KR20150051311A - 시스템 정보 송수신 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR20150051311A
KR20150051311A KR1020140125326A KR20140125326A KR20150051311A KR 20150051311 A KR20150051311 A KR 20150051311A KR 1020140125326 A KR1020140125326 A KR 1020140125326A KR 20140125326 A KR20140125326 A KR 20140125326A KR 20150051311 A KR20150051311 A KR 20150051311A
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강승현
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명은 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 전송하는 PBCH의 전송자원을 주기적으로 전송될 때, 전송주기를 SIB(System Information Block)의 전송주기 값을 고려하여 설정하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

시스템 정보 송수신 방법 및 그 장치{Methods for Transmitting and Receiving System Information and Apparatuses Thereof}
본 발명은 시스템 정보 송수신 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 상세하게, 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 반복적으로 전송되는 시스템 정보의 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
MTC(Machine Type Communication) 또는 M2M(Machine to Machine)은 사람이 개입하지 않거나 최소한으로 개입한 상태에서 기기 및 사물 간에 일어나는 통신이다. "machine"은 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체를 의미할 수 있고, "MTC"는 이러한 machine이 하나 이상 포함된 데이터 통신의 한 형태를 의미할 수 있다. "machine"의 예로는 이동 통신 모듈이 탑재된 스마트 미터, 자판기 등의 형태일 수 있고, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작 또는 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행하는 스마트폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 machine의 한 형태로 고려되고 있다.
MTC 단말은 일반 단말에 비해 전파 환경이 나쁜 장소에 설치될 수 있다. 따라서, MTC 단말의 커버리지는 일반 단말의 커버리지와 비교하여 20dB 이상으로 향상되어야 한다.
MTC 단말이 일반 단말에 비해 20 dB 이상 향상된 커버리지에서 동작하기 위해서는, 4개 라디오 프레임에서 4회 반복되어 전송되는 MIB(Master Information Block)을 더 많은 라디오 프레임에서 반복하여 전송할 필요가 있을 수 있다.
본 발명은 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 전송하는 PBCH의 전송자원을 주기적으로 전송될 때, 전송주기를 SIB(System Information Block)의 전송주기 값을 고려하여 설정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 단말이 시스템 정보를 수신하는 방법으로서, SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신하는 단계 및 상기 신호를 복호하여 시스템 정보를 획득하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말로 시스템 정보를 전송하는 방법으로서, 상기 단말을 위한 상기 시스템 정보를 부호화하는 단계 및 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템에서 단말로서, SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신하는 수신부 및 상기 수신한 신호를 복호하여 시스템 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 단말을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템에서 단말로 시스템 정보를 전송하는 기지국으로서, 상기 단말을 위한 상기 시스템 정보를 부호화하는 제어부 및 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 기지국을 제공한다.
상술한 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 향상된 커버리지에 위치한 단말이 시스템 정보를 송수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 무선 통신 시스템의 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 MIB의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 PBCH 코딩 과정을 도시하는 도면이다.
도 4는 PBCH가 전송되는 자원을 도시하는 도면이다.
도 5는 SIB1을 통해서 단말에 전송된 SIB 스케줄링 정보에 따라 SIB가 전송되는 위치를 도시하고 있다.
도 6은 모든 프레임에 대해서 PBCH가 반복전송되었다고 가정하고 블라인드 복호를 수행하는 것을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 커버리지 확장된 MTC 단말이 PBCH 반복전송주기에 해당하는 프레임에 대해서만 반복전송된 PBCH를 고려하여 복호하는 것을 도시하고 있다.
도 8은 SIB1을 통해서 단말에 전송된 SIBx scheduling 정보가 표 5와 같을 때 SIB가 전송되는 위치를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIB 송수신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 MIB 수신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 MIB 송신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시하는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다.　　 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.
다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.
본 발명에서의 무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1은 단말의 초기 셀 접속 과정을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(User Equipment, UE)(10) 및 단말(10)과 상향링크 통신(예를 들면, PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), PRACH(Physical Random Access CHannel), 등) 및 하향링크 통신(예를 들면, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel), PHICH(Physical HARQ Information CHannel), PCFICH(Physical Control Format Information CHannel), PBCH(Physical Broadcast CHannel) 등을 수행하는 기지국(Base Station, BS)(20)을 포함한다.
본 명세서에서 단말(10)은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적인 개념으로서, WCDMA, LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국(20) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 지점(station)으로서, 노드-B(Node-B), eNodeB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
또한, 기지국(20)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, RRH(Radio Resource Head) 및 릴레이 노드 통신 범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii) 에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.
따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.
본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.
무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-Advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
또한, LTE, LTE-Advanced와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.
한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.
본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.
실시예들이 적용되는 무선통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.
다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀 영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.
이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.
또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.
또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.
한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다.
기지국(20)은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.
또한, 기지국(20)은 단말(10)로 하향링크 통신을 전송하는 관점에서 전송단(Transmission Point, TP)으로 불릴 수 있고, 단말(10)로부터 상향링크 통신을 수신하는 관점에서 수신단(Reception Point, RP)으로 불릴 수 있으며, 또는 포인트(Point) 또는 송수신단(Transmission and Reception Point)으로 불릴 수 있다.
MTC(Machine Type Communication)는 사람이 개입하지 않는 상태에서 기기 및 사물 간에 일어나는 통신이라고 정의하고 있다. 3GPP관점에서 "machine"이란, 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체를 의미하며, "MTC"는 이러한 machine이 하나 또는 그 이상이 포함된 데이터 통신의 한 형태로 정의된다. Machine의 전형적인 예로는 이동통신 모듈이 탑재된 smart meter, vending machine 등의 형태가 언급되었으나, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작이나 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행하는 스마트폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 machine의 한 형태로 고려되고 있다.
LTE 네트워크가 확산될 수록, 이동통신 사업자는 네트워크의 유지보수 비용 등을 줄이기 위해 RAT(Radio Access Terminals)의 수를 최소화하기를 원하고 있다. 하지만, 종래의 GSM/GPRS 네트워크 기반의 MTC 제품들이 증가하고 있고, 낮은 데이터 전송률을 사용하는 MTC를 저비용으로 제공할 수 있다. 따라서 이동통신 사업자 입장에서 일반 데이터 전송을 위해서는 LTE 네트워크를 사용하고 MTC를 위해서는 GSM/GPRS 네트워크를 사용하므로, 두 개의 RAT을 각각 운영해야 하는 문제가 발생하며, 이는 주파수 대역의 비효율적 활용으로 이동통신 사업자의 수익에 부담이 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, GSM/EGPRS 네트워크를 사용하는 값싼 MTC 단말을 LTE 네트워크를 사용하는 MTC 단말로 대체 해야 하며, 이를 위해서 LTE MTC 단말의 가격을 낮추기 위한 다양한 요구사항들이 3GPP RAN WG1 표준 회의에서 논의되고 있다. 또한, 상기 표준회의에서는 상기 요구사항들을 만족시키기 위해 제공할 수 있는 여러 가지 기능들을 기술한 문서(TR 36.888) 작성을 수행하고 있다.
상기 저가 LTE MTC 단말을 지원하기 위해서 현재 3GPP에서 논의 중인 물리계층 규격 변경 관련 주요 item은 협대역 지원/ Single RF chain/ Half duplex FDD/ Long DRX(Discontinued Reception) 등의 기술을 예로 들 수 있다. 하지만 가격을 낮추기 위해서 고려되고 있는 상기 방법들은 종래의 LTE 단말과 비교하여 MTC 단말의 성능을 감소시킬 수 있다.
또한 Smart metering과 같은 MTC 서비스를 지원하는 MTC 단말 중 20%정도는 지하실과 같은 'deep indoor'환경에 설치되므로, 성공적인 MTC 데이터 전송을 위해서, LTE MTC 단말의 커버리지는 종래 일반 LTE 단말의 커버리지와 비교하여 20dB 정도 향상되어야 한다. 또한 상기 규격 변경으로 인한 성능 감소를 추가적으로 고려한다면 LTE MTC 단말의 커버리지는 20dB 이상 향상되어야 한다.
이와 같이 LTE MTC 단말 가격을 낮추면서 커버리지를 향상시키기 위해서 PSD boosting 또는 Low coding rate 및 Time domain repetition 등과 같은 Robust한 전송을 위한 다양한 방법이 각각의 물리채널 별로 고려되고 있다.
LTE 기반의 저가형 MTC 단말의 요구사항은 다음과 같다.
● 데이터 전송속도는 최소 EGPRS 기반의 MTC 단말에서 제공하는 데이터 전송속도, 즉 하향
링크 118.4kbps, 상향링크 59.2kbps를 만족해야 한다.
● 주파수 효율은 GSM/EGPRS MTC 단말 대비 획기적으로 향상되어야 한다.
● 제공되는 서비스 영역은 GSM/EGPRS MTC 단말에서 제공되는 것보다 작지 않아야 한다.
● 전력 소모량도 GSM/EGPRS MTC 단말보다 크지 않아야 한다.
● Legacy LTE 단말과 LTE MTC 단말은 동일 주파수에서 사용할 수 있어야 한다.
● 기존의 LTE/SAE 네트워크를 재사용한다.
● FDD 모드뿐만 아니라 TDD 모드에서도 최적화를 수행한다.
● 저가 LTE MTC 단말은 제한된 mobility와 저전력 소모 모듈을 지원해야 한다.
LTE 시스템의 다양한 물리채널 중에서, PBCH는 기지국의 시스템 정보를 전송하는 첫 번째 채널로 단말이 PBCH 데이터를 제대로 수신하지 못하는 경우 향후 어떤 하향링크 데이터도 수신할 수 없게 된다. 확장된 커버리지에서 MTC 단말이 동작하기 위해서는 PBCH의 커버리지 또한 확장되어야 한다. 예를 들면, 3GPP TR 36.888에서는 PBCH 커버리지를 향상시키기 위한 방법을 아래와 같이 서술하고 있다.
1) 라디오 프레임의 매 서브프레임으로 라디오 프레임의 서브프레임 #0에서 현재 PBCH의 반복(즉, 새로운 PBCH 구조) 및 40 ms 내에서 PSD 부스팅(예를 들면, 4 dB)의 조합 (FDD 시스템에 대해)
- 반복 단독은 MIB 변경이 SFN 갱신에 따라 매 40ms에 변하는 현재 PBCH에 대해 커버리지 목표을 만족시킬 수 없음(예를 들면, 라디오 프레임에서 현재 PBCH의 26 내지 95와 같은 많은 반복이 필요함).
2) 새로운 PBCH 설계 (TDD 및 FDD 시스템에 대해)
- 새로운 설계는 긴 주기, 감소된 레거시 MIB 콘텐츠, 중간 전송과 같은 기술을 고려할 수 있다. 반복 및/또는 PSD 부스팅은 커버리지 목표를 만족하기 위해 새로운 설계에 도움이 될 수 있다.
- 또한 MIB 콘텐츠에 비해 증강된 커버리지 MTC 단말에 방송될 필요가 있는 다른 시스템 정보는 새로운 PBCH 설계에 고려될 수 있다.
- 다른 낮은 레이트 코딩 스킴 또는 스프레딩은 새로운 설계를 위해 고려될 수 있다.
3) 상보적인 PBCH 복호 기술(예를 들면, 상관관계 디코더 또는 감소된 서치 스페이스 디코더).
본 3GPP TR 36.888의 9.2 절에 따른 PBCH를 위한 커버리지 타겟은 FDD에 대해 11.7 dB이고 TDD에 대해 17.7 dB이다.
도 1을 참조하면, 단말의 초기 셀 접속 과정에서, 단말(10)은 기지국(20)이 전송하는 동기화 신호인 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 수신한다(S102). LTE FDD(Frequency Division Duplex)에서 PSS는 하나의 라디오 프레임(10ms)에서 서브프레임#0 및 서브프레임#5의 첫 번째 슬롯의 마지막 심볼(#n)에서 전송될 수 있고, SSS는 #0 및 서브프레임#5의 첫 번째 슬롯의 마지막 심볼(#n)의 이전 심볼(#n-1)에서 전송될 수 있다. LTE TDD에서 PSS/SSS는 FDD와 다른 위치에 전송될 수 있다.
PSS 획득(Primary Sync Signal Acquisition)으로 슬롯 타이밍과 SSS(Secondary Sync Signal) 스크램블링 코드 획득하고 SSS 획득(Secondary Sync Signal Acquisition)을 프레임 타이밍과 셀 그룹 ID 시퀀스(Cell Group ID sequence) 획득한다.
단말(10)이 PSS 및 SSS를 검출하면 셀 아이디 및 다운링크 동기화 정보를 획득할 수 있고, PSS/SSS를 기반으로 획득된 정보를 기반으로 셀에 특정된 기준 신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)를 이용하여 추가적인 동기화 및 기존 제어 채널 복호를 수행 수 있다.
단말(10)은 기지국(20)으로부터 CRS에 기반한 PBCH를 통해 신호를 수신하고(S104), PBCH를 통해 전송된 MIB(Master Information Block)를 추출한다(S106). 도 2를 참조하여 후술하는 바와 같이 MIB는 셀의 대역폭을 지시하는 정보, PHICH 구성을 지시하는 정보, 및 시스템 프레임 넘버를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 단말(10)은 MIB에 포함된 정보에 기초하여 PDCCH가 할당되는 자원을 알 수 있게 된다.
단말(10)은 기지국(20)으로부터 CRS에 기반한 PDCCH를 통해 신호를 수신하고(S108), PDCCH를 통해 전송된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 추출한다(S110). DCI는 SIB(System Information Block)가 전송되는 PDSCH에 대한 제어 정보일 수 있고, 공통 검색 공간(common search space)을 통해 전달될 수 있다. 다시 말해 PCFICH를 복호하고 PDCCH를 위해 몇 개의 심볼들이 할당되었는지 검출한다. 이 PDCCH로부터 SIB1에 대한 DCI를 복호한다. SIB1을 복호하고 다른 SIB들에 대한 시간 도메인 스케줄링 정보를 얻는다.
단말(10)은 DCI에 기초하여 기지국으로부터 DL(Downlink RS)에 기반한 PDSCH를 통해 신호를 수신하고(S112), PDSCH를 통해 전송된 다른 SIB를 추출한다(S114). PDCCH로부터 SIB1 이외의 SIB들에 대한 DCI를 복호한다. 다른 SIB들을 복호한다.
이후에 단말(10)과 기지국(20)은 랜덤 액세스 프로시저(random access procedure)를 수행하고(S116), 단말(10)은 RRC idle 상태에서 RRC connected 상태로 될 수 있다.
도 2는 MIB의 구성을 도시한다.
도 2를 참조하면, MIB는 'dl-Bandwidth' 필드(BW), 'phich-Config' 필드(PHICH), 'systemFrameNumber' 필드(SFN), 및 'spare' 필드(spare)를 포함할 수 있다.
Figure pat00001
'dl-Bandwidth' 필드는 자원 블록(Resource Block, RB) 단위로 셀의 대역폭을 지시하기 위해 사용될 수 있다. LTE 및 LTE-A 시스템에서, 하나의 셀은 6, 15, 25, 50, 75, 또는 100 개의 RB로 구성될 수 있고, 3 비트의 'dl-Bandwidth' 필드는 이들 중 하나의 값을 지시하기 위해 사용될 수 있다.
'phich-Config' 필드는 PUSCH에 대한 A/N(Acknowledgement/Negative Acknowledgement)이 전송되는 PHICH의 자원을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 'phich-Config' 필드는 3 비트로 구성되고, PHICH duration을 지시하기 위한 1 비트와 PHICH resource를 지시하기 위한 2 비트를 포함할 수 있다. PHICH duration은 PHICH가 할당되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 심볼의 개수를 지시할 수 있고, PHICH duration의 값이 0인 경우(Normal) PHICH는 서브프레임의 처음 1개 OFDM 심볼에 위치할 수 있고, 1인 경우(Extended) PHICH는 서브프레임의 처음 2개 또는 3개 OFDM 심볼에 위치할 수 있다. PHICH resource는 PHICH의 자원 점유량을 지시할 수 있고, 1/6, 1/2, 1, 또는 2의 값을 지시할 수 있다.
'systemFrameNumber' 필드는 10 비트의 SFN(System Frame Number)를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 상기 SFN은 0 내지 1023의 값을 가지며 1024개의 프레임 주기로 SFN은 0부터 1023까지 반복되는 값을 갖는다. 10 비트의 시스템 프레임 번호 중 8 비트는 'systemFrameNumber' 필드를 통해 지시되고, 2 비트는 4개의 라디오 프레임(40 ms) 주기인 PBCH의 복호에서 암시적으로(implicitly) 획득될 수 있다. 따라서, 'systemFrameNumber' 필드는 시스템 프레임 번호 중 최상위 비트(Most Significant Bit, MSB)로부터 8 비트를 포함할 수 있다.
그리고, 10 비트의 'spare' 필드는 예비로 남겨진다.
PDCCH는 제어 영역에서 PCFICH 및 PHICH를 제외한 영역에 매핑되기 때문에, MIB를 통해 PHICH가 할당되는 자원의 정보를 수신한 단말(10)은 PDCCH가 할당되는 자원을 알 수 있게 된다.
MIB는 모두 24 비트로 구성되어 있고, PBCH 전송을 위해 도 3과 같은 코딩 과정을 거친다.
도 3은 기지국에서 PBCH의 코딩 과정을 도시한다.
도 3을 참조하면, 먼저 MIB 24 비트(a0,a1,...aA -1)를 이용하여 16 비트의 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 생성한다. 이때, 생성된 16 비트의 CRC에는 전송 안테나 개수에 따라서 설정된 16 비트 CRC 마스크가 스크램블링된다. 16 비트의 스크램블된 CRC가 24 비트의 MIB 뒤에 부가되어 총 40 비트의 정보 비트 블록(i0,i1,...iK -1)을 생성한다(S310). 40 비트의 정보 비트는 TBCC(Tail Biting Convolutional Code)를 이용하여 부호화된다(S320). TBCC 부호화된 모부호(mother code)어
Figure pat00002
의 길이는 120 비트이다. 모부호는 레이트 매칭(Rate Matching) 과정을 거쳐 1920 비트의 부호어(e0,e1,...,eE-1)로 반복(repetition)된다(S330).
도 4는 PBCH가 전송되는 자원을 도시한다.
도 4를 참조하면, PBCH는 시간 축에서 각 프레임의 첫 번째 서브프레임에, 주파수 축에서 6개 자원 블록(Resource Block, RB) 또는 72개 서브캐리어에 위치할 수 있다. 상기 1920 비트의 부호어는 각 프레임의 첫 번째 서브프레임에서 480 비트씩 4개의 프레임에서 전송된다. 따라서 PBCH로 전송되는 MIB는 SFN(System Frame Number)이 SFN mod 4 = 0 일 때 변경되며, 각각의 프레임 마다 0번 서브프레임 번호(SF#0)만을 사용하여 전송한다. 또한 SF#0의 14개 OFDM 심볼 중에서 OFDM 심볼 인덱스 i(i= 0,1,2,...,13)가 7, 8, 9, 10인 4개의 OFDM 심볼만을 사용하여 전송한다.
각 프레임마다 전송되는 480 비트의 부호어는 각각 복호화가 가능한 부호어로 구성되어 있다. 4개의 프레임 주기로 전송되는 PBCH 부호에 대해, 단말은 해당 주기 내로 전송되는 부호어의 수신 값을 결합(combining)하여 복호화 할 수 있다. 기지국과 채널 간 채널 상황이 좋은 경우에는 단말은 하나의 프레임으로 전송되는 부호어의 수신 값을 사용해도 복호에 성공할 수 있지만, 그렇지 않은 경우에는 최대 4개의 프레임으로 전송되는 부호어의 수신 값을 결합하여 복호에 성공할 수 있거나 성공할 확률이 높아진다.
PBCH에 전송되는 MIB와 더불어 기지국이 PDSCH로 전송하는 또 다른 시스템 정보(System Information)을 SIB(System Information Block)이라고 한다. SIB는 전달되는 정보의 종류에 따라서 아래와 같이 다양한 SIB 타입이 존재한다.
Figure pat00003
전술한 16가지 타입의 SIB중에서 SIB1은 MIB와 유사한 고정된 시간 도메인 스케줄링(fixed time domain scheduling)을 사용한다. 우선 하나의 SIB1의 전송주기는 8개 프레임(80ms)이며, 이중 SFN mod 2 =0인 4개의 프레임에 거쳐서 전송된다. SIB1이 전송되는 프레임에서 SF#5만 SIB1 전송에 사용한다. 또한 단말은 SIB1이 전송되는 PDSCH의 주파수 도메인 스케줄링 정보는 SF#5에 전송되는 PDCCH의 DCI를 복호 하여 획득한다. 단말은 SI-RNTI를 이용하여 DCI를 블라인드 복호한다.
다음으로 SIB1 이외의 다른 SIB(SIB2 내지 SIB16)의 스케줄링 방법에 대하여 설명한다. 전술한 다른 SIB의 시간 도메인 스케줄링 정보 정보는 SIB1을 통해서 단말에 전송된다.
단말(10)은 SI 메시지를 획득하면, 단말은 관련된 SI 메시지들에 대한 SI 윈도우의 시작점(start of SI messages)을 결정한다. 즉 관련된 SI 메시지에 대해 SystemInformationBlockType1에 schedulingInfoList에 의해 구성된 SI 메시지의 리스트에서 엔트리의 오더에 대응하는 번호 n을 결정하고, 정수(integer value) x = (n - 1)*w를 결정한다. 이때 w는 윈도우 길이(si - WindowLength)이다.
SI 윈도우는 SFN mod T = FLOOR(x/10)인 무선 프레임의 서브프레임 #a에서 시작한다. 이때 a = x mod 10이고 T는 관련된 SI 메시지의 주기(si - Periodicity )이다.
이때 모든 SI들이 SFN mod 2 = 0인 프레임에서 서브프레임 #5 이전에 스캐줄링될 때에만 1ms의 SI 윈도우가 설정된다.
SI 윈도우의 시작점으로부터 매 서브프레임마다 SI-RNTI를 사용하여 PDCCH의 DCI를 복호한 후 PDSCH를 수신하고 시간상 절대적 길이가 si-WindowLength인 SI 윈도우의 마지막 시점까지 또는 SI 메시지가 수신될 때까지 계속한다. 다만, SFN mod 2 = 0인 프레임에서 서브프레임 #5, 모든 MBSFN 서브프레임들, TDD에서 모든 상향링크 서브프레임들을 제외한다.
SI 메시지가 SI 윈도우의 마지막 시점까지 수신되지 않으면, 관련된 SI 메시지에 대한 다음 SI 윈도우에서 수신을 반복한다.
상기 방법에서 단말은 SI 윈도우에 전송되는 SIB2 내지 SIB16에 대한 주파수 도메인 스케줄링 정보는 해당 SIB가 전송되는 서브프레임에 함께 전송되는 PDCCH의 DCI를 복호하여 획득한다. 또한 SIB1은 시간 도메인 스케줄링 정보를 SI 윈도우 w로 단말에 알려준 것이므로, 상기 SIB2 내지 SIB16가 전송되는 서브프레임 정보는 단말이 상기 DCI를 블라인드 복호에 성공해야만 획득할 수 있다.
아래 표 2와 표 3은 전술한 바와 같이 주기(si - Periodicity) T 마다 반복적으로 전송되는 SIB에 대해서, SI 윈도우의 시작 서브프레임 번호(SI-window starts at the subframe #a) 및 SIB가 전송되는 프레임의 위치(SI가 전송되는 frame위치, SFN mod T = FLOOR(x/10))를 보여주고 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
주기(si - Periodicity) T 값은 SIB(SIB2 내지 SIB16)마다 또는 복수개의 SIB에 대해서 동일한 값으로 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 중 하나로 설정되며, 주기(si - Periodicity) T 값은 프레임 개수를 의미한다.
예를 들어, SIB1을 통해서 단말에 전송된 SIB 스케줄링 정보가 아래와 같다면, SIB가 전송되는 위치는 도 5와 같다.
Figure pat00006
단말은 PBCH 전송주기인 4개 프레임 내에서 전송된 PBCH 부호어의 수신 값만을 결합하게 되고, 이외의 PBCH 전송주기에 전송된 부호어의 수신 값은 결합할 수 없다.
커버리지 확장된 MTC 단말이 PBCH를 수신하고 블라인드 복호에 성공하려면, 기지국은 종래에 전송되는 PBCH를 36 내지 95번 반복하여 전송해야 한다. 다시 말해서 종래의 4개의 프레임에 거쳐서 4개의 서브프레임에 전송하던 PBCH 부호어를 반복하여 144 내지 384개의 서브프레임을 사용하여 전송하여야 한다. FDD의 경우, 한 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되어 있고 한 프레임에 존재하는 모든 서브프레임을 PBCH전송에 사용한다고 가정할 때, 15 내지 39개의 프레임이 커버리지 확장된 MTC 단말을 위한 PBCH전송에 사용되어야 한다.
이와 같이 많은 양의 전송자원이 커버리지 확장된 MTC 단말을 위해서 사용된다면 동일 셀에 존재하는 다른 단말들에게 할당되는 전송자원이 상대적을 줄어들게 된다. 또한 주기적으로 전송되는 PBCH의 특성상, 커버리지 확장된 MTC 단말을 위한 PBCH의 전송주기가 너무 짧거나 연속된 프레임에 계속해서 PBCH를 전송하면 최악의 경우 다른 단말들은 전송자원을 할당 받을 수 없게 된다. 커버리지 확장된 MTC 단말도 마찬가지로 PBCH이외의 다른 물리채널을 위해 할당할 수 있는 전송자원이 상대적으로 줄어들게 된다.
MIB와 마찬가지로 상기 SIB 또한 커버리지 확장된 MTC 단말을 지원하기 위해서 아래와 같이 반복하여 복수개의 서브프레임으로 전송해야 한다.
SIB1의 PDSCH 전송을 위해, SIB들의 크기가 152 비트 이하인 것을 가정하고 한 개의 수신 안테나를 가정하는 경우, 80번 반복 전송(3dB 파일럿 부스팅(3dB pilot boosting)) 또는 120번 반복 전송(파일럿 부스팅 없음)이 15dB 향상하기 위해 요구된다. 208비트 이상의 보다 큰 SIB에 대해서는 110번 반복 전송(3dB pilot boosting)) 또는 160번 반복 전송(파일럿 부스팅 없음)이 필요하다.
시스템 정보는 매 전송주기마다 커버리지 확장된 단말을 위해서 대부분의 하향링크 전송자원을 사용하는 경우, 각 단말에 전송하는 DTCH(Dedicated Traffic Channel) 전송을 위한 PDSCH 전송자원이 상대적으로 부족하게 된다.
이를 해결하기 위해서 시스템 정보를 간헐적으로 반복하여 전송하는 방법이 제안되고 있다. 보다 자세하게는, 시스템 정보는 특정 전송주기에 대해서만 간헐적으로 커버리지 확장된 단말을 위해서 SI를 반복하여 전송하고, 상기 특정 시스템 정보 전송주기 외에는 종래와 동일한 방법으로 시스템 정보를 전송한다. 이를 '간헐적 시스템 정보 반복전송방법' 또는 '간헐적 PBCH 반복전송방법'이라고 한다.
본 발명은 커버리지 확장된 MTC 단말을 위해서 기지국이 간헐적으로 PBCH 반복전송할 때, 간헐적 PBCH 반복전송의 주기를 설정하는 방법 및 장치를 제공한다.
일반적으로 단말은 PBCH로 전송되는 MIB를 수신한 후에 기지국이 사용하는 SFN을 획득하게 된다. 하지만, 상기 SFN을 획득하기 전에는 4개 프레임에 거쳐서 전송되는 PBCH를 블라인드 복호해야 한다.
커버리지 확장된 MTC 단말의 경우에도 마찬가지로 PBCH를 블라인드 복호한다. 하지만 도 6에 도시한 바와 같이 커버리지 확장된 MTC 단말은 어떤 프레임에 PBCH가 반복전송되는지 알 수 없으므로, 모든 프레임에 대해서 PBCH가 반복전송되었다고 가정하고 블라인드 복호를 수행한다.
커버리지 확장된 MTC 단말이 PBCH 반복 전송된 프레임에서 PBCH 블라인드 복호에 성공한다면 커버리지 확장된 MTC 단말은 SFN을 획득한다. 이때, 만약 커버리지 확장된 MTC 단말이 SFN을 획득한 뒤에도 PBCH 반복전송주기를 모른다면 매 프레임 마다 PBCH 반복전송을 고려하여 PBCH 복호(더 이상 블라인드 복호를 수행하지 않아도 됨)을 수행하게 된다.
따라서, 도 7에 도시한 바와 같이 기지국과 MTC 단말은 서로 약속된 간헐적 PBCH 반복전송의 주기를 알고 있어야 하며, 커버리지 확장된 MTC 단말은 상기 PBCH 반복전송주기에 해당하는 프레임에 대해서만 반복전송된 PBCH를 고려하여 복호한다.
다음으로 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값을 설정하는 방법을 설명한다. 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값은 미리 정해진 주기 값을 갖거나 기지국이 주기 값을 설정하고 단말에 알려주는 방법을 고려할 수 있다.
이하, 기지국과 단말이 미리 정해진 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값을 가질 때, 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값 P의 설정 및 이를 고려한 기지국의 PBCH 반복 전송방법, 커버리지 확장된 MTC 단말의 PBCH 수신방법을 설명한다.
간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값을 설정할 때에는 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023이고 하나의 MIB가 4개 프레임으로 전송되는 것을 고려하여 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값 P는 4의 배수이고 1024의 약수로 설정할 수 있다. 따라서, P=2n 개의 프레임을 고려할 수 있다. 여기서 n≥2인 자연수이다. 따라서 n이 10보다 작은 경우 SFN 값 0 내지 1023에 대해서 복수 개의 PBCH 반복전송이 가능하다. 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값이 P에 대해서, SFN 0 내지 1023 사이에서 1024/P 번의 PBCH 반복전송이 발생한다.
기지국은 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값 P내에서 SFN mod 4 =0 인 어떤 SFN이든지 PBCH 반복전송을 시작할 수 있다. 예를 들어, SFN x에 대해서 x mod 4 =0 이고 x가 SFN 0 내지 (P-1) 사이의 값이라면, SFN x, x+1, x+2, x+3에서 PBCH 반복전송되고, 또한 다음 PBCH 반복 전송주기의 SFN은 x+P, x+P+1, x+P+2, x+P+3이며 (x+P)mod4=0이 된다. 기지국은 상기 x값을 임의로 정의하고 PBCH 반복전송할 수 있다. 커버리지 확장된 MTC 단말은 상기 반복 전송된 PBCH를 블라인드 복호하고 이를 성공하면 MIB의 SFN 값을 획득할 수 있게 된다. 이후 커버리지 확장된 MTC 단말은 P개 프레임 이후에는 PBCH가 반복 전송됨을 인지하고 해당 프레임으로 반복 전송되는 PBCH를 복호한다.
간헐적 PBCH 반복전송의 주기 값을 설정할 때에는 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023이고 하나의 MIB가
Figure pat00007
개(β≥0인 자연수) 프레임으로 전송되는 것을 고려하며, 주기 값 P는 m의 배수이고 1024의 약수로 설정할 수 있다. 따라서, P=2n 개의 프레임을 고려할 수 있다. 여기서 n≥(2+β)인 자연수이다. 따라서 n이 10보다 작은 경우 SFN 값 0 내지 1023에 대해서 복수 개의 PBCH 반복전송이 가능하다. 주기 값 P에 대해서, SFN 0 내지 1023 사이에서 1024/P 번의 PBCH 반복전송이 발생한다.
기지국은 간헐적 PBCH 반복전송의 주기 P내에서 SFN mod m =0 인 어떤 SFN 이든지 PBCH 반복전송을 시작할 수 있다. 예를 들어, SFN x에 대해서 x mod m =0 이고 x가 SFN 0 내지 (P-1) 사이의 값이라면, SFN x, x+1, x+2, …,x+(m-1)에서 PBCH 반복전송되고, 또한 다음 PBCH 반복 전송주기의 SFN은 x+P, x+P+1, x+P+2, … ,x+P+(m-1)이며 (x+P) mod m=0이 된다. 기지국은 상기 x값을 임의로 정의하고 PBCH 반복전송할 수 있다. 커버리지 확장된 MTC 단말은 상기 반복 전송된 PBCH를 블라인드 복호하고 이를 성공하면 MIB의 SFN 값을 획득할 수 있게 된다. 이후 커버리지 확장된 MTC 단말은 P개 프레임 이후에는 PBCH가 반복 전송됨을 인지하고 해당 프레임으로 반복 전송되는 PBCH를 복호한다.
예를 들어, 기지국은 간헐적 PBCH 반복전송의 주기를 SIBx(여기서 x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기(si - Periodicity) T 값을 이용하여 설정할 수 있다. 기지국은 커버리지 확장된 MTC단말을 위해서 PBCH를 반복 전송하듯이 SIBx 또한 반복 전송해야 한다. 하지만 LTE의 최소 대역폭 1.4MHz와 TDD의 부족한 하향링크 서브프레임을 고려하면 PBCH 반복전송에 사용하는 전송자원과 SIBx를 전송하기 위한 전송자원을 공유해야 한다. 이와 같이 공유되는 전송자원을 PBCH와 SIBx의 반복 전송을 서로 다른 시간에 사용하도록 설정하는 것이 가능하다. 또한 SIBx는 상기 주기(si - Periodicity) T 값을 이용하여 주기적인 전송이 가능하며 상기 주기 T값에 비교하여 윈도우 길이(si - WindowLength) w는 비교적 짧은 시간이 할당된다.
다시 말해서, 하나의 SIBx 전송주기 내에서 비교적 짧은 시간(복수개의 서브프레임)이 SIBx 전송에 이용된다. 따라서, 간헐적 PBCH 반복 전송주기를 상기 SIBx 전송주기 주기(si - Periodicity)T 값을 이용할 수 있다. 만약 n개(n은 SI 메시지 오더) 의 SIBx가 각각 서로 다른 주기(si - Periodicity)
Figure pat00008
값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기 P는 상기 SIB 마다 할당된 주기 값 중 최대 값
Figure pat00009
으로 설정할 수 있다.
또한 기지국은 Tmax 내에서 PBCH, SIB1, 그리고 다른 SIB들이 모두 반복전송 될 수 있도록 Tmax 값을 설정하고 이를 주기(si - Periodicity) T 값 중 하나로 SIB1을 통해서 MTC 단말에 전달한다. 이는, PBCH, SIB1, 그리고 다른 SIB들이 모두 반복전송될 수 있도록 고려하여 먼저 Tmax를 결정하고, 이를 SIBx 중 하나의 전송주기인 주기(si - Periodicity) T로 사용하며 이를 SIB1으로 전달한다는 의미이다. 이때 SIB1으로 모든 SIBx에 대한 주기(si - Periodicity) T를 전송한다.
따라서 MTC 단말을 위한 별도의 SIBx가 설정되는 경우에는 해당 SIBx의 주기(si - Periodicity) T 값을 Tmax로 설정할 수 있고, 그렇지 않은 경우 종래에 사용하던 SIBx중 하나의 주기(si - Periodicity) T 값을 Tmax로 사용하는 것을 고려할 수 있다. 이에 따라 별도의 시그널링 없이 MTC 단말이 Tmax를 알 수 있다.
예를 들어, SIB1을 통해서 단말에 전송된 SIBx 스케줄링 정보가 아래와 같다면, SIB가 전송되는 위치는 도 8과 같다.
Figure pat00010
따라서, 도 8에서 SIB가 반복전송 되는 부분을 제외한 부분, 즉 도 8에서 회색으로 채워진 프레임의 일부를 사용하여 PBCH를 반복 전송할 수 있다. 또한 상기 PBCH가 반복 전송되는 프레임 에서 상기 Tmax 인 64 프레임 이후에 PBCH를 반복 전송할 수 있다.
또한, Tmax 로 정의되는 하나의 PBCH 반복전송의 주기 내에 복수개의 PBCH반복 전송을 고려할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 회색으로 채워진 40ms 프레임들 중 복수 개를 선택하여 각각을 PBCH 반복 전송에 사용할 수 있다. 이와 같은 경우에도 마찬가지로 복수개의 PBCH반복 전송은 주기 값 Tmax 마다 반복된다.
본 발명에서 Tmax 대신 Tmax 의 배수인 αTmax(α>0인 자연수)를 사용할 수 있다. 단 기지국과 단말은 서로 약속된 α값을 사용해야 한다.
또 다른 방법으로 기지국은 커버리지 확장된 MTC단말을 위해서 새로운 SIB를 정의하는 경우 새롭게 정의되는 SIB에 간헐적 PBCH 반복전송의 전송주기를 커버리지 확장된 MTC단말에 직접 전달할 수 있는 메시지를 정의할 수 있다.
커버리지 확장된 MTC 단말은 SFN을 획득한 이후에, 반복전송된 PBCH 외에도 (반복 전송이 아닌) 일반 PBCH 전송에 대해서도 PBCH 복호할 수도 있다. 이와 같은 경우, 커버리지 확장된 MTC 단말은 일반 PBCH전송에 대해서는 대부분의 경우 PBCH 복호가 실패하므로 PBCH 복호 실패에 따른 별다른 동작을 설정하지 않는다. 다만, 이 경우에 PBCH 복호에 성공하는 경우, 향후 연속된 복수 개(또는 N>1)의 프레임에서 일반 PBCH 전송에 대한 복호가 성공하는 경우, 커버리지 확장된 MTC단말은 기지국과 채널 상태가 변경되어 자신이 일반 커버리지에 있다고 가정할 수 있으므로, 향후 물리채널 전송에 일반 커버리지와 동일한 동작이 가능하도록 이를 기지국에 피드백할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIB 송수신 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 MIB 수신 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 MIB 송신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 기지국은 향상된 커버리지에 위치한 단말(예를 들면, MTC 단말)을 위한 MIB 정보 비트 블록을 구성한다(S910, S1010). MIB 정보 비트 블록은 도 2를 참조하여 설명한 필드들을 포함할 수 있으나, 향상된 커버리지에 위치한 단말(예를 들면, MTC 단말)을 위한 정의된 MIB 정보 비트 블록일 수도 있다.
다음으로, 기지국은 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 MIB 정보 비트 블록을 예를 들어 TBCC를 이용하여 부호화한다(S920, S1020).
다음으로, 기지국 측에서 기지국은 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 MIB 정보 비트 블록이 부호화된 신호를 PBCH를 통해 단말로 송신한다(S930, S1030). 이때 기지국은 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송할 수 있다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 단말 측에서 단말은 PBCH를 통해 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 MIB 정보 비트 블록이 부호화된 신호를 수신한다(S930, S1110). 이 단계(S930, S1110)에서 단말은 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신할 수 있다.
이때 SIB(System Information Block)의 전송주기는 SIBx(x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기(si - Periodicity) T 값일 수 있다. 예를 들어 전술한 바와 같이 SIB(System Information Block)의 전송주기는 n개(n은 SI 메시지 오더)의 SIBx가 각각 서로 다른 주기(si - Periodicity) T0, T1,…,T(n-1)값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기는 n개의 SIBx가 각각 서로 다른 주기(si - Periodicity) T0, T1,…,T(n-1)값 중 최대 값 Tmax=max(T0, T1,…,T(n-1)) 또는 Tmax 의 배수인 αTmax (α>0인 자연수)으로 설정할 수 있다. 또한 상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 별도로 설정된 SIBx의 주기(si -Periodicity)일 수 있다.
SIB1을 통해서 단말에 전송된 SIBx 스케줄링 정보가 표 5와 같을 때, 도 8에 도시한 바와 같이 Tmax인 64 프레임의 간헐적 PBCH 반복 주기로 회색으로 채워진 40ms 프레임들 중 복수 개를 선택하여 각각을 PBCH 반복 전송에 사용할 수 있다. 이때 간헐적 PBCH 반복 주기가 Tmax 대신 Tmax 의 배수인 αTmax(α>0인 자연수), 예를 들어 2*64=128 프레임을 사용할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기 내에 PBCH가 전송되는 프레임의 갯수가 m=2(2+β)개(β≥0인 자연수)이고 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023인 경우, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기는 m의 배수이고 1024의 약수일 수 있다.
다음으로 단말은 수신한 신호로부터 커버리지에 위치한 단말을 위한 MIB 정보 비트 블록을 복호한다(S940, S1120). 이 단계(S940, S1120)에서 단말은 수신한 신호로부터 커버리지에 위치한 단말을 위한 MIB 정보 비트 블록을 복호할 때 도 7에 도시한 바와 같이 커버리지 확장된 MTC 단말은 간헐적 PBCH 반복전송주기에 해당하는 프레임에 대해서만 반복전송된 PBCH를 결합한 후 복호할 수 있다.
다음으로, 단말은 복호된 신호로부터 MIB를 획득한다(S950, S1130). 단말은 획득된 MIB에 기초하여 도 1에 도시한 단말의 초기 셀 접속 과정을 진행할 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 의한 기지국의 구성을 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 기지국(1200)은 제어부(1210), 송신부(1220) 및 수신부(1230)을 포함한다.
제어부(1210)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 MTC 단말을 위해 전송하는 PBCH의 전송자원을 주기적으로 전송될 때, 전송주기를 SIB의 전송주기 값을 고려하여 설정하는 방법에 따른 전반적인 기지국의 동작을 제어한다.
송신부(1220)와 수신부(1230)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.
제어부(1210)는 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 상기 시스템 정보를 부호화한다. 송신부(1220)는 전술한 바에 따라 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 PBCH를 통해 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말의 구성을 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말(1300)은 수신부(1310), 제어부(1320) 및 송신부(1330)를 포함한다.
수신부(1310)는 기지국으로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 또한 제어부(1320)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 MTC 단말을 위해 전송하는 PBCH의 전송자원을 주기적으로 전송될 때, 전송주기를 SIB의 전송주기 값을 고려하여 설정하는 방법에 따른 전반적인 단말의 동작을 제어한다.
송신부(1330)는 기지국에 상향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다.
수신부(1310)는 전술한 바에 따라 SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신할 수 있다. 제어부(1320)는 수신한 신호를 복호하여 시스템 정보를 획득한다.
전술한 실시예들을 통해, 기지국은 커버리지 확장된 단말을 위해 전송하는 PBCH의 전송자원을 주기적으로 전송될 때, 전송주기를 SIB의 전송주기 값을 고려하여 설정할 수 있으므로 별도의 시스널링 없이 효과적으로 PBCH의 전송자원의 반복 주기를 설정할 수 있다.
전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 시스템 정보를 수신하는 방법으로서,
    SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 신호를 복호하여 시스템 정보를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 SIBx(x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 n개(n은 SI 메시지 오더)의 SIBx가 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기는 n개의 SIBx의 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값 중 최대 값 Tmax=max(T0, T1,…,T(n-1)) 또는 Tmax 의 배수인 αTmax (α>0인 자연수)으로 설정한 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 별도로 설정된 SIBx의 주기인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기 내에 상기 PBCH가 전송되는 프레임의 갯수가 m=2(2+β)개(β≥0인 자연수)이고 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023인 경우, 상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기는 m의 배수이고 1024의 약수인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말로 시스템 정보를 전송하는 방법으로서,
    상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위한 상기 시스템 정보를 부호화하는 단계; 및
    SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 SIBx(x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 n개(n은 SI 메시지 오더)의 SIBx가 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기는 n개의 SIBx의 각각 서로 다른 si-Periodicity T0, T1,…,T(n-1)값 중 최대 값 Tmax=max(T0, T1,…,T(n-1)) 또는 Tmax 의 배수인 αTmax (α>0인 자연수)으로 설정한 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 별도로 설정된 SIBx의 주기인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기 내에 상기 PBCH가 전송되는 프레임의 갯수가 m=2(2+β)개(β≥0인 자연수)이고 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023인 경우, 상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기는 m의 배수이고 1024의 약수인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말로서,
    SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 수신한 신호를 복호하여 시스템 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 SIBx(x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기인 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 n개(n은 SI 메시지 오더)의 SIBx가 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기는 n개의 SIBx의 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값 중 최대 값 Tmax=max(T0, T1,…,T(n-1)) 또는 Tmax 의 배수인 αTmax (α>0인 자연수)으로 설정한 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 별도로 설정된 SIBx의 주기인 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기 내에 상기 PBCH가 전송되는 프레임의 갯수가 m=2(2+β)개(β≥0인 자연수)이고 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023인 경우, 상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기는 m의 배수이고 1024의 약수인 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 무선 통신 시스템에서 단말로 시스템 정보를 전송하는 기지국으로서,
    상기 단말을 위한 상기 시스템 정보를 부호화하는 제어부; 및
    SIB(System Information Block)의 전송주기를 이용하여 설정한, 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기에 따라 상기 PBCH를 통해 상기 단말을 위한 시스템 정보가 부호화된 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 기지국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 SIBx(x>1인 자연수) 전송을 위해서 설정되는 주기인 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 n개(n은 SI 메시지 오더)의 SIBx가 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값을 갖는 경우 PBCH 반복 전송주기는 n개의 SIBx의 각각 서로 다른 주기 T0, T1,…,T(n-1)값 중 최대 값 Tmax=max(T0, T1,…,T(n-1)) 또는 Tmax 의 배수인 αTmax(α>0인 자연수)으로 설정한 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 SIB(System Information Block)의 전송주기는 상기 향상된 커버리지에 위치한 단말을 위해 별도로 설정된 SIBx의 주기인 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기 내에 상기 PBCH가 전송되는 프레임의 갯수가 m=2(2+β)개(β≥0인 자연수)이고 SFN의 값의 범위가 0 내지 1023인 경우, 상기 간헐적 PBCH(Physical Broadcast Channel) 전송주기는 m의 배수이고 1024의 약수인 것을 특징으로 하는 기지국.
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