 변경됨으로 인해 하향링크 HARQ process 과정에서 발생하는 타이밍 문제를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도면부호 510은 TDD 구성 이후 존재하는 상향링크 서브프레임 (513, 516)에 각각 TDD 구성 이전에 존재하는 하향링크 서브프레임(511, 514)이 응답 채널을 전송할 수 있도록 연결된 것을 도시한 것이다. 도면부호 511의 하향링크 서브프레임은 t3시간(512) 이후에 응답 채널을 도면부호 513의 상향링크 서브프레임에서 전송한다.
도면부호 520은 TDD 구성 변경 이후 존재하는 상향링크 서버프레임(532, 535)에 전송하는 응답 채널이 도면부호 530과 도면부호 533에 각각 연결된 경우이다. 이 경우 도면부호 536과 같이 일부 하향링크 서브프레임이 TDD 구성 이후에 나타나는 상향링크에 연결되지 않는 경우가 발생한다. 이러한 문제는 도면부호 532의 상향링크 서브프레임이 TDD 구성 변경 이전에 나타나고 도면부호 535의 상향링크 서브프레임이 TDD 구성 변경 이후에 나타나는 경우에도 동일하게 발생한다. 도면부호 530은 도면부호 542의 상향링크 서브프레임은 TDD 구성 변경 이전에 나타나고, 도면부호 544의 상향링크 서브프레임은 TDD 구성 변경 이후에 나타나는 경우이다. 이 경우 도면부호 542에 연결된 하향링크는 도면부호 541에 해당하고 도면부호 544의 상향링크와 연결된 하향링크는 도면부호 542에 해당할 수 있다. 이는 TDD 구성 이전과 이후의 연결 관계가 변하기 때문인데 이러한 경우 도면부호 545의 하향링크 서브프레임에 대한 응답 채널은 이중으로 전송하게 되어 문제가 발생하게 된다.
상기 기술한 것과 같이 동적 TDD 시스템에서는 상향링크와 하향링크에서 HARQ process를 지속적으로 수행하기 위해 복잡한 타이밍 관계를 정의해야 한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 TDD 구성 변경에 무관하며 이전 구성과 이후 구성에 무관하게 하나의 타이밍을 정의하여 간단하게 TDD 구성 변경에도 HARQ를 지속시킬 수 있는 운영 방법을 제안한다.
본 발명의 제1실시 예에서 제안하는 상향링크 HARQ 재전송 방법에서는, 단말이 TDD 구성 변경 명령이 발생하면, 기 라디오프레임의 TDD 구성과 변경 라디오프레임 TDD 구성에 무관하게, 상향링크 데이터 전송과 응답 채널 전송 타이밍과 응답 채널과 상향링크 데이터 채널 재전송 간의 타이밍을 위해 미리 정해진 규칙을 이용한다. 상기 미리 정해진 규칙은 재전송 간에 20msec 시간을 보장하는 타이밍 구성 방법을 나타내며, 라디오프레임의 #6번 서브프레임부터 연속된 6개의 서브프레임과 이후 라디오프레임에서 발생 가능한 상향링크 HARQ 재전송 위치 혹은 인덱스와 순차적을 링크시키는 방법을 포함한다. 본 발명의 제1실시 예에 따른 HARQ 링크 방법은 상기 기술한 것과 같이 표 8에 정의된 t1시간과 표 9에 정의된 t2시간을 이용하는 방법이다.
Figure pat00005
Figure pat00006
본 발명의 제1실시 예에서는 TDD 구성 변경 명령은 적어도 5번 서브프레임 이전에 수신되어야 하고 제안하는 타이밍은 적어도 5번 서브프레임에서부터 다음 5번 서브프레임 이전까지 적용되어야 한다. 이에 대해 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 상향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 도면부호 610은 제어 채널과 상향링크 데이터 채널 전송 타이밍을 도시한 것이고 도면부호 620은 상향링크 데이터 채널 전송과 하향링크 응답 채널간의 타이밍을 도시한 것이다. 도면부호 610에서 TDD 구성 변경 명령은 도면부호 610 이전에 이미 수신되어야 하면 실제 변경의 적용은 도면부호 614의 라디오프레임에서 적용된다.
TDD 구성 변경 명령을 수신한 단말은 도면부호 611의 하향링크 서브프레임에서 TDD 구성 변경 이후에 상향링크 HARQ를 사용하기 위한 재전송 제어 채널 혹은 초기 전송 제어 채널을 수신하게 된다. 도면부호 611은 연속되는 총 6개의 하향링크가 존재할 수 있으며 각각의 하향링크는 순차적으로 이후 라디오프레임에 존재할 수 있는 6개의 상향링크 서브프레임(도면부호 612, 도면부호 613)에 연결될 수 있다. 따라서 TDD 구성 변경 명령에서 어떠한 TDD 구성으로 변경되던 간에 가능한 상향링크 서브프레임의 제어 채널 수신 시점이 이전 라디오프레임에 따라 정해질 수 있다.
도면부호 612에서 시작된 데이터 채널 전송 후에 발생하는 응답 채널과 제어 채널 전송을 위한 t1시간과 t2시간은 구성된 TDD에서 정의된 시간을 따른다. 반면 이전 라디오프레임에서 전송하는 상향링크 데이터 채널이 존재하는 상태에서 TDD 구성 변경 명령을 수신한 경우에는 도면부호 620과 같이 이전 데이터 채널 전송에 대한 응답 채널 전송 시점을 정의할 수 있으며 본 발명의 제 1실시예에서는 이전 라디오프레임에서 가능한 상향링크 서브프레임 (도면부호 621, 도면부호 623)에 대한 응답 채널 전송 혹은 재전송 제어 채널 전송 시점을 도면부호 624와 같이 이후 라디오프레임의 연속된 6개의 하향링크 서브프레임에 순차적으로 매핑한다. 이와 같이 구성하는 경우 단말은 이전에 몇 개의 상향링크 HARQ process가 존재하거나 재전송 유무에 무관하게 모든 HARQ process에 대한 응답 채널이나 제어 채널을 전송할 수 있다.
상기 기술한 HARQ process를 동시에 사용하는 경우 시간적으로 도면부호 620가 먼저 나오고 그 다음에 도면부호 610이 나오도록 구성할 수 있으며 도면부호 624는 도면부호 611과 동일하다. 따라서 이전 TDD 구성(도면부호 622)로 사용하다가 도면부호 623와 도면부호 624 사이에서 TDD 구성 변경 명령이 발생하면 단말은 도면부호 624 (도면부호 611)에서 이전 상향링크 HARQ에 대한 응답 채널을 수신하고 이후에 도면부호 614와 같이 TDD 구성을 변경하고 이후에 발생하는 상향링크 HARQ를 도면부호 612와 613에서 진행하여 TDD 구성 변경에도 끊김없이 상향링크 HARQ를 유지할 수 있다.
본 발명의 제2실시 예에서 제안하는 상향링크 HARQ 재전송 방법에서는, 단말이 TDD 구성 변경 명령이 발생하면, 기 라디오프레임의 TDD 구성과 변경 라디오프레임 TDD 구성에 무관하게 상향링크 데이터 전송과 응답 채널 전송 타이밍과 응답 채널과 상향링크 데이터 채널 재전송 간의 타이밍을 위해 미리 정해진 규칙을 이용한다. 상기 미리 정해진 규칙은 재전송 간에 평균 20msec 시간을 보장하는 타이밍 구성 방법을 나타내며, 라디오프레임의 #3번 서브프레임부터 연속된 6개의 서브프레임과 이후 라디오프레임에서 발생 가능한 상향링크 HARQ 재전송 위치 혹은 인덱스를 비순차적으로 링크시키는 방법을 포함한다. 비순차적 링크는 재전송 제어 채널에 링크 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 HARQ 링크 방법은 표 10에 정의된 t1시간과 표 11에 정의된 t2시간을 이용하는 방법이다.
Figure pat00007
Figure pat00008
본 발명의 제2실시 예에서는 앞서 설명한 제1실시 예와는 다르게 비순차적 매핑이 가능하다. 따라서 표 10에서 가능한 모든 타이밍을 정의하고 있으며 이러한 어떠한 타이밍을 사용하는지는 재전송 제어 채널에 포함된다. 본 발명의 제2실시 예에서는 TDD 구성 변경 명령은 적어도 3번 서브프레임 이전에 수신되어야 하고 제안하는 타이밍은 적어도 3번 서브프레임에서부터 다음 3번 서브프레임 이전까지 적용되어야 한다. 이에 대해 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 상향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 도면부호 710은 제어 채널과 상향링크 데이터 채널 전송 타이밍을 도시한 것이고 도면부호 720은 상향링크 데이터 채널 전송과 하향링크 응답 채널간의 타이밍을 도시한 것이다. 도면부호 710에서 TDD 구성 변경 명령은 도면부호 710 이전에 이미 수신되어야 하면 실제 변경의 적용은 도면부호 714의 라디오프레임에서 적용된다.
TDD 구성 변경 명령을 수신한 단말은 도면부호 711의 하향링크 서브프레임에서 TDD 구성 변경 이후에 상향링크 HARQ를 사용하기 위한 재전송 제어 채널 혹은 초기 전송 제어 채널을 수신하게 된다. 도면부호 711은 연속되는 총 6개의 하향링크가 존재할 수 있으며 각각의 하향링크는 비순차적으로 이후 라디오프레임에 존재할 수 있는 6개의 상향링크 서브프레임(도면부호 712, 도면부호 713)에 연결되는 방법이다. 따라서 TDD 구성 변경 명령에서 어떠한 TDD 구성으로 변경되던 간에 가능한 상향링크 서브프레임의 제어 채널 수신 시점이 이전 라디오프레임에 정해진 것이다.
또한 TDD 구성 변경 명령 이후에 발생하는 재전송 혹은 초기전송 제어 채널의 DCI에는 TDD 구성 변경 이후에 사용하는 상향링크 서브프레임 혹은 HARQ process index에 대한 정보를 추가하여 도면부호 712에서 도면부호 713까지 가능한 상향링크 서브프레임 중에서 사용 가능한 서브프레임 혹은 HARQ에 전송이 가능하도록 비순차적인 매핑이 가능한 장점이 있다. 도면부호 712에서 시작된 데이터 채널 전송 후에 발생하는 응답 채널과 제어 채널 전송을 위한 t1과 t2는 구성된 TDD에서 정의된 구성을 따른다. 반면 이전 라디오프레임에서 전송하는 상향링크 데이터 채널이 존재하는 상태에서 TDD 구성 변경 명령을 수신한 경우에는 도면부호 720과 같이 이전 데이터 채널 전송에 대한 응답 채널 전송 시점을 정의할 수 있으며 제안하는 제 2실시에서는 이전 라디오프레임에서 가능한 상향링크 서브프레임 (도면부호 721, 도면부호 723)에 대한 응답 채널 전송 혹은 재전송 제어 채널 전송 시점을 도면부호 724와 같이 이후 라디오프레임의 연속된 6개의 하향링크 서브프레임에 순차적으로 매핑한다. 이와 같이 구성하는 경우 단말은 이전에 몇 개의 상향링크 HARQ process가 존재하거나 재전송 유무에 무관하게 모든 HARQ process에 대한 응답 채널이나 제어 채널을 전송할 수 있다.
본 발명의 제 1실시 예와의 차이는 본 발명의 제 2실시 예에서는 도면부호 710의 비순차적 매핑을 지원하는 경우에 상향링크 HARQ process 간에 20msec 전송 주기를 평균적으로 보장하기 위하여 #3 서브프레임 이후에 발생 가능한 연속된 6개의 하향링크 서브프레임에 응답 채널을 전송하는 것이 특징이다. 상기 기술한 HARQ process를 동시에 사용하는 경우 시간적으로 도면부호 720가 먼저 나오고 그 다음에 도면부호 710이 나오도록 구성할 수 있으며 도면부호 724는 도면부호 711과 동일하다. 따라서 이전 TDD 구성(도면부호 722)을 사용하다가 도면부호 723과 도면부호 724 사이에서 TDD 구성 변경 명령이 발생하면 단말은 도면부호 724 (도면부호 711)에서 이전 상향링크 HARQ에 대한 응답 채널을 수신하고 이후에 도면부호 714와 같이 TDD 구성을 변경하고 이후에 발생하는 상향링크 HARQ를 도면부호 711의 하향링크 서브프레임에 제어 채널을 수신하여 도면부호 712와 713에서 진행하여 TDD 구성 변경에도 끊김없이 상향링크 HARQ를 유지할 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에서 제안하는 하향링크 HARQ 재전송 방법에서는, 단말이 TDD 구성 변경 명령이 발생하면, 기 라디오프레임의 TDD 구성과 변경 라디오프레임 TDD 구성에 무관하게, 하향링크 데이터 전송과 응답 채널 전송을 위해 미리 정해진 규칙과 타이밍을 이용한다. 상기 미리 정해진 규칙은 재전송 간에 20msec 시간을 보장하는 재전송 방법을 나타내며, 변경되는 TDD 구성의 서브프레임 #2, #3, #4 포함된 상향링크 서브프레임 개수에 의해서 기정의된 하향링크 서브프레임과 응답 채널 전송을 순차적 링크시키는 방법을 포함한다.
하향링크의 경우에는 변경되는 TDD 구성에서 서브프레임 #2, #3, #4의 상향링크 개수에 의해서 구분되는데 이는 하기 표 12에 나타난 바와 같다.
UL - DL
Configuration 		Subframe n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0, 3, 6 - - 13, 12, 11 10, 9, 8 8, 7, 6 - - - - -
1, 4 - - 13, 12, 11, 9 9, 8, 7, 6, 5 - - - - - -
2, 5 - - 13, 12, 11, 9, 8, 7, 6, 5, 4 - - - - - - -
상기 표 12에 나타난 바와 같이 상향링크 서브프레임이 #2, #3, #4로 3개인 경우는 TDD 구성 0, 3, 6에 해당하고, 상향링크 서브프레임이 #2, #3으로 2개인 경우에는 TDD 구성 1, 4에 해당하고, 상향링크 서브프레임이 #2로 1개인 경우는 TDD 구성 2, 5에 해당한다. 이 경우 이전 라디오프레임에서 발생한 하향링크 데이터 채널에 대한 응답 채널은 상기 표 12와 같이 구성될 수 있다. 이에 대해 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 하향링크 HARQ 과정을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 기술한 바와 같이 상향링크 서브프레임이 3개 존재하는 경우는 도면부호 810에 대응하며, 상향링크 서브프레임이 2개 존재하는 경우는 도면부호 820에 대응하며, 상향링크 서브프레임이 1개 존재하는 경우는 도면부호 830에 대응한다.
도면부호 810에서 이후 존재하는 라디오프레임이 도면부호 814와 같이 TDD 구성 0, 3, 6에 해당하는 경우에는 다음 라디오프레임의 가장 빨리 존재하는 세 개의 상향링크 서브프레임 세 개에 각각 도면부호 811, 812, 813에 해당하는 하향링크의 응답 채널이 전송된다.
도면부호 820에서 이후 존재하는 라디오프레임이 도면부호 823과 같이 TDD 구성 1, 4에 해당하는 경우에는 다음 라디오프레임의 가장 빨리 존재하는 두 개의 상향링크 서브프레임 세 개에 각각 도면부호 821 및 822에 해당하는 하향링크의 응답 채널을 전송한다.
도면부호 830에서 이후 존재하는 라디오프레임이 도면부호 832와 같이 TDD 구성 2, 5에 해당하는 경우에는 다음 라디오프레임의 가장 빨리 존재하는 한 개의 상향링크 서브프레임 세 개에 각각 도면부호 831에 해당하는 하향링크의 응답 채널을 전송한다.
상기와 같은 구조는 표 1과 같이 상향링크 서브프레임이 TDD 구성에 따라 연속적으로 한번 발생하는 TDD 구성과 두 번 발생하는 TDD 구성을 모두 지원하기 위한 방법이며, 또한 다음 라디오프레임에 발생하는 TDD 구성에 무관하게 모든 가능한 하향링크 데이터 채널의 HARQ의 응답 채널을 지원하기 위한 방법이다.
본 발명의 제3실시 예는 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예와 별도로 혹은 함께 운영할 수 있다. 또한 본 발명의 제3실시 예는 TDD 구성 변경 명령이 발생한 경우에만 사용하거나, TDD 구성 변경 명령 없이 동적 TDD 시스템으로 운영하는 기지국에서 특정 시간 동안 상향링크 HARQ와 무관하게 현재 사용하는 TDD 구성에 상관없이 지속적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 제4실시 예에서 제안하는 라디오프레임 변경 방법에서는, 단말이 상향링크 혹은 하향링크 HARQ 재전송을 위해 TDD 구성 변경 명령이 발생하면, 명령된 TDD 구성으로 2개의 라디오프레임 이후에 전환하며 1개의 라디오프레임 이후에는 임의의 기 구성된 TDD 구성으로 변환하여 이전에 발생한 하향링크 HARQ와 상향링크 HARQ의 응답 채널을 전송하고 이후 변경 구성의 하향링크 HARQ, 상향링크 HARQ의 재전송 및 초기전송 제어 채널을 전송하는 라디오프레임 변경 운영 방법을 제안한다. 제안하는 방법으로 변경 시 채널의 타이밍은 본 발명에서 제안하는 타이밍을 모두 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1, 2, 3 실시 예는 두 가지 방법으로 운영될 수 있다. 상기 두 가지 방법 중 제1방법은 TDD 구성 변경 명령을 이전 라디오프레임에서 수신하고 다음 라디오프레임에서는 명령을 받은 TDD 구성으로 변경하는 방법을 포함한다. 그리고 상기 두 가지 방법 중 제2방법은 TDD 구성 변경 명령을 이전 라디오프레임에서 수신하고 다음 라디오프레임에서는 TDD 구성 변경을 위한 임의의 라디오프레임을 적용하고, 그 이후에 발생하는 라디오프레임에서 TDD 구성 변경 명령에서 지시한 라디오프레임으로 변경하는 방법을 포함한다.
상기 제1방법이 사용되는 경우에는 본 발명의 제1, 2, 3 실시 예에 따른 운영은 가능하지만, 만약 이전 라디오프레임에 충분한 하향링크 서브프레임이 존재하지 않으면 이후 발생하는 라디오프레임에서 상향링크 서브프레임의 HARQ를 모두 사용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 상기 제2방법이 제시된다. 상기 제2방법은 TDD 구성 변경 이전과 이후 사이에 전환(transition) 라디오프레임을 삽입할 수 있는데, 이는 TDD 구성 5와 같이 하향링크 서브프레임이 최대인 라디오프레임을 사용할 수 있으며, 혹은 기지국과 단말 간에 미리 정해진 라디오프레임 구성을 사용할 수 있다. 또한 TDD 구성 변경 명령에서 지시하는 것도 가능하다. 상기와 같은 내용을 기반으로 본 발명의 제4 및 제5실시 예를 각각 도 9 및 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 HARQ 과정을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도면부호 910과 920은 본 발명의 제2실시 예와 제3실시 예를 전환 라디오프레임을 사용하여 운영하는 방법을 도시한 것이다. 도면부호 910은 이전 라디오프레임에 존재하는 상향링크 서브프레임이 변경 이후에 존재하는 상향링크 서브프레임 개수보다 적은 경우의 예를 보이고 있으며, 도면부호 920은 이전 라디오프레임에 존재하는 상향링크 서브프레임이 변경 이후에 존재하는 상향링크 서브프레임 개수보다 많은 경우의 예를 보이고 있다.
도면부호 910에서, 이전 라디오프레임에서 도면부호 911과 같이 하향링크 서브프레임이 존재하고 도면부호 912와 같이 상향링크 서브프레임이 존재하는 경우, 이 때 TDD 구성 변경 명령을 도면부호 913에서 수신한 경우 기지국은 도면부호 920과 같이 전환 라디오프레임을 삽입하고 이에 하향링크 HARQ는 본 발명의 제 3실시 예에서와 같이 도면부호 915에서 응답 채널을 전송하게 된다.
상향링크 HARQ의 경우에는 도면부호 912의 두 개의 HARQ process가 도면부호 922에서 응답 채널과 제어 채널을 전송하게 되고, 도면부호 925 이후에 발생하는 나머지 상향링크 HARQ에 대한 제어 채널도 도면부호 922와 도면부호 924에서 전송되는 것을 확인할 수 있다. 또한 도면부호 920의 전환 라디오프레임에서 발생하는 하향링크 HARQ 역시 도면부호 925의 상향링크 서브프레임의 개수에 따라 제 3실시와 같이 도면부호 921, 도면부호 922, 도면부호 924가 각각 서브프레임에 매핑되어 응답 채널을 전송하는 것을 확인할 수 있다.
도면부호 920에서와 같이 이전 라디오프레임에서 도면부호 931과 같이 하향링크 서브프레임이 존재하고 도면부호 932와 같이 상향링크 서브프레임이 4개 존재하는 경우 이 때 TDD 구성 변경 명령을 도면부호 933에서 수신한 경우 기지국은 도면부호 942과 같이 전환 라디오프레임을 삽입하고 이에 하향링크 HARQ는 제 3실시와 같이 도면부호 955에서 응답 채널을 전송하게 된다. 상향링크 HARQ의 경우에는 도면부호 932의 네 개의 HARQ process가 도 943과 도 944에서 응답 채널과 제어 채널을 전송하게 되고 도면부호 946 이후에 발생하는 상향링크 HARQ에 대한 이전 HARQ를 계속 이어 가기 위해서 도면부호 945와 같이 비순차적으로 매핑하는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제5실시 예에 따른 HARQ 과정을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도면부호 1010와 1020은 본 발명의 제1실시 예와 제3실시 예를 전환 라디오프레임을 사용하여 운영하는 다른 방법을 도시한 것이다. 하향링크 HARQ는 도 9에 도시한 것과 동일하므로 도 10에서는 상향링크 HARQ 관점에서만 설명하도록 한다.
도면부호 1010은 이전 라디오프레임에 존재하는 상향링크 서브프레임이 변경 이후에 존재하는 상향링크 서브프레임 개수보다 적은 경우의 예를 보이고 있고, 도면부호 1020은 이전 라디오프레임에 존재하는 상향링크 서브프레임이 변경 이후에 존재하는 상향링크 서브프레임 개수보다 많은 경우의 예를 보이고 있다. 도면부호 1010에서와 같이 이전 라디오프레임에서 도면부호 1012와 같이 상향링크 서브프레임이 존재하는 경우, 이 때 TDD 구성 변경 명령을 도면부호 1013에서 수신한 경우 기지국은 도면부호 1017과 같이 전환 라디오프레임을 삽입하고 상향링크 HARQ의 경우에는 도면부호 1012의 두 개의 HARQ process가 도면부호 1017의 라디오프레임에서 본 발명의 제1실시 예서와 같이 응답 채널과 제어 채널을 전송하게 되고 도면부호 1019 이후에 발생하는 나머지 상향링크 HARQ(도면부호 1019, 도면부호 1021)에 대한 제어 채널도 도면부호 1020과 같이 전송되는 것을 확인할 수 있다.
도면부호 1020에서와 같이 이전 라디오프레임에서 도면부호 1032와 같이 상향링크 서브프레임이 4개 존재하는 경우 이 때 TDD 구성 변경 명령을 도면부호 1033에서 수신한 경우 기지국은 도면부호 1036과 같이 전환 라디오프레임을 삽입하고 상향링크 HARQ의 경우에는 도면부호 1032의 네 개의 HARQ process가 도면부호 1032와 같이 응답 채널과 제어 채널을 전송하게 되고 도면부호 1039 이후에 발생하는 상향링크 HARQ에 대한 이전 HARQ를 계속 이어 가기 위해서 도면부호 1041와 같이 순차적으로 도면부호 1036에 매핑 하는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 기지국은 1110단계에서 셀이 동적 TDD 운영이 가능하도록 구성하고, 동적 TDD 운영을 위한 구성 정보를 단말에게 송신한다. 이후 기지국은 1120 단계에서 다음 라디오프레임의 TDD 구성을 판단하고, 1130 단계에서 판단된 라디오프레임과 앞서 설명한 본 발명의 제1 내지 제5실시 예를 기반으로 하향링크 HARQ와 상향링크 HARQ의 제어 채널 전송 혹은 데이터 채널 전송 혹은 재전송 제어 채널 전송 타이밍을 결정한다. 그리고 기지국은 1140 단계에서 단말에 TDD 구성 변경 명령을 전송하고,앞서 1130 단계에서 결정된 타이밍을 기반으로 1150 단계에서 해당 제어 채널과 데이터 채널을 송수신한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 12에서는 TDD 구성 정보 변경 명령에 기반한 단말의 HARQ 운영 순서를 설명하기로 한다. 도 12를 참조하면, 단말은 1210 단계에서 기지국으로부터 동적 TDD 운영을 위한 구성 정보를 수신하고, 1211 단계에서 TDD 구성 정보 변경 명령을 수신한다. 단말은 만약 1220 단계에서 이전 라디오프레임에서 TDD 구성 정보 변경 명령을 수신한 경우에는 1240및 1250 단계에서 하향링크와 상향링크 HARQ에 대한 타이밍을 본 발명의 제1 내지 제5실시 예를 기반으로 변경하여 운영한다. 단말은 만약 이전 라디오프레임에서 1220 단계에서와 같이 TDD 구성 변경 명령을 수신하지 않은 경우에는 현재 라디오프레임에 구성된 TDD 구성에 따른 타이밍을 하향링크와 상향링크 HARQ에 적용한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 13에서는 동적 TDD 구성을 기반한 단말의 HARQ 운영 순서를 설명하기로 한다. 도 13을 참조하면, 단말은 1310 단계에서 기지국으로부터 동적 TDD 운영을 위한 구성 정보를 수신한다. 이후 단말은 기지국으로부터 동적 TDD 운영에 관한 정보가 갱신되기 전까지 본 발명의 제1 내지 제5실시 예에 따른 타이밍을 1330 및 1340 단계와 같이 따른다. 그리고 단말은 동적 TDD 운영에 대한 구성 정보가 갱신 혹은 취소되는 경우 1320 단계에서와 같이 시스템이 기구성한 하향링크와 상향링크 HARQ에 적용한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구성을 보인 블록 구성도이다. 도 14를 참조하면, 기지국은 제어부(1400), 송신부(1410), 수신부(1420) 및 메모리(1430)를 포함한다.
상기 제어부(1400)는 상기 송신부(1410), 수신부(1420) 및 메모리(1430)를 제어하며 기지국의 전반적인 동작을 제안한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제어부(1400)는 TDD 구성 정보의 변경에 따라 하향링크와 상향링크 HARQ의 타이밍을 계산하고 이에 대한 제어 채널을 구성한다. 도 14에 도시되어 있지는 않지만, 상기 기지국은 제어 채널을 구성하는 별도의 구성부를 포함하는 것도 가능하다.
상기 송신부(1410)는 상기 제어 채널을 단말로 전송하고, 상기 수신부(1420)는 단말이 전송한 데이터 채널을 수신하여 해당 데이터 채널을 복조한다. 그리고 상기 메모리(1430)는 상기 제어부(1400)에서 계산된 타이밍 정보 및 단말로부터 수신된 데이터 채널 등 기지국의 동작에 따라 생성되거나 수신되는 여러 데이터 및 정보 등을 저장한다.
한편, 상기 제어부(1400)는 하향링크 데이터 채널 전송을 위해 하향링크 데이터 채널을 구성하고, 구성된 하향링크 데이터 채널이 단말로 전송되도록 상기 송신부(1410)를 제어한다. 그리고 상기 제어부(1400)는 TDD 구성 변경 명령을 송신하도록 상기 송신부(1410)를 제어할 수 있다. 상기 하향링크 데이터 채널 및 TDD 구성 변경 명령은 별도의 제어 채널 구성기를 통해 단말에 전송되는 것도 가능하다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구성을 보인 블록 구성도이다.
도 15을 참조하면, 단말은 제어부(1500), 송신부(1510), 수신부(1520) 및 메모리(1530)를 포함한다.
상기 제어부(1500)는 상기 송신부(1510), 수신부(1520) 및 메모리(1530)를 제어하며 단말의 전반적인 동작을 제안한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 제어부(1500)는 기지국으로부터 수신된 TDD 구성 변경 명령 제어 채널을 해석하고 이를 기반으로 데이터 채널 전송 및 수신을 위한 데이터 채널의 송수신 시점과 변조를 결정한다.
상기 수신부(1520)는 제어 채널을 수신하여 복조한다. 도 15에는 도시되어 있지는 않지만, 상기 기지국은 제어 채널을 구성하는 별도의 구성부를 포함하는 것도 가능하다.
상기 제어부(1500)는 다음 라디오프레임의 TDD 구성 명령 여부와 HARQ 전송 여부에 따라 단말의 데이터 채널의 전송 시점과 HARQ를 판단한다. 그리고 상기 제어부(1500)는 데이터 채널과 제어 채널을 구성하고 구성된 데이터 채널 및 제어 채널을 송신하도록 상기 송신부(1510)를 제어한다. 한편, 도 15에는 도시되어 있지는 않지만 데이터 채널(PDSCH 등) 및 제어 채널(PUCCH 및 PUSCH 등)을 구성하거나 송수신하는 별도의 구성부들이 단말에 포함되는 것도 가능하다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 이동 통신 시스템에서 단말의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 과정과,
    데이터 채널 및 응답 채널 간 전송 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 순차적 또는 비순차적으로 일대일 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제2서브프레임의 개수를 기반으로 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제1서브프레임의 개수와 상기 제2서브프레임의 개수 간 비교 결과를 근거로, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임 사이에 추가 서브프레임을 생성하여 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브프레임의 이전 서브프레임인 제3서브프레임에서 상기 기지국으로부터 제어 채널을 수신하는 과정을 더 포함하며,
    <표 13>
    Figure pat00009

    상기 제1서브프레임과 상기 제3서브프레임은 상기 <표 13>에 정의된 전송 구간을 기반으로 비순차적으로 일대일 매핑됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전송 구간은 각 서브프레임 별로 하기 <표 14>와 같이 결정됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
    <표 14>
    Figure pat00010

  7. 이동 통신 시스템에서 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    동적 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 단말로 전송하는 과정과,
    상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 과정과,
    데이터 채널 및 응답 채널 간 수신 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 수신 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 순차적 또는 비순차적으로 일대일 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제2서브프레임의 개수를 기반으로 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제1서브프레임의 개수와 상기 제2서브프레임의 개수 간 비교 결과를 근거로, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임 사이에 추가 서브프레임을 생성하여 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1서브프레임의 이전 서브프레임인 제3서브프레임에서 상기 단말로 제어 채널을 송신하는 과정을 더 포함하며,
    <표 15>
    Figure pat00011

    상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임은 상기 <표 15>에 정의된 전송 구간을 기반으로 비순차적으로 일대일 매핑됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 수신 구간은 각 서브프레임 별로 하기 <표 16>과 같이 결정됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
    <표 16>
    Figure pat00012

  13. 이동 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    기지국으로부터 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 수신하는 수신부와,
    상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 제어부와,
    데이터 채널 및 응답 채널 간 전송 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하며,
    상기 전송 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 전송하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 순차적 또는 비순차적으로 일대일 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 단말.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제2서브프레임의 개수를 기반으로 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 단말.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전송 구간은 상기 제1서브프레임의 개수와 상기 제2서브프레임의 개수 간 비교 결과를 근거로, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임 사이에 추가 서브프레임을 생성하여 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 단말.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 수신부는 제1서브프레임의 이전 서브프레임인 제3서브프레임에서 상기 기지국으로부터 제어 채널을 수신하며,
    <표 17>
    Figure pat00013

    상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임은 상기 <표 17>에 정의된 전송 구간을 기반으로 비순차적으로 일대일 매핑됨을 특징으로 하는 단말.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 전송 구간은 각 서브프레임 별로 하기 <표 18>과 같이 결정됨을 특징으로 하는 단말.
    <표 18>
    Figure pat00014

  19. 이동 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
    동적 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 구성 변경 시점 정보를 포함하는 TDD 구성 변경 메시지를 단말로 전송하는 송신부와,
    상기 TDD 구성 변경 시점 정보를 근거로 TDD 구성을 변경하는 제어부와,
    데이터 채널 및 응답 채널 간 수신 구간을 고려하여 상기 데이터 채널 및 응답 채널 중 적어도 하나를 상기 단말로부터 수신하는 수신부를 포함하며,
    상기 수신 구간은 TDD 구성 변경 전 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제1서브프레임을, TDD 구성 변경 후 데이터 채널 및 응답 채널 중 하나를 수신하기 위한 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 순차적 또는 비순차적으로 일대일 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 기지국.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제2서브프레임의 개수를 기반으로 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 수신 구간은 상기 제1서브프레임의 개수와 상기 제2서브프레임의 개수 간 비교 결과를 근거로, 상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임 사이에 추가 서브프레임을 생성하여 상기 제1서브프레임을 상기 제2서브프레임에 매핑시키기 위해 결정된 구간임을 특징으로 하는 기지국.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제1서브프레임의 이전 서브프레임인 제3서브프레임에서 상기 단말로 제어 채널을 송신하며,
    <표 19>
    Figure pat00015

    상기 제1서브프레임과 상기 제2서브프레임은 상기 <표 19>에 정의된 전송 구간을 기반으로 비순차적으로 일대일 매핑됨을 특징으로 하는 기지국.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 수신 구간은 각 서브프레임 별로 하기 <표 20>과 같이 결정됨을 특징으로 하는 기지국.
    <표 20>
    Figure pat00016
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