KR20180050015A

KR20180050015A - 무선통신시스템에서 고신뢰 저지연 통신을 위한 데이터 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180050015A
Application number: KR1020160146654A
Authority: KR
Inventors: 장재혁; 김성훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-05-14
Also published as: US11758537B2; CN116056235A; US11533712B2; EP3520536A1; EP3520536A4; CN109906658A; US20200053715A1; US20230422248A1; US20210076366A1; US20180132220A1; WO2018084670A1; US10455551B2; CN109906658B; US20230124728A1

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 발명은 무선통신 시스템에서, 고신뢰 저지연 통신 (Ultra-Reliable and Low-Latency Communications, URLLC)을 위한 데이터 전송 및 수신 방법을 개시한다.

Description

무선통신시스템에서 고신뢰 저지연 통신을 위한 데이터 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OF ULTRA RELIABLE AND LOW LATENCY COMMUNICATIONS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

무선통신 시스템에서, 고신뢰 저지연 통신 (Ultra-Reliable and Low-Latency Communications, URLLC)을 위한 데이터 전송 및 수신 방법에 관한 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.

최근 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-Advanced의 발전에 따라 무선통신 시스템에서, 고신뢰 저지연 통신 (Ultra-Reliable and Low-Latency Communications, URLLC)을 위한 데이터 송수신 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서, 고신뢰 저지연 통신을 위해 데이터 전송 및 수신 방법에 대해 제안한다.

또한 본 발명의 또다른 목적은 상향링크로 SRS만 전송이 가능한 셀에, 단말이 랜덤엑세스 중 상향링크 자원할당을 받은 경우, 해당 자원을 사용하는 방법에 대해 제안한다.

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 일 실시예에 따르면, 데이터 전송 시 수신 성공률을 높임과 동시에 지연을 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상향링크로 SRS만 전송이 가능한 셀에, 단말이 랜덤엑세스 중 상향링크 자원할당을 받은 경우, 본 발명에서 제안하는 방안을 활용하여 단말의 불필요한 전력을 막거나, 해당 자원을 활용할 수 있다.

도 1a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 제안하는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러에 대해 고신뢰 저지연 통신을 위한 송신단과 수신단의 프로토콜 구조 예시도면들이다.
도 1d는 본 발명에서 제안하는 방안을 적용 시 단말의 송신동작 순서 예시 도면이다.
도 1f는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 1g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 2a은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 망 구조의 예를 도시한다.
도 2b는 본 발명이 적용되는 상기 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 LTE TDD 시스템의 프레임 구조를 도식화한 도면이다.
도 2e는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말과 기지국의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 2f는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 2g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.

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.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

<제1실시예>

제1실시예는 무선통신 시스템에서, 고신뢰 저지연 통신을 위해 데이터 전송 및 수신 방법에 대해 제안한다.

도 1a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 1a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(1a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(1a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1a-35)은 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20) 및 S-GW(1a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(1a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(1a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(1a-25) 및 S-GW(1a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (1a-05)(1a-10)(1a-15)(1a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 1b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(1b-05)(1b-40), RLC(Radio Link Control)(1b-10)(1b-35), MAC (Medium Access Control)(1b-15)(1b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (1b-05)(1b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (1b-10)(1b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(1b-15)(1b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(1b-20)(1b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.

HARQ 전송방식으로는 비동기식 (asynchronous) HARQ와 동기식 (synchronous) HARQ가 있다. 비동기식 HARQ는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정되지 않은 방식이며, 동기식 HARQ에서는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정 (예를 들어 8ms)된 방식이다. 또한, 한 단말에 대해 하향링크 및 상향링크에 대해 병렬적으로 복수개의 송수신을 동시에 수행할 수 있으며, 각각의 전송은 HARQ 프로세스 식별자로 구분된다.

한편 비동기식 HARQ에서는 재전송타이밍이 정해져 있지 않기 때문에, 매 재전송 마다, 본 전송이 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지와 이 전송이 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보를 기지국이 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 물리채널을 통해 제공한다. 보다 상세히는, 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 HARQ Process ID 필드를 통해 전송하며, 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 NDI (New Data Indicator) 비트를 통해, 해당 비트가 기존 값 대비 변경되지 않은 경우 재전송을 뜻하며, 다른 값으로 변경된 경우 신규 전송임을 뜻한다. 이에 따라, 단말은 기지국이 전송하는 PDCCH 내의 자원할당 정보를 수신하여, 해당 전송에 대한 상세한 사항을 파악하여, 하향링크의 경우 PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 수신하며, 상향링크의 경우 PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 송신한다.

본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.

도 1c는 본 발명에서 제안하는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러에 대해 고신뢰 저지연 통신을 위한 송신단과 수신단의 프로토콜 구조 예시도면들이다.

도 1ca는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러의 동일한 패킷에 대해 PDCP 계층 (1ca-01)에서 동일한 일련번호 (혹은 Sequence Number, SN)를 가지는 중복 패킷을 생성하고, 이를 독립적인 RLC 계층 (1ca-03)(1ca-05)와 MAC 계층 (1ca-07)(1ca-09), 물리 계층 (1ca-11)(1ca-13)을 통해 별개로 전송하는 방법이다. 이때 PDCP 계층은 동일한 패킷에 대해 각기 다른 RLC, MAC 계층을 통해 전송한다. 이를 수신한 각 물리계층 (1ca-15)(1ca-17)은, 이에 대응되는 MAC 계층 (1ca-19)(1ca-21)로 패킷을 전달하고, RLC(1ca-23)(1ca-25)에게 전달하여 PDCP 계층 (1ca-27)으로 최종 전달한다. 만약 각기 다른 경로를 통해 전송된 패킷이 모두 성공하여 PDCP 계층(1ca-27)에 중복된 SN을 가지는 패킷이 도착하는 경우, 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 수신측의 상위 계층으로 전달한다. 또한, 상기 RLC 계층은 저 지연 통신을 위해 자동 반복 요청 (Automatic Repeat reQuest, ARQ)를 통한 재전송이 없는 비확인 모드 (Unacknowledged Mode, UM) 방식으로 작동하는 엔티티를 가정한다. 또한, 상기 서로 다른 물리 계층은 서로 다른 주파수를 사용하거나 혹은 동일 주파수이나 다른 안테나 등을 활용하여 공간적으로 다른 자원일 수 있다.

도 1cb는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러의 동일한 패킷에 대해 PDCP 계층 (1cb-01)에서 동일한 SN를 가지는 중복 패킷을 생성하고, 이를 독립적인 RLC 계층 (1cb-03)(1cb-05)에 전달하나, 공통된 MAC 계층 (1cb-07)을 통해 전송하는 방법이다. 이때 PDCP 계층은 동일한 패킷에 대해 각기 다른 RLC으로 전송하여 별도로 RLC계층에서의 SN을 관리한다. 상기 MAC 계층 (1cb-07)은 상기 각 RLC 계층들로부터 수신한 패킷을 동일한 물리계층 혹은 다른 물리계층 (1cb-11)(1cb-13)으로 패킷을 전달하여 송신한다. 이를 수신한 각 물리계층 (1cb-15)(1cb-17)은, 이에 대응되는 MAC 계층 (1cb-19)으로 패킷을 전달하고, 각각의 대응되는 RLC 계층(1cb-23)(1cb-25)에게 전달하여 PDCP 계층 (1cb-27)으로 최종 전달한다. 만약 각기 다른 경로를 통해 전송된 패킷이 모두 성공하여 PDCP 계층(1cb-27)에 중복된 SN을 가지는 패킷이 도착하는 경우, 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 수신측의 상위 계층으로 전달한다. 또한, 상기 RLC 계층은 저 지연 통신을 위해 자동 반복 요청 (Automatic Repeat reQuest, ARQ)를 통한 재전송이 없는 비확인 모드 (Unacknowledged Mode, UM) 방식으로 작동하는 엔티티를 가정한다. 또한, 상기 서로 다른 물리 계층은 서로 다른 주파수를 사용하거나 혹은 동일 주파수이나 다른 안테나 등을 활용하여 공간적으로 다른 자원일 수 있다.

도 1cc는 소정의 트래픽 종류/무선 베어러의 동일한 패킷에 대해 동일한 PDCP, RLC 계층을 사용하나, MAC계층에서 중복 패킷을 생성하고, 이를 동일한 물리계층 혹은 다른 물리계층 (1cc-11)(1cc-13)으로 패킷을 전달하여 송신하는 방법이다. 이를 수신한 각 물리계층 (1cc-15)(1cc-17)은, 이에 대응되는 MAC 계층 (1cc-19), RLC 계층(1cc-23), PDCP 계층 (1cc-27)으로 최종 전달한다. 상기 RLC 계층(1cc-23)은 만약 각기 다른 물리계층을 통해 전송된 패킷이 모두 성공하여 중복된 RLC SN을 가지는 패킷이 도착하는 경우, 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 PDCP 계층(1cc-27)으로 전달한다. 또한, 상기 RLC 계층은 저 지연 통신을 위해 자동 반복 요청 (Automatic Repeat reQuest, ARQ)를 통한 재전송이 없는 비확인 모드 (Unacknowledged Mode, UM) 방식으로 작동하는 엔티티를 가정한다. 또한, 상기 서로 다른 물리 계층은 서로 다른 주파수를 사용하거나 혹은 동일 주파수이나 다른 안테나 등을 활용하여 공간적으로 다른 자원일 수 있다.

도 1cd는 도 1ca와 도 1cc가 결합된 방식이다. 즉, 소정의 트래픽 종류/무선 베어러의 동일한 패킷에 대해 PDCP 계층 (1cd-01)에서 동일한 일련번호 (혹은 Sequence Number, SN)를 가지는 중복 패킷을 생성하고, 이를 독립적인 RLC 계층 (1cd-03)(1cd-05)와 MAC 계층 (1cd-07)(1cd-09)으로 전송하고 각 MAC 계층 (1cd-07)(1cd-09)은 다시 중복 패킷을 생성하여 각 MAC 계층에 대응하는 물리계층 (1cd-11)(1cd-12)(1cd-13)(1cd-14)으로 전송하는 방법이다. 이를 수신한 각 물리계층 (1cc-15)(1cc-16)(1cc-17)(1cc-18)은 대응되는 MAC 계층 (1cd-19) 혹은 (1cd-21)으로 전달하고 각 MAC 계층에서 해당 RLC 계층 (1cd-23)(1cd-25)로 전달한다. 이 때, 상기 RLC 계층 (1cd-23)(1cd-25)에, MAC 계층 (1cd-07)(1cd-09)에서 중복된 패킷이 모두 성공적으로 도착하는 경우, RLC SN에따라 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 해당 PDCP 계층 (1cd-27)으로 전달하고, 각 RLC 계층으로부터 수신한 패킷가운데, 상기 PDCP 계층 (1cd-01)에서 중복된 패킷이 모두 성공적으로 도착하는 경우, PDCP SN에 따라 중복된 패킷을 버리고 하나의 패킷만을 상위 계층으로 전달한다. 또한, 상기 RLC 계층은 저 지연 통신을 위해 자동 반복 요청 (Automatic Repeat reQuest, ARQ)를 통한 재전송이 없는 비확인 모드 (Unacknowledged Mode, UM) 방식으로 작동하는 엔티티를 가정한다. 또한, 상기 서로 다른 물리 계층은 서로 다른 주파수를 사용하거나 혹은 동일 주파수이나 다른 안테나 등을 활용하여 공간적으로 다른 자원일 수 있다.

본 예시도면에서 단말은 기지국에 이미 연결이 되어 데이터 송수신이 가능한 상황을 가정한다.

단말은 소정의 트래픽 종류/무선 베어러에 대해 기지국으로부터 중복 전송을 설정할 것을 지시하는 메시지를 수신한다 (1d-03). 상기 지시하는 메시지에는 하기 후술할 PDCP 계층에서 중복패킷생성 횟수 M 및 MAC 계층에서 중복패킷생성 횟수 N 중 하나가 포함될 수 있다. 상기 M은 상기 무선 베어러에 대해서 설정된 PDCP 장치와 연결된 수신 RLC 장치의 개수와 동일하여 이에 따라, 단말은 상기 M개수만큼의 RLC 계층을 추가 생성할 수 있다. 또한, 상기 N은 자원 할당 메시지에 의해서 특정되거나, 기지국이 상기 설정 메시지에서 설정한 소정의 값일 수 있다.

이후, 단말에 상기 트래픽 종류 및 무선 베어러에 해당하는 패킷 발생 시, 만약 상기 설정 메시지에 PDCP 계층에서 중복패킷생성 횟수 M이 2 이상의 값을 가지는 경우, 단말은 해당 개수만큼 중복 패킷을 생성하고, 이를 각각의 RLC 계층으로 전달한다 (1d-05). 이 때, 단말의 PDCP 계층은 상기 각각의 중복 패킷을 서로 다른 RLC 계층으로 전달한다. 한편 상기 RLC 계층으로부터 패킷을 수신한 MAC 계층은, 만약 상기 설정 메시지에 각 MAC 계층에서 중복패킷생성 횟수 N이 2 이상의 값을 가지는 경우, 해당 패킷에 대해 중복패킷을 생성한다 (1d-07). 즉, 총 중복 패킷은 M * N 개의 개수를 가지며, 각각 MAC 계층에 별도의 N 값을 설정받을 수도 있다.

상기 중복 생성된 패킷을 상향링크 (즉, 단말에서 기지국)으로 전송하기 위해 단말은 기지국으로 자원 요청 메시지를 전송한다 (1d-09). 상기 자원 요청 메시지는 복수개의 중복 패킷을 포함하고 있음을 알리는 지시자나, 상기 소정의 트래픽 종류가 포함되어 있음을 알리는 식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 자원 요청 메시지를 수신한 기지국으로부터 상기 중복 패킷을 전송하기 위한 자원 할당 메시지를 수신하면 (1d-11), 상기 기지국으로 상기 중복 패킷을 전송한다 (1d-13). 이 때, 상기 자원 할당 메시지에는 도 1c에서 전술한 복수개의 주파수 혹은 공간 자원에 대한 정보나, 상기 고신뢰저지연 트래픽 종류 관련 할당임을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이를 통해 동일 데이터에 대해 다른 주파수 혹은 공간 자원으로 데이터를 중복 전송하여 신뢰성을 증대하고 지연을 줄일 수 있다.

도 1f는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 1f를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (1f-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (1f-20), 저장부 (1f-30), 제어부 (1f-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (1f-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (1f-10)는 상기 기저대역처리부 (1f-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1f-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 1f에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (1f-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (1f-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (1f-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (1f-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (1f-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (1f-20)은 상기 RF처리부 (1f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4f-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1f-20)은 상기 RF처리부(1f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (1f-20) 및 상기 RF처리부 (1f-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (1f-20) 및 상기 RF처리부 (1f-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (1f-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

상기 제어부 (1f-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (1f-40)는 상기 기저대역처리부 (1f-20) 및 상기 RF처리부 (1f-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1f-40)는 상기 저장부(1f-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (1f-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (1f-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (1f-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (1f-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1f-40)는 상기 단말이 상기 도 1d에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부는 기지국으로부터 수신한 설정에 따라, 소정의 베어러에 대한 RLC 계층 및 MAC 계층을 생성하고, 해당 베어러의 패킷 전송 시, 설정된 값에 따라 중복 전송을 수행한다.

도 1g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 1g에 도시된 바와 같이, 상기 제1접속 노드는 RF처리부(1g-10), 기저대역처리부(1g-20), 백홀통신부(1g-30), 저장부(1g-40), 제어부(1g-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(1g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1g-10)는 상기 기저대역처리부(1g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도 1g에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1g-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1g-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 상기 RF처리부(1g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 상기 RF처리부(1g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(1g-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1g-30)는 상기 제1접속 노드에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(1g-40)는 상기 제1접속 노드의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1g-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1g-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1g-40)는 상기 제어부(1g-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1g-50)는 상기 제1접속 노드의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1g-50)는 상기 기저대역처리부(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1g-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1g-50)는 상기 저장부(1g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1g-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1g-50)는 단말의 능력에 따라 단말에게 고신뢰 저지연 통신을 위한 데이터 전송을 위한 설정들을 지시한다. 이후, 단말로부터 자원 요청 수신을 하면 이에 따라 복수개의 자원을 서로다른 주파수 혹은 공간자원에 할당하며 단말로부터 패킷을 수신한다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

<제2실시예>

제2실시예는 상향링크로 SRS만 전송이 가능한 셀에, 단말이 랜덤엑세스 중 상향링크 자원할당을 받은 경우, 해당 자원을 사용하는 방법에 대해 제안한다.

도 2a은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 2a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(2a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(2a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(2a-35)은 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20) 및 S-GW(2a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(2a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(2a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(2a-25) 및 S-GW(2a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 2b는 본 발명이 적용되는 상기 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(2b-05)(2b-40), RLC(Radio Link Control)(2b-10)(2b-35), MAC (Medium Access Control)(2b-15)(2b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (2b-05)(2b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (2b-10)(2b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(2b-15)(2b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(2b-20)(2b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.

한편 상기 PHY 계층은 하나 혹은 복수 개의 주파수/반송파로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 주파수를 동시에 설정하여 사용하는 기술을 반송파 집적 기술 (carrier aggreagation, 이하 CA라 칭함)이라 한다. CA 기술이란 단말 (혹은 User Equipment, UE) 과 기지국 (E-UTRAN NodeB, eNB) 사이의 통신을 위해 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 추가로 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다. 한편, LTE에서는 주반송파를 사용하는 기지국 내의 셀을 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파를 SCell (Secondary Cell)이라 칭한다.

도 2c는 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.

도 2c를 참조하면, 하나의 기지국에서는 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들이 송출되고 수신된다. 예를 들어 기지국(2c-05)에서 중심 주파수가 f1인 캐리어(2c-15)와 중심 주파수가 f3(2c-10)인 캐리어가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국(2c-05)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(2c-30)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말(2c-30)의 전송 속도를 높일 수 있다.

전통적인 의미로 하나의 기지국에서 송출되고 수신되는 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.

이하 본 발명을 설명함에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 이하 본 발명의 실시 예는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템을 가정하여 설명될 것이나, 본 발명은 캐리어 집적을 지원하는 각종 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

도 2d는 LTE 시스템 가운데 5ms의 스위치 포인트 주기를 갖는 시분할 (Time Division Duplex, TDD) 시스템의 프레임 구조를 도식화한 도면이다. 즉, 도 2d 하단부의 테이블의 Configuration 0, 1, 2, 6에 해당하는 프레임 구조이다. Configuration 3, 4, 5에 해당하는 프레임 구조는 하기 설명할 Special subframe이 한 프레임 내에 #1 subframe 자리에 하나만 나오는 것으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 2d에서 보듯이, LTE 에서의 한 프레임의 길이는 10 ms로, 이는 다시 1 ms의 길이를 갖는 10개의 서브프레임으로 나뉜다 (#0, #1, #2, …, #9). 여기서 #0, #2, #3, #4, #5, #7, #8, #9는, 도 2d 하단부의 테이블을 참조하면, configuration에 따라 하향링크 서브프레임 (Downlink Subframe, 표에 'D'로 표기)과 상향링크 서브프레임 (Uplink Subframe, 표에 'U'로 표기)로, TDD configuration에 따라 사용될 수 있다. 즉, TDD configuration 0번의 경우, 서브프레임 #0, #5는 하향링크로, 서브프레임 #2, #3, #4, #7, #8, #9는 상향링크로 사용되며, TDD configuration 1번의 경우, 서브프레임 #0, #4, #5, #9는 하향링크로, 서브프레임 #2, #3, #7, #8은 상향링크로 사용된다.

도 2d에서 #1, #6은 스페셜 서브프레임 (Special Subframe)으로 하향링크에서 상향링크로의 전환기에 있는 서브프레임이다. 즉, 이는 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), GP (Guard Period), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)의 세 구간으로 나뉘며, DwPTS 구간에서는 하향링크 데이터 전송이 가능하나, UpPTS 구간에서는 상향링크 데이터 전송이 불가능하며, 사운딩 기준신호 (Sounding Reference Symbol, SRS) 등의 전송은 가능한 슬롯이다. GP는 하향링크와 상향링크의 전환 사이의 휴지구간이다.

도 2e는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말과 기지국의 메시지 흐름 예시 도면이다. 본 예시도면에서는 단말은 이미 기지국에 연결되어 데이터 송수신을 할 수 있는 상황을 가정한다.

단말은 기지국의 PCell (혹은 활성화된 SCell)로부터 상향링크로 SRS 전송만 가능한 TDD 셀을 SCell로 추가로 설정할 것을 명령받는다 (2e-11). 이와 같은 셀을 추가하는 이유는, 단말이 기능상의 한계로 인해 동시에 여러 상향링크를 전송할 수 없어서, 실제로는 상기 추가한 셀로 하향링크만을 수신하게 되며, 상기 추가한 셀의 채널 상태를 보고(전송)하는 것 대신, 단말이 임시로 상기 추가한 셀로 스위칭/이동하여 도 2d에서 전술한 상향링크 서브프레임에 SRS신호를 전송하면, 이를 기지국이 수신하여 상향링크 채널 상태를 파악하여, 하향링크 채널 상태를 짐작할 수 있게 하기 위함이다. 이를 통해 기지국은 상기 추가한 셀의 채널상태 보고를 위한 자원을 절약할 수 있다. 상기 설정 메시지는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지일 수 있다. 또한, 상기 설정 메시지에는 상기 추가한 셀에서의 SRS 설정 정보, 상기 추가한 셀에서의 랜덤엑세스 설정 정보 등 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 상기 랜덤엑세스 설정 정보에는 어떠한 상향링크의 어떠한 자원에서 단말이 랜덤엑세스를 할 수 있음을 알려주는 정보 등이 포함될 수 있다.

상기 설정 메시지를 수신한 단말은 기지국으로 상기 설정메시지를 잘 받았음을 알리는 메시지를 보낸다 (2e-13). 상기 확인 메시지는 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지등을 활용할 수 있다.

이후, 단말은 상기 설정받은 추가한 셀을 실제로 사용하기 위해 활성화 메시지를 기지국으로부터 수신한다 (2e-15)

이후, 단말은 상기 추가한 셀로 SRS 전송을 보내기 위해 전송 타이밍을 획득하기 위한 이유 등으로 기지국으로부터 상기 추가한 셀로 프리앰블을 전송하도록 명령받는다 (2e-21). 상기 프리앰블 전송을 명령하는 메시지에는 특정 프리앰블 식별자 및 상기 설정받은 랜덤엑세스 자원 중 특정 자원으로 한정하는 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

상기 프리앰블 전송 명령에 따라 단말은 상기 추가한 셀에 랜덤엑세스 프리앰블 신호를 전송한다 (2e-23). 상기 랜덤 엑세스 프리앰블을 수신한 기지국은 PCell을 통해서 랜덤 엑세스 응답 (2e-25) 메시지를 전송한다. 상기 응답 메시지에는 상향링크 전송 타이밍 조정 정보나, 상향링크 전송자원 정보, 혹은 SRS 전송 관련 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따라, 상기 응답 메시지를 수신한 단말은 상기 상향링크 전송자원 정보가 있음에도 불구하고 해당 자원으로 데이터 및 SRS를 전송하지 않는다.

본 발명의 제 2 실시예에 따라, 상기 상향링크 전송자원이 할당된 서브프레임에서 상기 추가된 셀에서 SRS를 전송한다.

본 발명의 제 3 실시예에 따라, 만약 상기 응답 메시지에 SRS 전송 관련 자원 정보가 포함된 경우, 지시된 정보에 따라 해당 서브프레임에 단말은 상기 추가된 셀에서 SRS를 전송한다.

도 2f는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말의 동작 순서 예시 도면이다. 본 예시도면에서는 단말은 이미 기지국에 연결되어 데이터 송수신을 할 수 있는 상황을 가정한다.

단말은 기지국의 PCell (혹은 활성화된 SCell)로부터 상향링크로 SRS 전송만 가능한 TDD 셀을 SCell로 추가로 설정할 것을 수신하고 이에 대한 확인 메시지를 송신한다 (2f-03). 이와 같은 셀을 추가하는 이유는, 단말이 기능상의 한계로 인해 동시에 여러 상향링크를 전송할 수 없어서, 실제로는 상기 추가한 셀로 하향링크만을 수신하게 되며, 상기 추가한 셀의 채널 상태를 보고(전송)하는 것 대신, 단말이 임시로 상기 추가한 셀로 스위칭/이동하여 도 2d에서 전술한 상향링크 서브프레임에 SRS신호를 전송하면, 이를 기지국이 수신하여 상향링크 채널 상태를 파악하여, 하향링크 채널 상태를 짐작할 수 있게 하기 위함이다. 이를 통해 기지국은 상기 추가한 셀의 채널상태 보고를 위한 자원을 절약할 수 있다. 상기 설정 메시지는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지일 수 있다. 또한, 상기 설정 메시지에는 상기 추가한 셀에서의 SRS 설정 정보, 상기 추가한 셀에서의 랜덤엑세스 설정 정보 등 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 상기 랜덤엑세스 설정 정보에는 어떠한 상향링크의 어떠한 자원에서 단말이 랜덤엑세스를 할 수 있음을 알려주는 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 상기 확인 메시지는 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지등을 활용할 수 있다.

이후, 단말은 상기 설정받은 추가한 셀을 실제로 사용하기 위해 활성화 메시지를 기지국으로부터 수신한다 (2f-05). 이에 따라 단말은 해당 SCell로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.

이후, 단말은 상기 추가한 셀로 SRS 전송을 보내기 위해 전송 타이밍을 획득하기 위한 이유 등으로 기지국으로부터 상기 추가한 셀로 프리앰블을 전송하도록 명령받는다 (2f-07). 상기 프리앰블 전송을 명령하는 메시지에는 특정 프리앰블 식별자 및 상기 설정받은 랜덤엑세스 자원 중 특정 자원으로 한정하는 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

상기 프리앰블 전송 명령에 따라 단말은 상기 추가한 셀에 랜덤엑세스 프리앰블 신호를 전송하고 (2f-09), 기지국의 PCell을 통해서 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신한다 (2f-11). 상기 응답 메시지에는 상향링크 전송 타이밍 조정 정보나, 상향링크 전송자원 정보, 혹은 SRS 전송 관련 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이후 단말은, 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 상기 응답 메시지를 수신한 단말은 상기 상향링크 전송자원 정보가 있음에도 불구하고 해당 자원으로 데이터 및 SRS를 전송하지 않는다. 혹은 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 상기 상향링크 전송자원이 할당된 서브프레임에서 상기 추가된 셀에서 SRS를 전송한다. 혹은 본 발명의 제 3 실시예에 따라, 만약 상기 응답 메시지에 SRS 전송 관련 자원 정보가 포함된 경우, 지시된 정보에 따라 해당 서브프레임에 단말은 상기 추가된 셀에서 SRS를 전송한다.

도 2g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 2g를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (2g-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (2g-20), 저장부 (2g-30), 제어부 (2g-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (2g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (2g-10)는 상기 기저대역처리부 (2g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 2g에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (2g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (2g-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (2g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (2g-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (2g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (2g-20)은 상기 RF처리부 (2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 상기 RF처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (2g-20) 및 상기 RF처리부 (2g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (2g-20) 및 상기 RF처리부 (2g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부 (2g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (2g-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부 (2g-30)는 무선랜 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 무선랜 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부 (2g-30)는 상기 제어부 (2g-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부 (2g-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (2g-40)는 상기 기저대역처리부 (2g-20) 및 상기 RF처리부 (2g-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2g-40)는 상기 저장부(2g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (2g-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (2g-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (2g-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (2g-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(2g-40)는 상기 단말이 상기 도 2e에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(2g-40)는 기지국으로부터 상향링크로는 SRS 전송만 가능한 TDD 셀을 추가받고 랜덤엑세스 명령을 수신하면 이에 따라 프리앰블을 전송하고, 랜덤엑세스 응답 메시지 내에 포함된 자원에 대해 전술한 실시예에 따라 활용한다.

Claims

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.