KR20170093680A - NB-IoT 단말의 상향링크 신호 전송을 위한 자원 유닛 구성 방법 및 장치 - Google Patents

NB-IoT 단말의 상향링크 신호 전송을 위한 자원 유닛 구성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3GPP LTE/LTE-Advanced 시스템에서 NB IoT(NarrowBand Internet of Things) 단말의 상향링크 송수신 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 협대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 NB IoT 단말의 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 전송 자원을 설정하는 기술에 관한 것이다. 특히, 일 실시예는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

NB-IoT 단말의 상향링크 신호 전송을 위한 자원 유닛 구성 방법 및 장치{Methods for configuring the resource units for transmitting uplink signals of a NarrowBand IoT UE and Apparatuses thereof}
본 발명은 3GPP LTE/LTE-Advanced 시스템에서 NB IoT(NarrowBand Internet of Things) 단말의 상향링크 송수신 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 협대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 NB-IoT 단말의 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 전송 자원을 설정하는 기술에 관한 것이다.
전 세계적으로 네트워크를 통해 연결되는 사물인터넷(IoT) 기기의 수가 급격하게 증가되고 있다. 이러한 상황에서 급격히 증가되는 사물인터넷 기기의 데이터 송수신을 처리하기 위한 기술이 요구되고 있다.
구체적으로, 사물인터넷 기기는 광범위한 지역에서 수많은 기기가 설치되며, 낮은 전력 소모로 저가에 안정적인 네트워크 연결을 요구하고 있다. 또한, 사물인터넷 기기는 간헐적으로 소량의 데이터를 송수신하는 특성을 가질 수 있다. 따라서, 종래 LTE 또는 LTE-Advanced 기술을 적용할 경우에 불필요한 전력 소모의 증가 또는 기기 자체의 비용 증가 문제가 발생될 수 있다. 또한, 면허대역 무선자원이 한정된 상황에서 많은 수의 사물인터넷 기기에 대한 통신을 지원하기에는 한계점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 비면허 대역 주파수를 사용하여 사물인터넷 통신을 위한 전용망 기술인 LoRa(LongRange)과 LTE 네트워크 기술을 기반으로하는 NB-IoT(NarrowBand IoT) 기술 등이 개발되고 있다.
특히, NB-IoT의 경우 기기 수용성 증대, 전력 소모 감소 및 비용 절감을 위해서 협대역(Narrow Band)을 이용하여 통신을 수행한다. 또한, 데이터의 반복 전송 기술을 통해서 커버리지 증대 효과를 제공하고자 한다. 또한, NB-IoT의 경우 단말 별로 single tone 또는 multi tone 기반의 데이터 전송 방법이 선택적으로 또는 동시에 적용될 수 있다.
따라서, 서로 다른 전송 방법을 가지는 NB-IoT 단말의 경우에 하향링크 데이터 수신 및 상향링크 신호 전송을 위한 무선자원 및 전송 타이밍이 종래 LTE 기술과는 달라질 필요가 있다.
전술한 배경에서 안출된 일 실시예는 서로 다른 상향링크 전송 방식이 설정되는 경우, 상향링크 신호를 전송할 시간 및 주파수축 전송 자원을 정의하는 방법을 제안하고자 한다.
또한, 일 실시예는 NB-IoT 단말이 하향링크 데이터를 수신하는 경우에 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 전송자원을 제안하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 일 실시예는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, NPUSCH는 단일 서브 캐리어와 연속되는 K 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 일 실시예는 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법에 있어서, NarrowBand IoT(Internet of things) 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 단계 및 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 단계를 포함하되, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 일 실시예는 상향링크 신호를 전송하는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 수신부와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 제어부 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하되, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말 장치를 제공한다.
또한, 일 실시예는 상향링크 신호를 전송하는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 수신부와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 제어부 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하되, NPUSCH는 단일 서브 캐리어와 연속되는 2 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말 장치를 제공한다.
또한, 일 실시예는 상향링크 신호를 수신하는 기지국에 있어서, NarrowBand IoT(Internet of things) 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 송신부 및 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 수신부를 포함하되, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 기지국 장치를 제공한다.
전술한 일 실시예에 따르면, 서로 다른 상향링크 신호 전송 방식을 가지는 NB-IoT 단말에 대해서 상향링크 신호를 전송할 시간 및 주파수축 전송 자원을 설정하여 절차의 모호성을 방지하는 효과가 있다.
또한, 일 실시예에 따르면 NB-IoT 단말이 하향링크 데이터를 수신하는 경우에 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 전송하기 위한 구체적인 절차 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 NB-IoT 시스템에서의 자원 그리드(Resource Grid)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 하향링크 데이터 및 상향링크 신호 전송 동작을 설명하기 위한 신호도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 PUCCH와 NPUCCH 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 NB IoT 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 자원 유닛 매핑에 따른 NPUSCH의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 서브 캐리어 스페이싱 정보를 수신하는 NB IoT 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 서브 캐리어 스페이싱 정보를 전송하는 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 NB IoT 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 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. 무선통신시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(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.
즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)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 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 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, 수신 포인트를 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.
eNB은 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.
아래에서 설명한 각 실시예들은 3GPP 통신 시스템에서 NB IoT(NarrowBand Internet of Things) 단말의 하향링크 데이터 수신에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보 전송 방법에 관한 것이다. 특히, NB IoT 단말이 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 상향링크 채널 자원 할당 방법 및 상향링크 채널의 자원 유닛 구조를 제안하고자 한다.
본 명세서에서는 협대역을 이용하여 데이터를 송수신하는 단말을 NarrowBand IoT 단말(NB IoT 단말)로 기재하여 설명하며, NB IoT 단말은 기존 LTE 또는 LTE-Advanced 단말에 비해서 좁은 대역폭을 사용하여 데이터를 송수신하는 단말을 의미하는 것으로 MTC 단말과 같이 다양한 명칭을 포함한다. 따라서, NB IoT 단말이라는 명칭은 이해의 편의를 위한 것으로 해당 명칭에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 이하에서는 종래 LTE 관련 채널과 NB IoT 단말에서 사용되는 채널을 구별하기 위해서 LTE에서와 동일한 기능을 수행하는 NB IoT를 위한 각 채널은 채널 명 앞에 "N"을 붙여서 설명한다. 예를 들어, LTE 시스템에서의 하향링크 제어채널인 PDCCH는 NB IoT에서는 NPDCCH로 기재하여 설명하고, 상향링크 채널인 PUSCH는 NB IoT에서는 NPUSCH로 기재하여 설명한다. 또한, 필요에 따라 하향링크 채널과 상향링크 채널뿐만 아니라 시스템 정보와 같은 각 정보 및 신호에도 앞에 N을 붙여서 설명할 수 있다.
이하, 본 실시예들을 포함하는 NB IoT 기술에 대해서 간략히 설명한다.
[NB IoT]
The objective is to specify a radio access for cellular internet of things, based to a great extent on a non-backward-compatible variant of E-UTRA, that addresses improved indoor coverage, support for massive number of low throughput devices, low delay sensitivity, ultra low device cost, low device power consumption and (optimised) network architecture.
NB IoT는 아래 3가지 동작 모드를 지원한다.
1. 'Stand-alone operation' utilizing for example the spectrum currently being used by GERAN systems as a replacement of one or more GSM carriers
2. 'Guard band operation' utilizing the unused resource blocks within a LTE carrier's guard-band
3. 'In-band operation' utilizing resource blocks within a normal LTE carrier
위와 같이, NB IoT 단말은 독립적으로 동작할 수 있으며, 대역폭의 가드 밴드로 설정된 밴드에서 동작할 수도 있다. 또한, 가드 밴드뿐만 아니라 일반 LTE 단말이 동작하는 대역에서도 동작할 수 있다.
구체적으로 NB IoT 단말은 아래의 동작을 지원한다.
- 180 kHz UE RF bandwidth for both downlink and uplink
- OFDMA on the downlink
o Two numerology options will be considered for inclusion: 15 kHz sub-carrier spacing (with normal or extended CP) and 3.75 kHz sub-carrier spacing. Technical analysis will either perform a down-selection or decide on inclusion of both based on the feasibility of meeting relevant requirements while achieving commonality (to be finalized by RAN #70)
- For the uplink, two options will be considered: FDMA with GMSK modulation (as described in 3GPP TR 45.820 section 7.3), and SC-FDMA (including single-tone transmission as a special case of SC-FDMA)
o Technical analysis will either perform a down-selection or decide on inclusion of both
- A single synchronization signal design for the different modes of operation, including techniques to handle overlap with legacy LTE signals
- MAC, RLC, PDCP and RRC procedures based on existing LTE procedures and protocols and relevant optimisations to support the selected physical layer
- Any enhancements to S1 interface to CN and related radio protocols to support the work SA2 is conducting on the systems aspects such as signaling reduction for small data transmissions.
이상에서 설명한 바와 같이, NB IoT 단말은 종래 일반 LTE 단말에 비해서 협소한 대역폭에서 하향링크 신호 및 상향링크 신호를 기지국과 송수신할 수 있다.
추가적으로, NB IoT 단말은 아래와 같이 싱글 톤 전송 및 멀티 톤 전송을 통해서 상향링크 신호를 송신할 수 있다.
- Single-tone transmissions are supported
* 2 numerologies should be configurable for Single-tone transmission: 3.75kHz and 15kHz
* A cyclic prefix is inserted
* Frequency domain Sinc pulse shaping in the physical layer description
- Multi-tone transmissions are supported
* Multi-tone transmissions are based on SC-FDMA
* 15 kHz UL subcarrier spacing
- Additional mechanisms for PAPR reduction FFS
- The UE shall indicate the support of Single-tone and/or Multi-tone
도 1은 NB IoT 시스템에서의 자원 그리드(Resource Grid)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, NB IoT 단말은 180kHz 대역폭을 사용하여 상향링크 및 하향링크 신호를 송수신한다. 상향링크를 예를 들어 설명하면, NB IoT에서는 리소스 엘리먼트가 정의될 수 있다. 리소스 엘리먼트는 (k,l)과 같이 서브캐리어 인덱스와 심볼 인덱스를 포함하는 인덱스 쌍으로 정의될 수 있다. 즉, 시간축에서 하나의 상향링크 슬롯(Tslot)은
Figure pat00001
개의 SC-FDMA 심볼로 구성될 수 있다. 또한, 주파수 축에서
Figure pat00002
개의 서브 캐리어가 대역폭을 구성할 수 있다. 전술한 바와 같이 NB IoT의 경우에 180kHz를 이용하여 상향링크 및 하향링크 신호를 처리한다. 하나의 상향링크 슬롯은 7개의 심볼로 구성될 수 있다. 또한, 각 서브캐리어는 15kHz 또는 3.75kHz로 정의될 수 있다. 따라서, 15kHz로 서브캐리어가 할당되는 경우에는 12개의 서브캐리어가 하나의 대역폭을 구성할 수 있고, 3.75kHz의 경우 최대 48개의 서브캐리어가 하나의 대역폭을 구성할 수 있다.
한편, NB IoT 단말의 경우 위에서 설명한 바와 같이 3.75kHz 또는 15kHz 기반의 두 가지 numerology가 적용되는 싱글 톤 전송과 SC-FDMA 기반의 15kHz 스페이싱을 사용하는 멀티 톤 전송이 지원될 수 있다. 즉, NB IoT 단말의 상향링크 전송을 위해 단말 별로 싱글 톤(single tone) 기반의 상향링크 전송 방법 및 멀티 톤(multi tone) 기반의 상향링크 전송 방법이 선택적으로 적용될 수 있다.
또한, single tone 기반의 전송 시, 3.75kHz 서브 캐리어 스페이싱(sub carrier spacing) 기반의 상향링크 numerology와 15kHz 서브 캐리어 스페이싱(sub carrier spacing) 기반의 상향링크 numerology가 각각 설정될 수 있다.
이처럼 NB IoT 단말 별로 서로 다른 상향링크 numerologies가 적용될 경우, NB IoT 단말의 하향링크 데이터 수신에 대한 기지국으로의 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 자원을 새롭게 정의할 필요가 있다.
NB IoT 단말의 HARQ feedback 동작에 대해서 도 2를 참조하여 간략히 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 하향링크 데이터 및 상향링크 신호 전송 동작을 설명하기 위한 신호도이다.
도 2를 참조하면, NB IoT 단말(200)은 기지국(209)으로부터 하향링크 제어정보를 포함하는 하향링크 제어채널(NPDCCH)를 수신한다(S210). NPDCCH는 하나 이상의 서브프레임 또는 슬롯에서 반복적으로 수신될 수 있으며, 이를 통해서 NB IoT 단말(200)은 커버리지 확대 효과를 얻을 수 있다. NPDCCH는 단말을 위한 하향링크 제어정보를 전달한다. 또한, 하향링크 제어정보는 하향링크 데이터 수신을 위한 하향링크 자원 할당정보, HARQ ACK/NACK을 위한 상향링크 자원 할당정보 및 제어정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
NB IoT 단말(200)은 기지국(209)으로부터 NPDCCH를 수신한 후, 하향링크 제어정보에 포함된 하향링크 자원 할당정보를 이용하여 하향링크 데이터 채널(NPDSCH)을 수신한다(S220). 하향링크 데이터 채널도 하향링크 제어채널과 마찬가지로 반복적으로 수신될 수 있다. NB IoT 단말(200)은 하향링크 데이터 채널을 복호화하여 하향링크 데이터를 수신한다.
NB IoT 단말(200)은 하향링크 데이터에 대한 수신이 완료되면, 하향링크 데이터 수신의 성공 여부에 대한 정보를 기지국(209)으로 전송할 필요가 있다. 이를 위해서, 하향링크 제어정보의 상향링크 자원 할당정보를 이용하여 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 전송자원을 설정한다(S230). 예를 들어, 전송자원은 시간축 무선자원과 주파수 축 무선자원으로 설정될 수 있다.
이후, NB IoT 단말(200)은 설정된 전송자원에서 HARQ ACK/NACK 정보를 포함하는 상향링크 신호를 기지국(209)으로 전송한다(S240). 필요에 따라 상향링크 신호도 반복하여 전송될 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, NB IoT 단말이 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송할 때, 이를 위한 채널 구성 및 상향링크 자원할당 방법에 대해서 개별 실시예를 나누어 설명한다. 다만, 각 실시에는 개별적으로 동작할 수도 있고, 각 실시예는 상호 결합되어 동작할 수도 있다. 또한, 각 실시예의 일부 동작은 서로 치환되거나, 결합, 분리되어 동작할 수도 있다.
제 1 실시예 : 싱글 톤 기반의 NPUCCH를 이용하여 HARQ ACK / NACK 피드백 정보를 전달하는 방법.
도 3은 일 실시예에 따른 PUCCH와 NPUCCH 구성을 설명하기 위한 도면이다.
기지국으로부터의 하향링크 데이터 수신에 대해 NB IoT 단말이 DL HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 방법으로서, 해당 NB IoT 단말의 상향 링크 multi-tone transmission 지원 여부와 관계없이 항상 single tone 기반의 NPUCCH를 정의하고, 이를 통해 DL HARQ ACK/NACK 피드백 UCI(Uplink Control Information)를 전송할 수 있다. 즉, NB IoT 단말의 DL HARQ ACK/NACK 피드백 정보 전송을 위한 NPUCCH의 전송 자원 유닛은 도 3과 같이 주파수 축에서 하나의 서브 캐리어로 구성되고, 시간 축에서 하나 이상의 연속적인 혹은 비연속적인 K개의 상향링크 서브프레임으로 구성될 수 있다.
이 경우 동일한 1 subcarrier x K subframe(s)로 구성된 NPUCCH time-frequency 전송 자원에 대해 기존의 PUCCH와 동일하게 코드 domain에서 복수의 NPUCCH를 multiplexing 할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, legacy LTE 시스템에서 정의된 PUCCH의 경우, 하나의 PRB pair 내에서 각각 주파수 축에서 subcarrier 단위로 cell ID에 의해 생성되는 length-12 pseudo random sequence에 의해, 시간 축에서 심볼 단위로 OCC(orthogonal Cover Code)에 의해 scrambling되고, 코드 domain에서 orthogonal한 복수의 PUCCH가 구성되었다. 마찬가지로 NB IoT 단말을 위한 NPUCCH에 대해서도 도 3과 같이 하나의 subframe 내에서 심볼 단위로 OCC를 적용하고, 추가적으로 해당 K 개의 서브프레임에서 동일한 심볼의 NPUCCH RE에 대해 length-K의 pseudo random sequence로 scrambling 할 수 있다. 또는 하나의 서브프레임 내에서 각각의 심볼 단위로 OCC에 의해서만 scrambling하여 각각의 (1 sub-carrier, K subframes)로 구성되는 NPUCCH 자원 내에서 복수의 NPUCCHs가 코드 domain에서 multiplexing되도록 할 수도 있다.
이와 같이, NB IoT 단말은 1개의 서브 캐리어와 K개의 서브 프레임을 이용한 자원 유닛을 이용하여 NPUCCH에 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 매핑시켜서 기지국으로 하향링크 데이터에 대한 피드백 정보를 전송할 수 있다.
한편, 단일한 NPUCCH 전송 자원을 구성하는 서브프레임 단위를 정의하는 K 값은 임의의 고정된 값을 갖도록 설정할 수 있다. 예를 들어, NPUCCH 전송 자원을 하나의 서브프레임 단위로 구성하도록 K=1로 정의할 수 있다. 또는 기존의 PUCCH 전송 사이즈와 동일하게 K=12로 정의할 수도 있다. 그러나, 위에서 서술한 K 값은 예를 들어 설명한 것으로 K는 1 이상의 자연수로 설정될 수 있다. 또는, K 값은 기지국으로부터 수신될 수도 있다. 예를 들어, K 값은 cell-specific 혹은 UE-specific RRC signaling을 통해 단말이 수신할 수도 있다.
제 2 실시예 : 두 가지 타입의 NPUCCH 구성을 이용하여 HARQ ACK / NACK 피드백 정보를 전달하는 방법.
NB IoT 단말의 상향링크 multi-tone transmission 지원 여부에 따라 각각 복수의 타입의 NPUCCH 전송 자원(혹은 format)을 이용할 수 있다. 예를 들어 상향링크 single-tone transmission을 지원하는 단말의 경우, 제 1 실시예와 같이 single tone 기반의 type-1 NPUCCH 전송 구조가 적용되고, multi-tone transmission을 지원하는 NB IoT 단말의 경우, multi-tone 기반의 type-2 NPUCCH 전송 구조가 적용되도록 할 수 있다.
이 경우, multi-tone 기반의 type-2 NPUCCH 전송 구조는 도 3의 LTE legacy system의 PUCCH의 구조가 재사용될 수 있다. 또는, 주파수 축에서 연속적인 M 개의 subcarrier와 시간 축에서 연속적인 혹은 비연속적인 K 개의 상향링크 서브프레임을 통해 type-2 NPUCCH 전송 자원이 구성되도록 할 수도 있다. 예를 들어 하나의 서브프레임 당 3개의 연속적인 subcarriers로 구성된 연속적인 혹은 비연속적인 4개의 상향링크 서브프레임을 통해 해당 type-2 NPUCCH 전송 자원이 구성될 수 있다.
Type-2 NPUCCH의 역시 동일한 time-frequency 자원의 코드 domain에서 복수의 type-2 NPUCCH를 multiplexing하여 구성하도록 할 수 있다. 이 경우에도 제 1 실시예의 코드 multiplexing 방법과 유사하게 해당 K 개의 서브프레임에서 동일한 심볼에 위치한 REs에 대해 주파수 축으로 length-(M x K)의 pseudo random sequence를 적용하고, 추가적으로 하나의 subframe 내에서 심볼 단위로 OCC를 적용하도록 할 수 있다. 또는, 하나의 서브프레임 내에서 각각의 심볼 단위로 OCC에 의해서만 scrambling하여 각각의 (M sub-carriers, K subframes)로 구성되는 type-2 NPUCCH 자원 내에서 복수의 type-2 NPUCCHs가 코드 domain에서 multiplexing되도록 할 수도 있다. 또는, 하나의 M subcarriers x K subframes 기반의 NPUCCH time-frequency 전송 자원 당 하나의 NPUCCH 만을 구성하도록 할 수도 있다.
일 예로, type-2 NPUCCH 전송 자원을 구성하는 subcarrier의 개수 M 및 서브프레임 단위인 K 값은 임의의 고정된 값을 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, type-2 NPUCCH 전송 자원의 경우, 기존의 PUCCH 전송 사이즈 혹은 NPUSCH의 multi-tone 전송 단위와 동일하게 M=6, K=2로 고정되거나, 혹은 M=3, K=4의 값을 갖도록 설정될 수 있다. 그러나, 위에서 설명한 M 값과 K 값은 예시적인 것일 뿐, 1 이상의 자연수 값을 갖는 모든 M과 K에 대해 본 발명이 적용될 수 있다.
다른 예로, M과 K를 설정하는 또 다른 방법으로서 기지국이 M 값 또는 그에 따른 subcarrier indices와 K 값을 설정하여 cell-specific 혹은 UE-specific RRC signaling을 통해 단말로 전송할 수도 있다.
또 다른 예로, single tone transmission을 지원하는 NB IoT 단말을 위한 type-1 NPUCCH와 multi-tone transmission을 지원하는 NB IoT 단말을 위한 type-2 NPUCCH가 정의될 경우, 기지국에서 해당 셀에서 지원하는 NPUCCH의 type에 대해 cell-specific higher layer signaling을 통해 단말로 전송하도록 할 수도 있다.
제 3 실시예 : NPUSCH를 이용하여 HARQ ACK / NACK 피드백 정보를 전송하는 방법.
기지국으로부터의 하향링크 데이터 수신에 대해, NB IoT 단말이 DL HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 방법으로서, NPUSCH에 매핑되는 자원 유닛을 이용할 수 있다.
예를 들어, 1 subcarrier x K subframes 기반의 DL HARQ ACK/NACK 피드백을 위한 time-frequency 하나의 자원 유닛 당 하나의 NB IoT 단말에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보만을 전송하도록 설정할 수 있다. 이 경우, HARQ ACK/NACK 피드백 정보는 해당 무선 자원에서 NPUSCH를 통해서 전송될 할 수 있다. 이 경우, 상향 링크 DM-RS를 위해 사용되는 REs 역시 도 3과 같이 각 슬롯(slot)의 3,4,5번째 심볼이 아니라, 각 슬롯의 4번째 심볼만이 사용될 수 있으며, 해당 HARQ ACK/NACK 피드백 정보 역시 tail-bite convolutional code를 사용하여 encoding되어 전송될 수 있다. 또는, 각각의 HARQ ACK/NACK에 해당하는 sequence를 정의하여 해당 sequence detection 방식으로 기지국에서 HARQ ACK/NACK을 확인하도록 할 수 있다.
여기서, K 값은 임의의 고정된 값을 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, NPUSCH 자원 유닛을 하나의 서브프레임 단위로 구성하도록 K=1로 설정하거나, single tone transmission의 NPUSCH 전송 단위에 맞추어 K=8로 설정될 수도 있다. 또는, K=12로 설정될 수도 있다. 위에서 서술한 K 값은 일 실시예에 해당할 뿐, 1 이상의 자연수 값을 갖는 모든 K에 대해 본 발명이 적용될 수 있다.
K 값을 정의하는 또 다른 방법으로서 기지국이 K 값을 할당하여 cell-specific 혹은 UE-specific RRC signaling을 통해 단말로 전송할 수도 있다.
이하에서는, 제 3 실시예와 관련된, 자원 유닛을 이용하여 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH를 통해서 기지국으로 전송하는 구체적인 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 NB IoT 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, NB IoT 단말은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계를 수행한다(S400). 도 2에서 설명한 바와 같이, NB IoT 단말은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 NPDSCH를 통해서 수신할 수 있다. 하향링크 데이터를 필요에 따라 하나 이상의 서브프레임 또는 슬롯을 통해서 반복하여 수신될 수 있다. 반복 수신을 통해서 NB IoT 단말은 저전력으로 넓은 커버리지에 구성될 수 있다.
또한, NB IoT 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계를 수행한다(S402). NB IoT 단말은 하향링크 데이터를 수신하면, 해당 하향링크 데이터의 수신이 정상적으로 수신되었는지 또는 비정상적으로 수신되었는지를 기지국으로 알리기 위한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스를 진행한다. 이를 위해서, NB IoT 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성한다.
이후, NB IoT 단말은 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다(S404). NB IoT 단말은 해당 NB IoT 단말이 싱글 톤 전송 방식인지 또는 멀티 톤 전송 방식인지에 관계없이 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH 포맷을 이용하여 기지국으로 전송한다. HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑될 수 있다.
HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 자원 유닛은 주파수 축에서 M 개의 서브 캐리어와 시간 축에서 K 개의 슬롯으로 구성될 수 있다.
일 예로, M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수일 수 있다. 즉, 자원 유닛은 1 이상의 서브 캐리어 단위로 할당되고, K는 2, 4, 8, 16, ... 중 어느 하나로 할당될 수 있다. 예를 들어, M=1, n=2로 설정될 수 있다. 즉, HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 NPUSCH의 자원 유닛은 하나의 서브 캐리어와 4개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 2개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 16개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 3개의 서브 캐리어와 8개의 슬롯으로 구성될 수 도 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 6개의 서브 캐리어와 4개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 12개의 서브 캐리어와 2개의 슬롯으로 구성될 수도 있다.
한편, NarrowBand IoT 단말은 제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)으로 설정될 수 있다. 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛과 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정될 수 있다. 구체적으로, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 3.75kHz로 설정되고, 제 2 서브 캐리어 스페이싱은 15kHz로 설정될 수 있다. 이 경우에 NB IoT 단말은 자신이 어느 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되었는지에 무관하게 동일한 자원 유닛으로 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH를 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 자원 유닛 매핑에 따른 NPUSCH의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하는 NPUSCH의 자원 유닛(510)은 1개의 서브 캐리어(500)와 4개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 즉, 자원 유닛(510)은 연속되는 2개의 서브프레임과 1개의 서브 캐리어로 구성될 수 있으며, NB IoT 단말은 자원 유닛을 NPUSCH에 매핑하여 기지국으로 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송할 수 있다. 도 5는 전술한 M과 K 값 중 일 예를 들어서 설명한 것으로 이 외에도 전술한 M과 K 값에 따라 자원 유닛이 결정될 수 있다.
한편, NB IoT 단말의 서브 캐리어 스페이싱 설정 값에 따라서 다른 사이즈의 자원 유닛이 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정된 NB IoT 단말의 자원 유닛은 M=1, K=16으로 설정되고, 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정된 NB IoT 단말의 자원 유닛은 M=3, K=8로 설정될 수 있다.
또는, NPUSCH의 타입이 두 가지로 구성되고, HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하는 NPUSCH 타입의 경우에 서브 캐리어 스페이싱의 설정 값에 관계없이 동일한 자원 유닛 사이즈가 구성될 수 있다. 이와 달리, 상향링크 데이터를 전송하는 NPUSCH 타입의 경우에 서브 캐리어 스페이싱의 설정 값에 따라 자원 유닛의 사이즈가 다르게 구성될 수 있다.
서브 캐리어 스페이싱의 설정은 기지국이 NB IoT 단말로 동적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 랜덤 액세스 응답 정보에 해당 NB IoT 단말의 서브 캐리어 스페이싱 정보를 지시하는 값을 추가하여 전송할 수 있다. NB IoT 단말은 수신된 서브 캐리어 스페이싱 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 서브 캐리어 스페이싱 정보를 수신하는 NB IoT 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, NB IoT 단말은 기지국으로부터 서브 캐리어 스페이싱 정보를 수신할 수 있다(S600). 예를 들어, NB IoT 단말은 기지국과 랜덤 액세스 절차를 수행할 때, 해당 NB IoT 단말의 서브 캐리어 스페이싱 정보를 랜덤 액세스 응답을 통해서 수신할 수 있다. NB IoT 단말은 수신된 서브 캐리어 스페이싱 정보를 이용하여 서브 캐리어 단위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 서브 캐리어 스페이싱은 전술한 바와 같이, 3.75kHz 또는 15kHz 중 어느 하나로 지시될 수 있다.
NB IoT 단말은 서브 캐리어 스페이싱을 적용하여 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있으며, 필요에 따라 하향링크 데이터는 하나 이상의 서브프레임을 통해서 반복적으로 수신될 수 있다(S602).
이에 대해서, NB IoT 단말은 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전술한 방법으로 생성하고(S604), 전술한 방법으로 결정된 자원 유닛을 NPUSCH에 매핑하여 기지국으로 전송할 수 있다(S606). 일 예로, 자원 유닛은 NB IoT 단말에 설정된 서브 캐리어 스페이싱 값에 무관하게 동일한 서브 캐리어 개수 및 슬롯 개수로 설정될 수 있다.
한편, NB IoT 단말은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하여 NPUSCH를 통해서 상기 기지국으로 전송함에 있어서, NPUSCH는 단일 서브 캐리어와 연속되는 K 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑될 수 있다. 즉, 도 5에서 설명한 바와 같이, 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 연속되는 K개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 예를 들어, K=2로 설정될 수 있으며, 이 경우 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 연속되는 2개의 서브프레임으로 구성된다. 전술한 바와 같이, NB IoT 단말은 설정된 서브 캐리어 스페이싱에 무관하게 동일한 자원 유닛 사이즈로 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하므로, 자원 유닛은 서브 캐리어 스페이싱에 따라 아래와 같이 달라질 수 있다.
예를 들어, NB IoT 단말이 3.75kHz 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되면, 자원 유닛은 주파수 축으로 3.75kHz 및 시간 축으로 연속되는 2ms 단위로 구성될 수 있다. 만약, NB IoT 단말이 15kHz 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되면, 자원 유닛은 주파수 축으로 15kHz 및 시간 축으로 연속되는 2ms 단위로 구성될 수 있다.
이와 같이, 종래 LTE 시스템에서의 HARQ ACK/NACK 전송 단위인 자원 블럭과는 다른 자원 유닛이 결정됨으로써, 한정된 무선 자원을 이용하여 많은 수의 NB IoT 단말에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 처리할 수 있다.
이하에서는 전술한 각 실시예들을 모두 수행할 수 있는 기지국 동작에 대해서 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 기지국은 NB IoT 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 단계를 수행할 수 있다(S700). 기지국은 하향링크 데이터를 하나 이상의 서브프레임 또는 슬롯을 이용하여 반복적으로 전송할 수 있다.
기지국은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 단계를 수행할 수 있다(S702). 이 경우, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑된다.
일 예로, M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수일 수 있다. 즉, 자원 유닛은 1 이상의 서브 캐리어 단위로 할당되고, K는 2, 4, 8, 16, ... 중 어느 하나로 할당될 수 있다. 예를 들어, M=1, n=2로 설정될 수 있다. 즉, HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 전송하기 위한 NPUSCH의 자원 유닛은 하나의 서브 캐리어와 4개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 2개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 1개의 서브 캐리어와 16개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 3개의 서브 캐리어와 8개의 슬롯으로 구성될 수 도 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 6개의 서브 캐리어와 4개의 슬롯으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 자원 유닛은 12개의 서브 캐리어와 2개의 슬롯으로 구성될 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 서브 캐리어 스페이싱 정보를 전송하는 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 기지국은 NB IoT 단말에 설정되는 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보를 전송할 수 있다(S800). 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보는 랜덤 액세스 응답을 통해서 전송될 수 있다. 이후, 기지국은 S700 단계 및 S702 단계와 동일하게 하향링크 데이터를 NB IoT 단말로 전송하고(S802), NPUSCH를 통해서 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 수신할 수 있다(S804).
전술한 바와 같이, S800 단계를 통해서, NB IoT 단말은 제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)으로 설정될 수 있다.
이 경우에 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛과 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정될 수 있다. 구체적으로, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 3.75kHz로 설정되고, 제 2 서브 캐리어 스페이싱은 15kHz로 설정될 수 있다. 이 경우에 기지국은 NB IoT 단말이 어느 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되었는지에 무관하게 동일한 자원 유닛으로 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH를 통해서 수신할 수 있다. 만약, 기지국이 HARQ ACK/NACK 피드백 정보가 아닌 다른 상향링크 데이터를 NPUSCH를 통해서 수신하는 경우, 자원 유닛의 K값과 M값은 해당 상향링크 데이터를 전송하는 NB IoT 단말의 서브 캐리어 스페이싱에 따라 다른 값으로 설정될 수도 있다.
한편, 이상에서 서술한 NPUCCH 또는 NPUSCH의 time-frequency 자원 구조와 관계없이 NB IoT 단말은 메시지 기반으로 HARQ ACK/NACK에 대한 피드백 정보를 전송할 수도 있다. 즉, NPUSCH의 encoding 방법과 동일한 방법으로 HARQ ACK/NACK 피드백 정보에 대한 encoding을 수행하여 정의된 NPUCCH 또는 NPUSCH의 time-frequency 자원을 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 일부 또는 전부를 수행할 수 있는 NB IoT 단말 및 기지국의 구성을 도면을 참조하여 다시 한 번 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 NB IoT 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, NarrowBand IoT(Internet of things) 단말(900)은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 수신부(930)와 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 제어부(910) 및 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 기지국으로 전송하는 송신부(920)를 포함한다. 여기서, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑된다.
또한, 수신부(930)는 필요에 따라 하나 이상의 서브프레임 또는 슬롯을 통해서 하향링크 데이터를 반복하여 수신할 수 있다. 또한, 수신부(930)는 기지국으로부터 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보를 더 수신할 수 있다. 이 외에도, 수신부(930)는 기지국으로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 전술한 바와 같이, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정되며, NB IoT 단말은 제 1 서브 캐리어 스페이싱 또는 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정될 수 있다. 서브 캐리어 스페이싱 설정을 위한 정보는 랜덤 액세스 응답을 통해서 수신될 수 있다.
제어부(910)는 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하고, NPUSCH를 통해서 기지국으로 전송하기 위한 전반적인 NB IoT 단말의 동작을 제어한다. NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑된다. M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수로 설정될 수 있다. 예를 들어, M은 1이고, 상기 n은 2로 설정될 수 있다. 이외에도, 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이 M과 n 또는 K 값은 다양하게 설정될 수 있다.
또는 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 연속적인 K 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑될 수 있다. 예를 들어, M=1로 설정되고, K=2로 설정되어, 연속적인 2개의 서브 프레임과 1개의 서브 캐리어로 자원 유닛은 할당될 수 있다.
또한, NB IoT 단말이 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛과 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛은 동일하게 설정될 수 있다. 즉, NB IoT 단말은 서브 캐리어 스페이싱의 설정에 무관하게 동일한 자원 유닛 구성을 통해서 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH를 통해서 기지국으로 전송할 수 있다. 이 외에도 제어부(910)는 전술한 실시예들을 수행하기에 필요한 NB IoT 단말 별로 서로 다른 상향링크 numerologies가 적용될 경우, NB IoT 단말의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크로의 HARQ ACK/NACK 피드백을 하기 위한 자원 유닛 구성 방법을 수행하는 데에 따른 전반적인 동작을 제어한다.
한편, 송신부(920)는 기지국에 상향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다.
도 10은 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 기지국(1000)은 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 송신부(1020) 및 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 수신부(1030)를 포함할 수 있다. 여기서, NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑할 수 있다.
송신부(1020)는 필요에 따라 하나 이상의 서브프레임 또는 슬롯을 통해서 하향링크 데이터를 반복하여 전송할 수 있다. 또한, 송신부(1020)는 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보를 더 전송할 수 있다. 이 외에도, 송신부(1020)는 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 전술한 바와 같이, 제 1 서브 캐리어 스페이싱은 제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정되며, NB IoT 단말은 제 1 서브 캐리어 스페이싱 또는 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정될 수 있다. 송신부(1020)는 서브 캐리어 스페이싱 설정을 위한 정보를 랜덤 액세스 응답 정보에 포함하여 전송할 수 있다.
제어부(1010)는 NB IoT 단말의 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 기지국 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1010)는 전술한 실시예들을 수행하기에 필요한 NB IoT 단말 별로 서로 다른 상향링크 numerologies가 적용될 경우, NB IoT 단말의 하향링크 데이터 수신에 대한 상향링크로의 HARQ ACK/NACK 피드백을 수신하기 위한 자원 유닛 구성 방법을 수행하는 데에 따른 전반적인 동작을 제어한다.
수신부(1030)는 NPUSCH를 통해서 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 수신한다. NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑된다. M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수로 설정될 수 있다. 예를 들어, M은 1이고, 상기 n은 2로 설정될 수 있다. 이외에도, 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이 M과 n 또는 K 값은 다양하게 설정될 수 있다.
또는 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 연속적인 K 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑될 수 있다. 예를 들어, M=1로 설정되고, K=2로 설정되어, 연속적인 2개의 서브 프레임과 1개의 서브 캐리어로 자원 유닛은 할당될 수 있다.
또한, NB IoT 단말이 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛과 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 자원 유닛은 동일하게 설정될 수 있다. 즉, 기지국은 NB IoT 단말 각각에 설정되는 서브 캐리어 스페이싱에 무관하게 동일한 자원 유닛 구성을 통해서 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 NPUSCH를 통해서 수신할 수 있다.
이 외에도, 송신부(1020)와 수신부(1030)는 전술한 실시예들을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 NB IoT 단말과 송수신하는데 사용된다.
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 (23)

  1. NarrowBand IoT(Internet of things) 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계;
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 M은 1이고, 상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 NarrowBand IoT 단말은,
    제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)으로 설정되며,
    상기 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 상기 자원 유닛과 상기 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 상기 자원 유닛은 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 캐리어 스페이싱은,
    제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. NarrowBand IoT(Internet of things) 단말이 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계;
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 단일 서브 캐리어와 연속되는 K 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 K는 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 기지국이 상향링크 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    NarrowBand IoT(Internet of things) 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 M은 1이고, 상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)을 설정하기 위한 정보를 상기 NarrowBand IoT 단말로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보는,
    제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱을 지시하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)을 설정하기 위한 정보는 랜덤 액세스 응답 정보에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 상향링크 신호를 전송하는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 제어부; 및
    상기 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수인 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 M은 1이고, 상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 NarrowBand IoT 단말은,
    제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)으로 설정되며,
    상기 제 1 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 상기 자원 유닛과 상기 제 2 서브 캐리어 스페이싱으로 설정되는 경우의 상기 자원 유닛은 동일한 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 캐리어 스페이싱은,
    제 2 서브 캐리어 스페이싱의 4배로 설정되는 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  18. 상향링크 신호를 전송하는 NarrowBand IoT(Internet of things) 단말에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 생성하는 제어부; 및
    상기 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 단일 서브 캐리어와 연속되는 2 개의 서브 프레임으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 NarrowBand IoT 단말.
  19. 상향링크 신호를 수신하는 기지국에 있어서,
    NarrowBand IoT(Internet of things) 단말로 하향링크 데이터를 전송하는 송신부; 및
    상기 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)을 통해서 수신하는 수신부를 포함하되,
    상기 NPUSCH는 M 개의 서브 캐리어와 K 개의 슬롯(slot)으로 구성되는 자원 유닛으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 M은 1부터 12 사이의 자연수이고, 상기 K는 2n으로 결정되며, n은 자연수인 것을 특징으로 하는 기지국.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 M은 1이고, 상기 n은 2인 것을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)을 설정하기 위한 정보를 상기 NarrowBand IoT 단말로 더 전송하되,
    상기 서브 캐리어 스페이싱을 설정하기 위한 정보는,
    제 1 서브 캐리어 스페이싱 및 제 2 서브 캐리어 스페이싱 중 어느 하나의 서브 캐리어 스페이싱을 지시하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 서브 캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)을 설정하기 위한 정보는 랜덤 액세스 응답 정보에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
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