KR20190020141A - 협대역 무선 통신 시스템에서 확장 협대역 설정 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 출원에서는 협대역 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 데이터 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 기지국으로부터, 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상기 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함하는 하향링크 제어 신호를 수신하는 단계; 및 상기 하향링크 제어 신호를 이용하여, 상기 상향링크 데이터 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신되는 것을 특징으로 한다.

Description

협대역 무선 통신 시스템에서 확장 협대역 설정 방법 및 이를 위한 장치

본 발명은 무선 통신 시스템에서 협대역 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 협대역 무선 통신 시스템에서 확장 협대역 설정 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위하여는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 협대역 무선 통신 시스템에서 확장 협대역 설정 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 일 실시예인 협대역 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 데이터 신호를 송신하는 방법은, 기지국으로부터, 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상기 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함하는 하향링크 제어 신호를 수신하는 단계; 및 상기 하향링크 제어 신호를 이용하여, 상기 상향링크 데이터 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예인 협대역 무선 통신 시스템에서의 단말은, 무선 통신 모듈; 및 상기 무선 통신 모듈과 연결되어, 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함하는 하향링크 제어 신호를 기지국으로부터 수신하고, 상기 하향링크 제어 신호를 이용하여, 상기 상향링크 데이터 신호를 상기 기지국으로 송신하는 프로세서를 포함하고, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신되는 것을 특징으로 한다.

위 실시예에서 상기 할당 가능한 자원 블록들이 상기 센터 자원 블록을 포함하는 지와 무관하게, 상기 자원 할당 정보의 크기는 고정된 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 자원 할당 정보는 상기 센터 자원 블록을 제외한 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 지시하되, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록이 포함되도록 갱신되는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 마지막 인덱스의 자원 블록이 제외되도록 갱신되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 자원 할당 정보는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록의 시작 인덱스 및 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들의 개수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 협대역 무선 통신 시스템에서 기존 협대역에 더하여 확장 협대역을 효율적으로 설정하여 원활한 통신을 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 확장 협대역을 설정 및 활용하는 예를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.

도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위하여 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet 데이터 Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(방송 Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(방송 Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

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

단말은 전원이 켜지거나 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 방송 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 보다 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 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×T_s)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×T_s)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, T_s=1/(15kHz×2048)=3.2552×10^-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

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

도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 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 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×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 1개의 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 3번 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 DL-SCH(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, 전송 형식 정보(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 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

한편, 하향링크 제어 채널의 기본 자원 단위는 REG(Resource Element Group)이다. REG는 RS를 제외한 상태에서 4개의 이웃한 자원 요소(RE)로 구성된다. PCFICH 및 PHICH는 각각 4개의 REG 및 3개의 REG를 포함한다. PDCCH는 CCE(Control Channel Elements) 단위로 구성되며 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다.

단말은 자신에게 L개의 CCE로 이루어진 PDCCH가 전송되는지를 확인하기 위하여 M^(L)(≥L)개의 연속되거나 특정 규칙으로 배치된 CCE를 확인하도록 설정된다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 고려해야 하는 L값은 복수가 될 수 있다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 확인해야 하는 CCE 집합들을 검색 영역(search space)이라고 한다. 일 예로, LTE 시스템은 검색 영역을 표 1과 같이 정의하고 있다.

여기에서, CCE 집성 레벨 L은 PDCCH를 구성하는 CCE 개수를 나타내고, S^(L) _k은 CCE 집성 레벨 L의 검색 영역을 나타내며, M^(L)은 집성 레벨 L의 검색 영역에서 모니터링해야 하는 PDCCH 후보의 개수이다.

검색 영역은 특정 단말에 대해서만 접근이 허용되는 단말 특정 검색 영역(UE-specific search space)과 셀 내의 모든 단말에 대해 접근이 허용되는 공통 검색 영역(common search space)로 구분될 수 있다. 단말은 CCE 집성 레벨이 4 및 8인 공통 검색 영역을 모니터하고, CCE 집성 레벨이 1, 2, 4 및 8인 단말-특정 검색 영역을 모니터한다. 공통 검색 영역 및 단말 특정 검색 영역은 오버랩될 수 있다.

또한, 각 CCE 집성 레벨 값에 대하여 임의의 단말에게 부여되는 PDCCH 검색 영역에서 첫 번째(가장 작은 인덱스를 가진) CCE의 위치는 단말에 따라서 매 서브프레임마다 변화하게 된다. 이를 PDCCH 검색 영역 해쉬(hashing)라고 한다.

상기 CCE는 시스템 대역에 분산될 수 있다. 보다 구체적으로, 논리적으로 연속된 복수의 CCE가 인터리버(interleaver)로 입력될 수 있으며, 상기 인터리버는 입력된 복수의 CCE를 REG 단위로 뒤섞는 기능을 수행한다. 따라서, 하나의 CCE를 이루는 주파수/시간 자원은 물리적으로 서브프레임의 제어 영역 내에서 전체 주파수/시간 영역에 흩어져서 분포한다. 결국, 제어 채널은 CCE 단위로 구성되지만 인터리빙은 REG 단위로 수행됨으로써 주파수 다이버시티(diversity)와 간섭 랜덤화(interference randomization) 이득을 최대화할 수 있다.

도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.

차세대 시스템에서는 계량기 검침, 수위측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등의 데이터 통신을 위주로 하는 저가/저사양의 단말을 구성하는 것을 고려하고 있다. 이러한 단말은 낮은 기기 복잡도와 낮은 전력 소모를 가짐에도 불구하고 연결된 기기들 사이에 적절한 처리율을 제공할 수 있는 것을 추구하며, 편의상 MTC (Machine Type Communication) 혹은 IoT (Internet of Things) 단말이라고 통칭한다.

MTC 단말은 하향링크와 상향링크에 대하여 시스템 대역폭보다 작은 협대역폭, 일례로 1.4MHz 또는 180kHz 혹은 200kHz로만 동작하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우 단말의 복잡도는 낮출 수 있지만, 최고 데이터 레이트 또는 평균 데이터 레이트에 제한이 생길 수 있다. 특히, MTC/NB-IoT의 적용 분야에 따라서는 보다 높은 최고 데이터 레이트 또는 평균 데이터 레이트를 요구할 수도 있으므로, 확장성 (scalability)을 가질 수 있는 방법이 요구된다.

차세대 MTC 시스템에서 협대역 (Narrowband; NB)은 기존 3GPP Release-13 MTC보다 확장되는 (예를 들어, 협대역을 구성하는 PRB 개수가 증가하는) 것일 수 있다. 다만, 기존의 6개의 PRB들로 구성된 협대역에서 동작하는 MTC UE가 확장된 협대역에서 동작하는 MTC UE와 공존하는 상황에서, 확장 협대역에서의 동작과 기존 협대역에서의 동작은 서로 간 영향을 최소화할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 시스템 대역폭의 일부에서만 동작하는 저사양 단말이 사용하는 협대역의 크기가 고정된 것이 아닌 여러 단위가 존재하는 경우에 있어, 복수의 협대역 단위들로 구성된 확장 협대역 (extended NB)을 설정하는 방법과 해당 확장 협대역에서 데이터 채널을 전송할 시 자원을 할당하는 방법을 제안한다.

이하에서 협대역은 MTC UE가 송수신시에 실제로 동작하는 대역폭을 지칭하고, 서빙 셀 입장에서 시스템 대역폭과 같거나 작을 수 있으며, 연속된 N개의 PRB들로 구성되는 것일 수 있다. 또한, N은 복수의 값을 가질 수 있지만, 설명의 편의를 위하여 기존 MTC UE에 대한 NB 사이즈인 6개의 PRB들을 N1으로 정의하고, 차세대 시스템에서 최대 데이터 레이트의 증가를 위하여 설정된 확장 협대역 사이즈를 N2로 정의한다. 즉, 아래에서 NB는 사이즈가 N1인 협대역을 지시하고, 확장 NB는 사이즈가 N2인 협대역을 지시한다. 특징적으로 유니캐스트 PUSCH와 유니캐스트 PDSCH에 대한 협대역 사이즈는 하나가 아니라 복수일 수 있다. 그러나 다른 채널 (예를 들어, MPDCCH (MTC PDCCH) 등)에 대해서도 단일 사이즈로 협대역이 적용되는 것으로 한정하는 것은 아니다.

<확장 NB의 시작 지점 설정 방법>

PDSCH/PUSCH가 전송되는 확장 NB의 시작 지점은 PDSCH/PUSCH를 스케줄링하는 DCI (Downlink Control Information)를 통하여 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, DCI의 자원 할당 필드를 통하여 확장 NB의 시작 지점이 지시될 수 있다. 이와 같은 경우, 기존의 MTC UE와의 공존을 고려하여, 확장 NB의 시작 지점은 NB에 대한 항 (term)으로 표현하는 것을 고려할 수 있으며, 간단하게는 시스템 대역폭 내의 NB 인덱스를 표현하는 것일 수 있다.

하이(high) 데이터 레이트를 목적으로 할 경우, 확장 NB 사이즈인 N2는 NB의 사이즈인 N1보다 크거나 같게 설정되는 것일 수 있다. 그러나, 시스템 대역폭에 따라서 특정 PRB는 확장 NB로 정의되지 않을 수 있다. 이러한 PRB를 이하에서는 non-NB PRB로 지칭한다. 이와 같은 경우, 해당 PRB를 확장 NB로 사용할지 여부를 명확하게 결정할 필요가 있다. 만약, non-NB PRB를 확장 NB에 포함시키지 않는다면, 확장 NB의 시작 지점 설정에 따라서 확장 NB의 크기가 제한될 수 있기 때문이다.

구체적으로, 확장 NB의 시작 지점 및 크기와 같은 확장 NB 설정에 따라 확장 NB가 결과적으로 시스템 대역폭을 벗어난 경우 및/또는 확장 NB의 시작 PRB 인덱스와 크기 (예를 들어, PRB 개수)의 합이 시스템 대역폭보다 큰 경우 및/또는 확장 NB 설정이 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우에는, non-NB PRB는 유효하지 않다고 간주한다. 즉, eNB와 UE는 확장 NB 설정이 non-NB PRB를 포함하게 되는 설정을 기대하지 않는다. 예를 들어, 확장 NB 내에서 PDSCH 혹은 PUSCH에 대한 실제 자원 할당이 시스템 대역폭을 벗어난 경우 및/또는 확장 NB가 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우, non-NB PRB는 유효하지 않은 것으로 간주할 수 있다. 다른 방식으로는 non-NB PRB를 유효하지 않다고 간주하는 대신, non-NB PRB에 대하여 레이트 매칭(rate-matching)/펑처링(puncturing)을 할 수도 있다.

다만, 위와 같이 non-NB PRB를 포함하는 자원 할당이 PUSCH를 위한 것이라면, 해당 자원 할당은 non-NB PRB를 제외한 불연속 (non-contiguous) 자원 할당으로 이해될 수도 있다. 또 다른 방식으로 non-NB PRB를 포함하는 자원 할당이 지시된 경우에 PUSCH에 대해서는 그대로 사용, 즉 non-NB PRB를 포함하는 자원을 그대로 사용하는 것일 수도 있다.

보다 구체적으로, 시스템 대역폭에 따라서 센터 PRB는 non-NB PRB일수도 있다. 이 경우 시스템 대역폭에 따라서 UE가 지원하는 PUSCH 대역폭이 상이할 수 있다. 예를 들어, 시스템 대역폭의 센터에 non-NB PRB가 존재하는 경우에는 PUSCH 대역폭이 최대 25개의 PRB들이고, 그 외의 경우에는 PUSCH 대역폭이 최대 24개의 PRB들일 수 있다. 이 경우에 자원 할당은 (1) 항상 최대 대역폭 (즉, 25개의 PRB들)를 기준으로 필드값이 구성될 수 있고, 이 경우 센터에 해당하는 PRB 혹은 처음에 해당하는 PRB 혹은 마지막에 해당하는 PRB에 대한 할당은 무시하는 것일 수 있다.

또는, (2) 시스템 대역폭의 센터에 존재하는 non-NB PRB를 제외한 시스템 대역폭 (즉, 24개의 PRB들)을 기준으로 PUSCH를 위한 자원 할당 필드를 구성할 수도 있다. 이 경우, 자원 할당 시, non-NB PRB가 없다고 가정하는 가상 (virtual) PRB 관점 (즉, 24개의 PRB들로 구성된 가상 PRB 관점)에서 PUSCH를 위한 자원 할당 정보를 참조한다. 해당 자원 할당 정보가 실제 PRB에서 non-NB PRB인 센터 PRB를 포함하게 되는 경우라면, 즉 실제 PRB의 개수가 25개인 경우라면, 가상 PRB의 개수가 24개일지라도 해당 센터 PRB를 PUSCH를 위하여 사용할 수도 있다. 즉, PUSCH를 위한 가상 PRB는 시스템 대역폭 입장에서 실제 non-NB PRB인 센터 PRB가 제외되는 것일 수 있다. 이러한 방식은 PDSCH에도 적용이 가능한 것일 수 있으며, 이는 PDSCH에 대해서도 non-NB PRB가 사용되는 경우로 한정할 수 있다.

추가적으로, PDSCH 및/또는 PUSCH에 대하여 non-NB PRB (특히, 센터 PRB)를 자원으로서 사용할지 여부는 상위 계층 시그널링을 통해서 설정하는 것일 수도 있다. 이는 PUSCH에서는 단일 반송파 특성 또는 PAPR로 인하여 연속적 자원 할당이 중요할 수 있기 때문이다.

본 방식은 주파수 호핑 (hopping)에 의하여 결정되는 확장 NB에 대해서도 적용할 수 있다. 이 경우에는 호핑에 의해서 결정된 확장 NB에 대해서 다음의 구체적인 예로서 적용할 수 있다.

- 호핑으로 인하여 결정된 확장 NB가 시스템 대역폭을 벗어난 경우 및/또는 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우, 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB는 유효하지 않다고 간주한다.

- 호핑으로 인하여 결정된 확장 NB가 시스템 대역폭을 벗어난 경우 및/또는 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우, 호핑 플래그가 활성화되었다면, 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB는 유효하지 않다고 간주한다. 또는 이 경우에는 항상 호핑 플래그에 관계 없이 호핑을 수행하지 않는 것일 수도 있다.

- 호핑으로 인하여 결정된 확장 NB가 시스템 대역폭을 벗어난 경우 및/또는 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우, 호핑 플래그가 활성화되어 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB에 실제 자원 할당이 이루어지는 경우에, 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB는 유효하지 않다고 간주하는 것일 수 있다.

한편, 또 다른 방식으로 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB가 유효하지 않다고 간주하는 것 대신에, 시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB에 대하여 레이트 매칭/펑처링을 수행한다. 또는 항상 호핑 플래그값에 관계 없이 호핑을 수행하지 않는 것일 수도 있다. 보다 특히, PUSCH에 대해서는 non-NB PRB에 자원 할당이 지시된 경우에 그대로 사용하는 것일 수도 있다. 즉, non-NB PRB를 유효한 자원으로 간주할 수 있으며, 이는 연속적 자원 할당이 PUSCH에서는 중요할 수 있기 때문이다.

시스템 대역폭을 벗어난 대역과 non-NB PRB에 대하여 유효하지 않다고 간주하는 대신, 호핑에 대한 NB 오프셋 값을 변경 혹은 다르게 해석하는 것을 고려할 수도 있다. 구체적으로, 시스템 대역폭을 벗어나는 경우를 방지하도록 및/또는 non-NB PRB를 포함하게 되는 경우를 방지하도록, 오프셋 값을 1 혹은 -1로 조절할 수 있다. 나아가, 오프셋으로 가능한 값 자체를 시스템 대역폭에 따라서 다르게 설정할 수도 있다. 보다 특징적으로 non-NB PRB는 확장 NB에 포함하여 사용하는 것을 고려할 수도 있으며, 이 경우에는 non-NB PRB가 시스템 대역폭을 벗어나는 지 여부에 따라서 non-NB PRB의 유효 간주 여부를 결정하는 것일 수 있다.

기존 NB로 동작하는 MTC UE도 호핑을 수행할 수 있으며, 기존 NB로 동작하는 MTC UE와 확장 NB로 동작하는 UE간 충돌을 회피하기 위해서 NB 호핑에 대한 정보 (예를 들어, 오프셋 값)은 서로 독립적으로 설정되는 것일 수 있다. 특징적으로, 확장 NB의 크기가 복수인 경우에는 각각의 크기마다 혹은 크기 그룹마다 NB 호핑 정보 (예를 들어, 오프셋) 를 독립적으로 설정하는 것일 수 있다.

확장 NB의 시작 위치는 (적어도 PUSCH/PDSCH에 대해서는) DCI에서 지시하는 것이 바람직하다. 다만, 시스템 대역폭 내의 모든 PRB 인덱스가 선택이 가능하다면, 유연성 측면에서는 유리할 수 있으나, 시그널링 오버헤드가 과도할 수 있다. 따라서, 확장 NB의 시작 위치는 (6개의 PRB들로 구성되는) NB에 대한 항 (예를 들어, NB 인덱스)으로 표현되는 것일 수 있다. 모든 NB 인덱스가 시작 위치로 설정 가능한 경우에는, non-NB PRB가 확장 NB에 포함될 수 있다. 만약 Non-NB PRB가 사용되지 않는다면, 이를 반영하여 시작 가능 NB 인덱스를 감소시킬 수 있다. 다음은 보다 구체적인 예이다.

예 1) 확장 NB에 대한 시작 위치 혹은 시작 가능한 NB 인덱스를 제한하기 위하여, 확장 NB가 시작할 수 있는 NB 인덱스는 특정 인덱스 집합으로 한정하는 것일 수 있다. 일례로, 짝수 인덱스로 구성된 인덱스 집합을 확장 NB가 시작할 수 있는 NB 인덱스로 구성할 수 있다.

시스템 대역폭을 구성하는 PRB 개수가 홀 수인 경우에는, DC를 포함한 혹은 시스템 대역폭의 센터에 해당하는 PRB는 어떠한 NB에도 속하지 않는다. 특히, NB의 개수가 짝수인 경우에는 NB에 대하여 짝수 인덱스 혹은 이에 대한 서브셋으로 시작 위치를 제한함으로써, non-NB PRB가 확장 NB에 포함되는 상황을 지양할 수 있다. 만약 시스템 대역폭 내 NB의 개수가 홀수 인 경우, NB 인덱스가 전체 NB를 2로 나눈 값보다 작다면 짝수 인덱스 혹은 이에 대한 서브셋으로 확장 NB에 대한 시작 위치가 제한되고, 그 외의 경우에는 홀수 인덱스 혹은 이에 대한 서브셋으로 확장 NB에 대한 시작 위치가 제한되는 것일 수 있다. 보다 특징적으로 시스템 대역폭을 구성하는 PRB개수가 짝수인 경우에는 시작 가능한 NB 인덱스에 대한 제한이 없는 것일 수도 있다.

예 2) 시스템 대역폭의 센터에 위치한 72개의 부반송파 (subcarrier)들에는 PSS/SSS/PBCH 등과 같은 중요한 채널이 전송되므로, 해당 영역과 겹치는 NB에서는 PDSCH 전송이 일부 제한적일 수 있다. 따라서, 확장 NB의 시작 위치 혹은 시작 위치로 설정 가능한 NB 인덱스를 제한하기 위하여, 시작 위치로 설정 가능한 NB 인덱스는 시스템 대역폭의 양끝 단에 해당하는 NB 인덱스 (예를 들어, 0과 N_NB-1, 여기서 N_NB는 시스템 대역폭 내의 NB 개수)로 한정되는 것일 수 있다. 이와 같은 경우, 시작 NB 인덱스로부터 크기 확장은 시스템 대역폭의 센터 영역으로 확장하는 형태일 수 있다.

보다 특징적으로, 상향링크에 대해서는 시작 가능 NB 인덱스가 다르게 구성되는 것일 수 있으며, 이 경우에는 PUCCH가 일반적으로 전송되는 양끝 단에 해당하는 NB 인덱스를 회피하기 위한 목적으로 시스템 대역폭의 가운데에 인접한 NB 인덱스 (예를 들어, N_NB/2보다 큰 정수 중 가장 작은 값 혹은 N_NB/2보다 작은 정수 중 가장 큰 값)로 한정되는 것일 수도 있다. 또한, 확장 NB는 시스템 대역폭의 가운데 부근에서 시작하여 시스템 대역폭의 끝부분을 향해서 크기가 확장되는 것일 수 있다.

한편, 확장 NB는 NB와 별도로 정의, 즉 기존 NB 인덱스를 기반으로 결정되는 것이 아니라 독립적으로 정의되는 것일 수도 있으며, 이 경우에는 특징적으로 NB와 확장 NB간 경계가 정합(aligned)되도록 설정되는 것일 수도 있다. 이러한 경우에도 본 발명의 확장/적용이 가능하다.

<확장 NB의 크기 설정 방법>

확장 NB를 구성하는 PRB 사이즈는 NB 단위로 구성되는 것을 고려할 수도 있다. 이는 기존 NB로 동작하는 UE와의 공존을 고려했을 때, 자원 운용/관리 측면에서 유리할 수도 있으며, 시그널링 오버헤드 측면에서도 확장 NB 사이즈를 표기하기 위해 필요한 정보 양을 줄일 수 있기 때문이다. 다만, Non-NB PRB를 고려했을 경우, 확장 NB 설정에 따라 Non-NB PRB 포함 여부에 기반하여 확장 NB 사이즈가 달라질 수 있다. 이 경우 UE의 구현은 Non-NB PRB가 포함된 경우도 고려한 대역폭을 고려할 필요가 있다.

또 다른 방식으로는 확장 NB를 구성하는 PRB 사이즈는 PRB 단위로 구성하는 것일 수 있다. 이 경우에는 그래뉴얼리티 (granularity)에 따라서는 자원을 운용/활용하는 측면에서 유연성을 극대화할 수 있는 여지가 있을 수 있다. 그러나 시그널링 오버헤드가 상대적으로 클 수도 있으며, 기존 NB로 동작하는 UE간의 공존을 고려했을 때는 자원 관리가 복잡할 수도 있다.

차세대 시스템에서 MTC UE는 하이 데이터 레이트로 동작하기 위하여 하이 데이터 레이트 모드 혹은 확장 NB 모드 (extended narrowband mode)로 설정되는 것일 수 있으며, 각 UE 별로 지원 가능한 데이터 레이트나 확장 NB 사이즈는 상이할 수 있다. UE는 eNB에게 하이 데이터 레이트/확장 NB 지원 가능 여부를 UE 성능 (capability) 보고 형태로 알려주는 것일 수 있다. 보다 특징적으로, 어느 수준으로 데이터 레이트를 지원할지 혹은 확장 NB 사이즈는 얼마큼 가능할지에 대한 정보를 UE 성능으로서 eNB에게 보고하는 것일 수도 있다.

확장 NB를 설정함에 있어서 확장 NB 사이즈는 상위 계층 시그널링을 통해서 설정하는 것일 수도 있다. 특징적으로 eNB가 하이 데이터 레이트 모드를 UE에게 설정한다고 할 때, 해당 확장 NB 사이즈를 설정하는 것일 수 있다. 다만, 상위 계층 시그널링을 통하기 때문에, 확장 NB 사이즈의 변경 빈도가 낮을 경우에 적절하다고 볼 수 있으며, 시그널링된 사이즈에 따라서 DCI 사이즈 (예를 들어, 자원 할당에 대한 필드 사이즈)가 변경되는 것일 수 있다.

또 다른 방식으로 확장 NB 사이즈를 유동적으로 설정하기 위한 방법의 일환으로 DCI에서 확장 NB 사이즈를 설정하는 것을 고려할 수도 있다. 특징적으로 확장 NB 사이즈는 자원 할당 필드 내에 정의되는 것일 수도 있다. 기본적으로 UE와 eNB간에 DCI 사이즈에 대한 모호성 (ambiguity) 발생은 지양하여야 하므로, 확장 NB 사이즈가 변경되더라도 해당 DCI 사이즈는 변경되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 하이 데이터 레이트 모드 간에 있어 (PUSCH/PDSCH에 대한) DCI 사이즈는 (PDSCH와 PUSCH에 대하여 항상 같게 혹은 각각에 대하여) 동일하게 유지되는 것일 수 있다.

보다 특징적으로, 하이 데이터 레이트 모드는 복수 개 (high/extremely high) 존재할 수도 있으며, 이 경우에는 각각의 모드에 대해서 (PUSCH/PDSCH에 대한) DCI 사이즈가 고정되는 것일 수 있다. 상기 하이 데이터 레이트 모드 내에는 다시 단일 혹은 복수의 확장 NB 사이즈 값이 설정 가능한 것일 수 있다.

<확장 NB에서 PDSCH/PUSCH의 자원 할당 방법>

기본적으로 확장 NB 사이즈가 기존 NB 사이즈보다 크게 설정된 이유는 확장된 사이즈만큼의 대역폭을 스케줄링에 활용하기 위한 목적임이 당연하다. 따라서, 확장 NB 사이즈인 N2가 기존 NB 사이즈인 N1 보다 크게 설정된 경우, 항상 N1 PRB 이상으로 자원 할당이 수행된다고 가정할 수도 있다. 그러나 상위 계층에서 확장 NB 사이즈가 결정된 경우에는, N1 PRB보다 작게 자원 할당이 되는 것도 고려할 필요가 있다.

확장 NB는 설정에 따라서 연속적인 혹은 불연속적인 PRB 또는 NB로 구성되는 것일 수 있다. 불연속적인 PRB들로 구성된 확장 NB는 PDSCH 전송 시에 MPDCCH (MTC physical downlink control channel)와 FDM되는 것을 지원하는 형태에서 유용하다. 불연속적인 PRB들로 구성된 확장 NB 내의 자원 할당은, 우선 가상 RB (VRB)형태로 자원 할당이 수행된 이후, 다시 불연속적 PRB/NB에 맵핑되는 것일 수 있다.

확장 NB 내에서 PDSCH/PUSCH에 대한 자원 할당 방법은 기본적으로 확장 NB에 대한 PRB 사이즈에 연동되는 것일 수 있다. 일례로, 확장 NB 사이즈를 N_RB^ENB로 설정한다면, 확장 NB 내 자원 할당에 대한 필드 사이즈는 ceil(log2(N_RB^ENB*(N_RB^ENB+1)/2))일 수 있다. 이는 시작 PRB와 연속적 할당 시에 PRB 사이즈에 기반하여 결정되는 RIV (Resource Indication Value) 방식으로 자원 할당이 수행되는 것일 수 있다. 상기의 방식은 기본적으로 DCI의 사이즈가 기존 NB에서 MTC UE의 DCI보다 그 사이즈가 클 수 있다. 또한, 확장 NB 사이즈가 증가할수록 DCI 사이즈 역시 증가하는 것일 수도 있다.

다른 방식으로 확장 NB 사이즈가 증가하더라도 기존 NB기반의 MTC UE의 DCI와 동일하게 DCI를 구성하는 것을 고려할 수도 있고, 또는 적어도 확장 NB 사이즈의 구간에 따라 DCI 사이즈는 일정 구간 동안에는 동일하게 구성하는 것을 고려할 수도 있다. 이는 DCI 오버헤드 측면에서 이점을 얻기 위함으로, 기본적으로 확장 NB를 설정하는 UE에 대해서는 자원 할당을 작게 설정하는 것에 대한 빈도가 적다고 고려하는 것일 수 있다.

일례로 확장 NB 사이즈 (혹은 구간) 별로 자원 할당 시 기본 PRB 스케줄링 단위를 다르게 설정하는 것을 고려할 수 있다. 보다 구체적으로 확장 NB 사이즈가 커질수록 RIV 방식의 자원 할당에서 1PRB 단위 스케줄링 대신에 복수 PRB 단위가 되도록 해당 스텝 (step) 사이즈를 변경하는 것일 수 있다. 또는 혹은 이에 추가적으로 RIV의 작은 값이 사용되지 않도록 제외하는 방향으로 자원 할당에 대한 필드 사이즈를 감소시키는 것일 수 있다. 예를 들어, RIV에 대한 단일 혹은 복수의 LSB (least significant bits)을 사용되지 않도록 제외하는 것일 수 있다.

DCI 사이즈에 대한 모호성을 회피하기 위한 목적으로 필드 사이즈를 보수적으로 설정할 경우에는, 전체 자원 할당에 대한 필드 사이즈는 과도하게 클 수 있다. 따라서, 하이 데이터 레이트 모드로 동작하는 UE에 대해서는 PUSCH/PDSCH에 대한 자원 할당은 시스템 대역폭을 기준으로 설정되는 것일 수 있다. 특징적으로 자원 할당 기법은 시작 PRB와 연속된 PRB 사이즈를 기반으로 구성되는 RIV 형태일 수 있지만, 이는 확장 NB 사이즈가 DCI를 통해서 지시되는 경우로 한정될 수 있다.

<확장 NB를 위한 폴백 (fallback) 동작>

차기 시스템에서는 확장 NB 모드 (혹은 광대역폭 (wider bandwidth) 모드)이 eNB에 의해서 설정되는 것일 수 있다. 상기의 경우에는 PDSCH 및/또는 PUSCH 전송 시 사용되는 혹은 가정되는 NB의 사이즈가 더 확장되는 것일 수 있다. 해당 PDSCH 및/또는 PUSCH를 스케줄링하는 DCI는 일반적인 NB로 동작 시의 DCI보다 정보 사이즈가 다를 수도 있고, 해석 방법/필드 구성이 다를 수 있다.

일반적인 NB로 동작 중인 UE는 상위 계층 시그널링을 통해서 확장 NB 모드로 동작하는 것으로 전환될 수 있다. 이러한 경우, 일반 NB 모드에서 확장 NB 모드로 전환을 위한 재설정 (reconfiguration) 구간 또는 확장 NB 모드에서 일반 NB 모드로 전환을 위한 재설정 구간 동안에는 UE와 eNB간에 NB 가정에 따른 ambiguity 구간이 발생할 수도 있다. 추가적으로, 확장 NB 모드로 동작 시에도 확장 NB에 대한 정보 (예를 들어, NB 사이즈)가 변경되는 것을 고려할 수도 있으며, 이 경우에도 재설정 구간 동안에 대한 폴백 동작을 고려할 필요가 있다.

확장 NB 모드 (혹은 광대역폭 (wider bandwidth) 동작) 설정된 경우라도 특정 DCI에 대해서는 일반적인 NB 로 동작 (예를 들어, 6개의 PRB들 구성된 NB로 동작 혹은 확장 NB 모드 설정과 관계 없는 동작) 하도록 하는 것을 고려할 수 있다. 구체적으로 CSS (Common search space)에서 검출되는 DCI의 경우에는 일반적인 NB를 기준으로 DCI 필드를 구성하는 것일 수 있다. 또한, 해당 DCI로 스케줄링되는 PUSCH 및/또는 PDSCH의 경우에도 확장 NB로 동작하는 것 대신에 일반적인 NB (예를 들어, 최대 6개의 PRB들) 로 스케줄링되는 것일 수 있다. 특징적으로 Type0-CSS에서 검출되는 DCI에 대한 스크램블링 및/또는 CRC 마스킹이 C-RNTI인 경우에는 일반적인 NB로 동작하는 것일 수 있다. 즉, 확장 NB 모드로 동작 시에 확장 NB 기준으로 DCI를 구성하고, 및/또는 해당 DCI로부터 스케줄링되는 PDSCH 및/또는 PUSCH가 확장 NB 기준으로 동작하는 것은 해당 DCI가 USS에서 검출되는 경우일 수 있다.

다른 방식으로는 확장 NB 모드로 동작 시에는 추가적인 RNTI를 이용하는 것일 수 있다. 상기 추가적인 RNTI는 확장 NB 모드 설정 시에 상위 계층 시그널링을 통해서 설정하는 것일 수 있다. UE는 RNTI 구분을 통해서 확장 NB로 동작할 지 혹은 일반 (normal) NB로 동작할지 결정하는 것일 수도 있다.

상술한 방식들은 하이 데이터 레이트를 지원하기 위한 동작 및 모드에 대해서도 확장하여 적용하는 것일 수 있다. 일례로, 최대 TBS를 증가시키는 모드 및/또는 HARQ-ACK 번들링을 지원하는 모드 및/또는 최대 HARQ 프로세스 번호를 증가시키는 모드 등에 대해서는 스케줄링 DCI가 USS에서 검출되는 것으로 한정될 수 있으며, 만약 스케줄링 DCI가 CSS에서 검출되는 경우 해당 모드가 상위 계층에서 설정된 경우라도 적용이 되지 않는 것일 수 있다.

또한, NB-IoT와 같은 방식 혹은 제 3의 시스템에서 IoT 방식의 통신 시스템에서도 상술한 방식 혹은 이에 대한 확장을 통해서 폴백 동작을 지원하는 것일 수도 있다. 구체적인 일례로 NB-IoT에서도 하이 데이터 레이트를 지원하는 것일 수 있으며, 보다 큰 (larger) 최대 TBS를 지원하는 방법 및/또는 RU (Resource Unit)에 대한 시간 및/또는 주파수 자원을 감소 혹은 증가시키는 방법 및/또는 NB 사이즈를 변경시키는 방법 등이 있을 수 있다.

이러한 경우에 폴백 동작과 하이 데이터 레이트 동작 간의 사용 여부는 NPDSCH/NPUSCH를 스케줄링하는 DCI에 대한 CRC 마스킹에 따라서 다를 수 있다. 예를 들어, 하이 데이터 레이트 용도의 CRC 마스킹에는 제3의 RNTI가 사용되는 방식 등으로 구현될 수 있다. 또한, 폴백 동작과 하이 데이터 레이트 동작 간의 사용 여부는 CSS와 USS에 따라서 구분될 수도 있다. 예를 들어, 상위 계층을 통하여하이 데이터 레이트 동작이 설정되었을 경우, DCI가 CSS에서 검출되면 스케줄링되는 NPDSCH (Narrowband PDSCH)/NPUSCH (Narrowband PUSCH)는 폴백 동작이고, DCI가 USS에서 검출되면 스케줄링되는 NPDSCH/NPUSCH는 하이 데이터 레이트 동작으로 동작하는 것이다. 보다 특징적으로 상기 CSS는 랜덤 액세스 절차 (random access procedure) 관련 채널들 (예를 들어, RAR, Msg3 재전송을 스케줄링하는 DCI, Msg4를 스케줄링하는 DCI)을 스케줄링하기 위한 것, 즉 Type2-NPDCCH CSS일 수 있다.

또 다른 방식으로 NPDCCH로 전송되는 DCI의 특정 필드 값 조합에 의해서 폴백 동작과 하이 데이터 레이트 동작을 구분할 수도 있다.

CSS와 USS에서 사용되는 DCI 포맷은 전부 혹은 일부가 동일한 형태일 수도 있다. 또한, 사이즈가 동일하고 DCI 후보 (candidate)가 시작하는 위치가 동일할 경우에는, UE 입장에서 해당 DCI가 CSS에 속한 것인지 USS에 속한 것인지를 인지할 수 없을 수 있다. 이러한 경우, CSS DCI에 대한 후보들과 USS DCI에 대한 후보들이 동일 집성 레벨 (Aggregation level)인 경우와 다른 집성 레벨인 경우를 모두 포함하는 것일 수 있다.

폴백 동작을 지원함에 있어서 CSS DCI를 이용할 경우에는 해당 경우에 UE는 확장 NB로 동작해야 할지 일반 NB로 동작해야 할지 모호한 상황에 처할 수 있다. 이를 회피하기 위한 방안으로 적어도 확장 NB 모드로 동작 중인 UE는, CSS DCI에 대한 후보와 USS DCI에 대한 후보에 대하여 시작 위치가 동일하고, DCI 사이즈가 동일한 경우에는 해당 후보들을 항상 CSS로 이해하는 것일 수 있다. eNB 역시 해당 후보들로는 CSS DCI를 전송하는 것일 수 있다.

또 다른 방식으로는 해당 후보들을 USS로 이해하고 확장 NB로 동작하는 것일 수도 있다. 해당 후보들을 CSS로 가정할 것인지 혹은 USS로 가정할 것인지 여부는 상위 계층에서 설정하는 것일 수도 있다.

본 발명에 따르면, NB로 동작하는 UE와 확장 NB 단위로 동작하는 MTC UE를 공존하는 경우, MTC UE에 대하여 혹은 셀에 대하여 데이터 레이트/사용 자원을 보다 유동적으로 설정/변경할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 확장 협대역을 설정 및 활용하는 예를 도시한다.

도 7을 참조하면, 단말은 단계 701에서 확장 협대역 통신을 위한 하향링크 제어 신호를 기지국으로부터 수신한다. 특히, 상기 하향링크 제어 신호는, 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 제외한 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상기 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함한다. 다만, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 상기 센터 자원 블록을 포함하는 지와 무관하게, 상기 자원 할당 정보의 크기는 고정된 값을 갖는 것이 바람직하다. 추가적으로, 상기 자원 할당 정보는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록의 시작 인덱스 및 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들의 개수에 관한 정보를 포함할 수 있다.

다음으로, 단말은 단계 703에서 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는지 여부를 판단한다. 만약, 상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하지 않는 경우, 단계 705와 같이 상기 자원 할당 정보가 지시하는 자원들을 그대로 이용하여 상기 상향링크 데이터 신호를 송신한다.

반면에, 단계 703에서 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 것으로 판단된 경우, 단계 707에서 단말은 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신하고, 나아가 마지막 인덱스의 자원 블록이 제외되도록 갱신한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 8을 참조하면, 통신 장치(800)는 프로세서(810), 메모리(820), RF 모듈(830), 디스플레이 모듈(840) 및 사용자 인터페이스 모듈(850)을 포함한다.

통신 장치(800)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(800)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(800)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(810)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(810)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 7에 기재된 내용을 참조할 수 있다.

메모리(820)는 프로세서(810)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(830)은 프로세서(810)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(830)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(840)은 프로세서(810)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(840)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(850)은 프로세서(810)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(필드 programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 바와 같은 협대역 무선 통신 시스템에서 확장 협대역 설정 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (10)

1. 협대역 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 데이터 신호를 송신하는 방법에 있어서,
   기지국으로부터, 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상기 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함하는 하향링크 제어 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 하향링크 제어 신호를 이용하여, 상기 상향링크 데이터 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신되는 것을 특징으로 하는,
   상향링크 데이터 신호 송신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 상기 센터 자원 블록을 포함하는 지와 무관하게, 상기 자원 할당 정보의 크기는 고정된 값을 갖는 것을 특징으로 하는,
   상향링크 데이터 신호 송신 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자원 할당 정보는 상기 센터 자원 블록을 제외한 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 지시하되,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록이 포함되도록 갱신되는 것을 특징으로 하는,
   상향링크 데이터 신호 송신 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 마지막 인덱스의 자원 블록이 제외되도록 갱신되는 것을 특징으로 하는,
   상향링크 데이터 신호 송신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자원 할당 정보는,
   상기 연속적으로 할당된 자원 블록의 시작 인덱스 및 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들의 개수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   상향링크 데이터 신호 송신 방법.
6. 협대역 무선 통신 시스템에서의 단말로서,
   무선 통신 모듈; 및
   상기 무선 통신 모듈과 연결되어, 할당 가능한 자원 블록들 내에서 상향링크 데이터 신호를 위하여 연속적으로 할당된 자원 블록들에 관한 자원 할당 정보를 포함하는 하향링크 제어 신호를 기지국으로부터 수신하고, 상기 하향링크 제어 신호를 이용하여, 상기 상향링크 데이터 신호를 상기 기지국으로 송신하는 프로세서를 포함하고,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들은 상기 센터 자원 블록을 포함하도록 갱신되는 것을 특징으로 하는,
   단말.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 상기 센터 자원 블록을 포함하는 지와 무관하게, 상기 자원 할당 정보의 크기는 고정된 값을 갖는 것을 특징으로 하는,
   단말.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 자원 할당 정보는 상기 센터 자원 블록을 제외한 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 지시하되,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 프로세서는, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 상기 센터 자원 블록이 포함하도록 갱신하는 것을 특징으로 하는,
   단말.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 할당 가능한 자원 블록들이 시스템 대역폭의 센터 자원 블록을 포함하는 경우, 상기 프로세서는 상기 자원 할당 정보가 지시하는 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들을 마지막 인덱스의 자원 블록이 제외되도록 갱신하는 것을 특징으로 하는,
   단말.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는,
    상기 연속적으로 할당된 자원 블록의 시작 인덱스 및 상기 연속적으로 할당된 자원 블록들의 개수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말.

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