KR20190115428A - 무선 통신 시스템에서 신호의 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TDD(time division duplex)로 동작하는 NB-IoT(narrowband internet of things)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하는 단계; 및 상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며, 상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타내는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호의 송수신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING A SIGNAL}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TDD(time division duplex) 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

본 발명의 목적은 물리 하향링크 제어 채널을 효율적으로 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 TDD(time division duplex)로 동작하는 NB-IoT 시스템의 특별 서브프레임(special subframe)에서 물리 하향링크 제어 채널을 효율적으로 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 양상으로, TDD(time division duplex)로 동작하는 NB-IoT(narrowband internet of things)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하는 단계; 및 상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며, 상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타낼 수 있다.

본 발명의 제2 양상으로, 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 단말이 제공되며, 상기 단말은 RF(Radio Frequency) 송수신기(transceiver); 및 상기 RF 송수신기와 동작시(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하고, 상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하도록 구성되며, 상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며, 상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타낼 수 있다.

본 발명의 제3 양상으로, 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 단말을 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 실행가능한 코드를 포함하는 메모리; 및 상기 메모리에 동작시 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 실행가능한 코드를 실행하여, 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하는 것; 및 상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 것을 포함하는 동작을 구현하도록 구성되며, 상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며, 상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타낼 수 있다.

바람직하게는, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 2로만 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 반복 횟수가 1인 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 TDD 특별 서브프레임의 하향링크 구간이 특정 개수 이하의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 TDD 특별 서브프레임을 위한 CFI(control format indicator) 정보가 특정 크기보다 작은 값을 지시하는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 검색 공간은 CSS(common search space)를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 검색 공간은 USS(user equipment specific search space)를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 최대 반복 횟수 Rmax가 특정 값보다 작도록 설정되는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 반복 횟수 R이 특정 값 Rth보다 작은 값을 가지는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 특정 값 Rth는 상위 계층 시그널링에 의해 지시되거나, 또는 상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 최대 반복 횟수 Rmax에 기초하여 결정될 수 있다.

바람직하게는, 병합 레벨은 제어 채널 요소(control channel element)의 개수를 나타내며, 하나의 제어 채널 요소는 6개의 서브캐리어(subcarrier)를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하향링크 구간은 DwPTS(downlink pilot time slot)을 나타내고, 상기 상향링크 구간은 UpPTS(uplink pilot time slot)을 나타낼 수 있다.

바람직하게는, 상기 물리 하향링크 제어 채널은 NPDCCH(narrowband physical downlink control channel)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 물리 하향링크 제어 채널을 효율적으로 송수신할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따르면, TDD(time division duplex)로 동작하는 NB-IoT 시스템의 특별 서브프레임(special subframe)에서 물리 하향링크 제어 채널을 효율적으로 송수신할 수 있다.

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

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 3GPP LTE 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 3GPP NR 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 3은 프레임 구조 타입 1의 무선 프레임 구조를 도시한다.
도 4는 프레임 구조 타입 2의 무선 프레임 구조를 도시한다.
도 5는 NR에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 6은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 도시한다.
도 7은 하향링크 서브프레임의 구조를 도시한다.
도 8은 상향링크 서브프레임의 구조를 도시한다.
도 9는 NR에서의 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 10은 NR에서의 물리 자원 블록의 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 12는 협대역 동작(Narrowband operation) 및 주파수 다이버시티의 일례를 나타낸다.
도 13은 MTC에 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 나타낸 도이다.
도 14는 MTC의 시스템 정보 전송의 일례를 나타낸다.
도 15는 MTC와 legacy LTE 각각에 대한 스케쥴링의 일례를 나타낸 도이다.
도 16 및 17은 서브캐리어 간격에 따른 NB-IoT 프레임 구조의 예들을 나타낸다.
도 18은 NB-IoT 상향링크에 대한 자원 그리드의 일 예를 나타낸다.
도 19는 NB-IoT 시스템에서 지원되는 동작 모드들의 일 예를 나타낸다.
도 20은 NB-IoT에 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법의 일 예를 나타낸다.
도 21은 NB-IoT의 초기 접속 절차에 대한 일 예를 나타낸다.
도 22는 NB-IoT의 임의 접속 절차에 대한 일 예를 나타낸다.
도 23은 유휴 상태 및/또는 비활성화 상태에서의 DRX 방식의 일 예를 나타낸다.
도 24는 NB-IoT 단말에 대한 DRX 설정 및 지시 절차의 일 예를 나타낸다.
도 25 내지 도 29는 본 발명에 따른 방법들이 적용되는 경우를 예시한다.
도 30은 본 발명에 따른 방법의 순서도를 예시한다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 일 예를 나타낸다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 기술은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)/LTE-A pro는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 3GPP NR(New Radio or New Radio Access Technology)는 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro의 진화된 버전이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE-A, NR)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS (Technical Specification) 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미한다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭된다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 지칭될 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다. 본 발명의 설명에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 예를 들어, 다음 문서를 참조할 수 있다.

3GPP LTE

- 36.211: Physical channels and modulation

- 36.212: Multiplexing and channel coding

- 36.213: Physical layer procedures

- 36.300: Overall description

- 36.331: Radio Resource Control (RRC)

3GPP NR

- 38.211: Physical channels and modulation

- 38.212: Multiplexing and channel coding

- 38.213: Physical layer procedures for control

- 38.214: Physical layer procedures for data

- 38.300: NR and NG-RAN Overall Description

- 36.331: Radio Resource Control (RRC) protocol specification

A. 시스템 구조(system architecture)

도 1은 3GPP LTE 시스템 구조의 일례를 나타낸다.

무선 통신 시스템은 E-UTRAN (evolved-UMTS terrestrial radio access network) 또는 LTE (long term evolution) / LTE-A 시스템으로 지칭될 수 있다. 도 1을 참조하면, E-UTRAN은 제어 평면 및 사용자 평면을 단말 (예: UE) (10)에 제공하는 적어도 하나의 기지국 (예: BS) (20)을 포함한다. UE (10)는 고정식 또는 이동식 일 수 있고, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal), 무선 디바이스 등과 같은 다른 용어로 지칭될 수 있다. BS (20)는 일반적으로 UE (10)와 통신하는 고정된 station으로 eNB(evolved Node-B), gNB(general Node-B), BTS(base transceiver system), AP(access point) 등과 같은 다른 용어로 지칭 될 수 있다. BS들은 X2 인터페이스를 통해 상호 접속된다. BS들은 또한 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에, 더 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(mobility management entity)로, 그리고 S1-U를 통해 S-GW(serving gateway)로 연결된다. EPC는 MME, S-GW 및 P-GW(packet data network-gateway)를 포함한다. UE와 네트워크 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI (Open System Interconnection)의 하부 3 계층에 기초하여 제 1 계층 (L1), 제 2 계층 (L2) 및 제 3 계층 (L3) 모델을 사용하여 분류될 수 있다. 그 중에서 제 1 계층에 속한 물리 계층 (PHY)은 물리 채널을 이용하여 정보 전송 서비스를 제공하고, 제 3 계층에 속한 RRC (Radio Resource Control) 계층은 UE와 network 사이에서 무선 자원을 제어한다. 이를 위해, RRC 계층은 UE와 기지국 간에 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 3GPP NR 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.

도 2를 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다. 상기 gNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다. 상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다. 보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF (Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF (User Plane Function)로 연결된다.

B. 프레임 구조(frame structure)

LTE에서의 프레임 구조에 대하여 설명한다.

LTE 표준에서 다른 언급이 없는 한, 시간 영역에서의 다양한 필드들의 크기는 시간 단위 Ts = 1 / (15000 × 2048) 초의 수로 표현된다. DL 및 UL 전송은 Tf = 307200 × Ts = 10ms 지속 기간(duration)을 갖는 무선 프레임들로 조직화된다. 두 개의 무선 프레임 구조가 지원됩니다.

- Type 1, FDD에 적용 가능

- Type 2, TDD에 적용 가능

(1) 프레임 구조 타입 1

프레임 구조 타입(frame structure type) 1은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD 모두에 적용할 수 있다. 각 무선 프레임은

이고, 길이

의 20 개의 슬롯으로 구성되며, 0부터 19까지 번호가 매겨진다. 서브 프레임은 2개의 연속적인 슬롯들로 정의되며, 서브프레임(subframe) i는 슬롯 2i 및 2i + 1로 구성된다. FDD의 경우, 10 개의 서브프레임들이 DL 전송에 이용 가능하고, 10 개의 서브프레임들이 매 10ms 간격으로 UL 전송을 위해 이용 가능하다. UL 및 DL 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반이중 FDD 동작에서, UE는 전이중 FDD에서 그러한 제한이 없는 동안 동시에 송신 및 수신할 수 없다.

도 3은 프레임 구조 타입 1의 무선 프레임 구조를 도시한다.

도 3에서, 무선 프레임은 10 개의 서브프레임을 포함한다. 서브프레임은 시간 영역에서 2 개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임을 전송하는 시간은 전송 시간 간격 (transmission time interval, TTI)으로 정의된다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 1ms의 길이를 가질 수 있고, 하나의 슬롯은 0.5 ms의 길이를 가질 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼들을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink)에서 OFDMA를 사용하기 때문에, OFDM 심볼은 하나의 심볼 기간을 나타내기 위한 것이다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼주기라 불릴 수도 있다. 자원 블록 (RB)은 자원 할당 단위이며, 하나의 슬롯에 복수의 인접한 서브캐리어(subcarrier)들을 포함한다. 무선 프레임의 구조는 단지 예시적인 목적을 위해 도시된다. 이와 같이, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

(2) 프레임 구조 타입 2

프레임 구조 타입 2는 TDD에 적용 가능하다. 길이

의 각 무선 프레임은 길이

의 두 개의 반프레임(half-frame)들로 구성된다. 각 반프레임(half-frame)은 길이

의 5 개의 서브 프레임으로 구성된다. 지원되는 UL-DL 구성(configuration)은 표준에 정의되어 있으며, 여기서 무선 프레임의 각 서브 프레임에 대해 "D"는 다운 링크 전송을 위해 예약된 서브 프레임을 나타내며, "U"는 업링크 전송을 위해 예약된 서브 프레임을 나타내며 "S"는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)의 세 필드가 있는 특수(special) 서브 프레임을 나타낸다. DwPTS는 하향링크 구간(downlink period)라고 지칭될 수 있고, UpPTS는 상향링크 구간(uplink period)라고 지칭될 수 있다. DwPTS와 UpPTS의 길이는

와 동일한 DwPTS, GP와 UpPTS의 전체 길이에 종속된다. 각 서브프레임 i는 각 서브프레임에서 길이

인 2개의 슬롯들 즉, 슬롯 2i 및 2i + 1로 정의된다.

도 4는 프레임 구조 타입 2의 무선 프레임 구조를 도시한다.

도 4에서 5ms와 10ms DL-UL 전환점 주기(DL-to-UL switch-point periodicity)를 가지는 UL-DL 구성(configuration)이 지원된다. 5ms DL-UL 전환점 주기(DL-to-UL switch-point periodicity)의 경우, 특수 서브 프레임이 두 개의 반프레임(half-frame)들에 존재한다. 10ms DL-UL 전환점 주기(DL-to-UL switch-point periodicity)의 경우, 특수 서브 프레임은 첫 번째 반프레임(half-frame)에만 존재한다. 서브 프레임 0 및 5와 DwPTS는 항상 하향링크(downlink) 전송을 위해 예약된다. UpPTS 및 특별(special) 서브 프레임 바로 다음의 서브 프레임은 항상 상향링크(uplink) 전송을 위해 예약된다.

다음으로, NR에서의 프레임 구조에 대해 설명한다.

도 5는 NR에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸 도이다.

NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는,

)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다. 또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.

이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다. NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.

NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는

의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,

이고,

이다. 하향링크(downlink) 및 상향링크(uplink) 전송은

의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각

의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다. 또한, 단말(User Equipment, UE)로부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다

이전에 시작해야 한다. 뉴머롤로지

에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은

의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,

는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯

의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼

의 시작과 시간적으로 정렬된다. 모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다. 표 2는 일반 CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수(

), 무선 프레임 별 슬롯의 개수(

), 서브프레임 별 슬롯의 개수(

)를 나타내며, 표 3은 확장 CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수, 무선 프레임 별 슬롯의 개수, 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.

도 3의 경우,

=2인 경우, 즉 SCS(subcarrier spacing)가 60kHz인 경우의 일례로서, 표 2를 참고하면 1 서브프레임(subframe)은 4개의 슬롯(slot)들을 포함할 수 있으며, 도 5에 도시된 1 서브프레임(subframe)={1,2,4} 슬롯(slot)들은 일례로서, 1 서브프레임(subframe)에 포함될 수 있는 슬롯(slot)(들)의 개수는 표 2와 같이 정의된다.

또한, 미니 슬롯(mini-slot)은 2, 4 또는 7 심볼(symbol)들로 구성될 수도 있고, 더 많거나 또는 더 적은 심볼들로 구성될 수 있다.

C. 물리 자원

도 6은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드를 도시한다.

도 6에서, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 하향링크 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록(resource block, RB)은 일례로서, 주파수 영역에서 12 개의 서브 캐리어들을 포함한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element, RE)라고 한다. 하나의 RB에는 12 × 7 RE가 포함된다. 하향링크 슬롯에 포함되는 RB의 수는 하향링크 전송 대역폭에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 7은 하향링크 서브프레임의 구조를 도시한다.

도 7에서, 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞부분에 위치한 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH (Physical Downlink Shared Chancel)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(physical control format indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel), PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel) 등을 포함한다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 서브프레임의 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수에 관한 정보를 운반한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답이며, HARQ ACK (acknowledgement) / NACK (negative-acknowledgement or not-acknowledgement) 신호를 운반한다. 상기 PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI (Downlink Control Information)라 칭한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나, 임의의 UE 그룹에 대한 상향링크 송신 (Tx) 전력 제어 명령을 포함한다. 상기 PDCCH는 하향링크 공유 채널 (DL-SCH)의 자원 할당, 상향링크 공유 채널의 자원 할당 정보, 페이징 채널 (Paging Channel, PCH)의 페이징 정보, PDSCH를 통해 전송되는 랜덤 액세스 응답, 임의의 UE 그룹 내의 개별 UE들에 대한 송신 전력 제어 명령들의 세트, 송신 전력 제어 명령, 송신 전력 제어 명령의 활성화와 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당인 DL-SCH VoIP (Voice over IP) 등이 있다. 제어 영역 내에서 복수의 PDCCH들이 전송될 수 있다. UE는 다수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 다수 개의 연속적인 제어 채널 요소 (CCE)들의 집합으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트를 PDCCH에 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹 (REG)에 대응한다. 상기 PDCCH의 포맷과 상기 이용가능한 PDCCH의 비트 수는 상기 CCE의 개수와 상기 CCE가 제공하는 coding rate 간의 상관 관계에 따라 결정된다. 기지국은 단말로 전송할 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, CRC (Cyclic Redundancy Check)를 제어 정보에 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 PDCCH의 사용에 따라 unique 식별자 (RNTI: Radio Network Temporary Identifier)로 마스킹된다. PDCCH가 특정 UE에 대한 것인 경우, UE의 고유 식별자 (예를 들어, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC로 마스킹될 수 있다. 대안적으로, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이라면, 페이징 표시 자 식별자 (예를 들어, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보 (보다 상세하게는, 후술될 시스템 정보 블록 (SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI (SI-RNTI)는 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 나타내기 위해, random access -RNTI (RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 8은 상향링크 서브프레임의 구조를 도시한다.

도 8에서, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어 정보를 운반하기 위한 물리 상향링크 제어채널(PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 운반하기 위한 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 캐리어 특성을 유지하기 위해, 하나의 UE는 동시에 PUCCH 및 PUSCH를 전송하지 않는다. 하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 RB 쌍에 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB는 각각 2 개의 슬롯에서 상이한 서브캐리어를 점유한다. 이는 PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency-hopped)된다고 불린다.

NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다. 이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다. 먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 유추될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.

도 9는 NR에서의 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

도 9를 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로

서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이

OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다. NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는

서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및

의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,

이다. 상기

는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다. 이 경우, 도 9와 같이, 뉴머롤로지

및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다. 뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍

에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,

는 주파수 영역 상의 인덱스이고,

는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍

이 이용된다. 여기에서,

이다. 뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소

는 복소 값(complex value)

에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및

는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은

또는

이 될 수 있다. 또한, 자원 블록(resource block, RB)는 주파수 영역 상의

연속적인 서브캐리어들로 정의된다.

포인트(Point) A는 자원 블록 그리드의 공통 기준 포인트(common reference point)로서 역할을 하며 다음과 같이 획득된다.

- PCell(primary cell) 다운링크에 대한 offsetToPointA는 초기 셀 선택을 위해 UE에 의해 사용된 SS/PBCH 블록(block)과 겹치는 가장 낮은 자원 블록의 가장 낮은 서브 캐리어와 포인트(Point) A 간의 주파수 오프셋을 나타내며, FR1(frequency range 1)에 대해 15kHz 서브캐리어 간격 및 FR2(frequency range 2)에 대해 60kHz 서브캐리어 간격을 가정한 리소스 블록 단위(unit)들로 표현되고;

- absoluteFrequencyPointA는 ARFCN(absolute radio-frequency channel number)에서와 같이 표현된 포인트(Point) A의 주파수-위치를 나타낸다.

공통 자원 블록(common resource block)들은 서브캐리어 간격 설정

에 대한 주파수 영역에서 0부터 위쪽으로 번호가 부여(numbering)된다.

서브캐리어 간격 설정

에 대한 공통 자원 블록 0의 서브캐리어(subcarrier) 0의 중심은 ‘point A’와 일치한다.

주파수 영역에서 공통 자원 블록 번호(number)

와 서브캐리어 간격 설정

에 대한 자원 요소 (k,l)은 아래 수학식 1과 같이 주어진다.

여기서, k는 k=0이 포인트(Point) A를 중심으로 하는 서브캐리어(subcarrier)에 해당하도록 포인트(Point) A에 상대적으로 정의된다.

물리 자원 블록들은 대역폭 파트(bandwidth part, BWP) 내에서 0부터

까지 번호가 매겨지고, i는 BWP의 번호이다.

BWP i에서 물리 자원 블록

와 공통 자원 블록

간의 관계는 아래 수학식 2에 의해 주어진다.

는 BWP가 공통 자원 블록 0에 상대적으로 시작하는 공통 자원 블록이다.

도 10은 NR에서의 물리 자원 블록의 일례를 나타낸 도이다.

D. 무선 통신 장치

도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 11을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1110)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(1120)을 포함한다. 기지국은 송신 장치로, 단말은 수신 장치로 표현될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 기지국과 단말은 프로세서(processor, 1111,1121), 메모리(memory, 1114,1124), 하나 이상의 전송(Tx)/수신(Rx) RF 모듈(radio frequency module, 1115,1125)(또는 RF transceiver), Tx 프로세서(1112,1122), Rx 프로세서(1113,1123), 안테나(1116,1126)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, 하향링크(DL)(기지국에서 단말로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(1111)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. 하향링크(DL)에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 단말(1120)에 제공하며, 단말로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(1112)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 단말에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기(transceiver), 1115)를 통해 상이한 안테나(1116)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 단말에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기, 1125)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(1126)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(1123)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 단말로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 단말로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 기지국에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 기지국에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙되다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(1121)에 제공된다.

상향링크(UL)(단말에서 기지국으로의 통신)은 단말(1120)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 기지국(1110)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기(transceiver), 1125)는 각각의 안테나(1126)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(1123)에 제공한다. 프로세서(1121)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리(1124)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.

E. MTC (Machine Type Communication)

MTC(Machine Type Communication)은 M2M (Machine-to-Machine) 또는 IoT (Internet-of-Things) 등에 적용될 수 있는 많은 처리량(throughput)을 요구하지 않는 응용분야(application)으로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 IoT 서비스의 요구 사항을 충족시키기 위해 채택된 통신 기술을 말한다.

MTC는 (ⅰ) 낮은 비용 & 낮은 복잡도(low cost & low complexity), (ⅱ) 향상된 커버리지(enhanced coverage), (ⅲ) 낮은 파워 소비(low power consumption)의 기준을 만족하도록 구현될 수 있다.

3GPP에서 MTC는 release 10부터 적용되었으며, 3GPP의 release 별로 추가된 MTC의 특징에 대해 간략히 살펴본다.

먼저, 3GPP release 10과 release 11에서 기술된 MTC는 부하 제어(load control) 방법에 관한 것이다.

부하 제어 방법은 IoT(또는 M2M) 디바이스들이 갑자기 기지국에 부하를 주는 것을 미리 방지하기 위한 것이다.

보다 구체적으로, release 10의 경우, 기지국은 부하가 발생하는 경우 접속되어 있는 IoT 디바이스들에 대한 접속을 끊음으로써 부하를 제어하는 방법에 관한 것이며, release 11의 경우, 기지국이 SIB14와 같은 브로드캐스팅을 통해 추후 접속할 것을 미리 단말에게 알려서 단말에 대한 접속을 사전에 차단하는 방법에 관한 것이다.

Release 12의 경우, 저 비용(low cost) MTC를 위한 특징이 추가되었으며, 이를 위해 UE 카테고리(category) 0이 새롭게 정의되었다. UE 카테고리(category)는 단말이 얼마나 많은 데이터를 통신 모뎀에서 처리할 수 있는지를 나타내는 지표이다.

즉, UE 카테고리(category) 0의 단말은 감소된 최대 데이터 전송률(peak data rate), 완화된(relaxed) RF 요구 사항을 가지는 반이중 동작(Half Duplex operation)과 단일의(single) 수신 안테나를 사용함으로써, 단말의 기저밴드(baseband) 및 RF 복잡도를 줄이게 된다.

Release 13에서 eMTC(enhanced MTC)라는 기술이 소개되었으며, 레거시(legacy) LTE에서 지원하는 최소 주파수 대역폭인 1.08MHz에서만 동작하도록 하여 가격과 전력 소모를 더 낮출 수 있도록 하였다.

이하에서 기술되는 내용은 주로 eMTC와 관련된 특징들이나, 특별한 언급이 없는 한 MTC, eMTC, 5G(또는 NR)에 적용될 MTC에도 동일하게 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 MTC로 통칭하여 설명하기로 한다.

따라서, 후술하는 MTC는 eMTC (enhanced MTC), LTE-M1/M2, BL (Bandwidth reduced low complexity) / CE(coverage enhanced), non-BL UE(in enhanced coverage), NR MTC, enhanced BL / CE 등과 같이 다른 용어로 지칭될 수 있다. 즉, MTC라는 용어는 향후 3GPP 표준에서 정의될 용어로 대체할 수 있다.

1) MTC 일반적 특징

(1) MTC는 특정 시스템 대역폭(또는 채널 대역폭)에서만 동작한다.

특정 시스템 대역폭은 아래 표 4와 같이 레거시(legacy) LTE의 6RB를 사용할 수 있으며, 표 5 내지 표 7에서 정의된 NR의 주파수 범위(frequency range) 및 SCS(subcarrier spacing)을 고려하여 정의될 수 있다. 상기 특정 시스템 대역폭은 협대역(narrowband)(NB)로 표현될 수 있다. 참고로, 레거시(Legacy) LTE는 MTC 이외 3GPP 표준에서 기술되고 있는 부분을 의미한다. 바람직하게는, NR에서 MTC는 레거시(legacy) LTE에서와 같이 아래 표 6 및 표 7의 가장 낮은 시스템 대역폭에 대응하는 RB들을 사용하여 동작할 수 있다. 또는, NR에서 MTC는 적어도 하나의 대역폭 파트(bandwidth part, BWP)에서 동작하거나 또는 BWP의 특정 대역에서 동작할 수도 있다.

표 5는 NR에서 정의되는 주파수 범위(frequency range, FR)를 나타낸 표이다.

표 6은 NR의 FR 1에서 채널 대역폭 및 SCS에 대한 최대 전송 대역폭 구성 (NRB)의 일례를 나타낸 표이다.

표 7은 NR의 FR 2에서 채널 대역폭 및 SCS에 대한 최대 전송 대역폭 구성 (NRB)의 일례를 나타낸 표이다.

MTC 협대역(narrowband, NB)에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

MTC는 물리 채널 및 신호들을 송신 및 수신하기 위해 협대역 동작(narrowband operation)을 따르고, 최대 채널 대역폭은 1.08MHz 또는 6 (LTE) RB들로 감소된다.

상기 협대역(narrowband)는 하향링크와 상향링크의 일부 채널의 자원 할당 단위에 참고 단위로 사용될 수 있으며, 주파수 영역에서 각 협대역(narrowband)의 물리적인 위치는 시스템 대역폭(system bandwidth)에 따라서 다르게 정의될 수 있다.

MTC에서 정의된 1.08MHz의 대역폭은 MTC 단말이 레거시(legacy) 단말과 동일한 셀 탐색(cell search) 및 랜덤 액세스(random access) 절차를 따르도록 하기 위해서 정의된다.

MTC는 1.08MHz보다 훨씬 더 큰 대역폭(예: 10MHz)을 가진 셀에 의해 지원될 수 있으나, MTC에 의해 송/수신되는 물리 채널 및 신호는 항상 1.08MHz로 제한된다.

상기 훨씬 더 큰 대역폭을 가지는 시스템은 레거시(legacy) LTE, NR 시스템, 5G 시스템 등일 수 있다.

협대역(narrowband)는 주파수 영역에서 6개의 비-중첩하는(non-overlapping) 연속적인(consecutive) 물리 자원 블록으로 정의된다.

만약

인 경우, 광대역(wideband)는 주파수 영역에서 4개의 비-중첩하는(non-overlapping) 협대역(narrowband)들로 정의된다. 만약

인 경우,

및 단일의(single) 광대역(wideband)는

비-중첩하는(non-overlapping) 협대역(narrowband)(들)로 구성된다.

예를 들어, 10MHz 채널(50 RBs)의 경우에 8개의 비-중첩하는 협대역(non-overlapping narrowband)들이 정의된다.

도 12는 협대역 동작(Narrowband operation) 및 주파수 다이버시티의 일례를 나타낸다.

도 12(a)는 협대역 동작(narrowband operation)의 일례를 나타낸 도이며, 도 12(b)는 RF 재튜닝(retuning)을 가지는 반복의 일례를 나타낸 도이다.

도 12(b)를 참고하여, RF 재튜닝(retuning)에 의한 주파수 다이버시티에 대해 살펴본다.

협대역(Narrowband) RF, 단일 안테나(single antenna) 및 제한된 이동성으로 인해, MTC는 제한된 주파수, 공간 및 시간 다이버시티를 지원한다. 페이딩(fading) 및 두절(outage)의 효과를 줄이기 위해, 주파수 호핑(frequency hopping)은 RF 재튜닝(retuning)에 의해 서로 다른 협대역(narrowband)들 사이에서 지원된다.

이러한 주파수 호핑은 반복(repetition)이 가능할 때, 서로 다른 상향링크 및 하향링크 물리 채널들에 적용된다.

예를 들어, 32개의 서브프레임들이 PDSCH 전송을 위해 사용되는 경우, 첫 번째 16개의 서브프레임(subframe)들은 첫 번째 협대역(narrowband) 상에서 전송될 수 있다. 이때, RF 프론트엔드(front-end)는 다른 협대역(narrowband)로 재튜닝(retune)되고, 나머지 16개의 서브프레임(subframe)들은 두 번째 협대역(narrowband) 상에서 전송된다.

상기 MTC의 협대역(narrowband)는 시스템 정보 또는 DCI(downlink control information)에 의해 구성(configure)될 수 있다.

(2) MTC는 반-이중 모드(half duplex mode)로 동작하며, 제한된(또는 감소된) 최대 전송 전력을 사용한다.

(3) MTC는 레거시(legacy) LTE 또는 NR의 전체 시스템 대역폭에 걸쳐서 분산되어야 하는(legacy LTE 또는 NR에서 정의되는) 채널을 사용하지 않는다.

일례로, MTC에 사용되지 않는 레거시(legacy) LTE 채널은 PCFICH, PHICH, PDCCH이다.

따라서, MTC는 위의 채널들을 모니터링할 수 없어 새로운 제어 채널인 MPDCCH(MTC PDCCH)를 정의한다.

MPDCCH는 주파수 영역에서 최대 6RB들 및 시간 영역에서 하나의 서브프레임(subframe)에 걸쳐 있다.

MPDCCH는 EPDCCH와 유사하며, 페이징 및 랜덤 액세스를 위한 공통 검색 공간(common search space)를 추가 지원한다.

상기 MPDCCH는 레거시(legacy) LTE에서 사용되는 E-PDCCH의 개념과 유사하다.

(4) MTC는 새롭게 정의된 DCI 포맷(format)을 사용하며, 일례로 DCI 포맷(format) 6-0A, 6-0B, 6-1A, 6-1B, 6-2 등일 수 있다.

(5) MTC는 PBCH(physical broadcast channel), PRACH(physical random access channel), M-PDCCH(MTC physical downlink control channel), PDSCH(physical downlink shared channel), PUCCH(physical uplink control channel), PUSCH(physical uplink shared channel)를 반복적으로 전송할 수 있다. 이와 같은 MTC 반복 전송은 지하실과 같은 열악한 환경에서와 같이 신호 품질 또는 전력이 매우 열악한 경우에도 MTC 채널을 디코딩할 수 있어 셀 반경 증가 및 신호 침투 효과를 가져올 수 있다. MTC는 단일 레이어(single layer)(또는 single antenna)에서 동작할 수 있는 제한된 수의 전송 모드(transmission mode, TM)만 지원하거나 또는 단일 레이어(single layer)에서 동작할 수 있는 채널 또는 참조 신호(reference signal, RS)를 지원할 수 있다. 일례로, MTC가 동작할 수 있는 전송 모드는 TM 1, 2, 6 또는 9일 수 있다.

(6) MTC의 HARQ 재전송은 적응적(adaptive), 비동기(asynchronous) 방식이고, MPDCCH에서 수신된 새로운 스케줄링 할당(scheduling assignment)에 기초한다.

(7) MTC에서 PDSCH 스케줄링 (DCI)과 PDSCH 전송은 서로 다른 서브프레임에서 발생한다(크로스 서브프레임 스케줄링).

(8) SIB1 디코딩을 위한 모든 자원 할당 정보 (서브 프레임, TBS(Transport Block Size), 서브 밴드 인덱스)는 MIB의 파라미터(parameter)에 의해 결정되며, MTC의 SIB1 디코딩을 위해 어떤 제어 채널도 사용되지 않는다.

(9) SIB2 디코딩을 위한 모든 자원 할당 정보 (서브 프레임, TBS, 서브 밴드 인덱스)는 여러(several) SIB1 파라미터(parameters)에 의해 결정되며, MTC의 SIB2 디코딩을 위한 어떤 제어 채널도 사용되지 않는다.

(10) MTC는 확장(extended) 페이징 (DRX) 주기(cycle)을 지원한다.

(11) MTC는 레거시(legacy) LTE 또는 NR에서 사용되는 PSS(primary synchronization signal) / SSS(secondary synchronization signal) / CRS(common reference signal)를 동일하게 사용할 수 있다. NR의 경우, PSS / SSS는 SS 블록(block)(또는 SS / PBCH block 또는 SSB) 단위로 전송되며, TRS(tracking RS)는 CRS와 동일한 용도로 사용될 수 있다. 즉, TRS는 셀 특정(cell-specific) RS로서, 주파수 시간 추적(frequency / time tracking)을 위해 사용될 수 있다.

2) MTC 동작 모드 및 레벨

다음, MTC 동작 모드(operation mode)와 레벨(level)에 대해 살펴본다. MTC는 커버리지 향상을 위해 2개의 동작 모드(제 1 모드, 제 2 모드)와 4개의 서로 다른 레벨(level)들로 분류되며, 아래 표 8과 같을 수 있다.

상기 MTC 동작 모드는 CE 모드(Mode)로 지칭되며, 이 경우 제 1 모드는 CE 모드(Mode) A, 제 2 모드는 CE 모드(Mode) B로 지칭될 수 있다.

제 1 모드는 완전한 이동성 및 CSI (channel state information) 피드백이 지원되는 작은 커버리지(coverage) 향상을 위해 정의되어, 반복이 없거나 또는 반복 횟수가 적은 모드이다. 제 1 모드의 동작은 UE 카테고리(category) 1의 동작 범위와 동일할 수 있다. 제 2 모드는 CSI 피드백(feedback) 및 제한된 이동성을 지원하는 극히 열악한 커버리지 조건의 UE에 대해 정의되며, 많은 수의 반복 전송이 정의된다. 제 2 모드는 UE 카테고리(category) 1의 범위를 기준으로 최대 15dB의 커버리지 향상을 제공한다. MTC의 각 레벨(level)은 RACH와 페이징 과정(paging procedure)에서 다르게 정의된다.

MTC 동작 모드와 각 레벨(level)이 결정되는 방법에 대해 살펴본다.

MTC 동작 모드는 기지국에 의해 결정되며, 각 레벨(level)은 MTC 단말에 의해 결정된다. 구체적으로, 기지국은 MTC 동작 모드에 대한 정보를 포함하는 RRC 시그널링(signaling)을 단말로 전송한다. 여기서, RRC 시그널링(signaling)은 RRC 연결 설정(connection setup) 메시지, RRC 연결 재설정(connection reconfiguration) 메시지 또는 RRC 연결 재확립(connection reestablishment) 메시지 등일 수 있다. 여기서, 메시지의 용어는 정보 요소(Information Element, IE)로 표현될 수 있다.

이후, MTC 단말은 각 동작 모드 내 레벨(level)을 결정하고, 결정된 레벨(level)을 기지국으로 전송한다. 구체적으로, MTC 단말은 측정(measure)한 채널 품질(예: RSRP, RSRQ 또는 SINR)에 기초하여 동작 모드 내 레벨을 결정하고, 결정된 레벨(level)에 대응하는 PRACH 자원(frequency, time, preamble)을 이용하여 기지국으로 결정된 레벨(level)을 알린다.

3) MTC 보호 구간(guard period)

살핀 것처럼, MTC는 협대역(narrowband)에서 동작한다. 상기 협대역(narrowband)의 위치는 특정 시간 유닛(예: 서브프레임 또는 슬롯)마다 다를 수 있다. MTC 단말은 모든 시간 유닛에서 다른 주파수로 tuning한다. 따라서, 모든 주파수 재튜닝(retuning)에는 일정 시간이 필요하며, 이 일정 시간을 MTC의 보호 구간(guard period)로 정의한다. 즉, 하나의 시간 유닛에서 다음 시간 유닛으로 전환(transition)할 때 상기 보호 구간(guard period)가 필요하고, 해당 기간 동안에는 전송 및 수신이 발생하지 않는다.

상기 보호 구간(guard period)는 하향링크(downlink)인지 또는 상향링크(uplink)인지에 따라 다르게 정의되고, 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)의 상황에 따라 다르게 정의된다. 먼저, 상향링크(uplink)에서 정의된 보호 구간(guard period)는 제1 시간 유닛(시간 유닛 N)과 제2 시간 유닛(시간 유닛 N+1)에 의해 운반되는 데이터의 특성에 따라 다르게 정의된다. 다음, 하향링크의 보호 구간(guard period)는 (1) 제1 하향링크 협대역 중심 주파수(first downlink narrowband center frequency)와 제2 협대역 중심 주파수(second narrowband center frequency)가 다르고, (2) TDD에서, 제1 상향링크 협대역 중심 주파수(first uplink narrowband center frequency)와 제2 하향링크 중심 주파수가(second downlink center frequency)가 다르다는 조건이 요구된다.

레거시(Legacy) LTE에서 정의된 MTC 보호 구간(guard period)에 대해 살펴보면, 2개 연속적인 서브프레임들 간의 Tx-Tx 주파수 재튜닝(retuning)을 위해 많아야

SC-FDMA 심볼들의 보호 구간이 생성된다. 상위 계층 파라미터 ce-RetuningSymbols가 설정되면,

는 ce-RetuningSymbols와 같고, 그렇지 않으면

= 2이다. 또한, 상위 계층 파라미터 srs-UpPtsAdd로 구성된 MTC 단말에 대해, 프레임 구조 타입(frame structure type) 2에 대한 제 1 특별 서브프레임(special subframe)과 제 2 상향링크 서브프레임(uplink subframe) 사이의 Tx-Tx 주파수 재튜닝(retuning)을 위해 최대 SC-FDMA 심볼의 보호 구간(guard period)가 생성된다.

도 13은 MTC에 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 나타낸 도이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 MTC 단말은 S1301 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 동작을 수행한다. 이를 위해 MTC 단말은 기지국으로부터 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(identifier) 등의 정보를 획득한다. 상기 MTC의 초기 셀 탐색 동작에 이용되는 PSS / SSS는 레거시(legacy) LTE의 PSS / SSS, RSS(Resynchronization signal) 등일 수 있다.

그 후, MTC 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(PBCH: physical broadcast channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.

한편, MTC 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(DL RS: downlink reference signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다. PBCH를 통해 전송되는 방송 정보는 MIB(Master Information Block)이며, MTC에서 MIB는 무선 프레임의 서브프레임 #0의 첫 번째 슬롯과 다른 서브프레임(FDD의 경우 subframe #9, TDD의 경우 subframe #5)에서 반복된다.

PBCH 반복은 PBCH 디코딩을 시도하기 전에 조차 초기 주파수 에러 추정을 위해 사용될 수 있도록 서로 다른 OFDM 심볼에서 정확히 동일한 성상도(constellation point)를 반복함으로써 수행된다.

도 14는 MTC의 시스템 정보 전송의 일례를 나타낸다.

도 14(a)는 FDD에서 서브프레임(subframe) #0에 대한 반복 패턴, 일반 CP 및 반복된 심볼들에 대한 주파수 에러 추정 방법의 일례를 나타낸 도이며, 도 14(b)는 광대역 LTE 채널(channel) 상에서 SIB-BR의 전송의 일례를 나타낸다.

MIB에서 5개의 예비 비트(reserved bit)들은 시간/주파수 위치 및 전송 블록 크기를 포함하는 새로운 SIB1-BR(system information block for bandwidth reduced device)에 대한 스케쥴링 정보를 전송하기 위해 MTC에서 사용된다.

SIB-BR은 이것과 연관된 어떤 제어 채널 없이 직접 PDSCH 상에서 전송된다.

SIB-BR은 다수의 서브프레임(subframe)들이 결합되는 것을 허용하도록 512개의 무선 프레임(radio frame)들(5120ms)에서 변하지 않은 채로 남는다.

표 9는 MIB의 일례를 나타낸 표이다.

표 9에서, schedulingInfoSIB1-BR 필드는 SystemInformationBlockType1-BR 스케줄링 정보를 정의하는 표에 대한 인덱스를 나타내며, 값(value) 0은 SystemInformationBlockType1-BR이 스케줄되지 않음을 의미한다. SystemInformationBlockType1-BR(또는 SIB1-BR)에 의해 운반되는 전반적인 기능과 정보는 레거시(legacy) LTE의 SIB1과 유사하다. SIB1-BR의 내용(contents)는 (1) PLMN, (2) 셀 선택(cell selection) 기준, (3) SIB2 및 다른 SIB들에 대한 스케줄링(scheduling information)으로 분류할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 MTC 단말은 S1302 단계에서 MPDCCH 및 MPDCCH 정보에 따른 PDSCH 을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다. MPDCCH는 (1) EPDCCH와 매우 비슷하며, 공통(common) 및 UE 특정(specific) 시그널링(signaling)을 운반하고, (2) 한 번만 전송되거나 반복하여 전송될 수 있고 (반복의 수는 higher layer signaling에 의해 설정된다), (3) 다수의 MPDCCH들이 지원되며 UE가 MPDCCH들의 세트를 모니터링하며, (4) eCCE(enhanced control channel element)의 결합에 의해 형성되며, 각 eCCE는 자원 요소(resource element)들의 집합(set)를 포함하며, (5) RA-RNTI(Radio Network Temporary Identifier), SI-RNTI, P-RNTI, C-RNTI, 임시(temporary) C-RNTI 및 SPS(semi-persistent scheduling) C-RNTI를 지원한다.

이후, MTC 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S1303 내지 단계 S1306과 같은 랜덤 액세스 절차(random access procedure)을 수행할 수 있다. RACH 절차와 관련된 기본적인 구성(configuration)은 SIB2에 의해 전송된다. 또한, SIB2는 페이징(paging)과 관련된 파라미터(parameter)들을 포함한다. 페이징 기회(Paging Occasion, PO)는 MPCCH 상에서 P-RNTI가 전송될 수 있는 서브프레임이다. P-RNTI PDCCH가 반복적으로 전송될 때, PO는 MPDCCH 반복의 시작 서브 프레임을 지칭한다. 페이징 프레임(PF)은 하나의 무선 프레임으로, 하나 또는 다수의 PO들을 포함할 수 있다. DRX가 사용될 때, MTC 단말은 DRX 사이클(cycle) 당 하나의 PO만을 모니터한다. 페이징 협대역(Paging NarrowBand) (PNB)는 하나의 협대역(narrowband)로, MTC 단말이 페이징 메시지 수신을 수행한다.

이를 위해, MTC 단말은 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH: physical random access channel)을 통해 프리앰블을 전송하고(S1303), MPDCCH 및 이에 대응하는 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지(RAR)를 수신할 수 있다(S1304). 경쟁 기반 랜덤 액세스의 경우, MTC 단말은 추가적인 PRACH 신호의 전송(S1305) 및 MPDCCH 신호 및 이에 대응하는 PDSCH 신호의 수신(S1306)과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다. MTC에서 RACH 절차에서 전송되는 신호 및/또는 메시지들 (Msg 1, Msg 2, Msg 3, Msg 4)는 반복적으로 전송될 수 있으며, 이러한 반복 패턴은 CE(coverage enhancement) 레벨에 따라 다르게 설정된다. Msg 1은 PRACH 프리앰블을 의미하며, Msg 2는 RAR(random access response)를 의미하며, Msg 3은 RAR에 대한 MTC 단말의 UL 전송을 의미하며, Msg 4는 Msg 3에 대한 기지국의 DL 전송을 의미할 수 있다.

랜덤 액세스에 대해, 서로 다른 PRACH 자원들 및 서로 다른 CE 레벨들에 대한 시그널링이 지원된다. 이는 유사한 경로 감쇠(path loss)를 경험하는 UE들을 함께 그룹핑함으로써, PRACH에 대한 니어파(near-far) 효과의 동일한 제어를 제공한다. 최대 4개까지의 서로 다른 PRACH 자원들이 MTC 단말로 시그널링될 수 있다.

MTC 단말은 하향링크 RS(예: CRS, CSI-RS, TRS 등)을 이용하여 RSRP를 추정하고, 측정 결과에 기초하여 랜덤 액세스에 대한 자원들 중 하나를 선택한다. 4개의 랜덤 액세스에 대한 자원들 각각은 PRACH에 대한 반복 개수 및 RAR(random access response)에 대한 반복의 개수와 관련성을 가진다.

따라서, 나쁜 커버리지의 MTC 단말은 기지국에 의해 성공적으로 검출되도록 많은 수의 반복이 필요하고, 그것들의 커버리지 레벨을 만족하도록 해당하는 반복 개수를 가지는 RAR을 수신할 필요가 있다.

RAR 및 경쟁 해결 메시지(contention resolution message)들에 대한 검색 공간(search space)들은 또한 시스템 정보에서 정의되며, 각 커버리지 레벨에 대해서는 독립적이다.

그리고, MTC에서 사용되는 PRACH 파형(waveform)은 레거시(legacy) LTE에서 사용되는 PRACH 파형(waveform)과 동일하다(예를 들어, OFDM 및 Zadoff-Chu sequence).

상술한 바와 같은 절차를 수행한 MTC 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 MPDCCH 신호 및/또는 PDSCH 신호의 수신(S1307) 및 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 신호의 전송(S1308)을 수행할 수 있다. MTC 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: uplink control information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK, 스케줄링 요청(SR: scheduling request), 채널 품질 지시자(CQI), 프리코딩 행렬 지시자(PMI: precoding matrix indicator), 랭크 지시자(RI: rank indication) 정보 등을 포함한다.

MTC 단말에 대한 RRC 연결이 확립되면, MTC 단말은 상향링크 및 하향링크 데이터 할당을 획득하기 위해 설정된 검색 공간(search space)에서 MPDCCH를 블라인드 디코딩한다.

MTC는 DCI를 전송하기 위해 서브프레임에서 이용 가능한 OFDM 심볼들을 모두 사용한다. 그래서 동일한 서브프레임에서 제어 채널 및 데이터 채널 사이의 시간 영역 다중화는 불가능하다. 즉, 앞서 살핀 것처럼, 제어 채널 및 데이터 채널 간의 크로스-서브프레임 스케쥴링이 가능하다.

서브프레임 #N에서 마지막 반복을 가지는 MPDCCH는 서브프레임 #N+2에서 PDSCH 할당을 스케쥴한다.

MPDCCH에 의해 전송되는 DCI는 PDSCH 전송이 시작될 때 MTC 단말이 알도록 MPDCCH가 얼마나 반복되는지에 대한 정보를 제공한다.

PDSCH 할당은 서로 다른 협대역(narrowband)에서 수행될 수 있다. 그래서 MTC 단말은 PDSCH 할당을 디코딩하기 전에 재튜닝(retune)할 필요가 있다.

상향링크 데이터 전송에 대해, 스케쥴링은 레거시(legacy) LTE와 동일한 타이밍을 따른다. 여기서, 서브프레임 #N에서 마지막 MPDCCH는 서브프레임(subframe) #N+4에서 시작하는 PUSCH 전송을 스케쥴한다.

도 15는 MTC와 레거시(legacy) LTE 각각에 대한 스케쥴링의 일례를 나타낸 도이다.

레거시(legacy) LTE 할당은 PDCCH를 사용하여 스케쥴되며, 이는 각 서브프레임에서 처음의 OFDM 심볼들을 사용하며, PDSCH는 PDCCH가 수신되는 서브프레임과 동일한 서브프레임에서 스케쥴된다.

이에 반해, MTC PDSCH는 크로스-서브프레임 스케쥴되며, 하나의 서브프레임은 MPDCCH 디코딩 및 RF 재튜닝(retune)을 허용하도록 MPDCCH와 PDSCH 사이에서 정의된다.

MTC 제어 채널 및 데이터 채널들은 극단적인 커버리지 조건에서 디코딩되도록 MPDCCH에 대해 최대 256개의 서브프레임들과 PDSCH에 대해 최대 2048개의 서브프레임들을 가지는 많은 수의 서브프레임들을 통해 반복될 수 있다.

F. NB-IoT (Narrowband-Internet of Things)

NB-IoT는 무선 통신 시스템(예: LTE 시스템, NR 시스템 등)의 1 PRB(Physical Resource Block)에 해당하는 시스템 대역폭(system BW)을 통해 낮은 복잡도(complexity), 낮은 전력 소비(power consumption)을 지원하기 위한 시스템을 의미할 수 있다.

여기에서, NB-IoT는 NB-LTE, NB-IoT 향상(enhancement), 향상된(enhanced) NB-IoT, 더욱 향상된(further enhanced) NB-IoT, NB-NR 등과 같이 다른 용어로 지칭될 수 있다. 즉, NB-IoT는 3GPP 표준에서 정의되거나 정의될 용어로 대체될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 ‘NB-IoT’로 통칭하여 표현하기로 한다.

NB-IoT는 주로 MTC(machine-type communication)와 같은 장치(device)(또는 단말)를 셀룰러 시스템(cellular system)에서 지원하여 IoT(즉, 사물 인터넷)를 구현하기 위한 통신 방식으로 이용될 수도 있다. 이 때, 기존의 시스템 대역의 1 PRB를 NB-IoT 용으로 할당함으로써, 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, NB-IoT의 경우, 각 단말은 단일 PRB(single PRB)를 각각의 캐리어(carrier)로 인식하므로, 본 명세서에서 언급되는 PRB 및 캐리어는 동일한 의미로 해석될 수도 있다.

이하, 본 명세서에서의 NB-IoT와 관련된 프레임 구조, 물리 채널, 다중 캐리어 동작(multi carrier operation), 동작 모드(operation mode), 일반적인 신호 송수신 등은 기존의 LTE 시스템의 경우를 고려하여 설명되지만, 차세대 시스템(예: NR 시스템 등)의 경우에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 명세서에서의 NB-IoT와 관련된 내용은 유사한 기술적 목적(예: 저-전력, 저-비용, 커버리지 향상 등)을 지향하는 MTC(Machine Type Communication)에 확장하여 적용될 수도 있다.

1) NB-IoT의 프레임 구조 및 물리 자원

먼저, NB-IoT 프레임 구조는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 따라 다르게 설정될 수 있다.

도 16 및 17은 서브캐리어 간격에 따른 NB-IoT 프레임 구조의 예들을 나타낸다. 구체적으로, 도 16은 서브캐리어 간격이 15kHz인 경우의 프레임 구조의 일 예를 나타내며, 도 17은 서브캐리어 간격이 3.75kHz인 경우의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 다만, NB-IoT 프레임 구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 서브캐리어 간격(예: 30kHz 등)에 대한 NB-IoT도 시간/주파수 단위를 달리하여 고려될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 명세서에서는 LTE 시스템 프레임 구조에 기반한 NB-IoT 프레임 구조를 예시로 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 본 명세서에서 설명하는 방식이 차세대 시스템(예: NR 시스템)의 프레임 구조에 기반한 NB-IoT에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다.

도 16을 참조하면, 15kHz 서브캐리어 간격에 대한 NB-IoT 프레임 구조는 상술한 레거시(legacy) 시스템(즉, LTE 시스템)의 프레임 구조와 동일하게 설정될 수 있다. 즉, 10ms NB-IoT 프레임은 1ms NB-IoT 서브프레임 10개를 포함하며, 1ms NB-IoT 서브프레임은 0.5ms NB-IoT 슬롯 2개를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 0.5ms NB-IoT은 7개의 OFDM 심볼들을 포함할 수 있다.

이와 달리, 도 17을 참조하면, 10ms NB-IoT 프레임은 2ms NB-IoT 서브프레임 5개를 포함하며, 2ms NB-IoT 서브프레임은 7개의 OFDM 심볼들과 하나의 보호 구간(Guard Period, GP)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 2ms NB-IoT 서브프레임은 NB-IoT 슬롯 또는 NB-IoT RU(resource unit) 등으로 표현될 수도 있다.

다음으로, 하향링크 및 상향링크 각각에 대한 NB-IoT의 물리 자원을 살펴본다.

먼저, NB-IoT 하향링크의 물리 자원은 시스템 대역폭이 특정 수의 RB(예: 1개의 RB 즉, 180kHz)되는 것을 제외하고는, 다른 무선 통신 시스템(예: LTE 시스템, NR 시스템 등)의 물리 자원을 참고하여 설정될 수 있다. 일례로, 상술한 바와 같이 NB-IoT 하향링크가 15kHz 서브캐리어 간격만을 지원하는 경우, NB-IoT 하향링크의 물리 자원은 상술한 도 6에 나타난 LTE 시스템의 자원 그리드를 주파수 영역 상의 1 RB(즉, 1 PRB)로 제한한 자원 영역으로 설정될 수 있다.

다음으로, NB-IoT 상향링크의 물리 자원의 경우에도 하향링크의 경우와 같이 시스템 대역폭은 1개의 RB로 제한되어 구성될 수 있다. 일례로, 상술한 바와 같이 NB-IoT 상향링크가 15kHz 및 3.75kHz 서브캐리어 간격을 지원하는 경우, NB-IoT 상향링크를 위한 자원 그리드는 도 18과 같이 표현될 수 있다. 이 때, 도 18에서 상향링크 대역의 서브캐리어 수

및 슬롯 기간

은 아래의 표 10과 같이 주어질 수 있다.

도 18은 NB-IoT 상향링크에 대한 자원 그리드의 일 예를 나타낸다.

또한, NB-IoT 상향링크의 자원 단위(resource unit, RU)는 시간 영역 상에서 의 SC-FDMA 심볼들로 구성되고, 주파수 영역 상에서

연속적인 서브캐리어들로 구성될 수 있다. 일례로,

및

는 프레임 구조 유형 1(즉, FDD)의 경우 아래의 표 11에 의해 주어지며, 프레임 구조 유형 2(즉, TDD)의 경우 표 12에 의해 주어질 수 있다.

2) NB-IoT의 물리 채널

NB-IoT를 지원하는 기지국 및/또는 단말은 기존의 시스템과 별도로 설정된 물리 채널 및/또는 물리 신호를 송수신하도록 설정될 수 있다. 이하, NB-IoT에서 지원되는 물리 채널 및/또는 물리 신호와 관련된 구체적인 내용에 대해 살펴본다.

먼저, NB-IoT 시스템의 하향링크에 대해 살펴본다. NB-IoT 하향링크에는 15kHz의 서브캐리어 간격에 기반하여 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식이 적용될 수 있다. 이를 통해, 서브캐리어 간 직교성을 제공하여 기존의 시스템(예: LTE 시스템, NR 시스템)과의 공존(co-existence)이 효율적으로 지원될 수 있다.

NB-IoT 시스템의 물리 채널은 기존의 시스템과의 구분을 위하여 ‘N(Narrowband)’이 추가된 형태로 표현될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 물리 채널은 NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel), NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel), NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel) 등으로 정의되며, 하향링크 물리 신호는 NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal), NSSS(Narrowband Secondary Synchronization Signal), NRS(Narrowband Reference Signal), NPRS(Narrowband Positioning Reference Signal), NWUS(Narrowband Wake Up Signal) 등으로 정의될 수 있다.

일반적으로, 상술한 NB-IoT의 하향링크 물리 채널 및 물리 신호는 시간영역 다중화 방식 및/또는 주파수영역 다중화 방식에 기반하여 전송되도록 설정될 수 있다.

또한, 특징적으로, NB-IoT 시스템의 하향링크 채널인 NPBCH, NPDCCH, NPDSCH 등의 경우, 커버리지 향상(coverage enhancement)을 위하여 반복 전송(repetition transmission)이 수행될 수 있다.

또한, NB-IoT는 새롭게 정의된 DCI 포맷(DCI format)을 사용하며, 일례로 NB-IoT를 위한 DCI 포맷은 DCI 포맷(format) N0, DCI 포맷(format) N1, DCI 포맷(format) N2 등으로 정의될 수 있다.

다음으로, NB-IoT 시스템의 상향링크에 대해 살펴본다. NB-IoT 상향링크에는 15kHz 또는 3.75kHz의 서브캐리어 간격에 기반하여 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식이 적용될 수 있다. NB-IoT의 상향링크에서는 다중-톤(multi-tone) 전송 및 단일-톤(single-tone) 전송이 지원될 수 있다. 일례로, 다중-톤 전송은 15kHz의 서브캐리어 간격에서만 지원되며, 단일-톤 전송은 15kHz 및 3.75kHz의 서브캐리어 간격에 대해 지원될 수도 있다.

하향링크 부분에서 언급한 것과 같이, NB-IoT 시스템의 물리 채널은 기존의 시스템과의 구분을 위하여 ‘N(Narrowband)’이 추가된 형태로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상향링크 물리 채널은 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 및 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel) 등으로 정의되고, 상향링크 물리 신호는 NDMRS(Narrowband Demodulation Reference Signal) 등으로 정의될 수 있다.

여기에서, NPUSCH는 NPUSCH 포맷 1과 NPUSCH 포맷 2 등으로 구성될 수 있다. 일례로, NPUSCH 포맷 1은 UL-SCH 전송(또는 운반)을 위해 이용되며, NPUSCH 포맷 2는 HARQ ACK 시그널링 등과 같은 상향링크 제어 정보 전송을 위해 이용될 수 있다.

또한, 특징적으로, NB-IoT 시스템의 하향링크 채널인 NPRACH 등의 경우, 커버리지 향상(coverage enhancement)을 위하여 반복 전송(repetition transmission)이 수행될 수 있다. 이 경우, 반복 전송은 주파수 호핑(frequency hopping)이 적용되어 수행될 수도 있다.

3) NB-IoT의 다중 캐리어 동작

다음으로, NB-IoT의 다중 캐리어 동작에 대해 살펴본다. 다중 캐리어 동작은 NB-IoT에서 기지국 및/또는 단말이 상호 간에 채널 및/또는 신호를 송수신함에 있어서 용도가 서로 다르게 설정된(즉, 유형이 다른) 다수의 캐리어들이 이용되는 것을 의미할 수 있다.

일반적으로, NB-IoT는 상술한 바와 같은 다중 캐리어 모드로 동작할 수 있다. 이 때, NB-IoT에서 캐리어는 앵커 유형의 캐리어(anchor type carrier)(즉, 앵커 캐리어(anchor carrier), 앵커 PRB) 및 비-앵커 유형의 캐리어(non-anchor type carrier)(즉, 비-앵커 캐리어(non-anchor carrier), 비-앵커 PRB)로 정의될 수 있다.

앵커 캐리어는 기지국 관점에서 초기 접속(initial access)을 위해 NPSS, NSSS, NPBCH, 및 시스템 정보 블록(N-SIB)를 위한 NPDSCH 등을 전송하는 캐리어를 의미할 수 있다. 즉, NB-IoT에서 초기 접속을 위한 캐리어는 앵커 캐리어로 지칭되고, 그 외의 것(들)은 비-앵커 캐리어로 지칭될 수 있다. 이 때, 앵커 캐리어는 시스템 상에서 하나만 존재하거나, 다수의 앵커 캐리어들이 존재할 수도 있다.

4) NB-IoT의 동작 모드

다음으로, NB-IoT의 동작 모드에 대해 살펴본다. NB-IoT 시스템에서는 3개의 동작 모드들이 지원될 수 있다. 도 19는 NB-IoT 시스템에서 지원되는 동작 모드들의 일 예를 나타낸다. 본 명세서에서는 NB-IoT의 동작 모드가 LTE 대역에 기반하여 설명되지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 다른 시스템의 대역(예: NR 시스템 대역)에 대해서도 확장되어 적용될 수 있음은 물론이다.

구체적으로, 도 19(a)는 인-밴드(In-band) 시스템의 일례를 나타내며, 도 19(b)는 가드-밴드(Guard-band) 시스템의 일례를 나타내며, 도 19(c)는 독립형(Stand-alone) 시스템의 일례를 나타낸다. 이 때, 인-밴드 시스템(In-band system)은 인-밴드 모드(In-band mode)로, 가드-밴드 시스템(Guard-band system)은 가드-밴드 모드(Guard-band mode)로, 독립형 시스템(Stand-alone system)은 독립형 모드(Stand-alone mode)로 표현될 수 있다.

인-밴드(In-band) 시스템은 (legacy) LTE 대역 내 특정 1 RB(즉, PRB)를 NB-IoT를 위해 사용하는 시스템 또는 모드를 의미할 수 있다. 인-밴드(In-band) 시스템은 LTE 시스템 캐리어(carrier)의 일부 자원 블록을 할당하여 운용될 수 있다.

가드-밴드(Guard-band) 시스템은 (legacy) LTE 밴드의 가드-밴드(Guard-band)를 위해 비워놓은(reserved) 공간에 NB-IoT를 사용하는 시스템 또는 모드를 의미할 수 있다. 가드-밴드(Guard-band) 시스템은 LTE 시스템에서 자원 블록으로 사용되지 않는 LTE 캐리어의 가드-밴드(Guard-band)를 할당하여 운용될 수 있다. 일례로, (legacy) LTE 대역은 각 LTE 대역의 마지막에 최소 100kHz의 가드-밴드(Guard-band)를 가지도록 설정될 수 있다. 200kHz를 이용하기 위해서는, 2개의 비-연속적인(non-contiguous) 가드-밴드(Guard-band)들이 이용될 수 있다.

상술한 것과 같이, 인-밴드(In-band) 시스템 및 가드-밴드(Guard-band) 시스템은 (legacy) LTE 대역 내에 NB-IoT가 공존하는 구조에서 운용될 수 있다.

이에 반해, 스탠드얼론(standalone) 시스템은 (legacy) LTE 대역으로부터 독립적으로 구성된 시스템 또는 모드를 의미할 수 있다. 스탠드얼론(standalone) 시스템은 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)에서 사용되는 주파수 대역(예: 향후 재할당된 GSM 캐리어)을 별도로 할당하여 운용될 수 있다.

상술한 3개의 동작 모드들은 각각 독립적으로 운용되거나, 둘 이상의 동작 모드들이 조합되어 운용될 수도 있다.

5) NB-IoT의 일반적인 신호 송수신 절차

도 20은 NB-IoT에 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법의 일 예를 나타낸다. 무선 통신 시스템에서 NB-IoT 단말은 기지국으로부터 하향링크(DL)를 통해 정보를 수신하고, NB-IoT 단말은 기지국으로 상향링크(UL)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 다시 말해, 무선 통신 시스템에서 기지국은 NB-IoT 단말로 하향링크를 통해 정보를 전송하고, 기지국은 NB-IoT 단말로부터 상향링크를 통해 정보를 수신할 수 있다.

기지국과 NB-IoT 단말이 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재할 수 있다. 또한, 도 20에 의해 설명되는 NB-IoT의 신호 송수신 방법은 상술한 무선 통신 장치(예: 도 11의 기지국 및 단말)에 의해 수행될 수 있다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 NB-IoT 단말은 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행할 수 있다(S11). 이를 위해 NB-IoT 단말은 기지국으로부터 NPSS 및 NSSS를 수신하여 기지국과의 동기화(synchronization)를 수행하고, 셀 ID(cell identity) 등의 정보를 획득할 수 있다. 또한, NB-IoT 단말은 기지국으로부터 NPBCH를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 또한, NB-IoT 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 DL RS(Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수도 있다.

다시 말해, 기지국은 새로이 셀에 진입한 NB-IoT 단말이 존재하는 경우, 해당 단말과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 작업을 수행할 수 있다. 기지국은 NB-IoT 단말로 NPSS 및 NSSS를 전송하여 해당 단말과의 동기화를 수행하고, 셀 ID(cell identity) 등의 정보를 전달할 수 있다. 또한, 기지국은 NB-IoT 단말로 NPBCH를 전송(또는 브로드캐스트)하여 셀 내 방송 정보를 전달할 수 있다. 또한, 기지국은 NB-IoT 단말로 초기 셀 탐색 단계에서 DL RS를 전송하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수도 있다.

초기 셀 탐색을 마친 NB-IoT 단말은 NPDCCH 및 이에 대응되는 NPDSCH를 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S12). 다시 말해, 기지국은 초기 셀 탐색을 마친 NB-IoT 단말에게 NPDCCH 및 이에 대응되는 NPDSCH를 전송하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 전달할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다(S13 내지 S16).

구체적으로, NB-IoT 단말은 NPRACH를 통해 프리앰블(preamble)을 기지국으로 전송할 수 있으며(S13), 상술한 바와 같이 NPRACH는 커버리지 향상 등을 위하여 주파수 호핑 등에 기반하여 반복 전송되도록 설정될 수 있다. 다시 말해, 기지국은 NB-IoT 단말로부터 NPRACH를 통해 프리앰블을 (반복적으로) 수신할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 NPDCCH 및 이에 대응하는 NPDSCH를 통해 프리앰블에 대한 RAR(Random Access Response)을 기지국으로부터 수신할 수 있다(S14). 다시 말해, 기지국은 NPDCCH 및 이에 대응하는 NPDSCH를 통해 프리앰블에 대한 RAR(Random Access Response)를 NB-IoT 단말로 전송할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 RAR 내의 스케줄링 정보를 이용하여 NPUSCH를 기지국으로 전송하고(S15), NPDCCH 및 이에 대응하는 NPDSCH과 같은 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다(S16). 다시 말해, 기지국은 NB-IoT RAR 내의 스케줄링 정보를 이용하여 NPUSCH를 단말로부터 수신하고, 상기 충돌 해결 절차를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 NB-IoT 단말은 이후 일반적인 상향/하향링크 신호 전송 절차로서 NPDCCH/NPDSCH 수신(S17) 및 NPUSCH 전송(S18)을 수행할 수 있다. 다시 말해, 상술한 절차들을 수행한 후, 기지국은 NB-IoT 단말로 일반적인 신호 송수신 절차로서 NPDCCH/NPDSCH 전송 및 NPUSCH 수신을 수행할 수 있다.

NB-IoT의 경우, 앞서 언급한 바와 같이 NPBCH, NPDCCH, NPDSCH 등은 커버리지 향상 등을 위하여 반복 전송될 수 있다. 또한, NB-IoT의 경우, NPUSCH를 통해 UL-SCH(즉, 일반적인 상향링크 데이터) 및 상향링크 제어 정보가 전달될 수 있다. 이 때, UL-SCH 및 상향링크 제어 정보는 각각 다른 NPUSCH 포맷(예: NPUSCH 포맷 1, NPUSCH 포맷 2 등)을 통해 전송되도록 설정될 수도 있다.

또한, 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 UCI(Uplink Control Information)라고 지칭할 수 있다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함할 수 있다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. 상술한 바와 같이, NB-IoT에서 UCI는 일반적으로 NPUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크(예: 기지국)의 요청/지시에 따라 단말은 NPUSCH를 통해 UCI를 주기적(periodic), 비주기적(aperiodic), 또는 반-지속적(semi-persistent)으로 전송할 수 있다.

6) NB-IoT의 초기 접속 절차(Initial Access Procedure)

NB-IoT의 일반적인 신호 송수신 절차 부분에서, NB-IoT 단말이 기지국에 초기 접속하는 절차가 간략히 설명되었다. 구체적으로, NB-IoT 단말이 기지국에 초기 접속하는 절차는 초기 셀을 탐색하는 절차 및 NB-IoT 단말이 시스템 정보를 획득하는 절차 등으로 구성될 수 있다.

이와 관련하여, NB-IoT의 초기 접속과 관련된 단말(UE)과 기지국(예: NodeB, eNodeB, eNB, gNB 등) 간의 구체적인 시그널링 절차는 도 21과 같이 도시될 수 있다. 이하, 도 21에 대한 설명을 통해 일반적인 NB-IoT의 초기 접속 절차, NPSS/NSSS의 구성, 시스템 정보(예: MIB, SIB 등)의 획득 등에 대한 구체적인 내용이 설명된다.

도 21은 NB-IoT의 초기 접속 절차에 대한 일 예시로써, 각 물리 채널 및/또는 물리 신호의 명칭 등은 NB-IoT가 적용되는 무선 통신 시스템에 따라 다르게 설정 또는 지칭될 수도 있다. 일례로, 기본적으로 도 21은 LTE 시스템에 기반한 NB-IoT을 고려하여 설명되지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 대한 내용이 NR 시스템에 기반한 NB-IoT에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이와 같은 초기 접속 절차에 대한 구체적인 내용은 상술한 MTC의 경우에도 확장하여 적용될 수도 있다.

도 21을 참조하면, NB-IoT 단말은 기지국으로부터 협대역 동기 신호(즉, NPSS 및 NSSS)를 수신할 수 있다(S2110 및 S2120). 이 경우, 협대역 동기 신호는 물리 계층 시그널링을 통해 전달될 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 NPBCH를 통해 MIB(Master Information Block)(예: MIB-NB)를 기지국으로부터 수신할 수 있다(S2130). 이 경우, MIB는 상위 계층 시그널링(예: RRC 시그널링)을 통해 전달될 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 NPDSCH에서 SIB(system information block)를 기지국으로부터 수신할 수 있다(S2140 및 S2150). 구체적으로, NB-IoT 단말은 상위 계층 시그널링(예: RRC 시그널링)을 통해 SIB1-NB 및 SIB2-NB 등을 NPDSCH에서 수신할 수 있다. 일례로, SIB1-NB는 SIB 중 우선 순위가 높은 시스템 정보를 의미할 수 있으며, 즉, SIB2-NB는 SIB1-NB보다 하위의 시스템 정보를 의미할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 기지국으로부터 NRS를 수신할 수 있으며(S2160), 해당 동작은 물리 계층 시그널링을 통해 수행될 수 있다.

7) NB-IoT의 임의 접속 절차(Random Access Procedure)

NB-IoT의 일반적인 신호 송수신 절차 부분에서, NB-IoT 단말이 기지국에 임의 접속하는 절차가 간략히 설명되었다. 구체적으로, NB-IoT 단말이 기지국에 임의 접속하는 절차는 NB-IoT 단말이 프리앰블을 기지국으로 전송하고, 그에 대한 응답을 수신하는 절차 등을 통해 수행될 수 있다.

이와 관련하여, NB-IoT의 임의 접속과 관련된 단말(UE과 기지국(예: NodeB, eNodeB, eNB, gNB 등) 간의 구체적인 시그널링 절차는 도 22와 같이 도시될 수 있다. 이하, 도 22에 대한 설명을 통해 일반적인 NB-IoT의 임의 접속 절차에 이용되는 메시지들(예: msg1, msg2, msg3, msg4)에 기반한 임의 접속 절차에 대한 구체적인 내용이 설명된다.

도 22는 NB-IoT의 임의 접속 절차에 대한 일 예시로써, 각 물리 채널, 물리 신호, 및/또는 메시지의 명칭 등은 NB-IoT가 적용되는 무선 통신 시스템에 따라 다르게 설정 또는 지칭될 수도 있다. 일례로, 기본적으로 도 22는 LTE 시스템에 기반한 NB-IoT을 고려하여 설명되지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 대한 내용이 NR 시스템에 기반한 NB-IoT에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이와 같은 초기 접속 절차에 대한 구체적인 내용은 상술한 MTC의 경우에도 확장하여 적용될 수도 있다.

도 22를 참고하면, NB-IoT는 경쟁-기반 임의 접속(contention-based random access)을 지원하도록 설정될 수 있다.

먼저, NB-IoT 단말은 해당 단말에 대한 커버리지 수준(coverage level)에 기반하여 NPRACH 자원을 선택할 수 있다. 이와 같이 선택된 NPRACH 자원을 통해, NB-IoT 단말은 임의 접속 프리앰블(즉, 메시지1, msg1)을 기지국으로 전송할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 RA-RNTI(Random Access-RNTI)로 스크램블링된 DCI(예: DCI 포맷 N1)에 대한 NPDCCH를 탐색하기 위하여 NPDCCH 탐색 영역을 모니터링할 수 있다. RA-RNTI로 스크램블링된 DCI에 대한 NPDCCH를 수신한 단말은, 해당 NPDCCH에 대응하는 NPDSCH를 통해 기지국으로부터 임의 접속 응답(random access response, RAR)(즉, 메시지2, msg2)을 수신할 수 있다. RAR을 통해, NB-IoT 단말은 임시 식별자(예: 임시 C-RNTI), TA 명령(timing advance command) 등을 획득할 수 있다. 또한, RAR은 스케줄링된 메시지(즉, 메시지3, msg3)를 위한 상향링크 그랜트(UL grant)를 제공할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 경쟁 해소 절차를 시작하기 위하여 상기 스케줄링된 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다. 이후, 기지국은 임의 접속 절차의 성공적인 완료를 알리기 위하여, NB-IoT 단말로 연관된 경쟁 해소 메시지(associated contention resolution message)(즉, 메시지4, msg4)를 전송할 수 있다.

상술한 절차들을 통해, 기지국과 NB-IoT 단말 간의 임의 접속이 완료될 수 있다.

8) NB-IoT의 DRX 절차(Discontinuous Reception Procedure)

상술한 NB-IoT의 일반적인 신호 송수신 절차를 수행하는 중에, NB-IoT 단말은 전력 소모(power consumption)을 감소시키기 위하여 유휴 상태(idle state)(예: RRC_IDLE state) 및/또는 비활성화 상태(inactive state)(예: RRC_INACTIVE state) 상태로 전환될 수 있다. 이 경우, 유휴 상태 및/또는 비활성화 상태로 전환된 NB-IoT 단말은 DRX 방식을 이용하도록 설정될 수 있다. 일례로, 유휴 상태 및/또는 비활성화 상태로 전환된 NB-IoT 단말은 기지국 등에 의해 설정된 DRX 사이클(DRX cycle)에 따른 특정 서브프레임(또는 프레임, 슬롯)에서만 페이징(paging)과 관련된 NPDCCH의 모니터링을 수행하도록 설정될 수 있다. 여기에서, 페이징과 관련된 NPDCCH는 P-RNTI(Paging Access-RNTI)로 스크램블링된 NPDCCH를 의미할 수 있다.

도 23은 유휴 상태 및/또는 비활성화 상태에서의 DRX 방식의 일 예를 나타낸다.

또한, NB-IoT 단말에 대한 DRX 설정 및 지시는 도 24에 나타난 것과 같이 수행될 수 있다. 도 24는 NB-IoT 단말에 대한 DRX 설정 및 지시 절차의 일 예를 나타낸다. 또한, 도 24는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 명세서에서 제안하는 방법을 제한하는 것은 아니다.

도 24를 참고하면, NB-IoT 단말은 기지국(예: NodeB, eNodeB, eNB, gNB 등)으로부터 DRX 설정 정보(DRX configuration information)을 수신할 수 있다(S2410). 이 경우, 단말은 이와 같은 정보를 상위 계층 시그널링(예: RRC 시그널링)을 통해 기지국으로부터 수신할 수 있다. 여기에서, DRX 설정 정보는 DRX 사이클(DRX cycle) 정보, DRX 오프셋(DRX offset), DRX와 관련된 타이머(timer)들에 대한 설정 정보 등을 포함할 수 있다.

이후, NB-IoT 단말은 기지국으로부터 DRX 명령(DRX command)을 수신할 수 있다(S2420). 이 경우, 단말은 이와 같은 DRX 명령을 상위 계층 시그널링(예: MAC-CE 시그널링)을 통해 기지국으로부터 수신할 수 있다.

상술한 DRX 명령을 수신한 NB-IoT 단말은 DRX 사이클에 따라 특정 시간 단위(예: 서브프레임, 슬롯)에서 NPDCCH를 모니터링할 수 있다(S2430). 여기에서, NPDCCH를 모니터링하는 것은, 해당 탐색 영역을 통해 수신하고자 하는 DCI 포맷(DCI format)에 따라 특정 영역만큼의 NPDCCH를 디코딩(decoding)한 후 해당 CRC를 미리 약속된 특정 RNTI 값으로 스크램블링(scrambling)하여 원하는 값과 맞는지(즉, 일치하는지) 여부를 확인하는 것을 의미할 수 있다.

상술한 도 24와 같은 절차를 통하여 해당 NMB-IoT 단말이 NPDCCH에서 자신의 페이징 ID 및/또는 시스템 정보의 변경을 나타내는 정보를 수신하는 경우, 기지국과의 연결(예: RRC 연결)을 초기화(initialize)(또는 재설정)하거나(예: 도 20의 셀 탐색 절차 등), 새로운 시스템 정보를 기지국으로부터 수신(또는 획득)하도록 설정될(예: 도 20의 시스템 획득 절차 등) 수도 있다.

G. 특별 서브프레임(special subframe)에서 NPDCCH 송수신을 위한 제안

3GPP Release-14까지 진행된 NB-IoT 표준화에서는 FDD(frequency division duplex) 상황에서 DL(downlink) 제어 채널을 통해 정보를 전달하기 위한 NPDCCH(narrowband physical downlink control channel)의 구조와 동작이 정의되어 있다. NPDCCH는 기본적으로 주파수 영역으로 1 PRB(physical resource block), 시간 영역으로 1 서브프레임(subframe)을 기준 단위로 구성될 수 있다. 또한 NPDCCH는 다른 NB-IoT의 물리 채널들과 마찬가지로 커버리지 향상(coverage enhancement)을 위한 반복(repetition)의 적용이 가능하다.

FDD의 경우 하나의 캐리어가 모든 시간 영역에 걸쳐 DL 또는 UL(Uplink)의 목적으로 구성(configure)될 수 있으며, DL 캐리어인 경우 모든 DL 목적의 사용가능한 서브프레임들은 같은 개수의 RE(resource element)를 포함하게 된다. 반면 TDD(time division duplex)의 경우 하나의 캐리어에는 DL, UL 목적의 서브프레임과 특별 서브프레임(special subframe)이 시간 축으로 구분되어 함께 존재한다(예, 도 4 및 관련 설명 참조). 따라서 TDD의 경우 FDD와 비교하여 동일한 시간에 가용한 DL 서브프레임의 개수가 상대적으로 부족하게 되며, 이는 용량(capacity), 커버리지(coverage), 및/또는 지연(latency) 측면에서의 상대적인 성능 열화를 유발할 수 있다.

TDD 구조에서는 DL 서브프레임 이외에 특별 서브프레임의 DwPTS 영역을 DL 데이터 전송의 목적으로 사용할 수 있다. DwPTS 영역을 DL 데이터 목적으로 사용할 경우, 부족한 DL 서브프레임의 개수를 보완할 수 있다는 이득을 얻을 수 있다. 하지만, 일반적으로 DwPTS 영역에서 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수는 DL 서브프레임에 비하여 작기 때문에, 데이터를 전송할 수 있는 RE의 개수가 상대적으로 작을 수 있다. 따라서, DwPTS 영역에서의 DL 데이터 전송은 DL 서브프레임의 경우와 다른 구성 방식이 적용되어야 할 필요가 있다.

표 13은 특별 서브프레임 구성(special subframe configuration)과 LTE 제어 채널 전송을 위한 CFI(control format indicator) 크기에 따른 가용한 RE 개수를 보이고 있다. CFI는 하나의 서브프레임에서 하향링크 제어 채널의 송수신에 사용되는 OFDM 심볼의 수(또는 제어 영역을 위한 OFDM 심볼의 수)를 지시하는 정보이고, PCFICH(physical control format indicator channel)를 통해 송수신될 수 있다(예, 도 7 및 관련 설명 참조). 표 13에서 마지막 줄은 비교를 위하여 DL 서브프레임의 경우의 RE 개수를 보이고 있다. 표 13에서 6개의 서브캐리어(subcarrier)가 사용되는 경우의 RE 개수는 NB-IoT 제어 채널의 기본 구성 단위인 NCCE(narrowband control channel element)가 하나만 사용되었을 경우를 고려하고 있다. 또한, 표 13에서 12개의 서브캐리어가 사용되는 경우의 RE 개수는 NCCE가 두 개 사용되었을 경우를 고려하고 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 고려하여 DwPTS 영역에서 NPDCCH를 전송하기 위한 조건과 방법을 제안한다. 하지만, NPDCCH 이외에도 데이터를 전송할 수 있는 다른 채널의 구조(예, NPDSCH)에도 일반적으로 적용 가능함은 자명하다. 본 발명에서 제안하는 방법은 TDD 구조에서 동작하는 NB-IoT를 지원하는 방법을 대상으로 기술되어 있으나, 발명의 사상이 위배되지 않는 한 TDD 구조에서 DwPTS 영역을 사용하는 다른 상황에 일반적으로 적용 가능함은 자명하다. 또한, 본 발명에서는 TDD 구조에서 DwPTS 영역을 사용하는 방법을 대상으로 기술되어 있으나, 하나의 전송 단위가 서로 다른 크기의 가용한 심볼의 개수를 갖는 상황(예를 들어, 시간 및/또는 주파수 도메인 상으로 구분된 두 개의 (자원) 유닛(unit) X와 Y가 있는 경우, X-유닛에서는 N_X개의 심볼, Y-유닛 에서는 N_Y개의 심볼이 가용한 경우, 이 때 (자원) 유닛의 일례는 서브프레임일 수 있다)에 일반적으로 적용 가능함은 자명하다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 전송 단위를 서브프레임을 기준으로 설명하고 있으나, 서브프레임 이외에 전송의 기준이 될 수 있는 다른 크기의 전송 단위(예, 프레임, 슬롯 등 하나 이상의 심볼이 모여 이루는 단위)에도 일반적으로 적용 가능함은 자명하다. 이후 본 발명에서 제안하는 방법들은 서로 위배되지 않는 한 하나 이상의 방법이 조합되어 사용될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 특별 서브프레임(special subframe)은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 특정 서브프레임을 지칭한다(예, 도 4 및 관련 설명 참조). 따라서, 본 명세서에서 특별 서브프레임의 DwPTS(또는 DwPTS 영역)는 상기 특정 서브프레임의 하향링크 구간이라고 지칭될 수 있고, 특별 서브프레임의 UpPTS(또는 UpPTS 영역)는 상기 특정 서브프레임의 상향링크 구간이라고 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 특별 서브프레임은 TDD 특별 서브프레임이라고 지칭될 수 있다.

G.1 DwPTS 없이 검색 공간 구성(search space configuration without DwPTS)

(방법 1) DwPTS는 NPDCCH의 전송을 위한 검색 공간(search space)의 구성에 포함되지 않는다.

일반적으로 DwPTS 영역은 사용 가능한 RE의 개수가 DL 서브프레임에 비하여 부족하기 때문에 동일한 데이터를 전송할 경우 디코딩 성능이 상대적으로 열화될 수 있다. 이는 단말이 어떤 서브프레임을 모니터링(monitoring) 하는지에 따라 수신 성능이 달라지는 현상을 유발할 수 있다. 또한, 반복(repetition)이 적용된 전송에서 서로 다른 서브프레임의 사용 가능한 RE수가 다를 경우, 이를 고려한 스케줄링이나 레이트 매칭(rate matching) 기법 등이 사용될 경우 수신기 복잡도가 증가할 수 있다는 단점이 발생할 수 있다.

이와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명에서 제안하는 방법 1이 사용될 수 있다. 방법 1이 사용될 경우 단말은 DwPTS 영역과 DL 서브프레임의 RE 개수 차이를 고려하기 위한 동작을 무시할 수 있기 때문에 단말 복잡도를 줄일 수 있다는 장점을 얻을 수 있다.

방법 1이 사용될 경우 NPDCCH를 모니터링하기 위한 검색 공간(search space)는 연속하는 유효(valid) DL 서브프레임 만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 특별 서브프레임은 검색 공간(search space)의 구성에 포함되지 않는다. 따라서 단말은 검색 공간(search space)의 구성을 (일반(normal)) DL 서브프레임만을 기준으로 판단하며, 이를 모니터링 하게 된다. 본 명세서에서 유효 DL 서브프레임은 시스템 정보(예, SIB1-NB) 또는 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 NB-IoT를 위한 DL 서브프레임으로 지시된 서브프레임으로서, NPSS(narrowband primary synchronization signal), NSSS(narrowband secondary synchronization signal), NPBCH(narrowband physical broadcast channel), SIB1-NB(system information block type 1 - narrowband)를 포함하지 않는 서브프레임을 지칭할 수 있다.

도 25는 본 발명의 방법 1이 적용되는 경우를 예시한다.

도 25의 예에서는 편의상 모든 DL 서브프레임들이 유효(valid) DL 서브프레임을 가정하고 있지만, 유효하지 않은 서브프레임이 포함되는 경우에도 본 발명은 동일/유사하게 적용될 수 있다. 만일 일부 서브프레임이 유효하지 않은 경우, 본 발명의 방법 1에 따른 검색 공간은 유효하지 않은 일부 서브프레임을 제외하고 연속된 유효 DL 서브프레임 상에 구성될 수 있다. 도 25의 예에서, NPDCCH의 반복 횟수가 4인 경우를 가정하였지만(Rep=4), 이는 오로지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명은 4가 아닌 다른 반복 횟수가 주어지는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.

도 25(a)는 방법 1의 예시를 도식적으로 보이고 있다. 도 25(a)에 예시된 바와 같이, NPDCCH의 전송이 시작될 수 있는 서브프레임과 반복 횟수(repetition number)가 주어질 때, 검색 공간은 연속된 유효(valid) DL 서브프레임 상에 구성된다. 도 25(a)를 참조하면, 본 발명의 방법 1에 따라 NPDCCH를 위한 검색 공간이 특별 서브프레임 상에 구성되지 않으므로, NPDCCH를 위한 검색 공간은 NPDCCH 전송 시작 서브프레임으로부터 특별 서브프레임(S)을 제외한 연속된 4개의 유효 DL 서브프레임(D, D, D, D) 상에 구성될 수 있다.

도 25(b)는 반대의 예시로 DwPTS가 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간(search space) 구성에 사용될 경우의 일례를 도식적으로 보이고 있다. 도 25(b)를 참조하면, 본 발명의 방법 1과 달리 특별 서브프레임이 NPDCCH를 위한 검색 공간에 포함되므로, NPDCCH를 위한 검색 공간은 특별 서브프레임(S)의 DwPTS를 포함하여 연속된 4개의 유효 DL 서브프레임(D, D, S, D) 상에 구성될 수 있다.

본 발명의 방법 1은 특정 조건에 의하여 적용 여부가 결정될 수 있다. 이 때, 특정 조건은 방법 1-1 내지 방법 1-5에 제안된 방법 중 하나 이상의 방법이 조합되어 사용될 수 있다.

(방법 1-1) 방법 1은 특별 서브프레임(special subframe)의 구성 방식에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로, 특별 서브프레임의 구성 방식은 DwPTS 영역 내에 가용한 OFDM 심볼 개수가 사용될 수 있다. 이는 추가 시그널링 없이 단말이 DwPTS 영역의 사용 가능 여부를 묵시적으로(implicit하게) 판단할 수 있다는 장점이 있다. 또한, DwPTS 내에서 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수는 가용한 RE 수를 결정하는 기준이 될 수 있으며, 이는 DwPTS 영역의 사용 방식과 전송 효율, 그리고 디코딩 성능에 영향을 주기 때문에 고려되어야 할 수 있다. 또한, 특별 서브프레임의 구성 방식은 DL 서브프레임에서 사용 가능한 RE의 개수와 DwPTS 영역 내에서 가용한 RE의 개수의 비(ratio)가 될 수도 있다. DwPTS 영역 내에 가용한 OFDM 심볼 수를 계산하기 위하여 특별 서브프레임 구성(special subframe configuration) 정보(예, 표 13의 special subframe configuration 0~10), LTE 제어 채널을 위한 OFDM 심볼의 개수(예, CFI 정보), 및/또는 NB-IoT 동작 모드(operation mode)(예, 도 19 및 관련 설명 참조) 등의 정보들이 사용될 수 있다. 일례로 상기 정보들을 바탕으로 도출되는 DwPTS 영역 내에 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수가 특정 크기 이상일 경우, NPDCCH 전송을 위한 검색 공간 구성에 DwPTS 영역이 포함되도록 정할 수 있으며, 그 반대의 경우 DwPTS 영역은 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간의 구성에 포함되지 않도록 정할 수 있다.

(방법 1-2) 방법 1은 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 상위 계층 시그널링은 SIB(system information block)와 같이 단말이 유휴 모드(Idle mode)에서 취득할 수 있는 셀 공통(cell common)한 시스템 정보(system information)일 수 있다. 이는 단말이 공통 검색 공간(common search space)를 통한 NPDCCH의 모니터링에 DwPTS가 포함되는지의 여부를 알려주기 위한 목적일 수 있다. 또는, 특징적으로 상위 계층 시그널링은 단말이 연결 상태 모드(Connected mode)로 전환하는 과정에서 취득할 수 있는 전용 RRC 시그널링(dedicated RRC signaling)일 수 있다. 이는 단말의 능력(capability)나 채널 상황이 서로 다른 경우를 고려하기 위한 목적일 수 있다. 일례로, 공통 검색 공간(common search space, CSS)의 경우 본 발명의 방법 1이 적용되고, 기지국이 일부 단말에게 RRC 시그널링을 통해 DwPTS 영역의 가용함을 지시(indication)하는 경우, 단말은 단말 특정 검색 공간(UE-specific search space, USS)의 모니터링 과정에서는 DwPTS 영역을 NPDCCH의 전송을 위한 검색 공간 구성에 포함하도록 정할 수 있다.

(방법 1-3) 방법 1은 해당 검색 공간(search space)를 위하여 구성(configure)된 Rmax에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 Rmax의 크기가 특정 값 이하일 경우 방법 1이 적용되고, 그렇지 않은 경우에는 방법 1이 적용되지 않도록 정할 수 있다. 이는 Rmax의 크기가 작을 경우 반복의 값이 충분하지 않은 상황에서 상대적으로 RE의 개수가 부족한 DwPTS의 영향이 Rmax의 크기가 클 경우에 비하여 크게 작용할 수 있기 때문일 수 있다. Rmax는 NPDCCH 검색 공간을 위한 최대 반복 횟수(maximum number of repetitions)를 나타내며, 상위 계층 시그널링(예, RRC 계층 시그널링)을 통해 설정될 수 있다.

(방법 1-4) 방법 1은 해당 DwPTS 앞에 연접하여 위치한 DL 서브프레임에 NRS 전송이 포함했는지의 여부에 따라 결정될 수 있다.

특징적으로 특정 DwPTS에 방법 1이 적용되는지의 여부는 해당 DwPTS 영역 바로 앞에 위치한 DL 서브프레임에 NRS 포함 여부에 의하여 결정되도록 정할 수 있다. 일례로 특정 DwPTS 영역 바로 앞에 위치한 DL 서브프레임에 NRS 전송이 포함되어 있는 경우에는 해당 DwPTS 영역을 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간 구성에 포함시키고, 그렇지 않은 경우 방법 1을 적용하도록 정할 수 있다. 이는 NB-IoT에서 디코딩 성능을 높이기 위하여 사용되는 크로스 서브프레임 채널 추정(cross subframe channel estimation)의 적용이 용이한 경우에 한하여 DwPTS를 사용하도록 하기 위함일 수 있다. 이 때 NRS의 전송 여부에 대한 기준은 NPDCCH 수신을 기대하는 단말이 인지할 수 있는 NRS 전송으로 제한할 수 있다.

(방법 1-5) DwPTS가 NPDCCH 전송의 목적으로 사용되지 않는 경우에도, 해당 DwPTS에 NRS는 전송될 수 있다.

NB-IoT에서는 채널 추정 정확도(channel estimation accuracy)를 높이기 위한 목적으로 크로스 서브프레임 채널 추정(cross subframe channel estimation) 기술이 고려될 수 있다. 이 때 채널 추정 정확도의 성능은 일반적으로 참조 신호(reference signal)을 기대할 수 있는 서브프레임의 개수가 많을수록 증가하게 된다.

이를 위하여 본 발명에서는 방법 1-5와 같이 DwPTS 영역이 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간 구성에 포함되지 않더라도, DwPTS 영역에 NRS를 전송하는 방법을 제안한다. 제안하는 발명에서는 편의상 NRS 전송을 대상으로 기술하고 있으나, 동작 모드(operation mode)가 인-밴드(in-band)이고 DwPTS 영역에서의 CRS의 전송이 구성가능한(configurable) 경우에는 CRS의 전송을 결정하는 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 방법 1-5는 해당 DwPTS 영역이 NB-IoT DL 데이터 전송에 유효(valid)하도록 구성(configure)된 경우에 한하여 적용될 수 있다. 이는 만약 해당 DwPTS 영역이 무효(invalid)한 경우에는 다른 목적(예, legacy LTE를 스케줄링하기 위한 목적)으로 사용될 수 있으며 이 경우에는 NRS 전송이 부적합하기 때문일 수 있다.

상기 방법 1-5는 실제 NPDCCH가 전송되는 검색 공간(search space)를 위하여 NRS 전송이 시작되는 DL 서브프레임부터 NRS 전송이 끝나는 DL 서브프레임 사이에 존재하는 DwPTS들에 한하여 적용될 수 있다. 이는 NPDCCH가 실제 전송되지 않는 영역에서 불필요한 NRS의 전송을 방지하기 위한 목적일 수 있다.

도 26은 방법 1-5의 예시를 도식적으로 보이고 있다. 도 26의 예에서 편의상 모든 DL 서브프레임들이 유효(valid) DL 서브프레임을 가정하고 있지만, 유효하지 않은 서브프레임이 포함되는 경우에도 본 발명은 동일/유사하게 적용될 수 있다. 만일 일부 서브프레임이 유효하지 않은 경우, 본 발명에 따른 검색 공간은 유효하지 않은 일부 서브프레임을 제외하고 연속된 유효 DL 서브프레임 상에 구성될 수 있다. 도 25의 예에서, NPDCCH의 반복 횟수가 4인 경우를 가정하였지만(Rep=4), 이는 오로지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명은 4가 아닌 다른 반복 횟수가 주어지는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 도 26을 참조하면, 본 발명의 방법 1에 따라 특별 서브프레임(S)을 제외한 연속된 4개 유효 DL 서브프레임(D, D, D, D) 상에 NPDCCH를 위한 검색 공간이 구성된다. 하지만, 본 발명의 방법 1-5에 따라 NRS는 특별 서브프레임(S)의 DwPTS에서 전송될 수 있다.

G.2 DwPTS를 포함하여 검색 공간 구성(search space configuration with DwPTS)

본 발명의 방법 1은 DwPTS의 사용으로 인하여 발생할 수 있는 단말의 복잡도 증가를 방지할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 또한, DwPTS의 영역이 특정한 상황에서 사용이 제약적인 경우 이를 배제하여 동작을 간소화 할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 반면, DwPTS를 DL 데이터 전송의 목적으로 사용할 수 없기 때문에 전송 효율의 관점에서 손해가 발생할 수 있다.

(방법 2) DwPTS는 NPDCCH의 전송을 위한 검색 공간(search space)의 구성에 포함된다.

전송 효율을 높이기 위한 목적으로, 방법 2와 같이 DwPTS 영역이 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간의 구성에 포함되는 구조가 고려될 수 있다. 도 27은 TDD 구조의 NB-IoT에서 검색 공간이 구성될 수 있는 형태의 예시로, DwPTS가 포함된 검색 공간과 DwPTS를 포함하지 않은 검색 공간의 예시를 도식적으로 보이고 있다. 도 27의 예시에서는 편의상 모든 DL 서브프레임과 DwPTS 영역이 유효(valid)인 경우를 가정하고 있지만, 유효하지 않은 서브프레임이 포함되는 경우에도 본 발명은 동일/유사하게 적용될 수 있다. 만일 일부 서브프레임이 유효하지 않은 경우, 본 발명에 따른 검색 공간은 유효하지 않은 일부 서브프레임을 제외하고 연속된 유효 DL 서브프레임 상에 구성될 수 있다. 도 27의 예에서, NPDCCH의 반복 횟수가 4인 경우를 가정하였지만, 이는 오로지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명은 4가 아닌 다른 반복 횟수가 주어지는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 명세서에서 유효 DL 서브프레임은 시스템 정보(예, SIB1-NB) 또는 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 NB-IoT를 위한 DL 서브프레임으로 지시된 서브프레임으로서, NPSS(narrowband primary synchronization signal), NSSS(narrowband secondary synchronization signal), NPBCH(narrowband physical broadcast channel), SIB1-NB(system information block type 1 - narrowband)를 포함하지 않는 서브프레임을 지칭할 수 있다.

본 발명의 방법 2는 특정 조건에 의하여 적용 여부가 결정될 수 있다. 이 때 특정 조건은 방법 1-1, 방법 1-2, 그리고 방법 1-3에 제안된 방법 중 하나 이상의 방법이 조합되어 사용될 수 있다. 이 때 방법 1-1, 방법 1-2, 그리고 방법 1-3에 기술된 “방법 1”은 “방법 2”로 대체하여 적용된다.

(방법 2-1) DwPTS를 포함하는 검색 공간(search space)는 NPDCCH의 전송에 사용되지 않는다.

상기 섹션 G.1에서 언급된 바와 같이 DwPTS 영역은 일반적으로 사용 가능한 RE의 개수가 DL 서브프레임에 비하여 부족하기 때문에 동일한 데이터를 전송할 경우 디코딩 성능이 상대적으로 열화 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 방법 2-1과 같이 DwPTS(또는 특별 서브프레임)를 포함하는 검색 공간에서는 단말이 NPDCCH 전송을 기대하지 않도록 정하는 방법을 제안한다.

본 발명의 방법 2-1에 따르면, 단말을 위해 구성된 검색 공간 후보가 DwPTS(또는 특별 서브프레임)를 포함하는 경우, 단말은 해당 검색 공간 후보에 대해 NPDCCH 모니터링을 생략(skip)할 수 있다(또는 수행하지 않을 수 있다). 반면, 본 발명의 방법 2-1에 따르면, 단말을 위해 구성된 검색 공간 후보가 DwPTS(또는 특별 서브프레임)를 포함하지 않는 경우, 단말은 해당 검색 공간 후보에서 NPDCCH 모니터링을 수행할 수 있다.

일례로, 도 27의 예시에서 DwPTS 영역을 포함하지 않고 구성된 검색 공간 후보 1(search space candidate 1)과 DwPTS 영역을 포함한 검색 공간 후보 2(search space candidate 2)가 존재하는 경우, 단말은 검색 공간 후보 2에서는 NPDCCH의 전송을 기대하지 않도록 정할 수 있다. 따라서, 단말은 검색 공간 후보 1에 대해서는 NPDCCH 모니터링을 수행하고, 검색 공간 후보 2에 대해서는 NPDCCH 모니터링을 생략할 수 있다(또는 수행하지 않을 수 있다). 도 27의 예에서, 2개의 검색 공간 후보가 존재하는 것을 가정하였지만, 이는 오로지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명은 2개가 아닌 다른 개수의 검색 공간 후보가 존재하는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.

(방법 2-1-1) 방법 2-1은 특별 서브프레임의 구성 방식에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 특별 서브프레임의 구성 방식은 DwPTS 영역 내에 가용한 OFDM 심볼 수가 사용될 수 있다. 이는 추가 시그널링 없이 단말이 DwPTS 영역의 사용 가능 여부를 묵시적으로(implicit하게) 판단할 수 있다는 장점이 있다. 또한 DwPTS 내에서 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수는 가용한 RE 수를 결정하는 기준이 될 수 있으며, 이는 DwPTS 영역의 사용 방식과 전송 효율, 그리고 디코딩 성능에 영향을 주기 때문에 고려되어야 할 수 있다. DwPTS 영역 내에 가용한 OFDM 심볼 수를 계산하기 위하여 특별 서브프레임 구성(special subframe configuration) 정보(예, 표 13의 special subframe configuration 0~10), LTE 제어 채널을 위한 OFDM 심볼의 개수(예, CFI 정보), 및/또는 NB-IoT 동작 모드(operation mode)(예, 도 19 및 관련 설명 참조) 등의 정보들이 사용될 수 있다. 일례로 상기 정보들을 바탕으로 도출되는 DwPTS 영역 내에 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수가 특정 크기 이상일 경우, NPDCCH 전송을 위한 검색 공간 구성에 DwPTS 영역이 포함되도록 정할 수 있으며, 그 반대의 경우 DwPTS 영역은 NPDCCH 전송을 위한 검색 공간의 구성에 포함되지 않도록 정할 수 있다.

(방법 2-1-2) 방법 2-1은 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 상위 계층 시그널링은 SIB(system information block)와 같이 단말이 유휴 모드(Idle mode)에서 취득할 수 있는 셀 공통(cell common)한 시스템 정보일 수 있다. 이는 단말이 공통 검색 공간(search space)를 통한 NPDCCH의 모니터링에 DwPTS가 포함되는지의 여부를 알려주기 위한 목적일 수 있다. 또는, 특징적으로 상위 계층 시그널링은 단말이 연결 상태 모드(Connected mode)로 전환하는 과정에서 취득할 수 있는 전용 RRC 시그널링(dedicated RRC signaling)일 수 있다. 이는 단말의 능력(capability)나 채널 상황이 서로 다른 경우를 고려하기 위한 목적일 수 있다. 일례로, 공통 검색 공간(common search space, CSS)의 경우 본 발명의 방법 2-1이 적용되고, 기지국이 일부 단말에게 RRC 시그널링을 통해 DwPTS 영역의 가용함을 지시(indication)하는 경우, 단말은 단말 특정 검색 공간(UE-specific search space, USS)의 모니터링 과정에서는 DwPTS 영역이 포함된 검색 공간 또한 모니터링 하도록 정할 수 있다.

(방법 2-1-3) 방법 2-1은 해당 검색 공간(search space)를 위하여 구성(configure)된 Rmax에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 Rmax의 크기가 특정 값 이하일 경우 방법 2-1이 적용되고, 그렇지 않은 경우에는 방법 2-1이 적용되지 않도록 정할 수 있다. 이는 Rmax의 크기가 작을 경우 반복의 값이 충분하지 않은 상황에서 상대적으로 RE의 개수가 부족한 DwPTS의 영향이 Rmax의 크기가 클 경우에 비하여 크게 작용할 수 있기 때문일 수 있다. Rmax는 NPDCCH 검색 공간을 위한 최대 반복 횟수(maximum number of repetitions)를 나타내며, 상위 계층 시그널링(예, RRC 계층 시그널링)을 통해 설정될 수 있다.

(방법 2-1-4) 방법 2-1은 실제 NPDCCH가 반복되는 크기(또는 횟수)인 R값에 따라 적용이 결정될 수 있다.

특징적으로 하나의 Rmax 값에 대하여 실제 NPDCCH 전송에 사용 가능한 R 값이 하나 이상이고 각 R값에 해당되는 다수의 검색 공간 후보(search space candidate)를 가지고 있는 경우, R 값이 특정 값 이하인 경우(또는 특정 값보다 작거나 같은 경우)의 검색 공간 후보에 한하여 방법 2-1이 적용되고, 나머지 후보들은 방법 2-1이 적용되지 않도록 정할 수 있다.

일례로 특정 Rmax 값에 대하여 사용 가능한 R 값의 집합(set)이 {R1, R2, R3, R4}이고 이 중에서 R1 값만이 미리 정해진 특정 값 이하인 경우, R1 크기의 반복이 적용되는 검색 공간 후보들에 대해서만 방법 2-1이 적용되고, 나머지 반복 크기가 적용되는 검색 공간 후보들에 대해서는 방법 2-1이 적용되지 않도록 정할 수 있다. 방법 2-1이 적용되는 경우 DwPTS를 포함하는 검색 공간에서 단말은 NPDCCH 전송을 기대하지 않는다(또는 NPDCCCH 모니터링을 생략한다 또는 NPDCCCH 모니터링을 수행하지 않는다). 방법 2-1이 적용되지 않는 경우 DwPTS를 포함하는 검색 공간에서 단말은 NPDCCH 전송을 기대하므로 NPDCCH 모니터링을 수행할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, Rmax는 NPDCCH 검색 공간을 위한 최대 반복 횟수(maximum number of repetitions)를 나타내며, 상위 계층 시그널링(예, RRC 계층 시그널링)을 통해 설정될 수 있다. R 값은 NPDCCH를 위한 반복 횟수 또는 반복 레벨을 나타내며, Rmax에 따라 사용 가능한 R 값이 결정될 수 있다. 예를 들어, Rmax가 1인 경우 사용 가능한 R 값은 1로 결정될 수 있고, Rmax가 2인 경우 사용 가능한 R 값은 1, 2로 결정될 수 있고, Rmax가 4인 경우 사용 가능한 R 값은 1, 2, 4로 결정될 수 있고, Rmax가 8보다 크거나 같은 경우 사용 가능한 R 값은 Rmax/8, Rmax/4, Rmax/2, Rmax로 결정될 수 있다

도 28은 본 발명의 방법 2-1-4를 도식적으로 보이고 있다. 도 28의 예시에서 Rth는 방법 2-1의 적용 여부를 결정하는 특정 값을 의미하며, 사용 가능한 실제 NPDCCH의 반복 크기들 중 R1만이 Rth보다 작은 경우(또는 Rth보다 작거나 같은 경우)를 보이고 있다. 이 때 만약 R1 길이로 구성된 검색 공간에 DwPTS가 포함되는 경우, 해당 검색 공간은 NPDCCH 전송에 사용되지 않도록 정할 수 있다. 만약 R1 길이로 구성된 검색 공간이라 하더라도, DwPTS 영역을 포함하지 않는 경우라면 NPDCCH 전송이 가능한 검색 공간으로 취급할 수 있다.

타입1-CSS(type1-common search space)에는 페이징 메시지 수신을 위한 NPDCCH(또는 P-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)가 구성될 수 있으며, 단말은 타입1-CSS에서 페이징 메시지 수신을 위한 NPDCCH(또는 P-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)를 모니터링할 수 있다. 타입1A-CSS(type1A-CSS)에는 SC-PTM(single cell point-to-multipoint) 제어 채널 전송을 위한 NPDCCH(또는 SC-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)가 구성될 수 있으며, 단말은 타입1A-CSS에서 SC-PTM 제어 채널 전송을 위한 NPDCCH(또는 SC-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)를 모니터링할 수 있다. SC-RNTI(single cell-RNTI)는 SC-MCCH(single cell multicast control channel) 또는 SC-MCCH 변경 통지(change notification)을 식별하는데 사용되는 RNTI이다. 타입2-CSS(type2-CSS)에는 랜덤 액세스 과정을 위한 NPDCCH가 구성될 수 있으며, 단말은 타입2-CSS에서 랜덤 액세스 과정을 위한 NPDCCH를 모니터링할 수 있다. 랜덤 액세스 과정을 위한 NPDCCH는 랜덤 액세스 과정을 수행하는 동안에 사용되는 NPDCCH를 지칭하며, RA-RNTI, 임시(temporary) C-RNTI, 및/또는 C-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH를 포함할 수 있다. 타입 2A-CSS에는 SC-PTM 트래픽 채널 전송을 위한 NPDCCH(또는 G-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 PDCCH)가 구성될 수 있으며, 단말은 타입2A-CSS에서 SC-PTM 트래픽 채널 전송을 위한 NPDCCH(또는 G-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)를 모니터링할 수 있다. G-RNTI(group-RNTI)는 SC-MTCH(single cell multicast traffic channel) 또는 SC-MCCH 변경 통지를 식별하는데 사용되는 RNTI이다. USS(user-specific search space)에는 단말 특정 NPDSCH 전송을 위한 NPDCCH(또는 C-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)가 구성될 수 있으며, 단말은 USS에서 단말 특정 NPDSCH 전송을 위한 NPDCCH(또는 C-RNTI로 스크램블링된 CRC를 갖는 NPDCCH)를 모니터링할 수 있다.

도 29는 본 발명의 방법 2-1-4의 구체적인 예시를 TDD 구조를 고려하여 도식적으로 보이고 있다. 도 29의 예시에서는 Rep=2 이하인 경우(또는 R 값이 2보다 작거나 같은 경우) 방법 2-1을 적용하는 것을 가정하지만, 이는 오로지 예시를 위한 것이며 본 발명은 다른 값에 대해서도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 도 29의 예시에서 동일한 알파벳으로 표기된 박스는 단일 검색 공간을 구성하는 분산된 블록을 의미하고, Rep는 R 값을 나타낸다.

도 29(a)를 참조하면, 검색 공간 a를 위한 R 값은 2보다 작지만(Rep=1), 검색 공간 a가 DwPTS 없이 구성되므로 방법 2-1이 적용되지 않으며, 단말은 검색 공간 a에서 NPDCCH 모니터링을 수행한다. 검색 공간 b를 위한 R 값은 2이고(Rep=2), 검색 공간이 DwPTS를 포함하여 구성되므로 방법 2-1이 적용되며, 단말은 검색 공간 b에서 NPDCCH 전송을 기대하지 않는다(또는 NPDCCH 모니터링을 생략한다 또는 NPDCCH 모니터링을 수행하지 않는다).

방법 2-1-4에서 방법 2-1의 적용 여부를 결정하기 위한 기준이 되는 반복의 크기 Rth는 하기와 같은 옵션들 중 하나 이상의 조합으로 결정될 수 있다.

(옵션 2-1-4a) Rth는 표준에 의하여 정의된 고정된 값으로 정할 수 있다. 일례로 RE 개수의 상대적인 부족으로 인한 코드 레이트(code rate)의 증가 효과가 심각한 반복 1 또는 2의 크기로 고정될 수 있다. 옵션 2-1-4a는 별도의 시그널링 오버헤드를 발생시키지 않는다는 장점이 있다.

(옵션 2-1-4b) Rth는 기지국이 상위 계층 시그널링에 의하여 지정된 값으로 정할 수 있다. 이는 기지국이 상황에 맞게 DwPTS 관련 동작을 구성(configure) 할 수 있다는 장점이 있다.

(옵션 2-1-4c) Rth는 특정 Rmax에 따라 묵시적으로(implicit하게) 결정되는 값으로 정할 수 있다. 일례로 Rth는 특정 Rmax에 대응되어 사용 가능한 반복 크기 중 가장 작은 값으로 정할 수 있다. 또 다른 일례로 Rth는 사전에 표준에 의하여 정해져 있는 Rmax를 변수로 사용하는 표이나 수식을 이용하여 결정되는 값일 수 있다. 이는 별도의 시그널링 오버헤드를 증가시키지 않는다는 장점이 있다.

(옵션 2-1-4d) Rth는 Rmax값이 특정 값 이상인 경우에 한하여 적용되도록 정할 수 있다. 특징적으로 Type2-CSS, Type2A-CSS, 및 USS의 경우, 실제 사용되는 반복의 최소 크기는 Rmax/8 보다 크거나 같으며 Rmax 값이 일정 값 이상인 경우, 최소 반복의 크기 또한 DwPTS의 영향을 상쇄할 수 있을 만큼 충분히 크다고 판단할 수 있기 때문이다.

(방법 2-2) DwPTS를 포함하는 검색 공간(search space)가 구성될 경우, 병합 레벨(aggregation level)이 1인 경우는 포함되지 않는다.

상기 표 13에서 볼 수 있듯이, DwPTS 영역에서의 사용 가능한 RE의 개수는 일반적으로 DL 서브프레임에 비하여 부족할 수 있다. 특히, NCCE가 하나만 사용되는 경우 RE 개수의 부족 문제는 더욱 심각할 수 있다.

예를 들어, 표 13을 다시 참조하면, NCCE가 하나만 사용되는 경우의 RE 개수(표 13에서 6개 서브캐리어가 사용되는 경우 RE 개수 참조)는 NCCE가 2개 사용되는 경우의 RE 개수(예, 표 13에서 12개 서브캐리어가 사용되는 경우 RE 개수 참조)에 비해 절반에 해당한다. 특히, NCCE가 하나만 사용되는 경우, DwPTS에서 사용가능한 RE 개수는 일반 DL 서브프레임에 비해 더욱 작아질 수 있다. 예를 들어, 특별 서브프레임 구성 9 또는 10이 설정되고 1개 NCCE(또는 6개 서브캐리어)가 사용되는 경우, CFI 값에 따라 DwPTS 내에서 24개, 30개, 36개의 RE가 사용될 수 있으며, 이는 일반(normal) DL 서브프레임에서 1개의 NCCE가 사용되는 경우에 비해 약 1/3에 해당한다. 다른 예로, 특별 서브프레임 구성 0 또는 5가 설정되고 1개의 NCCE가 사용되는 경우, CFI 값에 따라 DwPTS 내에서 6개, 12개, 18개의 RE가 사용될 수 있으며, 이는 일반 DL 서브프레임에서 1개의 NCCE가 사용되는 경우에 비해 약 1/12 내지 1/5에 해당한다.

이와 같은 문제점을 고려하여 본 발명에서는, 방법 2-2와 같이 DwPTS 영역을 포함하는 검색 공간 구성(search space configuration)을 사용할 때 하나의 NCCE만이 사용되는 병합 레벨(aggregation level) 1의 경우를 단말이 기대하지 않도록 정하는 방법을 제안한다. 특징적으로 제안하는 방법(방법 2-2)은 실제 NPDCCH 전송에 사용되는 반복 크기(또는 반복 레벨 또는 반복 횟수 또는 R 값)가 1이고 해당 서브프레임이 특별 서브프레임인 경우에 한하여 적용될 수 있다.

본 발명의 방법 2-2에 따르면, DwPTS 영역(또는 TDD 특별 서브프레임)에 대해 단말이 병합 레벨이 1인 검색 공간 구성을 기대하지 않으므로, 단말은 병합 레벨이 1을 제외하고 검색 공간을 구성할 수 있다. 이 경우, 단말은 DwPTS 영역(또는 TDD 특별 서브프레임)에서 병합 레벨 1을 갖는 검색 공간 후보(또는 NPDCCH 후보)를 제외하고 NPDCCH 모니터링을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 DwPTS 영역(또는 TDD 특별 서브프레임)에서 병합 레벨 1이 아닌 다른 병합 레벨을 갖는 검색 공간 후보(또는 NPDCCH 후보)를 모니터링할 수 있다. 단말은 DwPTS 영역(또는 TDD 특별 서브프레임)에서 병합 레벨 1인 검색 공간 후보(또는 NPDCCH 후보)에 대해 NPDCCH 모니터링을 생략할 수 있다(또는 모니터링을 수행하지 않을 수 있다).

본 발명의 방법 2-2에 따르면, DwPTS 영역(또는 TDD 특별 서브프레임)에서 검색 공간은 병합 레벨 2로만 구성될 수 있다. 단말은 병합 레벨 2인 검색 공간 후보(또는 NPDCCH 후보)에 대해서만 NPDCCH 모니터링을 수행할 수 있다.

병합 레벨(aggregation level)은 NCCE(narrowband control channel element)의 개수를 나타내고, NB-IoT의 경우 NCCE는 6개의 연속된 서브캐리어를 포함할 수 있다(예, 표 13 및 관련 설명 참조). 따라서, 병합 레벨 1은 NPDCCH를 위한 검색 공간이 1개의 NCCE를 포함하여 구성되는 것을 나타내고, 병합 레벨 2는 NPDCCH를 위한 검색 공간이 2개의 NCCE를 포함하여 구성되는 것을 나타낸다.

방법 2-2는 특정 조건에 의하여 적용 여부가 결정될 수 있다. 이 때 특정 조건은 방법 2-1-1 내지 방법 2-1-4에 제안된 방법 중 하나 이상의 방법이 조합되어 사용될 수 있다. 이 때 방법 2-1-1 내지 방법 2-1-4에 기술된 “방법 2-1”은 “방법 2-2”로 대체하여 적용된다.

예를 들어, 단말은 특별 서브프레임 구성 정보(예, 표 13의 special subframe configuration 0~10), LTE 제어 채널을 위한 OFDM 심볼의 개수(예, CFI 정보), 및/또는 NB-IoT 동작 모드(예, 도 19 및 관련 설명 참조) 등의 정보들에 기초하여 TDD 특별 서브프레임의 DwPTS 영역 내에 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수를 결정하고, DwPTS 영역이 특정 개수 이하의 OFDM 심볼을 포함하는 경우 방법 2-2가 적용된다고 결정할 수 있다(예, 방법 2-1-1 참조). 만일 DwPTS 영역 내에 사용 가능한 OFDM 심볼의 개수가 특정 크기 이상일 경우 방법 2-2가 적용되지 않으며, DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)는 검색 공간의 구성에 포함되지 않을 수 있다.

예를 들어, 단말은 상위 계층 시그널링에 따라 방법 2-2의 적용 여부를 결정할 수 있다(예, 방법 2-1-2 참조). 상위 계층 시그널링은 SIB(system information block)와 같은 셀 공통(cell common)한 시스템 정보, 단말이 연결 상태 모드(Connected mode)로 전환하는 과정에서 취득할 수 있는 전용 RRC 시그널링(dedicated RRC signaling) 등을 포함할 수 있다. 일례로, CSS(common search space)의 경우 본 발명의 방법 2-2가 적용될 수 있으므로, 본 발명의 방법 2-2가 적용되는 검색 공간은 CSS를 포함할 수 있다. 다른 예로, USS(UE-specific search space)의 경우 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)에 기반하여 방법 2-2가 적용될 수 있으므로, 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)에 따라 검색 공간은 USS를 포함할 수 있다.

예를 들어, 단말은 해당 검색 공간을 위해 구성된 Rmax에 따라 방법 2-2의 적용 여부를 결정할 수 있다(예, 방법 2-1-3 참조). 단말은 Rmax가 특정 값보다 작은 경우 방법 2-2가 적용된다고 결정할 수 있고, Rmax가 특정 값보다 이상인 경우 방법 2-2가 적용되지 않는다고 결정할 수 있다.

예를 들어, 단말은 NPDCCH(또는 NPDCCH 후보 또는 NPDCCH를 위한 검색 공간)의 반복 횟수 R에 따라 방법 2-2의 적용 여부를 결정할 수 있다(예, 방법 2-1-4 참조). 구체적으로, 반복 횟수 R이 특정 값 Rth 이하인 경우 단말은 방법 2-2가 적용된다고 결정할 수 있고, 반복 횟수 R이 특정 값 Rth 이상인 경우 단말은 방법 2-2가 적용되지 않는다고 결정할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, TDD 특별 서브프레임은 DwPTS, GP, UpPTS를 포함하는 서브프레임을 지칭하고(예, 도 4 및 관련 설명 참조), 단말이 프레임 구조 타입 2로 설정된 경우에 적용될 수 있다. 또한, DwPTS는 TDD 특별 서브프레임의 하향링크 구간(downlink period)라고 지칭될 수 있고, UpPTS는 TDD 특별 서브프레임의 상향링크 구간(uplink period)라고 지칭될 수 있다.

도 30은 본 발명에 따른 방법의 순서도를 예시한다.

S3002 단계에서, 단말은 물리 하향링크 제어 채널을 위한 검색 공간을 구성 또는 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말은 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 NPDCCH를 위한 구성 정보를 수신하고, 수신된 구성 정보에 기초하여 NPDCCH를 위한 검색 공간을 구성 또는 결정할 수 있다. 예를 들어, NPDCCH를 위한 구성 정보는 NPDCCH를 위한 최대 반복 횟수 Rmax를 지시하는 정보, NPDCCH를 위한 검색 공간의 시작 서브프레임을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말은 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 NB-IoT DL 송수신을 위해 사용될 수 있는 서브프레임을 지시하는 정보를 수신할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, NB-IoT DL 송수신을 위해 지시된 서브프레임을 유효(valid) DL 서브프레임이라고 지칭한다. 유효 DL 서브프레임은 하향링크를 위한 서브프레임 뿐만 아니라 TDD 특별 서브프레임을 포함할 수 있다.

S3002 단계에서, 단말의 동작에 대응되는 동작이 기지국에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 NPDCCH를 위한 구성 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 상위 계층 시그널링(예, RRC 시그널링)을 통해 유효 DL 서브프레임을 지시하는 정보를 단말에게 전송할 수 있다.

S3004 단계에서, 단말은 구성 또는 결정된 검색 공간에 기초하여 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링할 수 있다. 마찬가지로, 기지국은 단말에게 전송한 정보에 기초하여 NPDCCH를 매핑(mapping)하여 단말에게 전송할 수 있다.

도 30에 예시된 방법에서, 본 발명의 방법 1이 적용되는 경우, 단말은 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임) 없이 물리 하향링크 제어 채널(예, NPDCCH)을 위한 검색 공간을 구성 또는 결정할 수 있다(예, G.1 절 참조). 마찬가지로, 본 발명의 방법 1이 적용되는 경우, 기지국은 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)가 아닌 유효 DL 서브프레임에 하향링크 물리 제어 채널(예, NPDCCH)을 매핑(mapping)하여 단말에게 전송할 수 있다. 방법 1의 적용 여부는 방법 1-1 내지 방법 1-5에 제안된 방법 중 하나 이상의 방법에 기초하여 결정될 수 있다.

도 30에 예시된 방법에서, 본 발명의 방법 2가 적용되는 경우, 단말은 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)를 포함하여 물리 하향링크 제어 채널(예, NPDCCH)을 위한 검색 공간을 구성 또는 결정할 수 있다(예, G.2 절 참조). 보다 구체적인 예로, 단말은 방법 2-1에 기초하여 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)을 포함하는 검색 공간에서는 물리 하향링크 제어 채널의 전송을 기대하지 않을 수 있다. 다른 예로, 단말은 방법 2-2에 기초하여 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)에 대해서는 병합 레벨 1인 경우를 기대하지 않을 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 방법 2-1이 적용되는 경우, 기지국은 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)를 포함하는 검색 공간에서는 물리 하향링크 제어 채널(예, NPDCCH)를 매핑/전송을 생략할 수 있다. 본 발명의 방법 2-2가 적용되는 경우, 기지국은 DwPTS(또는 TDD 특별 서브프레임)에 대해서는 병합 레벨 1이 아닌 다른 병합 레벨에 기초하여 물리 하향링크 제어 채널을 매핑/전송할 수 있다. 방법 2-1 또는 방법 2-2의 적용 여부는 방법 2-1-1 내지 방법 2-1-4에 제안된 방법 중 하나 이상의 방법에 기초하여 결정될 수 있다.

도 31은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 일 예를 나타낸다.

도 31을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(3110)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(3120)을 포함한다. 일례로, 도 31에 나타난 기지국 및 단말은 앞서 설명된 무선 통신 장치(예: 도 11의 기지국(1110) 및 단말(1120))를 보다 간소화하여 표현한 것일 수 있다.

상기 기지국과 단말은 각각 무선 장치로 표현될 수도 있다.

기지국은 프로세서(processor, 3111), 메모리(memory, 3112) 및 RF 모듈(radio frequency module, 3113)을 포함한다. 프로세서(3111)는 앞서 설명된 본 명세서의 방법들에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈은 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말은 프로세서(3121), 메모리(3122) 및 RF 모듈(3123)을 포함한다.

프로세서는 앞서 설명된 본 명세서의 방법들에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈은 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(3112, 3122)는 프로세서(3111, 3121) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

또한, 기지국 및/또는 단말은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

안테나(3114, 3124)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다.

이상에서 설명된 실시 예들은 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 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

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

또한, 예를 들어, 본 발명은 시스템 온 칩(system on chip, SOC)과 같은 형태의 디바이스 또는 장치에 의해 구현될 수 있다. 상기 디바이스 또는 장치는 단말 또는 기지국에 장착될 수 있으며, 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 명령어(instructions) 또는 실행가능한 코드(executable codes)를 포함하고 동작시(operatively) 프로세서에 연결될 수 있다. 프로세서는 동작시 메모리에 연결되고 메모리에 저장된 명령어 또는 실행가능한 코드를 실행하여 본 발명에 따른 방법을 포함하는 동작을 구현하도록 구성될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 실행가능한 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 때 본 발명에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템/5G 시스템(New RAT 시스템)에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

1. TDD(time division duplex)로 동작하는 NB-IoT(narrowband internet of things)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하기 위한 방법에 있어서,
   물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하는 단계; 및
   상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 단계를 포함하되,
   상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며,
   상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타내는, 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 2로만 구성되는, 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 반복 횟수가 1인 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성되는, 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 TDD 특별 서브프레임의 하향링크 구간이 특정 개수 이하의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성되는, 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 TDD 특별 서브프레임을 위한 CFI(control format indicator) 정보가 특정 크기보다 작은 값을 지시하는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성되는, 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 검색 공간은 CSS(common search space)를 포함하는, 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 검색 공간은 USS(user equipment specific search space)를 포함하는, 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 최대 반복 횟수 Rmax가 특정 값보다 작도록 설정되는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성되는, 방법.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 반복 횟수 R이 특정 값 Rth보다 작은 값을 가지는 경우, 상기 검색 공간은 상기 TDD 특별 서브프레임에서 병합 레벨 1을 제외하고 구성되는, 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 특정 값 Rth는 상위 계층 시그널링에 의해 지시되거나, 또는 상기 물리 하향링크 제어 채널을 위한 최대 반복 횟수 Rmax에 기초하여 결정되는, 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    병합 레벨은 제어 채널 요소(control channel element)의 개수를 나타내며, 하나의 제어 채널 요소는 6개의 서브캐리어(subcarrier)를 포함하는, 방법.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 하향링크 구간은 DwPTS(downlink pilot time slot)을 나타내고, 상기 상향링크 구간은 UpPTS(uplink pilot time slot)을 나타내는, 방법.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 물리 하향링크 제어 채널은 NPDCCH(narrowband physical downlink control channel)인, 방법.
14. 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 단말에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 송수신기(transceiver); 및
    상기 RF 송수신기와 동작시(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하고, 상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하도록 구성되며,
    상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며,
    상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타내는, 단말.
15. 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 단말을 위한 장치에 있어서,
    실행가능한 코드를 포함하는 메모리; 및
    상기 메모리에 동작시 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 실행가능한 코드를 실행하여,
    물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)을 위한 검색 공간(search space)을 구성하는 것; 및
    상기 구성된 검색 공간에 기초하여 상기 물리 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 것을 포함하는 동작을 구현하도록 구성되며,
    상기 검색 공간은 TDD 특별 서브프레임(TDD special subframe)에서 병합 레벨(aggregation level) 1을 제외하고 구성되며,
    상기 TDD 특별 서브프레임은 하향링크 구간(downlink period), 보호 구간(guard period), 상향링크 구간(uplink period)를 포함하는 서브프레임을 나타내는, 장치.

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