KR20170112945A - 이동통신 시스템에서 기기 간 통신과 셀룰라 통신의 공존 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시는 이동통신 시스템에서 기기 간 통신과 셀룰라 통신의 공존 방법 및 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에서 기기간 통신과 셀룰라 통신의 공존 방법에 대한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
한편, 이동통신 시스템에서 기기간 통신과 셀룰라 통신의 공존을 위한 연구가 진행중에 있다.
단말 대 단말 통신 기술(Device to Device: 이하 D2D라 지칭한다.) 은 단말이 다른 단말에게 기지국을 통과하지 않고 정보를 전송하는 기술이다. D2D 기술은 자동차 간 안전 서비스를 위해서 활용될 수 있는데, 일례로 자동차가 자신의 정보를 근처에 다른 자동차들에게 D2D 통신을 통해 알려 줌으로써 안전성을 높이는 방법이 사용될 수 있다. 이 때 단말은 D2D 전송을 위해서 LTE 자원 중 역방향 자원, 즉 역방향 주파수, 혹은 역방향 시간 구간을 이용하여 D2D 전송을 수행하게 되는데, D2D 전송와 역방향 송신, 혹은 역방향 수신이 동시에 일어나게 되는 경우 단말의 동작이 불분명해 지는 문제가 발생한다. 본 발명은 D2D 기반의 차량 통신(V2X)을 사용하는 단말에 있어서 분명한 동작을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 수직 방향에 대한 dynamic precoding 수요 증가에 따라 등간격 평면형 배열 (Uniform Planar Array, UPA) 안테나 포트들로 구성되는 FD-MIMO에 대한 논의가 활발해지고 있다. 본 발명은 {(1 or 2), 4, 8, 12, 16} 개로 제한되는 현재의 CSI-RS 구성 방법을 개량하여 {20, 24, 28, 32} 등 다양한 수의 CSI-RS를 구성하기 위한 방법을 제안한다. 또한 다수의 CSI-RS 설정 시 발생 가능한 문제들에 대처하기 위한 다양한 CSI-RS CDM-4 또는 CDM-8 mapping 방법, CDM-2/CDM-4/CDM-8 switching CSI-RS mapping 방법, CSI-RS port index mapping 방법 등을 제안한다.
또한, 본 발명은 비면허 대역에서 동작하는 이동 통신 시스템 또는 채널 감지 동작(channel sensing 또는 listen-before-talk)을 필요로 하는 이동 통신 시스템에서, 단말의 하향링크 스케줄링 정보 및 상향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀이 서로 다르게 설정됨으로써 상기 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 보다 효율적으로 전송하는 방법을 제안한다.
또한, 5 세대 무선 셀룰러 통신시스템(5-th Generation Wireless Cellular Communication System: 5G 통신시스템)에서는 사용자의 다양한 요구 사항 및 서비스를 만족시키기 위해 하나의 시스템에서 서로 다른 송수신 기법, 송수신 파라메터를 갖는 다양한 서비스를 지원이 필요하며, 향후 호환성(Forward compatibility)를 고려하여 추가되는 서비스가 현재 시스템에 제한되지 않도록 설계하는 것이 중요하다. 이와 같은 5G의 설계 요구사항을 기반으로 각기 다른 송수신 기법 및 송수신 파라메터를 지원하는 단말들을 위한 단일화된 효율적인 초기 접속 방안을 제공해야 할 필요가 있다. 또한, 향후 호환성을 고려하여, 초기 접속을 위한 신호 전송에 의해 향후 호환성(forward compatibility)이 제한되지 않도록 초기 접속 신호를 설계할 필요가 있다.
또한, 본 발명은 적어도 한 개의 LTE 캐리어에서 LTE와 5G를 공존시키기 위한 방법으로써 MBSFN 서브프레임을 이용하는 방법, UL 서브프레임을 이용하는 방법, 비면허대역에서 LAA 동작을 이용하는 방법, CA에서 셀 활성화를 이용하는 방법과 그에 따른 장치를 제공한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, D2D 기반의 차량 통신을 수행하는 단말이 기존 셀룰라와 공존함에 있어서 단말 송 수신 동작이 분명하게 결정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 다수의 배열 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서 파워 부스팅을 고려한 기준신호 설정 및 채널정보 생성을 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 셀에 대하여 단말의 상향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀과, 하향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀을 다르게 설정하여 상기 셀에 대한 스케줄링 정보를 보다 효율적으로 전송하고, 또한 상기 하나의 셀에 대하여 하나의 셀에 대하여 단말의 상향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀과, 하향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀을 다르게 설정한 경우에서 상기 상향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀과 하향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀 중 적어도 하나의 스케줄링 정보가 전송되는 셀을 재설정함으로써 스케줄링 정보를 보다 효율적으로 전송할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 본 발명은 서로 다른 송수신 기법, 송수신 파라메터를 갖는 서비스를 지원하고, 향후 호환성을 고려하여 설계된 5G 시스템에서 단말이 효율적으로 초기 접속을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 5G를 위한 추가적인 캐리어의 도입 없이 한 개의 LTE 캐리어 주파수 혹은 다수의 LTE 캐리어에서 LTE와 5G 통신 시스템을 공존시켜 운영하기 위한 방안으로써 MBSFN 서브프레임을 이용하는 방법, UL 서브프레임을 이용하는 방법, 비면허대역에서 LAA 동작을 이용하는 방법, CA에서 셀 활성화를 이용하는 방법과 그에 따른 장치를 제공한다. 또한 서로 다른 통신 시스템인 LTE와 5G 통신 시스템 중 적어도 한 통신 시스템에서 데이터를 송수신할 수 있는 단말이 각 통신 시스템과 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1a은 V2X 기본 동작을 도시하는 도면이다.
도 1b는 V2X 전송을 위한 자원 설정 도면이다.
도 1c은 단말 간 측방향 채널과 역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1d는 RSRP 기반의 해결 방법(실시예 1)을 도시하는 도면이다.
도 1e는 단말 간 측방향 채널과 역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1f는 우선 순위에 기반한 단말 송신 동작을 도시하는 도면이다.
도 1g은 상이한 캐리어 주파수에서의 측방향/역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1h은 우선 순위에 기반한 단말 전송 전력 결정 동작을 도시한 도면이다.
도 1i은 기지국 장치 도면이다.
도 1j은 단말 장치 도면이다.
도 2a는 거대 다중안테나 시스템 또는 FD-MIMO 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2b는 LTE/LTE-A 시스템에서 1 subframe 및 1 RB에 해당하는 무선자원을 도시하는 도면이다.
도 2c는 8개 CSI-RS를 전송하는 경우의 n 번째 그리고 n+1 번째 PRB에 대한 CSI-RS RE mapping 예시를 도시하는 도면이다.
도 2d는 BF CSI-RS 운영의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2e는 CSI-RS RE mapping table을 도시하는 도면이다.
도 2f는 CSI-RS CDM-2 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-4 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2g는 CSI-RS CDM-2 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2h는 CSI-RS CDM-4 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 첫 번째 방법을 도시하는 도면이다.
도 2i는 CSI-RS CDM-4 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 두 번째 방법을 도시하는 도면이다.
도 2j는 1 bit indication을 통한 주파수/시간 방향으로의 직교코드 확장방법의 예시를 도시하는 도면이다.
도 2k는 CDM-4 그룹을 형성하는 방법의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2ka는 28 port CSI-RS resource를 위하여 총 7개의 4 port CSI-RS configuration을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2kb는 32 port CSI-RS resource를 위하여 총 4개의 8 port CSI-RS configuration을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2l는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2m는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2n은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2o은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 3c는 LTE 시스템의 무선 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 3d은 LAA 시스템의 비 면허 대역에 대한 하향링크 채널 접속 방식을 도시한 도면이다.
도 3e는 LAA 시스템의 비 면허 대역에 대한 상향링크 채널 접속 방식을 도시한 도면이다.
도 3f는 하향링크 및 상향링크 스케줄링 셀이 동일한 경우를 도시한 도면이다.
도 3g는 하향링크 및 상향링크 스케줄링 셀이 상이한 경우를 도시한 도면이다.
도 3h는 스케줄링 셀을 설정하는 기지국 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 3i은 스케줄링 셀에 대한 search space를 설정하는 단말 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 3j은 본 발명의 실시 예들에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 3k는 본 발명의 실시 예들에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 4a은 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들이 하나의 시스템으로 전송되는 예를 도시하는 도면이다.
도 4b은 5G 통신시스템에서 향후 호환성을 고려하기 위해 5G 통신시스템의 시간-주파수 자원영역을 향후 서비스를 위해 할당하는 예를 도시하는 도면이다.
도 4c은 5G 통신시스템의 시간(303)-주파수(302) 자원영역(301) 상에서 시스템 운영과 관련된 물리 채널과 신호가 다른 신호와 다중화 되는 예시를 보여주는 도면이다.
도면 4d은 5G 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 시 다른 Numerology를 사용하여 동기화 및 시스템 정보를 습득하고 단말이 원하는 서비스를 수신하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4e은 5G 통신시스템에서 제 2실시예에 따른 향후 호환성을 고려했을 때 단말의 초기 접속의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 단말 수신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5a는 LTE 시스템에서 시간-주파수영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 5b는 5G 서비스들이 하나의 시스템에서 다중화되어 전송되는 예를 도시한 도면이다.
도 5c는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 1실시예를 도시하는 도면이다.
도 5d는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 2실시예를 도시하는 도면이다.
도 5e는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 3실시예를 도시하는 도면이다.
도 5f는 한 LTE FDD 캐리어에서 MBSFN 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5g는 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5h는 한 LTE TDD 캐리어에서 상향 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5i는 비면허대역의 한 캐리어에서 LAA 동작을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5j는 다수의 LTE 캐리어들에서 CA에서 activation과 deactivation 동작을 통하여 LTE와 5G를 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5k는 본 발명에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 5l은 본 발명에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 5m은 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 또는 상향 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5n은 본 발명의 일 실시 예에 따른 한 LTE TDD 캐리어에서의 자원을 시간 또는 주파수로 분할하지 않고, LTE 기지국과 5G 기지국이 독립적으로 각 LTE 송수신과 5G 송수신을 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5o는 본 발명의 실시예들에 따른 LTE에서의 스페셜 서브프레임 설정을 도시한 도면이다.
도 5p는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 단말 절차를 도시하는 도면이다.
도 1b는 V2X 전송을 위한 자원 설정 도면이다.
도 1c은 단말 간 측방향 채널과 역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1d는 RSRP 기반의 해결 방법(실시예 1)을 도시하는 도면이다.
도 1e는 단말 간 측방향 채널과 역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1f는 우선 순위에 기반한 단말 송신 동작을 도시하는 도면이다.
도 1g은 상이한 캐리어 주파수에서의 측방향/역방향 채널 공존 이슈 도시한 도면이다.
도 1h은 우선 순위에 기반한 단말 전송 전력 결정 동작을 도시한 도면이다.
도 1i은 기지국 장치 도면이다.
도 1j은 단말 장치 도면이다.
도 2a는 거대 다중안테나 시스템 또는 FD-MIMO 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2b는 LTE/LTE-A 시스템에서 1 subframe 및 1 RB에 해당하는 무선자원을 도시하는 도면이다.
도 2c는 8개 CSI-RS를 전송하는 경우의 n 번째 그리고 n+1 번째 PRB에 대한 CSI-RS RE mapping 예시를 도시하는 도면이다.
도 2d는 BF CSI-RS 운영의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2e는 CSI-RS RE mapping table을 도시하는 도면이다.
도 2f는 CSI-RS CDM-2 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-4 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2g는 CSI-RS CDM-2 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2h는 CSI-RS CDM-4 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 첫 번째 방법을 도시하는 도면이다.
도 2i는 CSI-RS CDM-4 mapping을 기반으로 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 두 번째 방법을 도시하는 도면이다.
도 2j는 1 bit indication을 통한 주파수/시간 방향으로의 직교코드 확장방법의 예시를 도시하는 도면이다.
도 2k는 CDM-4 그룹을 형성하는 방법의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2ka는 28 port CSI-RS resource를 위하여 총 7개의 4 port CSI-RS configuration을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2kb는 32 port CSI-RS resource를 위하여 총 4개의 8 port CSI-RS configuration을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 2l는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2m는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2n은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2o은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 3c는 LTE 시스템의 무선 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 3d은 LAA 시스템의 비 면허 대역에 대한 하향링크 채널 접속 방식을 도시한 도면이다.
도 3e는 LAA 시스템의 비 면허 대역에 대한 상향링크 채널 접속 방식을 도시한 도면이다.
도 3f는 하향링크 및 상향링크 스케줄링 셀이 동일한 경우를 도시한 도면이다.
도 3g는 하향링크 및 상향링크 스케줄링 셀이 상이한 경우를 도시한 도면이다.
도 3h는 스케줄링 셀을 설정하는 기지국 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 3i은 스케줄링 셀에 대한 search space를 설정하는 단말 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 3j은 본 발명의 실시 예들에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 3k는 본 발명의 실시 예들에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 4a은 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들이 하나의 시스템으로 전송되는 예를 도시하는 도면이다.
도 4b은 5G 통신시스템에서 향후 호환성을 고려하기 위해 5G 통신시스템의 시간-주파수 자원영역을 향후 서비스를 위해 할당하는 예를 도시하는 도면이다.
도 4c은 5G 통신시스템의 시간(303)-주파수(302) 자원영역(301) 상에서 시스템 운영과 관련된 물리 채널과 신호가 다른 신호와 다중화 되는 예시를 보여주는 도면이다.
도면 4d은 5G 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 시 다른 Numerology를 사용하여 동기화 및 시스템 정보를 습득하고 단말이 원하는 서비스를 수신하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4e은 5G 통신시스템에서 제 2실시예에 따른 향후 호환성을 고려했을 때 단말의 초기 접속의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 단말 수신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5a는 LTE 시스템에서 시간-주파수영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 5b는 5G 서비스들이 하나의 시스템에서 다중화되어 전송되는 예를 도시한 도면이다.
도 5c는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 1실시예를 도시하는 도면이다.
도 5d는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 2실시예를 도시하는 도면이다.
도 5e는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 3실시예를 도시하는 도면이다.
도 5f는 한 LTE FDD 캐리어에서 MBSFN 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5g는 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5h는 한 LTE TDD 캐리어에서 상향 서브프레임을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5i는 비면허대역의 한 캐리어에서 LAA 동작을 통하여 LTE와 5G를 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5j는 다수의 LTE 캐리어들에서 CA에서 activation과 deactivation 동작을 통하여 LTE와 5G를 분할하여 운영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5k는 본 발명에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 5l은 본 발명에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 5m은 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 또는 상향 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5n은 본 발명의 일 실시 예에 따른 한 LTE TDD 캐리어에서의 자원을 시간 또는 주파수로 분할하지 않고, LTE 기지국과 5G 기지국이 독립적으로 각 LTE 송수신과 5G 송수신을 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5o는 본 발명의 실시예들에 따른 LTE에서의 스페셜 서브프레임 설정을 도시한 도면이다.
도 5p는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 단말 절차를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
<제1실시예>
무선 이동 통신 시스템을 이용한 서비스들의 종류가 크게 다양해짐에 따라 새로이 등장하는 서비스들을 좀 더 효율적으로 지원하기 위한 신기술에 대한 요구가 필요해지고 그에 따라 무선 이동 통신 시스템 안에서 새로운 방법 및 새로운 기술들이 개발되고 연구가 되고 있다.
단말 대 단말(Device to Device, D2D) 통신이 새로운 서비스에 대한 해결책으로 등장한 신 기술로 단말 대 단말 통신은 기본적으로 임의의 단말이 상기 단말 주위에 존재하는 다른 단말과의 직접적인 통신을 가능하게 하는 기술이다. 단말 대 단말 통신 기술을 이용하면 단말은 주위에 어떠한 단말들이 존재하는지 검색(discovery)하는 동작과, 통신이 필요한 단말과 직접적인 통신(Direct communication) 동작 등이 가능하게 된다.
단말 대 단말이 직접적인 통신을 수행하게 되면 기존 무선 네트워크를 이용하여 기지국을 이용하여 통신을 수행하는 것에 비하여 상대적으로 적은 무선 자원 사용하게 되므로 무선 자원 효율 면에서 큰 장점을 가지게 된다. 또한 단말 주위에 있는 단말을 찾을 수 있는 방법이 지원되기 때문에 단말이 직접 원하는 단말에게 필요한 정보를 줄 수 있게 되어 광고 서비스, 사회 네트워크 서비스(Social Networking Service: 이하 SNS) 등을 지원함에 있어서 효율성을 크게 높일 수 있게 된다. 현재 고등 장기 진화(Long Term Evolution-Advanced: 이하 LTE-A) 시스템에서도 단말 대 단말 기술에 대한 지원을 필요로 하고 있으며 그에 대한 기술적인 논의가 진행 중이다.
이와 함께 LTE 기술을 차량에 접목시키기 위하여 D2D 기반의 차량 통신(V2X) 기술에 대한 표준화가 3GPP에서 진행을 하고 있다. 차량 통신은 임의의 차량이 정해진 D2D 기술을 바탕으로 정보를 송신하고 근처에 있는 다른 차량이 상기 정보를 수신함으로써 차량 간 안전에 필요한 정보들을 주고 받을 수 있는 방법을 제공한다. 일례로 앞서가는 차량이 자신의 위치 정보를 계속적으로 LTE V2X 기술을 활용하여 전송하는데, 이를 받는 다른 차량이 앞선 차량의 위치를 바탕으로 갑작스런 급감속, 혹은 이에 따른 추돌 위험성을 판단하여 차량 운전자에게 알려주는 기능을 제공할 수 있다. 또한 앰뷸란스와 같은 특수 차량이 빠른 운전이 가능하도록 근처 다른 차량들에게 LTE V2X 기술을 앰뷸란스의 정보를 전송함으로써 다른 차량으로 하여금 길을 양보할 수 있도록 하는 것도 V2X의 기능 중 하나라고 볼 수 있다. 물론 이 밖에 매우 많은 다른 기능이 LTE V2X로 제공될 수 있다.
도 1a는 D2D를 기반으로 하는 V2X의 개념을 나타내고 있다. 차량(1a-02), 차량(1a-02), 차량(1a-02), 차량(1a-02)는 LTE 기지국(1a-01) 내에 포함되어 있으며, 차량(1a-02)이 D2D 채널을 이용하여 임의의 V2X 정보를 전송한다. 전송하는 채널은 측방향(sidelink) 채널(1a-03)이 이용되는 데 측방향 채널은 역방향 자원을 활용하고 있다.
도 1b는 측방향 무선 자원을 설정하는 방법을 보여주고 있다. 1b-01은 역방향 자원 내에서 기존 Rel-12 자원 할당 방식을 활용하여 측방향 무선 자원을 설정하고 있다. 측방향 채널에는 제어 정보(SA)를 전송하는 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)과 PSSCH(Physical Sidelink Share Channel)이 존재하는데, PSCCH는 1b-06자원에, 그리고 PSSCH는 1b-07자원으로 할당하는 것이 가능하다. 즉, PSCCH와 PSSCH는 시간적으로 자원이 나누어지고, 임의의 정보를 측방향으로 송신하려는 단말은 무선 제어정보를 PSCCH에 전송하고, 이에 해당하는 데이터 정보를 PSSCH로 전송하게 된다. 수신하는 단말은 우선 PSCCH를 수신하여 수신해야 하는 데이터가 존재하는 지를 우선 확인하고 해당 PSCCH를 수신하게 되면PSCCH에 포함되는 정보를 바탕으로 PSSCH를 복호화 하게 되고, 데이터 정보를 수신하게 된다. 상기에서 송신 단말과 수신단말은 상기 PSCCH와 PSSCH 자원의 설정을 알 수 있게 되는데, 1b-02와 같이 PSCCH, PSSCH 자원의 크기를 시간 축과 주파수 축으로 설정하고 PSCCH가 전송되는 주기(1b-05)를 설정함으로써 전체 측방향 자원(1b-03)을 설정할 수 있다. 상기 측방향 자원의 설정은 기지국으로부터 측방향 정보를 송수신하려는 단말에게 SIB (System Information Block)으로 전송되는데, 이때 CONNECT 단말은 물론 IDLE 단말도 상기 측방향 정보를 수신할 수 있다. 만일 단말이 기지국의 신호 범위에 속하지 않는 경우는 단말 내부에서 기 설정되어 있는 값으로 측방향 자원을 설정할 수 있다. 이 때 측방향 자원으로 설정되니 않은 역방향 자원(1b-04)은 그대로 역방향 송수신에 활용된다.
상기에서 PSCCH와 PSSCH가 시간적으로 다중화되는 측방향 자원 할당 방법을 설명하였다. PSCCH와 PSSCH가 시간적으로 다중화되는 경우는 V2X 정보를 측방향으로 전달하려면 시간적으로 우선 제어 정보를 전송하고 이어서 데이터 정보를 전송해야 하게 되는데, 이때 추가적인 지연이 발생할 수 있다. V2X 정보의 전송은 지연이 크게 되면 안전상의 문제가 발생할 수 있기 때문에 지연을 최소화 하는 것이 필요하다. 따라서 V2X를 D2D에 활용하기 위해서 PSCCH와 PSSCH가 주파수 측에서 다중화되는 방법의 도입이 필요하며, 도 1b의 아래 그림으로 보여주고 있다. 도면에서 PSCCH는 1b-16자원에, 그리고 PSSCH는 1b-17자원으로 할당하는데, 즉, PSCCH와 PSSCH는 주파수에서 자원이 나누어지고, 임의의 정보를 측방향으로 송신하려는 단말은 무선 제어정보를 PSCCH에 전송하고, 이에 해당하는 데이터 정보를 PSSCH로 전송하는데 이때 PSCCH와 PSSCH가 동시에 같은 서브프레임에서 전송하는 것이 가능해진다. 수신하는 단말은 우선 PSCCH를 수신하여 수신해야 하는 데이터가 존재하는 지를 우선 확인하고 해당 PSCCH를 수신하게 되면PSCCH에 포함되는 정보를 바탕으로 PSSCH를 복호화 하게 되고, 데이터 정보를 수신하게 된다. 상기에서 송신 단말과 수신단말은 상기 PSCCH와 PSSCH 자원의 설정을 알 수 있게 되는데, 1b-12와 같이 PSCCH, PSSCH 자원의 크기를 시간 축과 주파수 축으로 설정하고 PSCCH가 전송되는 주기(1b-15)를 설정함으로써 전체 측방향 자원(1b-13)을 설정할 수 있다. 이 때 측방향 자원으로 설정되니 않은 역방향 자원(1b-14)은 그대로 역방향 송수신에 활용된다.
실시예 1-1
상기에서 측방향 자원이 역방향 자원의 일부를 활용하여 V2X를 위한 데이터를 전송한다고 기술하였다. 이때 측방향 자원과 역방향 자원이 동시에 존재함에 따라서 여러가지 문제점이 발생한다. 첫번째 문제는 밴드내 송출(Inband emission) 전력 문제이다. 임의의 주파수 자원에서 임의의 채널을 전송하게 되면, 동일 서브프레임 내에서 상기 주파수 자원 이외의 다른 주파수 자원에 약하지만 임의의 잡음 신호가 함께 전송되는 것을 밴드 내 송출 전력이라고 한다. 밴드 내 송출 전력은 역방향 전송만이 존재하는 경우는 전력 제어를 통해서 문제가 발생하지 않지만 역방향 자원에 여러 단말들이 역방향 전송과 측방향 전송을 동시에 수행하게 되면, 문제점이 발생하게 된다. 도 1c에서 상기 설명한 밴드 내 송출 문제를 도시하고 있다. 1c-01의 기지국의 신호 범위에는 1c-02의 단말과 1c-03 차량 단말, 1c-04 차량 단말이 존재하는데, 1c-02 단말은 기지국으로 역방향 정보를 전송하고 있다. 이와 동일 서브프레임에서 1c-03 차량 단말은 측방향으로(1c-05) 1c-04 차량 단말로 V2X 정보를 전송하는 것을 가정한다. 이 때 1c-02 단말은 1c-01 기지국에서 일정 거리가 떨어져 있고, 1c-03 단말은 기지국(1c-01)로부터 매우 가까운 위치에 있다고 가정하고, 또한 1c-03 차량 단말이 높은 송신 전력으로 전송하게 된다면, 기지국(1c-01) 수신에 있어서 밴드 내 송출 전력의 수신 값(1c-06)이 역방향 정보의 수신(1c-02) 값 대비하여 무시하기 어려운 값을 가질 수 있게 되는데, 이렇게 되면, 기지국(1c-01)이 역방향 정보의 수신에 있어서 문제가 발생할 수 있게 된다. 특히 측방향 자원 할당이 역방향 자원 안에서 이루어지고, 전체 주파수 자원 중 일부분을 측방향 자원으로 할당하고 나머지를 역방향 자원으로 할당하는 것이 가능하기 때문에, 동일 시점에서 측방향 자원과 역방향 자원이 함께 활용되어지는 것은 매우 빈번히 발생할 수 있고, 따라서 기지국의 수신 성능은 떨어진다.
상기 밴드내 송출 문제를 해결하기 위해서 본 실시예에서는 두 가지 방법을 제시한다.
첫번째 방법은 V2X 측방향 정보의 전송에 대한 전송 전력 제어 방법이다. V2X 전송을 위한 측방향 채널의 전송 전력을 결정함에 있어서 기지국과의 거리 정보를 활용한다. 즉 기지국과의 거리가 가까운 차량 단말은 V2X 정보의 전송에 있어서 전송 전력을 낮게 설정하고, 반대로 기지국과의 거리가 먼 차량 단말은 V2X 정보의 전송에 있어서 전송 전력을 높게 설정하는 것이다. 아래의 수식으로 PSSCH와 PSCCH의 전송 전력을 결정한다.
PL값, 즉 기지국과 단말 사이의 시그널이 감쇄되는 정보를 바탕으로 전송 전력을 설정하는 것이다.
전력 제어 방법을 활용하게 되면 기지국에 가까운 차량 단말은 항상 전송 전력의 제한을 받게 되며, 따라서 전송하는 신호가 도달되는 범위가 줄어들게 된다. 따라서 전력 제어 이외에 기지국의 신호 세기를 바탕으로 자원 풀을 결정하는 방법을 제시한다. 도 1d에서 V2X 전송을 위해서 측방향 자원 풀을 복수개를 설정하고, V2X 전송하는 차량 단말이 기지국의 수신 신호 세기(RSRP: Reference Signal Received Power)를 바탕으로 전송해야 하는 측방향 자원 풀을 선정한다. 각 자원 풀에는 해당하는 RSRP의 범위가 상위 시그널링, 예를 들어서 SIB 혹은 RRC 시그널링으로 지정되고, V2X 정보 전송을 원하는 단말이 RSRP를 측정하고, 측정된 RSRP가 범위안에 속해지는 자원 풀 안에서 자원을 선택하여 전송하는 것이다. 도 1d는 일예로 두 개의 측방향 자원 풀을 설정하였는데, 1d-04 자원 풀에는 RSRP가 큰 단말이 선택하도록 설정하고, 1d-05 자원 풀에는 RSRP가 작은 단말이 선택하도록 설정한다. RSRP가 큰 단말은 기지국으로부터 가까운 단말로 볼 수 있으므로 밴드 내 송출 문제를 크게 야기시킬 수 있고, 반대로 RSRP가 작은 단말은 기지국으로부터 먼 단말로 볼 수 있으므로 밴드 내 송출 문제를 무시할 수 있다. 따라서 기지국은 역방향 수신에 있어서 RSRP가 큰 단말이 전송하는 V2X 서브프레임과 동일한 서브프레임에서 전송되는 역방향 수신(1d-06)은 수신 성능이 좋지 않음을 판단할 수 있고 반대로 RSRP가 작은 단말이 전송하는 V2X 동일한 서브프레임에서 전송되는 역방향 수신(1d-07)은 수신 성능이 나쁘지 않음을 판단할 수 있으므로 역방향 채널 스케쥴링에 있어서 상기 정보의 활용이 가능하다. 일례로 역방향 전송이 필요하면 우선적으로 1d-07 서브프레임에 자원을 할당하고 1d-06 서브프레임에서는 역방향 전송을 위한 자원 할당을 최대한 회피하는 방법이다.
실시예 1-2
측방향 자원과 역방향 자원이 동시에 존재함에 따라서 발생하는 두번째 문제는 단말 내 전송 충돌 문제이다. V2X 전송을 수행하는 차량 단말도 동일 캐리어 주파수에 포함되어 있는 역방향 전송 및 순방향 수신이 가능하며, 동일 서브프레임에서 역방향 전송 및 순방향 수신이 가능하게 된다. 이 때 V2X 차량 단말이 측방향으로 전송할 V2X 정보가 존재하고, 동시에 역방향으로 전송할 정보가 존재한다면, 단말은 두 정보를 역방향과 측방향 모두 동시에 송신하는 것은 불가능하다. 따라서 두 전송 중 하나의 전송만을 수행해야 한다. 또한 V2X 차량 단말이 측방향으로 V2X 정보를 수신해야 할 때, 동시에 역방향으로 전송할 정보가 존재한다면, 단말은 역방향 수신과 측방향 송신을 동시에 수행하는 것은 불가능하며 두 동작 중 하나를 선택하여 수행하여야 한다. 또한 V2X 차량 단말이 측방향으로 V2X 정보를 수신해야 할 때, 동시에 순방향으로 수신할 정보가 존재한다면, 단말은 단말의 수신 능력에 따라서 역방향 수신과 측방향 수신을 동시에 수행하는 것은 불가능할 수 있으며 이 경우는 두 동작 중 하나를 선택하여 수행하여야 한다
도 1e에서 상기 설명한 측방향과 역방향/순방향 충돌 문제를 도시하고 있다. 1e-01의 기지국의 신호 범위에는 1e-02 차량 단말, 1e-03 차량 단말이 존재하는데, 1e-02 차량 단말은 기지국으로 역방향 정보를 전송하거나 순방향 정보를 수신하고 있다. 이와 동일 서브프레임에서 1e-02 차량 단말은 측방향으로(1e-06) 1e-03 차량 단말로 V2X 정보를 송수신하는 것을 가정한다. 이 때 상기에서 기술한 것처럼 동시에 발생하는 송수신 중 하나를 선택하고 하나를 포기해야 하는 동작이 필요하다. 하기에서 충돌하는 채널 송수신의 선택 동작을 기술한다.
우선 역방향 전송과 측방향 전송의 충돌 문제이다. 전송되는 정보의 중요도에 따라서 역방향 전송이 측방향 전송에 비해 좀 더 중요한 정보의 송수신이 필요할 수 있어서 규격에서는 역방향 전송에 우선순위를 부여하여 측방향 전송을 포기하고 역방향 전송을 수행하는 동작을 정의할 수 있다.
하지만 V2X의 경우는 측방향으로 전송하는 정보의 종류가 차량의 안전에 관련되어 있기 때문에 역방향 전송을 항상 측방향 전송보다 우선시하는 것은 안전 문제가 심각해 질 수 있다. 따라서 하기에서 기술하는 방식으로 우선순위를 부여하는 것이 가능하다.
첫번째 방법은 메시지의 종류에 따라서 우선순위를 다르게 부여하는 방법이다. V2X 전송 정보는 다양하게 정의되는데, 일례로 주기적인 메시지인 CAM(Cooperative Awareness Message) 메시지와 필요시 발생하는 메시지(Event-triggered message)인 DENM(Decentralized Environmental Notification Message) 메시지로 구분할 수 있다. CAM 메시지는 주기적으로 전송되기 때문에 하나의 주기에서 메시지 전송이 되지 않더라도 다음 주기에서 전송될 수 있는 성질이 있으므로 역방향 전송과의 충돌 시 우선순위가 낮아도 문제가 크지 않을 수 있다. 하지만 DENM 메시지의 경우 event-triggered 메시지임에 따라서 지연 요구사항이 높고, 메시지 내용 자체가 차량 안전과 매우 밀접한 메시지일 가능성이 높기 때문에 역방향 전송과의 충돌 시 우선순위가 낮추어 메시지 송신을 포기하게 되면 V2X 효과를 반감시킬 수 있다. 따라서 본 예시에서는 CAM 메시지가 전송되는 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 역방향 전송을 우선시 하여 역방향 전송을 수행하고, DENM 메시지가 전송되는 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 측방향 전송을 우선시 하여 측방향 전송을 수행한다.
두 번째 방법은 측방향으로 전송하는 V2X 자체에 대한 우선순위를 역방향보다 높여주는 방법이다. 아무리 CAM 메시지라 하더라도 안전에 관련된 메시지이기 때문에 모든 V2X 메시지에 대한 측방향 전송을 역방향 전송보다 우선시하는 방법이다. 이것은 초기 설정에 있어서 단말의 측방향 설정이 기존 D2D 전송을 위한 것인지 혹은 새로운 V2X 전송을 위한 것인지를 판단하고, 본 설정에 따라서 기존 D2D 방식의 동작으로 설정된 경우는 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 역방향 전송을 우선시 하여 역방향 전송을 수행하고, 새로운 V2X 방식의 동작으로 설정된 경우는 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 측방향 전송을 우선시 하여 측방향 전송을 수행한다.
세번째 방법은 측방향 자원 풀을 설정함에 있어서 자원 풀 별로 측방향 송신과 역방향 송신의 충돌 시 우선시하는 채널을 함께 기지국이 상위 시그널링을 통해서 설정해 준다. 자원 풀 정보는 SIB, 혹은 RRC로 설정될 수 있는데 최소화된 정보를 추가하여 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 어느 것에 높은 우선순위를 부여할 지 알려준다.
네번째 방법은 D2D의 자원 풀에 대해서 정해져 있는 priority 정보를 기준으로 우선순위를 부여하는 것이다. 자원 풀은 priority 가 1에서 8까지 주어지게 되는데, 단말은 전송되는 정보의 priority를 알면 그에 해당하는 자원 풀을 전택하여 전송하는 동작을 취하게 된다. 이 때 해당하는 자원 풀의 priority를 기준으로 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우에 우선순위를 정한다. 즉 priority 1에서부터 4까지 설정된 자원 풀에서 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 역방향 전송에 우선순위를 높게 부여하고, priority 5에서부터 8까지 설정된 자원 풀에서 측방향 전송이 역방향 전송과 충돌이 나는 경우는 측방향 전송에 우선순위를 높게 부여하는 방식이다.
마지막으로 신호 감지 기반의 측방향 전송 동작이 설정되는 경우에 감지에 사용되는 측방향 채널 전송에 대한 우선순위를 역방향 전송보다 높은 우선순위를 부여하는 방법이다. 기존 D2D의 경우 PSCCH와 PSSCH의 자원 할당은 두가지 방법이 있는데, 모드 1의 경우는 PSCCH와 PSSCH가 전송될 자원을 기지국이 PDCCH로 직접 할당하는 방법을 사용하고, 모드 2의 경우는 PSCCH와 PSSCH가 전송될 자원을 기지국, 혹은 시스템에 의해 미리 설정된 PSCCH/PSSCH 자원 풀 내에서 단말이 임의로 선택하는 방법을 사용한다. 모드 2의 경우 기 설정된 자원 풀 내에서 PSCCH와 PSSCH가 전송되는 측방향 자원을 선택하게 되면, 여러 단말이 동일한 자원을 선택하게 되는 일이 발생하고, 이 경우 V2X 메시지 수신 성능이 매우 떨어지게 된다. 따라서 V2X 동작에 있어서 모드 2 동작을 발전시켜서 신호 감지를 기반으로 PSCCH와 PSSCH가 전송되는 측방향 자원을 선택하는 동작을 생각할 수 있다. 즉, PSCCH를 전송하려고 할 때 첫 PSCCH 전송 구간에 존재하는 PSCCH 자원 내에서 다른 단말이 사용하고 있는 PSCCH가 존재하는지를 우선 파악하고, 다음 PSCCH 전송 구간에 존재하는 PSCCH 자원 내에서 다른 단말이 사용하지 않는 것으로 파악되는 자원을 활용하여 PSCCH를 전송하는 것이다. 상기 PSCCH 신호 감지 방법은 모든 가능한 PSCCH를 복호화 한 후, 복호화가 성공한 자원에 대해 다른 단말이 PSCCH를 전송하는 것으로 파악하는 방법이 가능하고, 또한 PSCCH 전체 자원에 대해서 에너지 감지를 통해서 일정 값 이상으로 에너지가 수신되는 자원에 대해서 다른 단말이 PSCCH를 전송하는 것으로 파악하는 방법이 가능하다. 또한 PSSCH 자원에 대한 결정도 신호 감지 방법으로 가능한데, 우선 PSCCH 복호화를 통해 PSCCH 존재 여부를 판단하는 방법에서는 PSCCH의 정보 내에 PSSCH 자원 정보가 포함되기 때문에, 다른 단말이 전송하고 있는 PSSCH 자원을 파악할 수 있다. 반면 PSCCH 에너지 감지를 통해 PSCCH 존재 여부를 판단하는 방법에서는 PSCCH의 정보를 알지 못하기 때문에 PSSCH 자원 풀 안에서도 수신 에너지 감지를 통해서 현재 다른 단말이 전송하고 있는 PSCCH 자원을 파악하게 된다. 이 때 PSCCH와 PSSCH 자원 주기에 따라서 자원 위치는 논리적으로 고정된다. 즉, 이전 PSCCH 자원 풀 내에서 임의의 자원을 통해 PSCCH를 전송한 단말은 한주기 혹은 다수의 주기 후인 다음 PSCCH 자원 풀 내에서도 일 대 일로 매핑되는 자원을 통하여 PSCCH를 전송해야 한다. 그래야만 신호 감지를 하는 단말이 다음 PSCCH 자원 풀에서 전송할 수 있는 자원을 파악할 수 있게 된다. 이는 PSSCH 동작도 마찬가지이며, 이전 PSSCH 자원 풀 내에서 임의의 자원을 통해 PSSCH를 전송한 단말은 한주기 후인 다음 PSSCH 자원 풀 내에서도 일 대 일로 매핑되는 자원을 통하여 PSSCH를 전송해야 한다.
상기에서 신호 감지를 기반으로 하는 모드2 자원 할당 방법을 기술하였다. 자원 할당이 전체 자원 풀 내에서 PSCCH 혹은 PSSCH에 대한 신호 감지를 바탕으로 이루어지기 때문에, 임의의 단말이 PSCCH를 전송해야 하는 서브프레임에서 역방향 전송이 발생하여 우선순위에 따라서 PSCCH를 전송하지 않고 역방향 전송을 수행하게 되면, 새로이 V2X 전송을 위해 PSCCH를 전송하려는 단말은 신호 감지를 통해서 상기 기존 단말이 사용하는 PSCCH가 사용이 되지 않는 것으로 판단하여 다음 자원 풀 내에서 상기 PSCCH 자원과 매핑되는 PSCCH 자원을 선택하여 PSCCH를 송신할 수 있다. 이 경우 여러 단말이 동시에 PSCCH를 송신하게 되는 충돌 문제가 발생하게 된다. 따라서 추가적인 우선순위 결정 방법으로는 모드 2의 측방향 전송에서 신호 감지 방법이 사용되는 경우는 감지 대상이 되는 측방향 채널에 대해서는 우선순위를 역방향 전송보다 높은 순위를 부여하는 것이다. 상기에서 기술한 바와 같이 신호 감지 대상이 되는 채널은 PSCCH만이 될 수도 있으며, 혹은 PSCCH/PSSCH 모두가 될 수도 있으므로, 전자의 경우에는 PSCCH 전송만을 역방향 전송보다 높은 우선 순위를 부여하고, PSSCH 전송은 역방향 전송보다 낮은 우선 순위를 부여하는 방식을 택하고, 반대로 후자의 경우에는 PSSCH/PSCCH 모두에게 역방향 전송보다 높은 우선 순위를 부여하는 방식을 택한다.
상기 신호 감지 기반의 측방향 전송 동작이 설정되는 경우에 여러 단말이 동시에 PSCCH(혹은 다른 V2V 채널, 하기에도 동일함)를 송신하게 되는 충돌 문제를 해결하기 위한 다른 방편으로는, 임의의 단말이 PSCCH를 전송해야 하는 서브프레임에서 역방향 전송이 발생하여 우선순위에 따라서 PSCCH를 전송하지 않고 역방향 전송을 수행한 경우가 발생하게 되면, 상기 단말은 기존 점유한 자원을 이용하여 PSCCH를 전송하지 않고 우선 자원이 다른 단말로부터 점유가 되었는지 판단한 후에 다시 PSCCH 전송을 수행하는 동작을 수행한다. 즉 상기 단말은 PSCCH 자원 풀 내에서 PSCCH 복호화, 혹은 수신 에너지 검출 등의 자원 검출을 통해서 다른 단말이 점유하지 않은 PSCCH를 확인하고 가장 좋은 자원을 선택한 후에 다음 V2V 전송에서는 새로이 선택된 자원에서 PSCCH를 전송한다. 상기 PSCCH 전송에 사용되는 자원은 우선순위에 밀려서 역방향 전송을 수행하며 PSCCH 전송을 하지 않은 시점 이전에 사용되었던 자원에 매핑되어 있는 동일한 논리적인 위치자원일 수도 있으며, 혹은 상기 자원과 다른 새로운 자원일 수도 있다. 전자의 경우는 기존에 사용하던 자원이 다른 단말이 새로이 자원 검출을 통해서 자원을 점유하는 경우가 될 수 있고, 후자의 경우는 기존에 사용하던 자원을 새로운 단말이 점유하지 않는 경우가 될 수 있다. 상기 방법을 요약하면, V2V 단말이 우선순위에 따라서 PSCCH등의 V2V 채널을 전송하지 않고 역방향 전송을 수행한 경우가 발생하게 되면, 상기 단말은 이후에 오는 PSCCH등의 V2V 채널 전송을 위해서는 새로이 신호 검출을 통한 자원 재할당 동작을 수행한 후에 새로이 자원을 선택하여 이후부터는 PSCCH등의 V2V 채널 전송을 새로운 자원에서 수행한다. 자원 재할당을 통해서 새로이 선택된 자원은 기존에 사용하던 자원과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 그리고 역방향 우선 전송으로 인한 자원 재할당 방법은 무조건 역방향 전송을 측방향 전송보다 우선시하는 경우, 혹은 자원 내에서 일부 경우에만 역방향 전송을 측방향 전송보다 우선시하고, 다른 경우에서는 측방향 전송을 역방향 전송보다 우선시하는 모든 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어서 전체 V2V 자원 중 일부 시간 구간(시간 구간 1)에서는 역방향 채널보다 측방향 채널을 우선시하여 전송하고, 그 외의 시간 구간(시간 구간 2)에서는 측방향 채널보다 역방향 채널을 우선시하여 전송한다고 가정할 때, 상기 시간 구간 2에서 임의의 단말이 측방향을 이용한 V2V 전송이 필요함에도 우선 순위에 따라 역방향 전송을 수행하는 경우는, 상기 단말은 다음 V2V 전송을 위해서는 자원 재할당 과정을 수행하여서 V2V 전송할 자원을 선택하게 된다. 상기 시간 구간1 혹은 시간 구간 2는 기지국에 의해서 설정될 수 있으며, RRC 시그널링, SIB 시그널링, MAC 시그널링, 혹은 L1 시그널링으로 단말에게 전달될 수 있다.
또한 역방향 송신과 측방향 수신의 충돌 문제이다. 측방향 수신에 있어서 어떠한 정보가 수신될 지 판단이 어렵기 때문에 역방향으로 송신할 데이터가 존재하는 경우는 측방향 수신보다는 역방향 송신에 높은 우선순위를 부여하여 역방향 송신을 수행한다.
마지막으로 순방향 수신과 역방향 수신의 충돌 문제이다. 단말의 수신기 구조가 두 채널을 동시에 수신하기 어려운 경우는 우선적으로 수신해야 하는 채널을 선택해야 한다. 송신할 데이터가 존재하는 경우는 측방향 수신보다는 역방향 송신에 높은 우선순위를 부여하여 역방향 송신을 수행한다.
하기 도 1f에서 상기에서 기술한 단말의 우선순위 설정 동작을 도시한다.
도 1f-01에서 차량 단말 동작을 시작하고 과정(1f-02)에서 V2X에 대한 설정, 즉 자원 풀 정보, 전송 전력, 메시지 정보 등에 대한 설정을 수행한다. 이러 과정(1f-03)에서 현재 서브프레임에서 역방향 송신과 측방향 송신이 동시에 발생하여 충돌하는지 판단하는데, 충돌하지 않는 것으로 판단하면 과정(1f-04)에서 현재 송신할 채널이 있는지를 다시 판단하여 송신 채널이 존재하면 과정(1f-11)에서 송신 채널에 대한 부호화를 수행하고 과정(1f-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1f-10)에서 단말 동작을 종료하고, 반면 송신 채널이 존재하지 않으면 과정(1f-10)에서 단말 동작을 종료한다. 다시 과정(1f-03)에서 현재 서브프레임에서 역방향 송신과 측방향 송신 충돌이 발생하는 것으로 판단되면, 과정(1f-05)에서 상기 기술된 우선순위 설정 방법을 기준으로 측방향 채널과 역방향 채널의 우선순위를 판단하고, 역방향 채널의 우선순위가 측방향 채널의 우선순위보다 높은 것으로 판단되면 과정(1f-08)에서 역방향 채널 부호화를 수행하고 과정(1f-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1f-10)에서 단말 동작을 종료한다. 반면 과정(1f-05)에서 상기 기술된 우선순위 설정 방법을 기준으로 측방향 채널과 역방향 채널의 우선순위를 판단하고, 측방향 채널의 우선순위가 역방향 채널의 우선순위보다 높은 것으로 판단되면 과정(1f-07)에서 측방향 채널 부호화를 수행하고 과정(1f-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1f-10)에서 단말 동작을 종료한다. 과정(1f-05)에서 역방향 채널 송신과 측방향 채널 송신의 우선순위 판단은 상기에서 기술한 바와 같이 아래의 기준 중 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
1.
V2X 메시지 종류에 따라서 다른 우선순위 부여
2.
V2X 메시지는 무조건 측방향 채널을 역방향 채널보다 높은 우선 순위 부여
3.
자원 풀에 따라서 우선 순위 설정
4.
자원 풀에 설정되는 priority에 따라서 우선순위 매핑
5.
신호 감지 동작에 활용되는 측방향 채널에 대해 역방향 채널보다 높은 우선순위 부여
실시예 1-3
측방향 자원과 역방향 자원이 동시에 존재함에 따라서 발생하는 마지막 문제는 단말 내 전송 충돌 시 전력 할당 문제이다. V2X 전송을 수행하는 차량 단말은 V2X 전송과는 다른 캐리어 주파수에 포함되어 있는 역방향 전송이 가능하며, 따라서 동일 서브프레임에서 캐리어 주파수 1를 이용한 측방향 전송과 캐리어 주파수 1과 다른 캐리어 주파수 2를 이용한 역방향 전송이 가능하게 된다. 단말이 다른 캐리어 주파수를 통해서 역방향 전송과 측방향 전송이 함께 이루어지는 경우는 우선순위를 파악하여 전력제어를 수행해야 한다. 즉 단말의 전송 전력은 우선 순위가 높은 채널에 필요한 전력을 우선 할당하고 우선 순위가 낮은 채널에 남은 전력을 할당하는 방법을 택한다.
도 1g에서 상기 설명한 측방향과 역방향/순방향 충돌 문제를 도시하고 있다. 1g-01의 기지국의 신호 범위에는 1g-02 차량 단말, 1g-03 차량 단말이 존재하는데, 1g-02 차량 단말은 캐리어 주파수 1을 이용하여 기지국으로 역방향 정보를 송신하고 있다. 이와 동일 서브프레임에서 1g-02 차량 단말은 캐리어 주파수 2을 이용하여 측방향으로(1g-06) 1g-03 차량 단말로 V2X 정보를 송수신하는 것을 가정한다. 이 때 상기에서 기술한 것처럼 동시에 발생하는 송수신 중 하나를 선택하고 전송 전력을 우선 할당하고 다른 하나에는 남은 전송 전력 내에서 할당하는 방법을 택한다.
하기 도 1h에서 상기에서 기술한 단말의 우선순위 설정 동작을 도시한다.
도 1h-01에서 차량 단말 동작을 시작하고 과정(1h-02)에서 V2X에 대한 설정, 즉 자원 풀 정보, 전송 전력, 메시지 정보 등에 대한 설정을 수행한다. 이러 과정(1h-03)에서 현재 서브프레임에서 역방향 송신과 측방향 송신이 동시에 발생하여 충돌하는지 판단하는데, 충돌하지 않는 것으로 판단하면 과정(1h-04)에서 현재 송신할 채널이 있는지를 다시 판단하여 송신 채널이 존재하면 과정(1h-11)에서 송신 채널에 대한 부호화를 수행하고 과정(1h-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1h-10)에서 단말 동작을 종료하고, 반면 송신 채널이 존재하지 않으면 과정(1h-10)에서 단말 동작을 종료한다. 다시 과정(1h-03)에서 현재 서브프레임에서 역방향 송신과 측방향 송신 충돌이 발생하는 것으로 판단되면, 과정(1h-05)에서 상기 기술된 우선순위 설정 방법을 기준으로 측방향 채널과 역방향 채널의 우선순위를 판단하고, 역방향 채널의 우선순위가 측방향 채널의 우선순위보다 높은 것으로 판단되면 과정(1h-08)에서 역방향 채널에 전송 전력을 우선 할당하고 측방향 채널에 대해서는 남은 전력 내에서 전송 전력을 할당한다. 이어서 과정(1h-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1h-10)에서 단말 동작을 종료한다. 반면 과정(1h-05)에서 상기 기술된 우선순위 설정 방법을 기준으로 측방향 채널과 역방향 채널의 우선순위를 판단하고, 측방향 채널의 우선순위가 역방향 채널의 우선순위보다 높은 것으로 판단되면 과정(1h-07)에서 측방향 채널에 전송 전력을 우선 할당하고 역방향 채널에 대해서는 남은 전력 내에서 전송 전력을 할당한다. 이어서 과정(1h-09)로 진행하여 부호화한 채널을 송신한 후에 과정(1h-10)에서 단말 동작을 종료한다. 과정(1h-05)에서 역방향 채널 송신과 측방향 채널 송신의 우선순위 판단은 상기에서 기술한 바와 같이 아래의 기준 중 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
1.
V2X 메시지 종류에 따라서 다른 우선순위 부여
2.
V2X 메시지는 무조건 측방향 채널을 역방향 채널보다 높은 우선 순위 부여
3.
자원 풀에 따라서 우선 순위 설정
4.
자원 풀에 설정되는 priority에 따라서 우선순위 매핑
5.
신호 감지 동작에 활용되는 측방향 채널에 대해 역방향 채널보다 높은 우선순위 부여
도 1i는 본 발명을 위한 기지국 장치 도면이다. 기지국에서는 V2X 전송을 위한 설정 정보를 시스템 정보 블록(SIB) 혹은 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송한다. 장치 (i1-01)에서 V2X 관련 정보를 설정하고, 장치(i1-02)에서 상기 V2X 정보를 포함하는 송신 데이터를 발생하여 송신부(i1-03)에서 상기 X 정보를 포함하는 송신 데이터를 단말에게 전송한다.
도 1j는 본 발명을 위한 단말 장치 도면이다. 단말은 수신부(1j-01)에서 기지국으로부터 V2X 설정 정보를 수신하고, 우선순위 결정부(1j-02)에서 상기 실시예를 통해 기술된 방법으로 역방향 채널과 측방향 채널의 우선순위를 결정하고 송신 데이터 발생부(1j-03)에서 결정된 우선순위를 고려하여 송신할 데이터 채널을 발생시켜서 송신부(1j-04)에서 송신한다.
<제2실시예>
본 발명은 일반적인 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식(multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 다수의 능동 어레이 안테나를 이용하는 기지국이 파워 부스팅(CSI-RS power boosting)을 고려한 기준신호 설정 및 전송, 단말의 기준신호 설정정보 및 기준신호 수신 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 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.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 이하, 본 개시의 실시 예에 따른 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템, 통신기능을 포함하는 소형 센서, 웨어러블 디바이스(Wearable Device), 사물인터넷(Internet of Things) 장치를 포함할 수 있다. 이하, 본 개시의 실시 예에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
이하, 본 개시의 모든 실시예들은 서로 배타적이지 않으며 하나 이상의 실시예들이 복합적으로 수행될 수 있지만 설명의 편의를 위하여 개별 실시예 및 예제들로 구분한다.
실시예 2-1
현재 이동통신시스템은 초기 음성 위주 서비스를 넘어 대용량 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 3GPP, IEEE 등의 여러 표준화 단체에서는 이와 같은 요구를 만족시키기 위하여 multi-carrier기반의 multiple access 방식을 적용한 4세대 진화 이동통신 시스템 표준을 진행하고 있다. 그 결과, 3GPP의 Long Term Evolution Advanced (LTE-A), LTE-A Pro, IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.
앞에서 언급하였듯이 LTE-A, LTE-A Pro, 802.16m 등의 현존하는 4세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나), beam-forming (빔포밍), Adaptive Modulation and Coding (AMC, 적응 변조 및 부호), channel sensitive (채널 감응) scheduling 등 다양한 기술들을 이용한다. 상기의 여러 가지 기술들은 다양한 종류의 CSI를 이용하여 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중시키거나, 전송하는 데이터 양을 조절하고, channel quality가 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선함으로써 시스템 용량 성능을 증대시킨다.
이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved Node B, BS: Base Station)과 단말(UE: User Equipment, MS: Mobile Station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, eNB 또는 UE은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용되는 것이 채널 상태 지시 기준 신호(Channel Status Indication reference signal, CSI-RS)다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며, 한 개의 eNB는 복수 개의 cell에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 한 개의 이동통신 시스템에는 복수 개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행한다.
LTE/LTE-A/LTE-A Pro 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송율 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로써 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송한다. 이와 같이 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송하는 것을 공간 다중화(spatial multiplexing)라 한다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지를 해당 전송의 랭크(rank)라 정의하며, rank는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. LTE/LTE-A Release 12까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 2, 4, 8개 있는 경우에 대한 spatial multiplexing을 지원하며 rank가 최대 8까지 지원된다.
반면 본 발명에서 제안하는 기술이 적용되는 거대 다중안테나 시스템 (massive MIMO) 또는 full-dimension MIMO (FD-MIMO) 시스템은 2차원으로 배열된 8개 이상 다수의 안테나로 이루어진다. 도 2a는 거대 다중안테나 시스템 또는 FD-MIMO 시스템을 도시하는 도면이다. 도 2a에서 기지국 송신 장비(2a-01)는 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나를 이용하여 무선 신호를 전송한다. 복수개의 송신안테나들은 도 2a에서와 같이 일정 거리를 유지하도록 배치된다. 상기 일정 거리는 예를 들어 송신되는 무선신호의 파장길이의 절반의 배수에 해당할 수 있다. 일반적으로 송신안테나 사이에 무선신호의 파장길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우 각 송신안테나에서 전송되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선채널의 영향을 받게 된다. 송신 안테나의 거리가 멀어지면 멀어질수록 신호 간에 상관도가 작아진다.
대규모의 안테나를 가지는 기지국 송신 장비는 그 장비의 규모가 매우 커지는 것을 방지하기 위해 도 2a와 같이 안테나를 2차원으로 배열할 수 있다. 이 경우 가로 축에 배열된 NH개의 안테나와 세로 축에 배열된 NV개의 안테나를 이용하여 기지국은 신호를 전송하고 단말(2a-03)은 해당 안테나에 대한 채널(2a-02)을 측정해야 한다.
도 2a에서 기지국 송신 장비에 배치된 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나들은 한 개 또는 복수개의 단말로 신호를 전송하는데 활용된다. 복수의 송신안테나에는 적절한 프리코딩 (precoding)이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 신호를 송신하도록 한다. 이때 한 개의 단말은 1개 또는 그 이상의 information stream을 수신할 수 있다. 일반적으로 한 개의 단말이 수신할 수 있는 information stream의 개수는 단말이 보유하고 있는 수신안테나 수와 채널상황에 따라 결정된다.
상기 거대 다중 안테나 시스템을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 다수의 기준신호를 이용하여 송수신 안테나 간 채널상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 이를 이용하여 효과적인 채널상태 정보를 기지국으로 전송하여야 한다. 상기 채널상태 정보를 수신한 기지국은 이를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 전송속도로 송신을 수행할지, 어떤 precoding을 적용할지 등을 결정한다. FD- MIMO 시스템의 경우 송신안테나 개수가 많으므로 종래의 LTE/LTE-A 시스템의 채널 상태 정보의 송수신 방법을 적용할 경우 상향링크로 많은 제어정보를 송신해야 하는 상향링크 오버헤드 문제가 발생한다.
이동통신 시스템에서 시간, 주파수, 그리고 전력 자원은 한정되어 있다. 그러므로 기준 신호에 더 많은 자원을 할당하게 되면 트래픽 채널(traffic channel)(데이터 트래픽 채널) 전송에 할당할 수 있는 자원이 줄어들게 되어, 전송되는 데이터의 절대적인 양이 줄어들 수 있다. 이와 같은 경우 채널 측정(channel measurement) 및 평가(estimation)의 성능은 개선되겠지만 전송되는 데이터의 절대량이 감소하므로 전체 시스템 용량 성능은 오히려 저하될 수 있다.
따라서, 전체 시스템 용량 측면에서 최적의 성능을 이끌어 낼 수 있도록 기준 신호를 위한 자원과 traffic channel 전송을 위한 자원 사이에 적절한 배분이 필요하다.
도 2b는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임(subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)에 해당하는 무선자원을 도시하는 도면이다. 도 2b에 도시된 무선자원은 시간축 상에서 한 개의 서브프레임(subframe)으로 이루어지며 주파수축 상에서 한 개의 자원 블록(Resource Block, RB)으로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치를 가진다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 2b의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소 (resource element, RE)라 한다.
상기 도 2b에 도시된 무선자원에서는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.
1.
CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.
2.
DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지가 DMRS port에 해당하며 각 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.
3.
PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송된다.
4.
CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호로, 채널상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있다. LTE/LTE-A 시스템에서 한 개의 CSI-RS는 한 개, 두 개, 네 개, 또는 여덟 개의 안테나 포트에 대응될 수 있다. LTE-A Pro 시스템에서 한 개의 CSI-RS는 한 개, 두 개, 네 개, 여덟 개, 열두 개, 또는 열여섯 개의 안테나 포트에 대응될 수 있으며 향후 삼십이 개 등 더 많은 수의 안테나 포트까지 확장될 수 있다.
5.
기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송하는데 사용된다.
상기 신호 외에 LTE-A/LTE-A Pro 시스템에서는 다른 기지국의 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A/LTE-A Pro 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 0 전력 CSI-RS(zero-power CSI-RS)라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 Muting이 CSI-RS의 위치에 동일하게 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.
도 2b에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트 수가 2개일 경우 상기 도 2b에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 LTE/LTE-A에서는 하나의 CSI-RS 자원에 두 개, 네 개, 또는 여덟 개의 안테나 포트가 설정될 수 있으며 LTE-A Pro에서는 이에 더하여 열두 개, 또는 열여섯 개의 안테나포트도 설정되는 것이 가능하다. LTE/LTE-A/LTE-A Pro에서는 CSI-RS RE mapping을 위하여 길이 2와 4의 두 가지 직교코드를 지원한다. 특히 2-/4-/8-port CSI-RS에 대하여 길이 2의 직교코드가 적용되며 12-/16-port CSI-RS의 경우 길이 2 또는 4 직교코드의 선택적인 적용이 가능하다.
구체적으로, 두 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 시간 축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나포트의 신호가 전송되며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 이는 두 개의 CSI-RS 포트가 두 개의 RE로 이루어진 하나의 2-port CSI-RS pattern 내에서 code division multiplexing (CDM-2) 됨을 의미한다. 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두 개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 나머지 두 개의 안테나포트에 대한 신호가 전송된다. 구체적으로 4-port CSI-RS pattern은 여섯 개 서브캐리어 간격을 가지는 두 개의 2-port CSI-RS pattern의 조합으로 이루어진다. 이때 CDM-2로 multiplexing 된 RE pair 한 쌍은 같은 OFDM symbol 내에 위치하게 되며 서로 frequency division multiplexing (FDM) 된다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 8-port CSI-RS pattern은 상기 4-port CSI-RS pattern 중 서로 인접한 두 개 pattern의 조합으로 이루어진다. 8-port CSI-RS의 경우에도 CDM-2로 multiplexing 된 RE pair 한 쌍은 같은 OFDM symbol 내에 위치하게 되며 서로 frequency division multiplexing (FDM) 된다.
열두 개 또는 열여섯 개 안테나 포트를 위한 CSI-RS의 경우 4-/8-port CSI-RS pattern의 조합으로 구성된다. 구체적으로, 12-port CSI-RS의 경우 3개의 4-port CSI-RS pattern의 조합으로 (aggregation) 구성되고, 16-port CSI-RS의 경우 2개의 8-port CSI-RS pattern의 조합으로 구성되며 CDM-2가 적용될 경우 상기 4-/8-port CSI-RS CDM-2 mapping과 동일한 방법을 따른다. 반면 상기 12-/16-port CSI-RS pattern에 CDM-4가 적용될 경우 새로운 직교코드 mapping rule이 정의되어야 한다. 이를 위하여 12-port CSI-RS의 경우 상기 4-port CSI-RS pattern에 따르는 RE들이 하나의 group이 되어 길이 4의 직교코드가 적용되고, 16-port CSI-RS의 경우 상기 8-port CSI-RS pattern 중 서로 인접한 4개 RE들이 하나의 group이 되어 길이 4의 직교코드가 적용된다.
기지국은 채널 추정 정확도를 향상시키기 위하여 CSI-RS의 전송파워를 부스팅할 수 있다. 네 개 또는 여덟 개 안테나포트(antenna port, AP) CSI-RS가 전송될 경우 특정 CSI-RS 포트는 정해진 위치의 CSI-RS RE에서만 전송되며 같은 OFDM symbol 내 다른 OFDM symbol에서는 전송되지 않는다. 도 2c는 기지국이 8개 CSI-RS를 전송하는 경우의 n 번째 그리고 n+1 번째 PRB에 대한 CSI-RS RE mapping 예시를 도시하는 도면이다. 도 2c에서와 같이 15번 또는 16번 AP를 위한 CSI-RS RE 위치가 도 2c의 체크 패턴과 같을 경우 빗금 패턴으로 표시되는 나머지 17~22번 AP를 위한 CSI-RS RE에는 15번 또는 16번 AP의 전송전력이 사용되지 않는다. 따라서 도 2c에 표시된 바와 같이 15번 또는 16번 AP는 3, 8, 9번째 subcarrier에 사용될 전송전력을 2번 subcarrier에서 사용할 수 있다. 이와 같은 자연스러운 power boosting은 2번 subcarrier를 통하여 전송되는 15번 CSI-RS port의 전력이 data RE에서 사용되는 15번 AP의 전송전력 대비 최대 6dB까지 높게 설정되는 것이 가능하게 한다. 상기 설명한 바와 같이 LTE-A/LTE-A Pro에서 2/4/8 port CSI-RS pattern들은 CDM-2에 기반하여 최대 6 dB의 natural power boosting이 가능하며 각각의 AP들은 이를 통하여 사용 가능한 모든 파워를 이용(full power utilization)하여 CSI-RS를 전송하는 것이 가능하다. 이와 유사하게 LTE-A Pro에서 12/16 port CSI-RS pattern들은 CDM-4에 기반하여 역시 최대 6 dB의 natural power boosting을 통한 full power utilization이 가능하다.
또한, 단말은 CSI-RS와 함께 CSI-IM (혹은 IMR, interference measurement resources)을 할당 받을 수 있는데 CSI-IM의 자원은 4port를 지원하는 CSI-RS와 동일한 자원 구조와 위치를 가진다. CSI-IM은 하나 이상의 기지국을부터 데이터 수신을 하는 단말이 인접한 기지국으로부터 간섭을 정확하게 측정하기 위한 자원이다. 가령, 인접 기지국이 데이터를 전송할 때의 간섭의 양과 전송하지 않을 때의 간섭의 양을 측정하고 싶은 경우 기지국은 CSI-RS와 두 개의 CSI-IM 자원을 구성하고 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하도록 하고 다른 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하지 않도록 하여 인접 기지국의 간섭 양을 효과적으로 측정할 수 있다.
LTE-A/LTE-A Pro 시스템에서 기지국은 상위 레이어 시그날링을 통하여 CSI-RS 자원 설정 정보 (CSI-RS resource configuration) 를 단말에 통보할 수 있다. 상기 CSI-RS resource configuration은 CSI-RS 설정 정보의 index, CSI-RS가 포함하는 port 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS 설정 정보 (CSI-RS configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL 정보 등을 포함한다. 구체적으로 단말은 CSI-RS configuration과 CSI-RS가 포함하는 port 수 정보를 조합하여 어떤 RE들에서 CSI-RS가 전송되는 지 판단할 수 있다.
LTE-A/LTE-A Pro 시스템에서 기지국은 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준신호 (reference signal)를 단말로 전송하며, 단말은 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함된다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며, 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 단말은 기지국에서 수신된 기준신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하고 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고, 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 기지국에 통보됨으로써, 기지국이 하향링크에서 어떤 데이터 전송속도로 단말에게 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.
LTE-A/LTE-A Pro 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백한다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세가지가 있다.
- 랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 spatial layer의 개수
- 프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 precoding matrix에 대한 지시자
- 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있다.
상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 precoding matrix는 rank별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값과, RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값은 그 값이 동일하더라도 다르게 해석이 된다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 rank 값과 PMI 값이 기지국에서 적용되었다고 가정한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 경우, rank가 RI_X이고 precoding이 PMI_Y일 때, CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정함으로써, 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.
상기 RI, PMI, CQI는 주기적 또는 비주기적 형태로 피드백 될 수 있다. 기지국이 특정 단말의 비주기적 피드백 정보를 얻고 싶을 때, 기지국은 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어정보 (DCI, downlink control information)에 포함된 비주기적 피드백 지시자를 특정 비주기적 피드백을 수행하도록 설정하여 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 수행한다. 상기 해당 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 지시자를 n번째 서브프레임 에서 수신하면 해당 단말은 n+k번째 서브프레임에서의 데이터 전송에 비주기적 피드백 정보를 포함하여 상향링크 전송을 수행한다. 여기서 k는 FDD(frequency division duplexing)에서는 4이며 TDD(time division duplexing)에서는 <표 1>과 같이 정의된다.
상기 채널정보 생성 및 보고를 수행하기 위하여 대규모 안테나를 보유하는 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준신호 자원을 구성하여 단말에 전송할 필요가 있다. 이를 위하여 LTE-A Pro에서는 하나의 CSI-RS 자원에 두 개, 네 개, 여덟 개, 열두 개, 또는 열여섯 개의 안테나포트가 설정될 수 있으며 향후 스무 개, 스물네 개 스물여덟 개, 그리고 서른두 개의 안테나포트 설정 기능이 추가될 수 있다. 구체적으로 LTE-A Pro Release 13에서는 두 가지 종류의 CSI-RS 설정 방법을 제공한다.
첫 번째 방법은 non-precoded CSI-RS로 (Class A CSI reporting을 위한 CSI-RS), 기지국은 단말에게 하나 이상의 4, 또는 8 포트 CSI-RS 패턴을 단말에게 설정하고 상기 설정된 CSI-RS 패턴들을 조합하여 8개 이상의 CSI-RS 포트들을 수신하도록 설정하는 것이 가능하다. 구체적으로, {1, 2, 4, 8}-port CSI-RS의 경우 기존과 같은 mapping rule을 따르며, 12-port CSI-RS의 경우 3개의 4-port CSI-RS pattern의 조합으로 (aggregation) 구성되고, 16-port CSI-RS의 경우 2개의 8-port CSI-RS pattern의 조합으로 구성된다. 또한 LTE/LTE-A release 13에서는 12-/16-port CSI-RS에 대하여 길이 2 또는 4의 직교커버코드 (OCC, orthogonal cover code)를 이용하여 CDM(code division multiplexing)-2 또는 CDM-4를 지원한다. 상기 도 2c의 설명은 CDM-2를 기반으로 한 CSI-RS 파워 부스팅에 대한 것으로, 상기 설명에 따르면 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS에 대한 full power utilization을 위하여 PDSCH 대비 최대 9dB의 power boosting이 필요하게 된다. 이는 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS를 운영 시 full power utilization을 위하여 기존 대비 고성능의 hardware가 필요함을 의미한다. LTE-A Pro Release 13에서는 이를 고려하여 CDM-4 기반의 12-/16-port CSI-RS를 도입하였으며 이 경우 기존과 같은 6dB power boosting을 통하여 full power utilization이 가능해지게 된다.
두 번째 방법은 beamformed (BF) CSI-RS로 (Class B CSI reporting을 위한 CSI-RS), 기지국은 다수의 TXRU(transceiver unit)들에 특정한 beam을 적용하여 단말이 다수의 TXRU를 하나의 CSI-RS 포트로 인식하게 하는 것이 가능하다. 기지국이 사전에 단말의 채널 정보를 알고 있을 경우 기지국은 자신의 TXRU에 상기 채널 정보에 적합한 빔이 적용된 소수의 CSI-RS 만을 설정할 수 있다. 또 다른 예시로 기지국은 단말에게 8개 이하의 CSI-RS 포트들을 포함하는 다수의 CSI-RS resource configuration들을 설정할 수 있다. 이때 기지국은 CSI-RS resource configuration 별로 서로 다른 방향의 빔을 적용하여 상기 CSI-RS 포트들을 빔포밍하는 것이 가능하다. 도 2d은 BF CSI-RS 운영의 일례를 도시하고 있다. 도 2d을 참조하면 기지국(2d-01)은 서로 다른 방향으로 beamforming된 세 개의 CSI-RS(2d-02, 2d-03, 2d-04)를 단말들(2d-05, 2d-06)에게 설정할 수 있다. 각각의 CSI-RS 자원 2d-02, 2d-03, 2d-04 들은 하나 이상의 CSI-RS 포트들을 포함할 수 있다. 단말 2d-05는 설정된 CSI-RS 자원 2d-02, 2d-03, 2d-04들에 대하여 채널 상태 정보를 생성하고 그 중 자신이 선호하는 CSI-RS 자원의 인덱스를 CRI (CSI-RS Resource Indicator)를 통하여 기지국으로 보고할 수 있다. 도 2d의 예제에서 단말 2d-05가 CSI-RS resource 2d-03을 선호할 경우 2d-03에 해당하는 인덱스를 기지국에 보고할 것이고, 단말 2d-06가 CSI-RS 자원 2d-02를 선호활 경우 2d-02에 해당하는 인덱스를 기지국에 보고할 것이다.
상기 CRI는 LTE-A Pro Release 13을 기준으로 단말이 가장 선호하는 하나의 CSI-RS 인덱스에 대한 보고를 지원하지만 이는 향후 단말이 선호하는 CSI-RS의 인덱스들의 조합으로 확장되는 것이 가능하다. 예를 들어 단말 2d-05가 가장 선호하는 두 개의 CSI-RS 자원이 2d-03과 2d-04일 경우 2d-05는 해당 CSI-RS 자원들의 인덱스 두 개를 직접 보고하거나 또는 해당 CSI-RS 자원들로 구성되는 집합을 지시하는 인덱스를 보고하는 것이 가능하다. 이는 채널의 angular spread가 넓거나 이동성이 높은 단말을 다양한 방향의 빔으로 지원하거나 서로 다른 TRP(transmission and reception point)에서 전송되는 복수의 CSI-RS에 대한 선택을 지원하는 등 다양한 응용을 가능하게 하기 위함이다.
LTE-A Pro Release 13까지에서 CSI-RS는 상기 제 1 실시 예에서 설명한 바와 같이 상위 레이어 시그날링(higher layer signaling 또는 RRC signaling)에 의하여 반 정적으로(semi-static) 상세 설정 값들이 정해진다. 상기 LTE-A Pro Release 13까지의 CSI-RS resource configuration은 다음과 같은 정보들을 포함한다.
1.
Number of CSI-RS ports: 하나의 CSI-RS resource에 포함되는 CSI-RS 포트 수.
2.
CSI-RS configuration: Number of CSI-RS ports와 함께 CSI-RS RE들의 위치를 지시하는 설정 값.
3.
CSI-RS subframe configuration, 
: CSI-RS 전송 주기, 
와 CSI-RS subframe offset, 
를 지시하는 설정 값.
4.
CSI-RS power boosting factor, 
: PDSCH 대비 CSI-RS 전송 파워 비에 대한 UE 가정.
5.
Scrambling ID, 
6.
QCL (quasi co-location) 정보
단말은 상기 RRC signaling 중 1. Number of CSI-RS ports 및 2. CSI-RS configuration을 바탕으로 CSI-RS가 전송되는 상세 RE 위치를 파악할 수 있다. 일례로 normal cyclic prefix를 사용하는 경우 단말은 도 2e를 참조하여 Number of CSI-RS ports 및 CSI-RS configuration에 따라 k’과 l’을 알 수 있다. 여기서 k’과 l’은 각각 CSI-RS 자원의 시작 sub-carrier와 시작 OFDM 심볼 위치를 가리킨다. 구체적으로 number of CSI-RS ports가 8 개 이하일 때, CSI-RS port 번호 p에 따른 CSI-RS RE의 sub-carrier 인덱스 k와 OFDM 심볼 인덱스 l은 수학식 1을 참조하여 정해진다.
[수학식 1]
향후 20-/24-/28-/32-port CSI-RS 등 16개 이상의 CSI-RS port들을 설정할 때 발생 가능한 문제 중 한 가지는 full power utilization을 위한 CSI-RS power boosting이다. 현재의 LTE-A/LTE-A Pro 표준에서와 같이 CDM-2 또는 CDM-4를 기반으로 20/24/28/32 개의 CSI-RS port들을 mapping할 경우 기존과 같은 6dB CSI-RS power boosting을 통한 full power utilization이 불가능하게 된다. 예를 들어 32 port CSI-RS의 경우 9dB의 CSI-RS power boosting을 수행하여야 full power utilization을 수행하는 것이 가능하다. 한편 너무 높은 수준의, 예를 들면 6dB 이상의 CSI-RS power boosting은 인접 data RE에서의 전송전력과 CSI-RS RE에서의 전송전력간 매우 큰 차이를 요구하게 된다. 이는 기지국의 power amp에 큰 부담을 주게 되는 요인이며 인접 date RE의 수신 성능에 영향을 미칠 수 있는 위험이 있다.
실시예 2-2
본 실시 예에서는 CSI-RS CDM-2 mapping을 조합하여 다양한 CSI-RS CDM-4 mapping을 구성하는 방법을 설명한다. 이는 더 일반적으로 상대적으로 짧은 길이의 직교코드를 가지는 component CDM pattern을 조합하여 더 긴 길이의 직교코드를 가지는 target CDM pattern을 구성하는 동작으로 이해할 수 있다. 이러한 이해는 향후 실시 예들에도 전반적으로 적용이 가능하다.
상기 설명한 바와 같이 CSI-RS 전송에 CDM-2를 사용할 경우 한 RB 에서 두 개의 RE가 하나의 CSI-RS port 전송에 사용된다. 따라서 12 port의 CSI-RS 전송 시 full power utilization을 위해 
dB의 power boosting이 필요하며 16 port의 CSI-RS 전송 시 full power utilization을 위한 power boosting level은 
dB 가 된다.
반면 CSI-RS 전송에 CDM-4를 사용할 경우 한 RB 에서 네 개의 RE가 하나의 CSI-RS port 전송에 사용된다. 이 경우 12 port의 CSI-RS 전송 시 full power utilization을 위해 
dB 의 power boosting이 필요하며 16 port의 CSI-RS 전송 시 full power utilization을 위한 power boosting level은 
dB 가 된다. 이는 CDM-4를 도입할 경우 현재 LTE/LTE-A 표준에서 8개 CSI-RS 전송에 사용되는 power boosting level과 같은 수치로 12 또는 16 port에 대한 full power utilization을 지원할 수 있음을 의미한다.
현재 LTE-A/LTE-A Pro에서는 도 2e 및 수학식 1의 
을 통하여 CSI-RS 포트 번호에 따라 길이 2의 직교 코드를 mapping할 수 있다. 예를 들어 도 2f의 CDM-2 그룹 2f-01에 도 2e및 수학식 1을 기준으로 안테나포트 X와 X+1이 mapping 되어있다고 가정하자. 이때 안테나포트 X는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 X+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 mapping되어있을 것이다. 이와 유사하게 도 2f의 CDM-2 그룹 2f-02에 도 2e및 수학식 1을 기준으로 안테나포트 Y와 Y+1이 mapping 되어있다고 가정하자. 이때 안테나포트 Y는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 Y+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 mapping되어있을 것이다.
어떠한 기준에 의하여 CDM-2 그룹 2f-01과 2f-02가 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다고 가정하자. 상기 생성된 CDM-4 그룹 중 한 부분, 예를 들면 첫 번째 CDM-2 그룹 2f-01을 기준으로 2f-02에 할당되는 직교코드의 부호를 바꾸어 기존의 길이 2 직교 코드를 기반으로 새로운 길이 4 직교 코드를 생성하는 것이 가능하다. 예를 들어 첫 번째 CDM-2 그룹 2f-01에는 모든 안테나 포트 X, X+1, Y, Y+1에 대하여 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 적용할 수 있다. 반면 두 번째 CDM-2 그룹 2f-02에는 안테나 포트 X, X+1에는 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 적용하는 반면 안테나 포트 Y, Y+1에는 기존과 부호가 바뀐 [-1 -1]과 [-1 1]을 적용할 수 있다. 결과적으로 상기 예시에서는 안테나 포트 X는 직교코드 [1 1 1 1]을 통하여, 안테나 포트 X+1는 직교코드 [1 -1 1 -1]을 통하여, 안테나 포트 Y에는 직교코드 [1 1 -1 -1]을 통하여, 안테나 포트 Y+1는 직교코드 [1 -1 -1 1]을 통하여 상기 CDM-4 그룹에 매핑 되는 것이 가능하다. 도 2f에서는 두 개의 CDM-2 mapping이 서로 다른 sub-carrier 및 OFDM symbol에 존재하는 것을 가정하였으나 이에 국한되지 않고 같은 sub-carrier 또는 같은 OFDM symbol에 존재할 수 있음이 자명하다.
본 예제에서 안테나 포트 인덱스 X, Y는 설명의 편의를 위한 표기로써 안테나 형상, 코드북 구조 등 다양한 요인을 고려하여 적합한 숫자들로 설정될 수 있다.
실시예
2-3
본 실시 예에서는 CSI-RS CDM-2 mapping 또는 CSI-RS CDM-4 mapping을 조합하여 다양한 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법을 설명한다.
도 2g는 CSI-RS CDM-2 mapping을 조합하여 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2g에서는 네 개의 CDM-2 mapping이 서로 다른 sub-carrier 및 OFDM symbol에 존재하는 것을 가정하였으나 이에 국한되지 않고 같은 sub-carrier 또는 같은 OFDM symbol에 존재할 수 있음이 자명하다.
현재 LTE-A/LTE-A Pro에서는 도 2e 및 수학식 1의 
을 통하여 CSI-RS 포트 번호에 따라 길이 2의 직교 코드를 mapping할 수 있다. 예를 들어 도 2g의 CDM-2 그룹 2f-01에 도 2e및 수학식 1을 기준으로 안테나포트 X와 X+1이 mapping 되어있다고 가정하자. 이때 안테나포트 X는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 X+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 mapping 되어있다고 가정하자. 이와 유사하게 도 2g의 CDM-2 그룹 2g-02에 안테나포트 Y와 Y+1이, 2g-03에 안테나포트 V와 V+1이, 2g-04에 안테나포트 W와 W+1이 각각 mapping 되어있다고 가정하자. 이때 안테나포트 Y, V, W는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 Y+1, V+1, W+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 mapping 되어있다고 가정하자.
위의 가정을 바탕으로, 어떠한 기준에 의하여 상기 네 개의 CDM-2 그룹 2g-01, 2g-02, 2g-03, 그리고 2g-04가 묶여 8개의 RE로 이루어진 CDM-8 그룹을 생성하는 것이 가능하다. 상기 기준은 CDM-2 그룹의 상위 레이어 시그날링 순서, CDM-2 그룹의 CSI-RS configuration에 대한 오름/내림 차순, 첫 번째 CDM-2 그룹 (2g-01)을 기준으로 하는 주파수/시간 거리 등 다양한 예제들을 적용하는 것이 가능하다. 상기 생성된 CDM-4 그룹 중 한 부분, 예를 들면 첫 번째 CDM-2 그룹 2g-01을 기준으로 나머지 세 개 CDM-2 그룹 2g-02, 2g-03, 2g-04에 할당되는 직교코드의 부호를 바꾸어 기존의 길이 2 직교 코드를 기반으로 새로운 길이 8 직교 코드를 생성하는 것이 가능하다.
예를 들어 첫 번째 CDM-2 그룹 2g-01에 의하여 지정되는 두 개의 RE에는 모든 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1에 대하여 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 각각 적용할 수 있다. 반면 두 번째 CDM-2 그룹 2g-02에 의하여 지정되는 두 개의 RE에는 안테나 포트 X, Y 그리고 X+1, Y+1 에는 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 각각 적용하는 반면 안테나 포트 V, W 그리고 V+1, W+1에는 기존과 부호가 바뀐 [-1 -1]과 [-1 1]을 적용할 수 있다. 이상의 과정을 거쳐 첫 번째 그리고 두 번째 CDM-2 그룹들(2g-01, 2g-02)에 의하여 지정되는 네 개 RE들에서의 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1에 대한 CDM mapping을 결정할 수 있다. 이와 유사하게 세 번째 그리고 네 번째 CDM-2 그룹들에 의하여 지정되는 네 개 RE들에서의 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1에 대한 CDM mapping을 결정할 수 있다. 안테나 포트 X, X+1, V, V+1의 경우 세 번째 CDM-2 그룹 2g-03에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 첫 번째 CDM-2 그룹 2g-01에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 할당된 직교 코드와 동일한 코드를 적용하고, 네 번째 CDM-2 그룹 2g-04에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 두 번째 CDM-2 그룹 2g-02에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 할당된 직교 코드와 동일한 코드를 적용한다. 반면 안테나 포트 Y, Y+1, W, W+1의 경우 세 번째 CDM-2 그룹 2g-03에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 첫 번째 CDM-2 그룹 2g-01에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 할당된 직교 코드와 부호가 바뀐 (각 원소에 -1이 곱해진) 코드를 적용하고, 네 번째 CDM-2 그룹 2g-04에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 두 번째 CDM-2 그룹 2g-02에 의하여 지정되는 두 개 RE들에 할당된 직교 코드와 부호가 바뀐 (각 원소에 -1이 곱해진) 코드를 적용한다.
결과적으로 본 예제에서 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1 들은 <표 2>를 참조하여 상기 CDM-8 그룹에 매핑 되는 것이 가능하다.
본 예제에서 안테나 포트 인덱스 X, Y, V, W는 설명의 편의를 위한 표기로써 안테나 형상, 코드북 구조 등 다양한 요인을 고려하여 적합한 숫자들로 설정될 수 있다.
도 2h 및 2i는 CSI-RS CDM-4 mapping을 조합하여 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법의 예시들을 도시하는 도면이다. 상기 설명한 바와 같이 LTE-A Pro release 13에서는 두 가지 패턴의 CDM-4 mapping을 제공한다. 첫 번째 방법은 4-port CSI-RS pattern에 기반하여 CDM-4 group을 정의하는 방법이며, 두 번째 방법은 인접한 4개 RE를 하나의 CDM-4 group으로 정의하는 방법이다. 도 2h 및 2i에서는 두 개의 CDM-4 mapping이 서로 다른 sub-carrier 및 OFDM symbol에 존재하는 것을 가정하였으나 이에 국한되지 않고 같은 sub-carrier 또는 같은 OFDM symbol에 존재할 수 있음이 자명하다.
도 2h는 4-port CSI-RS pattern에 기반하는 CDM-4 mapping을 조합하여 새로운 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 2h를 참조하면 4-port CSI-RS pattern에 기반하는 첫 번째 CDM-4 그룹 2h-01에 안테나포트 X, Y 그리고 X+1, Y+1 이 mapping 되어있다고 가정할 수 있다. 이때 안테나포트 X는 직교코드 [1 1 1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 X+1은 직교코드 [1 -1 1 -1]을 통하여 mapping 되어있고, 안테나포트 Y는 직교코드 [1 1 -1 -1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 Y+1은 직교코드 [1 -1 -1 1]을 통하여 mapping 되어있고 다고 가정하자. 이와 유사하게 도 2h의 두 번째 CDM-2 그룹 2h-02에 안테나포트 V, W 그리고 V+1, W+1 이 mapping 되어있다고 가정할 수 있다. 이때 안테나포트 V는 직교코드 [1 1 1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 V+1은 직교코드 [1 -1 1 -1]을 통하여 mapping 되어있고, 안테나포트 W는 직교코드 [1 1 -1 -1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 W+1은 직교코드 [1 -1 -1 1]을 통하여 mapping 되어있고 다고 가정하자.
위의 가정을 바탕으로, 어떠한 기준에 의하여 상기 두 개의 CDM-4 그룹 2h-01과 2h-02가 묶여 8개의 RE로 이루어진 CDM-8 그룹을 생성하는 것이 가능하다. 상기 기준은 CDM-4 그룹의 상위 레이어 시그날링 순서, CDM-4 그룹의 CSI-RS configuration에 대한 오름/내림 차순, 첫 번째 CDM-4 그룹 (2h-01)을 기준으로 하는 주파수/시간 거리 등 다양한 예제들을 적용하는 것이 가능하다. 상기 생성된 CDM-4 그룹 중 한 부분, 예를 들면 첫 번째 CDM-4 그룹 2h-01을 기준으로 나머지 CDM-4 그룹 2h-02에 할당되는 직교코드의 부호를 바꾸어 기존의 길이 4 직교 코드를 기반으로 새로운 길이 8 직교 코드를 생성하는 것이 가능하다.
예를 들어 첫 번째 CDM-4 그룹 2h-01에 의하여 지정되는 네 개의 RE에는 모든 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1에 대하여 기존의 CDM-4 직교 코드 [1 1 1 1], [1 1 -1 -1], [1, -1, 1, -1], 그리고 [1, -1, -1, 1]들을 상기 가정과 동일하게 적용할 수 있다. 반면 두 번째 CDM-4 그룹 2h-02에 의하여 지정되는 네 개의 RE에는 안테나 포트 X, Y 그리고 X+1, Y+1 에는 상기 가정의 CDM-4 직교 코드 [1 1 1 1], [1 1 -1 -1], [1, -1, 1, -1], 그리고 [1, -1, -1, 1]들을 그대로 적용하는 반면 안테나 포트 V, W 그리고 V+1, W+1에는 상기 가정과 부호가 바뀐 [-1 -1 -1 -1], [-1 -1 1 1], [-1, 1, -1, 1], 그리고 [-1, 1, 1, -1]들을 그대로 적용 할 수 있다.
결과적으로 본 예제에서 안테나 포트 X, Y, V, W 그리고 X+1, Y+1, V+1, W+1 들은 <표 2>를 참조하여 상기 CDM-8 그룹에 매핑 되는 것이 가능하다.
본 예제에서 안테나 포트 인덱스 X, Y, V, W는 설명의 편의를 위한 표기로써 안테나 형상, 코드북 구조 등 다양한 요인을 고려하여 적합한 숫자들로 설정될 수 있다.
도 2i는 서로 인접한 4 개의 RE들로 구성되는 CDM-4 mapping을 조합하여 새로운 CSI-RS CDM-8 mapping을 구성하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 2i에 의한 각 안테나 포트 별 직교코드 mapping 및 조합 원리는 도 2h를 참조한 상기 설명과 매우 유사하므로 생략하도록 한다. 도 2i의 예제에서 첫 번째 CDM-4 그룹 2i-01과 두 번째 CDM-4 그룹 2i-02는 기지국 및 단말의 복잡도를 고려하여 CDM-8 mapping으로 조합되었을 때 기존의 8-port CSI-RS pattern과 동일하도록 제한되는 것도 가능하다.
실시예
2-4
본 실시예에서는 higher layer signaling을 통하여 CSI-RS 전송에 CDM-4 또는 CDM-8를 mapping하는 방법을 설명한다.
첫 번째 방법은 1 bit indication을 통한 주파수/시간 방향으로의 직교코드 확장을 지시하는 방법이다. 본 예제에 따르면 기지국은 RRC configuration 등의 higher layer signaling을 통하여 기존의 CDM-2를 위한 길이 2의 직교 코드 [1 1] 또는 [1 -1]을 주파수/시간 방향 중 어느 쪽으로 확장할지를 지시하여 CDM-4 mapping 방법을 단말에게 공지하거나 CDM-8 mapping 방법을 단말에게 공지할 수 있다. 이와 유사하게 기지국은 RRC configuration 등의 higher layer signaling을 통하여 기존의 CDM-4를 위한 길이 4의 직교 코드 [1 1 1 1], [1 1 -1 -1], [1 -1 1 -1], 또는 [1 -1 -1 1]을 주파수/시간 방향 중 어느 쪽으로 확장할지를 지시하여 CDM-8 mapping 방법을 단말에게 공지할 수 있다.
도 2j는 1 bit indication을 통한 주파수/시간 방향으로의 직교코드 확장방법의 예시를 도시하는 도면이다. 도 2j에서는 CDM-2 mapping 확장에 의한 CDM-4 mapping 예시를 도시하였으나 이는 같은 방법으로 CDM-2 mapping 확장에 의한 CDM-8 mapping이나 CDM-4 확장에 의한 CDM-8 mapping에 사용되는 것이 가능하다.
예를 들어 지시자가 0일 경우 이는 주파수 방향으로의 확장을 의미할 수 있다. 이 경우 두 쌍의 시간 방향으로 인접한 2 개의 RE로 이루어진 CDM-2 그룹 2j-01과 2j-02는 주파수 방향으로 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다. 이때 2j-01과 2j-02는 서로 다른 subcarrier에 존재한다. 2j-01과 2j-02가 선택되는 기준은 두 CDM-2 그룹 간 거리가 될 수도 있고 legacy CSI-RS 4 port mapping과 같이 6개 subcarrier 간격으로 묶이는 것도 가능하다. 상기 생성된 CDM-4 그룹에 mapping되는 안테나포트 X, X+1, Y, Y+1을 위한 길이 4 직교코드는 상기 실시 예 2와 같은 방법으로 구성될 수 있다. 만약 본 방법이 CDM-8 그룹 mapping에 사용되는 경우 상기 실시 예 3과 같은 방법들이 적용될 수 있다.
다른 예시로 지시자가 1일 경우 시간 방향으로의 확장을 의미할 수 있다. 이 경우 두 쌍의 시간 방향으로 인접한 2 개의 RE로 이루어진 CDM-2 그룹 2j-03과 2j-04는 시간 방향으로 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다. 이때 2j-03과 2j-04는 서로 다른 OFDM symbol에 존재한다. 2j-03과 2j-04가 선택되는 기준은 두 CDM-2 그룹 간 거리가 될 수도 있고 또는 미리 지정된 OFDM symbol pool을 기준으로 선택될 수도 있다. 상기 생성된 CDM-4 그룹에 mapping되는 안테나포트 X, X+1, Y, Y+1을 위한 길이 4 직교코드는 상기 실시 예 2와 같은 방법으로 구성될 수 있다. 도 2j는 길이 2의 component CDM pattern을 기반으로 CDM-4 pattern을 생성하는 예제를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 길이 2 또는 길이 4의 component CDM pattern을 기반으로 CDM-8 pattern을 생성하는 경우에도 유사하게 적용이 가능하다. 만약 본 방법이 CDM-8 그룹 mapping에 사용되는 경우 길이 8 직교코드 mapping 상세 방법으로 상기 실시 예 3과 같은 방법들이 적용될 수 있다.
Higher layer signaling을 통하여 CSI-RS 전송에 CDM-4 또는 CDM-8을 mapping하는 두 번째 방법은 bitmap indication을 이용하는 것이다. 일례로 기지국은 higher layer signaling을 통하여 CSI-RS port numbering 순서와 CDM-4 mapping rule에 대한 정보를 포함하는 길이 L의 bitmap을 단말에 통보하는 것이 가능하다.
하나의 예시로 2-port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 CSI-RS aggregation이 이루어진다고 가정할 수 있다. 이때 다음과 같은 길이 L=32의 비트맵(또는 alphabet sequence)이 CSI-RS aggregation을 위하여 선택된 CSI-RS 자원들의 위치, port numbering rule, CDM-4/CDM-8 mapping rule을 포함할 수 있다. 여기서 L=32는 도 2e에서 2포트 기준으로 32개의 CSI-RS resource 위치를 지정할 수 있음을 고려한 설정이므로 FDD 또는 TDD 만을 고려할 경우 상황에 맞게 조정될 수 있다.
[수학식 2]
수학식 2에서 xi는 도 2e의 CSI-RS configuration 0~31과 1 또는 2개 포트를 위한 column에 의하여 지정되는 CDM-2 그룹에 속하는 RE들이 CSI-RS aggregation 및 전송에 사용 되는지/되지 않는지 여부, 그리고 사용 된다면 어떠한 관계로 CDM-4/CDM-8 그룹을 형성하는지에 대한 정보를 담고 있는 알파벳이다. 수학식 2는 2-port CSI-RS pattern을 기반으로 16-port CSI-RS가 aggregation되는 경우를 가정한 수식이며, 16개 이상의 CSI-RS 포트가 설정될 경우 'selected resource' 나타내기 위한 알파벳이 D 이상으로 확장될 수 있음이 자명하다. 만약 xi가 0일 경우 도 2e에서 안테나포트 1 또는 2를 위한 column에서 i 번째 CSI-RS configuration이 가리키는 RE들은 CSI-RS 전송에 사용되지 않는다. 만약 xi가 0이 아닌 Xy로 지시된 경우 도 2e에서 안테나포트 1 또는 2를 위한 column에서 i 번째 CSI-RS configuration이 가리키는 RE들은 CSI-RS 전송에 사용된다. 이때 상기 Xy에서 X는 A, B, C, D 중 하나로 지시되며 y는 1 또는 2로 지시될 수 있다. 상기 A, B, C, D 또는 1, 2는 구분을 위한 표기이며 상황에 따라 다른 알파벳 또는 숫자로 표기될 수 있음이 자명하다. 기지국과 단말은 서로 다른 xi와 xj의 X가 같을 경우 두 지시자가 가리키는 4개의 RE들이 하나의 CDM-4 그룹을 형성하는 것으로 약속할 수 있다. 또한 기지국과 단말은 서로 다른 xi의 y가 1이고 xj의 y가 2일 경우 상기 실시 예 2에서의 예제와 같이 xi가 가리키는 RE에서는 기존의 직교코드가 그대로 사용되고, xj가 가리키는 RE에서는 기존의 직교코드가 그대로 사용될 수도, -1이 곱해져서 사용될 수도 있음을 약속할 수 있다.
예를 들어 xi=B1 이고 xj=B2 인 경우 기지국과 단말은 xi와 xj가 가리키는 4개의 RE가 두 번째 CDM-4를 구성함을 알 수 있다. 이때 상기 생성된 CDM-4 그룹에 mapping되는 최대 4개의 안테나포트들을 위한 길이 4 직교코드는 상기 실시 예 2와 같은 방법으로 구성될 수 있다.
수학식 2와 같은 형태의 bitmap(또는 alphabet sequence)을 사용할 경우 각 xi 표현에 최대 3비트가 필요하게 되어 전체 비트맵(또는 alphabet sequence) 표현에 총 96비트가 필요하게 된다. 이는 higher layer signaling에 부담을 줄 수 있으므로 정보량을 줄이기 위한 방법이 필요하다. 상기 실시예 1, 실시예2, 또는 실시예 3의 방법 중 하나를 통하여 8개 이상의 CSI-RS 전송을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 상기 설정된 RE들의 위치는 도 7의 안테나포트 1 또는 2를 위한 column에서 CSI RS configuration을 통하여 모두 지시가 가능하다. 예를 들어 12개 CSI-RS port를 위한 resource가 설정된 경우 6개 CSI RS configuration을 통해 6개 CDM-2 그룹들의 위치를 나타낼 수 있다. 이때 각 CDM-2 그룹들 간 관계는 다음과 같은 길이 NP의 비트맵(또는 alphabet sequence)로 나타낼 수 있다. 여기서 NP는 aggregation 되는 CSI-RS 포트 수 이다.
[수학식 3]
수학식 3에 의하면 CDM-4 그룹 지정에 필요한 정보량이 12개 CSI-RS 포트 전송 시 3*6=18 비트, 16개 CSI-RS 포트 전송시 3*8=24 비트로 수학식 2 대비 크게 줄어들 수 있다. 수학식 3은 2-port CSI-RS pattern을 기반으로 16-port CSI-RS가 aggregation되는 경우를 가정한 수식이며, 16개 이상의 CSI-RS 포트가 설정될 경우 ‘selected resource’를 나타내기 위한 알파벳이 D 이상으로 확장될 수 있음이 자명하다.
또 다른 예시로 legacy 4 port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 CSI-RS aggregation이 이루어진다고 가정할 수 있다. 이 경우 CDM-4 그룹을 설정하는 하나의 예시는 4 port CSI-RS mapping pattern에 의해 지정되는 4개 RE로 CDM-4 그룹을 설정하는 것이다. 기존 4 port CSI-RS mapping pattern은 두 개의 CDM-2 그룹을 지정하도록 디자인되어 있다. 상기 기존 4 port CSI-RS mapping pattern으로 지정되는 두 개의 CDM-2 그룹은 상기 실시 예 2와 유사한 방법을 통하여 CDM-4 그룹으로 묶이는 것이 가능하다.
Legacy 4 port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 CSI-RS aggregation이 이루어질 때 CDM-4 그룹을 설정하는 또 다른 예시는 비트맵(또는 alphabet sequence)를 사용하는 것이다. 다음과 같은 길이 L=16의 비트맵(또는 alphabet sequence)이 CMR 설정을 위하여 선택된 CSI-RS 자원들의 위치, port numbering rule, CDM-4 mapping rule을 포함할 수 있다. 여기서 L=16은 도 2e에서 4포트 기준으로 16개의 CSI-RS resource 위치를 지정할 수 있음을 고려한 설정이므로 FDD 또는 TDD 만을 고려할 경우 상황에 맞게 조정될 수 있다.
[수학식 4]
수학식 4에서 각 변수들의 정의는 수학식 2와 유사하다. 수학식 4에서 xi는 도 2e의 CSI-RS configuration {0~9, 20~25} 과 4개 포트를 위한 column에 의하여 지정되는 CDM-2 그룹에 속하는 RE들이 CSI-RS 전송에 사용 되는지 되지 않는지, 그리고 사용 된다면 어떠한 관계로 CDM-4 그룹을 형성하는지에 대한 정보를 담고 있는 알파벳이다. 수학식 4는 4-port CSI-RS pattern을 기반으로 16-port CSI-RS가 aggregation되는 경우를 가정한 수식이며, 16개 이상의 CSI-RS 포트가 설정될 경우 'elected resource' 나타내기 위한 알파벳이 B 이상으로 확장될 수 있음이 자명하다. 도 2k를 참조하여 legacy 4-port CSI-RS pattern 2k-01과 같은 위치를 가리키는 xi가 A1으로 설정되고, legacy 4-port CSI-RS pattern 2k-04과 같은 위치를 가리키는 xj가 A2로 설정되었다고 가정하자. 이때 2k-01의 첫 번째 CDM-2 그룹 2k-02와 2k-04의 첫 번째 CDM-2 그룹 2k-05가 묶여 하나의 CDM-4 그룹을 형성하도록 약속될 수 있다. 이와 유사하게 2k-01의 두 번째 CDM-2 그룹 2k-03와 2k-04의 두 번째 CDM-2 그룹 2k-06이 묶여 또 다른 CDM-4 그룹을 형성하도록 약속될 수 있다. 상기 생성된 각각의 CDM-4 그룹에서 포트 별 자세한 직교 코드 할당 방법은 상기 실시 예 2와 같은 방법을 통하여 이루어 질 수 있다.
수학식 4와 같은 형태의 bitmap(또는 alphabet sequence)을 사용할 경우 각 xi표현에 최대 2비트가 필요하게 되어 전체 비트맵(또는 alphabet sequence) 표현에 총 32비트가 필요하게 된다. 이는 higher layer signaling에 부담을 줄 수 있으므로 정보량을 줄이기 위한 방법이 필요하다. 상기 실시예 1, 실시예2, 또는 실시예 3의 방법 중 하나를 통하여 8개 이상의 CSI-RS 전송을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 상기 설정된 RE들의 위치는 도 2e의 4개 안테나포트를 위한 column에서 CSI-RS configuration을 통하여 지시가 가능하다. 예를 들어 12개 CSI-RS port를 위한 resource가 설정된 경우 3 또는 4개 CSI RS configuration을 통해 6또는 8개 CDM-2 그룹들의 위치를 나타낼 수 있다. 이때 각 CDM-2 그룹들 간 관계는 다음과 같은 길이 NP/4의 비트맵(또는 alphabet sequence)로 나타낼 수 있다. 여기서 NP 는 aggregation 되는 CSI-RS 포트 수 이다.
[수학식 5]
수학식 5에 의하면 CDM-4 그룹 지정에 필요한 정보량이 12개 CSI-RS 포트 전송 시 2*3=6 비트 또는 2*4=8 비트, 16개 CSI-RS 포트 전송시 2*4=8 비트로 수학식 2 대비 크게 줄어들 수 있다. 수학식 5는 4-port CSI-RS pattern을 기반으로 16-port CSI-RS가 aggregation되는 경우를 가정한 수식이며, 16개 이상의 CSI-RS 포트가 설정될 경우 'selected resource'를 나타내기 위한 알파벳이 B 이상으로 확장될 수 있음이 자명하다.
또 다른 예시로 legacy 8 port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 CSI-RS aggregation이 이루어진다고 가정할 수 있다. 본 예시를 위한 구체적인 방법은 상기 2 port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 하는 방법을 상기 4 port CSI-RS mapping pattern을 기반으로 하는 방법으로 확장할 때와 유사한 방식으로 가능하다. 따라서 자세한 설명은 생략하도록 한다.
실시예 2-5
본 실시 예에서는 CDM-4 또는 CDM-8 그룹을 구성하기 위한 또 다른 방법으로 규격 정의를 통한(specification defined rule) CDM-4/CDM-8 mapping 방법을 설명한다.
첫 번째 예시로 component CDM 그룹 간 거리를 기준으로 CDM-4/CDM-8 mapping을 지원할 수 있다. 상기 제 2-4 실시 예에서와 같이 CDM-4 mapping을 위한 component CDM 그룹은 CDM-2 mapping 그룹이며, CDM-8 mapping을 위한 component CDM 그룹은 CDM-2 mapping 그룹 또는 CDM-4 mapping 그룹이 될 수 있다. 향후 설명의 편의를 위하여 CDM-4 mapping이 component CDM 그룹으로 사용된 경우를 가정하며, 전반적인 원리는 CDM-2 mapping이 component CDM 그룹으로 사용된 경우에도 동일하게 적용이 가능하다. 상기 제 1 실시 예에서 설명한 바와 같이, 4-port CSI-RS pattern을 기반으로 하는 CSI-RS aggregation을 통하여 8개 이상의 CSI-RS 전송을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 기지국과 단말은 도 2e의 CSI-RS configuration의 내림차순 또는 올림차순을 기준으로 하나의 기준 CSI-RS RE위치(기준 CDM-4 그룹의 위치)를 설정할 수 있다. 또한 기지국과 단말은 나머지 CSI-RS RE 중 상기 설정된 기준 RE 위치와 제일 인접한 CSI-RS RE 위치(다른 CDM-4 그룹의 위치)가 어디인지를 도 2e의 안테나포트 4를 위한 column에서 CSI-RS configuration을 통하여 판단할 수 있다. 이렇게 찾아진 상기 기준 CSI-RS RE들과 그에 인접한 CSI-RS RE들을 기반으로 상기 실시 예 2 또는 3의 방법을 응용하여 CDM-8 mapping을 수행할 수 있다. 한편 도 2b를 보면 CSI-RS 전송이 가능한 OFDM symbol들은 서로 떨어져 있는 반면 CSI-RS 전송이 가능한 subcarrier들은 두 개씩 묶여있는 것을 볼 수 있다. 따라서 상기 첫 번째 예시는 주파수 도메인 우선 확장을 원칙으로 CDM-8 mapping을 수행하는 것으로 표현되는 것이 가능하다.
두 번째 예시로 legacy 8-port mapping을 기준으로 CDM-8 mapping을 지원할 수 있다. 일례로 하나의 legacy 8-port CSI-RS configuration으로 지정되는 두 개의 CDM-4 그룹 중 위 쪽(아래 쪽) CDM-4 그룹은 기존의 직교코드 [1 1 1 1], [1 1 -1 -1], [1 -1 1 -1], 또는 [1 -1 -1 1]을 그대로 사용한다. 반면 나머지 아래 쪽 (위 쪽) CDM-4 그룹은 CSI-RS 포트 넘버에 따라 기존의 직교코드를 그대로 사용하거나 ([1 1 1 1], [1 1 -1 -1], [1 -1 1 -1], 또는 [1 -1 -1 1]) 또는 -1을 곱하여 사용할 수 있다 ([-1 -1 -1 -1], [-1 -1 1 1], [-1 1 -1 1], 또는 [-1 1 1 -1]). 구체적인 mapping 방법은 상기 실시 예 3을 참조할 수 있다.
세 번째 예시로 시간 도메인 우선 확장을 원칙으로 CDM-8 mapping을 지원할 수 있다. 본 예제에서는 서로 다른 OFDM symbol에 위치하는 두 개의 CDM-4 그룹을 묶어 CDM-8 그룹을 생성한다. 서로 다른 OFDM symbol에 위치하는 두 개의 CDM-4 그룹을 선택하기 위한 방법으로 0번 slot의 5, 6 번째 OFDM symbol에 위치하는 CDM-4 그룹을 resource pool 1로, 1번 slot의 2, 3 번째 OFDM symbol에 위치하는 CDM-4 그룹을 resource pool 2로, 1번 slot의 5, 6 번째 OFDM symbol에 위치하는 CDM-4 그룹을 resource pool 3으로 설정하여 서로 다른 resource pool에 속하는 CDM-4 그룹들 만이 하나의 CDM-4 그룹으로 묶일 수 있게 제한시키는 것이 가능하다. 이후 상세한 mapping 방법은 상기 실시 예 3을 참조할 수 있다.
상기 규격 정의를 통한 CDM-4/CDM-8 mapping 방법들은 상기 실시예 4의 higher layer signaling을 통한 CDM-4/CDM-8 mapping 방법과 함께 사용되는 것이 가능하다. 예를 들어 기지국은 상기 실시 예 4의 bit indication을 통한 주파수/시간 방향으로의 직교코드 확장을 지시하는 방법을 응용하여 단말이 본 실시예의 두 가지 또는 세 가지 예시 중 어떠한 방법을 선택하여 CDM-4/CDM-8 mapping을 수행할 지를 결정할 수 있다. 일례로 기지국은 1bit 지시자를 이용하여 단말이 본 실시예의 예제 1 또는 2 중 하나를 선택하여 CDM-4/CDM-8 mapping을 수행하도록 지시할 수 있다. 같은 원리로 예제 2 또는 3 중 하나를 고르거나 예제 1 또는 3 중 하나를 고르도록 지시하는 것도 가능하다. 다른 예시로 기지국은 2bit 지시자를 사용하여 단말이 본 실시예의 예제 1, 2, 또는 3 중 하나를 선택하여 CDM-4/CDM-8 mapping을 수행하도록 지시할 수 있다.
실시예 2-6
실시예 2-7: CDM-2/CDM-4 switching
본 실시 예에서는 시스템 적응성 향상을 위한 CDM 직교코드 길이 설정 방법에 대한 예제들을 제공한다. 일례로 1bit L1 signaling 또는 higher layer signaling을 이용한 CDM-2/CDM-4 간 switching, CDM-4/CDM-8 간 switching, 또는 CDM-2/CDM-8 간 switching이 가능하다. 다른 예시로 2bit L1 signaling 또는 higher layer signaling을 이용한 CDM-2/CDM-4/CDM-8 간 switching을 고려할 수 있다.
상기 실시 예 2 - 5에서는 CSI-RS CDM-2 또는 CDM-4 패턴을 조합하여 CSI-RS CDM-4 패턴 혹은 CDM-8패턴을 구성하기 위한 다양한 예시들에 대하여 설명하였다. 한편 다음과 같은 상황을 고려할 때 8개 이상의 CSI-RS 전송시에도 기존의 CDM-2/CDM-4 패턴을 사용해야 할 필요가 있을 수 있다. 일례로, 현재 LTE-A/LTE-A Pro에서는 단말이 타 셀의 CSI-RS를 측정하여 모의로 간섭을 측정하는 것이 가능하다. 이때 어떤 셀에서 모든 CSI-RS에 CDM-8가 적용되어 있을 경우 기존의 단말들은 기존의 CDM-2 또는 CDM-4 패턴을 기반으로 동작할 수 밖에 없으므로 해당 셀의 CSI-RS를 수신하여 모의 간섭을 생성하는 것이 불가능할 수 있다. 또한 CSI-RS RSRP 생성 및 보고 시에도 이와 동일한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 기지국은 8개 이상의 CSI-RS 전송시에도 CDM-2/CDM-4/CDM-8 mapping 패턴들을 선택적으로 적용할 필요가 있을 수 있으며 이를 위하여 1bit 또는 2bit의 지시자를 도입할 수 있다.
일례로 기지국은 1bit L1 signaling 또는 higher layer signaling을 이용한 CDM-2/CDM-4 간 switching, CDM-4/CDM-8 간 switching, 또는 CDM-2/CDM-8 간 switching을 수행하고 단말에게 이를 통보하는 것이 가능하다. 다른 예시로 2bit L1 signaling 또는 higher layer signaling을 이용한 CDM-2/CDM-4/CDM-8 간 switching을 고려할 수 있다. 이와 유사하게 기지국은 higher layer(RRC) 또는 L1 signaling으로 지시되는 1bit 또는 2bit indicator를 통하여 단말에게 CSI-RS 전송 시 특정 CDM mapping pattern 형성 방식을 통보할 수 있다.
실시예 2 - 8: CDM aggregation details
상기 실시예들에서 설명한 바와 같이 CDM-4 혹은 CDM-8 패턴들은 다양한 규칙에 의하여 합성되는 것이 가능하다. 또한 하나의 CSI-RS resource 내에서 상기 설명된 CDM 패턴 합성 규칙들 중 하나 이상의 방법이 사용되는 것이 가능하다. 다시 말해서 하나의 CSI-RS resource에 속하는 여러 CSI-RS configuration 중 일부 CSI-RS configuration에는 RRC 설정 순서에 따른 CDM pattern aggregation이 적용되고 (즉, 하나의 CDM pattern이 여러 CSI-RS configuration에 걸쳐서 존재) 또 다른 일부 CSI-RS configuration에는 해당 CSI-RS configuration 내에서만 CDM pattern이 존재하는 것이 가능하다 (예를 들어, Rel.13 CDM-4 pattern 사용).
일례로 2 개의 CDM-2 패턴을 포함하는 2 개의 4포트 CSI-RS configuration들은 총 8개의 서로 다른 RE들을 가리키게 되며 CSI-RS configuration의 RRC 설정 순서에 따라 총 2 개의 CDM-4 패턴을 지정할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 CSI-RS configuration의 15, 16번 포트에 의해 지정되는 두 개의 RE와 두 번째 CSI-RS configuration의 15, 16번 포트에 의해 지정되는 두 개의 RE가 합쳐져 하나의 CDM-4 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 이때 첫 번째 CSI-RS configuration의 17, 18번 포트에 의해 지정되는 두 개의 RE와 두 번째 CSI-RS configuration의 17, 18번 포트에 의해 지정되는 두 개의 RE가 합쳐져 또 다른 CDM-4 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 여기서 상기 포트 번호들은 CSI-RS aggregation 전의 포트 번호이며 CSI-RS aggregation 후의 CSI-RS 포트 번호는 다를 수 있음에 유의해야 한다.
상기 설명은 하나의 예시로 다양한 CSI-RS aggregation 환경에 따라 적절히 확장되는 것이 가능하다. 일례로 도 2ka를 참조하면, 28 port CSI-RS resource를 위하여 총 7개의 4 port CSI-RS configuration을 설정하는 것이 가능하다. 상기 총 7개의 4 port CSI-RS가 도 2ka의 A, B, …, G와 같다고 가정하자. 여기서 X1 그리고 X2는 각 CSI-RS configuration의 15, 16번 그리고 17, 18번 포트가 지시하는 RE들을 각각 나타낸다. 만약 인접한 두 개의 CSI-RS configuration 간 CDM-2 기반 CDM aggregation이 지원된다고 가정하면 기지국은 도 2ka의 예제와 유사하게 {A, B}, {C, D} CSI-RS configuration subgroup들을 4개의 OFDM symbol에 할당하여 (도 2ka에서는 0번 slot의 5, 6번 OFDM symbol 그리고 1번 slot의 9, 10번 OFDM symbol에 할당) {A1, B1}, {C1, D1}, {A2, B2}, {C2, D2}의 4개의 CDM-4 pattern들을 설정한다. 이를 통하여 해당 자원에서 6dB CSI-RS power boosting을 수행할 수 있다. 또한 기지국은 도 2ka의 예제와 유사하게 {E, F} CSI-RS configuration subgroup을 다른 조합의 4개의 OFDM symbol에 할당하여 (도 2ka에서는 1번 slot의 9, 10번 OFDM symbol 그리고 1번 slot의 12, 13번 OFDM symbol에 할당) {E1, F1}, {E2, F2}의 2개의 CDM-4 pattern들을 설정한다. 이는 도 2ka의 예제에서 0번 slot의 5, 6번 OFDM symbol에 위치하는 CSI-RS RE들이 이미 모두 사용되어 추가적인 자원이 필요하기 때문이다. 이때 {E1, F1}, {E2, F2}의 두 개 CDM-4 패턴에 대한 6dB CSI-RS power boosting을 보장하기 위하여 도 2ka의 “ZP”에 해당하는 RE들은 ZP CSI-RS로 설정되는 것이 가능하다. 남은 4개의 CSI-RS 포트들은 G에 의하여 지정되는 RE들에 전송될 수 있으며 이때 {G1, G2}가 하나의 CDM-4 패턴을 구성하도록 약속될 수 있다. 상기 도 2ka을 통한 예제에서 7개의 CSI-RS configuration A~G와 1개의 ZP CSI-RS configuration ZP는 고정적인 것이 아니며 상황에 맞게 변형이 가능함에 유의해야 한다.
또 다른 예시로 도 2kb을 참조하면, 32 port CSI-RS resource를 위하여 총 4개의 8 port CSI-RS configuration을 설정하는 것이 가능하다. 상기 총 4개의 4 port CSI-RS가 도 2kb의 A, B, C, D와 같다고 가정하자. 여기서 X1, X2, X3 그리고 X4는 각 CSI-RS configuration의 {15, 16}번, {19, 20}번, {17, 18}번 그리고 {21, 22}번 포트가 지시하는 RE들을 각각 나타낸다. 만약 인접한 두 개의 CSI-RS configuration 간 CDM-2 기반 CDM aggregation이 지원된다고 가정하면 기지국은 도 2kb의 예제와 유사하게 {A, B, C, D} CSI-RS configuration들을 6개의 OFDM symbol에 적절히 할당하여 (도 2kb에서는 0번 slot의 5, 6번 OFDM symbol에 A, 1번 slot의 9, 10번 OFDM symbol에 {B, C} 할당, 그리고 1번 slot의 12, 13번 OFDM symbol에 D 할당) {A1, B1, C1, D1}, {A2, B2, C2, D2}, {A3, B3, C3, D3}, {A4, B4, C4, D4}의 4개의 CDM-8 pattern들을 설정한다. 이는 사용 가능한 CSI-RS RE 수가 작은 0번 slot의 5, 6번 OFDM symbol 혹은 1번 slot의 12, 13번 OFDM symbol을 기준으로 6dB CSI-RS power boosting을 수행할 수 있도록 각 CDM-8 pattern을 구성하는 RE들을 적절히 퍼뜨리기 위함이다. 기지국은 도 2kb와 같은 CDM-8 aggregation을 통하여 32개 CSI-RS 포트에 동일하게 최대 6dB CSI-RS power boosting을 수행할 수 있다. 상기 도 2kb을 통한 예제에서 4개의 CSI-RS configuration A, B, C, D는 고정적인 것이 아니며 상황에 맞게 변형이 가능함에 유의해야 한다.
실시예 2 - 9: CDM aggregation with CSI-RS overhead reduction
Non-precoded CSI-RS는 정확한 채널 추정을 위하여 최대 32개까지의 CSI-RS 포트들을 제공하며 CSI-RS 전송부담을 줄이기 위하여 주파수 도메인에서 CSI-RS RE density를 조정하는 것이 가능하며 d = {1, 1/2, 1/3} RE/RB/port의 세 가지 값으로 설정이 가능하다. 만약 CSI-RS RE density가 Rel.13과 같으면 (d = 1 RE/RB/port) CSI-RS 포트들은 매 PRB마다 전송된다. 만약 CSI-RS RE density가 반으로 (d = 1/2 RE/RB/port) 줄어들 경우 각 CSI-RS configuration들은 0 또는 1의 comb-offset을 할당받게 된다. 즉, d=1/2 RE/RB/port로 설정된 CSI-RS configuration에 속하는 CSI-RS 포트의 경우 n mod 2 = comb-offset을 만족하는 n 번째 PRB에서 전송되며 이때 comb-offset은 각 CSI-RS configuration 별로 다른 값들이 설정될 수 있다. 만약 CSI-RS RE density가 삼분의 일로 (d = 1/3 RE/RB/port) 줄어들 경우 각 CSI-RS configuration들은 0, 1 또는 2의 comb-offset을 할당받게 된다. 즉, d=1/3 RE/RB/port로 설정된 CSI-RS configuration에 속하는 CSI-RS 포트의 경우 n mod 3 = comb-offset을 만족하는 n 번째 PRB에서 전송되며 이때 comb-offset은 각 CSI-RS configuration 별로 다른 값들이 설정될 수 있다.
상기 CSI-RS overhead reduction은 상기 CDM aggregation과 함께 적용 되는 것이 가능하다. 그러나 하나의 CDM pattern aggregation에 사용되는 CSI-RS configuration들이 서로 다른 CSI-RS RE density 혹은 comb-offset 설정 값을 가질 경우 CDM pattern에 대한 모호성이 생기거나 하나의 CDM pattern이 너무 넓은 시간/주파수 자원에 걸쳐 존재하게 되어 채널 추정 성능이 열화 되는 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위한 한 가지 방법으로, CSI-RS density가 1 RE/RB/port보다 작을 경우 하나의 CSI-RS resource 내 모든 CSI-RS configuration에 같은 CSI-RS RE density 및 comb-offset을 설정하도록 약속할 수 있다. 이 경우 CSI-RS 설정 자유도는 떨어지게 되나 밀집한 CDM pattern으로 인하여 채널 추정 성능은 우수하게 된다. 또 다른 방법으로, CSI-RS density가 1 RE/RB/port보다 작을 경우 하나의 CDM pattern을 구성하는 CSI-RS configuration들에 대하여 같은 CSI-RS RE density 및 comb-offset을 설정하도록 약속할 수 있다. 이 경우 CDM pattern을 공유하지 않는 CSI-RS configuration들은 서로 다른 comb-offset을 가질 수 있어 CSI-RS 설정 자유도는 높아지나 채널 추정 성능은 다소 감소하게 된다.
도 2l는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2l를 참조하면 단말은 2l-01 단계에서 CSI-RS 구성에 대한 설정 정보를 수신한다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍 및 자원 위치 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이후에, 단말은 2l-02 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 구성한다. 단말은 2l-03단계에서 CSI-RS를 수신하면 이를 기지국 안테나와 개의 단말의 수신안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말은 2l-04단계에서, 상기 추정한 채널 및 CSI-RS 간에 추가된 가상의 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정과 상기 정의된 codebook을 사용하여 피드백 정보 rank, PMI 및 CQI 를 생성한다. 이후 단말은 2l-05 단계에서 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여, 이차원 배열을 고려한 채널 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.
도 2m는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2m를 참조하면 기지국은 2m-01 단계에서, 채널을 측정하기 위한 CSI-RS에 대한 설정 정보를 단말로 전송한다. 상기 설정 정보는 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍 및 자원 위치 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후에, 기지국은 2m-02 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 전송한다. 이후에 기지국은 구성된 CSI-RS를 단말로 전송한다. 단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이를 기반으로 가상의 자원에 대한 추가적인 채널을 추정한다. 단말은 피드백을 결정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI를 생성하여 기지국으로 전송한다. 이에 따라 기지국은 2m-03 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용한다.
도 2n은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 2n을 참조하면, 단말은 통신부(2n-01)와 제어부(2n-02)를 포함한다. 통신부(2n-01)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2n-01)는 제어부(2n-02)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 제어부(2n-02)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(2n-02)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(2n-02)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(2n-01)를 제어한다. 이를 위해 제어부(2n-02)는 채널 추정부(2n-03)를 포함할 수 있다. 채널 추정부(2n-03)는 기지국으로부터 수신되는 CSI-RS 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 판단하고, 상기 피드백 정보에 기초하여 수신된 CSI-RS를 사용하여 채널을 추정한다. 도 2n에서는 단말이 통신부(2n-01)와 제어부(2n-02)로 구성된 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 예를 들어 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 채널 추정부(2n-03)가 제어부(2n-02)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2n-02)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2n-01)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2n-02)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2n-01)를 제어할 수 있다.
또한 제어부(2n-02)는 상기 통신부(2n-01)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(2n-02)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 통신부(2n-01)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(2620)는 기지국으로부터 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(2n-02)는, 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 별로 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 각각 선택하고 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하여 하나의 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 더 선택할 수 있다.
또한 제어부(2n-02)는 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(2n-02)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택할 수 있다. 또한 제어부(2n-02)는 기지국으로부터 피드백 설정 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 피드백 설정 정보 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(2n-02)는, 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다.
도 2o은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 2o을 참조하면, 기지국은 제어부(2o-01)와 통신부(2o-02)를 포함한다. 제어부(2o-01)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(2o-01)는 단말의 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(2o-01)는 자원 할당부(2o-03)를 더 포함할 수 있다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다. 통신부(2o-02)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2o-02)는 제어부(2o-01)의 제어하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다.
상기에서는 자원 할당부(2o-03)가 제어부(2o-01)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2o-01)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(2o-02)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(2o-01)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(2o-02)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2o-01)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(2o-02)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(2o-01)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 CSI-RS를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(2o-01)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(2o-01)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 기지국은 자신이 운영할 TXRU 수 또는 기타 통신 상황에 맞추어 다양한 수의 CSI-RS를 설정할 수 있으며 CSI-RS power boosting을 고려하여 다양한 CSI-RS CDM pattern을 설정할 수 있다. 또한 단말을 기지국의 설정에 맞추어 효과적으로 채널상태정보를 생성하여 CQI mistach를 줄이고 보고된 채널상태정보에 대한 기지국에서의 추가적인 가공을 줄일 수 있다.
<제3실시예>
본 발명은 비면허 대역에서 동작하는 이동 통신 시스템 또는 채널 감지 동작(channel sensing 또는 listen-before-talk)을 필요로 하는 이동 통신 시스템에서 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 단말이 하나의 기지국 또는 셀에서의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 하나 이상의 서로 다른 기지국 또는 셀로부터 수신받는 방법에 관한 것이다.
최근의 이동 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위하여 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE (Long Term Evolution), LTE-A (Long Term Evolution Advanced), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), 그리고 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 개발되었다. 특히, LTE/LTE-A/LTE-A-Pro (이하 LTE)는 시스템 용량 및 주파수 효율 향상을 위해 지속적으로 표준 개발 및 진화를 거듭하고 있다. 대표적으로, LTE 시스템은 다수의 주파수 대역을 이용하여 시스템을 운용할 수 있는 주파수 집적화 기술 (CA, carrier aggregation)을 이용하여 데이터 전송률 및 시스템 용량을 사용 가능한 주파수 대역폭에 따라 크게 증가 시킬 수 있다. 하지만, 현재 LTE 시스템이 운용되고 있는 주파수 대역은 특정 사업자가 고유의 권한을 갖고 독점적으로 사용할 수 있는 면허 대역 (licensed spectrum, 또는 licensed carrier)이다. 하지만, 일반적으로 이동 통신 서비스를 제공하는 주파수 대역 (예를 들어 5GHz 이하의 주파수 대역)의 경우, 이미 다른 사업자 또는 다른 통신 시스템 등이 사용하고 있기 때문에, 이동 통신 사업자가 다수의 면허 대역 주파수를 확보하기 어렵다. 따라서, 이러한 면허 대역 주파수 확보가 어려운 환경에서, 폭발적으로 늘어가고 있는 모바일 데이터를 효율적으로 처리하기 위하여, 최근 비 면허 대역 (unlicensed spectrum 또는 unlicensed carrier)에서 LTE 시스템을 활용하기 위한 기술이 연구 되고 있다 (예를 들어, LTE-U:LTE in unlicensed, LAA:Licensed-Assisted Access). 비 면허 대역은 특정 사업자 또는 특정 시스템이 특정 대역을 독점적으로 사용하는 것이 아니라, 허용 가능한 모든 통신 기기들이 서로 동일한 주파수 대역을 공유하여 사용한다. 이때, 비 면허 대역 중 예를 들어 5GHz 대역은 2.4GHz 비 면허 대역에 비해 상대적으로 적은 수의 통신기기들이 사용하고 있고, 매우 넓은 대역폭을 활용할 수 있기 때문에, 추가적인 주파수 대역 확보에 용이한 비 면허 주파수 대역 중 하나이다. 다시 말해, 다수의 주파수 대역을 집적화하여 사용하는 LTE 기술, 다시 말해 CA(carrier aggregation) 기술을 이용하여 면허 대역 및 비 면허 대역 주파수를 활용할 경우, 시스템 용량을 쉽게 증가 시킬 수 있다. 다시 말해, CA기술을 이용하여 면허 대역에서의 LTE 셀을 PCell (또는 Pcell), 비 면허 대역에서의 LTE 셀 (LAA 셀, LAA cell, 또는 LTE-U 셀)을 SCell(또는 Scell 또는 LAA SCell)로 설정하여 LTE 시스템을 면허 대역 및 비 면허 대역에서 운영할 수 있다. 이때, 상기 시스템은 면허 대역과 비 면허 대역간에 이상적인 백홀 (ideal backhaul)로 연결되는 CA 뿐만 아니라, 면허 대역과 비 면허 대역간에 비이상적인 백홀 (non-ideal backhaul)로 연결되는 dual-connectivity 환경에도 적용 가능하나, 본 발명에서는 면허 대역과 비 면허 대역간에 이상적인 백홀로 연결되어 있는 CA 환경을 가정하여 설명할 것이다.
도 1A 및 도 1B는 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 1A 및 도 1B를 참조하여 설명하면, 도 1A은 네트워크에서 하나의 소형 기지국(101)내에 LTE 셀(102)과 LAA 셀(103)이 공존하는 경우를 도시한 것이며, 단말(104)은 LTE 셀(102)과 LAA 셀(103)을 통해 기지국(101)과 데이터를 송수신한다. LTE 셀(102)이나 LAA 셀(103)의 duplex 방식에 대한 제한은 없으며, 면허 대역을 사용하여 데이터 송수신 동작을 수행하는 셀을 LTE셀(102) 또는 PCell, 비 면허 대역을 사용하여 데이터 송수신 동작을 수행하는 셀을 LAA셀(103) 또는 SCell으로 가정할 수 있다. 단, 상향링크 전송은 LTE 셀이 PCell인 경우 LTE 셀(102)을 통해서만 전송하도록 제한 할 수도 있다.
도 1B는 네트워크에서 넓은 커버리지를 위한 LTE 매크로(Macro) 기지국(111)과 데이터 전송량 증가를 위한 LAA 소형 기지국(112)을 설치한 것을 도시한 것이며, 이 경우 LTE 매크로 기지국(111)이나 LAA 소형 기지국의 duplex 방식에 대한 제한은 없다. 이때, LTE 매크로 기지국(111)은 LTE 소형 기지국으로 대체 할 수도 있다. 또한, 상향링크 전송은 LTE 기지국이 PCell인 경우 LTE 기지국(111)을 통해서만 전송하도록 설정 할 수 있다. 이때, LTE 기지국(111)과 LAA 기지국(112)는 이상적인 백홀망을 가진 것으로 가정한다. 따라서 빠른 기지국간 X2 통신(113)이 가능하여, 상향링크 전송이 LTE 기지국(111)에게만 전송되더라도, X2 통신(113)을 통해 LAA 기지국(112)이 관련 제어 정보를 LTE 기지국(111)으로부터 실시간 수신하는 것이 가능하다. 본 발명에서 제안하는 방안들은 도 1A의 시스템과 도 1B의 시스템에 모두 적용이 가능하다.
일반적으로 LTE/LTE-A 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 전송 방식을 사용하여 데이터를 전송하는 방식이다. OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수 축 상의 자원은 서로 다른 부반송파 또는 서브캐리어(sub-carrier)로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(RE: Resource Element, 이하 'RE'라 칭함)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다. OFDM 통신 시스템에서 하향링크 대역(bandwidth) 은 다수 개의 자원 블록(RB: Resource Block, 이하 'RB'라칭함)들로 이뤄져 있으며, 각 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block, 이하 'PRB'라 칭함)은 도 2와 같이 주파수 축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 7개 또는 6개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 시간 축 상에서 부프레임 또는 서브프레임(subframe)은 도 2와 같이 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯 및 제2슬롯으로 구성된다. 상기 도 2에 도시된 무선자원에서는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.
1. CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.
2. DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지가 DMRS port에 해당하며 각 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.
3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송된다.
4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호로, 채널상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있다. LTE-A 시스템에서 한 개의 CSI-RS는 한 개, 두 개, 네 개, 또는 여덟 개의 안테나 포트에 대응될 수 있다.
5. 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송하는데 사용된다.
제어 채널 영역인 물리적 전용 제어 채널(PDCCH: Physical Dedicated Control Channel) 영역과 데이터 채널 영역인 ePDCCH(enhanced PDCCH) 영역은 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조 하기 위한 것이다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역은 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역에 분산되어 위치하는 형태를 가진다. 상향링크는 크게 제어 채널(PUCCH)과 데이터 채널(PUSCH)로 나뉘며 하향링크 데이터 채널에 대한 응답 채널과 기타 피드백 정보가 데이터 채널이 없는 경우에는 제어 채널을 통해, 데이터 채널이 있는 경우에는 데이터 채널에 전송된다.
이때, LTE 통신에 사용되는 상향링크 또는 하향링크 서브프레임(subframe) 내의 SC-FDMA 또는 OFDM 심볼 중 일부를 이용하여 제어 신호 또는 채널, 또는 데이터 채널 전송 중 적어도 하나 이상의 신호를 송, 수신 할 수 있다. 예를 들어 1ms 서브프레임을 구성하는 14개의 OFDM 심볼 (0, 1, 2, …, 13 OFDM symbol 인덱스)중, 0~k1 OFDM 심볼 (이때, k1 < 13)을 이용하여 제어 신호 또는 채널, 또는 데이터 채널 전송을 수행하는 서브프레임, 또는 k ~ 13 OFDM 심볼 (이때, k1>0)을 이용하여 제어 신호 또는 채널, 또는 데이터 채널 송, 수신을 수행할 수 있다. 이때, 상기와 같이 서브프레임 내의 일부 심볼들을 이용하여 제어 신호, 제어 채널 또는 데이터 채널을 송, 수신 하는 서브프레임을 부분적 서브프레임 또는 partial subframe으로 표현할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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. 또한, 이하 본 명세서에서는 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced), LTE-A-Pro 시스템에서 적어도 하나 이상의 비 면허 대역을 이용하여 신호를 송, 수신하는 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 면허 대역 및 비 면허 대역을 동시에 사용하는 여타의 통신 시스템, 또는 신호 전송을 이전에 상기 신호 전송을 수행하고자 하는 주파수 대역을 센싱 (또는 수신 신호 세기 측정) 하고, 센싱 결과에 따라 상기 신호 전송을 수행하거나 수행하지 않는 통신 시스템 등에 별다른 가감 없이 적용 가능하다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 비 면허 대역을 이용하여 신호를 송, 수신하는 셀을 SCell 로 설정하여 운영하는 것을 가정하여 설명할 것이나, 비 면허 대역에서 동작하는 셀을 PCell 또는 PSCell로 설정하여 운영하는 경우에도 적용 가능하다. 또한 본 발명에서는 비 면허 대역을 이용하여 통신하는 기지국 또는 셀을 LAA SCell, LAA Cell (LAA셀), LAA 기지국, 기지국, 또는 셀로 표현하고, 비 면허 대역을 이용하여 통신하는 단말을 LAA 단말, LAA UE, UE 또는 단말로 혼용하여 표현할 수 있으나, 본 발명에서 서술하는 실시 예들에서 표현하는 의미는 동일하다.
또한, 본 발명에서는 설명의 편의상 적어도 하나의 면허 대역 셀과 하나 이상의 비 면허 대역 셀 들 간에 이상적인 백홀(ideal backhaul)로 연결된 주파수 집적화(CA) 환경만을 가정하여 설명할 것이나, 이에 국한되지 않고, 상기 셀 들간에 비이상적 백홀(non-ideal backhaul)로 연결된 dual-connectivity 또는 면허 대역 셀 없이 비 면허 대역에서만 동작하는 셀로만 구성된 환경 (stand-alone)에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명에서는 LAA단말이 LAA셀에게 비 면허 대역을 이용하여 상향링크 제어 신호 또는 채널, 또는 상향링크 데이터를 전송하는 경우를 가정하여 설명할 것이나, LAA셀이 LAA단말에게 비 면허 대역을 이용하여 하향링크 제어 신호 또는 채널, 또는 하향링크 데이터를 전송하는 경우에도 본 발명을 적용 할 수 있다.
일반적으로 비 면허 대역은 동일한 주파수 대역 또는 채널을 복수의 기기들이 서로 공유하여 사용한다. 이때, 상기 비 면허 대역을 사용하는 기기들은 서로 다른 시스템일 수 있다. 따라서 다양한 기기들간에 상호 공존을 위하여 비 면허 대역에서 운용되는 기기들은 비 면허 대역 또는 채널을 사용하여 통신을 수행하기 이전에 상기 비면허 대역에 대한 채널 감지 동작 (또는 채널 센싱)을 수행하고, 상기 채널 감지 동작의 결과에 따라 비면허 대역에 대한 통신을 수행하거나, 수행하지 않을 수 있다. 이때, 만일 상기 채널 감지 동작의 결과에 따라 비면허 대역을 사용할 수 있는 경우, 상기 기기는 사전에 정의 되거나 설정된 최대 채널 점유 시간(maximum channel occupancy time, MCOT) 동안 연속적으로 상기 비면허 대역을 점유하여 사용할 수 있다. 비면허 대역에서 동작하는 기기들의 일반적인 동작은 다음과 같다. 데이터 또는 제어 신호 등을 포함하여 신호 전송을 필요로 하는 전송 기기는, 상기 신호 전송을 수행하기 이전에, 상기 신호 전송이 수행되는 비 면허 대역 또는 채널에 대하여 다른 기기들의 상기 채널에 대한 점유 (또는 사용) 여부를 확인 하고, 판단된 상기 채널에 대한 다른 기기들의 채널 점유 상태에 따라 상기 채널을 점유하거나 점유하지 못할 수 있다. 이러한 동작을 일반적으로 LBT(listen-before-talk) (또는 채널 감지 동작 또는 채널 센싱) 이라고 한다. 다시 말해, 상기 비면허 대역을 이용하여 통신을 수행하고자 하는 기기 중 적어도 전송 기기에서는 사전에 정의 되거나 설정된 방법에 따라 상기 채널에 대한 점유 가능 여부를 판단하여야 한다. 이때, 상기 비면허 대역 또는 채널에 대한 점유 가능 여부를 판단하기 위해 상기 채널을 감지하는 시간은 사전에 정의 되거나, 전송 기기 또는 특정 기기로부터 설정될 수 있고, 또한 특정 범위 내에서 임의 값으로 선택될 수 있다. 또한, 상기 채널 감지 시간은 비면허 대역을 별도의 채널 감지 동작 없이 연속적으로 최대로 점유할 수 있는 최대 채널 점유 시간에 비례하여 설정될 수 있다. 반대로 최대 채널 점유 시간에 따라 채널 감지 동작을 수행하는 채널 감지 시간이 설정될 수 있다. 이때, 상기와 같이 채널 점유 가능 여부를 판단하기 위한 채널 감지 동작 중 적어도 하나 이상의 설정 값은 상기 동작을 수행하는 비 면허 주파수 대역에 따라, 또는 지역, 국가별 규제에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 미국의 경우 5GHz 주파수 대역에서 Radar 감지를 위한 동작 외에 별도의 채널 감지 동작 없이 비 면허 대역을 사용할 수 있다.
비 면허 대역을 사용하고자 하는 전송 기기는, 상기와 같은 채널 감지 동작 (또는 LBT)을 통해 해당 채널에 대한 다른 기기들의 사용 여부를 감지하고, 상기 채널에서 다른 기기들의 채널 점유가 감지 되지 않을 경우, 상기 채널을 점유하여 사용할 수 있다. 이때, 비 면허 대역을 사용하는 기기들은 채널 감지 동작 이후, 연속적으로 점유 할 수 있는 최대 채널 점유 시간을 사전에 정의하거나 설정하여 동작할 수 있다. 이때, 최대로 점유 가능한 시간은, 주파수 대역 및 지역 등에 따라 정의 된 규제에 따라 사전에 정의 되거나, 다른 기기, 예를 들어 단말의 경우 기지국으로부터 별도로 설정 받을 수 있다. 이때, 상기 채널 점유 시간은 비 면허 대역 또는 지역, 국가별 규제에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 일본의 경우 5GHz 대역의 비 면허 대역에서 최대 점유 가능한 시간은 4ms로 규제되어 있다.
LAA 시스템에서 비 면허 대역 사용을 위하여 LAA셀에서의 채널 점유 방식을 설명하면 다음과 같다. 만일, LAA셀에서 고정 구간 (예를 들어 25us) 동안 해당 비면허 대역에 대한 채널 감지 동작을 수행하는 경우에서, 만일 상기 고정된 채널 감지 구간 전체 또는 일부 시간에서 수신한 신호의 세기의 크기가 사전에 정의 된 임계 값 보다 클 경우, LAA셀은 상기 비면허 대역이 적어도 하나 이상의 다른 기기들로부터 사용되고 있는 것으로 판단하고, 상기 비면허 대역을 사용하여 통신을 수행하지 않는다. 만일, 상기 만일 상기 고정된 채널 감지 구간 전체에서 수신한 신호의 세기의 크기가 사전에 정의 된 임계 값 보다 작을 경우, LAA셀은 상기 비면허 대역이 유휴 상태 인 것으로 판단하고, 상기 비면허 대역을 사전에 정의 되거나 설정된 최대 채널 점유 구간 동안 연속적으로 사용할 수 있다.
만일, LAA셀에서 가변 구간 동안 해당 비면허 대역에 대한 채널 감지 동작을 수행하는 경우에서, 만일 상기 설정된 가변의 채널 감지 구간 중 일부 구간에서 수신한 신호의 세기의 크기가 사전에 정의 된 임계 값 보다 클 경우, LAA셀은 상기 비면허 대역이 적어도 하나 이상의 다른 기기들로부터 사용되고 있는 것으로 판단하고, 상기 비면허 대역을 사용하여 통신을 수행하지 않는다. 만일, 상기 만일 상기 가변의 채널 감지 구간 전체에서 수신한 신호의 세기의 크기가 사전에 정의 된 임계 값 보다 작을 경우, LAA셀은 상기 비면허 대역이 유휴 상태 인 것으로 판단하고, 상기 비면허 대역을 사전에 정의 되거나 설정된 최대 채널 점유 구간 동안 연속적으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 가변의 채널 감지 구간은 LAA셀이 설정 또는 관리하고 있는 경쟁 구간(contention window)내에서 임의의 값을 선택함으로써 변동 될 수 있다. 예를 들어, LAA셀에서 전송하고자 하는 신호의 종류 또는 LAA셀에서 최대로 점유하고자 하는 최대 채널 점유 구간 등 중 적어도 하나 이상을 기준으로 선택한 채널경쟁 구간 집합 중에서, 임의의 변수 N을 선택하고 (예를 들어 초기 경쟁 구간 최대 값이 15일 경우, (0, 15) 중 임의의 정수 N을 선택), 선택된 N 구간만큼 채널 감지 동작을 수행한 후, 상기 비면허 대역을 점유하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 경쟁 구간은 상기 비 면허 대역을 통해 전송한 데이터 신호에 대한 단말의 수신 결과 (예를 들어 ACK/NACK)를 기준으로 경쟁 구간을 변경 또는 초기화 하여 비면허 대역을 다른 기기들이 동시에 사용할 수 있는 확률을 낮출 수 있다. 예를 들어, 비 면허 대역을 통해 최대 채널 점유 구간 중 가장 첫번째 서브프레임에서 전송한 데이터 신호들에 대한 모든 단말의 수신 결과 중에서 80% 이상 NACK이 발생된 경우, LAA셀은 경쟁 구간을 증가 시킨다. 만일, 상기 비 면허 대역을 통해 최대 채널 점유 구간 중 가장 첫번째 서브프레임에서 전송한 데이터 신호들에 대한 모든 단말의 수신 결과 중에서 80% 이상 NACK이 발생되지 않는 경우, LAA셀은 상기 경쟁 구간을 초기 값으로 설정한다.
도 1d를 예를 들어 일반적인 LAA 하향링크 전송 동작을 설명하면 다음과 같다. 비 면허 대역을 이용하여 하향링크 신호를 전송하는 LAA셀은 설정된 경쟁 구간에서 임의로 선택된 가변 구간에 해당하는 시간(1d-01) 동안 상기 비 면허 대역에 대한 채널 감지 동작을 수행한다. 만일, 상기 채널 감지 동작을 통해 상기 비면허 대역이 유휴 상태인 것으로 판단될 경우, LAA셀은 상기 비면허 대역을 최대 채널 점유 구간(1d-06)동안 점유할 수 있다. 이때, 만일 상기 채널 감지 동작이 서브프레임 경계 또는 슬롯 경계 이전에 종료 될 경우, LAA셀은 사전에 정의 된 신호(1d-03)를 서브프레임 또는 슬롯 경계까지 전송하여 상기 비 면허 대역을 점유하고, 슬롯 또는 서브프레임에서 일반적인 LTE 신호 (예를 들어 PDCCH(1d-04), PDSCH(1d-05) 및 reference signal 등)를 전송 할 수 있다. 이때, 상기 비 면허 대역의 점유 시작 시점과 최대 채널 점유 구간에 따라 상기 최대 채널 점유 구간내의 마지막 서브프레임은 부분적 서브프레임(1d-08)일 수 있다.
도 1e를 예를 들어 일반적인 LAA 상향링크 전송 동작을 설명하면 다음과 같다. 비 면허 대역을 이용하여 상향링크 신호를 전송하는 LAA단말은 LAA셀의 하향링크 전송 구간(1e-01) 중 서브프레임 n에서 하향링크 제어 채널(1e-03)을 통해 상향링크 전송에 대한 설정을 수신 받고, 상기 상향링크 전송 설정을 통해 상향링크 전송이 설정된 서브프레임(n+4)에서 상향링크 전송(1e-07)을 수행할 수 있다. 이때, LAA단말의 상향링크 전송이 비면허 대역에서의 상향링크 전송일 경우, 상기 LAA단말은 설정된 상향링크 전송(1e-07)을 수행하기 이전에 채널 감지 동작을 수행하여야 한다. 이때, LAA단말이 수행하는 채널 감지 동작은 LAA셀이 수행하는 채널 감지 동작과 같거나, 일부 변수 (예를 들어 경쟁 구간 크기) 등이 다를 수 있다. 또한, LAA단말의 채널 감지 동작(1e-06)은 상향링크 전송이 설정된 동일한 서브프레임 내의 적어도 하나 이상의 SC-FDMA심볼(1e-09)내에서 수행되거나, 상기 설정된 상향링크 서브프레임 직전의 하나 이상의 SC-FDMA심볼(1e-06)에서 수행될 수 있다. 이때, 상기 채널 감지 동작의 결과에 따라 LAA단말은 상기 설정된 상향링크 전송을 수행하거나, 수행하지 못할 수 있다.
LTE시스템에서 단말은 기지국 설정 또는 지시에 따라 상향링크 데이터 전송을 수행 할 수 있다. 예를 들어, 단말의 상향링크 데이터 채널 (이하 PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel) 전송은 기지국이 하향링크 제어 채널 (이하 PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 을 통해 특정 단말의 상향링크 전송을 지시하고, 단말은 기지국과 사전에 정의 된 상향링크 전송 설정 수신 시점(e.g. PDCCH 수신시간)과 설정된 상향링크 신호 전송 시점(e.g. PUSCH전송시간)간의 시간 관계를 이용하여 상기 설정된 상향링크 신호를 전송한다. 예를 들어, FDD 시스템의 경우, 기지국이 서브프레임 n에서 PDCCH를 통해 단말에게 PUSCH 전송을 지시한 경우, 상기 단말은 서브프레임 n+K (K=4)에서 기지국으로부터 설정된 자원을 이용하여 PUSCH 전송을 수행한다. 이때, K=4를 포함하여 다른 값으로 설정될 수 있다. TDD 시스템의 경우, 단말은 기지국과 단말간 사전에 정의 된 상향링크 전송 설정 정보가 포함된 PDCCH 수신 시간 및 PUSCH 전송 시간 관계를 이용하여 PUSCH 전송을 수행 할 수 있다. 이때, FDD, TDD외의 제 3의 프레임 구조를 갖는 시스템의 경우, 상기 상향링크 전송 설정 수신 시점과 설정된 상향링크 신호 전송 시점간의 시간 관계를 FDD 또는 TDD 시스템에서 정의 된 시간 관계를 재사용하거나, 제 3의 프레임 구조를 갖는 시스템을 위하여 새로운 상기 상향링크 전송 설정 수신 시점과 설정된 상향링크 신호 전송 시점간의 시간 관계를 정의 할 수 있다.
유사하게 LTE시스템에서 단말은 기지국 설정 또는 지시에 따라 상향링크 제어 정보 (이하 UCI: Uplink Control Information)를 UCI 종류 및 기지국/단말 설정을 포함하여 적어도 하나 이상의 기준에 의해 적어도 하나 이상의 상향링크 제어 채널 (이하 PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 또는 PUSCH 중 채널을 이용 하여 상기 UCI를 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서 UCI 정보는 HARQ-ACK, 주기적 CSI, 비주기적 CSI, 스케줄링 요청 정보 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 단말은 기지국이 상위 신호로 설정한 주기에 따라 채널 상태 정보 (이하 CSI: Channel State Information)를 PUCCH를 통해 주기적으로 기지국에 보고할 수 있다. 만일, 기지국이 비주기적으로 PDCCH를 통해 단말에게 CSI 정보를 보고하도록 지시할 경우, 단말은 측정된 CSI 정보를 상기 PDCCH에 의해 설정된 PUSCH를 통해 기지국으로 보고 할 수 있다.
본 발명에서 서술하는 기지국과 단말은 면허 대역 또는 비면허 대역에서 동작하는 하나 이상의 셀로부터 신호를 송수신할 수 있는 기지국과 단말에 관한 것으로, 면허 대역을 통하여 하나 이상의 셀로부터 신호를 송수신할 수 있는 기지국과 단말 및 비면허 대역을 통하여 하나 이상의 셀로부터 신호를 송신할 수 있는 기지국과 비면허 대역을 통하여 하나 이상의 셀로부터 신호를 수신할 수 있는 단말의 경우 역시 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에서 서술하는 단말은 별도의 설명이 없는 경우, 기지국으로부터 하나 이상의 셀로부터 신호를 송수신하도록 설정된 것을 가정한다. 이때, 상기 설정 된 셀들은 적어도 하나 이상의 면허대역에서 동작하는 셀과 적어도 하나 이상의 비면허 대역에서 동작하는 셀로 구성된 것을 가정하여 설명할 것이다. 이때, 별도의 면허 대역 없이 비면허 대역으로 동작하는 기지국과 단말의 경우에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명에서 서술하는 면허 대역에서 동작하는 셀 또는 기지국 및 단말은 FDD (또는 frame structure type 1) 또는 TDD (frame structure type 2) 중 적어도 하나의 duplex 방식으로 설정 및 동작 되는 것을 가정한다. 유사하게 본 발명에서 서술하는 비면허 대역에서 동작하는 셀 또는 기지국 및 단말은 제 3의 프레임 구조 (frame structure type 3)로 설정 및 동작 되는 것을 가정한다. 여기서 frame structure type 3는 채널 감지 동작이 필요로 하는 프레임 구조를 포함하여, 모든 서브프레임이 하향링크 또는 상향링크로 설정될 수 있으며, 기지국 설정에 따라 기술 또는 규제에서 허용하는 범위 내에서 하향링크 및 상향링크 구간이 자유롭게 변경 가능하다.
또한, 본 발명에서 제안하는 방법은 각 실시 예에 제한되지 않고, 본 발명이 서술하는 모든 실시 예 또는 발명에 적용될 수 있다.
적어도 하나 이상의 셀로부터 신호를 송수신 하도록 설정된 단말에서, 상기 설정된 각 셀들에 대한 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보는 상기 설정된 셀 각각에서 전송 받거나, 하나의 셀에서 전송 받을 수 있다. 예를 들어 도 3f를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 도 3f의 단말은 기지국으로부터 Cell 1, Cell2로부터 상향링크 및 하향링크 신호를 송수신하도록 설정되었다고 가정한다. 이때, 단말은 기지국으로부터 설정된 셀 (이하 셀1, 셀2)에 대한 상향링크 및 하향링크 스케줄링 정보를 각 셀 1 및 셀 2에서 수신하거나, 기지국이 상기 셀 1 또는 셀 2에 대한 스케줄링 정보를 수신 받는 셀이 설정된 단말의 경우, 상기 기지국이 설정한 스케줄링 셀에서 해당 셀에 대한 상향링크 및 하향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 다시 말해, 단말은 하나의 셀에 대한 상향링크 및 하향링크 스케줄링 정보는 하나의 셀에서부터 수신한다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 이하 본 발명에서는 셀 1을 PCell로 가정하고, 셀 2를 SCell로 가정하여 설명한다. 기지국으로부터 셀 1에 추가적으로 셀 2로부터 신호를 송수신 하도록 설정된 단말은, 상기 셀2에 대한 RRC 구성 정보들을 셀 1로부터 수신 받을 수 있다. 만약, 이때 상기 셀2에 대한 RRC 구성 정보들 중에서 상기 셀2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀 (scheduling cell, 또는 schedulingCellId)에 대한 구성 정보 (예를 들어, CrossCarrierSchedulingConfig-r10 또는 CrossCarrierSchedulingConfig-r13)가 설정되지 않은 경우, 또는 상기 셀 2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 CIF (Carrier Indication Field) 값이 설정되지 않은 경우, 단말은 상기 셀 2에 대한 하향링크 (3f-03) 및 상향링크 (3f-04) 스케줄링 정보를 셀 2의 PDCCH 영역을 통해 전송 받는 것으로 판단한다. 이때, 상기와 같이 스케줄링 정보를 전송 하는 셀과 상기 스케줄링 정보를 통해 설정된 상향링크 및 하향링크 전송이 수행되는 셀이 동일한 경우에 대한 스케줄링 방법을 self-carrier scheduling (SCS) 또는 self-scheduling 이라 표현한다. 이하 본 발명에서는 상기 스케줄링 방법을 SCS로 표현한다. 다시 말해, 상기 셀2에 대한 스케줄링 방법은 SCS이다. 단말은 셀에 대한 CIF값이 설정되지 않은 경우, 상기 셀은 SCS 스케줄링 방식을 따르는 것으로 판단한다. 다시 말해, 셀에 대한 CIF값이 설정되지 않은 경우, 단말은 해당 셀에 대한 스케줄링 정보가 동일한 셀에서 전송되는 것으로 판단한다. 이때, PCell의 경우, 별도의 설정 없이 항상 상기 PCell의 하향링크 (3f-01) 및 상향링크 (3f-02) 스케줄링 정보를 PCell의 PDCCH 영역을 통해 전송 받는 것으로 판단 할 수 있다. 만일, 기지국으로부터 셀 1에 추가적으로 셀 2로부터 신호를 송수신 하도록 설정된 단말에서, 셀 1로부터 수신 받은 셀2에 대한 RRC 구성 정보들 중에서 상기 셀2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀 (scheduling cell, 또는 schedulingCellId)에 대한 구성 정보 (예를 들어, CrossCarrierSchedulingConfig-r10 또는 CrossCarrierSchedulingConfig-r13)가 설정되거나, 또는 상기 셀 2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 CIF (Carrier Indication Field) 값이 설정된 경우, 단말은 상기 셀 2에 대한 하향링크 (3f-13) 및 상향링크 (3f-14) 스케줄링 정보를 셀 2의 PDCCH 영역을 통해 전송 받는 것으로 판단한다. 이때, 상기와 같이 스케줄링 정보를 전송 하는 셀과 상기 스케줄링 정보를 통해 설정된 상향링크 및 하향링크 전송이 수행되는 셀이 서로 다른 경우에 대한 스케줄링 방법을 cross-carrier scheduling (CCS) 이라 표현한다. 이하 본 발명에서는 상기 스케줄링 방법을 CCS로 표현한다. 다시 말해, 상기 셀2에 대한 스케줄링 방법은 CCS이고 상기 셀2를 스케줄링 하는 셀(scheduling cell 또는 schedulingCellId)은 셀 1이다. 다시 말해, 셀에 대한 CIF값이 설정된 경우, 단말은 해당 셀에 대한 스케줄링 정보가 다른 셀에서 전송되는 것으로 판단하고, 이때 상기 스케줄링 정보가 전송되는 스케줄링 셀에 대한 정보는 기지국으로부터 설정 받을 수 있다. 이때, PCell의 경우, 별도의 설정 없이 항상 상기 PCell의 하향링크 (3f-11) 및 상향링크 (3f-12) 스케줄링 정보를 PCell의 PDCCH 영역을 통해 전송 받는 것으로 판단 할 수 있다.
상기와 같은 스케줄링 방식을 따르면, 단말은 항상 하나의 셀에 대한 상향링크 및 하향링크 스케줄링 정보를 하나의 셀에서부터 수신할 수 있다. 하지만, 만일 전송 가능한 서브프레임들 중 하향링크 서브프레임의 수가 상향링크 서브프레임 보다 적을 경우, 상기 상향링크 서브프레임들 중 일부 서브프레임은 상기 스케줄링 방식 (예를 들어 SCS 방식)을 통해 상향링크 전송을 스케줄링해줄 수 없다. 예를 들어, 두 개의 하향링크 서브프레임 n, n+1 전송 이후 복수개의 상향링크 전송을 스케줄링해주고자 하는 기지국 또는 셀에서 상기 스케줄링 방식 (SCS 방식)을 통해서 스케줄링 해줄 수 있는 상향링크 서브프레임은 n+K, n+K+1 두 개 뿐이다. 이때 K=4 이상의 값으로 기지국과 단말간에 사전에 정의하거나, 기지국이 단말에게 K값을 설정하여 전달할 수 있다. 따라서, 만일 n+K+2 서브프레임을 상향링크 서브프레임으로 사용하고자 하는 기지국 또는 셀에서는 상기와 같은 SCS 방식의 스케줄링 방식을 사용하지 않고 CCS 방식의 스케줄링을 사용하여 상기 상향링크 서브프레임들을 스케줄링 할 수 있다. 하지만, 상기 CCS 방식의 경우, 특정 셀에서 하나 이상의 셀에 대한 스케줄링 정보를 전송 해야 하기 때문에, 만일 많은 수의 셀들이 상기와 같이 CCS 방식을 사용하는 경우, 특정 셀 또는 스케줄링 셀에서 가용할 수 있는 제어 채널 자원 (또는 PDCCH 자원, 또는 Cell-specific search space, 또는 UE-specific search space)이 부족할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 단말은 하나의 셀에 대한 상향링크 및 하향링크 스케줄링 정보를 하나 이상의 셀로부터 수신할 수 있도록 해야 한다. 예를 들어 단말은 상기 셀 2의 하향링크 스케줄링 전송 정보는 셀 2로부터 수신하고, 셀 2의 상향링크 스케줄링 정보는 셀 1으로부터 수신할 수 있다. 이를 위해 기지국 또는 셀은 다음과 같이 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 구분이 필요하다. 이를 위해 기지국은 상기 셀 2에 대한 RRC 구성 정보 중, CrossCarrierSchedulingConfig를 통해 단말에게 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 다르게 설정할 수 있다. 도 3g를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
만일, 기지국으로부터 셀 1에 추가적으로 셀 2로부터 신호를 송수신 하도록 설정된 단말에서, 셀 1로부터 수신 받은 셀 2에 대한 RRC 구성 정보들 중에서 상기 셀2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀 (scheduling cell, 또는 schedulingCellId)에 대한 구성 정보 (예를 들어, CrossCarrierSchedulingConfig-r10 또는 CrossCarrierSchedulingConfig-r13, )가 설정되거나, 또는 상기 셀 2에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 CIF (Carrier Indication Field) 값이 설정된 경우에서, 만일 기지국이 상기 단말에게 상기 셀 2에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다르게 설정한 경우, 예를 들어, 기지국은 단말에게 셀 2의 하향링크 스케줄링 정보(3g-03)은 셀 2의 PDCCH 영역을 통해 전송 받고, 셀 2의 상향링크 스케줄링 정보(3g-04)는 셀 1의 PDCCH 영역을 통해 전송 받도록 설정할 수 있다. 이때, 이하 본 발명에서는 하향링크 스케줄링 정보 전송은 SCS 방식을 따르고, 상향링크 스케줄링 정보 전송은 CCS 방식을 따르는 경우를 가정하여 설명할 것이다. 다시 말해, 하향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀은 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널이 전송되는 셀과 동일한 셀이고, 상향링크 스케줄링 정보가 전송되는 셀은 상향링크 제어 채널 또는 데이터 채널이 전송되는 셀과 다른 셀인 경우를 가정하여 설명할 것이다. 하지만, 본 발명의 논지를 흐리지 않는 범위 내에서 하향링크 스케줄링 정보 전송은 CCS 방식을 따르고, 상향링크 스케줄링 정보 전송은 SCS 방식을 따르는 경우에도 본 발명에서 제안하는 방식을 동일하게 적용할 수 있다.
상기와 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 다르게 설정하는 방법은 다음과 같다.
방법1: 기지국 또는 셀에서 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 구분이 필요한 경우, 기지국은 아래와 같이 단말에게 CrossCarrierSchedulingConfig를 통해 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다를 경우를 구분하여 설정하여 줄 수 있다. 예를 들어, DLschedulingCellId, ULschedulingCellId와 같이 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다를 경우를 구분하기 위한 새로운 메시지를 각각 추가하고, 상기 메시지를 통해 설정된 셀에 따라 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 구분할 수 있다. 다시 말해, 단말은 상기 CrossCarrierSchedulingConfig에 포함된 ULschedulingCellId에 해당하는 셀에서 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 것으로 판단하고, 상기 설정된 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 PDCCH를 통해 상향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 또한 단말은 상기 CrossCarrierSchedulingConfig에 포함된 DLschedulingCellId에 해당하는 셀에서 하향링크 스케줄링 정보를 수신하는 것으로 판단하고, 상기 설정된 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 PDCCH를 통해 하향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 이때, 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 하향링크 제어 및 데이터 채널 전송이 동일한 셀에서 수행되는 경우 (SCS 스케줄링 방식), 상기 셀에 대한 pdcch-Start 정보는 CrossCarrierSchedulingConfig 설정 정보에 포함되지 않고, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하여 판단할 수 있다. 이때, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하지 않고, 상기 설정된 pdcch-Start 정보를 이용하여 상기 셀에 대한 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다. 만일, 단말이 상기 pdcch-Start 정보와 PCFICH 정보 모두를 획득한 경우, 단말은 PCFICH 정보에 따라 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다.
또 다른 방법으로, 방법 2, 기지국 또는 셀에서 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 구분이 필요한 경우, 기지국은 아래와 같이 단말에게 CrossCarrierSchedulingConfig를 통해 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀만을 설정하고, 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀은 하향링크 제어 채널 및 데이터 채널이 전송되는 셀과 동일한 것으로 (SCS 스케줄링 방식에 따라 스케줄링) 사전에 정의 할 수 있다. 이때, 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 하향링크 제어 및 데이터 채널 전송이 동일한 셀에서 수행되므로, 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 pdcch-Start 정보는 CrossCarrierSchedulingConfig 설정 정보에 포함되지 않고, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하여 판단할 수 있다. 이때, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하지 않고, 상기 설정된 pdcch-Start 정보를 이용하여 상기 셀에 대한 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다. 만일, 단말이 상기 pdcch-Start 정보와 PCFICH 정보 모두를 획득한 경우, 단말은 PCFICH 정보에 따라 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다.
이때, 상기 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 설정 정보를 수신한 단말은, 하향링크 스케줄링 정보는 상기 하향링크 신호를 수신하는 셀과 동일한 셀의 PDCCH에서 수신하고, 상향링크 스케줄링 정보는 상기 CrossCarrierSchedulingConfig 를 통해 설정된 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 PDCCH를 통해 수신할 수 있다.
또 다른 방법으로는, 방법 3, 기지국 또는 셀에서 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 구분이 필요한 경우, 기지국은 아래와 같이 단말에게 CrossCarrierSchedulingConfig를 통해 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다를 경우를 구분하여 설정하여 줄 수 있다. 예를 들어, DLULschedulingCellDiff 필드와 같이 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다를 경우를 구분하기 위한 새로운 메시지를 추가하고, 상기 메시지가 true로 설정된 경우, 단말은 상기 CrossCarrierSchedulingConfig에 포함된 schedulingCellId에 해당하는 셀에서 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 것으로 판단하고, 상기 설정된 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 PDCCH를 통해 상향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 또한 단말은 하향링크 스케줄링 정보는 상기 하향링크 신호를 수신하는 셀과 동일한 셀의 PDCCH에서 수신 (또는 SCS 방식의 스케줄링인 것으로 판단)할 수 있다. 이때, 상기 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에서는 하향링크 전송이 수행되지 않으므로, 상기 셀에 대한 pdcch-Start 정보는 CrossCarrierSchedulingConfig 설정 정보에 포함되지 않을 수 있다.
예를 들어 기지국 또는 셀에서 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀의 구분이 필요한 경우, 기지국은 아래와 같이 단말에게 CrossCarrierSchedulingConfig를 통해 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 설정하여 줄 수 있다. 이때, 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 하향링크 제어 및 데이터 채널 전송이 동일한 셀에서 수행되는 경우, (또는 DLULschedulingCellDiff 가 true로 설정된 경우 또는 SCS 방식의 스케줄링을 따르는 경우), 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 pdcch-Start 정보는 CrossCarrierSchedulingConfig 설정 정보에 포함되지 않고, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하여 판단할 수 있다. 이때, 단말이 상기 셀에 대한 PCFICH 정보를 수신하지 않고, 상기 설정된 pdcch-Start 정보를 이용하여 상기 셀에 대한 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다. 만일, 단말이 상기 pdcch-Start 정보와 PCFICH 정보 모두를 획득한 경우, 단말은 PCFICH 정보에 따라 PDCCH 전송 심볼 또는 PDSCH 전송 시작 심볼을 판단할 수 있다. 이때, 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 하향링크 제어 및 데이터 채널 전송이 동일한 셀에서 수행되지 않는 경우, (또는 DLULschedulingCellDiff 가 false로 설정된 경우 또는 CCS 방식의 스케줄링을 따르는 경우), 상기 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 pdcch-Start 정보는 CrossCarrierSchedulingConfig 설정 정보에 포함되어 전송될 수 있다.
만일, 상기 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여, 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 다르게 설정된 경우, 단말은 각 셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보 및 상향링크 스케줄링 정보가 전송될 수 있는 PDCCH 영역 또는 search space를 각 셀 별로 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 3f와 같이 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀이 같은 경우에서, 만일 상기 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 단말이 하향링크 및 상향링크 신호 송수신을 수행하는 셀과 다른 경우, 예를 들어 3f-13, 3f-14와 같이 셀 2에 대한 스케줄링 정보가 셀 1에서 전송되는 경우, 다시 말해 CCS 스케줄링 방식이 설정된 경우, 상기 셀 2에 대한 스케줄링 정보가 전송될 수 있는 PDCCH 영역 (이하 search space)는 셀 1의 PDCCH 영역내 일부로 설정될 수 있다. 이때, 상기 3f-11, 3f-12와 같이 셀 1에 대한 스케줄링 정보가 전송 될 수 있는 search space 역시 셀 1의 PDCCH 영역내 일부로 설정될 수 있으나, 셀 2에 대한 search space와 다르게 설정될 수 있다. 이때, 셀 1과 셀 2의 search space가 중첩되는 것도 가능하다. 따라서, 만일 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀을 다르게 설정된 경우, 각 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 search space 정의 방식이 필요하다. 만일, 상기 방법 1과 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대해 각각 설정한 경우 또는 기지국으로부터 설정된 상기 스케줄링 셀에 대한 CIF 값을 설정 받은 단말은, 상기 설정된 CIF 값을 이용하여 각 스케줄링 셀에 대한 search space를 정의 할 수 있다. 이때, 상기 스케줄링 셀의 search space (S(L) k)는 다음과 같다. L{(Yk+m') mod(floor(NCCE ,k/L)}+i. 여기서 L은 {1,2,4,8}로 PDCCH에 대한 aggregation level이다. Yk는 Yk=(AYk -1)mod(D)이고, 이때 Y-1=nRNTI, A=39827, D=65537, k는 floor(ns/2)이고 여기서 ns는 0부터 19까지의 슬롯 인덱스이다. nRNTI는 해당 제어 채널에 대한 고유 식별자이다. 또한, m' = m+M(L)nCI이고, nCI는 CIF 값이고, M(L)는 각 aggregation level에 대한 PDCCH 후보의 수이다. 예를 들어, UE-specific search space의 경우, M(1)=6 M(2)=6 M(4)=2 M(8)=2 이다.
만일 CIF값이 설정되지 않은 경우, 상기 m'=m과 같다. 따라서, 상기 방법 1과 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 각각에 대한 CIF 값을 설정 받은 단말은, 상기 식에서 상기 설정된 CIF값을 이용하여 각 스케줄링 셀에서의 search space를 정의하고, 해당 셀의 해당 search space에서 PDCCH를 decoding 하여 기지국이 상기 단말에게 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하였는지 판단한다. 이때, 상기 예에서, 하향링크 스케줄링 전송 셀과 하향링크 제어 채널 및 데이터 전송 채널이 동일한 경우, 비록 CIF값이 설정되어 있으나, SCS 스케줄링 방식이 적용된 것으로 판단하고, 상기 설정된 CIF값을 적용하지 않고, 즉 m'=m을 사용하여 상기 하향링크 스케줄링 전송 셀에서의 상기 단말의 search space를 정의 하는 것도 가능하다.
만일, 상기 방법 2와 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 특정 하나의 셀에 대하여 CIF 값을 설정 받은 단말은, 상기 CIF가 설정된 셀에 대한 search space를 상기 설정된 CIF 값과 상기 search space를 정의하는 식을 이용하여 정의할 수 있다. 이때, 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 CIF값을 설정 받지 않은 셀의 경우에는 상기 search space를 정의하는 식에서 nCI 값이 0인 것으로 간주하여 (즉, m'=m) 상기 셀에 대한 search space를 정의한다. 다시 말해, 상기 search space를 정의 할 때 비록 셀 (예를 들어 도3f의 셀 2)에 대한 CIF가 설정되었으나, 상기 CIF 값을 하향링크 스케줄링 셀 또는 상향링크 스케줄링 셀 중 하나의 셀에만 적용되는 것으로 간주하고, 상기 CIF값이 적용되지 않는 스케줄링 셀에 대해서는 CIF값이 설정되지 않은 것으로 간주하여 상기 셀들에 대한 search space를 판단할 수 있다. 이때, 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 CIF값을 설정 받지 않은 셀에 대한 search space를, 상기 CIF값을 설정 받은 셀의 CIF와 동일 한 것 (예, nCI)으로 간주하고, (즉, m'=m+M(L)nCI) 상기 셀에 대한 search space를 정의하는 것도 가능하다. 다시 말해, 상기 search space를 정의 할 때 사용되는 CIF는 하향링크 스케줄링 셀 또는 상향링크 스케줄링 셀에 대한 구분 없이 모두 동일하게 CIF가 설정된 것으로 간주하고, 상기 셀들에 대한 search space를 판단할 수 있다.
만일, 상기 방법 3과 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 특정 하나의 셀 (예를 들어 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀)에 대하여 CIF 값을 설정 받은 단말에서, 또는 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대한 구분 없이 하나의 CIF값을 설정 받은 단말에서, 만일 상향링크 스케줄링 전송 셀과 하향링크 스케줄링 전송 셀이 다르게 설정되었음을 알려주기 위한 메시지 (예를 들어 DLULschedulingCellDiff)가 설정 (또는 true 로 설정)될 경우, 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 사전에 정의 된 하나의 스케줄링 셀 (상향링크 스케줄링 셀 또는 하향링크 스케줄링 셀)에 대하여 CIF가 설정된 것으로 간주하고, 상기 셀에 대한 search space는 상기 설정된 CIF 값과 상기 search space를 정의하는 식을 이용하여 정의할 수 있다. 이때, 상기 CIF가 설정된 것으로 간주한 스케줄링 셀을 제외한 다른 셀은 CIF가 설정되지 않은 것으로 간주하고 상기 search space를 정의하는 식에서 nCI 값이 0인 것으로 간주하여 (즉, m'=m) 상기 셀에 대한 search space를 정의할 수 있다. 다시 말해, 상기 search space를 정의 할 때 비록 셀 (예를 들어 도3f의 셀 2)에 대한 CIF가 설정되었으나, 상기 CIF 값을 하향링크 스케줄링 셀 또는 상향링크 스케줄링 셀 중 하나의 셀에만 적용되는 것으로 간주하고, 상기 CIF값이 적용되지 않는 스케줄링 셀에 대해서는 CIF값이 설정되지 않은 것으로 간주하여 상기 셀들에 대한 search space를 판단할 수 있다. 이때, 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀 중 상기에서 CIF값을 설정 받지 않은 셀로 판단된 셀에 대해서도 상기 설정된 CIF값을 이용하여 (즉, m'=m+M(L)nCI) 상기 셀에 대한 search space를 정의하는 것도 가능하다. 다시 말해, 상기 search space를 정의 할 때 사용되는 CIF는 하향링크 스케줄링 셀 또는 상향링크 스케줄링 셀에 대한 구분 없이 모두 동일하게 CIF가 설정된 것으로 간주하고, 상기 셀들에 대한 search space를 판단할 수 있다.
만일, 상기와 같이 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀이 다르게 설정하고, 각 스케줄링 정보 전송 셀에 대하여 search space가 정의 될 경우, 단말은 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀이 같은 경우에 비해 스케줄링 정보 수신을 위해 필요한 blind decoding 수가 증가한다. 따라서, 상기와 같은 경우 단말의 스케줄링 정보 수신을 위해 필요한 blind decoding 수 감소 기법이 필요하다. 먼저, 단말은 기지국이 단말에게 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀과 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀이 다르게 설정하고, 각 스케줄링 정보 전송 셀에 대하여 search space가 정의 될 경우, 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에서는 하향링크 스케줄링 정보 전송과 관련된 스케줄링 정보 또는 DCI format 만을 blind decoding 하고, 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에서는 상향링크 스케줄링 정보 전송과 관련된 스케줄링 정보 또는 DCI format 만을 blind decoding 할 수 있다. 다시 말해, 단말은 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대하여 설정된 search space에서는 상향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format (예를 들어 DCI format 4)을 제외한 DCI format들을 blind decoding 수행할 수 있다. 이를 위해 기지국은 상기 셀에 대하여 skipMonitoringDCI - format4 등의 상위 신호 필드를 추가로 설정 또는 true로 설정하여, 단말이 해당 스케줄링 셀에 대하여 상향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format (예를 들어 DCI format 4)에 대한 blind decoding을 수행하지 않도록 설정할 수 있다. 또한 단말은 상향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대하여 설정된 search space에서는 하향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format (예를 들어 DCI format 1/1A/1B/1C/1D, 2/2A/2C/2D)를 제외한 DCI format들을 blind decoding 수행할 수 있다. 이를 위해 기지국은 상기 셀에 대하여 skipMonitoringDCI-format1x, skipMonitoringDCI - format2x 또는 skipMonitoringDCI -format1x-2x 등의 상위 신호 필드를 추가로 설정 또는 true로 설정하여, 단말이 해당 스케줄링 셀에 대하여 하향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format (예를 들어 1/1A/1B/1C/1D, 2/2A/2C/2D)에 대한 blind decoding을 수행하지 않도록 설정할 수 있다. 이때, 추가적으로 상향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format 0과 하향링크 스케줄링 정보 전송에 사용되는 DCI format 1A는 DCI format size가 동일하기 때문에, DCI format 0/1A는 한번의 blind decoding으로 검출 가능하다. 따라서, 상기 기지국 및 단말에서, 적어도 하향링크 스케줄링 정보 전송 셀에 대하여 설정된 search space에서는 DCI format 0/1A에 대한 blind decoding을 수행하지 않도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 상기 셀에 대하여 skipMonitoringDCI - format0 -1A 등의 상위 신호 필드를 추가로 설정 또는 true로 설정하여, 단말이 해당 스케줄링 셀에 대하여 DCI format 0/1A에 대한 blind decoding을 수행하지 않도록 설정할 수 있다.도 3h는 본 발명의 실시 예에 대한 기지국 동작을 설명한 순서도이다. 기지국은 단계 3h-01에서 기지국 및 단말의 capability에 따라 하나 이상의 서빙 셀을 단말에게 설정할 수 있다. 이때, 상기 설정되는 서빙셀은 상기 기지국 및 단말의 capability에 따라 비면허대역에서 동작하는 셀을 포함할 수 있으며, 설정 가능한 서빙셀의 수 역시 기지국 및 단말의 capability에 따라 다를 수 있다. 기지국은 단계 3h-02에서 상기 설정된 서빙셀에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀을 설정할 수 있다. 이때, 기지국은 단말에게 상기 서빙셀에 대한 스케줄링 방식, SCS 또는 CCS 방식을 설정할 수 있다. 만일 CCS 방식을 설정한 경우, 기지국은 상기 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 셀 인덱스 및 CIF 정보를 단말에게 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 스케줄링 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 스케줄링 셀이 같거나 다를 수 있다. 만일 단계 3h-03에서 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 같은 것으로 판단된 경우, 단계 3h-04에서 기지국은 단말과 사전에 정의 된 방식에 의해 상기 스케줄링 셀에서의 search space를 판단하고, 해당 search space에서 PDCCH를 전송하여 서빙셀에 대한 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 만일 단계 3h-03에서 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다른 것으로 판단된 경우, 단계 3h-05에서 기지국은 단말과 사전에 정의 된 방식에 의해 상기 스케줄링 셀 각각에서의 search space를 판단하고, 해당 search space에서 PDCCH를 전송하여 서빙셀에 대한 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 각각 전송할 수 있다.
도 3i는 본 발명의 실시예에 대한 단말 동작을 설명한 순서도이다. 단말은 단계 3i-01에서 기지국 및 단말의 capability에 따라 하나 이상의 서빙 셀을 기지국으로부터 설정 받을 수 있다. 이때, 상기 설정되는 서빙셀은 상기 기지국 및 단말의 capability에 따라 비면허대역에서 동작하는 셀을 포함할 수 있으며, 설정 가능한 서빙셀의 수 역시 기지국 및 단말의 capability에 따라 다를 수 있다. 단말은 단계 3i-02에서 기지국으로부터 상기 설정된 서빙셀에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 정보를 수신 할 수 있다. 이때, 단말은 상기 서빙셀에 대한 스케줄링 방식, SCS 또는 CCS 방식을 판단할 수 있다. 만일 CCS 방식이 설정된 경우, 단말은 상기 스케줄링 정보를 전송하는 셀에 대한 셀 인덱스 및 CIF 정보 수신 할 수 있다. 또한, 단말은 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 스케줄링 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 스케줄링 셀이 같거나 다르게 설정된 것을 판단 수 있다. 만일 단계 3i-03에서 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 같은 것으로 판단된 경우, 단계 3h-04에서 단말은 기지국과 사전에 정의 된 방식에 의해 상기 스케줄링 셀에서의 search space를 판단하고, 해당 search space에서 PDCCH를 모니터링하여 서빙셀에 대한 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 만일 단계 3i-03에서 상기 서빙셀에 대한 하향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀과 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다른 것으로 판단된 경우, 단말은 단계 3h-05에서 기지국과 사전에 정의 된 방식에 의해 상기 스케줄링 셀 각각에서의 search space를 판단하고, 해당 search space에서 PDCCH를 모니터링하여 서빙셀에 대한 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 각각 수신할 수 있다.
도 3j는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 장치도이다.
기지국의 수신기(3j-03)는 기지국, 단말 등으로부터 신호를 수신하거나, 기지국, 단말 등으로부터의 채널을 측정하는 기능뿐만 아니라, 기지국 제어기(3j-01)을 통해 설정된 채널 감지 동작에 대한 설정 값을 이용하여 비 면허 대역 채널을 감지 하는 동작을 포함 할 수 있다. 또한, 비 면허 대역 점유 시 상기 비 면허 대역에서 전송할 수 있는 전송 전력을 판단할 수 있다. 수신기(3j-02)에서 감지된 비 면허 대역에 대한 정보를 이용하여 기지국 제어기 (3j-01)은 상기 비 면허 대역이 유휴 상태인지 아닌지를 판단할 수 있다. 만일, 판단된 비 면허 대역이 유휴 상태일 경우 기지국의 제어기(3j-01)는 기지국의 송신기(3j-03)에서 채널 점유를 위한 신호 또는 특정 단말에 대한 제어 채널 및 데이터 채널 정보, 또는 LAA셀의 전송 전력에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 단말의 capability에 따라 서빙셀의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀을 동일하게 설정하거나, 다르게 설정할 수 있다. 만약, 서빙셀의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다르게 설정된 경우, 기지국은 각 스케줄링 셀에 대한 search space에서 상기 단말의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송할 수 있다.
도 3k은 본 발명의 실시 예에 따른 비 면허 대역을 사용하는 단말 장치도이다.
도 3k에서 단말기의 제어기(3k-01)는, 수신기(3k-02)를 이용하여 기지국으로부터 면허 대역 및 비 면허 대역에서의 신호 전송을 위한 기지국-단말간의 설정 정보를 수신하고, 수신 된 설정 값에 따라 비 면허 대역을 사용한다. 또한 상기 단말의 수신기(3k-02)을 통해 제 1신호 전송 가능 시점 또는 제 2신호의 전송 가능 시점 및 상기 신호 설정을 수신 받거나, 상기 LAA셀의 채널 점유 구간에 대한 설정, 또는 마지막 부분적 부프레임에 대한 판단 방법들을 수신 받을 수 있다. 또한, 상기 단말기의 수신기(3k-02)을 통해 상기 LAA셀의 채널 점유 구간에서의 전송 전력에 관한 설정 정보를 수신 받을 수 있다. 상기 제어기(3k-01)은 수신기(3k-02)을 통해 수신 받은 기지국이 설정한 채널 감지 동작을 수행하는 부 프레임에서의 스케줄링 가능 여부를 판단하는 설정 값, 기지국의 채널 점유 시작 심볼에 전송하는 신호에 대한 설정 값, 기지국이 면허 대역 또는 다른 비 면허 대역을 이용하여 단말에게 전송할 수 있는 비 면허 대역 상태 정보, LAA셀의 채널 점유 구간에서의 전송 전력 설정 정보 등 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 해당 비 면허 대역의 상태 정보를 획득하고, 상기 비 면허 대역으로부터 신호를 수신 할 수 있다. 또한 상기 제어기(3k-01)은 상기 LAA셀로부터 수신 및 검출된 제 2신호 전송을 이용하여 상기 LAA셀의 채널 점유 여부를 판단할 수 있다. 또한 상기 제어기(3k-01)은 상기 LAA셀로부터 설정된 제 1신호 또는 제 2신호 전송 가능 시점 및 LAA셀의 채널 점유 구간 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 LAA셀의 마지막 부분적 부프레임 길이를 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어기(3k-01)은 기지국으로부터 수신 받은 데이터 신호에 대한 수신 결과를 판단하고, 송신기(3k-03)을 통하여 기지국으로 데이터 수신 결과를 통보할 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 서빙셀의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀을 동일하게 설정하거나, 다르게 설정될 수 있다. 만약, 서빙셀의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 전송하는 셀이 다르게 설정된 경우, 단말은 각 스케줄링 셀에 대한 search space를 판단하고, 상기 search space에서 상기 기지국으로부터의 하향링크 및 상향링크 스케줄링 정보를 수신할 수 있다.
<제4실시예>
본 발명은 무선통신 시스템에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 다양한 무선 통신의 요구사항을 만족시키기 위해 하나의 시스템에서 각기 다른 송수신 파라메터를 갖는 다양한 서비스 지원할 때 효율적으로 데이터 송수신이 가능하게 하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 혹은 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 증가된 모바일 광대역 통신(enhanced Mobile Broadband: eMBB), 대규모 기계형 통신(massive machine type communication: mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communciation: URLLC) 등이 있다.
eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 통신시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 입력 다중 출력 (Multi Input Multi Output: MIMO) 전송 기술을 포함하여 송수신 기술의 향상을 요구한다. 또한 현재의 LTE가 사용하는 2GHz 대역 대신에 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.
동시에, 5G 통신시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing: IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구된다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구한다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구된다.
마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰러 기반 무선 통신 서비스로서, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmaned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스로서, 초 저지연 및 초 신뢰도를 제공하는 통신을 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval: TTI)를 제공해야 하며, 동시에 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구된다.
상기에서 전술한 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들은 하나의 프레임워크(Framework)기반에서 서로 융합되어 제공되어야 한다. 즉, 효율적인 리소스 관리 및 제어를 위해 각 서비스들이 독립적으로 운영되기 보다는 하나의 시스템으로 통합되어 제어되고 전송되는 것이 바람직하다.
도 4a은 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들이 하나의 시스템으로 전송되는 예를 도시하는 도면이다.
도 4a에서 5G 통신시스템이 사용하는 주파수-시간 리소스(4a-01)는 주파수 축(4a-02)과 시간 축(4a-03)에서 구성될 수 있다. 주파수-시간 리소스(4a-01)는 주파수 축(4a-02)에서 복수개의 리소스 블록(Resource Block: RB) 단위로 구성되며, 시간 축(4a-03)에서는 연속된 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 여기서, RB라 함은 LTE와 유사하게 OFDM을 구성하는 복수개의 서브캐리어(subcarrier)로 구성되는 주파수 영역에서 스케줄링의 최소 단위를 나타낸다. 또한, 여기서 서브프레임이라 함은 LTE와 유사하게 복수개의 OFDM심볼로 구성된 시간 영역에서 스케줄링의 최소 단위를 나타낸다. 도 4a에서는 5G 통신시스템이 하나의 프레임워크 안에서 eMBB(4a-04), mMTC(4a-05), URLLC(4a-06)를 운영하는 것을 예시하였다. 또한 5G 통신시스템에서 추가적으로 고려될 수 있는 서비스로서, 셀룰러 기반에서 방송 서비스를 제공하기 위한 enhanced Mobile Broadcast/Multicast Service(eMBMS, 4a-07)를 고려할 수 있다. eMBB(105), mMTC(106), URLLC(107), eMBMS(108) 등, 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들은 5G 통신시스템이 운영하는 하나의 시스템 주파수 대역폭 내에서 시분할 다중화(Time-Division Multiplexing: TDM) 또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing: FDM)을 통해 다중화되어 전송될 수 있으며, 또한 공간분할 다중화(Spatial Division Multiplexing)도 고려될 수 있다. eMBB(4a-04)의 경우, 상기에서 전술한 증가된 데이터 전송 속도를 제공하기 위해 특정 임의의 시간에 최대의 주파수 대역폭을 점유하여 전송하는 것이 바람직하다. 즉, 단말에게 데이터를 전송하기 위해 가능한 많은 RB를 할당하는 것이 바람직하다. 따라서, eMBB(4a-04)서비스의 경우 다른 서비스와 시스템이 제공하는 주파수-시간 리소스(4a-01) 내에서 TDM 되어 전송되는 것이 바람직하나, 다른 서비스들의 필요에 따라 다른 서비스들과 시스템이 제공하는 주파수-시간 리소스(4a-01) 내에서 FDM되는 것도 고려할 수 있다.
mMTC(4a-05)의 경우, 다른 서비스들과 달리 넓은 커버리지를 확보하기 위해 증가된 전송 구간이 요구되며, 전송 구간 내에서 동일한 패킷을 반복 전송 함으로써 커버리지를 확보할 수 있다. 동시에 단말의 복잡도 및 단말 가격을 줄이기 위해 단말이 수신할 수 있는 전송 대역폭에 제한이 발생한다. 이와 같은 요구사항을 고려했을 때 mMTC(4a-05)은 5G 통신 시스템이 제공하는 주파수-시간 리소스(4a-01) 내에서 내에서 다른 서비스들과 FDM되어 전송되는 것이 바람직하다.
URLLC(4a-06)은 서비스가 요구하는 초지연 요구 사항을 만족시키기 위해 다른 서비스들과 비교했을 때 짧은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval: TTI)를 갖는 것이 바람직하다. 동시에, 초신뢰 요구사항을 만족하기 위해서는 낮은 부호화율(coding rate)을 가져야 하므로, 주파수 측에서 넓은 대역폭을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 URLLC(4a-06)의 요구사항을 고려했을 때, URLLC(4a-06)은 5G 통신시스템의 주파수-시간 리소스(4a-01)내에서 다른 서비스들과 TDM되는 것이 바람직하다.
상기에서 전술한 각 서비스들은 각 서비스 들이 요구하는 요구사항을 만족시키기 위해 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라메터를 가질 수 있다. 예를 들어 각각의 서비스는 각 서비스 요구사항에 따라 다른 Numerology를 가지는 것을 고려할 수 있다. 여기서 Numerology는 직교 다중 주파수 다중화 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 또는 직교 다중 주파수 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 기반의 통신 시스템에서 순환 전치(Cyclic Prefix: CP) 길이, 서브캐리어 간격(Subcarrier spacing), OFDM 심볼의 길이, 전송 구간 길이(TTI) 등을 포함한다. 상기의 서비스간에 서로 다른 Numerology를 갖는 예로서, eMBMS(4a-07)은 다른 서비스에 비해 긴 CP 길이를 가질 수 있다. eMBMS(4a-07)는 방송 기반의 상위 트래픽을 전송하므로, 모든 셀에서 동일한 데이터를 전송할 수 있다. 이 때 단말 입장에서 복수개의 셀에서 수신되는 신호가 CP 길이 이내로 도달한다면, 단말은 이 신호들을 모두 수신하여 복호할 수 있기 때문에 단일 주파수 네트워크 다이버시티(Single Frequency Network Diversity:SFN Diversity) 이득을 얻을 수 있으며, 따라서 셀 경계에 위치한 단말도 커버리지 제약 없이 방송 정보를 수신할 수 있는 장점이 있다. 하지만 5G 통신시스템에서 eMBMS4a-07)를 지원하는데 있어 CP 길이가 다른 서비스에 비해 상대적으로 길 경우에는 CP 오버헤드에 의한 낭비가 발생하므로, 동시에 다른 서비스에 비해 긴 OFDM 심볼 길이가 요구되며, 이는 동시에 다른 서비스에 비해 더욱 좁은 서브캐리어 간격을 요구하게 된다.
또한, 5G 통신 시스템에서 서비스간에 다른 Numerology가 사용되는 예로서, URLLC4a-06)의 경우, 다른 서비스에 비해 작은 TTI가 요구됨에 따라 더욱 짧은 OFDM 심볼 길이가 요구될 수 있으며, 동시에 더욱 넓은 서브캐리어 간격을 요구할 수 있다.
상기에서는 5G 통신 시스템의 다양한 요구사항을 만족시키기 위해 다양한 서비스의 필요성을 기술하고, 대표적으로 고려되고 있는 서비스 들에 대한 요구사항을 기술하였다. 동시에 5G 통신시스템에서는 향후에 추가적으로 필요한 서비스의 제공을 위해 향후 호환성(forward compatibility)을 위한 기술들이 고려되어야 한다. 초기 LTE 표준화 단계에서는 향후 호환성에 대한 고려가 미비했기 때문에, LTE 프레임워크 내에서 새로운 서비스를 제공하는 데 있어 제약 사항이 발생할 수 있다. 예를 들어, LTE release-13에서 적용되었던 eMTC(enhanced Machine Type Communication)의 경우, 단말의 복잡도 절감을 통해 단말의 가격을 줄이기 위해 서빙 셀(Serving Cell)이 제공하는 시스템 전송대역폭(System Bandwidth)에 관계없이 1.4MHz에 해당하는 주파수에서만 통신이 가능하다. 따라서 eMTC를 지원하는 단말은 기존의 시스템 전송대역폭의 전 대역에서 전송되는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel: PDCCH)를 수신할 수 없으므로, PDCCH가 전송되는 시간 구간(Time interval)에서는 신호를 수신할 수 없는 제약 사항이 발생되었다. 따라서, 5G 통신시스템 이후의 고려되는 서비스가 5G 통신시스템과 효율적으로 공존하면서 동작하도록 5G 통신시스템이 설계되어야 한다. 5G 통신시스템에서 향후 호환성을 위해서는 향후 고려되어야 하는 서비스들이 5G 통신시스템에서 지원하는 시간-주파수 자원 영역에서 자유롭게 전송될 수 있도록, 리소스 자원을 자유롭게 할당하고 전송할 수 있어야 한다.
도 4b은 5G 통신시스템에서 향후 호환성을 고려하기 위해 5G 통신시스템의 시간-주파수 자원영역을 향후 서비스를 위해 할당하는 예를 도시하는 도면이다.
도 4b에서 5G 통신시스템을 위한 시간-주파수 자원영역(4b-01)은 하나의 라디오프레임(Radio Frame, 4b-02)과 5G 통신시스템이 지원하는 시스템 전송대역폭 (4b-03)으로 구성된다. 하나의 패킷을 전송하는 기본 전송 단위인 전송 시간 구간(TTI, 4b-04)는 하나의 라디오 프레임(4b-02)안에서 복수개가 존재할 수 있으며, 본 발명에서는 일 예로 하나의 라디오 프레임(4b-02)내에서 10개의 TTI(4b-04)가 존재하는 구성을 도시하였다. 도 4b에서 예시한 바와 같이 향후 서비스에 대한 호환성을 위해, 향후 고려될 서비스에 대한 TDM 방식의 자원 할당 또는 FDM 방식의 자원 할당을 고려할 수 있다. 도 4b에서 특정 TTI(4b-05, 4b-06)을 TDM 방식으로 향후 서비스를 위해 할당하는 방식을 도시하였다. 또한 도 4b에서 특정 주파수 자원(4b-07)을 FDM 방식으로 향후 서비스를 위해 할당하는 방식을 도시하였다. 도 4b에서 도시하지는 않았지만, 5G 통신시스템에서는 TDM/FDM의 조합으로 구성되는 리소스 자원을 향후 서비스를 위해 할당할 수도 있다. 즉 향후 서비스는 시간과 주파수 영역에서 모두 제한된 리소스만 사용하도록 자원을 할당할 수 있다. 도 4b에서 TDM 방식의 시간 자원(4b-05, 4b-06)을 향후 고려되는 서비스에 할당하고, 현재 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스들과 TDM으로 공존하는 방식은 향후에 고려되는 서비스가 광대역에서 상대적으로 높은 데이터 전송 속도와 적은 전송 지연 시간이 요구되는 서비스에 적합한 방식으로 고려되고 있다. 반면에, 도 4b에서 FDM 방식의 주파수 자원(4b-07)을 향후 고려되는 서비스에 할당하고, 현재 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스들과 TDM으로 공존하는 방식을 향후 고려되는 서비스가 협대역(Narrowband) 전송이 요구되는 경우, 전송 지연에 대한 요구사항이 상대적으로 민감하지 않은 경우, 상대적으로 넓은 커버리지를 요구하는 경우, 마지막으로 낮은 데이터 전송 속도를 요구하지만 끊김 없는 통신 자원을 요구하는 경우에 적합한 방식으로 고려되고 있다.
5G 통신시스템에서 향후에 고려될 서비스와 기존의 서비스간에 FDM으로 다중화가 될 경우, 하기와 같은 사항이 고려되어야 한다.
첫 번째로, 5G 통신시스템에서 항상 전대역으로 전송되는 물리 채널이나, 채널 등화나 동기화를 전송되는 기준신호가 존재할 경우에는 향후에 고려될 서비스와 기존의 서비스간에 FDM 기반의 다중화가 어렵다. 즉, 현재 LTE에서 매 전송단위마다 전 대역에서 전송되는 신호의 예로서 채널 등화나 동기화를 위해 전송되는 셀 특정 기준신호(Cell-specific Reference Signal: CRS) 또는 물리 하향링크 제어 신호 등을 예로 들 수 있다. 이와 같은 신호는 항상 전 대역으로 전송되고, 단말은 해당 신호를 통해 채널 등화, 동기화 및 상, 하향링크 스케줄링 등 기본적인 동작을 수행하기 때문에 현재 LTE에서는 이러한 신호나 물리 채널을 전송하지 않고 특정 주파수 영역만을 별도로 다른 목적으로 사용하는 것이 어렵다. 따라서 5G 통신 시스템에서는 모든 물리 채널이나 기준 신호는 전대역을 사용하지 않고, 임의의 주파수 대역에서만 전송되도록 고려될 수 있다.
두 번째로, 5G 통신시스템에서 향후 서비스를 위해 고려되는 서비스가 시스템 운영에 필요한 신호 또는 물리 채널과 중첩될 가능성이 존대할 수 있다. 즉, 향후 서비스를 위한 주파수 자원의 할당시, 셀 내의 단말의 셀 탐색, 동기화 및 초기 접속을 위해 전송되는 동기 신호, 마스터 정보 블록(Master Information Block: MIB) 및 시스템 정보 블록(System Information Block: SIB) 등이 중첩될 가능성이 존재할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에서와 같이 동기 신호, MIB 및 SIB가 시스템 전송 대역폭 내의 중간에 해당하는 특정 주파수 영역(LTE의 경우 시스템 전송대역폭의 중간에 위치한 6개의 리소스 블록)에서 고정되어 전송될 경우, 해당 주파수 자원에서는 향후 서비스에 대한 호환성을 고려할 수 없다. 즉 5G 통신시스템 이후에 고려되는 서비스는 시스템 전송 대역폭 중간에 위치하는 주파수 자원에서는 전송할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 다시 말하면, LTE와 유사하게 5G 통신시스템에서 시스템 운영에 필요한 동기 신호, MIB(Master Information Block) 및 SIB(System Information Block)이 시스템 전송 대역폭 내에서 고정된 주파수 자원을 사용한다고 하면, 5G 통신시스템에서 향후 호환성 측면에서 제약이 발생하게 된다.
상기에서 전술한 바와 같이 본 발명에서는 다양한 요구사항을 만족시키는 동시에 향후 호환성을 제공해야 하는 5G 통신시스템을 설계하는 데에 있어, 효율적인 초기 접속 과정을 제안하는 데에 있다.
상세하게 5G 통신시스템에서 다양한 요구사항을 만족시키기 위해 각 서비스들이 다른 Numerology와 전송 파라메터들을 가지게 될 때, 초기 접속에 필요한 물리 채널 및 신호의 구조 및 절차 등에 대해서 제안할 것이다.
또한 상세하게 5G 통신시스템에서 향후 서비스에 대한 더욱 자유로운 호환성을 고려했을 때, 초기 접속을 위해 필요한 물리 및 신호의 구조 및 절차에 대해서 제안할 것이다.
실시예 4-1
제 1실시예는 5G 통신시스템의 다양한 서비스 요구사항을 만족시키기 위해 각각의 서비스가 서로 다른 송수신 파라메터와 송신기법을 사용하여 전송되는 경우, 초기 접속과 같이 시스템 운영에 필요한 물리 채널 및 신호에 적합한 구조 및 이를 사용한 단말의 절차 등에 대해서 제안한다. 여기서, 서로 다른 송수신 파라메터에는 물리 채널 또는 신호의 변조(Modulation)에 사용되는 Numerology를 포함하며, 상세하게 Numerology의 예로서 CP 길이, 서브캐리어 간격, OFDM 심볼 간격 등을 고려할 수 있다. 또한, 시스템 운영에 필요한 물리 채널 및 신호로는 동기 신호, MIB 및 SIB을 고려할 수 있다. 5G 통신시스템의에서의 동기 신호는 LTE에서 주 동기 신호(Primary Synchronization Signal), 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal)와 유사하게 셀 탐색 및 동기화를 위해 사용될 수 있으며, 하나 이상 신호로 또는 물리 채널로 구성될 수 있다. MIB은 시스템에 필수적인 정보를 전송하는 방송 채널로서, LTE에서와 동일하게 시스템 프레임 번호(System Frame Number: SFN), 현재 셀의 시스템 전송대역폭 등을 포함할 수 있으며, 추가적으로 시스템 운영에 반드시 필요한 필드가 전송될 수 있다. SIB은 시스템에 초기 접속 및 데이터 송수신을 위해 단말에게 필요한 시스템 정보를 전송하는 신호다. 5G 통신시스템에서도 상기에서 전술한 바와 같은 시스템 운영에 있어서 반드시 필요한 물리 채널 및 신호는 단말이 어떤 서비스를 지원하는 가에 관계없이 수신할 수 있어야 한다.
이를 위해서, 5G 통신시스템의 운영에 있어서 동기 신호와 MIB, 및 SIB을 위해 전송되는 물리 채널 및 신호는 5G 통신시스템에서 지원하는 서비스의 Numerology와 관계없이 동일한 기본 Numerology(Common Default numerology)를 사용하여 전송하는 것을 제안한다. 각각의 서비스는 서비스에서 요구하는 요구사항을 만족하도록 적합한 Numerology를 사용하는 반면, 동기 신호와 MIB, SIB을 위해 전송되는 물리 채널 및 신호는 모든 단말이 수신할 수 있도록 적합한 Numerology를 사용하여 전송될 수 있다. 이를 위해 5G 통신시스템에 접속하는 단말은 최소 2개 이상의 Numerology로 변조된 신호를 수신할 수 있는 하드웨어를 구성하고 있어야 하며, 단말은 초기 접속 과정에서는 동기 신호와 MIB, 및 SIB의 전송에 사용되는 공통 Numerology를 사용하여 동기화와 셀 탐색, 그리고 시스템 정보를 습득하게 된다. 단말이 공통 Numerology를 사용하여 동기화와 셀 탐색, 그리고 시스템 정보의 습득을 완료하게 되면, 단말은 각 단말이 필요로 하는 서비스에 따라 미리 정의된 Numerology를 수신할 수 있게 하드웨어를 변경하고, 필요로 하는 서비스에 대한 물리 채널을 수신할 수 있게 된다.
도 4c은 5G 통신시스템의 시간(303)-주파수(302) 자원영역(301) 상에서 시스템 운영과 관련된 물리 채널과 신호가 다른 신호와 다중화 되는 예시를 보여주는 도면이다.
도 4c에서는 도 4a에서와 동일하게 5G 통신시스템에서 eMBB(4c-04), mMTC(4c-05), URLLC(4c-06), eMBMS(4c-07)와 같은 서비스들이 다중화되어 서비스되는 상황을 고려한다. 도 4c에서 동기 신호와 MIB, 및 SIB을 위해 전송되는 신호를 묶어 공통 신호(4c-08)라고 명칭하고, 다른 서비스들을 위해 전송되는 물리채널과 TDM/FDM 되는 것을 고려한다. 공통 신호(4c-08)는 공통 신호 전송 주기(4c-09) 마다 전송될 수 있으며, 공통 신호(4c-08)는 시간축 상에서 하나 또는 복수개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 여기서 서브프레임은 LTE에서와 유사하게 5G 통신시스템에서 시간축 상에서 스케줄링을 위한 최소 단위로 각 서비스는 다른 Numerology를 갖더라도 동일한 서브프레임 길이를 갖도록 설계되도록 한다. 단 URLLC(4c-06)의 경우는 전송 지연 시간을 최소화하기 위해 다른 서브프레임 길이를 갖는 것을 예외로 한다. 공통 신호(4c-08)는 주파수 상에서 고정된 특정 주파수 대역폭에서 전송될 수 있다. 또한 공통 신호(4c-08)를 구성하는 동기 신호와 MIB, 및 SIB은 공통 신호(4c-08) 전송을 위해 고정된 동일한 주파수 대역폭 내에서만 전송되도록 한다. 따라서 단말은 동기 신호를 통해서 셀 탐색 및 하향링크 동기를 완료하면, 공통 신호(4c-08)가 전송되는 동일한 주파수 대역에서 MIB 및 SIB가 전송되는 것을 가정할 수 있다. 공통 신호(4c-08)를 전송하는 주파수 위치는 셀마다 시스템이 설정할 수 있으며 이는 제2 실시예를 통해 상세히 후술하기로 한다.
도면 4은 5G 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 시 다른 Numerology를 사용하여 동기화 및 시스템 정보를 습득하고 단말이 원하는 서비스를 수신하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4에 따르면, 5G 통신시스템에서 초기 접속을 수행하려는 단말은 4d-01 단계에서 동기 신호와 MIB, 및 SIB와 같이 공통 신호에 사용되는 Numerology로 기지국이 전송하는 하향링크 신호를 수신할 수 있도록 단말의 설정한다. 여기서 Numerology는 CP 길이, OFDM 심볼의 길이 및 서브캐리어 간격 등과 같은 파라메터를 포함하며, 단말을 구성하는 하드웨어는 해당하는 Numerology에 따라 수신기가 동작하게 된다. 4d-02 단계에서는 4d-01 단계에서 적용한 Numerology에 따라 동기화와 셀 탐색을 수행한다. 4d-02 단계에서 동기화와 셀 탐색이 완료되면, 단말은 4d-03 단계에서 이전 단계와 동일한 Numerology를 사용하여 MIB을 수신한다. 4d-03 단계에서 MIB의 수신이 완료되면, 단말은 4d-04 단계에서 이전 단계와 동일한 Numerology를 사용하여 SIB을 수신한다. 4d-04 단계에서 단말이 SIB의 수신을 완료하고, 단말이 필요한 서비스에 대한 전송 파라메터와 설정 정보를 모두 습득한 이후에 단말은 원하는 서비스를 수신하기 위해 하드웨어 구성을 변경해야 한다. 이를 위해 4d-05 단계에서는 단말이 통신하고자 하는 서비스가 지원하는 물리채널의 Numerology를 SIB으로부터 파악하고, 서비스 특정 Numerology를 가지고 신호를 수신할 수 있도록 단말을 설정한다. 즉 CP 길이, OFDM 심볼의 길이 및 서브캐리어 간격 등과 같은 파라메터를 수신 받고자 하는 서비스에 맞춰 단말을 구성하는 하드웨어에 설정하게 된다. 4d-06 단계에서 단말이 Numerology에 대한 하드웨어 설정이 완료되면, 단말은 원하는 서비스에 해당하는 물리채널을 수신하는 동작을 수행할 수 있다.
실시예 4-2
제2실시예에서는 5G 통신시스템에서 향후 서비스에 대한 더욱 자유로운 호환성을 고려하고자 하는 경우, 5G 통신시스템에서 제공하는 시스템 운영에 필요한 공통 신호에 의해 향후 호환성이 제약되는 경우를 회피하기 위한 효율적이 초기 접속 신호의 전송 방법 및 구조를 제안한다.
상기에서 전술한 바와 제 1실시예에서 전술한 바에 따르면, 본 발명에서는 시스템 운영에 필요한 동기 신호와 MIB, 및 SIB은 고정된 주파수 대역폭을 갖는 것을 가정한다. 동시에 5G 통신시스템 이후에 추가적인 서비스 요구사항에 의해 고려되는 서비스가 동기 신호와 MIB, 및 SIB와 같은 신호에 의해 향후 호환성이 제약되지 않도록, 동기 신호와 MIB, 및 SIB과 같은 공통 신호가 시스템 전송 대역폭 내에 기지국이 설정할 수 있는 방법을 제안한다. 즉, 기존의 LTE에서는 동기 신호와 MIB의 경우에는 항상 시스템 전송 대역폭 내의 중간에 위치한 1.4MHz 전송대역폭 내에서만 전송되었지만, 5G 통신시스템에서는 향후 호환성에 더욱 자유도를 제공하기 위해 공통신호가 시스템 전송대역폭 내에서 임의의 위치에 존재할 수 있도록 하는 것에 대해 제안한다. 이와 같이 공통신호가 시스템 전송대역폭 내에서 임의의 위치에 존재할 수 있기 위해서는 공통 신호가 전송될 수 있는 주파수 위치에 대한 후보 집합이 존재해야 하며, 기지국은 그 중 후보 집합 중에서 임의의 주파수 위치로 공통 신호를 전송해야 한다. 이 때, 공통신호가 전송될 수 있는 주파수 집합은 하나의 리소스 블록 단위부터 복수개의 리소스 블록 단위로 결정할 수 있다. 여기서 리소스 블록은 주파수 영역에서 스케줄링을 위한 최소 단위로서, LTE에서와 동일하게 복수개의 서브캐리어로 구성될 수 있다. 일 예로, 공통신호를 전송하기 위해 기존 LTE와 동일하게 6개의 리소스 블록이 요구되고, 기지국이 공통신호를 시스템 전송 대역폭 내에서 10번째 리소스 블록에서부터 전송하기로 설정했다면, 공통신호는 10번째 리소스 블록부터 15번째 리소스 블록에 해당하는 전송 대역폭 내에서 전송될 수 있다.
상기와 같이 공통 신호를 전송하기 위한 리소스 블록이 시스템 전송 대역폭 내에서 임의의 위치에 존재하게 될 경우에는 기존 LTE와 달리 5G 통신시스템에서 지원하는 시스템 전송 대역폭에 대한 정보를 전송하기 위해 추가적인 정보가 요구된다. 즉, 기존 LTE의 경우에는, 단말은 항상 PSS/SSS, MIB와 같은 신호는 시스템 전송 대역폭에서 중심에서 전송된다고 가정할 수 있다. 따라서 MIB에서 알려주는 시스템 전송 대역폭에 대한 정보만 습득하면, 단말은 시스템 전송 대역폭에 대한 모든 설정을 파악할 수 있다. 즉, 단말은 시스템 전송 대역폭의 크기만 알면 단말이 속해 있는 기지국이 제공하는 시스템 전송 대역의 시작 주파수와 끝 주파수를 모두 파악할 수 있다. 하지만, 상기의 제 2실시예에서 제안하는 바와 같이 동기화 및 셀 탐색, 시스템 정보 전송을 위한 공통 신호가 시스템 전송 대역폭의 중심에서 전송되지 않을 경우에는 MIB에서 전송되는 시스템 전송 대역폭에 대한 정보만으로 시스템 전송 대역의 모든 구성을 파악할 수 없다. 즉, 기존 LTE와 달리 시스템 전송 대역폭의 크기 정보로만으로는 시스템 전송 대역의 시작 주파수와 끝 주파수를 알 수 없다는 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 제 2실시예에서는 MIB 또는 SIB을 통해 현재 전송되고 있는 공통 신호의 전송 위치 정보를 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 이를 위한 제 2실시예에서 공통 신호의 전송 위치 정보를 전송하기 위한 첫 번째 방법으로서, 공통신호가 전송되는 주파수 위치에 해당하는 정보를 MIB 내에서 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, 5G 통신시스템의 MIB에서는 시스템 전송 대역폭, 공통 신호가 전송되는 주파수 영역에서의 위치를 모두 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 이때 공통 신호가 전송되는 주파수 영역에서의 위치는 옵셋 또는 공통신호가 전송되는 대역폭의 중심 주파수로 단말에게 알려줄 수 있다. 공통 신호가 전송될 수 있는 주파수 옵셋 또는 전송 대역폭의 중심 위치에 대한 후보 집합의 크기는 5G 통신시스템이 지원하는 시스템 전송 대역폭에 따라 다를 수 있다. 하지만, MIB을 습득하는 과정에서 단말은 시스템 전송대역폭에 대한 정보 역시 알 수 없으므로, 공통 신호가 전송될 수 있는 주파수 위치에 대한 후보 집합의 크기를 알 수 없다. 따라서 단말을 MIB로부터 공통신호의 주파수 위치에 대한 정보를 전송하는 필드의 크기를 항상 최대 시스템 전송대역폭을 가정하여 결정해야 된다. 즉 MIB에 공통신호가 전송되는 주파수 위치를 알려주기 위한 필드는 항상 최대 시스템 전송대역폭을 가정하고 결정된 공동신호의 주파수 위치 후보 집합의 크기에 따라 결정되어야 한다. 예를 들어, 5G 통신시스템이 지원하는 시스템 전송 대역폭이 NRB개의 리소스 블록을 갖는다고 하고, NRB개의 리소스 블록을 갖는 시스템 전송 대역폭에서의 공통신호 주파수 위치의 후보 집합 크기를 
이라고 가정하면, 공통신호가 전송되는 주파수 위치를 알려주기 위한 필드는 해당 셀의 시스템 전송 대역폭과 관계없이 항상 
의 값을 가져야 한다. 이 때 만약 최대 시스템 전송 대역폭 보다 실제 시스템이 사용하는 전송 대역폭이 작을 경우 공통신호가 전송되는 주파수 위치를 알려주기 위한 필드에서 유효한 값은 
보다 작으며, 나머지 값은 모두 0이 삽입될 수 있다.
또한 상기의 제 2실시예에서 공통 신호의 전송 위치 정보를 전송하기 위한 두 번째 방법으로서, 해당 정보를 SIB 내에서 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, MIB을 통해 시스템 전송 대역폭을 파악하고, SIB을 통해 현재 전송되고 있는 공통 신호가 전송되는 주파수 영역에서의 위치를 파악하는 방법을 제안하다. 이 때 공통 신호가 전송되는 주파수 영역에서의 위치는 옵셋 또는 공통신호가 전송되는 대역폭의 중심 주파수로 단말에게 알려줄 수 있다. 공통 신호가 전송될 수 있는 주파수 옵셋 또는 전송 대역폭의 중심 위치에 대한 후보 집합의 크기는 5G 통신시스템이 지원하는 시스템 전송 대역폭에 따라 다를 수 있다. 상기의 2실시예의 방법 1과 달리 단말은 이미 MIB을 통해 시스템 전송 대역폭에 대한 정보를 미리 습득하였으므로 SIB에 삽입되는 전송 대역폭의 중심 위치에 대한 필드의 크기는 해당 시스템 전송 대역폭에 따라 결정될 수 있다.
도 4e은 5G 통신시스템에서 제 2실시예에 따른 향후 호환성을 고려했을 때 단말의 초기 접속의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 4e에 따르면, 단말은 4e-01단계에서 초기 접속을 시작하는데 있어, 공통 신호가 전송 가능한 주파수 후보 중에서 첫 번째 주파수로 이동하도록 단말의 중심 주파수를 이동한다. 4e-01단계가 완료되면, 단말은 4e-02 단계로 이동하여 동기화 및 셀 탐색을 수행한다. 단말이 4e-03 단계에서 셀 탐색 완료를 위한 모든 조건 중 하나라도 만족하지 못해서 셀 탐색이 완료되었다고 판단하고 이와 같은 판단이 일정시간 지속될 경우 단말은 4e-04 로 이동하여 공통 신호 전송이 가능한 주파수 후보 중에서 다음 주파수로 이동하고 다시 4e-02 단계로 이동하여 동기화 및 셀 탐색을 수행한다. 만약 4e-03 단계서 단말이 셀 탐색 완료를 위한 모든 조건을 만족하여 셀 탐색이 되었다고 판단한 경우에는 단말은 4e-05 단계로 이동한다. 4e-05 단계에서 단말은 상기의 셀 탐색이 완료된 동일한 주파수 대역에서 MIB에 대한 정보를 습득한다. 제 2실시예의 방법 1에 따라 MIB에서 공통 신호가 전송되는 주파수의 위치를 알려주기 위한 필드가 존재하는 경우에는 MIB에서 전송되는 공통 신호의 전송 주파수 위치와 시스템 전송 대역폭의 크기를 고려하여 시스템 전송 대역의 시작 주파수와 끝 주파수를 파악할 수 있다. 만약 제 2 실시예의 방법 2에 따라 공통 신호가 전송되는 주파수의 위치를 알려주기 위한 필드가 SIB에 포함되는 경우 단말은 단계 4e-05에서 얻은 시스템 전송 대역폭과 단계 4e-06에서 얻은 공통 신호가 전송되는 주파수의 위치정보에 따라 시스템 전송 대역의 시작 주파수와 끝 주파수를 파악할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예들을 수행하기 위해 기지국의 송신부, 단말의 수신부 각각 도 4f와 도 4j에 도시되어 있다. 상기 실시예 1부터 실시예 2에서 제안한 5G 통신시스템의 초기 접속 방법 및 장치에 따라, 기지국의 송신부 및 단말의 수신부가 동작하여야 한다.
구체적으로 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 4f에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국의 송신부는 각각의 서비스에 해당하는 신호를 전송하기 위한 리소스 맵핑부(4f-01, 4f-04, 4f-07), OFDM 변조부(4f-02, 4f-05, 4f-08), 필터(4f-03, 4f-06, 4f-09)를 포함한다. 리소스 맵핑부 (4f-01, 4f-04, 4f-07)는 전송하고자 하는 데이터를 QPSK/QAM 변조하고, 시간 및 주파수 영역 리소스에 맵핑하는 동작을 수행한다. OFDM 변조부(4f-02, 4f-05, 4f-08)는 리소스 맵핑부 (4f-01, 4f-04, 4f-07)에서 맵핑된 신호를 기반으로, OFDM 변조를 수행한다. 여기서 OFDM 변조는 IFFT를 수행하고, 순환전치를 OFDM 심볼의 앞에 삽입하는 과정을 포함한다. 필터(4f-03, 4f-06, 4f-09)는 OFDM 변조부(4f-02, 4f-05, 4f-08)에서 생성된 신호의 주파수 대역 스펙트럼 마스크(spectrum mask) 규제를 만족시키기 위해 필터링을 수행하는 과정을 수행한다. 각 서비스는 각 서비스에 할당된 리소스 맵핑부, OFDM 변조부, 필터를 거쳐 물리 채널 및 신호가 생성될 수 있다. 예를 들어, eMBB 서비스를 지원하기 위한 물리 채널 및 신호를 전송하기 위해서는 eMBB 전송에 할당된 리소스 맵핑부(4f-01) OFDM 심볼 변조부(4f-02), 필터(4f-03)를 통해 eMBB를 위한 물리 채널 및 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 리소스 맵핑부(4f-01), OFDM 심볼 변조부(4f-02), 필터(4f-03)는 eMBB를 위해 정의된 Numerology를 사용하여 물리 채널 및 신호를 생성할 수 있다. 유사하게, 공통 신호는 공통신호를 위해 할당된 리소스 맵핑부(4f-07), OFDM 심볼 변조부(4f-08), 필터(4f-09)를 통해 공통신호를 위한 물리 채널 및 신호를 생성할 수 있다. 이 때 공통신호를 위해 정의된 Numerology를 사용하여 공통 신호를 생성할 수 있다. 또한 리소스 맵핑부(4f-07)는 공통신호가 전송되는 주파수 위치를 기존 LTE와 달리 자유롭게 설정할 수 있다. 기지국의 송신부는 각 필터 출력을 다중화하기 위한 다중화부(4f-10)를 포함한다. 또한 기지국의 송신부는 리소스 맵핑부(4f-01, 4f-04, 4f-07), OFDM 변조부(4f-02, 4f-05, 4f-08), 필터(4f-03, 4f-06, 4f-09), 다중화부(4f-10)를 효율적으로 제어하기 위한 제어부(4f-11)를 포함한다. 마지막으로 기지국의 송신부는 다중화부(4f-10)에서 상호 다중화된 각 서비스 단말들에게 전송하기 위한 RF부(4f-12) 및 안테나를 포함한다.
구체적으로 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 단말 수신부의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 단말기 수신부는 안테나와 RF부(4g-01), 필터(4g-02, 4g-05), OFDM 복조부(4g-03, 4g-06), 리소스 추출부(4g-04, 4g-07), 제어부(4g-08)를 포함한다. 필터(4g-02, 4g-05), OFDM 복조부(4g-03, 4g-06), 리소스 추출부(4g-04, 4g-07)는 두 개 이상의 다른 Numerology를 갖는 서비스를 지원하기 복수개가 필요하며, 도 4g에서는 2개의 다른 서비스를 지원하는 예를 도시하였다. 단말의 수신부를 더욱 상세히 설명하면, 단말이 수신한 신호는 RF부(4g-0)을 거쳐 통과대역에서 기저대역 신호로 변환된다. 기저대역으로 변환된 신호는 필터(4g-02, 4g-05)에 입력된다. 단말이 수신받고자 하는 서비스에 따라 필터를 온/오프 할 수 있으며, 또는 필터의 Numerology를 변경할 수도 있다. 이 때 필터는 인접 주파수영역에 FDM되어 있는 신호의 간섭을 제거하기 위해 사용된다. OFDM 복조부(4g-03, 4g-06)는 필터링된 신호의 OFDM 복조를 위해 사용된다. OFDM 복조부(4g-03, 4g-06)는 순환전치 제거부 및 FFT를 포함할 수 있다. 리소스 추출부(4g-04, 4g-07)는 각 서비스가 차지하는 리소스에서 물리 채널 및 신호를 추출하는 과정을 수행한다. 제어부(4f-08)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예 1와 실시예 2, 그리고 실시예6의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.
<제5실시예>
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서로 다른 무선통신 시스템들이 한 개의 캐리어 주파수 혹은 다수의 캐리어 주파수들에서 공존하고, 서로 다른 통신 시스템 중 적어도 한 통신 시스템에서 데이터를 송수신할 수 있는 단말이 각 통신 시스템과 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동 통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 송신 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.
LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 디코딩하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 디코딩 실패를 알리는 정보(NACK; Negative Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 기존에 디코딩 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 디코딩 성공을 알리는 정보(ACK; Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
도 5a는 LTE 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a 에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, Nsymb (5a-02)개의 OFDM 심벌이 모여 하나의 슬롯(5a-06)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(5a-05)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms 이다. 그리고 라디오 프레임(5a-14)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (5a-04)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(5a-12, Resource Element; RE)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(5a-08, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb (5a-02)개의 연속된 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 NRB (5a-10)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(5a-08)는 Nsymb x NRB 개의 RE(5a-12)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 일반적으로 상기 Nsymb = 7, NRB=12 이고, NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가하게 된다. LTE 시스템은 6개의 전송 대역폭을 정의하여 운영한다. 하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. 표 5a-01은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성된다.
하향링크 제어정보의 경우 상기 서브프레임 내의 최초 N 개의 OFDM 심벌 이내에 전송된다. 일반적으로 N = {1, 2, 3} 이다. 따라서 현재 서브프레임에 전송해야 할 제어정보의 양에 따라 상기 N 값이 서브프레임마다 가변하게 된다. 상기 제어정보로는 제어정보가 OFDM 심벌 몇 개에 걸쳐 전송되는지를 나타내는 제어채널 전송구간 지시자, 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케쥴링 정보, HARQ ACK/NACK 신호 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보(Downlink Control Information; DCI)를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. 상향링크 (uplink; UL) 는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크 (downlink; DL)는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. DCI 는 여러 가지 포맷을 정의하여, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (UL(uplink) grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (DL(downlink) grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화 (spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI format 1 은 적어도 다음과 같은 제어정보들을 포함하도록 구성된다.
- 자원 할당 유형 0/1 플래그(Resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 유형 0 인지 유형 1 인지 통지한다. 유형 0 은 비트맵 방식을 적용하여 RBG (resource block group) 단위로 리소스를 할당한다. LTE 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 리소스로 표현되는 RB(resource block)이고, RBG 는 복수개의 RB로 구성되어 유형 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 유형 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.
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자원 블록 할당(Resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.
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변조 및 코딩 방식(Modulation and coding scheme; MCS): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block 의 크기를 통지한다.
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HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 통지한다.
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새로운 데이터 지시자(New data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.
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중복 버전(Redundancy version): HARQ 의 중복 버전(redundancy version) 을 통지한다.
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PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(Transmit Power Control) command for PUCCH(Physical Uplink Control CHannel): 상향링크 제어 채널인 PUCCH 에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH (Physical downlink control channel) 혹은 EPDCCH (Enhanced PDCCH)를 통해 전송된다.
일반적으로 상기 DCI는 각 단말에 대해 독립적으로 채널코딩된 후, 각각 독립적인 PDCCH로 구성되어 전송된다. 시간영역에서 PDCCH는 상기 제어채널 전송구간 동안 매핑되어 전송된다. PDCCH 의 주파수영역 매핑 위치는 각 단말의 식별자(ID) 에 의해 결정되고, 전체 시스템 전송 대역에 퍼뜨려진다.
하향링크 데이터는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) 를 통해 전송된다. PDSCH는 상기 제어채널 전송구간 이후부터 전송되는데, 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식 등의 스케줄링 정보는 상기 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI가 알려준다.
상기 DCI 를 구성하는 제어정보 중에서 5 비트로 구성되는 MCS 를 통해서, 기지국은 단말에게 전송하고자 하는 PDSCH에 적용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터의 크기 (transport block size; TBS)를 통지한다. 상기 TBS 는 기지국이 전송하고자 하는 데이터 (transport block, TB)에 오류정정을 위한 채널코딩이 적용되기 이전의 크기에 해당한다.
LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 으로서, 각각의 변조오더(Modulation order) (Qm) 는 2, 4, 6 에 해당한다. 즉, QPSK 변조의 경우 심벌 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심벌 당 6 비트를 전송할 수 있다.
3GPP LTE Rel-10에서 LTE Rel-8과 비교하여 더 높은 데이터 송신량을 지원하기 위하여 대역폭 확장 기술이 채택되었다. 대역폭 확장(Bandwidth extension) 또는 반송파 결합(Carrier Aggregation, CA)이라 불리는 상기 기술은 대역을 확장하여 한 대역에서 데이터를 송신하는 LTE Rel-8 단말에 비하여 확장한 대역만큼 데이터 송신량을 증가시킬 수 있다. 상기의 대역들 각각을 구성 반송파(Component Carrier, CC)라고 부르며, LTE Rel-8 단말은 하향과 상향에 대해서 각각 한 개의 구성 반송파를 가지도록 규정되어 있다. 또한 하향 구성 반송파와 SIB-2 연결되어 있는 상향 구성 반송파를 묶어서 셀(cell)이라고 부른다. 하향 구성 반송파와 상향 구성 반송파의 SIB-2 연결 관계는 시스템 신호 혹은 상위 신호로 송신되어 진다. CA를 지원하는 단말은 다수의 서빙 셀(serving cell)을 통하여 하향 데이터를 수신할 수 있고, 상향 데이터를 송신할 수 있다.
Rel-10에서 기지국이 특정 단말에게 특정 서빙 셀에서 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 보내기가 어려운 상황일 때 다른 서빙 셀에서 PDCCH를 송신하고 해당 PDCCH가 다른 서빙 셀의 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)나 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 지시한다는 것을 알려 주는 필드로써 반송파 지시 필드(Carrier Indicator Field, CIF)를 설정할 수 있다. CIF는 CA를 지원하는 단말에게 설정될 수 있다. CIF는 특정 서빙 셀에서 PDCCH 정보에 3비트를 추가하여 다른 서빙 셀을 지시할 수 있도록 결정되었으며, 교차 반송파 스케줄링(cross carrier scheduling)을 할 때만 CIF가 포함되며, CIF가 포함되지 않는 경우 교차 반송파 스케줄링을 수행하지 않는다. 상기 CIF가 하향링크 할당 정보(DL assignment)에 포함되어 있을 때, 상기 CIF는 DL assignment에 의해 스케줄링 되는 PDSCH가 송신될 서빙 셀을 가리키며, 상기 CIF가 상향링크 자원 살당 정보(UL grant)에 포함되어 있을 때, 상기 CIF는 UL grant에 의해 스케줄링 되는 PUSCH가 송신될 서빙 셀을 가리키도록 정의된다.
상기한 바와 같이, LTE-10에서는 대역폭 확장 기술인 반송파 결합(Carrier Aggregation, CA) 이 정의되어, 다수의 서빙 셀들이 단말에게 설정될 수 있다. 그리고 단말은 기지국의 데이터 스케쥴링을 위하여 상기 다수의 서빙 셀들에 대한 채널 정보를 주기적 또는 비주기적으로 기지국으로 송신한다. 기지국은 데이터를 각 반송파 별로 스케줄링하여 전송하고, 단말은 각 반송파 별로 전송된 데이터에 대한 A/N 피드백을 전송한다. LTE Rel-10에서는 최대 21비트의 A/N 피드백을 전송하도록 설계하였으며, A/N 피드백과 채널 정보의 전송이 한 서브프레임에서 겹치는 경우, A/N 피드백을 전송하고 채널 정보는 버리도록 설계하였습니다. LTE Rel-11에서는 A/N 피드백과 함께 한 개 셀의 채널 정보를 다중화하여 최대 22비트의 A/N 피드백과 한 개 셀의 채널 정보가 PUCCH format 3의 전송 자원에서 PUCCH format 3에 전송되도록 설계하였다.
LTE-13에서는 최대 32개의 서빙 셀 설정 시나리오를 가정하게 되는데, 면허대역 뿐만 아니라 비면허대역인 unlicensed band에서의 대역을 이용하여 서빙 셀의 수를 최대 32개까지 확장하는 개념을 완료하였다. 또한, LTE 주파수와 같은 면허 대역의 수가 제한되어 있는 것을 고려하여, 5GHz 대역과 같은 비 면허대역에서 LTE 서비스를 제공하는 것을 완료하였으며, 이것을 LAA(Licensed Assisted Access)라고 부른다. LAA에서는 LTE에서의 Carrier aggregation 기술을 적용하여, 면허 대역인 LTE 셀은 P셀, 비면허 대역인 LAA셀은 S셀로 운영하는 것을 지원하였다. 따라서, LTE에서처럼 S셀인 LAA 셀에서 발생하는 피드백은 P셀에서만 전송되어야 하며, LAA셀은 하향 서브프레임과 상향 서브프레임이 자유롭게 적용될 수 있다. 본 명세서에서 따로 기술하지 않는 경우, LTE는 LTE-A, LAA와 같은 LTE의 진화 기술을 모두 포함하여 일컫는 것으로 한다.
한편, LTE 이후의 통신 시스템으로서, 즉, 5세대 무선 셀룰러 통신시스템(본 명세서에서 이하 5G로 부르도록 한다.)은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 만족하는 서비스가 지원될 수 있다.
따라서, 5G는 증가된 모바일 광대역 통신 (eMBB: Enhanced Mobile BroadBand, 본 명세서에서는 이하 eMBB로 부르도록 한다), 대규모 기계형 통신 (mMTC: Massive Machine Type Communication, 본 명세서에서는 이하 mMTC로 부르도록 한다), 초신뢰저지연 통신 (URLLC: Ultra Reliable and Low Latency Communications, 본 명세서에서는 이하 URLLC로 부르도록 한다)와 같은 다양한 5G향 서비스들을 단말 최대전송속도 20Gbps, 단말 최대속도 500km/h, 최대지연시간 0.5ms, 단말접속밀도 1,000,000 단말/km2 등의 요구사항 들 중 각 5G향 서비스들을 위해 선택된 요구사항들을 만족시키기 위한 기술로 정의할 수 있다.
예를 들어, 5G에서 eMBB를 제공하기 위해 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 단말 최대전송속도, 상향링크에서는 10Gbps의 단말 최대전송속도를 제공할 수 있어야 한다. 동시에, 단말의 실제 체감할 수 있는 평균전송속도도 증가 시켜야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 입력 다중 출력 (Multiple-Input Multiple Output) 전송 기술을 포함하여 송수신 기술의 향상이 요구된다.
동시에, 5G에서 사물 인터넷(Internet of Thing: IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소의 요구사항이 필요로 된다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC는 서비스의 특성상 단말이 건물의 지하나 셀이 커버하지 못하는 영역 등 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 eMBB에서 제공하는 커버리지 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구한다. mMTC는 저가의 단말로 구성될 가능성이 높으며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구되게 된다.
마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적으로 사용되는 셀룰러 기반 무선 통신으로서, 로봇 또는 기계 장치에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화, 무인 비행장치, 원격 건강 제어, 비상 상황 알림 등에 사용되는 서비스로서, 초 저지연 및 초 신뢰도를 제공하는 통신을 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC는 0.5 ms보다 작은 최대지연시간을 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율을 제공해야 하는 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC를 위해 eMBB와 같은 5G 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval: TTI)를 제공해야 하며, 동시에 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구된다.
상기에서 전술한 5세대 무선 셀룰러 통신 시스템에서 고려되는 서비스들은 하나의 프레임워크(Framework)로 제공되어야 한다. 즉, 효율적인 리소스 관리 및 제어를 위해 각 서비스들이 독립적으로 운영되기 보다는 하나의 시스템으로 통합되어 제어되고 전송되는 것이 바람직하다.
도 5b는 5G에서 고려되는 서비스들이 하나의 시스템으로 전송되는 예를 도시하는 도면이다.
도 5b에서 5G가 사용하는 주파수-시간 리소스(5b-01)은 주파수 축(5b-02)과 시간 축(5b-03)으로 구성될 수 있다. 도 5b에서는 5G가 하나의 프레임워크 안에서 eMBB(5b-05), mMTC(5b-06), URLLC(5b-07)를 운영하는 것을 예시하였다. 또한 5G에서 추가적으로 고려될 수 있는 서비스로서, 셀룰러 기반에서 방송 서비스를 제공하기 위한 enhanced Mobile Broadcast/Multicast Service(eMBMS, 5b-08)를 고려할 수 도 있다. eMBB(5b-05), mMTC(5b-06), URLLC(5b-07), eMBMS(5b-08) 등, 5G에서 고려되는 서비스들은 5G에서 운영하는 하나의 시스템 주파수 대역폭 내에서 시분할 다중화(Time-Division Multiplexing: TDM) 또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing: FDM)을 통해 다중화되어 전송될 수 있으며, 또한 공간분할 다중화(Spatial Division Multiplexing)도 고려될 수 있다. eMBB(5b-05)의 경우, 상기에서 전술한 증가된 데이터 전송 속도를 제공하기 위해 특정 임의의 시간에 최대의 주파수 대역폭을 점유하여 전송하는 것이 바람직하다. 따라서, eMBB(5b-05)서비스의 경우 다른 서비스와 시스템 전송 대역폭(5b-01) 내에서 TDM되어 전송되는 것이 바람직하나, 다른 서비스들의 필요에 따라 다른 서비스들과 시스템 전송 대역폭 내에서 FDM되어 전송되는 것도 바람직하다.
mMTC(5b-06)의 경우, 다른 서비스들과 달리 넓은 커버리지를 확보하기 위해 증가된 전송 구간이 요구되며, 전송 구간 내에서 동일한 패킷을 반복 전송 함으로써 커버리지를 확보할 수 있다. 동시에 단말의 복잡도 및 단말 가격을 줄이기 위해 단말이 수신할 수 있는 전송 대역폭에 제한이 발생한다. 이와 같은 요구사항을 고려했을 때 mMTC(5b-06)은 5G의 전송 시스템 대역폭(5b-01)내에서 다른 서비스들과 FDM 되어 전송되는 것이 바람직하다.
URLLC(5b-07)은 서비스가 요구하는 초지연 요구 사항을 만족시키기 위해 다른 서비스들과 비교했을 때 짧은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval: TTI)를 갖는 것이 바람직하다. 동시에, 초신뢰 요구사항을 만족하기 위해서는 낮은 부호화율(coding rate)을 가져야 하므로, 주파수 측에서 넓은 대역폭을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 URLLC(5b-07)의 요구사항을 고려했을 때, URLLC(5b-07)은 5G의 전송 시스템 대역폭(5b-01)내에서 다른 서비스들과 TDM되는 것이 바람직하다.
상기에서 전술한 각 서비스들은 각 서비스 들이 요구하는 요구사항을 만족시키기 위해 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라메터를 가질 수 있다. 예를 들어 각각의 서비스는 각 서비스 요구사항에 따라 다른 Numerology를 가질 수 있다. 여기서 Numerology는 직교 다중 주파수 다중화 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 또는 직교 다중 주파수 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 기반의 통신 시스템에서 순환 전치(Cyclic Prefix: CP) 길이, 서브캐리어 간격(Subcarrier spacing), OFDM 심볼의 길이, 전송 구간 길이(TTI) 등을 포함한다. 상기의 서비스간에 서로 다른 Numerology를 갖는 예로서, eMBMS(5b-08)은 다른 서비스에 비해 긴 CP 길이를 가질 수 있다. eMBMS는 방송 기반의 상위 트래픽을 전송하므로, 모든 셀에서 동일한 데이터를 전송할 수 있다. 이 때 단말 입장에서 복수개의 셀에서 수신되는 신호가 CP 길이 이내로 도달한다면, 단말은 이 신호들을 모두 수신하여 복호할 수 있기 때문에 단일 주파수 네트워크 다이버시티(Single Frequency Network:SFN) 이득을 얻을 수 있으며, 따라서 셀 경계에 위치한 단말도 커버리지 제약 없이 방송 정보를 수신할 수 있는 장점이 있다. 하지만 5G에서 eMBMS를 지원하는데 있어 CP 길이가 다른 서비스에 비해 상대적으로 길 경우에는 CP 오버헤드에 의한 낭비가 발생하므로, 동시에 다른 서비스에 비해 긴 OFDM 심볼 길이가 요구되며, 이는 동시에 다른 서비스에 비해 더욱 좁은 서브캐리어 간격을 요구하게 된다.
또한, 5G에서 서비스간에 다른 Numerology가 사용되는 예로서, URLLC의 경우, 다른 서비스에 비해 작은 TTI가 요구됨에 따라 더욱 짧은 OFDM 심볼 길이가 요구될 수 있으며, 동시에 더욱 넓은 서브캐리어 간격을 요구할 수 있다.
한편, 현재의 LTE가 2GHz 대역의 주파수 대역에서 주로 사용되는 것과 달리 5G는 6GHz 이하의 주파수 대역 (본 명세서에서는 이하 sub-6GHz로 부르도록 한다) 또는 6GHz 이상의 주파수 대역(본 명세서에서는 이하 over-6GHz로 부르도록 한다)에서 20MHz이상의 주파수를 사용함으로써 5G에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다. 따라서, sub-6GHz에서 한 개의 LTE 캐리어 혹은 다수의 LTE 캐리어들에서 LTE와 5G와의 공존을 지원하는 것을 고려하고 있으며, LTE와 5G의 공존을 지원하는 기술은 5G를 위한 추가적인 캐리어의 도입 없이 5G를 조기에 상업화하기 위한 중요한 기술로 기대되고 있다. 따라서, 적어도 한 개의 LTE 캐리어에서 LTE와 5G를 공존시키기 위한 방법에 대한 필요성이 대두된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, LTE와 5G 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
하기에서 상기의 LTE 셀과 5G 셀이 공존하여 dual connectivity 또는 carrier aggregation으로 결합되어 있는 공존 시스템 또는 LTE 셀과 5G 셀이 각각 stand-alone으로 동작하는 공존 시스템에 대하여 설명할 것이다.
도 5c, 도 5d, 도 5e는 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 제 1실시예, 제 2실시예, 제 3실시예를 도시하는 도면이다. 상기 도면들은 모두 서로 다른 2개의 시스템인 LTE 시스템과 5G 시스템이 공존하는 형태를 도시한 도면이며, 본 발명에서 제안하는 방안들은 도 5c의 시스템과 도 5d의 시스템, 도 5e의 시스템에 모두 적용이 가능하다.
도 5c를 참조하여 설명하면, 도 5c는 네트워크에서 하나의 기지국(5c-01)내에 LTE 셀(5c-02)과 5G 셀(5c-03)이 공존하는 경우를 도시한 것이다. 단말(5c-04)은 LTE 송수신 모듈을 갖고 있는 LTE capable 단말일수도 있고, 5G 송수신 모듈을 갖고 있는 5G capable 단말일수도 있으며, LTE 송수신 모듈/5G 송수신 모듈을 동시에 갖고 있는 단말일수도 있다. 단말(5c-04)은 LTE 셀(5c-02) 혹은 5G 셀(5c-03)에서 전송되는 동기 신호를 통해 동기를 획득하고, 시스템 정보를 수신한 이후, 기지국(5c-01)과 LTE 셀(5c-02) 혹은 5G 셀(5c-03)을 통해 데이터를 송수신한다. 이 경우 LTE 셀(5c-02)이나 5G 셀(5c-03)의 duplex 방식에 대한 제한은 없다. 상향링크 제어전송은 LTE 셀이 P셀인 경우 LTE 셀(5c-02)을 통해서 전송하며, 5G 셀이 P셀인 경우 5G 셀(5c-03)을 통해서 전송된다. 상기 5c의 시스템에서 LTE 셀과 5G 셀은 복수개의 서빙셀을 구비할 수 있으며, 모두 합쳐 32개의 서빙 셀을 지원할 수 있다. 상기 네트워크에서 상기 기지국(5c-01)은 LTE 송수신 모듈(시스템)과 5G 송수신 모듈(시스템)을 모두 구비한 것으로 가정하며, 상기 기지국(5c-01)은 LTE 시스템과 5G 시스템을 실시간으로 관장하여 운영하는 것이 가능하다. 가령, 시간상에서 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 시간에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 동적으로 선택하는 것이 가능하다. 상기 단말(5c-04)은 LTE 셀(5c-02)이나 5G 셀(5c-03)로부터 상기 LTE 셀과 5G셀이 나누어 운영하는 자원(시간 자원 또는 주파수 자원 또는 안테나 자원 또는 공간 자원 등)의 할당을 지시하는 신호를 수신함으로써, LTE 셀(5c-02)과 5G 셀(5c-03)로부터의 데이터 수신이 각각 어떤 자원을 통하여 이루어 지는지를 알 수 있다.
다음으로 기지국이(5c-01)이 5G 자원을 설정하고, 5G capable 단말(5c-04)과 상기 5G를 위한 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5c-10에서 기지국(5c-01)은 5G capable 단말(5c-04)에게 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 전송한다. 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다.
단계 5c-11에서 기지국(5c-01)은 5G capable 단말(5c-04)에게 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 전송한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5c-12에서 기지국(5c-01)은 5G capable 단말(5c-04)에게 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 단말과 송수신한다.
다음으로 5G capable 단말(5c-04)이 기지국이(5c-01)으로부터 5G 자원을 설정 받고, 상기 5G 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5c-20에서 5G capable 단말(5c-04)은 기지국이(5c-01)으로부터 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 수신한다. 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다.
단계 5c-21에서 5G capable 단말(5c-04)은 기지국(5c-01)이 전송한 5G를 위한 동기신호로부터 동기를 획득하고, 기지국(5c-01)이 전송한 시스템 정보를 수신한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호 일수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 전송된 공통 동기 신호 일수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 수신될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 수신될 수 있다.
단계 5c-22에서 5G capable 단말(5c-04)은 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 기지국(5c-01)과 송수신한다.
도 5d를 참조하여 설명하면, 도 5d는 네트워크에서 넓은 커버리지를 위한 LTE 매크로(Macro) 기지국(5d-01)과 데이터 전송량 증가를 위한 5G 소형 기지국(5d-02)을 설치한 것을 도시한 것이다. 단말(5d-04)은 LTE 송수신 모듈을 갖고 있는 LTE capable 단말일수도 있고, 5G 송수신 모듈을 갖고 있는 5G capable 단말일수도 있으며, LTE 송수신 모듈/5G 송수신 모듈을 동시에 갖고 있는 단말일수도 있다. 단말(5d-04)는 LTE 기지국(5d-01) 혹은 5G 기지국(5d-02)에서 전송되는 동기 신호를 통해 동기를 획득하고, 시스템 정보를 수신한 이후, LTE 기지국(5d-01)과 5G 기지국(5d-02)을 통해 데이터를 송수신한다. 이 경우 LTE 매크로 기지국(5d-01)이나 5G 소형 기지국(5d-02)의 duplex 방식에 대한 제한은 없다. 상향링크 제어전송은 LTE 셀이 P셀인 경우 LTE 셀(5d-01)을 통해서 전송하며, 5G 셀이 P셀인 경우 5G 셀(5d-02)을 통해서 전송된다. 이때, LTE 기지국(5d-01)과 5G 기지국(5d-02)는 이상적인 백홀망 혹은 비이상적인 백홀망을 가진 것으로 가정한다. 따라서 이상적인 백홀망(5d-03)을 가진 경우 빠른 기지국간 X2 통신(5d-03)이 가능하여, 상향링크 전송이 LTE 기지국(5d-01)에게만 전송되더라도, X2 통신(5d-03)을 통해 5G 기지국(5d-02)이 관련 제어 정보를 LTE 기지국(5d-01)으로부터 실시간 수신하는 것이 가능하다. 상기 5d의 시스템에서 LTE 셀과 5G 셀은 복수개의 서빙셀을 구비할 수 있으며, 모두 합쳐 32개의 서빙 셀을 지원할 수 있다. 상기 기지국(5d-01 혹은 5d-02)는 LTE 시스템과 5G 시스템을 실시간으로 관장하여 운영하는 것이 가능하다. 가령, 기지국(5d-01)이 시간상에서 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 시간에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 동적으로 선택하고 그 신호를 X2로 다른 기지국(5d-02)에게 송신하는 것이 가능하다. 상기 단말(5d-04)는 LTE 기지국(5d-01) 또는 5G 기지국(5d-02)으로부터 상기 LTE 셀과 5G셀이 나누어 운영하는 자원(시간 자원 또는 주파수 자원 또는 안테나 자원 또는 공간 자원 등)의 할당을 지시하는 신호를 수신함으로써, LTE 셀(5d-01)과 5G 셀(5d-02)로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어 지는지를 알 수 있다.
한편, LTE 기지국(5d-01)과 5G 기지국(5d-02)가 비이상적인 백홀망(5d-03)을 가진 경우 빠른 기지국간 X2 통신(5d-03)이 불가능하다. 따라서, 상기 기지국(5d-01 혹은 5d-02)는 LTE 시스템과 5G 시스템을 정적(semi-statically)으로 운영하는 것이 가능하다. 가령, 기지국(5d-01)이 시간상에서 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 시간에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 선택하고 미리 그 신호를 X2로 다른 기지국 기지국(5d-02)에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 상기 단말(5d-04)는 LTE 기지국(5d-01) 또는 5G 기지국(5d-02)으로부터 상기 LTE 셀과 5G셀이 나누어 운영하는 자원(시간 자원 또는 주파수 자원 또는 안테나 자원 또는 공간 자원 등)의 할당을 지시하는 신호를 수신함으로써, LTE 셀(5d-01)과 5G 셀(5d-02)로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어 지는지를 알 수 있다.
다음으로 기지국이(5d-01 혹은 5d-02)이 5G 자원을 설정하고, 5G capable 단말(5d-04)과 상기 5G를 위한 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5d-10에서 기지국(5d-01)은 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 X2(5d-03)로 5G 기지국(5d-02)에게 전송하고, 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 단말에게 전송한다. 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 자원에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 선택하고, 할당 정보를 X2로 다른 기지국 기지국(5d-02)에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 5G capable 단말(5d-04)에게 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 전송할 때, 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다.
단계 5d-11에서 기지국(5c-01 혹은 5d-02)은 5G capable 단말(5c-04)에게 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 전송한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5d-12에서 기지국(5d-02)은 5G capable 단말(5d-04)에게 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 단말과 송수신한다.
다음으로 5G capable 단말(5d-04)이 기지국이(5d-01 혹은 5d-02)으로부터 5G 자원을 설정 받고, 상기 5G 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5d-20에서 5G capable 단말(5d-04)은 기지국이(5d-01 혹은 5d-02)로부터 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 수신한다. 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다.
단계 5d-21에서 5G capable 단말(5d-04)은 기지국(5d-01 혹은 5d-02)이 전송한 5G를 위한 동기신호로부터 동기를 획득하고, 기지국(5d-01 혹은 5d-02)이 전송한 시스템 정보를 수신한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호 일수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 전송된 공통 동기 신호 일수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 수신될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 수신될 수 있다.
단계 5d-22에서 5G capable 단말(5d-04)은 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 기지국(5d-02)와 송수신한다.
도 5e를 참조하여 설명하면, 도 5e는 LTE 기지국(5e-01)과 5G 기지국(5e-04)이 각각 설치된 것을 도시한 것이다. 이 경우 LTE 기지국(5e-01)이나 5G 기지국(5e-04)의 duplex 방식에 대한 제한은 없다. 상기의 LTE 기지국(5e-01)이나 5G 기지국(5e-04)은 각각 stand-alone하며, 각각의 기지국에 단말이 캠핑(camping)할 수 있다. LTE 기지국(5e-01)에는 LTE 송수신 모듈을 갖고 있는 LTE capable 단말(5e-03)이 캠핑할 수 있고, LTE capable 단말(5e-03)은 LTE 기지국(5e-01)에서 전송되는 동기 신호를 통해 동기를 획득하고, 시스템 정보를 수신한 이후, LTE 기지국(5e-01)과 데이터를 송수신할 수 있다(5e-02). 5G 기지국(5e-04)에는 5G 송수신 모듈을 갖고 있는 5G capable 단말(5e-06)이 캠핑할 수 있고, 5G capable 단말(5e-06)은 5G 기지국(5e-04)에서 전송되는 동기 신호를 통해 동기를 획득하고, 시스템 정보를 수신한 이후, 5G 기지국(5e-04)과 데이터를 송수신할 수 있다(5e-05). LTE 기지국(5e-01)과 5G 기지국(5e-04)를 제어하는 통합제어기(5e-07)이 존재하는 경우, 상기 통합제어기(5e-07)은 LTE 기지국(5e-01)과 5G 기지국(5e-04)를 실시간으로 관장하여 운영하는 것이 가능하다. 가령, 통합제어기(5e-07)가 시간상에서 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 시간에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 동적으로 선택하고 그 신호를 LTE 기지국(5e-01)과 5G 기지국(5e-04)에게 전송하는 것이 가능하다. 상기 LTE capable 단말(5e-03)은 LTE 기지국(5e-01)으로부터 LTE 신호가 송수신 될 수 있는 자원을 지시하는 신호를 수신함으로써 LTE 기지국으로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어지는 지를 알 수 있다. 5G capable 단말(5e-06)은 5G 기지국(5e-04)으로부터 5G 신호가 송수신 될 수 있는 자원(시간 자원 또는 주파수 자원 또는 안테나 자원 또는 공간 자원 등)을 지시하는 신호를 수신함으로써 5G기지국으로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어지는 지를 알 수 있다.
한편, 상기 통합제어기(5e-07)이 없는 경우 기본적으로 도 5d의 기지국 절차 및 단말 절차를 따른다. 만약 비이상적인 백홀을 가진 경우 빠른 기지국간 X2 통신이 불가능하다. 따라서, 상기 기지국(5e-01 혹은 5e-04)는 LTE 시스템과 5G 시스템을 정적(semi-statically)으로 운영하는 것이 가능하다. 가령, 기지국(5e-01 혹은 5e-04)이 시간상에서 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 시간에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 시간 자원의 할당을 선택하고 미리 그 신호를 X2로 다른 기지국 기지국(5e-04 혹은 5e-01)에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 상기 LTE capable 단말(5e-03)은 LTE 기지국(5e-01)으로부터 LTE 신호가 송수신 될 수 있는 자원을 지시하는 신호를 수신함으로써 LTE 기지국으로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어지는 지를 알 수 있다. 5G capable 단말(5e-06)은 5G 기지국(5e-04)으로부터 5G 신호가 송수신 될 수 있는 자원(시간 자원 또는 주파수 자원 또는 안테나 자원 또는 공간 자원 등)을 지시하는 신호를 수신함으로써 5G기지국으로부터의 데이터 송수신이 어떤 자원을 통하여 이루어지는 지를 알 수 있다.
다음으로 기지국이(5e-04)이 5G 자원을 설정하고, 5G capable 단말(5e-06)과 상기 5G를 위한 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5e-10에서 기지국(5e-04)은 5G capable 단말(5e-06)에게 5G 전송을 위해 설정된 자원에서 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 전송한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5e-11에서 5G 기지국(5e-04)은 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 단말(5e-06)에게 전송한다. 5G capable 단말(5d-06)에게 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 전송할 때, 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다. 통합제어기(5e-07)가 존재하는 경우, 상기 LTE 또는 5G 자원할당은 상기 통합제어기(5e-07)로부터 결정되어 X2로 5G 기지국(5e-04)에게 전송됨으로써, 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 자원에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 자원 할당을 선택하고, 할당 정보를 X2로 기지국(5e-01 혹은 5e-4)에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 통합제어기(5e-07)이 존재하지 않는 경우, 도 5d의 기지국 절차에서처럼 LTE 기지국 혹은 5G 기지국이 LTE 또는 5G 자원할당을 선택하여 다른 기지국에게 전송할 수 있다.
단계 5e-12에서 기지국(5e-04)은 5G capable 단말(5e-06)에게 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 단말과 송수신한다.
다음으로 5G capable 단말(5e-06)이 기지국이(5e-04)으로부터 5G 자원을 설정 받고, 상기 5G 자원에서 데이터를 송수신 하는 절차를 설명하도록 한다.
단계 5e-20에서 5G capable 단말(5e-06)은 5G 전송을 위해 설정된 자원에서 기지국(5e-04)이 전송한 5G를 위한 동기신호로부터 동기를 획득하고, 기지국(5e-04)이 전송한 시스템 정보를 수신한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호 일수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 전송된 공통 동기 신호 일수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 수신될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 수신될 수 있다.
단계 5e-21에서 5G capable 단말(5e-06)은 기지국이(5e-04)로부터 LTE 또는 5G 자원할당 신호를 수신한다. 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 기지국(5c-01)에 의해 전송될 수도 있다.
단계 5e-22에서 5G capable 단말(5e-06)은 5G 자원에서 5G 서비스를 위한 데이터를 기지국(5e-04)와 송수신한다.
다음으로 상기 도 5c, 5d, 5e의 LTE 시스템과 5G 시스템이 공존하는 상황에서 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신이 한 LTE 캐리어에서 시간적으로 분할하여 운영하는 방안을 설명하도록 한다.
먼저 도 5f는 한 LTE FDD 캐리어에서 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5f에서 FDD(5f-01) 정보(DL 캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, UL 캐리어 주파수 BW 및 위치 정보)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
FDD(5f-01)에서 MBSFN 서브프레임은 서브프레임 #1, #2, #2, #6, #7, #8등에서 선택적으로 상위 신호로 설정될 수 있다. 설정된 MBSFN 서브프레임 중 5G 전송을 위해 사용하는 서브프레임 들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 서브프레임 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다. 한편 상기 MBSFN 서브프레임을 구성하고 있는 14개의 OFDM 심볼 중 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼은 LTE 단말을 위한 CRS 및 제어 채널 전송을 위해 사용된다. 따라서, 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼을 제외한, 12개의 OFDM 심볼에서 5G 전송(5f-04 혹은 5f-05)이 수행되며, 맨 앞에 2개의 OFDM 심볼을 제외한 3번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 하향 전송(5f-04 혹은 5f-05)이 수행되어야 하며, 5G 단말은 3번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 하향 전송(5f-04 혹은 5f-05)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다. 그와는 다르게 5G 상향 전송을 위해 설정되는 5G 데이터를 위한 상향 자원(5f-06 혹은 5f-07)에서는 14개의 OFDM 심볼이 모두 5G 전송(5f-08 혹은 5f-09)을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 5G 상향 전송(5f-08 혹은 5f-09)을 위해서는 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 상향 전송이 수행되어야 하며, 5G 단말은 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 상향 전송(5f-08 혹은 5f-09)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다.
또한, LTE 셀 내에 있는 전송모드 TM9, 10을 지원할 수 있는 LTE 단말들은 MBSFN 서브프레임내에서 DMRS(Demodulation Reference Signal)과 CSI-RS(Channel Statement Information Reference Signal)를 통한 데이터 전송이 가능하므로, 5G 단말과 상기 LTE 단말들을 위해 상기 MBSFN 서브프레임내에서 주파수 자원으로 LTE 전송과 5G 전송을 분할하는 것이 가능하다. 이 때, LTE 전송과 5G 전송은 같은 numerology를 가져야 한다. 가령 LTE에서 15kHz의 서브캐리어 스페이싱은 5G 전송을 위해서도 사용되어야 한다. 상기 방법을 적용하는 것에 의해 LTE와 5G 전송은 서로간에 영향 없이 수행될 수 있다. LTE와 5G가 다른 numerology를 갖는 것을 지원하기 위해서는 LTE와 5G 자원 사이에 LTE 전송을 보호하기 위한 가드 밴드가 필요로 되며, 상기 가드 밴드가 설정되는 경우에 5G 단말에게 시그날링 될 수 있고, 5G 단말은 상기 신호를 수신하여 가드 밴드를 제외한 5G 자원에서 5G 제어 정보 및 참조 신호 또는 데이터 정보를 수신할 수 있다. 상기 주파수 자원에서의 분할을 위해서 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차가 적용될 수 있다.
도 5f에서는 일 실시예로써 MBSFN 서브프레임 #3(5f-02)과 #8(5f-03)이 5G 데이터 전송(5f-04 혹은 5f-05)을 위해 사용되며, 5G 데이터 송수신을 위한 구체적인 절차는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차를 따른다. 5G 데이터에 대한 상향 제어 정보 전송을 위해서 5G 데이터를 위한 상향 자원(5f-08 혹은 5f-09)이 또한 5G를 위해 설정된다. 상기 상향 자원의 위치는 5G HARQ 피드백 타이밍이나 상향 제어 정보 설계에 따라 달라질 수 있다. 가령, 5G 하향 데이터에 대한 상향 피드백 타이밍이 다음 상향 서브프레임인 #4 또는 #9에 위치하는 경우, 상향 서브프레임 #4 또는 #9가 설정될 수 있다.
다음으로 도 5g는 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5g에서 TDD(5g-01) 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, TDD UL-DL 설정 정보, TDD special subframe 설정 정보, eIMTA 운영을 위한 동적 TDD UL-DL 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
TDD(5g-01)에서 MBSFN 서브프레임은 하향 서브프레임인 경우 서브프레임 #3, #4, #7, #8, #9등에서 선택적으로 상위 신호로 설정될 수 있다. 설정된 MBSFN 서브프레임 중 5G 전송을 위해 사용하는 서브프레임 들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 서브프레임 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다. 한편 상기 MBSFN 서브프레임을 구성하고 있는 14개의 OFDM 심볼 중 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼은 LTE 단말을 위한 CRS 및 제어 채널 전송을 위해 사용된다. 따라서, 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼을 제외한, 12개의 OFDM 심볼에서 5G 전송(5g-02)이 수행되며, 맨 앞에 2개의 OFDM 심볼을 제외한 3번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 상하향 전송(5g-03)이 수행되어야 하며, 5G 단말은 3번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 상하향 전송(5g-03)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다.
또한, LTE 셀 내에 있는 전송모드 TM9, 10을 지원할 수 있는 LTE 단말들은 MBSFN 서브프레임내에서 DMRS(Demodulation Reference Signal)과 CSI-RS(Channel Statement Information Reference Signal)를 통한 데이터 전송이 가능하므로, 5G 단말과 상기 LTE 단말들을 위해 상기 MBSFN 서브프레임내에서 주파수 자원으로 LTE 전송과 5G 전송을 분할하는 것이 가능하다. 이 때, LTE 전송과 5G 전송은 같은 numerology를 가져야 한다. 가령 LTE에서 15kHz의 서브캐리어 스페이싱은 5G 전송을 위해서도 사용되어야 한다. 상기 방법을 적용하는 것에 의해 LTE와 5G 전송은 서로간에 영향 없이 수행될 수 있다. LTE와 5G가 다른 numerology를 갖는 것을 지원하기 위해서는 LTE와 5G 자원 사이에 LTE 전송을 보호하기 위한 가드 밴드가 필요로 되며, 상기 가드 밴드가 설정되는 경우에 5G 단말에게 시그날링 될 수 있고, 5G 단말은 상기 신호를 수신하여 가드 밴드를 제외한 5G 자원에서 5G 제어 정보 및 참조 신호 또는 데이터 정보를 수신할 수 있다.
상기 주파수 자원에서의 분할을 위해서 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차가 적용될 수 있다.
도 5g에서는 일 실시예로써 MBSFN 서브프레임 #4(5g-02) 이 5G 데이터 전송(5g-03)을 위해 사용되며, 5G 데이터 송수신을 위한 구체적인 절차는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차를 따른다. 5G 데이터에 대한 상향 제어 정보 전송도 상기 서브프레임 #4에서 수행한다. 서브프레임 #4내의 구체적인 위치는 5G HARQ 피드백 타이밍이나 상향 제어 정보 설계에 따라 달라질 수 있다.
다음으로 도 5h는 한 LTE TDD 캐리어에서 상향 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5h에서 TDD(5h-01) 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, TDD UL-DL 설정 정보, TDD special subframe 설정 정보, eIMTA 운영을 위한 동적 TDD UL-DL 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
TDD(5h-01)에서 5G 전송을 위해 사용하는 상향 서브프레임 들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 서브프레임 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다.
5G 상하향 전송을 위해 설정되는 5G 데이터를 위한 자원(5h-02 혹은 5h-03)에서는 14개의 OFDM 심볼이 모두 5G 전송(5h-04 혹은 5h-05)을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 5G 상하향 전송(5h-04 혹은 5h-05)을 위해서는 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 상하향 전송이 수행되어야 하며, 5G 단말은 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 상하향 전송(5h-04 혹은 5h-05)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다.
도 5h에서는 일 실시예로써 상향 서브프레임 #4(5h-02)와 #9(5h-03)이 5G 데이터 전송(5h-04 혹은 5h-05)를 위해 사용되며, 5G 데이터 송수신을 위한 구체적인 절차는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차를 따른다. 5G 데이터에 대한 상향 제어 정보 전송도 상기 서브프레임 #4 혹은 서브프레임 #9에서 수행한다. 서브프레임 #4 혹은 #9내의 구체적인 위치는 5G HARQ 피드백 타이밍이나 상향 제어 정보 설계에 따라 달라질 수 있다.
다음으로 도 5i는 비면허대역의 한 캐리어에서 LAA 동작을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다. 도 5i의 도면에서는 비면허대역에 있는 한 캐리어에서 LAA 동작을 적용하는 예를 설명하지만, 면허대역에 있는 한 캐리어에서 LAA 동작을 적용하는 것도 가능하다.
도 5i에서 캐리어(5i-01) 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, DRS(Discovery Reference Signal) 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
캐리어(5i-01)에서 5G 전송을 위해 사용하는 상향 서브프레임 들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 서브프레임 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다.
도 5i에서 일 실시예로써 자원(5i-02)에서 LTE 전송이 수행되며, 자원(5i-03)에서 5G 전송이 수행된다. 5G 데이터 송수신을 위한 구체적인 절차는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차를 따른다. 5G 데이터에 대한 상향 제어 정보 전송도 상기 5G 전송을 위한 자원(5i-03)에서 수행한다. 자원(5i-03)내의 구체적인 위치는 5G HARQ 피드백 타이밍이나 상향 제어 정보 설계에 따라 달라질 수 있다.
다음으로, 도 5j는 다수의 LTE 캐리어들에서 CA(Carrier Aggregation)의 셀 활성화 /비활성화(activation/deactivation)을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 주파수로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5j에서 셀들(5j-03 내지 5j-08)은 FDD, TDD, LAA의 duplex들로 설정될 수 있으며, FDD 셀 정보(DL 캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, UL 캐리어 주파수 BW 및 위치 정보), TDD 셀 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, TDD UL-DL 설정 정보, TDD special subframe 설정 정보, eIMTA 운영을 위한 동적 TDD UL-DL 설정 정보 등), LAA 셀 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, DRS(Discovery Reference Signal) 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
LTE와 5G 전송을 위해 셀들을 단말들에게 활성화/비활성화 시킴으로써 해당 셀에서 LTE 단말의 데이터 송수신을 막거나, 다시 가능하게 할 수 있다. 또한 5G 단말들의 데이터 송수신을 막거나, 다시 가능하게 할 수 있다. 도 5j의 실시예에서는 셀들을 활성화/비활성화 시키는 예만 제시하였지만, CA에서의 셀들을 설정 / 비설정 (configuration / deconfiguration)시킴으로써 LTE 전송과 5G 전송을 주파수로 분할하는 것도 가능하다.
5G 전송을 위해 사용하는 셀 들은 LTE 단말들에게 비활성화 될 수 있으며, 상기 셀들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 셀들의 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다.
도 5j에서는 일 실시예로써 셀 1(5j-03), 셀 2(5j-04), 셀 3(5j-05)가 LTE 단말을 위해 사용되다가, 셀 3(5j-05)가 5G 데이터 전송을 위해 사용되기 위하여 LTE 단말에 대해 상기 셀 3(5j-05)가 비활성화 된 것을 보여주고 있다. 더 많은 5G 전송을 지원하기 위하여 더 많은 셀이 LTE 단말을 위해서 비활성화 되고, 5G 전송을 위해 사용 되어야 할 때, 셀 2(5j-07)이 LTE 단말에 대해 비활성화 되어 추가적으로 5G 전송을 위해 사용된다.
다음으로 도 5k는 본 발명에 따른 기지국 장치를 도시한 도면이다.
제어기 (5k-01)은 본 발명의 도 5c, 5d, 5e에 따른 기지국 절차와 본 발명의 도 5f, 5g, 5h, 5i, 5j에 따른 LTE/5G 분할 운영 방법에 따라 LTE/5G 자원할당을 제어하여, LTE/5G 자원할당 정보 전송장치(5k-05)를 통해 단말, 다른 기지국에 전송하고, 스케줄러(5k-03)에서 5G 자원에서의 5G 데이터를 스케줄링하여 5G 데이터 송수신 장치(5k-07)을 통해 5G 단말과 5G 데이터를 송수신한다.
다음으로 도 5l은 본 발명에 따른 단말 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 도 5c, 5d, 5e에 따른 단말 절차와 본 발명의 도 5f, 5g, 5h, 5i, 5j에 따른 LTE/5G 분할 운영 방법에 따라 LTE/5G 자원할당 정보 수신장치(5l-05)를 통해 기지국으로부터 LTE/5G 자원할당을 수신하고, 제어기 (5l-01)는 할당된 5G 자원에서 스케줄링 된 5G 데이터에 대해 5G 데이터 송수신 장치(5l-06)을 통해 5G 기지국과 송수신한다.
다음으로 도 5m은 한 LTE TDD 캐리어에서 MBSFN 또는 상향 서브프레임을 통하여 LTE 데이터 송수신과 5G 데이터 송수신을 시간으로 분할하여 운영하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5m에서 TDD(5m-01) 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, TDD UL-DL 설정 정보, TDD special subframe 설정 정보, eIMTA 운영을 위한 동적 TDD UL-DL 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다.
TDD(5m-01)에서 MBSFN 서브프레임은 하향 서브프레임인 경우 서브프레임 #3, #4, #7, #8, #9등에서 선택적으로 상위 신호로 설정될 수 있다. 설정된 MBSFN 서브프레임 또는 상향 서브프레임 중 5G 전송을 위해 사용하는 서브프레임 들은 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말이 수신한 상기 서브프레임 정보를 통해 5G capable 단말은 5G 데이터 전송이 어떤 자원에서 수행되는지를 판단할 수 있다. 한편 상기 MBSFN 서브프레임을 구성하고 있는 14개의 OFDM 심볼 중 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼은 LTE 단말을 위한 CRS 및 제어 채널 전송을 위해 사용된다. 따라서, 맨 앞에 있는 2개의 OFDM 심볼을 제외한, 12개의 OFDM 심볼(5m-03)에서 5G 전송(5m-05)이 수행되며, 맨 앞에 2개의 OFDM 심볼을 제외한 3번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 상하향 전송(5m-05)이 수행되어야 하며, 5G 단말은 3번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 상하향 전송(5m-05)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다.
또한, LTE 셀 내에 있는 전송모드 TM9, 10을 지원할 수 있는 LTE 단말들은 MBSFN 서브프레임내에서 DMRS(Demodulation Reference Signal)과 CSI-RS(Channel Statement Information Reference Signal)를 통한 데이터 전송이 가능하므로, 5G 단말과 상기 LTE 단말들을 위해 상기 MBSFN 서브프레임내에서 주파수 자원으로 LTE 전송과 5G 전송을 분할하는 것이 가능하다. 이 때, LTE 전송과 5G 전송은 같은 numerology를 가져야 한다. 가령 LTE에서 15kHz의 서브캐리어 스페이싱은 5G 전송을 위해서도 사용되어야 한다. 상기 방법을 적용하는 것에 의해 LTE와 5G 전송은 서로간에 영향 없이 수행될 수 있다. LTE와 5G가 다른 numerology를 갖는 것을 지원하기 위해서는 LTE와 5G 자원 사이에 LTE 전송을 보호하기 위한 가드 밴드가 필요로 되며, 상기 가드 밴드가 설정되는 경우에 5G 단말에게 시그날링 될 수 있고, 5G 단말은 상기 신호를 수신하여 가드 밴드를 제외한 5G 자원에서 5G 제어 정보 및 참조 신호 또는 데이터 정보를 수신할 수 있다. 상기 주파수 자원에서의 분할을 위해서 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차가 적용될 수 있다.
한편 상기 5G 상하향 전송을 위해 설정되는 상향 서브프레임(5m-02)에서는 14개의 OFDM 심볼이 모두 5G 전송(5m-04)을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 5G 상하향 전송(5m-04)을 위해서는 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 맞게 5G 상하향 전송이 수행되어야 하며, 5G 단말은 첫번째 OFDM 심볼의 시작에 대한 동기를 맞춰서 5G 상하향 전송(5m-04)이 수행되는 시작지점을 획득해야 한다.
상기 TDD(5m-01)에서 상향 서브프레임(5m-02)와 MBSFN 서브프레임(5m-03)이 5G 전송을 위해 사용되며, TDD UL-DL 설정이 eIMTA에 의해 매 라디오 프레임 마다 변경되는 경우, 5G 기지국은 5G 전송을 위해 설정된 자원이 UL 서브프레임인지 MBSFN 서브프레임지를 단말에게 신호 전송을 통해 지시해야 한다. 즉, 5G 전송을 위해 설정된 자원이 첫번째 OFDM 심볼부터 시작하는지, 세번째 OFDM 심볼부터 시작하는 지를 알려주어 단말이 상기 정보를 지시하는 신호의 획득을 통해 5G 전송의 시작지점을 판단하고, 시작지점에 따른 5G 프레임 구조에 따른 5G 제어채널과 5G 참조신호 및 5G 데이터 수신을 수행 할 수 있게 된다.
도 5m에서는 일 실시예로써 상향 서브프레임 #2(5m-02)와 MBSFN 서브프레임 #4(5m-03) 이 5G 데이터 전송(5m-04 혹은 5m-05)을 위해 사용되며, 5G 데이터 송수신을 위한 구체적인 절차는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차를 따르며, 설정된 5G 자원이 어떤 서브프레임인지에 따라 시작지점이 변경됨에 따라 달라지는 5G 기지국 및 5G 단말 절차를 추가적으로 설명하도록 한다.
먼저 5G 기지국 절차를 설명하도록 한다.
단계 5m-10에서 5G 기지국은 5G capable 단말에게 5G 전송을 위해 설정된 자원에서 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 전송한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 항상 세번째 OFDM에서부터 전송되도록 설계될 수 있다. 따라서, 5G를 위한 동기 및 시스템 정보 획득을 위해서는 5G 전송을 위한 서브프레임이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지에 대한 영향을 제거할 수 있다. 한편, 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5m-11에서 5G 기지국은 5G 자원할당을 지시하는 신호를 5G 단말에게 전송한다. 5G capable 단말에게 5G 자원할당 신호를 전송할 때, 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 5G 기지국에 의해 5G 동기와의 LTE 동기와의 차이에 대한 값이 전송될 수도 있다. 통합제어기가 존재하는 경우, 상기 LTE 또는 5G 자원할당은 상기 통합제어기로부터 결정되어 X2로 5G 기지국에게 전송됨으로써, 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 자원에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 자원 할당을 선택하고, 할당 정보를 X2로 기지국에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 통합제어기가 존재하지 않는 경우, 도 5d의 기지국 절차에서처럼 LTE 기지국 혹은 5G 기지국이 LTE 또는 5G 자원할당을 선택하여 다른 기지국에게 전송할 수 있다.
단계 5m-12에서 5G 기지국은 5G capable 단말에게 5G 자원에서 5G 자원이 시작되는 위치 (예로써 5G 전송이 시작되는 OFDM 심볼이 첫번째 OFDM 심볼인지, 세번째 OFDM 심볼인지) 또는 한 서브프레임에서 차지하는 5G 자원 크기 (예로써 5G 전송이 14 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는지, 12 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는지) 에 따른 프레임 구조를 기반으로 5G 서비스를 위한 데이터 및 제어 정보 및 참조 신호를 단말과 송수신한다.
다음으로 5G 단말 절차를 설명하도록 한다.
단계 5m-20에서 5G 단말은 5G 기지국으로부터 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 획득한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 항상 세번째 OFDM에서부터 전송되도록 설계될 수 있다. 따라서, 5G를 위한 동기 및 시스템 정보 획득을 위해서는 5G 전송을 위한 서브프레임이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지에 대한 영향을 제거할 수 있다. 한편, 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호일 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호일 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송일 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보일 수 있다.
단계 5m-21에서 5G 단말은 5G 기지국으로부터 5G 자원할당을 지시하는 신호를 수신한다. 상기 5G 자원할당 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 LTE 상향 서브프레임인지 LTE MBSFN 서브프레임지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 첫번째 OFDM 심볼에서 시작하는지 세번째 OFDM 심볼에서 시작하는지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 5G 전송이 12개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지 14개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 수행되는지를 포함할 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 5G 기지국으로부터 5G 동기와의 LTE 동기와의 차이에 대한 값이 수신될 수도 있다.
단계 5m-22에서 5G 단말은 단계 5m-21에서 수신한 신호를 기반으로 5G 전송 자원에서 5G 자원이 시작되는 위치 (예로써 5G 전송이 시작되는 OFDM 심볼이 첫번째 OFDM 심볼인지, 세번째 OFDM 심볼인지) 또는 한 서브프레임에서 차지하는 5G 자원 크기 (예로써 5G 전송이 14 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는지, 12 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는지)를 판단하고, 결정된 5G 자원 크기 및 시작되는 위치에 따른 프레임 구조를 기반으로 5G 서비스를 위한 데이터 및 제어 정보 및 참조 신호를 기지국과 송수신한다.
다음으로 도 5n은 한 LTE TDD 캐리어에서의 자원을 시간 또는 주파수로 분할하지 않고, LTE 기지국과 5G 기지국이 독립적으로 각 LTE 송수신과 5G 송수신을 운영하는 것을 도시하는 도면이다. LTE 기지국과 5G 기지국이 독립적으로 각각의 송수신을 운영할 때, 간섭문제를 고려해야 한다. LTE 기지국과 5G 기지국은 서로간에 같은 방향의 전송에 대한 간섭(즉 LTE 하향 전송과 5G 하향 전송에 대한 서로간에 간섭 또는 LTE 상향 전송과 5G 상향 전송에 대한 서로간에 간섭)은 LTE 기지국간 간섭 문제와 유사하며 LTE 기지국이나 5G 기지국이 상기 간섭 문제를 구현으로 해결하는 것이 가능하다. 하지만, LTE 기지국과 5G 기지국은 서로간에 다른 방향의 전송에 대한 간섭(즉 LTE 하향 전송과 5G 상향 전송에 대한 서로간에 간섭 또는 LTE 상향 전송과 5G 하향 전송에 대한 서로간에 간섭)을 제거하기 위한 방법이 필요로 되며, 본 발명에서 상기 간섭을 제거하기 위한 방법을 제공한다.
도 5n에서 LTE 기지국(5n-01)과 5G 기지국(5n-02)는 각 기지국이 각각 TDD를 운영하는 것을 도시하는 도면이며, 각 기지국의 TDD 정보(캐리어 주파수 BW 및 위치 정보, TDD UL-DL 설정 정보, TDD special subframe 설정 정보, eIMTA 운영을 위한 동적 TDD UL-DL 설정 정보 등)는 5G 기지국으로부터 5G capable 단말에게 전송될 수 있으며, 5G capable 단말은 동기 획득, 시스템 정보 수신을 통해 상기 정보들을 얻을 수 있다. LTE 기지국(5n-01)은 설정된 TDD UL-DL 설정에 의해 송수신이 운영되며, 5G 기지국(5n-02)는 LTE 기지국(5n-01)이 운영하는 TDD UL-DL 설정을 기반으로 상향 전송과 하향 전송을 수행한다. 즉, LTE 기지국(5n-01)이 하향으로 운영하는 서브프레임 #0, #4, #5, #9에서는 5G 기지국(5n-02)도 하향 으로 같은 주파수의 자원을 운영하며, LTE 기지국(5n-01)이 상향으로 운영하는 서브프레임 #2, #3, #7, #8에서는 5G 기지국(5n-02)도 상향으로 같은 주파수의 자원을 운영한다. 상기 방법을 통해 LTE 기지국과 5G 기지국은 다른 방향의 전송으로 인한 간섭 문제를 제거할 수 있다. 5G 단말은 5G 기지국(5n-02)이 상향으로 운영할지 하향으로 운영할지에 대한 정보를 5G 기지국으로부터의 신호를 통해 획득하며, 상기 정보를 통해 5G 기지국의 상하향 자원 운영 정보를 알 수 있다.
한편 LTE UL-DL 설정에서는 스페셜 서브프레임(5n-03 또는 5n-04)가 존재하며, 상기 스페셜 서브프레임(5n-03 또는 5n-04)은 하향 전송이 수행되는 DwPTS(5n-11), 전파지연시간과 단말 RF 스위칭 지연시간을 위한 GP(5n-12), 상향 전송이 수행되는 UpPTS(5n-13)으로 이루어져 있다. LTE 기지국이 상기 스페셜 서브프레임을 운영하는 서브프레임 #1, #6에서 5G 기지국이 같은 주파수 자원을 운영할 때(5n-05 혹은 5n-06) LTE 기지국에 다른 방향의 간섭 문제를 제거하기 위한 방법을 필요로 한다.
LTE 전송과 5G 전송은 같은 numerology를 갖는 경우, 가령 LTE에서 15kHz의 서브캐리어 스페이싱이 5G 전송을 위해서도 사용되는 경우, 5G 기지국은 LTE 기지국이 DwPTS(5n-11)로 운영하는 6개의 OFDM 심볼에서 하향 전송을 수행할 수 있으며, LTE 기지국이 UpPTS(5n-13)으로 운영하는 2개의 OFDM 심볼에서 상향 전송을 수행할 수 있다. 만약 LTE 전송과 5G 전송이 다른 numerology를 갖는 경우, 가령 5G에서 15kHz 보다 더 큰 서브캐리어 스페이싱이 사용되거나 더 짧은 TTI(Transmission Time Instance)를 사용하는 경우 도 5n의 실시예 1부터 실시예 5를 통한 방법을 제공한다.
도 5n의 실시예 1에서 5G 기지국은 DwPTS(5n-11)구간 내의 자원(5n-21)에서 하향 전송을 수행하며, UpPTS(5n-13)구간 내의 자원(5n-23)에서 상향 전송을 운영한다. LTE 전송과 5G 전송은 다른 numerology를 갖기 때문에 TTI가 다르며, 따라서, 5G 전송이 수행될 수 있는 TTI에 따라 DwPTS(5n-11)구간을 넘지 않도록 하향 전송을 수행하고(5n-21), 5G 전송이 수행될 수 있는 TTI에 따라 UpPTS(5n-13)가 끝나는 시점을 넘지 않도록 상향 전송을 수행한다.(5n-23)
도 5n의 실시예 2에서 5G 기지국은 LTE 기지국에 의해 스페셜 서브프레임으로 운영되는 서브프레임에서 아무 전송을 수행하지 않는다. 상기 서브프레임은 미래 서비스를 위해 비워 놓는 자원으로 사용될 수도 있다.
도 5n의 실시예 3에서 5G 기지국은 LTE 기지국에 다른 방향의 간섭을 주지 않는 범위내에서 DwPTS(5n-11)구간을 넘는 자원(5n-41)에서 하향 전송을 수행하며, UpPTS(5n-43)구간을 넘는 자원(5n-43)에서 상향 전송을 운영한다. 5G 기지국은 LTE 보다 셀 커버리지가 작은 경우, 상기 방법을 통해 좀 더 많은 자원에서 상하향 전송을 수행할 수 있다.
도 5n의 실시예 4에서 LTE 기지국이 eIMTA를 통해 스페셜 서브프레임은 하향 서브프레임으로 사용하는 경우 5G 기지국은 상기 스페셜 서브프레임(5n-04)를 모두 하향 전송(5n-51)을 위해 사용할 수 있다.
상기 도 5n의 실시예 1, 2, 3, 4에서 5G 기지국은 하향 전송을 수행하는 구간 및 상향 전송을 수행하는 구간에 대한 정보를 신호를 통해 5G 단말에게 전송해야 한다. 5G 단말이 상기 신호를 수신하여 상기 정보들은 획득하여 상기 TDD 주파수 자원이 하향으로 운영되는지 상향으로 운영되는지에 대한 정보를 알 수 있다.
상기 TDD 주파수 자원에서의 LTE 기지국과 5G 기지국의 배치는 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 배치를 적용할 수 있으며, 도 5c, 5d, 5e에서 제시된 기지국과 단말 절차가 적용될 수 있다.
도 5o는 본 발명의 실시예들에 따른 LTE에서의 스페셜 서브프레임 설정을 도시한 도면이다.
LTE에서 정의되어 있는 스페셜 서브프레임의 DwPTS, GP, UpPTS의 길이가 정의되어 있는 스페셜 서브프레임 설정(special subframe configuration)은 하향링크에서 적용되는 cyclic prefix가 normal cyclic prefix인지 extended cyclic prefix인지에 따라 10개의 스페셜 서브프레임 설정(도 5o-01)과 8개의 스페셜 서브프레임 설정(도 5o-11)이 각각 정의되어 있다. 하향링크에서 적용되는 cyclic prefix가 normal cyclic prefix인지 extended cyclic prefix인지는 단말이 셀에서 수신되는 동기 신호의 복호 등을 통해 획득할 수 있다. 도 5n의 LTE 기지국에 의해 운영되는 TDD의 각 스페셜 서브프레임에서 cyclic prefix가 normal cyclic prefix인 경우 10개의 스페셜 서브프레임 설정(도 5o-01) 중에서 1개가 셀 커버리지에 따라서 선택되고, cyclic prefix가 extended cyclic prefix인 경우 8개의 스페셜 서브프레임 설정(도 5o-11) 중에서 1개가 셀 커버리지에 따라서 선택된다. LTE 기지국이 상기의 선택된 스페셜 서브프레임 설정으로 LTE 전송을 수행하는 경우, 5G 기지국은 LTE 전송에 영향을 주지 않기 위해 앞의 도 5n에서의 실시예에 따라 5G 단말들에게 5G 자원에 대한 시그날링을 전송하고 5G 단말들은 상기 시그날링을 수신하여 5G 하향 전송과 상향 전송을 위한 자원을 알 수 있다.
다음으로 도 5n에서의 실시 예들에 따른 기지국과 단말 절차를 도 5p를 통하여 설명하도록 한다. 먼저 5G 기지국 절차를 설명하도록 한다.
단계 5p-10에서 5G 기지국은 5G capable 단말에게 5G 전송을 위해 설정된 자원에서 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 전송한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5p-11에서 5G 기지국은 5G 자원할당을 지시하는 신호를 5G 단말에게 전송한다. 5G capable 단말에게 5G 자원할당 신호를 전송할 때, 상기 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 도 5n과 도 5o에 따른 5G 자원이 LTE 스페셜 서브프레임인지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 도 5n과 도 5o에 따른 5G 하향 전송이 어디에서 시작하고 어디에서 끝나며, 5G 상향 전송이 어디에서 시작하고 어디에서 끝나는지를 알려주는 신호일 수 있다.
LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 5G 기지국에 의해 5G 동기와의 LTE 동기와의 차이에 대한 값이 전송될 수도 있다. 통합제어기가 존재하는 경우, 상기 LTE 또는 5G 자원할당은 상기 통합제어기로부터 결정되어 X2로 5G 기지국에게 전송됨으로써, 자원을 나누어 LTE 시스템과 5G 시스템을 다른 자원에서 운영하는 경우, LTE 시스템과 5G 시스템의 자원 할당을 선택하고, 할당 정보를 X2로 기지국에게 송신함으로써 LTE 시스템과 5G 시스템의 자원구분이 가능하다. 통합제어기가 존재하지 않는 경우, 도 5d의 기지국 절차에서처럼 LTE 기지국 혹은 5G 기지국이 LTE 또는 5G 자원할당을 선택하여 다른 기지국에게 전송할 수 있다.
단계 5p-12에서 5G 기지국은 5G capable 단말에게 5G 자원에서 5G 상하향 전송이 시작되는 위치와 끝나는 위치를 기반으로 5G 서비스를 위한 데이터 및 제어 정보 및 참조 신호를 단말과 송수신한다.
다음으로 5G 단말 절차를 설명하도록 한다.
단계 5p-20에서 5G 단말은 5G 기지국으로부터 5G를 위한 동기 및 시스템 정보를 획득한다. 상기 5G를 위한 동기 신호는 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 동기 신호가 전송될 수 있으며, 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 동기 신호가 전송될 수도 있다. 상기의 시스템 정보는 하나의 numerology를 사용하여 특정 5G 자원에 공통 시스템 신호가 전송될 수 있고, 다른 numerology를 사용하는 eMBB, mMTC, URLLC를 위해 별개의 시스템 정보가 전송될 수 있다.
단계 5p-21에서 5G 단말은 5G 기지국으로부터 5G 자원할당을 지시하는 신호를 수신한다. 상기 5G 자원할당 신호는 상위 신호일수도 있으며, 물리 신호일수도 있다. 상기 LTE 또는 5G 자원할당 신호는 LTE 또는 5G 자원이 어디에 위치하고 있는지를 알려주는 정보로써 주파수 정보(캐리어 주파수, Physical resource block 등), 시간 정보(radio frame index, subframe index, 5G 전송을 위한 MBSFN 서브프레임 정보, 5G 전송을 위한 상향 서브프레임 정보), 안테나 정보, 공간정보, 듀플렉스 정보(FDD DL, UL 캐리어 정보, TDD UL/DL configuration 정보, LAA 운영 관련 정보), Reference signal 혹은 동기신호 전송에 따른 LTE/5G 자원 점유 여부를 단말이 실시간으로 획득하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 5G 자원할당 신호는 5G 자원이 도 5n과 도 5o에 따른 LTE 스페셜 서브프레임인지를 포함할 수 있다. 또한 상기 5G 자원할당 신호는 도 5n과 도 5o에 따른 5G 하향 전송이 어디에서 시작하고 어디에서 끝나며, 5G 상향 전송이 어디에서 시작하고 어디에서 끝나는지를 알려주는 신호일 수 있다. LTE 시스템에서의 동기정보가 추가적으로 5G capable 단말에 의해 획득될 수 있으며, 상기 5G 기지국으로부터 5G 동기와의 LTE 동기와의 차이에 대한 값이 수신될 수도 있다.
단계 5p-22에서 5G 단말은 단계 5p-21에서 수신한 신호로부터 5G 상하향 전송이 시작되는 위치와 끝나는 위치를 기반으로 결정된 5G 자원 크기를 기반으로 5G 서비스를 위한 데이터 및 제어 정보 및 참조 신호를 기지국과 송수신한다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (1)
- 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.
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