KR20190007365A - 무선 셀룰라 통신 시스템에서 짧은 전송 시간 구간을 이용한 제어 및 데이터 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 셀룰라 통신 시스템에서 짧은 전송 시간 구간을 이용한 제어 및 데이터 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 무선통신 시스템에서, 보다 구체적으로 짧은 길이의 전송 시간 구간을 이용한 하향링크 및 상향링크의 전송 방법 및 장치를 개시한다.

Description

무선 셀룰라 통신 시스템에서 짧은 전송 시간 구간을 이용한 제어 및 데이터 신호 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMISSION AND RECEPTION OF CONTROL AND DATA SIGNAL BY USING SHORT TRANSMISSION TIME INTERVAL IN WIRELESS CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서, 보다 구체적으로 짧은 길이의 전송 시간 구간을 이용한 하향링크 및 상향링크의 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
셀룰러 무선통신 시스템 성능의 중요한 기준 중에 하나는 패킷 데이터 지연시간(latency)이다. 이를 위해 LTE 시스템에서는 1ms의 전송 시간 구간 (Transmission Time Interval; TTI)를 갖는 서브프레임 단위로 신호의 송수신이 이루어진다. 상기와 같이 동작하는 LTE 시스템에서 1ms보다 짧은 전송시간구간을 갖는 단말(shortened-TTI/shorter-TTI UE)을 지원할 수 있다. Shortened-TTI 단말은 지연시간(latency)이 중요한 Voice over LTE (VoLTE) 서비스, 원격 조종과 같은 서비스에 적합할 것으로 예상된다. 또한 shortened-TTI 단말은 셀룰러 기반에서 미션 크리티컬(mission critical)한 사물인터넷 (IoT; Internet of Things)을 실현할 수 있는 수단으로 기대된다.
현재의 LTE 및 LTE-A 시스템은 전송 시간 구간이 1ms인 서브프레임 단위로 송수신이 되도록 기지국과 단말이 설계되어 있다. 이러한 1ms의 전송 시간 구간으로 동작하는 기지국과 단말이 존재하는 환경에서, 1ms보다 짧은 전송 시간 구간으로 동작하는 shortened-TTI 단말을 지원하기 위해서는 일반적인 LTE 및 LTE-A 단말과는 차별화되는 송수신 동작을 정의할 필요가 있다. 따라서 본 발명은 일반적인 LTE 및 LTE-A 단말과 shortened-TTI 단말을 동일 시스템 내에서 함께 운영하기 위한 구체적인 방법을 제안한다.
특히 본 발명에서는 기준신호(reference signal; RS) 전송 방법 및 기준신호 전송 여부를 설정하거나 정보 전달을 하는 방법을 제공한다. 종래 LTE 시스템에서는 셀공통 RS 혹은 복조를 위한 RS가 매 서브프레임에서 전송된다. 하지만, 짧은 TTI 전송일 때 RS가 차지하는 비율이 길 TTI 전송일 때보다 클 수 있으므로, 짧은 TTI 전송에서 매 TTI에 RS를 전송하는 것이 아니라, RS 전송을 생략하는 방법이 유리할 수 있다. 또한, 짧은 sTTI에서는 상향링크 전력의 변화를 줄이기 위해 주파수 호핑을 최소화하는 것이 유리할 수 있다. 따라서 이에 따라 짧은 sTTI의 위치에 따라 RS가 차지하는 주파수 대역을 결정하는 방법이 필요할 수 있다.
또한, RS가 전송될 수 있는 경우의 수에 따라 제어정보에 포함되는 RS 위치 정보의 비트수가 달라질 수 있으며, 이에 따라 단말의 제어정보 디코딩 과정에서 상기 RS 위치 정보의 비트수를 고려할 필요가 있다. 또한, 하향링크 및 상향링크 sTTI 길이가 다르게 설정될 때, 단말의 상향링크 스케줄링을 위한 하향링크 제어정보의 디코딩 방법을 제공하여, 불필요한 디코딩을 줄일 수 있다.
본 발명은 종래 LTE 시스템의 1ms보다 짧은 길이의 전송 시간 구간을 갖는 송수신 방법 및 장치에 관한 것이지만, LTE 시스템뿐만 아니라 5G/NR 시스템 등에도 적용이 가능하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예는 단말 및 기지국 송수신에 있어 짧은 전송 시간 구간을 이용하여 송수신함으로써 지연을 감소시킬 수 있는 동작 방법을 제공하여, 기지국 및 단말 동작을 효율적으로 함으로써 전송 시간의 지연(delay)을 줄이고 단말의 제어정보 디코딩 수를 줄일 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 단말 및 기지국 송수신에 있어 짧은 전송 시간 구간을 이용하여 송수신함으로써 지연을 감소시키고, 단말의 제어정보 디코딩 수를 감소시킬 수 있는 동작 방법을 제공하여, 기지국 및 단말 동작을 효율적으로 하여 전송 시간의 지연(delay)을 줄이고 단말의 전력 소모를 줄일 수 있도록 한다.
도 1은 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시간-주파수영역 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 LTE 또는 LTE-A 시스템의 상향링크 시간-주파수영역 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템에서 전달지연시간이 0일 때, 기지국 및 단말의 제1신호 및 제2신호 송수신 타이밍을 나타난 도면이다.
도 4는 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템에서 전달지연시간이 0보다 크고 timing advance를 적용하였을 때, 기지국 및 단말의 제1신호 및 제2신호 송수신 타이밍을 나타난 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템에서 전달지연시간이 0보다 크고 timing advance를 적용하였을 때, 기지국 및 단말의 제1신호 및 제2신호 송수신 타이밍을 나타난 도면이다.
도 6은 하향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 sTTI의 패턴과 sTTI index의 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 하향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 sTTI의 패턴과 sTTI index의 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 sTTI의 패턴과 sTTI index의 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 RS의 전송에 사용되는 심볼의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 하향링크 혹은 상향링크에서 7심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 sTTI의 패턴과 sTTI index의 모습을 도시한 도면이다.
도 11은 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 RS의 전송에 사용되는 심볼 및 주파수 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 서브프레임에서 사용되는 RS의 전송에 사용되는 심볼 및 주파수 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 하향링크 및 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되었을 때 sTTI index에 따른 상향링크 기준신호 (RS, DMRS)의 위치 정보를 위한 비트필드의 비트수를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 하향링크는 2심볼 혹은 3심볼 sTTI가 설정되고, 상향링크는 7심볼 sTTI가 설정 되었을 때 sTTI index에 따라 단말의 제어정보 디코딩 여부를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제4실시예에서 설명하는 sTTI를 이용한 스케줄링을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제4실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 ‘~부’는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다. 또한, 5세대 무선통신 시스템으로 5G 혹은 NR (new radio)의 통신표준이 만들어지고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 혹은 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호화(디코딩)하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 디코딩 실패를 알리는 정보(NACK; Negative Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 이전에 디코딩 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 디코딩 성공을 알리는 정보(ACK; Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 LTE 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, Nsymb(102)개의 OFDM 심벌이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(105)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms 이다. 그리고 라디오 프레임(114)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역구간이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW(104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb(102)개의 연속된 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 NRB(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 일반적으로 상기 Nsymb = 7, NRB=12 이고, NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가하게 된다. LTE 시스템은 6개의 전송 대역폭을 정의하여 운영한다.
하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. 표 1은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성된다.
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하향링크 제어정보의 경우 상기 서브프레임 내의 최초 N 개의 OFDM 심벌 이내에 전송된다. 일반적으로 N = {1, 2, 3} 이다. 따라서 현재 서브프레임에 전송해야 할 제어정보의 양에 따라 상기 N 값이 서브프레임마다 가변하게 된다. 상기 제어정보로는 제어정보가 OFDM 심벌 몇 개에 걸쳐 전송되는지를 나타내는 제어채널 전송구간 지시자, 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케쥴링 정보, HARQ ACK/NACK 신호 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보(Downlink Control Information; DCI)를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. DCI 는 여러 가지 포맷을 정의하여, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (UL grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (DL grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화 (spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI format 1 은 적어도 다음과 같은 제어정보들을 포함하도록 구성된다.
- 자원 할당 유형 0/1 플래그(Resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 유형 0 인지 유형 1 인지 통지한다. 유형 0 은 비트맵 방식을 적용하여 RBG (resource block group) 단위로 리소스를 할당한다. LTE 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 리소스로 표현되는 RB이고, RBG 는 복수개의 RB로 구성되어 유형 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 유형 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.
- 자원 블록 할당(Resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.
- 변조 및 코딩 방식(Modulation and coding scheme; MCS): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block 의 크기를 통지한다.
- HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 통지한다.
- 새로운 데이터 지시자(New data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.
- 중복 버전(Redundancy version): HARQ 의 중복 버전(redundancy version) 을 통지한다.
- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(Transmit Power Control) command for PUCCH(Physical Uplink Control CHannel): 상향링크 제어 채널인 PUCCH 에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH (Physical downlink control channel)(또는, 제어 정보, 이하 혼용하여 사용하도록 한다) 혹은 EPDCCH (Enhanced PDCCH)(또는, 향상된 제어 정보, 이하 혼용하여 사용하도록 한다)를 통해 전송된다.
일반적으로 상기 DCI는 각 단말에 대해 독립적으로 특정 RNTI (Radio Network Temporary Identifier)(또는, 단말 식별자)로 스크램블 되어 CRC(cyclic redundancy check)가 추가되고 채널코딩된 후, 각각 독립적인 PDCCH로 구성되어 전송된다. 시간영역에서 PDCCH는 상기 제어채널 전송구간 동안 매핑되어 전송된다. PDCCH 의 주파수영역 매핑 위치는 각 단말의 식별자(ID) 에 의해 결정되고, 전체 시스템 전송 대역에 퍼뜨려진다.
하향링크 데이터는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) 를 통해 전송된다. PDSCH는 상기 제어채널 전송구간 이후부터 전송되는데, 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식 등의 스케줄링 정보는 상기 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI가 알려준다.
상기 DCI 를 구성하는 제어정보 중에서 5 비트로 구성되는 MCS 를 통해서, 기지국은 단말에게 전송하고자 하는 PDSCH에 적용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터의 크기 (transport block size; TBS)를 통지한다. 상기 TBS 는 기지국이 전송하고자 하는 데이터 (transport block, TB)에 오류정정을 위한 채널코딩이 적용되기 이전의 크기에 해당한다.
LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 으로서, 각각의 변조오더(Modulation order)는 2, 4, 6 에 해당한다. 즉, QPSK 변조의 경우 심벌 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심벌 당 6 비트를 전송할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 LTE-A 시스템에서 상향링크에서 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 SC-FDMA 심벌(202)로서, Nsymb UL 개의 SC-FDMA 심벌이 모여 하나의 슬롯(206)을 구성한다. 그리고 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(205)을 구성한다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth; 204)은 총 NBW개의 서브캐리어로 구성된다. NBW는 시스템 전송 대역에 비례하여 값을 갖는다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element; RE, 212)로서 SC-FDMA 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 정의할 수 있다. 리소스 블록 페어(208, Resource Block pair; RB pair)은 시간영역에서 Nsymb UL 개의 연속된 SC-FDMA 심벌과 주파수 영역에서 Nsc RB 개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB는 Nsymb UL x Nsc RB 개의 RE로 구성된다. 일반적으로 데이터 혹은 제어정보의 최소 전송단위는 RB 단위이다. PUCCH 의 경우 1 RB에 해당하는 주파수 영역에 매핑되어 1 서브프레임 동안 전송된다.
LTE 시스템에서는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH 혹은 반영구적 스케줄링 해제(semi-persistent scheduling release; SPS release)를 포함하는 PDCCH/EPDDCH에 대응하는 HARQ ACK/NACK이 전송되는 상향링크 물리채널인 PUCCH 혹은 PUSCH의 타이밍 관계가 정의되어 있다. 일례로 FDD(frequency division duplex)로 동작하는 LTE 시스템에서는 n-4번째 서브프레임에서 전송된 PDSCH 혹은 SPS release를 포함하는 PDCCH/EPDCCH에 대응하는 HARQ ACK/NACK가 n번째 서브프레임에서 PUCCH 혹은 PUSCH로 전송된다.
LTE 시스템에서 하향링크 HARQ는 데이터 재전송시점이 고정되지 않은 비동기(asynchronous) HARQ 방식을 채택하고 있다. 즉, 기지국이 전송한 초기전송 데이터에 대해 단말로부터 HARQ NACK을 피드백 받은 경우, 기지국은 재전송 데이터의 전송시점을 스케줄링 동작에 의해 자유롭게 결정한다. 단말은 HARQ 동작을 위해 수신 데이터에 대한 디코딩 결과, 오류로 판단된 데이터에 대해 버퍼링을 한 후, 다음 재전송 데이터와 컴바이닝을 수행한다.
단말은 서브프레임 n에 기지국으로부터 전송된 하향링크 데이터를 포함하는 PDSCH를 수신하면, 서브프레임 n+k에 상기 하향링크 데이터의 HARQ ACK 혹은 NACK를 포함하는 상향링크 제어정보를 PUCCH 혹은 PUSCH를 통해 기지국으로 전송한다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD(time division duplex)와 그 서브프레임 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.
LTE 시스템에서 하향링크 HARQ 와 달리 상향링크 HARQ는 데이터 전송시점이 고정된 동기(synchronous) HARQ 방식을 채택하고 있다. 즉, 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 이에 선행하는 하향링크 제어채널인 PDCCH, 그리고 상기 PUSCH에 대응되는 하향링크 HARQ ACK/NACK이 전송되는 물리채널인 PHICH(Physical Hybrid Indicator Channel)의 상/하향링크 타이밍 관계가 다음과 같은 규칙에 의해 고정되어 있다.
단말은 서브프레임 n에 기지국으로부터 전송된 상향링크 스케줄링 제어정보를 포함하는 PDCCH 혹은 하향링크 HARQ ACK/NACK이 전송되는 PHICH를 수신하면, 서브프레임 n+k에 상기 제어정보에 대응되는 상향링크 데이터를 PUSCH를 통해 전송한다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD(time division duplex)와 그 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.
그리고 단말은 서브프레임 i에 기지국으로부터 하향링크 HARQ ACK/NACK을 운반하는 PHICH를 수신하면, 상기 PHICH는 서브프레임 i-k에 단말이 전송한 PUSCH에 대응된다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD와 그 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.
도 3은 FDD LTE 시스템에서 상향링크 스케줄링 승인을 받고 상향링크 데이터 전송을 하거나 혹은 하향링크 데이터를 수신하고 HARQ ACK 또는 NACK을 전달할 때, 기지국 및 단말의 타이밍을 도시한 도면이다. 서브프레임 n (301)에서 기지국이 상향링크 스케줄링 승인 혹은 하향링크 제어신호와 데이터를 단말에게 송신하면, 단말은 서브프레임 n (303)에서 상기 상향링크 스케줄링 승인 혹은 하향링크 제어신호와 데이터를 수신한다. 먼저 서브프레임 n에서 상향링크 스케줄링 승인을 받았을 경우, 단말은 서브프레임 n+4(307)에서 상향링크 데이터 전송을 한다. 만약 서브프레임 n에서 하향링크 제어신호와 데이터를 받았을 경우, 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK 혹은 NACK을 서브프레임 n+4(307)에서 전송한다. 따라서 단말은 상향링크 스케줄링 승인을 받고 상향링크 데이터 전송을 하거나 혹은 하향링크 데이터를 수신하고 HARQ ACK 또는 NACK을 전달하기 위해 준비할 수 있는 시간은 3개 서브프레임에 해당하는 3 ms가 된다(309).
한편 단말은 일반적으로 기지국으로부터 떨어져 있기 때문에, 단말에서 송신한 신호가 전달지연시간(propagation delay)만큼 이후에 기지국에 수신된다. 상기 전달지연시간은 단말로부터 기지국까지 전파가 전달되는 경로를 빛의 속도로 나눈 값으로 볼 수 있으며, 일반적으로 단말로부터 기지국까지의 거리를 빛의 속도로 나눈 값으로도 생각할 수 있다. 일례로 기지국으로부터 100km 떨어진 곳에 위치한 단말의 경우, 단말에서 송신한 신호는 약 0.34 msec 이후에 기지국에 수신된다. 반대로 기지국에서 송신된 신호도 약 0.34 msec 이후에 단말에 수신된다. 상기와 같이 단말과 기지국 사이의 거리에 따라 단말에서 송신한 신호가 기지국에 도착하는 시간이 달라질 수 있다. 따라서 위치가 다른 곳에 존재하는 여러 개의 단말이 동시에 신호를 전송하게 되면 기지국에 도착하는 시간이 모두 다를 수 있다. 이러한 현상을 해결하여, 여러 단말로부터 송신된 신호가 기지국에 동시에 도착하게 하려면, 단말별로 위치에 따라 송신하는 시간을 조금씩 다르게 하면 될 것이며, 이를 LTE 시스템에서는 timing advance라고 한다.
LTE 시스템에서 단말은 랜덤액세스(random access; RA)를 수행하기 위해, 단말이 RACH 신호 혹은 프리앰블을 기지국으로 송신하고, 기지국은 단말들의 상향링크 동기화를 위해 필요한 timing advance값을 계산하고, 그 결과를 단말에게 랜덤액세스 응답(random access response)을 통해 11bits의 timing advance 값을 전달한다. 단말은 상기 전달 받은 timing advance 값을 이용하여 상향링크 동기를 맞춘다. 이후 기지국은 지속적으로 상향링크 동기화를 위해 단말에게 추가적으로 필요한 timing advance 값을 측정하고 단말에게 전달한다. 상기 추가 timing advance 값은 MAC 제어요소(control element)를 통해 6 bits로 전달된다. 단말은 이미 적용하고 있던 timing advance 값에 상기 전달 받은 6 bits의 추가 timing advance 값을 더하여 timing advance 값을 조정한다.
도 4는 FDD LTE 시스템에서 단말은 상향링크 스케줄링 승인을 받고 상향링크 데이터 전송을 하거나 혹은 하향링크 데이터를 수신하고 HARQ ACK 또는 NACK을 전달할 때, 단말과 기지국 사이의 거리에 따른 timing advance에 따른 타이밍 관계를 도시한 도면이다. 서브프레임 n (402)에서 기지국이 상향링크 스케줄링 승인 혹은 하향링크 제어신호와 데이터를 단말에게 송신하면, 단말은 서브프레임 n (404)에서 상기 상향링크 스케줄링 승인 혹은 하향링크 제어신호와 데이터를 수신한다. 이 때, 단말은 기지국이 전송한 시간 보다 전달지연시간 TP(410)만큼 늦게 수신한다. 먼저 서브프레임 n에서 상향링크 스케줄링 승인을 받았을 경우, 단말은 서브프레임 n+4(406)에서 상향링크 데이터 전송을 한다. 만약 서브프레임 n에서 하향링크 제어신호와 데이터를 받았을 경우, 단말은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK 혹은 NACK을 서브프레임 n+4(406)에서 전송한다. 단말이 신호를 기지국으로 전송할 때에도, 어느 특정 시간에 기지국에 도착하도록 하기 위해, 단말이 수신한 신호 기준의 서브프레임 n+4보다 TA(412)만큼 앞당긴 타이밍(406)에 상향링크 데이터 혹은 하향링크 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 따라서 단말은 상향링크 스케줄링 승인을 받고 상향링크 데이터 전송을 하거나 혹은 하향링크 데이터를 수신하고 HARQ ACK 또는 NACK을 전달하기 위해 준비할 수 있는 시간은 3개 서브프레임에 해당하는 3 ms에서 TA를 제외한 시간이 된다(414). 상기 3 ms - TA는 TTI가 1 ms인 종래 LTE 시스템의 기준이며, TTI 길이가 짧아지고 전송 타이밍이 변경되는 경우에는 3 ms - TA가 다른 값으로 바뀔 수 있다.
기지국은 해당 단말의 TA의 절대값을 계산한다. 기지국은 단말이 초기 접속하였을 때, random access 단계에서 제일 처음 단말에게 전달한 TA 값에, 그 이후 상위 시그널링으로 전달했던 TA 값의 변화량을 더해가면서 혹은 빼가면서 TA의 절대값을 계산할 수 있다. 본 발명에서 TA의 절대값이라함은 단말이 송신하는 n번째 TTI의 시작시간에서 단말이 수신한 n번째 TTI의 시작시간을 뺀 값이 될 수 있다.
한편 셀룰러 무선통신 시스템 성능의 중요한 기준 중에 하나는 패킷 데이터 지연시간(latency)이다. 이를 위해 LTE 시스템에서는 1ms의 전송시간구간 (Transmission Time Interval; TTI)를 갖는 서브프레임 단위로 신호의 송수신이 이루어진다. 상기와 같이 동작하는 LTE 시스템에서 1ms보다 짧은 전송시간구간을 갖는 단말(short-TTI UE)을 지원할 수도 있을 것이다. 한편 5세대 이동통신 시스템인 NR에서는 전송시간 구간이 1 ms보다 짧을 수 있다. Short-TTI 단말은 지연시간(latency)이 중요한 Voice over LTE (VoLTE) 서비스, 원격조종과 같은 서비스에 적합할 것으로 예상된다. 또한 short-TTI 단말은 셀룰러 기반에서 미션 크리티컬(mission critical)한 사물인터넷 (IoT; Internet of Things)을 실현할 수 있는 수단으로 기대된다.
도 4에 도시된 단말이 송신신호를 준비할 수 있는 시간인 3 ms - TA는 short-TTI 단말의 경우 혹은 TA의 절대값(511)이 큰 단말의 경우 도 5와 같이 바뀔 수 있다. 예를 들어, 상향링크 스케줄링 승인이 n번째 TTI(501, 503)에서 전송되고, 이에 해당하는 상향링크 데이터가 n+4번째 TTI(505,507)에서 전송될 경우에는 3 TTIs - TA(513)가 단말의 준비시간이 될 것이다. 만약 TTI 길이가 1 ms보다 짧고, 단말과 기지국 사이의 거리가 멀어 TA가 클 때에는, 단말의 준비시간인 3 TTIs - TA 값이 작거나 심지어는 음수가 될 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 short-TTI 동작을 위해 단말이 가정하는 TA의 최대값을 별도로 설정할 수 있다. 상기 short-TTI 동작을 위한 TA의 최대값은 종래 LTE 시스템의 TA 최대값보다 작으며, 기지국과 단말간에 미리 정해지지 않고, 단말 지원능력을 결정하기 위해 임의로 가정되는 값일 수도 있다. 혹은 NR 시스템에서는 지원되는 서비스의 종류를 eMBB (Enhanced mobile broadband), mMTC (massive Machine Type Communications) (mMTC), URLLC (Ultra-Reliable and low-latency Communications) 등의 카테고리로 나눌 수 있다. eMBB는 고용량데이터의 고속 전송, mMTC는 단말전력 최소화와 다수 단말의 접속, URLLC는 고신뢰도와 저지연을 목표로 하는 서비스라고 볼 수 있다. 단말에게 적용되는 서비스의 종류에 따라 서로 다른 요구사항들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 정해진 처리 시간 안에 주어진 동작을 수행하는 것이 서비스 종류마다 다를 수 있는데, URLLC는 저지연시간이 중요하므로 짧은 시간 안에 정해진 동작을 수행하는 것이 중요할 수 있다. 이에 따라 단말에게 주어지는 서비스의 종류에 따라 단말에게 필요한 TA값의 제한이 달라질 수 있다. 이는 서비스별로 서로 다른 TA 최대값을 단말이 가정하는 것이 명시될 수도 있고, 혹은 서비스가 다르더라도 같은 TA최대값을 단말이 가정할 수도 있을 것이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 이에 포함될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
이하에서 특별한 언급이 되지 않는다면, 기술되는 shortened-TTI 단말은 제1타입 단말이라 칭하고, normal-TTI 단말은 제2타입 단말이라 칭할 수도 있다. 상기 제1타입 단말은 1ms 혹은 1ms보다 짧은 전송시간구간에 제어정보, 혹은 데이터, 혹은 제어정보 및 데이터를 전송할 수 있는 단말을 포함할 수 있고, 상기 제2타입 단말은 1ms의 전송시간구간에 제어정보, 혹은 데이터, 혹은 제어정보 및 데이터를 전송할 수 있는 단말을 포함할 수 있다. 한편, 이하에서는 shortened-TTI 단말과 제1타입 단말을 혼용하여 사용하고, normal-TTI 단말과 제2타입 단말을 혼용하여 사용하도록 한다. 또한, 본 발명에서는 shortened-TTI, shorter-TTI, shortened TTI, shorter TTI, short TTI, sTTI는 같은 의미로 혼용하여 사용된다. 또한, 본 발명에서는 normal-TTI, normal TTI, subframe TTI, legacy TTI는 같은 의미이며 혼용하여 사용된다.
도 6과 도 7은 하향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 길이를 갖는 sTTI의 구조의 일례들을 도시한 도면이다. 도 6은 한 서브프레임(602) 내의 14심볼을 각각 2,3,2,2,2,3 심볼씩 나누어 sTTI 0 (604), sTTI 1 (606), sTTI 2 (608), sTTI 3 (610), sTTI 4 (612), sTTI 5 (616)가 매핑된다. 도 6의 sTTI 패턴은 종래 LTE의 PDCCH가 2 OFDM 심볼에 매핑될 때 적용된다. 도 7은 한 서브프레임(702) 내의 14심볼을 각각 3,2,2,2,2,3 심볼씩 나누어 sTTI 0 (704), sTTI 1 (706), sTTI 2 (708), sTTI 3 (710), sTTI 4 (712), sTTI 5 (716)가 매핑된다. 도 7의 sTTI 패턴은 종래 LTE의 PDCCH가 1 또는 3 OFDM 심볼에 매핑될 때 적용된다.
도 8은 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 길이를 갖는 sTTI의 구조의 일례를 도시한 도면이다. 한 서브프레임(802) 내의 14심볼을 각각 3,2,2,2,2,3 심볼씩 나누어 sTTI 0 (804), sTTI 1 (806), sTTI 2 (808), sTTI 3 (810), sTTI 4 (812), sTTI 5 (816)가 매핑된다.
도 9는 상향링크에서 2심볼 혹은 3심볼 길이를 갖는 sTTI의 구조에서 상향링크 기준신호(reference signal; RS)를 갖는 심볼의 위치의 일례를 도시한 도면이다. 도 9에서는 각 sTTI에서의 첫 번째 심볼에 데이터 전송을 위한 RS가 전송되는 일례가 도시되어 있다. 상기 RS의 심볼 위치는 상향링크 스케줄링 그랜트를 위한 DCI에 포함된 지시자에 따라 심볼 위치가 변할 수 있으며, 혹은 생략되는 것도 가능하다.
도 10은 하향링크와 상향링크에서 7심볼 길이를 갖는 sTTI의 구조의 일례를 도시한 도면이다. 한 서브프레임(1002) 내의 14심볼을 각각 7심볼, 7심볼에 sTTI 0(1004)와 sTTI 1(1006)이 매핑된다.
이하에서 기술되는 shortened-TTI 전송은 제1 타입 전송이라 칭하고, normal-TTI 전송은 제2 타입 전송이라 칭할 수도 있다. 상기 제1 타입 전송은 1ms보다 짧은 구간에서 제어신호, 또는 데이터신호, 또는 제어 및 데이터 신호가 전송되는 방식이며, 제2 타입 전송은 1ms 구간에서 제어신호, 또는 데이터신호, 또는 제어 및 데이터 신호가 전송되는 방식이다. 한편, 이하에서는 shortened-TTI 전송과 제1 타입 전송을 혼용하여 사용하고, normal-TTI 전송과 제2 타입 전송을 혼용하여 사용하도록 한다. 상기 제1 타입 단말은 제1타입 전송과 제2타입 전송을 모두 지원할 수도 있으며, 혹은 제1타입 전송만 지원할 수도 있다. 상기 제2 타입 단말은 제2타입 전송을 지원하며, 제1타입 전송은 하지 못한다. 본 발명에서는 편의를 위해, 제1타입 단말용이라함은 제1타입 전송을 위한 것임으로 해석할 수 있을 것이다. 만약 shortened-TTI와 normal-TTI가 대신, normal-TTI와 longer-TTI가 존재한다면, normal-TTI 전송은 제1 타입 전송이라 칭하고, longer-TTI 전송은 제2 타입 전송이라 칭할 수도 있다. 본 발명에서 제1 타입 수신 및 제2 타입 수신은 제1 타입 송신 및 제2 타입 송신된 신호들을 각각 수신하는 과정을 칭할 수 있다.
본 발명에서 하향링크에서의 전송시간구간은 제어신호 및 데이터신호가 전송되는 단위를 의미하며, 혹은 데이터 신호가 전송되는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 기존 LTE시스템 하향링크에서 전송시간구간은 1 ms의 시간 단위인 서브프레임이 된다. 한편 본 발명에서 상향링크에서의 전송시간구간이라함은 제어신호 혹은 데이터신호가 보내지는 단위를 의미하며, 혹은 데이터 신호가 전송되는 단위를 의미할 수 있다. 기존 LTE시스템 상향링크에서의 전송시간구간은 하향링크와 동일한 1 ms의 시간 단위인 서브프레임이다.
또한 본 발명에서 shortened-TTI 모드는 단말 혹은 기지국이 shortened TTI 단위로 제어신호 혹은 데이터신호를 송수신하는 경우이며, normal-TTI 모드는 단말 혹은 기지국이 서브프레임 단위로 제어신호 혹은 데이터신호를 송수신하는 경우이다.
또한 본 발명에서 shortened-TTI 데이터는 shortened TTI 단위로 송수신 되는 PDSCH 혹은 PUSCH에서 전송되는 데이터를 의미하며, normal-TTI 데이터는 서브프레임 단위로 송수신 되는 PDSCH 혹은 PUSCH에서 전송되는 데이터를 의미한다. 본 발명에서 shortened-TTI용 하향링크 제어채널은 shortened-TTI 모드 동작을 위한 제어신호가 전송되는 물리채널을 의미하며 sPDCCH라고 하기로 하며, normal-TTI용 제어신호는 normal-TTI 모드 동작을 위한 제어신호를 의미한다. 일례로 normal-TTI용 하향링크 제어채널은 기존 LTE 시스템에서의 PCFICH, PHICH, PDCCH, EPDCCH 등이 될 수 있다. 이와 유사하게 본 발명에서 shortened-TTI용 상향링크 제어채널은 sPUCCH라고 불릴 수 있으며, 하향링크로 전송된 데이터의 HARQ-ACK/NACK 정보, 채널상태정보, 스케줄링요구 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 종래의 LTE 혹은 LTE-A 시스템에서의 물리채널 (physical channel)와 신호(signal)라는 용어를 데이터 혹은 제어신호와 혼용하여 사용할 수 있다. 예를 들어, PDSCH는 normal-TTI 데이터가 전송되는 물리채널이지만, 본 발명에서는 PDSCH를 normal-TTI 데이터라 할 수 있으며, sPDSCH는 shortened-TTI 데이터가 전송되는 물리채널이지만, 본 발명에서는 sPDSCH를 shortened-TTI 데이터라 할 수 있다. 유사하게 본 발명에서 하향링크 및 상향링크에서 전송되는 shortened-TTI 데이터를 sPDSCH와 sPUSCH라 하기로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같이, shortened-TTI 단말과 기지국의 송수신 동작을 정의하고, 기존 단말과 shortened-TTI 단말을 동일 시스템 내에서 함께 운영하기 위한 구체적인 방법을 제안한다. 본 발명에서 노멀(normal)-TTI 단말은 제어정보와 데이터정보를 1ms 혹은 한 서브프레임 단위로 송수신 하는 단말을 가리킨다. 상기 노멀-TTI 단말을 위한 제어정보는 한 서브프레임에서 최대 3 OFDM 심볼에 매핑되는 PDCCH에 실려 전송되거나, 혹은 한 서브프레임 전체에서 특정 리소스 블록에 매핑되는 EPDCCH에 실려 송신된다. Shortened-TTI 단말은 노멀-TTI 단말과 같이 서브프레임 단위로 송수신할 수도 있고, 서브프레임보다 작은 단위로 송수신할 수도 있는 단말을 가리킨다. 혹은 서브프레임보다 작은 단위의 송수신만 지원하는 단말일 수도 있다.
이하 본 발명에서는 상향링크 스케줄링 승인 신호와 하향링크 데이터 신호를 제1신호라 칭한다. 또한 본 발명에서는 상향링크 스케줄링 승인에 대한 상향링크 데이터 신호와, 하향링크 데이터 신호에 대한 HARQ ACK/NACK을 제2신호라 칭한다. 본 발명에서는 기지국이 단말에게 전송하는 신호 중에서, 단말로부터의 응답을 기대하는 신호이면 제1신호가 될 수 있으며, 제1신호에 해당하는 단말의 응답신호가 제2신호로 될 수 있다. 또한 본 발명에서 제1신호의 서비스 종류는 eMBB (Enhanced mobile broadband), mMTC (massive Machine Type Communications) (mMTC), URLLC (Ultra-Reliable and low-latency Communications) 등의 카테고리에 속할 수 있다.
이하 본 발명에서 제1신호의 TTI길이는, 제1신호가 전송되는 시간의 길이를 의미한다. 또한 본 발명에서 제2신호의 TTI길이는, 제2신호가 전송되는 시간의 길이를 의미한다. 또한 본 발명에서 제2신호 전송 타이밍이라함은 단말이 제2신호를 언제 송신하고, 기지국이 제2신호를 언제 수신하는지에 대한 정보이며, 제2신호 송수신 타이밍이라 언급할 수 있다.
본 발명에서 TDD 시스템이라는 언급이 없을 경우, 일반적으로 FDD 시스템에 대해 설명하기로 한다. 하지만 FDD 시스템에서의 본 발명에서의 방법 및 장치는, 간단한 변형에 따라 TDD 시스템에도 적용할 수 있을 것이다.
이하 본 발명에서 상위 시그널링은 기지국에서 물리계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 혹은 단말에서 물리계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법이며, RRC signaling 혹은 MAC 제어요소(CE; control element)라고 언급될 수도 있다.
이하 본 발명에서 단말이라 함은 별도의 언급이 없을 경우 제1 타입 단말을 의미할 수 있다. 하지만 전후 문맥에 따라 제1 타입 단말인지 제2 타입 단말인지는 명확할 것이다.
이하 본 발명에서 기준신호(reference signal; RS)라 함은, 기지국 혹은 단말이 채널을 측정하여 수신동작에 활용할 수 있도록 하기 위해, 기지국과 단말간에 서로 약속되어 알고 있는 신호를 의미할 수 있다. 이하에서는 기준신호와 RS가 혼용되어 사용될 수 있다.
<제1실시예>
제1실시예는 sTTI가 설정된 단말이 sTTI로 상향링크 제어채널 (short PUCCH: sPUCCH)을 전송할 때 주파수 호핑하는 방법에 대해 도 11과 도 12를 참고하여 설명한다.
도 11은 2심볼 혹은 3심볼 길이를 갖는 sTTI를 이용하여 상향링크 제어채널을 전송할 때, 하나의 sTTI 안에서 주파수 호핑을 할 때 사용하는 자원의 모습을 도시한 도면이다. 기지국이 설정한 주파수 영역 혹은 전체 시스템 주파수 영역이 1100과 같이 주어져 있을 때, sTTI용 상향링크 제어채널 매핑에 사용되는 RB들이 1102, 1104, 1106, 1108 등과 같이 표시되어 있다.
도 11에서 도시한 것과 같이 단말이 자원할당을 받았을 때, 연속적인 sTTI에서 제어채널을 전송할 경우 sTTI index가 변할 때마다 항상 주파수 호핑을 수행하여야한다. 단말이 계획된 전력을 사용하여 전송을 하기 위해서는 주파수 호핑을 수행할 때에 power transient period 만큼의 주파수대역을 옮겨서 전송을 이어가는 시간이 필요하다. 상기 power transient period는 수~수십 micro 초가 필요할 수 있다.
상기와 같은 이유로 단말의 주파수 호핑 횟수를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서 도 11에서 제시한 호핑패턴 대신에, 도 12에서 도시된 호핑패턴을 이용할 수 있다. 도 12에서 사용하는 호핑패턴의 특징은, 연속된 두 개의 sTTI에서, 첫 번째 sTTI의 마지막 OFDM/SC-FDMA 심볼과 두 번째 sTTI의 첫번째 OFDM/SC-FDMA 심볼이 사용하는 주파수 영역을 동일하게 하는 방법이다. 상기에서 주파수 영역을 동일하게 하는 방법은, sPUCCH가 사용하는 PRB 영역을 상기와 같이 동일한 주파수 영역을 갖도록 물리계층 신호 혹은 상위 시그널링으로 지시해주는 방법이 있을 수 있다. 혹은, 한 서브프레임에서 하나의 지시자를 통해 도 12와 같은 패턴을 사용할 수 있도록 미리 약속 되어질 수 있다.
sPUCCH가 전송되는 PRB 인덱스 혹은 PRB들의 첫번째 혹은 마지막 인덱스를
Figure pat00002
라고 하면,
Figure pat00003
는 물리계층 지시자와 상위 시그널링 중 하나 이상에 의해 전달되는 값에 의해 결정될 수 있다. 상기 물리계층 지시자와 상위 시그널링 중 하나 이상에 의해 전달되는 값을 m이라 하면 하기와 같이 m에 의해
Figure pat00004
가 구해질 수 있다.
Figure pat00005
또 다른 일례로, 하나의 서브프레임 내에서의 OFDM/SC-FDMA 심볼 인덱스 l에 의해
Figure pat00006
가 결정될 수 있다.
Figure pat00007
상기에서 m 값은 하향링크 스케줄링 해주는 DCI, MAC CE, 그리고 RRC 시그널링 중 하나 이상의 조합에 의해 기지국으로부터 단말에게 전달될 수 있다. 상기에서
Figure pat00008
는 상향링크 시스템 주파수 대역의 PRB 수를 가리킬 수 있다.
<제2실시예>
제2실시예는 하나의 서브프레임에서 상향링크 스케줄링 정보를 포함하는 sDCI를 검출하는 과정에서, DL sTTI index 및 HARQ timing 등을 고려하여 sDCI를 검출하는 방법을 도 13을 참고하여 설명한다.
상향링크 sTTI index에 따라 기준신호가 전송될 수 있는 경우의 수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 2심볼 sTTI의 경우, 해당 sTTI의 첫 번째 또는 두 번째 심볼, 또는 해당 sTTI 이전 sTTI의 마지막 심볼, 또는 해당 sTTI 다음 sTTI의 첫 번째 심볼에 기준신호가 오도록 정해질 수 있다. 한편 3심볼 sTTI의 경우, 해당 sTTI의 첫 번째 또는 두 번째 또는 세 번째 심볼, 또는 해당 sTTI 이전 sTTI의 마지막 심볼, 또는 해당 sTTI 다음 sTTI의 첫 번째 심볼에 기준신호가 오도록 정해질 수 있다. 한편 2심볼 혹은 3심볼 sTTI의 기준신호는 상기 나열한 모든 심볼이 다 사용될 수 있는 것은 아니며, 사용될 수 있는 경우가 기지국과 단말이 미리 약속되거나 상위 시그널링으로 전달될 수 있다. 또한 심볼 혹은 3심볼 sTTI의 기준신호가 사용할 수 있는 심볼은 sTTI index에 따라 미리 정해질 수 있다. 따라서 sTTI index에 따라 기준신호가 전송되는 심볼의 위치 정보를 전달하는데 필요한 비트수가 달라질 수 있다. 예를 들어 한 서브프레임의 첫 번째 sTTI인 sTTI 0에서는 첫 번째 심볼 혹은 세 번째 심볼에만 기준신호가 전송될 수 있고, 한 서브프레임의 두 번째 sTTI인 sTTI 1에서는 첫 번째 심볼 혹은 두 번째 심볼 혹은 다음 sTTI의 첫 번째 심볼에서 기준신호가 전송될 수 있거나 혹은 기준신호가 생략 되어질 수 있는 일례를 생각해볼 수 있다. 상기 일례에서 sTTI 0에서는 2가지 경우가 있으며, sTTI 1에서는 4가지 경우의 수가 있다. 따라서 sTTI 0에서의 상향링크 데이터 전송을 스케줄링 해줄 때는 스케줄링을 위한 DCI에 상향링크 기준신호 전송을 위한 정보를 위해 1비트가 필요하다. 반면, sTTI 1에서의 상향링크 데이터 전송을 스케줄링 해줄 때는 스케줄링을 위한 DCI에 상향링크 기준신호 전송을 위한 정보를 위해 2비트가 필요하다. 한 가지 방법은, 상향링크 스케줄링에서 sTTI index와 관계 없이 스케줄링을 위한 DCI에 상향링크 기준신호 전송을 위해 2비트로 고정하고, sTTI 0를 스케줄링 해 줄 때는 둘 중 하나의 비트만 정보 전달에 사용하고, 나머지 하나의 비트는 사용하지 않는 reserved bit로 남겨둘 수 있다. 다른 한가지 방법은, 스케줄링시 DCI에 포함되는 상향링크 기준신호 정보를 위한 비트수를 상향링크 데이터가 전송되는 sTTI index에 따라 변경시키는 방법이다. 상기 일례에서, sTTI 0에서의 상향링크 데이터 전송을 스케줄링 해줄 때는 스케줄링을 위한 DCI에 상향링크 기준신호 전송을 위한 정보를 위해 1비트를 포함하고, 반면, sTTI 1에서의 상향링크 데이터 전송을 스케줄링 해줄 때는 스케줄링을 위한 DCI에 상향링크 기준신호 전송을 위한 정보를 위해 2비트를 포함시킨다. 따라서 단말은 상기 방법에 따라 상향링크 sTTI 스케줄링을 위한 DCI를 디코딩해보는 과정에서 상향링크 데이터가 전송될 sTTI index를 고려하여 DCI 디코딩을 수행하고 DCI 정보를 확인한다.
상기에서 기지국이 상향링크 데이터가 전송될 sTTI index를 고려하여 DCI를 구성하고, 단말이 상향링크 데이터가 전송될 sTTI index를 고려하여 DCI를 디코딩해보는 과정에서 스케줄링 타이밍도 함께 고려할 수 있다. 즉, 상향링크 스케줄링을 위한 DCI를 수신하였을 때, 해당 DCI에 대한 상향링크 전송을 언제 수행할지에 대한 스케줄링 타이밍은 기지국과 단말이 미리 약속되어질 수 있으며, 혹은 상위 시그널링으로 타이밍에 관련된 정보를 전달받을 수 있고, 혹은 DCI에 타이밍 정보의 일부 혹은 전체가 전송될 수 있다.
도 13은 상기 설명한 방법의 일례를 도시한 도면이다. 서브프레임 내의 심볼들(1301)을 나누어 하향링크 sTTI 패턴 (1303) 및 상향링크 sTTI 패턴(1305)이 정해진다. 도 13에서는 1307의 sTTI 0에서 상향링크 스케줄링을 위한 DCI 혹은 sDCI가 전송되고, 이에 대한 상향링크 전송은 6 sTTI 이후인, 다음 서브프레임의 sTTI 0 (1317)에서 상향링크 데이터 전송이 수행된다. 또한, 1309의 sTTI 1에서 상향링크 스케줄링을 위한 DCI 혹은 sDCI가 전송되고, 이에 대한 상향링크 전송은 6 sTTI 이후인, 다음 서브프레임의 sTTI 1 (1319)에서 상향링크 데이터 전송이 수행된다.
즉, 도 13의 일례에서는 sTTI의 상향링크 전송은 DCI 혹은 sDCI를 수신한 sTTI에서부터 6 sTTI 이후에 전송되도록 미리 상위 시그널링으로 전달받거나 혹은 미리 약속된 경우일 수 있다. 도 13의 1317의 sTTI 0에서 상향링크 데이터가 전송될 때는 첫 번째 심볼 혹은 마지막 심볼에서만 기준신호가 전송될 수 있도록 정해지며, 1319의 sTTI 1에서는 첫 번째 심볼, 두 번째 심볼 혹은 마지막 심볼, 혹은 기준신호 생략, 혹은 다음 sTTI의 첫 번째 심볼과 같이 기준신호에 대한 정보가 사용될 수 있다.
표 (1315)에서 R은 기준신호가 전송되는 심볼, D는 데이터가 전송되는 심볼을 의미한다. 따라서 sTTI 0 (1317)의 스케줄링을 위해서는 기준신호가 전송되는 심볼에 대한 정보 전송을 위해 1비트가 필요하며, sTTI 1 (1319)의 스케줄링을 위해서는 기준신호가 전송되는 심볼에 대한 정보 전송을 위해 2비트가 필요하다. 따라서, 1317에서의 상향링크 스케줄링을 위해 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 1307에서는 기준신호가 전송되는 심볼에 대한 정보 전송을 위해 1비트를 갖는 비트필드가 DCI 혹은 sDCI에 포함된다(1311). 반면 1319에서의 상향링크 스케줄링을 위해 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 1309에서는 기준신호가 전송되는 심볼에 대한 정보 전송을 위해 2비트를 갖는 비트필드가 DCI 혹은 sDCI에 포함된다(1313).
<제3실시예>
제3실시예는 하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정되고, 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정되었을 때, 기지국이 DCI를 전송하고 단말이 DCI를 디코딩하는 방법에 대해 도 14를 참고하여 설명한다.
하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정된 경우, 하나의 서브프레임에 6개의 sTTI가 존재한다. 반면 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정된 경우는 하나의 서브프레임에 2개의 sTTI가 존재한다. 따라서 하나의 상향링크 sTTI에서 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보를 포함한 DCI 혹은 sDCI가 전송될 수 있는 하향링크 sTTI는 하나 이상일 수 있다. 만약 서브프레임 내의 모든 하향링크 sTTI에서 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI가 전송될 수 있다면, 단말은 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI의 디코딩을 매 sTTI 마다 수행하여야한다. 본 실시예에서는 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 하향링크 sTTI를 제한함으로서, 단말의 제어정보 디코딩 시도 수를 줄 일 수 있도록 할 수 있다. 기지국과 단말은 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 하향링크 sTTI index를 미리 약속하거나, 혹은 기지국이 상위시그널링으로 단말에게 전달할 수 있다. 이후, 단말은 상기에서 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 하향링크 sTTI이외의 sTTI에서는 상향링크 스케줄링 정보가 포함된 DCI 혹은 sDCI의 디코딩을 수행하지 않는다.
도 14는 상기 설명한 방법의 일례를 도시한 도면이다. 서브프레임 내의 심볼들(1401)을 나누어 하향링크 sTTI 패턴 (1403) 및 상향링크 sTTI 패턴(1405)이 정해진다. 도 14에서는 1407의 sTTI 1에서 상향링크 스케줄링을 위한 DCI 혹은 sDCI가 전송되고, 이에 대한 상향링크 전송은 다음 서브프레임의 첫 번째 슬롯인 sTTI 0 (1417)에서 상향링크 데이터 전송이 수행된다. 또한, 1409의 sTTI 4에서 상향링크 스케줄링을 위한 DCI 혹은 sDCI가 전송되고, 이에 대한 상향링크 전송은 다음 서브프레임의 두 번째 슬롯인 sTTI 1 (1419)에서 상향링크 데이터 전송이 수행된다. 상기 일례에서는, 하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정되고, 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정된 경우에, 하향링크 sTTI 1과 sTTI 4에서만 상향링크 데이터 전송 스케줄링 정보를 포함한 DCI 혹은 sDCI가 전송되는 경우이다. 다른 일례에서는, 하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정되고, 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정된 경우에, 하향링크 sTTI 0과 sTTI 3에서만 상향링크 데이터 전송 스케줄링 정보를 포함한 DCI 혹은 sDCI가 전송되도록 기지국과 단말이 미리 알고 있을 수 있다. 상향리크 스케줄링 정보가 전달될 수 있는 sTTI index는 기지국이 단말에게 상위시그널링으로 전달할 수 있다.
<제4실시예>
제4실시예는 하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정되고, 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정되었을 때, 기지국이 DCI를 전송하고 단말이 DCI를 디코딩하는 방법을 제공한다.
하향링크 sTTI 길이가 2심볼 혹은 3심볼로 설정된 경우, 하나의 서브프레임에 6개의 sTTI가 존재한다. 반면 상향링크 sTTI 길이가 7심볼 혹은 슬롯으로 설정된 경우는 하나의 서브프레임에 2개의 sTTI가 존재한다. 따라서 하나의 상향링크 sTTI에서 데이터 전송을 위한 스케줄링 정보를 포함한 DCI 혹은 sDCI가 전송될 수 있는 하향링크 sTTI는 하나 혹은 그 이상일 수 있다. 도17에 상기와 같이 하나의 UL sTTI에서의 데이터 전송을 스케줄링하는 제어정보가 여러 DL sTTI에서 전송되는 일례를 도시한 도면이다. 서브프레임내의 심볼 인덱스(1702)에 따라 DL에서와 UL에서의 sTTI가 정의된다(1704, 1706). 도17에서는 DL의 sTTI1, sTTI2, sTTI3에서 다음 서브프레임의 UL sTTI0에서 전송되는 데이터 스케줄링이 포함된 제어정보를 전달하는 일례를 도시되어있다. 만약 단말이 상향링크 sTTI 0 (1714)에서 전송해야할 상향링크 데이터 스케줄링 정보를 하향링크 sTTI 1 (1708), sTTI 2 (1710), sTTI 3 (1712) 중에서 둘 이상의 sTTI에서 수신 받았을 때, 단말은 가장 최신의 sTTI에서 수신한 스케줄링 정보를 따라서 상향링크 데이터 송신을 수행할 수 있다. 혹은 가장 먼저 수신한 상향링크 스케줄링 정보를 따라 상향링크 데이터 전송을 수행할 수 있다. 예를들어, sTTI 0 (1708)와 sTTI 3 (1712)에서 상향링크 sTTI 0 (1714)에서 전송할 수 있는 데이터 스케줄링을 수신하였을 때, sTTI 0 (1708)에서 수신한 스케줄링 정보를 따른다.
도 18은 본 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 순서도이다. 단말은 하향링크 제어정보 채널을 디코딩을 수행(1802)하고, 같은 상향링크 sTTI에서 전송해야하는 데이터를 스케줄링 하는 제어정보를 하나보다 많은 sTTI에서 수신 받을 수 있다(1804). 단말은 가장 최신(혹은 가장 먼저) 수신 받은 sDCI의 스케줄링 정보를 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다(1806).
<제5실시예>
제5실시예에서는 1ms TTI를 이용하는 LTE TDD 시스템에서 짧은 처리시간을 설정받은 단말이 UL grant를 포함하는 제어정보를 수신하였을 경우 단말의 동작 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에서 짧은 처리시간이라고 함은 1ms TTI를 이용할 때, 서브프레임 n에서 상향링크 데이터 전송을 위한 승인 (grant)를 수신하였을 경우, 제일 빨리 상향링크 데이터를 보낼 수 있는 서브프레임이 n+3으로 설정되는 것을 의미할 수 있다. 이는 특정 단말이 짧은 처리시간 모드를 지원하는 경우에 설정하는 것이 가능할 것이다. LTE TDD 시스템에서, 서브프레임 n에서 상향링크 데이터 전송의 승인을 포함하는 스케줄링을 받은 단말은, 서브프레임 n+k에서 스케줄링된 상향링크 데이터를 전송할 수 있으며, k는 TDD UL/DL 설정과 서브프레임 인덱스에 따라서 결정된다. 상기에서 k 값은, 짧은 처리시간을 설정 받고 UpPTS 에서 데이터 전송을 설정 받지 않은 단말에 있어서는 하기 [표 2]와 같이 결정되며, 짧은 처리시간을 설정 받고 UpPTS 에서 데이터 전송을 설정 받은 단말에 있어서는 하기 [표 3]과 같이 결정된다.
Figure pat00009
Figure pat00010
TDD UL/DL 설정 0과 6에 대해서, 단말은 상향링크 데이터를 스케줄링하는 승인을 포함하는 DCI에 UL index 정보를 수신할 수 있다. 단말은, 수신한 UL index의 most significant bit (MSB)와 least significant bit (LSB)의 값이 둘 다 1이면, 하나의 DCI에 대해 두 개의 서브프레임에서 PUSCH를 송신한다. 상기 두 개의 서브프레임의 타이밍은 n+k와 n+kp가 되며, k는 상기 표에서 값을 얻을 수 있고, kp는 별도로 정의될 수 있다. 예를 들어 kp는 6이 될 수 있다.
예를 들어, TDD UL/DL 설정 0에서, 서브프레임 1에서 하나의 DCI를 수신하였을 때, n+3과 n+6 서브프레임, 즉 본 일례에서는 n=1이므로, 서브프레임 4와 서브프레임 7에서 각각 PUSCH를 전송한다. 이때, 하나의 DCI에서 가리킬 수 있는 HARQ process ID 값은 하나이므로, 두 개의 송신되는 PUSCH에 어떠한 HARQ process ID를 부여할 것인지가 문제될 수 있다.
본 발명에서는 DCI에서 가리키는 HARQ process ID를
Figure pat00011
라고 할 때, 하나의 상향링크 데이터 전송 승인에 대한 첫 번째 PUSCH 전송, 즉, 서브프레임 n+k에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00012
가 되고, 두 번째 PUSCH 전송, 즉, 서브프레임 n+kp에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00013
가 된다고 약속할 수 있다. 상기에서 A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 의미하며,
Figure pat00014
는 상향링크 데이터 전송, 즉 PUSCH를 위한 최대 HARQ process 개수를 의미한다.
Figure pat00015
는 8로 고정된 값으로 되어 적용될 수도 있고, 혹은 TDD UL/DL 설정에 따라 바뀌는 값이 될 수도 있다.
<제6실시예>
제6실시예에서는 LTE TDD 시스템에서, 0.5ms 길이를 갖는 slot short TTI를 설정받은 단말이, UL grant를 포함하는 제어정보를 수신하였을 경우 단말의 동작 방법 및 장치를 제공한다.
LTE TDD 시스템에서, 한 프레임 내의 슬롯 n에서 상향링크 데이터 전송의 승인을 포함하는 스케줄링을 받은 단말은, 슬롯 n+k에서 스케줄링된 상향링크 데이터를 전송할 수 있으며, k는 TDD UL/DL 설정과 슬롯 번호에 따라서 결정된다. 상기에서 k 값은, 짧은 TTI 길이를 설정받고 UpPTS 에서 데이터 전송을 설정받지 않은 단말에 있어서는, special subframe 설정 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8의 경우에 하기 [표 4]와 같이 결정되며, 짧은 TTI 길이를 설정받고 UpPTS 에서 데이터 전송을 설정받지 않은 단말에 있어서는, special subframe 설정 0, 5, 9의 경우에 하기 [표 5]와 같이 결정되며, 짧은 TTI 길이를 설정받고 UpPTS 에서 데이터 전송을 설정받은 단말에 있어서는, 하기 [표 6]과 같이 결정된다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
상기 [표 4]와 [표 5]의 TDD UL/DL 설정 0 혹은 설정 6에서, 즉, UpPTS 에서 데이터 전송을 설정받지 않은 단말에 있어서는, slot sTTI로 상향링크 데이터를 스케줄링하는 승인을 포함하는 DCI에 UL index 정보를 수신할 수 있다. 단말은, 수신한 UL index의 most significant bit (MSB)와 least significant bit (LSB)의 값이 둘 다 1이면, 하나의 DCI에 대해 두 개의 슬롯에서 PUSCH를 송신한다. 상기 두 개의 슬롯 타이밍은 n+k와 n+k+1가 되며, k는 상기 [표 4]와 [표 5]에서 값을 얻을 수 있다.
또한, 상기 방법은 [표 6]의 TDD UL/DL 설정 0 혹은 설정 6에서, 슬롯 2와 슬롯 12를 제외한 나머지 슬롯에서 적용될 수 있다. 이때, 하나의 DCI에서 가리킬 수 있는 HARQ process ID 값은 하나이므로, 두 개의 송신되는 PUSCH에 어떠한 HARQ process ID를 부여할 것인지가 문제될 수 있다.
본 발명에서는 DCI에서 가리키는 HARQ process ID를
Figure pat00019
라고 할 때, 하나의 상향링크 데이터 전송 승인에 대한 첫 번째 PUSCH 전송, 즉, 슬롯 n+k에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00020
가 되고, 두 번째 PUSCH 전송, 즉, 슬롯 n+k+1에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00021
가 된다고 약속할 수 있다. 상기에서 A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 의미하며,
Figure pat00022
는 상향링크 데이터 전송, 즉, PUSCH를 위한 최대 HARQ process 개수를 의미한다.
Figure pat00023
는 16으로 고정된 값으로 되어 적용될 수도 있고, 혹은 TDD UL/DL 설정에 따라 바뀌는 값이 될 수도 있다. 즉, 슬롯 n+k+1에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00024
이 된다고 약속할 수 있다.
상기 [표 6]의 TDD UL/DL 설정 0 혹은 설정 6의, 슬롯 2와 슬롯 12에서, 즉, UpPTS 에서 데이터 전송을 설정받은 단말에 있어서는, slot sTTI로 상향링크 데이터를 스케줄링하는 승인을 포함하는 DCI에 UL index 정보를 수신할 수 있다. 이때에 단말은, 수신한 UL index의 most significant bit (MSB)와 least significant bit (LSB)의 값에 따라 PUSCH들을 전송할 수 있다. 일례로, UL index가 10이면 슬롯 n+k+1에서 PUSCH를 전송하고, 11이면 슬롯 n+k+5에서 전송하고, 00이면 슬롯 n+k, n+k+1, n+k+5에서 PUSCH를 전송한다. 이때, 하나의 DCI에서 가리킬 수 있는 HARQ process ID 값은 하나이므로, 세 개의 송신되는 PUSCH에 어떠한 HARQ process ID를 부여할 것인지가 문제될 수 있다.
본 발명에서는 DCI에서 가리키는 HARQ process ID를
Figure pat00025
라고 할 때, 하나의 상향링크 데이터 전송 승인에 대한 첫 번째 PUSCH 전송, 즉, 슬롯 n+k에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00026
가 되고, 두 번째 PUSCH 전송, 즉 슬롯 n+k+1에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00027
가 된다고 약속할 수 있다. 그리고 세 번째 PUSCH 전송, 즉, 슬롯 n+k+5에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00028
가 된다고 약속할 수 있다. 상기에서 A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 의미하며,
Figure pat00029
는 상향링크 데이터 전송, 즉 PUSCH를 위한 최대 HARQ process 개수를 의미한다.
Figure pat00030
는 16으로 고정된 값으로 되어 적용될 수도 있고, 혹은 TDD UL/DL 설정에 따라 바뀌는 값이 될 수도 있다. 즉, 슬롯 n+k+1에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00031
이 되고, 슬롯 n+k+5에서의 PUSCH의 HARQ process ID는
Figure pat00032
이 된다고 약속할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들을 수행하기 위해 단말과 기지국의 송신부, 수신부, 처리부가 각각 도 15와 도 16에 도시되어 있다. 상기 제1실시예부터 제6실시예까지 제2신호의 송수신 타이밍을 결정하고 이에 따르는 동작을 수행하기 위해 기지국과 단말의 송수신 방법이 나타나 있으며, 이를 수행하기 위해 기지국과 단말의 수신부, 처리부, 송신부가 각각 실시 예에 따라 동작하여야 한다.
구체적으로 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 15에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 단말기 수신부(1500), 단말기 송신부(1504), 단말기 처리부(1502)를 포함할 수 있다. 단말기 수신부(1500)와 단말이 송신부(1504)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 단말기 처리부(1502)로 출력하고, 단말기 처리부(1502)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 단말기 처리부(1502)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 단말 수신부(1500)에서 기지국으로부터 RS 전송 생략 여부 혹은 RS 심볼 위치를 포함하는 신호를 수신하고, 단말 처리부(1502)는 상기 신호로부터 RS 전송이 가능한 경우의 수를 알고, 하향링크 제어신호 디코딩 여부를 결정하도록 제어할 수 있다. 이후, 단말 송신부(1504)에서 상기 전달된 정보를 이용하여 지정된 심볼 위치에서 RS를 전송하거나 혹은 RS 전송을 생략한 상향링크 데이터 전송을 수행한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 16에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국은 기지국 수신부(1601), 기지국 송신부(1605), 기지국 처리부(1603)를 포함할 수 있다. 기지국 수신부(1601)와 기지국 송신부(1605)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 기지국 처리부(1603)로 출력하고, 단말기 처리부(1603)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 기지국 처리부(1603)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 기지국 처리부(1603)는 RS 전송 생략 여부 혹은 RS 심볼 위치를 포함하는 제어정보를 생성하고, RS 전송이 가능한 심볼 위치의 수에 따라 제어정보를 생성하도록 제어할 수 있다. 이후, 기지국 송신부(1605)에서 상기 제어신호를 송신하고, 기지국 수신부(1601)는 상기 설정에 따라 상향링크 전송에 대한 수신을 수행한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 실시 예의 일부분들이 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 제1실시예와 실시예 3이서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
    기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.
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