KR20180122904A - 무선 통신시스템의 물리 하향링크 제어 채널 전송 및 수신방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서제어 채널을 구성하는 NR-REG를 NR-CCE로 묶는 매핑방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 NR-CCE를 구성하는 NR-REG들 중 복수개의 시간 또는/그리고 주파수 영역에서 인접한 NR-REG들은 묶여 Bundled NR-REG를 구성할 수 있고, Bundled NR-REG들은 시간 우선 또는 주파수 우선 방식으로 NR-CCE를 구성하는 것을 특징으로 한다. .

Description

무선 통신시스템의 물리 하향링크 제어 채널 전송 및 수신방법, 장치 및 시스템{METHOD, APPARATUS, AND SYSTEM FOR PHYSICAL DOWNLINK CONTROL CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 본 발명은 무선통신 시스템에서 시스템 하향링크 제어 채널의 설계에 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, REG를 시간축으로 번호를 매기고, inverleaving한 후, 9개의 REG를 묶어 CCE(Control Channel Element)를 만든다. CCE는 PDCCH가 전송될 수 있는 최소 단위이다. PDCCH에서 보내는 DCI(Downlink control information)의 payload 길이가 길거나, 사용자의 채널 환경이 나쁠 경우, 하나의 CCE의 채널 부호율이 부족하므로, 하나 이상의 CCE을 묶어 PDCCH를 할당할 수 있다. CCE를 묶는 개수를 Aggregation level이라고 하고, 1,2,4,8 aggregation level을 지원한다.

3GPP NR 시스템에서도 3GPP LTE의 PDCCH와 유사하게 몇 개의 RE를 묶어 NR-REG를 구성하고 몇 개의 NR-REG를 묶어 NR-CCE를 구성한다. NR-CCE는 NR-PDCCH를 전송하는 최소 단위이고, 여러 NR-CCE를 묶어 전송하는 Aggregation level을 지원한다. 3GPP NR 시스템 NR-PDCCH과 3GPP LTE 시스템의 PDCCH의 가장 큰 차이점은 PDCCH는 특정 사용자에게 beamforming되지 않은 CRS(Common Reference Signal)을 사용하는데 반해 NR-PDCCH는 특정 사용자에게 beamforming된 DMRS를 사용할 수 있다는 점이다. 따라서, 3GPP NR시스템에서는 beamforming된 DMRS를 이용한 채널 추정의 정확도를 높이기 위해 또는 DMRS의 오버헤드를 줄이기 위해 NR-REG의 구성 및 NR-CCE의 구성을 수행할 필요성이 있으며, 이는 REG의 구성 및 CCE의 구성에서는 고려되지 않았던 점이다. 더욱이, 3GPP LTE에서는 REG와 CCE 간의 매핑은 시간 우선 방식으로 한 가지로 고정되었으나, 3GPP NR 시스템에서는 NR-REG와 NR-CCE 간의 매핑은 시간 우선 방식 및 주파수 우선 방식이 존재할 수 있다. 따라서 새로운 NR-PDCCH 설계 방법이 필요한다.

본 발명은 3GPP NR시스템에서 NR-PDCCH를 전송하기 위한 NR-CCE를 구성하는 방법을 서술한다. NR-CCE를 구성하는 NR-REG들 중 일부는 동일한 beamforming을 수행하기 위하여 시간 또는/그리고 주파수 영역에서 연속적으로 배치되어야 한다. 이러한 NR-REG들을 Bundled NR-REG라고 부른다. 기지국이 단말에게 어떠한 NR-REG들이 Bundled NR-REG를 구성하는지를 알려주는 것은 높은 시그널링 오버헤드를 야기할 수 있다. 따라서, 간단하게 알려주는 기지국 단말 간의 시그널링 방법이 필요하다.

본 발명에 의해 달성 될 수 있는 목적은 여기서 특별히 기술 된 것에 한정되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제 1기술적인 측면은, NR-PDCCH를 생성하기 위한 NR-REG 인덱스(순서)를 매기기 위하여 필요한 정보의 양을 줄이는 것으로, 기지국은 단말에게 CORESET의 PRB수 OFDM 심볼 수, NR-REG bundling 크기, 주파수영역 연속 PRB의 수, Localized/distributed 지시자를 보내는 것을 포함하는 기지국과 단말 간의 제어채널 설계에 관한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제 2기술적인 측면은, NR-PDCCH를 생성하기 위한 NR-REG 인덱스(순서)를 매기기 위한 방법으로 시간 순서을 정방향과 역방향을 번갈아 매기는 것을 포함하는 기지국과 단말 간의 제어채널 설계에 관한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제 3기술적인 측면은 NR-PDCCH를 생성하기 위한 NR-REG bundling은 연속된 NR-REG 인덱스를 묶어서 만들고, NR-CCE는 연속된 NR-REG 인덱스를 묶어서 만드는 것을 포함하는 기지국과 단말 간의 제어채널 설계에 관한 것이다.

전술 한 기술적 해결책은 본 발명의 바람직한 실시 예의 일부일 뿐이며, 본 발명의 기술적 특징이 적용되는 다양한 변형은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 이해 될 수 있으며, 본 발명의 다음의 상세한 설명을 참조하면 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, NR-PDCCH는 시간축 REG bundling, 주파수축 REG bundling, 시간-주파수축 REG bundling을 만족하는 NR-REG를 구성할 수 있다. 또한, NR-REG를 통하여 NR-CCE를 생성할 수 있으므로 적은 시그널링으로 NR-PDCCH가 전송되는 제어 채널의 구성을 알 수 있다.

도 1는 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 4은 동기 신호(Synchronization Signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다.
도 5은 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6는 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 12은 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)은 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 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=1일 때의 예제이다.
도 16는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=2일 때의 예제이다.
도 17는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=3일 때의 예제이다.
도 18는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=6일 때의 예제이다.
도 19는 distributed mapping을 지원하기 위한 interleaving 방식을 나타낸 도면이다.
도 20은 NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 주파수 우선 (FF, frequency first)이고 NR-REG bundling은 주파수 축으로 인접한 J개인 구성을 나타낸 도면이다.
도 21은 NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 시간 축으로 인접한 J개인 구성을 나타낸 도면이다.
도 22은 NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 주파수 축으로 인접한 J개인 구성을 나타낸 도면이다.
도 23는 NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 시간-주파수 축으로 인접한 J개인 구성을 나타낸 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 ㅧ 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 매핑되는 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.

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.

본 발명의 일 실시 예로 NR-PDCCH를 생성하기 위한 NR-REG의 인덱스(순서)을 매기기 위하여 기지국이 단말에게 제공하는 정보는 다음과 같다.

1) CORESET의 PRB 수 (N_PRB)와 OFDM 심볼 수(N_ctrl): NR 시스템의 NR-PDCCH이 전송될 수 있는 시간-주파수 영역은control resource set (CORESET)이라고 부르며 가변적이다. 따라서, 단말의 올바른 CORESET 유도를 위하여 CORESET에 사용되는 PRB의 수와 OFDM 심볼의 수를 알려주어야 할 필요가 있다.

2) NR-REG bundling 크기(A): 만약 CORESET 마다 서로 다른 NR-REG bundling 크기를 가질 수 있으면, 그 값을 알려주어야 한다. 그렇지 않고 CORESET들의 NR-REG bundling이 동일하면 알려주지 않아도 된다. 예를 들어, 가능한 NR-REG bundling 크기는 A=2 또는 A=3일 수 있다.

3) 주파수영역 연속 PRB의 수(B): 단말은 NR-PDCCH를 구성하는 NR-REG의 순서를 매기기 위하여 필요한 정보로, 주파수영역에서 연속적으로 PRB 순서를 우선적으로 매기기위한 파라미터가 필요할 수 있다. 주파수영역 연속 PRB의 수(B)는 적어도 B=1, B= N_PRB, B=A를 포함할 수 있다.

4) Localized/distributed 지시자(C): 단말은 Bundled NR-REG를 연속적으로 localized형태로 배치할 수도 있고, 분산되도록 distributed 방식으로 배치할 수도 있다. 상기 localized mapping과 distributed mapping을 지시하기 위하여 1bit 지시자가 필요할 수 있다.

위와 같이 NR-REG 인덱스와 bundling을 CORESET에서 구성하는 방법은 해당 정보들을 시간-주파수 영역 구성 방식에 따라 다양한 방식으로 적용 가능하다. 따라서, NR-REG indexing 및 bundling을 위해서는 상기 정보의 일부 또는 전부를 explicit/implicit 하게 단말에게 제공된다. 특히, NR-REG indexing에서 핵심 요소로 주파수영역 연속 PRB의 수 B를 기준으로 freq.-time 매핑 관계가 상이하게 정해 지게 된다. 다시 말해서, NR-REG bundling을 위해서는 NR-REG index를 정의해야 하며, 해당 index는 B개의 PRB를 기준으로 freq first 매핑을 수행하고, B개의 PRB freq. 매핑 이후에 OFDM 심볼단위로 time 매핑을 수행하는 특징을 가진다. OFDM 심볼단위로 매핑을 수행할 때, 시간의 정방향과 역방향을 번갈아가며 NR-REG index를 매기는 특징을 가진다. PRB indexing 이후 해당 PRB index를 기준으로 A개의 NR-REG를 묶어 bundling 수행이 가능해 진다. 구체적인 실시예로서 상기 정보를 이용하여 NR-PDCCH를 구성하기 위한 NR-REG의 순서는 다음과 같이 매길 수 있다.

순서1) CORESET의 첫번째 OFDM 심볼 안에서 B개의 연속된 PRB들의 순서를 차례대로 매긴다. 여기서 B개의 연속된 PRB들은, 이전에 PRB들의 순서를 매겼다면, 이전 PRB과 인접해야 한다.

순서2) 그 후, CORESET의 다음 OFDM 심볼로 넘어가서 해당 OFDM 심볼 안에서 B개의 연속된 PRB들의 순서를 차례대로 매긴다. 이때, B개는 순서1과 동일한 주파수 영역에 위치한다.

순서3)순서2를 CORESET의 마지막 OFDM 심볼까지 수행한다.

순서4) 그 후, CORESET의 마지막 OFDM 심볼에서 B개의 연속된 PRB들의 순서를 차례대로 매긴다. 이때 B개의 연속된 PRB는 이전에 매긴 PRB들과 인접해야 한다.

순서5)그 후 이전 OFDM 심볼로 넘어가서 OFDM 해당 OFDM 심볼 안에서 B개의 연속된 PRB들의 순서를 차례대로 매긴다. 이 과정을 CORESET의 첫번째 OFDM 심볼까지 수행한다.

순서 6) 만약 주파수 축에서 순서를 매기지 않고 남은 PRB의 수가 B개 이상이면 순서 1부터 다시 수행한다.

상기 서술한 순서의 특징은 주파수 축으로 B개의 인접한 PRB들을 먼저 매기고 시간축으로 정방향으로 매기는 것과 역방향으로 매기는 것을 반복 수행하는 점이다. 이러한 반복 수행을 통하여, 모든 시스템 파라미터에 대하여 항상 시간 또는/그리고 주파수축에서 연속된 NR-REG들이 bundling 될 수 있다.

도 15는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=1일 때의 예제이다. 도 15를 참조하여, 첫번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 0,5,6,11,12,17이고, 두번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 1,4,7,10,13,16이고, 세번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 2,3,8,9,14,15이다.

도 16는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=2일 때의 예제이다. 도 16를 참조하여, 첫번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 0,1,10,11,12,13이고, 두번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 2,3,8,9,14,15이고, 세번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 4,5,6,7,16,17이다.

도 17는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=3일 때의 예제이다. 도 17를 참조하여, 첫번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 0,1,2,15,16,17이고, 두번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 3,4,5,12,13,14이고, 세번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 6,7,8,9,10,11이다.

도 18는 상기 서술한 방식의 일 실시예로 N_PRB = 6, N_ctrl=3, B=6일 때의 예제이다. 도 18를 참조하여, 첫번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 0,1,2,3,4,5이고, 두번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 6,7,8,9,10,11이고, 세번째 OFDM 심볼의 PRB들에게 할당된 NR-REG의 순서(인덱스)는 12,13,14,15,16,17이다.

본 발명의 일 실시예로, NR-REG Bundling은 연속된 NR-REG 인덱스를 이용하여 결정할 수 있다. 연속된 REG인덱스를 기준으로 A개를 bundling하여 NR-REG Bundling을 수행할 수 있다. 예를 들어 NR-REG의 bundling이 A이면, NR-REG 인덱스 i, i+1,…, i+A-1을 묶어 bundling을 수행할 수 있다. 여기서 i는 A로 나누었을 때 나머지가 0이다. 즉, i mod A = 0을 만족하여야 한다. 상기 방식으로 bundling된 Bundled NR-REG는 인덱스(순서)를 매길 수 있다. NR-REG i, i+1,…, i+A-1가 묶인 bundled NR-REG의 인덱스(순서)는 i/A 일 수 있다.

Bundled NR-REG의 index들은 interleaving될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 도 19를 참조하여, Bundled NR-REG는 floor(N_PRB/A)개의 NR-REG들을 묶어서 Bundled NR-REG 집합을 만들 수 있다. Bunded NR-REG 집합은 outer-interleaver로 interleaving되고, Bundled NR-REG 집합 안의 Bundled NR-REG들은 inner-interleaver로 interleaving 될 수 있다. 편의상 도면에서는 outer-interleaver를 우선 적용하였으며, NR-REG A개씩 묶은 NR-REG bundling 이후에 inter-interleaver를 적용한 후, outer-interleaver를 추가적으로 적용할 수 있다. 나아가, inter/outer 중 하나를 적용하는 것도 가능하다. Outer-interleaving은 B= N_PRB 일때는 사용하지 않을 수 있다. 도 19에서는 3개의 Bundled NR-REG 집합 A,B,C가 있고, 각 Bundled NR-REG 집합안에 4개의 서로 다른 Bundled NR-REG가 있다. 각 Bundled NR-REG 집합 안에서 서로 다른 Bundled NR-REG는 다른 문양으로 구별될 수 있다. 먼저 outer-interleaver에 의하여 A,B,C 인덱스가 섞이게 되고, 그 후 각 inner-interleaver에 의하여 각 Bundled NR-REG 집합 안에서 서로 다른 Bundled NR-REG의 인덱스가 섞이게 된다.

본 발명의 일 실시예로, NR-CCE는 연속된 NR-REG 인덱스를 이용하여 결정할 수 있다. 예를 들어 NR-CCE가 K개의 NR-REG로 구성되면, NR-REG 인덱스 j, j+1,…, j+K-1를 묶어 NR-CCE를 구성할 수 있다. 여기서 j는 K로 나누었을 때 나머지가 0이다. 즉, j mod K = 0을 만족하여야 한다.

상기 서술한 방식에 따라 다음과 같은 4가지의 NR-CCE 구성이 가능하다.

첫번째 구성은, NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 주파수 우선 (FF, frequency first)이고 NR-REG bundling은 주파수 축으로 인접한 J개인 구성이다. 상기 구성을 위해서 기지국은 A=J, B= N_PRB을 알려준다. 그리고 Outer interleaving은 항상 수행하지 않고, 지시자 C에 따라 inner-interleaver는 필요하면 수행한다. Inner-interleaver없이 NR-REG 인덱스, NR-REG bundling, NR-CCE의 구성은 도 20에 나타나 있다. 도20(a)는 CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=2이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=2이다. 도20(b)는CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=3이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=3이다. 도 20에서 한 OFDM 심볼의 동일한 패턴이 칠해진 셀(예를 들어 도 20(a)의 0,1, 도 20(b)의 0,1,2)에 해당하는 NR-REG들은 Bundling된다. 그리고 6개의 NR-REG가 묶여 하나의 NR-CCE로 구성된다. Bundling된 NR-REG들은 주파수 축으로 인접한 것인지 확인할 수 있다.

두번째 구성은, NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 시간 축으로 인접한 J개인 구성이다. 상기 구성을 위해서 기지국은 A=J, B=1을 알려준다. 이때, NR-CCE 매핑시에 OFDM 심볼 index가 동일한 개수로 포함되도록 J는 N_ctrl의 약수이어야 한다. 그리고 지시자 C에 따라 outer-interleaver와 inner-interleaver는 필요하면 수행한다. Interleaver없이 NR-REG 인덱스, NR-REG bundling, NR-CCE의 구성은 도 21에 나타나 있다. 도21(a)는 CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=2이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=2이다. 도21(b)는CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=3이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=3이다. 도 21에서 한 PRB index 내에서 동일한 패턴이 칠해진 셀(예를 들어 도 21(a)의 0,1, 도 21(b)의 0,1,2)에 해당하는 NR-REG들은 Bundling된다. 그리고 6개의 NR-REG가 묶여 하나의 NR-CCE로 구성된다. Bundling된 NR-REG들은 시간 축으로 인접한 것인지 확인할 수 있다.

세번째 구성은, NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 주파수 축으로 인접한 J개인 구성이다. 상기 구성을 위해서 기지국은 A=J, B=J을 알려준다. 그리고 지시자 C에 따라 outer-interleaver와 inner-interleaver는 필요하면 수행한다. Interleaver없이 NR-REG 인덱스, NR-REG bundling, NR-CCE의 구성은 도 22에 나타나 있다. 도22(a)는 CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=2이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=2이다. 도22(b)는CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=3이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=3이다. 도 22에서 한 PRB index 내에서 동일한 패턴이 칠해진 셀(예를 들어 도 22(a)의 0,1, 도 22(b)의 0,1,2)에 해당하는 NR-REG들은 Bundling된다. 그리고 6개의 NR-REG가 묶여 하나의 NR-CCE로 구성된다. Bundling된 NR-REG들은 주파수 축으로 인접한 것인지 확인할 수 있다.

네번째 구성은, NR-CCE와 NR-REG간의 매핑은 시간 우선 (TF, time-first)이고 NR-REG bundling은 시간-주파수 축으로 인접한 J개인 구성이다. 상기 구성을 위해서 기지국은 A=J, B=1을 알려준다. 그리고 지시자 C에 따라 outer-interleaver와 inner-interleaver는 필요하면 수행한다. 이때, J는 N_ctrl의 약수가 아니다. Interleaver없이 NR-REG 인덱스, NR-REG bundling, NR-CCE의 구성은 도 23에 나타나 있다. 도23(a)는 CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=3이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=2이다. 도 23(b)는CORESET의 OFDM 심볼 수는 N_ctrl=5이고, PRB의 수는 N_PRB = 24, J=3이다. 도 23에서 한 PRB index 내에서 동일한 패턴이 칠해진 셀(예를 들어 도 23(a)의 0,1, 도 23(b)의 0,1,2)에 해당하는 NR-REG들은 Bundling된다. 그리고 6개의 NR-REG가 묶여 하나의 NR-CCE로 구성된다. Bundling된 NR-REG들은 시간-주파수 축으로 인접한 것인지 확인할 수 있다.

상기 4가지 구성 방식은 본 발명의 설명을 위한 일 실시예로, 더 자유로운 NR-REG와 NR-CCE 간의 매핑을 위하여 B는 전체 OFDM 심볼을 NR-REG bundling/CCE 매핑을 위한 편의상의 값을 지시하며, NR-REG indexing을 위해 임의의 값으로 설정 가능하다. 상기 지정된 B값에 따라 NR-REG의 인덱스를 매기면, 본 발명의 기대 효과인 NR-REG bundling된 NR-CCE를 항상 얻을 수 있다.

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. 단말과 기지국 간 데이터 송수신 방법, 장치 및 시스템

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