WO2014065568A1 - 사용자기기의 무선 프레임 설정 방법 및 사용자기기와, 기지국의 무선 프레임 설정 방법과 기지국 - Google Patents

사용자기기의 무선 프레임 설정 방법 및 사용자기기와, 기지국의 무선 프레임 설정 방법과 기지국 Download PDF

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frame
frame setting
subcarriers
subcarrier spacing
present
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김기태
김진민
고현수
정재훈
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • Wireless frame setting method of user equipment and user equipment Wireless frame setting method of user equipment and base station
  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • the present invention relates to a method and apparatus for setting a radio frame.
  • M2M machine-to-machine
  • MTC machine type communication
  • smart phones and tablet PCs that require high data transfer rates It is appearing and spreading.
  • M2M machine-to-machine
  • MTC machine type communication
  • tablet PCs that require high data transfer rates
  • carrier aggregation technology, cognitive radio technology, and the like to efficiently use more frequency bands, and increase the data capacity transmitted within a limited frequency Multi-antenna technology, multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • a typical wireless communication system includes a downlink (downlink, DL) band and a corresponding one of the up-link (uplink, UL) through the band>
  • Data transmission / perform a receive (frequency division duplex (frequency division duplex, FDD) mode, or divides a predetermined radio frame into an uplink time unit and a downlink time unit in a time domain, and performs data transmission / reception through uplink / downlink time units.
  • TDD time division duplex
  • a base station (BS) and a user equipment (UE) transmit and receive data and / or control information scheduled in a predetermined time unit, for example, a subframe (SF).
  • Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • various physical channels carrying radio signals are configured in uplink / downlink subframes.
  • the carrier aggregation technique combines a plurality of uplink / downlink frequency blocks to use a wider frequency band. By using bandwidth, a larger amount of signals can be processed simultaneously compared to when a single carrier is used.
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a user device having one or more antennas.
  • a communication system with a high density of nodes can provide higher performance communication services to user equipment by cooperation between nodes.
  • the present invention does not maintain the (effective) subcarrier spacing for a specific frequency band having a large Doppler effect, but changes the subcarrier spacing or the effective subcarrier spacing, thereby preventing the Doppler effect. Offsets
  • a user equipment comprising a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit in setting up a radio frame.
  • the processor may enable the RF unit to receive frame setting information.
  • the processor may be configured to change the frame setting from the first frame setting to the second frame setting based on the frame ' setting information.
  • the processor may cause the RF unit to transmit or receive a signal using a frame set according to the second frame setting.
  • the base station configures a radio frame, transmitting the frame configuration information; Change a frame setting from a first frame setting to a second frame setting according to the frame setting information; And transmitting or receiving a signal using a frame set according to the second frame setting.
  • a base station including a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit in setting up a radio frame.
  • the processor may enable the RP unit to transmit frame setting information.
  • the processor may be configured to change the frame setting from the first frame setting to the second frame setting based on the frame setting information.
  • the RF unit may transmit or receive a signal by using a frame set according to the second frame setting.
  • the number of subcarriers in the non-zero power subcarrier spacing among a plurality of subcarriers in a frequency domain is equal to ' ⁇ according to the first frame setting. It may be changed from + ⁇ to W 2 + l 'according to the second frame setting.
  • N 2 may be a nonnegative integer indicating the number of consecutive zero power subcarriers set between two non-zero power subcarriers according to the first frame setting and the second frame setting, respectively.
  • the random subcarrier spacing ⁇ / 2 set according to the second frame setting is a subcarrier spacing ⁇ ! May be the same as
  • the sampling frequency / s2 of the frame set according to the second frame setting may be the same as the sampling frequency / 51 according to the first frame setting.
  • the sampling time of the frame set in accordance with the setting of the frame 2; , 2 may be equal to the sampling time 7, according to the first frame setting.
  • the frame setting information may be restricted to be applied to a resource region allocated to a specific user equipment among specific frequency bands.
  • the frame setting information may be applied to the entire system bandwidth of a specific frequency band.
  • the frame setting information may be applied to a high frequency band exceeding a predetermined criterion.
  • the frame setting information may be applied to a fast moving user equipment having a predetermined speed or more.
  • efficient signal transmission / reception can be performed in a frequency band newly introduced for use. This increases the overall throughput of the wireless communication system.
  • FIG. 1 illustrates a distributed antenna system (DAS), which is a kind of multi-node system.
  • DAS distributed antenna system
  • FIG. 2 is a diagram for describing a concept of a BTS (Base Transceiver System) hotel of a multi-node system.
  • BTS Base Transceiver System
  • LTE Long Term Evolution
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the concept of a small cell.
  • FIG 5 and 6 illustrate a frame design according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a stop-and-wait (SAW) HARQ process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a SAW HARQ process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 9 illustrates a SAW HARQ process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an example of a flexible frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates another example of a flexible frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • 14 and 15 are diagrams for explaining an example of a flexible frame operation according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates an example of a flexible frame structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 17 shows another example of a flexible frame structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating components of a transmitter 10 and a receiver 20 for implementing the present invention.
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA), one system, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and SC-FDMA (SC-FDMA).
  • CDMA may be implemented in a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in wireless technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (ie, GERAN), and the like.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.1 1 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, evolved-UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • WiMAX WiMAX
  • IEEE802-20 evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3 GPP LTE employs OFDMA in downlink (DL) and SC-FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced (LTE-A) is an evolution of 3GPP LTE.
  • the mobile communication system is applied to a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the mobile communication system is applicable to any other mobile communication system except for those specific to 3GPP LTE / LTE-A.
  • an eNB allocates a downlink / uplink time / frequency resource to a UE, and the UE receives a downlink signal according to the eNB's allocation and uplinks. It can be applied to contention-based communication such as Wi-Fi as well as non-contention based communication that transmits link signals.
  • the non-competitive communication method is a contention based communication method in which an access point (AP) or a control node controlling the access point allocates resources for communication between a UE and the AP. Is occupied by communication resources through competition between multiple UEs trying to access an AP.
  • contention-based communication techniques is a type of contention-based communication, called carrier sense multiple access (CSMA), in which a node or communication device shares a frequency band.
  • Probabilistic media access control (MAC) to ensure no other traffic on the same shared transmission medium before transmitting traffic on a shared transmission medium (also known as a shared channel)
  • CSMA the transmitting device determines if another transmission is in progress before attempting to send traffic to the receiving device. In other words, the transmission device attempts to detect the presence of a carrier from another transmission device before attempting transmission. When the carrier is detected, the transmission device waits for transmission to be completed by another transmission device in progress before initiating its transmission.
  • CSMA Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • CSMA / CD is a stratification detection method in wired LAN environment. First, check whether PC (personal computer) or server that wants to communicate in the ethernet environment is communicating on the network and then other devices. Waits before sending data on the network before sending data.
  • CSMA / CA is a medium access control protocol specified in the IEEE 802.11 standard. WLAN systems according to the IEEE 802.11 standard do not use the CSMA / CD used in the IEEE 802.3 standard, but use a CA, that is, a collision avoidance method.
  • Transmitting devices always detect the carrier of the network, and when the network is empty, wait for a certain amount of time according to their location on the list before sending data.
  • Several methods are used to prioritize and reconfigure transmission devices within the list. In systems in accordance with some versions of the IEEE 802.11 standard, collisions may occur, in which case a collision detection procedure is performed.
  • Transmission devices using CSMA / CA use specific rules to avoid stratification between data transmissions by other transmission devices and their own.
  • a user equipment may be fixed or mobile, and various devices for transmitting and receiving user data and / or various control information by communicating with a base station (BS) Flags belong to this.
  • the UE is a terminal equipment, a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), a wireless modem. It may be called a modem, a handheld device, or the like.
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • the BS may be referred to in other terms such as ABS (Advanced Base Station), NB (Node-B), eNB (evolved-NodeB), BTS (Base Transceiver System), Access Point (Access Point), and Processing Server (PS).
  • ABS Advanced Base Station
  • NB Node-B
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • Access Point Access Point
  • PS Processing Server
  • BS is collectively referred to as eNB.
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • a UE is also called a node or a point .
  • the term node is used in contrast to the UE.
  • a node may be referred to as an access point or an access node in view of a point of access by a UE rather than a UE.
  • eNBs may be used as nodes regardless of their names.
  • BS NB
  • eNB pico-cell eNB
  • HeNB home eNB
  • relay repeater
  • It can be a node.
  • the node may not be an eNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRH radio remote head
  • RRU radio remote unit
  • the RRH, RRU, etc. generally have a power level lower than the power level of the eNB.
  • RRH or RRU Since RRH or RRU (hereinafter, RRH / RRU) is generally connected to an eNB by a dedicated line such as an optical cable, it is generally compared with RRH / RRU compared to cooperative communication by eNBs connected by a wireless line. Cooperative communication by the eNB can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. Nodes are also called points. In a multi-node system, the same cell identifier (ID) or different cell ID may be used for signal transmission / reception to / from a plurality of nodes.
  • ID cell identifier
  • each of the plurality of nodes behaves like some antenna group of one cell. If nodes in a multi-node system have different cell IDs, then this multi-node system is considered a multi-cell (e.g., macro-cell / femto-cell / pico-cell) system. Can be.
  • the network formed by the multiple cells is particularly called a multi-tier network.
  • the cell ID of the RRH / RRU and the cell ID of the eNB may be identical or different. When the RRH / RRU and the eNB use different cell IDs, both the RRH / RRU and the eNB operate as independent base stations.
  • one or more eNB blacks connected to a plurality of nodes may control the plurality of nodes such that an eNB controller transmits or receives signals simultaneously to a UE through some or all of the plurality of nodes.
  • an eNB controller transmits or receives signals simultaneously to a UE through some or all of the plurality of nodes.
  • multi-node systems depending on the identity of each node, the type of implementation of each node, etc., in that a plurality of nodes together participate in providing communication services to the UE on a given time-frequency resource, These multi-node systems are different from single node systems (eg CAS, conventional MIMO systems, conventional relay systems, conventional repeater systems, etc.).
  • embodiments of the present invention regarding a method for performing data cooperative transmission using some or all of a plurality of nodes may be applied to various kinds of multi-node systems.
  • a node generally refers to an antenna group spaced apart from another node by a predetermined distance or more
  • the node of the present invention described below Embodiments can also be applied when a node means any antenna group regardless of spacing.
  • the eNB controls a node configured as an H-pol antenna and a node configured as a V-pol antenna. Can be applied.
  • [49] Transmit / receive a signal through a plurality of transmit (Tx) / receive (Rx) nodes, transmit / receive a signal through at least one node selected from a plurality of transmit / receive nodes, or downlink signal
  • a communication scheme capable of differentiating a node transmitting an uplink signal from a node receiving an uplink signal is called multiple-eNB MIMO or CoMP (Coordinated Multi-Point transmission / reception).
  • Cooperative transmission schemes among such cooperative communication between nodes can be largely classified into joint processing (JP) and scheduling coordination.
  • the former may be divided into joint transmission (JT) / JR oint reception and dynamic point selection (DPS), and the latter may be divided into coordinated scheduling (CS) and coordinated beamforming (CB).
  • DPS is also called dynamic cell selection (DCS).
  • DCS dynamic cell selection
  • JP enhancement DPS refers to a communication technique in which a signal is transmitted / received through one node selected according to a specific rule among a plurality of nodes.
  • DPS since a node having a good channel state between the UE and the node will be selected as a communication node, the reliability of signal transmission can be improved.
  • FIG. 1 illustrates a distributed antenna system (DAS), which is a kind of multi node system.
  • DAS distributed antenna system
  • a DAS is composed of an eNB and antenna nodes connected to the eNB.
  • An antenna node may also be referred to as an antenna group, an antenna cluster, or the like.
  • the antenna node is connected to the eNB by wire or wirelessly and may include one or several antennas.
  • antennas belonging to one antenna node have a distance of several meters between the nearest antennas. It has the characteristic that it belongs to the same spot locally, and the antenna node acts like an antenna point to which the UE can connect.
  • a DAS Unlike a centralized antenna system (CAS) in which antennas of an eNB are concentrated in a cell center, a DAS has antennas managed by one eNB spread at various locations in a cell.
  • a DAS is distinguished from a pico cell in that femto cell blacks are distinguished in that multiple antenna nodes make up a cell, which is difficult to locate at a point as they are spaced apart from each other over a certain interval.
  • DAS was used to repeat the same signal by installing more antennas to cover the shadow area.
  • the DAS is used by antennas of eNBs to send or receive multiple data streams simultaneously.
  • the DAS can achieve high power efficiency, low channel correlation due to correlation and interference between low-eNB antennas, and low-frequency distance between the UE and the antenna, compared to the CAS. Regardless of the location, there is an advantage that communication performance of relatively uniform quality is secured.
  • a cell refers to a certain geographic area where one or more nodes provide a communication service. Therefore, in the present invention, communication with a specific cell may mean communication with an eNB or a node providing a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal to / from an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the cell providing the uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell refers to the channel state / quality of a channel or communication link formed between an eNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE transmits a downlink channel state from a particular node on a Cell-specific Reference Signal (CRS) resource to which the antenna port (s) of the particular node are assigned to the particular node. Measurement may be performed using CSI (RS) and / or CSI-RS (s) transmitted on a channel state information reference signal (CSI-RS) resource.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • the 3GPP LTE / LTE-A system The concept of cell is used to manage radio resources. Cells associated with radio resources are distinguished from cells in geographic area.
  • a general wireless communication system performs data transmission or reception through one DL band and one corresponding UL band (in frequency division duplex (FDD) mode), or a predetermined wireless frame ( A radio frame is divided into an uplink time unit and a downlink time unit in a time domain, and data transmission or reception is performed through an uplink / downlink time unit (time division duplex (TDD) mode). If).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • a carrier aggregation or bandwidth aggregation technique using a larger UL / DL bandwidth is collected by using a plurality of UL and / or DL frequency blocks to use a wider frequency band. Is being discussed.
  • Carrier aggregation performs DL or UL communication using a plurality of carrier frequencies, and performs DL or UL communication by putting a fundamental frequency band divided into a plurality of orthogonal subcarriers on one carrier frequency. It is distinguished from an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • each carrier aggregated by carrier aggregation is called a component carrier (CC).
  • CC component carrier
  • three 20 MHz CCs may be gathered in the UL and the DL to support a 60 MHz bandwidth.
  • Each CC may be adjacent or non-adjacent to each other in the frequency domain.
  • the bandwidth of the UL CC and the bandwidth of the DL CC may be the same, but the bandwidth of each CC may be determined independently.
  • a DI7UL CC limited to a specific UE may be referred to as a configured serving UL / DL CC at a specific UE.
  • the 3GPP LTE-A standard uses the concept of "cell" for the management of radio resources.
  • a "cell” associated with a radio resource is defined by a combination of DL resources and UL resources.
  • a "cell" of radio resources may be configured as a DL resource alone, or a combination of DL and UL resources, or a combination of UL resources alone.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL resource and the carrier frequency of the UL resource may be indicated by system information.
  • a combination of a DL resource and a UL resource may be indicated by a System Information Block Type 2 (SIB2) linkage.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC.
  • Primary frequency A cell operating on the primary cell is called a primary cell (PCell) or PCC
  • a wexel operating on the secondary frequency (secondary frequency) is called a secondary cell (SCell) or SCC.
  • the carrier corresponding to the PCell in downlink is called a DL primary CC (DL PCC)
  • the carrier corresponding to the PCell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC).
  • SCell means a cell that can be configured and used to provide additional radio resources after RRC (Radio Resource Control) connection establishment is made.
  • the SCell may, together with the PCell, form a set of serving cells for the UE.
  • the carrier corresponding to the SCell in downlink is called DL secondary CC (DL SCC)
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • RRC In case of UE that is in CONNECTED state but carrier aggregation is not configured or carrier aggregation is not supported, there is only one serving cell configured only for PCell.
  • a "cell" in a geographic area may be understood as a coverage in which a node can provide a service using a carrier, and a "sal" of a radio resource is configured by the carrier. It is associated with bandwidth (BW), which is the frequency range being. Since the downlink coverage, which is a range in which a node can transmit a signal of a valid strength, and the uplink coverage, which is a range in which a signal of a valid strength can be received from a UE, depends on the distance that a carrier carrying the signal arrives. The coverage of a node is also associated with the coverage of the "cell" of radio resources used by that node. Thus, the term "cell” can sometimes be used to mean the coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a signal using the radio resource to reach an effective strength.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the concept of a BTS (Base Transceiver System) hotel of a multi-node system.
  • FIG. 2 (a) shows a traditional Radio Access Network (RAN) architecture
  • FIG. 2 (b) shows a small cell RAN framework with a BTS hotel and a DAS. It is shown.
  • the concept of small cells is described in more detail in FIG. 4.
  • one TS manages three sectors and each eNB performs a base station controller (RNC) / RNC through a backbone network. It is connected to (Radio Network Controller).
  • RNC base station controller
  • eNBs connected to each antenna node are located in one place (BTS hotel). I can collect it. This can reduce the cost of land and buildings to install the eN B, and the maintenance and management of the eNB can be easily performed in one place.
  • BTS hotel BTS hotel
  • MSC Mobile Switching Center
  • FIG. 3 illustrates a symbol structure used in a Long Term Evolution (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolution
  • a duration of a radio frame used in the existing LTE / LTE-A system is 10 ms (307200 s ), and one radio frame has 10 equally sized subframes (subframe, SF). It is composed of Numbers may be assigned to ten subframes in one radio frame.
  • the length r subframe of each subframe is 1ms and one subframe consists of two slots.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the time resource may be distinguished by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (black is also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • the existing LTE / LTE-A system supports two types of frame structures according to the length of a cyclic prefix (CP) as shown in FIG. 3.
  • CP cyclic prefix
  • one slot includes seven OFDM symbols in the case of a normal CP, and one slot includes six OFDM symbols in the case of an extended CP.
  • an OFDM symbol may be called an OFDM symbol or SC-FDM (Single Carrier-Frequency Division Multiplexing) according to a multiple access scheme. Since SC-FDMA can be viewed as a specific form of OFDMA, the term "symbol" or "OFDMA symbol" is used in the present invention to refer to an OFDM symbol and an SC-FDM symbol.
  • the length T CP of the normal CP is 160 S -5.1 s for the first OFDM symbol of the subframe and 160 S 4.7 / s for the remaining OFDM symbols.
  • the length of the extended CP ⁇ is 512 S -16.1 s.
  • T u denotes an effective OFDM symbol period, and means a corresponding time of the inverse of the subcarrier interval.
  • the center frequency of LTE / LTE-A system is generally 400MHz to 4GHz, and the available frequency band is 1.4 to 20MHz. This means that delay spread and Doppler's frequency differ from each other according to the center frequency and the available frequency band.
  • subcarrier spacing Af 15kHz
  • the length of the CP is about 4.7 / s
  • the subcarrier spacing is the same as the normal CP and the length of the CP is about 16.7 / s.
  • the subcarrier spacing is predetermined, and the subcarrier spacing corresponds to the sampling frequency divided by the FFT size.
  • An extended CP may be used for a suburban cell or a rural cell, which is relatively large due to a long CP duration.
  • an extended CP having a relatively long length is required to reliably solve inter symbol interference (ISI).
  • ISI inter symbol interference
  • the CP overhead is increased relative to the normal CP, so that the increase in the CP length causes a loss in spectral efficiency and / or transmission resource. off) is present.
  • the lengths of the normal CP and the extended CP are determined to support various deployment scenarios in which cells are deployed indoors, cities, suburbs, and rural areas. The following design criterion was used to make the decision.
  • T CP denotes a length of CP
  • / dmax denotes a (maximum) Doppler frequency
  • ⁇ / denotes a subcarrier spacing.
  • T d represents the maximum excess delay or the maximum channel delay:
  • the last channel tap given a power delay profile (PDF) called a channel delay profile.
  • PDF power delay profile
  • the delay time of tap For example, the delay and power of tap # 0 (relative power) are 10ns and OdB, respectively, and the delay and power of tap # 1 are 20ns and -5 dB, respectively, and the delay and power of tap #N (relative power).
  • T d 500 ns.
  • Equation 1 is a criterion for preventing ISI
  • Equation 2 is a criterion for sufficiently maintaining inter cell interference (ICI) according to Doppler
  • Equation 3 is spectral It is a standard for spectral efficiency.
  • the LTE system is considering introducing a local area.
  • a local area In other words, in order to further strengthen service support for each UE, the introduction of a new cell deployment having a concept of local area access is being considered. This local area is called a small cell.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the concept of a small cell.
  • a system bandwidth wider than a system bandwidth of an existing LTE system is configured for a cell having a higher center frequency than a band having a center frequency operated in an existing LTE system.
  • existing cell bands support basic cell coverage based on control signals such as system information. Can be maximized. Therefore, local area access can be used for low-to-medium mobility (jEs) at low speeds located in narrower areas, and for small cells of 100m smaller than conventional cells where the distance between the UE and eNB is in km Can be used for communication.
  • jEs low-to-medium mobility
  • the following channel characteristics are expected as the distance between the UE and the node is short and the high frequency band is used.
  • Delay spread As the distance between the eNB and the UE becomes shorter, the delay of the signal may be shortened.
  • Subcarrier Spacing When the same OFDM-based frame structure as the LTE system is applied, an extremely larger value than the existing subcarrier spacing of 15 kHz may be set as the subcarrier spacing because the allocated frequency bandwidth is large. .
  • Doppler's frequency Since a high frequency band is used, a higher Doppler frequency may appear than when a low frequency band is used for a UE of the same speed. Accordingly, the coherent time, which is a time duration in which the channel impulse male answer is considered unchanged in the communication system, can be extremely shortened.
  • the present invention proposes a frame structure for high frequency band transmission.
  • the delay spread of the channel tends to be short, and the path loss of the channel increases greatly in the high frequency band, and the stable performance is obtained as the distance from the base station increases. I can guarantee it. Therefore, in the future, communication using a high frequency band is expected to introduce a narrower cell structure than conventional cell communication. Due to the ease of resource utilization and control, OFDM, which is a multiple access technique, is also expected to be used in the same way.
  • system parameters for high frequency band transmission are determined as shown in the following table.
  • Table 1 shows OFDM-based system parameters for high frequency band transmission.
  • a CP In generating an OFDM symbol, a CP must be inserted in the first half of an OFDM symbol (also called an OFDMA symbol) to prevent ISI.
  • the CP duration of the current LTE system is set to 4.7; ⁇ for a regular CP and 16.7 / s for an extended CP.
  • These CP values used in the current LTE system is a value that reflects the power delay profile (power delay profile) that occurs when assuming a fairly wide cell.
  • power delay profile power delay profile
  • CP length of the UE is determined to be 0.5 us or more, reflecting the channel characteristics of the high frequency band.
  • the high frequency band has a characteristic that the root mean square (RMS) delay spread is shortened and the coherent bandwidth is increased. Since this characteristic leads to a widening of a frequency band considered to be the same channel, a value larger than the subcarrier spacing of the existing LTE and Cellular systems can be used as the subcarrier spacing for the high frequency band.
  • the following consideration factors and design criteria are used to determine the subcarrier spacing for the high frequency band.
  • the subcarrier spacing should be determined to a size that can sufficiently reflect the Doppler frequency due to the movement of the UE.
  • the design criteria are given as follows.
  • the subcarrier spacing is determined by applying the values of the maximum Doppler frequencies of Table 2 to Equation 4.
  • the UE speed v is 250 km / h
  • c 3 * 10 8 m / s
  • the center frequency ⁇ is applicable to 30GHz.
  • K is set to 1/15, which is significantly smaller than 1, the final subcarrier spacing ⁇ / becomes 104.25 kHz.
  • K may be changed according to the center frequency, delay profile, UE speed, and Doppler frequency at which the frame is designed.
  • the OFDM symbol length, the OFDM symbol duration, the overhead in terms of energy, and the energy efficiency efficiency in terms of energy are determined.
  • the size of the basic system bandwidth of the high frequency band is set based on the system band of 500 MHz or more.
  • Table 1 shows the FFT size (FFT derived when the size of the basic band is set to 500 MHz. size, OFDM sampling frequency (O'FDM sampling frequency), available subcarriers, occupied BW (Occupied BW), guard-band, and total system BW are determined. It was. When the default band is set to 500 MHz or more, the values can be changed.
  • the following frame design method is proposed in consideration of various implementation issues and design environments of the UE.
  • Option 2 UE Processing Timeout (keeping the number of 8 Hybrid Automatic Retransmission reQuest (HARQ) processes)
  • FIG 5 and 6 illustrate a frame design according to an embodiment of the present invention.
  • the service coverage of the system is assumed to be 1 km or less, and the round trip delay (RTT) is assumed to be 6.67 / s. Therefore, the processing time of the UE is finally determined as follows.
  • one TTI is determined to be 222 js, which is a period corresponding to the last 22 OFDM symbols.
  • the time axis frame structure and the resource lattice according to the first may be shown as shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
  • a smallest resource unit for downlink transmission or uplink transmission is called a resource element (RE).
  • RE resource element
  • One RE is composed of a partial carrier and one OFDM symbol.
  • each element in the resource grid is called a resource element, and the resource element in each resource grid may be uniquely defined by an index pair k,). Where k is an index given from 0 to 'N ac -1, in the frequency domain, and / is an index given from 0 to w sym -r in the time domain.
  • FIG. 7 illustrates a stop-and-wait (SAW) HARQ process according to one embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • SAW stop-and-wait
  • data transmission transmitted by the eNB in TTI # 0 is received in TTI # 0 after propagation delay.
  • the UE attempts to decode the data transmission and transmits an acknowledgment / negative acknowledgment (A / N) transmission for the data transmission in TTI # 4, which is 4 TTIs later.
  • the acknowledgment / false reception is received by the eNB in TTI # 4 after propagation delay.
  • the UE can effectively transmit a signal for A / N transmission.
  • the eNB may know whether the UE has successfully received the data transmission transmitted in TTI # 0 based on the A / N transmission, and if the UE successfully receives, 4 TTIs have passed from TTI # 4. Starting from TTI # 8, new data transmission or data retransmission can be performed. Meanwhile, Table 5 shows the maximum transmission block (TB) size definition according to the first clause.
  • the TTI is determined to be 767.6 s, which is a period corresponding to the last 76 OFDM symbols.
  • 8 illustrates a SAW HARQ process according to another embodiment (second embodiment) of the present invention. 8 process-based HARQ in the second is determined as shown in FIG. In FIG. 8, one ⁇ is 767 / s. Therefore, the final TB size is also required to be increased by about 3.45 times compared to the existing LTE system.
  • the present invention proposes to operate a flexible frame in consideration of the Doppler effect of a UE or a link.
  • flexible frame operation methods will be described with reference to FIGS. 10 to 17.
  • a frame according to the aforementioned frame design is included.
  • r ⁇ j ⁇ ! ⁇ ⁇ ⁇ I ⁇ ⁇ ) ⁇ ⁇ d Structures may be used.
  • the eNB may set an appropriate frame type or subframe type according to the state of the UE (s) or link in consideration of the Doppler effect.
  • the subframe or TTI in the frame is also changed according to the changed frame setting.
  • the UE (s) or connected UE (s) wishing to access an eNB may be configured based on link configuration information or frame configuration information transmitted by an eNB through a higher layer (eg, MAC layer or RRC layer) signal.
  • Frame (s) or subframe (s) can be configured for communication with the system.
  • the link setting information or the frame setting information according to the present invention may be information indicating a change in the frame structure type according to any one of the embodiments of the present invention described later.
  • the information indicating the change of the frame structure type may be information indicating any one of a plurality of predefined frame structures, and a parameter that may mean a change of the frame structure according to any one of the embodiments of the present invention.
  • (S) may be, for example, information indicating a (effective) subcarrier spacing, a sampling time, a number of samples, a number of OFDM symbols, and / or a change in the FFT size.
  • the embodiments described with reference to Tables 1 to 6 can be used in any one of the frame structures applied to the flexible frame below.
  • the CP length, the subcarrier spacing, the number of OFDM symbols per ⁇ , the TTI length, and the like, determined according to any one of the above-described embodiments of the present invention are used in any of the plurality of frame structures utilized in the flexible frame of the present invention. Can be used as one.
  • the maximum Doppler frequency / d, max is defined by the following equation.
  • the Doppler frequency / d, max also increases.
  • Increasing the Doppler frequency destroys orthogonality between subcarriers in the frequency domain, increasing the probability of system degradation.
  • Doppler frequency can be reduced by increasing the subcarrier spacing in OFDM-based subframe designs. However, increasing the subcarrier spacing shortens the symbol period in the time domain, which leads to system loss because more reference signals for channel estimation are required in the time domain. Conversely, in the time domain Increasing the symbol period decreases the subcarrier spacing in the frequency domain, thereby destroying the orthogonality between subcarriers due to the Doppler frequency.
  • the present invention proposes a flexible frame operation method for overcoming the Doppler frequency in a high frequency band transmission environment in which the channel state can be extremely changed according to the moving speed of the UE.
  • a frame structure for a link or UE (s) having a low Doppler effect will be referred to as a frame structure type -A
  • a frame structure for a link or UE (s) having a high Doppler effect will be referred to as a frame structure type- As B
  • flexible frame operating embodiments of the present invention are described.
  • embodiments of the present invention will be described assuming that two frame structure types are defined according to the Doppler frequency, but more than two frame structure types may be defined according to the influence of the Doppler frequency.
  • the flexible frame In operation of the flexible frame described below, it may be predetermined that any one of a plurality of frame structure types is used at initial connection. For example, when a UE attempts to access an eNB, it may assume that a frame is set according to a predetermined frame structure, that is, frame setting, and attempt to access. If the connection attempt according to the predetermined frame structure fails, the UE may try to connect again using another frame structure.
  • the (effective) subcarrier spacing may be determined according to the frame structure. That is, if the (effective) subcarrier spacing and the like are different, they may correspond to different frame structures.
  • the eNB can directly change the subcarrier spacing of the frame according to the Doppler frequency change on the link. That is, in the proposal 1 of the present invention, the frame structure may be changed by changing the actual subcarrier spacing.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining an example of a flexible frame operation according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention maintains the TTI and system bandwidth, which form the basic configuration of a frame, changes the subcarrier spacing according to a link situation, and operates a frame structure suitable for the changed subcarrier spacing.
  • Flexible Switching of a Frame Structure When a High Doppler Frequency in a Cell That is, When a Ratio of a Fast Mobile UE Is Above a Reference Value or a High Speed Backhaul Support Request Such as a High Speed Train This can be done.
  • Proposal 1 of the present invention as shown in FIG. 10, that is, the subcarrier spacing is substantially changed in the frequency region of the frame.
  • the present invention increases the subcarrier spacing from ⁇ l to ⁇ / 2 .
  • FIG. 11 is a diagram comparing the degree of influence of CFO according to subcarrier spacing when a center frequency offset (CFO) occurs due to the same Doppler frequency.
  • Increasing the subcarrier spacing may reduce the CFO caused by the increase in the Doppler frequency.
  • a more detailed explanation of the principle that increasing the subcarrier spacing leads to decreasing the center frequency offset is as follows.
  • the signal of the target subcarrier is accurately detected since the signals of the other subcarriers are zero-crossed.
  • the CFO also increases, making it difficult to accurately detect a signal at the zero-crossing point between subcarriers. That is, referring to FIG.
  • the subcarrier spacing of the frame is related to the sampling frequency / period of the time domain.
  • the proposals 1 ′ 1 and 1-1 of the present invention related to the sampling frequency / period will be described. [135] ⁇ Proposal 1-1) Only subcarrier spacing is changed to operate flexible frames, and the same sampling frequency / period is used in the time domain.
  • sampling frequency / period Prior to describing Proposal 1-1 of the present invention, a relationship between sampling frequency / period and subcarrier spacing will be described.
  • Sampling frequency / s and period 7 has an inverse relationship as shown in equation (7)
  • sampling frequency / s and ⁇ / has a relationship as shown in equation (8).
  • Equation 8 ⁇ denotes a system bandwidth, and FFT Size denotes a size of a fast Fourier transform. Fr size affects the number of subcarriers.
  • the total transmission bandwidth can be calculated by multiplying the subcarrier spacing ⁇ / corresponding to the size of one subcarrier by the subcarrier number Fi size .
  • the sampling frequency / s is also fixed.
  • the FFT becomes smaller or larger, so that the sampling frequency is maintained.
  • the subcarrier spacing ⁇ / is increased by 2 times from “100 kHz to 200 kHz,” it means that the FFT size is reduced by 1/2 to “2048 ⁇ 1024”, and the OFDM symbol period of the time domain is reduced by 1/2. That is, if the subcarrier spacing is changed by a factor of two, the OFDM symbol period is reduced by ' ⁇ / ⁇ ' times. Therefore, twice as many OFDM symbols exist in the same ⁇ in the frame structure.
  • the transmitter and the receiver must each have an FFT block having a size inversely proportional to each subcarrier spacing. That is, the transmitter and the receiver should be able to provide or configure an FFT block for each subcarrier interval.
  • FIG. 12 illustrates an example of a flexible frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an example of a change in the frame structure according to the proposal 1-1 of the present invention for the case where the subcarrier spacing is increased twice.
  • the frame structure is a frame structure type as shown in FIG. Can be changed from A to the frame structure type - ⁇ . Referring to FIG.
  • the subcarrier spacing is changed according to the proposal 1 of the present invention, but the sampling time of the frame structure type -A before the subcarrier spacing is changed, that is, the pream structure type after the sampling period 7 ; 1 and the subcarrier spacing are changed.
  • Sampling time 7 of -B; And 2 remain the same according to proposal 1-1 of the present invention.
  • the sampling number is changed to 1 / ( ⁇ / 2 / ⁇ /,). In the case of Fig. 12, the number of samplings is enjoyed by 1/2 after the change than before the change of the subcarrier interval by 1 / (2/1).
  • FIG. 13 illustrates another example of a flexible frame structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates an example of a change in the frame structure according to the proposal 1-2 of the present invention for the case where the subcarrier spacing is increased by 2 times.
  • the subcarrier spacing and the sampling period are simultaneously changed in order to set up the flexible frame.
  • the sampling frequency / s becomes large, and the sampling period T s becomes short.
  • the FFT size is maintained even if the subcarrier spacing is changed. For this reason, the FFT block of one size can be used by the transmitter and the receiver.
  • Equation 8 is changed to the relationship of the following equation.
  • Equation 8 changes the system bandwidth.
  • the null subcarrier is a subcarrier whose power of the subcarrier is' 0, and is also called a zero subcarrier or a zero power subcarrier.
  • IH To distinguish from a null subcarrier, a subcarrier whose transmit power is not '0' is called a non-zero subcarrier or a non-zero power subcarrier.
  • the transmitter transmits the subcarrier corresponding to the null subcarrier by setting the transmit power to '0,' and the receiver receives the signal by assuming that the transmit power of the subcarrier corresponding to the null subcarrier is '0'. Perform rate matching, decoding or demodulation.
  • the present invention relates to a system BW subcarrier for a band exceeding an effective system BW in order to compensate for a difference between a system BW changed according to an increase of a subcarrier spacing and a basic system BW, that is, an effective system BW.
  • the null subcarrier (s) are assigned to maintain the increased system bandwidth as the subcarrier spacing increases. That is, when the system max according to the subcarrier spacing is larger than the effective system BW of the corresponding frequency band, the subcarriers corresponding to the bandwidth corresponding to the difference between the BW max calculated according to the subcarrier spacing and the effective system BW are null subcarriers. Subcarriers farthest from the center of the frequency band of interest are set as the null subcarriers.
  • X / 2 subcarrier (s) are set to null subcarriers.
  • the subcarrier spacing is 2. If increased to ⁇ /, subcarriers corresponding to each quarter region of both ends of all subcarriers based on FFT size are defined as null subcarriers. Resource allocation is not performed on the null subcarriers.
  • the ceiling (X / 2) subcarrier (s) with the largest subcarrier index and 'ceili ng (X / 2)- ⁇ subcarrier (s) with the smallest subcarrier index are 'Ceiling (X / 2) ⁇ 1 with the largest subcarrier index set or null subcarrier indexes, and the' C eiling (X / 2) 'subcarrier (s) with the smallest subcarrier index are null subcarriers. Can be set to.
  • the flexible frame operating method simultaneously changes the subcarrier spacing, the OFDM symbol period, and the sampling period 7; according to the change of the frame structure.
  • the subcarrier spacing is changed twice but the FFT size remains the same, so the sampling frequency is doubled.
  • the OFDM symbol period T s is 1/2 times, so that the same period (eg, The number of OFDM symbols included in the TTI is doubled.
  • ⁇ Proposal 2 The eNB changes the effective subcarrier spacing without changing the subcarrier spacing of the frame according to the Doppler frequency change on the link.
  • Proposal 2 of the present invention proposes a method of configuring a flexible frame structure according to a change in doppler frequency without changing a basic subcarrier spacing, a symbol period, and an FFT size on a frame.
  • Proposal 2 of the present invention unlike the aforementioned proposal 1 of the present invention, separate frame operations may be performed for each UE.
  • the Doppler overcoming per UE is enhanced and the transmission efficiency is reduced, so there is a trade-off relationship between the Doppler effect overcoming and transmission efficiency per UE.
  • the proposal 1-2 of the present invention Briefly explaining the principle of the proposal 1-2 of the present invention.
  • proposal 2 of the present invention does not change the subcarrier spacing ⁇ /, the probability of causing interference between subcarriers does not change.
  • proposal 2 of the present invention lowers the degree of interference between subcarriers by widening the effective subcarrier spacing by inserting null subcarriers between specific subcarriers. That is, the proposal of the present invention: 2 increases the effective subcarrier spacing by alternating non-zero power subcarriers and N ( ⁇ 0) consecutive zero power subcarrier (s) along the frequency axis (ie in the frequency domain). Shout.
  • non-zero power subcarriers are set for every NH subcarriers along a frequency axis among subcarriers of a predetermined frequency region, and the remaining subcarriers are set to zero power subcarriers.
  • the power subcarrier spacing becomes N + ⁇ times the basic subcarrier spacing ⁇ /
  • the effective subcarrier spacing becomes ( ⁇ + 1) ⁇ ⁇ /. have.
  • N is the number of zero power subcarriers between two adjacent non-zero power subcarriers.
  • the effective subcarrier spacing or the number of null subcarriers inserted may be determined in relation to the magnitude of the Doppler frequency.
  • the number of which is inserted a null subcarrier is a null ratio f of the Doppler frequency / 41 and channel Doppler frequency of a frame structure that requires the insertion of a sub-carrier to a frame structure that does not require insertion of the sub-carriers assumed d, 2 ratio, 2 / / d / or '/ d / cu' can be determined by multiplying the weight ⁇ (positive real number or positive integer).
  • a null subcarrier is inserted between subcarriers in which orthogonality between subcarriers is to be maintained, thereby being robust to the frequency offset caused by the Doppler frequency. That is, according to the present invention, the allowable range of the CFO in which the correct signal can be detected is increased.
  • 15 is a diagram illustrating an effect of inserting a null frequency on a frequency domain signal in the frequency domain.
  • null subcarrier that is, a zero subcarrier is inserted with a fixed subcarrier spacing in the frequency domain
  • repetition of the same signal occurs in the time domain.
  • N the number of null subcarriers inserted between subcarriers to which real data is allocated, that is, between a non-zero power subcarrier and an adjacent non-zero power subcarrier.
  • the same signal is transmitted N + 1 times (repeated) within an OFDM symbol period.
  • the subcarrier spacing ⁇ / is not changed, and the sample is used without change in the period 7 and the sampling frequency / s .
  • the proposal 2 of the present invention may be applied only for a specific situation or purpose, and its application may be limited.
  • the proposal 2 of the present invention may be applied when the link situation due to the Doppler drops sharply, or is applied only for the purpose of maintaining the link connection state.
  • proposals 2-1 and 2-2 as application examples of the proposal 2 of the present invention will be described.
  • the eNB changes the effective subcarrier spacing of a resource allocation region for each UE without changing the subcarrier spacing of a frame according to the Doppler frequency change on the eNB.
  • FIG. 16 illustrates an example of a flexible frame structure according to another embodiment of the present invention.
  • the eNB may apply a flexible frame for each UE in operating the entire frame.
  • the eNB according to the proposal 2-1 of the present invention may control insertion of a null subcarrier for each UE.
  • the proposal 2 of the present invention mitigates or eliminates the effects of the Doppler effect by changing the effective subcarrier spacing by inserting a null subcarrier without changing the subcarrier spacing and the sampling frequency / period. Therefore, since Proposal 2 of the present invention maintains a subcarrier spacing and a sampling frequency / cycle, the eNB of the present invention can adjust the effective subcarrier spacing only for a resource region allocated to the UE for each UE.
  • the eNB may apply the effective subcarrier interval differently according to the channel state of the resource region, that is, the resource allocation region, allocated to the UE.
  • Information about the adjustment of the effective subcarrier spacing and / or the effective subcarrier spacing may be transmitted UE-specifically through a higher layer (eg RRC) signal or UE-specifically via a black physical layer signal (eg PDCCH).
  • RRC higher layer
  • PDCCH black physical layer signal
  • an eNB or a UE of the present invention can apply a flexible frame according to the present invention by changing an effective subcarrier interval of a resource allocation region allocated differently for each of UE # 0 and UE # 1. For example, if the moving speed of UE # 0 is fast or the Doppler frequency in the resource allocation region for the UE # 0 is large, in the resource allocation region of UE # 0, the moving speed black is determined based on the Doppler frequency.
  • the effective subcarrier spacing is increased by inserting a predetermined number ( ⁇ 1) of consecutive null subcarrier (s) between non-zero subcarriers.
  • the Doppler effect In case of UE # 0 which can be sufficiently canceled, a null subcarrier is not inserted.
  • the number of null subcarriers inserted is '0', it can be understood that non-zero power subcarriers and '0' zero power subcarriers alternate.
  • the eNB may transmit frame configuration information for notifying insertion of a null subcarrier and / or the number of null subcarriers inserted.
  • the eNB notifies the UE of the insertion of null subcarrier (s), in downlink, the eNB inserts null subcarrier (s) between subcarriers in the resource area allocated to the UE and transmits a downlink signal.
  • the UE receives, decodes, or demodulates a downlink signal in the resource region by assuming that there are null subcarrier (s) inserted between the subcarriers of the resource region allocated to the UE.
  • the UE When the eNB notifies the UE of the insertion of null subcarrier (s), in case of uplink, the UE inserts null subcarrier (s) between subcarriers of the resource area allocated to it and transmits an uplink signal.
  • the eNB receives, decodes, or demodulates an uplink signal in the resource region by assuming that there are null subcarrier (s) inserted between the subcarriers of the resource region allocated to the UE.
  • the transmitting end may not map a signal or information to be transmitted to the null subcarrier at all, or may not allocate transmit power to the null subcarrier even when the signal / information is loaded on the null subcarrier.
  • the transmitting end transmits a subcarrier corresponding to a null subcarrier with a transmission power of '0'.
  • the receiver receives, decodes, or demodulates a signal transmitted by the transmitter, assuming that the transmission power of the subcarrier corresponding to the null subcarrier is '0'.
  • eNB is no sub-carrier interval of the frame changes in accordance with the Doppler frequency change in the link, changes the effective subcarrier spacing in the overall system.
  • FIG. 17 illustrates another example of a flexible frame structure according to another embodiment of the present invention.
  • Proposal 2-2 of the present invention operates the flexible frame by changing the effective subcarrier spacing of the entire frequency resource region. That is, according to the proposal 2-2 of the present invention, when the eNB operates the entire frame, the flexible frame may be applied to the entire frequency region. In other words, the frame structure is changed by changing the effective subcarrier interval in the same manner for all UEs connected to the eNB, not for each UE.
  • Proposal 2-2 of the present invention like Proposal 2-1 of the present invention, inserts a Doppler by inserting a null subcarrier without changing the subcarrier spacing and the sampling frequency / period. Since the effect is canceled, there is no change factor of the transmission or reception process due to the change of the frame structure.
  • the eNB doubles the effective subcarrier spacing to the UE (s) communicating through the high frequency band.
  • the subcarrier may be inserted between the subcarriers.
  • the UE transmits a non-zero subcarrier (i.e., non-zero power subcarrier) and a subcarrier having zero transmit power (i.e., zero power subcarrier) to the entire system band operating at the center frequency linking with the eNB. Transmit or receive signals assuming that are alternately present.
  • the transmitter may transmit the signal after puncturing the signal of the null subcarrier after loading the signal regardless of whether the subcarrier is a null subcarrier or a non-null subcarrier.
  • the receiver assumes that there is no information at all on the null subcarrier, or that information mapped to the null subcarrier is transmitted with zero transmission power and receives a signal in a resource region allocated for the corresponding signal.
  • subcarriers of the frame are arranged along the frequency axis or at every (basic) subcarrier spacing in the frequency domain, and non-zero power subcarriers and N ( ⁇ 0) zero power subcarrier (s). Are placed alternately. If the number of zero-power subcarriers alternating with non-zero power subcarriers is zero, then the effective subcarrier spacing is equal to the base subcarrier spacing. If the number of non-zero power subcarriers and zero power subcarriers is X, then the effective subcarrier spacing is the It will be x times.
  • the frame structure is mainly changed in a direction in which the (effective) subcarrier spacing is increased for the case where the Doppler frequency is small and then increased, but the Doppler frequency is large and reduced (effective). It is apparent that the frame structure may be changed in a direction in which the subcarrier spacing is reduced. For example , the (effective) subcarrier spacing after a change to offset the increase in Doppler frequency.
  • the frame structure may be altered such that ⁇ 2 is a positive integer multiple of the (effective) subcarrier spacing / ⁇ f ⁇ before the change, and before the change (effective) subcarrier spacing ⁇ i is changed to correspond to a decrease in the doppler frequency
  • the frame structure may be changed to be a positive integer multiple of the (effective) subcarrier spacing ⁇ / 2 .
  • ⁇ / 2 represents a scan! It may have a relationship between the interval 15 kHz, and the product of a power of a positive integer.
  • the frame setting information for changing the frame structure type may be transmitted when the Doppler frequency is changed to an inappropriate level for the current frame setting or when there is a frame setting more suitable for the changed Doppler frequency. It may be sent periodically. That is, the eNB may transmit the frame configuration information when the frame structure needs to be changed, but may periodically transmit the frame configuration information.
  • the frame setting information transmitted at the previous transmission timing and the frame setting information transmitted at the current transmission timing may be the same.
  • the (effective) subcarrier spacing ⁇ l according to the frame setting information of the previous transmission timing is the frame setting of the current transmission timing It may be equal to the (effective) subcarrier spacing ⁇ / 2 according to the information.
  • the black may be transmitted as the frame setting information as to whether the frame setting information of the previous transmission timing and the frame setting information of the current transmission timing are the same or not, and only include the parameter (s) corresponding to the frame structure only in other cases. It is also possible to transmit frame setting information.
  • the subcarrier spacing black or the effective subcarrier spacing according to each Doppler frequency may be predetermined according to a specific criterion. For example, Equations 1 to 4 (Effective) subcarriers according to Doppler frequencies can be determined.
  • frame structures according to (effective) subcarrier intervals may be predefined in various ways, and eNB sets UE (s) by setting an appropriate frame structure for each UE, frequency resource region, or cell. Can be notified.
  • Each UE receives frame structure configuration information and adjusts the subcarrier spacing according to the frame structure configuration information, or assumes that null subcarrier (s) is inserted between subcarriers and receives a downlink signal or receives a null subcarrier (s).
  • An uplink signal may be transmitted by being inserted between subcarriers.
  • the subcarrier spacing The sampling frequency, sampling period, FFT size, etc. may be determined according to any one of the embodiments of the proposal 1 of the present invention.
  • the proposal 2 of the present invention even if the effective subcarrier spacing does not change, the actual subcarrier spacing does not change, and thus the sampling frequency, sampling period, FFT size, etc. can be maintained without change.
  • the flexible frame of the present invention can be applied for a high frequency band.
  • the flexible frame of the present invention can be applied for a frequency band having a center frequency of 20 GHz to 60 GHz.
  • a frame structure may be configured for each serving CC of the UE. For example, for a UE configured with multiple serving CCs, a frame in which a default subcarrier spacing is used for one serving CC and a base subcarrier spacing for another serving CC is set according to the Doppler effect for each serving CC. It is possible to set a frame in which a large (effective) subcarrier spacing is used.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like; It is operatively connected with components such as memory 12, 22, RF unit 13, 23, memory 12, 22, and the like, which store various kinds of information related to communication in a wireless communication system, to control the components. And a processor 11, 21 configured to control the memory 12, 22 and / or the RF unit 13, 23 so that the apparatus performs at least one of the embodiments of the invention described above. .
  • RF radio frequency
  • the memory 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21 and temporarily store input / output information.
  • Memory 12, 22 may be utilized as a buffer.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of various models in the transmitter or the receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention. Processors 11 and 21 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, and the like. The processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. When implementing the present invention using hardware, the present invention Application specific integrated circuits (ASICs) or digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), etc., configured to perform are provided in the processors 400a and 400b. Can be.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software when implementing the present invention using firmware or software, may be configured to include modules, procedures, or functions for performing the functions or operations of the present invention, and the present invention may be performed.
  • the firmware or software configured to be configured may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memories 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmitting apparatus 10 may be configured to encode a predetermined signal and / or data to be transmitted from the processor 11 or a scheduler connected to the processor ⁇ to be transmitted to the outside. After the modulation (modulation) is transmitted to the RF unit (13). For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into N layer layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • RF unit 13 may include N t (M is a positive integer greater than 1) transmit antennas.
  • the signal processing process of the receiving device 20 consists of the inverse of the signal processing process of the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 of the receiver 20 receives a radio signal transmitted by the transmitter 10.
  • the RF unit 23 may include N r receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore a baseband signal. do.
  • RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally intended to be transmitted by the transmitter 10.
  • the RF unit 13, 23 is provided with one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside or receives a radio signal from the outside according to an embodiment of the present invention under the control of the processors 11 and 21. , 23) Perform the function of passing.
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • the reference signal (RS) transmitted for the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the receiver 20's view and includes the antenna whether the channel is a single wireless channel from one physical antenna or not.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is carried.
  • the antenna In the case of an RF unit that supports a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the UE operates as the transmitter 10 in the uplink and operates as the receiver 20 in the downlink.
  • the eNB operates as the receiving device 20 in the uplink, and operates as the transmitting device 10 in the downlink.
  • a processor, an RF unit, and a memory provided in the UE will be referred to as a UE processor, a UE RF unit, and a UE memory, respectively, and a processor, an RF unit, and a memory provided in the eNB will be called an eNB processor, an eNB RF unit, and an eNB memory, respectively.
  • each node or each transmission point includes an eNB RF unit.
  • nodes participating in carrier aggregation may be managed by one or a plurality of eNB processors.
  • the cells or CCs participating in the carrier aggregation may be managed by the same eNB processor but may be managed by different eNB processors.
  • the eNB processor according to the present invention may flexibly change the frame setting according to any one of the embodiments according to the proposal 1 and the proposal 2 of the present invention.
  • the flexible frame according to the first or the second proposal of the present invention may be applied to a specific frequency band, for example, a high frequency band.
  • the eNB processor according to the proposal 1 or the proposal 2 of the present invention controls the eNB RF unit to transmit frame setting information indicating a frame setting for the (effective) subcarrier periodically or when the (effective) subcarrier interval should be changed. can do.
  • the eNB processor according to the proposal 1 of the present invention may change a frame setting having a subcarrier spacing of ⁇ / l to a frame setting having a subcarrier spacing of ⁇ / 2 .
  • the eNB processor is further configured to transmit frame setting information indicating a frame structure to the eNB RF unit indicating a frame setting information black or a subcarrier spacing ⁇ / 2 indicating the change of the frame setting. ) May be informed that a frame for communication between the eNB and the corresponding UE (s) should be set according to a frame structure that subtracts the subcarrier spacing ⁇ / 2 .
  • the UE processor may cause the UE RF unit to receive the frame setting information.
  • the UE processor is configured to set a frame by changing a subcarrier spacing from ⁇ ⁇ i to ⁇ / 2 based on the frame configuration information.
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-1 of the present invention adjust only the subcarrier spacing in the frequency domain, and use the same sampling period in the time domain. According to the proposal 1-1 of the present invention, the system bandwidth of a specific frequency band remains the same even if the subcarrier spacing is adjusted, that is, even if the frame structure is changed.
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-1 of the present invention reduce the FFT size by ( ⁇ / 2 / / ir 1 times the sampling frequency when the subcarrier spacing increases from ⁇ / i to ⁇ / 2 ⁇ / 2 / i
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-1 of the present invention change the frame setting from the frame setting with the subcarrier spacing ⁇ / l to the frame setting with the subcarrier spacing ⁇ / 2 .
  • the number of OFDM symbols in ⁇ is multiplied by ⁇ / 2 / ⁇ 1 times
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-1 of the present invention may be configured to configure an FFT block according to each FFT size.
  • the eNB processor and the UE according to the proposal 1-1 of the present invention are UE.
  • the processor is an FFT of size FFT It is configured to constitute both a block and an FFT block of size FFT size, 2 .
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-2 of the present invention change the subcarrier spacing in the frequency domain, and change the sampling frequency in the frequency domain and the sampling period in the time domain.
  • the eNB processor and the UE processor according to the proposal 1-2 of the present invention are configured to maintain the same FFT size even when the subcarrier spacing is changed.
  • the proposal 1 ⁇ 2 of the present invention when the subcarrier spacing is adjusted, the FFT size is maintained, so that the system BW according to the subcarrier spacing and the FFT size is Change.
  • the base system BW of a specific frequency band is fixed, when the system BW determined according to the subcarrier spacing is larger than the base system BW, in order to cancel the difference between the eNB processor and the UE processor according to 1-2 of the present invention.
  • the subcarriers corresponding to the bandwidth equal to the difference between the system BW and the base system BW determined according to the subcarrier spacing may be set as null subcarriers, and subcarriers far from the center of the specific frequency band may be configured as null subcarriers. .
  • the eNB processor according to the 1-2 of the present invention may be configured not to perform resource allocation to the null subcarriers.
  • the UE processor determines a time-frequency resource to be used for transmission of the uplink signal or reception of the downlink signal based on the resource allocation information from the eNB.
  • the UE processor according to the 1-2 of the present invention may not calculate or generate uplink control information (eg, channel state information) for the null subcarrier ⁇ :.
  • the sampling frequency is changed to A / 2 / A / J times. It is configured to change, and the sampling period can be configured to change by ( ⁇ / 2 / ⁇ ⁇ !) — 1 times.
  • the eNB processor according to the proposal 2 of the present invention may be configured to determine an effective subcarrier interval or frame structure.
  • the eNB processor according to the proposal 2-1 of the present invention may be configured to determine an effective subcarrier interval or a frame structure for a resource region allocated to a specific resource region of a specific frequency band.
  • the eNB processor according to the proposal 2-2 of the present invention may be configured to determine an effective subcarrier spacing black frame structure for the entire system BW of a specific frequency band.
  • the eNB processor according to the proposal 2 of the present invention provides information indicating a determined frame structure or information indicating an effective subcarrier spacing (eg, information indicating the number of subcarriers N + ⁇ corresponding to a non-zero power subcarrier spacing or two pieces of information).
  • the eNB RF unit may be controlled to transmit frame setting information including information indicating the number N of zero power subcarriers set between the (adjacent) non-zero power subcarriers.
  • the eNB processor is non-zero for every N + ⁇ of resource region internal carriers allocated to a specific UE according to Proposal 2-1 of the present invention or subcarriers in the entire system BW of a specific frequency band according to Proposal 2-2.
  • a power subcarrier can be set and a zero power subcarrier can be set between non-zero power subcarriers.
  • the eNB processor does not map a signal to a zero subcarrier, Can be set to '0 ,.
  • the UE processor may cause the UE RF unit to receive the frame setting information.
  • the UE processor applies a frame according to the frame configuration information only to a resource region allocated to a system BW corresponding UE of a specific frequency band according to the proposal 2-1 of the present invention, or according to the proposal 2-2 of the present invention. Can be applied throughout the system BW.
  • the UE processor sets a frame according to the frame configuration information only in a resource region allocated to a corresponding UE among system BWs of a specific frequency band according to the proposal 2-1 of the present invention, or according to the proposal 2-2 of the present invention. Can be set throughout the system BW.
  • the UE processor may be configured to receive, decode and / or demodulate a downlink signal assuming that the transmit power of the zero power subcarriers is '0'.
  • a UE processor transmits an uplink signal in an uplink resource region allocated to a corresponding UE, but sets the transmission power of zero power subcarriers in the uplink resource region to '0' to transmit the uplink signal. .
  • a frame bonded to channel characteristics of a newly introduced frequency band may be set in a future generation communication system, thereby improving system performance.
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station, user equipment, or other equipment in a wireless communication system.

Abstract

본 발명은 도플러 주파수 변화를 고려하여 프레임 설정을 플렉서블하게 운용할 것을 제안한다. 본 발명에 의하면 특정 주파수 대역에 대한 프레임 설정이 변경될 수 있다. 본 발명에서 프레임 설정의 변경은 비-제로 전력 부반송파와 교번하는 제로 전력 부반송파의 개수(≥0)가 변경되는 것을 포함할 수 있다.

Description

【명세서】 '
【발명의 명칭】
사용자기기의 무선 프레임 설정 방법 및 사용자기기와， 기지국의 무선 프레임 설정 방법과 기지국
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 프레임을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 기기간 (machine-to-machine, M2M) 통신, 기계 타입 통신 (machine type communication, MTC) 둥과， 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라， 셀를러 망 (cellular network)에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성 (carrier aggregation) 기술, 인지 무선 (cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
[3] 일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 (downlink, DL) 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 (uplink, UL) 대역을 통해 >데이터 전송 /수신을 수행 (주파수 분할 듀플렉스 (frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임 (Radio Frame)을 시간 도메인 (time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상 /하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 송 /수신을 수행 (시 분할 듀플렉스 (time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 기지국 (base station, BS)과 사용자기기 (user equipment, UE)는 소정 시간 유닛 (unit), 예를 들어, 서브프레임 (subframe, SF) 내에서 스케즐링된 데이터 및 /또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상 /하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상 /하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 무선 신호를 나르는 다양한 물리 채널이 상 /하향링크 서브프레임에 설정된다. 이에 반해 반송파 집성 기술은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상 /하향링크 주파수 블록들을 모아 더 큰 상 /하향링크 대역폭을 사용함으로써 단일 반송파가사용될 때에 비해 많은 양의 신호가 동시에 처리될 수 있다.
[4] 한편, 사용자기기가 주변에서 접속 (access)할 수 있는 노드 (node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 사용자기기와 무선 신호를 전송 /수신할 수 있는 고정된 포인트 (point)를 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 사용자기기에게 제공할 수 있다ᅳ
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[5] 노드의 밀도가 증가 및 /또는 사용자기기의 밀도가 증가함에 따라 높은 밀도의 노드들 혹은 높은 밀도의 사용자기기들을 통신에 효율적으로 이용하기 위한 방안이 요구된다.
[6] 또한 기술의 발전에 따라 기존에 사용되지 않는 주파수 대역의 이용이 논의되고 있는데, 새로 도입되는 주파수 대역은 기존 주파수 대역과 그 특성이 상이하기 때문에 기존 프레임 구조가 그대로 적용되기 어렵다. 따라서 새로운 프레임 구조의 도입이 요구된다.
[7] 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[8] 본 발명은 도플러 효과가 큰 특정 주파수 대역에 대해 (유효) 부반송파 간격을 동일하게 유지하는 것이 아니라, 부반송파 간격 (subcarrier spacing) 혹은 유효 부반송파 간격 (effective subcarrier spacing)을 변경함으로써， 상기 도플러 효과를 상쇄한다.
[9] 본 발명의 일 양상으로, 사용자기기가 무선 프레임을 설정함에 있어서, 프레임 설정 정보를 수신; 상기 프레임 설정 정보를 기반으로 프레임 설정을 제 1 프레임 설정에서 제 2 프레임 설정으로 변경; 및 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 신호를 전송 혹은 수신하는 것을 포함하는, 무선 프레임 설정 방법이 제공된다. W
[10] 본 발명의 다른 양상으로, 사용자기기가 무선 프레임을 설정 함에 있어서, 무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 사용자기기가 제공된다. 상기 프로세서는 상기 RF 유닛으로 하여금 프레임 설정 정보를 수신하도록 할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 프레임 '설정 정보를 기반으로 프레임 설정을 제 1 프레 임 설정에서 제 2 프레임 설정으로 변경하도록 구성돌 수 있다. 상기 프로세서는 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 상기 RF 유닛으로 하여금 신호를 전송 혹은 수신하도록 할 수 있다.
[11] 본 발명의 또 다른 양상으로, 기지국이 무선 프레임을 설정함에 있어서, 프레 임 설정 정보를 전송; 상기 프레임 설정 정보에 따라 프레 임 설정을 제 1 프레임 설정에서 제 2 프레임 설정으로 변경 ; 및 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 신호를 전송 혹은 수신하는 것을 포함하는, 무선 프레임 설정 방법이 제공된다.
[12] 본 발명의 또 다른 양상으로, 기지국이 무선 프레임을 설정함에 있어서 , 무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛올 제어하도록 구성 된 프로세서를 포함하는, 기지국이 제공된다. 상기 프로세서는 상기 RP 유닛으로 하여금 프레임 설정 정보를 전송하도록 할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 기반으로 프레 임 설정을 제 1 프레임 설정 에서 제 2 프레 임 설정으로 변경하도록 구성될 수 있다. 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 상기 RF 유닛으로 하여금 신호를 전송 흑은 수신하도록 할 수 있다.
[13] 본 발명의 각 양상에 있어서 , 상기 프레임 설정 이 변경 됨 에 있어서 , 주파수 도메 인 내 복수의 부반송파들 중 비 -제로 전력 부반송파 간격에 대웅하는 부반송파 개수가 상기 제 1 프레임 설정에 따른 'Μ+Γ개에서 상기 제 2 프레임 설정에 따른 W2+l '개로 변경 될 수 있다. 여기서, 과 N2 는 각각 상기 제 1 프레임 설정과 상기 제 2 프레임 설정에 따라 2 개 비 -제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 연속한 제로 전력 부반송파의 개수를 나타내는 음이 아닌 정수일 수 있다.
[14] 본 발명의 각 양상에 있어서 , 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레 임의 부반송파 간격 Δ/2 는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 부반송파 간격 Δ ! 과 동일할 수 있다. [15] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 주파수 /s2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 주파수 /51와 동일할 수 있다.
[16] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 게 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 시간 7;,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘폴링 시간 7，, 과 동일할수 있다.
[17] 본 발명의 각 양상에 있어서 상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역 중 특정 사용자기기에게 할당된 자원 영역에 한해 적용되는 것으로 제약될 수 있다.
[18] 본 발명의 각 양상에 있어서， 상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역의 전체 시스템 대역폭에 대해 적용될 수 있다.
[19] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 프레임 설정 정보는 일정 기준을 초과하는 고주파 대역에 적용될 수 있다.
[20] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 프레임 설정 정보는 일정 속도 이상의 고속 이동 사용자기기에 적용될 수 있다.
[21] 상기 기술적 해결방법들은 본 발명의 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.
【유리한 효과】
[22] 본 발명에 의하면, 새로이 사용에 도입되는 주파수 대역에서 효율적인 신호의 전송 /수신이 가능해진다. 이에 따라， 무선 통신 시스템의 전체 처리량 (throughput)이 높아진다.
[23] 본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 【도면의 간단한 설명】
[24] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다. [25] 도 1 은 다중 노드 시스템의 일종인 분산 안테나 시스템 (distributed antenna system, DAS)을 예시한 것이다.
[26] 도 2는 다중 노드 시스템의 BTS(Base Transceiver System) 호텔 (hotel) 개념을 설명하기 위한 도면이다.
[27] 도 3은 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 사용되는 심볼 (symbol)구조를 예시한 것이다.
[28] 도 4는 작은 셀 (small cell)의 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다.
[29] 도 5 및 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 설계 (frame design)를 예시한 것이다.
[30] 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지-및 -대기 (stop-and-wait, SAW) HARQ 프로세스를 도시한 것이다.
[31] 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 SAW HARQ 프로세스를 도시한 것이다.
[32] 도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SAW HARQ 프로세스를 도시한 것이다.
[33]
[34] 도 10 및 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 운영 예를 설명하기 위한 도면이다.
[35] 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
[36] 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 구조의 다른 예를 도시한 것이다.
[37] 도 14 및 도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 운영 예를 설명하기 위한 도면이다.
[38] 도 16 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
[39] 도 17 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 프레임 구조의 다른 예를 도시한 것이다.
[40] 도 18 은 본 발명을 수행하는 전송장치 (10) 및 수신장치 (20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
【발명의 실시를 위한 형태】: [41] 이하, 본 발명 에 따른 바람직 한 실시 형 태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명 한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시 적 인 실시형 태를 설명하고자 하는 것 이며 , 본 발명 이 실시될 수 있는 유일한 실시 형 태를 나타내고자 하는 것이 아니 다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명 이 이 러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
[42] 몇몇 경우, 본 발명의 개념 이 모호해지는 것을 피하기 위 하여 공지 의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심 기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명 한다.
[43] 이하에서 설명되는 기법 (technique) 및 장치， 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템 , FDMA(frequency division multiple access) 시스템， TDMA(time division multiple access) 入 1스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 사스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC- FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA 는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000 과 같은 무선 기술 (technology)에서 구현 (implement)될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA 는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.1 1 (Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며 , 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E- UTRA 를 이용하는 E-UMTS 의 일부이다. 3 GPP LTE 는 하향링크 (downlink, DL)에서는 OFDMA 를 채택하고， 상향링크 (uplink, UL)에서는 SC-FDMA 를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE 의 진화된 형 태이다. 설명의 편의를 위하여 , 이하에서는 본 발명 이 3GPP LTE/LTE-A 에 적용되는 경우를 가정 하여 설명 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징 이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 , 이하의 상세한 설명 이 이동통신 시스템 이 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A 에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
[44] 예를 들어 , 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템과 같이 eNB 가 UE 에 게 하향링크 /상향링크 시간 /주파수 자원을 할당하고 UE 가 eNB 의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비 -경 쟁 기 반 (non-contention based) 통신뿐만 아니라, Wi-Fi 와 같은 경 쟁 기반 (contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비 -경쟁 기 반 통신 기법은 접속 포인트 (access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드 (node)가 UE 와 상기 AP 사이의 통신을 위 한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기 반 통신 기 법은 AP 에 접속하고자 하는 다수의 UE 들 사이의 경 쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기 반 통신 기 법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속 (carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA 는 노드 혹은 통신 기기가 주파수 대역 (band)와 같은, 공유 전송 매체 (shared transmission medium) (공유 채널이라고도 함) 상에서 트래픽 (traffic)을 전송하기 전에 동일한 공유 전송 매체 상에 다른 트래픽 이 없음을 확인하는 확률적 (probabilistic) 매체 접속 제어 (media access control, MAC) 프로토콜 (protocol)을 말한다. CSMA 에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정 한다. 다시 말해, 전송 장치는 전송을 시도하기 전에 다른 전송 장치로부터의 반송파 (carrier)의 존재를 검출 (detect)하는 것을 시도한다. 반송파가 감지되면 전송 장치는 자신의 전송을 개시하기 전에 진행 중인 다른 전송 장치 에 의해 전송이 완료 (finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA 는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk"의 원리를 기 반으로 한 통신 기 법 이라 할 수 있다. CSMA 를 이용하는 경 쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 층돌을 회피하기 위 한 기 법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및 /또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD 는 유선 랜 환경 에서 층돌 검출 기 법으로서 이더 넷 (ethemet) 환경에서 통신을 하고자 하는 PC(Personal Computer)나 서버 (server)가 먼저 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 확인한 후, 다른 장치 (device)가 데이터를 상기 네트워크 상에서 실어 보내고 있으면 기다렸다가 데이터를 보낸다. 즉 2 명 이상의 사용자 (예, PC, UE 등)가 동시 에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 층돌이 발생하는데， CSMA/CD 는 상기 층돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어 질 수 있도록 하는 기 법 이다. CSMA/CD 를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA 는 IEEE 802.11 표준에 명시 되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD 를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식올 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어 있을 때 목록에 등재된 자신의 위치 에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선 순위를 정하고， 이를 재설정 (reconfiguration)하는 데에는 여 러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버 전에 따른 시스템에서는， 충돌이 일어날 수 있으며 , 이 때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA 를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의 한 데이터 전송과 자신의 데 이터 전송 사이의 층돌올 회피 한다.
[45] 본 발명 에 있어서 , 사용자기 기 (user equipment, UE)는 고정되거 나 이동성을 가질 수 있으며 , 기지국 (base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및 /또는 각종 제어 정보를 송수신하는 각종 기 기들이 이에 속한다. UE 는 단말 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기 (wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀 (wireless modem), 휴대기기 (handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 , BS 는 일반적으로 UE 및 /또는 다른 BS 와 통신하는 고정국 (fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS 와 통신하여 각종 데이터 및 제어 정보를 교환한다. BS 는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트 (Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하의 본 발명 에 관한 설명 에서는， BS 를 eNB 로 통칭 한다.
[46] 본 발명에서 노드 (node)라 함은 UE 와 통신하여 무선 신호를 전송 /수신할 수 있는 고정된 포인트 (point)을 말한다. 특정 무선 통신 표준에서는 UE 도 노드 혹은 포인트로 불리기도 하나, 본 발명 에서는 .노드라는 용어를 UE 와 대비되는 개념으로 사용한다. UE 가 아닌 UE 가 접속 (access)하는 포인트라는 관점에서 노드는 접속 포인트 흑은 접속 노드로 칭해지기도 한다.
[47] 다양한 형 태의 eNB 들이 그 명 칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어 , BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이, 리피터 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어， 무선 리모트 헤드 (radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛 (radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨 (power level)보다 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU (이하， RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선 (dedicated line)으로 eNB 에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트 (point)라고 불리기도 한다. 다중 노드 시스템에서， 복수의 노드들로의 /로부터의 통한 신호 전송 /수신에는 동일한 셀 식별자 (identity, ID)가 이용될 수도 있고 서로 다른 셀 ID 가 이용될 수도 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID를 갖는 경우， 상기 복수의 노드 각각은 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작한다. 다중 노드 시스템에서 노드들이 서로 다른 셀 ID 를 갖는다면, 이러한 다중 노드 시스템은 다중 셀 (예를 들어, 매크로 (macro)-셀 /펨토 (femto)-셀 /피코 (pico)-셀) 시스템이라고 볼 수 있다. 복수의 노드들 각각이 형성한 다중 샐들이 커버리지 (coverage)에 따라 오버레이 (overlay)되는 형태로 구성되면, 상기 다중 셀들이 형성한 네트워크를 특히 다중 -계층 (multi-tier) 네트워크라 부른다. RRH/RRU 의 셀 ID 와 eNB 의 셀 ID 는 동알할 수도 있고 다를 수도 있다. RRH/RRU 와 eNB 가 서로 다른 셀 ID 를 사용하는 경우, RRH/RRU와 eNB는 모두 독립적인 기지국으로서 동작하게 된다.
[48] 다증 노드 시스템에서， 복수의 노드와 연결된 하나 이상의 eNB 흑은 eNB 컨트를러가 상기 복수의 노드 중 일부 또는 전부를 통해 UE 에 동시에 신호를 전송 흑은 수신하도록 상기 복수의 노드를 제어할 수 있다. 각 노드의 실체, 각 노드의 구현 (implementation) 형태 등에 따라 다중 노드 시스템들 사이에는 차이점이 존재하지만, 복수의 노드가 함께 소정 시간-주파수 자원 상에서 UE 에 통신 서비스를 제공하는 데 참여한다는 점에서, 이들 다중 노드 시스템들은 단일 노드 시스템 (예를 들어， CAS, 종래의 MIMO 시스템, 종래의 중계 시스템, 종래의 리피터 시스템 등)과 다르다. 따라서, 복수의 노드들 중 일부 또는 전부를 사용하여 데이터 협력 전송을 수행하는 방법에 관한 본 발명의 실시예들은 다양한 종류의 다중 노드 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 노드는 통상 타 노드와 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한 안테나 그룹을 일컫지만, 후술하는 본 발명의 실시예들은 노드가 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹을 의미하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, X-pol(Cross polarized) 안테나를 구비한 eNB 의 경우， 상기 eNB 가 H-pol 안테나로써 구성된 (configured) 노드와 V-pol 안테나로 구성된 노드를 제어한다고 보고 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
[49] 복수의 전송 (Tx)/수신 (Rx) 노드를 통해 신호를 전송 /수신하거나， 복수의 전송 /수신 노드들 중에서 선택된 ^어도 하나의 노드를 통해 신호를 전송 /수신하거나, 하향링크 신호를 전송하는 노드와 상향링크 신호를 수신하는 노드를 다르게 할 수 있는 통신 기법을 다중 -eNB MIMO 또는 CoMP(Coordinated Multi-Point transmission/reception)라 한다. 이러한 노드 간 협력 통신 중 협력 전송 기법은 크게 JP(joint processing)과 스케줄링 협력 (scheduling coordination)으로 구분될 수 있다. 전자는 JT(joint transmission)/JR oint reception)과 DPS(dynamic point selection)으로 나뉘고 후자는 CS(coordinated scheduling)과 CB(coordinated beamforming)으로 나뉠 수 있다. DPS 는 DCS(dynamic cell selection)으로 불리기도 한다. 다른 협력 통신 기법에 비해, 노드 간 협력 통신 기법들 중 JP가수행될 때, 보다 더 다양한 통신환경이 형성될 수 있다. JP 중 JT 는 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE 로 전송하는 통신 기법을 말하며, JR 은 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE 로부터 수신하는 통신 기법을 말한다. 상기 UE/eNB 는 상기 복수의 노드들로부터 수신한 신호들을 합성하여 상기 스트림을 복원한다. JT/JR 의 경우, 동일한 스트림이 복수의 노드들로부터 /에게 전송되므로 전송 다이버시티 (diversity)에 의해 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다. JP 증 DPS 는 복수의 노드들 중 특정 규칙에 따라 선택된 일 노드를 통해 신호가 전송 /수신되는 통신 기법을 말한다. DPS 의 경우， 통상적으로 UE 와 노드 사이의 채널 상태가 좋은 노드가 통신 노드로서 선택되게 될 것이므로, 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다.
[50] 도 1 은 다증 노드 시스템의 일종인 분산 안테나 시스템 (distributed antenna system, DAS)을 예시한 것이다.
[51] 도 1 을 참조하면, DAS 는 eNB 및 상기 eNB 와 연결된 안테나 노드들로 구성된다. 안테나 노드는 안테나 노드는 안테나 그룹， 안테나 클러스터 등으로 칭해지기도 한다. 안테나 노드는 eNB 와 유선 혹은 무선으로 연결되어 있으며 하나 또는 여러 개의 안테나를 포함할 수 있다. 일반적으로 하나의 안테나 노드에 속해 있는 안테나들은 가장 가까운 안테나 간의 거리가 수 미터 이내로 지 역 적으로 같은 지 점 (spot)에 속해 있다는 특성을 지니며 , 안테나 노드는 UE 가 접속할 수 있는 안테나 포인트와 같은 역할을 한다
[52] DAS 는 eNB 의 안테나들이 셀 중앙에 몰려 있는 집중 안테나 시스템 (centralized antenna system, CAS)와 달리 , 하나의 eNB 가 관리하는 안테나들이 셀 내의 다양한 위치 에 퍼져 있다. DAS 는, 일정 간격 이상으로 서로 떨어져 배치됨 에 따라 하나의 포인트에 위치 한다고 보기 어 려운, 여러 안테나 노드들이 하나의 셀을 구성한다는 점에서 , 펨토 셀 흑은 피코 셀과 구별된다. 초기의 DAS 는 음영 지 역을 커버하기 위해 안테나를 더 설치하여 동일한 신호를 반복 (repetition)하기 위해 사용되었다ᅳ 그러나 크게 볼 때 DAS 는 eNB 의 안테나들이 동시 에 여 러 데이터 스트림을 보내거나 받아서 하나의 UE 혹은 여러 UE 들을 지원할 수 있다는 점에서 다중 입 력 다중 출력 (multiple input multiple output MIMO) 시스템과 유사하나, 기존 MIMO 기술은 eNB 의 일 포인트에 집중된 안테나들이 UE 와의 통신에 참여함에 반해, DAS 는 eNB 의 분산된 노드들 중 적어도 하나가 UE 와 통신에 참여 한다. 이에 따라 DAS 는 CAS 에 비해 UE 와 안테나 사이의 거 리가 작아짐으로써 얻어지는 높은 전력 효율, 낮은 eNB 안테나들 간의 상관 (correlation) 및 간섭 (interference)으로 인한 높은 채널 용량 (channel capacity), UE 가 셀 내 어디에 위 치하는 지와 관계없이 상대적으로 균일한 품질의 통신 성능이 확보된다는 장점 이 있다.
[53] 본 발명 에서 셀 (cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리 적 영 역을 말한다. 따라서 , 본 발명에서 특정 샐과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 흑은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크 /상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서 비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터 의 /로의 하향링크 /상향링크 신호를 의 미 한다. UE 에 게 상 /하향링 크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀 (serving cell)이라고 한다. 또한， 특정 셀의 채널 상태 /품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이 에 형성된 채 널 혹은 통신 링크의 채널 상태 /품질을 의 미 한다. LTE/LTE-A 기 반의 시스템에서 , UE 는 특정 노드로부터의 하향링 크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트 (들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS(Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS (들) 및 /또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS (들)올 이용하여 측정할 수 있다. 한편, 3GPP LTE/LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위 해 셀 (cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀 (cell)은 지리 적 영 역의 샐 (cell)과 구분된다.
[54] 일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 DL 대 역과 이에 대응하는 하나의 UL 대역을 통해 데이 터 전송 혹은 수신을 수행 (주파수 분할 듀플렉스 (frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임 (radio frame)을 사간 도메인 (time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상 /하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 전송 혹은 수신을 수행 (시 분할 듀플렉스 (time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 그러나, 최근 무선 통신 시스템에서는 보다 넓은 주파수 대 역을 사용하기 위하여 복수의 UL 및 /또는 DL 주파수 블록을 모아 더 큰 UL/DL 대 역폭을 사용하는 반송파 집성 (carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술의 도입 이 논의되고 있다. 반송파 집성 (carrier aggregation, CA)은 복수의 반송파 주파수를 사용하여 DL 혹은 UL 통신을 수행한다는 점에서 , 복수의 직교하는 부반송파로 분할된 기본 주파수 대역을 하나의 반송파 주파수에 실어 DL 혹은 UL 통신을 수행하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템과 구분된다. 이하, 반송파 집성에 의해 집성 되는 반송파 각각을 컴포넌트 반송파 (component carrier, CC)라 칭한다. 예를 들어， UL 및 DL 에 각각 3 개의 20MHz CC 들이 모여서 60MHz 의 대역폭이 지원될 수 있다. 각각의 CC 들은 주파수 도메인에서 서로 인접 하거나 비 -인접할 수 있다. UL CC 의 대역폭과 DL CC 의 대역폭이 모두 동일할 수도 있으나， 각 CC 의 대역폭이 독립적으로 정해질 수도 있다. 또한, UL CC 의 개수와 DL CC 의 개수가 다른 비 대칭 적 반송파 집성도 가능하다. 특정 UE 에게 한정된 DI7UL CC 를 특정 UE 에서의 설정된 (configured) 서 빙 (serving) UL/DL CC 라고 부를 수 있다. 3GPP LTE-A 표준은 무선 자원의 관리를 위해 "셀"의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"은 하향링크 자원 (DL resources)과 상향링크 자원 (UL resources)의 조합에 의해 정의된다. 무선 자원의 "셀"은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원 및 UL 자원의 조합, 또는 UL 자원 단독의 조합으로써 설정 (configure)될 수 있다. DL 자원의 반송파 주파수와 UL 자원의 반송파 주파수 사이의 링 키지 (linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어， 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링 키지 (linkage)에: 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 샐 혹은 CC 의 중심 주파수 (center frequency)를 의미 한다. 1 차 주파수 (primary frequency) 상에서 동작하는 셀은 1 차 샐 (primary cell, PCell) 혹은 PCC 로 칭해지고, 2 차 주파수 (Secondary frequency) 상에서 동작하는 ᅳ셀을 2 차 셀 (secondary cell, SCell) 혹은 SCC 로 칭 한다. 하향링크에서 PCell 에 대응하는 반송파는 하향링크 1 차 CC(DL PCC)라고 하며 , 상향링크에서 PCell 에 대응하는 반송파는 UL 1 차 CC(DL PCC)라고 한다. SCell 이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설 (connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적 인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의 미 한다. UE 의 성능들 (capabilities)에 따라, SCell 이 PCell 과 함께, 상기 UE 를 위한 서 빙 셀의 모음 (set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 SCell 에 대응하는 반송파는 DL 2 차 CC(DL SCC)라 하며， 상향링크에서 상기 SCell 에 대응하는 반송파는 UL 2 차 CC(UL SCC)라 한다. RRC— CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성 이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE 의 경우, PCell 로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
[55] 정리하면, 지리 적 영 역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버 리지라고 이해될 수 있으며 , 무선 자원의 "샐"은 상기 반송파에 의해 설정 (configure)되는 주파수 범위 인 대역폭 (bandwidth, BW)과 연관된다. 노드가 유효한 세기의 신호를 전송할 수 있는 범위 인 하향링크 커 버 리지와 UE 로부터 유효한 세기의 신호를 수신할 수 있는 범위 인 상향링크 커 버 리지는 해당 신호를 나르는 반송파가 도달하는 거 리에 의존하므로, 노드의 커 버리지 는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커 버리지 와 연관되 기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의 한 서 비스의 커 버 리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원올 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의 미하는 데 사용될 수 있다ᅳ
[56] 도 2 는 다중 노드 시스템의 BTS(Base Transceiver System) 호텔 (hotel) 개념을 설명하기 위 한 도면이다. 특히 도 2(a)는 전통적 (traditional) RAN(Radio Access Network) 얼개 (architecture)를 도시 한 것 이 고, 도 2(b)는 BTS 호텔 및 DAS 를 지닌 (with) 작은 (small) 셀 RAN 얼개를 도시 한 것이 다. 작은 셀의 개념은 도 4 에서 조금 더 자세히 설명된다.
[57] 도 2(a)를 참조하면, 기존의 셀를러 시스템은 하나의 TS 가 3 개의 섹터 (sector)들을 관할하고 각각의 eNB 은 백본 (backbone) 망을 통해 BSC(Base Station Controller)/RNC(Radio Network Controller)와 연결된다. 그러 나 DAS 와 같은 다중 노드 시스템에서는 각 안테나 노드와 연결되는 eNB 들을 한 곳 (BTS 호텔)에 모을 수 있다. 이에 따라 eNB를 설치할 땅과 건물에 대한 비용을 줄일 수 있으며, eNB 에 대한 유지 및 관리가 한 곳에서 쉽게 이루어질 수 있다. 또한 BTS 와 MSC(Mobile Switching Center)/BSC/RNC 를 모두 한 곳에 설치함으로써, 백홀 용량 (backhaul capacity)이 증가될 수 있다.
[58] 도 3은 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 사용되는 샴볼 (symbol) 구조를 예시한 것이다.
[59] 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임 (radio frame)의 기간 (duration) 7>는 10ms(307200 s)이며, 일 무선 프레임은 10 개의 균등한 크기의 서브프레임 (subframe,SF)으로 구성된다. 일 무선 프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, rs=l/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임의 길이 rsubframe은 1ms 이며， 일 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 따라서 일 무선 프레임은 각 슬롯의 길이 7sl0t가 15360 S = 0.5ms인 20개의 슬롯들로 이루어진다. 일 무선 프레임 내 20개 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 인터벌 (transmission time interval, TTI)으로 정의된다. 시간 자원은 무선 ^레임 번호 (혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호 (흑은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호 (혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
[60] 기존 LTE/LTE-A 시스템은 도 3 과 같이 순환 프리픽스 (cyclic prefix, CP)의 길이에 따라 2 가지 형태의 프레임 구조 (frame structure)를 지원한다. 도 3(a)를 참조하면, 정규 (normal) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼들을 포함하나, 확장 (extended) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 6 개의 OFDM 심볼들을 포함한다. 참고로 OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼 혹은 SC- FDM(Single Carrier - Frequency Division Multiplexing)으로 불릴 수 있다. SC-FDMA는 OFDMA 의 특이 형태로 볼 수 있으므로, 본 발명에서는 "심볼" 혹은 "OFDMA 심볼"이라는 용어가 OFDM 심볼 및 SC-FDM 심볼을 지칭하기 위해 사용된다.
[61] 도 3 에서 정규 CP 의 길이 TCP는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼의 경우 160 S - 5.1 s이며， 나머지 OFDM 심볼들의 경우 160 S 4.7 /s이다. 도 3 에서 확장 CP의 길이 ： ^는 512 S - 16.1 s이다. 도 3 에서 Tu는 유효 OFDM 심볼 주기를 나타내며, 부반송파 간격의 역수의 해당하는 시간을 의미한다. [62] LTE/LTE-A 시스템이 2 가지 CP 를 지원하는 이유는 LTE 시스템이 셀를러 시스템의 다양한 시나리오들을 지원하기 위 함이다. 실제로 LTE 시스템은 실내 (indoor), 도시 (urban), 교외 (suburban), 시골 (rural) 등에서의 환경올 커버하며， UE 의 이동 속도는 350~500km 까지도 지원한다.
[63] LTE/LTE-A 시스템이 운용되는 중심 주파수는 400MHz 에서 4GHz 가 일반적 이며, 가용 주파수 대역은 1.4~20MHz 이다. 이는 중심 주파수와 가용 주파수 대역에 따라 지연 확산 (delay spread) 및 도플러 주파수 (Doppler's frequency)가 서로 상이함을 의미 한다. 정규 CP 의 경우에는 부반송파 간격 (subcarrier spacing) Af = 15kHz 이며 , CP 의 길이는 약 4.7 / s이며 , 확장 CP 의 경우에는 부반송파 간격은 정규 CP 와 동일하며 CP 의 길이는 약 16.7 / s이다. LTE 시스템에서 부반송파 간격은 미 리 정해져 있으며 , 부반송파 간격은 샘플링 주파수를 FFT 크기로 나눈 값에 해당한다. LTE 시스템에서는 30.72MHz 의 샘플링 주파수를 사용하는데 3().72MHz 를 LTE 시스템에서 사용되는 FFT 크기 인 2048 로 나누면 부반송파 간격 A/= 15kHz 가 얻어 질 수 있다.
[64] 확장 CP 는 긴 CP 기간 (duration)으로 인하여 커 버리지가 상대적으로 넓은 교외 셀 (suburban cell) 혹은 시골 셀 (rural cell)을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로 교외 셀이나 시골 셀일수록 지 연 확산이 길어지므로, 심볼 간 간섭 (inter symbol interference, ISI)를 확실하게 해결하기 위해서 , 상대적으로 긴 길이를 지닌 확장 CP 가 필요하다. 다만 확장 CP 의 경우 정규 CP 보다 상대적으로 CP 오버헤드가 증가하게 되므로 CP 길이의 증가가 스펙트럴 효율 (spectral efficiency) 및 /또는 전송 자원 (transmission resource) 면의 손실을 초래한다는 트레이드 -오프 (trade-off)가 존재한다. 결론적으로 LTE/LTE-A 시스템에서는 셀이 실내, 도시 , 교외 , 시골 등에 배치 (deploy)되는 다양한 배치 (deployment) 시나리오들을 지원하기 위해서 정규 CP 및 확장 CP 의 길이가 결정되 었으며， CP 의 길이를 결정하는 데 다음과 같은 설계 기준 (design criterion)이 사용되 었다.
[65] 【수학식 1】
TCP≥Td
[66] 【수학식 2】
Figure imgf000016_0001
[67] 【수학식 3】 TCPAf «\
[68] 수학식 1 부터 수학식 3 에서, TCP는 CP 의 길이를, /dmax는 (최대) 도플러 주파수를, Δ/ 는 부반송파 간격을 나타낸다. 수학식 1 에서 Td 는 최대 초과 지연 (maximum excess delay) 혹은 최대 채널 지.연 (maximum channel delay)를 나타내며： 채널 지연 프로파일이라는 전력 지연 프로파일 (power delay, PDF)가 주어졌을 때 가장 마지막 채널 탭 tap)의 지연 시간을 의미한다. 예를 들어, 탭 #0 의 지연 및 전력 (상대 전력)이 각각 10ns 및 OdB, 탭 #1 의 지연 및 전력 (상대 전력)이 각각 20ns 및 -5 dB, 탭 #N 의 지연 및 전력 (상대 전력)이 각각 500ns 및 -20dB 인 PDF가주어지면，： Td = 500ns가 된다.
[69] 수학식 1 은 ISI 를 방지 (prevent)하기 위한 기준이고, 수학식 2 는 도플러에 따른 셀 간 간섭 (inter cell interference, ICI)을 충분히 낮게 유지하기 위한 기준이며, 수학식 3은 스펙트럴 효율 (spectral efficiency)을 위한 기준이다.
[70] 한편 향후 LTE 시스템은 로컬 영역 (local area)의 도입을 고려하고 있다. 즉, 사용자별 흑은 UE별 서비스 지원을 보다 강화하기 위해 로컬 영역 접속 (local area access)라는 개념의 새로운 셀 배치 (deployment)의 도입이 고려되고 있는데, 이러한 로컬 영역을 작은 셀이라 한다.
[71] 도 4는 작은 셀 (small cell)의 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다.
[72] 도 4 를 참조하면, 기존의 LTE 시스템에서 운용되는 중심 주파수를 갖는 대역이 아닌 그 보다 높은 중심 주파수를 갖는 대역에 기존 LTE 시스템의 시스템 대역폭보다 넓은 시스템 대역폭이 작은 셀을 위해 설정 (configure)될 수 있다. 작은 샐을 ·이용하면, 기존의 샐를러 대역을 통해서는 시스템 정보 (system information)과 같은 제어 신호를 기반으로 기본적인 셀 커버리지를 지원하고 고주파의 작은 셀에서는 보다 넓은 주파수 대역을 이용함으로써 데이터 전송 효율이 극대화될 수 있다. 따라서 로컬 영역 접속은 보다 좁은 지역에 위치한 저속에서 중속의 이동성 (low-to-medium mobility) (jE들을 위해 사용될 수 있으며, UE와 eNB 사이의 거리가 km 단위인 기존 셀보다 작은 100m 단위인 작은 셀들의 통신에 사용될 수 있다.
[73] 이러한 작은 셀들에서는 UE 와 노드 사이의 거리가 짧고 고주파 대역이 사용됨에 따라 다음과 같은 채널 특성이 예상된다.
[74] 1) 지연 확산 (delay spread): eNB 와 UE 사이의 거리가 짧아짐에 따라 신호의 지연이 짧아질 수 있다. [75] 2) 부반송파 간격 (subcarrier spacing): LTE 시스템과 동일한 OFDM 기반의 프레임 구조가 적용될 경우, 할당된 주파수 대역폭이 크기 때문에 기존 부반송파 간격인 15kHz 보다 극단적으로 큰 값이 부반송파 간격으로서 설정될 수 있다.
[76] 3) 도플러 주파수 (Doppler's frequency): 고주파의 대역을 사용하기 때문에 동일한 속도의 UE 에 대해 저주파의 대역을 사용할 때보다 높은 도플러 주파수가 나타날 수 있다. 이에 따라, 통신 시스템에서 채널 임필스 웅답이 변하지 않는다고 간주되는 시간 기간 (time duration)인, 코히런트 시간 (coherent time)이 극단적으로 짧아질 수 있다.
[77] 고주파 대역의 이러한 특성들 때문에 고주파 대역에 기존 프레임 구조를 적용할 경우， ISI 및 ICI가 효과적으로 방지될 수 없으며, 스펙트럴 효율이 낮아질 수 있다. 따라서 본 발명은 고주파 대역 전송을 위한 프레임 구조를 제안한다.
[78] 일반적으로 중심 주파수 /c가 5GHz 이상이 되는 고주파 대역에서는 채널의 지연 확산이 짧아지는 경향이 있고, 또한 고주파 대역일수록 채널의 경로 손실이 크게 증가하여， 기지국과 거리가 가까울 수록 안정적인 성능을 보장할 수 있다. 따라서 향후 고주파 대역을 이용한 통신에서는 기존의 샐를러 통신보다 좁은 셀 구조가 도입될 것으로 예상되며， 자원 활용 및 제어의 용이성으로 인해 다중 접속기법인 OFDM 역시 동일하게 사용될 것으로 예상된다.
[79] 고주파프레임을 위한 OFDM 심볼 정의
[80] 본 발명에서는 고주파 대역 전송을 위한 시스템 파라미터들을 다음 표와 같이 정한다. 표 1 은 고주파 대역 전송을 위한 OFDM 기반 (OFDM-based) 시스템 파라미터들이다.
[81] 【표 1】
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
[82] OFDM 심볼을 생성함에 있어서, CP 는 ISI 를 방지하기 위해서 OFDM 심볼 (OFDMA 심볼이라고도 함)의 전반부에 반드시 삽입되어야 한다. 현재 LTE 시스템의 CP 기간 (duration)은 앞서 설명한 바와 같이 정규 CP의 경우 4.7;^， 확장 CP 의 경우 16.7 /s인 것 로 정해져 있다. 현재 LTE 시스템에서 사용되는 이러한 CP 값들은 상당히 넓은 셀을 가정할 경우에 발생하는 전력 지연 프로파일 (power delay profile)을 반영하여 정해진 값이다. 그런데 지연 확산이 상대적으로 짧을 것으로 예상되는 고주파 대역과 작은 셀의 특성을 고려할 경우, 이와 같이 긴 CP 기간을 유지할 필요가 없다. 따라서 고주파 대역과 작은 셀에 대해서는 극단적으로 짧은 CP를 설정하여 운용하는 것이 가능하다. CP 길이의 감소는 전송 자원 (transmission resource)의 증대로 이어지게 되며, 결국 스펙트럴 효율 (spectral efficiency)이 증대되는 결과를 얻을 수 있다. 그러나 모든 CP 의 길이를 극단적으로 줄이는 것은 타이밍 동기 (timing synchronization)에 중대한 (critical) 요소로 작용할 수 있다. LTE 시스템에서 UE 는 일반적으로 셀 탐색 (cell search)과 동기화 과정 (procedure)을 통해서 초기 타이밍 (initial timing)을 획득한다. 이때 CP 상관 (correlation) 또는 참조 신호 (reference signal) 상관이 이용되며, 두 가지가 동시에 이용되기도 한다. 따라서 상관 (correlation)을 계산하는 데 이용되는 CP 기간이 극단적으로 짧은 경우 정확한 타이밍 동기의 획득이 어려을 수 있다. 또한 실제 구현 (implementation)에 있어 CP 기간은 상관을 통해서 주파수 오프셋 (frequency offset)을 측정하여 모뎀 (modem)을 구현 가능하도록 하는 중요한 도구로 이용되기 때문에, 최소한의 CP 기간 보장이 요구된다. 이러한 이유로 인하여 상대적으로 긴 CP 기간이 반드시 프레임 구조 상에 포함되는 것이 좋다. 본 발명에서는 UE 의 CP 길이를 고주파 대역의 채널 특성을 반영하여 0.5 us 이상으로 정한다.
[83] 한편 고주파 대역은 RMS(Root Mean Square) 지연 확산이 짧아져, 코히런트 대역폭이 증가하는 특성이 있다. 이러한 특성은 결국 동일 채널로 간주되는 주파수 대역이 넓어지는 것으로 이어지기 때문에, 기존의 LTE 및 셀를러 시스템의 부반송파 간격보다 큰 값이 고주파 대역을 위한 부반송파 간격으로 사용될 수 있다. 본 발명에서는 고주파 대역을 위한 부반송파 간격을 정하기 위해서 다음과 같은 고려 인자 및 설계 기준을 이용한다.
[84] 【표 2】
Figure imgf000020_0001
[85] 부반송파 간격은 UE 의 이동으로 인한 도플러 주파수를 층분히 반영할 수 있는 크기로 결정되어야 한다. 본 발명에서는 다음 식과 같은 설계 기준을 제시한다.
[86] 【수학식 4】
(-)xfc/Af = K (where K « 1),
c
Af = (v*fc)/(c*K)
[87] 수학식 4 에 표 2 의 최대 도플러 주파수의 값들을 적용하여 부반송파 간격이 결정된다. 예를 들어 수학식 4 에 UE 속도 (UE speed) v 는 250km/h, 광속 c=3* 108m/s, 중심 주파수 ^ 는 30GHz 를 적용할 수 있다. K 는 1 보다 층분히 작은 1/15 로 설정하면, 최종 결정된 부반송파 간격 ᅀ / 는 104.25kHz 이 된다. 여기에서 K 는 프레임 이 설계되는 중심 주파수, 지 연 프로파일, UE 속도， 도플러 주파수에 따라 변경될 수 있다.
[88] 상기와 같이 결정된 CP 및 부반송파 간격을 기반으로 표 1 의 OFDM 심볼 길이 (OFDM symbol length), OFDM 심볼 기 간 (OFDM symbol duration), 에너지 오버헤드 (overhead in terms of energy), 에너지 효율 (efficiency in terms of energy) 값들이 결정된다.
[89] 한편 고주파 대역의 기본 설정 대 역 (basic system bandwidth)의 크기는 500MHz 이상의 시스템 대 역올 기반으로 설정하며 , 표 1 은 기본 설정 대 역의 크기를 500MHz 으로 설정하였을 경우 도출된 FFT 크기 (FFT size), OFDM 샘플링 주파수 (O'FDM sampling frequency), 이용 가능한 부반송파 (available subcarriers), 점유된 BW(Occupied BW), 가드 -대역 (Guard-band), 총 시스템 BW(total system BW)가 결정되 었다. 기본 설정 대 역을 500MHz 이상으로 설정할 경우, 상기 값들은 변경 될 수 있다.
[90] <|고주파 프레임을 위한 TTI 기반 설계 방안 >
[91] 본 발명 에서는 UE 의 여러 구현 이슈 및 설계 환경을 고려하여 아래와 같은 프레임 설계 방안을 제시한다.
[92] * 제 1 안: 메모리 크기 제한 (memory size limitation)
[93] * 게 2 안: UE 프로세싱 시간 제한 (8 개 HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 프로세스 개수를 유지하면서 (keeping))
[94] * 제 3 안: UE 프로세싱 시간 제한 (HARQ 프로세스 개수를 증가시 키면서 (increasing))
[95] 각 안에 따른 설계 방법을 자세히 설명하면 다음과 같다.
[96] 1. 제 1 안의 프레 임 설계 방법
[97] 도 5 및 도 6 은 본 발명 의 일 실시 예에 따른 프레 임 설계 (frame design)를 예시 한 것이다.
[98] (1) 설계 조건: 메모리 크기 제한 방식 (approach) (소프트 버퍼 크기 제한)
[99] (2) 가정 내용： 단일 코드워드 (single codeword, SCW)로 가정되고, HARQ 프로세스의 개수는 (number of HARQ process)는 기존 LTE 시스템과 동일한 8 개로 유지 된다. 단 여기 에서 소프트 버퍼 크기 (혹은 메모리 크기)는 표 3 과 같이 기존 LTE 의 최대 소프트 버퍼 크기 (max soft buffer size)로 제약된다. 표 3 은 LTE 의 최대 소프트 버퍼 크기를 기반으로 한 부호화된 비트들의 최대 크기를 나타낸 것이다 (3GPP LTE 36.213 참조).
[100] 【표 3】
Figure imgf000022_0001
[101] 또한 시스템의 서비스 커버리지는 1km .이하로 가정되며, 라운드 트립 지연 (round trip delay, RTT)는 6.67 /s로 가정된다. 따라서 UE 의 프로세싱 시간은 최종적으로 다음과 같이 결정된다.
[102] 【수학식 5】
UE processing time = 3xTTI-RTT
[103] 예를 들어, UE 프로세싱 시간은 3 X TTI (0.222us) ― RTTlkm(6.67 /s) = 0.659 로 결정될 수 있다.
[104] (3) 결정 내용: 제 1 안의 ΤΉ 정의를 나타내는 표 4 를 참조하면, 일 TTI 는 최종 22 개 OFDM 심볼에 해당하는 기간인 222 j s로 결정된다. 제 1 안에 따른 시간 축 프레임 구조와 자원격자는 각각 도 5 및 도 6 과 같이 도시될 수 있다. 본 발명에서 자원격자는 주파수 도메인에서 이용 가능한 부반송파들에 의해 시간 도메인에서는 TTI 에 의해 정의된다. 표 1 을 참조하면 기본 시스템 BW 가 500MHz 일 때 자원격자 내 이용 '가능한 부반송파의 개수 Nac=40% 이 된다. ^ 1 안에 따르면 일 자원격자는 4096개의 부반송파들과 22개의 OFDM 심볼들에 의해 표현된다. 하향링크 전송 혹은 상향링크 전송을 위한 최소 (smallest) 자원 단위 (resource unit)을 자원요소 (resource element, RE)라 하는데, 일 RE는 일 부반송파 및 일 OFDM 심볼에 의해 구성된다. 다시 말해, 자원격자 내 각 요소는 자원요소라 불리며, 각 자원격자 내 자원요소는 인텍스 쌍 k, )에 의해 고유하게 정의될 수 있다. 여기서 k 는 주파수 도메인에서 0 부터 'Nac ― 1，까지 부여되는 인덱스이며, /은 시간 도메인에서 0부터 wsym-r까지 부여되는 인덱스이다.
[105] 【표 4】
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000023_0001
[106] 제 1 안에 따른 8 개 프로세스 기반의 HARQ 는 도 7 과 같이 결정된다. 도 7 은 본 발명의 일 실시 예 (제 1 안)에 따른 정지 -및 -대기 (stop-and-wait, SAW) HARQ 프로세스를 도시 한 것 이다. 도 7 을 참조하면 eNB 가 TTI #0 에서 전송한 데이터 전송 (data transmission)은 전파 지 연 후에 TTI #0 에서 수신된다. 상기 UE 는 상기 데이터 전송의 복호 (decode)를 시도하여 4 개 TTI 후인 TTI #4 에서 상기 데이터 전송에 대한 인정 /부인 (acknowledgement/negative acknowledgement, A/N) 전송을 전송한다. 상기 인정 /부정 수신은 전파 지 연 후에 TTI #4 에서 eNB 에 의해 수신된다. 4 개 TTI 는 제 1 안에 따라 결정된 프로세싱 시 간인 '3TTI - RTT'인 0.659 s보다 훨씬 크므로 UE 는 A/N 전송을 위 한 신호를 유효하게 전송할 수 있다. 상기 eNB 는 상기 A/N 전송을 바탕으로 상기 UE 가 TTI #0 에서 전송된 데이터 전송을 성공적으로 수신했는지 알 수 있으며 , 상기 UE 가 성공적으로 수신한 경우에 는 TTI #4 로부터 4 개 TTI 가 지난 TTI #8 부터 새로운 데이터 전송을 혹은 실패한 경우에는 데이터 재전송 (retransmission)을 수행할 수 있다. [107] 한편 표 5 은 제 1 안에 따른 최 대 전송 블록 (transmission block, TB) 크기 정 의를 나타낸다.
[108] 【표 5】
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[109] 2. 제 2 안의 프레 임 설계 방법
[110] (1) 설계 조건: 매체 접속 제어 (medium access control, MAC)/물리 (physical, PHY) 프로세스 제한 (UE 프로세싱 시간)
[111] (2) 가정 내용: SCW 로 가정하고, HARQ 프로세스의 개수는 기존 LTE 시스템과 동일한 8 로 유지 한다. 제 1 안과 마찬가지로, 시스템의 서 비스 커 버리지는 1km 이하로 가정되고 RTT 는 6.67 //s로 가정된다. 다만 제 2 안은 UE 의 프로세성 시간을 2.3ms 로 가정한다ᅳ
[112] (3) 결정 내용: TTI 는 최종 76 개 OFDM 심볼들에 대응하는 기간인 767.6 s로 결정된다. 도 8 은 본 발명의 다른 실시 예 (제 2 안)에 따른 SAW HARQ 프로세스를 도시 한 것 이다. 제 2 안의 8 개 프로세스 기 반의 HARQ 는 도 8 과 같이 결정 된다. 도 8 에서 일 ΤΉ 는 767 /s이다 . 따라서 최종 TB 크기도 기존 LTE 시스템에 비하,여 약 3.45 배 증가될 것 이 요구된다.
[113] 3. 제 3 안의 프레 임 설계 방법
[114] (1) 설계 조건: MAC/PHY 프로세스 제한 (HARQ 프로세스 수 증가)
[115] (2) 가정 내용: SCW 로 가정된다. 시스템의 서비스 커버 리지는 1km 이하로 가정되어 , RTT 는 6.67 s 7} 된다. 다만 여 기에서 UE 의 프로세싱 시간은 2.3ms 로 가정 되고， 일 TTI 는 22 개 OFDM 심볼들에 대웅하는 기간인 222 /zs로 가정된다. [116J (3) 결정내용: ΓΠ 는 최종 22 개 OFDM 심볼들인 121 로서 제 1 안과 동일하다. 다만， 도 9 와 같이 HARQ 프로세스 수가 24 로 증가하게 된다. 도 9 는 본 발명의 또 다른 실시 예 (제 3 안)에 따른 SAW HARQ 프로세스를 도시 한 것 이다.
[117] 전술한 제 1 안 〜 게 3 안에 따라 결정된 OFDM 기 반 고주파 프레 임의 파라미터들을 정리하면 다음과 같다.
[118] 【표 6】
Figure imgf000025_0001
[119J <플렉서블 (flexible) 프레임 구조 >
[120] 본 발명은 UE 또는 링크의 도플러 효과를 고려하여 플렉서블 프레 임을 운용할 것을 제안한다. 이하 플레서블 프레 임 운용 방안들을 도 10 〜 도 17 을 참조하여 설명 한다. 후술하는 제안들에는 전술한 프레임 설계에 따른 프레 임 r\j\! ί \.\ I \} \) Ό ^ d 구조들이 이용될 수 있다. eNB 는 도플러 영향을 고려하여 UE (들) 혹은 링크의 상태에 따라 적절한 프레임 타입 혹은 서브프레임 타입을 설정할 수 있다. 프레임 설정이 변경되면 해당 프레임 내 서브프레임 혹은 TTI 의 설정도 변경된 프레임 설정에 따라 변경된다. eNB 에 접속하고자 하는 UE (들) 혹은 연결된 (connected) UE (들)은 상기 eNB가 상위 계층 (예， MAC 계층， RRC 계층) 신호를 통해 전송하는 링크 설정 정보 혹은 프레임 설정 정보를 바탕으로 상기 eNB 와의 통신을 위한 프레임 (들) 혹은 서브프레임 (들)을 설정할 수 있다. 본 발명에 따른 링크 설정 정보 혹은 프레임 설정 정보는 후술하는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 프레임 구조 타입의 변경을 알려주는 정보일 수 있다. 프레임 구조 타입의 변경을 알려주는 정보는 기정의된 복수의 프레임 구조들 증 어느 하나를 지시하는 정보일 수도 있고, 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 프레임 구조의 변경을 의미할 수 있는 파라미터 (들)의 변경, 예를 들어， (유효) 부반송파 간격, 샘플링 시간 (sampling), 샘플링 수 (number of samples), OFDM 심볼의 개수 및 /또는 FFT 크기의 변경을 지시하는 정보일 수도 있다.
[121] 표 1 〜 표 6 을 참조하여 설명된 실시예들은 이하에서 플렉서블 프레임에 적용되는 프레임 구조들 중 어느 하나에 사용이 가능하다. 예를 들어， 전술한 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 결정된 CP 길이, 부반송파 간격, ΤΉ 별 OFDM 심볼의 개수, TTI 길이 등이 본 발명의 플렉서블 프레임에서 활용되는 복수의 프레임 구조들 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
[122] 앞서 기술한 바와 같이 ί주파 대역에서는 중심 주파수 증가한다. 최대 도플러 주파수 /d,max는 다음 수학식에 의해 정의된다.
[123] 【수학식 6】 = ~X fc
c
[124] 수학식 6 를 참조하면, 중심 주파수 fc가 증가하면 도플러 주파수 /d,max도 증가함을 알 수 있다. 도플러 주파수가 증가하면 주파수 도메인의 부반송파 간 직교성 (orthogonality)이 파괴되어 시스템의 성능저하가 발생할 확률이 증가한다. 도플러 주파수는 OFDM 기반의 서브프레임 설계 시에 부반송파 간격을 크게 함으로써 감소될 수 있다. 그러나 부반송파 간격의 증가는 시간 도메인의 심볼 주기를 짧게 만들기 때문에， 시간 도메인에서 채널 추정을 위한 참조 신호들이 보다 많이 요구되므로 시스템 손실 (loss)로 이어지게 된다. 반대로 시간도메인에서 심볼 주기를 길게 하면 주파수 도메인의 부반송파 간격이 작아져 도플러 주파수에 의해 부반송파 간 직교성이 파괴된다. 그러나, 시스템 설계 시 프레임 구조는 일단 결정하면 빈번하게 변경할 수 없기 때문에, 유연성 (flexibility)이 없고, 항상 최소한의 변화만을 수용하도록 설계된다. 따라서 본 발명에서는 특히 UE 의 이동 속도에 따라 채널 상태가 극단적으로 변화할 수 있는 고주파 대역 전송 환경에서 도플러 주파수를 극복하기 위한 플렉서블 프레임 운용 방안을 제시한다.
【125】 참고로, 이하에서는 도플러 영향이 적은 링크 혹은 UE (들)을 위한 프레임 구조를 프레임 구조 타입 -A 라 하고, 도플러 영향이 큰 링크 혹은 UE (들)을 위한 프레임 구조를 프레임 구조 타입 -B 라고 하여 본 발명의 플렉서블 프레임 운용 실시예들이 설명된다. 이하에서는 도플러 주파수에 따라 2 가지 프레임 구조 타입이 정의되어 있다고 가정하고 본 발명의 실시예들이 설명되나, 도플러 주파수의 영향에 따라 2 개보다 많은 프레임 구조 타입이 기정의되는 것도 가능하다.
[126] 이하에서 설명되는 플렉서블 프레임의 운용에 있어서, 복수의 프레임 구조 타입들 중 어느 하나가 초기 접속 시에 이용되는 것으로 미리 정해질 수 있다. 예를 들어， UE는 eNB에 접속을 시도 할 때 미리 정해진 프레임 구조, 즉, 프레임 설정에 따라 프레임이 설정된다고 가정하고 접속을 시도할 수 있다. 상기 미리 정해진 프레임 구조에 따른 접속 시도가 실패하면， UE 는 다른 프레임 구조를 이용하여 다시 접속을 시도할 수 있다. 본 발명에서는 프레임 구조에 따라 (유효) 부반송파 간격 등이 정해질 수 있다. 즉 (유효) 부반송파 간격 등이 다르면 다른 프레임 구조에 해당할 수 있다.
[127] ' ■ 제안 1) eNB 는 링크 상의 도플러 주파수 변화에 따라 프레임의 부반송파 간격을 직접적으로 변경할 수 있다. 즉 본 발명의 제안 1 에서는 실제 부반송파 간격이 변경함으로써 프레임 구조가 변경될 수 있다.
[128] 도 10 및 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 운영 예를 설명하기 위한 도면이다.
[129] 도 10을 참조하면， 본 발명은 프레임의 기본 구성을 이루는 TTI와 시스템 대역폭은 그대로 유지하면서, 링크 상황에 따라 부반송파 간격을 변경하며, 변경된 부반송파 간격에 맞는 프레임 구조를 운용한다. [130] 셀 내 도플러 주파수가 높은 사용자, 즉, 고속 이동 UE 의 비율이 기준 값 이상일 경우， 또는 고속 열차와 같은 고속 이동 백홀 (backhaul) 지원 요청 등이 있는 경우, 프레임 구조의 유연한 변환 (switching)이 이루어 질 수 있다.
[131] 본 발명의 제안 1 은 도 10 과 같이 직접 적으로, 즉， 실질적으로 프레임의 주파수 영 역 에서 부반송파 간격 이 변경된다. 예를 들어 , 도 10 을 참조하면， 도플러 주파수가 증가하면， 본 발명은 부반송파 간격 을 Δ l 에서 Δ/2로 증가시 킨다.
[132] 도 11 은 동일한 도플러 주파수로 인한 중심 주파수 오프셋 (center frequency offset, CFO)이 발생하는 상황에서 부반송파 간격 에 따른 CFO 의 영향 정도를 비교한 도면이다.
[133] 부반송파 간격의 증가하면 도플러 주파수 증가로 발생하는 CFO 가 감소될 수 있다. 부반송파 간격의 증가가 중심 주파수 오프셋의 감소로 이어지는 원리를 조금 더 자세히 설명하면 다음과 같다. OFDM 의 각 부반송파는 부반송파 인덱스가 위치 한 지 점 에서 샘플링을 할 경우, 다른 부반송파의 신호가 제로- 교차 (zero-cross)하기 때문에 , 목적 한 부반송파의 신호가 정확히 검출된다. 그러나， 도 11(a)를 참조하면, 도플러 주파수가 올라가면 CFO 도 증가하여 , 부반송파 간의 제로 -교차 지 점에서 정 확히 신호를 검출하는 것 이 어 려워진다. 즉, 도 11(a)를 참조하면, 신호를 검출해야 하는 제로 -교차 포인트가 사인 곡선의 꼭대기가 아니라, 도플러 주파수에 의 한 CFO 범위 내에서 흔들리게 되므로 정확한 신호 검출이 어 려워진다. 예를 들어 , 제로 -교차 포인트가 최 대로 흔들릴 경우에는 원하는 신호 (desired signal)의 세기가 상기 원하는 신호에 대해 간섭 신호 (interference signal)로서 작용하는 옆 부반송파 신호의 세기보다 작아져 신호 검출의 성능이 크게 저하될 수 있다. 이웃하는 부반송파들이 상호 간섭으로 작용하여 부반송파들을 상호 구분하기 어 려워지는 경우, 이를 부반송파의 직교성 이 파괴되었다고 한다. 그러나, 도 11(b)에 도시된 바와 같이 부반송파 간격이 커지면, 제로 -교차 포인트가 흔들리 더 라도 부반송파 사이 의 거 리가 멀어져 직교성 파과가 완화될 수 있다. 결과적으로 부반송파 간격을 증가된 프레임 구조 운용을 통해서 주어진 기간 동안 도플러 주파수가 유발하는 주파수 오프셋의 영향이 감소하게 된다.
[134] 다만 프레임의 부반송파 간격은 시간 도메 인의 샘플링 주파수 /주기와 관계가 있다. 이하 샘플링 주파수 /주기와 관련된 본 발명 의 제안 1ᅳ 1 및 제안 1- 2 를 설명 한다. [135] · 제안 1-1) 플렉서블 프레임을 운용하기 위해서 부반송파 간격만을 변경하며， 시간 도메인에서는 동일한 샘플링 주파수 /주기를 사용한다.
[1361 본 발명의 제안 1-1 을 설명함에 앞서 우선적으로 샘플링 주파수 /주기와 부반송파 간격의 관계를 설명한다. 샘플링 주파수 /s와 주기 7 은 수학식 7 과 같이 역수의 관계를 갖고, 샘플링 주파수 /s와 Δ/는 수학식 8 과 같은 관계를 갖는다.
[137] 【수학식 7】
Ts=iifs
[138] 【수학식 81
fs=AfxFFTsize=BWmax
[139] 수학식 8 에서 ^ 는 시스템 대역폭을 의미하며, FFTSize는 고속 푸리에 변환 (fast Fourier transform)의 크기를 나타낸다. Frsize는 부반송파의 개수에 영향을 미친다ᅳ 일 부반송파의 크기에 대응하는 부반송파 간격 Δ/ 에 부반송파 개수 Fi size를 곱하면 전체 전송 대역폭이 산출될 수 있다.
[140] 본 발명의 제안 1-1에 따르면 플렉서블 프레임 설정 (configuration)을 위해서 부반송파 간격만이 변경되며， 대역폭과 샘플링 주기는 유지된다. 샘플링 주기 7；가 고정이므로, 샘플링 주파수 /s도 고정된다. 즉 부반송파 간격이 커지거나 작아질 경우， FFT 가 작아지거나 커짐으로써, 샘플링 주파수가 유지된다. 예를 들어 부반송파 간격 Δ/가 "100kHz→ 200kHz"로 2 배 증가하면, FFT 크기가 "2048 → 1024"로 1/2 배 감소하게 됨을 의미하며, 시간 도메인의 OFDM 심볼 주기는 1/2 줄어든다. 즉 부반송파 간격이 배로 변경되면 OFDM 심볼 기간은 'Ι/χ'배로 감소된다. 따라서, 프레임 구조 상 동일한 ΤΤΙ 내에 2 배 많은 OFDM 심볼이 존재하게 된다.
[141] 그러므로 본 발명의 제안 1-1 에 따른 플렉서블 프레임의 운용을 위해서는 전송단과 수신단은 각 부반송파 간격에 반비례하는 크기를 갖는 FFT 블록을 각각 구비해야 한다. 즉 전송단과 수신단은 부반송파 간격별로 FFT 블록을 구비하거나 구성할 수 있어야 한다.
[142] 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다. 특히 도 12 는 부반송파 간격이 2 배 증가한 경우에 대한, 본 발명의 제안 1-1에 따른, 프레임 구조의 변경 예를 예시한 것이다. ,
[143] 부반송파 크기가 FFT 크기가 감소하면 OFDM 심볼 주기 sym = TCP + =FFTslze-Ts)≡ - 감소한다. 따라서 부반송파 간격을 2 배 증가시킬 경우 프레임 구조상에서 OFDM 심볼의 개수가 2 배 증가한다. 예를 들어, 본 발명의 제안 1- 1 에 의하면, 반송파 간격이 A/i = Δ/으로부터 Δ/2 2·Δ/로 증가할 경우， 도 12 에 도시된 바와 같이 프레임 구조가 프레임 구조 타입 -Α 로부터 프레임 구조 타입 -Β로 변경될 수 있다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 제안 1 에 따라부반송파 간격은 변경되나, 부반송파 간격의 변경 전 프레임 구조 타입 -Α 의 샘플링 시간, 즉， 샘플링 주기 7;1 과 부반송파 간격의 변경 후 프레암 구조 타입 -B 의 샘플링 시간 7;,2은, 본 발명의 제안 1-1 에 따라 동일하게 유지된다. 다만 샘플링 수는 1/(Δ/2/Δ/, )로 변경된다. 도 12 의 경우, 샘플링 수는 1/(2/1)는 부반송파 간격의 변경 전보다 변경 후에 1/2로 즐어든다.
[144J ■ 제안 1-1) 플렉서블 프레임을 운용하기 위해서 부반송파 간격을 변경하며， 동시에 시간 도메인과 주파수 도메인의 샘플링 시간 /주파수도 변경한다.
[145] 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 구조의 다른 예를 도시한 것이다. 특히 도 13 은 부반송파 간격이 2 배 증가한 경우에 대한, 본 발명의 제안 1-2에 따른, 프레임 구조의 변경 예를 예시한 것이다.
[146] 본 발명의 제안 1-2 에서는 제안 1-1 과 달리 플렉서블 프레임 설정올 위해서 부반송파 간격과 샘플링 주기가 동시에 변경된다. 예를 들어, 본 발명의 제안 1-2 에 의하면， 부반송파 간격이 커질 경우, 샘플링 주파수 /s 는 커지고, 샘플링 주기 Ts 는 짧아진다. 다만 FFT 크기는 부반송파 간격이 변경되더라도 그대로 유지된다. 이 때문에 전송단 및 수신단에서는 한 가지 크기의 FFT 블록을 사용할 수 있다.
[147] 예를 들어 부반송파 간격 ᅀ /가 "100kHz → 200kHz"로 2 배 증가하면, 샘플링 주파수는 2 배가 되고, 샘플링 주기는 1/2 배 짧아진다. 본 발명의 제안 1- 2 에서는 본 발명의 제안 1-1 과는 달리 수학식 8 의 관계가 다음 식의 관계로 변경된다.
[148] 【수학식 9】
fs ^AfxFFTsize≠BWm&x
[149] 부반송파 간격에 관계없이 동일한 FFT 크기가 적용되면 수학식 8 에 의하면 시스템 대역폭도 변경됨을 알 수 있다. eNB 혹은 UE 에게 이용 가능한 특정 중심 주파수에서 이용 가능한 시스템 대역폭은, 설정에 따라 달라질 수 있는 프레임 구조와 달리， 항상 동일하기 때문에 부반송파 간격 의 변화에 따라 변경된 시스템 대역폭이 그대로 적용될 수는 없다. 즉 부반송파 간격 이 변화하더라도 실제 유효한 시스템 BW 는 유지되어야 한다. 결국 유효 시스템 BW 와 fs=Afx FFTsi∞ 에 따른 S max 와의 차이를 보상하기 위 한 방법이 요구된다. 본 발명은 유효 시스템 BW 와 /s=A/x F rsize 에 따른 醒 와의 차이를 보상하기 위 해 부반송파 (mill subcarrier)를 이용한다. 널 부반송파라 함은 해당 부반송파의 전력 이 '0，인 부반송파이며 제로 부반송파 (zero subcarrier) 혹은 제로 전력 부반송파 (zero power subcarrier)라고도 한다. 이히： 널 부반송파와의 구분을 위하여 전송 전력 이 '0'이 아닌 부반송파는 비 -제로 부반송파 (non-zero subcarrier) 혹은 비 - 제로 전력 부반송파라고 칭한다. 전송단은 널 부반송파에 해당하는 부반송파는 전송 전력을 '0，으로 맞춰 (set) 잔송하고, 수신단은 널 부반송파에 해당하는 부반송파의 전송 전력 이 '0'이라고 가정 (assume)하여 신호에 대한 수신, 레이트 매칭, 복호 혹은 복조를 수행한다.
[150] 본 발명은 부반송파 간격의 증가에 따라 변경 된 시스템 BW 와, 원래 정해진 기본 시스템 BW, 즉, 유효 시스템 BW 와의 차이를 보상하기 위해, 유효 시스템 BW 를 초과하는 대역에 대해서는 상기 유효 시스템 BW 부반송파들 양 쪽에 , 널 부반송파 (들)를 할당함으로써 부반송파 간격의 증가에 따라 증가된 시스템 대역폭을 유지 한다. 즉, 부반송파 간격에 따른 시스템 max 이 해당 주파수 대역의 유효 시스템 BW 보다 큰 경우, 상기 부반송파 간격에 따라 계산된 BWmax 와 유효 시스템 BW 와의 차이에 해당하는 대 역폭에 해당하는 부반송파들만큼이 널 부반송파들인 것으로 설정되되 , 상기 해당 주파수 대역의 중심에서 가장 먼 부반송파들이 상기 널 부반송파들로서 설정된다.
[151] 부반송파 간격에 따른 시스템 BfVmax 와 해당 주파수 대역 의 유효 시스템
BW 의 차이에 해당하는 대역폭 내 총 부반송파의 개수 X 라 하면, X 가 짝수이 면 부반송파 인덱스가 가장 작은 X/2 개 부반송파 (들)과 부반송파 인텍스가 가장 큰
X/2 개 부반송파 (들)이 널 부반송파들로 설정된다. 예를 들어 , 도 13 을 참조하면， 유효 시스템 BW 가 AfxFFTsize 인 경우， 부반송파 간격 이 2 . ᅀ/ 로 증가하면, FFT 크기에 기 반한 전체 부반송파들 중 양 쪽 끝 각각의 1/4 영 역에 해당하는 부반송파들이 널 부반송파들로 정의 한다. 상기 널 부반송파들에는 자원할당이 수행되지 않는다. X 가 홀수이 면, 부반송파 인덱스가 가장 큰 ceiling(X/2)개의 부반송파 (들)과 부반송파 인덱스가 가장 작은 'ceiling(X/2) - Γ개의 부반송파 (들)이 널 부반송파들로 설정되거나 혹은 부반송파 인텍스가 가장 큰 'ceiling(X/2) ᅳ 1，개의 부반송파 (들)과 부반송파 인덱스가 가장 작은 'Ceiling(X/2)'개의 부반송파 (들)이 널 부반송파들로 설정될 수 있다.
[152] 한편 본 발명의 제안 1-2 에 따른 플렉서블 프레임 운용 방법은 프레임 구조의 변경 에 따라 부반송파 간격， OFDM 심볼 주기와 더불어 셈플링 주기 7；를 동시 에 변경 한다. 예를 들어 도 13 을 참조하면 부반송파 간격 이 2 배로 변경되나 FFT 크기는 동일하게 유지되므로 샘플링 주파수는 2 배가 되며:, 이에 따라 OFDM 심볼 주기 Ts 는 1/2 배가 됨에 따라, 동일 기간 (예， TTI)에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 2 배로 증가된다.
[153] 画 제안 2) eNB 는 링크 상의 도플러 주파수 변화에 따라 프레임의 부반송파 간격을 변경함 없이 , 유효 (effective) 부반송파 간격을 변경한다.
[154] 본 발명의 제안 2 는 프레 임 상의 기본 부반송파 간격과 심볼 주기 , FFT 크기 등을 변경하지 않고, 도폴러 주파수 변화에 따른 플렉서블 프레임 구조 설정 방법을 제시 한다. 본 발명의 제안 2 는 앞서 언급한 본 발명의 제안 1 과 달리 UE 별로 별도의 프레임 운용이 가능하다. 다만 UE 의 도플러 극복 강인성을 제공하기 위해서 UE 별 도플러 극복 강화와 전송 효을 감소로 연결되 기 때문에 UE 별 도플라 효과 극복과 전송 효율 사이에 트레이드 -오프 관계가 존재한다. 본 발명의 제안 1-2 의 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.
[155] 도플러 주파수의 증가가 부반송파들 간 직교성을 파괴 하여 성능저하를 유발함올 앞서 설명 한 바 있다. 본 발명 의 제안 2 는 부반송파 간격 Δ/ 를 변경하지 않기 때문에 , 실질적 인 부반송파들 간의 간섭 유발 확률은 변화하지 않는다. 다만 본 발명의 제안 2 는 특정 부반송파들 사이에 널 부반송파를 삽입함으로써 유효 부반송파 간격을 넓게 함으로써 부반송파들 간 간섭 정도를 낮춘다. 즉 본 발명 의 제안: 2 는 주파수 축을 따라 (즉, 주파수 도메 인에서) 비 -제로 전력 부반송파와 N 개(≥0)의 연속하는 제로 전력 부반송파 (들)을 교번하여 배치함으로써 유효 부반송파 간격을 증가시 킨다. 즉 본 발명의 제안 2 는 소정 주파수 영 역 의 부반송파들 중 주파수 축을 따라 NH 개의 부반송파들마다 비 -제로 전력 부반송파가 설정되고, 나머지 부반송파들은 제로 전력 부반송파로 설정된다. 본 발명의 제안 2 에 의하면 비ᅳ제로 전력 부반송파 간격 이 기본 부반송파 간격 Δ/ 의 'N+Γ 배가 되 게 되므로, 유효 부반송파 간격 이 (ν+1) · Δ/ 가 되는 효과가 있다. 여기서 N 은 인접하는 2 개의 비 -제로 전력 부반송파들 사이의 제로 전력 부반송파의 개수를 의미한다.
[156] 유효 부반송파 간격 혹은 삽입되는 널 부반송파의 개수는 도플러 주파수의 크기에 연관되어 결정될 수 있다. 예를 들어, 삽입되는 널 부반송파의 개수는 널 부반송파의 삽입이 필요 없는 프레임 구조가 상정하는 도플러 주파수 /41 와 널 부반송파의 삽입이 필요한 프레임 구조의 도플러 주파수의 비 fd,2 의 비 ' 2//d/ 혹은 '/d /cu'에 가중치 α (양의 실수 혹은 양의 정수)의 곱에 의해 정해질 수 있다.
[157] 도 14 및 도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 (flexible) 프레임 운영 예를 설명하기 위한 도면이다.
[158】 도 14 는 동일한 도플러 주파수로 인한 CFO 발생 환경에서 널 부반송파 삽입에 따른 CFO 영향도를 비교한 도면이다.
[159J 도 14 를 참조하면, 부반송파 간 직교성이 유지되어야 하는 부반송파들 사이에 널 부반송파가 삽입됨으로써 도플러 주파수가 유발하는 주파수 오프셋에 강건해짐을 알 수 있다. 즉 본 발명에 의하면 정확한 신호가 검출될 수 있는 CFO의 허용 범위가 커지게 된다.
[160】 도 15 는 주파수 도메인에서 널 주파수를 삽입하는 것이 시간 도메인의 신호에 미치는 영향을 예시한 도면이다.
[161] 본 발명의 제안 2 에 의하면， 주파수 도메인의 부반송파 간격이 고정된 상태로 널 부반송파， 즉, 제로 부반송파가 삽입되기 때문에, 시간 도메인에서는 동일한 신호의 반복 (repetition)이 발생한다. 도 15 를 참조하면, 동일한 OFDM 심볼 주기에서 삽입된 '0'의 수에 따라 동일한 파형이 반복됨을 알 수 있다. 즉 실제 데이터가 할당되는 부반송파들 사이, 즉， 비 -제로 전력 부반송파와 인접하는 비- 제로 전력 부반송파 사이에 삽입되는 널 부반송파의 수 N(≥ (？)에 따라 동일한
OFDM 심볼 주기 안에서 동일한 신호가 N+1 회 (반복되어) 전송되는 것이다. 본 발명의 제안 1-2 에서는 부반송파 간격 Δ/는 변경되지 않고, 샘플이 주기 7 와 샘플링 주파수 /s 역시 변경 없이 그대로 활용된다. 다만 앞서 언급한 바와 같이 널 부반송파의 삽입은 주파수 도메인에서 자원 손실과 전송률 저하로 이어진다. 따라서， 본 발명의 제안 2 는 특별한 상황 혹은 목적을 위해서만 적용되는 것으로 그 적용이 제한될 수 있다. 예를 들어， 본 발명의 제안 2 는 도플러로 인한 링크 상황이 급격이 저하될 때에 적용되거나, 링크 접속 상황을 유지하는 목적을 위해서만 적용되는 것으로 그 적용이 제한될 수 있다. [162] 이하에서는 본 발명의 제안 2 의 적용 예인 제안 2-1 및 제안 2-2 를 설명한다.
[163] - 제안 2-1) eNB 는 상의 도플러 주파수 변화에 따라 프레임의 부반송파 간격 변경 없이, UE 별 자원 할당 영역의 유효 부반송파 간격을 변경한다.
[164】 도 16 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
【165】 본 발명의 제안 2-1 에서는 eNB 가 전체 프레임을 운용함에 있어 UE 별로 플렉서블 프레임을 적용할 수 있다. 다시 말해 본 발명의 제안 2-1에 따른 eNB는 UE별로 널 부반송파의 삽입을 조절할 수 있다. 이것은 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 제안 2 가 부반송파 간격, 샘플링 주파수 /주기의 변경 없이 널 부반송파를 삽입하여 유효 부반송파 간격을 변경함으로써 도플러 효과에 따른 영향을 완화 혹은 제거하기 때문이다. 따라서 본 발명의 제안 2 는 부반송파 간격, 샘플링 주파수 /주기를 유지하기 때문에, 본 발명의 eNB 는 UE 별로 해당 UE 에 할당된 자원 영역에 대해서만 유효 부반송파 간격을 조절하는 것이 가능하다. 즉， eNB 는 UE 에게 할당된 자원 영역, 즉， 자원 할당 영역의 채널 상태에 따라 유효 부반송파 간격이 상이하게 적용할 수 있다. 유효 부반송파 간격 및 /또는 유효 부반송파 간격의 조절에 대한 정보는 상위 계층 (예, RRC) 신호를 통해 UE 특정적으로 전송되거나 흑은 물리 계층 신호 (예, PDCCH)를 통해 UE 특정적으로 전송될 수 있다.
[166] 도 16을 참조하면, 본 발명의 eNB 혹은 UE는 UE#0, UE#1 별로 상이하게 할당한 자원 할당 영역의 유효 부반송파 간격을 변경함으로써 본 발명에 따른 플렉서블 프레임을 적용할 수 있다. 예를 들어, UE#0 의 이동 속도가 빠르거나 해당 UE#0 를 위한 자원 할당 영역에서의 도플러 주파수가 크면, UE#0 의 자원 할당 영역 내에서는, 상기 이동 속도 흑은 도플러 주파수를 바탕으로 정해지는 소정 개수 (≥1)의 연속하는 널 부반송파 (들)이 비 -제로 부반송파들 사이에 삽입됨으로써 유효 부반송파 간격이 증가된다. 예를 들어 2 개의 비 -제로 부반송파들 사이에 삽입되는 연속한 널 부반송파의 개수가 1 이면 주파수 축을 따라 (즉， 주파수 도메인에서) 비 -제로 전력 부반송파와 제로 전력 부반송파가 교번함에 따라, 기본 부반송파 간격에 의해서는 상쇄되지 않는 도플러 효과가 상쇄될 수 있다. 반면 기본 (유효) 부반송파 간격에 의하더라도 도플러 효과가 충분히 상쇄될 수 있는 UE#0 의 경우에는 널 부반송파가 삽입되지 않는다. 삽입되는 널 부반송파의 수가 '0' 이라 함은 비 -제로 전력 부반송파와 '0' 개의 제로 전력 부반송파가 교번한다고 이해될 수 있다. eNB 는 널 부반송파의 삽입 및 /또는 삽입되는 널 부반송파의 개수를 통지하는 프레임 설정 정보를 전송할 수 있다. eNB 가 UE 에 게 널 부반송파 (들)의 삽입을 통지하면, 하향링크의 경우, eNB 는 UE 에 게 할당된 자원 영 역의 부반송파들 사이에 널 부반송파 (들)를 삽입하여 하향링 크 신호를 전송하고, 상기 UE 는 자신에 게 할당된 자원 영 역의 부반송파들 사이 에 삽입된 널 부반송파 (들)이 있다고 가정 (assume)하여 상기 자원 영 역에서 하향링크 신호를 수신, 복호 혹은 복조한다. eNB 가 UE 에 게 널 부반송파 (들)의 삽입을 통지하면, 상향링크의 경우, UE 는 자신에 게 할당된 자원 영 역의 부반송파들 사이에 널 부반송파 (들)를 삽입하여 상향링크 신호를 전송하고, 상기 eNB 는 상기 UE 에 게 할당된 자원 영 역의 부반송파들 사이에 삽입된 널 부반송파 (들)이 있다고 가정 (assume)하여 상기 자원 영 역에서 상향링크 신호를 수신， 복호 혹은 복조한다. 전송단은 널 부반송파에는 전송해야 할 신호 혹은 정보를 아예 맵핑하지 않거나, 널 부반송파에 신호 /정보를 실은 경우라고 할지라도 상기 널 부반송파에는 전송 전력을 할당하지 않을 수 있다. 즉 전송단은 널 부반송파에 해당하는 부반송파는 '0' 의 전송 전력으로 전송한다. 수신단은 널 부반송파에 해당하는 부반송파의 전송 전력 이 '0' 이라고 가정 (assume)하여 전송단이 전송한 신호를 수신, 복호 혹은 복조한다.
[167】 ■ 제안 2-2) eNB 는 링크 상의 도플러 주파수 변화에 따라 프레임의 부반송파 간격 변경 없이 , 전체 시스템의 유효 부반송파 간격을 변경 한다.
【168] 도 17 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 프레임 구조의 다른 예를 도시 한 것 이다.
[169] 본 발명의 제안 2-2 는 전체 주파수 자원 영 역의 유효 부반송파 간격을 변경함으로써 플렉서블 프레임을 운용한다. 즉， 본 발명 의 제안 2-2 에 따르면 eNB 가 전체 프레임을 운용함에 있어 전체 주파수 영 역에 대해서 플렉서블 프레임을 적용할 수 있다. 즉 UE 별로 적용하는 것 이 아니라 상기 eNB 에 접속한 전체 UE 에 대해서 동일하게 유효 부반송파 간격을 변경 함으로써 프레 임 구조를 변경 한다. 본 발명 의 제안 2-2 는, 본 발명의 제안 2—1 과 마찬가지로, 부반송파 간격 , 샘플링 주파수 /주기의 변경 없이 널 부반송파를 삽입함으로써 도플러 효과를 상쇄하기 때문에, 프레임 구조의 변경에 따라 전송 흑은 수신 프로세스의 변경 요인은 발생하지 않는다.
[170] 예를 들어， 도 17 을 참조하면, 도플러 주파수의 증가에 따라 유효 부반송파 간격이 2 배로 증가되어야 하는 경우， eNB 는 고주파 대역올 통해 통신하는 UE (들)에게 유효 부반송파 간격이 2 배로 증가됨을 알리거나부반송파들 사이에 부반송파가 삽입되어야 함을 알려줄 수 있다. 이 경우, UE는 상기 eNB와 링크를 형성한 중심 주파수에서 동작하는 전체 시스템 대역에 전송 전력이 제로가 아닌 부반송파 (즉, 비 -제로 전력 부반송파)와 전송 전력이 제로인 부반송파 (즉， 제로 전력 부반송파)가 교번하여 존재한다고 가정하고 신호를 전송하거나 수신한다. 전송단은 널 부반송파에는 아예 신호를 실지 않거나, 부반송파가 널 부반송파인지 아니면 널이 아닌 부반송파인지에 관계없이 신호를 실은 후 널 부반송파의 신호를 펑처링한 후에 신호를 전송할 수 있다. 수신단은 널 부반송파에는 아예 정보가 없거나， 널 부반송파에 맵핑된 정보는 전송 전력이 제로인 채로 전송된다고 상정하고 해당 신호를 위해 할당된 자원 영역에서 신호를 수신한다.
[171] 전술한 본 발명의 제안 2 는 프레임의 부반송파들이 주파수 축을 따라 혹은 주파수 도메인에서 (기본) 부반송파 간격마다 배치되되， 비 -제로 전력 부반송파와 N 개(≥0)의 제로 전력 부반송파 (들)이 교번하면서 배치된다. 비 -제로 전력 부반송파와 교번하는 제로 전력 부반송파의 개수가 0 이면 유효 부반송파 간격이 기본 부반송파 간격과 동일하게 되나, 비 -제로 전력 부반송파와 제로 전력 부반송파의 개수가 X이면 유효부반송파 간격이 기본 부반송파 간격의 X배가 될 것이다.
[172] 전술한 본 발명의 플렉서블 프레임에 대해서는 도플러 주파수가 작았다가 커진 경우를 위해 (유효) 부반송파 간격이 증가되는 방향으로 프레임 구조가 변경되는 경우를 주로 예시하였으나, 도플러 주파수가 컸다가 줄어드는 (유효) 부반송파 간격이 감소되는 방향으로 프레임 구조가 변경될 수도 있음은 자명하다. 예를 들어, 도플러 주파수의 증가를 상쇄하기 위해 변경 후 (유효) 부반송파 간격
Δ2 가 변경 전 (유효) 부반송파 간격 /\f\ 의 양의 정수 배가 되도록 프레임 구조가 변경될 수도 있고, 도플.러 주파수의 감소에 대응하기 위해 변경 전 (유효) 부반송파 간격 Δ i 이 변경 후 (유효) 부반송파 간격 Δ/2 의 양의 정수 배가 되도록 프레임 구조가 변경될 수도 있다. 다른 예로, Δ/2는 스ᅳ！와 '기존 부반송파 간격 15kHz，와 '양의 정수의 거듭제곱'의 곱의 관계를 가질 수도 있다. 즉 'Δ/2/ Δ i = αη α 는 양의 정수, 1 은 정수)의 관계가 성립하되, 도플러 주파수가 일정 범위를 벗어나 증가하면 «은 양의 정수이고, 도플러 주파수가 일정 범위를 벗어나 감소하면 «은 음의 정수이고， 도플러 주파수가 일정 범위를 유지하면 «은 0일 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조 타입의 변경을 위한 프레임 설정 정보는 도플러 주파수가 현재 프레임 설정에 부적절한 정도로 변경되는 경우 혹은 변경된 도플러 주파수에 더 적합한 프레임 설정이 있는 경우에 전송될 수도 있으나, 주기적으로 전송될 수도 있다. 즉, eNB 는 프레임 구조의 변경이 필요할 때 프레임 설정 정보를 전송할 수도 있으나, 주기적으로 프레임 설정 정보를 전송할 수 있다. 프레임 설정 정보가 주기적으로 전송되는 경우， 도플러 주파수의 급격한 변화가 없으면， 이전 전송 타이밍에 전송된 프레임 설정 정보와 현재 전송 타이밍에 전송되는 프레임 설정 정보는 동일할 수 있다. 예를 들어, 프레임 설정 정보를 위한 전송 타이밍이 소정 주기마다 존재하는 경우, 도플러 주파수의 급격한 변화가 없으면, 이전 전송 타이밍의 프레임 설정 정보에 따른 (유효) 부반송파 간격 Δ l 은 현재 전송 타이밍의 프레임 설정 정보에 따른 (유효) 부반송파 간격 Δ/2 와 동일할 수 있다. 흑은 이전 전송 타이밍의 프레임 설정 정보와 현재 전송 타이밍의 프레임 설정 정보가 같은지 다른지에 대한 정보가 프레임 설정 정보로서 전송될 수 있으며, 다른 경우에 한해 해당 프레임 구조에 대응하는 파라미터 (들)을 실제로 포함하는 프레임 설정 정보가 전송되는 것도 가능하다.
[173] 이상에서 설명한 본 발명의 플렉서블 프레임 운용에 있어서, 각 도플러 주파수에 따른 부반송파 간격 흑은 유효 부반송파 간격은 특정 기준에 따라 미리 정해질 수 있다ᅳ 예를 들어, 수학식 1 〜 수학식 4 를 이용하여 도플러 주파수들에 따른 (유효) 부반송파들이 정해질 수 있다. 본 발명의 플렉서블 프레임 운용에 있어서, (유효) 부반송파 간격들에 따른 프레임 구조들이 다양하게 미리 정의될 수 있고, eNB 는 UE 별, 주파수 자원 영역별 혹은 셀별로 적절한 프레임 구조를 설정하여 UE (들)에게 통지할 수 있다. 각 UE 는 프레임 구조 설정 정보를 수신하고 해당 프레임 구조 설정 정보에 따라 부반송파 간격을 조절하거나， 널 부반송파 (들)이 부반송파들 사이에 삽입되어 있다고 상정하고 하향링크 신호를 수신하거나 널 부반송파 (들)을 부반송파들 사이에 삽입하여 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 본 발명의 제안 1 에 의하면, 부반송파 간격의 변화에 따른 샘플링 주파수， 샘플링 주기, FFT 크기 등은 본 발명 의 제안 1 의 실시 예들 중 어느 하나에 따라 정해질 수 있다. 본 발명의 제안 2 에 와하면， 유효 부반송파 간격 이 변화하더 라도 실제 부반송파 간격 이 변화한 것은 아니므로 샘플링 주파수, 샘플링 주기, FFT 크기 등은 변화 없이 유지될 수 있다.
[174] 본 발명의 플렉서블 프레임은 고주파 대역에 대해 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 플렉서블 프레임은 중심 주파수가 20GHz 〜 60GHz 인 주파수 대 역에 대해 적용될 수 있다ᅳ
[175] 반송파 집성 이 설정 되는 경우, UE 의 서빙 CC 별로 프레 임 구조가 설정될 수 있다. 예를 들어 , 복수의 서빙 CC 를 가지고 (with) 설정된 UE 의 경우, 각 서 빙 CC 에 대한 도플러 효과에 따라 일 서빙 CC 에는 기본 부반송파 간격 이 사용되는 프레임 이 설정되고 다른 서빙 CC 에는 기본 부반송파 간격보다 큰 (유효) 부반송파 간격 이 사용되는 프레임 이 설정되는 것이 가능하다.
[176] 도 18 은 본 발명을 수행하는 전송장치 (10) 및 수신장치 (20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
[177] 전송장치 (10) 및 수신장치 (20)는 정보 및 /또는 데이 터 , 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛 (13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리 (12, 22), 상기 RF 유닛 (13, 23) 및 메모리 (12, 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명 의 실시 예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리 (12, 22) 및 /또는 RF 유닛 (13,23)을 제어하도록 구성된 (configured) 프로세서 (11, 21)를 각각 포함한다.
[178] 메모리 (12, 22)는 프로세서 (11, 21)의 처 리 및 제어를 위 한 프로그램을 저장할 수 있고, 입 /출력되는 정보를 임시 저 장할 수 있다. 메모리 (12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
[179] 프로세서 (11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모들의 전반적 인 동작을 제어 한다. 특히 , 프로세서 (11, 21)는 본 발명을 수행하기 위 한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서 (11, 21)는 컨트롤러 (controller), 마이크로 컨트를레 (microcontroller), 마이크로 프로세서 (microprocessor), 마이크로 컴퓨터 (microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서 (11, 21)는 하드웨어 (hardware) 또는 펌 웨어 (firmware), 소프트웨어 , 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서 (400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌 웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌 웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며 , 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서 (11， 21) 내에 구비되거나 메모리 (12, 22)에 저장되 어 프로세서 (11, 21)에 의 해 구동될 수 있다.
[180] 전송장치 (10)의 프로세서 (11)는 상기 프로세서 (11) 또는 상기 프로세서 (Π)와 연결된 스케줄러로부터 스케즐링되어 외부로 전송될 신호 및 /또는 데이터에 대하여 소정의 부호화 (coding) 및 변조 (modulation)를 수행한 후 RF 유닛 (13)에 전송한다. 예를 들어， 프로세서 (11)는 전송하고자 하는 테 이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링 , 변조과정 등을 거 쳐 Nlayer 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지 칭되기도 하며 , MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록 (transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며， 각 코드워드는 하나 이상의 레이어 의 형 태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛 (13)은 오실레이터 (oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛 (13)은 Nt 개 (M 는 1 보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
[1] 수신장치 (20)의 신호 처 리 과정은 전송장치 (10)의 신호 처 리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서 (21)의 제어 하에 , 수신장치 (20)의 RF 유닛 (23)은 전송장치 (10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛 (23)은 Nr 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛 (23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여 (frequency down-convert) 기저 대 역 신호로 복원한다. RF 유닛 (23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서 (21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호 (decoding) 및 복조 (demodulation)를 수행하여， 전송장치 (10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
[181] RF 유닛 (13， 23)은 하나 이상의 안테나를 구비 한다. 안테나는, 프로세서 (11， 21)의 제어 하에 본 발명 의 일 실시 예에 따라, RF 유닛 (13, 23)에 의해 처 리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛 (13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소 (dement)의 조합에 의해 구성될 (configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치 (20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대웅하여 전송된 참조신호 (reference signal, RS)는 수신장치 (20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며 , 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일 (single) 무선 채널인지 흑은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소 (dement)들로부터의 합성 (composite) 채널인지에 관계없이 , 상기 수신장치 (20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채 널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력 (Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2 개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
[182] 본 발명의 실시 예들에 있어서 , UE 는 상향링크에서는 전송장치 (10)로 동작하고， 하향링크에서는 수신장치 (20)로 동작한다. 본 발명의 실시 예들에 있어서 , eNB 는 상향링크에서는 수신장치 (20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치 (10)로 동작한다. 이하 , UE 에 구비 된 프로세서 , RF 유닛 및 메모리를 UE 프로세서 , UE RF 유닛 및 UE 메모리라 각각 칭하고, eNB 에 구비된 프로세서 , RF 유닛 및 메모리를 eNB 프로세서 , eNB RF 유닛 및 eNB 메모리 라 각각 칭 한다.
[183] 본 발명 에서 각 노드 혹은 각 전송 포인트는 eNB RF 유닛을 구비 한다. 본 발명에서 반송파 집성 에 참여하는 노드들은 하나 또는 복수의 eNB 프로세서에 의해 관라될 수 있다. 다시 말해 반송파 집성에 참여하는 셀들 혹은 CC 들은 동일 eNB 프로세서에 의해 관리될 수도 있으나 서로 다른 eNB 프로세서들에 의해 관리될 수도 있다.
[184] 본 발명에 따른 eNB 프로세서는 본 발명 의 제안 1 와 제안 2 에 따른 실시 예들 중 어느 하나에 따라 프레임 설정을 플렉서블하게 변경할 수 있다. 본 발명의 제안 1 또는 제 2 안에 따른 플렉서블 프레임은 특정 주파수 대역， 예를 들어 , 고주파 대역에 적용될 수 있다. 본 발명의 제안 1 또는 제안 2 에 따른 eNB 프로세서는 (유효) 부반송파 간격 이 변경되어 야 하는 경우 혹은 주기적으로 (유효) 부반송파에 대웅하는 프레 임 설정을 나타내는 프레임 설정 정보를 전송하도록 eNB RF 유닛을 제어할 수 있다. [185] 본 발명의 제안 1 에 따른 eNB 프로세서는 부반송파 간격이 Δ/l 인 프레임 설정을 부반송파 간격이 Δ/2 인 프레임 설정으로 변경할 수 있다. 상기 eNB 프로세서는 eNB RF 유닛으로 하여금 이러한 프레임 설정의 변경을 나타내는 프레임 설정 정보 흑은 부반송파 간격 Δ/2에 대웅하는 프레임 구조를 지시하는 프레임 설정 정보를 전송하도특 함으로써 해당 eNB 에 접속한 UE (들)에게 상기 eNB와 해당 UE (들)사이의 통신을 위한 프레임이 부반송파 간격 Δ/2에 대웅하는 프레임 구조에 따라 설정되어야 함을 알릴 수 있다. UE 프로세서는 UE RF 유닛으로 하여금 상기 프레임 설정 정보를 수신하도록 할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 기반으로 부반송파 간격을 ᅀᅳi 에서 ᅀ /2로 변경하여 프레임을 설정하도록 구성된다.
[186] 본 발명의 제안 1-1 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 주파수 도메인에서 부반송파 간격만을 조절하며, 시간 도메인에서는 동일한 샘플링 주기를 사용한다. 본 발명의 제안 1-1 에 따르면 특정 주파수 대역의 시스템 대역폭은 부반송파 간격이 조절되더라도, 즉, 프레임 구조가 변경되더라도 동일하게 유지된다. 본 발명의 제안 1-1 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 부반송파 간격이 ᅀ /i에서 Δ/2로 ᅀ /2/ i로 증가하면 FFT 크기를 (ᅀ /2/ /ir1배로 감소시킴으로써 샘플링 주파수를 유지하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 제안 1- 1 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 부반송파 간격이 Δ/l 인 프레임 설정에서 부반송파 간격이 Δ/2 인 프레임 설정으로 프레임 설정을 변경하면, 동일한 ΤΤΙ 내 OFDM 심볼의 개수는 Δ/2/Δ 1 배가 된다. 본 발명의 제안 1-1 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 각 FFT 크기에 따론 FFT 블록을 구성할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 부반송파 간격 ᅀ/! 에 대웅하는 FFT 크기가 FFTslzeA 이고 부반송파 간격 Δ/2 에 대웅하는 FFT 크기가 FFTs,ze,2 라 하면, 본 발명의 제안 1-1 어 1 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 크기가 FFT예 인 FFT 블록과 크기가 FFTsize,2인 FFT 블록을 모두 구성할 수 있도록 구성된다.
[187] 본 발명의 제안 1-2 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 주파수 도메인에서 부반송파 간격을 변경함과 아울러 주파수 도메인의 샘플링 주파수와, 시간 도메인에서의 샘플링 주기를 변경한다. 다만 본 발명의 제안 1-2 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 부반송파 간격이 변경되더라도 FFT 크기는 동일하게 유지하도록 구성된다. 본 발명의 제안 1ᅳ2 에 따르면 부반송파 간격이 조절되면, FFT 크기가 유지되어, 부반송파 간격과 FFT 크기에 따른 시스템 BW가 변화한다. 그러나 특정 주파수 대역의 기본 시스템 BW 는 고정되어 있으므로, 부반송파 간격에 따라 정해지는 시스템 BW 이 기본 시스템 BW 보다 큰 경우, 양자의 차이를 상쇄하기 위해, 본 발명의 1-2 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 부반송파 간격에 따라 정해지는 시스템 BW 와 기본 시스템 BW 의 차이 만큼의 대역폭에 해당하는 부반송파들을 널 부반송파들로 설정하되 , 상기 특정 주파수 대역의 중심으로부터 먼 부반송파들을 널 부반송파들로 설정하도록 구성 될 수 있다. 본 발명의 제 1-2 에 따른 eNB 프로세서는 상기 널 부반송파들에는 자원 할당을 수행하지 않도록 구성될 수 있다. UE 프로세서는 eNB 로부터의 자원 할당 정보를 바탕으로 상향링크 신호의 전송 흑은 하향링크 신호의 수신에 이용할 시간-주파수 자원을 판단한다. 본 발명의 제 1-2 에 다른 UE 프로세서는 상기 널 부반송파 Ϊ:에 대해서는 상향링크 제어 정보 (예, 채 널 상태 정보)를 계산하거나 생성하지 않을 수 있다.
[188] 본 발명 의 제안 1-2 에 따른 eNB 프로세서와 UE 프로세서는 부반송파 간격 이 ᅀ J 에서 Δ/2 로 Δ/2/Δ/1 로 증가하면 샘플링 주파수를 A/2/A/J 배로 변.경하도록 구성되고, 샘플링 주기는 (Δ/2/ᅀᅳ !)— 1 배로 변경하도록 구성 될 수 있다.
[1891 본 발명의 제안 2 에 따른 eNB 프로세서는 유효 부반송파 간격 혹은 프레 임 구조를 결정하도록 구성될 수 있다. 본 발명 의 제안 2-1 에 따른 eNB 프로세서는 특정 주파수 대역의 자원 영 역 중 특정 에 할당된 자원 영 역 에 대해 유효 부반송파 간격 혹은 프레임 구조를 결정하도록 구성 될 수 있다. 본 발명의 제안 2-2 에 따른 eNB 프로세서는 특정 주파수 대역의 전체 시스템 BW 에 대해 유효 부반송파 간격 흑은 프레임 구조를 결정하도록 구성 될 수 있다.
[190] 본 발명의 제안 2 에 따른 eNB 프로세서는 결정된 프레임 구조를 나타내는 정보, 혹은 유효 부반송파 간격을 나타내는 정보 (예, 비 -제로 전력 부반송파 간격에 대응하는 부반송파의 개수 N+\ 을 나타내는 정보 혹은 2 개의 (인접 한) 비- 제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 제로 전력 부반송파의 개수 N 을 나타내는 정보)를 포함하는 프레 임 설정 정보를 전송하도록 eNB RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 eNB 프로세서는 본 발명 의 제안 2-1 에 따라 특정 UE 에 할당된 자원 영 역 내부반송파들 혹은 제안 2-2 에 따라 특정 주파수 대 역의 전체 시스템 BW 내 부반송파들 중 N+\ 개마다 비 -제로 전력 부반송파를 설정하고 비 -제로 전력 부반송파들 사이에는 제로 전력 부반송파를 설정할 수 있다. 상기 eNB 프로세서는 제로 부반송파에는 신호를 맵핑하지 않거나 맵핑하더라도 전송 전력을 '0，로 맞출 수 있다. UE 프로세서는 UE RF 유닛으로 하여금 상기 프레임 설정 정보를 수신하도록 할 수 있다. 상기 UE .프로세서는 상기 프레임 설정 정보에 따른 프레임을 본 발명의 제안 2-1 에 따라 특정 주파수 대역의 시스템 BW 해당 UE 에 할당된 자원 영역에만 적용하거나 본 발명의 제안 2-2 에 따라 특정 주파수 대역의 시스템 BW 전체에 걸쳐 적용할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 상기 프레임 설정 정보에 따른 프레임을 본 발명의 제안 2-1 에 따라 특정 주파수 대역의 시스템 BW 중 해당 UE 에 할당된 자원 영역에만 설정하거나 본 발명의 제안 2-2 에 따라 특정 주파수 대역의 시스템 BW 전체에 걸쳐 설정할 수 있다. 하향링크의 경우， UE 프로세서는 제로 전력 부반송파들의 전송 전력이 '0，이라고 가정하여 하향링크 신호를 수신， 복호 및 /또는 복조하도록 구성될 수 있다. 상향링크의 경우, UE 프로세서는 해당 UE 에게 할당된 상향링크 자원 영역에서 상향링크 신호를 전송하되 상기 상향링크 자원 영역 내 제로 전력 부반송파들의 전송 전력올 '0'으로 설정하여 상기 상향링크 신호를 전송한다.
[191] 본 발명에 의하면 향후 차세대 통신 시스템에서 새로이 도입되는 주파수 대역, 예를 들어， 고주파 대역의 채널 특성에 접합한 프레임이 설정되어, 시스템 성능이 향상될 수 있다.
【산업상 이용가능성】
[192] 본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
사용자기기가 무선 프레임을 설정함에 있어서，
프레임 설정 정보를 수신;
상기 프레임 설정 정보를 기반으로 프레임 설정을 제 1 프레임 설정에서 게 2 프레임 설정으로 변경; 및
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 신호를 전송 혹은 수신하는 것을 포함하고,
상기 프레임 설정을 변경하는 것은 주파수 도메인 내 복수의 부반송파들 중 비- 제로 전력 부반송파 간격에 대응하는 부반송파 개수를 상기 제 1 프레임 설정에 따른 'Μ+Γ개에서 상기 계 2 프레임 설정에 따른 2+r개로 변경하는 것을 포함하며， 여기서, ^과 N2는 각각 2개 비 -제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 연속한 제로 전력 부반송파의 개수를 나타내는 음이 아닌 정수인,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 부반송파 간격 Δ/2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 부반송파 간격 Δ/!과 동일하고,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 주파수 /s,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 주파수 와 동일하며,
상기 제 2프.레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 시간 rs,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 시간 rsj과 동일한,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 3)
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역 중 상기 사용자기기에게 할당된 자원 영역에 대해 적용되는,
무선 프레임 설정 방법.
【청수항 4】
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역의 전체 시스템 대역폭에 대해 적용되는,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 51
사용자기기가 무선 프레임을 설정함에 있어서,
무선 주파수 (radio frequency, RF) 유낫과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되，
상기 프로세서는 상기 RF 유닛으로 하여금 프레임 설정 정보를 수신하도록 하고; 상기 프레임 설정 정보를 기반으로 프레임 설정을 게 1 프레임 설정에서 게 2 프레임 설정으로 변경하도록 구성되며; 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 상기 RF 유엇으로 하여금 신호를 전송 혹은 수신하도록 하는 것을 포함하고,
상기 프로세서는 상기 프레임 설정을 변경하기 위해 주파수 도메인 내 복수의 부반송파들 중 비 -제로 전력 부반송파 간격에 대웅하는 부반송파 개수를 상기 제 1 프레임 설정에 따른 ' +Γ개에서 상기 제 2 프레임 설정에 따른 'N2+r개로 변경하도록 구성되며, 여기서, M과 N2는 각각 상기 제 1 프레임 설정과 상기 제 2 프레임 설정에 따라 2 개 비 -제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 연속한 제로 전력 부반송파의 개수를 나타내는 음이 아닌 정수인，
사용자기기.
【청구항 6】
제 5항에 있어서,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 부반송파 간격 스/2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 부반송파 간격 Δ/i과 동일하고,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 주파수 /s,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 주파수 /s;1와 동일하며,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 시간 Ts,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 시간 과 동일한,
사용자기기.
【청구항 7】
제 5항 또는 제 6항에 있어서， 상기 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 특정 주파수 대역 중 상기 사용자기기에게 할당된 자원 영역에 적용하도록 구성된,
사용자기기.
【청구항 8】
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 특정 주파수 대역의 전체 시스템 대역폭에 적용하도록 구성된,
사용자기기. '
【청구항 9】
기지국이 무선 프레임을 설정함에 있어서,
프레임 설정 정보를 전송;
상기 프레임 설정 정보에 따라 프레임 설정을 제 1 프레임 설정에서 제 2 프레임 설정으로 변경; 및 '
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 신호를 전송 흑은 수신하는 것을 포함하고,
상기 프레임 설정을 변경하는 것은 주파수 도메인 내 복수의 부반송파들 중 비- 제로 전력 부반송파 간격에 대응하는 부반송파 개수를 상기 제 1 프레임 설정에 따른 'Μ+Γ개에서 상기 제 2 프레임 설정에 따른 W2+r개로 변경하는 것을 포함하며, 여기서, 과 N2는 각각 상기 제 1 프레임 설정과 상기 제 2 프레임 설정에 따라 2 개 비 -제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 연속한 제로 전력 부반송파의 개수를 나타내는 음이 아닌 정수인,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 10】
제 9항에 있어서,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 부반송파 간격 Δ/2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 부반송파 간격 Δ/！과 동일하고,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 주파수 /s,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 주파수 i와 동일하며,
상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 상기 프레임의 샘플링 시간 Ts,2는 상기 제 1 프레임 설정에 따른 샘플링 시간 ！ 과 동일한,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 11】
제 9항 또는 제 10항에 있어서,
상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역 중 특정 사용자기기에게 할당된 자원 영역에 대해 적용되는,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 12]
제 9항 또는 제 ·10항에 있어서,
상기 프레임 설정 정보는 특정 주파수 대역의 전체 시스템 대역폭에 대해 적용되는,
무선 프레임 설정 방법.
【청구항 13]
기지국이 무선 프레임을 설정함에 있어서，
무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 상기 RF 유닛으로 하여금 프레임 설정 정보를 전송하도록 하고; 상기 프레임 설정 정보를 기반으로 프레임 설정을 제 1 프레임 설정에서 제 2 프레임 설정으로 변경하도록 구성되며; 상기 제 2 프레임 설정에 따라 설정된 프레임을 이용하여 상기 RF 유닛으로 하여금 신호를 전송 혹은 수신하도록 하는 것을 포함하고,
상기 프로세서는 상기 프레임 설정을 변경하기 위해 주파수 도메인 내 복수의 부반송파들 중 비 -제로 전력 부반송파 간격에 대옹하는 부반송파 개수를 상기 제 1 프레임 설정에 따른 Wi+Γ개에서 상기 제 2 프레임 설정에 따른 'N2+r개로 변경하도록 구성되며, 여기서, 7¼과 N2는 각각 상기 제 1 프레임 설정과 상기 제 2 프레임 설정에 따라 2 개 비 -제로 전력 부반송파들 사이에 설정되는 연속한 제로 전력 부반송파의 개수를 나타내는 음이 아닌 정수인,
기지국.
【청구항 14】
제 13항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 특정 주파수 대역 중 특정 사용자기기에게 할당된 자원 영역에 적용하도록 구성된,
기지국. 【청구항 15】
제 13 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 프레임 설정 정보를 특정 주파수 대역의 전체 시스템 대역폭에 적용하도록 구성된,
기지국.
PCT/KR2013/009425 2012-10-22 2013-10-22 사용자기기의 무선 프레임 설정 방법 및 사용자기기와, 기지국의 무선 프레임 설정 방법과 기지국 WO2014065568A1 (ko)

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