WO2016117984A1 - 기계타입통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

기계타입통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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이윤정
양석철
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엘지전자 주식회사
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    • H04W48/10—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using broadcasted information

Definitions

  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN-OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system).
  • a method for transmitting and receiving signals at a terminal a method for transmitting and receiving signals at a base station, and an apparatus therefor are provided in a wireless communication system supporting a machine type communication (MTC) device.
  • MTC machine type communication
  • the common configuration may be specified through a broadcasting channel transmitted from the base station.
  • the SIB for the low cost machine type may be transmitted in a time domain in which a physical downlink shared channel_ of a subframe is transmitted.
  • the second message is a message transmitted through a physical downlink shared channel, a physical downlink control channel, an enhanced physical downlink
  • the message may be transmitted through an enhanced physical downlink control channel.
  • the third message may include a random access response message, a contention canceling message, a message transmitted through a physical downlink shared channel, a physical downlink control channel, and an improved physical downlink. It may include at least one of messages transmitted through an enhanced physical downlink control channel.
  • the method according to the present invention comprises the steps of receiving uplink scheduling information from the base station through a control channel; And transmitting a fourth message to the base station based on the uplink scheduling information.
  • the fourth message is transmitted using the common configuration
  • the uplink scheduling information is performed based on the terminal specific configuration
  • the fourth message may be transmitted using the terminal specific setting.
  • the method according to the present invention comprises the steps of receiving uplink scheduling information from the base station through a control channel; And transmitting a fourth message to the base station based on the uplink scheduling information.
  • the fourth message may be determined based on the property of the control channel.
  • the wireless communication signal can be efficiently transmitted / received.
  • FIG. 1 illustrates an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates an example of a downlink (DL) / uplink (UL) slot structure in a wireless communication system.
  • FIG 3 illustrates a radio frame structure for transmission of a synchronization signal (SS).
  • SS synchronization signal
  • FIG. 4 illustrates a downlink subframe structure used in a wireless communication system.
  • 5 shows a resource unit used to configure a downlink control channel.
  • FIG. 6 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in a wireless communication system.
  • FIG. 7 illustrates UL HARQ operation in an LTE system.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an FDD system and a DL / UL HARQ timeline.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining TTI bundling.
  • FIG 10 illustrates an example of bandwidth setting for an MTC that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example in which a channel using a common configuration and a channel using a terminal-specific configuration are divided in a subframe according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • an eNB allocates a downlink / uplink time / frequency resource to a UE, and the UE receives a downlink signal according to the allocation of the eNB and transmits an uplink signal.
  • it can be applied to contention-based communication such as WiFi.
  • an access point (AP) or a control node controlling the access point allocates resources for communication between a UE and the AP, whereas a competition-based communication technique connects to an AP. Communication resources are occupied through contention among multiple UEs that are willing to.
  • CSMA is a communication technique based on the principle of "sense before transmit” or “listen before talk”.
  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) and / or Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) are used as a technique for avoiding collision between transmission devices in a contention-based communication system using CSMA.
  • CSMA / CD is a collision detection technique in a wired LAN environment. First, a PC or a server that wants to communicate in an Ethernet environment checks if a communication occurs on the network, and then another device If you are sending on the network, wait and send data.
  • Various methods are used to prioritize and reconfigure transmission devices within a list.
  • a collision may occur, in which a collision detection procedure is performed.
  • Transmission devices using CSMA / CA use specific rules to avoid collisions between data transmissions by other transmission devices and their data transmissions.
  • RRH or RRU, RRH / RRU is generally connected to the eNB by a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU and eNB are generally compared to cooperative communication by eNBs connected by a wireless line.
  • cooperative communication 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.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard corresponds to downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Downlink physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control) format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH) and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels
  • reference signal and synchronization signal Is defined as downlink physical signals.
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH RE is allocated to the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH.
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below:
  • the expression that the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH is hereinafter referred to as uplink control information / uplink on or through PUSCH / PUCCH / PRACH, respectively.
  • CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS is assigned or configured OFDM symbol / subcarrier / RE to CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS symbol / carrier / subcarrier / RE. It is called.
  • an OFDM symbol assigned or configured with a tracking RS (TRS) is called a TRS symbol
  • a subcarrier assigned or configured with a TRS is called a TRS subcarrier
  • an RE assigned or configured with a TRS is called a TRS RE.
  • a subframe configured for TRS transmission is called a TRS subframe.
  • FIG. 1 illustrates an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • the OFDM symbol may be called an OFDM symbol, a Single Carrier Frequency Division Multiplexing (SC-FDM) symbol, or the like according to a multiple access scheme.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the channel bandwidth and the length of the cyclic prefix (CP). For example, one slot includes seven OFDM symbols in the case of a normal CP, but one slot includes six OFDM symbols in the case of an extended CP.
  • FIG. 2 illustrates a subframe in which one slot includes 7 OFDM symbols for convenience of description, embodiments of the present invention can be applied to subframes having other numbers of OFDM symbols in the same manner. Referring to FIG.
  • One RB is defined as N DL / UL symb (e.g. 7) consecutive OFDM symbols in the time domain and is defined by N RB sc (e.g. 12) consecutive subcarriers in the frequency domain. Is defined.
  • N DL / UL symb e.g. 7
  • N RB sc e.g. 12
  • a resource composed of one OFDM symbol and one subcarrier is called a resource element (RE) or tone. Therefore, one RB is composed of N DL / UL symb ⁇ N RB sc resource elements.
  • Each resource element in the resource grid may be uniquely defined by an index pair ( k , 1 ) in one slot.
  • the UE may receive the MIB via a broadcast channel (eg, PBCH).
  • PBCH broadcast channel
  • the MIB includes a downlink system bandwidth (dl-Bandwidth, DL BW), a PHICH configuration, and a system frame number (SFN). Therefore, the UE can know the information on the DL BW, SFN, PHICH configuration explicitly by receiving the PBCH.
  • the information that the UE implicitly (implicit) through the reception of the PBCH includes the number of transmit antenna ports of the eNB.
  • PSS / SSS and PBCH are transmitted only within a total of six RBs, that is, a total of 72 subcarriers, three on the left and right around a DC subcarrier within a corresponding OFDM symbol, regardless of the actual system bandwidth. Therefore, the UE is configured to detect or decode the SS and the PBCH regardless of the downlink transmission bandwidth configured for the UE.
  • Examples of DL control channels used in 3GPP LTE include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PHICH physical hybrid ARQ indicator channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols used for transmission of a control channel within the subframe.
  • the PCFICH informs the UE of the number of OFDM symbols used in the corresponding subframe every subframe.
  • PCFICH is located in the first OFDM symbol.
  • the PCFICH is composed of four resource element groups (REGs), and each REG is distributed in the control region based on the cell ID.
  • One REG consists of four REs. The structure of the REG is described in more detail with reference to FIG. 5.
  • Subframe Number of OFDM symbols for PDCCH when N DL RB > 10 Number of OFDM symbols for PDCCH when N DL RB ⁇ 10
  • Subframe 1 and 6 for frame structure type 2 1, 2 2 MBSFN subframes on a carrier supporting PDSCH, configured with 1 or 2 cell-specfic antenna ports 1, 2 2 MBSFN subframes on a carrier supporting PDSCH, configured with 4 cell-specific antenna ports 2 2
  • Non-MBSFN subframes except subframe 6 for frame structure type 2) configured with positioning reference signals 1, 2, 3 2, 3 All other cases 1, 2, 3 2, 3, 4
  • the PCFICH carries a control format indicator (CFI) and the CFI indicates one of 1 to 3 values.
  • CFI control format indicator
  • the number 2, 3 or 4 of OFDM symbols that are spans of the DCI carried by is given by CFI + 1.
  • CFI is coded according to the following table.
  • the PHICH carries a Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK / NACK (acknowledgment / negative-acknowledgment) signal as a response to the UL transmission.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
  • NACK acknowledgeledgment / negative-acknowledgment
  • the PHICH consists of three REGs and is cell-specific scrambled.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit, and the 1-bit ACK / NACK is repeated three times, and each repeated ACK / NACK bit is spread with a spreading factor (SF) 4 or 2 and mapped to the control region.
  • SF spreading factor
  • DCI downlink control information
  • DCI includes resource allocation information and other control information for the UE or UE group.
  • the transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH) may also be called DL scheduling information or a DL grant, and may be referred to as an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the transmission format and resource allocation information is also called UL scheduling information or UL grant.
  • the DCI carried by one PDCCH has a different size and use depending on the DCI format, and its size may vary depending on a coding rate.
  • formats 0 and 4 for uplink and formats 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, and 3A are defined for uplink.
  • Hopping flag, RB allocation, modulation coding scheme (MCS), redundancy version (RV), new data indicator (NDI), transmit power control (TPC), and cyclic shift DMRS Control information such as shift demodulation reference signal (UL), UL index, CQI request, DL assignment index, HARQ process number, transmitted precoding matrix indicator (TPMI), and precoding matrix indicator (PMI) information
  • UL shift demodulation reference signal
  • UL index UL index
  • CQI request UL assignment index
  • HARQ process number transmitted precoding matrix indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • R0 to R3 represent CRSs for antenna ports 0 to 3. According to the number of antenna ports of the transmitting node, C0 of R0, R0 and R1, or R0 to R3 is transmitted.
  • the CRS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no CRS is allocated in the control region, and the data channel is also allocated to a resource to which CRS is not allocated in the data region.
  • the CRS is transmitted over the entire downlink bandwidth in all downlink subframes in a cell supporting PDSCH transmission and configured in the eNB. All antenna ports were sent.
  • CRS sequence r l, ns ( m ) is defined according to the following equation.
  • Equation 3 the pseudo-random sequence generator is initialized by the following equation at the start of each OFDM symbol.
  • N cell ID represents a physical cell identifier (or also called a physical layer cell identifier) that the UE can acquire based on the PSS / SSS
  • N CP is a value defined as 1 for a normal CP and 0 for an extended CP. to be.
  • n s is a slot number in a radio frame
  • l is an OFDM symbol number in the slot, and is determined according to the following equation.
  • the cell-specific frequency shift v shift is given by the following equation according to the physical layer cell identity N cell ID as follows.
  • REs ( k , l ) used for transmission of CRSs on any one of the antenna ports in the slot are not used for CRS transmission on any other antenna port in the same slot and are set to zero. That is, in the RE used for CRS transmission of another antenna port in the same slot, transmit power is set to 0 in the corresponding antenna port.
  • the base station may determine the downlink transmission power per RE.
  • the UE assumes that a specific CRS Energy Per Resource Element (EPRE) is constant in downlink system bandwidth and all subframes until other cell specific RS signal information is received.
  • the CRS EPRE may be derived from the downlink reference signal transmission power given by the parameter provided by the upper layer, referenceSignalPower .
  • the downlink reference signal transmission power may be defined as a linear average of power contributions of all REs transmitting the CRS within the system frequency.
  • the power of the RE transmitting the PDSCH from the CRS EPRE can be determined.
  • power-offset 0 in all PDSCH transmission schemes except for multi-user MIMO.
  • the UE is delivered to the UE through higher layer signaling as a UE specific parameter.
  • the value may be any one of the values corresponding to Table 9 below.
  • 5 shows a resource unit used to configure a downlink control channel.
  • FIG. 5A illustrates a case where the number of transmit antenna ports is one or two
  • FIG. 5B illustrates a case where the number of transmit antenna ports is four.
  • the resource unit for the control channel is REG.
  • the REG consists of four neighboring REs except the CRS. That is, the REG is composed of the remaining REs except for the RE indicated by any one of R0 to R3 in FIG. 5.
  • PFICH and PHICH include four REGs and three REGs, respectively.
  • the PDCCH is composed of CCE units, and one CCE includes 9 REGs.
  • FIG. 5 illustrates that the REGs constituting the CCE are adjacent to each other, nine REGs constituting the CCE may be distributed on a frequency and / or time axis in the control region.
  • Blocks of bits b (i) (0), ..., b (i) ( M (i) bit- 1) on each control channel to be transmitted in the subframe are multiplexed, so that blocks b (0) (0 ) of bits ), ..., b (0) ( M (0) bit- 1), b (1) (0), ..., b (1) ( M (1) bit- 1), ..., b (nPDCCH-1) (0), ..., b (nPDCCH-1) ( M (nPDCCH-1) bit -1) .
  • M (i) bit is the number of bits in one subframe to be transmitted on the PDCCH channel number i
  • nPDCCH is the number of PDCCHs transmitted in the subframe.
  • the scrambling sequence c ( i ) is given by equation (4).
  • the scrambling sequence generator is initialized in the following manner at the beginning of each subframe.
  • CCE number n corresponds to bits b (72 n ), b (72 n +1), ..., b (72 n +71).
  • Block of scrambled bits Is modulated by QPSK resulting in blocks d (0), ..., d ( M sym -1) of complex-valued modulation symbols.
  • Blocks of modulation symbols d (0), ..., d ( M symb -1) are precoded for single-layer port and defined for transmission on a single antenna port according to the layer mapping defined for transmission on a single antenna port.
  • y (p) ( i ) represents a signal for antenna port p .
  • the mapping of REs is defined by the operations on quadruplets of complex-valued symbols.
  • z (p) ( i ) ⁇ y (p) (4 i ), y (p) (4 i +1), y (p) (4 i +2), y (p) (4 i +3)
  • the blocks z (p) (0), ..., z (p) ( M quad -1) (where M quad M symb / 4) of quadruplets are permuted to allow w (p) (0), ..., w (p) ( M quad -1)
  • Blocks of quadruplets w (p) (0), ..., w (p) ( M quad -1) are cyclically shifted, Becomes .
  • the block of quadruplets The mapping of is defined in terms of REGs according to steps 1-10 below.
  • Step 5 Symbol Quadruplet Is mapped to the REG represented by ( k ', l ') for each antenna port p .
  • Step 6) Increase m 'by 1.
  • Step 7) Increase l 'by 1.
  • Step 8) If l ' ⁇ L (where L corresponds to the number of OFDM used for PDCCH transmission as indicated by the sequence transmitted on the PCFICH), repeat from step 4.
  • Step 9) increase k 'by 1.
  • Step 10 If k ' ⁇ N DL RB ⁇ N RB sc, repeat from step 3.
  • 3GPP LTE TS 36.211 and 3GPP LTE TS 36.212 documents for more details on the layer mapping, precoding, permutation, etc. of the PDCCH.
  • FIG. 6 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in a wireless communication system.
  • a UL subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • One or several physical uplink control channels may be allocated to the control region to carry uplink control information (UCI).
  • One or several physical uplink shared channels may be allocated to a data region of a UL subframe to carry user data.
  • subcarriers having a long distance based on a direct current (DC) subcarrier are used as a control region.
  • subcarriers located at both ends of the UL transmission bandwidth are allocated for transmission of uplink control information.
  • the DC subcarrier is a component that is not used for signal transmission and is mapped to a carrier frequency f 0 during frequency upconversion.
  • the PUCCH for one UE is allocated to an RB pair belonging to resources operating at one carrier frequency in one subframe, and the RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in two slots.
  • the PUCCH allocated in this way is expressed as that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary. However, if frequency hopping is not applied, RB pairs occupy the same subcarrier.
  • PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • SR Service Request: Information used for requesting an uplink UL-SCH resource. It is transmitted using OOK (On-Off Keying) method.
  • HARQ-ACK A response to a PDCCH and / or a response to a downlink data packet (eg, codeword) on a PDSCH. This indicates whether the PDCCH or PDSCH is successfully received.
  • HARQ-ACK 1 bit is transmitted in response to a single downlink codeword
  • HARQ-ACK 2 bits are transmitted in response to two downlink codewords.
  • HARQ-ACK response includes a positive ACK (simple, ACK), negative ACK (hereinafter, NACK), DTX (Discontinuous Transmission) or NACK / DTX.
  • the term HARQ-ACK is mixed with HARQ ACK / NACK, ACK / NACK.
  • CSI Channel State Information
  • the CSI may be composed of channel quality information (CQI), precoding matrix indicator (PMI), precoding type indicator, and / or rank indication (RI).
  • CQI channel quality information
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank indication
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • PMI is a value reflecting a space characteristic of a channel and indicates an index of a precoding matrix that a UE prefers for downlink signal transmission based on a metric such as SINR.
  • the CQI is a value indicating the strength of the channel and typically indicates the received SINR that the UE can obtain when the eNB uses PMI.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest
  • the base station selects a terminal to transmit data for each transmission time interval (TTI) (eg, subframe).
  • TTI transmission time interval
  • the base station selects terminals to transmit data in uplink / downlink per transmission unit time and also selects a frequency band used by each selected terminal for data transmission.
  • UEs transmit reference signals (or pilots) in uplink
  • the base station uses the reference signals transmitted from the UEs to determine channel states of the UEs, and thus, each unit frequency per transmission unit time.
  • Terminals for transmitting data in the uplink in the band is selected.
  • the base station informs the terminal of this result. That is, the base station transmits an uplink assignment message for transmitting data using a specific frequency band to an uplink scheduled terminal at a specific transmission unit time.
  • the uplink assignment message is also referred to as a UL grant.
  • the terminal transmits data in the uplink according to the uplink assignment message.
  • the uplink allocation message basically includes information on UE identity, RB allocation information, payload, etc., and may additionally include an incremental redundancy (IR) version, a new data indication (NDI), and the like. have.
  • IR incremental redundancy
  • NDI new data indication
  • the synchronous non-adaptive HARQ scheme when a UE scheduled to be retransmitted at a specific time is retransmitted, the retransmission time is systematically promised (for example, 4 subframes after the NACK reception time). Therefore, the UL grant message transmitted from the base station to the terminal only needs to be transmitted during initial transmission, and subsequent retransmission is performed by the ACK / NACK signal.
  • the base station when the asynchronous adaptive HARQ scheme is applied, since the retransmission time is not promised to each other, the base station should send a retransmission request message to the terminal.
  • the base station since the frequency resource or MCS for retransmission is different for each transmission time, the base station should also transmit the HARQ process index, IR version, NDI information with the terminal ID, RB allocation information, payload when sending a retransmission request message.
  • the UL HARQ scheme uses synchronous non-adaptive HARQ.
  • the HARQ process number is given from 0 to 7.
  • One HARQ process operates per transmission time unit (eg, subframe).
  • the base station 810 transmits a UL grant to the terminal 820 through the PDCCH (S800).
  • the terminal 820 transmits uplink data to the base station S810 using the RB and MCS designated by the UL grant after 4 subframes (eg, subframe 4) from a time point (eg, subframe 0) at which the UL grant is received. Transmit (S802).
  • the base station 810 decodes the uplink data received from the terminal 820 and generates ACK / NACK. If decoding on the uplink data fails, the base station 810 transmits a NACK to the terminal 820 (S804). The terminal 820 retransmits uplink data after 4 subframes from the time point of receiving the NACK (S806).
  • the same HARQ processor is responsible for initial transmission and retransmission of uplink data (eg, HARQ process 4).
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an FDD system and a DL / UL HARQ timeline.
  • transmission and reception of downlink / uplink data corresponding to specific uplink / downlink data are received after 4 ms.
  • UL ACK / NACK transmission is performed for a corresponding PDSCH 4 ms after a PDSCH / DL grant reception time.
  • transmission of a PUSCH corresponding to an uplink grant (UL grant) / PHICH is a PHICH / uplink grant (UL grant corresponding to a PUSCH transmission / retransmission, 4 ms after the UL grant / PHICH reception time ) Is performed 4 ms after the corresponding PUSCH transmission / retransmission time point.
  • a synchronous HARQ scheme for UL HARQ operation and an asynchronous HARQ scheme for DL HARQ operation are used.
  • the synchronous HARQ scheme when the initial transmission fails, subsequent retransmission is performed at a point in time determined by the system. That is, a time point associated with transmission / retransmission of UL data linked to a specific HARQ process or a UL GRANT / PHICH timeline is previously defined and cannot be arbitrarily changed.
  • retransmission for data that failed initial transmission may be performed at any time after 8 ms including the initial transmission time.
  • each HARQ process is defined by a unique HARQ process identifier having a 3-bit size, and data retransmitted at a receiving end (ie, a UE in a downlink HARQ process and an eNB in an uplink HARQ process).
  • a receiving end ie, a UE in a downlink HARQ process and an eNB in an uplink HARQ process.
  • TTI bundling means transmitting packets while repeating the TTI corresponding to the bundling size (for example, 4).
  • FIG. 9 is a diagram for comparing redundancy according to whether TTI bundling is used.
  • FIG. 9A illustrates a case of not using bundling
  • FIG. 9B illustrates a case of using 4 TTI bundling.
  • TTI bundling When TTI bundling is not used, each TTI includes an RLC header and a MAC header, but when TTI bundling is used, one RLC header and a MAC header are included in four TTIs, thereby reducing the RLC header and the MAC header. have.
  • the use of TTI bundling can reduce the redundancy.
  • 4 TTI bundling has the effect of reducing the 120-bit overhead, which, in percentage terms, reduces the 7.6% overhead.
  • the UE when the UE transmits data in the n-th subframe, and receives the PHICH ACK / NACK (A / N) from the base station in the n + 4th subframe, and receives the NACK In one case, retransmission is performed in the n + 8th subframe.
  • the base station when 4 TTI bundling is used, since the n, n + 1, n + 2, and n + 3 subframes constitute one bundled packet, the base station receives at least four subframes after receiving the last n + 3 subframes. A / N is transmitted after the subframe, and the UE performs retransmission after at least four subframes.
  • the retransmission period for one 4 TTI bundling is equal to 16 TTIs. This may be allocated for up to three retransmissions of TTI bundling or for somewhat relaxed latency to meet 50 ms, a strict constraint on VoIP latency at the air-interface. This means that four retransmissions are allocated to satisfy the constraint 52 ms. In addition, it is considered that the transmission rate of the VoIP packet arriving from the upper layer to the physical layer is 20 ms.
  • the TTI bundling size was 4, and the redundancy version (RV) transmission order was used in the order of RV 0, 2, 3, and 1.
  • RV redundancy version
  • TTI bundling size of the TTI bundling is changed and used.
  • the following description is particularly applicable to TDD and / or D2D signal transmission and reception.
  • bundling sizes of various sizes such as 2, 3, 4, 5, and 6 may be used.
  • four RVs and a turbo code of 1/3 coding rate are assumed.
  • the scope of the present invention is not limited only to the number of RVs and the coding rate, and other values of the number of RVs and the coding rate may be used.
  • an RV is defined in a system to which circular buffer rate matching is applied.
  • RV 0 may be used hereinafter to refer to an RV including the most systematic bits or an RV including only the systematic bits.
  • RV 0 and / or RV 1 may be transmitted in subframes exceeding the number of RVs.
  • RV 0 and / or RV 1 may be transmitted in subframes exceeding the number of RVs.
  • an RV including only systematic bits may be transmitted in a subframe exceeding the number of RVs.
  • the SNR gain can be obtained by transmitting RV with a lot of systematic bits or systematic bits more frequently.
  • RV 0 may be included in every bundle to obtain SNR gain.
  • any one of the subframes corresponding to one bundle may transmit RV 0 (RV including the most systematic bits or RV including only the systematic bits).
  • RV included in one bundle together with RV 0 may be circulated in the order of 0, 2, 3, 1, or may be determined according to another specific order.
  • the RV order may be determined for each TTI bundling size.
  • two or more consecutive numbers eg, 02
  • the first transmission is transmission of RV 0, 2 in bundling size 2
  • the next transmission is transmission of RV 3, 1 in order.
  • the existing RV order may be transmitted according to each TTI bundling size as 02-> 31-> 02-> 31-> 02. That is, the first transmission transmits RV 0, 2 and the subsequent retransmissions RV 3, 1, and the subsequent retransmissions transmit RV 0, 2 again.
  • the RV order may be set to 0, 1, 2, and 3 in advance, and the RV order may be transmitted as 01-> 23 according to the TTI bundling size.
  • RV 0 may be included once every bundle / retransmission.
  • the RV transmitted with RV 0 may change at every retransmission.
  • only two in front of the existing RV sequence may be transmitted, such as RV 02-> 02-> 02.
  • the existing RV order is sequentially transmitted three by three in the order of 023-> 102-> 310-> 231-> 023.
  • the existing RV order is sequentially transmitted three by three in the order of 023-> 102-> 310-> 231-> 023.
  • Modified uses are also possible, for example 023-> 012-> 013-> 123-> 023.
  • an order such as 012-> 023-> 013-> 123-> 012 may be possible.
  • RV 0 can be sent for each bundle to send RV 0 more frequently.
  • an order such as 023-> 013-> 012-> 023 may be possible.
  • a sequence such as 023-> 023-> 023 may be taken by taking only three of them from the existing RV sequence.
  • the RV transmitted with the RV 0 may be changed.
  • the TTI bundling size is 5, it may be transmitted through five TTI bundles sequentially according to the existing RV order, such as 02310-> 23102-> 31023-> 10231-> 02310.
  • the existing RV order such as 02310-> 23102-> 31023-> 10231-> 02310.
  • the number of RVs, RV 0 or RV 1 may be transmitted once more in a corresponding subframe, that is, an additional TTI.
  • it may be transmitted as 02310-> 02311-> 02310 or 02310-> 02310.
  • RV 0 may be transmitted before the existing order 0231 and RV 0 after 0231 for the next transmission, such as 00231-> 023100-> 00231, thereby changing the position of RV 0 transmitted once more.
  • the bundling size is 6, it is sequentially transmitted to 6 TTI bundles according to the existing RV order, such as 023102-> 310231-> 023102.
  • the additional TTI transmits RV 0 and / or RV 1 once more. For example, it may be transmitted as 020301-> 020301. Or 023100-> 023100 may be transmitted.
  • RV 0 is transmitted twice before the existing sequence 0231 and RV 0 twice after 0231 for the next transmission, such as 000231-> 023100-> 000231. Can be.
  • the size of one bundle may be different in the previous transmission and the next transmission.
  • one bundling size may be configured (differently) in the first transmission and the next transmission. That is, flexible TTI bundling may be used.
  • transmission of the RV in each bundle may be in accordance with the above description. Specifically, for example, if the TTI size exceeds 4, RV 0 may always be transmitted in the additional TTI. That is, when the bundle size is 6-> 4-> 4-> 4, 2 TTIs may transmit RV 0 in the first 6TTI bundle.
  • the location where the additional RV 0 is transmitted may be configured in various ways, such as 023100, 000231, 020031, 023001, 020301.
  • the RV may be cyclically transmitted in the order of 0231 regardless of the bundle size.
  • the RVs may be transmitted in an order such as 0231-> 023102-> 3102-> 3102.
  • the TTI bundle other than 4 since the TTI bundle other than 4 is transmitted, it can be seen that the RV order has been changed in the 4 TTI bundle.
  • the remaining MCS field may be used for dynamically configuring / instructing RV.
  • the remaining part of the MCS field may indicate the RV of the uplink subframe linked to the DCI.
  • the RV may be indicated through the remaining portion of the MCS field only when TTI bundling is configured and the bundle size exceeds 4.
  • the RV may be transmitted in a predetermined order (for example, one of the above-described order), and if there is an indication for an additional TTI bundle, the UE may transmit the corresponding RV. .
  • next generation system (beyond LTE (-A) system) of 3GPP LTE (-A) system
  • low-cost / low-spec devices are mainly used for data communication such as meter reading, water level measurement, surveillance camera use, and inventory reporting of vending machines.
  • MTC device In case of MTC UE, since the amount of transmitted data is small and the number of UEs operating in one cell is large, the burden on the eNB becomes very large when signal transmission for uplink / downlink scheduling / feedback is performed for each UE at once. .
  • uplink data / feedback transmission by the MTC UE is not continuous and intermittent, the eNB may not continuously maintain uplink time / frequency synchronization of the MTC UE. Therefore, in order to save power of the MTC UE, uplink data / feedback transmission of the MTC UE is preferably performed in a random access preamble based RACH procedure.
  • a situation in which a plurality of MTC UEs performing the same / similar functions in a limited space such as a specific building, a building, a warehouse, etc. may be arranged / operated for the purpose of measurement / detection / reporting / maintenance.
  • a plurality of MTC UEs performing the same / similar functions in a limited space are referred to as MTC groups.
  • the MTC group can be implemented to transmit a small amount of data intermittently, especially in the case of uplink synchronization, UEs belonging to the same MTC group are likely to have almost similar time / frequency synchronization since they are adjacent to each other in a limited space. high.
  • MTC UE since the amount of transmitted data is small and uplink / downlink data transmission / reception occurs occasionally, it is effective to lower the unit cost and reduce battery consumption in accordance with such a low data rate.
  • the MTC UE is characterized by low mobility, and thus has a characteristic that the channel environment is hardly changed.
  • various coverage enhancements such as repetitive transmission methods for MTC UEs for each channel / signal are considered in consideration of the poor situation in which such MTC UEs are installed in places where coverage is limited, such as basements, as well as buildings and factories. enhancement techniques are being discussed.
  • the MTC UE As a technique for low cost / low specification of the MTC UE, a reduction in the number of reception antennas, a reduction in the maximum transport block (TB) size, a reduction in the UE operating frequency bandwidth (BW), and the like may be considered.
  • the MTC UE is the actual system BW (eg, 20 MHz or 100 RBs) in terms of radio frequency (RF) and / or baseband (BB) signaling.
  • RF radio frequency
  • BB baseband
  • the signal transmission / reception operation can be implemented only for a smaller constant BW (eg, 1.4 MHz or 6 RBs).
  • the MTC UE can search for and / or detect a cell to which the MTC UE accesses by receiving and / or detecting an existing PSS / SSS / PBCH.
  • . 21 is a diagram illustrating a system BW or sub-band region for such an MTC UE.
  • a PDCCH (hereinafter, legacy PDCCH) is transmitted in all bands, while a signal for an MTC UE may be transmitted in a subband region, which is a partial region of the entire band.
  • the subband region in which the MTC UE operates may always be located in the center region (eg, center 6 Physical Resource Block (PRB)) of the cell, as shown in FIG.
  • PRB Physical Resource Block
  • a plurality of subbands of the MTC UE may be configured in one subframe for multiplexing in the subframes between the MTC UEs.
  • different UEs may use different subbands between UEs, or may use the same subband between UEs, but may use other subbands other than the center 6 PRB region.
  • the existing EPDCCH may be used as it is, or a control channel in which the existing EPDCCH is modified may be introduced.
  • a physical downlink control channel for such a low-complexity MTC or a normal complexity MTC UE is collectively referred to as EPDCCH.
  • the physical downlink shared channel transmitted to the MTC UE should also be limited to the subband that the UE is receiving.
  • the present invention will be described on the premise that a corresponding subband or narrow band is preset for a UE.
  • the UE knows a subband set to the UE. Once configured, the subband set to the UE may be changed to another subband instead of being fixed.
  • the contents of the present invention are described on the assumption that the proposed downlink channel is used for the MTC UE, but the following can be applied even when the proposed downlink channel is not used for the MTC UE but used for another general UE. have.
  • the MTC UE As a method for the operation of the MTC UE in a situation where the channel attenuation from the base station is severe and the signal reception power is very low, there is a method of repeating a channel transmitted by the base station over a plurality of subframes.
  • the UE may receive enough energy through this repetitive transmission and may decode the channel.
  • the number of repetitions appropriate for each UE depends on the communication status of the individual UE, that is, the channel quality with the base station. In other words, a UE located relatively close to the base station is sufficient with fewer repetitions, while a UE located far from the base station should use more subframes for repetitive transmission. Therefore, in order to maintain the optimal number of repetitive transmissions to the individual UE, it is preferable that the eNB first reports the channel state of the individual UE and sets the appropriate number of transmissions to the UE.
  • the message of setting the number of transmissions must also be repeatedly transmitted. Since the message of setting the number of repetitions must be transmitted before the setting of the number of repetitions, the number of repetitions of the message of setting the number of repetitions must be determined by a separate method.
  • the repetition number refers to the number of subframes in which (E) PDCCH or PDSCH repeating the same information, but more generally, a series of information indicating when the first transmission starts and is repeatedly transmitted in which subframe.
  • the meaning may be extended.
  • the repetition number setting (setting) may be set in the UL for the PUSCH or the PUCCH, and in general, the repetition number setting may be different from the repetition number setting of the DL.
  • a configuration for notifying which RE is mapped to various channels repeatedly transmitted may also be performed.
  • This configuration information will hereinafter be referred to as rate matching configuration.
  • Such a rate matching configuration message should also be delivered to the UE before the UE receives the corresponding channel in earnest. Since the rate matching configuration message must also be applied with a constant rate matching, a method for solving this problem is needed.
  • the rate matching pattern refers to, for example, which RE of which subframe the CSI-RS is set, which subframe is set to the MBSFN subframe, so that CRS transmission is skipped in the PDSCH region, and how many times the PDSCH or EPDCCH It may be determined by whether the symbol starts to be transmitted.
  • a repetition number setting message and a rate matching setting message will be collectively referred to as a configuration message or configuration information, and a method of effectively delivering the configuration message in the operation of the MTC UE will be described.
  • Some information of the configuration message may be commonly applied to (E) PDCCH and PDSCH, or may be separately applied to (E) PDCCH and PDSCH.
  • This setting may include additional information. For example, it may include location information of a time and / or frequency resource at which (E) PDCCH or PDSCH is transmitted, which should be commonly received by several UEs. For example, location information of a common search space may be included.
  • the UE In the first stage of UE access to a cell, the UE first reads the PSS, SSS, and / or PBCH to obtain synchronization for that cell. In addition, the UE reads the SIB and receives various cell-specific configuration messages of the corresponding cell.
  • the SIB for the existing UE is transmitted through a legacy PDCCH that the MTC UE cannot receive and also applies repetitive transmission. It may assume that the MTC UE is impossible to receive. To this end, the eNB may transmit a separate SIB, which is called MTC-SIB. This MTC-SIB is transmitted only in the subbands received by the MTC UE so that the MTC UE can receive it, and repetitive transmission may also have applicable properties.
  • the eNB Until the MTC UE reads the MTC-SIB, the eNB cannot determine the appropriate number of repetitions for the individual UE. Therefore, the eNB transmits the MTC-SIB using a common configuration or a default configuration that is commonly applied to a plurality of UEs. In order to specify such common settings, a method according to any one or a combination of the following may be used.
  • -Common settings can be specified through PBCH.
  • It can be specified by a standard designation method or a method of pre-configuration of a UE in advance.
  • Cell ID Cell ID
  • the common settings can use certain methods, while others can use other methods.
  • the number of repetitions in common configuration may be specified through the PBCH, while the default rate matching pattern may be specified by the standard.
  • the common configuration may be characterized as more conservative than the UE-specific configuration corresponding to the configuration of individual UEs to be described later.
  • the number of repetitions in the common configuration may be greater than the number of repetitions in the terminal-specific configuration.
  • the rate matching pattern may be a subset of the rate matching pattern during terminal-specific setting. That is, RE mapping in which (E) PDCCH or PDSCH RE mapping occurs in a common configuration may occur according to UE-specific configuration.
  • the common configuration may be a subset of the terminal-specific configuration. In other words. If the common reception channel resource in the common configuration may be a common reception channel resource in the terminal-specific configuration.
  • the rate matching pattern in the terminal-specific setting may be a subset of the rate matching pattern in the common setting. That is, RE mapping in which (E) PDCCH or PDSCH RE mapping occurs according to UE-specific configuration may occur according to common configuration.
  • CSI-RS since there is no CSI-RS configuration, the channel to which the common configuration is applied may operate to transmit only in a subframe in which CSI-RS is not present.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station.
  • the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE acquires more specific system information by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to a physical downlink control channel (PDCCH) and information on the PDCCH. can do.
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (Random Access Procedure) for the base station.
  • the UE may transmit a specific sequence as a preamble through a Physical Random Access Channel (PRACH) and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH.
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the random access procedure may perform the following four steps according to the contention-based random access procedure.
  • the contention-based random access process includes the following four steps from the UE's point of view.
  • the messages transmitted in steps 1 to 4 may be referred to as messages Msg 1 to 4 in the present invention.
  • the dedicated random access procedure includes three steps.
  • messages transmitted in steps 0 to 2 may be referred to as messages Msg 0 to 2, respectively.
  • uplink transmission (ie, step 3) corresponding to the RAR may also be performed as part of the “random” access process.
  • the dedicated " random " access procedure can be triggered using a PDCCH (hereinafter, referred to as a PDCCH order) for instructing the base station to transmit the RACH preamble transmission.
  • a PDCCH hereinafter, referred to as a PDCCH order
  • the RAR includes timing advance (TA) information indicating timing offset information for UL synchronization, UL resource allocation information (UL grant information), temporary terminal identifier (eg, Temporary Cell-RNTI, TC-RNTI), and the like. .
  • the UE may perform UL transmission (eg, message 3) according to resource allocation information and TA value in the RAR.
  • HARQ is applied to UL transmission corresponding to the RAR. Therefore, after transmitting the message 3, the terminal can receive the reception response information (eg, PHICH) corresponding to the message 3.
  • both (E) PDCCH scheduling MSG2 and PDSCH carrying MSG2 itself may be received according to this configuration.
  • both (E) PDCCH scheduling MSG2 and PDSCH carrying MSG2 itself may be received according to this configuration.
  • only (E) PDCCH scheduling MSG2 may be received according to this configuration.
  • the configuration to be applied to the PDSCH may be designated through the (E) PDCCH.
  • Method 3-3 It may be determined according to an attribute of (E) PDCCH that performs scheduling for UL transmission. In more detail, it may be determined based on the DCI format used and / or the DCI location in the search space.
  • an operation of first setting (E) CCE # 0 in subframe # 0 (or indexing) and skipping subframe # 1 and then setting (E) CCE # 1 in subframe # 2 is performed.
  • the same operation is repeated from (E) CCE # 8.
  • (E) CCEs may be arranged one by one in the order of subframes # 0-> # 4-> # 2-> # 6-> # 1-> # 5-> # 3-> # 7.
  • the candidate of AL X consists of X
  • (E) CCEs having consecutive indices starting from (E) CCE #n satisfying n mod X 0, the maximum span of the entire repetition interval is spanned. Candidates can be configured. If X is 4, candidates may be configured as ECCEs starting from (E) CCE # 0 and up to ECCE # 3, in which case the ECCEs are subframe # 0-> # 4-> # 2- Can be sent at 
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • 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.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • 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 delivered.
  • the RF unit may be connected to two or more antennas.
  • 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.
  • the processor, the RF unit and the memory provided in the UE will be referred to as a UE processor, the UE RF unit and the UE memory, respectively, and the processor, the RF unit and the memory provided in the eNB will be referred to as an eNB processor, the eNB RF unit and the eNB memory, respectively.
  • the UE processor receives a first message to a terminal based on a common configuration, and if the first message includes a terminal specific configuration, receives the second message to the terminal according to the terminal specific configuration. can do.
  • the terminal specific setting and / or common setting thus transmitted or received may be applied to the above-described embodiments of the present invention, and the present invention may be extended and applied in various situations in addition to the above-described embodiments. .
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station or user equipment or other equipment in a wireless communication system.

Abstract

기계타입통신 (MTC) 기기를 지원하는 무선 통신 시스템에의 기지국과 단말 장치가 제공된다. 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 수신하고, 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 수신하되, 상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

기계타입통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 기계타입통신 (MTC)에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 표준(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 표준(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다.
최근, 차기 버전의 통신 기술 표준(예를 들어, 차기 LTE-A(beyond LTE-A), 차기 IEEE 802.16m 등)을 제정하는 통신 기술 표준화 기구(예를 들어, 3GPP, IEEE 등)에서 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)이 중요한 표준화 이슈들 중 하나로서 대두되고 있다. MTC라 함은 사람의 개입 없이 기계(machine)와 기지국 사이에서 수행되는 정보 교환을 의미한다.
MTC를 통해 제공되는 통신 서비스는 사람이 개입하는 기존의 통신 서비스와는 차별성을 가지므로, MTC에 적합한 새로운 통신 방법이 정의될 필요가 있다.
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.
상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위하여, 기계타입통신 (MTC) 기기를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에서의 신호 송수신 방법 및 기지국에서의 신호 송수신하는 방법과 이를 위한 장치가 제공된다.
본 발명의 일 양상으로, 단말이 단말 특정 설정에 기반하여 신호를 수신하는 방법은: 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로, 기계타입통신 (MTC) 기기를 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말 특정 설정에 기반하여 신호를 전송하는 방법은: 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 기계타입통신 (MTC) 기기를 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단말은: 신호를 송수신하는 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 수신하고, 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 수신하도록 상기 송수신기를 제어할 수 있고, 상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 기계타입통신 (MTC) 기기를 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국은: 신호를 송수신하는 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 전송하고 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 전송하도록 상기 송수신기를 제어할 수 있고, 상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 각 양상에 있어서 아래의 사항이 공통적으로 적용될 수 있다.
상기 공통 설정은 상기 기지국으로부터 전송되는 브로드캐스팅 채널을 통해 지정될 수 있다.
상기 공통 설정은 상기 단말에 미리 설정될 수 있다.
상기 제 1 메시지는 상기 저비용 기계 타입을 위한 시스템 설정 정보 (SIB), 랜덤 접속 응답 메시지 또는 경쟁 해소 메시지, 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 저비용 기계 타입을 위한 SIB는 서브프레임의 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel)이 전송되는 시간 영역에서 전송될 수 있다.
상기 제 1 메시지가 랜덤 접속 응답 메시지인 경우, 상기 제 2 메시지는 경쟁 해소 메시지일 수 있다.
상기 제 1 메시지가 랜덤 접속 응답 메시지인 경우, 상기 제 2 메시지는 물리하향링크 공유 채널(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지일 수 있다.
상기 제 1 메시지가 경쟁 해소 메시지인 경우, 상기 단말은 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH)를 통해 상기 기지국으로 채널 상태 측정 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 단말-특정 설정은 상기 채널 측정 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 단말-특정 설정에 변경이 발생한 경우, 랜덤 접속 프리앰블을 상기기 지국으로 전송하는 단계; 및 새로운 단말-특정 설정을 포함하는 제 3 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 3 메시지는, 랜덤 접속 응답 메시지, 경쟁 해소 메시지, 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 방법은 상향링크 스케줄링 정보를 제어 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 상향링크 스케줄링 정보에 기반하여 상기 기지국으로 제 4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상향링크 스케줄링 정보가 상기 공통 설정에 기반하여 수행된 경우, 상기 제 4 메시지는 상기 공통 설정을 이용하여 전송되고, 상기 상향링크 스케줄링 정보가 상기 단말 특정 설정에 기반하여 수행된 경우, 상기 제 4 메시지는 상기 단말 특정 설정을 이용하여 전송될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 방법은 상향링크 스케줄링 정보를 제어 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 상향링크 스케줄링 정보에 기반하여 상기 기지국으로 제 4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 4 메시지는 상기 제어 채널의 속성에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 과제 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.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존 시스템과의 호환성을 유지하면서, 저가/저비용 사용자기기가 기지국과 통신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 사용자기기가 저가/저비용으로 구현될 수 있다.
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.
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.
도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크(downlink, DL)/상향링크(uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4는 무선 통신 시스템에서 사용되는 하향링크 서브프레임(subframe) 구조를 예시한 것이다.
도 5는 하향링크 제어 채널을 구성하는 데 사용되는 자원 단위를 나타낸다.
도 6은 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 7은 LTE 시스템에서 UL HARQ 동작을 예시한다.
도 8은 FDD 시스템 및 DL/UL HARQ 타임라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 TTI 번들링을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 MTC를 위한 대역폭 설정의 일 예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라서 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널이 서브프레임에서 구분되는 경우의 일 예를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라서 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널이 서브프레임에서 구분되는 경우의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 서브프레임에서 제어 정보를 반복하여 전송하는 일 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라서 제어 정보를 반복하여 전송하는 또 다른 예를 도시한다.
도 15는 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
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) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 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. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP LTE/LTE-A에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
예를 들어, 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템과 같이 eNB가 UE에게 하향링크/상향링크 시간/주파수 자원을 할당하고 UE가 eNB의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비-경쟁 기반(non-contention based) 통신뿐만 아니라, WiFi와 같은 경쟁 기반(contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비-경쟁 기반 통신 기법은 접속 포인트(access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드(node)가 UE와 상기 AP 사이의 통신을 위한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기반 통신 기법은 AP에 접속하고자 하는 다수의 UE들 사이의 경쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기반 통신 기법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA는 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 트래픽이 없음을 확인하는 확률적(probabilistic) 매체 접속 제어(media access control, MAC) 프로토콜(protocol)을 말한다. CSMA에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정한다. 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 장치에 의해 전송이 완료(finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk" 원리를 기반으로 한 통신 기법이라 할 수 있다. CSMA를 이용하는 경쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 충돌을 회피하기 위한 기법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및/또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD는 유선 랜 환경에서 충돌 검출 기법으로서 이더넷(ethernet) 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 2명 이상의 사용자(예, PC, UE 등)가 동시에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 충돌이 발생하는데, CSMA/CD는 상기 충돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 하는 기법이다. CSMA/CD를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA는 IEEE 802.11 표준에 명시 되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식을 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선 순위를 정하고, 이를 재설정(reconfiguration)하는 데에는 여러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버전에 따른 시스템에서는, 충돌이 일어날 수 있으며, 이때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송과 자신의 데이터 전송 사이의 충돌을 회피한다.
본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 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, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 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 발명에 관한 설명에서는, BS를 eNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE 와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이(relay), 리피터(repeater) 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, RRU 등은 일반적으로 eNB 의 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 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB 에 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.
본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE 에게 상/하향링크 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 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. LTE/LTE-A 기반의 시스템에서, UE 는 특정 노드로부터의 하향링크 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)을 이용하여 측정할 수 있다. 한편, 3GPP LTE/LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.
지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE 로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 eNB와 UE 가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH 를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE 를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE 라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS 가 할당된 혹은 설정된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS 가 할당된 혹은 설정된 RE 는 TRS RE 라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS 가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE 를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE 라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS 를 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트, UE-RS 를 전송하도록 설정된 안테나 포트, CSI-RS 를 전송하도록 설정된 안테나 포트, TRS 를 전송하도록 설정된 안테나 포트를 의미한다. CRS 들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS 가 점유하는 RE 들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS 들을 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS 가 점유하는 RE 들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS 들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS 가 점유하는 RE 들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 가 점유하는 RE 들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 설정(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 설정(configuration)을 예시한 것이다.
표 1
DL-UL configuration Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5ms D S U U U D S U U U
1 5ms D S U U D D S U U D
2 5ms D S U D D D S U D D
3 10ms D S U U U D D D D D
4 10ms D S U U D D D D D D
5 10ms D S U D D D D D D D
6 5ms D S U U U D S U U D
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특별(special) 서브프레임을 나타낸다. 특별 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특별 서브프레임의 설정(configuration)을 예시한 것이다.
표 2
Figure PCTKR2016000782-appb-T000001
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크(downlink, DL)/상향링크(uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인(frequency domain)에서 복수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는 N DL/UL RB×N RB sc개의 부반송파(subcarrier)와 N DL/UL symb개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서, N DL RB은 하향링크 슬롯에서의 자원 블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고, N UL RB은 UL 슬롯에서의 RB 의 개수를 나타낸다. N DL RB 와 N UL RB 은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다. N DL symb은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며, N UL symb은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. N RB sc는 하나의 RB 를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서, N DL/UL RB×N RB sc개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 부반송파, 보호 밴드(guard band) 또는 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분은 OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier frequency, f 0)로 매핑(mapping)된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency, f c)라고도 한다.
일 RB 는 시간 도메인에서 N DL/UL symb개(예를 들어, 7 개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 N RB sc개(예를 들어, 12 개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB 는 N DL/UL symb×N RB sc개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터 N DL/UL RB×N RB sc-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터 N DL/UL symb-1까지 부여되는 인덱스이다.
한편, 일 RB는 일 물리 자원 블록(physical resource block, PRB)와 일 가상자원 블록(virtual resource block, VRB)에 각각 매핑된다. PRB는 시간 도메인에서 N DL/UL symb개(예를 들어, 7 개)의 연속하는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 N RB sc 개(예를 들어, 12 개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 따라서, 하나의 PRB는 N DL/UL symb×N RB sc개의 자원요소로 구성된다. 일 서브프레임에서 N RB sc개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2개의 슬롯 각각에 1 개씩 위치하는 2 개의 RB 를 PRB 쌍이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스라고도 함)를 갖는다.
도 3은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 3은 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 3(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 설정된(configured) 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이고 도 3(b)는 확장 CP(extended CP)로써 설정된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이다.
UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 접속하고자 하는 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 계층 셀 식별자(physical layer cell identity) N cell ID를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB로부터 동기신호, 예를 들어, 1차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.
도 3을 참조하여, SS를 조금 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. SS는 PSS와 SSS로 구분된다. PSS는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 설정(configuration)(즉, 일반 CP 또는 확장 CP 의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 3을 참조하면, PSS와 SSS는 매 무선 프레임의 2개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS는 인터-RAT(inter radio access technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms를 고려하여 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS를 통해 검출될 수 있다. PSS는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다.
도 3을 참조하면, PSS는 5ms마다 전송되므로 UE는 PSS를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE는 PSS만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.
SSS을 이용한 셀(cell) 탐색 과정을 수행하여 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정한 UE는 또한 상기 eNB로부터 상기 UE의 시스템 설정(system configuration)에 필요한 시스템 정보를 획득해야 상기 eNB와 통신할 수 있다.
시스템 정보는 마스터정보블록(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블록(System Information Blocks, SIBs)에 의해 설정된다(configured). 각 시스템정보블록은 기능적으로 연관된 파라미터의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터정보블록(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블록타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템정보블록타입 2(System Information Block Type 2, SIB2), SIB3∼SIB8 으로 구분된다. MIB는 UE가 eNB의 네트워크(network)에 초기 접속(initial access)하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함한다. SIB1은 다른 SIB들의 시간 도메인 스케줄링에 대한 정보뿐만 아니라, 특정 셀이 셀 선택에 적합한 셀인지를 판단하는 데 필요한 파라미터들을 포함한다.
UE는 MIB를 브로드캐스트 채널(예, PBCH)를 통해 수신할 수 있다. MIB에는 하향링크 시스템 대역폭(dl-Bandwidth, DL BW), PHICH 설정(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN)가 포함된다. 따라서, UE는 PBCH를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 설정에 대한 정보를 알 수 있다. 한편, PBCH를 수신을 통해 UE가 암묵적(implicit)으로 알 수 있는 정보로는 eNB의 전송 안테나 포트의 개수가 있다. eNB의 전송 안테나 개수에 대한 정보는 PBCH의 에러 검출에 사용되는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 전송 안테나 개수에 대응되는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 암묵적으로 시그널링된다.
PBCH는 40ms동안에 4개의 서브프레임에 매핑된다. 40ms의 시간은 블라인드(blind) 검출되는 것으로서 40ms의 시간에 대한 명시적인 시그널링이 별도로 존재하지는 않는다. 시간 도메인에서, PBCH는 무선프레임 내 서브프레임 0 내 슬롯 1(서브프레임 0의 두 번째 슬롯)의 OFDM 심볼 0∼3에서 전송된다.
주파수 도메인에서, PSS/SSS 및 PBCH는 실제 시스템 대역폭과 관계없이 해당 OFDM 심볼 내에서 DC 부반송파를 중심으로 좌우 3개씩 총 6개의 RB, 즉 총 72개의 부반송파들 내에서만 전송된다. 따라서, UE는 상기 UE에게 설정된(configured) 하향링크 전송 대역폭과 관계없이 SS 및 PBCH를 검출(detect) 혹은 복호(decode)할 수 있도록 설정된다(configured).
초기 셀 탐색을 마치고 eNB 의 네트워크에 접속한 UE는 PDCCH 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 PDSCH를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다.
도 4는 무선 통신 시스템에서 사용되는 하향링크 서브프레임(subframe) 구조를 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어 영역(control region)과 데이터 영역(data region)으로 구분된다. 도 4를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어 영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터 영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용 가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다.
3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다.
PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PCFICH는 매 서브프레임마다 해당 서브프레임에서 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 UE에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한다. PCFICH는 4개의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 의해 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE로 구성된다. REG의 구조는 도 5를 참조하여 좀 더 자세히 설명된다.
서브프레임에서 PDCCH를 위해 사용가능한 OFDM 심볼들의 세트는 다음 표에 의해 주어진다.
표 3
Subframe Number of OFDM symbols for PDCCH when N DL RB>10 Number of OFDM symbols for PDCCH when N DL RB≤10
Subframe 1 and 6 for frame structure type 2 1, 2 2
MBSFN subframes on a carrier supporting PDSCH, configured with 1 or 2 cell-specfic antenna ports 1, 2 2
MBSFN subframes on a carrier supporting PDSCH, configured with 4 cell-specific antenna ports 2 2
Subframes on a carrier not supporting PDSCH 0 0
Non-MBSFN subframes (except subframe 6 for frame structure type 2) configured with positioning reference signals 1, 2, 3 2, 3
All other cases 1, 2, 3 2, 3, 4
PCFICH는 제어 포맷 지시자(control format indicator, CFI)를 나르며 CFI는 1~3 중 어느 한 값을 지시한다. 하향링크 시스템 대역폭 N DL RB>10에 대해, PDCCH에 의해 날라지는 DCI의 스팬인 OFDM 심볼들의 개수 1, 2 또는 3은 상기 CFI에 의해 주어지며, 하향링크 시스템 대역폭 N DL RB≤10에 대해 PDCCH에 의해 날라지는 DCI의 스팬인 OFDM 심볼들의 개수 2, 3 또는 4는 CFI+1에 의해 주어진다. CFI는 다음 표에 따라 코딩된다.
표 4
CFI CFI code word<b0, b1, ..., b31>
1 <0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1>
2 <1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0>
3 <1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1>
4(Reserved) <0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0>
PHICH는 UL 전송에 대한 응답으로서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다. PHICH는 3개의 REG로 구성되고, 셀 특정적으로 스크램블링된다. ACK/NACK은 1비트로 지시되며, 상기 1비트의 ACK/NACK은 3번 반복되고 반복된 ACK/NACK 비트 각각은 확산 인자(spreading factor, SF) 4 또는 2로 확산되어 제어 영역에 매핑된다.
서브프레임 n을 통한 PUSCH 전송에 대해, 사용자기기는 서브프레임 n+k PHICH 내 해당 PHICH 자원을 결정해야 한다. k PHICH는 FDD에 대해서는 항상 4이며, 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)에 대해서는 다음 표에 따라 결정될 수 있다.
표 5
TDD UL/DL configuration UL subframe index n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 4 7 6 4 7 6
1 4 6 4 6
2 6 6
3 6 6 6
4 6 6
5 6
6 4 6 6 4 7
동일한 RE들의 세트에 매핑된 복수의 PHICH들이 PHICH 그룹을 이루며, 동일한 PHICH 그룹 내 PHICH들은 다른 직교 시퀀스들을 통해 구별된다. PHICH 자원은 인덱스쌍 (n group PHICH, n seq PHICH )에 의해 결정된다. n group PHICH은 PHICH 그룹 넘버를 나타내고, n seq PHICH는 상기 그룹 내 직교 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 상기 n group PHICH 및 n seq PHICH는, 예를 들어, 다음 식에 따라 결정될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2016000782-appb-M000001
여기서, n DMRS는 상기 해당 PUSCH를 위한 DMRS에 적용된 순환천이를 나타내는 값이다. 상기 n DMRS는 상기 해당 PUSCH 전송과 연관된 전송 블록을 위한 가장 최근의 DCI 포맷 0에 포함된, DMRS에 대한 순환천이 필드에 설정된 값으로부터 얻어질 수 있다. DCI 포맷0는 PUSCH의 스케줄링을 위해 사용되는 DCI 포맷이다. n DMRS는 DCI 포맷0 내 상기 필드에 설정된 값을 기반으로, 예를 들어, 다음 표에 따라 매핑될 수 있다.
표 6
Cyclic Shift for DMRS Field in DCI format 0 n DMRS
000 0
001 1
010 2
111 3
100 4
101 5
110 6
111 7
동일 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포맷을 갖는 PDCCH가 없고, 상기 동일 전송 블록을 위한 초기 PUSCH가 준-지속적(semi-pesistent)하게 스케줄링 혹은 임의 접속 응답 그랜트에 의해 스케줄링되면, nDMRS는 0으로 세팅된다.
N PHICH SF는 PHICH 변조를 위해 사용되는 확산 인자의 크기를 나타낸다.
I PRB_RA는 연관된 PDCCH가 있는 PUSCH의 첫 번째 전송 블록(transport block, TB)에 대해 또는 부정적으로(negatively) 인정된 TB의 개수가 상기 해당 PUSCH와 연관된 가장 최근의 PDCCH에서 지시된 TB의 개수와 다를 때 연관된 PDCCH가 없는 경우에 대해서는 I lowest_index PRB_RA는이고, 연관된 PDCCH가 있는 PUSCH의 두 번째 TB에 대해서는 I lowest_index PRB_RA는+1이다. 여기서, I lowest_index PRB_RA는 상기 해당 PUSCH 전송의 첫 번째 슬롯 내 최저 PRB 인덱스를 나타낸다. I PHICH는 1 또는 0으로 설정되는 값으로서, 서브프레임 n=4 혹은 9에서 PUSCH 전송을 하는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD) 상향링크/하향링크 구성(configuration) 0에 대해서는 1이고, 그 외에 대해서는 0이다. N group PHICH는 상위 레이어에 의해 설정된 PHICH 그룹의 개수를 나타낸다. PHICH 그룹의 개수(N group PHICH)는 다음과 같이 결정될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2016000782-appb-M000002
여기서, N g는 {1/6, 1/2, 1, 2}의 네 가지 값 중 하나가 선택되어 상위 계층에 의해 시그널링되는 값이다. 예를 들어, 시스템 대역이 25개의 RB이고, 정규 CP를 사용할 경우에는 {1/6, 1/2, 1, 2}인 N g에 대해 N group PHICH는 {1, 2, 4, 7}가 된다. PHICH 그룹 인덱스 n group PHICH는 0부터 N group PHICH-1까지의 범위를 갖는다.
프레임 구조 타입 2에 대해, PHICH 그룹의 개수는 서브프레임들 사이에서 변하며 m i·N group PHICH에 의해 주어진다. N group PHICH는 수학식 2에 의해 주어지며, m i는 서브프레임 할당(subframeAssignment)라는 상위-계층 파라미터에 의해 제공되는 UL-DL 설정(configuration)를 가지고 다음 표에 의해 주어진다.
표 7
Uplink-downlink configuration Subframe number i
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 2 1 0 0 0 2 1 0 0 0
1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
2 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
3 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1
4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
6 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1
비-제로 PHICH 자원들이 있는 서브프레임에서 PHICH 그룹 인덱스 n group PHICH는 0부터 m i·N group PHICH-1까지의 범위를 갖는다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 코딩 레이트에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE 에게 전송된다.
복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. UE는 복수의 PDCCH 를 모니터링 할 수 있다. eNB 는 UE에게 전송될 DCI에 따라 DCI 포맷을 결정하고, DCI에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹(또는 스크램블)된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 UE을 위한 것일 경우, 해당 UE의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIB))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. CRC 마스킹(또는 스크램블)은 예를 들어 비트 레벨에서 CRC와 RNTI를 XOR 연산하는 것을 포함한다.
PDCCH는 서브프레임 내 첫 m개 OFDM 심볼(들)에 할당된다. 여기에서, m은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다.
PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE는 9개의 REG에 대응되고 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 4개의 QPSK 심볼이 각각의 REG에 매핑된다. 참조신호(RS)에 의해 점유된 자원요소(RE)는 REG에 포함되지 않는다. 따라서, 주어진 OFDM 심볼 내에서 REG의 개수는 RS의 존재 여부에 따라 달라진다. REG 개념은 다른 하향링크 제어채널(즉, PCFICH 및 PHICH)에도 사용된다.
시스템에서 PDCCH 전송을 위해 이용가능한 CCE들은 0부터 N CCE-1까지 번호가 매겨질 수 있으며, 여기서 N CCE=floor(N REG/9)이며, N REG는 PCFICH 또는 PHICH에 할당되지 않은 REG의 개수를 나타낸다.
DCI 포맷 및 DCI 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. CCE들은 번호가 매겨져 연속적으로 사용되고, 복호 과정을 간단히 하기 위해, n개 CCE들로 구성된 포맷을 가지는 PDCCH는 n의 배수에 해당하는 번호를 가지는 CCE에서만 시작될 수 있다. 특정 PDCCH의 전송에 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에 따라 네트워크 혹은 eNB 에 의해 결정된다. 예를 들어, 좋은 하향링크 채널을 가지는 UE(예, eNB 에 인접함)을 위한 PDCCH의 경우 하나의 CCE로도 충분할 수 있다. 그러나, 열악한 채널을 가지는 UE(예, 셀 경계에 근처에 존재)를 위한 PDCCH의 경우 충분한 강건성(robustness)을 얻기 위해서는 8개의 CCE가 요구될 수 있다. 또한, PDCCH의 파워 레벨은 채널 상태에 맞춰 조정될 수 있다.
다음 표는 PDCCH 포맷들을 예시한 것이다.
표 8
PDCCH format Number of CCEs Number of REGs Number of PDCCH bits
0 1 9 72
1 2 18 144
2 4 36 288
3 8 72 576
eNB 는 탐색 공간 내의 임의의 PDCCH 후보 상에서 실제 PDCCH (DCI)를 전송하고, UE 는 PDCCH (DCI)를 찾기 위해 탐색 공간을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 해당 탐색 공간 내의 각 PDCCH의 복호(decoding)를 시도(attempt)하는 것을 의미한다. UE 는 상기 복수의 PDCCH를 모니터링하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. 기본적으로 UE 는 자신의 PDCCH가 전송되는 위치를 모르기 때문에, 매 서브프레임마다 해당 DCI 포맷의 모든 PDCCH를 자신의 식별자를 가진 PDCCH를 검출할 때까지 PDCCH의 복호를 시도하는데, 이러한 과정을 블라인드 검출(blind detection)(블라인드 복호(blind decoding, BD))이라고 한다.
예를 들어, 특정 PDCCH 가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 DL 서브프레임을 통해 전송된다고 상정(assume)한다. UE는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH 를 모니터링하고, "A"라는 RNTI를 가지고 있는 UE는 PDCCH를 검출하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
RRH 기술, 크로스-반송파 스케줄링 기술 등이 도입되면, eNB가 전송해야 할 PDCCH의 양이 점점 늘어나게 된다. 그러나, PDCCH가 전송될 수 있는 제어영역의 크기는 종전과 동일하므로, PDCCH 전송이 시스템 성능의 보틀넥(bottleneck)으로 작용하게 된다. 상술한 다중 노드 시스템의 도입, 다양한 통신 기법의 적용 등에 의해 채널 품질 개선이 이루어질 수 있지만, 기존의 통신 기법 및 반송파 집성 기술 등을 다중 노드 환경에 적용하기 위해서도 새로운 제어 채널의 도입이 요구되고 있다. 이러한 필요로 인해 기존의 제어 영역(이하, PDCCH 영역)이 아닌 데이터 영역(이하 PDSCH 영역)에 새로운 제어 채널을 설정하는 것이 논의되고 있다. 이하 상기 새로운 제어 채널을 진보된(enhanced) PDCCH(이하, EPDCCH)라 칭한다. EPDCCH는 서브프레임의 선두 OFDM 심볼들이 아닌, 설정된 OFDM 심볼부터 시작하는 후반 OFDM 심볼들에 설정될 수 있다. EPDCCH는 연속하는 주파수 자원을 이용하여 설정(configure)될 수도 있고 주파수 다이버시티(diversity)를 위해서 불연속적인 주파수 자원을 이용하여 설정될 수도 있다. 이러한 EPDCCH를 이용함으로써, UE에 노드별 제어 정보를 전송하는 것이 가능해졌으며, 기존의 PDCCH 영역이 부족할 수 있는 문제 역시 해결할 수 있다. 참고로, PDCCH는 CRS의 전송을 위해 설정된(configured) 안테나 포트(들)과 동일한 안테나 포트(들)을 통해 전송되며, PDCCH를 복호하도록 설정된(configured) UE는 CRS를 이용하여 PDCCH를 복조 혹은 복호할 수 있다. CRS를 기반으로 전송되는 PDCCH와 달리 EPDCCH는 복조 RS(이하, DMRS)를 기반으로 전송될 수 있다. 따라서 UE는 PDCCH는 CRS를 기반으로 복호/복조하고 EPDCCH는 DMRS를 기반으로 복호/복조할 수 있다. EPDCCH와 연관된 DMRS는 EPDCCH 물리 자원과 동일한 안테나 포트 p∈{107,108,109,110} 상에서 전송되며, 상기 EPDCCH가 해당 안테나 포트와 연관된 경우에만 상기 EPDCCH의 복조를 위해 존재하며, 상기 EDCCH가 매핑된 PRB(들) 상에서만 전송된다. 예를 들어, 도 6에서 안테나 포트 7 혹은 8의 UE-RS(들)에 의해 점유된 RE들이 EPDCCH가 매핑된 PRB 상에서는 안테나 포트 107 혹은 108의 DMRS(들)에 의해 점유될 수 있고, 도 6에서 안테나 포트 9 혹은 10의 UE-RS(들)에 의해 점유된 RE들이 EPDCCH가 매핑된 PRB 상에서는 안테나 포트 109 혹은 110의 DMRS(들)에 의해 점유될 수 있다. 결국, PDSCH의 복조를 위한 UE-RS와 마찬가지로, EPDCCH의 복조를 위한 DMRS도, EPDCCH의 타입과 레이어의 개수가 동일하다면, UE 혹은 셀과 관계없이 RB 쌍별로 일정 개수의 RE들이 DMRS 전송에 이용된다.
EPDCCH는 하나 이상의 연속한 진보된 제어 채널 요소(enhnaced control channel element, ECCE)들의 집성을 이용하여 전송된다. 각 ECCE는 복수의 진보된 자원 요소 그룹(enhanced resource element group, EREG)들로 구성된다. EREG는 진보된 제어 채널들의 RE들로의 매핑을 정의하기 위해 사용된다. 일 서브프레임의 첫 번째 슬롯 내 PRB와 두 번째 슬롯 내 PRB로 이루어진, PRB 쌍별로 16개 REG들이 있으며, 상기 16개 REG는 0부터 15까지 번호가 매겨진다. PRB 쌍 내 RE들 중에서 상기 EPDCCH의 복조를 위한 DMRS(이하, EPDCCH DMRS)를 나르는 RE들을 제외한 나머지 RE들을 먼저 주파수의 증가 순으로, 다음으로는 시간의 증가 순으로 0부터 15까지 순환하여 번호를 부여하면, 상기 PRB 쌍 내 RE들 중 EPDCCH DMRS를 나르는 RE들을 제외한 모든 RE들은 0부터 15의 정수 중 어느 하나의 번호를 가지게 되며, 같은 번호 i를 갖는 모든 RE들이 번호가 i인 EREG를 구성하게 된다. 이와 같이, EREG는 PRB 쌍 내에서 주파수 및 시간 축으로 분산되어 있음을 알 수 있으며, 각각 복수의 EREG로 이루어진 하나 이상의 ECCE들의 집성을 이용하여 전송되는 EPDCCH 역시 PRB 쌍 내에서 주파수 및 시간 축에 분산되어 위치하게 된다.
다시 도 4를 참조하면, 도 4에서 R0~R3는 안테나 포트 0~3에 대한 CRS를 나타낸다. 전송 노드의 안테나 포트 개수에 따라 R0, R0 및 R1, 또는 R0~R3의 CRS가 전송된다. CRS는 제어 영역 및 데이터 영역에 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 CRS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 데이터 채널도 데이터 영역 중에서 CRS가 할당되지 않은 자원에 할당된다.
기존 3GPP LTE 시스템에서 CRS는 복조 목적 및 측정 목적 둘 다에 이용되므로, CRS는 PDSCH 전송을 지원하는 셀(cell) 내 모든 하향링크 서브프레임에서 전체 하향링크 대역폭에 걸쳐 전송되며 eNB에 설정된(configured) 모든 안테나 포트에서 전송되었다.
구체적으로 CRS 시퀀스 r l,ns(m)는 다음 식에 따라 정의된다.
수학식 3
Figure PCTKR2016000782-appb-M000003
여기서, n s는 무선 프레임 내 슬롯 번호이며, l은 상기 슬롯 내 OFDM 심볼 번호이다. 여기서, N max,DL RB는 가장 큰 하향링크 대역폭 설정으로서, N RB sc의 정수배로써 표현된다. 의사-임의 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i)는 길이-31 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 길이 M PN의 출력 시퀀스 c(n)(여기서, n=0,1,...,M PN-1)은 다음 수학식에 의해 정의된다.
수학식 4
Figure PCTKR2016000782-appb-M000004
여기서, N C=1600이며, 첫 번째 m-시퀀스는 x 1(0)=1, x 1(n)=0, n=1,2,...,30으로 초기화된다. 두 번째 m-시퀀스의 초기화는 상기 시퀀스의 적용(application)에 의존하는 값을 갖는 다음 수학식에 의해 표시된다.
수학식 5
Figure PCTKR2016000782-appb-M000005
수학식 3의 경우, 의사-임의 시퀀스 생성기는 각 OFDM 심볼의 시작 시에 다음 수학식에 의해 초기화된다.
수학식 6
Figure PCTKR2016000782-appb-M000006
여기서 N cell ID는 UE가 PSS/SSS를 기반으로 획득할 수 있는 물리 셀 식별자(혹은 물리 계층 셀 식별자라고도 함)를 나타내며, N CP는 정규 CP에 대해서는 1이고 확장 CP에 대해서는 0으로 정의된 값이다.
CRS 시퀀스 r l,ns(m)는 슬롯 n s에서 안테나 포트 p를 위한 참조 심볼들로서 사용되는 복소 변조 심볼(complex-valued modulation symbols) a (p) k,l에 다음 식에 따라 매핑된다.
수학식 7
Figure PCTKR2016000782-appb-M000007
n s에는 무선 프레임 내 슬롯 번호이며, l은 상기 슬롯 내 OFDM 심볼 번호로서, 다음 식에 따라 결정된다.
수학식 8
Figure PCTKR2016000782-appb-M000008
여기서, N max,DL RB는 가장 큰 하향링크 대역폭 설정(configuration)으로서, N RB sc의 정수배로써 표현된다. N DL RB는 하향링크 대역폭 설정으로서, N RB sc의 정수배로써 표현된다. UE는 PBCH가 나르는 MIB로부터 하향링크 시스템 대역폭인 N DL RB를 알 수 있다.
수학식 8에서, 하향링크 변수 v 및 v shift는 다른 참조 신호들을 위한 주파수 내 위치를 정의하며, v는 다음 식에 의해 주어진다.
수학식 9
Figure PCTKR2016000782-appb-M000009
셀-특정적 주파수 천이 v shift는 다음과 같이 물리 계층 셀 식별자(physical layer cell identity) N cell ID에 따라 다음 식에 주어진다.
수학식 10
Figure PCTKR2016000782-appb-M000010
슬롯 내에서 안테나 포트들 중 어느 하나 상에서 CRS들의 전송에 사용되는 RE들 (k,l)은 동일 슬롯 내 어떠한 다른 안테나 포트 상의 CRS 전송에 사용되지 않으며 0으로 맞춰진다. 즉, 동일 슬롯에서 다른 안테나 포트의 CRS 전송에 사용되는 RE는 해당 안테나 포트에서는 전송 전력이 0으로 설정된다.
UE는 CRS를 이용하여 CSI를 측정할 수 있으며, CRS를 이용하여 상기 CRS를 포함하는 서브프레임에서 PDCCH 및/또는 PDSCH를 통해 수신된 신호를 복조할 수도 있다. 즉 eNB는 모든 RB에서 각 RB 내 일정한 위치에 CRS를 전송하고 UE는 상기 CRS를 기준으로 채널 추정을 수행한 다음에 PDCCH 및/또는 PDSCH를 검출하였다. 예를 들어, UE는 CRS RE에서 수신된 신호를 측정하고 상기 측정된 신호와, 상기 CRS RE별 수신 에너지의 PDCCH/PDSCH가 매핑된 RE별 수신 에너지에 대한 비를 이용하여 PDCCH/PDSCH가 매핑된 RE로부터 PDCCH/PDSCH 신호를 검출할 수 있다.
구체적으로, 이하, LTE/LTE-A 시스템에서의 하향링크 전력 할당(Downlink power allocation)에 대해 살펴본다.
기지국은 RE 당 하향링크 전송 전력을 결정할 수 있다. 단말은 다른 셀 특정 참조신호 파워 정보가 수신되기 전까지는, 특정한 CRS EPRE(Energy Per Resource Element)는 하향링크 시스템 대역폭과 모든 서브프레임에서 일정하다고 가정한다. CRS EPRE는 상위 계층에서 제공되는 파라미터, referenceSignalPower 에 의해 주어진 하향링크 참조신호 전송 파워로부터 유도될 수 있다. 하향링크 참조신호 전송 파워는 시스템 주파수 내 CRS를 전송하는 모든 RE의 전력 기여분의 선형 평균으로 정의될 수 있다.
계속해서, CRS EPRE로부터 PDSCH를 전송하는 RE의 전력이 결정될 수 있다. 각 OFDM 심볼을 위해 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율인
Figure PCTKR2016000782-appb-I000001
와
Figure PCTKR2016000782-appb-I000002
가 정의되어 있다.
Figure PCTKR2016000782-appb-I000003
는 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼에서 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율이며,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000004
는 CRS가 존재하는 OFDM 심볼에서 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율이다.
단말은
Figure PCTKR2016000782-appb-I000005
,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000006
를, 상위계층 시그널링으로 수신되는, 전송 전력에 관련된 파리미터
Figure PCTKR2016000782-appb-I000007
와
Figure PCTKR2016000782-appb-I000008
로부터 알 수 있다. 보다 상세히,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000009
와
Figure PCTKR2016000782-appb-I000010
사이에는 다음 수학식 11에 해당하는 관계에 있으며, 따라서 단말은 시그널링 받은
Figure PCTKR2016000782-appb-I000011
로부터
Figure PCTKR2016000782-appb-I000012
를 구할 수 있다.
수학식 11
Figure PCTKR2016000782-appb-M000011
여기서, 멀티 유저 MIMO를 제외한 경우 모든 PDSCH 전송 스킴(scheme)에서 power-offset =0 이며,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000013
는 단말 특정(UE specific) 파라미터로써 상위계층 시그널링으로 단말에게 전달되는데,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000014
값은 다음 표 9에 해당하는 값들 중 어느 하나일 수 있다.
표 9
Figure PCTKR2016000782-appb-T000002
한편,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000015
,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000016
,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000017
는 다음 표 10과 같은 관계에 있다. 여기서
Figure PCTKR2016000782-appb-I000018
는 셀 특정(Cell specific) 파라미터로써, 상위계층 시그널링으로 단말에게 전달된다.
표 10
Figure PCTKR2016000782-appb-T000003
상기 표 10에 의해, 단말은 앞서 수학식 11에 의한
Figure PCTKR2016000782-appb-I000019
,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000020
및
Figure PCTKR2016000782-appb-I000021
를 통해
Figure PCTKR2016000782-appb-I000022
를 알 수 있다.
도 5는 하향링크 제어 채널을 구성하는 데 사용되는 자원 단위를 나타낸다.
도 5(a)는 전송 안테나 포트의 개수가 1 또는 2개인 경우를 나타내고, 도 5(b)는 전송 안테나 포트의 개수가 4개인 경우를 나타낸다. 전송 안테나의 개수에 따라 CRS 패턴만 상이할 뿐 제어 채널과 관련된 자원 단위의 설정 방법은 동일하다. 도 5를 참조하면, 제어 채널을 위한 자원 단위는 REG이다. REG는 CRS를 제외한 상태에서 이웃한 4개의 RE들로 구성된다. 즉, REG는 도 5에서 R0~R3 중 어느 하나로 표시된 RE를 제외한 나머지 RE들로 구성된다. PFICH 및 PHICH는 각각 4개의 REG 및 3개의 REG를 포함한다. PDCCH는 CCE 단위로 구성되며, 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다. 도 5는 CCE를 구성하는 REG가 서로 이웃하고 있는 것으로 예시하였지만, CCE를 구성하는 9개의 REG가 제어 영역 내 주파수 및/또는 시간 축으로 분산될 수도 있다.
PDCCH의 처리 과정을 조금 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
서브프레임에서 전송될 각 제어 채널 상의 비트들의 블록 b (i)(0),...,b (i)(M (i) bit―1)은 다중화되어, 비트들의 블록 b (0)(0),...,b (0)(M (0) bit―1), b (1)(0),...,b (1)(M (1) bit―1),...,b (nPDCCH―1)(0),...,b (nPDCCH―1)(M (nPDCCH―1) bit―1)이 된다. 여기서, M (i) bit은 PDCCH 채널 번호 i 상에서 전송될 일 서브프레임 내 비트들의 개수이고, nPDCCH는 상기 서브프레임에서 전송된 PDCCH들의 개수이다. 비트들의 상기 블록 b (1)(0),...,b (1)(M (1) bit―1),...,b (nPDCCH―1)(0),...,b (nPDCCH―1)(M (nPDCCH―1) bit―1)은 변조에 앞서 셀-특정적 시퀀스로 스크램블링되어, 다음 식에 따라 스크램블링된 비트들의 블록
Figure PCTKR2016000782-appb-I000023
이 된다.
수학식 12
Figure PCTKR2016000782-appb-M000012
여기서, 스크램블링 시퀀스 c(i)는 수학식 4에 의해 주어진다. 스크램블링 시퀀스 생성기는 각 서브프레임의 시작에서 다음 식으로 초기화된다.
수학식 13
Figure PCTKR2016000782-appb-M000013
CCE 번호 n은 비트들 b(72n),b(72n+1),...,b(72n+71)에 대응한다.
스크램블링된 비트들의 블록
Figure PCTKR2016000782-appb-I000024
는 QPSK에 의해 변조되에 복소 변조 심볼(complex-valued modulation symbol)들의 블록 d(0),...,d(M sym―1)이 된다.
변조 심볼들의 블록 d(0),...,d(M symb―1)은 단일 안테나 포트 상의 전송을 위해 정의된 레이어 매핑에 따라라 단일 레이어에 매핑되고 단일 안테나 포트 상의 전송을 위해 정의된 프리코딩에 의해 프리코딩, 또는 전송 다이버시티를 위한 레이어 매핑에 따라 레이어들에 매핑되고 전송 다이버시티를 위해 정의된 프리코딩에 의해 프리코딩되어, 전송에 사용되는 안테나 포트들(상)의 자원들로 매핑될 벡터들의 블록 y(i)=[y (0)(i) ... y (P-1)(i)](여기서, i=0,...,M symb-1)가 된다. 여기서, y (p)(i)는 안테나 포트 p를 위한 신호를 나타낸다.
RE들의 매핑은 복소 심볼(complex-valued symbol)들의 쿼드러플릿(quadruplet)들 상의 동작들에 의해 정의된다. z (p)(i)=<y (p)(4i), y (p)(4i+1), y (p)(4i+2), y (p)(4i+3)>을 안테나 포트 p를 위한 심볼 쿼드러플릿 i라 하자. 쿼드러플릿들의 블록 z (p)(0),...,z (p)(M quad-1)(여기서, M quad=M symb/4)는 퍼뮤테이션되어 w (p)(0),...,w (p)(M quad-1)가 된다.
쿼드러플릿들의 블록 w (p)(0),...,w (p)(M quad-1)은 순환 천이되어,
Figure PCTKR2016000782-appb-I000025
가 된다.
Figure PCTKR2016000782-appb-I000026
. 쿼드러플릿들의 상기 블록
Figure PCTKR2016000782-appb-I000027
의 매핑은 다음의 단계1~10에 따라 REG들의 관점에서 정의된다.
단계 1) 초기화(initialize) m'=0 (REG 번호).
단계 2) 초기화 k'=0.
단계 3) 초기화 l'=0.
단계 4) 자원 요소 (k',l')이 REG를 나타내고(represent)고, 상기 REG가 PCFICH 또는 PHICH에 배정되지 않으면, 단계 5 및 6를 수행하고 그렇지 않으면 단계 7으로 간다.
단계 5) 심볼-쿼드러플릿
Figure PCTKR2016000782-appb-I000028
를 각 안테나 포트 p를 위한 (k',l')에 의해 나타내지는 REG에 매핑한다.
단계 6) m'를 1만큼 증가시킨다.
단계 7) l'을 1만큼 증가시킨다.
단계 8) l'<L(여기서 L은 PCFICH 상에서 전송되는 시퀀스에 의해 지시되는 대로 PDCCH 전송을 위해 사용되는 OFDM의 개수에 대응)이면, 단계 4부터 반복한다.
단계 9) k'을 1만큼 증가시킨다.
단계 10) k'<N DL RB·N RB sc이면 단계 3부터 반복한다.
이 외에, PDCCH의 레이어 매핑, 프리코딩, 퍼뮤테이션 등에 대한 좀 더 자세한 사항은 3GPP LTE TS 36.211 및 3GPP LTE TS 36.212 문서를 참조한다.
도 6은 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어 영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터 영역에 할당될 수 있다.
UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어 영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f 0로 매핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
HARQ-ACK: PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2 비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. CSI는 채널 품질 지시자(channel quality information, CQI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator, PMI), 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator), 및/또는 랭크 지시(rank indication, RI)로 구성될 수 있다. 이들 중 MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI 및 PMI를 포함한다. RI는 UE가 동일 시간-주파수 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수 혹은 레이어(layer)의 개수를 의미한다. PMI는 채널의 공간(space) 특성을 반영한 값으로서, UE가 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 하향링크 신호 전송을 위해 선호하는 프리코딩 행렬의 인덱스를 나타낸다. CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로서 통상 eNB가 PMI를 이용했을 때 UE가 얻을 수 있는 수신 SINR을 나타낸다.
이하에서는 무선 통신 시스템에 있어서 HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest)를 설명한다.
무선 통신 시스템에서 상향/하향링크로 전송해야 할 데이터가 있는 단말이 다수 존재할 때, 기지국은 전송 단위 시간(Transmission Time Interval: TTI)(예, 서브프레임) 마다 데이터를 전송할 단말을 선택한다. 특히, 다중 반송파 및 이와 유사하게 운영되는 시스템에서 기지국은 전송 단위 시간 마다 상향/하향링크로 데이터를 전송할 단말들을 선택하고 선택된 각 단말이 데이터 전송을 위해 사용하는 주파수 대역도 함께 선택하여 준다.
상향링크를 기준으로 설명하면, 단말들은 상향링크로 참조 신호(또는 파일럿)를 전송하고, 기지국은 단말들로부터 전송된 참조 신호를 이용하여 단말들의 채널 상태를 파악하여 전송 단위 시간마다 각각의 단위 주파수 대역에서 상향링크로 데이터를 전송할 단말들을 선택한다. 기지국은 이러한 결과를 단말에게 알려준다. 즉, 기지국은 특정 전송 단위 시간에 상향링크 스케줄링 된 단말에게 특정 주파수 대역을 이용하여 데이터를 보내라는 상향링크 할당 메시지(assignment message)를 전송한다. 상향링크 할당 메시지는 UL 그랜트(grant)라고도 지칭된다. 단말은 상향링크 할당 메시지에 따라 데이터를 상향링크로 전송한다. 상향링크 할당 메시지는 기본적으로 단말 ID(UE Identity), RB 할당 정보, 페이로드 등에 대한 정보를 포함하고, 추가적으로 IR(Incremental Redundancy) 버전, 신규 데이터 지시자(New Data indication: NDI) 등을 포함할 수 있다.
동기 비적응(Synchronous non-adaptive) HARQ 방식이 적용될 경우, 특정 시간에 스케줄링 된 단말이 재전송을 하게 될 때, 재전송 시간은 시스템적으로 약속되어 있다(예, NACK 수신 시점으로부터 4 서브프레임 후). 따라서, 기지국이 단말에게 보내는 UL 그랜트 메시지는 초기 전송 시에만 보내면 되고, 이후의 재전송은 ACK/NACK 신호에 의해 이루어 진다. 이에 반해, 비동기 적응(Asynchronous adaptive) HARQ 방식이 적용될 경우, 재전송 시간이 서로 간에 약속되어 있지 않으므로, 기지국이 단말에게 재전송 요청 메시지를 보내야 한다. 또한, 재전송을 위한 주파수 자원이나 MCS가 전송 시점마다 달라지므로, 기지국은 재전송 요청 메시지를 보낼 때, 단말 ID, RB 할당 정보, 페이로드와 함께 HARQ 프로세스 인덱스, IR 버전, NDI 정보도 전송하여야 한다.
도 7은 LTE 시스템에서 UL HARQ 동작을 예시한다. LTE 시스템에서 UL HARQ 방식은 동기 비적응 HARQ를 사용한다. 8 채널 HARQ를 사용할 경우 HARQ 프로세스 번호는 0~7로 주어진다. 전송 시간 단위(예, 서브프레임) 마다 하나의 HARQ 프로세스가 동작한다. 도 7을 참조하면, 기지국(810)은 PDCCH를 통해 UL 그랜트를 단말(820)에게 전송한다(S800). 단말(820)은 UL 그랜트를 수신한 시점(예, 서브프레임 0)으로부터 4 서브프레임 이후(예, 서브프레임 4)에 UL 그랜트에 의해 지정된 RB 및 MCS를 이용하여 기지국(S810)으로 상향링크 데이터를 전송한다(S802). 기지국(810)은 단말(820)으로부터 수신한 상향링크 데이터를 복호한 뒤 ACK/NACK을 생성한다. 상향링크 데이터에 대한 복호가 실패한 경우, 기지국(810)은 단말(820)에게 NACK을 전송한다(S804). 단말(820)은 NACK을 수신한 시점으로부터 4 서브프레임 이후에 상향링크 데이터를 재전송한다(S806). 여기에서, 상향링크 데이터의 초기 전송과 재전송은 동일한 HARQ 프로세서가 담당한다(예, HARQ 프로세스 4).
이하에서는, FDD 시스템에서 DL/UL HARQ 동작을 설명한다.
도 8은 FDD 시스템 및 DL/UL HARQ 타임라인을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(a) 에서 예시된 바와 같은 FDD 시스템의 경우, 특정 상향링크/하향링크 데이터에 대응되는 하향링크/상향링크 데이터의 송수신은 4 ms 후에 수신된다. 도 8(b)를 참조하여 설명하면, 예를 들어, PDSCH/하향링크 그랜트(DL Grant) 수신 시점으로부터 4 ms 후에 해당 PDSCH에 대한 UL ACK/NACK 전송이 수행된다. 또한, 상향링크 그랜트(UL grant)/PHICH에 대응되는 PUSCH의 전송은 해당 상향링크 그랜트(UL grant)/PHICH 수신 시점으로부터 4 ms 후에, PUSCH 전송/재전송에 대응되는 PHICH/상향링크 그랜트(UL grant)의 수신은 해당 PUSCH 전송/재전송 시점으로부터 4 ms 후에 수행된다.
또한, 3GPP LTE 시스템에서 UL HARQ 동작을 위해서는 동기적 (synchronous) HARQ 방식, DL HARQ 동작을 위해서는 비동기적 (asynchronous) HARQ 방식이 사용된다. 동기적 HARQ 방식은 초기 전송이 실패했을 경우, 이 후의 재전송이 시스템에 의해 정해진 시점에서 이루어지는 방식이다. 즉, 특정 HARQ 프로세스와 연동된 상향링크 데이터의 전송/재전송 혹은 UL 그랜트(UL GRANT)/PHICH 타임라인에 연관된 시점이 사전에 정의되며, 임의로 변경될 수 없다. 반면에, 비동기적 HARQ 방식에서는 초기 전송에 실패한 데이터에 대한 재전송은 초기 전송 시점을 포함하여 8 ms 이후의 임의의 시점에서 수행 가능하다.
상술한 도 7 및 도 8에서 각각의 HARQ 프로세스들은 3비트 크기를 가지는 고유의 HARQ 프로세스 식별자에 의하여 정의되고, 수신단(즉, 하향링크 HARQ 프로세스에서는 UE, 상향링크 HARQ 프로세스에서는 eNB)에서는 재전송된 데이터의 결합을 위하여 개별적인 소프트 버퍼 할당이 필요하다.
이하 TTI 번들링에 관하여 설명한다.
기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8/9/10), PUSCH VoIP은 커버리지 확장 등을 위하여 TTI 번들링을 사용한다. TTI 번들링은 번들링 크기(예를 들어, 4)에 해당하는 TTI 만큼 반복하면서 패킷을 전송하는 것을 의미한다.
도 9는 TTI 번들링의 사용 여부에 따른 리던던시(redundancy)를 비교하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)는 번들링을 이용하지 않는 경우를 예시하고 있으며, 도 9의 (b)는 4 TTI 번들링을 이용하는 경우를 예시하고 있다. TTI 번들링을 이용하지 않는 경우 각 TTI 마다 RLC 헤더 및 MAC 헤더가 포함되어 전송되나, TTI 번들링이 이용되는 경우 4개의 TTI에서 하나의 RLC 헤더와 MAC 헤더가 포함되므로 RLC 헤더와 MAC 헤더가 감소될 수 있다. 즉, TTI 번들링을 이용하게 되면 리던던시(redundancy)가 줄어드는 효과를 얻을 수 있다. TTI 번들링을 이용하지 않은 경우와 비교하여 4 TTI 번들링은 120 비트 오버헤드가 감소되는 효과를 가져오고 이는 비율로 나타내면 7.6% 오버헤드가 감소되는 효과를 가져온다.
기존의 FDD 시스템에서 상향링크 HARQ 프로세스를 살펴보면, 단말이 n번째 서브프레임서 데이터를 전송하였을 경우, n+4째 서브프레임에서 기지국으로부터 PHICH ACK/NACK(A/N)을 수신하고, NACK을 수신한 경우 다시 n+8번째 서브프레임에서 재전송을 수행한다. 다만, 4 TTI 번들링이 사용되는 경우, n, n+1, n+2, n+3 서브프레임이 한 번의 번들링된 패킷을 구성하게 되므로 기지국은 마지막 n+3서브프레임을 수신한 후 최소 4 개의 서브프레임 이후에 A/N을 전송하고, 단말은 다시 최소 4개의 서브프레임 이후에 재전송을 수행한다. 기존의 HARQ주기인 8의 배수가 되도록 하기 위하여 TTI 번들링이 사용되는 경우 n+16에서 재전송이 일어난다. 따라서 하나의 4 TTI 번들링에 대한 재전송 주기는 16 TTI와 같다. 이는 무선 인터페이스(air-interface)에서의 VoIP 대기 시간(latency)에 대한 엄격한 제한(constraint)인 50ms를 만족시키기 위하여 TTI 번들링의 최대 3 번의 재전송이 할당되거나 또는 다소 완화된 대기 시간(latency)에 대한 제한(constraint)인 52ms를 만족시키기 위하여 4 번의 재전송이 할당되는 것을 의미한다. 이에 추가적으로 VoIP 패킷이 상위 계층으로부터 물리 계층에 도착(arrival)하는 전송율은 20ms임을 고려한다.
정리하면, 기존 LTE 시스템에서는 TTI 번들링 크기는 4, 리던던시 버전(redundancy version, RV)의 전송 순서는 RV 0, 2, 3, 1 의 순서로 사용되었었다. 다만, 번들링 크기가 4로 고정되어 있는 이유로, TDD의 일부 UL/DL 구성(UL/DL configuration)에서는 TTI 번들링이 불가능하였다.
이하에서는 TTI 번들링의 크기가 변경되어 사용되는 경우 및 이에 관련된 제반 사항들에 대해 설명한다. 이하의 설명은 특히 TDD 및/또는 D2D 신호 송수신에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 TTI 번들링에서는 2, 3, 4, 5, 6 등 다양한 크기의 번들링 크기가 사용될 수 있다. 이하의 설명에서는 편의상 RV의 개수를 4개, 코딩 레이트 1/3의 터보 코드를 전제한다. 물론 본 발명의 범위는 이러한 RV 개수, 코딩 레이트만으로 한정되는 것은 아니며, 다른 값의 RV 개수, 코딩 레이트가 사용될 수도 있다. 도 6에는 순환 버퍼 레이트 매칭(circular buffer rate matching)을 적용하는 시스템에서 RV가 정의되어 있다. RV간 간격은 전체 순환 버퍼의 크기를 RV 개수로 나눈 것으로 가정하였으며, 처음 1/3 부분(601)은 시스터매틱 비트(systematic bit) 부분 또는 시스터매틱 비트가 많은 부분을, 나머지 2/3 부분은 패리티 부분을 나타낸다. 따라서, 이하에서 RV 0은 가장 많은 시스터매틱 비트를 포함하는 RV 또는 시스터매틱 비트만을 포함하는 RV를 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.
TTI 번들링 크기와 RV 순서의 정의
TTI 번들링의 크기(하나의 번들에 포함된 서브프레임의 개수)가 RV의 개수보다 많은 경우, RV의 개수를 초과하는 서브프레임에서는 RV 0 및/또는 RV 1이 전송될 수 있다. 또는, TTI 번들링의 크기가 RV의 개수보다 많은 경우, RV의 개수를 초과하는 서브프레임에서는 시스터매틱 비트만을 포함하는 RV가 전송될 수 있다. 이 경우 시스터매틱 비트 또는 시스터매틱 비트가 많은 RV를 보다 자주 전송하게 됨으로써 SNR 이득을 얻을 수 있다.
TTI 번들링의 크기가 RV 개수보다 많은 경우뿐 아니라 작은 경우에도 RV 0을 매 번들에 포함시켜 SNR 이득을 취할 수도 있다. 다시 말해, 하나의 번들에 해당하는 서브프레임들 중 어느 하나는 반드시 RV 0 (가장 많은 시스터매틱 비트를 포함하는 RV 또는 시스터매틱 비트만을 포함하는 RV)을 전송할 수 있다. 이 때 RV 0과 함께 하나의 번들에 포함되는 RV는 0, 2, 3, 1 순서로 순환되거나 또는 다른 특정한 순서에 따라 결정될 수 있다.
또한, TTI 번들링의 크기 별로 RV 순서가 정해질 수도 있다. 이하에서는 각 TTI 번들링 크기 별로 RV 전송에 대해 보다 구체적으로 살펴본다. 이하의 설명에서 두 자리 이상의 연속된 숫자(예를 들어, 02)는 RV 번호이며, 화살표를 기준으로 번들이 구분된다. 예를 들어, 02->31 의 경우 첫 번째 전송은 번들링 크기 2의 RV 0, 2 순서의 전송이며, 그 다음 번 전송은 RV 3, 1 순서의 전송을 의미한다.
TTI 번들링의 크기가 2일 경우, 02->31->02->31->02와 같이 기존 RV 순서를 각 TTI 번들링 크기에 맞게 전송할 수 있다. 즉, 최초 전송은 RV 0, 2를 전송하고 이후 재전송은 RV 3, 1, 그 이후 재전송은 다시 RV 0, 2 를 전송하는 것이다. 다만, 이는 예시적인 것이며, RV 순서를 0, 1, 2, 3으로 미리 정해 두고, 이 RV 순서를 TTI 번들링 크기에 맞추어 01 -> 23 과 같이 전송할 수도 있다.
또는, 02->01->03->02 와 같이, RV 0을 매 번들/재전송마다 한번씩 포함시킬 수 있다. RV 0과 함께 전송되는 RV는 매 재전송마다 변경될 수 있다. 다른 실시예로 RV 02->02->02와같이 기존 RV순서중에 앞에 두개만 취해서 전송할 수 도 있다.
TTI 번들링의 크기가 3인 경우, 023->102->310->231->023 과 같은 순서로 기존 RV 순서를 3개씩 순차적으로 전송한다. 이때, 각 번들링 내에서 RV순서 변경 또는 재전송시 RV 그룹의 순서 변경이 가능할 수 있다. 예를 들어 023->012->013->123->023 등과 같은 변형된 사용도 가능하다. 또한 012->023->013->123->012와 같은 순서도 가능할 수 있다. 번들 크기 3의 경우에도 RV 0을 좀 더 자주 전송하기 위해 매 번들마다 RV 0을 전송할 수 있다. 예를 들어, 023->013->012->023 과 같은 순서가 가능할 수 있다. 다른 실시예로 기존 RV순서에서 앞에서 3개만 취해서 023->023->023과 같은 순서도 가능하다. 앞서 언급된 바와 같이, RV 0과 함께 전송되는 RV는 변경될 수 있다.
TTI 번들링 크기가 5인 경우, 02310->23102->31023->10231->02310 와 같이 기존의 RV순서에 따라 순차적으로 5개의 TTI 번들을 통해 전송할 수 있다. 여기서, TTI 번들 내에서의 RV 순서 변경이나 TTI 번들 간의 전송 순서 변경도 가능하다. 특히, TTI 번들 크기가 RV 개수인 4보다 큰 경우이므로, 이에 해당하는 서브프레임, 즉 추가 TTI(additional TTI)에서는 RV 0 또는 RV 1을 한번 더 전송할 수 있다. 예를 들어 02310->02311->02310 또는 02310->02310과 같이 전송할 수도 있다. 또는, 00231->023100->00231 과 같이 기존 순서 0231 앞에 RV 0을 전송하고 다음 전송에는 0231 뒤에 RV 0을 전송하는 형태로 구성하여, 한번 더 전송되는 RV 0의 위치를 변경할 수 있다.
번들링 크기가 6인 경우, 023102->310231->023102와 같이 기존의 RV 순서에 따라 순차적으로 6개의 TTI 번들에 전송한다. 그리고, 추가 TTI에서는 RV 0 및/또는 RV 1을 한번 더 전송한다. 예를 들어 020301->020301 과 같이 전송할 수 있다. 또는 023100->023100 과 같이 전송할 수도 있다. 또는 000231->023100->000231 과 같이 한번은 기존 순서 0231 앞에 RV 0을 두 번 전송하고, 다음 전송에는 0231 뒤에 RV 0을 두 번 전송하는 형태로 구성하여, 두 번 전송되는 RV 0의 위치를 변경할 수 있다.
한편, 이전 전송과 다음 번 전송에서 하나의 번들의 크기를 상이하게 할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 전송과 다음 번 전송에서 하나의 번들링 크기가 각각 (상이하게) 구성될 수 있다. 즉, 플렉서블 TTI 번들링이 사용될 수 있는 것이다. 이와 같이 플렉서블 TTI 번들링이 사용되는 경우, 각 번들에서 RV의 전송은 상술한 설명에 따를 수 있다. 구체적으로 예를 들면, TTI 크기가 4를 초과하는 경우 추가 TTI에서는 항상 RV 0이 전송될 수 있다. 즉, 번들 크기가 6->4->4->4인 경우 첫 6TTI 번들에서 2 TTI는 RV 0을 전송할 수 있다. 이때 추가적인 RV 0이 전송되는 위치는 023100, 000231, 020031, 023001, 020301 등과 같이 다양하게 구성될 수 있다. 또는, 번들 크기에 무관하게 항상 0231의 순서에 따라 RV가 순환 전송될 수 있다. 예를 들어, 번들 크기가 4->6->4->4로 가변되는 경우 RV는 0231->023102->3102->3102와 같은 순서로 전송될 수 있다. 여기서, 4가 아닌 TTI 번들이 전송된 이후부터는 4 TTI 번들에서 RV 순서가 변경된 것을 알 수 있다.
한편, TTI 번들링이 구성되는 경우 변조는 QPSK(quadrature phase shift keying)만 사용될 수 있으며, 따라서, DCI 포맷 0의 MCS 필드는 특정 스테이트만 사용될 수 있다. 따라서, 나머지 MCS 필드를 RV를 동적으로 구성/지시해 주는 용도로 사용할 수 있다. 구체적으로, TTI 번들링이 구성되면 MCS 필드의 잔여 부분은 DCI에 연동된 상향링크 서브프레임의 RV를 지시할 수 있다. 또는, TTI 번들링이 구성되고 번들 크기가 4를 초과하는 경우에만 MCS 필드의 잔여 부분을 통해 RV를 지시할 수 있다. 만약, MCS 필드에 RV에 관련된 지시가 없는 경우 미리 정해진 순서(예를 들어, 위 설명된 순서 중 하나)대로 RV를 전송하고, 추가 TTI 번들에 대한 지시가 있는 경우 단말은 해당 RV를 전송할 수 있다.
3GPP LTE(-A) 시스템의 차기 시스템(beyond LTE(-A) 시스템)에서는 계량기검침, 수위측정, 감시카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등의 데이터 통신을 위주로 하는 저가/저사양의 기기를 구성하는 것을 고려하고 있다. 이하, 이러한 UE를 MTC 기기 혹은 MTC UE라고 통칭한다. MTC UE의 경우, 전송 데이터 양이 적고 한 셀에 속하여 동작하는 UE의 개수가 많기 때문에, 매 순간 각 UE를 위해 일일이 상/하향링크 스케줄링/피드백을 위한 신호 전송을 수행하면 eNB의 부담이 매우 커진다. 특히, MTC UE에 의한 상향링크 데이터/피드백 전송이 지속적이지 않고 단속적인 경우, eNB는 MTC UE의 상향링크 시간/주파수 동기를 지속적으로 유지하지 못하게 된다. 따라서, MTC UE의 전력 절약을 위해, MTC UE의 상향링크 데이터/피드백 전송은 임의 접속 프리앰블 기반의 RACH 과정 방식으로 수행되는 것이 좋다.
한편, 측정/감지/보고/유지 등을 목적으로 특정 건물, 빌딩, 창고 등의 한정된 공간 내에 동일/유사한 기능을 수행하는 다수의 MTC UE들이 배치/운용되는 상황이 고려될 수 있다. 이하, 한정된 공간 내에서 동일/유사한 기능을 수행하는 다수의 MTC UE들을 MTC 그룹이라 칭한다. MTC 그룹은 단속적으로 적은 양의 데이터를 전송하도록 구현될 수 있으며, 특히, 상향링크 동기의 경우, 한정된 공간 내에 서로 인접해 있기 때문에 동일 MTC 그룹에 속하는 UE들은 시간/주파수 동기가 거의 유사할 가능성이 높다.
MTC UE의 경우 전송 데이터량이 적고 상/하향링크 데이터 전송/수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 UE의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. 또한 MTC UE의 경우 이동성이 적은 것을 특징으로 하며, 따라서 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다. 한편, 향후 이러한 MTC UE가 빌딩, 공장뿐만 아니라 지하실(basement) 등과 같이 커버리지가 제약된 장소에 설치되는 열악한 상황까지 고려하여 각 채널/신호 별로 MTC UE를 위한 반복 전송 방법 등과 같은 다양한 커버리지 강화(coverage enhancement) 기법들이 논의되고 있다.
MTC UE의 저가/저사양화를 위한 기술로는 수신 안테나 수의 감소, 최대 전송 블록(transport block, TB) 크기의 감소, UE 동작 주파수 대역폭(bandwidth, BW)의 감소 등이 고려될 수 있다. 특히, UE 동작 BW 감소의 경우 무선 주파수(radio frequency, RF) 및/또는 기저대역(baseband, BB) 신호처리 관점에서 해당 MTC UE는 실제 시스템 BW(예를 들어, 20 MHz 또는 100개 RB들)보다 작은 일정 BW(예를 들어, 1.4 MHz 또는 6개 RB들)에 대해서만 신호 전송/수신 동작이 가능한 형태로 구현될 수 있다. MTC UE를 위한 시스템 BW를 최소 6개 RB들로 할 경우, MTC UE는 기존 PSS/SSS/PBCH를 수신 및/또는 검출함으로써 상기 MTC UE가 접속할 셀을 탐색 및/또는 검출할 수 있다는 장점이 있다. 도 21은 이러한 MTC UE를 위한 시스템 BW 또는 서브 밴드 (sub-band) 영역을 도시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 기존 시스템에서 PDCCH (이하 레거시 PDCCH) 가 전대역에서 전송되는 반면, MTC UE를 위한 신호는 전체 대역의 일부 영역인 서브 밴드 영역에서 전송될 수 있다. 이 경우, MTC UE가 동작하는 서브 밴드 영역은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 항상 셀의 중심영역 (예를 들어, 중심 6 Physical Resource Block; PRB)에 위치할 수도 있다. 또는, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 MTC UE간의 서브프레임 내 다중화 (multiplexing)를 위해 MTC UE의 서브 밴드는 하나의 서브프레임에 여러 개 설정될 수 있다. 이 경우, 서로 다른 UE는 UE 간 다른 서브 밴드를 사용하거나, UE 간 동일한 서브 밴드를 사용하지만 중심 6 PRB 영역이 아닌 다른 서브 밴드를 사용할 수도 있다.
한편, 기존 시스템에서 PDCCH를 비롯한 각종 DL 제어 채널(예, PCFICH, PHICH)의 경우에는, 도 4에서 설명된 바와 같이, 제어 채널을 구성하는 RE/REG/CCE 등이 인터리빙, 순환 천이(cyclic shift) 등의 일련의 과정을 통해 전체 시스템 BW에 걸쳐/퍼져 전송된다. 제어 채널을 UE가 연결된 무선 주파수의 전체 시스템 대역을 기반으로 수신해야 할 경우, 상기 UE를 저가/저사양으로 구현하기 어렵다는 단점이 있다. 만약 MTC UE가 상기 서브 밴드로 설정되는 경우, MTC UE는 전 시스템 대역을 통해 전송되는 레거시 PDCCH를 제대로 수신할 수 없으며, 다른 UE에게 전송되는 PDCCH와의 다중화 이슈로 인해 레거시 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 영역에서 MTC UE를 위한 PDCCH가 전송되는 것은 바람직하지 않을 수 있다.
이를 해결하기 위한 한가지 방법으로 MTC UE를 위해 MTC가 동작하는 서브 밴드 내에서 전송되는 제어 채널을 도입할 필요가 있다. 이러한 저-복잡성 (low-complexity) MTC UE를 위한 하향링크 제어 채널 (Downlink control channel)을 위해 기존의 EPDCCH가 그대로 사용되거나 기존의 EPDCCH가 변형된 형태의 제어 채널이 도입될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 이러한 저-복잡성 MTC 또는 일반 복잡성 (normal complexity) MTC UE를 위한 물리 하향링크 제어 채널 (physical downlink control channel)을 EPDCCH라고 통칭한다. 마찬가지의 이유로 MTC UE에게 전송되는 물리 하향링크 공유 채널 (physical downlink shared channel) 역시 UE가 수신하고 있는 서브 밴드 내로 국한되어야 한다.
이하에서는 UE에게 해당 서브 밴드 또는 협대역이 미리 설정된 것을 전제로 본 발명이 설명된다. 다시 말해, 본 발명에서는 UE가 자신에게 설정된 서브 밴드를 안다고 전제된다. UE에게 설정된 서브 밴드는 일단 설정되면 고정 불변하는 것이 아니라 다른 서브 밴드로 변경될 수 있다.
본 발명에서는 제안하는 하향링크 채널이 MTC UE를 위해 사용되는 것을 가정하여 발명의 내용을 기술하나, 이하 제안하는 하향링크 채널이 MTC UE를 위해 사용되지 않고 다른 일반적인 UE를 위해 사용되는 경우에도 적용될 수 있다.
기지국으로부터의 채널 감쇄가 심하여 그 신호 수신 전력이 매우 낮은 상황에 있는 MTC UE의 동작을 위한 방법으로, 기지국이 전송하는 채널을 복수의 서브프레임에 걸쳐서 반복하는 방법이 있다. UE는 이런 반복 전송을 통하여 충분한 에너지를 수신하게 되고 채널의 복호가 가능해진다. 각 UE에게 적절한 반복 횟수는 개별 UE의 통신 상태, 즉 기지국과의 채널 품질에 따라 다르게 된다. 즉 상대적으로 기지국에 가까이 위치한 UE는 더 적은 수의 반복으로 충분한 반면 기지국에서 멀리 위치한 UE는 더 많은 서브프레임을 반복 전송에 사용해야 한다. 따라서 최적의 반복 전송 회수를 개별 UE에게 유지하기 위해서 eNB는 먼저 개별 UE의 채널 상태를 보고받고 그에 적합한 전송 횟수를 해당 UE에게 설정하는 것이 바람직하다.
그러나 이러한 전송 횟수의 설정 메시지 역시 반복 전송되어야 하는데, 이런 반복 횟수 설정 메시지는 반복 횟수의 설정 이전에 전송되어야 하므로 정작 반복 횟수 설정 메시지 자체의 반복 횟수는 별도의 방법으로 정해져야 한다.
여기서 반복 횟수라 함은 동일 정보를 전달하는 (E)PDCCH나 PDSCH가 반복되는 서브프레임 의 개수를 의미하지만 보다 일반적으로 언제 최초의 전송이 시작되어 어떤 서브프레임에서 반복해서 전송되는지를 나타내는 일련의 정보로 그 의미가 확장될 수도 있다. 물론 반복 횟수 설정 (설정)은 PUSCH나 PUCCH를 대상으로 하여 UL에도 설정될 수 있으며, 일반적으로 이 반복 횟수 설정은 DL의 반복 횟수 설정과 상이할 수 있다.
또한 반복 전송되는 각종 채널이 어떤 RE에 맵핑 (mapping)되는지를 알려주는 설정 역시 수행될 수 있다. 이하, 이러한 설정 정보를 레이트 매칭 설정 (rate matching configuration)이라 지칭한다. 이러한 레이트 매칭 설정 메시지 역시 해당 채널을 본격적으로 UE가 수신하기 전에 UE에게 전달되어야 하는데, 이 레이트 매칭 설정 메시지 역시 일정한 레이트 매칭이 적용되어야 하므로 이를 해결하기 위한 방법이 필요하다.
여기서 레이트 매칭 패턴 (pattern)이란 예를 들어 CSI-RS가 어떤 서브프레임의 어떤 RE에 설정되었는지, 어떤 서브프레임이 MBSFN 서브프레임으로 설정되어 PDSCH 영역에서 CRS 전송이 생략되는지, PDSCH나 EPDCCH가 몇 번째 심볼부터 전송되기 시작하는지 등에 의해서 결정될 수 있다.
이하, 반복 횟수 설정 메시지 및 레이트 매칭 설정 메시지를 통칭하여 설정 메시지 또는 설정 정보라 지칭하고, MTC UE의 동작에서 이러한 설정 메시지를 효과적으로 전달하는 방법을 설명한다.
설정 메시지의 일부 정보는 (E)PDCCH와 PDSCH에 공통으로 적용될 수도 있으며, 혹은 (E)PDCCH와 PDSCH에 별도로 적용될 수 있다. 이러한 설정은 추가적인 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 여러 UE들이 공통적으로 수신해야 하는 (E)PDCCH나 PDSCH가 전송되는 시간 및/또는 주파수 자원의 위치 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 공통 서치 스페이스 (common search space)의 위치 정보를 포함할 수 있다.
최초로 UE가 셀에 접속하는 단계에서, UE는 먼저 PSS, SSS, 및/또는 PBCH를 읽고 해당 셀에 대한 동기를 획득한다. 그리고 UE는 SIB를 읽고 해당 셀의 각종 셀-특정 (cell-specific) 설정 메시지를 수신하는데, 기존 UE를 위한 SIB는 MTC UE가 수신할 수 없는 레거시 (legacy) PDCCH를 통하여 전송되고 반복 전송 또한 적용되지 않으므로 MTC UE가 수신이 불가능하다고 가정할 수 있다. 이를 위해서 eNB는 별도의 SIB를 전송할 수 있는데, 이를 MTC-SIB라 명명한다. 이 MTC-SIB는 MTC UE가 수신 가능하도록 MTC UE가 수신하는 서브밴드로만 전송되며 반복 전송 역시 적용 가능한 속성을 띌 수 있다.
MTC UE가 MTC-SIB를 읽는 시점까지 eNB는 개별 UE에게 적절한 반복 횟수를 파악할 수 없다. 따라서 eNB는 복수의 UE에게 공통적으로 적용되는 공통 설정 또는 디폴트 (default) 설정을 사용하여 MTC-SIB를 전송한다. 이러한 공통 설정을 지정하기 위해 다음 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 따른 방법이 사용될 수 있다.
- PBCH를 통하여 공통 설정을 지정할 수 있다.
- 표준 지정 방식에 의해서 또는 사전에 UE를 미리 설정 (pre-configuration)하는 방식을 통해서 지정할 수 있다.
- 셀 식별자 (Cell ID)로부터 유도하는 방식으로 지정할 수 있다.
물론 공통 설정 중 일부는 특정 방법을 쓰되 다른 일부는 다른 방법을 쓰는 것도 가능하다. 일 예로 공통 설정 중 반복 횟수는 PBCH를 통하여 지정되는 반면 default 레이트 매칭 패턴은 표준에 의해서 지정될 수 있다.
공통 설정은, 후술할 개별 UE의 설정에 해당하는 단말-특정 (UE-specific) 설정에 비해서 보수적인 것을 특징으로 할 수 있다.
반복 횟수를 예로 들면 공통 설정 중 반복 횟수는 단말-특정 설정 중 반복 횟수보다 클 수 있다.
레이트 매칭 패턴을 예로 들면 공통 설정 중 레이트 매칭 패턴은 단말-특정 설정 중 레이트 매칭 패턴의 서브셋 (subset) 일 수 있다. 즉, 공통 설정에서 (E)PDCCH나 PDSCH RE 맵핑이 일어나는 RE는 단말-특정 설정에 의해서도 RE 맵핑이 일어날 수 있다.
UE가 공통적으로 수신하는 채널 자원에 대해서는 공통 설정의 것이 단말-특정 설정의 것의 서브셋일 수 있다. 즉. 공통 설정에서 공통 수신 채널 자원이면 단말-특정 설정에서도 공통 수신 채널 자원일 수 있다.
이는 상기 설명한 방법에 따를 경우 공통 설정의 유연성 (flexibility)가 매우 떨어지기 때문인데, 사전에 정해진 경우는 물론이고 그 외의 방법을 따른다고 하더라도 PBCH 내의 비트 수 제한이나 cell ID 개수의 제한으로 인하여 제한된 설정 중 하나를 선택하는 정도에 그치기 때문이다. 이러한 제한된 개수의 공통 설정을 통하여 형성된 셀에서 매우 다양한 단말-특정 설정을 제공할 수 있어야 하므로 공통 설정은 보수적인 특징을 지니는 것이 바람직하다.
레이트 매칭 패턴에 있어서 만일 공통 설정이 적용될 수 있는 자원에 제약을 가할 수 있다면 오히려 단말-특정 설정 중 레이트 매칭 패턴이 공통 설정 중 레이트 매칭 패턴의 서브셋일 수 있다. 즉, 단말-특정 설정에 따라 (E)PDCCH나 PDSCH RE 맵핑이 일어나는 RE는 공통 설정에 따라서도 RE 맵핑이 일어날 수 있다. CSI-RS를 예로 들면 공통 설정은 CSI-RS 설정이 없어서 공통 설정을 적용하는 채널은 CSI-RS가 존재하지 않는 서브프레임에서만 전송하도록 동작할 수 있다.
이하, 공통 설정을 수행하여 단말 특정 수행에 도달하는 일 실시예를 구체적으로 설명한다. 특히, 초기 접속 절차를 통해 단말 특정 수행에 도달하는 실시예를 설명한다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 랜덤 접속 절차(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 단말은 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고, PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 랜덤 접속 절차는 경쟁-기반 랜덤 접속 과정에 따라 다음과 같은 4단계를 수행할 수 있다. 경쟁-기반　랜덤　접속　과정은 UE의 관점에서 다음의 4 단계를 포함한다. 이하, 단계 1~4에서 전송되는 메시지는 이하 본 발명에서 각각 메시지(Msg) 1~4로 지칭될 수 있다.
- 단계 1: PRACH를 통한 RACH 프리앰블 전송(Msg1, 단말=>기지국)
- 단계 2:　PDCCH 및 PDSCH를 통한 랜덤　접속　응답 수신 (Msg2, 기지국=>단말)
- 단계 3: PUSCH를 통한 Layer 2 / Layer 3 메시지 전송(Msg3, 단말=>기지국)
- 단계 4: 경쟁 해소(contention resolution) 메시지 수신(Msg4, 기지국=>단말)
한편 전용　랜덤　접속　과정은 다음의 3 단계를 포함한다. 이하, 단계 0~2에서 전송되는 메시지는 각각 메시지(Msg) 0~2로 지칭될 수 있다. 이하 각 단계에서 언급하지는 않았지만,　랜덤　접속　과정의 일부로 RAR에 대응하는 상향링크 전송(즉, 단계 3)도 수행될 수 있다. 전용　랜덤　접속　과정은 기지국이 RACH 프리앰블 전송을 명령하는 용도의 PDCCH(이하, PDCCH 오더(order))를 이용하여 트리거링 될 수 있다.
- 단계 0: 전용 시그널링을 통한 RACH 프리앰블 할당 (Msg 0, 기지국=>단말)
- 단계 1: PRACH를 통한 RACH 프리앰블 전송 (Msg 1, 단말=>기지국)
- 단계 2:　PDCCH 및 PDSCH를 통한 랜덤　접속　응답 수신 (Msg 2, 기지국=>단말)
RACH 프리앰블을 전송한 뒤, 단말은 미리-설정된 시간 윈도우 내에서　랜덤　접속　응답(RAR) 수신을 시도한다. 구체적으로, 단말은 시간 윈도우 내에서 RA-RNTI(Random Access RNTI)를 갖는 PDCCH(이하, RA-RNTI PDCCH)(예, PDCCH에서 CRC가 RA-RNTI로 마스킹됨)의 검출을 시도한다. RA-RNTI PDCCH 검출 시, 단말은 RA-RNTI PDCCH에 대응하는 PDSCH 내에 자신을 위한 RAR이 존재하는지 확인한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(Timing Advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 단말 식별자(예, Temporary Cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다. 단말은 RAR 내의 자원 할당 정보 및 TA 값에 따라 UL 전송(예, 메시지 3)을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, 단말은 메시지 3을 전송한 후, 메시지 3에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.
하향링크에서의 단말 특정 설정
이하, 본 발명의 실시예에 따른 랜덤 접속 절차에서는 설명의 편의를 위해 경쟁-기반 랜덤 접속을 가정하여 설명한다. 따라서, 이하 각 단계 0 내지 단계 4의 메시지는 Msg 1 내지 Msg 4로 지칭한다. 이에 앞서 본 발명의 일 실시예에 따른 UE는 SIB 대신 공통 설정을 사용하여 전송된 MTC-SIB를 통하여 랜덤 접속을 시도한다. 그 후, UE는 랜덤 접속 프리앰블을 포함하는 MSG1을 전송하고 랜덤 접속 응답 메시지 (MSG2)를 수신한다.
이 때 MSG2를 어떤 설정을 적용하여 수신할 것인지가 결정되어야 하는데, 기지국이 UE의 커버리지 상태를 정확하게 파악하기 전이므로 복수의 UE에게 공통적인 설정을 사용하는 것이 바람직하다.
일 예로 MSG2에 적용되는 설정은 MTC-SIB를 수신할 때 사용한 공통 설정으로부터 유도될 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, MSG2에 적용되는 반복 횟수는 공통 설정 중 반복 횟수에 사전에 정해진 계수를 곱한 값으로 결정될 수 있다. 이러한 계수는 일반적인 상황에서 MSG2에 필요한 반복 횟수와 MTC-SIB에 필요한 반복 횟수의 비를 통하여 결정될 수 있다. 물론 MSG2를 수신할 때 사용하는 설정이 공통 설정과 동일할 수도 있다.
공통 설정 또는 공통 설정에서 유도되는 설정을 사용하여 MSG2를 수신하는 경우, MSG2를 스케줄링하는 (E)PDCCH와 MSG2 자체를 전달하는 PDSCH 모두 이러한 설정에 따라 수신할 수도 있다. 또는 MSG2를 스케줄링하는 (E)PDCCH만을 이러한 설정에 따라 수신할 수 있다. 이 경우, PDSCH에 적용될 설정은 (E)PDCCH를 통하여 지정될 수도 있다.
MSG2는 개별 UE가 랜덤 접속 과정에서 필요한 정보를 전송할 상향 링크 자원을 스케줄링해준다. UE는 이에 따라서 해당 정보를 스케줄링된 자원을 통하여 전송한다 (MSG3). MSG3을 수신한 기지국은 랜덤 접속 과정을 종료하는 메시지 (MSG4)를 전송한다. 물론 UE는 MSG4를 수신할 때 어떤 설정을 사용할 지를 결정해야 하며, 이 경우 아래의 방법이 이용될 수 있다.
- 방법 1: MSG2에서와 유사하게 MSG4를 수신할 때 사용하는 설정은 공통 설정으로부터 유도된다. 이는 공통 설정을 그대로 적용하는 방법도 포함한다.
-방법 2: MSG2를 통하여 MSG4를 수신할 때 사용하는 설정을 알려준다. 이 경우, MSG4는 개별 UE에게 전송되는 메시지이므로 MSG2를 통하여 전송된 설정을 단말-특정 설정으로 볼 수도 있다. 이 경우에는 향후 사용자 데이터를 전달하는 채널에서도 이러한 단말-특정 설정을 적용할 수 있다. 기지국은 MSG1의 수신 품질을 바탕으로 개별 UE의 채널 상태를 판단하고 적절한 설정을 선택하여 MSG2를 통하여 전달할 수 있다.
방법 1을 사용하는 경우에는 MSG4를 공통 설정으로 수신하게 되므로, 아직 단말-특정 설정을 적용하지 않은 상태이다. 이 경우에는 랜덤 접속 이후의 과정에서 채널을 수신하는데 사용할 단말-특정 설정을 전달해야 한다. 이 경우, 단말-특정 설정을 전달하는 방법을 아래와 같이 제안한다.
- 방법 1-1: MSG4를 통해서 단말-특정 설정을 전달할 수 있다. 기지국이 적절한 단말-특정 설정을 설정할 수 있도록 UE는 MSG3을 이용하여 채널 상태 측정, 예를 들어 CSI나 RSRP/RSRQ 측정을 보고할 수 있다.
- 방법 1-2: 이후 UE에게 전송되는 (E)PDCCH와 PDSCH를 통하여 단말-특정 설정을 전달할 수 있다. 단말-특정 설정을 전달하는 (E)PDCCH와 PDSCH에 대하여는 공통 설정 혹은 그에서 유도된 설정이 적용 될 수 있다. 이는 곧 랜덤 접속 과정이 종료된 상황에서, UE가 일부 (E)PDCCH와 PDSCH는 공통 설정으로 수신하고, 다른 일부 (E)PDCCH와 PDSCH는 단말-특정 설정으로 수신함을 의미한다. 일 예로 공통 서치 스페이스 상의 (E)PDCCH 및/또는 이를 통하여 스케줄링된 PDSCH는 공통 설정을 따르는 반면, 단말-특정 서치 스페이스 상의 (E)PDCCH 및/또는 이를 통하여 스케줄링 된 PDSCH는 단말-특정 설정을 따를 수 있다.
방법 1-2가 사용되는 경우, 특징적으로 공통 설정이 적용되는 (E)PDCCH/PDSCH는 단말-특정 설정이 적용되는 (E)PDCCH/PDSCH와 시간에서 구분될 수 있다. 즉 제 1 서브프레임 집합에서는 공통 설정에 따라 (E)PDCCH 및/또는 PDSCH를 수신하는 반면, 제 2 서브프레임 집합에서는 단말-특정 설정에 따라 (E)PDCCH 및/또는 PDSCH를 수신할 수 있다. 이러한 방법에 따르면, UE가 한 시점에서 수신 시도하는 설정이 단일하다는 특징을 지니게 되어 UE가 동시에 여러 설정으로 (E)PDCCH/PDSCH를 수신 시도하는 복잡한 구현을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
상기 설명한 공통 설정을 사용할 수 있는 채널 중 MTC-SIB는 MSG2나 MSG4와는 차별화될 수도 있는데, 이는 MTC-SIB의 경우 항상 전송되어야 하는 채널인 반면 나머지 채널은 랜덤 접속 절차가 수행되는 경우에만 전송되는 채널이기 때문이다. 따라서 MTC-SIB는 이를 스케줄링하는 (E)PDCCH나 별도의 반복 횟수 없이 사전에 주어진 시간 및/또는 주파수 자원을 통해서 PDSCH를 통해 지속적으로 전송되고 UE는 이들을 자신의 커버리지 상황에 맞도록 적절하게 결합하여 수신 시도할 수도 있다.
상기 설명한 방법을 사용하면 단말-특정 설정에 문제가 발생한 경우에 공통 설정을 사용하는 메시지를 통하여 단말-특정 설정을 변경해 줄 수 있다. 예를 들어 채널 환경이 더 나빠져서 단말-특정 설정 상의 반복 횟수보다 더 큰 숫자의 반복 횟수가 필요해지는 경우이다. 이하 단말-특정 설정을 변경하는 구체적인 방법을 상기 단말-특정 설정을 전송 또는 수신하는 방법과 연관하여 다음과 같이 제안한다.
- 방법 1-1을 사용하는 경우: UE가 기지국 신호를 수신 및/또는 측정하면서 단말-특정 설정의 변경을 발견하면 랜덤 접속을 시도한다. 예를 들어 채널 환경이 나빠져서 더 많은 반복 횟수가 필요하거나 일정 시간 동안 기지국이 전송해준 채널을 올바로 수신한 경우가 발생하지 않게 되는 경우이다. 이 경우, MSG4를 통해서 새로운 단말-특정 설정을 전달받을 수 있다.
- 방법 1-2를 사용하는 경우: 기지국은 공통 설정이 적용되는 (E)PDCCH/PDSCH를 통하여 원하는 시점에서 단말-특정 설정을 변경할 수 있다.
- 방법 2를 사용하는 경우: 방법 1-1을 사용하는 경우와 동일하되 단말-특정 설정을 MSG2를 통하여 전달받는다.
상향링크에서의 단말 특정 설정
같은 원리가 UL의 반복 횟수에 대한 단말-특정 설정을 수행 또는 변경하는 경우에 대하여도 사용될 수 있다. 기지국은 공통 설정이 적용되는 DL 메시지를 통하여 (예를 들어 MTC-SIB 등) UL 채널에 대한 공통 설정을 UE들에게 방송할 수 있다. 그리고 상기 설명한 과정 상에서 공통 설정이 적용되는 DL 및 UL 메시지를 통하여 단말-특정 설정에 대한 정보를 교환하는 것이다. 이 때 어떤 UL 전송에서 공통 설정이 적용되며 어떤 UL 전송에서 단말-특정 설정이 적용되는지가 결정될 필요가 있다. 이하에서는, UL 전송에서 사용되는 설정을 결정하는 방법을 설명한다.
- 방법 3-1: 어떤 설정을 적용하는 DL 채널을 통하여 스케줄링 받았는지로 결정될 수 있다. 즉 DL 공통 설정을 사용하는 DL 채널을 통해 스케줄링 받은 경우에는 UL 공통 설정을 적용할 수 있고, DL 단말-특정 설정을 사용하는 DL 채널을 통해 스케줄링 받은 경우에는 UL 단말-특정 설정을 적용할 수 있다.
- 방법 3-2: 공통 설정이 적용되는 시간 및/또는 주파수 영역이 사전에 지정될 수 있다. UE는 사전에 지정된 영역에서 공통 설정을 이용하여 UL 전송을 수행할 수 있다.
- 방법 3-3: UL 전송에 대한 스케줄링을 수행하는 (E)PDCCH의 속성에 따라서 결정될 수 있다. 구체적으로, 사용되는 DCI 포맷 (format) 및/또는 search space 내에서의 DCI 위치 등에 기반하여 결정될 수 있다.
방법 3-4: UL 전송에 사용되는 설정은 특정 지시자에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, UL 전송에 대한 스케줄링을 수행하는 DCI 내에 어떤 설정을 사용할지에 대한 지시자를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 MTC 단말을 설정하는 방법을 다양한 실시예를 통하여 설명한다. 또한, 하기에 기술하는 실시예들 이외에도 다양한 상황에서 본 발명이 확장 적용될 수 있음은 물론이다.
도 11은 상기 설명한 일 실시예에 따라서 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널이 서브프레임에서 구분되는 경우의 일 예를 도시한 것이다. 도 11에서는 5 서브프레임 마다 하나씩 공통 설정을 사용하는 서브프레임으로 지정되고 나머지 서브프레임이 단말-특정 설정을 사용하는 서브프레임으로 지정되는 경우를 가정하였다. 또한, 공통 설정을 사용하는 경우에는 6개의 연속한 서브프레임에서, 단말-특정 설정을 사용하는 경우에는 4개의 연속한 서브프레임에서 동일 메시지가 반복되는 상황을 가정하였다.
도 11에서 도시한 것과 같은 동작에 따르면, 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널은 시간 단위에서 분리된다. 따라서, 이러한 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널은 HARQ 프로세스 차원에서도 분리될 수 있다.
일 예로 PDSCH의 경우, HARQ 프로세스를 분할하여 일부 프로세스는 공통 설정을 사용하는 PDSCH에서만 운영하되 나머지 일부 프로세스는 단말-특정 설정을 사용하는 PDSCH에서만 운영하도록 동작할 수 있다. 이런 제약이 주어질 경우, UE는 자신의 HARQ 프로세싱 능력을 분할하고 각각을 공통 및 단말-특정 설정에 최적화하도록 구현할 수 있게 된다.
도 11에서의 동작은 결국 두 채널이 반복 전송되는 서브프레임이 서로 섞여 있다는 특징을 지닌다. 다른 표현으로, 하나의 채널은 서로 이격된 서브프레임에서 반복하여 전송될 수 있다. 이러한 특징은 특히 움직임이 낮은 MTC-UE에게 시간 다이버시티 (Time Diversity)를 부여하는 장점이 있다. 일 예로, 채널 1과 2를 각각 5 서브프레임씩 반복할 경우, 연속한 서브프레임에서 반복 전송한다면 각 채널의 입장에서는 5ms 동안 전송이 지속된다. 이 경우, 해당 시간 내에서 채널이 크게 변화할 확률은 상대적으로 낮아 한 번 나쁜 채널 상태에 빠지게 되면 반복이 끝나는 시점까지 나쁜 상태에 머무를 확률이 높게 된다. 반면 채널 1을 매 홀수 서브프레임에서, 채널 2를 매 짝수 서브프레임에서 전송한다면 개별 채널은 각각 9 ms 시간에 걸쳐 전송되기 때문에 시작 시점에서 나쁜 채널 상황이었다고 하더라고 전송 종료 이전에 다시 채널 상태가 좋아질 확률이 높아진다.
도 12는 상기 설명한 일 실시예에 따라서 공통 설정을 사용하는 채널과 단말-특정 설정을 사용하는 채널이 서브프레임에서 구분되는 경우의 다른 예를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 12는 상기 설명한 바와 같은 장점을 추가로 얻기 위하여 개별 채널이 반복되는 서브프레임 패턴을 여러 개 정의하고 각 패턴 이 시간에서 서로 섞여 있는 경우를 예시한 것이다. 여기서 각 채널은 4개의 서브프레임에서 반복되는 경우를 가정하였다. 도 12에서 동일한 숫자 또는 인덱스로 표시된 서브프레임은 동일 정보가 반복해서 전송되는 서브프레임을 의미한다.
이러한 동작을 제공하기 위해서, 특히 단말-특정 설정의 경우 eNB는 어떤 서브프레임 들이 동일 메시지의 전송 반복에 활용될 수 있는지를 UE에게 알리는 시그널링을 수행할 수 있다. 또는 후술하는 방법 A와 연계하여 최대의 HARQ 프로세스 개수에 의해서 서브프레임 반복 패턴이 자동적으로 결정될 수도 있다. 즉 UE가 동작할 수 있는 최대의 HARQ 프로세스 개수가 N개라면, 하나의 서브프레임 반복 패턴은 N 서브프레임 중 하나씩의 서브프레임을 차지하는 형태로 구성될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 공통 설정이 적용되는 서브프레임 반복 패턴이 별도로 존재한다면, 먼저 이를 위한 반복 패턴을 하나 설정하고 남는 서브프레임에 대해서 N개의 반복 패턴을 설정하여 단말-특정 설정이 적용되는 반복 패턴으로 구성할 수 있게 된다. 이렇게 반복 패턴이 자동으로 결정되는 경우에는 실제 반복 전송의 시작과 끝을 기지국이 단말-특정 설정 시그널링에 의해서 지정해줄 수 있다. 다른 의미로는 반복 전송의 시작과 반복 횟수를 기지국이 단말 특정 시그널링을 통해서 지정해줄 수 있다.
DL의 경우, 동일한 서브프레임 반복 패턴이 (E)PDCCH와 PDSCH에 공통적으로 적용될 수 있다. 이 경우에는 추가로 특정 반복 패턴의 (E)PDCCH를 통해서 스케줄링된 PDSCH는 동일한 반복 패턴 상에서 전송되도록 규정될 수도 있다. 이러한 방법에 의하면, (E)PDCCH와 PDSCH 반복 패턴 사이 관계를 시그널링하는 오버헤드가 생략될 수 있다는 장점이 있다.
또는, 제어 신호와 데이터 신호의 커버리지를 다르게 조절할 수 있는 유연성을 위하여 상이한 반복 패턴을 (E)PDCCH와 PDSCH에 적용할 수도 있다. 이 경우에는 RRC 또는 (E)PDCCH를 통하여 스케줄링되는 PDSCH가 어떤 서브프레임 반복 패턴을 사용하는지를 지정해주거나 (E)PDCCH 전송 종료 시점으로부터 일정한 시간 이후에 나타나는 첫 번째 PDSCH 반복 서브프레임 패턴을 사용하는 등의 사전에 정해진 규칙에 의하여 PDSCH의 반복 패턴을 알려줄 수 있다.
또는 (E)PDCCH에만 반복 패턴을 적용하고 PDSCH의 경우에는 별도의 반복 패턴 없이 연속한 서브프레임에서 반복하도록 동작할 수도 있다.
도 12에서 도시한 바와 같은 형태로 인터리빙된(interleaved) 반복 패턴을 사용하게 될 경우 HARQ 프로세스의 관리 방법을 보다 효과적으로 설계할 수 있다. 일 예로 PDSCH의 수신 관점에서는 HARQ 프로세스는 아래의 방법 중 하나 또는 이들의 조합을 이용하여 설계될 수 있다.
- 방법 A: 하나의 서브프레임 반복 패턴에 하나의 HARQ 프로세스를 맵핑할 수 있다. 즉 특정 서브프레임 반복 패턴에 의해서 전송된 PDSCH가 재전송될 경우, 동일한 서브프레임 반복 패턴만을 사용할 수 있다. 도 12을 참조하면, UE는 총 4개의 HARQ 프로세스를 가지고 각 HARQ 프로세스가 각 서브프레임 반복 패턴에서 사용된다고 가정하는 것이다.
이러한 방식은 특정 PDSCH의 반복 전송과 HARQ 동작에 의한 재전송이, 근본적으로는 동일한 전송 블록 (Transport Block; TB)의 코딩 비트를 수신하는 측면에서 동일하다는 점에서, UE의 수신 회로 구현을 반복 전송과 HARQ 재전송에 대해 동일하게 유지할 수 있다는 장점을 가진다.
이런 의미에서 특정 채널의 반복 전송을 ACK/NACK 피드백이 없는 자동 재전송이라고 명명할 수도 있다. 또한 재전송을 스케줄링할 때 HARQ process ID를 지정해 줄 필요가 없이 단순히 재전송인지 새로운 전송인지만 알려주면 되기 때문에 DL assignment의 DCI에서 수 비트의 HARQ process ID 필드 (field) 를 1 비트의 새로운 데이터 지시자 (New Data Indicator, NDI) 필드로 대체할 수 있다.
- 방법 B: HARQ 프로세스와 서브프레임 반복 패턴 사이에는 연관 관계가 없다. 따라서 특정 서브프레임 반복 패턴으로 전송된 PDSCH가 상이한 서브프레임 반복 패턴을 통하여 재전송될 수도 있다. 다만 특정 서브프레임 반복 패턴으로 새로운 PDSCH를 수신하는 도중에 다른 패턴으로 동일 HARQ process ID를 가진 PDSCH를 스케줄링 받는 경우가 발생할 수도 있다.
- 예를 들어 도 12을 참조하면, 서브프레임 패턴 0을 이용하여 PDSCH를 수신 시작했는데, 2ms 이후에 동일 HARQ process ID를 가진 PDSCH가 서브프레임 패턴 2를 이용하여 전송되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 UE의 동작은 아래와 같은 방법 중 하나 또는 그 조합에 의해 수행될 수 있다.
방법 B-1: UE는 이를 에러 케이스 (error case)로 간주할 수 있다. 상기 설명한 예에서 UE는 서브프레임 패턴 2에서의 PDSCH 스케줄링을 에러로 가정할 수 있다.
방법 B-2: UE는 뒤에 전송된 스케줄링만이 정확한 것으로 간주하고 앞서 수신 중인 PDSCH를 폐기할 수 있다. 상기 예에서 UE는 서브프레임 패턴 0의 PDSCH는 수신 폐기하고 서브프레임 패턴 2만을 사용하여 해당 HARQ 프로세스의 PDSCH를 수신한다.
방법 B-3: UE는 두 스케줄링 모두를 유효한 것으로 간주하고 두 서브프레임 반복 패턴을 통하여 수신된 채널을 결합하여 전송 블록을 디코딩 (decoding)할 수 있다. 상기 예에서 UE는 서브프레임 패턴 0과 2의 PDSCH를 함께 사용하여 해당 HARQ 프로세스의 전송 블록을 디코딩할 수 있다. 이는 유효하게 채널의 반복 횟수를 증대하는 효과가 있다.
방법 B의 세부 방법 B-1 내지 B-3은 뒤에 수신한 스케줄링 메시지가 수신 진행 중인 동일 HARQ v프로세스의 새로운 데이터를 지시했는지 여부에 따라 다르게 적용될 수 있다. 즉, NDI가 토글 (toggle)되었는지 여부에 따라 다르게 적용될 수 있다
예를 들어 새로운 데이터가 전송되는 것으로 지시되었다면, 즉 NDI가 토글되었다면, 반복이 종료되기 전에는 동일 HARQ 프로세스 상에서 새 데이터가 전송 개시 될 수 없다는 가정에서 방법 B-1을 사용하거나 eNB가 의도적으로 기존 데이터를 무시할 것을 지시하는 것으로 간주하고 방법 B-2를 선택한다. 반면, 새로운 데이터의 전송이 지시되지 않은 경우에는, 즉, NDI가 토글되지 않은 경우에는 동일 전송 블록을 복수의 반복 패턴을 사용하여 전송하는 것으로 간주하고 방법 B-3을 적용할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 여러 서브프레임에 반복 전송되는 복수의 동일 메시지가 반복 전송되는 패턴을 시간 영역에서 섞어 주는 동작은 (E)PDCCH와 같은 제어 채널을 전송하는 상황에도 시간 다이버시티를 통한 향상된 성능을 제공할 수 있다.
이 때 (E)PDCCH는 PDSCH와 달리 채널 상황에 따라서 변조 및 코딩 기법 (modulation and coding scheme)을 조절할 수가 없으며 다만 집합 레벨 (aggregation level; AL), 다른 의미로 전송에 사용하는 자원의 양을 조절할 수 있는데, 이는 별도의 제어 신호 없이 (E)PDCCH를 UE가 수신하기 때문이다. 이를 위해서 기존의 LTE 시스템에서 UE는 복수의 (E)PDCCH 전송 후보 위치(candidate)로 구성된 서치 스페이스를 가지고, 서로 다른 후보 위치는 서로 다른 AL을 가질 수 있도록 구성한다. 기지국은 현재의 채널 상태를 고려하여 적절한 AL을 선택하고 해당 AL에 대응하는 후보 중 하나를 선택하여 (E)PDCCH를 UE에게 전송하고, UE는 해당 UE에게 전송되는 DCI의 검출 여부로 해당 후보가 해당 UE로의 (E)PDCCH 전송으로 사용됨을 파악할 수 있다.
이하 다른 AL을 가지는 복수의 후보로 구성된 서치 스페이스 구조를 통하여 (E)PDCCH 전송 자원을 동적으로 조절하는 방법을 복수의 서브프레임에서 반복 전송하는 상기 원리에 맞추어 활용하는 방법을 설명한다. 구체적으로, (E)CCE를 적절하게 인덱싱 (indexing)하는 방법이 있다. 보다 구체적으로, 기존의 서치 스페이스 구성에서 AL X의 하나의 후보 위치는 연속한 인덱스를 가지는 (E)CCE로 구성되는데, 이 원리를 유지한다면 기존 서치 스페이스 구성 원칙을 유지함으로써 (E)CCE 영역 (domain)에서의 UE의 처리 동작을 기존 (E)PDCCH 수신 상황과 동일 혹은 최대한 유사하게 유지함으로써 UE의 구현을 단순화할 수 있다. 이를 위해서 본 발명에서는 반복 전송이 가능한 일련의 서브프레임이 있을 때 (E)CCE를 서브프레임을 건너 뛰면서 인덱싱할 것을 제안한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 서브프레임에서 제어 정보를 반복하여 전송하는 일 예를 도시한다. 도 13은 하나의 서브프레임에서 4개의 (E)CCE가 형성되고 인접한 8개의 서브프레임이 반복 전송을 통한 서치 스페이스를 정의하는데 사용되는 경우에 해당한다. 또한 한 서브프레임을 건너 뛰면서 (E)CCE를 구성하는 경우에 해당한다.
도 13을 참조하면, 먼저 서브프레임 #0에 (E)CCE #0를 설정하고 (또는 인덱싱하고) 서브프레임 #1을 건너 뛴 다음 서브프레임 #2에 (E)CCE #1을 설정하는 동작을 반복하여 서브프레임 #6에 (E)CCE #3을 설정한다. 그 후 서브프레임 #1로 이동하여 서브프레임 #1에 (E)CCE #4를 설정하고 서브프레임 #2를 건너 뛰고 서브프레임 #3에 (E)CCE #5를 설정하는 동작을 반복하여 서브프레임 #7에 (E)CCE #7을 설정한다. 다시 서브프레임 #0으로 돌아가 (E)CCE #8부터 동일한 동작을 반복한다. 이러한 형태로 (E)CCE를 인덱싱하고 연속한 (E)CCE를 가지고 서치 스페이스의 후보 위치를 형성하면 반복 전송에서도 효과적인 후보를 만들 수 있게 된다.
가령 (E)CCE#0부터 시작하는 AL 4인 후보와 (E)CCE#4부터 시작하는 AL 4인 후보는 각각이 연속한 (E)CCE를 사용하면서도 서로 섞인 형태로 4 서브프레임씩에 반복 전송되어 시간 다이버시티를 획득하는 형태가 된다. 또한 AL 8인 후보는 자연스럽게 8 서브프레임에 반복 전송되는 형태가 되어 다른 AL을 가지는 후보와도 공존할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라서 제어 정보를 반복하여 전송하는 또 다른 예를 도시한다. 여기서는 반복 구간 내에서의 서브프레임의 상대적인 위치를 2진수화 한 다음 최상위 비트 (Most Significant Bit; MSB)와 최하위 비트 (Least Significant Bit; LSB)의 방향을 뒤집는 비트 반전 (Bit reversal)을 수행한 결과로 나오는 순서대로 각 서브프레임에 (E)CCE를 배치한다. 8개의 서브프레임이 반복 구간에 존재하는 경우 각 서브프레임의 (E)CCE 배치 순서는 아래와 같다.
서브프레임 #0 => 000 => 000 => 0
서브프레임 #1 => 001 => 100 => 4
서브프레임 #2 => 010 => 010 => 2
서브프레임 #3 => 011 => 110 => 6
서브프레임 #4 => 100 => 001 => 1
서브프레임 #5 => 101 => 101 => 5
서브프레임 #6 => 110 => 011 => 3
서브프레임 #7 => 111 => 111 => 7
이에 따라서 서브프레임 #0 -> #4 -> #2 -> #6 -> #1 -> #5 -> #3 -> #7의 순서로 (E)CCE를 하나씩 배치할 수 있다. 그 결과 AL X의 후보가 n mod X = 0을 만족하는 (E)CCE #n를 시작으로 연속한 인덱스를 가지는 X개의 (E)CCE로 구성되는 경우, 전체 반복 구간을 최대한 스팬 (span)하는 후보를 구성할 수 있게 된다. 만약 X가 4인 경우, (E)CCE #0을 시작으로 ECCE #3까지의 ECCE로 후보를 구성할 수 있으며, 이 경우 해당 ECCE들은 순서대로 서브프레임 #0 ->#4->#2->#6에서 전송될 수 있다.
물론 (E)CCE의 인덱싱 자체는 이와는 상이하게 설정한 상황에서 하나의 후보를 구성하는 (E)CCE를 집합하는 순서를 상기 제안한 방법에 따라서 수행하는 것도 가능하다. 가령 도 14에서 도시한 원리를 적용할 경우, (E)CCE의 인덱싱과 무관하게 서브프레임의 상대적인 위치를 bit reversal한 순서대로 서브프레임을 오더링(ordering)한 다음 (E)CCE를 가져와서 후보를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브프레임 #0 -> #4 -> #2 -> #6 -> #1 -> #5 -> #3 -> #7을 순서대로 #0 -> #1 -> #2 -> #3-> #4 -> #5 -> #6 -> #7로 오더링할 수 있다. 연속한 4개의 ECCE를 이용하여 후보를 구성하는 경우에 서브프레임 #0, #1, #2 및 #3에 포함된 ECCE로 구성하는 경우, 상기 서브프레임 #0, #1, #2 및 #3은 상기 오더링 이전의 #0, #4, #2 및 #6에 해당할 수 있다.
또한 이러한 형태는 궁극적으로 반복 전송에서 사용하는 서브프레임의 순서를 리오더링(re-ordering)하는 것으로 PDSCH를 포함하는 일반적인 채널에도 적용될 수 있다. 일 예로, 특정 PDSCH가 X개의 서브프레임으로 구성된 반복 구간에서 Y개의 서브프레임에서 반복될 때 도 14의 원리를 적용하여 서브프레임 순서를 비트 반전한 다음 연속한 인덱스 상의 Y개의 서브프레임에서 반복하도록 동작할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 여러 서브프레임에 반복 전송되는 복수의 동일 메시지가 반복 전송되는 패턴을 시간 영역에서 섞어 주는 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 낮은 AL의 후보는 일부 서브프레임만을 선택하는 형태로 구현할 수 있다. 그 결과, 후보마다 반복 횟수가 달라질 수 있다. 이 경우에 SF 또는 ECCE 인덱싱을 상기 언급한 바와 같은 방식으로 수행할 수 있다. 예를 덜어, SF 인덱싱 또는 ECCE 인덱싱을 짝수 번째 서브프레임을 우선 선택하고 홀수 번째 서브프레임을 나중에 선택하도록 설정 할 수 있다.
도 15는 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 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 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13,23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(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, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 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 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송 블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 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 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 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.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 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(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)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 채널로부터 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.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE 는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, eNB 는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 이하, UE 에 구비된 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 메모리라 각각 칭한다.
eNB 프로세서는 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 설정에 기반하여 제 1 메시지를 단말로 전송하고, 상기 제 1 메시지에 단말 특정 설정을 포함시킬 수 있다. 또한, 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 단말로 전송할 수 있다.
UE 프로세서는 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 설정에 기반하여 제 1 메시지를 단말로 수신하고, 상기 제 1 메시지에 단말 특정 설정이 포함되면, 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 단말로 수신할 수 있다. 이와 같이 전송 또는 수신된 단말 특정 설정 및/또는 공통 설정은 상술한 본 발명의 실시예들에 대하여 적용될 수 있으며, 상기에 기술하는 실시예들 이외에도 다양한 상황에서 본 발명이 확장 적용될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 저비용 기계 타입 무선 통신 시스템에서, 단말이 단말 특정 설정에 기반하여 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함하는,
    신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 설정은 상기 기지국으로부터 전송되는 브로드캐스팅 채널을 통해 지정되는, 신호 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 설정은, 상기 단말 식별자에 기반하여 지정 또는 미리 설정되는 것 중 적어도 하나에 의해서 설정되는 신호 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 설정은 상기 단말에 미리 설정되는, 신호 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 상기 저비용 기계 타입을 위한 시스템 설정 정보 (SIB), 랜덤 접속 응답 메시지 또는 경쟁 해소 메시지, 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지 중 적어도 하나를 포함하는, 신호 수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 저비용 기계 타입을 위한 SIB는 서브프레임의 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel)이 전송되는 시간 영역에서 전송되는, 신호 수신 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 메시지가 랜덤 접속 응답 메시지인 경우,
    상기 제 2 메시지는 경쟁 해소 메시지인 신호 수신 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 메시지가 랜덤 접속 응답 메시지인 경우,
    상기 제 2 메시지는 물리하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지 중 적어도 하나인, 신호 수신 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 메시지가 경쟁 해소 메시지인 경우,
    상기 단말은 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH)를 통해 상기 기지국으로 채널 상태 측정 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단말-특정 설정은 상기 채널 측정 정보에 기반하여 결정되는,
    신호 수신 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 단말-특정 설정에 변경이 발생한 경우, 랜덤 접속 프리앰블을 상기기 지국으로 전송하는 단계; 및 새로운 단말-특정 설정을 포함하는 제 3 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 3 메시지는,
    랜덤 접속 응답 메시지, 경쟁 해소 메시지, 물리 하향링크 공유 채널_(Physical Downlink Shared Channel) 을 통해 전송되는 메시지, 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channl), 향상된 물리 하향링크 제어 채널 (Enhanced Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송되는 메시지 중 적어도 하나를 포함하는, 신호 수신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상향링크 스케줄링 정보를 제어 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 상향링크 스케줄링 정보에 기반하여 상기 기지국으로 제 4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 상향링크 스케줄링 정보가 상기 공통 설정에 기반하여 수행된 경우, 상기 제 4 메시지는 상기 공통 설정을 이용하여 전송되고,
    상기 상향링크 스케줄링 정보가 상기 단말 특정 설정에 기반하여 수행된 경우, 상기 제 4 메시지는 상기 단말 특정 설정을 이용하여 전송되는,
    신호 수신 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상향링크 스케줄링 정보를 제어 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 상향링크 스케줄링 정보에 기반하여 상기 기지국으로 제 4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 4 메시지는 상기 제어 채널의 속성에 기반하여 결정되는,
    신호 수신 방법.
  13. 저비용 기계 타입 무선 통신 시스템에서, 기지국이 단말-특정 설정에 기반하여 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함하는,
    신호 전송 방법.
  14. 기계 타입 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 수신하고, 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하되,
    상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함하는,
    단말.
  15. 기계 타입 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 복수의 단말을 위한 공통 설정에 기반하여 단말 특정 설정을 포함하는 제 1 메시지를 전송하고 상기 단말 특정 설정에 따라 제 2 메시지를 전송하도록 상기 송수신기를 제어하되,
    상기 공통 설정은 상기 제 1 메시지의 반복 횟수 또는 상기 제 1 메시지의 레이트 매칭 패턴 중 적어도 하나를 포함하는,
    기지국.
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