KR20180122867A - 무선통신 시스템에서 상향링크 제어채널, 신호 및 데이터 채널 전송 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신에서 상향링크 채널(들) 및 신호 그리고 데이터 채널의 전송을 위한 방법에 관한 것으로 제어채널, 신호 및 데이터 채널들의 효과적인 다중화 방법, 장치 및 시스템이 제공될 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 상향링크 제어채널, 신호 및 데이터 채널 전송 방법, 장치 및 시스템{METHOD, APPARATUS, AND SYSTEM FOR TRANSMITTING CONTROL CHANNEL(S)/SIGNAL(S) AND DATA CHANNEL(S) IN WIRELESS SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에서 상향링크 채널(들) 및 신호 그리고 데이터 채널의 전송을 위한 방법에 관한 것으로 제어채널, 신호 및 데이터 채널들의 효과적인 다중화 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.

3GPP LTE(-A)는 물리계층 신호 전송을 위하여 상/하향링크 물리 채널들을 정의한다. 예를 들면, 상향링크로 데이터를 전송하는 물리 채널인 물리 상향 링크 공유 채널 (PUSCH), 제어 신호를 전송하는 물리 상향 링크 제어 채널 (PUCCH), 그리고 물리 랜덤 액세스 채널 (PRACH) 등이 정의되고, 하향링크로 데이터를 전송하는 물리 하향링크 공유 채널 (PDSCH)를 비롯하여 L1/L2 제어신호를 전송하는 물리 제어 포맷 지시자 채널 (PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널 (PDCCH), 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널 (PHICH) 등이 있다.

상기 채널들 중 하향링크 제어 채널 (PDCCH/EPDCCH)은 기지국이 하나 또는 다수의 단말들에게 상/하향링크 스케줄링 할당 제어 정보, 상향링크 송신 파워 제어 정보 및 다른 제어 정보를 전송하기위한 채널이다. 기지국이 한 번에 전송할 수 있는 PDCCH에 사용할 수 있는 자원에 제한이 있기 때문에, 각 단말에게 서로 다른 자원을 할당할 수 없고, 자원을 공유하여 임의의 단말에게 제어 정보를 전송하여야 한다. 예를 들어, 3GPP LTE(-A)에서는 4개의 RE(Resource Element)를 묶어 REG (Resource Element Group)을 만들고, 9개의CCE(Control Channel Element)를 만들고, 하나 또는 복수 개의 CCE를 결합하여 보낼 수 있는 자원을 단말에게 알려주고, 여러 단말들은 CCE를 공유하여 사용할 수 있다. 여기서, CCE가 결합되는 수를 CCE 결합 수준이라고 하며, 가능한 CCE 결합수준에 따라 CCE가 할당되는 자원을 탐색 공간(Search Space)라고 한다. 탐색 공간은 기지국 별로 정의되어 있는 공통 탐색 공간 (Common Search Space)와 단말마다 정의되어 있는 특정 단말 탐색 공간 (Terminal-specific or UE-specific Search Space)가 있을 수 있다. 단말은 탐색공간에서 가능한 모든 CCE 결합 경우의 수에 대하여 복호를 수행하고, PDCCH에 포함된 사용자 장비(UE) 식별자를 통해 자신의 PDCCH에 해당되는지 여부를 알 수 있다. 따라서 이러한 단말의 동작은 PDCCH의 복호에 걸리는 시간이 길고 많은 에너지 소모가 불가피하다.

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.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 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.

앞서 언급한 바와 같이, 미래의 5G 기술은 실시간 제어 (real?time control) 및 촉감 인터넷 (tactile internet)과 같은 새로운 어플리케이션 (application)의 등장으로 더욱 낮은 지연의 데이터 전송을 요구하고 있으며， 5G 데이터 요구 지연은 1ms까지 낮춰질 것으로 예상된다. 5G는 종래 대비 약 10배 감소된 데이터 지연 제공을 목표로 하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 5G는 더 짧은 m(e.g., 0.2ms)를 가지는 새로운 프레임 구조의 통신 시스템이 제안될 것으로 예상된다.

또한， 5G 시스템은 저지연 (low latency) 뿐만 고용량 (high capacity), 저 에너지 소비 (low energy consumption), 저 비용 (low cost), 고 사용자 데이터 전송률 (high user data rate) 등과 같이 다양한 요구 사항을 가지는 응용이 함께 공존할 것으로 예상된다. 이와 같이 5G는 Ultra Low Latency를 요구하는 응용부터 높은 데이터 전송를을 요구하는 응용까지 다양한 종류의 웅용을 함께 지원하기 위해 종래와는 다른 구조의 시스템으로-진화될 필요가 있다. 단말의 데이터 수신 지연을 최소화하기 위해서는 종래와는 다른 새로운 프레임 구조가 정의될 필요가 있으며， 새로운 프레임 구조로 인한 legacy 단말의 영향은 최소화되어야 한다. 5G 통신은 Ul tra Low Latency를 요구하는 응용부터 높은 데이터 전송률을 요구하는 웅용까지 다양한 종류의 응용을 제공하기 위한 시스템으로 진화되고 있다.

5G는 종래 대비 약 10배 감소된 데이터 지연 제공을 목표로 하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 5G 통신 시스템에서는 종래 보다 더 짧은 TTI를 가지는 새로운 프레임 구조가 필요하게 된다. 그러나, 아직까지 감소된 데이터 지연을 제공할 수 있는 5G 통신 시스템에서의 프레임 구조에 대해 제안된 바가 없었다.

또한 종래에는 데이터 지연을 감소시키기 위해 서로 다른 서비스를 위한 데이터 전송을 동일 시간 및 주파수 자원상에서 다중화하여 전송하는 경우에 대해 제안된 바가 없었다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어채널과 데이터 채널을 효율적으로 전송하는 방법, 장치 및 시스템을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다. 또한 본발명은 상향링크 제어 채널과 데이터 채널을 다중화하기 위한 방법, 장치 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어채널과 데이터 채널을 효율적으로 전송하는 방법, 장치 및 시스템이 제공될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어채널과 데이터 채널을 효율적으로 전송할 수 있으며, 상향링크 제어 채널과 데이터 채널의 효율적인 다중화가 가능하다.

본 발명은 셀룰러 통신을 이용하는 단말 및 스테이션 내지 기지국 등 다양한 통신 디바이스에 사용 가능하다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조(Radio Frame Structure)의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크(Downlink, DL)/상향링크(Uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 동기 신호(Synchronization Signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 셀 특정적 공통 참조 신호(Cell Specific Common Reference Signal)의 구성을 예시한 것이다.
도 7은 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 8은 캐리어 집성(Carrier Aggregation, CA) 기법을 설명하는 개념도이다.
도 9는 단일 캐리어 통신(Single Carrier Communication)과 다중 캐리어 통신(Multiple Carrier Communication)을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 크로스 캐리어 스케줄링 기법이 적용되는 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 LTE 및 LAA 서비스 환경에서 단말과 기지국의 배치 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구성을 각각 나타낸 블록도이다.
도 13은 LTE(-A)에서의 제어채널 전송을 위한 PDCCH의 control region에 관한 도면이다.
도 14-(a)는 LTE(-A)에서의 제어정보의 전송 절차에 관한 도면이다.
도 14-(b)는 LTE(-A)에서의 PDCCH의 CCE aggregation 과 PDCCH의 multiplexing에 관한 도면이다.
도 15는 LTE(-A)에서의 common 탐색 공간(search space)과 UE specific(or Terminal specific) 탐색 공간을 위한 CCE aggregation 별 탐색 공간 할당을 나타내는 도면이다.
도 16은 LTE(-A) 시스템에서의 제어정보의 전송이 PUSCH로 piggyback되어 전송될때의 PUSCH RE mapping 방법에 관한 도면이다.
도 17-(a), (b)는 본 발명의 일실시예로 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송을 수행하기 위해 PUCCH 주파수 자원을 PUSCH 근처의 주파수 자원으로 이동하도록 하는 방법에 관한 도면이다.
도 18-(a), (b)는 본 발명의 다른 일실시예로 PUCCH 자원에 대한 frequency hopping을 수행하도록 하되 허비하는 자원이 발생하지 않도록 PUSCH에 인접한 주파수 자원으로 PUCCH를 모두 할당하도록 하는 방법에 관한 도면이다.
도 19은 본 발명의 다른 일실시 예로서 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송시에는 PUCCH 전송에 frequency hopping을 수행하지 않도록 설정하는 방법에 관한 도면이다.
도 20은 본 발명을 위한 하나의 일실시예로서 PUCCH가 PUSCH 주파수 자원으로 이동하는 경우에서의 PUSCH DMRS collision을 handling하기 위한 방법에 관한 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 “이상” 또는 “이하”라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 “초과” 또는 “미만”으로 적절하게 대체될 수 있다.

도 1는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.

특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.

도 1를 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10 개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10 개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2 개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20 개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.

무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.

표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(configuration)을 예시한 것이다.

[표 1]

표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3 개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보(reserve)되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특이 프레임의 구성(configuration)을 예시한 것이다.

[표 2]

도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크(downlink, DL)/상향링크(uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다. 특히, 도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 자원격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 안테나 포트당 1 개의 자원격자가 있다. 도 2를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인(time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 도메인(frequency domain)에서 복수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는N^{DL / UL} _RB*N^RB _sc개의 서브캐리어(subcarrier)와 N^{DL / UL} _symb개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서, N^DL _RB은 하향링크 슬롯에서의 자원 블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고, N^UL _RB은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다. N^DL _RB와 N^UL _RB은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다. N^DL _symb은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며, N^UL _symb은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. N^RB _sc는 하나의 RB를 구성하는 서브캐리어의 개수를 나타낸다. OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼을 포함

하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서, N^{DL / UL} _RB*N^RB _sc개의 서브캐리어를 포함한다. 서브캐리어의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 서브캐리어, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 서브캐리어, 가드 밴드(guard band) 또는 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 서브캐리어로 나뉠 수 있다. DC 성분은 OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 캐리어 주파수(carrier frequency, f₀)로 맵핑(mapping)된다. 캐리어 주파수는 중심 주파수(center frequency, f_c)라고도 한다.

일 RB는 시간 도메인에서 N^{DL / UL} _symb개(예를 들어, 7 개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 N^RB _sc개(예를 들어, 12 개)의 연속하는 서브캐리어에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 서브캐리어로 구성된 자원을 자원요소(Resource Element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB는 N^DL/UL _symb*N^RB _sc개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터 N^DL/UL _RB*N^RBsc-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터 N^{DL / UL} _symb-1까지 부여되는 인덱스이다.

한편, 일 RB는 일 물리 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)와 일 가상자원 블록(Virtual Resource Block, VRB)에 각각 맵핑된다. PRB는 시간 도메인에서 N^{DL / UL} _symb개(예를 들어, 7 개)의 연속하는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 N^RB _sc개(예를 들어, 12 개)의 연속하는 서브캐리어에 의해 정의된다. 따라서, 하나의 PRB는 N^{DL / UL} _symb*N^RB _sc개의 자원요소로 구성된다. 일 서브프레임에서 N^RB _sc개의 연속하는 동일한 서브캐리어를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2 개의 슬롯 각각에 1 개씩 위치하는 2 개의 RB를 PRB 쌍이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2 개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스라고도 함)를 갖는다.

UE가 eNB로부터 신호를 수신하거나 상기 eNB에 신호를 전송하기 위해서는 상기 UE의 시간/주파수 동기를 상기 eNB의 시간/주파수 동기와 맞춰야 한다. eNB와 동기화되어야만, UE가 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정할 수 있기 때문이다.

도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 커지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

도 4은 동기 신호(Synchronization Signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 4은 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 4(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이고 도 4(b)는 확장 CP(extended CP)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이다.

UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 접속하고자 하는 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 셀 식별자(physical cell identity) N^cell _ID를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE는 eNB로부터 동기신호, 예를 들어, 1차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.

도 4을 참조하여, SS를 조금 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. SS는 PSS와 SSS로 구분된다. PSS는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 구성(즉, 일반 CP 또는 확장 CP의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 4을 참조하면, PSS와 SSS는 매 무선 프레임의 2 개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS는 인터-RAT(inter Radio Access Technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms를 고려하여 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS를 통해 검출될 수 있다. PSS는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다. 즉, 단일 안테나 포트 전송 혹은 UE에 투명한(transparent) 전송 방식(예, PVS(Precoding Vector Switching), TSTD(Time Switched Diversity), CDD(Cyclic Delay Diversity))이 SS의 전송 다이버시티를 위해 사용될 수 있다.

SS는 3 개의 PSS와 168 개의 SS의 조합을 통해 총 504 개의 고유한 물리 계층 셀 식별자(physical layer cell ID)를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 상기 물리 계층 셀 ID들은 각 물리 계층 셀 ID가 오직 하나의 물리-계층 셀-식별자 그룹의 부분이 되도록 각 그룹이 3 개의 고유한 식별자들을 포함하는 168 개의 물리-계층 셀-식별자 그룹들로 그룹핑된다. 따라서, 물리 계층 셀 식별자 N^cell _ID = 3N⁽¹⁾ _ID + N⁽²⁾ _ID는 물리-계층 셀-식별자 그룹을 나타내는 0부터 167까지의 범위 내 번호 N⁽¹⁾ _ID와 상기 물리-계층 셀-식별자 그룹 내 상기 물리-계층 식별자를 나타내는 0부터 2까지의 번호 N⁽²⁾ _ID에 의해 고유하게 정의된다. UE는 PSS를 검출하여 3 개의 고유한 물리-계층 식별자들 중 하나를 알 수 있고, SSS를 검출하여 상기 물리-계층 식별자에 연관된 168 개의 물리 계층 셀 ID들 중 하나를 식별할 수 있다. 길이 63의 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스가 주파수 도메인에서 정의되어 PSS로서 사용된다.

도 4을 참조하면, PSS는 5ms마다 전송되므로 UE는 PSS를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE는 PSS만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.

도 5은 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.

도 5을 참조하면, 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3 개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11 개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.

PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4 개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4 개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 서브캐리어 × 하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.

PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1 개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary Phase Shift Keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor, SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 맵핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3 번 반복(repetition)된다.

PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DLSCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

도 6는 셀 특정적 공통 참조 신호(cell specific common reference signal)의 구성을 예시한 것이다. 특히 도 6는 최대 4 개 안테나까지 지원하는 3GPP LTE 시스템을 위한 CRS 구조를 도시한 것이다.

[수학식 1]

여기서, k는 서브캐리어 인덱스이고, l은 OFDM 심볼 인덱스이며, p는 안테나 포트 번호이고, N^max,DL _RB는 N^RB _sc의 정수배로 표현된, 가장 큰 하향링크 대역폭 구성(configuration)을 나타낸다.

변수 v 및 v_shift는 서로 다른 RS들을 위해 주파수 도메인 내 위치를 정의하며, v는 다음과 같이 주어진다.

[수학식 2]

여기서, n_s는 무선 프레임 내에서의 슬롯 번호이며, 셀 특정적 주파수 천이는 다음과 같이 주어진다.

[수학식 3]

도 6와 수학식 1 및 2를 참조하면, 현재 3GPP LTE/LTE-A 표준은 해당 시스템에 정의된 다양한 RS들 중에서 복조 및 채널 측정에 사용되는 셀 특정적 CRS가 모든 DL 서브프레임들에서 캐리어의 전체 하향링크 대역에 걸쳐 전송될 것을 요구하고 있다. 또한, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 셀 특정적 CRS는 하향링크 데이터 신호의 복조에도 이용되므로, 하향링크 전송을 위한 모든 안테나 포트들을 통해 매 전송된다.

한편 셀 특정적 CRS는 채널 상태 측정 및 데이터 복조뿐만 아니라, UE가 eNB가 상기 UE와의 통신에 사용하는 캐리어의 시간 동기 및 주파수 동기를 획득한 이후 시간 동기를 유지하고 주파수 오프셋을 보정하는 등의 트랙킹(tracking)에도 사용된다.

도 7은 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어 영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터 영역에 할당될 수 있다.

UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 서브캐리어를 기준으로 거리가 먼 서브캐리어들이 제어 영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 서브캐리어들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 서브캐리어는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 캐리어 주파수 f₀로 맵핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 캐리어 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 서브캐리어를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑(hopping)된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 서브캐리어를 점유한다.

PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

- SR(Scheduling Request) : 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.

- HARQ-ACK : PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷([0110] 예, 코드워드)에 대한 응답이다.

PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.

- CSI(Channel State Information) : 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다.

이하에서는 캐리어 집성(carrier aggregation) 기법에 관하여 설명한다. 도 8은 캐리어 집성(carrier aggregation)을 설명하는 개념도이다.

캐리어 집성은 무선 통신 시스템이 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여, 단말이 상향링크 자원(또는 콤포넌트 캐리어) 및/또는 하향링크 자원(또는 콤포넌트 캐리어)으로 구성된 주파수 블록 또는 (논리적 의미의) 셀을 복수 개 사용하여 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하는 방법을 의미한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 콤포넌트 캐리어라는 용어로 통일하도록 한다.

도 8을 참조하면, 전체 시스템 대역(System Bandwidth, System BW)은 논리 대역으로서 최대 100 MHz의 대역폭을 가진다. 전체 시스템 대역은 다섯 개의 콤포넌트 캐리어를 포함하고, 각각의 콤포넌트 캐리어는 최대 20 MHz의 대역폭을 가진다. 콤포넌트 캐리어는 물리적으로 연속된 하나 이상의 연속된 서브캐리어를 포함한다. 도 8에서는 각각의 콤포넌트 캐리어가 모두 동일한 대역폭을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 예시일 뿐이며 각각의 콤포넌트 캐리어는 서로 다른 대역폭을 가질 수 있다. 또한, 각각의 콤포넌트 캐리어는 주파수 영역에서 서로 인접하고 있는 것으로 도시되었으나, 상기 도면은 논리적인 개념에서 도시한 것으로서, 각각의 콤포넌트 캐리어는 물리적으로 서로 인접할 수도 있고, 떨어져 있을 수도 있다.

중심 캐리어(Center frequency)는 각각의 콤포넌트 캐리어에 대해 서로 다르게 사용하거나 물리적으로 인접된 콤포넌트 캐리어에 대해 공통된 하나의 중심 캐리어를 사용할 수도 있다. 일 예로, 도 8에서 모든 콤포넌트 캐리어가 물리적으로 인접하고 있다고 가정하면 중심 캐리어 A를 사용할 수 있다. 또한, 각각의 콤포넌프 캐리어가 물리적으로 인접하고 있지 않은 경우를 가정하면 각각의 콤포넌트 캐리어에 대해서 별도로 중심 캐리어 A, 중심 캐리어 B 등을 사용할 수 있다.

본 명세서에서 콤포넌트 캐리어는 레거시 시스템의 시스템 대역에 해당될 수 있다. 콤포넌트 캐리어를 레거시 시스템을 기준으로 정의함으로써 진화된 단말과 레거시 단말이 공존하는 무선 통신 환경에서 역지원성(backward compatibility)의 제공 및 시스템 설계가 용이해질 수 있다. 일 예로, LTE-A 시스템이 캐리어 집성을 지원하는 경우에 각각의 콤포넌트 캐리어는 LTE 시스템의 시스템 대역에 해당될 수 있다. 이 경우, 콤포넌트 캐리어는 1.25, 2.5, 5, 10 또는 20 Mhz 대역폭 중에서 어느 하나를 가질 수 있다.

캐리어 집성으로 전체 시스템 대역을 확장한 경우에 각 단말과의 통신에 사용되는 주파수 대역은 콤포넌트 캐리어 단위로 정의된다. 단말 A는 전체 시스템 대역인 100 MHz를 사용할 수 있고 다섯 개의 콤포넌트 캐리어를 모두 사용하여 통신을 수행한다. 단말 B1~B5는 20 MHz 대역폭만을 사용할 수 있고 하나의 콤포넌트 캐리어를 사용하여 통신을 수행한다. 단말 C₁ 및 C₂는 40 MHz 대역폭을 사용할 수 있고 각각 두 개의 콤포넌트 캐리어를 이용하여 통신을 수행한다. 상기 두 개의 콤포넌트 캐리어는 논리/물리적으로 인접하거나 인접하지 않을 수 있다. 단말 C₁은 인접하지 않은 두 개의 콤포넌트 캐리어를 사용하는 경우를 나타내고, 단말 C₂는 인접한 두 개의 콤포넌트 캐리어를 사용하는 경우를 나타낸다.

LTE 시스템의 경우 1 개의 하향링크 콤포넌트 캐리어와 1 개의 상향링크 콤포넌트 캐리어를 사용하는 반면, LTE-A 시스템의 경우 도 8과 같이 여러 개의 콤포넌트 캐리어들이 사용될 수 있다. 하향링크 콤포넌트 캐리어 또는 해당 하향링크 콤포넌트 캐리어와 이에 대응하는 상향링크 콤포넌트 캐리어의 조합을 셀(Cell)이라고 지칭할 수 있고, 하향링크 콤포넌트 캐리어와 상향링크 콤포넌트 캐리어의 대응 관계는 시스템 정보를 통하여 지시될 수 있다.

이때 제어 채널이 데이터 채널을 스케줄링하는 방식은 기존의 링크 캐리어 스케줄링 (Linked carrier scheduling) 방식과 크로스 캐리어 스케줄링 (Cross carrier scheduling) 방식으로 구분될 수 있다.

보다 구체적으로, 링크 캐리어 스케줄링은 단일 콤포넌트 캐리어를 사용하는 기존 LTE 시스템과 같이 특정 콤포넌트 캐리어를 통하여 전송되는 제어채널은 상기 특정 콤포넌트 캐리어를 통하여 데이터 채널만을 스케줄링 한다. 즉, 특정 콤포넌트 캐리어 (또는 특정 셀)의 하향링크 콤포넌트 캐리어의 PDCCH 영역으로 전송되는 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트는 해당 하향링크 콤포넌트 캐리어가 속한 셀의 PDSCH/PUSCH에 대하여만 스케줄링이 가능하다. 즉, 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트를 검출 시도하는 영역인 검색 영역(Search Space)은 스케줄링 되는 대상인 PDSCH/PUSCH가 위치하는 셀의 PDCCH영역에 존재한다.

한편, 크로스 캐리어 스케줄링은 캐리어 지시자 필드(Carrier Indicator Field, CIF)를 이용하여 주 콤포넌트 캐리어(Primary CC)를 통하여 전송되는 제어채널이 상기 주 콤포넌트 캐리어를 통하여 전송되는 혹은 다른 콤포넌트 캐리어를 통하여 전송되는 데이터 채널을 스케줄링 한다. 다시 말해, 크로스 캐리어 스케줄링의 모니터링 되는 셀(Monitored Cell 또는 Monitored CC)이 설정되고, 모니터링되는 셀의 PDCCH영역에서 전송되는 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트는 해당 셀에서 스케줄링 받도록 설정된 셀의 PDSCH/PUSCH를 스케줄링한다. 즉, 복수의 콤포넌트 캐리어에 대한 검색 영역이 모니터링되는 셀의 PDCCH영역에 존재하게 된다. 상기 복수의 셀들 중 시스템 정보가 전송되거나 초기 접속(Initial Access) 시도, 상향링크 제어 정보의 전송을 의하여 상기 PCell이 설정되는 것이며, PCell은 하향링크 주 콤포넌트 캐리어와 이에 대응되는 상향링크 주 콤포넌트 캐리어로 구성된다.

도 9는 단일 캐리어 통신과 다중 캐리어 통신을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 9(a)는 단일 캐리어의 서브프레임 구조를 도시한 것이고 도 9(b)는 다중 캐리어의 서브프레임 구조를 도시한 것이다.

도 9(a)를 참조하면, 일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 DL 대역과 이에 대응하는 하나의 UL 대역을 통해 데이터 전송 혹은 수신을 수행(주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임(radio frame)을 시간 도메인(time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상/하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 전송 혹은 수신을 수행(시분할듀플렉스(time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 그러나, 최근 무선 통신 시스템에서는 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 UL 및/또는 DL 주파수 블록을 모아 더 큰 UL/DL 대역폭을 사용하는 캐리어 집성 기술의 도입이 논의되고 있다. 캐리어 집성은 복수의 캐리어 주파수를 사용하여 DL 혹은 UL 통신을 수행한다는 점에서, 복수의 직교하는 서브캐리어로 분할된 기본 주파수 대역을 하나의 캐리어 주파수에 실어 DL 혹은 UL 통신을 수행하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템과 구분된다. 이하, 캐리어 집성에 의해 집성되는 캐리어 각각을 컴포넌트 캐리어(component carrier, CC)라 칭한다. 도 9(b)를 참조하면, UL 및 DL에 각각 3 개의 20MHz CC들이 모여서 60MHz의 대역폭이 지원될 수 있다. 각각의 CC들은 주파수 도메인에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 도 9(b)는 편의상 UL CC의 대역폭과 DL CC의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우가 도시되었으나, 각 CC의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 또한, UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭적 캐리어 집성도 가능하다. 특정 UE에게 한정된 DL/UL CC를 특정 UE에서의 구성된 (configured) 서빙 (serving) UL/DL CC라고 부를 수 있다.

eNB는 상기 UE에 구성된 서빙 CC들 중 일부 또는 전부를 활성화(activate)하거나, 일부 CC를 비활성화(deactivate)함으로써, UE와의 통신에 사용할 수 있다. 상기 eNB는 활성화/비활성화되는 CC를 변경할 수 있으며, 활성화/비활성화되는 CC의 개수를 변경할 수 있다. eNB가 UE에 이용 가능한 CC를 셀-특정적 혹은 UE-특정적으로 할당하면, 상기 UE에 대한 CC 할당이 전면적으로 재구성되거나 상기 UE가 핸드오버(handover)하지 않는 한, 일단 할당된 CC 중 적어도 하나는 비활성화되지 않는다. UE에 대한 CC 할당의 전면적인 재구성이 아닌한 비활성화되지 않는 CC를 1차 CC(Primary CC, PCC)라고 칭하고, eNB가 자유롭게 활성화/비활성화할 수 있는 CC를 2차 CC(Secondary CC, SCC)라고 칭한다. PCC와 SCC는 제어정보를 기준으로 구분될 수도 있다. 예를 들어, 특정 제어정보는 특정 CC를 통해서만 송수신되도록 설정될 수 있는데, 이러한 특정 CC를 PCC로 지칭하고, 나머지 CC(들)을 SCC(s)로 지칭할 수 있다.

한편, 3GPP LTE(-A)는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(Cell)의 개념을 사용한다. 셀이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL CC와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 구성될 수 있다. 캐리어 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 캐리어 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 캐리어 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 캐리어 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(Primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(Primary Cell, PCell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(Secondary Cell, SCell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 PCell에 대응하는 캐리어는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 PCell에 대응하는 캐리어는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. SCell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, SCell이 PCell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)를 형성할 수 있다. 하향링크에서 SCell에 대응하는 캐리어는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 SCell에 대응하는 캐리어는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 집성이 설정되지 않았거나 캐리어 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.

앞서 언급한 바와 같이, 캐리어 집성에서 사용되는 셀(Cell)이라는 용어는 일 eNB 혹은 일 안테나 그룹에 의해 통신 서비스가 제공되는 일정 지리적 영역을 지칭하는 셀(cell)이라는 용어와 구분된다. 일정 지리적 영역을 지칭하는 셀(cell)과 캐리어 집성의 셀(Cell)을 구분하기 위하여, 본 발명에서는 캐리어 집성의 셀(Cell)을 CC로 칭하고, 지리적 영역의 셀(cell)을 셀(cell)이라 칭한다.

기존 LTE/LTE-A 시스템에서는 복수의 CC들이 집성되어 사용될 때, 주파수 도메인 상에서 그리 멀리 떨어지지 않은 CC들이 집성된다는 가정 하에 SCC의 UL/DL 프레임 시간 동기가 PCC의 시간 동기와 일치한다고 가정하였다. 하지만, 향후 UE가 서로 다른 주파수 대역(band)에 속한 혹은 주파수 상에서 많이 이격된, 즉, 전파(propagation) 특성이 다른 복수의 CC들이 집성될 가능성이 있다. 이 경우, 종래와 같이 PCC의 시간 동기와 SCC의 시간 동기가 동일하다는 가정은 SCC의 DL/UL 신호의 동기화에 심각한 악영향을 미칠 수 있다.

한편, LCT CC의 경우, 상기 LCT CC에서 동작하는 무선 자원들 중에서 물리 상향링크/하향링크 채널들의 전송/수신에 이용 가능한 무선 자원들과 물리 상향링크/하향링크 신호들의 전송/수신에 이용 가능한 무선 자원들이, 앞서 설명한 바와 같이, 미리 정해져 있다. 다시 말해, LCT CC는 임의의 시간 자원에서 임의의 시간 주파수를 통해 물리 채널/신호들을 나르도록 구성되는 것이 아니라 물리 채널 혹은 물리 신호의 종류에 따라 특정 시간 자원에서 특정 시간 주파수를 통해 해당 물리 채널/신호를 나르도록 구성되어야 한다. 예를 들어, 물리 하향링크 제어 채널들은 DL 서브프레임의 OFDM 심볼들 중 선두 OFDM 심볼(들)에만 구성될 수 있으며, PDSCH는 물리 하향링크 제어 채널들이 맵핑될 가능성이 있는 상기 선두 OFDM 심볼(들)에는 구성될 수 없다. 다른 예로, eNB의 안테나 포트(들)에 대응한 CRS(들)이 eNB의 DL BW에 관계없이 전 대역에 걸쳐 도 6에 도시된 RE들에서 매 서브프레임마다 전송된다. 이에 따라, eNB의 안테나 포트 개수가 1 개인 경우에는 도 6에서 '0'으로 표시된 RE들이, eNB의 안테나 포트 개수가 4 개인 경우에는 도 6에서 '0', '1', '2' 및 '3'으로 표시된 RE들이 다른 하향링크 신호 전송에 사용될 수 없다. 이 외에도 LCT CC의 구성에 관한 다양한 제약 조건들이 존재하며, 통신 시스템의 발달에 따라 이러한 제약 조건들이 매우 많이 늘어난 상태이다. 이러한 제약 조건들 중 몇몇은 해당 제약 조건이 만들어질 당시의 통신 기술 수준 때문에 생겨나 통신 기술이 발달함에 따라 불필요해진 제약 조건들도 있으며, 동일 목적을 위한 기존 기술의 제약 조건과 신규 기술의 제약 조건이 동시에 존재하는 경우도 있다. 이와 같이 제약 조건들이 너무 많아짐에 따라 통신 시스템의 발전을 위해 도입된 제약 조건들이 오히려 해당 CC의 무선 자원들을 효율적으로 사용할 수 없게 만드는 요인으로 작용하고 있다. 따라서, 통신 기술의 발달에 따라 불필요해진 제약 조건들로부터는 자유로우면서 기존 제약 조건들보다는 간소화된 제약 조건에 따라 구성될 수 있는 NCT CC의 도입이 논의되고 있다. NCT CC는 기존 시스템의 제약 조건들에 따라 구성된 것이 아니기 때문에 기존 시스템에 따라 구현된 UE에 의해 인식될 수 없다. 이하, 기존 시스템에 따라 구현되어 NCT CC를 지원할 수 없는 UE를 레거시 UE라 칭하고, NCT CC를 지원하도록 구현된 UE를 NCT UE라 칭한다.

향후 LTE-A 시스템에서 NCT CC가 SCC로서 사용되는 것이 고려되고 있다. NCT CC는 레거시 UE에 의한 사용을 고려하지 않기 때문에 레거시 UE는 NCT CC에서 셀 탐색, 셀 선택, 셀 재선택 등을 수행할 필요가 없다. NCT CC가 PCC로 사용되지 않고 NCT CC가 SCC로만 사용되는 경우, PCC로도 사용될 수 있는 기존 LCT CC에 비해 SCC에 대한 불필요한 제약 조건들을 줄일 수 있어 보다 효율적인 CC의 사용이 가능해진다. 그러나, NCT CC의 시간/주파수 동기는 PCC의 동기와 일치하지 않을 수 있으며, 한 번 NCT CC의 시간/주파수 동기가 획득되더라도 통신 환경의 변화에 따라 시간/주파수 동기도 변화될 수 있으므로 NCT CC의 시간 동기 및/또는 주파수 동기가 트랙킹에 이용될 수 있는 RS가 필요하다. 또한, UE로 하여금 인접 셀 탐색(neighbor cell search) 과정에서 NCT CC를 검출할 수 있도록 하기 위한 RS도 필요하다. NCT CC의 시간/주파수 동기화 및 NCT CC를 이용한 인접 셀 탐색 등의 목적을 위해 CRS가 사용될 수 있다. CRS는 도 6에 도시된 기존 LTE/LTE-A 시스템에서와 마찬가지의 형태로 NCT CC에 구성될 수도 있고, 기존 LTE/LTE-A 시스템에 비해 시간 축 또는 주파수 축에서 더 적은 밀도(density)가 되도록 NCT CC에 구성될 수도 있다.

본 발명에서는 NCT CC 상의 CRS는 기존 LTE/LTE-A 시스템의 LCT CC 상의 CRS 보다 시간 축에서 더 적은 밀도를 지니도록 구성될 것을 제안한다. 이에 따라, 본 발명에서 NCT CC는 CRS가 매 DL 서브프레임마다 해당 CC에 구성되어야 한다는 제약 조건, eNB의 안테나 포트별로 CRS가 해당 CC에 구성되어야 한다는 제약 조건, DL 서브프레임의 소정 개수의 선두 OFDM 심볼이 해당 CC의 주파수 대역 전체에 걸쳐 PDCCH 등의 제어채널의 전송을 위해 유보(reserve)되어야 한다는 제약 조건 중 적어도 하나를 만족하지 않을 수 있다. 예를 들어, NCT CC 상에서는 CRS가 매 서브프레임마다가 아닌 소정 개수(＞1)의 서브프레임들마다 구성될 수 있다. 혹은, NCT CC 상에서는 eNB의 안테나 포트의 개수에 관계없이 1 개 안테나 포트(예, 안테나 포트 0)에 대한 CRS만 구성될 수 있다. 본 발명의 CRS는 도 6에 도시된 기존 CRS와 달리 데이터의 복조를 위해 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 채널 상태 측정 및 복조를 위해 사용되는 기존 CRS 대신에 시간 동기 및/또는 주파수 동기의 트랙킹을 위해 트랙킹 RS가 새로이 정의되고, 상기 트랙킹 RS가 NCT CC상의 일부 서브프레임 및/또는 일부 주파수 자원에 구성될 수 있다. 혹은, NCT CC 상의 선두 OFDM 심볼들에 PDSCH가 구성되거나, 상기 선두 OFDM 심볼들이 아닌 기존 PDSCH 영역에 PDCCH가 구성되거나, PDCCH 일부 주파수 자원을 이용하여 구성될 수 있다. 이하, 명칭 여하와 관계없이 임의의 UE에 의해 NCT CC의 시간 동기화 및/또는 주파수 동기화, 혹은 인접 셀 탐색 등에 사용될 수 있으며, 기존 LTE/LTE-A 시스템과 달리 일부 서브프레임에서 전송되는 RS를 공통 RS(common RS, CRS)로 총칭한다.

도 10은 크로스 캐리어 스케줄링 기법이 적용되는 예를 도시하는 도면이다. 특히 도 10에서는 할당된 셀(또는 콤포넌트 캐리어 또는 콤포넌트 반송파)의 개수는 3 개로서 상술한 바와 같이 CIF를 이용하여 크로스 캐리어 스케줄링 기법을 수행하게 된다. 여기서 하향링크 셀 #0는 하향링크 주 콤포넌트 캐리어(즉, Primary Cell, PCell)로 가정하며, 나머지 콤포넌트 캐리어 #1 및 콤포넌트 캐리어 #2는 부 콤포넌트 캐리어(즉, Secondary Cell, SCell)로 가정한다.

본 발명에서는 단말이 캐리어 집성 동작을 수행하는 중에 주 콤포넌트 캐리어(primary component carrier 혹은 primary cell 혹은 PCell) 혹은 부 콤포넌트 캐리어(secondary component carrier 혹은 secondary cell혹은 SCell))에 대한 상향링크 자원의 효과적인 관리 방법을 제안한다. 이하에서는 단말이 두 개의 콤포넌트 캐리어를 병합하여 동작하는 경우를 설명하지만 세 개 이상의 콤포넌트 캐리어를 병합하는 경우에도 적용될 수 있음은 자명하다.

도 11은 LTE 및 LAA 서비스 환경에서 단말과 기지국의 배치 시나리오를 나타낸 도면이다.

LAA 서비스 환경이 타깃으로 하는 주파수 대역의 경우, 고주파 특성으로 인해 무선 통신 도달 거리가 길지 않다. 이를 고려하면, 기존 LTE-licensed 서비스와 LAA 서비스가 공존하는 환경에서의 단말과 기지국 간 배치 시나리오는 도 11의 좌측에 도시된 오버레이 모델(overlay model) 및 도 11의 우측에 도시된 함께 위치된 모델(co-located model)일 수 있다.

도 11의 좌측에 도시된 오버레이 모델의 경우, 매크로 eNB는 허가된 캐리어(licensed carrier)를 이용하여 매크로 영역(32) 내 X 단말 및 X’ 단말과 무선 통신을 수행하고, 다수의 RRH와 X2 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. 각각의 RRH는 비면허된 캐리어(unlicensed carrier)를 이용하여 일정 영역(31) 내 X 단말 또는 X’ 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다. 이러한 경우 매크로 eNB와 RRH 간의 주파수 대역이 상이하여 상호 간섭이 없으나, 캐리어 집성(Carrier Aggregation)을 통해 LAA 서비스를 LTE-licensed 서비스의 보조적인 하향링크 채널로 사용하기 위해 매크로 eNB와 RRH 간에 X2 인터페이스를 통해 빠른 데이터 교환이 이루어져야 한다.

도 11의 우측에 도시된 함께 위치된 모델의 경우, 피코/펨토 eNB는 허가된 캐리어 및 비면허된 캐리어를 동시에 이용하여 Y 단말과 무선 통신을 수행할 수 있다. 다만, LTE 서비스와 LAA 서비스를 함께 사용하는 것은 하향링크 데이터 전송시에 고려된다. 이러한 경우 LTE 서비스를 위한 커버리지와 LAA 서비스를 위한 커버리지는 주파수 대역, 전송 파워 등에 따라 상이할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 단말은 휴대성과 이동성이 보장되는 다양한 종류의 무선 통신 장치 또는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기지국은 서비스 지역에 해당하는 셀(예를 들어, 매크로 셀, 펨토 셀, 피코 셀 등)을 제어 및 관장하고, 신호 송출, 채널 지정, 채널 감시, 자기 진단, 중계 등의 기능을 수행할 수 있다.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국의 구성을 각각 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(100)은 프로세서(110), 통신 모듈(120), 메모리(130), 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150)을 포함할 수 있다.

먼저, 프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 단말(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 프로세서(100)는 단말(100)의 각 유닛들을 포함한 전체 동작을 제어하고, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다.

다음으로, 통신 모듈(120)은 무선 통신망을 이용한 무선 통신 및 무선랜을 이용한 무선랜 접속을 수행하는 통합 모듈일 수 있다. 이를 위하여 통신 모듈(120)은 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121, 122) 및 무선랜 인터페이스 카드(123)와 같은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)를 내장 또는 외장 형태로 구비할 수 있다. 도 12에서 통신 모듈(120)은 일체형 통합 모듈로 도시되었지만, 각각의 네트워크 인터페이스 카드는 도 12과 달리 회로 구성 또는 용도에 따라 독립적으로 배치될 수 있다.

제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121)는 이동 통신망을 이용하여 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 여기에서, 상기 무선 신호는 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 등 다양한 형태의 데이터 또는 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121)는 LTE-Licensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 셀룰러 통신 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 셀룰러 통신을 수행할 수 있다. 상기 셀룰러 통신 인터페이스 카드(121)는 단말(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(122)는 이동 통신망을 이용하여 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(122)는 LTE-Unlicensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, LTE-Unlicensed 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 셀룰러 통신 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 셀룰러 통신을 수행할 수 있다. 상기 셀룰러 통신 인터페이스 카드(122)는 단말(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 인터페이스 카드(123)는 무선랜 접속을 통해 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(110)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 서비스를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 인터페이스 카드(123)는 무선랜 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선랜 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드와 같은 Unlicensed radio 밴드일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 무선랜 인터페이스 카드(123)는 단말(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 프로세서(110)는 기지국(200)과 제 1 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해, 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스를 사용 가능한지 여부에 대한 정보 및 소정의 기간에 대한 정보를 교환한다. 여기서, 소정의 기간에 대한 정보는 제 2 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해 하향링크 데이터를 기지국(200)으로부터 수신하기 위해 설정된 정보이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 후술할 기지국(200)이 무선랜 통신 서비스를 지원하기 때문에, 프로세서(110)는 기지국(200)으로부터 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 채널을 통해 소정의 기간에 대한 정보를 포함하는 기지국 공존 메시지를 수신한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 수신된 기지국 공존 메시지에 대한 응답으로써, 기지국(200) 및 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스를 통해 단말(100)과 통신 가능한 주변 단말로, 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스에서 규정된 규격 또는 프로토콜에 따라 소정의 기간에 대한 정보를 포함하는 단말 공존 메시지를 전송한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 제 2 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해 소정의 기간 동안 기지국(200)으로부터 하향링크 데이터를 수신한다.

다음으로, 메모리(130)는 단말(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 단말(100)이 기지국(200), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 통신을 수행하는데 필요한 소정의 프로그램이 포함될 수 있다.

다음으로, 유저 인터페이스(140)는 단말(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 단말(100)을 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.

다음으로, 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 다양한 이미지를 출력한다. 상기 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다.

더불어, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(200)은 프로세서(210), 통신 모듈(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다.

먼저, 프로세서(210)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 기지국(200) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 기지국(200)의 각 유닛들을 포함한 전체 동작을 제어하고, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다.

다음으로, 통신 모듈(220)은 상술한 단말(100)의 통신 모듈(120)과 같이 이동 통신망을 이용한 이동 통신 및 무선랜을 이용한 무선랜 접속을 수행하는 통합 모듈일 수 있다. 이를 위하여 통신 모듈(120)은 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221, 222) 및 무선랜 인터페이스 카드(223)와 같은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)를 내장 또는 외장 형태로 구비할 수 있다. 도 12에서 통신 모듈(220)은 일체형 통합 모듈로 도시되었지만, 각각의 네트워크 인터페이스 카드는 도 12과 달리 회로 구성 또는 용도에 따라 독립적으로 배치될 수 있다.

제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221)는 이동 통신망을 이용하여 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 여기에서, 상기 무선 신호는 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 등 다양한 형태의 데이터 또는 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221)는 LTE-Licensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 셀룰러 통신 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 셀룰러 통신을 수행할 수 있다. 상기 셀룰러 통신 인터페이스 카드(221)는 기지국(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(222)는 이동 통신망을 이용하여 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 서비스를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 주파수 밴드에 의한 셀룰러 통신 인터페이스 카드(222)는 LTE-Unlicensed 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, LTE-Unlicensed 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 셀룰러 통신 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 셀룰러 통신을 수행할 수 있다. 상기 셀룰러 통신 인터페이스 카드(222)는 기지국(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 인터페이스 카드(223)는 무선랜 접속을 통해 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하고, 프로세서(210)의 명령에 기초하여 제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 서비스를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 주파수 밴드에 의한 무선랜 인터페이스 카드(223)는 무선랜 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 NIC 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선랜 주파수 밴드는 2.4GHz 또는 5GHz의 밴드와 같은 Unlicensed radio 밴드일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 NIC 모듈은 해당 NIC 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격 또는 프로토콜에 따라 독립적으로 상술한 단말(100), 외부 디바이스, 서버 중 적어도 하나와 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 무선랜 인터페이스 카드(223)는 기지국(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 NIC 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 프로세서(210)는 단말(100)과 제 1 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해, 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스를 사용 가능한지 여부에 대한 정보 및 소정의 기간에 대한 정보를 교환한다. 여기서, 소정의 기간에 대한 정보는 제 2 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해 하향링크 데이터를 상기 단말(100)로 송신하기 위해 설정된 정보이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 프로세서(210)는 단말(100) 및 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스를 통해 기지국(200)과 통신 가능한 주변 단말로, 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 서비스에서 규정된 규격 또는 프로토콜에 따라 소정의 기간에 대한 정보를 포함하는 기지국 공존 메시지를 전송하고, 제 2 주파수 밴드의 셀룰러 통신 채널을 통해 소정의 기간 동안 단말(100)로 하향링크 데이터를 전송한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말(100)이 무선랜 통신 서비스를 지원하기 때문에, 프로세서(210)는 단말(100)로부터 제 2 주파수 밴드의 무선랜 통신 채널을 통해 상기 기지국 공존 메시지에 대한 응답으로 단말 공존 메시지를 수신한다. 여기서, 단말 공존 메시지는 소정의 기간에 대한 정보를 포함한다.

도 12에 도시된 단말(100) 및 기지국(200)은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 단말(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 단말(100)에 선택적으로 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 유저 인터페이스(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 상기 기지국(200)에 필요에 따라 추가 구비될 수 있다.

기지국은 단말 또는 단말들에게 하향링크 스케쥴링을 위한 제어 정보, 상향링크 스케쥴링을 위한 제어 정보, 단말 송신 파워컨트롤을 수행하기 위한 제어 정보, 임의접속응답(Random Access Response), 페이징 정보 등의 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)를 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 혹은 EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control Channel) 를 통하여 전송할 수 있다. 기지국은 PDCCH/EPDCCH를 통하여 다수의 단말의 DCI를 보낼 수 있다. 이 경우, 단말은 자신의 DCI인지 여부를 판단할 필요성이 있다. 이를 위하여 DCI의 CRC(Cyclic Redundancy Check)는 단말 고유의 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블된다. 또한, 상기 서술한 바와 같이 다양한 제어 정보를 전달하기 위하여 다양한 길이의 DCI format들이 존재할 수 있다. 3GPP LTE(-A)에 의하면 DCI 포맷 0, 0A, 0B, 1, 1A, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A, 4, 4A, 4B 등이 정의되어 있다. 단말은 기지국으로부터 설정되는 transmission mode및 transmission scheme에 따라 어떤 DCI 포맷이 전송됐는지 판단하기 위하여 transmission mode및 transmission scheme에 따라 설정될 수 있는 모든 가능한 DCI 포맷에 대한 복호를 수행하고 단말 고유의 RNTI와 CRC 비트를 비교하는 과정일 필요하다. 이 과정을 블라인드 복호(blind decoding)이라고 하며 후술한다.

도 13은 LTE(-A) 시스템에서의 PDCCH가 전송되는 Control region을 도시한 것이다. Control resign은 1~3 OFDM symbol(s)로 구성될 수 있으며, system BW가 1.4MHz인 경우에는 4 OFDM symbol까지 확장할 수도 있다. Control region 중 PDCCH는 control region의 크기에 따라 1~3 OFDM symbol(s)에 걸쳐서 전송될 수 있다. 그리고 PDCCH는 Control region 내에서 주파수 축 또는 시간 축에 걸쳐서 전송될 수 있다.

도 14-(a) 는 LTE(-A)에서의 제어정보 및 제어채널 전송을 위한 절차에 관한 것이다. 각 제어정보는 목적에 따른 RNTI값에 따라 CRC를 붙이고, tailed biting convolution coding을 수행한 후에 PDCCH 전송을 위해 사용된 resource(s)의 양에 맞게 rate matching을 수행하게 된다. 주어진 subframe에서 전송될 PDCCH(s)들은 CCE기반의 PDCCH structure를 사용하여 PDCCH들을 multiplexing하여 전송하고자 하는 자원에 mapping을 한다. 하나의 PDCCH를 위해 사용된 CCEs의 수를 aggregation level이라고 정의하며 LTE(-A)에서는 1, 2, 4, 8을 사용할 수 있다. 도 14-(b)는 CCE aggregation 과 PDCCH의 multiplexing에 관한 도면으로 하나의 PDCCH를 위해 사용된 CCE aggregation level의 종류와 그에 따른 control region에서 전송되는 CCE(s)를 나타낸다.

도 15는 LTE(-A) 시스템에서의 PDCCH search space의 설정에 대한 도면이다.

단말에게 PDCCH를 전송하기 위하여 Control region에는 단말 당 적어도 하나 이상의 탐색 공간이 존재할 수 있다. 본 발명에서 탐색 공간이라 함은 단말의 PDCCH가 전송될 수 있는 모든 시간-공간 자원 조합을 말하는 것으로, 3GPP LTE(-A)의 모든 단말이 공통적으로 탐색하여야 하는 공통 탐색 공간(Common search space)과 특정 단말이 탐색하여야 하는 특정-단말 탐색 공간(Terminal-specific or UE-specific search space) 를 포함할 수 있다. 공통 탐색 공간은 동일 기지국에 속한 셀에서의 모든 단말이 공통적으로 찾도록 설정되어 있는 PDCCH를 monitoring하도록 설정되어 있으며, 특정 단말 탐색 공간은 단말에 따라 서로 다른 search space위치에서 각 단말에 할당된 PDCCH를 monitoring할 수 있도록 단말별로 설정될 수 있으나 해당 특정-단말 탐색 공간은 PDCCH가 할당될 수 있는 제한된 control region으로 인해 단말들 간 탐색 공간이 부분적으로 겹쳐서 할당되어 있을 수 있다.

3GPP LTE(-A) 또는 NR에서 네트워크는 단말들에게 시스템 정보(system information, SI)를 전달할 수 있다. 시스템 정보는 단말이 셀 접속에 필요한 정보 또는 셀을 재선택하는데 필요한 정보일 수 있으며 단말(들)에게 전송될 필요가 있는 broadcast 정보를 포함할 수 있다. 시스템 정보는 각 기지국의 반송파마다 같거나 다를 수 있다. 이러한 시스템 정보는RRC_IDLE 단말들과 RRC_CONNECTED 단말들에게 전송 될 수 있다.

3GPP LTE(-A)에서 시스템 정보는 전송하는 채널에 따라 두 가지로 나뉠 수 있다. 첫번째는 제한된 양의 시스템 정보인 MIB(Master Information Block)으로 BCH(Broadcast Channel)를 통하여 전송된다. 두번째는 SIB(System Information Block)으로 DL-SCH(Downlink Shared Channel)를 통하여 전송된다. 여기서 SIB는 서로 다른 여러 개(SIB1, SIB2,..., SIBx)로 구성될 수 있다. 각 SIB가 전달하는 시스템 정보는 후술한다.

BCH를 사용하여 전송되는 MIB는 매우 제한된 양의 시스템 정보로 구성되어 있으며, 이러한 정보는 DL-SCH를 이용하여 제공되는 나머지 시스템정보를 수신하는데 반드시 필요한 정보들이다. MIB에서 포함하는 정보는 하향링크 셀 대역폭에 대한 정보(4bits), 셀의 PHICH 설정에 대한 정보(3bits), SFN(System Frame Number)에 대한 정보 (8bits)이다. 즉 MIB에는 시스템 정보들 중에 가장 필수적인 제한된 정보만을 포함하고, 시스템 정보의 main part는 다른 시스템 정보 블록(SIBs)에 포함되어 DL-SCH을 통해 전송된다. 단말이 수행하는 기지국으로부터의 DL-SCH의 전송여부에 대해서는 System information RNTI (SI-RNTI)를 가지고 스크램블링된 PDCCH의 detection을 통해서 그 전송여부를 판단하도록 하고, SI-RNTI에 의해 스클램블링된 PDCCH의 전송을 통해 indication된 DL-SCH 즉 물리채널로서는 PDSCH를 통해서 system information을 단말은 수신한다.

MIB에 해당하는 하나의 BCH 전송블록은 매 40ms마다 한번씩 전송된다. 즉, BCH의 TTI(Transmit Time Interval)은 40ms이다. 도 16를 참조하여 MIB는 16비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 부착되고, 1/3 부호율 tail-biting convolutional code로 부호화 및 레이트 매칭, 비트 단위 스크램블링이 적용된 후 QPSK로 변조, 안테나 맵핑되어 고정된 시간-주파수 자원에서 전송된다. 사용하는 안테나 매핑은 두개의 안테나 포트를 사용하는 경우에는 SFBC(Space-Frequency Block Code)가 사용되고, 네 개의 안테나 포트를 사용하는 경우에는 SFBC/FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity)을 사용할 수 있다. 단말은 BCH에 사용된 송신 다이버시티 방식을 명시적인 시그널링 없이도 blind detection을 통하여 알아낸다면, 셀에서 사용하는 안테나 포트의 개수를 간접적으로 알 수 있다.

도 16은 LTE(-A) 시스템에서의 제어정보의 전송이 PUSCH로 piggyback되어 전송될때의 PUSCH RE mapping 방법에 관한 도면이다. LTE(-A) 시스템에서의 상향링크로의 PUCCH와 PUSCH의 동시전송이 구성되어 있지 않은 경우에는 PUCCH로 전송되도록 설정된 상향링크 control 정보(들), 즉 HARQ-ACK, RI, CSI(CQI, PMI) 등의 UCI(uplink control information)의 전송이 PUSCH로 piggyback되어 전송되도록 설정된다. 이때, HARQ-ACK은 UL DMRS 심볼 가까운 곳에서 전송된다. 왜냐하면 RS심볼에 가까울수록 채널 추정의 성능이 우수하기 때문이다. 단말이 PDCCH 상의 스케줄링 할당을 수신하지 못하면, eNB는 HARQ-ACK을 기대하고 있으나 단말은 PUSCH 상에 HARQ-ACK을 다중화 하지 않을 수도 있다. 따라서 HARQ-ACK의 전송을 고려하여 PUSCH의 rate-matching을 수행하도록 설정된 경우에는 rate-matching의 패턴이 HARQ-ACK의 전송되는지의 여부에 따라 달라질 수 있으므로 데이터 부분에서 전송되는 모든 코딩된 비트들이 단말이 PDCCH상의 스케줄링 할당을 받지 못한 것에 의해 영향을 받을 수 있다. 즉 PUSCH로 전송된 UL-SCH 디코딩이 실패할 수 있다. 이러한 경우를 방지하기 위하여 LTE(-A) 시스템에서는 HARQ-ACK은 코딩된 UL-SCH 비트스트림 상에서 puncturing된다. 따라서 펑처링되지 않은 비트들은 HARQ-ACK의 존재여부에 영향을 받지 않으므로 단말의 rate matching과 eNB의 rate matching이 서로 어긋나는 것을 방지하게 된다. 도 16에 나타난 바와 같이 RI또한 HARQ-ACK의 매핑과 비슷하게 UL DMRS 심볼 가까이에 매핑된다. RI를 보다 강한하게 매핑하는 이유는 CQI/PMI의 정확한 해석을 위해서는 RI가 우선적으로 필요하기 때문이다. 반면에, CQI/PMI는 전체 서브프레임에 걸쳐서 간단히 매핑된다. RI에 대한 변조방식은 HARQ-ACK과 동일한 방식이 사용된다. HARQ-ACK 및 RI는 모든 전송 layer에 걸쳐서 반복되어, 단일 layer의 경우와 마찬가지로 각 layer에 코딩을 거친 데이터와 함께 다중화 된다. 비트들은 서로 다른 layer에서 서로 다른 스크램블링을 거칠수 있다. 본질적으로 동일한 정보가 복수개의 layer에서 서로 다른 스크램블링을 거쳐서 전송됨으로써 다이버시티를 제공할 수가 있다. PUSCH상으로의 채널상태의 reporting의 기본은 eNB가 스케줄링 승인내의 CQI 요청 비트를 설정함으로써 단말로부터의 채널 상태 보고를 요청하는 비주기적 reporting이다. UL-SCH의 rate matching은 채널상태 보고의 존재여부를 고려하여 동작한다. 즉 좀더 높은 코딩율을 사용함을서 적절한 개수의 resource element들이 채널 상태 보고를 전송하는 용도로 사용될 수 있도록 한다. eNB가 채널 상태 보고를 명확하게 요청하였으므로, eNB는 당연히 채널 상태 보고의 존재엽를 알고 있어서 수신단인 eNB에서 적절한 rate-dematching이 수행될 수 있다. 또한 만약 단말이 PUSCH 전송을 수행하도록 스케줄링 되어있을 때 해당 서브프레임에서 주기적 보고가 PUCCH상으로 전송되도록 설정되어 있다면, 주기적 보고 역시 PUSCH 자원위에서 전송되도록 변경된다. 주기적 보고의 전송 순간은 RRC signaling에 의해 설정되고 eNB는 어떤 서브프레임에서 주기적 보고가 전송되어 오는지를 알고 있으므로, 이 경우에서도 rate matching에 대해서 단말과 eNB간의 mismatch가 발생할 염려는 없다.

기존의 Rel-13까지의 LTE(-A) system에서 PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 단말에게 configuration 되어있는 경우, PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 동일 캐리어내에서 혹은 서로 다른 캐리어들간에도 수행될 수 있다. 그러나 PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 단말에게 configuration 되어있지 않은 경우, 해당 subframe에 PUSCH의 전송이 스케줄링 되어있지 않은 경우에는 PUCCH상으로 HARQ-ACK, RI, CSI(CQI, PMI) 등의 UCI(uplink control information)의 전송이 수행되지만, 해당 subframe에 PUSCH의 전송이 스케줄링 되어있는 경우에는, 해당 PUSCH에 PUCCH에 전송되어야 할 HARQ-ACK, RI, CSI(CQI, PMI) 등의 UCI(uplink control information)의 전송이 PUSCH로 piggybacking 되어UCI를 가지는 PUSCH의 전송만을 수행하도록 한다. 이는 carrier aggregation을 수행하는 경우에도 서로 다른 캐리어 들간에도 동일하게 적용한다.

New Radio(NR) 시스템에서는 PUCCH를 위한 전송 format으로 long PUCCH와 short PUCCH가 정의된다. Long PUCCH는 long symbol duration가지는 PUCCH로서 4개 이상의 symbol duration을 가지는 PUCCH를 의미하며, short PUCCH는 short symbol duration 가지는 PUCCH로서 2개 이하의 symbol duration을 가지는 PUCCH를 의미한다. 본 발명 아래에서의 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송에 대한 설명은 주로 long PUCCH로 전송과 PUSCH와의 동시전송을 가정하여 설명한다. Short PUCCH와 PUSCH와의 동시전송을 필요시 따로 언급하여 설명하도록 한다.

New Radio(NR) 시스템에서도 기존의 Rel-13까지의 LTE(-A) system에서와 같이 PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 단말에게 configuration 되어있는 경우, PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 동일 캐리어내에서 혹은 서로 다른 캐리어들간에도 수행될 수 있다. 그러나 PUSCH와 PUCCH의 동시전송이 단말에게 configuration 되어있지 않은 경우, 해당 subframe에 PUSCH의 전송이 스케줄링 되어있지 않은 경우에는 PUCCH상으로 HARQ-ACK, RI, CSI(CQI, PMI) 등의 UCI(uplink control information)의 전송이 수행되지만, 해당 subframe에 PUSCH의 전송이 스케줄링 되어있는 경우에는, 해당 PUSCH에 PUCCH에 전송되어야 할 HARQ-ACK, RI, CSI(CQI, PMI) 등의 UCI(uplink control information)의 전송이 PUSCH로 piggybacking 되어UCI를 가지는 PUSCH의 전송만을 수행하도록 한다. 이는 carrier aggregation을 수행하는 경우에도 서로 다른 캐리어 들간에도 동일하게 적용할 수 있다. 다만 NR에서는 mmWave에서의 beamforming을 고려하여 beam related information과 같은 beam management를 위한 정보등이 UCI에 포함될 수 도 있다. NR 시스템에서도 LTE(-A)에서의 PUSCH와 PUCCH의 동시전송을 수행하는 방식이 단말에게 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 단말에게 PUSCH와 PUCCH의 동시전송을 수행할 수 있도록 하기 위해 RRC configuration parameter로 지정해 놓고 on/off를 가능하게 할 수 있다.

단말에게 PUSCH와 PUCCH의 동시전송을 수행할 수 있도록 하기 위해 RRC configuration parameter로 지정해 놓고 on/off를 가능하게 하도록 할 때, RRC configuration parameter를 통해 on으로 설정을 받은 단말들은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송이 가능하도록 설정되어 PUSCH의 전송과 PUCCH의 전송이 동일 slot에서 일어나도록 설정되는 경우에는 PUCCH의 전송과 PUSCH의 전송을 동시에 수행할 수가 있다. 단말에서의 intermodulation distortion(IMD) issue가 발생하지 않는 경우나 혹은 IMD로 인한 interference가 다른 주파수 영역에서의 신호 감쇄레벨이 RF requirement를 만족하도록 설정되는 경우에는 IMD issue에도 불구하고, 단말에서의 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송이 가능할 수 있거나, IDM 등의 이슈로 RRC 설정을 통한 동시전송을 지시하더라도, 단말이 선택적으로 하나의 PUSCH/PUCCH, 또는 동시전송이 가능한 별도 구조의 PUSCH/PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

송신기 상호변조(Intermodulation)은 RF aspect로서 RF 송신기에서 살펴보아야 할 사항으로 송신 신호와 기지국 혹은 단말 근처에서 송신되는 또 다른 강한 신호사이의 상호변조이다. 이에 따라 송신기 상호변조에 대한 요구사항이 있다. 기지국의 경우에는 다른 기지국 신호가 co-location된 상태의 정적인 시나리오를 기반으로 한다. 이때, 기지국의 안테나 커넥터에 보이는 송신신호는 30dB 감쇄된 값이다. 이는 정적인 시나리오이므로 추가적인 불요방사를 허용하지 않는다.. 즉 모든 불요방사 제한값은 이와 같은 근처 간섭 신호가 존재하는 경우에도 만족되어야 한다. 단말의 경우에는 또 다른 단말의 송신 신호가 단말의 안테나 커넥터에 40dB 감쇄된 상태로 보이는 시나리오를 기반으로 하여 유사한 요구사항이 있다. 이 요구사항은 송신 신호 아래로 발생하는 상호변조의 최소값을 규정한다.

PUSCH와 PUCCH의 동시 전송은 두 전송간의 주파수 자원이 서로 widely separated되어있는 경우에 심한 intermodulation products를 이끌게 된다. 즉 LTE(-A)에서의 PUCCH resource할당을 고려하여 볼 때, frequency diversity를 얻기 위해 UE transmission BW의 edge에 가깝게 PUCCH가 할당될 수 있으므로 PUSCH가 전체 UE bandwidth를 차지하도록 설정되는 경우를 제외하고는 IMD issue가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 아래 도면 17과 같은 방법이 있을 수 있다. 도 17-(a), (b)는 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송을 수행하기 위해 PUCCH 주파수 자원을 PUSCH 근처의 주파수 자원으로 이동하도록 하는 방법에 관한 도면이다. 즉 PUSCH와 PUCCH간의 frequency separation이 없을 수 있도록 PUCCH를 PUSCH 할당영역 adjacent 주파수 자원으로 이동하여 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송을 수행하도록 할 수 있다. 그러나 이 방법은 PUCCH가 frequency diversity를 얻기 위해 intra-slot 혹은 inter-slot내에서 frequency hopping하도록 설정된 경우에는 도 17-(a)에서 표시된 “???” 영역에서의 자원을 낭비할 수 있다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 도 17-(b)와 같이 PUSCH 자원내부로 PUCCH의 자원을 이동하도록 하되 frequency hopping을 수행하지 않도록 설정하는 방법이 있을 수 있다.

도 18-(a), (b)는 PUCCH 자원에 대한 frequency hopping을 수행하도록 하되 도 17에서의 “???”로 표시된 것과 같은 허비하는 자원이 발생하지 않도록 PUSCH에 인접한 주파수 자원으로 PUCCH를 모두 할당하도록 하는 방법이다. 따라서 PUSCH 와 PUCCH의 동시 전송시에 IMD issue를 발생시키지 않도록 하고 PUCCH에 대한 time and frequency diversity를 얻도록 하는 방법이다. 도 18에서 전체 길이를 slot interval이라고 할때, slot interval에서 long PUCCH가 차지하는 영역 전체 symbol 길이로 PUCCH를 할당하는 것이 아니라 PUCCH only transmission을 고려할 경우에 PUCCH가 intra-slot frequency hopping을 고려할 것이므로 intra-slot frequency hopping을 고려하여 반복에 의한 time/frequency diversity를 추가로 얻도록 도 18-(b)와 같이 전송하도록 하는 방법이 고려될 수 있다.

도 19은 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송시에는 PUCCH 전송에 대해서는 frequency diversity에 의한 성능이득 없이 IMD 이슈를 해결하도록 하면서 도 18과 비교해볼때 PUCCH의 전송을 위해 PUSCH 상향링크의 시간 주파수 자원상에서 PUCCH를 frequency hopping 하지 않도록 전송하도록 설정하는 방법이다.

도 17 - (a), (b) 및 도 19에서의 PUCCH를 PUSCH allocated freq. resource에 할당시에 추가로 고려되어야 하는 사항으로 PUSCH를 위한 DM-RS의 위치에는 long PUCCH의 할당을 수행하지 않도록 하여 PUSCH의 DM-RS와 PUCCH 와의 collision이 발생하지 않도록 설정한다. 이는 PUSCH를 위한 DM-RS의 위치에 의존하여 long PUCCH의 심볼 할당이 고려되어야 한다. 즉, NR에서의 PUSCH를 demodulation하기 위한 DMRS 또한 PDSCH를 위한DMRS와 유사하게 front loaded DMRS의 할당이 고려될 수 있으므로 해당 front loaded DMRS의 할당이 되어있는 경우에는 long PUCCH의 시작 심볼에서 첫 PUSCH가 시작하는 symbol을 PUSCH의 DMRS와의 collision을 방지하기 위해 pucturing하거나 시작 심볼 하나를 뺀 shortened long PUCCH 을 사용하도록 설정하거나, 혹은 long PUCCH를 구성할 수 있는 symbol의 개수가 아래와 같이 다양하게 설정될 수 있으므로, PUSCH DMRS의 symbol 하나를 배제한 symbol길이의 long PUCCH format을 사용하여 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송을 수행하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다.

·Long PUCCH가 하나의 slot내에 차지할 수 있는 심볼의 길이의 set

- The set of the number of symbols for long duration NR-PUCCH in a slot includes {4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14}

또한 Long PUCCH로서 구성될 수 있는 최소 symbol의 개수로서 4개의 symbol으로 구성된 Long PUCCH가 기지국으로부터 configure되어 전송되도록 설정된 경우에서의 PUSCH allocated freq. resource에 PUCCH를 전송하도록 구성되는 경우,

본 발명의 하나의 실시예로서 shortened long PUCCH로서 3개의 symbol로 long PUCCH를 구성하여 전송하는 방식이 고려될 수 있으며, 기지국과 단말이 PUSCH 영역에서의 DMRS가 위치하는 symbol에서 PUCCH가 전송될 수 없음을 서로 알고 있으므로 3개의 shortened long PUCCH의 전송이 가능할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서 long PUCCH로 구성된 symbol의 수가 4개로 configure되어있는 경우에 PUCCH와 PUSCH의 동시 전송이 허용되도록 RRC parameter에서 설정된 경우에 있어서는 PUCCH를 PUSCH상으로 이동하여 전송하도록 하는 방법을 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 단말은 해당 경우에 PUCCH를 drop하도록 하고 PUSCH의 전송만을 수행하도록 하거나 혹은 PUSCH를 drop하도록 하고 PUCCH만을 전송하도록 하는 방법이 고려될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서 long PUCCH에 전송되도록 설정된 UCI type에 따라 PUCCH를 전송하거나 PUSCH를 전송하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. HARQ-ACK(s)의 경우는 DL전송에 대한 응답으로서의 중요한 정보일 수 있으므로 해당 long PUCCH상에 HARQ-ACK을 전송하도록 설정된 경우에는 long PUCCH만을 전송하도록 하고 PUSCH를 전송하지 않도록 하는 방법이 고려될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서 4개 symbol로 구성된 long PUCCH가 기지국으로부터 configure되어 전송되도록 설정된 경우에는 long PUCCH로 전송되도록 설정된 UCI들을 모두 기 설정된 PUSCH 자원 상으로의 UCI mapping 방식에 따라 PUSCH로 mapping 하여 전송하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서 해당 PUCCH가 이동 전송되도록 설정된 PUSCH 자원영역에서의 PUSCH DM-RS는 전송하지 않고 4개 symbol로 구성된 PUCCH와 함께 PUSCH 를 전송하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다.

도 20은 본 발명을 위한 하나의 일 실시예로서 PUCCH가 PUSCH 주파수 자원으로 이동하는 경우에서의 PUSCH DMRS collision을 handling하기 위한 방법에 관한 도면이다. 도 20-(b), (c)의 경우에는 PUCCH가 할당된 영역에서 PUSCH가 할당되지 않게 되는데 이러한 경우 PUSCH DMRS와의 PUCCH가 collision이 나는 경우라고 할지라도 PUSCH DMRS가 다른 UE들과의 MU-MIMO multiplexing 등을 위해 sequence 특성을 유지시켜야 한다는 점에서 shortened PUCCH를 쓰도록 설정할 수 있으나, PUSCH의 DMRS가 sequence로 구성되어 있지 않아 다른 UE들과의 MU-MIMO를 위한 CDM multiplexing이 되어있지 않은 경우에는 PUSCH가 PUCCH가 이동된 영역에 포함되어있지 않으므로 shortened PUCCH를 쓰지 않고 long PUCCH를 도 17 내지 도 19에 표시된 바와 같이 그대로 전송하도록 할 수 있다.

또한 본 발명을 위한 하나의 일 실시예로서 PUCCH가 PUSCH 주파수 자원으로 이동하는 경우에서의 PUSCH DMRS collision을 handling하기 위한 방법으로서 PUSCH 스케쥴링 시에 PUCCH랑 collision이 발생하는 경우에 PUSCH DMRS나 PUCCH의 collision나는 심볼중의 어느 한쪽을 puncturing 하라는 지시자를 PUSCH를 스케줄링하는 UL DCI에 추가하는 방법이 고려될 수 있다.

본 발명의 도 17내지 도 20에서의 slot format으로 UL long duration을 가지는 UL centric slot에 대해서 설명하였지만 본 발명은 slot format으로 UL 전송만을 포함할 수 있는 UL only slot에도 동일하게 적용할 수 있으며, 또한 PUSCH을 위한 DMRS위치에 대해서도 front loaded DMRS를 기준으로 shortened PUCCH 전송을 수행하는 것을 설명하였으나 PUSCH DMRS의 위치가 다른 위치에 할당되거나 혹은 front loaded DMRS외에 추가적으로 high Doppler 환경에서 성능을 개선하기 위한 RS가 추가되는 경우에도 해당 RS에서의 PUCCH와의 collision을 막는 방법으로서 본 발명에서 설명한 방법이 동일하게 사용될 수 있다.

PUSCH상의 PUCCH가 전송되는 경우에 대한 UL-SCH의 puncturing 및 rate-matching에 관하여,

- 하나의 실시예로서 도 17내지 도 20에서와 같이 PUCCH가 특정 PUSCH의 영역으로의 IMD issue를 해결하기 위해 이동하여 단말이 전송하도록 설정하는 경우에는 PUCCH가 이동된 PUSCH RE는 항상 pucturing 되도록 설정하거나 혹은 PUCCH의 전송이 주기적으로 설정되어 있으므로 기지국과 단말이 해당 전송을 인지하고 있으로 PUCCH가 이동된 PUSCH RE는 항상 rate-matching되도록 설정할 수 있다.

- 또 다른 실시예로서 도 17내지 도 20에서와 같이 PUCCH가 특정 PUSCH의 영역으로의 IMD issue를 해결하기 위해 이동하여 단말이 전송하도록 설정하는 경우, 즉 PUCCH가 PUSCH자원상으로 전송되도록 설정되는 경우에 적어도 하나의 HARQ-ACK을 포함하여 전송하도록 하는 PUCCH에 대해서는 PUSCH자원상에서의 PUCCH RE에 puncturing을 수행하도록 하고, CQI/RI/PMI/Beam related information을 전송하도록 하는 PUCCH에 대해서는 rate-matching을 수행하도록 설정한다. 이는 단말이 PDCCH 상의 스케줄링 할당을 수신하지 못하면, gNB는 PUSCH 자원상에서의 PUCCH로의 HARQ-ACK을 기대하고 있으나 단말은 PUSCH 안의 HARQ-ACK이 포함된 PUCCH를 다중화 하지 않을 수도 있고, PUCCH전송이 이루지지 않을 수 있다. 따라서 HARQ-ACK의 전송을 고려하여 PUCCH가 PUSCH 자원에 전송된다는 가정으로 PUSCH의 rate-matching을 수행하도록 설정된 경우에는 rate-matching의 패턴이 HARQ-ACK의 전송되는지의 여부에 따라 달라질 수 있으므로 PUSCH로 데이터 부분에서 전송되는 모든 코딩된 비트들이 단말이 PDCCH상의 스케줄링 할당을 수신하지 못한 것에 의해 영향을 받을 수 있다. 그러나 채널상태 보고를 위한 정보를 주기적으로 PUCCH상에 전송하도록 설정된 경우에 있어서는 단말이 PUSCH 전송을 수행하도록 스케줄링 되어있을 때 해당 slot 혹은 subframe에서 주기적 보고가 PUCCH상으로 전송되도록 설정되어 있다면, 주기적 보고 역시 PUSCH 자원위의 PUCCH로 전송되도록 변경된다. NR에서도 LTE(-A)에서와 같이 주기적 보고의 전송 순간은 RRC signaling에 의해 설정될 수 있고, gNB는 어떤 slot 혹은 subframe에서 주기적 보고가 전송되어 오는지를 알고 있으므로, 이 경우에서 rate matching에 대해서 단말과 gNB간의 mismatch가 발생할 염려는 없다.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (1)

1. 무선통신시스템을 위한 상향링크 채널들, 신호 및 데이터 채널의 다중화 방법, 장치 및 시스템.

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