WO2011004989A2 - 공유 무선 자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법 및 단말기의 상향링크 송신 방법 - Google Patents

공유 무선 자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법 및 단말기의 상향링크 송신 방법 Download PDF

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    • H04W72/121—Wireless traffic scheduling for groups of terminals or users

Definitions

  • the present invention relates to an uplink transmission method of a terminal and an uplink reception method of a base station in a cellular system, and more particularly, a terminal using a shared radio resource capable of reducing an uplink transmission delay.
  • the present invention relates to an uplink transmission method and an uplink reception method of a base station.
  • a dedicated channel is allocated when a connection is established for a data exchange with a base station regardless of whether data is transmitted by a terminal.
  • an uplink radio resource for example, a transmission frequency carrier and a transmission time
  • A packet-based OFDM
  • LTE Long Term Evolution
  • the LTE (Long Term Evolution) system which is still being standardized, is required to further improve performance.
  • various methods for reducing transmission latency have been examined. Optimization of the radio protocol structure and minimization of the segmentation of the wireless packet SDU / PDU is such a method, and efficient buffer status reporting of the terminal is also considered as one of the methods.
  • the WCDMA system can adjust the modulation and encoding levels according to the range of the transmission power allocated to the terminal and the amount of data in the terminal transmission buffer.
  • the base station not only allocates uplink radio resources according to the reported buffer state of the terminal but also sets the modulation and coding level of the terminal. Therefore, it is important for the base station to set the amount of data to be transmitted by the terminal, it is important to report the buffer status of the terminal, the terminal is required to report the buffer status from time to time so that the base station can recognize the exact buffer status of the terminal.
  • the basic uplink radio resource allocation scheme consisting of uplink radio resource request of a terminal, uplink radio resource allocation of a base station, buffer status report of a terminal, uplink radio resource allocation of a base station, and packet information transmission of a terminal is improved. Therefore, there is a need to reduce uplink transmission delay.
  • a first object of the present invention is to provide an uplink reception method of a base station using a shared allocation scheme that can reduce uplink transmission delay by improving a scheduling procedure of uplink transmission resources.
  • a second object of the present invention is to provide an uplink transmission method of a terminal using a shared allocation method that can reduce an uplink transmission delay by improving a scheduling procedure of an uplink transmission resource.
  • Method for allocating radio resources for uplink transmission using shared radio resources shared by at least one terminal for achieving the first object of the present invention and performing uplink reception And transmitting scheduling information on the shared radio resource to a downlink control channel by using a scheduling identifier to the target terminals for allocating shared radio resources, and transmitting the scheduling information from at least one of the target terminals by the scheduling information.
  • a data transmission step of receiving data through the shared radio resource and a feedback transmission step of transmitting data reception feedback information to at least one terminal that has received data through the shared radio resource.
  • the scheduling identifier may be one of a unique identifier assigned to each of the target terminals, a unique identifier assigned to some groups of the target terminals, and an identifier reserved for sharing allocation purposes.
  • the scheduling identifier indicates a modulation and coding level (MCS: Modulation and Coding Scheme) or a range of modulation and coding levels of data transmitted by the target terminals using the shared radio resource.
  • the scheduling information may be configured to include information indicating the modulation and encoding level of the data transmitted by the target terminals using the shared radio resource or the range of the modulation and encoding level (MCS).
  • MCS modulation and encoding level
  • Information in which the scheduling identifier indicates a range of modulation and encoding levels of data transmitted using the shared radio resource, or indicates a range of modulation and encoding levels of data transmitted using the shared radio resource in the scheduling information.
  • the data receiving step may be configured to receive, demodulate and decode the shared radio resource within a range of modulation and coding levels of the data.
  • downlink PHICH Physical HARQ indicator channel
  • the feedback transmission step may be configured to transmit information for designating a terminal that has successfully transmitted data separately from the ACK signal of the downlink PHICH channel.
  • Information for designating the transmitted terminal may be configured to be transmitted using at least one of a physical downlink control channel (PDCCH) channel and a physical downlink shared channel (PDSCH) channel region.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the terminal performs uplink transmission by allocating radio resources for uplink transmission using a shared radio resource shared by at least one terminal according to an aspect of the present invention for achieving the second object of the present invention.
  • the method includes receiving scheduling information for receiving scheduling information on the shared radio resource from a base station on a downlink control channel using a scheduling identifier, transmitting a data through the shared radio resource based on the scheduling information, and transmitting the data. It may be configured to include a feedback receiving step of receiving feedback from the base station whether the successful reception of the data transmitted through the shared radio resources.
  • the scheduling identifier may be configured as one of a unique identifier assigned to the terminal, a unique identifier assigned to a plurality of terminals including the terminal, and an identifier reserved for sharing allocation purpose.
  • the scheduling identifier indicates a modulation and coding level (MCS: Modulation and Coding Scheme) or a range of modulation and coding levels of data transmitted by the terminal using the shared radio resource.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the scheduling information including information indicating a modulation and coding level or a range of modulation and coding levels of data transmitted by the terminal using the shared radio resource.
  • the data transmission step it may be configured to include a unique identifier assigned to the terminal along with the data through the shared radio resource by the scheduling information.
  • the feedback by using the ACK signal of the downlink physical HARQ indicator channel (PHICH) channel from the base station in the feedback receiving step
  • the signal may be configured to be received.
  • the feedback receiving step it may be configured to receive information for designating a terminal transmitting the successfully received data separately from the ACK signal of the downlink PHICH channel.
  • Information for designating the transmitted terminal may be configured to be received from the base station using at least one of a physical downlink control channel (PDCCH) channel and a physical downlink shared control channel (PDSCH) channel region.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared control channel
  • uplink transmission through the integration and reduction of procedures such as requesting uplink radio resources, buffer status reporting, and uplink radio resource allocation between a terminal and a base station. You can reduce the delay.
  • 1 is a conceptual diagram illustrating one scheduling period configuration including a downlink control channel and a radio resource for data transmission in order to explain the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating one scheduling period configuration including an uplink control channel and a radio resource for data transmission in order to explain the present invention.
  • 3 and 4 are conceptual views illustrating a method of transmitting the first share allocation feedback information and a method of transmitting the second share allocation feedback information according to the present invention.
  • FIG. 5 is a frame timing diagram illustrating an uplink receiving method of a base station and an uplink transmitting method of a terminal according to the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration example using a shared allocation band when a system bandwidth is configured using fragmented bandwidth.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an uplink receiving method of a base station according to the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an uplink transmission method of a terminal according to the present invention.
  • the term 'terminal' includes a mobile station (MS), a user equipment (UE), a user terminal (UT), a wireless terminal, an access terminal (AT), a terminal, a subscriber unit, A subscriber station (SS), wireless device, wireless communication device, wireless transmit / receive unit (WTRU), mobile node, mobile or other terms may be referred to.
  • Various embodiments of the terminal may be photographed such as a cellular telephone, a smart phone having a wireless communication function, a personal digital assistant (PDA) having a wireless communication function, a wireless modem, a portable computer having a wireless communication function, or a digital camera having a wireless communication function.
  • a 'base station' generally refers to a fixed point for communicating with a terminal, and includes a base station, a Node-B, an eNode-B, and a BTS. It may be called other terms such as a transceiver system, an access point.
  • the terminal may vary in uplink occupancy according to the type and type of service being provided or the state of the transmission buffer.
  • a terminal continuously or intermittently transmitting data to a base station may occupy a portion of an uplink control channel and send a radio channel quality report, feedback information for downlink, and uplink radio resource request information. .
  • the low-power consumption operation-Discontinuous Reception (DRX)-to monitor only the downlink control channel periodically in order to reduce the power consumption of the terminal is uplink radio resource allocation There may be a case in which resources of any uplink control channel cannot be used because they are released.
  • the terminal which has not had uplink transmission for more than a predetermined time, does not receive the timing adjustment information for maintaining uplink physical layer synchronization from the base station and transmits the uplink physical layer synchronization to transmit the information in the uplink. Since acquisition is required again, it is usually necessary to perform a random access procedure for this.
  • downlink and uplink radio resources are uniquely identified by a terminal within a base station through a scheduling identifier assigned by a base station, and the radio resources allocation for downlink and uplink using such a scheduling identifier is used. This is done. Therefore, in this case, additional transmission delay to the uplink occurs.
  • the present invention relates to an uplink reception method of a base station and a uplink transmission method of a terminal using a shared radio resource.
  • the configuration of uplink and downlink radio resources of 3GPP LTE will be described. do. However, in the present specification, for convenience, it will be described based on uplink / downlink radio resource configuration of 3GPP LTE and control information transmission / reception and scheduling method, but the basic idea of the present invention can be applied to other cellular communication systems other than 3GPP LTE. It should be noted.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of one scheduling period including a downlink control channel and a radio resource for data transmission for explaining the present invention
  • FIG. 2 is a radio view for an uplink control channel and data transmission for explaining the present invention. This is a conceptual diagram showing the configuration of one scheduling cycle including resources.
  • 1 and 2 illustrate the configuration of downlink and uplink control channels and radio resources for data transmission in one scheduling period.
  • One scheduling period in LTE may be one subframe.
  • the downlink radio resource basically transmits downlink control information 101, which is a radio resource for control information transmitted in downlink, and downlink data transmission, which is a radio resource for transmitting user data to a terminal by a base station.
  • Radio resources (102, 103).
  • the downlink control information 101 basically includes downlink scheduling information and uplink scheduling information.
  • the downlink scheduling information transmitted to the downlink control information 101 includes radio resource allocation information and a modulation and coding level (MCS) indicating which terminal or group of terminals the radio resources 102 and 103 for downlink data transmission are allocated.
  • the terminal transmits control information for receiving a corresponding radio resource, including a modulation and coding scheme.
  • the uplink scheduling information in the downlink control information 101 includes information indicating to which terminal the uplink radio resources are allocated and to which modulation and coding level to transmit.
  • uplink control information 201 which is a radio resource for control information for transmitting uplink radio resources also uplink
  • uplink data which is a radio resource for transmitting user data to a base station by a terminal
  • the uplink control information 201 is a radio resource for transmitting ACK / NACK feedback information for downlink, channel quality report, resource request information indicating that uplink resources are needed, control information for MIMO transmission, and the like.
  • the radio resources 202 and 203 for link data transmission are radio resources for transmitting data packets of the terminal and are allocated to the terminal by the base station using the uplink scheduling information in the downlink control information 101 of FIG. 1.
  • the terminal when the terminal is allocated the uplink data transmission radio resource 202 or 203 from the base station to the allocated uplink data transmission radio resource 202 or 203 without occupying the uplink control information 201 resource.
  • the uplink control information may be transmitted, or control information may be transmitted through uplink through the uplink control information 201 resource only when the radio resource 202 or 203 for uplink data transmission is not allocated.
  • it may be controlled to transmit the radio resource for uplink data transmission and uplink control information together according to the system setting.
  • the terminal-specific allocation information for the uplink control information 201 radio resource is implicitly set by downlink control information allocation and radio resource allocation for downlink data transmission.
  • the uplink radio resource is allocated to an arbitrary terminal exclusively for a certain scheduling period according to the uplink scheduling information transmitted by the base station, and the terminal is exclusively occupied to transmit the uplink information.
  • a base station sequentially allocates uplink radio resources to terminals maintaining uplink physical layer synchronization with a base station, or randomly selects a terminal or a plurality of terminals to allocate uplink radio resources.
  • the terminal can immediately report control information such as a buffer state of the terminal or transmit uplink packet data without an uplink radio resource request procedure. Accordingly, uplink transmission delay can be reduced by omitting procedures such as status reporting and radio resource allocation necessary for uplink transmission.
  • a base station that does not need to maintain uplink physical layer synchronization through a small service area or a separate configuration of a base station-for example, a propagation delay of all terminals in the area is a CP (Cyclic Prefix) of an OFDM symbol.
  • a base station eg, femtocell, etc. having a small cell radius within an interval may share and allocate uplink radio resources sequentially or randomly by selecting a terminal in the manner described above regardless of whether uplink synchronization is maintained.
  • the base station sequentially allocates uplink radio resources to target terminals or uplink radio resources to randomly selected terminals.
  • the base station allocates an uplink radio resource to the terminal or terminals according to a criterion set by the base station arbitrarily or separately set among the target terminals.
  • the above-described sequential method and random selection method may be operated in a mixed method.
  • the sharing allocation target terminals may be selected from terminals satisfying one or a combination of the conditions illustrated in Table 1 below, and although not illustrated in Table 1, uplink radio resources according to conditions separately set by the base station Can be shared.
  • Table 1 Example of share assignment target terminal Terminal that has not been allocated uplink radio resource for a certain time Terminal without uplink radio resource request for a certain time Terminals have elapsed since the terminal buffer status was reported Terminals receiving multiple services Terminals with poor wireless channel environment A terminal providing a service requiring a high transmission speed
  • the shared radio allocation uplink radio resource is transmitted to a downlink control channel (PDCCH) using one of methods using a scheduling identifier (for example, C-RNTI) as follows. Sharing may be allocated to the terminal as scheduling information.
  • a scheduling identifier for example, C-RNTI
  • the B) scheme of multi-allocation group scheduling identifier or C) scheme of shared allocation scheduling identifier may be reserved and operated by a portion of a scheduling identifier for uniquely distinguishing terminals in the base station. Notify all terminal (s) using system information broadcast throughout the area, or control messages when establishing a connection between a base station and a terminal, e.g., control messages sent and received via SRB in the current 3GPP standard, or A multi-allocation group scheduling identifier or a shared allocation scheduling identifier may be set according to a terminal or a terminal group through an RRC message exchanged during initial DRB setup.
  • a plurality of multi-allocation group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers may be operated in a system or any base station, and among the plurality of multi-allocation group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers.
  • the mapping / association relationship between any one of the terminals and the terminal or the terminal group may be determined according to at least one condition among the attributes illustrated in Table 2 below.
  • TABLE 2 Types and forms of services provided Multicast / Broadcast Service -Unicast service (voice service, video service, file download service, game or streaming service, etc.) Delivery cycle or resource allocation cycle of provided service Transmission Time Interval (TTI), packet data transmission cycle Dynamic allocation, persistent allocation, or semi persistent allocation Required quality of service provided RSSI, Receive SNR, SINR, Eb / No, BER, BLER, Packet Error Rate (PER), etc.
  • TTI Transmission Time Interval
  • RSSI Receive SNR
  • SINR SINR
  • Eb / No BER
  • BLER Packet Error Rate
  • Base station and terminal conditions The center frequency, or bandwidth, of the base station or terminal; Applicable antenna technology (number of antennas, whether MIMO technology or diversity technology is applied) -Wireless environmental conditions of the terminal (channel quality reported from the terminal, path loss or location between the base station and the terminal) -Modulation and coding level setting condition parameters in the service area of the base station. Operation state of the terminal Connected / active state or idle state -Setting condition of low power consumption operation (DRX) in connected state -Low power consumption when connected Type or class of terminal General mobile phones, PDAs, notebook PCs, composite terminals, machinery, etc. -Size, resolution, etc. of the terminal display device Transmission power rating
  • MCS modulation and coding level
  • the radio environment of the corresponding terminal (s) may not be known accurately, and thus, a plurality of terminals should be informed of appropriate modulation and encoding information.
  • the modulation and coding levels are configured to have a mapping relationship with each of a plurality of multi-allocation group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers, so as to indicate the modulation and coding levels to be applied when the terminal transmits using the scheduling identifiers themselves.
  • a plurality of multi-allocation group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers may be mapped to correspond to different modulation and coding levels, and each scheduling identifier may be set to have a mapping relationship with one or more modulation and coding information. .
  • the location information of the allocated uplink radio resource and the modulation and encoding information are downlinked.
  • the uplink scheduling information in the link control information may be separately transmitted using the scheduling identifier of the A), B), or C) scheme.
  • the plurality of modulation and encoding information may be transmitted or transmitted as a representative value indicating the plurality of modulation and encoding levels, thereby representing the plurality of modulation and encoding information (to be described later).
  • mapping or setting relationship between the multi-assignment group scheduling identifier (s) or the sharing assignment scheduling identifier (s) and the modulation and coding levels is informed to the terminals in the base station through system information, or controlled when establishing a connection between the base station and the terminal. It can also be set according to a terminal or a terminal group through a message.
  • the base station blinds the corresponding uplink radio resource within a plurality of modulation and encoding level ranges. blind) Demodulation and decoding should be performed.
  • the advantage of this approach is that from the base station's point of view, it can be difficult to determine the average modulation and coding level in the wireless environment of all terminals that are subject to sharing, and rather than force the average modulation and coding level on all terminals. It is possible to allow the terminals utilizing the shared radio resources within the range to select and transmit modulation and coding levels.
  • the burden of blind demodulation and decoding may be increased at the base station, and thus, a trade-off of the range selectable by the terminal and the burden on the base station may be required.
  • uplink radio resources are allocated to a plurality of terminals by using a group scheduling identifier, or when a separate scheduling identifier indicating sharing assignment is allocated.
  • the base station transmits uplink radio resource allocation information by using a group scheduling identifier or a shared allocation scheduling identifier.
  • the terminal monitoring the downlink control channel checks whether there is a group scheduling identifier or a group scheduling identifier indicating a shared allocation indicating itself.
  • the terminal having the packet data or control information to be transmitted in the uplink transmits the corresponding information to the base station using the uplink radio resource allocated in step 2). At this time, the unique identifier of the terminal may be transmitted.
  • the base station receives the shared allocated uplink radio resource and transmits downlink information indicating whether the base station is successfully received.
  • the terminal transmitting the packet data or the control information in the uplink by using the shared allocated uplink radio resource, the uplink transmitted by the base station using the information indicating whether the base station transmitted by the base station is successfully received in step 4). Check the success or failure of the transfer and follow up with it.
  • one or more terminals may attempt to transmit using the same uplink radio resource.
  • packet data or control information is allocated to the uplink radio resource allocated in step 2).
  • the terminal may transmit unique information (for example, its own uniquely assigned scheduling identifier) in step 3), and if the base station successfully receives uplink information in step 4), It is possible to distinguish whether the information is transmitted by the terminal.
  • step 4 the method for transmitting the shared allocation feedback information indicating whether the uplink is successfully received through the downlink may be performed as follows.
  • a base station uses a control channel for transmitting ACK or NACK feedback information to a user equipment (eg, a physical HARQ indicator channel (PHICH)) for conventional uplink transmission. That is, when the base station successfully receives the uplink information transmitted by any terminal from the uplink radio resource allocated by the base station, the ACK feedback is transmitted. When the base station does not successfully receive the transmission, the NACK feedback is transmitted.
  • a control channel for transmitting ACK or NACK feedback information to a user equipment (eg, a physical HARQ indicator channel (PHICH)) for conventional uplink transmission. That is, when the base station successfully receives the uplink information transmitted by any terminal from the uplink radio resource allocated by the base station, the ACK feedback is transmitted. When the base station does not successfully receive the transmission, the NACK feedback is transmitted.
  • PHICH physical HARQ indicator channel
  • the base station In case of transmitting the ACK feedback, even when multiple terminals are transmitted, it means that the base station has successfully received uplink information transmitted by at least one terminal. In case of transmitting the NACK feedback, the base station may be transmitted even if a plurality of terminals transmit a collision and thus the base station does not receive it successfully, or if any terminal does not transmit the corresponding uplink radio resource or transmits only one terminal. It means no reception.
  • the terminal (s) using the shared allocated uplink radio resource may check whether the base station has successfully received the uplink information transmitted by itself (see FIG. 3 to be described later).
  • a transmission is performed using a downlink control information transmission channel (101 (PDCCH) in FIG. 1) or a radio resource (102, 103 (PDSCH) in FIG. 1) region for downlink data transmission (for example, a MAC control PDU).
  • a method of transmitting the feedback information including the identifier information of the corresponding terminal may be considered first, and feedback control information for one or more sharing assignments may be transmitted to one downlink feedback information.
  • Such feedback control information may include at least one of the information illustrated in Table 3 below.
  • a scheduling identifier (A), B), or C) identifier method indicating a shared assignment) Indexing (or addressing) information indicating shared allocation radio resources;
  • a terminal unique identifier (eg, scheduling identifier assigned by the base station) transmitted by the terminal ACK or NACK feedback information New share allocation information
  • the feedback information is configured using only the unique identifier of the terminal successfully received by the base station without the ACK or NACK feedback information, when there is no packet received by the base station allocated uplink radio resource (that is, the base station reception failure).
  • the base station may be configured to transmit the feedback information using the unique identifier of the terminal only when the packet is successfully received by the allocated uplink radio resource, thereby reducing the overhead of signaling. It may be.
  • the shared allocation information and the downlink feedback information may be configured together and transmitted using a downlink control channel, and the sharing allocation feedback information transmission method may be used in combination with the first and second methods.
  • the feedback information by the second method is not transmitted, and when the ACK is notified by the first method, additional shared allocation feedback information can be transmitted according to the second method.
  • 3 and 4 are conceptual views illustrating a method of transmitting the first share allocation feedback information and a method of transmitting the second share allocation feedback information.
  • FIG. 3 illustrates a case of using the first sharing allocation feedback information transmission method (using PHICH).
  • the base station transmits the scheduling information 301 for the shared radio resource to the terminal, and the terminal transmits the data 302 using the shared radio resource specified by the scheduling information 301.
  • the base station transmits 303 whether the data 302 received from the terminal was successfully received (ACK / NACK) over the PHICH channel.
  • the base station transmits information 304 for designating the terminal that has successfully transmitted the data to the terminal.
  • FIG. 4 illustrates a case of using the second sharing allocation feedback information transmission method (using the PUSCH region).
  • the scheduling information 401 for the shared radio resource is transmitted from the base station to the terminal, and the terminal transmits the data 402 using the shared radio resource specified in the scheduling information 401.
  • the base station transmits to the terminal 403 whether the data 402 received from the terminal has been successfully received (ACK / NACK) and information for designating the terminal that has successfully transmitted the data.
  • the mixed concept of the first method and the second method described above does not transmit feedback information by the second method (transmission method through at least one of the PDCCH channel or PDSCH channel region) when the NACK is announced as the first method (transmission method through PHICH). If the ACK is notified by the first method (transmission method through PHICH), additional shared allocation feedback information (sending terminal via successful transmission of at least one of the PDCCH channel and PDSCH channel region) is designated Means that information transmission is possible.
  • the terminal (s) transmitted to the corresponding uplink shared allocation resource may not receive the uplink data transmitted by the base station. It may immediately recognize and wait for an uplink resource according to a new shared allocation, request an uplink radio resource through a preset uplink control channel, or request an uplink radio resource using a random access procedure.
  • FIG. 5 is a frame timing diagram illustrating an uplink receiving method of a base station and an uplink transmitting method of a terminal according to the present invention.
  • the uplink reception frame timing diagram 501 of the base station and the uplink transmission frame timing diagrams 502, 503, and 504 of each of the terminal # 1, the terminal # 2, and the terminal # 3 connected to the base station are shown. Is shown.
  • the uplink transmission frame timing diagrams 502, 503, and 504 of the terminal # 1, the terminal # 2, and the terminal # 3 are shown based on the uplink transmission timing in each terminal (the distance between the base station and the terminal is the terminal # 3- A case in which the order of terminals # 2 to terminals # 1 is large is illustrated.
  • the uplink frame of each terminal is aligned and received at the base station by a timing adjustment operation considering a propagation delay between the base station and each terminal.
  • timing relationship between the downlink and the uplink illustrated in FIG. 5 is just one example, and the timing relationship including the transmission and reception time differences may be different from the time difference and the relationship illustrated in FIG. 5 according to the configuration of the system. .
  • the base station uses downlink control information 504 (PDCCH-Physical Downlink Control Channel) of the downlink 501 for downlink scheduling information for the radio resource 506 for downlink data transmission and for a plurality of terminals on the uplink.
  • Downlink scheduling information for a radio resource 508 for uplink data transmission is transmitted.
  • one scheduling period may be one subframe in 3GPP LTE, but the scheduling period in uplink transmission and reception using shared radio resources according to the present invention is necessarily limited to one subframe unit. It doesn't have to be.
  • the terminal # 1 transmits packet information to an uplink data transmission radio resource 508 allocated according to the uplink scheduling information in the downlink control information 505.
  • the terminal # 3 transmits uplink control information through a control field in the uplink control information 507 allocated to the terminal # 3 according to a relationship with the downlink radio resource allocation.
  • the terminal # 2 transmits packet information to an uplink data transmission radio resource 508 allocated according to the uplink scheduling information in the downlink control information 505.
  • the terminal # 1 and the terminal # 3 transmit the packet information to the radio resource 508 for uplink data transmission allocated according to the uplink scheduling information in the downlink control information 505.
  • the terminal # 2 transmits uplink control information through a control field in the uplink control information 507 allocated to the terminal # 2 according to a relationship with the downlink radio resource allocation.
  • the terminal # 1 transmits packet information to the uplink data transmission radio resource 508 allocated according to the uplink scheduling information in the downlink control information 505, and transmits the packet information to the control field allocated to itself in the uplink control information 507. It transmits the uplink control information through.
  • the terminal # 1, the terminal # 2, the terminal # 3, etc. which have not had the opportunity to transmit the uplink, have their respective operating states. That is, the downlink control information 505 is continuously monitored according to a low power consumption operation (DRX) cycle, a semi-persistent scheduling (SPS) cycle, or the like.
  • DRX low power consumption operation
  • SPS semi-persistent scheduling
  • the base station transmits downlink control information 509 including uplink shared allocation information by using any one of the shared allocation methods described above.
  • the terminals While monitoring the downlink control information, the terminals check downlink control information 509 including uplink sharing allocation information.
  • the terminal # 1, the terminal # 2, and the terminal # 3 transmit control information or packet data to be transmitted in the uplink generated using the uplink share allocation radio resource 510 allocated by the downlink control information 509 including the share allocation information. Can be transmitted. Accordingly, when the uplink shared allocation radio resource 510 is scheduled according to the method of B) and C), as shown in FIG. 5, a collision or contention situation in which a plurality of terminals transmit the same resource occurs.
  • the terminal or the terminal of the condition that the system or the base station can request the uplink radio resource using the uplink control information 507 does not transmit the uplink using the uplink shared allocation radio resource 510 in the prior art. It can be configured to operate by receiving a dedicated uplink radio resource through the procedure of.
  • the base station shares feedback information indicating whether the terminal (s) successfully received the uplink information transmitted using the uplink sharing allocation radio resource 510 in the uplink scheduling period 1006.
  • the downlink control information 512 including the downlink data transmission radio resource 511, or the downlink control information 512 including the feedback information on the shared allocation uplink radio resource, and the like can be notified together.
  • ACK / NACK feedback information for the corresponding uplink sharing allocation radio resource is used by using a separate channel (for example, PHICH) for transmitting ACK / NACK feedback information for uplink transmission. You can also send.
  • a separate channel for example, PHICH
  • the base station allocates the uplink radio resource to an arbitrary terminal (s) sequentially or polls the terminal according to the method A). If an uplink resource is allocated using one scheduling identifier, the uplink radio resource can be allocated without a collision or contention.
  • the uplink transmission of the shared allocation method is able to determine and schedule a modulation and coding scheme (MCS: Modulation and Coding Scheme) to a plurality of terminals without considering the radio environment of the corresponding terminals. And it may be difficult to secure the reliability of the transport packet by applying an inappropriate modulation and coding scheme. Therefore, the system can limit the attribute of the packet transmitted to the radio resource of the shared allocation method.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • a data packet requiring high transmission quality (QoS) or a time limit a packet that does not perform retransmission (ARQ) in a radio link layer (RLC) (for example, TM of 3GPP) (Transparent Mode) Unacknowledged Mode (UM) transmission mode packet) or important control messages may be restricted from being transmitted to a shared allocation uplink radio resource.
  • RLC radio link layer
  • TM of 3GPP Transparent Mode
  • UM Unacknowledged Mode
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration example using a shared allocation band when a system bandwidth is configured using fragmented bandwidth.
  • Base station # 1 (601) and base station # 2 (602) that supports the 20MHz system bandwidth by setting the share allocation band 603 to share the uplink radio resources by applying the method and procedure described above in the corresponding band It can be operated.
  • the terminals are grouped 604 for exclusively scheduling uplink radio resources from base station # 1 and transmitting information, group 606 for exclusively scheduling uplink radio resources from base station # 2, and transmitting the information.
  • the two base stations may operate as a group 605 performing uplink transmission through a sharing allocation method using a band designated as a sharing allocation band.
  • the base station # 1 and the base station # 2 may use a method in which the shared allocation band 603 is designated as a shared allocation band instead of the same frequency band.
  • the sharing allocation of uplink radio resources can basically be operated under base station management over the entire uplink bandwidth of the base station.
  • the base station can apply a limited portion of the uplink bandwidth.
  • uplink bandwidth is formed by collecting fragmented bandwidths (carrier aggregation)
  • one or more base stations share a portion of fragmented bandwidth (s) or uplink bandwidth.
  • the uplink radio resource is transmitted by transmitting uplink resource request information or buffer status information using an uplink radio resource and a control information format separately configured by the system or the base station without a random access procedure to the corresponding uplink radio resource.
  • uplink information may be transmitted through an uplink radio resource shared by the base station.
  • the base station described above is a transmission node that forms a radio interface with a terminal as an edge node of a cellular network, and is a normal base station, a small base station, and a home.
  • a base station, a remote base station, or a relay may be configured in any one form.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an uplink receiving method of a base station according to the present invention.
  • the uplink reception method of the base station may include a scheduling information transmission step S710, a data reception step S720, and a feedback transmission step S730.
  • scheduling information on the shared radio resource is transmitted to a downlink control channel using a scheduling identifier to the shared radio resource allocation target terminals.
  • Shared radio resource allocation target terminals may refer to terminals selected as targets for transmitting data through shared radio resources according to the uplink receiving method according to the present invention.
  • the target terminals for the allocation of shared radio resources may be selected by one or a combination of conditions illustrated in Table 1 described above. Allocating the shared radio resources to the selected terminals may be performed sequentially or arbitrarily. It may be determined to allocate a shared radio resource for the selected terminals.
  • the shared radio resource may be configured to share the uplink radio resource by operating base stations by setting a common allocation band 403 in advance, and each base station may have a separate frequency. It is also possible to operate by designating a band as a shared allocation band.
  • the entire uplink bandwidth of the base station may be used as a shared allocation band.
  • the base station may limit and apply a portion of the uplink bandwidth.
  • shared radio resources may be managed for some of the component carriers, and one or more base stations share a common part of any component carriers or uplink bandwidth. It can also be operated.
  • the shared radio resources determined through the above-described method may be transmitted to the selected shared radio resource allocation target terminals through a downlink control channel using a scheduling identifier.
  • the scheduling identifier may be classified into three methods described above, namely, A) a method of using a unique scheduling identifier assigned to a terminal, B) a method of using a group scheduling identifier for multi-allocation targeting a plurality of terminals, and C) a notification of shared allocation.
  • the method may be determined using a method using a separate scheduling identifier (a scheduling identifier dedicated for sharing allocation, which is previously promised to be commonly used by terminals that are subject to sharing allocation).
  • a mapping / association relationship between any one of a plurality of multi-assignment group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers and a terminal or terminal group is determined according to at least one or more of the attributes illustrated in Table 2. Can be.
  • the modulation and coding level to be applied for data transmission to the target terminals receiving the scheduling information is that the scheduling identifier specifies the modulation and coding level or its range using a mapping relationship between the scheduling identifier and the modulation and coding level. It may be transmitted, or may be transmitted by designating a modulation and coding level or a range thereof through a downlink control channel through which scheduling information is transmitted.
  • the data receiving step (S720) is a step of receiving data through at least one of the target terminals to which the scheduling information has been transmitted through the step (S710) through the shared radio resource according to the scheduling information.
  • the scheduling identifier is not configured to designate a single modulation and coding level, but is configured in a manner of designating a range of possible modulation and coding levels, or through a downlink control channel.
  • the base station may be configured to receive, blind demodulate and decode the shared radio resources within a range of modulation and encoding levels of the specified data.
  • the uplink reception method according to the present invention includes a feedback transmission step (S730) of transmitting data reception feedback information to at least one terminal in which data transmitted through the shared radio resource has been successfully received. Can be.
  • the base station may indicate and transmit ACK / NACK information to the at least one terminal that receives the data through a physical HARQ indicator channel (PHICH) channel to indicate a unique identifier of the terminal that has successfully received the data. It may be transmitted using at least one of a physical downlink control channel (PDCCH) channel and a physical downlink shared channel (PDSCH) channel region.
  • a physical HARQ indicator channel PHICH
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • a method of transmitting the ACK / NACK information including identifier information of a terminal that has successfully received data may be considered first.
  • Feedback control information for one or more shared assignments may be sent.
  • Such feedback control information may include at least one or more information from the information exemplified in Table 3 above.
  • implicit feedback may be performed to reduce signaling overhead of an ACK signal indicating successful reception of data and a NACK signal indicating successful reception of data. That is, the data may be configured to notify only the identifier specifying the terminal (s) that transmitted the data when the data is successfully received, and not to separately notify the identifier and the NACK signal when the data is not successfully received. Accordingly, the terminal may implicitly determine that reception of the transmitted data is not properly performed at the base station when no feedback information is received.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an uplink transmission method of a terminal according to the present invention.
  • the uplink transmission method of the terminal may include a scheduling information reception step S810, a data transmission step S820, and a feedback reception step S830.
  • the scheduling information is received from the base station by using the shared radio resource shared by the at least one terminal in the downlink control channel. That is, the scheduling information receiving step S810 is a step of receiving scheduling information transmitted from the base station according to the scheduling information transmitting step S710 of the uplink receiving method of the base station described with reference to FIG. 7.
  • the terminals receiving the scheduling information in the step of receiving the scheduling information are terminals to be allocated to the shared radio resource described above with reference to FIG. 7, and are terminals selected as targets for transmitting data through the shared radio resource. Selection of the shared wireless resource allocation Daesan terminals may be selected in the manner described above with reference to FIG.
  • the base station in common by configuring the common allocation band 403 in advance to share the configuration or operating the uplink radio resources each of the base station to a separate frequency band
  • a method of designating and managing a shared allocation band may be used, and the entire uplink bandwidth of the base station may be used as the shared allocation band, or the base station may apply a portion of the uplink bandwidth.
  • shared radio resources may be managed for some of the component carriers, and one or more base stations share a common part of any component carriers or uplink bandwidth. It can also be operated.
  • the terminals may be designated as scheduling information through the downlink control channel using the scheduling identifier using the shared radio resource determined through the above-described method.
  • the scheduling identifier may be assigned to the three methods described above.
  • a mapping / association relationship between any one of a plurality of multi-assignment group scheduling identifiers or shared allocation scheduling identifiers and a terminal or terminal group is determined according to at least one or more of the attributes illustrated in Table 2. Can be.
  • the modulation and coding level to be applied to the data to be transmitted in the data transmission step (S820) to be described later is received by the scheduling identifier to specify the modulation and coding level or its range using the mapping relationship between the scheduling identifier and the modulation and coding level
  • the information may be received by designating a modulation and coding level or a range thereof through a downlink control channel through which scheduling information is transmitted.
  • the data transmission step (S820) is a step of transmitting data through the shared radio resources based on the scheduling information.
  • the terminals may be designated with modulation and coding levels or ranges as the information included in the scheduling identifier or the scheduling information included in the downlink control channel.
  • the terminal may be configured to transmit data by selecting and applying an optimal modulation and coding level reflecting the channel environment in which the terminal is currently located. In this case, the blind demodulation and decoding should be performed at the base station side as described above in the data reception step S720 described with reference to FIG. 7.
  • each terminal may be configured to inform the base station that the terminal transmitting the data through the shared radio resource by including the unique identifier assigned to the terminal along with the data through the shared radio resource. have.
  • the base station receives feedback from the base station whether the data transmitted through the shared radio resource is successfully received.
  • the feedback reception step S830 is a reception step of a terminal corresponding to the feedback transmission step S730 of the uplink reception method of the base station described above with reference to FIG. 7, and the feedback information is transmitted from the base station to the PHICH channel.
  • the reception may be performed through the PDCCH channel or the PDSCH channel region.
  • the terminal (s) using the shared allocated uplink radio resource may check whether the base station has successfully received the uplink information transmitted by the terminal.
  • the terminal may include the identifier information of the terminal that has successfully received the data together with the ACK / NACK information and may be received from the base station.
  • Feedback control information for one or more shared assignments may be sent to the feedback information.
  • the feedback control information may include at least one or more information from the information illustrated in Table 3 above.

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Abstract

공유무선자원 할당 대상 단말기들에게 스케쥴링 식별자를 이용하여 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 전송하는 단계, 대상 단말기들 중 적어도 하나의 단말기로부터 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 수신하는 단계 및 공유 무선자원을 통하여 데이터를 수신한 적어도 하나의 단말기에 대한 데이터 수신 피드백 정보를 전송하는 피드백 전송 단계를 포함하여 기지국의 상향링크 수신 방법을 구성한다. 기지국으로부터 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 수신하는 단계, 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 송신하는 단계 및 공유 무선자원을 통하여 송신한 데이터에 대한 성공적 수신 여부를 기지국으로부터 피드백 받는 피드백 수신 단계를 포함하여 단말기의 상향링크 송신 방법을 구성한다. 따라서, 단말기와 기지국간의 상향링크 전송 절차를 통합 및 감소시키는 것에 의해 상향링크 전송 지연을 줄이는 효과가 있다.

Description

공유 무선 자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법 및 단말기의 상향링크 송신 방법
본 발명은 셀룰라 시스템에서의 단말기의 상향링크(uplink) 전송 방법과 기지국의 상향링크 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상향링크 전송 지연을 줄일 수 있는 공유 무선자원(shared radio resource)을 이용한 단말기의 상향링크 전송 방법과 기지국의 상향링크 수신 방법에 관한 것이다.
기존의 셀룰라 시스템에서 무선자원은 임의의 단말기에게 전용(dedicated)으로 할당하는 방법이 적용되었다.
즉, 서킷 기반(circuit-based)의 셀룰라 시스템에서는 단말기가 전송할 데이터의 유무와 무관하게 기지국과의 데이터 교환을 위한 통신로의 연결(connection)이 설정되면, 전용 채널(dedicated channel)이 할당되어 데이터를 송신할 수 있었다.
또한, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템과 같은 패킷 기반(packet-based)의 OFDM(A) 계열 셀룰라 시스템에서도 단말기가 기지국과의 데이터 교환을 위한 통신로 연결이 설정되면, 단말기가 보고한 버퍼 상태 정보(buffer status report) 또는 설정된 서비스의 종류에 따라 상향링크의 무선자원(예를 들어, 전송 주파수 캐리어와 전송 시간)을 임의의 단말기에게 순시적으로 전용 할당하여 해당 단말기가 독점적으로 사용할 수 있다.
그러나, 현재에도 지속적으로 표준작업이 진행되고 있는 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서는 추가적인 성능 개선이 요구되고 있는데, 특히 전송 지연(transmission latency)을 줄이기 위한 다양한 방법이 검토되고 있다. 무선 프로토콜 구조의 최적화, 무선 패킷 SDU/PDU의 분할 최소화 등이 그러한 방안이며, 단말기의 효율적인 버퍼 상태 보고도 그 방안의 하나로 검토하고 있다.
WCDMA 시스템은 하나의 코드를 단말기에게 전용 할당하고 상향링크 전송 전력을 할당하면, 단말기가 할당받은 전송 전력의 범위와 단말기 전송 버퍼내의 데이터 량에 적절하게 변조 및 부호화 레벨을 조절하여 전송할 수 있었다. 그러나 OFDM(A) 계열의 셀룰라 시스템에서는 기지국이 보고받은 단말기의 버퍼 상태에 따라 상향링크 무선자원을 할당할 뿐 만 아니라 단말기의 변조 및 부호화 레벨을 설정한다. 따라서 기지국이 단말기가 전송할 데이터 량을 설정하게 되는 것으로 단말기의 버퍼 상태 보고가 중요하며, 기지국이 단말기의 정확한 버퍼 상태를 인지할 수 있도록 단말기는 수시로 버퍼 상태를 보고하는 방식이 요구된다.
그러나, 기지국내에 다수의 단말기가 존재하며 또 각 단말기들이 다양한 형태의 패킷 서비스를 제공받고 있으므로 단말기의 정확한 버퍼 상태를 기지국이 인지하기에는 한계가 있다. 또한, 기지국의 상향링크 무선자원 할당은 단말기의 버퍼 상태 보고가 우선하여야 하므로 기본적인 지연 요소(latency)를 가지고 있다.
따라서, 단말기의 상향링크 무선자원 요청, 기지국의 상항링크 무선자원 할당, 단말기의 버퍼 상태 보고, 기지국의 상향링크 무선자원 할당, 그리고 단말기의 패킷 정보 전송 등으로 이루어지는 기본적인 상향링크 무선자원 할당 방식을 개선하여 상향링크 전송 지연을 감소시킬 필요성이 있다.
본 발명의 제 1 목적은, 상향링크 전송자원의 스케쥴링 절차를 개선하여 상향링크 전송 지연을 감소시킬 수 있는 공유 할당 방식을 이용한, 기지국의 상향링크 수신 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 상향링크 전송자원의 스케쥴링 절차를 개선하여 상향링크 전송 지연을 감소시킬 수 있는 공유 할당 방식을 이용한, 단말기의 상향링크 전송 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 적어도 하나의 단말기가 공유하는 공유 무선자원을 이용하여 상향링크 전송을 위한 무선자원을 할당하고 상향링크 수신을 수행하는 방법은, 공유무선자원 할당 대상 단말기들에게 스케쥴링 식별자를 이용하여 상기 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 전송하는 스케쥴링 정보 전송 단계, 상기 대상 단말기들 중 적어도 하나의 단말기로부터 상기 스케쥴링 정보에 의한 상기 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 수신하는 데이터 수신 단계 및 상기 공유 무선자원을 통하여 데이터를 수신한 적어도 하나의 단말기에 대한 데이터 수신 피드백 정보를 전송하는 피드백 전송 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 스케쥴링 식별자는, 상기 대상 단말기들 각각에 부여된 고유 식별자, 상기 대상 단말기들 중 일부 그룹에 할당된 고유 식별자, 공유 할당용도로 예약된 식별자 중 하나일 수 있다.
이때, 상기 스케쥴링 정보 전송 단계에서, 상기 스케쥴링 식별자가 상기 대상 단말기들이 상기 공유 무선자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme) 또는 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하거나, 상기 스케쥴링 정보내에 상기 대상 단말기들이 상기 공유 무선자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨 또는 변조와 부호화 레벨(MCS)의 범위를 지시하는 정보를 포함하여 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 스케쥴링 식별자가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하거나, 상기 스케쥴링 정보내에 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하는 정보가 포함되어 전송된 경우에는, 상기 데이터 수신 단계는 상기 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위내에서 상기 공유 무선 자원을 수신하여 블라인드 복조 및 복호화하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 수신된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호를, 하향링크 PHICH(Physical HARQ indicator channel) 채널의 ACK 신호를 이용하여 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 피드백 전송 단계는 상기 하향링크 PHICH 채널의 ACK 신호와는 별개로 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 수신된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호와 함께 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 채널 및 PDSCH(Physical Downlink Shared channel) 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 전송하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 적어도 하나의 단말기가 공유하는 공유 무선자원을 이용하여 상향링크 전송을 위한 무선자원을 할당받아 단말기가 상향링크 전송을 수행하는 방법은, 기지국으로부터 상기 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 스케쥴링 식별자를 이용하여 하향링크 제어채널로 수신하는 스케쥴링 정보 수신 단계, 상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 송신하는 데이터 송신 단계 및 상기 공유 무선자원을 통하여 송신한 데이터에 대한 성공적 수신 여부를 기지국으로부터 피드백 받는 피드백 수신 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 스케쥴링 정보 수신 단계에서, 상기 스케쥴링 식별자는, 상기 단말기에 부여된 고유 식별자, 상기 단말기를 포함한 복수의 단말기에 할당된 고유 식별자, 공유 할당용도로 예약된 식별자 중 하나로 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 스케쥴링 정보 수신 단계에서, 상기 스케쥴링 식별자가 상기 단말기가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme) 또는 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하거나, 상기 스케쥴링 정보내에 상기 단말기가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨 또는 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하는 정보를 포함하여 수신하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 전송 단계에서, 상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터와 함께 상기 단말기에 부여된 고유 식별자를 포함하여 전송하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 전송된 데이터가 기지국에서 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 수신 단계에서 기지국으로부터 하향링크 PHICH(Physical HARQ indicator channel) 채널의 ACK 신호를 이용하여 피드백 신호가 수신되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 피드백 수신 단계에서, 상기 하향링크 PHICH 채널의 ACK 신호와는 별개로 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 데이터 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 전송된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호와 함께 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 PDCCH(Physical Downlink control channel) 채널 및 PDSCH(Physical Downlink Shared control channel) 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 패킷 기반의 셀룰라 시스템에서 상향링크 무선자원의 공유 할당 개념을 도입하므로써, 단말기와 기지국간의 상향링크 무선자원 요청, 버퍼 상태 보고, 상향링크 무선자원 할당 등의 절차 통합 및 감소를 통하여 상향링크 전송 지연을 감소시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위해서 하향링크 제어 채널과 데이터 전송용 무선자원을 포함한 하나의 스케쥴링 주기 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위해서 상향링크 제어채널과 데이터 전송용 무선자원을 포함한 하나의 스케쥴링 주기 구성을 보여주는 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 첫번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법과 두번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신방법과 단말기의 상향링크 전송방법을 설명하기 위한 프레임 타이밍도이다.
도 6은 조각난 대역폭을 이용하여 시스템 대역폭을 구성한 경우에 공유할당용 대역을 이용하는 구성예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 단말기의 상향링크 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛, 단말기, 기계 장치들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
패킷 기반의 셀룰라 시스템에서 단말기는 제공중인 서비스의 종류 및 형태 또는 전송버퍼의 상태에 따라 상향링크 점유가 달라질 수 있다. 기지국으로 지속적 또는 간헐적으로 데이티를 전송하고 있는 단말기는 상향링크 제어 채널의 일부를 점유하여 무선채널 품질 보고, 하향링크를 위한 피드백(feedback) 정보, 그리고 상향링크 무선자원 요청 정보 등을 보낼 수 있다.
그러나, 기지국과 단말기간의 연결(connection)이 설정된 단말기라고 하더라도 단말기의 소모 전력을 줄이기 위하여 주기적으로 하향링크 제어 채널만을 모니터링하는 저전력 소모 동작-DRX(Discontinuous Reception)-중인 단말기들은 상향링크 무선자원 할당이 해제(release)되어 어떠한 상향링크 제어 채널의 자원도 사용할 수 없는 경우가 있을 수 있다.
특히, OFDM(A) 계열의 셀룰라 시스템에서는 단말기간의 상향링크 직교성 확보를 위하여 상향링크 물리계층의 동기 유지가 요구된다. 따라서, 일정 시간 이상 상향링크로의 전송이 없었던 단말기는 기지국으로부터 상향링크 물리계층 동기 유지를 위한 전송시간 조절(timing adjustment) 정보를 수신하지 못하여 상향링크로의 정보를 전송하기 위해서는 상향링크 물리계층 동기획득이 재차 요구되므로, 통상적으로 이를 위하여 임의접속(random access) 절차를 수행해야 한다.
패킷 기반의 셀룰라 시스템에서 하향링크 및 상향링크 무선자원은 기지국이 할당한 스케줄링 식별자를 통하여 임의의 단말기가 기지국내에서 고유하게 식별되며, 이러한 스케줄링 식별자를 이용하여 하향링크 및 상향링크에 대한 무선자원 할당이 이루어진다. 따라서, 이러한 경우에는 상향링크로의 전송 지연이 추가적으로 발생하게 된다.
본 발명은 공유 무선 자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법 및 단말기의 상향링크 송신 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법들을 설명하기 이전에 3GPP LTE의 상향링크 및 하향링크 무선자원의 구성을 설명하기로 한다. 다만, 본 명세서에서는 편의상 3GPP LTE의 상향링크/하향링크 무선자원 구성과 제어정보 전송/수신 및 스케쥴링 방법을 기초로 하여 설명하지만 본 발명의 기본적인 사상은 3GPP LTE가 아닌 다른 셀룰러 통신 시스템에 대해서도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위해서 하향링크 제어 채널과 데이터 전송용 무선자원을 포함한 하나의 스케쥴링 주기의 구성을 보여주는 개념도이며, 도 2는 본 발명을 설명하기 위해서 상향링크 제어채널과 데이터 전송용 무선자원을 포함한 하나의 스케쥴링 주기의 구성을 보여주는 개념도이다.
즉, 도 1과 도 2는 하나의 스케줄링 주기 내에서 하향링크와 상향링크의 제어 채널과 데이터 전송용 무선자원의 구성을 나타내고 있다. LTE에서 하나의 스케쥴링 주기는 하나의 서브 프레임(subframe)일 수 있다.
도 1을 참조하면, 기본적으로 하향링크 무선자원은 하향링크로 전송하는 제어 정보를 위한 무선자원인 하향링크 제어정보(101)와 기지국이 단말기에 사용자 데이터를 전송하기 위한 무선자원인 하향링크 데이터 전송용 무선자원(102, 103)으로 구성된다.
하향링크 제어정보(101)는 기본적으로 하향링크 스케줄링 정보와 상향링크 스케줄링 정보를 포함한다.
하향링크 제어정보(101)로 전송하는 하향링크 스케줄링 정보는 하향링크 데이터 전송용 무선자원(102, 103)이 어느 단말기 또는 단말기 그룹에게 할당되었는가를 알리는 무선자원 할당 정보와 변조 및 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme)을 포함하여 단말기가 해당 무선자원을 수신하기 위한 제어 정보를 전송한다.
또한, 하향링크 제어정보(101)내의 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 무선자원들이 어느 단말기에게 할당되었으며, 어떠한 변조 및 부호화 레벨로 전송해야 하는 가를 알리는 정보를 포함한다.
도 2를 참조하면, 기본적으로 상향링크 무선자원도 상향링크로 전송하는 제어 정보를 위한 무선자원인 상향링크 제어정보(201)와 단말기가 기지국에 사용자 데이터를 전송하기 위한 무선자원인 상향링크 데이터 전송용 무선자원(202, 203)로 구성된다.
상향링크 제어정보(201)는 하향링크에 대한 ACK/NACK 피드백 정보, 채널품질 보고, 상향링크 자원이 필요함을 지시하는 자원요청 정보, MIMO 전송을 위한 제어 정보 등을 전송하기 위한 무선자원이며, 상향링크 데이터 전송용 무선자원(202, 203)은 단말기의 데이터 패킷을 전송하기 위한 무선자원으로 도 1의 하향링크 제어정보(101) 내의 상향링크 스케줄링 정보를 이용하여 기지국이 단말기에게 할당하게 된다.
단, 단말기가 기지국으로부터 상향링크 데이터 전송용 무선자원(202 또는 203)을 할당받은 경우에는 상향링크 제어정보(201) 자원에 대한 점유없이 할당받은 상향링크 데이터 전송용 무선자원(202 또는 203)으로 상향링크 제어 정보를 전송할 수도 있으며, 상향링크 데이터 전송용 무선자원(202 또는 203)을 할당받지 못한 경우에만 상향링크 제어정보(201) 자원을 통하여 상향링크로 제어 정보를 전송할 수도 있다. 또한, 시스템 설정에 따라 상향링크 데이터 전송용 무선자원과 상향링크 제어정보를 함께 전송하도록 제어할 수 있다.
그리고 상향링크 제어정보(201) 무선자원에 대한 단말기별 할당 정보는 하향링크 제어정보 할당 및 하향링크 데이터 전송용 무선자원 할당에 의하여 묵시적으로 설정된다.
이와 같이 상향링크 무선자원은 기지국이 전송하는 상향링크 스케줄링 정보에 따라 임의의 단말기에게 임의의 스케줄링 주기에 한하여 전용으로 할당하여 해당 단말기가 독점적으로 점유하여 상향링크 정보를 전송한다.
본 발명에 따른 셀룰러 시스템의 동작
본 발명에 따른 셀룰러 시스템에서는, 기지국과 상향링크 물리계층 동기를 유지하고 있는 단말기들에게는 기지국이 순차적으로 상향링크 무선자원을 할당하거나, 또는 임의로 단말기 또는 복수의 단말기들을 선택하여 상향링크 무선자원을 할당함으로써 단말기가 상향링크 무선자원 요청 절차없이 곧바로 단말기의 버퍼 상태 등의 제어 정보를 보고하거나, 상향링크 패킷 데이터를 전송할 수 있도록 제어할 수 있다. 따라서 상향링크로 전송하기 위해서 필요한 상태 보고 및 무선자원 할당 등의 절차를 생략하여 상향링크 전송 지연을 줄일 수 있다.
한편, 기지국의 서비스 영역이 작거나 또는 별도의 설정을 통하여 상향링크 물리계층 동기 유지가 필요하지 않은 기지국-예컨대, 영역내의 모든 단말기들의 전파 지연(propagation delay)이 OFDM 심볼의 한 CP(Cyclic Prefix) 구간내에 존재하는 셀 반경이 작은 기지국(펨토셀 등)-에서는 상향링크 동기 유지 여부와 무관하게 상기에서 설명한 방식으로 상향링크 무선자원을 순차적으로 또는 임의의 단말기를 선택하여 공유 할당할 수 있다.
즉, 기지국은 대상 단말기들에게 순차적으로 상향링크 무선자원을 할당하거나 임의적으로 선택된 단말기들에게 상향링크 무선자원을 할당한다. 임의로 단말기 또는 복수의 단말기들을 선택하는 경우에는 기지국은 대상 단말기들 중에서 기지국이 임의로 선택하거나 또는 별도로 설정한 기준에 따라 단말기 또는 단말기들에게 상향링크 무선자원을 할당한다. 실제 공유 할당에 따른 상향링크 무선자원 할당에 있어서는 상기 설명한 순차적 방식과 임의 선정 방식을 혼합한 방법으로 운용할 수도 있다.
공유 할당 대상 단말기들은 하기 표 1에서 예시된 조건들 중 하나 또는 그 조합을 충족하는 단말기들 중에서 선택될 수 있으며, 표 1에서 예시한 경우가 아니어도 기지국이 별도로 설정한 조건에 따라 상향링크 무선자원을 공유 할당할 수 있다.
표 1 공유할당 대상 단말기의 예시
일정 시간동안 상향링크 무선자원을 할당받지 못한 단말기
일정 시간동안 상향링크 무선자원 요청이 없는 단말기
단말기 버퍼 상태 보고 이후 일정 시간이 경과한 단말기
복수의 서비스를 제공 받고 있는 단말기
무선 채널 환경이 열악한 단말기
고속의 전송 속도를 요구하는 서비스를 제공중인 단말기
이때 공유 할당하는 상향링크 무선자원은 다음과 같이 스케줄링 식별자(예를 들어, C-RNTI)를 이용하는 방법들 중 하나의 방법을 이용하여 하향링크 제어 채널-PDCCH(Physical Downlink Control Channel)-로 전송하는 스케줄링 정보로 단말기에게 공유 할당할 수 있다.
A) 단말기에게 할당한 유일한 스케줄링 식별자를 이용하는 방법
B) 다수의 단말기를 대상으로 하는 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자를 이용하는 방법
C) 공유 할당을 알리는 별도의 스케줄링 식별자(공유할당 대상이 되는 단말기들이 공통적으로 이용하기로 미리 약속된 공유할당 전용의 스케쥴링 식별자)를 이용하는 방법
상기 B) 방식의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 C) 방식의 공유할당 스케줄링 식별자는 기지국내의 단말기들을 유일하게 구분하기 위한 스케줄링 식별자의 일부를 예약 할당하여 운용할 수 있으며, 그 정보를 기지국의 서비스 영역 전체에 방송되는 시스템 정보(system information)를 이용하여 모든 단말기(들)에게 통보하거나, 또는 기지국과 단말기간의 연결 설정 시에 제어 메시지-예컨대, 현행 3GPP 규격에서의 SRB를 통하여 주고받는 제어메시지 또는 초기 DRB 설정시에 주고 받는 RRC 메시지-를 통하여 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자를 단말기 또는 단말기 그룹에 따라 설정할 수도 있다.
상향링크 무선자원의 공유할당을 위하여, 시스템 또는 임의의 기지국에서 복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자를 운용할 수 있으며, 복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자 들중의 어느 하나와 단말기 또는 단말기 그룹간의 매핑(mapping)/연관(association) 관계는 하기 표 2에서 예시된 속성들 중 최소한 하나 이상의 조건에 따라 결정할 수 있다.
표 2
제공서비스의 종류와 형태 -다중 및 방송 서비스(Multicast/Broadcast Service)
-유니캐스트 서비스(음성서비스, 영상서비스, 파일다운로드 서비스, 게임 또는 스트리밍 서비스 등)
제공 서비스의 전송 주기 또는 자원할당 주기 -TTI(Transmission Time Interval), 패킷 데이터 전송 주기
-동적 할당(Dynamic allocation), 영속 할당(persistent allocation) 또는 반영속 할당(semi persistent allocation)
제공 서비스의 요구 품질(required QoS) -RSSI, 수신SNR, SINR, Eb/No, BER, BLER, PER(Packet Error Rate) 등
기지국과 단말기의 조건 -기지국 또는 단말기의 중심 주파수(center frequency) , 또는 대역폭(Bandwidth)
-적용 안테나 기술(안테나의 개수, MIMO 기술 또는 다이버시티 기술 적용 여부)
-단말기의 무선 환경 조건(단말기로부터 보고받은 채널 품질, 기지국과 단말기간의 경로 손실 또는 위치)
-기지국의 서비스 영역내에서 변조 및 부호화 레벨 설정 조건 파라미터
단말기의 동작 상태 -연결/활성 상태(connected/active state) 또는 휴지 상태(idle state)
- 연결 상태에서의 저전력 소모 동작(DRX) 설정 조건
-연결 상태에서 저전력 소모 동작 여부
단말기의 형태 또는 등급 -일반 휴대폰, PDA, 노트북 PC, 복합 단말기, 기계장치 등
-단말기 디스 플레이 장치의 크기, 해상도 등
-전송 전력 등급
상향링크 자원할당을 위해서는 상향링크 무선자원의 위치 정보뿐 만 아니라, 해당 상향링크 무선자원으로 상향링크 정보를 전송할 때 적용해야 할 변조 및 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme) 정보도 함께 통보되어야 한다.
상향링크 무선자원을 하나 이상의 단말기에게 공유할당하는 경우에는 해당 단말기(들)의 무선환경을 정확히 알 수 없으므로 복수개의 단말기들에게 적합한 평균 정도의 변조 및 부호화 정보를 통보하여야 한다.
이를 위하여 변조 및 부호화 레벨을 복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자 각각과 매핑 관계를 가지도록 구성하여, 스케쥴링 식별자 자체를 이용하여 단말기가 전송할 때 적용하여야 하는 변조 및 부호화 레벨을 지시하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자는 각기 다른 변조 및 부호화 레벨에 대응되도록 매핑될 수도 있으며, 각 스케줄링 식별자는 하나 이상의 변조 및 부호화 정보와의 매핑관계를 가지도록 설정할 수 있다. 이는 하나의 스케쥴링 식별자가 단말기에서 선택가능한 변조 및 부호화 레벨의 범위를 지정하도록 하는 것을 의미한다(이러한 경우에 대해서는 후술함).
이와는 달리 도 1에 보인 바와 같이 일반적인 하향링크 제어정보(101)내에 전송하는 상향링크 스케줄링 정보를 통하여 전송하는 방식을 준용하는 경우에는 공유할당한 상향링크 무선자원의 위치 정보 그리고 변조 및 부호화 정보는 하향링크 제어정보내의 상향링크 스케줄링 정보를 통하여 상기 A), B), 또는 C) 방식의 스케줄링 식별자를 이용하여 별도로 전송될 수 있다.
이때 복수개의 변조 및 부호화 정보를 포함하여 전송하거나 또는 복수개의 변조 및 부호화 레벨을 표시하는 대표값만으로 전송하여 복수개의 변조 및 부호화 정보를 표현할 수 도 있다(이러한 경우에 대해서는 후술함).
다중할당용 그룹 스케줄링 식별자(들) 또는 공유할당 스케줄링 식별자(들)와 변조 및 부호화 레벨의 매핑 또는 설정 관계는 시스템 정보를 통하여 기지국내 단말기들에게 통보하거나, 또는 기지국과 단말기간의 연결 설정 시에 제어 메시지를 통하여 단말기 또는 단말기 그룹에 따라 설정할 수도 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 공유할당한 하나의 상향링크 무선자원에 대한 변조 및 부호화 정보를 하나 이상으로 설정한 경우에는, 기지국은 복수개로 설정한 변조 및 부호화 레벨 범위내에서 해당 상향링크 무선자원을 블라인드(blind) 복조 및 복호화 과정을 수행하여야 한다. 이러한 방식의 이점은 기지국의 입장에서 공유할당 대상이 되는 모든 단말기들의 무선 환경에 평균적인 변조 및 부호화 레벨을 알아내기도 힘들 수 있고, 평균적인 변조 및 부호화 레벨을 모든 단말기들에게 강요하기 보다는, 가능한 범위내에서 공유할당된 무선자원을 활용하는 단말기들이 변조 및 부호화 레벨을 선택하여 전송하도록 할 수 있다는 것이다. 다만, 지나치게 광범위한 변조 및 부호화 레벨의 범위가 지정될 경우에는 기지국에서 블라인드 복조 및 복호화의 부담이 가중될 수 있으므로 단말기에서 선택 가능한 범위와 기지국 부담의 트레이드 오프(trade-off)가 필요할 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이 단말기의 유일한 스케쥴링 식별자를 이용하여 하나의 단말기에만 공유 상향링크 무선자원을 할당하는 A) 방법을 제외한 B)와 C) 방법의 경우에는, 하나 이상의 단말기가 동일한 상향링크 무선자원을 이용하여 데이터를 전송하는 상황이 발생될 수 있어 충돌(conflict)의 가능성이 상존하므로 이에 대한 제어 방안이 강구되어야 한다. 이를 위하여, 상기의 B) 또는 C) 스케줄링 식별자 이용 방법으로 상향링크 무선자원을 그룹 스케줄링 식별자를 이용하여 다수의 단말기에게 할당한 경우나, 또는 공유 할당을 알리는 별도의 스케줄링 식별자를 이용하여 할당하는 경우에는 다음과 같은 절차를 따른다.
1) 기지국은 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유 할당 스케줄링 식별자를 이용하여 상향링크 무선자원을 할당 정보를 전송한다.
2) 하향링크 제어 채널을 모니터링하는 단말기는 자신을 지시하는 공유 할당을 알리는 그룹 스케줄링 식별자 또는 그룹 스케줄링 식별자가 존재하는지를 확인한다.
3) 상향링크로 전송할 패킷 데이터 또는 제어 정보가 있는 단말기는 2) 단계에서 할당한 상향링크 무선자원을 이용하여 해당 정보를 기지국으로 전송한다. 이때 단말기의 고유한 식별자를 포함하여 전송할 수 있다.
4) 기지국은 공유 할당한 상향링크 무선자원을 수신하고 이에 대한 성공적인 수신 여부를 알리는 정보를 하향링크로 전송한다.
5) 공유 할당한 상향링크 무선자원을 이용하여 상향링크로 패킷 데이터 또는 제어 정보를 전송한 단말기는 4) 단계에서 기지국이 전송한 기지국의 성공적 수신 여부를 알리는 정보를 이용하여 자신이 전송한 상향링크 전송의 성공 또는 실패 여부를 확인하고 그에 따른 후속 절차를 수행한다.
이와 같은 공유 할당에 근거한 상향링크 무선자원 할당 방식은 동일한 상향링크 무선자원을 이용하여 하나 이상의 단말기가 전송을 시도할 수 있으므로, 상기 2)단계에서 할당받은 상향링크 무선자원으로 패킷 데이터 또는 제어 정보를 전송하는 상기 3) 단계에서 단말기의 고유한 정보(예를 들어 자신이 고유하게 할당받은 스케줄링 식별자)를 포함하여 전송할 수 있으며, 기지국은 상기 4)단계에서 상향링크 정보를 성공적으로 수신한 경우에 어떤 단말기가 전송한 정보인가를 구분할 수 있다.
또한, 상기의 4) 단계에서 하향링크로 성공적인 상향링크의 수신 여부를 알리는 공유 할당 피드백 정보 전송 방법은 다음과 같이 수행할 수 있다.
첫번째 방법으로, 기존의 상향링크 전송에 대하여 기지국이 단말기에 ACK 또는 NACK 피드백 정보를 전송하는 제어 채널-예를 들어, PHICH(Physical HARQ indicator channel)-을 이용하는 방법이다. 즉, 기지국이 공유 할당한 상향링크 무선자원으로부터 임의의 단말기가 전송한 상향링크 정보를 성공적으로 수신한 경우에는 ACK 피드백을 전송하며, 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 NACK 피드백을 전송한다.
ACK 피드백을 전송하는 경우는 다수의 단말기가 전송하였더라도 최소한 하나의 단말기가 전송한 상향링크 정보를 성공적으로 기지국이 수신하였음을 의미한다. NACK 피드백을 전송하는 경우는 다수의 단말기가 전송하여 충돌이 일어나 기지국이 성공적으로 수신하지 못하였거나, 또는 해당 상향링크 무선자원으로 어떠한 단말기도 전송하지 않았거나, 또는 하나의 단말기만이 전송하였어도 기지국이 수신하지 못하였음을 의미한다.
여기서 기지국이 ACK 피드백을 전송한 경우, 공유 할당의 경우에는 다수의 단말기가 동일한 상향링크 무선자원을 점유하여 전송할 수 있으므로 어떠한 단말기가 전송한 정보를 수신했는가-앞서 4) 단계에서 성공적으로 수신된 데이터가 어떠한 단말기로부터 전송된 것인지-를 알리는 제어 정보를 별도로 전송하는 절차가 요구될 수 있다. 따라서, 공유 할당한 상향링크 무선자원을 이용한 단말기(들)은 자신이 전송한 상향링크 정보를 기지국이 성공적으로 수신했는가의 여부를 확인할 수 있다(후술될 도 3 참조).
두번째 방법으로는 하향링크 제어 정보 전송 채널(도 1의 101; PDCCH) 또는 하향링크 데이터 전송용 무선자원(도 1의 102, 103; PDSCH) 영역(예컨대, MAC 제어 PDU 등)을 이용하여 전송하는 방법이다(후술될 도 4 참조). 이러한 피드백 정보는 성공적으로 수신한 경우에는 해당 단말기의 식별자 정보를 포함하여 전송하는 방안을 우선적으로 고려할 수 있으며, 하나의 하향링크 피드백 정보에 하나 이상의 공유 할당에 대한 피드백 제어 정보를 전송할 수 있다. 이러한 피드백 제어 정보는 하기 표 3에서 예시한 정보 중에서 최소한 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
표 3
- 공유 할당을 나타내는 스케줄링 식별자(상기 A), B), 또는 C) 식별자 방법 중 하나)
- 공유 할당 무선자원을 나타내는 인덱싱(또는 어드레싱(addressing)) 정보
- 단말기가 전송한 단말기 고유 식별자(예를 들어, 기지국으로부터 할당 받은 스케줄링 식별자)
- ACK 또는 NACK 피드백 정보
- 새로운 공유 할당 정보
만일, ACK 또는 NACK 피드백 정보없이 기지국이 성공적으로 수신한 단말기의 고유 식별자만으로 피드백 정보를 구성하는 경우에는 기지국이 공유할당한 상향링크 무선자원으로 수신한 패킷이 없는 경우(즉 기지국 수신 실패의 경우)에는 피드백 정보를 생성하거나 전송하지 않는 방식으로 구현할 수 있다. 즉, 기지국은 공유할당한 상향링크 무선자원으로 성공적으로 패킷을 수신한 경우에만 단말기의 고유 식별자를 이용하여 피드백 정보를 전송하도록 구성될 수 있으며, 이를 통하여 시그날링에 대한 오버헤드(overhead)를 줄일 수도 있다.
공유 할당 정보와 하향링크 피드백 정보는 함께 구성하여 하향링크 제어 채널을 이용하여 전송할 수 있으며, 공유 할당 피드백 정보 전송 방법은 상기 첫번째와 두번째 방법을 혼용하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 방법으로 NACK를 알린 경우에는 두번째 방법에 의한 피드백 정보를 전송하지 않고, 첫번째 방법으로 ACK를 알린 경우에 두번째 방법에 따라 추가적인 공유 할당 피드백 정보를 전송하는 방법이 가능하다.
도 3 및 도 4는 첫번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법과 두번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, 도 3은 첫번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법을 이용한 경우(PHICH를 이용한 경우)를 예시하고 있다.
도 3을 참조하면, 기지국으로부터 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보(301)를 단말기로 전송하고, 단말기는 스케쥴링 정보(301)에서 지정한 공유 무선자원을 이용하여 데이터(302)를 전송한다.
이때, 기지국은 단말기로부터 수신된 데이터(302)가 성공적으로 수신되었는지 여부(ACK/NACK)를 PHICH 채널을 통하여 전송(303)한다. 이때, 기지국은 성공적으로 데이터가 수신된 경우(즉, 303이 ACK 신호였을 경우)에는 성공적으로 수신한 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보(304)를 단말기로 전송한다.
다음으로, 도 4는 두번째 공유할당 피드백 정보 전송 방법을 이용한 경우(PUSCH 영역을 이용한 경우)를 예시하고 있다.
도 4를 참조하면, 기지국으로부터 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보(401)가 단말기로 전송되고, 단말기는 스케쥴링 정보(401)에서 지정한 공유 무선자원을 이용하여 데이터(402)를 전송한다.
이때, 기지국은 단말기로부터 수신된 데이터(402)가 성공적으로 수신되었는지 여부(ACK/NACK)와 성공적으로 수신한 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 함께(403) 단말기로 전송한다.
상술한 첫번째 방법과 두번째 방법의 혼용 개념은 첫번째 방법(PHICH를 통한 전송 방법)으로 NACK를 알린 경우에는 두번째 방법(PDCCH 채널 또는 PDSCH 채널영역 중 적어도 하나를 통한 전송 방법)에 의한 피드백 정보를 전송하지 않고, 첫번째 방법(PHICH를 통한 전송 방법)으로 ACK를 알린 경우에 두번째 방법(PDCCH 채널 및 PDSCH 채널 영역 중 적어도 하나를 통한 전송)에 따라 추가적인 공유 할당 피드백 정보(성공적으로 데이터를 전송한 단말기를 지정하는 정보)를 전송하는 방법이 가능함을 의미한다.
이상에서 설명한 방법들로 공유 할당 피드백 정보를 이용하여 기지국이 NACK 피드백을 전송한 경우에는 해당 상향링크 공유 할당 자원으로 전송한 단말기(들)은 자신이 전송한 상향링크 데이터를 기지국이 수신하지 못했음을 바로 인지할 수 있으며, 새로운 공유 할당에 따른 상향링크 자원을 기다리거나, 또는 기설정된 상향링크 제어 채널로 상향링크 무선자원을 요청하거나, 또는 임의접속 절차를 이용하여 상향링크 무선자원을 요청할 수 있다.
이와 반대로 기지국이 전송한 ACK 피드백 정보 및 단말기 고유 식별자를 포함한 피드백 정보를 수신한 경우에는 단말기의 버퍼 상태에 따라 추가적인 상향링크 무선자원을 요청하거나 저전력 소모 동작을 수행할 수도 있다.
본 발명에 따른 셀룰러 시스템의 동작 예시
도 5는 본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신방법과 단말기의 상향링크 전송방법을 설명하기 위한 프레임 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, 기지국의 상향링크 수신 프레임 타이밍도(501)와 기지국에 접속된 단말기#1, 단말기#2, 단말기#3 각각의 상향링크 전송 프레임 타이밍도들(502, 503, 504)이 도시되어 있다. 단말기 #1, 단말기#2, 단말기#3의 상향링크 전송 프레임 타이밍도(502, 503, 504)는 각 단말기에서의 상향링크 전송 타이밍을 기준으로 도시된 것(기지국과 단말기 간의 거리는 단말기#3-단말기#2-단말기#1의 순서로 큰 경우를 예시함)이다. 각 단말기의 상향링크 프레임은 기지국과 각 단말기들간의 전파 지연(propagation delay)을 감안하는 타이밍 조절 동작(Timing Adjustment)에 의해서 기지국에서는정렬되어 수신된다.
단, 도 5에서 예시한 하향링크와 상향링크간의 타이밍 관계는 하나의 예시일뿐이며, 전송 및 수신 시간차를 포함한 타이밍 관계는 시스템의 설정에 따라 도 5에서 예시한 시간차 및 관계와는 다르게 나타날 수 있다.
기지국은 하향링크(501)의 하향링크 제어정보(504; PDCCH-Physical Downlink Control Channel)를 통하여 하향링크 데이터 전송용 무선자원(506)에 대한 하향링크 스케줄링 정보와 상향링크 상의 다수의 단말기들에 대한 상향링크 데이터 전송용 무선자원(508)를 위한 상향링크 스케줄링 정보를 전송한다.
이하에서는, 상향링크 스케쥴링 주기의 순서대로 기지국과 단말기들간의 동작을 설명하기로 한다. 3GPP LTE에서 하나의 스케쥴링 주기는 하나의 서브 프레임(subframe)일 수 있음은 이미 상술한 바 있으나, 본 발명에 따른 공유 무선자원을 이용한 상향링크 송수신에서의 스케쥴링 주기는 반드시 하나의 서브 프레임 단위로 한정될 필요는 없을 것이다.
1) 상향링크 스케줄링 주기 1
단말기#1은 하향링크 제어정보(505)내의 상향링크 스케줄링 정보에 따라 할당받은 상향링크 데이터 전송용 무선자원(508)으로 패킷 정보를 전송한다.
단말기#3은 하향링크 무선자원 할당과의 관계에 따라 자신에게 할당된 상향링크 제어정보(507)내의 제어 필드를 통하여 상향링크 제어 정보를 전송한다.
2) 상향링크 스케줄링 주기 2
단말기#2는 하향링크 제어정보(505)내의 상향링크 스케줄링 정보에 따라 할당받은 상향링크 데이터 전송용 무선자원(508)으로 패킷 정보를 전송한다.
3) 상향링크 스케줄링 주기 3
단말기#1과 단말기 #3은 하향링크 제어정보(505)내의 상향링크 스케줄링 정보에 따라 할당받은 상향링크 데이터 전송용 무선자원(508)으로 패킷 정보를 전송한다.
단말기#2는 하향링크 무선자원 할당과의 관계에 따라 자신에게 할당된 상향링크 제어정보(507)내의 제어 필드를 통하여 상향링크 제어 정보를 전송한다.
4) 상향링크 스케줄링 주기 4
단말기#1은 하향링크 제어정보(505)내의 상향링크 스케줄링 정보에 따라 할당받은 상향링크 데이터 전송용 무선자원(508)으로 패킷 정보를 전송하면서 상향링크 제어정보(507)내에 자신에게 할당된 제어 필드를 통하여 상향링크 제어 정보를 전송한다.
5) 하향링크 스케줄링 주기 5 ~ 1003
일정 시간동안 하향링크로 수신하는 데이터가 없거나, 상향링크 전송할 상향링크 제어 정보 및 패킷 데이터가 없는 관계로 상향링크로 전송할 기회가 없었던 단말기 #1, 단말기 #2, 단말기 #3 등은 각각의 동작 상태 즉 저전력 소모 동작(DRX) 주기, SPS(Semi Persistent Scheduling) 주기 등에 따라 또는 지속적으로 하향링크 제어정보(505)를 모니터링한다.
6) 하향링크 스케줄링 주기 1004
기지국은 상기에서 설명한 공유 할당 방법 중 어느 하나를 이용하여 상향링크 공유 할당 정보를 포함한 하향링크 제어정보(509)를 전송한다.
단말기들은 하향링크 제어 정보를 모니터링하던 중에 상향링크 공유 할당 정보를 포함한 하향링크 제어정보(509)를 확인한다.
7) 상향링크 스케줄링 주기 1006
단말기 #1, 단말기 #2, 단말기 #3 등은 공유 할당 정보를 포함한 하향링크 제어정보(509)가 할당한 상향링크 공유할당 무선자원(510)을 이용하여 발생한 상향링크로 전송할 제어 정보 또는 패킷 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 상향링크 공유 할당 무선자원(510)은 상기 B)와 C)의 방법에 따라 스케줄링한 경우에는 도 5에 보인바와 같이 동일한 자원으로 다수의 단말기가 전송하는 충돌 또는 경쟁하는 상황이 발생한다.
여기서, 시스템 또는 기지국은 상향링크 제어정보(507)을 이용하여 상향링크 무선자원을 요청할 수 있는 조건의 단말기(들)은 상향링크 공유할당 무선자원(510)을 이용하여 상향링크로 전송하지 않고 종래의 절차를 통하여 전용의 상향링크 무선자원을 할당받아 동작하도록 구성될 수 있다.
8) 하향링크 스케줄링 주기 1009
기지국은 상향링크 스케줄링 주기 1006에서 단말기(들)이 상향링크 공유할당 무선자원(510)을 이용하여 전송한 상향링크 정보를 성공적으로 수신하였는가를 알리는 피드백 정보를 공유할당 상향링크 무선자원에 대한 피드백 정보를 포함한 하향링크 데이터 전송용 무선자원(511), 또는 공유할당 상향링크 무선자원에 대한 피드백 정보를 포함한 하향링크 제어정보(512), 이들 정보(511, 512)를 함께 이용하여 통보할 수 있다.
단, 상기에서 설명한 바와 같이 상향링크 전송에 대한 ACK/NACK피드백 정보를 전송하기 위한 별도의 채널(예를 들어, PHICH)를 함께 이용하여 해당 상향링크 공유할당 무선자원에 대한 ACK/NACK 피드백 정보를 전송할 수도 있다.
상기에서 설명한 상향링크 무선자원의 공유 할당 방법에서 순차적 할당 방식을 적용하여 기지국이 임의의 단말기(들)에게 순차적으로 상향링크 무선자원을 할당하거나 폴링(polling) 방식으로 상기 A) 방법에 따라 단말기 고유한 스케줄링 식별자를 이용하여 상향링크 자원을 할당한다면 충돌 또는 경쟁하는 상황없이 상향링크 무선자원을 할당할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 공유할당 방식의 상향링크 전송은 다수의 단말기에 해당 단말기들의 무선환경에 대한 특별한 고려없이 변조 및 부호화 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme)을 결정하여 스케줄링할 수 있으므로 복수 단말기에 경쟁 및 적절하지 않은 변조 및 부호화 방식 적용에 따라 전송 패킷에 대한 신뢰성 확보가 어려울 수 있다. 따라서, 시스템은 공유할당 방식의 무선자원으로 전송하는 패킷의 속성을 제한할 수 있다. 즉, 높은 전송품질(QoS) 이 요구되거나, 또는 시간제한이 요구되는 데이터 패킷, 무선 링크 제어 계층(RLC: Radio Link Layer)에서 재전송(ARQ)을 수행하지 않는 패킷(예를 들어, 3GPP의 TM(Transparent Mode) UM(Unacknowledged Mode) 전송 모드 패킷), 또는 중요한 제어 메시지들의 경우는 공유할당 상향링크 무선자원으로 전송할 수 없도록 제한할 수 있다.
본 발명에 따른 공유할당 무선 자원의 구성 방법
도 6은 조각난 대역폭을 이용하여 시스템 대역폭을 구성한 경우에 공유할당용 대역을 이용하는 구성예를 설명하기 위한 개념도이다.
20MHz 시스템 대역폭을 지원하는 기지국#1(601)과 기지국#2(602)는 공유할당용 대역(603)을 설정하여 해당 대역에서 상기에서 설명 방법 및 절차를 준용하여 상향링크 무선자원을 공유할당하여 운용할 수 있다. 이 경우는 단말기들은 기지국#1로부터 상향링크 무선자원을 전용으로 스케줄링 받아 정보를 전송하는 그룹(604), 기지국#2로부터 상향링크 무선자원을 전용으로 스케줄링 받아 정보를 전송하는 그룹(606), 그리고 두 기지국이 함께 공유할당용 대역으로 지정한 대역을 이용하여 공유할당 방법을 통하여 상향링크 전송을 수행하는 그룹(605)로 운용할 수 있다.
도 6에서 예시한 구성예와는 달리 기지국#1과 기지국#2는 공유할당 대역(603)을 동일한 주파수 대역이 아니라 각각 별도의 주파수 대역을 공유할당 대역으로 지정하여 운용하는 방법도 가능하다.
상향링크 무선자원의 공유 할당은 기본적으로 기지국의 상향링크 대역폭(bandwidth) 전체에 기지국 관리하에 운용될 수 있으며, 이와는 달리 기지국이 상향링크 대역폭의 일부를 한정하여 적용할 수 있다. 그리고 상향링크 대역폭이 조각난 대역폭들을 모아서 구성하는 경우(carrier aggregation)에는 조각난 대역폭(들)의 일부에 대하여 운용할 수 있으며, 임의의 조각난 대역폭(들) 또는 상향링크 대역폭의 일부를 하나 이상의 기지국이 공통으로 공유 할당을 목적으로 운용할 수도 있다. 즉, 해당 상향링크 무선자원으로 임의접속 절차없이, 시스템 또는 기지국이 별도로 설정한 상향링크 무선자원, 제어 정보 형식(format)을 이용하여 상향링크 자원 요청 정보 또는 버퍼 상태 정보를 전송함으로써 상향링크 무선자원을 할당받거나, 기지국이 공유 할당한 상향링크 무선자원으로 상향링크 정보를 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 기지국은 셀룰러 망(network)의 종단 노드(edge node)으로 단말기와의 무선 인터페이스(radio interface)를 구성하는 전송 노드(transmission node)로써 일반(normal) 기지국, 소형 기지국, 가정용(home) 기지국, 원격(remote) 기지국, 또는 중계기(relay) 등에서 어느 하나의 형태로 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신 방법
도 7은 본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국의 상향링크 수신 방법은 스케쥴링 정보 전송 단계(S710), 데이터 수신 단계(S720) 및 피드백 전송 단계(S730)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 스케쥴링 정보 전송 단계(S710)는 공유무선자원 할당 대상 단말기들에게 스케쥴링 식별자를 이용하여 상기 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 전송하는 단계이다.
공유무선자원 할당 대상 단말기들은 본 발명에 따른 상향링크 수신 방법에 따라서 공유 무선자원을 통하여 데이터를 전송할 대상으로 선정된 단말기들을 의미할 수 있다. 이때, 공유무선자원 할당 대상 단말기들은 앞서 설명된 표 1에서 예시한 조건들 중의 하나 또는 조건들의 조합에 의해서 선정될 수 있으며, 선정된 단말기들에 대해서 공유 무선자원을 할당하는 것은 순차적으로 또는 임의적으로 선택된 단말기들에 대해서 공유 무선자원을 할당하는 것으로 결정될 수 있다.
공유무선자원은 도 4를 통하여 설명된 바와 같이, 기지국들이 미리 공통적으로 공유할당용 대역(403)을 설정하여 상향링크 무선자원을 공유할당하여 운용하는 구성을 취할 수도 있으며, 기지국들이 각각 별도의 주파수 대역을 공유할당 대역으로 지정하여 운용하는 방법도 가능하다.
또한, 기지국의 상향링크 대역폭(bandwidth) 전체를 공유할당 대역으로 이용할 수도 있으며, 이와는 달리 기지국이 상향링크 대역폭의 일부를 한정하여 적용할 수도 있다. 또한, 캐리어 집성(carrier aggregation)이 적용된 경우에는 컴포넌트 캐리어들의 일부에 대하여 공유무선자원을 운용할 수도 있고, 임의의 컴포넌트 캐리어들 또는 상향링크 대역폭의 일부를 하나 이상의 기지국이 공통으로 공유 할당을 목적으로 운용할 수도 있다.
상술된 방법을 통하여 결정된 공유무선자원은 선택된 공유무선자원 할당 대상 단말기들에게 스케쥴링 식별자를 이용하여 하향링크 제어체널을 통하여 스케쥴링 정보가 전송될 수 있다.
이때 스케쥴링 식별자는 앞서 설명된 세가지 방식, 즉, A) 단말기에게 할당한 유일한 스케줄링 식별자를 이용하는 방법, B) 다수의 단말기를 대상으로 하는 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자를 이용하는 방법 및 C) 공유 할당을 알리는 별도의 스케줄링 식별자(공유할당 대상이 되는 단말기들이 공통적으로 이용하기로 미리 약속된 공유할당 전용의 스케쥴링 식별자)를 이용하는 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자 들중의 어느 하나와 단말기 또는 단말기 그룹간의 매핑(mapping)/연관(association) 관계는 표 2에서 예시한 속성들 중 최소한 하나 이상의 조건에 따라 결정할 수 있다.
또한, 스케쥴링 정보를 전송받은 대상 단말기들에게 데이터 전송을 위해서 적용하여할 변조 및 부호화 레벨은 스케쥴링 식별자와 변조와 부호화 레벨의 매핑관계를 이용하여 스케쥴링 식별자가 변조와 부호화 레벨이나 그 범위를 지정하는 것으로 전송될 수도 있고, 스케쥴링 정보가 전송되는 하향링크 제어채널을 통하여 변조와 부호화 레벨 또는 그 범위를 지정하여 전송할 수도 있다.
다음으로, 데이터 수신 단계(S720)는 상기 단계(S710)를 통하여 스케쥴링 정보가 전송된 대상 단말기들 중 적어도 하나의 단말기로부터 상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 수신하는 단계이다.
만약, 스케쥴링 정보 전송 단계(S710)에서, 스케쥴링 식별자가 단일한 변조와 부호화 레벨을 지정하는 방식이 아니라 가능한 변조와 부호화 레벨의 범위를 지정하는 방식으로 구성된 경우나, 하향링크 제어 채널을 통하여 변조와 부호화 레벨의 범위를 지정하여 전송된 경우에, 기지국은 지정된 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위내에서 상기 공유 무선 자원을 수신하여 블라인드(blind) 복조 및 복호화하도록 구성될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 상향링크 수신 방법은 상기 공유 무선자원을 통하여 전송된 데이터가 성공적으로 수신된 적어도 하나의 단말기에 대하여 데이터 수신 피드백 정보를 전송하는 피드백 전송 단계(S730)를 포함하여 구성될 수 있다.
피드백 전송 단계(S730)에서 기지국은 데이터를 수신한 적어도 하나의 단말기에 대해서 ACK/NACK 정보를 PHICH(Physical HARQ indicator channel) 채널을 통하여 성공적으로 데이터를 수신한 단말기의 고유 식별자를 지시하여 전송할 수도 있고, PDCCH(Physical Downlink Control channel) 채널 및 PDSCH(Physical Downlink Shared channel) 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 전송할 수도 있다.
PDCCH 채널 또는 PDSCH 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 ACK/NACK 정보를 전송할 경우에는 성공적으로 데이터를 수신한 단말기의 식별자 정보를 포함하여 전송하는 방안을 우선적으로 고려할 수 있으며, 하나의 하향링크 피드백 정보에 하나 이상의 공유 할당에 대한 피드백 제어 정보를 전송할 수도 있다. 이러한 피드백 제어 정보는 상기 표 3에서 상술하여 예시한 정보 중에서 최소한 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
한편, 데이터를 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 신호와 데이터를 성공적으로 수신하지 못하였음을 나타내는 NACK 신호의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해서 암시적인(implicit) 피드백을 수행할 수도 있다. 즉, 데이터가 성공적으로 수신되었을 경우에 데이터를 전송한 단말기(들)을 지정하는 식별자만을 통보하고, 데이터가 성공적으로 수신되지 못한 경우에는 식별자 및 NACK 신호를 별도로 통보하지 아니하도록 구성될 수 있다. 따라서, 단말기는 아무런 피드백 정보를 수신하지 못한 경우에 전송한 데이터의 수신이 기지국에서 제대로 이루어지지 못하였음을 암시적으로 파악할 수 있다.
본 발명에 따른 단말기의 상향링크 전송 방법
도 8은 본 발명에 따른 단말기의 상향링크 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 단말기의 상향링크 전송 방법은 스케쥴링 정보 수신 단계(S810), 데이터 송신 단계(S820) 및 피드백 수신 단계(S830)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 스케쥴링 정보 수신 단계(S810)는 기지국으로부터 적어도 하나의 단말기가 공유하는 공유 무선자원을 이용하여 상향링크 전송을 위한 무선자원을 할당받는 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 수신하는 단계이다. 즉, 스케쥴링 정보 수신 단계(S810)는 도 7을 통하여 설명된 기지국의 상향링크 수신 방법의 스케쥴링 정보 전송 단계(S710)에 따라서 기지국으로부터 전송되는 스케쥴링 정보를 수신하는 단계이다.
이때, 스케쥴링 정보 수신 단계(S810)에서 스케쥴링 정보를 수신하는 단말기들은 앞서 도 7을 통하여 설명된 공유무선자원 할당 대상 단말기들로서, 공유 무선자원을 통하여 데이터를 전송할 대상으로 선정된 단말기들을 의미한다. 공유무선자원 할당 대산 단말기들의 선정은 앞서 도 7을 통하여 설명된 방식으로 선정될 수 있다.
또한, 공유무선자원은 도 4를 통하여 설명된 바와 같이, 기지국들이 미리 공통적으로 공유할당용 대역(403)을 설정하여 상향링크 무선자원을 공유할당하여 운용하는 구성 또는 기지국들이 각각 별도의 주파수 대역을 공유할당 대역으로 지정하여 운용하는 방법이 가능하고, 기지국의 상향링크 대역폭(bandwidth) 전체를 공유할당 대역으로 이용할 수도 있고 기지국이 상향링크 대역폭의 일부를 한정하여 적용할 수도 있다. 또한, 캐리어 집성(carrier aggregation)이 적용된 경우에는 컴포넌트 캐리어들의 일부에 대하여 공유무선자원을 운용할 수도 있고, 임의의 컴포넌트 캐리어들 또는 상향링크 대역폭의 일부를 하나 이상의 기지국이 공통으로 공유 할당을 목적으로 운용할 수도 있다.
단말기들은 상술된 방법을 통하여 결정된 공유무선자원을 스케쥴링 식별자를 이용하여 하향링크 제어체널을 통하여 스케쥴링 정보로서 지정받을 수 있다.이때 스케쥴링 식별자는 앞서 설명된 세가지 방식, 즉, A) 단말기에게 할당한 유일한 스케줄링 식별자를 이용하는 방법, B) 다수의 단말기를 대상으로 하는 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자를 이용하는 방법 및 C) 공유 할당을 알리는 별도의 스케줄링 식별자(공유할당 대상이 되는 단말기들이 공통적으로 이용하기로 미리 약속된 공유할당 전용의 스케쥴링 식별자)를 이용하는 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
복수개의 다중할당용 그룹 스케줄링 식별자 또는 공유할당 스케줄링 식별자 들중의 어느 하나와 단말기 또는 단말기 그룹간의 매핑(mapping)/연관(association) 관계는 표 2에서 예시한 속성들 중 최소한 하나 이상의 조건에 따라 결정할 수 있다.
한편, 후술될 데이터 송신 단계(S820)에서 송신될 데이터에 적용할 변조와 부호화 레벨은 스케쥴링 식별자와 변조와 부호화 레벨의 매핑관계를 이용하여 스케쥴링 식별자가 변조와 부호화 레벨이나 그 범위를 지정하는 것으로 수신될 수도 있고, 스케쥴링 정보가 전송되는 하향링크 제어채널을 통하여 변조와 부호화 레벨 또는 그 범위를 지정하여 수신될 수도 있다.
다음으로, 데이터 송신 단계(S820)는 상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 송신하는 단계이다. 앞서 언급된 바와 같이, 단말기들은 스케쥴링 식별자 또는 하향링크 제어채널에 포함된 스케쥴링 정보에 포함된 정보로서 변조와 부호화 레벨 또는 그 범위을 지정받을 수 있다. 적용가능한 변조와 부호화 레벨의 범위를 지정받은 경우는 단말기는 단말기가 현재 처한 채널 환경을 반영하여 최적의 변조와 부호화 레벨을 선택 적용하여 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 이때, 기지국 측에서는 블라인드 복조 및 복호화를 수행하여야 함은 도 7을 통하여 설명된 데이터 수신 단계(S720)에서 이미 설명된 바와 같다.
데이터 송신 단계(S820)에서 각 단말기는 공유 무선 자원을 통하여 데이터와 함께 상기 단말기에 부여된 고유 식별자를 포함하여 전송하여 공유 무선자원을 통하여 데이터를 전송하는 단말기가 자신임을 기지국에 알리도록 구성될 수 있다.
마지막으로, 피드백 수신 단계(S830)에서는 공유 무선자원을 통하여 송신한 데이터에 대한 성공적 수신 여부를 기지국으로부터 피드백 받게 된다.
피드백 수신 단계(S830)는 앞서 도 7을 통하여 설명된 기지국의 상향링크 수신 방법의 피드백 전송 단계(S730)에 상응하는 단말기의 수신 단계로서, 피드백 정보를 기지국으로부터 PHICH(Physical HARQ indicator Channel) 채널을 통하여 수신할 수도 있고, PDCCH 채널 또는 PDSCH 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 수신할 수도 있다.
PHICH 채널을 통하여 ACK/NACK 신호를 수신한 경우에 NACK 신호의 경우는 할당된 공유 무선자원을 이용하여 다수의 단말기가 전송하여 충돌이 일어나 기지국이 성공적으로 수신하지 못하였거나, 또는 해당 상향링크 무선자원으로 어떠한 단말기도 전송하지 않았거나, 또는 하나의 단말기만이 전송하였어도 기지국이 수신하지 못하였음을 의미한다. 반면에, PHICH 채널을 통하여 ACK 피드백을 수신한 경우에는 기지국으로부터 어떠한 단말기가 전송한 정보를 수신했는가를 알리는 제어 정보를 별도로 수신하는 절차가 요구될 수 있다. 따라서, 공유 할당한 상향링크 무선자원을 이용한 단말기(들)은 자신이 전송한 상향링크 정보를 기지국이 성공적으로 수신했는가의 여부를 확인할 수 있다.
PDCCH 채널 또는 PDSCH 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 피드백 정보를 수신하는 경우에는, ACK/NACK 정보와 함께 성공적으로 데이터를 수신한 단말기의 식별자 정보가 포함되어 기지국으로부터 수신될 수도 있으며, 하나의 하향링크 피드백 정보에 하나 이상의 공유 할당에 대한 피드백 제어 정보를 전송할 수 있다. 이러한 피드백 제어 정보는 상술된 표 3에서 예시한 정보 중에서 최소한 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 단말기가 공유하는 공유 무선자원을 이용하여 상향링크 전송을 위한 무선자원을 할당하고 상향링크 수신을 수행하는 방법으로서,,
    적어도 하나의 공유무선자원 할당 대상 단말기들에게 스케쥴링 식별자를 이용하여 상기 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 하향링크 제어채널로 전송하는 스케쥴링 정보 전송 단계;
    상기 대상 단말기들 중 적어도 하나의 단말기로부터 상기 스케쥴링 정보에 의한 상기 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 수신하는 데이터 수신 단계; 및
    상기 공유 무선자원을 통하여 데이터를 수신한 적어도 하나의 단말기에 대한 데이터 수신 피드백 정보를 전송하는 피드백 전송 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 식별자는, 상기 대상 단말기들 각각에 부여된 고유 식별자, 상기 대상 단말기들 중 일부 그룹에 할당된 고유 식별자, 공유 할당용도로 예약된 식별자 중 하나인 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 정보 전송 단계에서,
    상기 스케쥴링 식별자가 상기 대상 단말기들이 상기 공유 무선자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme) 또는 변조와 부조화 레벨의 범위를 지시하거나,
    상기 스케쥴링 정보내에 상기 대상 단말기들이 상기 공유 무선자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨 또는 변조와 부호화 레벨(MCS)의 범위를 지시하는 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 정보 전송 단계에서 상기 스케쥴링 식별자가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하거나, 상기 스케쥴링 정보내에 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하는 정보가 포함되어 전송된 경우에는,
    상기 데이터 수신 단계는 상기 공유 무선 자원을 통하여 수신한 데이터를 상기 데이터의 변조와 부호화 레벨의 범위내에서 블라인드 복조 및 복호화하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 기지국의 상향링크 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 수신된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호를, 하향링크 PHICH(Physical HARQ indicator channel) 채널의 ACK 신호를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 피드백 전송 단계는 상기 하향링크 PHICH 채널의 ACK 신호와는 별개로 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 수신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 수신된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호와 함께 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 채널 및 PDSCH(Physical Downlink Shared channel) 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 수신 방법.
  8. 적어도 하나의 단말기가 공유하는 공유 무선자원을 이용하여 상향링크 전송을 위한 무선자원을 할당받아 단말기가 상향링크 전송을 수행하는 방법으로서,
    기지국으로부터 상기 공유 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 스케쥴링 식별자를 이용하여 하향링크 제어채널로 수신하는 스케쥴링 정보 수신 단계;
    상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터를 송신하는 데이터 송신 단계; 및
    상기 공유 무선자원을 통하여 송신한 데이터에 대한 성공적 수신 여부를 기지국으로부터 피드백 받는 피드백 수신 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 공유 무선 자원을 이용한 단말기의 상향링크 송신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 정보 수신 단계에서,
    상기 스케쥴링 식별자는, 상기 단말기에 부여된 고유 식별자, 상기 단말기를 포함한 복수의 단말기에 할당된 고유 식별자, 공유 할당용도로 예약된 식별자 중 하나인 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 단말기의 상향링크 송신 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 정보 수신 단계에서,
    상기 스케쥴링 식별자가 상기 단말기가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨(MCS: Modulation and Coding Scheme) 또는 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하거나,
    상기 스케쥴링 정보내에 상기 단말기가 상기 공유 무선 자원을 이용하여 전송하는 데이터의 변조와 부호화 레벨 또는 변조와 부호화 레벨의 범위를 지시하는 정보를 포함하여 수신되는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 단말기의 상향링크 송신 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 단계에서, 상기 스케쥴링 정보에 의한 공유 무선 자원을 통하여 데이터와 함께 상기 단말기에 부여된 고유 식별자를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 단말기의 상향링크 송신 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 전송된 데이터가 기지국에서 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 수신 단계에서 기지국으로부터 하향링크 PHICH(Physical HARQ indicator channel) 채널의 ACK 신호를 이용하여 피드백 신호가 수신되는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 송신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피드백 수신 단계에서, 상기 하향링크 PHICH 채널의 ACK 신호와는 별개로 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 송신 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 전송된 데이터가 성공적으로 수신된 경우에는, 상기 피드백 수신 단계에서 적어도 하나의 단말기로부터 데이터가 성공적으로 수신되었음을 알리는 신호와 함께 성공적으로 수신된 데이터를 전송한 단말기를 지정하기 위한 정보를 PDCCH(Physical Downlink control channel) 채널 및 PDSCH(Physical Downlink Shared control channel) 채널 영역 중 적어도 하나를 이용하여 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 공유 무선자원을 이용한 상향링크 송신 방법.
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