KR20190141797A - 비면허 대역을 지원하는 무선접속시스템에서 경쟁 윈도우 크기를 조정하는 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 경쟁 윈도우 크기를 조정하는 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다. 본 발명의 일 실시예로서 비면허대역을 지원하는 무선접속시스템에서 경쟁 윈도우 크기(CWS)를 조정하는 방법은 채널 접속 과정을 수행하는 단계와 채널 접속 과정을 수행한 결과 비면허대역의 서빙셀(S셀)이 유휴 상태로 판단되면, 하향링크 신호를 포함하는 전송 버스트를 전송하는 단계와 전송 버스트 대응되는 HARQ-ACK 정보를 수신하는 단계와 전송 버스트의 첫 번째 서브프레임에 대응되는 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 경쟁 윈도우 크기를 조정하는 다양한 방법들, 피드백 정보의 유효성을 판단하는 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 효율적으로 데이터를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경쟁 윈도우 크기를 조정함으로써 채널 접속 과정을 효율적으로 수행하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경쟁 윈도우 크기를 조정하기 위한 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단하는 다양한 방법들을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경쟁 윈도우 크기를 조정하기 위한 참조 서브프레임을 설정하는 방법들을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 방법들을 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명은 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 경쟁 윈도우 크기를 조정하는 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서 비면허대역을 지원하는 무선접속시스템에서 경쟁 윈도우 크기(CWS)를 조정하는 방법은 채널 접속 과정을 수행하는 단계와 채널 접속 과정을 수행한 결과 비면허대역의 서빙셀(S셀)이 유휴 상태로 판단되면, 하향링크 신호를 포함하는 전송 버스트를 전송하는 단계와 전송 버스트 대응되는 HARQ-ACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement) 정보를 수신하는 단계와 전송 버스트의 첫 번째 서브프레임에 대응되는 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
CWS를 조정하는 단계에서, 하향링크 신호가 두 개의 코드워드를 기반으로 전송되면, HARQ-ACK 정보는 두 개의 코드워드 각각에 대해서 별개로 카운팅될 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서 비면허대역을 지원하는 무선접속시스템에서 경쟁 윈도우 크기(CWS)를 조정하도록 구성된 송신 노드는 수신기, 송신기 및 CWS 조정을 지원하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 송신기 및 수신기를 제어하여 채널 접속 과정을 수행하고, 채널 접속 과정을 수행한 결과 비면허대역의 S셀이 유휴 상태로 판단되면, 송신기를 제어하여 하향링크 신호를 포함하는 전송 버스트를 전송하고, 전송 버스트 대응되는 HARQ-ACK 정보를 수신기를 제어하여 수신하고, 전송 버스트의 첫 번째 서브프레임에 대응되는 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조정하도록 구성될 수 있다.
CWS를 조정하는 경우에 하향링크 신호가 두 개의 코드워드를 기반으로 전송되면, HARQ-ACK 정보는 두 개의 코드워드 각각에 대해서 별개로 카운팅될 수 있다.
상기 양태들에 있어서, 전송 버스트는 하나 이상의 서브프레임으로 구성될 수 있다.
상기 양태들에 있어서, 다음 전송 버스트를 위한 채널 접속 과정을 수행하기 전에 CWS가 조정되는 것이 바람직하다.
이때, CWS는 우선순위 클래스에 따라 각각 설정될 수 있다.
또한, HARQ-ACK 정보가 NACK으로 결정되는 확률이 소정 값 이상이면 CWS는 증가되도록 조정될 수 있다.
상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 효율적으로 데이터를 송수신할 수 있다.
둘째, 경쟁 윈도우 크기를 조정함으로써 채널 접속 과정을 효율적으로 수행할 수 있다.
셋째, 경쟁 윈도우 크기를 조정하기 위한 참조 서브프레임을 설정함으로써, 비면허 대역에서 동작하는 경우에도 면허 대역의 특성을 고려할 수 있다. 따라서, 면허 대역과 비면허 대역을 지원하는 시스템간 균형을 맞출 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되고, 첨부된 도면들은 본 발명에 대한 다양한 실시예들을 제공한다. 또한, 첨부된 도면들은 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시 형태들을 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타내고, 도 7은 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타낸다.
도 8은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타내고, 도 9는 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타낸다.
도 10은 PUCCH 포맷 1a와 1b에 대한 ACK/NACK 채널화(channelization)를 설명하는 도면이다.
도 11은 동일한 PRB 내에서 PUCCH 포맷 1a/1b와 포맷 2/2a/2b의 혼합된 구조에 대한 채널화를 도시한 도면이다.
도 12는 PRB 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서빙셀 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 블록 확산 기반의 새로운 PUCCH 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 시간-주파수 단위의 자원 블록이 구성되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 비동기식 HARQ 방식의 자원할당 및 재전송 방식의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는 CA 환경을 기반으로 동작하는 CoMP 시스템의 개념도이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 UE-특정 참조 신호(UE-RS)이 할당된 서브프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 레가시 PDCCH(Legacy PDCCH), PDSCH 및 E-PDCCH가 다중화되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 LTE-U 시스템에서 지원하는 CA 환경의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은 LBT 과정 중 하나인 FBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24는 FBE 동작을 블록 다이어그램으로 나타낸 도면이다.
도 25는 LBT 과정 중 하나인 LBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 26은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크 전송에 대한 ACK/NACK 신호가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 CAP 및 CWA를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 CWS를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29에서 설명하는 장치는 도 1 내지 도 28에서 설명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다.
도 1은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타내고, 도 7은 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타낸다.
도 8은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타내고, 도 9는 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타낸다.
도 10은 PUCCH 포맷 1a와 1b에 대한 ACK/NACK 채널화(channelization)를 설명하는 도면이다.
도 11은 동일한 PRB 내에서 PUCCH 포맷 1a/1b와 포맷 2/2a/2b의 혼합된 구조에 대한 채널화를 도시한 도면이다.
도 12는 PRB 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서빙셀 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 블록 확산 기반의 새로운 PUCCH 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 시간-주파수 단위의 자원 블록이 구성되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 비동기식 HARQ 방식의 자원할당 및 재전송 방식의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는 CA 환경을 기반으로 동작하는 CoMP 시스템의 개념도이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 UE-특정 참조 신호(UE-RS)이 할당된 서브프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 레가시 PDCCH(Legacy PDCCH), PDSCH 및 E-PDCCH가 다중화되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 LTE-U 시스템에서 지원하는 CA 환경의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은 LBT 과정 중 하나인 FBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24는 FBE 동작을 블록 다이어그램으로 나타낸 도면이다.
도 25는 LBT 과정 중 하나인 LBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 26은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크 전송에 대한 ACK/NACK 신호가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 CAP 및 CWA를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 CWS를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29에서 설명하는 장치는 도 1 내지 도 28에서 설명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다.
이하에서 상세히 설명하는 본 발명의 실시예들은 비면허 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 경쟁 윈도우 크기를 조정하는 다양한 방법들, 피드백 정보의 유효성을 판단하는 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 단말(Terminal)은 사용자 기기(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 가입자 단말(SS: Subscriber Station), 이동 가입자 단말(MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 발명의 실시예들은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
예를 들어, 전송기회구간(TxOP: Transmission Opportunity Period)라는 용어는 전송구간, 전송 버스트(Tx burst) 또는 RRP(Reserved Resource Period)라는 용어와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, LBT(Listen Before Talk) 과정은 채널 상태가 유휴인지 여부를 판단하기 위한 캐리어 센싱 과정, CCA(Clear Channel Accessment), 채널 접속 과정(CAP: Channel Access Procedure)과 동일한 목적으로 수행될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예들이 사용될 수 있는 무선 접속 시스템의 일례로 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대해서 설명한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 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 LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE 시스템이 개량된 시스템이다. 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예들을 3GPP LTE/LTE-A 시스템을 위주로 기술하지만 IEEE 802.16e/m 시스템 등에도 적용될 수 있다.
1. 3GPP LTE/LTE_A 시스템
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
1.1 시스템 일반
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2(a)는 타입 1 프레임 구조(frame structure type 1)를 나타낸다. 타입 1 프레임 구조는 전이중(full duplex) FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과 반이중(half duplex) FDD 시스템 모두에 적용될 수 있다.
하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지고, Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 균등한 길이를 가지며 0부터 19의 인덱스가 부여된 20개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 2개의 연속된 슬롯으로 정의되며, i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 여기서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
전이중 FDD 시스템에서는 각 10ms 구간 동안 10개의 서브프레임은 하향링크 전송과 상향링크 전송을 위해 동시에 이용될 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반면, 반이중 FDD 시스템의 경우 단말은 전송과 수신을 동시에 할 수 없다.
상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 프레임 구조는 TDD 시스템에 적용된다. 하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지며, 153600*Ts = 5ms 길이를 가지는 2개의 하프프레임(half-frame)으로 구성된다. 각 하프프레임은 30720*Ts = 1ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 각 Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 길이를 가지는 2개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다.
타입 2 프레임에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3가지의 필드로 구성되는 특별 서브프레임을 포함한다. 여기서, DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
다음 표 1는 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH가 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH가 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이러한 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 OFDM 심볼 인덱스 0부터 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH, PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
1.2 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)
1.2.1 PDCCH 일반
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(즉, 하향링크 그랜트(DL-Grant)), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(즉, 상향링크 그랜트(UL-Grant)), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 여부에 관한 정보 등을 나를 수 있다.
복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(REG: resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다
1.2.2 PDCCH 구조
복수의 단말에 대한 다중화된 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있다. PDCCH는 하나 또는 2 이상의 연속적인 CCE의 집합(CCE aggregation)으로 구성된다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 각 REG에는 4개의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼이 매핑 된다. 참조 신호(RS: Reference Signal)에 의하여 점유된 자원 요소들은 REG에 포함되지 않는다. 즉, OFDM 심볼 내에서 REG의 총 개수는 셀 특정 참조 신호가 존재하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 4개의 자원 요소를 하나의 그룹에 매핑하는 REG의 개념은 다른 하향링크 제어 채널(예를 들어, PCFICH 또는 PHICH)에도 적용될 수 있다. PCFICH 또는 PHICH에 할당되지 않는 REG를 NREG라 하면 시스템에서 이용 가능한 CCE의 개수는 NCCE = floor(NREG/9)이며, 각 CCE는 0부터 NCCE-1 까지 인덱스를 가진다.
단말의 디코딩 프로세스를 단순화하기 위해서, n개의 CCE를 포함하는 PDCCH 포맷은 n의 배수와 동일한 인덱스를 가지는 CCE부터 시작될 수 있다. 즉, CCE 인덱스가 i인 경우 imod(n) = 0 을 만족하는 CCE부터 시작될 수 있다.
기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며, 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라고 부른다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다. 예를 들어, 양호한 하향링크 채널 상태(기지국에 가까운 경우)를 가지는 단말을 위한 PDCCH는 하나의 CCE만으로 충분할 수 있다. 반면, 좋지 않은 채널 상태(셀 경계에 있는 경우)를 가지는 단말의 경우는 8개의 CCE들이 충분한 강인함(robustness)을 위하여 요구될 수 있다. 게다가, PDCCH의 파워 레벨도 채널 상태에 매칭되어 조절될 수 있다.
다음 표 2는 PDCCH 포맷을 나타내며, CCE 집합 레벨에 따라 표 2과 같이 4가지의 PDCCH 포맷이 지원된다.
| PDCCH 포맷 | CCE 개수 (n) | REG 개수 | PDCCH 비트 수 |
| 0 | 1 | 9 | 72 |
| 1 | 2 | 18 | 144 |
| 2 | 4 | 36 | 288 |
| 3 | 8 | 72 | 576 |
단말마다 CCE 집합 레벨이 다른 이유는 PDCCH에 실리는 제어정보의 포맷 또는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 다르기 때문이다. MCS 레벨은 데이터 코딩에 사용되는 코드 레이트(code rate)와 변조 차수(modulation order)를 의미한다. 적응적인 MCS 레벨은 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용된다. 일반적으로 제어정보를 전송하는 제어채널에서는 3~4개 정도의 MCS 레벨을 고려할 수 있다.
제어정보의 포맷을 설명하면, PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI)라고 한다. DCI 포맷에 따라 PDCCH 페이로드(payload)에 실리는 정보의 구성이 달라질 수 있다. PDCCH 페이로드는 정보 비트(information bit)를 의미한다. 다음 표 3은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
| DCI 포맷 | 내용 |
| Format 0 | Resource grants for PUSCH transmissions (uplink) |
| Format 1 | Resource assignments for single codeword PDSCH transmission (transmission modes 1, 2 and 7) |
| Format 1A | Compact signaling of resource assignments for sigle codeword PDSCH (all modes) |
| Format 1B | Compact resource assignments for PDSCH using rank-1 closed loop precoding (mode 6) |
| Format 1C | Very compact resource assignments for PDSCH (e.g., paging/broadcast system information) |
| Format 1D | Compact resource assignments for PDSCH using multi-user MIMO(mode 5) |
| Format 2 | Resource assignments for PDSCH for closed loop MIMO operation (mode 4) |
| Format 2A | resource assignments for PDSCH for open loop MIMO operation (mode 3) |
| Format 3/3A | Power control commands for PUCCH and PUSCH with 2-bit/1-bit power adjustment |
| Format 4 | Scheduling of PUSCH in one UL cell with multi-antenna port transmission mode |
표 3을 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 0, 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL-SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2, 개루프(Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A가 있다. DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케줄링을 위해 사용될 수 있다.
DCI 포맷에 따라 PDCCH 페이로드 길이가 달라질 수 있다. 또, PDCCH 페이로드의 종류와 그에 따른 길이는 간단한(compact) 스케줄링인지 여부 또는 단말에 설정된 전송 모드(transmission mode) 등에 의해 달라질 수 있다.
전송 모드는 단말이 PDSCH를 통한 하향링크 데이터를 수신하기 위해 설정(configuration)될 수 있다. 예를 들어, PDSCH를 통한 하향링크 데이터는 단말에 대한 스케줄된 데이터(scheduled data), 페이징, 랜덤 액세스 응답 또는 BCCH를 통한 브로드캐스트 정보 등이 있다. PDSCH를 통한 하향링크 데이터는 PDCCH를 통해 시그널되는 DCI 포맷과 관계가 있다. 전송 모드는 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 단말에 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다. 전송 모드는 싱글 안테나 전송(Single antenna transmission) 또는 멀티 안테나(Multi-antenna) 전송으로 구분할 수 있다.
단말은 상위 계층 시그널링을 통해 반정적(semi-static)으로 전송 모드가 설정된다. 예를 들어, 멀티 안테나 전송에는 전송 다이버시티(Transmit diversity), 개루프(Open-loop) 또는 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(Spatial multiplexing), MU-MIMO(Multi-user-Multiple Input Multiple Output) 또는 빔 형성(Beamforming) 등이 있다. 전송 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키는 기술이다.
DCI 포맷은 단말에 설정된 전송 모드에 종속된다(depend on). 단말은 자신에게 설정된 전송 모드에 따라 모니터링하는 참조(Reference) DCI 포맷이 있다. 단말에 설정되는 전송 모드는 다음과 같이 10개의 전송 모드를 가질 수 있다.
(1) 전송모드 1: 단일 안테나 포트; 포트 0
(2) 전송모드 2: 전송 다이버시티(Transmit Diversity)
(3) 전송모드 3: 개루프 공간 다중화 (Open-loop Spatial Multiplexing)
(4) 전송모드 4: 폐루프 공간 다중화 (Closed-loop Spatial Multiplexing)
(5) 전송모드 5: 다중 사용자 MIMO
(6) 전송모드 6: 폐루프, 랭크 = 1 프리코딩
(7) 전송모드 7: 코드북에 기반하지 않는, 단일 레이어 전송을 지원하는 프리코딩
(8) 전송모드 8: 코드북에 기반하지 않는, 두 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
(9) 전송모드 9: 코드북에 기반하지 않는, 여덟 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
(10) 전송모드 10: 코드북에 기반하지 않는, CoMP를 위해 사용되는, 여덟 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
1.2.3 PDCCH 전송
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(예를 들어, RNTI(Radio Network Temporary Identifier))가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자(예를 들어, C-RNTI(Cell-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자(예를 들어, P-RNTI(Paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(예를 들어, SI-RNTI(System Information RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
이어, 기지국은 CRC가 부가된 제어정보를 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 이때, MCS 레벨에 따른 코드 레이트로 채널 코딩을 수행할 수 있다. 기지국은 PDCCH 포맷에 할당된 CCE 집합 레벨에 따른 전송률 매칭(rate matching)을 수행하고, 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심볼들을 생성한다. 이때, MCS 레벨에 따른 변조 서열을 사용할 수 있다. 하나의 PDCCH를 구성하는 변조 심볼들은 CCE 집합 레벨이 1, 2, 4, 8 중 하나일 수 있다. 이후, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원요소에 맵핑(CCE to RE mapping)한다.
1.2.4 블라인드 디코딩(BS: Blind Decoding)
하나의 서브프레임 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있다. 즉, 하나의 서브프레임의 제어영역은 인덱스 0 ~ NCCE,k-1 을 가지는 복수의 CCE로 구성된다. 여기서, NCCE,k는 k번째 서브프레임의 제어 영역 내의 총 CCE의 개수를 의미한다. 단말은 매 서브프레임마다 복수의 PDCCH들을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 모니터링되는 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH들의 각각의 디코딩을 시도하는 것을 말한다.
서브프레임 내에서 할당된 제어영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH가 어느 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩(BD)이라 한다. 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자(UE ID)를 디 마스킹(De-Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다.
활성 모드(active mode)에서 단말은 자신에게 전송되는 데이터를 수신하기 위해 매 서브프레임의 PDCCH를 모니터링한다. DRX 모드에서 단말은 매 DRX 주기의 모니터링 구간에서 깨어나(wake up) 모니터링 구간에 해당하는 서브프레임에서 PDCCH를 모니터링한다. PDCCH의 모니터링이 수행되는 서브프레임을 non-DRX 서브프레임이라 한다.
단말은 자신에게 전송되는 PDCCH를 수신하기 위해서는 non-DRX 서브프레임의 제어영역에 존재하는 모든 CCE에 대해 블라인드 디코딩을 수행해야 한다. 단말은 어떤 PDCCH 포맷이 전송될지 모르므로, 매 non-DRX 서브프레임 내에서 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 CCE 집단 레벨로 PDCCH를 모두 디코딩해야 한다. 단말은 자신을 위한 PDCCH가 몇 개의 CCE를 사용하는지 모르기 때문에 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 모든 CCE 집단 레벨로 검출을 시도해야 한다.
LTE 시스템에서는 단말의 블라인드 디코딩을 위해서 서치 스페이스(SS: Search Space) 개념을 정의한다. 서치 스페이스는 단말이 모니터링하기 위한 PDCCH 후보 세트를 의미하며, 각 PDCCH 포맷에 따라 상이한 크기를 가질 수 있다. 서치 스페이스는 공용 서치 스페이스(CSS: Common Search Space)와 단말 특정 서치 스페이스(USS: UE-specific/Dedicated Search Space)로 구성될 수 있다.
공용 서치 스페이스의 경우, 모든 단말이 공용 서치 스페이스의 크기에 대하여 알 수 있으나, 단말 특정 서치 스페이스는 각 단말마다 개별적으로 설정될 수 있다. 따라서, 단말은 PDCCH를 디코딩하기 위해 단말 특정 서치 스페이스 및 공용 서치 스페이스를 모두 모니터링해야 하며, 따라서 하나의 서브프레임에서 최대 44번의 블라인드 디코딩(BD)을 수행하게 된다. 여기에는 상이한 CRC 값(예를 들어, C-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI, RA-RNTI)에 따라 수행하는 블라인드 디코딩은 포함되지 않는다.
서치 스페이스의 제약으로 인하여, 기지국은 주어진 서브프레임 내에서 PDCCH를 전송하고자 하는 단말들 모두에게 PDCCH를 전송하기 위한 CCE 자원이 확보될 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 왜냐하면, CCE 위치가 할당되고 남은 자원들은 특정 단말의 서치 스페이스 내에 포함되지 않을 수 있기 때문이다. 다음 서브프레임에도 계속될 수 있는 이러한 장벽을 최소화하기 위하여 단말 특정 도약(hopping) 시퀀스가 단말 특정 서치 스페이스의 시작 지점에 적용될 수 있다.
표 4는 공용 서치 스페이스와 단말 특정 서치 스페이스의 크기를 나타낸다.
| PDCCH 포맷 | CCE 개수 (n) | CSS에서 후보 개수 | USS에서 후보 개수 |
| 0 | 1 | - | 6 |
| 1 | 2 | - | 6 |
| 2 | 4 | 4 | 2 |
| 3 | 8 | 2 | 2 |
블라인드 디코딩을 시도하는 횟수에 따른 단말의 부하를 경감하기 위해, 단말은 정의된 모든 DCI 포맷에 따른 서치를 동시에 수행하지 않는다. 구체적으로, 단말은 단말 특정 서치 스페이스(USS)에서 항상 DCI 포맷 0 과 1A에 대한 서치를 수행한다. 이때, DCI 포맷 0과 1A는 동일한 크기를 가지나, 단말은 PDCCH에 포함된 DCI 포맷 0과 1A를 구분하는데 사용되는 플래그(flag for format 0/format 1A differentiation)를 이용하여 DCI 포맷을 구분할 수 있다. 또한, 단말에 DCI 포맷 0과 DCI 포맷 1A외에 다른 DCI 포맷이 요구될 수 있는데, 그 일례로 DCI 포맷 1, 1B, 2가 있다.
공용 서치 스페이스(CSS)에서 단말은 DCI 포맷 1A와 1C를 서치할 수 있다. 또한 단말은 DCI 포맷 3 또는 3A를 서치하도록 설정될 수 있으며, DCI 포맷 3과 3A는 DCI 포맷 0과 1A와 동일한 크기를 가지나, 단말은 단말 특정 식별자가 아닌 다른 식별자에 의하여 스크램블된 CRC를 이용하여 DCI 포맷을 구별할 수 있다.
서치 스페이스 
는 집합 레벨 
에 따른 PDCCH 후보 세트를 의미한다. 서치 스페이스의 PDCCH 후보 세트 m에 따른 CCE는 다음과 같은 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
여기서, M(L)은 서치 스페이스에서 모니터하기 위한 CCE 집합 레벨 L에 따른 PDCCH 후보들의 개수를 나타내며, m=0, ..., 
-1 이다. i는 PDCCH 에서 각 PDCCH 후보에서 개별 CCE를 지정하는 인덱스로서 i = 0, ..., L-1이다. k=floor(
/2) 이며, ns는 무선 프레임 내에서 슬롯 인덱스를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 단말은 PDCCH를 디코딩하기 위해 단말 특정 서치 스페이스 및 공용 서치 스페이스를 모두 모니터링한다. 여기서, 공용 서치 스페이스(CSS)는 {4, 8}의 집합 레벨을 갖는 PDCCH들을 지원하고, 단말 특정 서치 스페이스(USS)는 {1, 2, 4, 8}의 집합 레벨을 갖는 PDCCH들을 지원한다. 표 5는 단말에 의하여 모니터링되는 PDCCH 후보를 나타낸다.
수학식 1을 참조하면, 공용 서치 스페이스의 경우 2개의 집합 레벨, L=4 및 L=8에 대해 Yk는 0으로 설정된다. 반면, 집합 레벨 L에 대해 단말 특정 서치 스페이스의 경우 Yk는 수학식 2와 같이 정의된다.
여기서, 
이며, nRNTI는 RNTI 값을 나타낸다. 또한, A = 39827이고, D = 65537이다.
1.3 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)
PUCCH는 제어 정보를 전송하기 위하여 다음의 포맷을 포함한다.
(1) 포맷 1: 온-오프 키잉(OOK: On-Off keying) 변조, 스케줄링 요청(SR: Scheduling Request)에 사용
(2) 포맷 1a와 포맷 1b: ACK/NACK 전송에 사용
1) 포맷 1a: 1개의 코드워드에 대한 BPSK ACK/NACK
2) 포맷 1b: 2개의 코드워드에 대한 QPSK ACK/NACK
(3) 포맷 2: QPSK 변조, CQI 전송에 사용
(4) 포맷 2a와 포맷 2b: CQI와 ACK/NACK 동시 전송에 사용
(5) 포맷 3: CA 환경에서 다수 개 ACK/NACK 전송을 위해 사용
표 6은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식과 서브프레임 당 비트 수를 나타낸다. 표 7은 PUCCH 포맷에 따른 슬롯 당 참조 신호의 개수를 나타낸다. 표 8은 PUCCH 포맷에 따른 참조 신호의 SC-FDMA 심볼 위치를 나타낸 표이다. 표 6에서 PUCCH 포맷 2a와 2b는 일반 순환 전치의 경우에 해당한다.
| PUCCH 포맷 | 변조방식 (Modulation scheme) | 서브프레임당 비트수, M bits |
| 1 | N/A | N/A |
| 1a | BPSK | 1 |
| 1b | QPSK | 2 |
| 2 | QPSK | 20 |
| 2a | QPSK + BPSK | 21 |
| 2b | QPSK + BPSK | 22 |
| 3 | QPSK | 48 |
| PUCCH 포맷 | 일반 순환 전치 | 확장 순환 전치 |
| 1, 1a, 1b | 3 | 2 |
| 2, 3 | 2 | 1 |
| 2a, 2b | 2 | N/A |
| PUCCH 포맷 | RS의 SC-FDMA 심볼 위치 | |
| 일반 순환 전치 | 확장 순환 전치 | |
| 1, 1a, 1b | 2, 3, 4 | 2, 3 |
| 2, 3 | 1, 5 | 3 |
| 2a, 2b | 1, 5 | N/A |
도 6은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타내고, 도 7은 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 1a와 1b를 나타낸다.PUCCH 포맷 1a와 1b는 동일한 내용의 제어 정보가 서브프레임 내에서 슬롯 단위로 반복된다. 각 단말에서 ACK/NACK 신호는 CG-CAZAC(Computer-Generated Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트(CS: cyclic shift)(주파수 도메인 코드)와 직교 커버 코드(OC/OCC: orthogonal cover/orthogonal cover code)(시간 도메인 확산 코드)로 구성된 서로 다른 자원을 통해 전송된다. OC는 예를 들어 왈쉬(Walsh)/DFT 직교 코드를 포함한다. CS의 개수가 6개이고 OC의 개수가 3개이면, 단일 안테나를 기준으로 총 18개의 단말이 동일한 PRB(Physical Resource Block) 안에서 다중화 될 수 있다. 직교 시퀀스 w0, w1, w2, w3는 (FFT 변조 후에) 임의의 시간 도메인에서 또는 (FFT 변조 전에) 임의의 주파수 도메인에서 적용될 수 있다.
SR과 지속적 스케줄링(persistent scheduling)을 위해, CS, OC 및 PRB(Physical Resource Block)로 구성된 ACK/NACK 자원은 RRC(Radio Resource Control)를 통해 단말에게 주어질 수 있다. 동적 ACK/NACK과 비지속적 스케줄링(non-persistent scheduling)을 위해, ACK/NACK 자원은 PDSCH에 대응하는 PDCCH의 가장 작은(lowest) CCE 인덱스에 의해 묵시적으로(implicitly) 단말에게 주어질 수 있다.
표 9는 PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 길이 4인 직교 시퀀스(OC)를 나타낸다. 표 10는 PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 길이 3인 직교 시퀀스(OC)를 나타낸다.
표 11은 PUCCH 포맷 1a/1b에서 RS를 위한 직교 시퀀스(OC) 
를 나타낸다.
도 8은 일반 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타내고, 도 9는 확장 순환 전치인 경우의 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 나타낸다.
도 8 및 9을 참조하면, 표준 CP의 경우에 하나의 서브프레임은 RS 심볼 이외에 10개의 QPSK 데이터 심볼로 구성된다. 각각의 QPSK 심볼은 CS에 의해 주파수 도메인에서 확산된 뒤 해당 SC-FDMA 심볼로 맵핑된다. SC-FDMA 심볼 레벨 CS 호핑은 인터-셀 간섭을 랜덤화 하기 위하여 적용될 수 있다. RS는 순환 쉬프트를 이용하여 CDM에 의해 다중화될 수 있다. 예를 들어, 가용한 CS의 개수가 12 또는 6라고 가정하면, 동일한 PRB 내에 각각 12 또는 6개의 단말이 다중화될 수 있다. 요컨대, PUCCH 포맷 1/1a/1b와 2/2a/2b 내에서 복수의 단말은 CS+OC+PRB와 CS+PRB에 의해 각각 다중화될 수 있다.
도 10은 PUCCH 포맷 1a와 1b에 대한 ACK/NACK 채널화(channelization)를 설명하는 도면이다. 도 10은 인 경우에 해당한다.
도 11은 동일한 PRB 내에서 PUCCH 포맷 1a/1b와 포맷 2/2a/2b의 혼합된 구조에 대한 채널화를 도시한 도면이다.
순환 쉬프트(CS: Cyclic Shift) 호핑(hopping)과 직교 커버(OC: Orthogonal Cover) 재맵핑(remapping)은 다음과 같이 적용될 수 있다.
(1) 인터-셀 간섭(inter-cell interference)의 랜덤화를 위한 심볼 기반 셀 특정 CS 호핑
(2) 슬롯 레벨 CS/OC 재맵핑
1) 인터-셀 간섭 램덤화를 위해
2) ACK/NACK 채널과 자원(k)사이의 맵핑을 위한 슬롯 기반 접근
한편, PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 자원(nr)은 다음의 조합을 포함한다.
(1) CS(=심볼 수준에서 DFT 직교 코드와 동일)(ncs)
(2) OC(슬롯 레벨에서 직교 커버)(noc)
(3) 주파수 RB(Resource Block)(nrb)
CS, OC, RB를 나타내는 인덱스를 각각, ncs, noc, nrb라 할 때, 대표 인덱스(representative index) nr은 ncs, noc, nrb를 포함한다. nr은 nr=(ncs, noc, nrb)를 만족한다.
CQI, PMI, RI 및, CQI와 ACK/NACK의 조합은 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 통해 전달될 수 있다. 리드 뮬러(RM: Reed Muller) 채널 코딩이 적용될 수 있다.
예를 들어, LTE 시스템에서 UL CQI를 위한 채널 코딩은 다음과 같이 기술된다. 비트 스트림(bit stream) a0, a1, a2, a3, ..., aA-1은 (20,A) RM 코드를 이용하여 채널 코딩된다. 여기서, a0와 aA-1는 MSB(Most Significant Bit)와 LSB(Least Significant Bit)를 나타낸다. 확장 CP의 경우, CQI와 ACK/NACK이 동시 전송되는 경우를 제외하면 최대 정보 비트는 11비트이다. RM 코드를 사용하여 20비트로 코딩한 후에 QPSK 변조가 적용될 수 있다. QPSK 변조 전, 코딩된 비트는 스크램블 될 수 있다.
표 12는 (20,A) 코드를 위한 기본 시퀀스를 나타낸 표이다.
채널 코딩 비트 b0, b1, b2, b3, ..., bB-1는 아래 수학식 3에 의해 생성될 수 있다.
여기에서, i = 0, 1, 2, …, B-1를 만족한다.
광대역 보고(wideband reports) 경우 CQI/PMI를 위한 UCI(Uplink Control Information) 필드의 대역폭은 아래 표 13 내지 15와 같다.
표 13은 광대역 보고(단일 안테나 포트, 전송 다이버시티(transmit diversity) 또는 오픈 루프 공간 다중화(open loop spatial multiplexing) PDSCH 전송) 경우 CQI 피드백을 위한 UCI 필드를 나타낸다.
| 필드 | 대역폭 |
| 광대역 CQI | 4 |
표 14는 광대역 보고(폐 루프 공간 다중화(closed loop spatial multiplexing) PDSCH 전송) 경우 CQI와 PMI 피드백을 위한 UCI 필드를 나타낸다.
표 15는 광대역 보고의 경우 RI 피드백을 위한 UCI 필드를 나타낸다.
도 12는 PRB 할당을 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, PRB는 슬롯 ns에서 PUCCH 전송을 위해 사용될 수 있다.
2. 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 환경
2.1 CA 일반
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; Rel-8 또는 Rel-9) 시스템(이하, LTE 시스템)은 단일 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 여러 대역으로 분할하여 사용하는 다중 반송파 변조(MCM: Multi-Carrier Modulation) 방식을 사용한다. 그러나, 3GPP LTE-Advanced 시스템(이하, LTE-A 시스템) 에서는 LTE 시스템보다 광대역의 시스템 대역폭을 지원하기 위해서 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 결합하여 사용하는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation)과 같은 방법을 사용할 수 있다. 캐리어 병합은 반송파 집성, 반송파 정합, 멀티 컴포넌트 캐리어 환경(Multi-CC) 또는 멀티캐리어 환경이라는 말로 대체될 수 있다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 병합이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 병합이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다.
예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
또한, 위와 같은 캐리어 병합은 인트라-밴드 CA(Intra-band CA) 및 인터-밴드 CA(Inter-band CA)로 구분될 수 있다. 인트라-밴드 캐리어 병합이란, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC들이 주파수상에서 인접하거나 근접하여 위치하는 것을 의미한다. 다시 말해, DL CC 및/또는 UL CC들의 캐리어 주파수가 동일한 밴드 내에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 반면, 주파수 영역에서 멀리 떨어져 있는 환경을 인터-밴드 CA(Inter-Band CA)라고 부를 수 있다. 다시 말해, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC들의 캐리어 주파수가 서로 다른 밴드들에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 이와 같은 경우, 단말은 캐리어 병합 환경에서의 통신을 수행하기 위해서 복수의 RF(radio frequency)단을 사용할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있다. 그러나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다.
또한, 캐리어 결합(CA)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 캐리어 결합에서 말하는 '셀(Cell)'은 주파수 관점에서 설명되는 것으로, 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 지리적 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다. 이하, 상술한 인트라-밴드 캐리어 병합을 인트라-밴드 다중 셀이라고 지칭하며, 인터-밴드 캐리어 병합을 인터-밴드 다중 셀이라고 지칭한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCellIndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCellIndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다.
E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13(a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 13(b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 6(b)의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
2.2 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling)
캐리어 병합 시스템에서는 캐리어(또는 반송파) 또는 서빙 셀(Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링(Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링(Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링(Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.
자가 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 동일한 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL Grant를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 각각 다른 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL 그랜트를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정(UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 반정적(semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH에 해당 PDCCH가 지시하는 PDSCH/PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드(CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된다. 이 경우, LTE Release-8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한, LTE Release-8의 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.
반면, DL CC 상에서의 PDCCH가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE Release-8과 동일한 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및/또는 대역폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DCI에 대한 PDCCH를 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도록 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전송하도록 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합(monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합(subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는 DL CC는 링크된 UL CC에 대한 자기-스케줄링(self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정(UE-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 셀 특정(Cell-specific)하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송한다.
도 14는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 14를 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 하향링크 컴포넌트 캐리어(DL CC)가 결합되어 있으며, DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타낸다. CIF가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH를 전송하지 않는다.
도 15는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서빙셀 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
캐리어 결합(CA)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 기지국 및/또는 단말들은 하나 이상의 서빙 셀들로 구성될 수 있다. 도 15에서 기지국은 A셀, B셀, C셀 및 D셀 등 총 4개의 서빙셀을 지원할 수 있으며, 단말 A는 A셀, B셀 및 C셀로 구성되고, 단말 B는 B셀, C셀 및 D셀로 구성되며, 단말 C는 B셀로 구성된 경우를 가정한다. 이때, 각 단말에 구성된 셀들 중 적어도 하나는 P셀로 설정될 수 있다. 이때, P셀은 항상 활성화된 상태이며, S셀은 기지국 및/또는 단말에 의해 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
도 15에서 구성된 셀은 기지국의 셀 중에서 단말로부터의 측정 보고(measurement report) 메시지를 기반으로 CA에 셀 추가가 가능한 셀로서 단말별로 설정 가능하다. 구성된 셀은 PDSCH 신호 전송에 대한 ACK/NACK 메시지 전송을 위한 자원을 미리 예약해 둔다. 활성화된 셀(Activated cell)은 구성된 셀들 중에서 실제 PDSCH 신호 및/또는 PUSCH 신호를 전송하도록 설정된 셀이며, CSI 보고 및 SRS(Sounding Reference Signal) 전송을 수행하게 된다. 비활성화된 셀(De-Activated cell)은 기지국의 명령 또는 타이머 동작에 의해서 PDSCH/PUSCH 신호 송수신을 수행하지 않도록 구성되는 셀이며, CSI 보고 및 SRS 전송도 중단된다.
2. 3 PUCCH 통한 CSI (Channel State Information) 피드백
먼저, 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크 수신 주체(예를 들어, 단말)가 하향링크 전송 주체(예를 들어, 기지국)에 접속되어 있을 때에, 하향링크로 전송되는 참조신호의 수신강도(RSRP: reference signal received power), 참조신호의 품질(RSRQ: reference signal received quality) 등에 대한 측정을 임의의 시간에 수행하여, 측정 결과를 기지국에게 주기적(periodic)으로 혹은 이벤트 기반(event triggered)으로 보고할 수 있다.
각각의 단말은 하향링크 채널상황에 따른 하향링크 채널정보를 상향링크를 통해 보고하며, 기지국은 각각의 단말로부터 받은 하향링크 채널정보를 이용하여 각각의 단말 별로 데이터 전송을 위해 적절한 시간/주파수 자원과 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme; MCS) 등을 정할 수 있다.
이러한 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)는 CQI(Channel Quality Indication), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoder Type Indication) 및/또는 RI(Rank Indication)로 구성될 수 있고, 각각의 단말의 전송 모드에 따라 CSI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송될 수도 있다. CQI는 단말의 수신신호품질(received signal quality)에 의해 정해지는데, 이는 일반적으로 하향링크 참조신호의 측정에 기반하여 결정될 수 있다. 이때 실제로 기지국에게 전달되는 CQI 값은, 단말이 측정한 수신신호품질에서 블록에러율(Block Error Rate; BLER)을 10% 이하로 유지하면서 최대의 성능을 낼 수 있는 MCS에 해당된다.
또한 이러한 채널정보의 보고방식은 주기적으로 전송되는 주기적 보고 (periodic reporting)와 기지국의 요청에 의해서 전송되는 비주기적 보고(aperiodic reporting)로 나눠진다.
비주기적 보고의 경우, 기지국이 단말에게 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함된 1 비트의 요청 비트(CQI request bit)에 의해 각각의 단말에게 설정되며, 각각의 단말은 이 정보를 받으면 자신의 전송 모드를 고려한 채널정보를 PUSCH를 통해서 기지국에 전달할 수 있다. 동일한 PUSCH 상에서 RI 및 CQI/PMI 가 전송되지 않도록 설정될 수 있다.
주기적 보고의 경우, 상위계층 신호를 통해 채널정보가 전송되는 주기와 해당 주기에서의 오프셋(offset) 등이 서브프레임 단위로 각각의 단말에게 시그널링되며, 정해진 주기에 따라 각각의 단말의 전송 모드를 고려한 채널정보가 PUCCH를 통해서 기지국에 전달될 수 있다. 정해진 주기에 따라 채널정보가 전송되는 서브프레임에 상향링크로 전송되는 데이터가 동시에 존재하는 경우에는, 이때는 해당 채널정보를 PUCCH이 아닌 데이터와 함께 PUSCH를 통해서 전송할 수 있다. PUCCH를 통한 주기적 보고의 경우에는 PUSCH에 비하여 제한된 비트(예를 들어, 11비트)가 사용될 수 있다. 동일한 PUSCH 상에서 RI 및 CQI/PMI 가 전송될 수 있다.
주기적 보고와 비주기적 보고가 동일한 서브프레임 내에서 충돌하는 경우에는 비주기적 보고만이 수행될 수 있다.
광대역(Wideband) CQI/PMI를 계산함에 있어서 가장 최근에 전송된 RI를 사용할 수 있다. PUCCH CSI 보고 모드(reporting mode)에서의 RI는 PUSCH CSI 보고 모드에서의 RI와 독립적(independent)이며, PUSCH CSI 보고 모드에서의 RI는 해당 PUSCH CSI 보고 모드에서의 CQI/PMI 에 대해서만 유효(valid)하다.
표 16은 PUCCH에서 전송되는 CSI 피드백 타입 및 PUCCH CSI 보고 모드를 설명한 표이다.
표 16을 참조하면, 채널 상태 정보의 주기적 보고(periodic reporting)에 있어서 CQI 와 PMI 피드백 타입에 따라, 모드 1-0, 1-1, 2-0 및 2-1의 4가지 보고 모드(reporting mode)로 나눌 수 있다.
CQI 피드백 타입에 따라 광대역 CQI(WB CQI: wideband CQI)와 서브 밴드(SB CQI: subband CQI)로 나눠지며, PMI 전송 여부에 따라 No PMI와 단일(single) PMI 로 나눠진다. 표 11에서는 No PMI가 개-루프(OL: open-loop), 전송 다이버시티(TD: Transmit Diversity) 및 단일-안테나(single-antenna)의 경우에 해당하고, 단일 PMI 는 폐-루프(CL: closed-loop)에 해당함을 나타낸다.
모드 1-0 는 PMI 전송은 없고 WB CQI가 전송되는 경우이다. 이 경우 RI는 개-루프(OL) 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing)의 경우에만 전송되고, 4 비트로 표현되는 하나의 WB CQI 가 전송될 수 있다. RI가 1 초과인 경우에는, 제 1 코드워드에 대한 CQI가 전송될 수 있다.
모드 1-1 은 단일 PMI 및 WB CQI가 전송되는 경우이다. 이 경우, RI 전송과 함께, 4 비트의 WB CQI 및 4 비트의 WB PMI가 전송될 수 있다. 추가적으로, RI가 1 초과인 경우에는, 3 비트의 WB 공간 차등 CQI(Wideband Spatial Differential CQI)가 전송될 수 있다. 2 코드워드 전송에 있어서 WB 공간 차등 CQI는, 코드워드 1 에 대한 WB CQI 인덱스와 코드워드 2 에 대한 WB CQI 인덱스의 차이 값을 나타낼 수 있다. 이들 차이값은 집합 {-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3} 중 하나의 값을 가지고, 3 비트로 표현될 수 있다.
모드 2-0 은 PMI 전송은 없고 단말이 선택한(UE selected) 대역의 CQI 가 전송되는 경우이다. 이 경우 RI는 개-루프 공간 다중화(OL SM)의 경우에만 전송되고, 4 비트로 표현되는 WB CQI 가 전송될 수 있다. 또한, 각각의 대역폭 부분(BP: Bandwidth Part)에서 최적(Best-1)의 CQI가 전송되고, Best-1 CQI는 4 비트로 표현될 수 있다. 또한, Best-1을 지시하는 L 비트의 지시자(indicator)가 함께 전송될 수 있다. RI가 1 초과인 경우에는, 제 1 코드워드에 대한 CQI 가 전송될 수 있다.
모드 2-1 은 단일 PMI 및 단말이 선택한(UE selected) 대역의 CQI가 전송되는 경우이다. 이 경우, RI 전송과 함께, 4 비트의 WB CQI, 3 비트의 WB 공간 차등 CQI 및 4 비트의 WB PMI가 전송될 수 있다. 추가적으로, 각각의 대역폭 부분(BP)에서 4 비트의 Best-1 CQI가 전송되고, L 비트의 Best-1 지시자가 함께 전송될 수 있다. 추가적으로, RI가 1 초과인 경우에는, 3 비트의 Best-1 공간 차등 CQI가 전송될 수 있다. 이는 2 코드워드 전송에 있어서, 코드워드 1의 Best-1 CQI 인덱스와 코드워드 2의 Best-1 CQI 인덱스의 차이값을 나타낼 수 있다.
각 전송 모드(transmission mode)에 대하여 다음과 같이 주기적인 PUCCH CSI 보고 모드가 지원된다.
1) 전송 모드 1: 모드 1-0 및 2-0
2) 전송 모드 2: 모드 1-0 및 2-0
3) 전송 모드 3: 모드 1-0 및 2-0
4) 전송 모드 4: 모드 1-1 및 2-1
5) 전송 모드 5: 모드 1-1 및 2-1
6) 전송 모드 6: 모드 1-1 및 2-1
7) 전송 모드 7: 모드 1-0 및 2-0
8) 전송 모드 8: 단말이 PMI/RI 보고가 설정되는 경우에는 모드 1-1 및 2-1, 단말이 PMI/RI 보고를 하지 않도록 설정되는 경우 모드 1-0 및 2-0
9) 전송 모드 9: 단말이 PMI/RI 보고가 설정되고 CSI-RS 포트의 수 > 1 인 경우 모드 1-1 및 2-1, 단말이 PMI/RI 보고를 하지 않도록 설정되거나 CSI-RS 포트의 수 = 1 인 경우 모드 1-0 및 2-0
각 서빙 셀에서 주기적인 PUCCH CSI 보고 모드는 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된다. 모드 1-1 은 'PUCCH_format1-1_CSI_reporting_mode' 파라미터를 사용하는 상위 계층 시그널링에 의하여 서브모드(submode) 1 또는 서브모드 2 중 하나로 설정된다.
단말이 선택한 SB CQI에서 특정 서빙 셀의 특정 서브프레임에서 CQI 보고는 서빙 셀의 대역폭의 일부분인 대역폭 부분(BP: Bandwidth Part)의 하나 이상의 채널 상태의 측정을 의미한다. 대역폭 부분은 가장 낮은 주파수에서 시작하여 주파수가 증가하는 순서로 대역폭 크기의 증가 없이 인덱스가 부여된다.
2.4. PUCCH를 통한 ACK/NACK 전송 방법
2.4.1 LTE 시스템에서의 ACK/NACK 전송
단말이 기지국으로부터 수신한 다중 데이터 유닛에 상응하는 다수의 ACK/NACK 신호를 동시에 전송해야 하는 상황에서, ACK/NACK 신호들의 단일 캐리어 특성을 유지하고 총 ACK/NACK 전송 전력을 감소시키기 위해, PUCCH 자원 선택에 기반한 ACK/NACK 다중화 방법이 고려될 수 있다. ACK/NACK 다중화와 함께, 다중 데이터 유닛들에 대한 ACK/NACK 신호들의 컨텐츠들은 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심볼들 중 하나의 조합에 의해 식별될 수 있다. 예를 들어, 만약 하나의 PUCCH 자원이 4비트를 수반하고, 최대 4 데이터 유닛들이 전송되는 것을 가정하면 (이때, 각 데이터 유닛에 대한 HARQ 동작은 단일 ACK/NACK 비트에 의해 관리됨을 가정한다), 전송 노드(Tx node)는 PUCCH 신호의 전송 위치 및 ACK/NACK 신호의 비트들을 기반으로 ACK/NACK 결과를 다음 표 17과 같이 식별할 수 있다
표 17에서 HARQ-ACK(i)는 데이터 유닛 i에 대한 ACK/NACK 결과를 지시한다. 예를 들어, 최대 4개의 데이터 유닛이 전송되는 경우, i = 0, 1, 2, 3이다. 표 17에서 DTX(Discontinuous Transmission)는 상응하는 HARQ-ACK(i)에 대해 전송된 데이터 유닛이 없음을 의미하거나 수신 노드(Rx node)가 HARQ-ACK(i)에 상응하는 데이터 유닛을 검출하지 못한 것을 의미한다.
또한, 
는 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원을 지시한다. 이때, 4개의 데이터 유닛이 존재하는 상황에서, 최대 4 PUCCH 자원인 
, 
, 
및 
가 단말에 할당될 수 있다.
또한, b(0),b(1)은 선택된 PUCCH 자원에 수반되는 두 비트들을 의미한다. PUCCH 자원을 통해 전송되는 변조 심볼들은 해당 비트들에 따라 결정된다. 예를 들어, 만약 수신 노드가 4개의 데이터 유닛들을 성공적으로 수신하면, 수신 노드는 PUCCH 자원 
을 이용하여 두 비트 (1,1)을 전송해야 한다. 또는, 만약 수신 노드가 4개의 데이터 유닛을 수신하였으나 첫 번째 및 세 번째 데이터 유닛(즉, HARQ-ACK(0) 및 HARQ-ACK(2))에 대한 디코딩에 실패하면, 수신 노드는 PUCCH 자원 
을 이용하여 두 비트 (1,0)을 송신 노드로 전송해야 한다.
이와 같이, 실제 ACK/NACK 컨텐츠를 PUCCH 자원 선택 및 PUCCH 자원을 통해 전송되는 실제 비트 컨텐츠와 연계(linking)함으로써, 다중 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 들을 단일 PUCCH 자원을 사용하여 전송할 수 있다.
기본적으로, 모든 데이터 유닛들에 대한 적어도 하나의 ACK이 존재하면, ACK/NACK 다중화 방법(표 17 참조)에서 NACK 및 DTX는 NACK/DTX와 같이 연결된다. 왜냐하면, PUCCH 자원과 QPSK 심볼들의 조합은 모든 ACK, NACK및 DTX 상황을 커버하기에 불충분하기 때문이다. 반면에, 모든 데이터 유닛들에 대해서 ACK이 존재하지 않는 경우에는(즉, NACK 또는 DTX 만이 존재하는 경우), DTX와 디커플된 단일 NACK이 하나의 HARQ-ACK(i)로써 정의된다. 이러한 경우, 단일 NACK에 상응하는 데이터 유닛에 연결된 PUCCH 자원은 다중 ACK/NACK 신호들의 전송을 위해 유보될 수 있다.
2.4.2 LTE-A 시스템에서의 ACK/NACK 전송
LTE-A 시스템(예를 들어, Rel-10, 11, 12 등)에서는 복수의 DL CC를 통해 전송된 복수의 PDSCH 신호들에 대한 복수의 ACK/NACK 신호를 특정 UL CC를 통해 전송하는 것을 고려하고 있다. 이를 위해, LTE 시스템의 PUCCH 포맷 1a/1b를 이용한 ACK/NACK 전송과는 달리, 복수의 ACK/NACK 신호들을 채널 코딩 (e.g. Reed-Muller code, Tail-biting convolutional code, etc.)한 후 PUCCH 포맷 2, 또는 다음과 같은 블록 확산(Block-spreading) 기반의 변형된 형태의 새로운 PUCCH 포맷 (예를 들어, E-PUCCH format)을 이용하여 복수의 ACK/NACK 정보/신호를 전송할 수 있다.
도 16은 블록 확산 기반의 새로운 PUCCH 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
블록 확산 기법은 제어 정보/신호 (e.g. ACK/NACK, etc.) 전송을 LTE 시스템에서의 PUCCH 포맷 1 또는 2 계열과는 다르게 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방법이다. 블록 확산 기법은 도 16과 같이 심볼 시퀀스를 직교 커버 코드(OCC: Orthogonal Cover Code)를 기반으로 시간 영역 상에서 확산(time-domain spreading)하여 전송하는 방식이다. 즉, OCC를 이용하여 심볼 시퀀스를 확산시킴으로써, 동일한 RB에 여러 단말들에 대한 제어 신호들이 다중화될 수 있다.
앞서 설명한, PUCCH 포맷 2에서는 하나의 심볼 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐 전송되고, CAZAC 시퀀스의 순환 천이(즉, CCS: Cyclic Shift)를 이용하여 단말 다중화가 수행된다. 그러나, 블록 확산 기반의 새로운 PUCCH 포맷의 경우 하나의 심볼 시퀀스가 주파수 영역에 걸쳐 전송되고 OCC 기반의 시간 영역 확산을 이용하여 단말 다중화가 수행된다.
예를 들어, 도 16과 같이 하나의 심볼 시퀀스는 길이-5(즉, SF = 5)인 OCC에 의해 5개의 SC-FDMA 심볼들로 생성될 수 있다. 도 16에서는 1 슬롯 동안 총 2개의 RS 심볼이 사용되지만, 3개의 RS 심볼이 사용되고 SF = 4의 OCC를 이용하는 방식 등 다양한 방식들이 사용될 수 있다. 이때, RS 심볼은 특정 순환 천이를 갖는 CAZAC 시퀀스로부터 생성될 수 있으며, 시간 영역의 복수 RS 심볼에 특정 OCC가 적용된 (곱해진) 형태로 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 설명의 편의를 위해, PUCCH 포맷 2 또는 새로운 PUCCH 포맷(예를 들어, E-PUCCH format)을 사용하는 채널 코딩 기반의 복수 ACK/NACK 전송 방식을 “멀티 비트 ACK/NACK 코딩(multi-bit ACK/NACK coding) 전송 방법"이라 정의한다.
멀티 비트 ACK/NACK 코딩 전송 방법은 복수 DL CC들 상에서 전송되는 PDSCH신호들에 대한 ACK/NACK 또는 DTX 정보 (PDCCH를 수신/검출하지 못함을 의미)들을 채널 코딩하여 생성된 ACK/NACK 코드 블록들을 전송하는 방법을 의미한다.
예를 들어, 단말이 어떤 DL CC에서 SU-MIMO모드로 동작하여 2개의 코드워드(CW: Codeword)를 수신한다면, 해당 DL CC에 대해 CW 별로 ACK/ACK, ACK/NACK, NACK/ACK, NACK/NACK 등의 총 4개의 피드백 상태 또는 DTX까지 포함하여 최대 5개의 피드백 상태를 가질 수 있다. 또한, 만약 단말이 단일 CW를 수신한다면 ACK, NACK 및/또는 DTX의 최대 3개 상태들을 가질 수 있다. 만약, NACK을 DTX와 동일하게 처리한다면 ACK, NACK/DTX의 총 2개의 상태를 가질 수 있다.
따라서 단말에 최대 5개의 DL CC가 구성되고, 단말이 모든 DL CC에서 SU-MIMO 모드로 동작한다면 최대 55개의 전송 가능한 피드백 상태를 가질 수 있다. 이때, 55개의 피드백 상태를 표현하기 위한 ACK/NACK 페이로드의 크기는 총 12 비트가 필요할 수 있다. 만약, DTX를 NACK과 동일하게 처리한다면 피드백 상태 수는 45개가 되고, 이를 표현하기 위한 ACK/NACK 페이로드 사이즈는 총 10비트가 필요하다.
LTE TDD 시스템에 적용되는 ACK/NACK 다중화(즉, ACK/NACK 선택) 방법에서는, 기본적으로 각 UE에 대한 PUCCH 자원 확보를 위해 각 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH에 대응되는 (i.e. 최소 CCE 인덱스와 링크되어있는) 묵시적 PUCCH 자원을 ACK/NACK 전송에 사용하는 묵시적 ACK/NACK 선택 방식이 사용되고 있다.
한편, LTE-A FDD 시스템에서는 UE 특정(UE-specific)하게 설정되는 하나의 특정 UL CC를 통하여 복수의 DL CC를 통해 전송되는 복수의 PDSCH 신호들 대한 복수 ACK/NACK 신호들의 전송을 고려하고 있다. 이를 위해 특정, 일부 또는 모든 DL CC를 스케줄링하는 PDCCH에 링크되어 있는 (즉, 최소 CCE 인덱스 nCCE에 링크되어있는, 또는 nCCE와 nCCE+1에 링크되어있는) 묵시적 PUCCH 자원 혹은 해당 묵시적 PUCCH 자원과 RRC 시그널링을 통해 각 UE에게 미리 할당된 명시적 PUCCH 자원의 조합을 사용하는 “ACK/NACK 선택(ACK/NACK 선택)” 방식들이 고려되고 있다.
한편, LTE-A TDD 시스템에서도 복수의 CC가 결합된 상황을 고려하고 있다. 예를 들어, 복수의 CC가 결합되는 경우, 단말이 복수의 DL 서브프레임들과 복수의 CC들을 통해 전송되는 복수의 PDSCH신호들에 대한 복수의 ACK/NACK 정보/신호들은 PDSCH 신호가 전송되는 복수의 DL 서브프레임에 대응되는 UL 서브프레임에서 특정 CC (i.e. A/N CC)를 통해 전송하는 것을 고려하고 있다.
이때, LTE-A FDD에서와는 달리, UE에게 할당된 모든 CC들을 통해 전송될 수 있는 최대 CW 수에 대응되는 복수 ACK/NACK신호들을, 복수의 DL 서브프레임 모두에 대하여 전송하는 방식(i.e. full ACK/NACK)을 고려하거나, 또는 CW, CC 및 또는 서브프레임 영역에 대해 ACK/NACK 번들링(bundling)을 적용하여 전체 전송 ACK/NACK 수를 줄여서 전송하는 방식(즉, bundled ACK/NACK)을 고려할 수 있다.
이때, CW 번들링의 경우 각 DL 서브프레임에 대해 CC별로 CW에 대한 ACK/NACK 번들링을 적용하는 것을 의미하고, CC 번들링의 경우 각 DL 서브프레임에 대해 모든 또는 일부 CC에 대한 ACK/NACK 번들링을 적용하는 것을 의미한다. 또한, 서브프레임 번들링의 경우 각 CC에 대해 모든 또는 일부 DL 서브프레임에 대한 ACK/NACK 번들링을 적용하는 것을 의미한다.
서브프레임 번들링 방법으로써, DL CC 각각에 대해 수신된 모든 PDSCH 신호 또는 DL 그랜트 PDCCH에 대하여 CC별 총 ACK 개수 (또는, 일부 ACK 개수)를 알려주는 ACK 카운터(ACK-counter) 방식이 고려될 수 있다. 이때, UE별 ACK/NACK 페이로드, 즉 각 단말 별로 설정된 모든 또는 번들링된 ACK/NACK 전송을 위한 ACK/NACK 페이로드의 사이즈에 따라 다중 비트 ACK/NACK 코딩 방식 또는 ACK/NACK 선택 방식 기반의 ACK/NACK 전송 기법을 변경 가능하게(configurable) 적용할 수 있다.
2.5 물리 상향링크 제어채널 송수신 과정
이동 통신 시스템은 한 셀/섹터에 하나의 기지국이 다수의 단말기와 무선 채널 환경을 통하여 데이터를 송수신한다. 다중 반송파 및 이와 유사한 형태로 운영되는 시스템에서 기지국은 유선 인터넷 망으로부터 패킷 트래픽을 수신하고, 수신된 패킷 트래픽을 정해진 통신 방식을 이용하여 각 단말기로 송신한다. 이때 기지국이 어느 타이밍에 어떤 주파수 영역을 사용해서 어떤 단말기에게 데이터를 전송할 것인가를 결정하는 것이 하향 링크 스케줄링이다. 또한 정해진 형태의 통신 방식을 사용하여 단말기로부터 송신된 데이터를 수신 복조하여 유선 인터넷망으로 패킷 트래픽을 전송한다. 기지국이 어느 타이밍에 어떤 주파수 대역을 이용하여 어느 단말기에게 상향 링크 데이터를 전송할 수 있도록 할 것인가를 결정하는 것이 상향 링크 스케줄링이다. 일반적으로 채널 상태가 좋은 단말이 보다 많은 시간과 많은 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
다중 반송파 및 이와 유사한 형태로 운영되는 시스템에서의 자원은 크게 시간과 주파수 영역으로 나눌 수 있다. 이 자원은 다시 자원 블록(RB: Resource Block)으로 정의될 수 있는데, 이는 임의의 N 개의 부 반송파와 임의의 M 개의 서브프레임 또는 정해진 시간 단위로 이루어 진다. 이 때, N 과 M은 1이 될 수 있다. 도 17은 시간-주파수 단위의 자원 블록이 구성되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 17에서 하나의 사각형은 하나의 자원 블록을 의미하며, 하나의 자원 블록은 여러 개의 부 반송파를 한 축으로 하고, 정해진 시간 단위(예를 들어, 슬롯 또는 서브프레임)를 다른 축으로 하여 이루어진다.
하향링크에서 기지국은 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 단말에게 1개 이상의 자원 블록을 스케줄링 하고, 기지국은 이 단말에게 할당된 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송한다. 상향 링크에서는 기지국이 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 단말에게 1개 이상의 자원 블록을 스케줄링하고, 단말기는 할당된 자원을 이용하여 상향 링크로 데이터를 전송하게 된다.
스케줄링 이후 데이터가 송수신된 이후, 데이터가 송수신되는 (서브)프레임을 잃어 버렸거나 손상된 경우의 오류제어 방법으로는 자동재전송요청(ARQ: Automatic Repeat request) 방식과 좀더 발전된 형태의 하이브리드 자동재전송요청(HARQ: Hybrid ARQ) 방식이 있다.
ARQ방식은 기본적으로 한 개 (서브)프레임 전송 후에 확인 메시지 (ACK)가 오기를 기다리고, 수신 측에서는 제대로 받는 경우만 확인 메시지(ACK)를 보내며, 상기 (서브)프레임에 오류가 생긴 경우에는 NAK(negative-ACK) 메시지를 보내고, 오류가 생긴 수신 프레임은 수신단 버퍼에서 그 정보를 삭제한다. 송신 측에서 ACK 신호를 받았을 때에는 그 이후 (서브)프레임을 전송하지만, NAK 메시지를 받았을 때에는 해당 (서브)프레임을 재전송하게 된다. ARQ 방식과는 달리 HARQ 방식은 수신된 프레임을 복조할 수 없는 경우에, 수신단에서는 송신단으로 NAK 메세지를 전송하지만, 이미 수신한 프레임은 일정 시간 동안 버퍼에 저장하여, 그 프레임이 재전송되었을 때 기 수신한 프레임과 컴바이닝하여 수신 성공률을 높이는 방식이다.
최근에는 기본적인 ARQ 방식보다는 더 효율적인 HARQ 방식이 더 널리 사용되고 있다. 이러한 HARQ 방식에도 여러 가지 종류가 있다. 예를 들어, 재전송하는 타이밍에 따라 동기식(synchronous) HARQ 방식과 비동기식(asynchronous) HARQ로 나눌 수 있고, 재전송 시 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는 지의 여부에 따라 채널 적응적(channel-adaptive) HARQ 방식과 채널 비적응적(channel-non-adaptive) HARQ 방식으로 나눌 수 있다.
동기식 HARQ방식은 초기 전송이 실패했을 경우, 이후의 재전송이 시스템에 의해 정해진 타이밍에 이루어지는 방식이다. 예를 들어, 재전송이 이루어지는 타이밍은 초기 전송 실패 후에 매 4번째 시간 단위에 이루어 진다고 가정하면, 이는 기지국과 단말기 사이에 이미 약속이 이루어져 있기 때문에 추가로 이 타이밍에 대해 알려줄 필요는 없다. 다만, 데이터 송신 측에서 NAK 메시지를 받았다면, ACK 메시지를 받기까지 매 4번째 시간 단위에 프레임을 재전송하게 된다.
반면, 비동기식 HARQ 방식은 재전송 타이밍이 새로이 스케줄링 되거나 추가적인 시그널링을 통해 이루어질 수 있다. 이전에 실패했던 프레임에 대한 재전송이 이루어지는 타이밍은 채널 상태 등의 여러 요인에 의해 가변될 수 있다.
채널 비적응적 HARQ 방식은 재전송시 스케줄링 정보(예를 들어, 프레임의 변조방식이나 이용하는 자원 블록의 수, AMC(Adaptive Modulation and Coding) 등)가 초기 전송 시 정해진 대로 이루어지는 방식이다. 이와 달리 채널 적응적 HARQ 방식은 이러한 스케줄링 정보가 채널의 상태에 따라 가변 되는 방식이다.
예를 들어, 송신 측에서 초기 전송 시 6개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송했고, 이후 재전송 시에도 동일하게 6개의 자원 블록을 이용하여 재전송하는 것이 채널 비적응적 HARQ 방식이다. 반면, 초기에는 6개를 이용하여 전송이 이루어 졌다 하여도 이후에 채널 상태에 따라서는 6개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송을 하는 방식이 채널 적응적 HARQ방식이다.
이러한 분류에 의해 각각 네 가지의 HARQ의 조합이 이루어 질 수 있으나, 주로 사용되는 HARQ 방식으로는 비동기식 및 채널 적응적 HARQ 방식과 동기식 및 채널비적응적 HARQ 방식이 있다. 비동기식 및 채널적응적 HARQ 방식은 재전송 타이밍과 사용하는 자원의 양을 채널의 상태에 따라 적응적으로 달리함으로써 재전송 효율을 극대화 시킬 수 있으나, 오버헤드가 커지는 단점이 있어서 상향링크를 위해서는 일반적으로 고려되지 않는다. 한편, 동기식 및 채널비적응적 HARQ 방식은 재전송을 위한 타이밍과 자원할당이 시스템 내에서 약속되어 있기 때문에 이를 위한 오버헤드가 거의 없는 것이 장점이지만, 변화가 심한 채널 상태에서 사용될 경우 재전송 효율이 매우 낮아지는 단점이 있다.
이러한 점을 고려하여, 현재 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크의 경우 비동기식 HARQ 방식이 사용되고 있고, 상향링크의 경우 동기식 HARQ 방식이 사용되고 있다.
도 18은 비동기식 HARQ 방식의 자원할당 및 재전송 방식의 일례를 나타내는 도면이다.
기지국에서 하향링크로 스케줄링 정보를 전송한 뒤 단말로부터의 ACK/NAK의 정보가 수신되고 다시 다음 데이터가 전송될 때까지는 도 18과 같이 시간 지연이 발생한다. 이는 채널 전파 지연(Channel propagation delay)과 데이터 디코딩 및 데이터 인코딩에 걸리는 시간으로 인해 발생하는 지연이다.
이러한 지연 구간 동안의 공백 없는 데이터 전송을 위하여 독립적인 HARQ 프로세스를 사용하여 전송하는 방법이 사용되고 있다. 예를 들어, 처음 데이터 전송과 다음 데이터 전송까지의 최단 주기가 7 서브프레임이라면, 7개의 독립적인 HARQ 프로세스를 설정함으로써 공백 없이 데이터 전송을 할 수 있다. LTE/LTE-A 시스템에서는 MIMO로 동작하지 않을 경우 하나의 단말에 최대 8개의 HARQ 프로세스가 할당될 수 있다.
2.6 CA 환경 기반의 CoMP 동작
이하에서는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 협력적 다중 포인트(CoMP: Cooperative Multi-Point) 전송 동작에 대해서 설명한다.
LTE-A 시스템에서 LTE에서의 CA(carrier aggregation) 기능을 이용하여 CoMP 전송을 구현할 수 있다. 도 19는 CA 환경을 기반으로 동작하는 CoMP 시스템의 개념도이다.
도 19에서, P셀로 동작하는 캐리어와 S셀로 동작하는 캐리어는 주파수 축으로 동일한 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 지리적으로 떨어진 두 eNB에 각각 할당된 경우를 가정한다. 이때, UE1의 서빙 eNB를 P셀로 할당하고, 많은 간섭을 주는 인접셀을 S셀로 할당할 수 있다. 즉, 하나의 단말에 대해서 P셀의 기지국과 S셀의 기지국이 서로 JT(Joint Transmission), CS/CB 및 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 등 다양한 DL/UL CoMP 동작을 수행할 수 있다.
도 19는 하나의 단말(e.g., UE1)에 대해 두 개의 eNB들이 관리하는 셀들을 각각 P셀과 S셀로써 결합하는 경우에 대한 예시를 나타낸다. 다만, 다른 예로서 3개 이상의 셀이 결합될 수 있다. 예를 들어, 세 개 이상의 셀들 중 일부 셀들은 동일 주파수 대역에서 하나의 단말에 대해 CoMP 동작을 수행하고, 다른 셀들은 다른 주파수 대역에서 단순 CA 동작을 하도록 구성되는 것도 가능하다. 이때, P셀은 반드시 CoMP 동작에 참여할 필요는 없다.
2.7 참조신호(RS: Reference Signal)
이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 참조신호들에 대해서 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 UE-특정 참조 신호(UE-RS)이 할당된 서브프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 해당 서브프레임은 정규 CP를 갖는 정규 하향링크 서브프레임의 자원블록 쌍 내 RE들 중 UE-RS에 의해 점유되는 RE들을 예시한 것이다.
UE-RS는 PDSCH 신호의 전송을 위해 지원되며 안테나 포트(들)은 p = 5, p = 7, p = 8 혹은 p = 7,8,...,υ+6 (여기서, υ는 상기 PDSCH의 전송을 위해 사용되는 레이어의 개수)가 될 수 있다. UE-RS는 PDSCH 전송이 해당 안테나 포트와 연관되면 존재하고, PDSCH 신호의 복조(demodulation)를 위해서만 유효한(valid) 참조 신호이다.
UE-RS는 해당 PDSCH 신호가 맵핑된 RB들 상에서만 전송된다. 즉, UE-RS는 PDSCH의 존재 유무와 관계없이 매 서브프레임마다 전송되도록 설정된 CRS(Cell specific Reference Signal)와 달리, PDSCH가 스케줄링된 서브프레임에서 PDSCH가 맵핑된 RB(들)에서만 전송되도록 설정된다. 또한, UE-RS는 PDSCH의 레이어의 개수와 관계없이 모든 안테나 포트(들)을 통해 전송되는 CRS와 달리, PDSCH의 레이어(들)에 각각 대응하는 안테나 포트(들)을 통해서만 전송된다. 따라서 UE-RS를 사용하면, CRS에 비해 RS의 오버헤드가 감소될 수 있다. CRS 및 UE-RS 등에 대한 자세한 설명은 3GPP LTE-A 시스템의 TS 36.211 및 36.213 규격을 참조할 수 있다.
3GPP LTE-A 시스템에서 UE-RS는 PRB 쌍에서 정의된다. 도 19를 참조하면, p = 7, p = 8 혹은 p = 7,8,...,υ+6에 대해, 해당 PDSCH 전송을 위해 할당(assign)된 주파수-도메인 인덱스 nPRB를 갖는 PRB에서, UE-RS 시퀀스의 일부가 특정 서브프레임에서 복소 변조 심볼들에 맵핑된다.
UE-RS는 PDSCH의 레이어(들)에 각각 대응하는 안테나 포트(들)을 통해 전송된다. 즉, UE-RS 포트의 개수는 PDSCH의 전송 랭크에 비례함을 알 수 있다. 한편 레이어의 개수가 1 또는 2인 경우에는 RB쌍 별로 12개의 RE들이 UE-RS 전송에 사용되며, 레이어의 개수가 2보다 많은 경우에는 RB쌍 별로 24개의 RE들이 UE-RS 전송에 사용된다. 또한 UE 혹은 셀에 관계없이 RB 쌍에서 UE-RS에 의해 점유된 RE(즉, UE-RS RE)들의 위치는 UE-RS 포트 별로 동일하다.
결국 특정 서브프레임에서 특정 UE를 위한 PDSCH가 맵핑된 RB에서는 DM-RS RE의 개수는 동일하다. 다만 동일 서브프레임에 서로 다른 UE에게 할당된 RB들에서는 전송되는 레이어의 개수에 따라 해당 RB들에 포함된 DM-RS RE의 개수는 달라질 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 UE-RS는 DM-RS와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
2.8 Enhanced PDCCH (EPDCCH)
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 복수의 콤퍼넌트 캐리어(CC: Component Carrier = (serving) cell)에 대한 결합 상황에서의 크로스 캐리어 스케줄링(CCS: Cross Carrier Scheduling) 동작을 정의하면, 하나의 스케줄되는 CC (i.e. scheduled CC)는 다른 하나의 스케줄링 CC (i.e. scheduling CC)로부터만 DL/UL 스케줄링을 받을 수 있도록 (즉, 해당 scheduled CC에 대한 DL/UL grant PDCCH를 수신할 수 있도록) 미리 설정될 수 있다. 이때, 스케줄링 CC는 기본적으로 자기 자신에 대한 DL/UL 스케줄링을 수행할 수 있다. 다시 말해, 상기 CCS 관계에 있는 스케줄링/스케줄되는 CC를 스케줄하는 PDCCH에 대한 서치 스페이스(SS: Search Space)는 모든 스케줄링 CC의 제어채널 영역에 존재할 수 있다.
한편, LTE 시스템에서 FDD DL 캐리어 또는 TDD DL 서브프레임들은 각 서브프레임의 첫 n개(n<=4)의 OFDM 심볼을 각종 제어 정보 전송을 위한 물리 채널인 PDCCH, PHICH 및 PCFICH 등의 전송에 사용하고 나머지 OFDM 심볼들을 PDSCH 전송에 사용하도록 구성된다. 이때, 각 서브프레임에서 제어채널 전송에 사용하는 OFDM 심볼의 개수는 PCFICH 등의 물리 채널을 통해 동적으로 또는 RRC 시그널링을 통한 반 정적인 방식으로 단말에게 전달될 수 있다.
한편, LTE/LTE-A 시스템에서는 DL/UL 스케줄링 및 각종 제어 정보를 전송하기 위한 물리채널인 PDCCH는 제한된 OFDM 심볼들을 통해서 전송되는 등의 한계가 있으므로 PDCCH와 같이 PDSCH와 분리된 OFDM 심볼을 통해 전송되는 제어 채널 대신에 PDSCH와 FDM/TDM 방식으로 조금 더 자유롭게 다중화되는 확장된 PDCCH(i.e. E-PDCCH)를 도입할 수 있다. 도 21은 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 레가시 PDCCH(Legacy PDCCH), PDSCH 및 E-PDCCH가 다중화되는 일례를 나타내는 도면이다.
3. LTE-U 시스템
3.1 LTE-U 시스템 구성
이하에서는 면허 대역(Licensed Band)인 LTE-A 대역과 비면허 대역(Unlicensed Band)의 반송파 결합 환경에서 데이터를 송수신하는 방법들에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시예들에서 LTE-U 시스템은 이러한 면허 대역과 비면허 대역의 CA 상황을 지원하는 LTE 시스템을 의미한다. 비면허 대역은 와이파이(WiFi) 대역 또는 블루투스(BT) 대역 등이 이용될 수 있다.
도 22는 LTE-U 시스템에서 지원하는 CA 환경의 일례를 나타내는 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서, UE가 두 개의 요소 반송파(CC: Component Carrier)를 이용하여 면허 대역과 비면허 대역 각각에서 무선 통신을 수행 하도록 설정된 상황을 가정한다. 물론, UE에 세 개 이상의 CC들이 구성된 경우에도 이하 설명하는 방법들이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 면허 대역의 반송파(LCC: Licensed CC)는 주요소 반송파(Primary CC: PCC 또는 P셀로 부를 수 있음)이고, 비 면허 대역의 반송파(Unlicensed CC: UCC)는 부요소 반송파(Secondary CC: SCC 또는 S셀로 부를 수 있음)인 경우를 가정한다. 다만, 본 발명의 실시예들은 다수 개의 면허 대역과 다수 개의 비면허 대역들이 캐리어 결합 방식으로 이용되는 상황에도 확장 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 제안 방식들은 3GPP LTE 시스템뿐만 아니라 다른 특성의 시스템 상에서도 확장 적용이 가능하다.
도 22에서는 하나의 기지국에서 면허 대역과 비면허 대역을 모두 지원하는 경우를 나타내었다. 즉, 단말은 면허 대역인 PCC를 통해 제어 정보 및 데이터를 송수신할 수 있고, 또한 비면허 대역인 SCC를 통해 제어 정보 및 데이터를 송수신할 수 있다. 그러나, 도 22에 도시된 상황은 하나의 일례이며, 하나의 단말이 다수 개의 기지국과 접속하는 CA 환경에도 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
예를 들어, 단말은 매크로 기지국(M-eNB: Macro eNB)과 P셀을 구성하고, 스몰 기지국(S-eNB: Small eNB)과 S셀을 구성할 수 있다. 이때, 매크로 기지국과 스몰 기지국은 백홀 망을 통해 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 비면허 대역은 경쟁 기반의 임의 접속 방식으로 동작될 수 있다. 이때, 비면허 대역을 지원하는 eNB는 데이터 송수신 전에 먼저 케리어 센싱(CS: Carrier Sensing) 과정을 수행할 수 있다. CS 과정은 해당 대역이 다른 개체에 의해 점유되어 있는지 여부를 판단하는 과정이다.
예를 들어, S셀의 기지국(eNB)은 현재 채널이 사용중인 비지(busy) 상태인지 또는 사용하지 않는 유휴(idle) 상태인지를 체크한다. 만약, 해당 대역이 유휴 상태라고 판단되면, 기지국은 크로스 캐리어 스케줄링 방식인 경우 P셀의 (E)PDCCH를 통해 또는 셀프 스케줄링 방식인 경우 S셀의 PDCCH를 통해 스케줄링 그랜트(scheduling grant)를 단말에 전송하여 자원을 할당하고, 데이터 송수신을 시도할 수 있다.
이때, 기지국은 M개의 연속된 서브프레임으로 구성된 전송 기회(TxOP: Transmission OPportunity) 구간을 설정할 수 있다. 여기서, M값 및 M개의 서브프레임의 용도를 사전에 기지국이 단말에게 P셀을 통해 상위 계층 시그널이나 물리 제어채널 또는 물리 데이터 채널을 통해 알려줄 수 있다. M개의 서브프레임으로 구성된 TxOP 구간은 예약된 자원 구간(RRP: Reserved Resource Period)으로 불릴 수 있다.
3.2 캐리어 센싱 과정
본 발명의 실시예들에서 CS 과정은 CCA(Clear Channel Assessment) 과정 또는 채널 접속 과정(Channel Access Procedure)이라 불릴 수 있으며, 기설정된 또는 상위 계층 신호를 통해 설정된 CCA 임계값을 기준으로 해당 채널이 비지(busy) 또는 유휴(idle) 상태로 판단될 수 있다. 예를 들어, 비면허대역인 S셀에서 CCA 임계값보다 높은 에너지가 검출되면 비지 아니면 유휴라고 판단될 수 있다. 이때, 채널 상태가 유휴로 판단되면, 기지국은 S셀에서 신호 전송을 시작할 수 있다. 이러한 일련의 과정은 LBT(Listen-Before-Talk)이라고 명명될 수 있다.
도 23은 LBT 과정 중 하나인 FBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
유럽의 ETSI 규정(regulation; EN 301 893 V1.7.1)에서는 FBE(Frame Based Equipment)와 LBE(Load Based Equipment)로 명명되는 2가지의 LBT 동작을 예시하고 있다. FBE는 통신 노드가 채널 접속(channel access)에 에 성공했을 때 송신을 지속할 수 있는 시간을 의미하는 채널 점유 시간(Channel Occupancy Time; e.g., 1~10ms)과 채널 점유 시간의 최소 5%에 해당되는 유휴 기간(Idle Period)이 하나의 고정 프레임(Fixed Frame)을 구성하며, CCA는 유휴 기간 내 끝 부분에 CCA 슬롯(최소 20μs) 동안 채널을 관측하는 동작으로 정의된다.
이때, 통신 노드는 고정 프레임 단위로 주기적으로 CCA를 수행한다. 만약, 채널이 비점유(Unoccupied) 상태인 경우에 통신 노드는 채널 점유 시간 동안 데이터를 송신하고, 채널이 점유 상태인 경우에는 전송을 보류하고 다음 주기의 CCA 슬롯까지 기다린다.
도 24는 FBE 동작을 블록 다이어그램으로 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, S셀을 관리하는 통신노드(즉, 기지국)는 CCA 슬롯 동안 CCA 과정을 수행한다. 만약, 채널이 유휴 상태이면 통신 노드는 데이터 전송(Tx)을 수행하고, 채널이 비지 상태이면 고정 프레임 기간에서 CCA 슬롯을 뺀 시간 만큼 대기한 후 다시 CCA 과정을 수행한다.
통신 노드는 채널 점유 시간동안 데이터 전송을 수행하고, 데이터 전송이 끝나면, 유휴 기간에서 CCA 슬롯을 뺀 시간만큼 대기한 후 다시 CCA 과정을 수행한다. 만약, 통신 노드가 채널이 유휴 상태이나 전송할 데이터가 없는 경우에는 고정 프레임 기간에서 CCA 슬롯을 뺀 시간만큼 대기한 후 다시 CCA 과정을 수행한다.
도 25는 LBT 과정 중 하나인 LBE 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 25(a)를 참조하면 통신 노드는 LBE 동작을 수행하기 위해 먼저 q∈{4, 5, … , 32}의 값을 설정한 후 1개 CCA 슬롯에 대한 CCA를 수행한다.
도 25(b)는 LBE 동작을 블록 다이어그램으로 나타낸 도면이다. 도 25(b)를 참조하여 LBE 동작에 대해서 설명한다.
통신 노드는 CCA 슬롯에서 CCA 과정을 수행할 수 있다. 만약, 첫 번째 CCA 슬롯에서 채널이 비점유 상태이면, 통신 노드는 최대 (13/32)q ms 길이의 시간을 확보하여 데이터를 송신할 수 있다.
그러나, 첫 번째 CCA 슬롯에서 채널이 점유 상태이면, 통신 노드는 임의로 (i.e., randomly) N∈{1, 2, … , q}의 값을 골라 카운터 값을 초기값으로 설정 및 저장하고, 이후 CCA 슬롯 단위로 채널 상태를 센싱하면서 특정 CCA 슬롯에서 채널이 비점유 상태이면 앞서 설정한 카운터 값을 1개씩 줄여나간다. 카운터 값이 0이 되면, 통신 노드는 최대 (13/32)q ms 길이의 시간을 확보하여 데이터를 송신할 수 있다.
4. 경쟁 윈도우 크기(CWS) 갱신 방법
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예들은 앞서 설명한 1절 내지 3절 내용이 적용될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 정의되지 않는 동작, 기능, 용어들은 1절 내지 3절 내용을 기반하여 수행되고 설명될 수 있다.
비면허 대역에서 동작하는 WiFi 시스템은 노드 간 충돌을 피하기 위해 이진 지수 백오프(binary exponential backoff) 알고리즘을 사용한다. 본 발명의 실시예들에서 기지국 및/또는 단말이 백오프 카운터(Backoff counter) 값을 뽑는 범위를 경쟁 윈도우(CW: Contention Window)라 부른다. 경쟁 윈도우 크기(CWS: Contention Window Size)에 최소값(CWmin)과 최대값(CWmax)이 정의될 때, 전송 노드는 우선 0부터 CWmin-1 사이에서 임의의 정수값(e.g., 3)을 하나 선택한다. 전송 노드는 CCA(또는, CS, LBT 등)를 수행하고, CCA 결과 해당 채널이 유휴 상태라고 판단되는 슬롯의 개수가 3개가 되면 전송을 개시할 수 있다.
이때, 전송 노드는 해당 전송에 대한 ACK을 수신하지 못하면 충돌이 발생한 것으로 간주하고, 충돌 확률을 줄이기 위해 CWS를 2배 증가시킨다. 따라서 다시 전송을 시도할 때는 0부터 CWmin*2?1 사이의 임의의 정수값을 다시 하나 선택하여, 선택한 정수값만큼 백오프를 시도한다. 만약, ACK 수신에 또 다시 실패한다면 전송 노드는 다시 CWS를 2배 증가시킨 0부터 CWmin*4?1 사이에서 임의의 정수값을 다시 하나 선택하여 백오프를 시도한다. 전송 노드는 CWmax값이 CWmin*4 보다 작다면 0부터 CWmax?1 사이의 임의의 정수값을 하나 선택한다.
비면허 대역에서 동작하는 LTE 전송 노드 역시 임의의 정수값을 뽑고 해당 정수값에 해당하는 개수만큼의 유휴 서브프레임 또는 유휴 슬롯이 존재하면 전송을 시도하는 백오프 알고리즘을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 비면허 대역에서 WiFi 노드와 동시에 전송을 시도할 수 있고, LTE 전송 노드와 WiFi 노드 간에도 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 충돌로 인해 WiFi 노드는 CWS를 두 배로 증가시키므로, WiFi 시스템과의 공평한 공존을 위해서는 LTE 전송 노드 역시 CWS를 고정시키지 않고 증가시키는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 실시예들에서는 CWS를 조정 및/또는 갱신하는 트리거링 이벤트(triggering event)를 제안하고, 변화된 CWS를 적용시키는 방법들에 대해서 상세히 설명한다.
4.1 CWS 조정 방법
WiFi 시스템과 마찬가지로 LTE 노드가 전송을 시도한 이후, ACK을 수신하지 않으면 CWS를 K1배(예를 들어, 2배) 또는 L1(linear scale) 만큼 증가시킬 수 있다. 또는, LTE 노드가 전송한 전송에 대해 ACK을 수신했다면 CWS를 초기값으로 설정하거나, ACK을 수신했다면 K2배(예를 들어, 1/2배) 또는 L2만큼 감소시킬 수 있다.
하지만 도 26과 같이 LTE 시스템에서 DL 신호(DL signal)에 대한 ACK/NACK 신호 등은 UE가 DL 신호를 수신한 시점에서 적어도 4ms 이후에 전송한다는 점에서 WiFi 시스템과 큰 차이가 있다. 왜냐하면, WiFi 시스템에서는 DL 신호를 수신한 바로 다음 전송 기회에 ACK/NACK 신호를 전송하기 때문이다. 도 26은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크 전송에 대한 ACK/NACK 신호가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예들에서, LTE 노드는 eNB 및/또는 UE를 포함하는 명칭이다.
도 26과 같이 eNB가 서브프레임(SF: SubFrame) #N부터 5ms 동안 연속해서 TX 버스트(또는, TxOP)를 구성하여 DL 신호를 전송한 상황을 가정한다. eNB가 SF #N+4까지 전송을 마치고, SF #N+5부터 다시 TX 버스트를 시작하기 위한 백오프 알고리즘을 수행할 수 있다.
이때, eNB가 참고할 수 있는 ACK/NACK 정보는 SF #N 시점에 전송한 DL 신호에 대한 ACK/NACK 정보이다. 즉, 전송 노드는 가장 최신 전송 SF인 SF #N+4에 대한 성공 및/또는 실패 여부는 알지 못한 채, 최소 5ms 이전에 전송했던 DL 신호에 대한 ACK/NACK 신호를 기반으로 CWS를 조절해야 한다. 따라서, WiFi 시스템과 같이 TX 버스트 시작 직전 수신한 ACK/NACK 기반의 CWS 조절은 LTE 시스템에 적합하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 면허 대역과 비면허 대역을 지원하는 시스템들의 기술상 차이점을 고려하여 CWS를 증가시키거나 감소시키는 방법들에 대해 제안한다.
본 발명의 실시예들에서 CWS를 증가시킨다는 것은 CWS를 K1배 혹은 L1만큼 증가시킨 다는 것을 의미하고, CWS를 감소시킨다는 것은 CWS를 초기화 하거나 K2배 혹은 L2만큼 감소시킨 다는 것을 의미한다.
이때, “TX 버스트 시작 직전 수신한 ACK/NACK 기반의 CWS 조절”은 구체적으로 다음과 같은 동작을 의미할 수 있다.
임의의 시점 t에서의 CWS를 업데이트를 위해서는 t 시점에서 N_latest 서브프레임 이전의 서브프레임들에서 수신한 ACK/NACK(s) 중 가장 가까운 N_sf 서브프레임(들)에서 수신한 ACK/NACK(s) 신호를 사용할 수 있다.
또는 임의의 시점 t에서의 CWS 업데이트를 위해서는 t 시점에서 N_latest 서브프레임 이전의 서브프레임들에 대하여 수신한 ACK/NACK(s) 중 가장 가까운 N_sf 서브프레임(들)에 대하여 수신한 ACK/NACK(s) 사용할 수 있다.
이때, N_sf=1일 수 있고, N_latest는 네트워크에 고정된 값, 기설정된 값 또는 eNB가 ACK/NACK 디코딩 및 CWS를 갱신하는 능력에 기반하여 동적으로 선택될 수 있다. 위와 같이 임의의 시점 t에서의 CWS 업데이트를 하기 위한 유효한 ACK/NACK 이 최소 N_latest 서브프레임 이전이라는 조건은 이하 설명할 본 발명의 다른 실시예들에도 적용 가능하다.
예를 들어, 하기 4.1.1절에서와 같이 TX 버스트 상의 첫 SF에 대한 ACK/NACK 정보를 활용하고자 할 때, 해당 첫 SF은 t 시점으로부터 최소한 N_latest 서브프레임 이전에 전송된 SF일 수 있다. 다른 예로, 특정 개수의 과거 TX 버스트상의 ACK/NACK 정보가 활용될 경우에, t 시점으로부터 최소한 N_latest 서브프레임 이전에 전송된 TX 버스트 상의 ACK/NACK 정보만을 유효하다고 간주할 수 있다.
또한, 이하 설명할 실시예들과 같이 서로 다른 타입(또는, 우선순위 클래스(priority class))의 신호에 따라(예를 들어, 서비스 요구(service requirement)가 다른 UE별, 서비스 요구가 다른 HARQ 프로세스 별, QoS 클래스 별, DL 채널 별 신호 등) LBT 파라미터들(예를 들어, CS 파라미터들 또는 CCA 파라미터들)이 설정될 수 있다. 이때, 우선순위 클래스 별로 가장 가까운 N_sf 서브프레임의 위치는 다르게 결정될 수 있다.
4.1.1 기준 서브프레임 기반의 HARQ-ACK 정보 활용 방법
LTE 전송 노드는 TX 버스트 상에 설정되는 기준 SF(예를 들어, 첫 번째 SF)에 대한 ACK/NACK 정보(즉, HARQ-ACK 정보)를 CWS 갱신에 활용할 수 있다.
예를 들어, 도 26에서는 5개의 SF이 하나의 Tx 버스트를 구성하고, 기지국(eNB)에서 Tx 버스트 동안 DL 신호를 단말에 전송할 수 있다. 이때, 단말은 수신한 DL 신호에 대해서 4 SF 이후에 ACK/NACK 정보를 기지국에 피드백하는 것을 가정한다.
이때, 해당 Tx 버스트의 첫 번째 서브프레임(즉, 시작 SF)인 SF #N에 대한 ACK/NACK 정보는 SF #N+4 시점에 수신한 ACK/NACK 정보이다. 기지국은 첫 번째 서브프레임 SF#N의 DL 신호에 대해 SF #N+4에서 수신한 ACK/NACK 정보를 활용하여 CWS를 조절할 수 있다. 즉, 기지국은 TX 버스트 상 첫 SF에 대한 ACK 신호를 수신하지 않으면 CWS를 증가시키고, ACK 신호를 수신했다면 CWS를 감소시킬 수 있다. 즉, 첫 번째 SF이 CWS 조절을 위한 기준 서브프레임이 될 수 있다. 왜냐하면, LTE 시스템의 특성상 DL 신호 수신 후 일정 SF 이후에 ACK/NACK이 전송되므로 새로운 Tx 버스트를 설정하기 직전의 SF에 대한 ACK/NACK 정보를 활용하기 어려울 수 있기 때문이다.
하지만 이러한 방법은 TX 버스트의 길이가 5ms 이상 연속된 TX 버스트의 전송 시에만, 직전 TX 버스트의 ACK/NACK 정보를 활용할 수 있다. 다만, N_sf=1 및 N_latest 값 설정에 따라 5ms 이하의 TX 버스트라고 할 지라도 이전 TX 버스트의 ACK/NACK 정보를 활용하여 CWS 업데이트에 활용할 수 있다.
이때, 우선순위 클래스 별로 TX 버스트 상 첫 서브프레임의 위치는 다를 수 있다. 예를 들어, 우선순위 클래스 1의 경우 해당 TX 버스트 상의 첫 번째 SF 부터 전송이 개시되지만, 우선순위 클래스 2의 경우 해당 TX 버스트 상의 두 번째 SF 부터 전송이 개시된다고 가정한다. 이때, CWS 조절을 위한 ACK/NACK 정보가 활용되는 SF은 우선순위 클래스 1의 경우 첫 번째 SF, 우선순위 클래스 2의 경우 두 번째 SF 이 될 수 있다.
예를 들어, 기지국이 채널 접속 우선순위 클래스 p와 관련된 전송들을 채널 상에서 전송하면, 기지국은 그러한 전송들을 위한 경쟁 윈도우 값 CWp 를 유지하거나 조정할 수 있다. 먼저, 기지국은 각 우선순위 클래스 p (p∈{1, 2, 3, 4})에 대해서 CWS의 초기값으로 CWp = CWmin,p로 설정할 수 있다. 만약, 참조 서브프레임 k에서 PDSCH 전송(들)에 상응하는 HARQ-ACK 값들이 NACK으로 결정되는 확률(Z)이 적어도 80%가 되는 경우에, 각 우선순위 클래스 p에 대한 CWp를 더 높이 허용된 값으로 증가시키고, 그렇지 않은 경우에는 각 우선순위 클래스에 대해 초기값으로 재설정한다. 이때, 참조 서브프레임 k는 기지국이 채널 상에서 가장 최근 전송(즉, Tx 버스트)의 HARQ-ACK 피드백이 유효한 시작 서브프레임이다.
본 실시예의 다른 측면으로서, 기지국은 TX 버스트 상의 마지막 서브프레임에 대한 ACK/NACK 정보만을 CWS 조정에 활용할 수 있다. 즉, 참조 서브프레임으로 Tx 버스트의 첫 번째 서브프레임이 아닌 마지막 서브프레임을 CWS 조정에 활용할 수 있다. 왜냐하면 새로운 Tx 버스트를 설정하기 위해서 최근의 SF에 대한 ACK/NACK 정보를 활용하는 것이 신뢰성이 높을 수 있기 때문이다.
이때, 우선순위 클래스 별로 TX 버스트 상 마지막 SF의 위치는 다를 수 있다. 예를 들어, 우선순위 클래스 1은 해당 TX 버스트 상의 3번째 SF까지 전송되지만, 우선순위 클래스 2는 해당 TX 버스트 상의 4번째 SF까지 전송된다고 가정한다. 이때, ACK/NACK 정보를 활용하는 기준 SF은 우선순위 클래스 1의 경우 3번째 SF, 우선순위 클래스 2의 경우 4번째 SF이 될 수 있다.
4.1.2 확률 기반의 CWS 조정 방법
현재의 간섭 상황과 5ms 이전의 간섭 상황은 다를 수 있으므로, 전송 노드가 TX 버스트 전송을 위한 백오프 알고리즘의 시작 시점에 NACK 정보를 수신했더라도 X1 %의 확률로 CWS를 증가시킬 수 있다. 반대로, TX 버스트 전송을 위한 백오프 알고리즘 시작 시점에 ACK 정보를 수신했더라도 X2 %의 확률로 CWS를 감소시킬 수 있다.
4.1.3 통계 기반의 CWS 조정 방법
LTE 시스템 상 ACK 타임라인(timeline)의 한계로 인해 즉각적인 CWS 조절은 어렵다. 따라서, LTE 전송 노드 또는 LTE 시스템에서는 T ms(또는 T_burst 개의 최근 TX 버스트)에 대한 시간 윈도우(time window)를 설정하고, 해당 시간 윈도우 동안의 평균적인 간섭 상황을 고려하여 CWS를 조절할 수 있다. 예를 들어, LTE 전송 노드는 T ms 동안 NACK 신호의 비율이 Y% 이상인 경우 CWS를 증가시키고, Y% 미만인 경우 CWS를 감소시킬 수 있다.
이와 다른 방법으로, LTE 전송 노드는 시간 윈도우 동안 ACK이 하나라도 있으면 CWS를 감소시키고, 아니면 CWS를 증가시킬 수 있다. 이때, 시간 윈도우는 그 위치가 가변하는 슬라이딩 윈도우로 설정될 수 있고, 독립된 별개 윈도우로 설정될 수 있다.
예를 들어, 시간 윈도우가 별개 윈도우로 설정되고 T=10ms라면, 무선 프레임마다 ACK/NACK 값을 토대로 CWS 갱신이 수행될 수 있다. 만약, 슬라이딩윈도우가 설정되는 경우, 우선순위 클래스 별로 서로 다른 슬라이딩 윈도우가 적용될 수 있다. 예를 들어, T_burst = 1 이고 우선순위 클래스 1은 직전 TX 버스트에서 전송되었고, 우선순위 클래스 2는 직전 TX 버스트에서는 전송되지 않고 직전 두 번째 TX 버스트에서 전송되는 것을 가정한다. 이때, CWS 조절을 위한 슬라이딩 윈도우는 우선순위 클래스 1의 경우는 직전 TX 버스트, 우선순위 클래스 2의 경우는 직전 두 번째 TX 버스트가 될 수 있다.
본 실시예에서 제안한 T_burst 개의 최근 TX 버스트는 구체적으로 CWS를 갱신하는 t 시점으로부터 최소한 N_latest 서브프레임 이전에 전송된 T_burst 개의 TX 버스트를 의미한다. 이때, Tx 버스트 중 일부 SF(즉, R개 이상의 SF, e.g., R=1)이라도 유효한(또는 CWS를 업데이트 하는 용도로 가용한) ACK/NACK 정보가 있는 경우, 해당 Tx 버스트는 T_burst로 카운트 될 수 있다.
예를 들어, T_burst = 1 이고 R = 1 이라면, Tx 버스트를 구성하는 SF들 중 유효한 ACK/NACK 정보를 포함한 SF이 적어도 한 개 이상 존재하는 여러 Tx 버스트가 있을 때, 해당 Tx 버스트들 중 가장 최근 Tx 버스트에 속한 ACK/NACK 정보만이 CWS 갱신에 사용할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 어떤 Tx 버스트의 일부 SF이라도 CWS 갱신에 사용되었다면 해당 Tx 버스트에 해당하는 전체 SF에 대한 ACK/NACK 정보는 더 이상 유효하지 않은 것으로 간주될 수 있다. 다시 말해서, 해당 Tx 버스트에 해당하는 전체 SF에 대한 ACK/NACK 정보는 다음 CWS 갱신 시점에 활용될 수 없도록 설정될 수 있다.
또는, 어떤 Tx 버스트를 구성하는 모든 SF들의 ACK/NACK 정보가 CWS 갱신에 활용된 경우에 한하여 해당 Tx 버스트에 해당하는 전체 SF의 ACK/NACK 정보는 더 이상 유효하지 않은 것으로 간주할 수 있다. 다시 말해서, 어떤 Tx 버스트를 구성하는 SF들 중 일부 SF의 ACK/NACK 만을 CWS 갱신에 활용한다면, 해당 Tx 버스트를 구성하는 모든 SF에 대한 ACK/NACK 정보는 다음 CWS 갱신 시점에서도 여전히 유효하다고 설정될 수 있다.
이와 같은 CWS 갱신 방법은 본 실시예뿐만 아니라, 기존 방법 및 상술한 4.1.1절 및 4.1.2절의 방법들, 이하 설명할 실시예들에 적용될 수 있다. 또한, 특정 개수(예를 들어, Q 개, Q=자연수)의 과거 Tx 버스트들로부터의 ACK/NACK 정보들을 활용하는 방법 등에 대해도 적용될 수 있다.
4.1.4 통계 기반의 CWS 조정 방법-2
4.1.3절에서 설명한 ACK/NACK 통계를 이용하는 방법에 있어서 메모리 및 망각인자(forgetting factor) 등을 활용할 수 있다. 예를 들어, F(N) = ρ*F(N-1)+C(N)과 같은 함수가 정의될 수 있다. 이때, ρ는 1 보다 작은 실수이고, C(N)는 SF #N 시점에 수신한 NACK의 개수에서 유도되는 값을 의미한다. LTE 노드는 F(N) 값이 F_inc 이상이면 CWS를 증가시키고, F_dec 이하이면 CWS를 감소시킬 수 있다.
4.1.5 재전송시 CWS 설정 방법
LTE 노드는 초기 전송과 재전송 여부에 관계없이 일괄적으로 CWS를 갱신할 수 있다. 하지만, HARQ를 지원하는 LTE의 특성 상, 결합 이득(combining gain)으로 인해 재전송 횟수가 증가함에 따라 성공 확률이 증가한다. 즉, WiFi 노드 및 다른 LTE 노드와의 충돌이 발생하는 등 간섭이 크더라도 초기 전송에 비해 재전송은 성공할 확률이 크게 증가하므로, 재전송 시에는 CWS를 증가시키지 않고 최대한 빠르게 전송을 시도하여 다른 노드에게 미치는 간섭을 최소화하는 것이 네트워크 측면에서 이득이 될 수 있다.
예를 들어, 초기 전송 시의 CWS와 별개로 재전송 시에는 항상 CWmin 값을 활용할 수 있다.
다른 예로, 초기 전송이 실패했음에도 불구하고 초기 전송 시 사용한 CWS를 증가시키지 않은 채로 활용할 수 도 있다.
또 다른 예로, 재전송시에 사용하는 CWS 값이 별도로 설정되거나 X2 인터페이스를 통해 설정된 값일 수 있다. 이때, 초기 전송을 위한 CWS를 증가/감소시키는 방법은 기존 기술 및 상술한 4.1.1절 내지 4.1.4절에 설명한 실시예들에 적용될 수 있다.
본 실시예들에서 재전송은 초기 전송이 수행된 Tx 버스트의 다음 Tx 버스트에서 수행되는 것을 가정한다.
4.1.6 초기 전송과 재전송을 구분한 CWS 갱신 방법
기존 기술 및 4.1.1절 내지 4.1.4절에서 설명한 실시예들을 적용함에 있어서, 초기 전송과 재전송 여부를 구분하여 CWS를 갱신할 수 있다. 예를 들어, CWS는 초기 전송의 ACK/NACK 정보만을 활용하여 조정될 수 있다.
또는, 초기 전송의 NACK 정보는 CWS 조절에 사용하지 않고, 기존 기술 및 4.1.1절 내지 4.1.3절에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 초기 전송에 대해서 NACK을 수신했더라도 CWS는 고정되거나 CWS를 조절하는 통계에 활용되지 않을 수 있다.
또는, 미리 정해진 규칙에 의해 초기 전송 및 재전송 중 일부 NACK 정보(예를 들어, 3번째 전송에 대한 NACK 정보) 및 모든 전송의 ACK 정보만을 활용하여 기존 기술 및 4.1.1절 내지 4.1.4절의 실시예들에 적용될 수 있다.
4.1.7 블록 ACK 방식 도입
본 발명의 실시예들에서 CWS 조절에 있어서 블록 ACK 방식이 도입될 수 있다. eNB는 일련의 Tx 버스트를 전송한 후, UE들에게 블록 ACK 요청 메시지를 전송할 수 있다. 블록 ACK 요청 메시지를 수신한 UE들은 수신한 DL 데이터에 대한 ACK/NACK을 비트맵 형태로 전송할 수 있다. 비트맵으로 구성된 블록 ACK 응답 메시지를 수신한 eNB는 해당 정보를 토대로 CWS를 조절할 수 있다.
예를 들어, 가장 최근 전송들(즉, Tx 버스트)에 대한 연속적인 NACK이 발견되면 CWS가 증가될 수 있다. 또는 10 % 내외의 NACK이 산발적으로 발생했다면 CWS의 증감 없이(또는, CWS를 감소시키고) MCS 레벨만을 변화시킬 수 있다.
또는, 블록 ACK 내에 ACK이 ACK이 하나라도 있으면 CWS를 감소시키고, 모두 NACK이거나 블록 ACK을 수신하지 못했을 때 CWS를 증가시킬 수 있다.
이때, 블록 ACK 요청 메시지는 (E)PDCCH 상의 UL 그랜트 상으로(예를 들어, 추가적인 1 비트 정보를 활용하여) 전송될 수 있고, 블록 ACK 응답 메시지는 UL 그랜트를 통해 할당된 PUSCH 영역을 통해 비트맵 형식으로 전송될 수 있다.
또는, 블록 ACK 요청 메시지는 DL 그랜트 상에서 (예를 들어, 추가적인 1 bit 정보를 활용하여) 전송될 수 있고, 비트맵 정보(즉, 블록 ACK 응답 메시지)는 기 정의된 PUCCH 포맷 또는 새로운 PUCCH 포맷을 통해 전송될 수 있다.
본 실시예들에서 비트맵 정보는 코드 블록 별(또는, 서브프레임 별)의 ACK/NACK 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에서 비트맵 정보에 포함될 ACK/NACK 정보들이 어떤 SF에 대한 ACK/NACK 정보인지에 대한 설정이 필요할 수 있다. 예를 들어, 블록 ACK 요청 시점부터 상위 계층 시그널링 또는 물리 계층 시그널링에 의해 설정된 시점까지의 SF에 대한 ACK/NACK 정보가 비트맵 정보로 정의될 수 있다.
또는, 블록 ACK을 전송할 UE가 미리 상위 계층 시그널링에 의해 구성될 수 있다. 이때, 해당 UE는 기존 PUCCH 를 통한 ACK/NACK 피드백은 생략하도록 설정될 수 있다.
4.1.8 CWS 갱신을 위한 Z 값 설정 방법
CWS 갱신을 위해 (E)PDCCH 디코딩 여부가 활용될 수 있다. (E)PDCCH의 타겟 BLER(BLock Error Rate)이 보통 1%이고, (E)PDCCH에 대해서 HARQ가 수행되지 않으므로 충돌 여부를 판별하는데 있어서 PDSCH에 대한 ACK/NACK 보다 (E)PDCCH 디코딩의 성공/실패 여부를 활용하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 (E)PDCCH의 디코딩 실패 여부는 단말로부터 전송되는 HARQ-ACK 정보 중 DTX 상태로부터 유추할 수 있다. 즉, 기지국이 DTX 상태와 관련된 정보를 수신하면, 기지국은 단말이 (E)PDCCH를 정상적으로 수신하지 못한 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 이하에서는 DTX와 관련된 HARQ-ACK 정보를 CWS 조정에 활용하는 방법들에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예들에서 셀프 캐리어 스케줄링(SCS: Self-Carrier Scheduling) 방식이란, 기지국이 L셀상의 채널이 유휴한지 여부를 판단하기 위한 CS 과정(또는, LBT, CCA 과정 등)을 수행한 채널 상에서 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH를 전송하는 것을 의미한다. 즉, SCS는 (E)PDCCH를 수신한 서빙셀과 PDSCH를 포함하는 TX 버스트가 전송되는 서빙셀이 동일한 경우를 의미한다. 또한, 크로스 캐리어 스케줄링(CCS: Cross Carrier Scheduling) 방식이란, 기지국이 CS 과정 등을 수행한 채널이 아닌 다른 채널(예를 들어, 면허 대역의 P셀 또는 L셀의 다른 채널)을 통해 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH를 전송하는 것을 의미한다. 즉, 즉, CCS는 (E)PDCCH를 수신한 서빙셀과 PDSCH를 포함하는 TX 버스트가 전송되는 서빙셀이 다른 경우를 의미한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 HARQ-ACK 정보/신호는 ACK/NACK 정보/신호와 동일한 의미로 사용된다. 또한, HARQ-ACK 정보/신호는 “ACK” 상태, “NACK” 상태, “DTX” 상태, “NACK/DTX” 상태 또는 “ANY” 상태 중 하나 이상을 나타낼 수 있다.
이하에서는 셀프 캐리어 스케줄링 방식의 경우 CWS 갱신 방법에 대해서 설명한다.
셀프 캐리어 스케줄링 방식의 경우, HARQ-ACK 정보가 LAA 서빙셀 상에서 전송되는 (E)PDCCH에 의해 동일한 LAA 서빙셀에 할당되는 PDSCH 전송(들)에 상응한다. 이때, 상응하는 HARQ-ACK 피드백이 없거나, 기지국이 HARQ-ACK 정보로부터 ‘DTX’, ‘NACK/DTX’ 또는 ‘ANY’ 상태를 검출하면, 기지국은 해당 상태를 NACK으로 간주할 수 있다. 즉, 기지국은 ‘DTX’, ‘NACK/DTX’ 또는 ‘ANY’ 상태를 NACK으로 카운트하여 Z 값을 결정하고, 이를 기반으로 CWS를 갱신할 수 있다.
셀프 캐리어 스케줄링(self-carrier scheduling) 단말들의 DTX 통계를 활용(또는, DTX 및 NACK 통계를 활용) 할 수 있고, 이를 기존 기술 및 4.1.1절 내지 4.1.4절에서 설명한 실시예들에 확장 적용할 수 있다. 예를 들어, 4.1.3절에서 설명한 실시예에 대해서는 NACK의 비율이 아닌, DTX의 비율을 활용(또는, DTX 및 NACK의 비율을 활용)하고, 4.1.4절에서 설명한 실시예에 대해서는 C(N)은 SF #N 시점에 수신한 DTX의 개수(또는, DTX 및 NACK의 개수)에서 유도되는 값을 의미할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, LTE 전송 노드 중 하나인 기지국은 셀프 캐리어 스케줄링 방식으로 스케줄링된 단말들이 전송한 HARQ-ACK 정보로서 ‘DTX’ 및/또는 ‘ANY’ 상태에 대해서 NACK으로 계산(count)할 수 있다. ‘DTX’ 상태는 단말이 스케줄링 정보를 수신하지 못해 PDSCH를 수신하지 못하고, 이로 인해 HARQ-ACK을 전송하지 못한 상태를 의미한다. ‘ANY’ 상태는 ACK, NACK, DTX 등 모든 HARQ-ACK 정보를 의미한다.
즉, 기지국은 CWS를 갱신하는데 사용되는 Z 값을 결정하기 위해, DTX를 NACK으로 간주하여 Z 값을 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 CWS를 갱신하기 위해 ANY 상태를 NACK으로 간주하여 Z 값을 결정할 수 있다. 따라서, 셀프 스케줄링된 단말이 HARQ-ACK 피드백으로 DTX 또는 애니 상태를 기지국에 전송하면, 기지국은 해당 값을 NACK으로 간주하여 Z 값을 결정하고 이를 기반으로 CWS를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
이하에서는 크로스 캐리어 스케줄링 방식의 경우 CWS 갱신 방법에 대해서 설명한다.
크로스 캐리어 스케줄링 방식의 경우, HARQ-ACK 정보는 다른 서빙셀 상에서 전송되는 (E)PDCCH에 의해 LAA 서빙셀에 할당되는 PDSCH 전송(들)에 상응한다. 이때, 상응하는 HARQ-ACK 피드백에 대해서, 기지국이 HARQ-ACK 정보로부터 ‘NACK/DTX’ 또는 ‘ANY’ 상태를 검출하면 기지국은 해당 상태를 NACK으로 간주할 수 있고, ‘DTX’ 상태가 검출되면 기지국은 이를 무시할 수 있다. 즉, 기지국은 ‘NACK/DTX’ 또는 ‘ANY’ 상태를 NACK으로 카운트하여 Z 값을 결정하고, 이를 기반으로 CWS를 갱신할 수 있다.
즉, CCS의 경우 기지국은 DTX 상태는 무시하고 Z값을 결정할 수 있고, 결정된 Z 값을 기반으로 CWS를 갱신할 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링(cross-carrier scheduling) UE 들이 ACK/NACK 정보를 수신하지 못했거나 DTX를 피드백 받은 경우에는, 전송 노드는 해당 정보를 CWS 조절에 사용하지 않을 수 있다.
보다 상세히 설명하면, LTE 전송 노드 중 하나인 기지국은 크로스 캐리어 스케줄링 방식으로 스케줄링된 단말들이 전송한 ‘DTX’ 상태에 대해서 NACK으로 계산(count)하지 않을 수 있다.
즉, 기지국은 CWS를 갱신하는데 사용되는 Z 값을 결정하기 위해, 크로스 캐리어 스케줄링 방식으로 스케줄링된 PDSCH에 대한 DTX를 NACK으로 간주하지 않고 Z 값을 결정할 수 있다. 따라서, 크로스 스케줄링된 단말이 DTX 상태를 기지국에 피드백하면, 기지국은 해당 값을 무시하고 Z 값을 결정하고 이를 기반으로 CWS를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 즉, 크로스 캐리어 스케줄링된 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 피드백 정보에서 ‘ACK’, ‘NACK’, ‘NACK/DTX’ 및 ‘ANY’ 상태만 CWS 갱신에 사용될 수 있다.
보다 일반적으로는, 셀프 캐리어 스케줄링 또는 크로스 캐리어 스케줄링의 스케줄링 방식과 무관하게 ACK/NACK을 수신하지 못했거나 DTX를 피드백 받은 경우, 전송 노드는 피드백 정보를 CWS 조절에 반영하지 않거나 CWS를 증가시킬 수 있다. 또는, 전송 노드는 J 번 이상 ACK/NACK을 수신하지 못했거나 DTX를 피드백 받은 경우 CWS를 증가시킬 수 있다.
이러한 실시예들은 기존 기술 및 4.1.1절 내지 4.1.4절에서 설명한 실시예들에도 쉽게 적용할 수 있고, 4.1.5절 및 4.1.6절에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 송신 노드는 오직 초기 전송에 대하여 ACK/NACK을 수신하지 못했거나 DTX를 피드백 받은 경우 CWS를 증가시키거나, 초기 전송이 아닌 재전송에 대하여 ACK/NACK을 수신하지 못했거나 DTX를 피드백 받은 경우 CWS를 증가시킬 수 있다. 또는 초기 전송 및 재전송 모두에 대한 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS가 갱신될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 ‘NACK/DTX’, ‘DTX’ 및/또는 ‘ANY’ 상태를 SCS 또는 CCS에 따라 NACK으로 간주하거나 무시하는 이유는 다음과 같다.
DTX 라는 것은 결국 단말이 (E)PDCCH를 제대로 수신하지 못함을 의미할 수 있다. 이때, SCS의 경우는 PDCCH가 LAA S셀로 전송되는 반면 CCS의 경우는 PDCCH가 면허 대역의 서빙셀로 전송된다. 다시 말해서 SCS의 경우 DTX 상태는 단말이 LAA S셀에 대한 (E)PDCCH를 디코딩하는데 실패한 것을 나타내므로 NACK으로 간주하는 것이 바람직하다. 반면, CCS의 경우 DTX는 LAA S셀과 무관한 면허 대역의 서빙셀 상의 PDCCH이므로, 기지국이 LAA S셀에 대한 CWS를 조정하는 경우에는 불필요한 정보이다.
‘NACK/DTX’ 상태 또는 ‘ANY’ 상태의 경우 NACK 상태가 이미 내포되어 있는 것을 가정하고 있으므로, 즉 기지국에서 NACK인지 DTX인지 또는 ACK인지 여부를 명시적으로 알 수 없으므로 보수적으로 NACK으로 간주하여 CWS 갱신에 활용할 수 있다. 이를 통해 안정적인 LAA S셀에 대한 CAP 과정을 수행할 수 있다.
4.1.9 타이머 기반의 CWS 갱신 방법
상술한 본 발명의 실시예들에서 T_valid 라는 타이머 값을 설정하고, 해당 시간 내내 유효한 ACK/NACK 정보가 수신되지 않은 경우에 CWS를 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가장 최근의 ACK/NACK 정보를 기반으로 CWS를 조절하는 실시예의 경우에도, 송신 노드는 T_valid 동안 ACK/NACK 정보가 없다면 CWS를 감소시킬 수 있다. 이는 4.1.1절 내지 4.1.8절에서 설명한 실시예들에도 쉽게 확장 적용 가능하다.
또한, 타이머 값(T_valid)은 우선순위 클래스 별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 타이머 값 동안 우선순위 클래스 1에 대한 ACK/NACK 정보가 없다면 해당, 송신 노드는 우선순위 클래스 1(또는 모든 우선순위 클래스)에 대한 CWS를 감소시킬 수 있다.
또는 CWS를 감소시키기 위한 조건은 특정 우선순위 클래스에 대해서만 만족시킬 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, T_valid 동안 최저 우선순위 클래스(lowest priority class)의 ACK/NACK 정보가 없다면, 송신 노드는 최저 우선순위 클래스 및 다른 우선순위 클래스에 대한 CWS를 모두 감소시킬 수 있다.
또는, CWS를 감소시키기 위한 조건은 모든 우선순위 클래스에 대해서 만족시킬 경우 적용될 수 있다. 예를 들어, 모든 우선순위 클래스에 대해 T_valid 이상의 시간 동안 ACK/NACK 정보가 없다면, 송신 노드는 모든 우선순위 클래스의 CW 크기를 감소시킬 수 있다.
4.1.10 HARQ 프로세스 기반의 CWS 갱신 방법
특정 HARQ 프로세스에 대한 재전송이 W1 회 일어나거나 T1 시간 동안 전송이 완료되지 않은 등의 이유로 해당 전송 블록(TB: Transport Block)이 드롭될 수 있다. 이와 같이 드롭된 TB가 발생하는 경우, 전송 노드는 CWS를 감소시킬 수 있다.
보다 상세하게 설명하자면, 전송 노드는 드롭된 TB가 N1개 이상 발생하면 CWS를 감소시킬 수 있다.
또는, 전송 노드는 T2 시간 내에 드롭된 TB가 N1개 이상 발생하면 CWS를 감소시킬 수 있다.
또는, 전송 노드는 (T2 시간 내에) 드롭된 TB가 N1개 이상 생기거나 CWmax 가 연속한 N2 번의 LBT 과정에 사용되면 CWS 를 감소시킬 수 있다.
또는, 전송 노드는 드롭된 TB가 포함된 DL Tx 버스트 전송을 위한 LBT 과정에 CWmax가 N3 회 이상 사용되면, CWS를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 우선순위 클래스 별로 W1, T1, T2, N1, N2 및/또는 N3는 동일하게 또는 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 우선순위 클래스 1에 대한 CWmax가 연속한 N2번의 LBT 과정에서 사용되면 해당 우선순위 클래스 1(또는, 모든 우선순위 클래스)에 대한 CWS가 감소되도록 설정될 수 있다.
또는, 본 실시예에서 CWS를 감소시키기 위한 조건은 특정 우선순위 클래스에 대해서만 만족시킬 경우 적용될 수 있다. 예를 들어, 최저 우선순위 클래스에 대한 CWmax 가 연속한 N2 번의 LBT 과정에서 사용되면 최저 우선순위 클래스 및 다른 우선순위 클래스에 대한 CWS를 모두 감소시킬 수 있다.
또는, 본 실시예에서 CWS를 감소시키기 위한 조건은 모든 우선순위 클래스에 대해서 만족시킬 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 모든 우선순위 클래스에 대한 CWmax가 연속한 N2번 이상의 LBT 과정에 사용되면 모든 우선순위 클래스에 대한 CWS가 감소될 수 있다.
본 실시예의 일 측면으로서, 각 ECCA 백오프 카운터를 뽑을 때마다 CWS를 갱신한다고 가정할 수 있다. 이러한 경우에, 전송 노드가 전송할 데이터가 없는 동안 여러 번의 ECCA 과정이 수행되는 동안 계속해서 CWmax를 N2 번 사용하게 되면, 전송 노드는 CWS를 감소시킬 수 있다. 하지만 전송 노드는 전송할 데이터가 없는 동안 계속해서 ECCA 카운터를 뽑는 것과 재전송으로 인해 계속해서 ECCA 카운터 값을 뽑는 것은 구별하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전송할 데이터가 없는 동안 전송 노드가 CWmax를 사용하더라도 “CWmax 를 N2 회 사용하는 경우 CWS를 감소”시키는 동작과 무관할 수 있다.
상술한 방법들에서 ACK/NACK 정보의 통계를 취함에 있어서, 특정 개수 (Q 개)의 과거 Tx 버스트들로부터의 ACK/NACK 정보들을 활용하도록 설정될 수 있다. 이때, Q개의 과거 Tx 버스트가 너무 오랜 시간에 걸쳐서 전송된다면 쓸모 없는(out-of-dated) ACK/NACK 정보가 통계에 활용될 수 있으므로, T_out 시간 동안의 Tx 버스트 정보만을 활용하도록 설정될 수 있다.
즉, T_out 시간 안에 Q 개의 Tx 버스트가 모두 존재하면, 전송 노드는 CWS를 갱신하기 위해 Q 개의 Tx 버스트 모두를 활용할 수 있다. 또한, 전송 노드는 T_out 시간 동안 Q 개의 Tx 버스트가 존재하지 않는 경우에 한하여 T_out에 포함된 Tx 버스트상 ACK/NACK 정보를 통계에 활용할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에서, 변수 값인 K1, K2, L1, L2, X1, X2, T, Y, J, ρ, F_inc, F_dec, T_valid, W1, T1, T2, N1, N2 및/또는 N3는 미리 설정된 값이거나 X2 인터페이스를 통해 설정된 값일 수 있다. 이때, 상기 값들은 우선순위 클래스 별로 동일하거나 서로 다른 값을 가지도록 설정될 수 있다.
eNB가 전송한 셀프 캐리어 스케줄된 UL 그랜트 또는 크로스 캐리어 스케줄된 UL 그랜트에 대해, 스케줄 받은 UE가 해당 UL 그랜트에 대응되는 UL 채널을 전송한 경우, 상기 제안한 방법들 상에서 ACK 정보를 수신한 경우와 동일하게 동작할 수 있다.
예를 들어, eNB가 전송한 UL 그랜트에 대응되는 UL 채널을 수신한 경우, eNB는 CWS를 감소시킬 수 있다. 반대로, eNB가 전송한 UL 그랜트에 대응되는 UL 채널을 수신하지 못한 경우, 상술한 실시예들 상에서 NACK 정보를 수신한 경우와 동일하게 동작할 수 있다.
또는, 해당 UE가 UL 그랜트는 수신했지만 UL 그랜트에 대응되는 UL 채널 전송을 위한 LBT 과정이 실패할 수 있다는 점을 고려하여, eNB가 전송한 UL 그랜트에 대응되는 UL 채널을 수신하지 못한 경우는 CWS 설정에 반영하지 않을 수 있다.
4.11 채널 접속 과정 및 경쟁 윈도우 조정 과정
이하에서는 상술한 채널 접속 과정(CAP: Channel Access Procedure) 및 경쟁 윈도우 조정 과정(CWA: Contention Window Adjustment)에 대해서 송신노드의 관점에서 설명한다.
도 27은 CAP 및 CWA를 설명하기 위한 도면이다.
하향링크 전송에 대해서 LTE 전송 노드(예를 들어, 기지국)가 비면허 대역 셀인 LAA S셀(들)에서 동작하기 위해 채널 접속 과정(CAP)을 개시할 수 있다 (S2710).
기지국은 경쟁 윈도우(CW) 내에서 백오프 카운터 N을 임의로 선택할 수 있다. 이때, N 값은 초기 값 Ninit으로 설정된다 (S2720).
기지국은 LAA S셀(들)의 채널이 유휴 상태인지 여부를 확인하고, 유휴 상태이면 백오프 카운터 값을 1씩 줄인다 (S2730, S2740).
도 27에서 S2730 단계와 S2740 단계의 순서는 바뀔 수 있다. 예를 들어, 기지국이 백오프 카운터 N을 먼저 감소시킨 후 유휴 여부를 확인할 수 있다.
S2730 단계에서 채널이 유휴 상태가 아니면 즉, 채널이 비지 상태이면 슬롯 시간(예를 들어, 9usec)보다 긴 유보 기간(defer duration; 25usec 이상) 동안 해당 채널이 유휴 상태인지 여부를 확인할 수 있다. 유보 기간에 채널이 유휴 상태이면 기지국은 다시 CAP를 수행할 수 있다. 예를 들어, 백오프 카운터 값 Ninit가 10이고, 백오프 카운터 값이 5까지 감소된 후 채널이 비지 상태로 판단되면 기지국은 유보 기간 동안 채널을 센싱하여 유휴 상태인지 여부를 판단한다. 이때, 유보 기간 동안 채널이 유휴 상태면 기지국은 백오프 카운터 값 Ninit을 설정하는 것이 아니라 백오프 카운터 값 5부터(또는, 백오프 카운터 값을 1 감소시킨 후 4부터) 다시 CAP 과정을 수행할 수 있다.
다시 도 27을 참조하면, 기지국은 백오프 카운터 값(N)이 0이 되는지 여부를 판단하고 (S2750), 백오프 카운터 값이 0이 되면 CAP 과정을 종료하고 PDSCH를 포함하는 Tx 버스트 전송을 수행할 수 있다 (S2760).
기지국은 단말로부터 Tx 버스트에 대한 HARQ-ACK 정보를 수신할 수 있다 (S2770).
기지국은 수신한 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조정할 수 있다 (S2780).
S2780 단계에서 CWS를 조정하는 방법들은 4.1.1절 내지 4.1.10절에서 설명한 방법들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 가장 최근에 전송한 Tx 버스트의 첫 번째 SF(즉, Tx 버스트의 시작 SF)에 대한 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조정할 수 있다.
이때, 기지국은 CWP를 수행하기 전에, 각 우선순위 클래스에 대해서 초기 CW를 설정할 수 있다. 이후, 참조 서브프레임에서 전송된 PDSCH에 대응되는 HARQ-ACK 값들이 NACK으로 결정되는 확률이 적어도 80%인 경우에는, 기지국은 각 우선순위 클래스에 대해서 설정된 CW 값들을 각각 허용된 다음 윗순위로 증가시킨다.
S2760 단계에서, PDSCH는 셀프 캐리어 스케줄링 또는 크로스 캐리어 스케줄링 방식으로 할당될 수 있다. 셀프 캐리어 스케줄링 방식으로 PDSCH가 할당된 경우에, 기지국은 피드백 받은 HARQ-ACK 정보의 DTX, NACK/DTX 또는 ANY 상태를 NACK으로 카운트한다. 만약, 크로스 캐리어 스케줄링 방식으로 PDSCH가 할당된 경우, 기지국은 피드백 받은 HARQ-ACK 정보 중 NACK/DTX 및 ANY는 NACK으로 카운트하고 DTX 상태는 NACK으로 카운트하지 않는다.
만약, M 서브프레임(M>=2)에 걸쳐 번들링되고, 번들된 HARQ-ACK 정보가 수신되는 경우, 기지국은 해당 번들된 HARQ-ACK 정보에 대해서 M 개의 HARQ-ACK 응답으로 간주할 수 있다. 이때, 번들된 M개의 SF에는 참조 서브프레임이 포함되는 것이 바람직하다.
도 28은 CWS를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28에서 맨 윗 부분은 면허 대역에서 동작하는 P셀의 SF 인덱스에 대응되는 비면허 대역에서 동작하는 LAA S셀의 SF 인덱스를 나타낸다. 도 28에서, Tx 버스트 전송 구간은 3개의 SF이고, 설명의 편의를 위해 1개의 LAA S셀에서 동작하는 경우를 나타낸다. 물론, 이하의 실시예들은 여러 개의 LAA S셀에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 28을 참조하면, 기지국은 SF#1 시점에서 전송할 데이터가 있으며, 현재 경쟁 윈도우 크기(CurrCWS: current Contention Window Size) 값을 각 우선순위 클래스(p=1~4)의 초기값인, 3, 7, 15, 15로 설정한다.
만약, 기지국이 우선순위 클래스 3에 해당하는 LBT 파라미터로 채널에 접속하여 해당 우선순위 클래스에 대응되는 DL 트래픽을 전송하고자 하는 경우, 기지국은 [0,15] 구간 중 하나의 정수를 백오프 카운터 값으로 임의로 선택한다.
기지국은 임의로 뽑은 정수가 0 이 된 시점이 SF 경계와 일치하지 않는 경우 채널 점유를 위해 예약 신호(reservation signal)를 전송할 수 있고, SF#3부터 3개의 SF 동안 PDSCH를 포함하는 전송을 전송한다.
기지국은 SF#5 중간에 DL 전송을 마치고, 새로운 DL 전송을 위한 LBT 동작(즉, CAP 과정) 직전에 CWS 값을 조정한다. 하지만, LTE-A 시스템 특성상 SF#5 시점에 “SF#3 에 전송된 PDSCH” 에 대한 HARQ-ACK 응답을 기대할 수 없기 때문에(즉, HARQ-ACK 응답의 4 ms 지연으로 인해), 기지국은 CWS 조정 없이 동일한 LBT 파라미터 값을 활용하여 LBT 과정을 수행할 수 있다.
기지국은 SF#9에서 DL 전송을 마치고 다시 새로운 LBT 동작을 시작할 때, SF#3부터 SF#5까지 전송된 Tx 버스트 전송에 대한 HARQ-ACK 응답을 기대할 수 있다. 특히, SF#3이 Tx 버스트의 첫 SF 이므로 참조 서브프레임이 될 수 있다. 기지국은 SF#3에 전송된 PDSCH(들)에 대응되는 HARQ-ACK 응답(들) 중 NACK으로 간주되는 비율이 80 % 이상이 되면 CWS를 증가시킬 수 있다.
이때, 기지국은 SF#7에 전송된 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 응답을 기대할 수 없기 때문에, SF#7은 가장 최근의 DL 버스트 중 첫 SF임에도 불구하고 참조 SF가 될 수 없다. 즉, 참조 SF는 HARQ-ACK 피드백이 가능한 가장 최근의 Tx 버스트 중 첫 번째 SF를 의미한다. 따라서, 도 28을 참조하면, SF #9에서 CWS를 조정하기 위한 참조 SF는 HARQ-ACK 응답이 가능한 가장 최근의 Tx 버스트 내에 포함되는 SF #3으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서, 도 28의 예시와 같이 SF#2에서 예약 신호를 전송한 시점과 동일하게 전송이 시작된 WiFi 신호로 인해, 단말들이 SF#3 시점에서 PDSCH를 성공적으로 수신하지 못하여 NACK을 피드백한 상황을 가정한다.
이로 인해, 기지국이 SF#9에서 LBT 파라미터들을 갱신 또는 조정할 때, CWS가 증가될 수 있다. 이때, 우선순위 클래스 3뿐만 아니라 모든 우선순위 클래스에 대한 CWS 값이 (정의된 값들 중) 다음 높은 값(e.g., 7, 15, 31, 31)으로 증가된다.
4.2 HARQ-ACK 정보의 유효성 판단 방법
상술한 본 발명의 실시예들은 HARQ-ACK 정보를 활용하여 CWS를 조정하는 방법들에 관한 것이다. 다만, 만약 특정 UE가 SU-MIMO 기법을 통해 수신한 2 코드워드(codeword)들에 대한 HARQ-ACK 정보를 구성할 때, 각 코드워드들에 대한 HARQ-ACK 정보를 1 비트로 구성할 수 있다. 예를 들어, 기존의 LTE/LTE-A 시스템은 하나의 코드워드에 대해서만 NACK이 발생하더라도, 전부 NACK으로 피드백하도록 설정되어 있다. 즉, 해당 UE로부터 NACK을 피드백 받은 기지국은 하나의 코드워드만 전송이 실패인 것인지 또는 2개의 코드워드 모두 전송이 실패한 것인지 알 수 없다.
이와 같이 HARQ-ACK 정보를 기반으로 CWS를 조절함에 있어서 eNB에 모호성이 발생할 수 있으므로, 이하에서 설명하는 실시예들은 이러한 모호성이 발생할 때 어떤 HARQ-ACK 정보가 유효할 지 결정하는 방법들에 관한 것이다. 예를 들어, eNB가 수신한 HARQ-ACK 정보의 유효성 여부를 다음과 같이 판단할 수 있다.
4.2.1 방법1
특정 U셀로 전송한 PDSCH에 대한 UE의 피드백이 ACK인 경우에는, 전송노드(즉, 기지국)는 해당 ACK을 유효한 ACK(Valid ACK)으로 간주하여 CWS 조정에 활용할 수 있다.
4.2.2 방법2
특정 U셀로 전송한 PDSCH에 대한 UE의 피드백이 NACK인 경우에는, 기지국은 해당 NACK을 유효한 NACK으로 간주하여 CWS 조정에 활용할 수 있다.
4.2.3 방법3
특정 U셀로 전송한 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 정보를 수신하지 못한 경우(즉, DTX인 경우), 기지국은 다음과 같은 대안 (1)~(3)과 같이 DTX를 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, DTX 란 eNB가 제어 채널을 통해 스케줄링한 U셀(또는 LAA SCell)의 PDSCH에 대해, 스케줄링 받은 UE가 해당 제어 채널을 성공적으로 수신하지 못하고 이로 인해 U셀의 PDSCH에 대한 수신을 시도하지 않고 HARQ 버퍼에도 저장하지 않은 상태를 의미한다. 이때, eNB는 스케줄링한 U셀의 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 피드백되지 않거나 PUCCH 포맷 1a/1b/2a/2b의 HARQ-ACK을 피드백 받았거나 DTX 상태를 명시적으로 피드백 받았을 때, UE가 해당 제어 채널을 성공적으로 수신하지 못했음을 인지할 수 있다.
4.2.3.1 대안 (1)
기지국은 DTX를 유효한 NACK으로 간주할 수 있다.
4.2.3.2 대안 (2)
기지국은 수신한 HARQ-ACK 정보(즉, ACK/NACK 정보)가 없는 것으로 간주할 수 있다.
4.2.3.3 대안 (3)
기지국은 ACK/NACK 정보를 수신했지만 ACK/NACK 인지 판별할 수 없는 것으로 간주할 수 있다. 예를 들어, 4.1.3절의 실시예와 같이 T ms 동안 NACK 신호의 비율이 Y % 이상인 경우 CWS를 증가시킬 때, 기지국은 NACK 신호 비율의 분모에만 1 증가시킬 수 있다.
상술한 방식들에서, 셀프 캐리어 스케줄링이 이용되는 경우 대안 (1)을 적용하여 CWS를 조정하고, 크로스 캐리어 스케줄링이 이용되는 경우 대안 (2) 또는 대안 (3)을 적용하여 CWS를 조정할 수 있다.
4.2.4 방법4
이하에서는 특정 U셀에 대한 NACK 또는 DTX를 구분할 수 없는 경우에 HARQ-ACK의 유효성을 판단하여 CWS를 조정하는 방법에 대해서 설명한다.
UE가 채널 선택을 통해서 ACK/NACK 정보를 전송하는 경우에, UE는 NACK과 DTX가 결합된 상태를 피드백할 수 있다. 따라서, 해당 상태를 피드백 받은 기지국은 HARQ-ACK 정보가 NACK 인지 DTX 인지 구별하기 어려울 수 있다. 예를 들어, FDD 채널 선택의 경우, FDD P셀과 하나의 U셀이 CA되었다고 가정한다. 이때, 두 셀 모두 단말에 스케줄링된 상황에서 PUCCH가 검출된 경우, NACK과 DTX가 하나의 A/N 상태로 커플(coupled)된 상태이면 U셀의 DTX를 판단하기 어려울 수 있다. 또는, UE가 PUCCH 포맷 3을 통해서 ACK/NACK 정보를 전송하는 경우에 UE는 NACK과 DTX를 구분하지 않고 ACK/NACK 정보를 전송하므로 기지국은 U셀의 DTX를 판단하기 어려울 수 있다.
이러한 경우에 기지국은 다음 대안 (1) 내지 (3)과 같이 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단할 수 있다.
4.2.4.1 대안 (1)
기지국은 해당 HARQ-ACK 정보를 유효한 NACK으로 간주하여 CWS 조정에 이용할 수 있다.
4.2.4.2 대안 (2)
기지국은 해당 HARQ-ACK 정보를 DTX로 간주하여 CWS 조정에 이용할 수 있다. 예를 들어, 4.2.3.1 또는 4.2.3.2절에서 설명한 대안 (2) 또는 (3)을 적용하여 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단할 수 있다.
4.2.4.3 대안 (3)
기지국은 해당 HARQ-ACK 정보를 확률 값으로 카운트할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 해당 HARQ-ACK 정보를 1/2의 NACK으로 간주하여 카운트할 수 있다.
4.2.5 방법 5
이하에서는 기지국이 특정 U셀에서 ACK 카운터를 사용하여 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단하는 방법에 대해서 설명한다.
TDD 채널 선택의 경우, TDD P셀과 하나의 U셀이 CA된 경우를 가정한다. Tx 버스트를 구성하는 서브프레임 개수 M이>1인 경우에 모두 ACK 카운터가 적용될 수 있으므로 U셀의 ACK/NACK/DTX 상태 또는 NACK/DTX 상태가 구별되지 않을 수 있다.
예를 들어, M=4 이고 ACK 카운터가 1인 경우, 첫 번째 SF은 ACK이고 두 번째 SF은 NACK/DTX가 결합되고 나머지 SF들에 대해서는 ACK/NACK/DTX가 결합되어 피드백될 수 있다. 이러한 경우, 기지국은 두 번째 SF은 NACK인지 DTX인지 구별할 수 없고, 나머지 SF에 대해서는 ACK인지 NACK인지 또는 DTX인지 구별할 수 없다. 이러한 경우에, 다음 대안 (1) 내지 (7)과 같이 HARQ-ACK의 유효성이 판단될 수 있다.
4.2.5.1 대안 (1)
기지국은 ACK 카운터의 수만큼 해당 HARQ-ACK 정보를 ACK으로 카운트하고, 나머지 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 정보는 NACK으로 카운트할 수 있다.
4.2.5.2 대안 (2)
기지국은 ACK 카운터의 수만큼 ACK으로 카운트하고, 나머지 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 정보는 DTX로 카운트할 수 있다. 이는 4.2.3.2절 및 4.2.3.3절의 대안 (2) 및 (3)과 유사한 방식을 적용할 수 있다.
4.2.5.3 대안 (3)
기지국은 ACK 카운터의 수만큼 ACK으로 카운트하고, 확실하게 NACK으로 검출되는 PDSCH에 대한 HARQ-ACK만을 NACK으로 카운트할 수 있다. 나머지 HARQ-ACK 정보에 대해서는 4.2.3.2절 및 4.2.3.3절의 대안 (2) 및 (3)과 유사한 방식을 적용할 수 있다.
4.2.5.4 대안 (4)
기지국은 ACK 카운터의 수만큼 ACK으로 카운트하고, 확실하게 NACK 인 PDSCH에 대해서만 NACK으로 카운트할 수 있다. 이때, NACK/DTX가 결합된 HARQ-ACK 정보의 상태에 대해서는 4.2.4.1, 4.2.4.2 또는 4.2.4.3절에서 설명한 대안 (1) 내지 (3)에서 설명한 방식을 적용할 수 있다. 또한, ACK/NACK/DTX가 결합된 상태에 대해서는 HARQ-ACK으로 간주하고 4.2.4.1 또는 4.2.4.2절에서 설명한 대안 (1) 또는 (2)를 적용할 수 있다.
4.2.5.5 대안 (5)
기지국은 ACK 카운터의 수만큼 ACK으로 카운트하고, 확실하게 NACK인 PDSCH에 대해서만 NACK으로 카운트할 수 있다. 이때, NACK/DTX가 결합된 HARQ-ACK 정보의 상태에 대해서는 4.2.4.1절, 4.2.4.2절 또는 4.2.4.3절에서 설명한 대안 (1) 내지 (3)을 적용할 수 있다.
또한, ACK/NACK/DTX가 결합된 HARQ-ACK 정보의 상태에 대해서는 ACK/NACK 확률 값으로 카운트할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 ACK/NACK/DTX가 결합된 상태는 1/3 ACK 및 1/3 NACK(또는, 1/2 ACK 및 1/2 NACK, 또는 1/3 ACK 및 2/3 NACK, 또는 1/3 ACK)으로 간주하여 카운트할 수 있다.
4.2.5.6 대안 (6)
기지국은 ACK 카운터 값이 0초과(ACK counter> 0)인 경우에는 ACK으로, ACK 카운터 값이 0인 경우만 NACK으로 간주할 수 있다.
4.2.5.7 대안 (7)
기지국은 하나의 UL로 전송된 복수 SF의 ACK/NACK 피드백 중 일부 SF들이 나머지 SF들과 다른 윈도우(즉, ACK/NACK을 카운트 하는 단위)에 속하는 경우, 윈도우 별로 HARQ-ACK 정보를 나누어 상술한 대안 (6)을 적용할 수 있다.
예를 들어, M=4이고 ACK 카운터가 1 인 경우, 앞쪽 두 SF과 뒤쪽 두 SF 이 서로 다른 TX 버스트에 속하는 것을 가정한다. 이때, 기지국은 앞쪽 두 SF에 대한 ACK 카운터는 0보다 크므로 ACK으로 간주하고, 뒤쪽 두 SF에 대한 ACK 카운터는 0이므로 NACK으로 간주할 수 있다.
4.2.6 방법 6
이하에서는 본 발명의 실시예로서 하나의 U셀에서 특정 단말에 2 CW(CodeWord)를 사용하는 경우에 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단하는 방법들에 대해서 설명한다.
4.2.6.1 공간 번들링이 적용되지 않는 경우
이하에서는 공간 번들링(Spatial bundling)이 적용되지 않는 경우에 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단하는 방법들에 대해서 설명한다.
4.2.6.1.1 대안 (1)
LTE 전송 노드는 SF별, 코드워드 별로 따로 ACK/NACK을 카운트할 수 있다. 예를 들어, 2 CW에 대해서 전송된 HARQ-ACK 정보에 대해서, LTE 전송 노드는 ACK/ACK은 2 ACK으로, NACK/NACK은 2 NACK으로, ACK/NACK은 ACK 하나 및 NACK 하나로 각각 카운트할 수 있다.
4.2.6.1.2 대안 (2)
LTE 전송 노드는 SF 별 및/또는 UE 별로 따로 ACK/NACK을 카운트 할 수 있다. 예를 들어, Tx 버스트에 포함되는 PDSCH 전송이 2 CW를 이용하여 전송되는 경우, 해당 2 CW에 대해서 전송된 HARQ-ACK 정보에 대해서, 기지국은 ACK/ACK은 ACK으로 간주하고, NACK/NACK은 NACK으로 간주하여 HARQ-ACK 정보를 처리할 수 있다.
이때, LTE 전송 노드는 ACK/NACK은 ACK으로 간주하거나 NACK으로 간주하여 처리할 수 있다. 또는 LTE 전송 노드는 ACK/NACK에 대해서 ACK 하나 NACK 하나로 카운트하거나, ACK X개 및 NACK (1-X)개 (e.g., X=1/2)로 카운트하거나 또는 DTX(즉, 4.2.3.2 또는 4.2.3.3의 대안 (2) 또는 (3) 적용)로 간주할 수 있다.
만약 PDSCH가 2CW로 전송되는 경우, 각 CW에 대한 HARQ-ACK 값은 별개로 간주된다. 즉, 기지국은 CWS를 갱신하기 위한 Z 값을 결정하는 경우에, 2CW에 대한 HARQ-ACK 정보는 각 CW별로 별개로 카운트할 수 있다.
4.2.6.1.3 대안 (3)
LTE 전송 노드는 하나의 UL로 전송된 복수 SF의 ACK/NACK 피드백 전체에 대해 적어도 하나의 ACK이 있으면 모두 ACK으로 카운트하고, 그렇지 않은 경우 모두 NACK으로 카운트할 수 있다.
4.2.6.1.4 대안 (4)
LTE 전송 노드는 하나의 UL로 전송된 복수 SF의 ACK/NACK 피드백 중 일부 SF들이 나머지 SF들과 다른 윈도우(예를 들어, ACK/NACK을 카운트 하는 단위)에 속하는 경우, 윈도우 별로 나누어 4.2.6.3절에서 설명한 대안 (3)을 적용할 수 있다.
4.2.6.2 공간 번들링이 적용되는 경우
특정 UE가 MIMO 기법을 통해 수신한 2 CW에 대해서 HARQ-ACK 정보를 구성할 때, 각 CW에 대한 HARQ-ACK 정보를 1 비트로 피드백할 수 있다. 이때, HARQ-ACK 정보에 포함되는 ACK/ACK은 ACK으로 피드백하고, 나머지 모든 경우는 NACK으로 피드백할 수 있다. 따라서 NACK을 피드백 받은 기지국은 해당 HARQ-ACK 정보가 의미하는 바가 ACK/NACK인지, NACK/ACK인지 또는 NACK/NACK인지 구별할 수 없다.
이하에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 공간 번들링이 적용되는 경우에 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단하는 방법들에 대해서 설명한다.
먼저, LTE 송신 노드(예를 들어, 기지국)는 M개의 서브프레임들에 대해서 HARQ-ACK 정보가 번들링되는 경우, LTE 송신 노드는 HARQ-ACK 정보에 대해서 M개의 HARQ-ACK 응답들로 간주할 수 있다.
4.2.6.2.1 대안 (1)
LTE 송신 노드는 SF별 및/또는 CW 별로 따로 ACK/NACK 정보를 카운트할 수 있다. 예를 들어, 송신 노드는 2개의 SF에 대해 번들링된 HARQ-ACK 정보에서 ACK은 2개의 ACK으로 간주할 수 있다. 또한, NACK은 2개의 NACK, 1개의 ACK 및 1개의 NACK, ACK X개 및 NACK (2-X)개 (e.g., X=2/3), 또는 DTX로 간주될 수 있다. 즉, 4.2.3.2 또는 4.2.3.3절의 내용이 적용될 수 있다.
4.2.6.2.2 대안 (2)
LTE 송신 노드는 SF별 및/또는 UE별로 따로 ACK/NACK을 카운트할 수 있다. 예를 들어, HARQ-ACK 정보에서 ACK은 ACK으로 간주되고, NACK은 NACK, ACK X 개, NACK (1-X)개 (e.g., X=1/3), 또는 DTX로 간주될 수 있다. 즉, 4.2.3.2절 또는 4.2.3.3절의 내용이 적용될 수 있다.
4.2.6.2.3 대안 (3)
LTE 송신 노드는 하나의 UL로 전송된 복수 SF의 ACK/NACK 피드백 전체에 대해 적어도 하나의 번들된 ACK(bundled ACK)이 있으면 ACK으로 카운트하고, 그렇지 않은 경우 NACK으로 카운트할 수 있다.
4.2.6.2.4 대안 (4)
LTE 송신 노드는 하나의 UL로 전송된 복수 SF에 대한 ACK/NACK 피드백(즉, HARQ-ACK 정보) 중 일부 SF들이 나머지 SF들과 다른 윈도우(예를 들어, ACK/NACK을 카운트 하는 단위)에 속하는 경우, ACK/NACK 피드백을 두 개로 나누어 4.2.6.2.3 절에서 설명한 내용을 적용할 수 있다.
4.2.6.3 CRC를 포함한 HARQ-ACK 응답(들)
LTE-A 시스템(예를 들어, Rel-12 LTE 시스템)에서는 최대 5개의 콤포넌트 캐리어(CC: Component Carriers)까지의 캐리어 결합이 허용되었지만, Rel-13 이후의 LTE-A 시스템에서는 최대 32개의 CCs까지 캐리어 결합이 수행되는 것이 고려되고 있다. 따라서, 32개의 CC에 대한 HARQ-ACK 정보가 전송되어야 하므로, 하나의 PUCCH에 실리는 HARQ-ACK 정보가 급격하게 늘어날 수 있다. 이에 따라 새로운 PUCCH 포맷의 도입이 논의되고 있다. 이때, 새로운 PUCCH 포맷 및 PUSCH UCI 피기백의 경우 HARQ-ACK 정보와 함께 CRC가 전송되는 것이 고려되고 있다.
만약 CRC와 함께 전송된 HARQ-ACK 정보를 수신한 eNB가 CRC 체크에 성공한 경우에, 상술한 실시예들이 적용될 수 있다. 즉, LTE 송신 노드는 CWS 갱신(또는, 조정)을 위해 상술한 본 발명의 실시예들을 기반으로 HARQ-ACK 정보의 유효성을 판단할 수 있다.
반면에, CRC 체크에 실패한 경우에 LTE 송신 노드는 다음과 같은 방법 중 하나를 적용하도록 정의될 수 있다.
4.2.6.3.1 대안 (1)
LTE 송신 노드(예를 들어, eNB)가 스케줄링한 TB에 대해 수신한 ACK/NACK 정보가 없는 것으로 간주할 수 있다. 이때, eNB는 스케줄링하지 않은 TB에 대해서는 수신한 ACK/NACK 정보가 없는 것으로 간주할 수 있다.
4.2.6.3.2 대안 (2)
eNB가 스케줄링한 모든 TB에 대해 유효한 NACK 정보로 간주할 수 있다. 즉, eNB가 HARQ-ACK 정보를 수신하되, CRC 디코딩에 실패한 경우, eNB는 자신이 스케줄링한 모든 TB에 대해서 해당 HARQ ACK 정보를 유효한 NACK으로 간주할 수 있다. 이때, eNB가 스케줄링하지 않은 TB에 대해서는 수신한 ACK/NACK 정보가 없는 것으로 간주할 수 있다.
5. 구현 장치
도 29에서 설명하는 장치는 도 1 내지 도 28에서 설명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다.
단말(UE: User Equipment)은 상향링크에서는 송신단으로 동작하고, 하향링크에서는 수신단으로 동작할 수 있다. 또한, 기지국(eNB: e-Node B)은 상향링크에서는 수신단으로 동작하고, 하향링크에서는 송신단으로 동작할 수 있다.
즉, 단말 및 기지국은 정보, 데이터 및/또는 메시지의 전송 및 수신을 제어하기 위해 각각 송신기(Transmitter: 2940, 2950) 및 수신기(Receiver: 2950, 2970)를 포함할 수 있으며, 정보, 데이터 및/또는 메시지를 송수신하기 위한 안테나(2900, 2910) 등을 포함할 수 있다.
또한, 단말 및 기지국은 각각 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 프로세서(Processor: 2920, 2930)와 프로세서의 처리 과정을 임시적으로 또는 지속적으로 저장할 수 있는 메모리(2980, 2990)를 각각 포함할 수 있다.
상술한 단말 및 기지국 장치의 구성성분 및 기능들을 이용하여 본원 발명의 실시예들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 기지국의 프로세서는 송신기 및 수신기를 제어하여 LAA 셀이 유휴 상태인지 여부를 판단하기 위한 CAP(또는, CS, CAA 과정 등)를 수행할 수 있다. 이때, CAP 과정에서 사용되는 CWS에 대해서 Tx 버스트의 첫 번째 서브프레임에 상응하는 HARQ-ACK 정보를 기반으로 조정을 할 수 있다. 자세한 실시예들은 1절 내지 4절을 참조할 수 있다.
단말 및 기지국에 포함된 송신기 및 수신기는 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및/또는 채널 다중화 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도 29의 단말 및 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 단말로 개인휴대단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, 개인통신서비스(PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰 또는 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.
여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(2980, 2990)에 저장되어 프로세서(2920, 2930)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.
Claims (13)
- 무선 통신 시스템에서 기지국이 CWS (contention window size) 를 조정하는 방법에 있어서,
CAP (channel access procedure) 를 수행하는 과정;
상기 CAP 에 기초하여, 하나 이상의 시간 구간 내에서 하향링크 데이터를 송신하는 과정;
상기 하향링크 데이터와 관련된 HARQ-ACK (hybrid automatic repeat and request acknowledgment) 을 획득하는 과정; 및
상기 하나 이상의 시간 구간에 포함된 시작 시간 구간과 관련된 HARQ-ACK 의 하나 이상의 값 (value) 을 카운트 (count) 함에 기초하여, 상기 CWS 를 조정하는 과정을 포함하고,
상기 하나 이상의 값은, 상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 데이터가 SCS (self-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 또는 CCS (cross-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 여부에 기초하여 카운트되는, 방법. - 제 1 항에 있어서
상기 하향링크 데이터는 두 개의 코드워드들 (codewords) 에 기초하여 송신되고,
상기 CWS 는, 상기 두 개의 코드워드들 각각의 HARQ-ACK 의 값을 각각 처리함에 기초하여 조정되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 시간 구간에 포함된 각 시간 구간은 14 개의 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 심볼들로 구성된, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 CWS 는 각 우선순위 클래스 (priority class) 에 따라 각각 설정되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 시작 시간 구간과 관련된 상기 HARQ-ACK 이 negative ACK (NACK) 으로 결정되는 확률이 일정 값 이상임에 기초하여, 상기 CWS 는 증가되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 상기 데이터가 상기 SCS 에 의하여 스케쥴링됨에 기초하여, 상기 시작 시간 구간과 관련된 상기 HARQ-ACK 내의 DTX (discontinuous transmission) 상태 (state) 는 상기 CWS 를 조정하기 위하여 negative ACK (NACK) 으로 카운트되고,
상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 상기 데이터가 상기 CCS 에 의하여 스케쥴링됨에 기초하여, 상기 DTX 상태는 상기 CWS 를 조정하기 위하여 무시 (ignore) 되는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 CWS (contention window size) 를 조정하는 기지국에 있어서,
송신기;
수신기; 및
상기 송신기 및 상기 수신기와 연결된 하나 이상의 프로세서 (processor) 를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서는:
CAP (channel access procedure) 를 수행하고,
상기 CAP 에 기초하여, 하나 이상의 시간 구간 내에서 하향링크 데이터를 송신하고,
상기 하항링크 데이터와 관련된 HARQ-ACK (hybrid automatic repeat and request acknowledgment) 을 획득하고,
상기 하나 이상의 시간 구간에 포함된 시작 시간 구간과 관련된 HARQ-ACK 의 하나 이상의 값 (value) 을 카운트 (count) 함에 기초하여, 상기 CWS 를 조정하고,
상기 하나 이상의 값은, 상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 데이터가 SCS (self-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 또는 CCS (cross-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 여부에 기초하여 카운트되는, 기지국. - 제 7 항에 있어서
상기 하향링크 데이터는 두 개의 코드워드들 (codewords) 에 기초하여 송신되고,
상기 CWS 는, 상기 두 개의 코드워드들 각각의 HARQ-ACK 의 값을 각각 처리함에 기초하여 조정되는, 기지국. - 제 7 항에 있어서,
상기 하나 이상의 시간 구간에 포함된 각 시간 구간은 14 개의 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 심볼들로 구성된, 기지국. - 제 7 항에 있어서,
상기 CWS 는 각 우선순위 클래스 (priority class) 에 따라 각각 설정되는, 기지국. - 제 7 항에 있어서,
상기 시작 시간 구간과 관련된 상기 HARQ-ACK 이 negative ACK (NACK) 으로 결정되는 확률이 일정 값 이상임에 기초하여, 상기 CWS 는 증가되는, 기지국. - 제 7 항에 있어서,
상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 상기 데이터가 상기 SCS 에 의하여 스케쥴링됨에 기초하여, 상기 시작 시간 구간과 관련된 상기 HARQ-ACK 내의 DTX (discontinuous transmission) 상태 (state) 는 상기 CWS 를 조정하기 위하여 negative ACK (NACK) 으로 카운트되고,
상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 상기 데이터가 상기 CCS 에 의하여 스케쥴링됨에 기초하여, 상기 DTX 상태는 상기 CWS 를 조정하기 위하여 무시 (ignore) 되는, 기지국. - 무선 통신 시스템에서 CWS (contention window size) 를 조정하는 장치에 있어서,
프로세서 (processor); 및
하나 이상의 명령어를 저장하는 하나 이상의 메모리 (memory) 를 포함하고,
상기 하나 이상의 명령어는, 실행 시에, 상기 프로세서가:
CAP (channel access procedure) 를 수행하고,
상기 CAP 에 기초하여, 하나 이상의 시간 구간 내에서 하향링크 데이터를 송신하고,
상기 하항링크 데이터와 관련된 HARQ-ACK (hybrid automatic repeat and request acknowledgment) 을 획득하고,
상기 하나 이상의 시간 구간에 포함된 시작 시간 구간과 관련된 HARQ-ACK 의 하나 이상의 값 (value) 을 카운트 (count) 함에 기초하여, 상기 CWS 를 조정하도록 하고,
상기 하나 이상의 값은, 상기 하향링크 데이터 중 상기 시작 시간 구간 내에 매핑된 데이터가 SCS (self-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 또는 CCS (cross-carrier scheduling) 에 의하여 스케쥴링 되었는지 여부에 기초하여 카운트되는, 장치.
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