WO2016129755A1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터의 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터의 전송 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016129755A1
WO2016129755A1 PCT/KR2015/006293 KR2015006293W WO2016129755A1 WO 2016129755 A1 WO2016129755 A1 WO 2016129755A1 KR 2015006293 W KR2015006293 W KR 2015006293W WO 2016129755 A1 WO2016129755 A1 WO 2016129755A1
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WO
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resource
emergency
terminal
phich
base station
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PCT/KR2015/006293
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이은종
조희정
한진백
변일무
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엘지전자(주)
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829—Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1861—Physical mapping arrangements

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for a terminal to transmit uplink data to a base station and an apparatus supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service.
  • the explosive increase in traffic causes resource shortages and users demand faster services. Therefore, more advanced mobile communication systems are required. have.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for determining a resource for emergency data transmission by transmitting an ACK for emergency signal transmission mapped to an emergency signal transmission resource to an emergency terminal.
  • an object of the present invention is to provide a method for preventing a collision occurring between emergency data transmission by allocating resources related to emergency data through control of a base station.
  • a method for transmitting uplink data (UL data) in a wireless communication system supporting a low latency (low latency) service the method performed by the first terminal of the event (event) associated with the emergency situation Transmitting an urgent signal (US) to the base station informing of occurrence; Receiving a response to the emergency signal from the base station through a PHICH (Physical HARQ Indication Channel) resource; And detailed information related to the generated event based on the received answer. And transmitting data (urgent data) to the base station, wherein the PHICH resource is mapped to a transmission resource of the emergency signal.
  • the present specification is characterized in that it further comprises the step of receiving the transmission resource of the emergency signal from the base station through an RRC connection establishment (connection establishment) procedure.
  • the step of assigning the transmission resource of the emergency signal in the present specification is characterized in that it comprises the step of receiving from the base station a DMRS (Demodulation Reference Signal) value that is divided for each first terminal.
  • DMRS Demodulation Reference Signal
  • the transmission resource of the emergency signal is a PUCCH (Physical Uplink Control Channel) resource
  • the PHICH resource is the lowest physical resource block index of the first slot or the second slot of the DMRS value and / or the PUCCH resource.
  • PRB Index Physical Resource Block Index
  • the transmission resource of the emergency signal is characterized in that it is set by the number of DMRS (Demodulation Reference Signal) CS (Cyclic Shif t) index (index).
  • DMRS Demodulation Reference Signal
  • CS Cyclic Shif t index
  • the "specification is characterized in that it further comprises the step of determining the resource location for transmitting the uplink data on the basis of the ungdap received on the PHICH (Physical HARQ Indication Channel) resources.
  • PHICH Physical HARQ Indication Channel
  • the determining of the resource location in the present specification comprises the steps of monitoring whether the PHICH urgent ACK received by other first terminals; The other first before receiving a PHICH urgent ACK from the base station ⁇
  • the first LRB index information is increased by 1 'each time the PHICH ACK is received with the other first words.
  • the second LRB index information may be a value obtained by adding 1 to the total number of PHICH ACKs received by the other first terminals.
  • the first terminal is characterized in that the emergency terminal.
  • the response to the emergency signal is characterized in that the ACK or NACK.
  • the present specification is a pure method for transmitting uplink data (UL data) in a wireless communication system supporting a low latency service, the method performed by the base station is an event related to the emergency situation from the emergency terminal ( receiving an urgent signal (US) * informing the occurrence of an event; Determining a PHICH (Physical HARQ Indication Channel) resource for transmitting a male answer to the emergency signal based on the received emergency signal; Sending a response to the emergency signal to the "critical terminal through the determined PHICH resources; And the generated from the emergency terminal And receiving urgent data including detailed information related to an event, wherein the PHICH resource is mapped to a transmission resource of the emergency signal.
  • PHICH Physical HARQ Indication Channel
  • the DMRS value is differently allocated to each emergency terminal.
  • the present specification is a terminal for transmitting uplink data (UL data) in a wireless communication system supporting a low latency (low latency) service, RF (Radio Frequency) unit for transmitting and receiving radio signals; And a processor operatively connected with the RF unit, the processor sending an Urgent Signal (US) to the base station to inform the occurrence of an event related to the emergency; Receiving a voice response to the emergency signal from the base station through a PHICH (Physical HARQ Indication Channel) resource; And transmitting urgent data including detailed information related to the generated event to the base station based on the received answer, wherein the PHICH resource is mapped to a transmission resource of the emergency signal.
  • PHICH Physical HARQ Indication Channel
  • the fast uplink resource monopoly of the emergency terminal enables the transmission of emergency messages to the base station more safely and error-free, thereby ensuring reliability as well as transmission latency. It works.
  • the present disclosure can determine the Urgent PUSCH resource location of the terminal through the PHICH Urgent ACK from the base station even if one or more emergency terminal transmits the PUCCH US, and can quickly transmit an emergency message without resource collision with other emergency or general terminal It has an effect.
  • the present specification provides a resource occupancy method by the base station control, rather than using a contention-based resource, it is possible to transmit a more secure and error-resistant message by solving the resource problem that may occur in the contention-based resource occupancy method. It has an effect.
  • the uplink data transmission method proposed in the present specification may take (4 or 5) * N time from the PUCCH US transmission to the actual emergency data transmission according to the PHICH ACK reception and the TA between the terminal and the base station.
  • This provides the same reliability as compared to the method of transmitting uplink data through the conventional SR, and has the effect of reducing the time by 12 * N or 13 * N than the prior art (which takes 17 * N time).
  • TTI Time To Interval
  • LTE (-A) ⁇ ] system Lms. '
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • 2 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP LTE / LTE-A system to which the present invention can be applied and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE / LTE-A to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a MAC PDU used in a MAC entity in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 and 10 illustrate a sub header of a MAC PDU in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 11 is a diagram illustrating a format of a MAC control element for reporting a buffer status in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an uplink resource allocation process of a terminal in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a diagram for describing latency in a control plane (C-Plane) required by 3GPP LTE-A to which the present invention can be applied.
  • C-Plane control plane
  • FIG. 15 shows an example of a form in which PUCCH formats are mapped to a PUCCH region of an uplink physical resource block in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 16 shows a structure of a CQI channel in the case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 17 shows a structure of an ACK / NACK channel in case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 19 and 20 illustrate an example of a method of transmitting actual data through a scheduling request and a BSR procedure.
  • 21 is a diagram illustrating an example of a method of transmitting actual data through a RACH procedure.
  • 22 is a diagram illustrating an example of an uplink data transmission method for supporting low latency service.
  • 23 is a diagram illustrating an example of an emergency uplink data transmission method proposed in the present specification.
  • 24 and 25 are flowcharts illustrating examples of an emergency uplink data transmission method proposed in the present specification.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a PUCCH physical resource block index (PRB index) for configuring PHICH resources proposed in the present specification.
  • PRB index PUCCH physical resource block index
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of an urgent resource determination method for transmitting an urgent message proposed in this land bill.
  • 28 is a flowchart illustrating an example of a method of transmitting PUSCHs of general terminals proposed herein.
  • the example 29 illustrates a block diagram of a wireless communication apparatus to which the methods proposed herein may be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal. Certain operations described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is apparent that various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved node B, a base transceiver system (BTS), and an access point (AP).
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • DL downlink
  • UL uplink
  • a transmitter is part of a base station
  • a receiver may be part of a terminal
  • uplink a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OF FDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by 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, e-UTRA (evolved UTRA), and the like.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • E-UMTS evolved UMTS
  • LTE Long term evolution
  • SC-FDMA SC-FDMA is adopted in uplink.
  • LTE-A evolution of 3GPP LTE. '
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents.
  • all the solvents disclosed in this document can be described by the above standard document. For clarity, the following description focuses on 3GPP LTE / LTE-A, but the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • the E-UTRAN system is an evolution from the existing UTRAN system and may be, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the E-UTRAN consists of base stations (eNBs) that provide control plane and user plane protocols to the UE, and the base stations are connected through an X2 interface.
  • An X2 user plane interface (X2-U) is defined between base stations.
  • X2- U interface provides a "non-guaranteed delivery '(non guaranteed delivery) the user plane PDU (packet data unit).
  • An X2 control plane interface (X2-CP) is defined between two neighboring base stations.
  • X2-CP performs functions such as context transfer between base stations, control of user plane tunnel between source base station and target base station, transfer of handover related messages, and uplink load management.
  • the base station is connected to the terminal through a wireless interface and is connected to the evolved packet core (EPC) 1 via the S1 interface.
  • the S1 user plane interface (S1-U) is defined here as a base station and serving gateway (S-G).
  • the S1 control plane interface (S1-MME) is defined as a base station and a mobility management entity (MME) . entity) 1 "is defined in this.
  • the SI interface includes EPS (evolved packet system) bearer service management, NAS (non-access stratum) signaling transport, It performs network sharing and MME load balancing.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • the S1 interface supports a many-to-many relation between the base station and the MME / S-GW.
  • 2 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 (a) shows a radio protocol structure for a control plane
  • FIG. 2 (b) shows a radio protocol structure for a user plane.
  • the terminal and the layer of the radio interface protocol between the E-UTRA are in the well-known Open Systems mutual contact, known in the art of communication systems (OSI: open system interconnection) in the lower three layers of the standard model It can be divided into a first layer (L1), a second layer (L2) and a third layer (L3) based on.
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN consists of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and vertically stacks a protocol stack for transmitting data information. (protocol stack) It is divided into a user plane and a control plane, which is a protocol stack for transmitting control signals.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by the terminal and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane includes data generated at the application layer, for example, voice data or Internet packet data. It means a passage.
  • each layer of the control plane and the user plane of the radio protocol will be described.
  • the physical layer which is the first layer (L1), provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer located at a higher level through a transport channel, and data is transmitted between the MAC layer and the physical layer through the transport channel.
  • Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface. Data is transmitted between different physical layers through a physical channel between a physical layer of a transmitter and a physical layer of a receiver.
  • the physical layer is modulated by an orthogonal f requency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal f requency division multiplexing
  • Physical downlink control “holding” channel (PDCCH: physical downlink control, channel) is "paging channel to the mobile station (PCH: paging channel) and the downlink shared channel is greater: a resource allocation and uplink share greater of (DL- SCH downlink shared channel) It informs hybrid automatic repeat request (HARQ) information related to a channel (UL-SCH: u link shared channel).
  • PDCCH may carry a "Telling seungeon uplink (UL grant) the resource allocation of uplink transmission to the UE.
  • Physical control format indicator, the channel (PDFICH: physical control format indicator channel ) informs the number of OFDM symbols used for the PDCCH to the UE, for each sub-frame Is sent.
  • a physical HARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ ACK (non-acknowledge) / NACK (non-acknowledge) signal as a ' yes ' of uplink transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / NACK for downlink transmission, a scheduling request, and a channel quality indicator (CQI).
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) carries a UL-SCH.
  • the MAC layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer also maps between logical and transport channels and multiplexes them to transport blocks that are provided as physical channels on transport channels ⁇ " of the MAC service data unit (SDU). Includes demultiplexing mechanism.
  • the RLC layer of the second layer (L2) supports reliable data transmission. Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • the RLC layer uses transparent mode (TM), unacknowledged mode (UM) and acknowledgment (AM). There are three modes of operation: acknowledge mode.
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • ARQ automatic repeat request
  • the RLC layer may be included as a functional block of the MAC layer.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second layer (L2) performs user data delivery, header compression, and ciphering functions in the user plane.
  • PDCP packet data convergence protocol
  • IPv4 Internet protocol version 4
  • IPv6 Internet protocol version 6
  • a radio resource control (RRC) layer located at the lowest part of the third layer (L3) is defined in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and Network 3 exchange RRC messages with each other through the RRC layer.
  • the RRC layer controls logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of radio bearers.
  • ⁇ Bearer means a logical path provided by the second tradeoff (L2) for data transmission between the terminal and the network.
  • Establishing a radio bearer means defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • the radio bearer may be divided into signaling radio bearer (SRB) and data radio bearer (DRB).
  • SRB is RRC in the control plane Used as a path for transmitting messages, DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • RRC layer NAS non-access stratum
  • NAS non-access stratum
  • i MME mobility management
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a PCH for transmitting a paging message, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • BCH broadcast channel
  • PCH for transmitting a paging message
  • DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through the DL-SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • an uplink transport channel for transmitting data from a terminal to a network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message, and an UL-SCH (uplink shared) for transmitting a user traffic or an account message. channel).
  • RACH random access channel
  • UL-SCH uplink shared
  • the logical channel is located above all channels and is mapped to the transport channel.
  • the logical channel may be divided into a control channel for transmitting control region information and a traffic channel for delivering user region information.
  • Logical channels include broadcast control channel (BCCH) and paging control Paging control channel (PCCH), common control channel (CCCH), dedicated control channel (DCCH) multicast control channel (MCCH), dedicated traffic channel (DTCH) channel) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control Paging control channel
  • CCCH common control channel
  • DCCH dedicated control channel
  • MCCH multicast control channel
  • DTCH dedicated traffic channel
  • MTCH multicast traffic channel
  • an EMM (EPS mobility management) registration state EMM-REGISTERED
  • EMM deregistration state EMM—DEREGISTERED
  • the EMM registration state and the EMM deregistration state may be applied to the terminal and the MME.
  • the initial terminal is in the EMM deregistration state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the access procedure is successfully performed, the UE and the MME transition to the EMM registration state.
  • an EPS connection management (ECM) connected state (ECM-CONNECTED) and an ECM idle state (ECM-IDLE) may be defined.
  • ECM connection state and the ECM idle state may also be applied to the terminal and the MME.
  • the ECM connection consists of an RRC connection established between the terminal and the base station and an S1 signaling connection established between the base station and the MME.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station are logically connected. That is, when the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is connected, the terminal is in an RRC CONNECTED state.
  • the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station If not connected, the terminal is in the RRC idle state (RRC_IDLE).
  • the network can grasp the existence of the UE in the ECM connection state in units of cells and can effectively control the UE.
  • the network cannot grasp the existence of the UE in the ECM idle state, and manages the core network (CN) in a tracking area unit, which is a larger area unit than the sal.
  • the terminal When the terminal is in the ECM idle state, the terminal performs a discontinuous reception (DRX) set by the NAS using a uniquely assigned ID in the tracking area.
  • DRX discontinuous reception
  • the terminal may receive a broadcast of system information and paging information by monitoring a paging signal at a specific paging opportunity every UE-specific paging DRX cycle.
  • the network does not have context information of the terminal. Accordingly, the UE in the ECM idle state may perform a UE-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal In the ECM idle state, when the location of the terminal is different from the location known by the network, the terminal may inform the network of the location of the terminal through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the network knows which cell the UE belongs to. Accordingly, the network may transmit and / or receive data to or from the terminal, control mobility such as handover of the terminal, and perform cell measurement on neighboring cells.
  • the terminal receives a normal mobile communication service such as voice or data In order to transition to the ECM connection state.
  • a normal mobile communication service such as voice or data
  • the initial terminal is in the ECM idle state as in the EMM state, and when the terminal successfully registers to the network through the initial attach procedure, the terminal and the MME transition to the ECM connection state.
  • the terminal is registered in the network but the traffic is inactivated and the radio resources are not allocated, the terminal is in the ECM idle state, and if new uplink or downlink traffic is generated to the terminal, a service request procedure is performed.
  • the UE and the MME are transitioned to the ECM connected state.
  • Figure 3 is a view for explaining a general signal transmission method using the physical channels and those used in the 3GPP LTE / LTE-A system to which the present invention may be applied.
  • the power supply is turned back on from off, or to a new UE enters the cell is performing initial cell search, such as aligning the "base station and the synchronization in step S301 (initial cell search) operation.
  • the UE receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and provide information such as a cell ID (identif ier). Acquire.
  • P-SCH primary synchronization channel
  • S-SCH secondary synchronization channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) signal from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the UE performs downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step. A downlink channel state can be checked by receiving a reference signal).
  • PBCH physical broadcast channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE may acquire more specific system information by receiving the PDSCH according to the PDCCH and the PDCCH information in step S302.
  • the terminal may perform a random access procedure such as steps S303 to S306 to complete the access to the base station.
  • the UE may transmit a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the PDSCH corresponding thereto (S304).
  • PRACH physical random access channel
  • the UE may perform a contention resolution procedure such as transmitting an additional PRACH signal (S305) and receiving a PDCCH signal and a corresponding PDSCH signal (S306).
  • the UE can receive a PDCCH signal and / or a PDSCH signal (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) signal and / or a physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the transmission of the (PUCCH) signal (S308) may be performed.
  • UCI uplink control information
  • SR scheduling request
  • CQI channel quality indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank indication
  • UCI is typically periodically Although transmitted, control information and traffic data may be transmitted through the PUSCH at the same time.
  • the UC can be aperiodically transmitted through the PUSCH by request / instruction of the network.
  • 4 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE / LTE-A to which the present invention can be applied.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in units of subframes, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard supports Type 2 radio frame structure applied to FDD (Frequency Division Duplex) and type 2 radio frame structure applicable to TDD (Time Division Duplex).
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel answer of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel male response are almost the same in a given frequency domain.
  • the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the uplink transmission and the downlink transmission are time-divided in the entire frequency band, and thus the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the terminal cannot be simultaneously performed.
  • uplink transmission and downlink transmission are divided into subframe units, uplink transmission and downlink transmission It is performed in different subframes.
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe is 1ms in length and one slot is 0 in length. It can be 5ms.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. Since 3GPP LTE / LTE-A uses OFDMA in downlink, the OFDM symbol is for representing one symbol period.
  • the OFDM symbol may be referred to as one SC- FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block as a resource allocation unit includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration of a cyclic prefix (CP).
  • CPs have an extended CP and a normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by the extended cyclic prefix, the length of one OFDM symbol is increased, so the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal cyclic prefix.
  • the extended cyclic prefix for example, the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, interference between symbols is further increased. To reduce this, an extended cyclic prefix can be used.
  • one slot includes 7 OFDM symbols, so one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first up to three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH) 1 and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • a type 2 radio frame consists of two half frames, each half frame consists of five subframes, and one subframe consists of two slots.
  • a special ' subframe ' includes a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element (RE) is a resource element (RE) on a resource grid, and one resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • Resource elements on the resource grid may be identified by index pairs (k, 1) in the slot.
  • the number of resource blocks (NRBs) included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot. 6 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • An example of a downlink control channel used in 3GPP LTE / LTE-A includes PCFICH, PDCCH, PHICH, and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • PHICH is the woofer channel for the uplink, It carries an ACK / NACK signal for HARQ.
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI radio network temporary identif ier
  • a unique identifier eg, C—RNTI (cell-RNTI)
  • the paging indication identifier " (for example, P-RNTI (paging-RNTI)) may be masked in the CRC.
  • the system information for the system information block (SIB) the system information.
  • SI— system inf ormation-RNTI (RNTI) 7 ⁇ may be masked in the CRC and RA-RNTI (random access-RNTI) to indicate a random access response that is a response to transmission of the random access preamble of the UE.
  • RNTI system inf ormation-RNTI
  • Figure 7 shows an uplink subframe and structure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a gear region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a PUCCH carrying uplink control information.
  • the data area is allocated a PUSCH carrying user data.
  • the terminal may support simultaneous transmission of the PUSCH and the PUCCH.
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair allocated to a PUCCH are mutually different in each of two slots based on a slot boundary.
  • the resource block pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • Control information transmitted through the PDCCH is downlink control information (DCI: Downlink
  • the PDCCH has a different size and use of control information according to the DCI format, and a different size according to a coding rate.
  • Table 1 shows the DCI according to the DC industrial format.
  • format 0 for PUSCH scheduling in DCI format Format 1 for scheduling one PDSCH codeword Format 1A for compact scheduling of one PDSCH codeword, Format 1C for very simple scheduling of DL-SCH, closed-loop spatial multiplexing ( For 2 for PDSCH scheduling in spatial multiplexing mode, format 2A for PDSCH scheduling in openloop multiplexing mode, formats 3 and 3A for transmission of TPC (Transmission Power Control) command for uplink channel, There is format 4 for PUSCH scheduling in one uplink cell in a multi-antenna port transmission mode.
  • TPC Transmission Power Control
  • DCI format 1A may be used for PDSCH scheduling, regardless of which transmission mode is configured for the UE.
  • the DCI format may be independently applied to each UE, and PDCCHs of multiple UEs may be multiplexed simultaneously in one subframe.
  • PDCCH is one or several continuous. 3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 "(aggregation) ⁇ S configuration of the CCE (control channel elements).
  • CCE is a logical assignment unit used to provide a coding rate according to the state of the radio channel to the PDCCH.
  • CCE Is a unit corresponding to nine sets of REGs consisting of four resource elements
  • the base station may use ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ CCEs to configure one PDCCH signal, where ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ are called CCE aggregation level
  • the number of CCEs used for transmission of a specific PDCCH is determined by the base station according to channel state.
  • the interleaving is mapped to the control channel region of each subframe. It may vary depending on the number of OFDM symbols, the number of PHICH groups, the transmission antenna and the frequency shift for the control channel of the subframe.
  • channel coding is independently performed on the PDCCH of each multiplexed UE and a cyclic redundancy check (CRC) is applied.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the unique identifier (UE ID) of each terminal is added to the CRC. "Masking to allow the terminal to receive the new PDCCH.
  • the base station does not provide the terminal with information about where the corresponding PDCCH is.
  • blind decoding Blind decoding
  • blind detection blind search Blind decoding means that the UE has its own UE identifier (UE) in the CRC part. After de-masking the ID, the CRC error is examined to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel. It says how to check.
  • UE UE identifier
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a MAC PDU used in a MAC entity in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the MAC PDU includes a MAC header, at least one MAC service data unit (SDU), and at least one MAC control element (control). element), and may further include padding. In some cases, at least one of the MAC SDU and the MAC control element may not be included in the MAC PDU.
  • the MAC control element is generally located ahead of the MAC SDU. And, the size of the MAC control element can be fixed or variable. When the size of the MAC control element is variable, it may be determined whether the size of the MAC control element is extended through an extended bit. The size of the MAC SDU may also be variable.
  • the MAC header may include at least one sub-header.
  • at least one subheader included in the MAC header as a "corresponding to each MAC SDU, MAC control elements and padding, the sequence of sub-header is the same as the arrangement order of the corresponding element.
  • the MAC PDU includes a MAC control element 1, a MAC control element 2, a plurality of MAC SDUs and padding
  • the MAC header includes a subheader corresponding to the MAC control element 1, a subheader corresponding to the MAC control element 2, and a plurality of subframes.
  • a plurality of sub headers corresponding to each of the MAC SDUs and sub headers corresponding to the padding may be sequentially arranged.
  • the sub header included in the MAC header may include six header fields.
  • the sub header may include six header fields of R / R / E / LCID / F / L.
  • a subheader including four header fields may be used for a subheader corresponding to a fixed size MAC control element and a subheader corresponding to the last of data fields included in a MAC PDU.
  • the sub header includes four fields, the four fields may be R / R / E / LCID.
  • 9 and 10 illustrate a sub header of a MAC PDU in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • E Extended field, which indicates whether an element corresponding to a subheader is extended. For example, if the E field is 0, the element corresponding to the subheader is terminated without repetition. If the E pad is 1, the element subtracted from the subheader is repeated once more and the length is 2 Can be expanded.
  • LCID The Logical Channel Identification field identifies a logical channel corresponding to a corresponding MAC SDU or identifies a type of corresponding MAC control element and padding. If it is MAC SDU associated with the sub header, it indicates which MAC SDU corresponds to a logical channel, and if it is MAC control element associated with the sub header, it may indicate which MAC control element.
  • Table 2 shows the values of LCIDs for DL-SCH.
  • Table 3 shows the values of LCIDs for UL-SCH.
  • UE In LTE / LTE-A system, UE is truncated by BSR (LCSR) By setting the index value of any one of BSR), Short BSR and Long BSR, it is possible to report its buffer status to the network.
  • LCSR BSR
  • mapping relationship between the index and the LCID value illustrated in Tables 2 and 3 is illustrated for convenience of description, but the present invention is not limited thereto.
  • F Format field, which indicates the size of the L field.
  • L Length field, which indicates the size of MAC SDU and MAC control element to be sub-headed with. If the size of the MAC SDU or MAC control element to be sub-headed is less than or equal to 127 bits, a 7-bit L field may be used (FIG. 14 (a)), otherwise the 15-bit L field may be used. (FIG. 14B). If the MAC control element has a variable size, the size of the MAC control element may be defined through the L field. When the size of the MAC control element is fixed, the size of the MAC control element can be determined even if the size of the MAC control element is not defined as the L field, so the F and L fields can be omitted as shown in FIG. 15. 11 is a diagram illustrating a format of a MAC control element for reporting a buffer status in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the MAC control address corresponding to the subheader is one logical channel group ID (LCG ID: Logical Channel Group), as shown in FIG. Identification) field and one buffer size field indicating the buffer status of the logical channel group.
  • LCG ID Logical Channel Group
  • the LCG ID field is used to identify the logical channel group for which the buffer status should be reported.
  • the LCG ID field is 2 It can have bits and sizes.
  • the buffer size field is for identifying the total amount of available data of all logical channels belonging to the logical channel group after the MAC PDU is generated.
  • the available data includes all data that can be transmitted in the RLC layer and the PDCP layer, and the data amount is expressed in the number of bytes. At this time, the size of the RLC header and MAC header can be excluded when calculating the amount of data.
  • the buffer size field may have a value of 6 bits.
  • the MAC control element subtracted from the subheader is 4 indicating the buffer status of 4 groups having LCG IDs of 0 to 3, as shown in FIG. 11 (b).
  • Buffer size fields may be included. Each buffer size field may be used to identify the total amount of data available for different logical channel groups.
  • a scheduling-based data transmission / reception method of a base station is used to maximize resource utilization. This means that if there is data to be transmitted by the terminal, the base station may first request uplink resource allocation and transmit data using only uplink resources allocated from the base station.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an uplink resource allocation process of a terminal in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the base station for each terminal It is necessary to know what kind of data is to be transmitted uplink. Accordingly, the terminal directly transmits information about uplink data to be transmitted by the terminal to the base station, and the base station may allocate uplink resources to the corresponding terminal based on the information.
  • the information on the uplink data delivered to the base station by the terminal is the amount of uplink data stored in its buffer, which is called a buffer status report (BSR).
  • BSR is transmitted using a MAC control element when the terminal is allocated resources on the PUSCH in the current TTI and a reporting event is triggered.
  • FIG. 12A illustrates an uplink resource allocation process for actual data * when an uplink radio resource for buffer status reporting (BSR) is not allocated to the terminal. That is, in the case of the UE switching the active mode state in the DRX mode, since there is no data resource allocated in advance, it is required to request a resource for uplink data starting with the SR transmission through the PUCCH. Resource allocation procedures are used. Referring to (a) of 12 ', the mobile station in case the PUSCH resource for transmitting the BSR are not assigned, the UE first scheduling request in order to receive assignment of PUSCH resources and transmits the (SR scheduling request) to the base station ( S1201).
  • BSR buffer status reporting
  • the scheduling request is used to request a base station to receive a PUSCH resource for uplink transmission when a reporting event 7 ⁇ occurs but the terminal is not scheduled with a radio resource on the PUSCH in the current TTI. That is, although the UE has triggered a regular buffer status report (regular BSR), it uses uplink radio resources for transmitting the BSR to the base station. Send SR on PUCCH when it does not have. The UE transmits an SR or initiates a random access procedure through the PUCCH according to whether the PUCCH resource for Si is configured.
  • regular BSR regular buffer status report
  • the PUCCH resources to which the SR can be transmitted are configured by a UE-specific higher layer (for example, an RRC layer), and the SR configuration is an SR transmission cycle (SR periodicity) and an SR subframe. Contains offset information.
  • the UE Upon receiving the UL grant for the PUSCH resource for BSR transmission from the base station (S1203), the UE transmits the triggered BSR to the base station through the PUSCH resource allocated by the UL grant (S1205).
  • the base station checks the amount of data to be transmitted by the actual terminal to the uplink through the BSR and transmits to the UL grant * terminal for the PUSCH resource for the actual data transmission (S1207).
  • the terminal receiving the UL grant for the actual data transmission transmits the actual uplink data to the base station through the allocated PUSCH resources (S1209).
  • 12B illustrates an uplink resource allocation process for actual data when an uplink radio resource for a BSR is allocated to a terminal.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a latency in a control plane (C-Plane) required in 3GPP LTE-A to which the present invention may be applied.
  • C-Plane control plane
  • 3GPP LTE-A requires that a transition time from an idle mode (IP address assigned) to a connected mode is 50 ms or less.
  • the transition time includes a set time of the user plane (excluding the S1 propagation delay time).
  • the transition time from the dormant state to the active state in the connected mode is required to be 10 ms or less.
  • the transition from the dormant state to the active state can occur in four scenarios as follows.
  • Random access procedure Random access procedure
  • 14a and 14b illustrate a random access procedure in an LTE system An example of a procedure is shown.
  • the random access procedure is performed when initial access in RRC_IDLE, initial access after a radio link failure, handover requiring a random access procedure, and generation of uplink or downlink data requiring a random access procedure during RRC—CONNECTED.
  • Some RRC messages such as RRC Connection Request Message, Cell Update Message, and UTRAN Registration Area (URA Update Message), are also transmitted using a random access procedure.
  • the logical channels Common Control Channel (CCCH), Dedicated Control Channel (DCCH), and Dedicated Traffic Channel (DTCH) may be mapped to the transport channel RACH.
  • the transport channel RACH is mapped to a physical channel physical random access channel (PRACH).
  • the UE physical layer When the MAC layer of the UE instructs the UE to transmit PRACH, the UE physical layer first selects one access slot and one signature and transmits the PRACH preamble upward.
  • the random access process is divided into contention based random access process and non-contention based random access process.
  • Figure 14a shows an example of a random access procedure in a contention-based (Contention based)
  • Figure 14b shows an 'example of a random access procedure of a contention-free-based (Non- contention based).
  • the terminal receives the information on the third-term access from the base station through the system information Receive and save. Subsequently, when random access is required, the UE transmits a random access preamble (also referred to as a buy one) to the base station (S1401).
  • a random access preamble also referred to as a buy one
  • the base station When the base station receives the random access preamble from the terminal, the base station transmits a random access response message (also referred to as message 2) to the terminal (S1402).
  • a random access response message (also referred to as message 2)
  • downlink scheduling information on the random access response message may be CRC masked with a random access-radio network temporary identifier (RA-RNTI) and transmitted on an LI or L2 control channel (PDCCH).
  • RA-RNTI random access-radio network temporary identifier
  • the UE that receives the downlink scheduling signal masked with the RA-RNTI may receive and decode a random access voice response message from a physical downlink shared channel (PDSCH). Thereafter, the terminal checks whether the random access response information indicated to the random access response message is present.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Whether the random access voice response information indicated to the user exists may be determined by whether there is a random access preamble ID (RAID) for the preamble transmitted by the UE.
  • RAID random access preamble ID
  • the random access voice answer information includes a timing alignment (TA) indicating timing offset information for synchronization, radio dimension allocation information used for uplink, and a temporary identifier (eg, Temporary C-RNTI) for terminal identification.
  • TA timing alignment
  • radio dimension allocation information used for uplink
  • temporary identifier eg, Temporary C-RNTI
  • uplink transmission also referred to as message 3
  • SCH uplink shared channel
  • uplink transmission may be expressed as scheduled transmission. have.
  • the base station after receiving the uplink transmission from the UE, contention resolution (as expressed, also called Message 4) message for (contention resolution), a downlink shared channel: The through (Downlink Shared Channel DL- SCH) transmitted to the terminal control 1 (S1404).
  • the base station Before the UE transmits the random access preamble, the base station allocates a non-contention random access preamble to the UE (S1411).
  • the non-competitive random access preamble may be allocated through dedicated signaling such as a handover command or a PDCCH.
  • the UE receives the non-competitive random access preamble, the UE totals the non-competitive random access preamble allocated to the base station (S1412).
  • the base station may transmit a random access response (also referred to as message 2) to the terminal similarly to step S2102 in the contention-based random access procedure (S1413).
  • a random access response also referred to as message 2
  • HARQ is not applied to the random access response in the above-described random access procedure, but HARQ may be applied to a message for uplink transmission or contention resolution for the random access response. Therefore, the UE does not need to transmit ACK or NACK for the random access response.
  • Physical Uplink Control Channel PUCCH
  • the uplink control information (UCI) transmitted through the PUCCH may include a scheduling request (SR), HARQ ACK / NACK information, and downlink channel measurement information.
  • SR scheduling request
  • HARQ ACK / NACK information HARQ ACK / NACK information
  • HARQ ACK / NACK information may be generated according to whether the decoding of the downlink data packet on the PDSCH is successful.
  • 1 bit is transmitted as ACK / NACK information for downlink single codeword transmission
  • 2 bits are transmitted as ACK / NACK information for downlink 2 codeword transmission.
  • Channel measurement information refers to feedback information related to the multiple input multiple output (MIMO) technique, and includes channel quality indicator (CQI), precoding matrix index ( ⁇ ) and rank indicator (RI). : Rank Indicator) may be included. These channel measurement information may be collectively expressed as CQI.
  • 20 bits per subframe may be used for transmission of the CQI.
  • PUCCH may be modulated using binary phase shift keying (BPSK) and quadrature phase shift keying (QPSK).
  • Control information of a plurality of terminals may be transmitted through the PUCCH, and when the code division multiplexing (CDM) is performed to distinguish signals of the respective terminals, a constant amplitude zero (CAZAC) of length ''' 12 ' Autocorrelation) is mainly used.
  • CAZAC sequence has a characteristic that maintains constant amplitude in time domain and frequency domain, so the PA- (Peak-to-Average Power Ratio) or CM (Cubic) It has a property suitable for increasing coverage by lowering the metric.
  • ACK / NACK information for downlink data transmission transmitted through the PUCCH is covered using an orthogonal sequence or an orthogonal cover (OC).
  • control information transmitted on the PUCCH may be distinguished using a cyclically shifted sequence having different cyclic shift (CS) values.
  • a cyclically shifted sequence can be generated by cyclically shifting a base sequence by a specific cyclic shift amount.
  • the specific CS amount is indicated by the cyclic shift index (CS index).
  • the number of cyclic shifts available may vary depending on the delay spread of the channel.
  • Various kinds of sequences can be used as the basic sequence, and the aforementioned CAZAC sequence is an example.
  • the amount of control information that the UE can transmit in one subframe is the number of SC-FDMA triplets available for transmission of control information (that is, RS transmission for coherent transmission of PUCCH). SC-FDMA symbols except for the SC-FDMA symbol used in the).
  • PUCCH In the 3GPP LTE system, PUCCH is defined in seven different formats according to transmitted control information, modulation scheme, amount of control information, and the like.
  • Uplink control information (UCI) of uplink control information (UCI) is transmitted according to each PUCCH format.
  • the attributes can be summarized as shown in Table 4 below.
  • PUCCH format 1 is used for single transmission of SR.
  • an unmodulated waveform is applied, which will be described later in detail.
  • PUCCH format la or lb is used for transmission of HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format la or lb may be used.
  • HARQ ACK / NACK and SR may be transmitted in the same subframe using PUCCH format la or lb.
  • PUCCH format 1 3/4 is used for transmission of CQI
  • PUCCH format 2a or 2b is used for transmission of CQI and HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format 2 may be used for transmission of CQI and HARQ ACK / NACK.
  • FIG. 15 shows an example of a form in which PUCCH formats are mapped to a PUCCH region of an uplink physical resource block in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • N ⁇ represents the number of resource blocks in the uplink
  • 0, 1,. . . -1 means the number of the physical resource block.
  • the PUCCH is mapped to both edges of the uplink frequency block.
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b may be expressed as being mapped to resource blocks located at a band-edge.
  • the number of PUCCH RBs ( ⁇ ) available by the PUCCH format 2 / 2a / 2b language may be indicated to terminals in a cell by broadcasting signaling.
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b is a control channel for transmitting channel measurement feedback (CQI, PMI, RI).
  • the reporting period of the channel measurement feedback (hereinafter, collectively referred to as CQI information) and the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • CQI information channel measurement feedback
  • the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • Periodic and aperiodic CQI reporting can be supported in the time domain.
  • PUCCH format 2 may be used only for periodic reporting and PUSCH may be used for aperiodic reporting.
  • the base station may instruct the terminal to transmit an individual CQI report on a scheduled resource for uplink data transmission.
  • FIG. 16 shows a structure of a CQI channel in the case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • SC-FDMA symbols 1 and 5 of SC-FDMA symbols 0 to 6 of one slot (2nd and 6th symbols) may be used for demodulation reference signal (DMRS) transmission, and CQI information may be transmitted in the remaining SC-FDMA symbols. Meanwhile, in the case of an extended CP, one SC-FDMA symbol (SC-FDMA symbol 3) is used for DMRS transmission.
  • SC-FDMA symbol 3 is used for DMRS transmission.
  • the number of symbols that can be transmitted to one TT is 10, and the modulation of CQI information is determined up to QPSK.
  • QPSK mapping is used for an SC-FDMA symbol, a 2-bit CQI value may be carried, and thus a 10-bit value may be loaded in one slot. Therefore, a CQI value of up to 20 bits can be carried in one subframe.
  • a frequency domain spread code is used to spread the CQI information in the frequency domain.
  • a CAZAC sequence having a length of -12 eg, a ZC sequence
  • Each control channel has a different cyclic shift can be distinguished by applying a CAZAC sequence having a shift) value.
  • IFFT is performed on the frequency domain spread CQI information.
  • 12 different terminals may be orthogonally multiplexed on the same PUCCH RB by means of 12 equally spaced cyclic shifts.
  • the DMRS sequence on SC-FDMA symbols 1 and 5 (on SC-FDMA symbol 3 in the extended CP case) in the general CP case is similar to the CQI signal sequence in the frequency domain but no modulation such as CQI information is applied.
  • the UE may be semi-statically configured by higher layer signaling to report different CQI, PMI and RI types periodically on the PUCCH resource indicated by the PUCCH resource index, "p 2 iiccH," PUCCH).
  • PUCCH resource index "p 2 iiccH,” PUCCH.
  • the PUCCH resource index ("!) Is information indicating a PUCCH region used for PUCCH format 2 / 2a / 2b transmission and a cyclic shift (CS) value to be used.
  • the PUCCH formats la and lb will be described.
  • a symbol modulated using a BPSK or QPSK modulation scheme is multiply multiplied by a length 12 CAZAC sequence.
  • the y (0), ..., y (Nl) symbols may be referred to as a block of symbols.
  • block-wise spreading using an orthogonal sequence is applied.
  • a Hadamard sequence of length 4 is used for general ACK / NACK information
  • a Discrete Fourier Transform (DFT) sequence of 3 is used for shortened ACK / NACK information and a reference signal.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • a Hadamard sequence of length 2 is used for the reference signal in the case of an extended CP.
  • FIG. 17 shows a structure of an ACK / NACK channel in case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • £ 17 illustrates a PUCCH channel structure for HARQ ACK / NACK transmission without CQI.
  • SC- FDMA symbol signal (RS) is silrigo, the remaining four SC- FDMA symbol is carried on the ACK / NACK signal.
  • RS may be carried on two consecutive symbols in the middle.
  • the number and position of symbols used for the RS may vary depending on the control channel, and the number and position of symbols used for the ACK / NACK signal associated therewith may also be changed accordingly.
  • 1-bit and 2-bit acknowledgment information can be represented by one HARQ ACK / NACK modulation symbol using the BPSK and QPSK modulation techniques, respectively. It may be encoded, and the NACK may be encoded as '0'.
  • the frequency domain sequence As the frequency domain sequence, one of the CAZAC sequences, Zadof f-Chu (ZC) sequence, can be used. For example, different cyclic shifts (CS) are applied to a ZC sequence, which is a basic sequence, so that multiplexing of different terminals or different control channels may be applied.
  • the number of CS resources supported in the SC-FDMA symbol for PUCCH RBs for HARQ ACK / NACK transmission is set by the cell-specific higher-layer signaling parameter ().
  • the frequency domain spread ACK / NACK signal is spread in the time domain using an orthogonal spreading code. Orthogonal Spreading Codes by Walsh-Hadamard
  • the ACK / NACK signal can be spread using an orthogonal sequence of length 4 (w0, wl, w2, W3) for 4 symbols.
  • RS is also spread through an orthogonal sequence of length 3 or length 2. This is called orthogonal covering (OC).
  • a plurality of terminals may be multiplexed using a code division multiplexing (CDM) scheme using the CS resource in the frequency domain and the OC resource in the time domain as described above. That is, a large number of terminals, ACK / NACK information, and RS may be multiplexed on the same PUCCH RB.
  • CDM code division multiplexing
  • the number of spreading codes supported for ACK / NACK information is limited by the number of RS symbols. That is, the number of RS transmission SC— FDMA ' symbols is the number of ACK / NACK information transmission SC- FDMA symbols. Since it is smaller than the number, the multiplexing capacity of the RS is smaller than the multiplexing capacity of the ACK / NACK information.
  • ACK / NACK information may be transmitted in four symbols.
  • three orthogonal spreading codes are used instead of four, which means that the number of RS transmission symbols is three. This is because only three orthogonal spreading codes can be used for the RS.
  • HARQ acknowledgments from a total of 18 different terminals may be multiplexed within one PUCCH RB.
  • HARQ acknowledgment from a total of 12 different terminals may be multiplexed in one PUCCH RB.
  • the scheduling request is transmitted in a manner of requesting or not requesting that the UE is scheduled.
  • the SR channel reuses the ACK / NACK channel structure in the PUCCH format la / lb and is configured in an OOK (On-Of f Keying) equation based on the ACK / NACK channel design. Reference signals are not transmitted in the SR channel. Accordingly, a sequence of length 7 is used for a general CP, and a sequence of length 6 is used for an extended CP. Different cyclic shifts or orthogonal covers may be assigned for SR and ACK / NACK. That is, for positive SR transmission, the UE transmits HARQ ACK / NACK through resources allocated for SR. For negative SR transmission, the UE transmits HARQ ACK / NACK through resources allocated for ACK / NACK.
  • e-PUCCH may correspond to PUCCH format 3 of the LTE-A system.
  • Block spreading can be applied to ACK / NACK transmission using PUCCH format 3.
  • the block spreading scheme is a method of modulating control signal transmission using the SC-FDMA scheme.
  • a symbol sequence may be spread and transmitted in a domain using an orthogonal cover code (OCC).
  • OCC orthogonal cover code
  • one symbol sequence is transmitted over a time domain and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using cyclic shif t (CS) of a CAZAC sequence
  • CS cyclic shif t
  • a block spreading based PUCCH format For example, in the PUCCH format 3
  • one symbol sequence is transmitted over a frequency domain, and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using time domain spreading using an OCC.
  • An example is shown.
  • two RS symbols may be used for one slot.
  • an RS symbol may be generated from a CAZAC sequence to which a specific cyclic shift value is applied, and may be transmitted in a form in which a predetermined OCC is applied (or multiplied) over a plurality of RS symbols.
  • it is assumed that 12 modulation symbols are used for each OFDM symbol (or SC-FDMA symbol), and each modulation symbol is generated by QPSK. Is 12x2 24 bits. Therefore, the number of bits that can be transmitted in two slots is a total of 48 bits.
  • control information having an extended size can be transmitted as compared to the PUCCH format 1 series and 2 series.
  • PHICH Physical HARQ Indication Channel
  • one PHICH transmits only one bit ACK / NACK for a PUSCH, that is, a single stream, of one UE.
  • 1 bit ACK / NACK is coded into 3 bits using a repetition code having a code rate of 1/3.
  • Coded ACK / NACK is modulated in a binary phase key-shifting (BPSK) scheme to generate three modulation symbols.
  • An orthogonal sequence is used when spreading the modulation symbols, the orthogonal used
  • the number of sequences is SF * 2 to apply I / Q multiplexing.
  • Spreaded PHICHs using an SF * 2 orthogonal sequence can be defined as one PHICH group.
  • Layer mapping is performed on the spread symbols. Layer mapped symbols are resource mapped and transmitted.
  • the PHICH transmits HARQ ACK / NACK according to PUSCH transmission.
  • a plurality of PHICHs mapped to resource elements of the same set form a PHICH group, and each PHICH in the PHICH group is distinguished by different orthogonal sequences.
  • ⁇ ⁇ 0, which is the number of PHICH groups is constant in all subframes and may be determined by Equation 1.
  • Ng is transmitted from a higher layer through ' PBCH (Physical Broadcast Channel), and Nge ⁇ l / 6,1 / 2,1,2 ⁇ .
  • the PBCH carries system information necessary for the terminal to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB System Information Block
  • N3 ⁇ 4 is a downlink bandwidth configuration expressed as a multiple of of the size of resource blocks in the frequency domain.
  • PHICH group index !! ⁇ is an integer of 0 to 1 0-1 .
  • the resources used for PHICH have the smallest PRB index when allocating PUSCH resources. It may be determined based on a cyclic shift value of a DMRS (Demodulation Reference Signal) transmitted through an UL grant.
  • DMRS Demodulation Reference Signal
  • a resource to which a PHICH is mapped (hereinafter, referred to as a PHICH resource) may be represented by an index pair (nKV ⁇ ), where ⁇ represents a ⁇ ⁇ CH group index, and r ⁇ represents an orthogonal sequence index within the PHICH group. It can be determined by Equation 2 below ( ⁇ 0 ⁇ ⁇ , n s p e H q ICH) .
  • N PHJCH + n DMRs) m ° d 2 Ngp ICH
  • the nDMRS is mapped from a cyclic shift for a demodulation reference signal (DMRS) field in a most recent PDCCH having an uplink DCI format for a transport block related to a corresponding PUSCH transmission.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the nDMRS is zero. Is set.
  • N F H1CH represents the spreading factor size used for PHICH modulation.
  • I PRB ⁇ RA is the first transport block of a PUSCH associated with a PDCCH, or when the number of manually recognized transport blocks when there is no associated PDCCH is not equal to the number of transport blocks indicated in the most recent PDCCH associated with that PUSCH. on ilowestjndex ol 7l-rL
  • iK3 ⁇ 4 index + i i3 ⁇ 43 ⁇ 4 index corresponds to the lowest PRB index of the first slot of the corresponding PUSCH transmission.
  • ⁇ ⁇ 0 ⁇ ⁇ ⁇ represents the number of PHICH groups constituted by higher layers.
  • the IPHICH has' 1 'when the PUSCH is transmitted in subframe index 4 or 9 in uplink-downlink configuration 0 of the TDD system, and has 0' otherwise.
  • Table 5 shows a mapping relationship between a cyclic shift and nDMRS for a DMRS field used to determine a PHICH resource in a PDCCH having an imaginary link DCI format.
  • LTE Long Term Evolution
  • 802. The UL data transmission method at 16m will be briefly described.
  • Cellular systems such as 16m use a resource allocation scheme based on base station scheduling.
  • a terminal having data ie, UL data
  • a base station for a resource for data transmission before transmitting data.
  • Such a scheduling request of the UE may be performed through transmission of a scheduling request (SR) to a PUCCH or a transmission of a buffer status report (BSR) to a PUSCH.
  • SR scheduling request
  • BSR buffer status report
  • the UE may request uplink resources to the base station through the RACH procedure.
  • the base station receiving the scheduling request from the terminal allocates an uplink resource to be used by the terminal to the terminal through a downlink control channel (i.e., UL grant message, DCI in case of LTE (-A)).
  • a downlink control channel i.e., UL grant message, DCI in case of LTE (-A)
  • the UL grant transmitted to the terminal may be informed by explicitly signaling which subframe resource corresponds to the resource allocated to the terminal, but the resource allocation for the subframe after a specific time (eg, 4ms in case of LTE). It is also possible to define the time promised between the terminal and the base station.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a time until actual data is transmitted through a 5-step scheduling request procedure using a PUCCH SR resource. As shown in FIG. 19, the terminal may transmit actual uplink data about 17 ms after the time of transmitting the SR signal.
  • the SR resource allocated for the UE may be allocated on the PUCCH with a specific period, and may be allocated with a minimum lms to a maximum 80 ms period.
  • the delay time until the data transmission through the scheduling request to the base station is 17. It takes 5ms.
  • the terminal may transmit a resource request for newly generated data using the pre-allocated resource.
  • the terminal may request additional resources from the base station by transmitting the BSR together with data transmitted through the resources allocated in advance.
  • the terminal is a resource for the newly generated data request by using the RACH procedure.
  • the terminal has a 17 ms delay from transmitting the RACH preamble to the base station until transmitting the uplink data.
  • a PRACH resource capable of transmitting the RACH preamble can be set with a specific period for each cell, assuming a period of at least lms, An average of 17.5 ms data transmission delay can occur.
  • the terminal may experience delay of up to 17.5 ms and up to 17.5 ms in order to transmit uplink data, and may transmit actual data.
  • 5G Communications is also providing health care, traffic safety, disaster safety, remote medical control a variety of real-time ungyong most sensitive tactile information as requirements increase to support the service, the 'delay of the human senses, such as Internet users
  • the goal is to build an ultra-low delay system with an extremely short response time so as not to notice awkwardness (target delay: E2E or Radio 1ms).
  • the delay of data transmission should be minimized.
  • the current system is designed to additionally delay the following data transmission.
  • Idle UE Average based on 1 paging DRX cycle set for UE 160ms ⁇ l, 280ms + initial access delay occurs (paging cycle: 320 ⁇ 2560ras, initial access: 50ms ⁇ 100ms (LTE-A: 50ms / LTE: 100ms))
  • Unsynchronized UE 17. 5ms delay (SR over RACH)
  • various time delays may occur according to the state of the terminal, and in particular, a delay of receiving downlink data may occur with various lengths for the dormant or idle state terminal.
  • the data transmission delay in the uplink data transmission may be transmitted when the terminal is needed, it can be confirmed that an additional delay necessarily occurs by using a base station scheduling based data transmission scheme.
  • the future 5G communication is a secondary method by quickly notifying the base station or the neighboring terminal / user about the accident or ' state ' which may be caused by a specific event at an unpredictable time from various end users such as human or machine (car, sensor). It is anticipated that 5G will be a major low-latency service that will help prevent accidents or respond quickly to emergencies.
  • This low latency service is mainly because of the fast transmission of uplink data Allow follow-up procedures to be carried out.
  • delay in uplink data transmission is considered to be an essential factor.
  • a method for transmitting UL data more quickly in order to support a low latency service in new 5G (generation) communication will be described with reference to FIG. 22.
  • 22 is a diagram illustrating an example of an uplink data transmission method for supporting low latency service.
  • three emergency terminals simultaneously transmit urgent signals (US) to a base station by using PUCCH resources.
  • the base station transmits an urgent response (Urgent ACK: U_ACK) to inform the general terminal that an emergency has occurred, and the three emergency terminals transmit an urgent message (Urgent Message) after a certain point of time from the transmission of the US send.
  • U_ACK urgent response
  • Urgent Message urgent message
  • the predetermined time point may be determined in consideration of a time for encoding an emergency message to be transmitted by the emergency terminal.
  • the predetermined time point may be 4 ms (or 4 subframes) and may be less than 4 ms.
  • US transmission through the PUCCH of the emergency terminal will be referred to as ⁇ PUCCH US transmission for convenience.
  • a plurality of emergency terminals (three emergency terminals) simultaneously transmit PUCCH US to a base station in a specific subframe (SF # 1) (S2210). Thereafter, the base station transmits a U—ACK (Urgent ACK) to general terminal (s) indicating that an emergency situation has occurred to general terminals so that the plurality of emergency terminals can preempt uplink resources (S2220).
  • SF # 1 specific subframe
  • U—ACK User ACK
  • general terminal indicating that an emergency situation has occurred to general terminals so that the plurality of emergency terminals can preempt uplink resources (S2220).
  • the U_ACK receives the plurality of emergency terminals as well as the general terminals.
  • the plurality of emergency terminals transmit an emergency message (or emergency data or emergency PUSCH) to a base station (SF # 5) after a certain time point (SF # 5) from the time of transmitting the PUCCH US in consideration of the encoding time of the emergency message to be transmitted. And / or transmitted to other terminals (S2230).
  • the emergency message is transmitted through a PUSCH resource, and the transmission of the emergency message may be simply expressed as transmission of (UL) Urgent PUSCH or transmission of UL data.
  • the plurality of emergency terminals do not separately allocate a PUSCH resource for transmitting an emergency message from a base station, and simultaneously transmit an emergency message through a UL urgent PUSCH resource at a specific time point (SF # 5). .
  • the present disclosure provides a method for allocating urgent UL resources to emergency terminals transmitting urgent signals through control of a base station to solve UL data transmission delay and UL resource inefficiency.
  • the present disclosure provides a method of using a mapping relationship with PHICH ACK / NACK resources to allocate the urgent UL resources to emergency terminals.
  • UL data (emergency messages) can be transmitted.
  • a service in which an emergency event may occur simultaneously to one or more terminals among the emergency services for example, a service in which specific emergency message transmission is simultaneously requested by the occurrence of a collision between vehicles such as traf f ic safety
  • a service in which specific emergency message transmission is simultaneously requested by the occurrence of a collision between vehicles such as traf f ic safety
  • an urgent UL resource without collision between terminals Provides a way to allocate.
  • 23 is a diagram illustrating an example of an emergency uplink data transmission method proposed in the present specification.
  • FIG. 23 illustrates a fast UL data transmission method for supporting a (new) 5G low delay service and a method for solving a resource stale problem that may occur when UL data is transmitted.
  • the emergency uplink data transmission method proposed in the present specification may include the following three configurations.
  • Urgent UL resource mapping of UE through PHICH Urgent ACK Referring to FIG. 23, a plurality of emergency terminals transmit an urgent signal (US) to a base station (S2310).
  • US urgent signal
  • the emergency terminal represents a terminal for transmitting data related to a low delay service such as emergency data, and may be represented as a urgent UE, a first terminal, or the like. Whether it is an emergency unit (type of terminal) can be confirmed through the RRC connection establishment procedure.
  • the emergency terminal the first terminal, and the urgent UE will be commonly used:
  • Low latency service may refer to services related to healthcare, traffic safety, disaster safety, remote medical control, etc., which are currently mainly discussed in 5G communication.
  • a specific terminal quickly informs a base station, other nearby terminals, or a user of information about an accident or condition that may be caused by a specific event, thereby ultimately causing a second accident or emergency. It also helps you to cope quickly with situations.
  • the emergency signal refers to a signal used by the emergency terminal to detect the occurrence of an emergency situation and inform the base station of this.
  • the emergency terminal may transmit the emergency signal through the PUCCH.
  • the US transmitted through the PUCCH may be simply expressed as 'PUCCH US'.
  • the base station transmits a response for the PUCCH US to the emergency terminal and / or the general terminal through the PHICH A / N resource mapped to the PUCCH US resource (S2320). ) ⁇
  • the response to the PUCCH ' US may be PHICH (Urgent) ACK / NACK or PHICH U_ACK.
  • the PHICH A / N resource may be determined using the lowest PRB index of the first or second slot of the PUCCH resource on which the US is transmitted.
  • the general terminal refers to a terminal that does not transmit an emergency signal, and the answer to the PUCCH US corresponds to a signal that is received by the general terminals as well as the emergency terminal.
  • the emergency terminal that has received a positive response (PHICH U ACK) to the PUCCH US from the base station through the PHICH through the received PHICH U ACK
  • the PUSCH resource for transmitting the emergency message or the emergency data is determined or the location of the PUSCH resource is confirmed (S2330).
  • the emergency terminal transmits an emergency message to a base station and / or other terminals through the determined PUSCH resource (S2340).
  • a plurality of emergency terminals simultaneously transmit a PUCCH US to a base station in UL SF (subframe) # 1.
  • the base station transmits PHICH U—ACK to the emergency terminals through the PHICH in DL SF # 3.
  • the PHICH U—ACK is transmitted through PHICH resources mapped to PUCCH US resources.
  • the emergency terminals determine the urgent PUSCH resource for emergency message transmission based on the received PHICH U—ACK, and through the determined PUSCH resource (UL SF # 5) in consideration of the encoding time of the emergency message to be transmitted. Send an emergency message to the base station and / or other terminals.
  • the emergency terminals determine the urgent PUSCH resource for emergency message transmission based on the received PHICH U—ACK, and through the determined PUSCH resource (UL SF # 5) in consideration of the encoding time of the emergency message to be transmitted.
  • 24 is a flowchart illustrating an example of an emergency uplink data transmission method proposed in the present specification.
  • steps S2420 to S2450 are the same as steps S2310 to S2340 of FIG. 23, Detailed description will be omitted.
  • a terminal is in an RRC-connected state through an RRC connection establishment procedure with a base station.
  • the RRC connection establishment procedure is performed through transmission and reception of an RRC connection request message, an RRC connection setup message, and an RRC connection setup complete message between the terminal and the base station.
  • the terminal may mean an emergency terminal and / or a general terminal.
  • the base station allocates resources for emergency signal (US) transmission through an RRC connection establishment procedure to emergency terminals (S2410).
  • US emergency signal
  • the base station allocates different demodulation reference signals (DMRS) for each emergency terminal in order to allocate resources for US transmission.
  • DMRS demodulation reference signals
  • the nDMRS indicates an index of a DMRS corresponding to a Cyclic Shift value for a DMRS fielder in a PDCCH having a UL DCI format. See Table 5 for details.
  • the nDMRS allocated for each emergency terminal corresponds to information necessary for mapping PUCCH US resources to different PHICH groups.
  • the nDMRS value allocated by the base station for each emergency terminal is an example, and the present disclosure is not limited thereto, and the base station may allocate any one for each emergency terminal as long as it can map PUCCH US resources to different PHICH groups. have. That is, the base station allocates control information for each emergency terminal that can distinguish PHICH resources among resources mapped to the PUCCH PRB index.
  • One example of the control information may be nDMRS.
  • the PHICH resource index mapping method described herein may be mapped in various ways in addition to the method described herein using information related to the PUCCH resource.
  • the plurality of emergency terminals transmit the US to the base station using the allocated resources through the RRC connection establishment procedure (S2420).
  • the emergency terminal may transmit the US to the base station through the PUCCH.
  • an emergency terminal allocated with PUCCH US transmission resources from the base station may have an RRC connection established with the base station, and a PUCCH resource for urgent signal of the emergency terminal may be pre-allocated in the process of establishing an RRC connection with the base station. have.
  • Resource allocation for the US to the emergency terminal may be similar to the PUCCH Scheduling Request (SR) resource allocation method in the LTE (-A) system.
  • SR PUCCH Scheduling Request
  • the resource allocation method for the urgent signal is different from the resource allocation method for the SR in the following points.
  • the resource allocation for the US limits the maximum number of US that can be mapped to one RE to NDMRS so that PUCCH US resources can be mapped to PHICH resources.
  • the PUSCH DMRS has indices of 0 to 7 when using a maximum 8 layer MIMO.
  • up to 36 SR PUCCHs are multiplexed using up to 12 CAZAC sequences and 3 symbol RS parts for 1 RB PUCCH member (12 subcarriers).
  • the US transmission proposed in the present specification J maps the PUCCH US to the PHICH A / N resource so that different PUSCH resources are allocated to each UE.
  • the base station allocates different NDMRS values to emergency terminals together in US resource allocation. .
  • the base station allocates resources for transmitting the PUCCH US to emergency terminals through the RRC connection establishment procedure or the PDCCH.
  • the base station allocates different NDMRS values to emergency terminals in the resource allocation process.
  • the emergency terminal transmits a PUCCH US to a base station through the allocated PUCCH US resource,
  • the PUCCH US resource and the PHICH ACK / NACK resource are the first slots of the PUCCH. Or it has a mapping relationship using the lowest PRB index of the second slot.
  • the base station transmits a PHICH urgent ACK to the emergency terminals by using the PHICH resource mapped to the PUCCH US resources of the emergency terminals (S2430).
  • the emergency terminals determine a PUSCH transmission resource for emergency message transmission through the PHICH urgent ACK (S2440), and transmits an emergency message to the base station and / or other terminals through the determined resource (S2450).
  • mapping session on the PUCCH US will be described with respect to a method of transmitting and receiving an urgent ACK between the terminal and the base station through the PHICH resources.
  • 25 is a flowchart illustrating an example of an emergency uplink data transmission method proposed in the present specification.
  • the emergency terminal transmits the PUCCH US to the base station through the PUCCH US (Urgent Signal) resource allocated through the RRC connection establishment procedure (S2510).
  • PUCCH US User Signal
  • the reporter station determines a PHICH resource for transmitting a voice answer for the PUCCH US to the emergency terminal (S2520).
  • the base station determines a PHICH resource for transmitting a voice answer (PUCCH U_ACK) for the PUCCH US in consideration of the mapping relationship between the received PUCCH US resource and the PHICH resource.
  • PUCCH U_ACK voice answer
  • the mapping relationship between the PUCCH US resource and the PHICH resource uses an index pair similarly to the PHICH resource setting method in the LTE (-A) system, and may be defined as in Equation 3 below. That is, the index pair of the PHICH resources proposed herein is the lowest index of the PUCCH Physical Resource Block (PRB) allocated to the first slot or the second slot of the PUCCH resources as shown in FIG. 26. ) Can be defined using
  • PRB Physical Resource Block
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a PUCCH physical resource block index (PRB index) for configuring a PHICH resource proposed in the present specification.
  • PRB index PUCCH physical resource block index
  • Equation 4 Denotes a PHICH group index, and denotes an orthogonal sequence index in the PHICH group.
  • the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and n P S H e q ICH may be defined as shown in Equation 4 below.
  • N PHI C H ([IPRB_RA / NH ° ICHJ + n DMRs) m ° d 2Ngp ICH
  • the nDMRS is mapped from a cyclic shift for a demodulation reference signal (DMRS) field in the most recent PDCCH having an uplink DCI packet for a transport block related to a PUSCH transmission.
  • DMRS demodulation reference signal
  • nDMRS is set to a constant value (eg, 0 ').
  • CH represents the spreading factor magnitude used for PHICH modulation, which is 4 'for normal CP (normal cyclic prefix) and 2' for extended CP (extended cyclic prefix).
  • I PRB _ RA is equal to the lowest PRB ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ £ ⁇ ⁇ ) in the first slot or the second slot of the PUCCH resource allocated for US transmission.
  • the IPHICH has' 1 'when the PUSCH is transmitted at subframe index 4 or 9 in the uplink-downlink configuration 0 of the TDD system, and has 0' otherwise.
  • the base station transmits a response for Urgent ACK / NACK, that is, PUCCH US, to emergency terminals through the PHICH resource determined through Equation 4 (S2530).
  • the emergency terminal determines a resource of a PUSCH for transmitting an emergency message through an Urgent ACK received from the base station (S2540), and transmits an emergency message or emergency data to the base station through the determined PUSCH resource (S2550).
  • PHICH ACK / NACK mapped to the Urgent Signal source is information that should be checked by all terminals connected in the cell.All cells monitoring the downlink control channel (DCI) as well as the emergency terminal transmitting the US This is information checked by my UEs (i.e., RRC_CONNECTED UEs).
  • DCI downlink control channel
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a method for determining an urgent resource for transmitting an urgent message proposed in the present specification.
  • the emergency terminal transmits the US to the base station through the allocated PUCCH US resource. Then, the emergency terminal receives a response to the PUCCH US, that is, an Urgent ACK / NACK from the base station.
  • the Urgent ACK / NACK is transmitted through a PHICH, and may be expressed as a PHICH urgent ACK / NACK.
  • the PHICH urgent ACK / NACK resource is a PHICH group An index pair form consisting of a number and a PHICH sequence index in the PHICH group.
  • the PHICH urgent ACK / NACK resource is determined using the smallest PRB index of the first slot or the second slot of the PUCCH on which the US is transmitted.
  • the emergency terminal monitors all PHICH urgent ACK / NACK resources which may be allocated to other emergency terminals in a cell or simultaneously with the reception of the PHICH urgent ACK / NACK.
  • the PHICH ACK / NACK resource monitoring of the emergency terminal may include the following contents.
  • the PUCCH US resource for transmitting the PUCCH US is predefined in the cell.
  • the PUCCH US resource may be allocated through an RRC connection procedure or a PDCCH.
  • the HARQ ACK / NACK resource mapped to the conventional PUCCH resource may mean that a capability exists but remained as an unused resource region.
  • the emergency terminal should check for all emergency terminals that receive PHICH urgent ACK through PHICH urgent ACK / NACK resources mapped to all PUCCH US resources.
  • the PHICH urgent ACK / NACK resource mapped to the PUCCH US resource is shared in advance to all terminals and a base station in the cell.
  • the emergency terminal calculates its ' LRB (Logical Resource Block) index using the PHICH Urgent Ack transmitted from the base station.
  • the LRB index indicates a resource block index (RB index) allocated only to emergency terminals that will receive a PHICH urgent ACK (mapped to PUCCH US resources).
  • the emergency terminal increases the Logical RB index by '1' for the PHICH urgent ACK transmitted to other emergency terminals until the PHICH urgent ACK is received from the PHICH resource mapped to its PUCCH US resource.
  • the emergency terminal stores the last counted LRB index value.
  • a DL PHICH 2710 indicates a PHICH ACK / NACK resource transmitted from a base station to a terminal
  • a UL PUSCH 2720 indicates a UL PUSCH resource transmitted from a terminal to a base station. It is assumed that UE1, UE2, and UE3 are emergency terminals. As illustrated in FIG. 27, UE2 increases the LRB index by 1 through monitoring of PHICH U_ACK reception of UE1 until receiving its PHICH U—ACK.
  • UE1 stores LRB 0 ′ (2711)
  • UE2 stores LRB 1 ′ (2712)
  • UE3 stores LRB 2 ′ (2713).
  • highest LRB index is 2 '.
  • the emergency terminal receives PHICH U_ACK for all PUCCH US allocated in the cell and calculates NU ⁇ LRB.
  • the NU—LRB represents the total number of LRB indexes of Urgent PUSCH resources that can be used in one sub-frame.
  • the emergency terminal calculates the NU_LRB using Equation 5 below. [Number 5]
  • the emergency terminal whenever the emergency terminal receives the PHICH U ACK of the other emergency terminals, the emergency terminal increases the Highest LRB by 1 'and, upon receiving all PHICH U—ACKs, determines the NU_LRB as the Highest LRB + 1. Save it.
  • UE2 increases the Highest LRB by 1 'whenever UE1 and UE3 receive PHICH U_ACK.
  • the emergency terminal calculates its PUSCH Physical RB ' index for transmitting an urgent message (URgent PUSCH) using the LRB index and NU—LRB obtained through PHICH urgent ACK reception.
  • the PUSCH Physical RB index is calculated through Equation 6 below.
  • PRB Index of PUSCH (LRB Index x N u ) + Lowest PRB index of Urgent PUSCH
  • Nu (2730) represents the resource size that one UE can occupy for the Urgent PUSCH resource that can be used in one sub-frame, and the Nu is the PHICH urgent ACK of the predefined or received through the system information. Depending on the number may be determined as shown in Equation 7 below.
  • the Urgent PUSCH resource means a PUSCH resource that can be used as an emergency resource among the PUSCH resources in SF, and the NPUSCH_URB may have a value equal to or smaller than that of the NPUSCH_RB.
  • NPUSCHJJRB represents the total number of RBs of UL PUSCH resources.
  • Equation 7 [ X j symbol represents the largest value among integers not exceeding X.
  • L3.1J represents 3 '.
  • the NU value indicates the number of Urgent RBs that can be occupied by one terminal, and can be transmitted through system information or determined by the terminal through Equation (7).
  • the ⁇ value When the ⁇ value is transmitted through system information, it has a fixed value, and when it is determined through Equation 7 , it has a fluid value.
  • a general terminal that does not transmit an urgent signal is mapped to a PUCCH US resource transmitted to emergency terminals while monitoring a PHICH mapped to a PUSCH resource transmitted by the UE in order to receive HARQ ACK / NACK that can be transmitted to the UE.
  • the PHICH urgent A / N resource is also monitored (S2810).
  • the general terminal is a UL SF for the UL grant received from the base station in advance It is determined whether or not to match the UL SF to occupy for emergency message transmission (S2820).
  • the general terminal cancels or postpones all uplink data transmission in the matching UL SF. (S2830).
  • the general terminal transmits uplink data in the assigned UL SF (S2840).
  • Salping Nu is previously defined through SI (ie, System Information), that is, when general terminals can know Nu in advance through SI or the like, do not cancel or delay all UL data transmissions in the corresponding UL SF. Instead, the UL data transmission may be canceled or delayed only in resources occupied by the emergency terminal among the corresponding UL SFs.
  • SI System Information
  • the general terminal also uses the PHICH U ACK / NACK mapped to the PUCCH US resource. Through monitoring, the urgent PUSCH resource information of the emergency terminal can be calculated in the above-described manner.
  • the general terminal compares the UL grant resource information allocated to the UL grant resource information to be allocated to the emergency terminal. . As a result of the comparison, if the UL grant resource allocated to the emergency terminal does not match the emergency resource to be allocated to the emergency terminal (or no collision occurs), the uplink data (UL) is allocated through the UL grant resource allocated to the UE. PUSCH) is transmitted to the base station.
  • the resources for LRB index 2 and LRB index 3 may not transmit emergency messages. This may correspond to a resource that is not used. That is, the emergency terminal transmits an emergency message through LRB index 0 and LRB index 1, and does not transmit an emergency message in LRB index 2 and LRB index 3.
  • the emergency resource may refer to a resource corresponding to LRB index 0 and LRB index 1.
  • the general terminal transmits UL data to the base station using resource regions corresponding to the LRB index 2 and the LRB index 3.
  • FIG. 29 illustrates a block diagram of a wireless communication apparatus to which the methods proposed herein may be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 2910 and a plurality of terminals 2920 located in an area of a base station 2910.
  • the base station 2910 includes a processor 2911, a memory 2912, and a radio frequency unit 2913.
  • the processor 2911 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 28. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 2911.
  • the memory 2912 is connected to the processor 2911 to store various pieces of information for driving the processor 2911.
  • the RF unit 2913 is connected to the processor 2911 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 2920 includes a processor 2921, a memory 2922 ′, and an RF unit 2913.
  • the processor 2921 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 28. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 2921.
  • the memory 2922 is connected to the processor 2921 to store various information for driving the processor 2921.
  • the RF unit 2913 is connected to the processor 2921 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memory 2912 and 2922 may be internal or external to the processors 2911 and 2921 and may be connected to the processors 2911 and 2921 by various well-known means. Also, the base station 2910 and / or the terminal 2920 may have a single antenna or multiple antennas.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with other configurations or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터(UL data)를 전송하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 방법은 긴급 상황과 관련된 이벤트(event)의 발생을 알리기 위한 긴급 신호(Urgent Signal:US)를 기지국으로 전송하는 단계; PHICH(Physical HARQ Indication Channel) 자원을 통해 상기 긴급 신호에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신된 응답에 기초하여 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터(urgent data)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 한다.

Description

χ
【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터의 전송 방법 및 이를 위한 장치 【기술분야】
본 명세서는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 , 보다 상세하게 단말이 상향링크 데이터를 기지국에 전송하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로 , 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송를의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연 ( End- to— End Latency) , 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성 (Dual Connectivity) , 대규모 다중 입출력 (Massive MIMO : Massive Multiple Input Multiple Output ) , 전이중 ( In-band Full Duplex) , 비직교 다중접속 (NOMA : on- Orthogonal Multiple Access ) , 초광대역 ( Super wideband) 지원, 단말 네트워킹 (Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
【발명의 상세한 설명】 【기술적 과제】
본 명세서는 긴급 상황과 관련된 이벤트가 발생할 경우, 다른 데이터 전송보다 우선하여 긴급 상황과 관련된 데이터를 보다 빠르게 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 긴급 신호 전송 자원과 매핑된 긴급 신호 전송에 대한 ACK을 긴급 단말로 전송함으로써, 긴급 데이터 전송을 위한 자원을 결정하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 제어를 통해 긴급 데이터 전송 관련 자원을 할당해줌으로써, 긴급 데이터 전송 간에 발생할 수 있는 층돌을 방지하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
본 명세서는 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 방법은 긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리기 위한 긴급 신호 (Urgent Signal : US )를 기지국으로 전송하는 단계 ; PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 통해 상기 긴급 신호에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신된 웅답에 기초하여 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되 , 상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 명세서는 상기 기지국으로부터 상기 긴급 신호의 전송 자원을 RRC 연결 확립 ( connection establishment ) 절차를 통해 할당받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 긴급 신호의 전송 자원을 할당받는 단계는 제 1 단말 별로 구분되는 DMRS (Demodulation Reference Signal ) 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 것올 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 긴급 신호의 전송 자원은 PUCCH ( Physical Uplink Control Channel ) 자원이며, 상기 PHICH 자원은 상기 DMRS 값 및 /또는 상기 PUCCH 자원의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째 슬롯의 가장 낮은 물리자원블록 인덱스 ( Physical Resource Block Index： PRB Index)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 긴급 신호의 전송 자원은 DMRS (Demodulation Reference Signal ) CS ( Cyclic Shif t ) 인덱스 ( index)의 개수만큼 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 '명세서는 상기 PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 통해 수신된 웅답에 기초하여 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위한 자원 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 자원 위치를 결정하는 단계는 다른 제 1 단말들의 PHICH urgent ACK 수신 여부를 모니터링하는 단계 ; 상기 기지국으로부터 PHICH urgent ACK을 수신하기 전까지 상기 다른 제 1 Λ
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단말들에 의해 수신된 PHICH urgent ACK의 개수와 관련된 제 1 LRB index 정보와 상기 다른 제 1 단말들에 의해 수신된 PHICH urgent ACK의 총 개수와 관련된 제 2 LRB index 정보를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 제 1 LRB index 정보 및 제 2 LRB index 정보에 기초하여 긴급 데이터를 전송하기 위한 자원의 물리자원블록 인덱스 ( PRB Index)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다 .
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 LRB index 정보는 상기 다른 제 1 콴말들로 PHICH ACK이 수신될 때마다 、1 '씩 증가하는 것올 특징으로 한다. 또한, 본 명세서에서 상기 제 2 LRB index 정보는 상기 다른 제 1 단말들에 의해 수신된 PHICH ACK의 총 개수에 1을 더한 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 단말은 긴급 단말인 것을 특징으로 한다. 한, 본 명세서에서 상기 긴급 신호에 대한 응답은 ACK 또는 NACK인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 퓌한 방법에 있어서, 기지국에 의해 수행되는 방법은 긴급 단말로부터 긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리는 긴급 신호 (Urgent Signal : US ) * 수신하는 단계; 상기 수신된 긴급 신호에 기초하여 상기 긴급 신호에 대한 웅답을 전송하기 위한 PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 결정하는 단계; 상기 결정된 PHICH 자원을 통해 상기 '긴급 단말로 상기 긴급 신호에 대한 응답을 전송하는 단계; 및 상기 긴급 단말로부터 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DMRS 값은 긴급 단말 별로 서로 다르게 할당되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 위한 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 i함하고, 상기 프로세서는 긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리기 위한 긴급 신호 (Urgent Signal : US )를 기지국으로 전송하고; PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 통해 상기 긴급 신호에 대한 웅답을 상기 기지국으로부터 수신하고; 및 상기 수신된 웅답에 기초하여 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되 , 상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 한다. 【유리한 효과]
본 명세서는 긴급한 상황에 처한 단말이 자신의 상태를 기지국으로 빠르게 알릴 수 있을 뿐만 아니라 종래 기술 대비 더 빠르게 상향링크 자원을 독점할 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 긴급 단말의 빠른 상향링크 자원 독점은 긴급 메시지를 더욱 안전하고, 오류 없이 기지국으로 전송할 수 있도록 함으로써 전송 지연 ( l tency)뿐만 아니라 신뢰성 ( reliability)도 보장할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 하나 이상의 긴급 단말이 PUCCH US를 전송하더라도 기지국으로부터 PHICH Urgent ACK 수신을 통해 단말의 Urgent PUSCH 자원 위치를 파악할 수 있고, 다른 긴급 또는 일반 단말과의 자원 층돌 없이 긴급 메시지를 빠르게 전송할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 명세서는 경쟁 기반의 자원을 이용하는 것이 아니라 기지국 제어에 의한 자원 점유 방식을 제공하기 때문에, 경쟁 기반 자원 점유 방식에서 발생할 수 있었던 자원 춤돌 문제를 해결함으로써 더욱 안전하고 오류에 강한 메시지를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 상향링크 데이터 전송 방법은 PHICH ACK 수신 및 단말과 기지국 사이의 TA에 따라 PUCCH US 전송으로부터 실제 긴급 데이터 전송까지 (4 or 5 ) *N 만큼의 시간이 소요될 수 있다.
이는 종래 SR을 통해 상향링크 데이터를 전송했던 방법과 비교하여 동일한 reliability를 제공하면서 종래 기술 ( 17 *N 시간이 소요됨 )보다 12 *N 또는 13 *N만큼의 시간 감소를 가져다 주는 효과가 있다.
여기서 , N은 . Time To Interval ( TTI ) S. LTE ( -A) 入]스템의 경우, lms을 의미한다. '
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 η
'도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN ( evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다. 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 ( radio interf ace protocol ) 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 엔티티 ( entity)에서 사용하는 MAC PDU를 예시하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC PDU의 서브 헤더를 예시한다 . 도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 버퍼 상태 보고를 위한 MAC 제어 요소의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말의 상향링크 자원 할당 과정을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE-A에서 요구하는 제어 평면 ( C- Plane )에서의 지연 시간 ( latency)을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 랜덤 접속 과정 (Random Access Procedure )의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC- FDMA 심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 19 및 도 20은 스케줄링 요청 및 BSR 프로시저를 통해 실제 데이터를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 RACH 프로시저를 통해 실제 데이터를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하기 위한 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다. 도 23은 본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 24 및 도 25는 본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예들을 나타낸 순서도이다.
도 26는 본 명세서에서 제안하는 PHICH 자원 설정올 위한 PUCCH 물리 자원 블록 인덱스 ( PRB index)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 27은 본 땅세서에서 제안하는 긴급 메시지를 전송하기 위한 긴급 자원 (urgent resource ) 결정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 일반 단말들의 PUSCH 전송 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
보 29는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다 .
【발명의 실시를 위한 형태】
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. 본 명세서에사 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다 . 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Station) '은 고정국 (fixed station) , Node B, eNB (evolved— NodeB) , BTS (base transceiver system) , 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말 (Terminal) '은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며 , UE (User Equipment) , MS (Mobile Station) , UT(user terminal) , MSS (Mobile Subscriber Station) , SS (Subscriber Station) , AMS (Advanced Mobile Station) , WT (Wireless terminal) , MTC (Machine -Type Communication) 장치, M2M (Machine- to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서 , 하향링크 (DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며 , 상향링크 (UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향랑크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 이하의 기술은 CDMA (code division multiple access) , FDMA ( frequency division multiple access) , TDMA(time division multiple access) , O FDMA (orthogonal frequency division multiple access) , SC- FDMA (single carrier frequency division multiple access) , NOMA (non- orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다 . CDMA는 UTRA (universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM (global system for mobile communications) /GPRS (general packet radio service) /EDGE (enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi) , IEEE 802.16 (WiMAX) , IEEE 802-20, E- UTRA (evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS (universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP (3rd generation partnership project) LTE ( long term evolution) E-UTRA를 사용하는 E-UMTS (evolved UMTS)의 일부로써 , 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A (advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.'
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받참될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용머들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN (evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면 (control plane)과 사용자 평면 (user plane) 프로토콜흘 제공하는 기지국 (eNB)들로 구성되고, 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. X2 사용자 평면 인터페이스 (X2-U)는 기지국들 사이에 정의된다. X2— U 인터페이스는 사용자 평면 PDU (packet data unit)의 ' 보장되지 않은 전달' (non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스 (X2 -CP)는 두 개의 이웃 기지국 사이에 정의된다. X2-CP는 기지국 간의 컨텍스트 (context) 전달, 소스 기지국과 타겟 기지국 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다. 기지국은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC (evolved packet core)어 1 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스 (S1-U)는 기지국과 서빙 게이트웨이 (S- G : serving gateway) 入！ "이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스 (S1- MME)는 기지국과.이동성 관리 개체 (MME: mobility management entity) 1 "이에 정의된다. SI 인터페이스는 EPS (evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS (non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 기지국과 MME/S -GW 간에 다수 -대 다수 관계 (many— to-many— relation)를 지원한다. 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 ( radio interface protocol ) 구조를 나타낸다. 도 2의 ( a)는 제어 평면 ( control plane )에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 2의 (b)는 사용자 평면 (user plane )에 대한 무선 프로토콜구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 단말과 E-UTRA 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접 '속 (OSI : open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제 1 계층 (L1 ) , 제 2 계층 (L2 ) 및 제 3 계층 ( L3 )으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층 (physical layer) , 데이터링크 계층 ( data link layer) 및 네트워크 계층 (network layer)으로 이루어지며 , 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택 (protocol stack) 사용자 평면 (user plane )과 제어신호 ( signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면 ( control plane)으로구분된다 .
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다 .
제 1 계층 (L1)인 물리 계층 (PHY: physical layer)은 물리 채널 (physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스 (information transfer service)를 제공한다. 물리 겨】층은 위 레벨에 위치한 매체 접속 제어 (MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널 (transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널 (physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM (orthogonal f requency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 '채'널 (PDCCH: physical downlink control 'channel)는 '단말에게 페이징 채널 (PCH: paging channel)와 하향 크 공유 채널 (DL— SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향 크 공유 채널 (UL-SCH: u link shared channel)과 관련된 HARQ (hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 '알려주는 상향링크 승언 (UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 ' 채널 (PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고 , 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널 (PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 '웅답으로 HARQ ACK (acknowledge) /NACK(non- acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 계어 채널 (PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지入 1자 (CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제 2 계층 (L2)의 MAC 계층은 논리 채널 (logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어 (RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 더】이터 (SDU: service data unit)의 전송 채널 ^"에 물리 채널로 제공되는 전송 블톡 (transport block)으로의 다증화 /역다중화 기^을 포함한다.
제 2 계층 (L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결 (concatenation) , 분할 (segmentation) 및 재결합 (reassembly)을 포함한다. 무선 베어러 (RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS (quality of service)를 보장하기 위해 , RLC 계층은 투명 모드 (TM: transparent mode) , 비확인 모드 (UM: unacknowledged mode) 및 확인 드 (AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 체공한다. AM RLC는 ARQ (automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다. 제 2 계층 (L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜 (PDCP: packet, data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축 (header compression ) 및 암호화 (ciphering) 기능을 수행한다 . 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4 (internet protocol version 4) 또는 IPv6 (internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜 (IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화 /무결정 보호 (integrity protection)을 포함한다.
제 3 계층 (L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 계어 (RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에맙 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워 3는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어레：의 설정 (configuration) , 재설정 (re-configuration) 및 해제 (release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무 ^ 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제 2 계충 (L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미 ¾다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러 (SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러 (DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS (non-access stratum) 계층은 세션 관리 (session management)와ᅵ 이동성 관리 (mobility management ) 등의 기능을 수행한다.
기지국을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널 (downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널 (BCH: broadcast channel) , 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널 (MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편 , 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널 (uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널 (RACH: random access channel) , 사용자 트래픽이나계어메시지를 전송하는 UL- SCH (uplink shared channel ) 7} 있다 .
논리 채널 (logical channel)은 전 채널의 상위에 있으며 , 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 논리채널로는 방송 게어 채널 (BCCH: broadcast control channel) , 페이징 제어 채널 (PCCH: paging control channel) , 공통 제어 채널 (CCCH: common control channel) , 전용 제어 채널 (DCCH: dedicated control channel) 멀티캐스트 제어 채널 (MCCH: multicast control channel) , 전용 트래픽 채널 (DTCH: dedicated traffic channel) , 멀티캐스트 트래픽 채널 (MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다.
단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 ' EMM (EPS mobility management) 등록 상태 (EMM-REGISTERED) 및 EMM 등록 해제 상태 (EMM— DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM 등록 상태 및 EMM 등록 해제 상태는 단말과 MME에게 적용될 수 있다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 등록 해제 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속 (initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM등록 상태로 천이 (transition)된다. '
또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결 (signaling connection)을 관리하기 위하여 E CM (EPS connection management ) 연결 상태 (ECM- CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태 (ECM-IDLE)가 정의될 수 있다. ECM 연결 상태 및 ECM 아이들 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다. ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결 (connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (RRC CONNECTED)에 있게 된다 . 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태 (RRC_IDLE)에 있게 된다. 네트워크는 ECM 연결 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면, 네트워크는 ECM 아이들 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며 , 코어 네트워크 ( CN : core network)가 샐보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역 ( tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신 (DRX : Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말 -특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 기회에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다. 또한, 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트 ( context ) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 아이들 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택 ( cell selection) 또는 셀 재선택 ( cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM 아이들 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트 (TAU : tracking area update ) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다. 반면, 단말이 ECM 연결 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM 연결 상태에서 네트워크는 단말이 속한 샐을 안다. 따라서, 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및 /또는 수신하고, 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.
위와 같이, 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM 연결 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 상태와 마찬가지로 ECM 아이들 상태에 있으며, 단말이 초기 접속 (initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이 (transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM 아이들 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청 (service request) 절차를 통해 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이 (transition)된다. ' 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S301 단계에서' 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (P- SCH: primary synchronization channel) 및 부 동기 채널 (S-SCH: secondary synchronization channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞주고 셀 ID (identif ier) 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (PBCH: physical broadcast channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: downlink reference signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S302 단계에서 PDCCH 및 PDCCH 정보에 따른 PDSCH 을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 랜덤 액세스 절차 (random access procedure)올 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 랜덤 액세스 채널 (PRACH: physical random access channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고 (S303) , PDCCH 및 이에 대응하는 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304) . 경쟁 기반 랜덤 액세스의 경우, 단말은 추가적인 PRACH 신호의 전송 (S305) 및 PDCCH 신호 및 이에 대응하는 PDSCH 신호의 수신 (S306)과 같은 중돌 해결 절차 (contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH 신호 및 /또는 PDSCH 신호의 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH) 신호 및 /또는 물리 상향링크 제어 채널 (PUCCH) 신호의 전송 (S308)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보 (UCI: uplink control information)라고 지칭한다. UCI는 ' HARQ— ACK/NACK, 스케줄링 요청 (SR: scheduling request) , 채널 품질 지시자 (CQI) , 프리코딩 행렬 지시자 (PMI: precoding matrix indicator) , ¾크 지시자 (RI: rank indication) 정보 등을 포함한다.
LTE/LTE-A 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청 /지시에 의해 PUSCH를 통해 UC工를 비주기적으로 전송할 수 있다. 도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
셀를라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크 /하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 ( subframe ) 단위로 이루어지며 , 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다 . 3GPP LTE/LTE-A 표준에서는 FDD ( Frequency Division Duplex)에 적용 >^¾· 타입 l 무선 프레임 ( radio frame ) 구조와 TDD (Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 답은 실질적으로 상호적 ( reciprocal )이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 웅답이 거의 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서 , 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 4 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임 ( radio frame )은 10개의 서브프레임 ( subframe )으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역 ( time domain)에서 2개의 슬롯 ( slot )으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI ( transmission time interval )라 한다. 예흩 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0 . 5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원 블록 (RB : Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE/LTE-A는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간 ( symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC- FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파 ( subcarrier)를 포함한다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치 ( CP : Cyclic Pref ix)의 구성 ( conf iguration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 순환 전치 (extended CP)와 일반 순환 전치 (normal CP)가 있다. 예를 들어 , OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가사용될 수 있다.
일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH (physical downlink control channel )어 1 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH (physical downlink shared channel )에 할당될 수 있다.
도 4의 (b)는 타입 2 프레임 구조 ( f rame structure type 2 )를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임 (half f rame )으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임으로 구성되고, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 5개의 서브프레임 중 특히, 스페셜 서브프레임 ( special ' subframe)은 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot ) , 보호구간 (GP : Guard Period) , UpPTS (Uplink Pilot Time Slot )로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 상 한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며 , 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (resource grid)를 예시한 도¾이다. 도 5을 참조하면 , 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소 (element)를 자원 요소 (RE: resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 χ 7 개의 자원 요소를 포함한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인텍스 쌍 (pair) (k, 1)에 의해 식별될 수 있다. 여기서 , k(k=0, NRBxl2-l)는 주파수 영역 내 부 반송파 인덱스이고, 1(1 = 0, ... ,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 (NRB)는 하향링크 전송 대역폭 (bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다. 도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를나타낸다.
도 6을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞'의 최대 3개의 OFDM 삼볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역 (control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역 (data region)이다. 3GPP LTE/LTE-A에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH, PDCCH, PHICH 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수 (즉, 제어 영역의 크기 )에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 웅답 채널이고, HARQ에 대한 ACK/NACK 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보 (DCI : downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 (Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC ( cyclic redundancy check)를 붙인다 . CRC에는 PDCCH의 소유자 (owner)나 용도에 따라 고유한 식별자 (RNTI : radio network temporary identif ier)가 마스킹 (masking)된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자 (예를 들어 C— RNTI ( cell -RNTI ) )가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별지" (예를 들어 P-RNTI ( paging - RNTI ) )가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블톡 ( SIB : system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자 ( SI— RNTI ( system inf ormation-RNTI ) ) 7} CRC에 스킹될 수 있다. 또한, 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 웅답인 랜덤 액세스 웅답을 지시하기 위해 RA-RNTI ( random access -RNTI ) 7} CRC어 1 마스킹될 수 있다. 도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임와구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 게어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 쌍 (pair)이 할당된다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 슬롯 경계 ( slot boundary)를 기준으로 2개의 슬롯들의 각각에서 서로
반송파를 차지한다 . 이를 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍은 슬롯 경계에서 주파수 도약 ( frequency hopping)된다고 한다.
PDCCH (Physical Downlink Control Channel )
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보 (DCI : Downlink
Control Indicator)라고 한다. PDCCH은 DCI 포맷에 따라서 제어 정보의 크기 및 용도가 다르며 또한 부호화율에 따라 크기가 달라질 수 있다.
표 1은 DC工 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
【표 1】
Figure imgf000029_0001
표 1을 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 0 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한 (compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL-SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 폐루프 (Closed-loop) 공간 다중화 (spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포 2, 개루프 (Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케즐링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC (Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A, 다중 안테나 포트 전송 모드 (transmission mode)에서 하나의 상향링크 셀 내 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 4가 있다.
DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케줄링을 위해 사용될 수 있다.
이러한, DCI 포맷은 단말 별로 독립적으로 적용될 수 있으며 , 하나의 서브프레임 안에 여러 단말의 PDCCH가 동시에 다증화 (multiplexing)될 수 있다 . PDCCH는 하나 또는 몇몇 속적인 CCE (control channel elements)의 ¾ ¾" (aggregation) ^S. 구성된다 . CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며 , 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨 (aggregation level)이라고 부른다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다 . 각 단말에 따라 구성된 PDCCH는 CCE 대 RE 맵핑 규칙 (CCE-to-RE mapping rule)에 의하여 각 서브프레임의 제어 채널 영역으로 인터리빙 (interleaving)되어 맵핑된다. PDCCH의 위치는 각 서브프레임의 제어채널을 위한 OFDM 심볼 개수, PHICH 그룹 개수 그리고 송신안테나 및 주파수 천이 등에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 다중화된 각 단말의 PDCCH에 독립적으로 채널 코딩이 수행되고 CRC ( Cyclic Redundancy Check)가 적용된다 . 각 단말의 고유의 식별자 (UE ID)를 CRC에 口! "스킹 (masking)하여 단말이 신의 PDCCH를 수신할 수 있도록 한다. 하지만, 서브프레임 내에서 할당된 제어 영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH7]- 어느 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보 ( candidate )들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩 (BD : Blind Decoding)이라 한다. 블라인드 다코딩은 블라인드 탐색 (Blind Detection) 또는 블라인드 서치 (Blind Search)라고 불릴 수 있다. 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자 (UE ID)를 디 마스킹 (De -Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어 채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다.
'버퍼 상태 보고 (BSR : buf fer status reporting)
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 엔티티 ( entity)에서 사용하는 MAC PDU를 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, MAC PDU는 MAC 헤더 (header) , 적어도 하나의 MAC SDU ( service data unit ) 및 적어도 하나의 MAC 제어 요소 ( control element )를 포함하고, 부가적으로 패딩 (padding)을 더 포함할 수 있다. 경우에 따라, MAC SDU 및 MAC 제어 요소 중 적어도 하나는 MAC PDU에 포함되지 않을수 있다.
도 8의 예시와 같이 , MAC 제어 요소는 MAC SDU 보다 선행하여 위치하는 것이 일반적이다. 그리고, MAC 제어 요소의 크기를 고정되거나 가변적일 수 있다. MAC 제어 요소의 크기가 가변적인 경우, 확장된 비트 ( extentded bit )를 통해 MAC 제어 요소의 크기가 확장되었는지 여부를 판단할 수 있다. MAC SDU의 크기 역시 가변적일 수 있다.
MAC 헤더는 적어도 하나 이상의 서브 혜더 ( sub -header)를 포함할 수 있다. 이때, MAC 헤더에 포함되는 적어도 하나 이상의 서브 헤더는 각각의 MAC SDU, MAC 제어 요소 및 패딩에 '대응하는 것으로서, 서브 헤더의 순서는 대응되는 요소의 배치 순서와 동일하다. 예컨대, MAC PDU에 MAC 제어 요소 1 , MAC 제어 요소 2 , 복수개의 MAC SDU 및 패딩이 포함되어 있다면, MAC 헤더에서는 MAC 제어 요소 1에 대웅되는 서브 헤더, MAC 제어 요소 2에 대응되는 서브 헤더, 복수개의 MAC SDU 각각에 대응되는 복수 개의 서브 헤더 및 패딩에 대웅되는 서브 헤더가 순서대로 배치될 수 있다.
MAC 헤더에 포함되는 서브 헤더는 6개의 헤더 필드를 포함할 수 있다. 구체적으로 서브 헤더는 R/R/E/LCID/F/L의 6개의 헤더 필드를 포함할 수 있다 . 고정된 크기의 MAC 제어 요소에 대응되는 서브 헤더 및 MAC PDU에 포함된 데이터 필드 중 가장 마지막 것에 대응되는 서브 헤더에 대해서는 4개의 헤더 필드를 포함하는 서브 헤더가 사용될 수 있다. 이처럼 서브 헤더가 4개의 필드를 포함하는 경우, 4개의 필드는 R/R/E/LCID 일 수 있다. 도 9 및 도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC PDU의 서브 해더를 예시한다 .
도 9 및 도 10을 참조하여 각 필드를 설명하면 다음과 같다.
1) R: 예약 비트 (Reserved bit)이며 , 사용되지 않는 비트이다.
2) E: 확장 필드 (Extended field)로서, 서브 헤더에 대응되는 요소의 확장 여부를 나타낸다. 예를 들어, E 필드가 、0 '인 경우, 서브 헤더에 대응되는 요소는 반복없이 종료되고, E 팔드가 、1'인 경우, 서브 헤더에 대웅되는 요소는 1회 더 반복되어 그 길이가 2개 확장될 수 있다.
3) LCID: 논리 채널 식별 필드 (Logical Channel Identification field)는 해당 MAC SDU와 대응되는 논리 채널 (logical channel)을 식별하거나 또는 해당 MAC 제어 요소 및 패딩의 타입을 식별한다. 만약, 서브 헤더와 연관된 것이 MAC SDU라면 어떠한 논리 채널에 해당하는 MAC SDU 인지를 나타내고, 만약 서브 헤더와 연관된 것이 MAC 제어 요소라면 어떠한 MAC 제어 요소인지를 나타낼 수 있다.
표 2는 DL-SCH를 위한 LCID의 값을 나타낸다.
【표 2】
Index LCID values
00000 CCCH
00001-01010 Identity of the logical channel
01011一 11001 Reserved
11010 Long DRX Command 11011 Activation/Deactivation
11100 UE Contention Resolution Identity
11101 Timing Advance Command
11110 DRX Command
11111 Padding
표 3은 UL- SCH를 위한 LCID의 값을 나타낸다.
【표 3】
Index LCID values
00000 CCCH
00001 - 01010 Identity of the logical channel
01011 - 11000 Reserved
11001 Extended Power Headroom Report
11010 Power Headroom Report
11011 C-RNTI
11100 Truncated BSR
11101 Short BSR
11110 Long BSR
11111 Padding
LTE/LTE-A 시스템에서 단말은 LCID 필드에 단축된 BSR (Truncated BSR) , 짧은 BSR (Short BSR) 및 긴 BSR (Long BSR) 중 어느 하나의 인덱스 값을 설정함으로써, 네트워크에 자신의 버퍼 상태를 보고할 수 있다.
표 2 및 표 3에 예시된 인덱스 및 LCID 값의 매핑 관계를 설명의 편의를 위해 예시된 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
4) F: 포맷 필드 (Format field)로서, L 필드의 크기를 나타낸다.
5) L: 길이 필드 (Length field)로서 , 서브 헤더와 대웅되는 MAC SDU 및 MAC 제어 요소의 크기를 나타낸다. 서브 헤더에 대웅되는 MAC SDU 또는 MAC 제어 요소의 크기가 127 비트보다 같거나 작으면 7 비트의 L 필드가 사용되고 (도 14의 (a) ) , 그 외의 경우에는 15 비트의 L 필드가 사용될 수 있다 (도 14의 (b) ) . MAC 제어 요소가 가변하는 크기인 경우, L 필드를 통해 MAC 제어 요소의 크기가 정의될 수 있다. MAC 제어 요소의 크기가 고정되는 경우, L 필드로 MAC 제어 요소의 크기가 정의되지 않더라도 MAC 제어 요소의 크기를 결정할 수 있으므로 도 15와 같이 F 및 L 필드는 생략될 수 있다. 도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 버퍼 상태 보고를 위한 MAC 제어 요소의 포맷을 예시하는 도면이다.
서브 헤더의 LCID 필드에 단축된 BSR 및 짧은 BSR이 정의되는 경우, 서브 헤더에 대응되는 MAC 제어 쇼소는 도 11의 (a)의 예시와 같이 , 하나의 논리 채널 그룹 아이디 (LCG ID: Logical Channel Group Identification) 필드 및 논리 채널 그룹의 버퍼 상태를 가리키는 하나의 버퍼 사이즈 (Buffer Size) 필드를 포함하도록 구성될 수 있다. LCG ID 필드는 버퍼 상태를 보고하여야 할 논리 채널 그룹을 식별하기 위한 것으로서, LCG ID 필드는 2 비트와 크기를 가질 수 있다.
버퍼 사이즈 필드는 MAC PDU가 생성된 이후, 논리 채널 그룹에 속한 모든 논리 채널의 사용 가능한 총 데이터 양을 식별하기 위한 것이다. 사용 가능한 데이터는 RLC 계층 및 PDCP 계층에서 전송 가능한 모든 데이터를 포함하며 , 데이터 양은 바이트 ( byte ) 수로 나타낸다. 이때 , 데이터 양을 연산할 때 RLC 헤더 및 MAC 헤더의 크기를 배제될 수 있다. 버퍼 사이즈 필드는 6 비트의 크가를 가질 수 있다.
서브 헤더의 LCID 필드에 긴 BSR이 정의되는 경우, 서브 헤더에 대웅되는 MAC 제어 요소는 도 11의 ( b )의 예시와 같이 , 0 내지 3의 LCG ID를 가지는 4개의 그룹의 버퍼 상태를 가리키는 4개의 버퍼 사이즈 필드가 포함될 수 있다. 각 버퍼 사이즈 필드는 서로 다른 논리 채널 그룹 별로 사용 가능한 총 데이터 양을 식별하는데 이용될 수 있다. 상향링크자원 할당 절차
3GPP LTE/LTE-A 시스템의 경우, 자원의 활용을 최대화하기 위해 기지국의 스케줄링 기반의 데이터 송수신 방법을 사용한다. 이는 단말이 전송할 데이터가 있는 경우 우선적으로 기지국에게 상향링크 자원 할당을 요청하고, 기지국으로부터 할당된 상향링크 자원만을 이용하여 데이터를 전송할 수 있음을 의미한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말의 상향링크 자원 할당 과정을 예시하는 도면이다.
상향링크의 무선 자원의 효율적인 사용을 휘하여, 기지국은 각 단말 별로 어떤 종류의 데이터를 얼마만큼 상향링크로 전송할지를 알아야 한다. 따라서, 단말이 직접 자신이 전송하고자 하는 상향링크 데이터에 관한 정보를 기지국으로 전달하고 , 기지국은 이에 기반하여 해당 단말에 상향링크 자원을 할당할 수 있다 . 이 경우, 단말이 기지국으로 전달하는 상향링크 데이터에 관한 정보는 자신의 버퍼에 저장되어 있는 상향링크 데이터의 양으로서 , 이를 버퍼 상태 보고 (BSR: Buffer Status Report)라고 지칭한다. BSR은 단말이 현재 TTI에서 PUSCH 상의 자원이 할당되고 보고 이벤트 (reporting event)가 트리거링된 경우, MAC 제어 요소 (MAC control element)를 사용하여 전송된다.
도 12의 (a)는 단말이 버퍼 상태 보고 (BSR: buffer status reporting)를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되지 않은 경우에 실제 데이터 (actual data)* 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시한다. 즉, DRX 모드에서 액티브 모드의 상태를 전환하는 단말의 경우, 미리 할당 받은 데이터 자원이 없기 때문에 , PUCCH를 통한 SR 전송을 시작으로 상향 데이터에 대한 자원을 요청해야 하며, 이 경우 5 단계의 상향링크 자원 할당 절차가 사용된다. 도 12의 (a)를 '참조하면, 단말은 BSR를 전송하기 위한 PUSCH 자원이 할당되지 않은 경우로, 단말은 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 먼저 스케줄링 요청 (SR: scheduling request)을 기지국에 전송한다 (S1201) .
스케줄링 요청은 보고 이벤트 (reporting event) 7} 발생되었으나 단말이 현재 TTI에서 PUSCH 상에 무선 자원이 스케줄링되지 않은 경우, 단말이 상향링크 전송을 위한 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 기지국에 요청하기 위해 이용된다. 즉, 단말은 정규적 버퍼 상태 보고 (regular BSR)가 트리거 (trigger)되었으나 BSR을 기지국에 전송하기 위한 상향링크 무선 자원을 가지지 않을 때 PUCCH 상에 SR을 전송한다. 단말은 Si 위한 PUCCH 자원이 설정되었는지 여부에 따라 단말은 PUCCH를 통해 SR을 전송하거나 또는 랜덤 액세스 절차를 개시한다. 구체적으로, SR이 전송될 수 있는 PUCCH 자원은 단말 특정적으로 상위 계층 (예를 들어 , RRC 계층)에 의하여 설정되며 , SR 설정은 (SR configuration)은 SR 전송주기 (SR periodicity) 및 SR 서브프레임 오프셋 정보를 포함한다.
단말은 기지국으로부터 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 수신하면 (S1203) , UL grant에 의해 할당된 PUSCH 자원을 통해 트리거링된 BSR을 기지국으로 전송한다 (S1205) .
기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양을 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant* 단말에 전송한다 (S1207) . 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다 (S1209) . 도 12의 (b)는 단말이 BSR를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되어 있는 경우에 실제 데이터를 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시한다.
도 12의 (b)를 참조하면 , 단말이 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원이 이미 할당된 경우로, 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 BSR을 전송하며, 이와 함께 스케줄링 요청을 기지국에 전송한다 (S1211) . 이어 , 기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양홀 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 단말에 전송한다 (S1213) . 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다 (S1215) . 도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE-A에서 요구하는 제어 평면 (C-Plane)에서의 지연 시간 (latency)을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면 , 3GPP LTE— A는 아이들 모드 (Idle mode) (IP 주소가 할당된 상태)에서 연결 모드 (Connected mode)로의 천이 (transition) 시간이 50ms 이하가 되도록 요구한다. 이때, 천이 시간은 사용자 평면 (U- Plane)의 설정 시간 (S1 전달 지연 시간은 제외 )을 포함한다. 또한, 연결 모드 내에서 도먼트 상태 (dormant state)에서 액티브 상태 (active state)로의 전환 시간은 10ms 이하로 요구된다.
도먼트 상태 (dormant state)에서 액티브 상태 (active state)로의 천이는 다음과 같이 4가지의 시나리오에서 발생될 수 있다.
- 동기화된 단말의 경우, 상향링크 전송에 의해 개시된 천이 (Uplink initiated transition, synchronized)
- 비동기화된 단말의 경우, 상향링크 전송에 의해 개시된 천이 (Uplink initiated transition, unsynchronized)
- 동기화된 단말의 경우, 하향링크 전송에 의해 개시된 천이 (Downlink initiated transition, synchronized)
- 비동기화된 단말의 경우, 하향링크 전송에 의해 개시된 천이 (Downlink initiated transition, unsynchronized)
랜덤 접속과정 (RACH프로시저)
도 14a 및 도 14b는 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정 (Random Access Procedure)의 일 예를 나돠낸다.
랜덤 접속 과정은 RRC_IDLE에서의 초기 접속, 무선 링크 실패 후의 초기 접속, 랜덤 접속 과정을 요구하는 핸드오버, RRC— CONNECTED 중에 랜덤 접속 과정이 요구되는 상향링크 또는 하향링크 데이터 발생 시에 수행된다. RRC 연결 요청 메시지 (RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지 (Cell Update Message) , URA(UTRAN Registration Area) 갱신 메人]지 (URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 랜덤 접속 과정을 이용하여 전송된다. '논리채널 CCCH ( Common Control Channel) , DCCH (Dedicated Control Channel) , DTCH (Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있다. 전송채널 RACH는 물리채널 PRACH (Physical Random Access Channel)에 매핑된다.
단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면 , 단말 물리계층은 먼저 하나의 접속 슬롯 (access sl t)과 하나의 시그너처 (signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 랜덤 접속 과정은 경쟁 기반 (Contention based)의 랜덤 접속 과정과 비경쟁 기반 (Non-contention based)의 랜덤 접속 과정으로 구분된다 .
도 14a는 경쟁 기반 (Contention based)의 랜덤 접속 과정의 일 예를 나타내며 , 도 14b는 비경쟁 기반 (Non— contention based)의 랜덤 접속 과정의 '일 예를 나타낸다.
먼저, 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해 도 14a를 참조하여 살펴보기로 한다.
단말은 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 ¾덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 이후, 랜덤 접속이 필요한 경우, 단말은 랜덤 접속 프리앰블 (Random Access Preamble; 메入 1지 1이라고도 함)을 기지국으로 전송한다 (S1401) .
기지국이 상기 단말로부터 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면, 상기 기지국은 랜덤 접속 응답 메시지 (Random Access Response; 메시지 2라고도 함)를 단말에게 전송한다 (S1402) . 구체적으로, 상기 랜덤 접속 웅답 메시지에 대한 하향 스케줄링 정보는 RA-RNTI (Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 CRC 마스킹되어 LI 또는 L2 제어채널 (PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케쥴링 신호를 수신한 단말은 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)로부터 랜덤 접속 웅답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 이후, 단말은 상기 랜덤 접속 웅답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 웅답 정보가 있는지 확인한다.
자신에게 지시된 랜덤 접속 웅답 정보가 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리앰블에 대한 RAID (Random Access Preamble ID)가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다.
상기 랜덤 접속 웅답 정보는 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 TA( Timing Alignment) , 상향링크에 사용되는 무선차원 할당 정보, 단말 식별을 위한 임시 식별자 (예 : Temporary C-RNTI) 등을 포함한다.
^말은 '랜덤 접속 옹답 정보를 수신하는 경우, 상기 응답 정보에 포함된 무선자원 할당 정보에 따라 상향링크 SCH (Uplink Shared Channel)로 상향링크 전송 (메시지 3이라고도 표현함)을 수행한다 (S1403) . 여기서 , 상향링크 전송은 스케즐된 전송 (Scheduled Transmission)으로 표현될 수도 있다.
기지국은 단말로부터 상기 상향링크 전송을 수신한 후에, 경쟁 해결 ( contention resolution)을 위한 메시지 (메시지 4라고도 표현함)를 하향링크 공유 채널 (Downlink Shared Channel : DL- SCH)을 통해 단말어 1게 전송한다 ( S1404 ) .
다음으로, 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해 도 14b를 참조하여 살펴보기로 한다.
단말이 랜덤 접속 프리앰블을 전송하기 전에 기지국이 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블 (Non-contention Random Access Preamble )을 단말에게 할당한다 ( S1411 ) .
비경쟁 랜덤 접속 프리앰블은 핸드오버 명령이나 PDCCH와 같은 전용 시그널링 (Dedicated Signalling)을 통해 할당될 수 있다. 단말은 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 할당받은 경우, 기지국으로 할당된 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 전총한다 ( S1412 ) .
이후, 상기 기지국은 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서의 S2102단계와 유 하게 랜덤 접속 응답 (Random Access Response ; 메시지 2라고도 표현함)을 단말에게 전송할 수 있다 ( S1413 ) .
상기 설명된 랜덤 접속 과정에서 랜덤 접속 응답에 대해서는 HARQ가 적용되지 않지만, 랜덤 접속 웅답에 대한 상향링크 전송이나 경쟁 해결을 위한 메시지에 대해서는 HARQ가 적용될 수 있다. 따라서, 랜덤 접속 응답에 대해서 단말은 ACK또는 NACK을 전송할 필요가 없다. 물리상향링크제어채널 (PUCCH)
PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI)는, 스케줄링 요청 (SR: Scheduling Request) , HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.
HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드 (codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트가 전송되고, 하향링크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트가 전송된다. 채널 측정 정보는 다중입출력 (MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며 , 채널품질지시자 (CQI: Channel Quality Indicator) , 프리코딩매트릭스인덱스 (ΡΜΙ : Precoding Matrix Index) 및 랭크 지시자 (RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다. 이들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.
CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가사용될 수 있다.
PUCCH는 BPSK (Binary Phase Shift Keying)과 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복수개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별하기 위하여 코드분할다중화 (CDM: Code Division Multiplexing)을 수행하는 경우에 길이' ' '12' 의 CAZAC (Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 시뭔스를 주로 사용한다. CAZAC 시뭔스는 시간 영역 (time domain) 및 주파수 영역 ( frequency domain)에서 일정한 크기 ( amplitude )를 유지하는 특성을 가지므로 단말의 PAPR (Peak- to -Average Power Ratio) 또는 CM (Cubic Metric)을 낮추어 커버리지를 증가시키기에 적합한 성질을 가진다. 또한, PUCCH를 통해 전송되는 하향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 정보는 직교 시 스 (orthgonal sequence) 또는 직교 커버 (OC: orthogonal cover)를 이용하여 커버링된다.
또한, PUCCH 상으로 전송되는 제어정보는 서로 다른 순환 시프트 (CS: cyclic shift) 값을 가지는 순환 시프트된 시퀀스 (cyclically shifted sequence)를 이용하여 구별될 수 있다. 순환 시프트된 시퀀스는 기본 시퀀스 (base sequence)를 특정 CS 양 (cyclic shift amount) 만큼 순환 시프트시켜 생성숄 수 있다. 특정 CS 양은 순환 시프트 인덱스 (CS index)에 의해 지시된다. 채널의 지연 확산 (delay spread)에 따라 사용 가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시뭔스로 사용될 수 있으며, 전술한 CAZAC 시뭔스는 그 일례이다.
또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 삼불의 개수 (즉, PUCCH 의 코히어런트 (coherent) ¾출을 위한 참조신호 (RS) 전송에 이용되는 SC-FDMA 심볼을 제외한 SC-FDMA 심볼들)에 따라 결정될 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며 , 각각의 PUCCH 포맷에 따라서 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI: uplink control information)의 속성은 다음의 표 4와 같이 요약할 수 있다.
【표 4】 PUCCH Format Uplink Control Inf ormation (UCI )
Format 1 Scheduling Request ( SR) (unmodulated waveform)
Format la 1 -bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format lb 2— bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format 2 CQI ( 20 coded bits )
CQI and 1 - or 2 -bit HARQ ACK/NACK ( 20 bits )
Format 2
for extended CP only
Format 2a CQI and 1 -bit HARQ ACK/NACK ( 20+1 coded bits )
Format 2b CQI and 2 -bit HARQ ACK/NACK ( 20+2 coded bits )
PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.
PUCCH 포맷 la 또는 lb는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다 .
PUCCH 포1 ¾ 2는 CQI의 전송에 ]"용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다.
확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 사용될 수도 있다.
도 15는 본 발명아 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블톡의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 15에서 N^는 상향링크에서의 자원불록의 개수를 나타내고, 0 , 1 , . . . -1는 물리자원블록의 번호를 의미한다 . 기본적으로 , PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단 (edge)에 매핑된다. 도 15에서 도시하는 바와 같이 , m=0,l로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH.포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는
PUCCH 포맷 2/2a/2b가 대역 -끝단 (bandedge)에 위치한 자원블록들에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 l/la/lb 가 함께 (mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, tn=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 l/la/lb 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 어】 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수 ( ^ )는 브로드캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b에 대하여 설명한다 . PUCCH 포맷 2/2a/2b는 채널 측정 피드백 (CQI, PMI, RI)을 전송하기 위한 제어 채널이다.
채널측정피드백 (이하에서는, 통칭하여 CQI 정보라고 표현함)의 보고 주기 및 측정 대상이 되는 주파수 단위 (또는 주파수 해상도 (resolution) )는 기지국에 의하여 제어될 수 있다. 시간 영역에서 주기적 및 비주기적 CQI 보고가 지원될 수 있다. PUCCH 포맷 2 는 주기적 보고에만 사용되고, 비주기적 보고를 위해서는 PUSCH가 사용될 수 있다 . 비주기적 보고의 경우에 기지국은 단말에게 상향링크 데이터 전송흘 위하여 스케줄링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송할 것을 지시할 수밌다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
하나의 슬롯의 SC-FDMA 심볼 0 내지 6 중에서, SC-FDMA 심볼 1 및 5 (2 번째 및 6 번째 심볼)는 복조참조신호 (DMRS: Demodulation Reference Signal) 전송에 사용되고, 나머지 SC-FDMA 심볼에서 CQI 정보가 전송될 수 있다. 한편, 확장된 CP 의 경우에는 하나의 SC-FDMA 심볼 (SC-FDMA 심불 3) 이 DMRS 전송에 사용된다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b 에서는 CAZAC 시퀀스에 의한 변조를 지원하고, QPSK 변조된 심볼이 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산된다. 시퀀스의 순환 시프트 (CS)는 심볼 및 슬롯 간에 변경된다. DMRS에 대해서 직교 커버링이 사용된다.
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 증 3개의 SC-FDMA 심볼 간격만춤 떨어진 2개의 SC-FDMA 심볼에는 참조신호 (DMRS)가 실리고, 나머지 5개의 SC-FDMA 심볼에는 CQI 정보가 실린다 . 한 슬롯 안에 두 개의 RS가 사용된 것은 고속 단말을 지원하기 위해서이다. 또한, 각 단말은 순환 시프트 (CS) 시퀀스를 사용하여 구분된다. CQI 정보 심볼들은 SC-FDMA 심볼 전체에 변조되어 전달되고, SC-FDMA 심볼은 하나의 시퀀스로 구성되어 있다. 즉, 단말은 각 시¾스로 CQI를 변조해서 전송한다.
하나의 TT工에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC-FDMA 심볼에 대해 QPSK 매핑을 사용하는 경우 2비트의 CQI 값이 실릴 수 있으므로, 한 슬롯에 10비트의 값을 실을 수 있다. 따라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실올 수 있다. CQI 정보를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 확산 부호를 사용한다. 주파수 영역 확산 부호로는 길이 -12 의 CAZAC 시퀀스 (예를 들어 , ZC 시퀀스)를 사용할 수 있다. 각 제어채널은 서로 다른 순환 시프트 (cyclic shift) 값을 갖는 CAZAC 시퀀스를 적용하여 구분될 수 있다. 주파수 영역 확산된 CQI 정보에 IFFT가 수행된다.
12 개의 동등한 간격을 가진 순환 시프트에 의해서 12 개의 상이한 단말들이 동일한 PUCCH RB 상에서 직교 다중화될 수 있다. 일반 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 1 및 5 상의 (확장된 CP 경우에 SC-FDMA 심불 3 상의) DMRS 시퀀스는 주파수 영역 상의 CQI 신호 시퀀스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는다.
단말은 PUCCH 자원 인덱스 , "p2iiccH , "PUCCH )로 지시되는 PUCCH 자원 상에서 주기적 ^로 상이한 CQI, PMI 및 RI 타입을 보고하도록 상위 계층 시그널링에 의하여 반-정적으로 (semi— statically) 설정될 수 있다. 여기서 ,
PUCCH 자원 인덱스 ( " ！ ) 는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사용될 순환 시프트 (CS) 값을 지시하는 정보이다.
PUCCH 채널 구조
PUCCH 포맷 la 및 lb에 대하여 설명한다.
PUCCH 포맷 la/lb에 있어서 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산 (multiply)된다 . 예를 들어 , 변조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시¾스 r(n) (n=0, 1, 2, ... , N-l) 가 승산된 결과는 y(0) , y(l) , y(2) , ... , y(N-l) 이 된다. y(0) , ... , y(N-l) 심볼들을 심볼 블록 (block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심볼에 CAZAC 시퀀스를 승산한 후에 , 직교 시퀀스를 이용한 블록 -단위 (block- wise)확산이 적용된다. 일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드 (Hadamard) 시뭔스가 사용되고, 짧은 ( shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호 (Reference Signal )에 대해서는 이 3의 DFT (Discrete Fourier Transform) 시뭔스가사용된다.
확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용된다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
£ 17에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예시적으로 나타낸다 .
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC- FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개의 연속되 '는 SC- FDMA 심볼에는 참조신호 (RS )가 실리고, 나머지 4 개의 SC- FDMA 심볼에는 ACK/NACK신호가 실린다.
한편, 확장된 CP 의 경우에는 중간의 2 개의 연속되는 심볼에 RS 가 실릴 수 있다. RS에 사용되는 심볼의 개수 및 위치는 제어채널에 따라 달라질 수 있으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심볼의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다.
1 비트 및 2 비트의 확인웅답 정보 (스크램블링되지 않은 상태〉는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있다. 긍정확인웅답 (ACK)은 ' 1 ' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인웅답 (NACK)은 ' 0 '으로 인코딩될 수 있다.
할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 용량을 높이기 위해 2 차원 확산이 적용된다. 즉, 다중화할 수 있는 단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다.
ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시뭔스를 기본 시뭔스로 사용한다 . 주파수 영역 시뭔스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadof f - Chu ( ZC) 시¾스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기본 시퀀스인 ZC 시퀀스에 서로 다른 순환 시프트 ( CS : Cyclic Shift )가 적용됨으로써 , 서로 다른 단말 또는 서로 다른 제어 채널의 다중화가 적용될 수 있다. HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH RB 들을 위한 SC- FDMA 심볼에서 지원되는 CS 자원의 개수는 셀—특정 상위 -계층 시그널링 파라미터 ( )에 의해 설정된다. 주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산 ( spreading) 코드를 사용하여 시간 영역에서 확산된다. 직교 확산 코드로는 월시—하다마드 (Walsh-
Hadaraard) 시퀀스 또는 DFT 시뭔스가 사용될 수 있다. 예를 들어 , ACK/NACK 신호는 4 심볼에 대해 길이 4의 직교 시퀀스 (w0 , wl , w2 , W3 )를 이용하여 확산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시뭔스를 통해 확산시킨다 . 이를 직교 커버링 (OC : Orthogonal Covering)이라 한다.
전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화 ( CDM : Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 즉, 동일한 PUCCH RB 상에서 많은 개수의 단말들와 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있다.
이와 같은 시¾ 영역 확산 CDM 에 대해서, ACK/NACK 정보에 대해서 지원되는 확산 코드들의 개수는 RS 심볼들의 개수에 의해서 제한된다. 즉, RS 전송 SC— FDMA' 심볼들의 개수는 ACK/NACK 정보 전송 SC- FDMA 심볼들의 개수보다 적기 때문에 , RS 의 다중화 용량 ( capacity)이 ACK/NACK 정보의 다중화 용량에 비하여 적게 된다.
예를 들어 , 일반 CP 의 경우에 4 개의 심볼에서 ACK/NACK 정보가 전송될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3개의 직교 확산 코드가 사용되며, 이는 RS 전송 심볼의 개수가 3 개로 제한되어 RS 를 위하여 3 개의 직교 확산 코드만이 사용될 수 있기 때문이다.
일반 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 3 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어 , 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 3개의 직교커버 ( OC ) 자원을 사용할 수 있다면, 총 18 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인웅답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다. 만약, 확장된 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 2 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어, 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 2 개의 직교커버 (OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 12 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인웅답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다증화될 수 있다.
다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케즐링 요청 ( SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다. SR 채널은 PUCCH 포맷 la/ lb 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK (On- Of f Keying) 식으로 구성된다. SR 채널에서는 참조신호가 전송되지 않는다. 따라서, 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시뭔스가 이용된다. SR 및 ACK/NACK 에 대하여 상이한 순환 시프트 또는 직교 커버가 할당될 수 있다. 즉, 긍정 (positive ) SR 전송을 위해 단말은 SR용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 부정 (negative ) SR 전송을 위해서는 단말은 ACK/NACK용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다.
다음으로 개선된 - PUCCH ( e - PUCCH) 포맷에 대하여 설명한다. e - PUCCH는 LTE-A 시스템의 PUCCH 포맷 3에 대응할 수 있다. PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송에는 블록 확산 (block spreading) 기법이 적용될 수 있다. 블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리, 제어 신호 전송을 SC- FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 8에서 나타내는 바와 같이 , 심볼 시퀀스가 OCC (Orthogonal Cover Code )를 이용하여 시간 영역 ( domain) 상에서 확산되어 전송될 수 있다. OCC를 이용함으로써 동알한 RB 상에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시뭔스의 CS ( cyclic shif t )를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다증화되는 반면, 블록 확산 기반 PUCCH 포맷 (예를 들어 , PUCCH 포맷 3 )의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 주파수 영역에 걸쳐서 전송되고, OCC를 이용한 시간 영역 확산을 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화된다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC-FDMA심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 18에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시뭔스에 길이 =5 (또는 SF-5 )의 OCC를 이용하여 5 개의 SC- FDMA 심볼 (즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 2 개의 RS 심볼이 사용될 수 있다. 도 18의 예시에서 , RS 심볼은 특정 순환 시프트 값이 적용된 CAZAC 시퀀스로부터 생성될 수 있으며, 복수개의 RS 심볼에 걸쳐 소정의 OCC가 적용된 (또는 곱해진) 형태로 전송될 수 있다. 또한, 도 18의 예시에서 각각의 OFDM 심볼 (또는 SC- FDMA 심볼) 별로 12 개의 변조 심볼이 사용되고, 각각의 변조 심볼은 QPSK에 의해 생성되는 것으로 가정하면, 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 최대 비트 수는 12x2 = 24 비트가 된다. 따라서, 2개의 슬롯으로 전송할 수 있는 비트수는 총 48비트가 된다. 이와 같이 블록 확산 방식의 PUCCH 채널 구조를 사용하는 경우 기존의 PUCCH 포맷 1계열 및 2 계열에 비하여 확장된 크기의 제어 정보의 전송이 가능해진다.
PHICH (Physical HARQ Indication Channel )
이하, PHICH에 대해서 설명한다 .
LTE 시스템에서는 상향링크에서 SU-MIMO를 지원하지 않으므로 1개의 PHICH는 하나의 단말의 PUSCH , 즉 단일 스트림 ( single stream)에 대한 1비트 ACK/NACK만을 전송한다 .
1비트의 ACK/NACK을 코드율 ( code rate )이 1/ 3인 반복 코드를 이용하여 3비트로 코딩한다. 코딩된 ACK/NACK을 BPSK (Binary Phase Key- Shif ting) 방식으로 변조하여 3개의 변조 심벌들을 생성한다. 상기 변조 심벌은 노멀 CP 구조에서 스프레딩 인； SF (Spreading Factor) =4 , 확장 CP 구조^서 SF=2를 이용하여 스프레딩 ( spreading)된다.
상기 변조 심벌들을 스프레딩할 때 직교 시€스가 사용되며, 사용되는 직교 시 ¾스의 개수는 I/Q 다중화 (multiplexing)을 적용하기 위해 SF*2가 된다 .
SF*2게의 직교 시뭔스를 사용하여 스프레딩된 PHICH들이 1개의 PHICH 그룹으로 정의될 수 있다. 스프레딩된 심벌들에 대하여 레이어 맵핑이 수행된다. 레이어 맵핑된 심벌들이 자원 맵핑되어 전송된다.
PHICH는 PUSCH 전송에 따른 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 동일한 집합의 자원 요소에 맵핑된 복수의 PHICH가 PHICH 그룹을 형성하며, PHICH그룹 내의 각각의 PHICH는 서로 다른 직교 시퀀스 (orthogonal sequence)에 의해서 구분된다. FDD 시스템에서 PHICH 그룹의 개수인 Γ Η 0 는 모든 서브프레임에서 일정하며, 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
【수 1】
[Ng(N /8)], for normal cyclic prefix
Figure imgf000054_0001
x g(NRB/8)j, for extended cyclic prefix 수학식 1에서 Ng는' PBCH (Physical Broadcast Channel)을 통해서 상위 계층에서 전송되며 , Nge {l/6,1/2,1,2}이다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB (Master Information Block)라 한다.
이와 비교하여 , PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 시스템 정보를 SIB (System Information Block) 한다. N¾ 은 주파수 영역에서의 자원 블톡의 크기인 의 배수로 표현한 하향링크 대역폭 구성이다. PHICH 그룹 인덱스 ！！ ^는 0부터 1 0 -1 중 어느 하나의 정수이다.
PHICH에 사용되는 자원은 PUSCH의 자원 할당시 가장 작은 PRB 인덱스와 상향링크 그랜트 (UL grant)로 전송되는 DMRS (Demodulation Reference Signal)의 순환 쉬프트 값을 기반으로 결정될 수 있다.
PHICH가 맵핑되는 자원 (이하 PHICH 자원)은 인덱스 쌍인 (nKV Η )로 표현할 수 있으며 , ^는 ΡΗ工 CH 그룹 인덱스, r^ 는 상기 PHICH그룹 내의 직교 시뭔스 인텍스를 나타낸다. 상기 ( Η 0^Η, n s p e H q ICH) 아래 수학식 2에 의해서 결정될 수 있다.
【수 2】
n grouP - (Λ , η ΠΓ,Λ MgrouP - I grouP
NPHICH ― RBRA十 NDMRS;mo I pH[CH十 IpHICH^PHICH'
NPHJCH =
Figure imgf000055_0001
+ nDMRs)m°d 2Ngp ICH
여기서, nDMRS는 대응하는 PUSCH 전송에 관련된 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포맷을 가지는 가장 최근의 PDCCH에서 DMRS (demodulation reference signal) 필드를 위한 순환 入 1프트 (cyclic shift)로부터 매핑된다 .
반면, 동일한 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포맷을 가지는 PDCCH가 부재한 경우에 동일한 전송 블록을 위한 초기 PUSCH가 반지속적 (semi- persistent)으로 스케줄링되거나 랜덤 액세스 응답 승인신호에 의하여 스케줄링되면 nDMRS는 0으로 설정된다.
N F H1CH는 PHICH 변조를 위해 사용되는 확산 계수 (spreading factor) 크기를 나타낸다.
IPRBᅳ RA는 PDCCH와 관련된 PUSCH의 첫번째 전송 블록인 경우이거나 또는 관련된 PDCCH가 없을 때 수동적으로 인지된 전송 블록의 수가 해당 PUSCH와 관련된 가장 최근의 PDCCH에서 지시된 전송 블록의 수와 동일하지 않는 경우에 ilowestjndex ol 7l-rL
!PRB_RA ^ ^e H- .
반면, PDCCH와 관련된 PUSCH의 두번째 전송 블톡인 경우에는 iK¾index + i 과 같다. 여기서, i¾¾index는 대응하는 PUSCH 전송의 첫번째 슬롯의 가장 낮은 PRB 인덱스에 해당한다 .
ηίΗ 0ΐΡΗ는 상위 계층에 의해 구성되는 PHICH 그룹의 번호를 나타낸다.
IPHICH는 TDD 시스템의 상향링크―하향링크 구성 0에서 서브프레임 인덱스 4 또는 9에서 PUSCH가 전송되는 경우 、1 '을 가지며 , 그렇지 않은 경우 、 0 '을 가진다.
표 5는 상상향링크 DCI 포맷을 가지는 PDCCH에서 PHICH 자원을 결정하기 위해 사용되는 DMRS 필드를 위한 순환 시프트와 nDMRS와의 매핑 관계를 나타낸 표이다.
【표 5】
Figure imgf000056_0001
먼저, LTE ( -A) 또는 802 . 16m에서의 UL data 전송 방법에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
LTE ( -A) 시스템 또는 802 . 16m 등과 같은 셀를러 시스템은 기지국 스케줄링 기반의 자원 할당 방식을 사용하고 있다. 이와 같은 기지국 스케줄링 기반의 자원 할당 방식을 사용하는 시스템에서 전송할 데이터 (i.e. , UL data)가 있는 단말은 데이터를 전송하기 전에 해당 데이터 전송을 위한 자원을 기지국에게 요청한다.
이와 같은 단말의 스케줄링 요청은 PUCCH로의 SR (Scheduling Request) 전송 또는 PUSCH로의 BSR (Buffer Status Report) 전송을 통해 수행될 수 있다.
또한, 단말에게 SR 또는 BSR을 전송할 자원이 할당되지 않은 경우, 단말은 RACH프로시저를 통해 상향링크 자원을 기지국으로 요창할 수 있다.
이와 같이 단말로부터 스케줄링 요청을 수신한 기지국은 해당 단말이 사용할 상향링크 자원을 하향링크 제어 채널 (i.e. , UL grant 메시지, LTE (- A)의 경우 DCI)을 통해 단말로 할당하게 된다.
이 때, 단말에게 전송되는 UL grant는 단말에게 할당되는 자원이 어떤 subframe의 자원에 해당되는지를 explicit하게 시그널링 함으로써 알려줄 수도 있지만, 특정 시간 (e.g. , LTE의 경우 4ms) 이후의 subframe에 대한 자원 할당으로 단말과 기지국 사이에 약속된 시간을 정의할 수도 있다.
이와 같이, 기지국이 단말에게 Xms(e.g. , LTE(-A)의 경우 4ms) 이후의 자원을 할당하는 것은 단말이 UL grant를 수신 및 디코딩하고 , 전송할 데이터를 준비 및 인코딩하는 시간을 모두 고려하여 단말의 자원을 할당함을 의미한다. 도 19는 단말아 PUCCH SR 자원을 이용하여 5 단계 스케줄링 요청 프 S시저를 통해 실제 데이터를 전송하기까지의 시간을 나타낸 도이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 단말은 SR 시그널을 전송한 시간으로부터 약 17ms 이후에 실제 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
이 때, 단말에 대해 할당된 SR 자원은 특정 주기를 가지고 PUCCH 상에 할당될 수 있으며, 최소 lms~ 최대 80ms 주기로 할당될 수 있다.
여기서 , 해당 단말에게 lms 주기의 SR이 할당되었다고 할 경우, 단말이 SR 전송을 위ᅵ한 PUCCH 자원을 기다리는 평균 시간은 0 . 5tns 가 되고, 기지국으로 스케줄링 요청을 통한 데이터 전송까지의 지연시간은 17 . 5ms가 소요된다.
만약, 단말이 기지국으로부터 미리 할당 받은 상향링크 자원이 있는 경우, 단말은 새롭게 생성된 데이터에 대한 자원 요청을 미리 할당 받은 자원을 이용하여 전송할 수도 있다.
또는, 단말은 미리 할당 받은 자원으로 전송되는 데이터에 BSR을 함께 전송함으로써 추가 자원을 기지국으로 요청할 수 있다.
이 경우, 도 20에 도시된 바와 같이, 단말이 BSR을 전송한 후, 상향링크 데이터를 전송하기까지 9ms의 지연이 발생하는 것을 볼 수 있다 .
만약, 단말이 기지국으로부터 할당 받은 PUCCH SR 자원 또는 PUSCH 자원이 없거나 상향링크 동기가 맞지' 않는 경우, 단말은 새롭게 생성된 데이터에 대한 자원을 RACH 프로시저를 이용하여 요청할 수 있다.
즉, 도 21에 도시된 바와 같이, 단말은 RACH preamble을 기지국으로 전송한 시점부터 상향링크 데이터를 전송하기까지 17ms의 지연이 발생한다. 이 때, RACH preamble을 전송할 수 있는 PRACH 자원은 셀마다 특정 주기를 가지고 설정될 수 있으며, 최소 lms의 주기를 가진다고 가정한 경우, 평균 17.5ms의 데이터 전송 지연이 발생할 수 있다. 도 19 내지 도 21에서 살핀 바와 같이, 단말은 상향링크 데이터를 전송하기 위해 최소 9tns에서 최대 17.5ms까지의 지연을 겪고 실제 데이터를 전송할 수 있게 된다.
이는, 기지국이 각 단말의 채널 상황에 최적의 자원을 할당함으로써 자원 효율성을 최대화할 수 있는 장점이 있지만, UL data 전송에 지연이 발생하게 된다.
5G 통신은 헬스 케어, 교통 안전, 재난 안전, 원격 의료제어 등과 같은 다양한 실시간 웅용 서비스를 지원하기 위한 요구사항이 증가하면서, 인간의 오감 중' 지연 시간에 가장 민감한 촉감 정보를 인터넷으로 제공해도 사용자가 어색함을 눈치채지 못할 정도로 극단적으로 짧은 반응시간을 갖는 초 저 지연 시스템 구축을 목표 (목표 지연 : E2E or Radio 1ms)로 하고 있다.
이와 같은 5G 통신 서비스를 제공하기 위해서는 데이터 전송의 지연이 최소화되어야 하지만, 현재 시스템의 데이터 전송은 다음과 같은 지연이 추가적으로 발생하게 설계되어 있다.
하향링크 데이터 전송 지연
Connected UE： 0ms (지연 없음)
Dormant UE: 단말에게 설정된 DRX cycle에 따라 평균 lms~l, 280ms지연' 발생 '(short DRX cycle: 2~640ms, long DRX cycle: 10~2560ms)
Idle UE: 단말에거 1 설정된 paging DRX cycle에 따라 평균 160ms~l , 280ms + initial access 지연 발생 (paging cycle： 320 ~2560ras , initial access： 50ms~ 100ms (LTE-A : 50ms/LTE : 100ms ) )
상향링크 데이터 전송 지연
Synchronized & dormant UE : 17 . 5ms 지연 발생 ( 5단계 SR)
Unsynchronized UE： 17 . 5ms 지연 발생 (RACH 통한 SR)
상향링크 자원이 할당된 connected UE : 9ms (BSR전송을 통해 데이터 전송)
이처럼, 단말이 데이터를 송 /수신하기 위해서는 단말의 상태에 따라 다양한 시간 지연이 발생할 수 있으며, 특히 하향링크 데이터 수신의 지연은 dormant 또는 idle 상태 단말에 대해 다양한 길이로 지연이 발생할 수 있다.
다만, 이는 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 방안 중의 하나로, 데이터 수신 지연과 전력 소모 사이의 관계성을 면밀히 살펴볼 필요가 있다.
하지만 , 상향링크 데이터 전송에서의 데이터 전송 지연은 단말이 필요할 때에 전송할 수 있음에도 불구하고 기지국 스케줄링 기반의 데이터 전송 방식을 사용하게 됨으로써 추가적인 지연이 반드시 발생하는 것을 확인할 수 있다.
미래 5G 통신은 human 또는 machine (자동차, 센서 ) 등과 같이 다양한 end user로부터 예측할 수 없는 시간에 특정 이벤트에 의해 발생할 수 있는 사고나' 상태에 대한 정보를 기지국 또는 주변 단말 /사용자에게 빠르게 알림으로써 2차 사고 예방이나 웅급 상황을 빠르게 대처할 수 있도록 하는 서비스가 5G의 주요 저 지연 서비스로 제공될 것으로 예상된다.
이와 같은 저 지연 서비스는 주로 상향링크 데이터를 빠르게 전송함으로써 후속 절차를 수행할 수 있도록 한다.
이 때문에 해당 서비스의 initiation 단계인 상향링크 데이터의 빠른 전송은 전체 서비스 지연에 영향을 주는 주요 요소 중의 하나이다.
상기와 같은 이유들로 인해, 새로운 5G 통신의 저 지연 서비스를 지원하기 위해서는 상향링크 데이터 전송에서의 지연은 필수적으로 감소되어야 하는 요소로 고려되고 있다. 이하에서, 새로운 5G ( generation) 통신에서의 저 지연 ( low latency) 서비스를 지¾하기 위해 상향링크 데이터 (UL data)를 좀 더 빠르게 전송하기 위한 방법에 대해 도 22를 참고하여 살펴보기로 한다.
도 22는 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하기 위한 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22의 경우, 3개의 긴급 단말들이 PUCCH 자원을 이용하여 긴급 신호 (Urgent Signal : US )를 기지국으로 동시에 전송하는 상황을 나타낸다. 기지국은 일반 단말들로 긴급 상황이 발생하였음을 알리기 위한 긴급 응답 (Urgent ACK : U_ACK)을 전송하고, 상기 3개의 긴급 단말들은 상기 US를 전송한 시점으로부터 일정 시점 이후에 긴급 메시지 (Urgent Message )를 전송한다.
상기 일정 시점은 긴급 단말이 전송할 긴급 메시지를 encoding하는 시간을 고려하여 결정될 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이 , 상기 일정 시점은 4ms (또는 4 subframes )일 수 있고, 4ms보다 더 적을 수도 있다. 이하에서 , 긴급 단말의 PUCCH를 통한 US 전송은 편의상 ^ PUCCH US 전송 '으로 표현하기로 한다 .
도 22를 참조하면 , 다수의 긴급 단말들 (3개 긴급 단말들)은 특정 subframe (SF #1)에서 PUCCH US를 기지국으로 동시에 전송한다 (S2210) . 이후, 상기 기지국은 상기 다수의 긴급 단말들이 상향링크 자원을 선점할 수 있도록 일반 단말들로 긴급 상황이 발생하였음을 알리는 U— ACK(Urgent ACK)을 일반 단말 (들)로 전송한다 (S2220) .
여기서, 상기 U_ACK은 상기 일반 단말들뿐만 아니라 상기 다수의 긴급 단말들도 수신한다.
이후, 상기 다수의 긴급 단말들은 전송할 긴급 메시지의 encoding 시간을 고려하여 PUCCH US를 전송한 시점 (SF #1)로부터 일정 시점 이후 (SF #5)에 긴급 메시지 (또는 긴급 데이터 또는 긴급 PUSCH)를 기지국 및 /또는 다른 단말들로 전송 ^다 (S2230) .
상기 긴급 메시지는 PUSCH 자원을 통해 전송되며, 상기 긴급 메시지의 전송은 간단히 (UL) Urgent PUSCH의 전송 또는 UL data의 전송으로 표현될 수도 있다,
도 22에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 긴급 단말들은 기지국으로부터 긴급 메시지를 전송하기 위한 PUSCH 자원을 별도로 할당받지 않고, 특정 시점 (SF #5)에서 동시에 UL urgent PUSCH 자원을 통해 긴급 메시지를 전송한다.
이럴 경우, 상기 다수의 긴급 단말들이 긴급 메시지를 전송하기 위해 urgent resource를 동시에 점유하는 경우 자원 층돌 (또는 긴급 메시지 전송 간 층돌) 문제가 발생할 수 있게 된다.
상기와 같은 자원 층돌 문제가 발생하는 경우 , 앞서 살핀 기지국 스케줄링 기반의 상향링크 자원 할당 방법을 통한 UL data 전송의 경우보다 더욱 심각한 UL data의 전송 지연 및 자원 비효율성 문제가 발생한다 . 따라서 , 본 명세서는 UL data의 전송 지연 및 UL 자원의 비효율성 문제를 해결하기 위해 기지국의 제어를 통해 urgent signal을 전송한 긴급 단말들에게 urgent UL resource를 할당하기 위한 방법을 제공한다.
특히, 본 명세서는 상기 urgent UL resource를 긴급 단말들로 할당하기 위해 PHICH ACK/NACK자원과의 매핑 관계를 이용하는 방법을 제공한다.
즉, 본 명세서에서 제안하는 urgent UL resource 할당을 통한 UL data 전송 방법은 특정 단말이 긴급 상황에 처한 경우, 자신의 위치 및 상황 정보를 기지국 및 /또는 다른 단말들로 정확하고 낮은 오류율을 가지고 보다 빠르게 UL data (긴급 메시지 )를 전송할 수 있다.
특히, 긴급 서비스 중에서도 하나 또는 하나 이상의 단말들에게 동시에 그리고 동일 위치에서 긴급 상황의 이벤트가 발생할 수 있는 서비스 (예 : traf f ic safety와 같이 차량간 층돌 발생에 의해 특정 긴급 메시지 전송이 동시에 요청되는 서비스)에서, 하나 또는 하나 이상의 단말들이 동일 sub- frame (TTI )에서 동시에 urgent signal을 기지국으로 전송하고 동시에 urgent resource 사용을 요청할 수 있는 경우에 단말들 간 층돌 없이 긴급 상향링크 자원 (Urgent UL resource )를 할당할 수 있는 방법을 제공한다. 도 23은 본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 23은 (새로운) 5G의 저 지연 서비스를 지원하기 위한 빠른 상향링크 데이터 (UL data) 전송 방법 및 UL data 전송 시 발생할 수 있는 자원 층돌 문제를 해결하기 위한 방법을 나타낸다.
본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법은 아래와 같은 3가지 구성을 포함할 수 있다.
PUCCH 자원 할당을 통한 단말의 긴급 신호 (urgent signal : US ) 전송
PUCCH US (Urgent Signal ) 자원에 매핑된 PHICH ACK/NACK 자원을 통한 단말의 긴급 긍정 웅답 (Urgent ACK) 수신
PHICH Urgent ACK수신을 통한 단말의 urgent UL resource 매핑 도 23을 참조하면 , 다수의 긴급 단말들은 기지국으로 긴급 신호 (urgent signal : US )를 전송한다 ( S2310 ) .
상기 긴급 단말은 긴급 데이터와 같은 저 지연 서비스와 관련된 데이터를 전송하는 단말을 나타내며, urgent UE , 제 1 단말 등으로 표현될 수 있다. 긴급 단할인지 여부 (단말의 type )는 RRC 연결 확립 절차 등을 통해 확인될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상, 긴급 단말, 제 1 단말, urgent UE를 흔용하기로 한다：
저 지연 서비스 ( low latency service )는 현재 5G 통신에서 주로 논의되고 있는 헬스 케어, 교통 안전, 재난 안전, 원격 의료 제어 등과 관련된 서비스를 의미할 수 있다. 이러한 저 지연 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서는 특정 단말이 기지국, 주변 다른 단말, 사용자 등에게 특정 이벤트에 의해 발생할 수 있는 사고 또는 상태에 대한 정보를 빠르게 알림으로써, 궁극적으로 사람들이 2차 사고나 응급 상황 둥에 대해 빠르게 대처할 수 있도특 해준다.
여기서, 긴급 신호는 긴급 단말이 긴급 상황의 발생을 감지하고, 이를 기지국으로 알리기 위해 사용되는 신호를 의미한다.
또한, 상기 긴급 단말은 상기 긴급 신호를 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
PUCCH를 통해 전송되는 US는 간단히 ' PUCCH US '로 표현될 수 있다.
PUCCH US» 전송하는 구체적인 방법에 대해서는 후술할 도 24에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
이후, 상기 기지국은 다수의 긴급 단말들로부터 PUCCH US를 수신하는 경우, PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH A/N 자원을 통해 긴급 단말 및 /또는 일반 단말로 상기 PUCCH US에 대한 웅답을 전송한다 ( S2320 ) ·
상기 PUCCH 'US에 대한 응답은 PHICH (Urgent ) ACK/NACK 또는 PHICH U_ACK일 수 있다.
즉, 상기 PHICH A/N 자원은 US가 전송되는 PUCCH 자원의 첫 번째 또는 두 번째 슬롯의 가장 낮은 PRB index를 이용하여 결정될 수 있다.
상기 일반 단말은 긴급 신호를 전송하지 않는 단말을 의미하며, 상기 PUCCH US에 대한 웅답은 긴급 단말뿐만 아니라 일반 단말들도 수신하는 신호에 해당한다.
이후, 상기 기지국으로부터 PHICH를 통해 PUCCH US에 대한 긍정 응답 ( PHICH U ACK)을 수신한 긴급 단말은 상기 수신된 PHICH U ACK을 통해 긴급 메시지 또는 긴급 데이터를 전송하기 위한 PUSCH 자원을 결정 또는 PUSCH 자원의 위치를 확인한다 ( S2330 ) .
이후, 상기 긴급 단말은 상기 결정된 PUSCH 자원을 통해 기지국 및 /또는 다른 단말들로 긴급 메시지를 전송한다 ( S2340 ) .
도 23을 참조하면, 다수의 긴급 단말들은 UL SF ( subframe ) #1에서 동시에 PUCCH US를 기지국으로 전송한다.
이후, 상기 기지국은 DL SF #3에서 PHICH를 통해 상기 긴급 단말들로 PHICH U— ACK을 전송한다.
상기 PHICH U— ACK은 PUCCH US 자원 별로 매핑되는 PHICH 자원을 통해 전송된다.
이후, 상기 긴급 단말들은 상기 수신된 PHICH U— ACK에 기초하여 긴급 메시지 전송을 위한 urgent PUSCH의 자원을 결정하고, 전송할 긴급 메시지의 encoding 시간을 고려하여 상기 결정된 PUSCH 자원 (UL SF #5 )을 통해 긴급 메시지를 기지국 및 /또는 다른 단말들로 전송한다. 이하에서는, 도 23에서 살펴본 3가지 구성들 각각에 대해 관련 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
PUCCH 자원 할당을 통한 단말의 긴급 신호 (urgent signal ) 전송
첫 번째로, 긴급 단말이 PUCCH US를 전송하기 위한 방법에 대해 살펴본다. 도 24는 본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
S2420 내지 S2450 단계는 도 23의 S2310 내지 S2340 단계와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 24에서 , 단말은 기지국과 RRC 연결 확립 ( connection establishment ) 절차를 통해 RRC 연결 (RRC— CONNECTED) 상태라고 가정한다. 상기 RRC 연결 확립 절차는 단말과 기지국 간 RRC 연결 요청 (RRC connection request ) 메시지 , RRC 연결 설정 ( connection setup) 메시지 및 RRC 연결 설정 완료 ( connection setup complete ) 메시지의 송수신을 통해 수행된다.
또한, 상기 단말은 긴급 단말 및 /또는 일반 단말을 의미할 수 있다.
먼저, 기지국은 긴급 단말들로 RRC 연결 확립 절차를 통해 긴급 신호 (Urgent Signal : US ) 전송을 위한 자원을 할당한다 ( S2410 ) .
구체적으로, 기지국은 US 전송을 위한 자원을 할당하기 위해 상기 긴급 단말들 별로 서로 다른 nDMRS (DMRS： Demodulation Reference Signal )를 할당한다.
상기 nDMRS는 UL DCI format을 7]·지는 PDCCH에서 DMRS 필드어) 대한 Cyclic Shift 값에 대응하는 DMRS의 index를 나타낸다. 지 "세한 설명은 표 5를 참조하기로 한다.
긴급 단말들 별로 할당되는 nDMRS는 PUCCH US 자원을 서로 다른 PHICH group으로 매핑하기 위해 필요한 정보에 해당한다.
여기서, 상기 기지국이 긴급 단말들 별로 할당하는 nDMRS 값은 일 실시 예로서, 이에 한정되지 않고, 상기 기지국은 PUCCH US 자원을 서로 다른 PHICH group으로 매핑할 수 있는 정보이면 어느 것이나 긴급 단말 별로 할당할 수 있다. 즉, 기지국은 PUCCH PRB index에 매핑된 자원들 사이의 PHICH 자원을 구별할 수 있는 제어 정보를 긴급 단말들 별로 할당한다. 상기 제어 정보의 일 예는 nDMRS 일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 PHICH resource index 매핑 방법은 PUCCH 자원과 관련된 정보를 이용하여 본 명세서에서 기술하는 방법 이외에도 다양한 방법으로 매핑될 수도 있다.
이후, 상기 다수의 긴급 단말들은 RRC 연결 확립 절차를 통해 할당된 자원을 이용하여 US를 기지국으로 전송한다 ( S2420 ) .
S는, 상기 US를 전송하기 위한 자원은 PDCCH를 통해 할당될 수도 있다. 상기 긴급 단말은 US를 PUCCH를 통해 기지국으로 전송할 수 있다.
즉, 기지국으로부터 PUCCH US의 전송 자원을 할당 받은 긴급 단말은 기지국과 RRC 연결이 설정되어 있으며, 긴급 단말의 Urgent Signal을 위한 PUCCH 자원은 상기 기지국과 RRC 연결을 설정하는 과정에서 미리 할당되었음을 의미할 수 있다.
긴급 단말로의 US에 대한 자원 할당은 LTE ( -A) 시스템에서의 PUCCH Scheduling Request ( SR) 자원 할당 방법과 유사할 수 있다.
다만, 아래와 같은 점에서 Urgent Signal에 대한 자원 할당 방법은 SR에 대한 자원 할당 방법과 차이를 가진다.
즉, US에 대한 자원 할당은 PUCCH US 자휜을 PHICH 자원에 매핑할 수 있도록 하나의 RE에 매핑할 수 있는 US의 최대 개수를 NDMRS로 제한한다.
왜냐하면, LTE ( -A) 시스템에서 PHICH 자원에 매핑되는 NDMRS는 8개로 제한되기 때문이다. 앞서 살핀 바와 같이, LTE ( -A) 시스템에서 PUSCH DMRS는 최대 8 layer MIMO를 사용하는 경우, 0 ~ 7의 인덱스들을 가진다.
좀 더 구체적으로, SR PUCCH는 1 RB PUCCH 가원 ( 12 subcarriers )에 대해 길이 12인 CAZAC sequence와 3 symbol RS part를 사용하여 최대 36개까지 다중화 (Multiplexing)되어 전송된다.
이는 총 36 UEs에 대한 SR이 동일 PRB index를 가지고 전송될 수 있음을 의미한다.
PUCCH를 통한 SR 전송은 PHICH ACK/NACK 자원과의 매핑이 요구되지 않기 때문에, 동일 PRB index라 하더라도 서로 다른 CAZAC/OC sequence를 이용하여 송 /수신기 사이에 데이터를 구분할 수 있다.
반면에, 본 명세서어 J서 제안하는 US 전송은 SR과 달리 각 단말 별로 서로 다른 PUSCH 자원이 할당되도록 PUCCH US를 PHICH A/N 자원과 매핑한다.
따라서, 긴급 단말들로부터 동일 PRB index로 전송되는 NDMRS개의 PUCCH US를 서로 다른 PHICH 자원 (또는 PHICH group )으로 매핑하기 위해 , 기지국은 긴급 단말들로 서로 다른 NDMRS값을 US 자원 할당 시에 함께 할당한다 .
： 정리하면 , 기지국은 RRC 연결 확립 절차 또는 PDCCH를 통해 긴급 단말들로 PUCCH US를 전송하기 위한 자원을 할당한다.
상기 기지국은 상기 자원 할당 과정에서 긴급 단말들 별로 서로 다른 NDMRS값을 할당한다. '
이후, 상기 긴급 단말들은 상기 할당된 PUCCH US 자원을 통해 기지국으로 PUCCH US를 전송한다，
상기 PUCCH US 자원과 PHICH ACK/NACK 자원은 PUCCH의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째 슬롯의 가장 낮은 PRB index를 이용하여 매핑 관계를 갖는다. 이후, 상기 기지국은 긴급 단말들의 PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH 자원을 이용하여 상기 긴급 단말들로 PHICH urgent ACK을 전송한다 ( S2430 ) . 이후, 상기 긴급 단말들은 상기 PHICH urgent ACK을 통해 긴급 메시지 전송을 위한 PUSCH 전송 자원을 결정하고 ( S2440 ) , 상기 결정된 자원을 통해 긴급 메시지를 기지국 및 /또는 다른 단말들로 전송한다 ( S2450 ) .
PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH자원을통한 Urgent ACK수신
다음으로, PUCCH US에 매핑회는 PHICH 자원을 통해 긴급 응답 (Urgent ACK)을 단말과 기지국 간에 송수신하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 긴급 상향링크 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다 .
긴급 단말은 RRC 연결 확립 절차를 통해 할당받은 PUCCH US (Urgent Signal ) 자원을 통해 기지국으로 PUCCH US를 전송한다 ( S2510 ) .
이후, 상기 기자국은 긴급 단말로 PUCCH US 에 대한 웅답을 전송하기 위한 PHICH 자원을 결정한다 ( S2520 ) .
상기 기지국은 상기 수신된 PUCCH US 자원과 PHICH 자원과의 매핑 관계를 고려하여 PUCCH US에 대한 웅답 ( PUCCH U_ACK)을 전송하기 위한 PHICH 자원을 결정한다 .
상기 PUCCH US 자원과 PHICH 자원과의 매핑 관계는 LTE ( -A) 시스템에서의 PHICH 자원 설정 방법과 유사하게 index pair를 이용하며, 아래 수학식 3과 같이 정의될 수 았다. 즉, 본 명세서에서 제안하는 PHICH 자원의 index pair는 도 26에 도시된 바와 같이 PUCCH 자원의 첫 번째 슬롯 (slot) 또는 두 번째 슬롯에 할당된 PUCCH PRB (Physical Resource Block)의 가장 낮은 인덱스 (lowest index)를 이용하여 정의될 수 있다.
도 26는 본 명세서에서 제안하는 PHICH 자원 설정을 위한 PUCCH 물리 자원 블록 인덱스 (PRB index)의 일 예를 나타낸 도이다.
【수 3】
Index pair = ( Η 0 [^, e H q ICH)
여기서 , 는 PHICH 그룹 인덱스를 나타내며, ！！ 는 상기 PHICH 그룹 내의 직교 시뭔스 인덱스를 나타낸다. 상기 ηΚ^Η 및 nS P e H q ICH는 아래 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
【수 4】
n grouP - (]PRBra十 , η nDMRSj λνmηηoήa I g p r h o i u c p h 4十- I 8rou
nPHicH一 IPHICH^PHICH-
NPHICH = ([IPRB_RA/N H°ICHJ + nDMRs)m°d 2Ngp ICH
여기서, nDMRS는 대웅하는 PUSCH 전송에 관련된 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포 을 가지는 가장 최근의 PDCCH에서 DMRS (demodulation reference signal) 필드를 위한 순환 시프트 (cyclic shift)로부터 매핑된다.
이와 관련된 매핑 관계는 앞의 표 5를 참조한다.
반면, 동일한 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포맷을 가지는 PDCCH가 부재한 경우에 동일한 전송 블록을 위한 초기 PUSCH가 반지속적 (semi- persistent)으로 스케줄링되거나 랜덤 액세스 웅답 승인 신호에 의하여 스케줄링되면 nDMRS는 일정 값 (예：、 0' )으로 설정된다.
N^"CH는 PHICH 변조를 위해 사용되는 확산 계수 (spreading factor) 크기를 나타내는 것으로, 일반 CP(normal cyclic prefix)의 경우 、4'이고, 확장 CP (Extended cyclic prefix)의 경우 、 2'를 갖는다.
IPRB_RA는 US 전송을 위해 할당된 PUCCH 자원의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째슬롯에서의 가장 낮은 PRB ΐΓ ^Χ(Ι ^^η£ΐβΧ)와 같다.
는 상위 계층에 의해 구성되는 PHICH 그룹의 번호를 나타낸다.
IPHICH는 TDD 시스템의 상향링크-하향링크 구성 0에서 서브프레임 인덱스 4 또는 9에서 PUSCH가 전송되는 경우 、1 '을 가지며, 그렇지 않은 경우 、0 '을 가진다.
이후, 상기 기지국은 상기 수학식 4를 통해 결정된 PHICH 자원을 통해 긴급 단말들로 Urgent ACK/NACK 즉, PUCCH US에 대한 응답을 전송한다 (S2530) .
이후, 상기 긴급 단말은 기지국으로부터 수신되는 Urgent ACK을 통해 긴급 메시지를 전송하기 위한 PUSCH의 자원을 결정하고 (S2540) , 상기 결정된 PUSCH 자원을 통해 기지국으로 긴급 메시지 또는 긴급 데이터를 전송한다 (S2550) ·
PHICH Urgent ACK수신을통한단말별 urgent resource ' Ρ||핑
다음으로, 긴급 단말이 PHICH ACK 수신을 통해 긴급 메시지 전송을 위한 urgent resource 매핑 즉, Urgent PUSCH 자원 위치를 결정하기 위한 방법에 대해 구체적으로 살펴본다. Urgent Signal 가원에 대해 매핑된 PHICH ACK/NACK은 셀 내에 연결되어 있는 모든 단말이 확인해야 하는 정보로서, US를 전송한 긴급 단말뿐만 아니라 하향링크 제어 채널 (Downlink control channel： DCI )을 모니터링하는 모든 셀 내 단말 ( i . e . , RRC_CONNECTED UEs )들이 확인하는 정보이다.
따라서, 단말들이 기지국으로부터 urgent ACK를 수신한 후, UL data 즉 PUSCH를 전송하기 위한 방법에 대해 살펴보기로 한다.
구체적으로, 긴급 단말이 긴급 메시지 즉, Urgent PUSCH를 전송하는 방법과 일반 단말들이 UL data 즉, PUSCH를 전송하는 방법을 구분하여 살펴보기로 한다. 긴급단말의 Urgent PUSCH 전송
먼저 , 긴급 단말이 긴급 메시지 (또는 긴급 데이터 또는 Urgent PUSCH)를 전송하기 위한 방법에 대해 살펴본다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 긴급 메시지를 전송하기 위한 긴급 자원 (urgent resource ) 결정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
긴급 단말은 할당받은 PUCCH US 자원을 통해 US를 기지국으로 전송한다. 이후 , 상기 긴급 단말은 기지국으로부터 PUCCH US에 대한 응답 즉, Urgent ACK/NACK을 수신한다.
상기 Urgent ACK/NACK은 PHICH를 통해 전송되며, PHICH urgent ACK/NACK으로 표현될 수도 있다.
또한, 상기 PHICH urgent ACK/NACK 자원은 PHICH 그룹 번호 (number)와 상기 PHICH 그룹 내 PHICH 시뭔스 index로 구성되는 index pair 형태이다.
상기 PHICH urgent ACK/NACK 자원은 US가 전송되는 PUCCH의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째 슬롯의 가장 작은 PRB index를 이용하여 결정된다 .
상기 긴급 단말은 상기 PHICH urgent ACK/NACK 수신과 동시에 셀 내 다른 긴급 단말들로 할당될 수 있거나 또는 할당된 모든 PHICH urgent ACK/NACK자원에 대해 모니터링한다 .
상기 긴급 단말의 PHICH ACK/NACK 자원 모니터링은 아래와 같은 내용들을 포함할 수 있다.
긴급 단말이 PUCCH US를 전송하는 PUCCH US 자원이 셀 내에 미리 정의되어 있음을 의미할 수 있다. 상기 PUCCH US 자원은 RRC 연결 절차 또는 PDCCH 등을 통해 할당될 수 있다.
또는, 종래 PUCCH 자원에 대해 매핑된 HARQ ACK/NACK 자원은 capability는 존재하나, 사용하지 않는 자원 영역 ( resource region)으로 남아 있었음을 의미할 수 있다.
여기서, 긴급 단말은 모든 PUCCH US 자원에 대해 매핑된 PHICH urgent ACK/NACK 자원을 통해 PHICH urgent ACK을 수신하는 모든 긴급 단말에 대해 확인해야 한다.
상기 PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH urgent ACK/NACK 자원은 셀 내 모든 단말들 및 기지국에 미리 공유된다.
이후, 상기 긴급 단말은 기지국으로부터 전송되는 PHICH Urgent Ack을 이용하여 자신의 ' LRB (Logical Resource Block) index를 계산한다 . 상기 LRB index는 ( PUCCH US 자원에 매핑된) PHICH urgent ACK을 수신할 긴급 단말들에게만 할당되는 자원 블록 인덱스 (RB index)를 나타낸다. 구체적으로, 긴급 단말은 자신의 PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH 자원에서 PHICH Urgent ACK을 수신할 때까지, 다른 긴급 단말들로 전송되는 PHICH urgent ACK에 대해 Logical RB index를 、1 '씩 증가시킨다 .
이후, 상기 긴급 단말은 자신의 PHICH Uᅳ ACK을 수신하는 경우, 최종 카운트된 LRB index 값을 저장한다.
도 27의 경우, 셀 내 3개의 긴급 단말들이 존재하며, 상기 3개의 긴급 단말들이 동시에 PUCCH US를 기지국으로 전송하고, 상기 기지국은 상기 3개의 긴급 단말들로 각 PUCCH US 자원에 매핑된 각 PHICH urgent ACK을 전송한다. 도 27을 참조하면, DL PHICH ( 2710 )는 기지국이 단말로 전송하는 PHICH ACK/NACK 자원을 나타내며 , UL PUSCH ( 2720 )은 단말이 기지국으로 전송하는 UL PUSCH 자원을 나타낸다. UEl , UE2 , UE3은 긴급 단말들이라고 가정한다. 도 27에 도시된 바와 같이, UE2는 자신의 PHICH U— ACK을 수신하기 전까지 UE1의 PHICH U_ACK 수신의 모니터링을 통해 LRB index를 1 증가시킨다.
LRB index 초기 값은 0이라고 가정한다.
이후, UE2는 자신의 PHICH U_ACK 수신을 통해 최종 카운트된 LRB index = 1을 자신의 LRB index로 저장한다.
즉, UE1은 LRB 0 ' ( 2711 )을, UE2는 、 LRB 1 ' ( 2712 )을, UE3은 、 LRB 2 ' ( 2713 )를 저장함을 볼 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 긴급 단말이 3개인 경우 highest LRB index는 、2 '가 된다.
이후, 긴급 단말은 셀 내에 할당된 모든 PUCCH US에 대한 PHICH U_ACK을 수신하여 NUᅳ LRB를 계산한다.
상기 NU— LRB는 하나의 sub- frame에서 사용할 수 있는 Urgent PUSCH 자원의 LRB index의 총 개수를 나타낸다.
상기 긴급 단말은 상기 NU_LRB를 아래 수학식 5를 이용하여 계산한다 . 【수 5】
NU.LRB = highest LRB + 1
즉, 긴급 단말은 다른 긴급 단말들의 PHICH Uᅳ ACK을 수신할 때마다 Highest LRB를 、1 '씩 증가시키며 , 모든 PHICH U— ACK을 수신한 경우, NU_LRB를 Highest LRB + 1로 결정하고, 이 값을 저장한다.
도 27에 도시된 바와 같이, UE2는 Highest LRB를 UE1 , UE3이 PHICH U_ACK을 수신할 때마다 、1 '씩 증가시킨다 .
따라서, UE2의 Highest LRB = 2가 되고, NU_LRB = 3이 되며, UE2는 NU_LRB 、3 '을 저장한다.
이후, 긴급 단말은 PHICH urgent ACK 수신을 통해 획득한 LRB index와 NU— LRB를 이용하여 긴급 데시지 (urgent PUSCH)를 전송하기 위한 자신의 PUSCH Physical RB ' index를 계산한다 .
여기서, 상기 PUSCH Physical RB index는 아래 수학식 6을 통해 산출된다.
[수 6】
PRB Index of PUSCH = (LRB Index x Nu) + Lowest PRB index of Urgent PUSCH 여기서, Nu ( 2730 )는 하나의 sub- frame에서 사용할 수 있는 Urgent PUSCH 자원에 대해 한 단말이 점유할 수 있는 자원 크기를 나타내며, 상기 Nu는 System information을 통해 미리 정의되거나 또는 수신되는 PHICH urgent ACK의 개수에 따라 아래 수학식 7과 같이 결정될 수도 있다.
여기서 , 상기 Urgent PUSCH 자원 (NPUSCH_URB)는 SF 내의 PUSCH 자원 중에서 긴급 자원으로 이용할 수 있는 PUSCH 자원을 의미하며, 상기 NPUSCH_URB는 NPUSCH_RB와 동일하거나 작은 값을 가질 수 있다.
[수 7】
Nu = [NPUSCH_URB/NU_LRBJ
여기서 , NPUSCHJJRB는 UL PUSCH 자원의 총 RB 개수를 나타낸다.
상기 수학식 7에서 [Xj 기호는 X를 넘지 않는 정수 중에서 가장 큰 값을 나타내는 것으로, 일 예로, L3.1J은 、3 '을 나타낸다.
여기서, NU 값은 한 단말이 점유할 수 있는 Urgent RB의 개수를 나타내며, 시스템 정보를 통해 전송되거나 또는 상기 수학식 7을 통해 단말에 의해 결정될 수 있다.
상기 Νϋ 값이 시스템 정보를 통해 전송되는 경우, 고정된 값을 가지며, 상기 수학식 7을 통해 결정되는 경우 유동적인 값을 가지게 된다.
일반단말들의 PUSCH 전송 방법
다음으로, 긴급 단말의 PUCCH US 전송이 있는 경우, US를 전총하지 않는 일반 단말들이 PUSCH를 전송하는 방법에 대해 살펴본다 .
도 28은 본 명세서에서 제안하는 일반 단말들의 PUSCH 전송 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
Urgent Signal을 전송하지 않는 일반 단말은 자신에게 전송될 수 있는 HARQ ACK/NACK을 수신하기 위해 자신이 전송한 PUSCH 자원에 대해 매핑된 PHICH를 모니터링하면서, 긴급 단말들로 전송되는 PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH urgent A/N 자원 또한 모니터링한다 ( S2810 ) .
상기 모니터링 결과, PHICH urgent A/N 자원 중에 PHICH urgent ACK을 수신하는 긴급 단말이 적어도 하나 존재하는 것을 발견한 경우, 일반 단말은 기지국으로부터 미리 수신한 UL grant에 대한 UL SF이 상기 발견된 긴급 단말이 긴급 메시지 전송을 위해 점유할 UL SF과 일치하는지 여부를 판단한다 ( S2820 ) .
상기 판단 결과, 일반 단말의 UL grant에 대한 UL SF과 상기 발견된 긴급 단말이 점유할 UL SF이 일치하는 경우, 상기 일반 단말은 상기 일치하는 UL SF에서 상향링크 데이터 전송을 모두 취소하거나 또는 연기한다 ( S2830 ) . 상기 판단 결과, 일반 단말의 UL grant에 대한 UL SF과 상기 발견된 긴급 단말이 점유할 UL SF이 일치하지 않는 경우, 상기 일반 단말은 할당받은 UL SF에서 상향링크 데이터를 전송한다 ( S2840 ) .
또는, 앞서 살핀 Nu가 SI ( System Information) 등을 통해 미리 정의된 경우 즉, 일반 단말들이 Nu를 SI 등을 통해 미리 알 수 있는 경우, 상기 일치하는 UL SF에서 UL data 전송을 모두 취소 또는 연기하지 않고, 상기 일치하는 UL SF 중 긴급 단말이 점유하는 자원에서만 상향링크 데이터 전송을 취소 또는 연기할 수도 있다.
일반 단말 역시 PUCCH US 자원에 매핑된 PHICH U ACK/NACK의 모니터링을 통해 앞서 살펴본 방식으로 긴급 단말의 urgent PUSCH 자원 정보를 모두 계산할 수 있다.
상기 일치하는 UL SF의 특정 자원에서만 UL data 전송을 취소 또는 연기하는 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보면, 일반 단말은 자신에게 할당된 UL grant 자원 정보와 긴급 단말에게 할당될 UL grant 자원 정보를 비교한다. 상기 비교 결과, 일반 단말은 자신에게 할당된 UL grant 자원이 긴급 단말에게 할당될 긴급 자원과 일치하지 않는 경우 (또는 층돌이 발생하지 않는 경우) , 자신에게 할당된 UL grant 자원을 통해 상향링크 데이터 ( PUSCH)를 기지국으로 전송한다.
예를 들어, Nu가 SI를 통해 셀 내 단말들에게 전송되고, NUᅳ LRB가 4 , 긴급 단말의 수가 2개인 경우라고 가정할 때, LRB index 2 및 LRB index 3에 대한 자원은 긴급 메시지 전송을 위해 사용되지 않는 자원에 해당할 수 있다. 즉, 긴급 단말은 LRB index 0 및 LRB index 1을 통해 긴급 메시지를 전송하고, LRB index 2 및 LRB index 3에서는 긴급 메시지를 전송하지 않는다.
상기 긴급 자원은 LRB index 0 및 LRB index 1에 해당하는 자원을 말할 수 있다.
따라서 , 일반 단말은 상기 LRB index 2 및 LRB index 3에 해당하는 자원 영역을 이용하여 기지국으로 UL data를 전송하게 된다.
상기 비교 결과, 일반 단¾에게 할당된 UL grant 자원과 긴급 자원이 일치하는 경우, 일반 단말은 상기 일치하는 UL grant 자원에서 상향링크 데이터 전송을 취소 또는 연기한다. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 29는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다 .
도 29를 참조하면 , 무선 통신 시스템은 기지국 (2910)과 기지국 (2910) 영역 내에 위치한 다수의 단말 (2920)을 포함한다.
기지국 (2910)은 프로세서 (processor, 2911) , 데모리 (memory, 2912) 및 RF부 (radio frequency unit, 2913)을 포함한다. 프로세서 (2911)는 앞서 도 1 내지 도 28에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (2911)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (2912)는 프로세서 (2911)와 연결되어 , 프로세서 (2911)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (2913)는 프로세서 (2911)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
단말 (2920)은 프로세서 (2921) , 메모리 (2922) '및 RF부 (2923)을 포함한다. 프로세서 (2921)는 앞서 도 1 내지 도 28에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (2921)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (2922)는 프로세서 (2921)와 연결되어, 프로세서 (2921)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (2923)는 프로세서 (2921)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
메모리 (2912, 2922)는 프로세서 (2911, 2921) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서 (2911, 2921)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국 (2910) 및 /또는 단말 (2920)은 한 개의 안테나 (single antenna) 또는 다증 안테나 (multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경돨 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 (fir ware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specific integrated circuits) , DSPs (digital signal processors) , DSPDs (digital signal processing devices) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs (field programmable gate arrays) , 프로세서 , 콘트를러 , 마이크로 콘트롤러 , 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 전송을 위한 방안은
3GPP LTE/LTE -A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE -A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 방법은,
긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리기 위한 긴급 신호 (Urgent Signal : US )를 기지국으로 전송하는 단계 ;
PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 통해 상기 긴급 신호에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 수신된 웅답에 기초하여 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되 ,
상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 상기 긴급 신호의 전송 자원을 RRC 연결 확립 ( connection establishment ) 절차를 통해 할당받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 3】
제 2항에 있어서,
상기 긴급 신호의 전송 자원을 할당받는 단계는, 제 1 단말 별로 구분되는 DMRS (Demodulation Reference Signal) CS (Cyclic Shift) index 값을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 4】
제 3항에 있어서,
상기 긴급 신호의 전송 자원은 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 자원이며,
상기 PHICH 자원은 상기 DMRS 값 및 /또는 상기 PUCCH 자원의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째 슬롯의 가장 낮은 물리자원블록 인덱스 (Physical Resource Block Index： PRB Index)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하은 방법 .
【청구항 5】
제 1항에 있어서, :
상기 긴급 신호의 전송 자원은 DMRS (Demodulation Reference Signal) CS (Cyclic Shift) 덱스 (index)의 개수만큼 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있아서 ,
'상기 PHICH (Physical HARQ Indication Channel) 자원을 통해 수신된 응답에 기초하여 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위한 자원 위치를 결정하는 '단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .1
【청구항 7】 제 6항에 있어서,
상기 자원 위치를 결정하는 단계는,
다른 제 1 단말들의 PHICH urgent ACK수신 여부를 모니터링하는 단계; 상기 기지국으로부터 PHICH urgent ACK을 수신하기 전까지 상기 다른 제 1 단말들에 의해 수신된 PHICH urgent ACK의 개수와 관련된 제 1 LRB index 정보와 상기 다른 게 1 단말들에 의해 수신된 PHICH urgent ACK의 총 개수와 관련된 제 2 LRB index 정보를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 제 1 LRB index 정보 및 제 2 LRB index 정보에 기초하여 긴급 데이터를 전송하기 위한 자원의 물리자원블록 인덱스 ( PRB index)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 8】
제 7항에 있어서,
상기 제 1 LRB index 정보는 상기 다른 계 1 단말들로 PHICH ACK이 수신될 때마다 、： L '씩 증가하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 9】
제 7항에 있어서,
상기 제 2 LRB index 정보는 상기 다른 제 1 단말들에 의해 수신된 PHICH ACK의 총 개수에 1을 더한 값인 것을 특징으로 하는 방법 .
[청구항 10】
제 7항에 있어서,
상기 긴급 데이터를 전송하기 위한 자원의 물리자원블록 인덱스 ( PRB Index)는 아래 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법 . PRB Index of PUSCH = (LRB Index x Nu) + Lowest PRB index of Urgent PUSCH 여기서 , Nu는 하나의 서브프레임 ( subf rame )에서 사용할 수 있는 긴급 데이터 자원에 대해 한 단말이 점유할 수 있는 자원 크기를 나타낸다.
【청구항 11】
제 10항에 있어서,
상기 Nu는 시스템 정보로 전송되거나 또는
아래 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
Nu = | NpuscH— URB/NU— LRBJ
여기서, NPUSCH— URB는 UL Urgent PUSCH 자원의 총 RB 개수를 나타내며, NU_LRB는 긴급 PUSCH 자원을 점유하고자 하는 총 단말 수를 나타낸다.
【청구항 12】
제 1항에 있어서,
상기 제 1 단말은 긴급 단말인 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 13】
제 1항에 있어서,
상기 긴급 신호에 대한 응답은 ACK 또는 NACK인 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 14 ]
저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 위한 방법에 있어서 , 기지국에 의해 수행되는 방법은,
긴급 단말로부터 긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리는 긴급 신호 (Urgent Signal : US ) 1- 수신하는 단겨 1；
상기 수신된 긴급 신호에 기초하여 상기 긴급 신호에 대한 웅답을 전송하기 위한 PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 결정하는 단계 ; 상기 결정된 PHICH 자원을 통해 상기 긴급 단말로 상기 긴급 신호에 대한 응답을 전송하는 단계； 및
상기 긴급 단말로부터 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 수신하는 단계를 포함하되 ,
상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 15】
제 14항에 있어서,
상기 급 신호의 전송 자원은 PUCCH ( Physical Uplink Control Channel ) 자원이며,
상기 PHICH 자원은 DMRS (Demodulation Ref erence Signal ) 값 및 /또는 상기 PUCCH 자원의 첫 번째 슬롯 또는 두 번째 슬롯의 가장 낮은 물리자원블록 인덱스 ( Physical Resource Block Index： PRB Index)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 16】
제 15항에 있어서,
상기 DMRS 값은 긴급 단말 별로 서로 다르게 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 17】 저 지연 ( low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터 (UL data)를 전송하기 위한 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
긴급 상황과 관련된 이벤트 ( event )의 발생을 알리기 위한 긴급 신호 (Urgent Signal : US )를 기지국으로 전송하고;
PHICH ( Physical HARQ Indication Channel ) 자원을 통해 상기 긴급 신호에 대한 웅답을 상기 기지국으로부터 수신하고; 및
상기 수신된 응답에 기초하여 상기 발생된 이벤트와 관련된 상세 정보를 포함하는 긴급 데이터 (urgent data)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되 ,
상기 PHICH 자원은 상기 긴급 신호의 전송 자원과 매핑되는 것을 특징으로 하는 단말.
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