WO2016043565A1 - 하향링크 동기를 획득하는 방법 및 mtc 기기 - Google Patents

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WO2016043565A1
WO2016043565A1 PCT/KR2015/009864 KR2015009864W WO2016043565A1 WO 2016043565 A1 WO2016043565 A1 WO 2016043565A1 KR 2015009864 W KR2015009864 W KR 2015009864W WO 2016043565 A1 WO2016043565 A1 WO 2016043565A1
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WO
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mtc
subframe
base station
received
paging message
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유향선
이윤정
김기준
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to mobile communications.
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink and single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) in uplink.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • MIMO multiple input multiple output
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • the physical channel in LTE is a downlink channel PDSCH (Physical Downlink) It may be divided into a shared channel (PDCCH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical uplink shared channel (PUSCH) and a physical uplink control channel (PUCCH) which are uplink channels.
  • PDSCH Physical Downlink
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • MTC Machine Type Communication
  • the service optimized for MTC communication may be different from the service optimized for human to human communication.
  • MTC communication has different market scenarios, data communication, low cost and effort, potentially very large number of MTC devices, wide service area and Low traffic (traffic) per MTC device may be characterized.
  • the MTC device sends and receives a small amount of data intermittently, allowing it to operate in sleep mode most of the time for power savings.
  • the MTC device may be out of downlink time synchronization with the base station.
  • the present disclosure aims to solve the above-mentioned problem.
  • the present disclosure provides a method for acquiring downlink synchronization in a machine type communication (MTC) device.
  • MTC machine type communication
  • the MTC dedicated synchronization signal may be received on the same subband as the subband in which the paging message is received in the entire system band of the base station.
  • the subbands through which the paging message and the MTC dedicated synchronization signal are received may correspond to six physical resource blocks (PRBs) or 1.4 MHz.
  • PRBs physical resource blocks
  • the subband in which the paging message and the MTC dedicated synchronization signal are received may be located in the center of the entire system band of the base station.
  • the subband in which the paging message and the MTC dedicated synchronization signal are received may not be located in the middle of the entire system band of the base station.
  • the subframe in which the MTC dedicated synchronization signal is received and the paging message are received.
  • the subframe may correspond to a multimedia broadcast / multicast service over a single frequency network (MBSFN) subframe.
  • MMSFN single frequency network
  • the present disclosure also provides a machine type communication (MTC) device for obtaining downlink synchronization.
  • the MTC device includes: a receiving unit receiving an MTC dedicated synchronization signal from a base station on a subframe before a subframe which attempts to receive a paging message; And a processor for acquiring downlink synchronization of the base station through the synchronization signal. After acquiring the downlink synchronization, the processor may attempt to receive the paging message through the receiver.
  • the MTC dedicated synchronization signal may be received on the same subband as the subband in which the paging message is received in the entire system band of the base station.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and a base station.
  • 3 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • FIG. 4 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • FIG. 6 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 7 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • FIG. 8a shows a frame structure for transmission of a synchronization signal in an FDD frame.
  • FIG. 8B shows an example of a frame structure for transmitting a synchronization signal in a TDD frame.
  • MTC machine type communication
  • 10B is an exemplary diagram illustrating an example of reducing a transmission bandwidth of an MTC device.
  • 10C is an exemplary diagram illustrating an example of a sleep mode and an active mode of an MTC device.
  • FIG. 11 illustrates timing of MTC_SS in a situation in which an MTC device attempts to receive a paging message in an RRC idle state.
  • FIG. 12 illustrates an example of subcarriers included in a transmission bandwidth used by an MTC device.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which a disclosure of the present specification is implemented.
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • base station which is used hereinafter, generally refers to a fixed station for communicating with a wireless device, and includes an evolved-nodeb (eNodeB), an evolved-nodeb (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point (e.g., a fixed station). Access Point) may be called.
  • eNodeB evolved-nodeb
  • eNB evolved-nodeb
  • BTS base transceiver system
  • access point e.g., a fixed station.
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • MT mobile terminal
  • 1 is a wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
  • downlink means communication from the base station 20 to the UE 10
  • uplink means communication from the UE 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the UE 10.
  • the transmitter may be part of the UE 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and a base station.
  • the radio interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the first layer is a physical layer
  • the second layer includes a medium access control (MAC) layer and a radio link control (RLC) layer.
  • the third layer includes a radio resource control (hereinafter, referred to as RRC) layer.
  • the UE If there is an RRC connection between the RRC layers of the base station 20 of the UE 10, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode (Idle Mode). do.
  • a wireless communication system can be largely divided into a frequency division duplex (FDD) method and a time division duplex (TDD) method.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the UE cannot be performed at the same time.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • 3 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 10
  • a radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots. Slots in a radio frame are numbered from 0 to 19 slots.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • one slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols. How many OFDM symbols are included in one slot may vary depending on a cyclic prefix (CP).
  • One slot in a normal CP includes 7 OFDM symbols, and one slot in an extended CP includes 6 OFDM symbols.
  • the OFDM symbol is only for representing one symbol period in the time domain since 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink (DL), and a multiple access scheme. It does not limit the name.
  • the OFDM symbol may be called another name such as a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • FIG. 4 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • a subframe having indexes # 1 and # 6 is called a special subframe and includes a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the UE.
  • UpPTS is used to synchronize channel estimation at the base station with uplink transmission synchronization of the UE.
  • GP is a section for removing interference caused in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • DL subframe In TDD, a downlink (DL) subframe and an uplink (UL) subframe coexist in one radio frame.
  • Table 1 shows an example of configuration of a radio frame.
  • 'D' represents a DL subframe
  • 'U' represents a UL subframe
  • 'S' represents a special subframe.
  • the UE may know which subframe is the DL subframe or the UL subframe according to the configuration of the radio frame.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • a slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and NRB resource blocks (RBs) in a frequency domain.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • RBs resource blocks
  • the number of resource blocks (RBs), that is, NRBs may be any one of 6 to 110.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • the number of subcarriers in one OFDM symbol can be used to select one of 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • a resource grid for one uplink slot may be applied to a resource grid for a downlink slot.
  • FIG. 6 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 it is illustrated that 7 OFDM symbols are included in one slot by assuming a normal CP.
  • the DL (downlink) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) and another control channel are allocated to the control region, and a PDSCH is allocated to the data region.
  • PDCH physical downlink control channel
  • physical channels include a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical control format indicator channel (PCFICH), and a physical hybrid (PHICH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PHICH physical hybrid
  • ARQ Indicator Channel Physical Uplink Control Channel
  • FIG. 7 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information is allocated to the control region.
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) for transmitting data (in some cases, control information may also be transmitted).
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of a first slot and a second slot.
  • the frequency occupied by RBs belonging to the RB pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the UE may obtain frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the transmission time interval (TTI).
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • CA carrier aggregation
  • the carrier aggregation system refers to aggregating a plurality of component carriers (CC).
  • CC component carriers
  • a cell may mean a combination of a downlink component carrier and an uplink component carrier or a single downlink component carrier.
  • a cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • a primary cell means a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which a UE performs an initial connection establishment procedure or a connection reestablishment procedure with a base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • a plurality of CCs that is, a plurality of serving cells, may be supported.
  • Such a carrier aggregation system may support cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is a resource allocation of a PDSCH transmitted on another component carrier through a PDCCH transmitted on a specific component carrier and / or other components other than the component carrier basically linked with the specific component carrier.
  • a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier is a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier.
  • synchronization with a cell is obtained through a synchronization signal (SS) in a cell search procedure.
  • SS synchronization signal
  • FIG. 8a shows a frame structure for transmission of a synchronization signal in an FDD frame.
  • the UE may synchronize time and frequency based on a synchronization signal received from the base station.
  • the synchronization signal of 3GPP LTE-A is used when performing cell search and may be divided into a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS).
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • PSS is used to obtain OFDM symbol synchronization or slot synchronization and is associated with a physical-layer cell identity (PCI).
  • PCI physical-layer cell identity
  • SSS is used to obtain frame synchronization.
  • SSS is used for CP length detection and physical layer cell group ID acquisition.
  • the synchronization signal may be transmitted in subframe 0 and subframe 5, respectively, considering the global system for mobile communication (GSM) frame length 4.6 ms for ease of inter-RAT measurement between radio access technologies (RATs).
  • GSM global system for mobile communication
  • RATs radio access technologies
  • the boundary for the frame can be detected through the SSS. More specifically, in the FDD system, the PSS is transmitted in the last OFDM symbol of the 0th slot and the 10th slot, and the SSS is transmitted in the OFDM symbol immediately before the PSS.
  • the synchronization signal may transmit any one of a total of 504 physical cell IDs through a combination of three PSSs and 168 SSSs.
  • a physical broadcast channel (PBCH) is transmitted in the first four OFDM symbols of the first slot.
  • the synchronization signal and the PBCH are transmitted within 6 RBs within the system bandwidth, allowing the UE to detect or decode regardless of the transmission bandwidth.
  • the physical channel through which the PSS is transmitted is called P-SCH, and the physical channel through which the SSS is transmitted is called S-SCH.
  • FIG. 8B shows an example of a frame structure for transmitting a synchronization signal in a TDD frame.
  • the PSS is transmitted in the third OFDM symbol of the third slot and the thirteenth slot.
  • the SSS is transmitted before three OFDM symbols in the OFDM symbol in which the PSS is transmitted.
  • the PBCH is transmitted in the first 4 OFDM symbols of the second slot of the first subframe.
  • DRX Discontinuous Reception
  • DRX is a technique for reducing the battery consumption of the wireless device by allowing the terminal to monitor the downlink channel discontinuously.
  • the DRX cycle specifies the periodic repetition of On-Duration followed by a possible interval of inactivity.
  • the DRX cycle includes on- and off-sections.
  • On-section is a device that the UE monitors the PDCCH in the DRX cycle.
  • the UE may monitor the PDCCH only in the on-section and may not monitor the PDCCH in the off-section.
  • the onDuration timer is used to define the on-section.
  • the On-section may be defined as a section in which the onDuration timer is running.
  • the onDuration timer specifies the number of consecutive PDCCH-subframes at the start of the DRX cycle.
  • the PDCCH-subframe indicates a subframe in which the PDCCH is monitored.
  • a section in which the PDCCH is monitored may be further defined.
  • a period in which the PDCCH is monitored is collectively defined as an active time.
  • the active time may include an on-section for monitoring the PDCCH periodically and a section for monitoring the PDCCH due to an event occurrence.
  • MTC machine type communication
  • Machine Type Communication is an exchange of information through the base station 200 between MTC devices 100 without human interaction or information through a base station between the MTC device 100 and the MTC server 700. Say exchange.
  • the MTC server 700 is an entity that communicates with the MTC device 100.
  • the MTC server 700 executes an MTC application and provides an MTC specific service to the MTC device.
  • the MTC device 100 is a wireless device that provides MTC communication and may be fixed or mobile.
  • the services offered through MTC are different from those in existing human-involved communications, and there are various categories of services such as tracking, metering, payment, medical services, and remote control. exist. More specifically, services provided through the MTC may include meter reading, level measurement, utilization of surveillance cameras, inventory reporting of vending machines, and the like.
  • the uniqueness of the MTC device is that the amount of data transmitted is small and the up / down link data transmission and reception occur occasionally. Therefore, it is effective to lower the cost of the MTC device and reduce battery consumption in accordance with such a low data rate.
  • the MTC device is characterized by low mobility, and thus has a characteristic that the channel environment hardly changes.
  • 10B is an exemplary diagram illustrating an example of reducing a transmission bandwidth of an MTC device.
  • the MTC device has a reduced bandwidth (reduced downlink bandwidth and reduced uplink, for example, 1.4 MHz) Bandwidth).
  • 10C is an exemplary diagram illustrating an example of a sleep mode and an active mode of an MTC device.
  • the MTC device since the MTC device intermittently transmits / receives a small amount of data, as shown in FIG. 10C, the MTC device may operate in a sleep mode for most of the time for power saving.
  • the MTC device may be out of downlink time synchronization with the base station. Therefore, if the MTC device wants to transmit / receive data after the transition from the sleep mode to the active mode, it may be necessary to perform the process of synchronizing with the base station again. However, this process can be a big overhead in terms of time or power consumption for the MTC device.
  • the purpose of the present disclosure is to propose a way to solve this problem.
  • the present disclosure provides a method for efficiently synchronizing with the base station when the MTC device operates in the sleep mode or wakes up from the sleep mode and wants to transmit / receive data with the base station. This can reduce overhead compared to the conventional, and also save power consumption of the MTC device.
  • the present disclosure discloses that the base station attempts to receive a downlink channel while operating in the sleep mode or after waking from the sleep mode, and the base station performs a simpler synchronization signal (eg, in the form of a preamble).
  • a simpler synchronization signal eg, in the form of a preamble.
  • MTC_SS is described for the purpose of fast downlink synchronization of an MTC device waking up from the sleep mode, the MTC_SS may also be used for general synchronization of the MTC device (eg, synchronization at initial access).
  • MTC_SS will be described in terms of transmission timing, transmission frequency domain, structure, and antenna port.
  • the MTC device When the MTC device attempts to receive a data channel / control channel from the base station while operating in the sleep mode or after waking for a long time, there may be two kinds.
  • One case is when the MTC device periodically attempts to receive a paging message from the base station in an RRC idle state.
  • the other is a case of attempting reception of a PDCCH or the like from an eNB in an ON duration after an off duration of a DRX cycle as shown in FIG. 9 in an RRC connected state.
  • the MTC device may receive the MTC_SS from the base station at a timing position as follows.
  • MTC_SS may be received from a base station on a previous subframe of a paging subframe.
  • the proposal 1 will be described with reference to FIG. 11.
  • FIG. 11 illustrates timing of MTC_SS in a situation in which an MTC device attempts to receive a paging message in an RRC idle state.
  • MTC_SS may be received from a base station on a previous subframe of a paging subframe.
  • the paging subframe means i) a subframe in which a PDSCH including a paging message is received, or ii) a subframe in which (E) PDCCH scrambled with P_RNTI is received for scheduling a PDSCH including a paging message. can do.
  • the MTC device may receive MTC_SS on a subframe before the subframe that attempts to receive a paging message.
  • MTC_SS may be received on the last four (or six) OFDM symbols of the previous subframe of the paging subframe.
  • MTC_SS may be received on a paging subframe.
  • the paging subframe is as described above.
  • the MTC_SS may be received on OFDM symbols # 3, # 4, # 5, and # 6 of the paging subframe.
  • the MTC device may attempt to receive the PDCCH in the On duration after the off duration of the DRX cycle, as shown in FIG. 9. Accordingly, when the MTC device attempts to receive the PDCCH during the On period of the DRX cycle, the MTC device may receive the MTC_SS from the base station at the timing timing as follows.
  • MTC_SS may be received from the base station in a subframe in which the DRX cycle ends, that is, the last subframe of the DRX cycle. This may mean a previous subframe of the subframe in which the ON period starts.
  • MTC_SS is i) received from the base station in the subframe (that is, the previous subframe of the subframe where the ON period starts) every DRX cycle ends, or ii) the ON period in which the PDCCH for the MTC device exists
  • the MTC_SS may be received in a previous subframe of this starting subframe.
  • MTC_SS may be received from the base station once every multiple DRX cycles (eg, three DRX cycles).
  • MTC_SS may be received from the base station on the last four (or six) OFDM symbols of the previous subframe of the paging subframe.
  • MTC_SS may be received from the base station on the next subframe of the subframe in which the DRX cycle ends, that is, the subframe in which the ON period starts.
  • MTC_SS is received from the base station in i) the next subframe of the subframe at which every DRX cycle ends, that is, the previous subframe of the subframe at which the ON period begins, or ii) the ON where the PDCCH for the MTC device is present. It may be received in the next subframe of the subframe in which the DRX cycle including the interval ends, that is, the subframe in which the ON interval begins.
  • MTC_SS is i) received from the base station in the next subframe of a subframe in which multiple DRX cycles (for example, three DRX cycles) are terminated, or 2) an ON period in which a PDCCH for the MTC device exists is present.
  • Several DRX cycles involved may be received from the base station in the next subframe of the subframe that ends.
  • MTC_SS may be received on OFDM symbols # 3, # 4, # 5, and # 6 of a paging subframe.
  • the MTC_SS may be transmitted at the following timing.
  • the MTC device has a bandwidth (reduced downlink reduced to about 1.4 MHz), for example. Bandwidth and reduced uplink bandwidth) can be used.
  • the reduced downlink bandwidth that is, 1.4 MHz for the MTC device may be as shown in FIG. 12.
  • FIG. 12 illustrates an example of subcarriers included in a transmission bandwidth used by an MTC device.
  • the middle d.c. Except tone, 72 subcarriers are used and the index of subcarriers is d.c. It is given except tone.
  • the reduced downlink bandwidth is d.c. Since it may not include the tone, it may include six PRBs including a total of 72 consecutive subcarriers.
  • the reduced downlink bandwidth for the MTC device is located in a portion other than the middle of the system bandwidth, there may be a problem in the operation of the MTC device.
  • a simple solution to this problem is to allow MTC devices that use reduced transmission bandwidth to operate only on MBSFN subframes to reduce costs.
  • the MTC device may use the reduced transmission bandwidth on another OFDM symbol except one OFDM symbol for receiving a PDCCH in the MBSFN subframe.
  • the base station may also transmit the MTC_SS for the MTC device only in the MBSFN subframe.
  • the MTC device in the RRC idle state attempts to receive a paging message
  • the paging subframe must exist in the MBSFN subframe.
  • the subframe in which the DRX cycle ends that is, the last subframe of the DRX mode is the MBSFN subframe.
  • the next subframe of the subframe in which the DRX cycle ends that is, the first subframe that becomes active in the RRC connected state, must be an MBSFN subframe.
  • the base station may transmit MTC_SS for the MTC device on subframe # 0 and / or # 5 in the FDD environment, and may transmit on subframes # 0, # 1, # 5, and / or # 6 in the TDD environment. .
  • the MTC_SS transmitted for the MTC device is used when the MTC device operates in the entire frequency range of the cell. It can only be received in sub-band areas.
  • the transmission frequency region of the MTC_SS may be as follows.
  • the base station can always transmit MTC_SS through 6 PRB regions in the middle of the system bandwidth.
  • the MTC device must receive MTC_SS on the six PRBs of the system bandwidth to perform synchronization.
  • the base station can configure the frequency domain (or sub-band region) in which the MTC_SS is transmitted to the MTC device through an SIB or RRC signal.
  • the MTC device may receive MTC_SS on a frequency domain (or sub-band region) known to the MTC device through an SIB or RRC signal.
  • MTC_SS is received in a frequency domain (sub-band region) which was operated or set up last.
  • Proposal 4 In a situation in which an MTC device receives a paging message in an RRC idle DRX, the MTC device may assume that MTC_SS is received in a frequency domain (or sub-band region) for receiving a paging message. That is, the MTC device may assume that MTC_SS is received through a frequency domain (sub-band region) in which a PDSCH including a paging message and / or (E) PDCCH for scheduling the PDSCH is received.
  • a frequency region (sub-band region) in which the MTC_SS is received is for scheduling a PDSCH including a paging message and / or a corresponding PDSCH.
  • the (E) PDCCH may be associated with a frequency domain (sub-band region) in which the PDCCH is received.
  • the MTC device may know the frequency region (sub-band region) in which the MTC_SS can be received according to one of the following proposals.
  • the base station may configure the MTC device with a frequency domain (sub-band region) for transmitting the PDSCH including the paging message and / or (E) PDCCH for scheduling the PDSCH through the SIB or RRC signal.
  • a frequency domain sub-band region
  • E PDCCH
  • Proposal B In the DRX state of the RRC idle state, a frequency region (sub-band region) in which a PDSCH including a paging message and / or (E) PDCCH for scheduling the PDSCH is received is a DRX mode (RRC connection). It can be assumed that it is the same as the frequency domain (sub-band region) that was last operated or set before switching to DRX in state and / or DRX in RRC idle state.
  • MTC_SS which may be received in the situation as described above, needs to be designed to prevent the existing UE from confusing (false detecting) the existing UE with the existing PSS / SSS (or Sidelink Synchronization Signal).
  • PSS / SSS or Sidelink Synchronization Signal
  • MTC_SS may include MTC_PSS and PTC_SSS.
  • the MTC_PSS included in the MTC_SS may be generated through a new root index that has not been used in the existing PSS / SSS (or sidelink synchronization signal).
  • Additional scrambling may be applied to MTC_PSS and MTC_SSS included in MTC_SS.
  • additional scrambling may be applied to only some OFDM symbols.
  • MTC_SS may have a form in which the existing PSS and the existing SSS are repeated many times on the time axis.
  • MTC_SS may be composed of MTC_PSS repeatedly transmitted over a plurality of OFDM symbols and MTC_SSS repeatedly transmitted over a plurality of OFDM symbols.
  • MTC_PSS may include MTC_PSS # 0 and MTC_PSS # 1 transmitted on different OFDM symbols.
  • MTC_SSS may include MTC_SSS # 0 and MTC_SSS # 1 transmitted on different OFDM symbols.
  • the MTC_SS may be transmitted in the following order in order to prevent confusion with the existing PSS / SSS (or sidelink synchronization signal).
  • Transmission order 1 MTC_PSS # 0, MTC_PSS # 1, MTC_SSS # 0, and MTC_SSS # 1 transmitted on OFDM symbols #n, # n + 1, # n + 2, and # n + 3 respectively
  • Transmission order 2 MTC_PSS # 0, MTC_SSS # 0, MTC_PSS # 1, MTC_SSS # 1 transmitted on OFDM symbols #n, # n + 1, # n + 2, and # n + 3 respectively
  • MTC_SS includes only SSS (MTC_SSS)
  • MTC_SS may include only SSS (that is, MTC_SSS). This also helps to prevent the MTC device from erroneously recognizing the MTC_SS as the existing PSS / SSS (or Sidelink Synchronization Signal).
  • MTC_SS may occupy two (or three) OFDM symbols on the time axis, for example. That is, two (or three) MTC_SSSs may be repeatedly transmitted.
  • the antenna port through which the MTC_SS is transmitted and the antenna port through which the existing PSS / SSS are transmitted may be identically set.
  • the MTC device in order for the MTC device to use the existing PSS / SSS in time synchronization with the base station together with the MTC_SS, the MTC device has an antenna port where the MTC_SS is transmitted and an antenna port where the existing PSS / SSS is transmitted in a quasi-same position (quasi). co-located).
  • Embodiments of the present invention described so far may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. Specifically, it will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which a disclosure of the present specification is implemented.
  • the base station 200 includes a processor 201, a memory 202, and an RF unit (radio freqMTC device unit) 203.
  • the memory 202 is connected to the processor 201 and stores various information for driving the processor 201.
  • the RF unit 203 is connected to the processor 201 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 201 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 201.
  • the MTC device 100 includes a processor 101, a memory 102, and an RF unit 103.
  • the memory 102 is connected to the processor 101 and stores various information for driving the processor 101.
  • the RF unit 103 is connected to the processor 101 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 101 implements the proposed functions, processes and / or methods.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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Abstract

본 명세서의 개시는 MTC(Machine type communication) 기기에서 하향링크 동기를 획득하는 방법을 제공한다. 상기 MTC 기기는 페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 MTC 전용 동기 신호를 수신하는 단계와; 상기 동기 신호를 통해 상기 기지국의 하향링크 동기를 획득하는 단계와; 상기 하향링크 동기를 획득한 후, 상기 페이징 메시지의 수신을 시도하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 MTC 전용 동기 신호는 상기 기지국의 전체 시스템 대역 중에서 상기 페이징 메시지가 수신되는 부대역과 동일한 부대역 상에서 수신될 수 있다.

Description

하향링크 동기를 획득하는 방법 및 MTC 기기
본 발명은 이동통신에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
한편, 최근에는 사람과의 상호 작용(human interaction) 없이, 즉 사람의 개입 없이 장치간 또는 장치와 서버간에 일어나는 통신, 즉 MTC(Machine Type Communication)에 대한 연구가 활발히 되고 있다. 상기 MTC는 인간이 사용하는 단말이 아닌 기계 장치가 기존 무선 통신 네트워크를 이용하여 통신하는 개념을 일컫는다.
상기 MTC의 특성은 일반적인 단말과 다르므로, MTC 통신에 최적화된 서비스는 사람 대 사람(human to human) 통신에 최적화된 서비스와 다를 수 있다. MTC 통신은 현재의 이동 네트워크 통신 서비스(Mobile Network Communication Service)와 비교하여, 서로 다른 마켓 시나리오(market scenario), 데이터 통신, 적은 비용과 노력, 잠재적으로 매우 많은 수의 MTC 기기들, 넓은 서비스 영역 및 MTC 기기 당 낮은 트래픽(traffic) 등으로 특징될 수 있다.
MTC 기기는 적은 양의 데이터를 간헐적으로 송/수신하므로, 전원 절약(power saving)을 위해 대부분의 시간 동안 수면(sleep) 모드로 동작할 수 있다.
그런데, 이와 같이 수면 모드로 동작하는 시간이 길어질 수록, 상기 MTC 기기는 기지국과의 하향링크 시간 동기가 어긋나게 될 수 있다.
따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 개시는 MTC(Machine type communication) 기기에서 하향링크 동기를 획득하는 방법을 제공한다. 상기 MTC 기기는 페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 MTC 전용 동기 신호를 수신하는 단계와; 상기 동기 신호를 통해 상기 기지국의 하향링크 동기를 획득하는 단계와; 상기 하향링크 동기를 획득한 후, 상기 페이징 메시지의 수신을 시도하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 MTC 전용 동기 신호는 상기 기지국의 전체 시스템 대역 중에서 상기 페이징 메시지가 수신되는 부대역과 동일한 부대역 상에서 수신될 수 있다.
상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역의 크기는 6개의 PRB(Physical Resource Block) 혹은 1.4MHz에 해당할 수 있다.
상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 가운데에 위치할 수 있다.
대안적으로, 상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않을 수 있다.
위와 같이, 상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역이 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않는 경우, 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 서브프레임 및 상기 페이징 메시지가 수신되는 서브프레임은 MBSFN(Multimedia broadcast/multicast service over a Single Frequency Network) 서브프레임에 해당할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 개시는 하향링크 동기를 획득하는 MTC(Machine type communication) 기기를 또한 제공한다. 상기 MTC 기기는 페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 MTC 전용 동기 신호를 수신하는 수신부와; 상기 동기 신호를 통해 상기 기지국의 하향링크 동기를 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 하향링크 동기를 획득한 후, 상기 수신부를 통해 상기 페이징 메시지의 수신을 시도할 수 있다. 여기서, 상기 MTC 전용 동기 신호는 상기 기지국의 전체 시스템 대역 중에서 상기 페이징 메시지가 수신되는 부대역과 동일한 부대역 상에서 수신될 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 종래 기술의 문제점이 해결되게 된다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 UE과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 6은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 8a은 FDD 프레임 내에서 동기화 신호 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다.
도 8b은 TDD 프레임에서 동기화 신호를 전송하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 9는 DRX 사이클의 일 예를 나타낸다.
도 10a는 MTC(Machine Type communication) 통신의 일 예를 나타낸다.
도 10b는 MTC 기기의 전송 대역폭을 축소하는 예를 나타낸 예시도이다.
도 10c는 MTC 기기의 수면 모드와 활성 모드의 예를 나타낸 예시도이다.
도 11은 MTC 기기가 RRC 유휴 상태에서 페이징 메시지의 수신을 시도하는 상황에서, MTC_SS의 타이밍을 나타낸다.
도 12가 MTC 기기가 사용하는 전송 대역폭에 포함되는 부반송파를 나타낸 예시도이다.
도 13는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station: BS)(20)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE(10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
도 2는 UE과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.
무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
제1 계층은 물리 계층이고, 제2 계층은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층을 포함한다. 제3 계층은 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층을 포함한다.
상기 UE(10)의 기지국(20)의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 유휴 상태(Idle Mode)에 있게 된다.
한편, 무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 UE에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 3은 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3에 도시된 무선 프레임은 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다. 노멀(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다. 여기서, OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 UE에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 UE의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
표 1
UL-DL 설정 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) 서브프레임 인덱스
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S U U U D S U U U
1 5 ms D S U U D D S U U D
2 5 ms D S U D D D S U D D
3 10 ms D S U U U D D D D D
4 10 ms D S U U D D D D D D
5 10 ms D S U D D D D D D D
6 5 ms D S U U U D S U U D
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, UE은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
표 2
스페셜 서브프레임 설정 하향링크에서 노멀 CP 하향링크에서 확장 CP
DwPTS UpPTS DwPTS DwPTS
상향링크에서 노멀 CP 상향링크에서 확장 CP 상향링크에서 노멀 CP 상향링크에서 확장 CP
0 6592*Ts 2192*Ts 2560*Ts 7680*Ts 2192*Ts 2560*Ts
1 19760*Ts 20480*Ts
2 21952*Ts 23040*Ts
3 24144*Ts 25600*Ts
4 26336*Ts 7680*Ts 4384*Ts 5120*Ts
5 6592*Ts 4384*Ts 5120*ts 20480*Ts
6 19760*Ts 23040*Ts
7 21952*Ts -
8 24144*Ts -
도 5는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다.
자원블록(resource block: RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element: RE)를 포함할 수 있다.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 5의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 6는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6에서는 노멀 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
도 7은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
UE이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 전송시간구간(TTI) 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI (rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
<반송파 집성>
이제 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에 대해 설명한다.
반송파 집성 시스템은 다수의 요소 반송파(component carrier: CC)를 집성하는 것을 의미한다. 이러한 반송파 집성에 의해서, 기존의 셀의 의미가 변경되었다. 반송파 집성에 의하면, 셀이라 함은 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파의 조합, 또는 단독의 하향링크 요소 반송파를 의미할 수 있다.
또한, 반송파 집성에서 셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다. 프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다. 세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다.
<동기 신호>
한편, LTE/LTE-A 시스템에서는 셀 탐색 과정(Cell Search Procedure)에서 동기 신호(SS: Synchronization Signal)를 통해 셀과의 동기가 획득되게 된다.
이하 도면을 참조하여 동기 신호에 대해 자세히 살펴본다.
도 8a은 FDD 프레임 내에서 동기화 신호 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다.
슬롯 번호 및 서브프레임 번호는 0부터 시작된다. UE은 기지국으로부터 수신되는 동기화 신호(synchronization signal)를 기반으로 시간 및 주파수 동기를 맞출 수 있다. 3GPP LTE-A의 동기화 신호는 셀 탐색을 수행할 때 사용되며 1차 동기화 신호(PSS; primary synchronization signal) 및 2차 동기화 신호(SSS; secondary synchronization signal)로 구분될 수 있다. 3GPP LTE-A의 동기화 신호는 3GPP TS V10.2.0 (2011-06)의 6.11절을 참조할 수 있다.
PSS는 OFDM 심벌 동기 또는 슬롯 동기를 얻기 위해 사용되고, 물리 계층 셀 ID(PCI; physical-layer cell identity)와 연관되어 있다. 그리고, SSS는 프레임 동기를 얻기 위해 사용된다. 또한, SSS는 CP 길이 검출, 물리 계층 셀 그룹 ID를 획득하게 위해서 사용된다.
동기화 신호는 RAT(radio access technology)간의 측정(inter-RAT measurement)의 용이함을 위해 GSM(global system for mobile communication) 프레임 길이인 4.6ms를 고려하여 서브프레임 0번과 서브프레임 5번에서 각각 전송될 수 있으며, 프레임에 대한 경계는 SSS를 통해 검출 가능하다. 보다 구체적으로, FDD 시스템에서는 PSS는 0번째 슬롯, 10번째 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고, SSS는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다.
동기화 신호는 3개의 PSS와 168개의 SSS의 조합을 통해 총 504개의 물리계층 셀 식별자(physical cell ID) 중 어느 하나를 전송할 수가 있다. PBCH(physical broadcast channel)는 1번째 슬롯의 최초 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. 동기화 신호 및 PBCH는 시스템 대역폭 내의 가운데 6 RB 내에서 전송되어, 전송 대역폭에 관계없이 UE이 검출 혹은 복호할 수 있도록 한다. PSS가 전송되는 물리 채널을 P-SCH, SSS가 전송되는 물리 채널을 S-SCH라 칭한다.
도 8b은 TDD 프레임에서 동기화 신호를 전송하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.
TDD 프레임에서는 PSS가 세 번째 슬롯 및 13번째 슬롯의 세번째 OFDM 심벌에서 전송된다. SSS는 PSS가 전송되는 OFDM 심벌에서 3개의 OFDM 심벌 전에 전송된다. PBCH는 첫 번째 서브프레임의 두 번째 슬롯의 최초 4 OFDM 심벌에서 전송된다.
<불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX)>
이제 3GPP LTE에서 DRX(Discontinuous Reception)에 대해 기술한다.
DRX는 단말이 불연속적으로 하향링크 채널을 모니터링하도록 하여 무선기기의 배터리 소모를 줄이는 기법이다.
도 9는 DRX 사이클의 일 예를 나타낸다.
DRX 사이클은 휴지(inactivity)의 가능한 구간이 이어지는 On-구간(On-Duration)의 주기적인 반복을 특정한다. DRX 사이클은 On-구간과 Off-구간을 포함한다. On-구간은 DRX 사이클 내에서 단말이 PDCCH를 모니터링하는 구긴이다.
DRX가 설정되면 단말은 On-구간에서만 PDCCH를 모니터링하고, Off-구간에서는 PDCCH를 모니터링하지 않을 수 있다.
On-구간을 정의하는데 사용되는 것이 onDuration 타이머이다. On-구간은 onDuration 타이머가 동작 중인 구간으로 정의될 수 있다. onDuration 타이머는 DRX 사이클의 시작 시점에 연속적인 PDCCH-서브프레임의 개수를 특정한다. PDCCH-서브프레임은 PDCCH가 모니터링되는 서브프레임을 가리킨다.
DRX 사이클외에도 PDCCH가 모니터링되는 구간이 더 정의될 수 있다. PDCCH가 모니터링되는 구간을 총칭하여, 액티브 시간(active time)이라 정의한다. 액티브 시간은 주기적으로 PDCCH를 모니터링하는 On-구간과 이벤트 발생으로 인해 PDCCH를 모니터링하는 구간을 포함할 수 있다.
<MTC(Machine Type communication) 통신>
한편, 이하 MTC에 대해서 설명하기로 한다.
도 10a는 MTC(Machine Type communication) 통신의 일 예를 나타낸다.
MTC(Machine Type Communication)는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 MTC 기기(100)들 간에 기지국(200)을 통한 정보 교환 또는 MTC 기기(100)와 MTC 서버(700) 간에 기지국을 통한 정보 교환을 말한다.
MTC 서버(700)는 MTC 기기(100)와 통신하는 개체(entity)이다. MTC 서버(700)는 MTC 애플리케이션을 실행하고, MTC 기기에게 MTC 특정 서비스를 제공한다.
MTC 기기(100)는 MTC 통신을 제공하는 무선 기기로, 고정되거나 이동성을 가질 수 있다.
MTC를 통해 제공되는 서비스는 기존의 사람이 개입하는 통신에서의 서비스와는 차별성을 가지며, 추적(Tracking), 계량(Metering), 지불(Payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 존재한다. 보다 구체적으로, MTC를 통해 제공되는 서비스는 계량기 검침, 수위측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등이 있을 수 있다.
MTC 기기의 특이성은 전송 데이터량이 적고 상/하향 링크 데이터 송수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 MTC 기기의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. 이러한 MTC 기기는 이동성이 적은 것을 특징으로 하며, 따라서 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다.
도 10b는 MTC 기기의 전송 대역폭을 축소하는 예를 나타낸 예시도이다.
MTC 기기의 단가를 낮추기 위한 한가지 방안으로, 도 10b에 도시된 바와 같이 셀의 시스템 대역폭과 무관하게, 상기 MTC 기기는 예를 들어 1.4 MHz 정도로 축소된 대역폭(축소된 하향링크 대역폭 및 축소된 상향링크 대역폭)을 사용할 수 있다.
도 10c는 MTC 기기의 수면 모드와 활성 모드의 예를 나타낸 예시도이다.
한편, MTC 기기는 적은 양의 데이터를 간헐적으로 송/수신하므로, 도 10c에 도시된 바와 같이 전원 절약(power saving)을 위해 대부분의 시간 동안 수면(sleep) 모드로 동작할 수 있다.
그런데, 이와 같이 수면 모드로 동작하는 시간이 길어질 수록, 상기 MTC 기기는 기지국과의 하향링크 시간 동기가 어긋나게 될 수 있다. 따라서, MTC 기기가 수면 모드에서 활성 모드로 천이한 후, 데이터를 송수신하고자 한다면, 기지국과 동기를 맞추는 과정을 다시 수행해야 할 수 있다. 그러나, 이러한 과정은 MTC 기기 입장에서 시간적 또는 전력 소모 적인 측면에서, 큰 오버헤드로 작용할 수 있다.
<본 명세서의 개시>
따라서, 본 명세서의 개시는 이러한 문제점을 해결하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 명세서의 개시는 MTC 기기가 수면 모드로 동작하는 중에 혹은 수면 모드에서 깨어난 후, 기지국과 데이터를 송/수신 하고자 할 경우, 기지국과 동기를 효율적으로 맞출 수 있는 방안을 제시한다. 이를 통해, 기존에 비해 오버헤드를 경감시킬 수 있고, 아울러 MTC 기기의 전력 소모를 절약할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 명세서의 개시는 MTC 기기가 수면 모드로 동작하는 중에 혹은 수면 모드에서 깨어난 후 하향링크 채널의 수신을 시도하는 시점에, 기지국이 보다 간략한 형태의 동기 신호(예컨대, 프리앰블 형태의 동기 신호)(이하, MTC_SS라고 함)를 전송해줌으로써, MTC 기기가 하향링크 동기를 획득하는 시간을 줄일 수 있게 한다.
이하에서는, MTC_SS가 수면 모드에서 깨어난 MTC 기기의 빠른 하향링크 동기 수행을 목적으로 설명되나, 상기 MTC_SS는 MTC 기기의 일반적인 동기(예컨대, 초기 액세스에서의 동기)을 위해서도 사용될 수 있다.
이하, MTC_SS를 전송 타이밍, 전송 주파수 영역, 구조, 안테나 포트의 관점에서 설명하기로 한다.
I. MTC_SS의 전송 타이밍(서브프레임 위치)
이하, MTC_SS가 전송되는 타이밍(전송되는 서브프레임 위치)에 대하여 설명하기로 한다.
MTC 기기가 오랜 시간 동안 수면 모드로 동작하는 중 혹은 깨어난 후, 기지국으로부터 데이터 채널/제어 채널 등의 수신을 시도하는 경우에는 크게 두 가지가 있을 수 있다.
하나는 RRC 유휴(Idle) 상태에서 MTC 기기가 주기적으로 기지국로부터 페이징 메시지(paging message)의 수신을 시도하는 경우이다. 다른 하나는 RRC 연결(connected) 상태에서, 도 9에 도시된 바와 같은 DRX 사이클의 off 구간(duration) 이후의 On 구간(ON duration)에서 기지국으로부터 PDCCH 등의 수신을 시도하는 경우이다.
이하에서는 위 2가지 상황 각각에 대한 방안을 설명하기로 한다.
(1) MTC 기기가 RRC 유휴 상태에서 페이징 메시지의 수신을 시도하는 상황
RRC 유휴 상태이고 DRX가 설정된 경우, MTC 기기가 기지국으로부터 페이징의 수신을 시도하는 상황에서, MTC 기기는 아래와 같은 타이밍 위치에서 기지국으로부터 MTC_SS를 수신할 수 있다.
a) 제안1: MTC_SS는 페이징 서브프레임의 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 수신될 수 있다. 이하, 제안1에 대해서 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
도 11은 MTC 기기가 RRC 유휴 상태에서 페이징 메시지의 수신을 시도하는 상황에서, MTC_SS의 타이밍을 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, MTC_SS는 페이징 서브프레임의 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 수신될 수 있다.
이때, 페이징 서브프레임이라 함은 i) 페이징 메시지가 포함된 PDSCH가 수신되는 서브프레임, 또는 ii) 페이징 메시지가 포함된 PDSCH의 스케줄링을 위해 P_RNTI로 스크램블링된 (E)PDCCH가 수신되는 서브프레임을 의미할 수 있다.
쉽게 설명하면, MTC 기기는 페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전의 서브프레임 상에서 MTC_SS를 수신할 수 있다.
이 경우, MTC_SS는 상기 페이징 서브프레임의 이전 서브프레임의 마지막 4개 (또는 6개) OFDM 심볼들 상에서 수신될 수 있다.
b) 제안 2: MTC_SS는 페이징 서브프레임 상에서 수신될 수 있다. 이때, 페이징 서브프레임이라 함은 앞서 설명한 바와 같다. 이 경우 상기 MTC_SS는 페이징 서브프레임의 OFDM 심볼 #3, #4, #5, #6 상에서 수신될 수 있다.
(2) RRC 연결 상태이고, DRX가 사용되고, PDCCH의 수신을 시도하거나 상향링크 전송을 수행하는 상황
RRC 연결 상태이고, DRX가 설정되는 경우, MTC 기기는 앞선 도 9에 도시된 바와 같이, DRX 사이클의 off 구간(duration) 이후의 On 구간(ON duration)에서 PDCCH의 수신을 시도할 수 있다. 따라서, 이와 같이 MTC 기기가 DRX 사이클의 On 구간 동안 PDCCH의 수신을 시도하는 경우, 아래와 같은 타이밍 위치에서 기지국으로부터 MTC_SS를 수신할 수 있다.
a) MTC_SS는 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임, 즉 DRX 사이클의 마지막 서브프레임에서 기지국으로부터 수신될 수 있다. 이는 곧 ON 구간이 시작되는 서브프레임의 이전 서브프레임을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, MTC_SS는 i) 매 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임(즉, ON 구간이 시작되는 서브프레임의 이전 서브프레임)에서 기지국으로부터 수신되거나, ii) 상기 MTC 기기를 위한 PDCCH가 존재하는 ON 구간이 시작되는 서브프레임의 이전 서브프레임에서 상기 MTC_SS가 수신될 수 있다. 또는, MTC_SS는 여러(multiple) DRX 사이클(예를 들어, 3개의 DRX 사이클) 마다 한번 씩 기지국으로부터 수신될 수 있다.
이 경우 예를 들어 페이징 서브프레임의 이전 서브프레임의 마지막 4개 (또는 6개) OFDM 심볼 상에서 MTC_SS가 기지국으로부터 수신될 수 있다.
b) MTC_SS는 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임, 즉 ON 구간이 시작되는 서브프레임 상에서 기지국으로부터 수신될 수 있다.
보다 구체적으로, MTC_SS는 i) 매 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임, 즉 ON 구간이 시작되는 서브프레임의 이전 서브프레임에서 기지국으로부터 수신되거나, ii) MTC 기기를 위한 PDCCH가 존재하는 ON 구간이 포함되는 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임, 즉 ON 구간이 시작되는 서브프레임에서 수신될 수 있다. 또는, MTC_SS는 i) 여러(multiple) DRX 사이클(예를 들어, 3개의 DRX 사이클)이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임에서 기지국으로부터 수신되거나, 2) MTC 기기를 위한 PDCCH가 존재하는 ON 구간이 포함되는 여러 DRX 사이클(예를 들어, 3개의 DRX 사이클)이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임에서 기지국으로부터 수신될 수 있다.
이 경우 예를 들어 페이징 서브프레임의 OFDM 심볼 #3, #4, #5, #6 상에서, MTC_SS가 수신될 수 있다.
그 밖에, 상기 MTC_SS는 아래와 같은 타이밍에 전송될 수도 있다.
(3) MTC_SS를 MBSFN(Multimedia broadcast/multicast service over a Single Frequency Network) 서브프레임에서의 전송
앞서 이미 설명한 바와 같이, MTC 기기의 단가를 낮추기 위한 한가지 방안으로, 도 10b에 도시된 바와 같이 셀의 시스템 대역폭과 무관하게, 상기 MTC 기기는 예를 들어 1.4 MHz 정도로 축소된 대역폭(축소된 하향링크 대역폭 및 축소된 상향링크 대역폭)을 사용할 수 있다. 이러한 경우, MTC 기기를 위해 축소된 하향링크 대역폭, 즉 1.4MHz은 도 12와 같을 수 있다.
도 12가 MTC 기기가 사용하는 전송 대역폭에 포함되는 부반송파를 나타낸 예시도이다.
도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, MTC 기기를 위해 축소된 하향링크 대역폭, 즉 1.4MHz (=6개의 PRB)은 시스템 대역폭에서 가운데 부분을 위치한다. 이때, 상기 축소된 대역폭, 즉 1.4MHz (=6개의 PRB)는 총 73개의 부반송파들을 포함한다. 다만, 가운데 d.c. tone을 제외하면 72개의 부반송파이고, 부반송파의 인덱스는 d.c. tone을 제외하고 부여된다.
한편, 상기 MTC 기기를 위해 축소된 하향링크 대역폭을 상기 시스템 대역폭의 가운데 부분이 아닌 부분에 위치시키는 것도 고려할 수 있다. 이와 같이, 시스템 대역폭의 가운데 이외 부분에 위치하는 경우, 상기 축소된 하향링크 대역폭은 d.c. tone을 포함하지 않을 수 있기 때문에, 총 72개의 연속적인 부반송파를 포함하는 6개의 PRB를 포함할 수 있다.
그런데, 이와 같이 MTC 기기를 위해 축소된 하향링크 대역폭을 상기 시스템 대역폭의 가운데 부분이 아닌 부분에 위치시키게 되면, 상기 MTC 기기의 동작에 문제가 생길 수 있다.
이를 해결할 수 있는 간단한 방법은, 원가 절감을 위해 축소된 전송 대역폭을 사용하는 MTC 기기가 MBSFN 서브프레임 상에서만 동작하도록 하는 것이다. 이 경우, 상기 MTC 기기는 상기 MBSFN 서브프레임에서, PDCCH를 수신하기 한 OFDM 심볼을 제외한 다른 OFDM 심볼 상에서는 상기 축소된 전송 대역폭을 사용할 수 있다.
이와 같이 원가 절감을 위해 축소된 전송 대역폭을 사용하는 MTC 기기가 MBSFN 서브프레임에서만 동작하도록 하는 경우, 상기 기지국은 MTC 기기를 위한 MTC_SS도 역시 MBSFN 서브프레임에서만 전송할 수 있다. 이 경우, 앞에서 설명한 바와 같이 RRC 유휴 상태의 MTC 기기가 페이징 메시지의 수신을 시도하는 경우, 페이징 서브프레임이 MBSFN 서브프레임에 존재해야 한다. 또한 앞에서 설명한 바와 같이, RRC 연결 상태이고 DRX가 사용되는 상황에서, MTC 기기가 RRC 연결 상태의 활성 상태로 전환되는 경우, DRX 사이클이 종료되는 서브프레임, 즉 DRX 모드의 마지막 서브프레임은 MBSFN 서브프레임이어야 한다. 또는 DRX 사이클이 종료되는 서브프레임의 다음 서브프레임, 즉 RRC 연결 상태의 활성 상태가 되는 첫 번째 서브프레임은 MBSFN 서브프레임이어야 한다.
(4) MTC_SS를 기존 PSS/SSS가 전송되는 서브프레임에서의 전송
MTC 기기의 빠른 동기 수행을 위해 기지국이 MTC_SS를 전송한다고 하더라도, MTC 기기가 MTC_SS와 기존 PSS/SSS 모두를 동기 획득에 이용할 수 있다면, MTC 기기의 동기 획득은 더욱 빨라지고 정확해 질 수 있다. 따라서 기지국은 MTC 기기를 위한 MTC_SS를 FDD 환경에서 서브프레임 #0 및/또는 #5 상에서 전송할 수 있으며, TDD 환경에서는 서브프레임 #0, #1, #5, 및/또는 #6 상에서 전송될 수 있다.
II. MTC_SS의 전송 주파수 영역
원가 절감을 위해 MTC 기기가 셀의 시스템 대역폭과 상관 없이 축수된 대역폭, 예를 들어 1.4MHz의 대역폭으로만 동작하는 경우, MTC 기기를 위해 전송되는 MTC_SS는 셀의 전 주파수영역 중 MTC 기기가 동작하는 부대역(sub-band) 영역에서만 수신될 수 있다. 이 때, MTC_SS의 전송 주파수영역은 다음과 같을 수 있다.
- 제안 1: 기지국은 MTC_SS를 항상 시스템 대역폭의 가운데 6개의 PRB 영역을 통해서만 전송할 수 있다. 이 경우, MTC 기기는 동기를 수행하기 위해 시스템 대역폭의 가운데 6개의 PRB 상에서 MTC_SS를 수신하여야 한다.
- 제안 2: 기지국은 MTC_SS가 전송되는 주파수 영역(혹은 sub-band 영역)을 MTC 기기에게 SIB 또는 RRC 시그널을 통해 설정해줄 수 있다. 이 경우, MTC 기기는 SIB 또는 RRC 시그널을 통해 자신에게 알려진 주파수 영역(혹은 sub-band 영역) 상에서 MTC_SS를 수신할 수 있다.
- 제안 3: MTC 기기는 DRX 모드(RRC 연결 상태의 DRX 및/또는 RRC 유휴 상태의 DRX)로 전환하기 이전에, 최종적으로 동작했던 혹은 설정받았던 주파수영역 (sub-band 영역)에서 MTC_SS가 수신된다고 가정할 수 있다.
- 제안 4: RRC 유휴 상태의 DRX에서 MTC 기기가 페이징 메시지를 수신하는 상황에서, MTC 기기는 MTC_SS는 페이징 메시지의 수신을 위한 주파수 영역(혹은 sub-band 영역)에서 수신된다고 가정할 수 있다. 즉, MTC 기기는 페이징 메시지를 포함한 PDSCH 및/또는 해당 PDSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH가 수신되는 주파수 영역(sub-band 영역)을 통해 MTC_SS가 수신된다고 가정할 수 있다. 이와 같이 하는 이유는, RRC 유휴 상태의 DRX에서 MTC 기기가 페이징 메시지를 수신하는 상황에서, MTC_SS가 수신되는 주파수 영역(sub-band 영역)은 페이징 메시지를 포함한 PDSCH 및/또는 해당 PDSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH가 수신되는 주파수 영역(sub-band 영역)과 연관이 있을 수 있기 때문이다.
이와 같이 MTC_SS가 수신될 수 있는 주파수 영역(sub-band 영역)은 다음과 같은 제안 중 하나에 따라 MTC 기기가 알 수 있다.
- 제안 A: 기지국은 페이징 메시지를 포함한 PDSCH 및/또는 해당 PDSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH를 전송하는 주파수 영역(sub-band 영역)을 MTC 기기에게 SIB 또는 RRC 시그널을 통해 설정해 줄 수 있다.
- 제안 B: RRC 유휴 상태의 DRX 상태에서, 페이징 메시지를 포함한 PDSCH 및/또는 해당 PDSCH를 스케줄링하기 위한 (E)PDCCH가 수신되는 주파수 영역(sub-band 영역)은 MTC 기기가 DRX 모드(RRC 연결 상태의 DRX 및/또는 RRC 유휴 상태의 DRX)로 전환하기 이전에 최종적으로 동작했던 혹은 설정받았던 주파수 영역(sub-band 영역)과 같다고 가정할 수 있다.
III. MTC_SS의 구조
앞에서 설명한 바와 같은 상황에서 수신될 수 있는 MTC_SS는 기존 UE가 기존 PSS/SSS(또는 Sidelink Synchronization Signal)과 혼동하는 것(잘못 검출하는 것)을 방지하도록 디자인 될 필요가 있다. 이를 위해 사용할 수 있는 방안들이 아래에 나열되어 있다. 아래 방안 중 하나 또는 아래 방안들이 조합된 형태가 MTC_SS의 전송에 사용될 수 있다.
1) 방안 1: 새로운 루트 인덱스(root index)
MTC_SS는 MTC_PSS와 PTC_SSS를 포함할 수 있다. 상기 MTC_SS에 포함되는 MTC_PSS는 기존 PSS/SSS(또는 Sidelink Synchronization Signal)에서 사용되지 않았던 새로운 루트 인덱스를 통해 생성될 수 있다.
2) 방안 2: 다른 스크램블링 시퀀스
MTC_SS에 포함되는 MTC_PSS 및 MTC_SSS는 추가적인 스크램블링이 적용되어 있을 수 있다. 이때, MTC_SS가 복수의 OFDM 심볼 상에서 전송될 때, 일부 OFDM 심볼에 대해서만 추가적인 스크램블링이 적용될 수 있다.
3) 방안 3: MTC_PSS, MTC_SSS의 전송 순서 변경
MTC_SS는 기존 PSS와 기존 SSS가 시간축 축에서 여러번 반복된 형태일 수 있다. 다시 말하면, MTC_SS는 복수개의 OFDM 심볼 상에서 반복되어 전송되는 MTC_PSS와 복수개의 OFDM 심볼 상에서 반복되어 전송되는 MTC_SSS로 이루어질 수 있다. 이때, 만약 MTC_PSS가 시간 축에서 2개 OFDM 심볼을 차지하는 경우, MTC_PSS는 서로 다른 OFDM 심볼 상에서 전송되는 MTC_PSS#0와 MTC_PSS#1을 포함할 수 있다. 또한 MTC_SSS가 2 시간 축에서 2개 OFDM 심볼을 차지하는 경우, MTC_SSS는 서로 다른 OFDM 심볼 상에서 전송되는 MTC_SSS#0와 MTC_SSS#1을 포함할 수 있다. 이때, MTC_SS는 기존 PSS/SSS(또는 Sidelink Synchronization Signal)와 혼동되는 것을 방지하기 위해 다음과 같은 순서로 전송될 수 있다.
- 전송 순서 1: OFDM 심볼 #n, #n+1, #n+2, 그리고 #n+3 상에서 각기 전송되는 MTC_PSS#0, MTC_PSS#1, MTC_SSS#0, 그리고 MTC_SSS#1
- 전송 순서 2: OFDM 심볼 #n, #n+1, #n+2, 그리고 #n+3 상에서 각기 전송되는 MTC_PSS#0, MTC_SSS#0, MTC_PSS#1, MTC_SSS#1
4) 방안 4: MTC_SS는 SSS만을 포함함(MTC_SSS)
MTC_MTC 기기가 수면 모드 후 깨어나더라도, 시간 동기가 아주 크게 어긋나 있지 않을 수 있다. 특히 이동이 거의 없는 MTC 기기의 경우, 미세한(fine) 동기의 수행으로도 충분히 시간 동기를 맞출 수 있다. 이 경우, MTC_SS는 SSS(즉, MTC_SSS)만을 포함할 수 있다. 이는 MTC 기기가 MTC_SS를 기존의 PSS/SSS(또는 Sidelink Synchronization Signal)로 잘못 인식하는 것을 방지하는데도 도움을 준다.
이 경우, MTC_SS는 예를 들어 시간 축 상에서 2개(또는 3개) OFDM 심볼을 차지할 수 있다. 즉, 2개 (또는 3개)의 MTC_SSS가 반복되어 전송될 수 있다.
IV. MTC_SS의 전송 안테나 포트
MTC 기기의 빠른 동기 수행을 위해 MTC_SS가 전송된다고 하더라도, MTC 기기가 동기를 맞추는데 MTC_SS와 기존 PSS/SSS 모두를 이용할 수 있다면, MTC 기기의 동기 수행은 더욱 빨라지고 정확해 질 수 있다.
따라서 MTC 기기가 MTC_SS와 함께 기존 PSS/SSS도 역시 기지국과 시간 동기를 맞추는데 사용하도록 하기 위해, MTC_SS가 전송되는 안테나 포트와 기존 PSS/SSS가 전송되는 안테나 포트를 동일하게 설정할 수 있다.
또는 MTC 기기가 MTC_SS와 함께 기존 PSS/SSS도 역시 기지국과 시간 동기를 맞추는데 사용하도록 하기 위해, MTC 기기는 MTC_SS가 전송되는 안테나 포트와 기존 PSS/SSS가 전송되는 안테나 포트는 준-동일 위치(quasi co-located)에 있다고 가정할 수 있다.
지금까지 설명한 내용은 MTC 기기뿐 아니라 일반적인 단말들에게도 적용될 수 있음은 자명하다
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio freqMTC 기기ncy) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(201)에 의해 구현될 수 있다.
MTC 기기(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. MTC(Machine type communication) 기기에서 하향링크 동기를 획득하는 방법으로서,
    페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 MTC 전용 동기 신호를 수신하는 단계와;
    상기 동기 신호를 통해 상기 기지국의 하향링크 동기를 획득하는 단계와;
    상기 하향링크 동기를 획득한 후, 상기 페이징 메시지의 수신을 시도하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 MTC 전용 동기 신호는 상기 기지국의 전체 시스템 대역 중에서 상기 페이징 메시지가 수신되는 부대역과 동일한 부대역 상에서 수신되는 것을 특징으로 하는 MTC 기기의 하향링크 동기 획득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역의 크기는 6개의 PRB(Physical Resource Block) 혹은 1.4MHz에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기의 하향링크 동기 획득 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 가운데에 위치하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기의 하향링크 동기 획득 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 MTC 기기의 하향링크 동기 획득 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역이 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않는 경우, 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 서브프레임 및 상기 페이징 메시지가 수신되는 서브프레임은 MBSFN(Multimedia broadcast/multicast service over a Single Frequency Network) 서브프레임에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기의 하향링크 동기 획득 방법.
  6. 하향링크 동기를 획득하는 MTC(Machine type communication) 기기로서,
    페이징 메시지의 수신을 시도하는 서브프레임 이전 서브프레임 상에서 기지국으로부터 MTC 전용 동기 신호를 수신하는 수신부와;
    상기 동기 신호를 통해 상기 기지국의 하향링크 동기를 획득하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 하향링크 동기를 획득한 후, 상기 수신부를 통해 상기 페이징 메시지의 수신을 시도하고,
    여기서, 상기 MTC 전용 동기 신호는 상기 기지국의 전체 시스템 대역 중에서 상기 페이징 메시지가 수신되는 부대역과 동일한 부대역 상에서 수신되는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역의 크기는 6개의 PRB(Physical Resource Block) 혹은 1.4MHz에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 가운데에 위치하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역은 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 페이징 메시지와 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 부대역이 상기 기지국의 전체 시스템 대역의 정가운데에 위치하지 않는 경우, 상기 MTC 전용 동기 신호가 수신되는 서브프레임 및 상기 페이징 메시지가 수신되는 서브프레임은 MBSFN(Multimedia broadcast/multicast service over a Single Frequency Network) 서브프레임에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
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