WO2016163623A1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016163623A1
WO2016163623A1 PCT/KR2015/013053 KR2015013053W WO2016163623A1 WO 2016163623 A1 WO2016163623 A1 WO 2016163623A1 KR 2015013053 W KR2015013053 W KR 2015013053W WO 2016163623 A1 WO2016163623 A1 WO 2016163623A1
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WO
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short tti
data
resource
base station
terminal
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PCT/KR2015/013053
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English (en)
French (fr)
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이은종
조희정
한진백
변일무
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엘지전자(주)
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    • H04L5/0055—Physical resource allocation for ACK/NACK

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for a terminal to transmit 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.As a result of the explosive increase in traffic, a shortage of resources and users are demanding higher speed services, a more advanced mobile communication system is required. have.
  • An object of the present specification is to provide a method for faster transmission of uplink / downlink data of a terminal by defining a new physical frame structure including a short TTI.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the present specification by allocating a new physical resource block (PRB) index or by defining an indicator for distinguishing each short TTI in the DCI format, to solve the collision problem that may occur when uplink resource allocation / PHICH resource mapping
  • PRB physical resource block
  • the present specification is to provide a new PHICH resource mapping method for distinguishing when the PHICH response for each short TTI is transmitted through the same PHICH.
  • a method for transmitting and receiving data in a wireless communication system includes transmitting and receiving the data (UL data) with a base station through a radio frame (radio frame),
  • the radio frame includes a downlink (DL) radio frame and an uplink (UL) radio frame, and the radio frame includes a legacy transmission time interval (TTI) and a short TTI.
  • the legacy TTI includes two slots, each slot included in the legacy TTI includes a first short TTI and a second short TTI, and the first short TTI and the second short TTI are controlled.
  • Downlink control information including a control region to which a channel is allocated and a data region to which a data channel is allocated and related to uplink transmission of the first short TTI and the second short TTI.
  • Inforamtion is allocated to a control region of a first short TTI included in the downlink radio frame.
  • the first short TTI is composed of 4 symbols
  • the second short TTI is composed of 3 symbols.
  • control region of the first short TTI is composed of one symbol or two symbols
  • control region of the second short TTI is composed of one symbol
  • the present disclosure may further include transmitting a demodulation reference signal (DMRS) to the base station through a short TTI of the uplink radio frame.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the DMRS is transmitted through one symbol in the data area of the first short TTI and the second short TTI.
  • the DMRS is transmitted through two symbols in the control region of the first short TTI and is transmitted through one symbol in the control region of the second short TTI.
  • the DMRS is transmitted through the overlapping area.
  • the present disclosure may further include receiving from the base station a DCI format including an UL grant through a control region of a first short TTI included in the downlink radio frame. It is done.
  • the DCI format further includes an indicator indicating whether the uplink grant is a resource allocation for the first short TTI or a resource allocation for the second short TTI.
  • the indicator is characterized in that the subframe offset (subframe offset) for distinguishing the first short TTI or the second short TTI.
  • the DCI format further includes a resource block assignment field including a resource indication value (RIV), and the resource indication value (RIV) for the first short TTI is If is , Otherwise The resource indication value (RIV) for the second short TTI is If is , Otherwise It is characterized by that.
  • RIV resource indication value
  • the present disclosure may further include determining whether to transmit the data in a contention-based scheme or a scheduling-based scheme.
  • the present specification is characterized in that for transmitting the data in the contention-based manner, the data is transmitted to the base station through a contention resource.
  • the contention resource is included in the second short TTI.
  • the present disclosure may further include receiving a response to the data transmission from the base station through a physical HARQ indicator channel (PHICH) channel.
  • PHICH physical HARQ indicator channel
  • the response may be a response to at least one of the first short TTI or the second short TTI.
  • each response to the first short TTI and the second short TTI is ( , ) Is mapped to the resource of the PHICH in the form of index pair ().
  • the value is or For the second short TTI The value is or It is characterized by that.
  • the present specification comprises the steps of transmitting an urgent signal (Urgent signal) for requesting an emergency resource allocation to the base station; Receiving the requested emergency resource from the base station through a PHICH channel; And transmitting the data to the base station through the emergency resource received through the PHICH.
  • an urgent signal User signal
  • the present specification provides a terminal for transmitting and receiving data in a wireless communication system, comprising: a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal; And a processor operatively connected to the RF unit, wherein the processor controls to transmit and receive the data with the base station through a radio frame, wherein the radio frame is a downlink (DL) radio.
  • a frame and an uplink (UL) radio frame the radio frame includes a legacy transmission time interval (TTI) and a short TTI, and the legacy TTI includes two slots.
  • TTI transmission time interval
  • the legacy TTI includes two slots.
  • Each slot included in the legacy TTI includes a first short TTI and a second short TTI, wherein the first short TTI and the second short TTI are control region and data to which a control channel is allocated.
  • DCI downlink control information
  • 5G terminal requiring low latency service receives DL data as a resource corresponding to sPDSCH, so that DL data can be received more quickly using short (or short) TTI. .
  • the reception time for the corresponding UL data may be reduced.
  • the present specification defines the contention resources in the short TTI and using them, it is possible to transmit the UL data immediately without resource allocation from the base station has the effect of transmitting the UL data faster.
  • the present specification has the effect of helping to improve the overall performance of the system by alleviating the frequency interference problem from the scheduling resources and the scheduling resources that may occur from the competition resources by separating the scheduling resources and the competition resources.
  • the present specification has the effect of reducing the overhead for the transmission of the downlink control information by transmitting the downlink control channel in slot units.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • FIG. 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.
  • 9 and 10 illustrate a sub header of a MAC PDU in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 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 a latency in a control plane (C-Plane) required by 3GPP LTE-A to which the present invention may be applied.
  • C-Plane control plane
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a random access procedure to which the present invention can be applied.
  • 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 is a diagram illustrating radio transmission and reception delay in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • 20 and 21 illustrate an example of a method of transmitting actual data through a scheduling request and a BSR procedure.
  • 22 is a diagram illustrating an example of a method of transmitting actual data through a RACH procedure.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a DMRS location in an UL frame structure configured of a short TTI proposed in the specification.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a new physical resource block index allocation method proposed in the present specification.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a method of allocating a PRB index using a resource indication value (RIV) proposed herein.
  • RIV resource indication value
  • FIG. 30 illustrates an example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • FIG. 31 illustrates another example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • 32 and 33 illustrate still another example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a radio transmission and reception delay in the short TTI radio frame structure proposed in the present specification.
  • 35 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation 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 obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of 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 (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like. .
  • 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.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • 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
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the 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. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • 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 a control plane and a user plane protocol to the terminal, and the base stations are connected through an X2 interface.
  • An X2 user plane interface (X2-U) is defined between base stations.
  • the X2-U interface provides non guaranteed delivery of user plane packet data units (PDUs).
  • 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 a user plane tunnel between a source base station and a 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) through the S1 interface.
  • the S1 user plane interface (S1-U) is defined between the base station and the serving gateway (S-GW).
  • the S1 control plane interface (S1-MME) is defined between the base station and the mobility management entity (MME).
  • the S1 interface performs an evolved packet system (EPS) bearer service management function, a non-access stratum (NAS) signaling transport function, network sharing, and MME load balancing function.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • MME mobility management entity
  • the S1 interface performs an evolved packet system (EPS) bearer service management function, a non-access stratum (NAS) signaling transport function, network sharing, and MME load balancing function.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • MME mobility management entity
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between the base station
  • FIG. 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. 2A illustrates a radio protocol structure for a control plane
  • FIG. 2B illustrates a radio protocol structure for a user plane.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the E-UTRAN are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) standard model known in the art of communication systems. It may be divided into a first layer L1, a second layer L2, and a third layer L3.
  • 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 refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • an application layer for example, voice data or Internet packet data
  • a physical layer which is a first layer (L1), provides an information transfer service to a higher 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 frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a physical downlink control channel is a resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH) and uplink shared channel (UL-SCH) to the UE.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • the PDCCH may carry an UL grant that informs the UE of resource allocation of uplink transmission.
  • PDFICH physical control format indicator channel informs the UE of the number of OFDM symbols used for PDCCHs and is transmitted every subframe.
  • a physical HARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ acknowledgment (ACK) / non-acknowledge (NACK) signal in response to uplink transmission.
  • the physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / NACK, downlink request and channel quality indicator (CQI) for downlink transmission.
  • 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 multiplexes / demultiplexes into a transport block provided as a physical channel on a transport channel of a MAC service data unit (SDU) belonging to the logical channel and mapping between the logical channel and the transport channel.
  • SDU MAC service data unit
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission. Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • the RLC layer In order to guarantee the various quality of service (QoS) required by the radio bearer (RB), the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM) and an acknowledgment mode (AM). There are three modes of operation: acknowledge mode.
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ). Meanwhile, when the MAC layer performs an RLC function, 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 transmission, header compression, and ciphering functions in the user plane.
  • Header compression is relatively large and large in order to allow efficient transmission of Internet protocol (IP) packets, such as IPv4 (internet protocol version 4) or IPv6 (internet protocol version 6), over a small bandwidth wireless interface. It means the function to reduce the IP packet header size that contains unnecessary control information.
  • IP Internet 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 only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages with each other through the RRC layer.
  • the RRC layer controls the logical channel, transport channel and physical channel with respect to configuration, re-configuration and release of radio bearers.
  • the radio bearer means a logical path provided by the second layer (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 further divided into two signaling radio bearers (SRBs) and data radio bearers (DRBs).
  • SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • 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 user traffic or a control message. channel).
  • RACH random access channel
  • UL-SCH uplink shared
  • the logical channel is on top of the transport channel 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.
  • a broadcast control channel BCCH
  • PCCH 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 registration state (EMM-REGISTERED) and an EMM registration release state (EMM-DEREGISTERED) may be defined.
  • the EMM registration state and the EMM registration release state may be applied to the terminal and the MME.
  • the initial terminal is in an 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) connection 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 the RRC connected state (RRC_CONNECTED). If the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is 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 presence of the UE in the ECM idle state, and the core network (CN) manages the tracking area, which is a larger area than the cell.
  • the terminal When the terminal is in the ECM idle state, the terminal performs Discontinuous Reception (DRX) set by the NAS using an ID assigned only in the tracking area. That is, 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.
  • DRX Discontinuous Reception
  • the network does not have context information of the terminal.
  • 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 may inform the network of the location of the terminal through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the terminal when the terminal is in the ECM connection state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the network knows the cell to which the UE belongs. 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 neighbor cells.
  • the terminal needs to transition to the ECM connection state in order to receive 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 with the network through the initial attach procedure, the terminal and the MME transition to the ECM connection state.
  • transition In addition, if the terminal is registered in the network but the traffic is deactivated and the radio resources are not allocated, the terminal is in the ECM idle state, and if new uplink or downlink traffic is generated in the terminal, a service request procedure is performed. The UE and the MME are transitioned to the ECM connected state.
  • 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.
  • an initial cell search operation such as synchronization with the base station is performed.
  • the terminal receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell identifier (identifier). do.
  • 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 may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step.
  • 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 receive a response message for the preamble through a PDCCH and a 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 may 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
  • HARQ-ACK / NACK scheduling request (SR), channel quality indicator (CQI), precoding matrix indicator (PMI), rank indicator (RI) information, and the like.
  • SR scheduling request
  • CQI channel quality indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank indicator
  • the UCI is generally transmitted periodically through the PUCCH, but may be transmitted through the PUSCH when control information and traffic data are to be transmitted at the same time.
  • the UCI may be aperiodically transmitted through the PUSCH by the request / instruction of the network.
  • FIG. 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 subframe units, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission occupy different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain.
  • 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, so that the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the terminal cannot be simultaneously performed.
  • UL transmission and downlink transmission are divided into subframe units, UL transmission and DL transmission are 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 may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • 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).
  • the CP has 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.
  • the extended cyclic prefix may be used to further reduce the interference between symbols.
  • 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), 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
  • Type 2 radio frames consist 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.
  • the structure of the radio frame described above is just one example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • 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 on the resource grid is a resource element (RE), and one resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • Resource elements on the resource grid may be identified by in-slot index pairs (k, l).
  • the number (NRB) of resource blocks 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.
  • FIG. 6 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are a control region to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are a data region to which a PDSCH is allocated.
  • 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.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and 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 identifier
  • a unique identifier eg, C-RNTI (cell-RNTI)
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a paging indication identifier for example, p-RNTI (p-RNTI)
  • p-RNTI paging indication identifier
  • a system information identifier (system information-RNTI) may be masked to the CRC.
  • a random access-RNTI (RA-RNTI) may be masked to the CRC to indicate a random access response that is a response to the transmission of the random access preamble of the terminal.
  • a subband is defined as a bundle of resource blocks (RBs). Denotes the size of each subband and is expressed by the number of RBs. Is It can be defined as.
  • hopping mode related parameters ie, inter-subframe or intra and inter-subframe are set by a higher layer.
  • one or more subbands may be defined in the downlink bandwidth and / or the uplink bandwidth.
  • FIG. 7 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a control 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 occupy different subcarriers 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 called downlink control information (DCI).
  • DCI downlink control information
  • 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 DCI according to DCI format.
  • a DCI format includes a format 0 for PUSCH scheduling, a format 1 for scheduling one PDSCH codeword, a format 1A for compact scheduling of one PDSCH codeword, and a DL-SCH.
  • Format 1C for simple scheduling, format 2 for PDSCH scheduling in closed-loop spatial multiplexing mode, format 2A for PDSCH scheduling in open-loop spatial multiplexing mode, for uplink channel
  • formats 3 and 3A for transmission of a TPC command and format 4 for PUSCH scheduling in one uplink cell in a multi-antenna port transmission mode.
  • 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.
  • the PDCCH consists of an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • CCE refers to 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, wherein ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ is called a CCE aggregation level.
  • the number of CCEs used for transmission of a specific PDCCH is determined by the base station according to the channel state.
  • the PDCCH configured according to each UE is interleaved and mapped to the control channel region of each subframe by a CCE-to-RE mapping rule.
  • the location of the PDCCH 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 each subframe.
  • channel coding is independently performed on the PDCCH of each multiplexed terminal and a cyclic redundancy check (CRC) is applied.
  • CRC cyclic redundancy check
  • a unique identifier (UE ID) of each UE is masked to the CRC so that the UE can receive its own PDCCH.
  • the base station does not provide information on where the PDCCH corresponding to the UE is.
  • the UE In order to receive the control channel transmitted from the base station, the UE cannot know where the PDCCH is transmitted in which CCE aggregation level or DCI format. Therefore, the UE monitors the aggregation of PDCCH candidates in a subframe. Find the PDCCH. This is called blind decoding (BD).
  • BD blind decoding
  • Blind decoding may be referred to as blind detection or blind search.
  • Blind decoding refers to a method in which a UE de-masks its UE ID in a CRC portion and then checks the CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • BSR buffer status reporting
  • 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, and further includes padding. can do. In some cases, at least one of the MAC SDU and the MAC control element may not be included in the MAC PDU.
  • SDU MAC service data unit
  • 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. If 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 corresponds to each MAC SDU, MAC control element, and padding, and the order of the subheaders is the same as the arrangement order of the corresponding elements. For example, if a 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 MAC control element 1, a subheader corresponding to MAC control element 2, and a plurality of MAC control element 1s. 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 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, and if the E field is '1', the element corresponding to the subheader is repeated one more time so that its 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.
  • the UE sets an index value of any one of a shortened BSR, a short BSR, and a long BSR in the LCID field to inform the network of its buffer state. You can report it.
  • 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 corresponding to the subheader. If the size of the MAC SDU or MAC control element corresponding to the sub-header is less than or equal to 127 bits, the 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.
  • FIG. 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 element corresponding to the subheader may have one logical channel group ID (LCG ID) as shown in FIG. It may be configured to include an Identification field and one buffer size field indicating the buffer status of the logical channel group.
  • the LCG ID field is for identifying a logical channel group for which a buffer status is to be reported.
  • the LCG ID field may have a size of 2 bits.
  • 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 amount of data is expressed in 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 size of 6 bits.
  • the MAC control element corresponding to the subheader is 4 indicating the buffer status of four groups having LCG IDs of 0 to 3, as shown in FIG. 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 In order to efficiently use the uplink radio resource, the base station must know what kind of data is transmitted by uplink for each user equipment. 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. In this case, 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).
  • the 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 a terminal. That is, in the case of the UE that switches the state of the active mode 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.
  • BSR buffer status reporting
  • the UE when a UE is not allocated a PUSCH resource for transmitting a BSR, the UE first transmits a scheduling request (SR) to a base station in order to receive a PUSCH resource (S1201). ).
  • SR scheduling request
  • the scheduling request is used to request a base station to receive a PUSCH resource for uplink transmission when a reporting event occurs but the terminal is not scheduled with a radio resource on the PUSCH in the current TTI. That is, the terminal transmits the SR on the PUCCH when the regular BSR is triggered but does not have an uplink radio resource for transmitting the BSR to the base station.
  • the UE transmits the SR through PUCCH or initiates a random access procedure according to whether the PUCCH resource for the SR is configured.
  • the PUCCH resource to which the SR can be transmitted is configured by a UE-specific higher layer (eg, an RRC layer), and the SR configuration is an SR periodicity and an SR subframe. Contains offset information.
  • the terminal When the terminal receives the UL grant for the PUSCH resource for BSR transmission from the base station (S1203), and transmits the triggered BSR to the base station via the PUSCH resource allocated by the UL grant (S1205).
  • the base station confirms the amount of data to be transmitted by the actual terminal to the uplink through the BSR and transmits a UL grant for the PUSCH resource for actual data transmission to the terminal (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.
  • the UE when a UE is already allocated a PUSCH resource for BSR transmission, the UE transmits a BSR through the allocated PUSCH resource and transmits a scheduling request to the base station (S1211). . Subsequently, the base station confirms the amount of data to be transmitted by the actual terminal to the uplink through the BSR and transmits a UL grant for the PUSCH resource for actual data transmission to the terminal (S1213). 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 (S1215).
  • FIG. 13 is a diagram for describing a latency in a control plane (C-Plane) required by 3GPP LTE-A to which the present invention may be applied.
  • C-Plane control plane
  • 3GPP LTE-A requires a transition time from an idle mode (with an IP address assigned) to a connected mode of 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.
  • RACH procedure random connect process
  • 14A and 14B illustrate an example of a random access procedure in an LTE system.
  • 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 an RRC Connection Request message, a Cell Update message, and a 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 the physical channel physical random access channel (PRACH).
  • the terminal physical layer When the MAC layer of the terminal instructs the terminal physical layer to transmit PRACH, the terminal 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.
  • FIG. 14A illustrates an example of a contention based random access procedure
  • FIG. 14B illustrates an example of a non-contention based random access procedure.
  • the terminal receives and stores information about the random access from the base station through the system information. Thereafter, when random access is required, the UE transmits a random access preamble (also called message 1) to the base station (S1401).
  • a random access preamble also called message 1
  • 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 L1 or L2 control channel (PDCCH).
  • RA-RNTI random access-radio network temporary identifier
  • PDCCH L1 or L2 control channel
  • the UE Upon receiving the downlink scheduling signal masked with the RA-RNTI, the UE may receive and decode a random access response message from a physical downlink shared channel (PDSCH). Thereafter, the terminal checks whether the random access response message includes random access response information indicated to the terminal.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Whether the random access response information indicated to the presence of the self may be determined by whether there is a random access preamble (RAID) for the preamble transmitted by the terminal.
  • RAID random access preamble
  • the random access response information includes a TA (Timing Alignment) indicating timing offset information for synchronization, radio resource allocation information used for uplink, and a temporary identifier (eg, Temporary C-RNTI) for terminal identification.
  • TA Timing Alignment
  • radio resource allocation information used for uplink
  • temporary identifier eg, Temporary C-RNTI
  • the terminal When receiving the random access response information, the terminal performs uplink transmission (also referred to as message 3) on an uplink shared channel (SCH) according to radio resource allocation information included in the response information (S1403).
  • the uplink transmission may be represented as scheduled transmission.
  • the base station After receiving the uplink transmission from the terminal, the base station transmits a message for contention resolution (also referred to as message 4) to the terminal through a downlink shared channel (DL-SCH) (S1404). ).
  • a message for contention resolution also referred to as message 4
  • DL-SCH downlink shared channel
  • 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 contention-free random access preamble, the UE transmits the contention-free 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, 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.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • 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.
  • one bit is transmitted as ACK / NACK information for downlink single codeword transmission, and two bits are transmitted as ACK / NACK information for downlink 2 codeword transmission.
  • Channel measurement information refers to feedback information related to a multiple input multiple output (MIMO) technique, and includes channel quality indicator (CQI), precoding matrix index (PMI), and rank indicator (RI). : Rank Indicator) may be included. These channel measurement information may be collectively expressed as CQI.
  • CQI channel quality indicator
  • PMI precoding matrix index
  • RI rank indicator
  • 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 a PUCCH, and a constant amplitude zero autocorrelation (CAZAC) sequence having a length of 12 is performed when code division multiplexing (CDM) is performed to distinguish signals of respective terminals.
  • CAZAC sequence has a characteristic of maintaining a constant amplitude in the time domain and the frequency domain, the coverage is reduced by reducing the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) or the Cubic Metric (CM) of the UE. It has a suitable property to increase.
  • PAPR Peak-to-Average Power Ratio
  • CM Cubic 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.
  • the cyclically shifted sequence may 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 may be used as the base sequence, and the above-described CAZAC sequence is one example.
  • control information that can be transmitted in one subframe by the UE depends on the number of SC-FDMA symbols available for transmission of the control information (that is, RS transmission for coherent detection of PUCCH). SC-FDMA symbols except for the SC-FDMA symbol used).
  • PUCCH is defined in seven different formats according to transmitted control information, modulation scheme, amount of control information, and the like, and according to uplink control information (UCI) transmitted according to each PUCCH format,
  • UCI uplink control information
  • Uplink Control Information Format 1 Scheduling Request (SR) (unmodulated waveform) Format 1a 1-bit HARQ ACK / NACK with / without SR Format 1b 2-bit HARQ ACK / NACK with / without SR Format 2 CQI (20 coded bits) Format 2 CQI and 1- or 2-bit HARQ ACK / NACK (20 bits) 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)
  • SR Scheduling Request
  • PUCCH format 1 is used for single transmission of SR.
  • an unmodulated waveform is applied, which will be described later in detail.
  • PUCCH format 1a or 1b is used for transmission of HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format 1a or 1b may be used.
  • HARQ ACK / NACK and SR may be transmitted in the same subframe using PUCCH format 1a or 1b.
  • PUCCH format 2 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.
  • FIG. 15 Represents the number of resource blocks in uplink, and 0, 1, ..., Means the physical resource block number.
  • the PUCCH is mapped to both edges of the uplink frequency block.
  • Number of PUCCH RBs available by PUCCH format 2 / 2a / 2b ) 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 resource scheduled 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 0 to 6 of one slot SC-FDMA symbols 1 and 5 (second and sixth symbols) are used for demodulation reference signal (DMRS) transmission, and CQI in the remaining SC-FDMA symbols. Information can be transmitted. 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 SC-FDMA symbol 3
  • DMRS Reference signal
  • CQI information is carried on the remaining five SC-FDMA symbols.
  • Two RSs are used in one slot to support a high speed terminal.
  • each terminal is distinguished using a cyclic shift (CS) sequence.
  • the CQI information symbols are modulated and transmitted throughout the SC-FDMA symbol, and the SC-FDMA symbol is composed of one sequence. That is, the terminal modulates and transmits the CQI in each sequence.
  • the number of symbols that can be transmitted in one TTI is 10, and 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 CQI value may be loaded in one slot. Therefore, a CQI value of up to 20 bits can be loaded in one subframe.
  • a frequency domain spread code is used to spread the CQI information in the frequency domain.
  • a length-12 CAZAC sequence (eg, a ZC sequence) may be used.
  • Each control channel may be distinguished by applying a CAZAC sequence having a different cyclic 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 symbol 1 and 5 (on SC-FDMA symbol 3 in extended CP case) in the general CP case is similar to the CQI signal sequence on the frequency domain but no modulation such as CQI information is applied.
  • 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 1a and 1b will be described.
  • a symbol modulated using a BPSK or QPSK modulation scheme is multiply multiplied by a CAZAC sequence having a length of 12.
  • the y (0), ..., y (N-1) symbols may be referred to as a block of symbols.
  • a Hadamard sequence of length 4 is used for general ACK / NACK information, and a Discrete Fourier Transform (DFT) sequence of length 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 exemplarily shows a PUCCH channel structure for HARQ ACK / NACK transmission without CQI.
  • a reference signal RS is carried on three consecutive SC-FDMA symbols in the middle of seven SC-FDMA symbols included in one slot, and an ACK / NACK signal is carried on the remaining four SC-FDMA symbols.
  • 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 may be represented by one HARQ ACK / NACK modulation symbol using BPSK and QPSK modulation techniques, respectively.
  • the acknowledgment (ACK) may be encoded as '1'
  • the negative acknowledgment (NACK) may be encoded as '0'.
  • two-dimensional spreading is applied to increase the multiplexing capacity. That is, frequency domain spreading and time domain spreading are simultaneously applied to increase the number of terminals or control channels that can be multiplexed.
  • a frequency domain sequence is used as the base sequence.
  • one of the CAZAC sequences may be a Zadoff-Chu (ZC) sequence.
  • ZC Zadoff-Chu
  • CS cyclic shifts
  • the number of CS resources supported in an SC-FDMA symbol for PUCCH RBs for HARQ ACK / NACK transmission is determined by a cell-specific high-layer signaling parameter ( Is set by
  • the frequency domain spread ACK / NACK signal is spread in the time domain using an orthogonal spreading code.
  • an orthogonal spreading code a Walsh-Hadamard sequence or a DFT sequence may be used.
  • the ACK / NACK signal may be spread using orthogonal sequences w0, w1, w2, and w3 of length 4 for four 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, ACK / NACK information and RS of a large number of terminals 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, since the number of RS transmission SC-FDMA symbols is smaller than the number of ACK / NACK information transmission SC-FDMA symbols, the multiplexing capacity of the RS is smaller than that 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 can be multiplexed within one PUCCH RB.
  • HARQ acknowledgments from a total of 12 different terminals can be multiplexed within one PUCCH RB.
  • the scheduling request SR is transmitted in such a manner that the terminal requests or does not request to be scheduled.
  • the SR channel reuses the ACK / NACK channel structure in PUCCH formats 1a / 1b and is configured in an OOK (On-Off Keying) scheme based on the ACK / NACK channel design. Reference signals are not transmitted in the SR channel. Therefore, 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. In order to transmit a negative SR, the UE transmits HARQ ACK / NACK through a resource allocated for ACK / NACK.
  • the 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 modulates control signal transmission using the SC-FDMA scheme.
  • a symbol sequence may be spread and transmitted on a time domain using an orthogonal cover code (OCC).
  • OCC orthogonal cover code
  • control signals of a plurality of terminals may be multiplexed on the same RB.
  • one symbol sequence is transmitted over a time domain and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using a cyclic shift (CS) of a CAZAC sequence
  • a block spread based PUCCH format for example, In the case of 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 OCC.
  • 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.
  • control information having an extended size can be transmitted as compared to the PUCCH format 1 series and 2 series.
  • one PHICH transmits only 1-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 repetitive code having a code rate of 1/3.
  • Coded ACK / NACK is modulated by a Binary Phase Key-Shifting (BPSK) scheme to generate three modulation symbols.
  • An orthogonal sequence is used when spreading the modulation symbols, and the number of orthogonal sequences used is SF * 2 to apply I / Q multiplexing.
  • PHICHs spread using SF * 2 orthogonal sequences may 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.
  • the number of PHICH groups in the FDD system Is constant in all subframes, and may be determined by Equation 1.
  • N g is transmitted in a higher layer through a PBCH (Physical Broadcast Channel), and N g ⁇ ⁇ 1 / 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 transmitted through a physical downlink control channel
  • SIB system information block
  • PHICH group index From 0 Is an integer of any one of -1.
  • the resource used for the PHICH may be determined based on a cyclic shift value of a demodulation reference signal (DMRS) transmitted through a smallest PRB index and an UL grant when a PUSCH resource is allocated.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the resource to which the PHICH is mapped (hereafter referred to as the PHICH resource) is an index pair ( , ), PHICH group index, Represents an orthogonal sequence index in the PHICH group. remind ( , ) May be determined by Equations 2 and 3 below.
  • n DMRS is mapped from a cyclic shift for a demodulation reference signal (DMRS) field in the most recent PDCCH having an uplink DCI format for a transport block related to a corresponding PUSCH transmission.
  • DMRS demodulation reference signal
  • n DMRS is 0 Is set.
  • Table 5 is a table showing a mapping relationship between a cyclic shift and n DMRS for a DMRS field used to determine a PHICH resource in a PDCCH having an uplink DCI format.
  • the LTE / LTE-A system is designed with a frame structure having a 1 ms transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • a requested delay time of data for a video application is about 10 ms.
  • 19 is a diagram illustrating radio transmission and reception delay in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 19 a reference of a radio transmission / reception delay is illustrated from a downlink transmission / reception implementation perspective of a 3GPP LTE system having a 1 ms subframe.
  • a propagation delay occurs from the time when a base station eNB starts transmitting a downlink subframe until a UE starts to receive a downlink subframe.
  • a buffering delay occurs as the UE buffers the downlink subframe before decoding the downlink subframe.
  • Spreading delay for downlink subframe transmission and delay due to buffering in the UE take about 0.5ms in total.
  • the UE decodes the PDCCH in the downlink subframe and decodes the PDSCH based on the PDCCH decoding information.
  • the processing delay due to PDCCH decoding (about 0.5 ms) and PDSCH decoding (less than about 2 ms) takes less than about 2.5 ms.
  • the one-way over-to-air (OTA) latency from the base station to the terminal takes less than about 3 ms.
  • a delay for preparation of A / N (ACK / NACK) preparation (for example, ACK / NACK encoding, etc.) and spreading delay (PD) generated when A / N is transmitted are approximately 1 ms in total. It takes less than
  • the 5G wireless communication system aims to provide about 10 times less data delay than the conventional wireless communication system.
  • 5G is expected to be proposed a wireless communication system using a new frame structure having a shorter TTI (for example, 0.2ms).
  • 5G systems meet a variety of requirements, such as low latency, high capacity, low energy consumption, low cost, and high user data rate. Applications are expected to coexist together. As such, 5G is expected to evolve into a system with a structure different from that of the prior art in order to support various kinds of applications together from applications requiring ultra low latency to applications requiring high data rate.
  • a cellular system such as LTE (-A) system or 802.16m uses a resource allocation scheme based on base station scheduling.
  • a terminal having data i.e., UL data
  • a base station scheduling-based resource allocation scheme a terminal having data (i.e., UL data) to transmit requests 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 terminal may request an uplink resource 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, 4 ms in case of LTE). It is also possible to define the time promised between the terminal and the base station.
  • the terminal when the base station allocates resources after Xms (eg, 4ms in case of LTE (-A)) to the terminal, the terminal takes into account all the time for receiving and decoding the UL grant and preparing and encoding data to be transmitted. It means to allocate resources.
  • Xms eg, 4ms in case of LTE (-A)
  • 20 is a diagram illustrating a time until a UE transmits actual data through a 5-step scheduling request procedure using a PUCCH SR resource.
  • 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 at a minimum of 1ms to a maximum of 80ms.
  • the average time for the UE to wait for the PUCCH resource for SR transmission is 0.5 ms
  • the delay time until data transmission through the scheduling request to the base station is 17.5 ms. do.
  • 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 may request a resource for newly generated data 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 a RACH preamble may be set with a specific period for each cell, and if it is assumed to have a period of at least 1 ms, an average data transmission delay of 17.5 ms may occur.
  • the terminal may experience a delay of at least 9 ms to a maximum of 17.5 ms and transmit actual data to transmit uplink data.
  • 5G communications are awkward for users to provide the Internet with the most sensitive tactile tactile information of the five senses, with increasing requirements to support a variety of real-time application services such as healthcare, traffic safety, disaster safety, and remote medical control.
  • the goal is to build an ultra-low delay system with an extremely short response time that is not noticeable (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.
  • Dormant UE 1ms ⁇ 1,280ms delay occurs according to the DRX cycle set in the UE (short DRX cycle: 2 ⁇ 640ms, long DRX cycle: 10 ⁇ 2560ms)
  • Idle UE Average 160ms ⁇ 1,280ms + initial access delay occurs according to the paging DRX cycle set for the terminal (paging cycle: 320 ⁇ 2560ms, 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, the delay of receiving downlink data may occur in various lengths for the dormant or idle state terminal.
  • the data transmission delay in the uplink data transmission can be transmitted when the terminal is needed, it can be seen that an additional delay necessarily occurs by using a base station scheduling-based data transmission scheme.
  • Future 5G communications are secondary accidents by quickly notifying base stations or neighboring terminals / users of information on accidents or conditions that may be caused by specific events at unpredictable times from various end users such as humans or machines (cars, sensors). It is anticipated that 5G's major low-latency services will provide services that enable rapid prevention or emergency response.
  • Such a low delay service mainly transmits uplink data quickly so that subsequent procedures can be performed.
  • delay in uplink data transmission is considered to be an essential factor.
  • the methods proposed in the present specification to be described later are performed based on the short TTI frame structure as shown in FIG. 23, and are configured with technical features such as 1 to 5 below.
  • the methods proposed herein are not limited to the short TTI frame structure of FIG. 23, and may be applied to the short TTI frame structure having various forms.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a short TTI frame structure proposed in the specification.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a short TTI frame structure proposed in the specification.
  • a plurality of short TTIs 2320 having a size smaller than 1 ms are included in the legacy TTI 2310 of 1 ms, and the boundary of the legacy TTI is aligned. You can see
  • the legacy TTI of 1 ms means one legacy subframe.
  • a legacy TTI of 1 ms or a legacy subframe of 1 ms will be referred to as a “legacy TTI”
  • a TTI smaller than 1 ms will be referred to as a “short TTI.”
  • the legacy TTI may be configured with two slots, and each slot may be configured with a first short TTI 2330 and a second short TTI 2340.
  • each slot may correspond to one short TTI.
  • the first short TTI may be composed of four symbols, and the second short TTI may be composed of three symbols.
  • the first short TTI and the second short TTI may include PDCCH and PDSCH
  • the first short TTI and the second short TTI may include PUCCH and PUSCH. have.
  • the position in the TTI of the PDCCH, PDSCH, PUCCH, and PUSCH may be the same as the position in the legacy frame structure.
  • the PDCCH, PDSCH, PUCCH, and PUSCH transmitted in the short TTI may be used as an expression in which an abbreviation 's' of short is further added, such as sPDCCH, sPDSCH, sPUCCH, and sPUSCH.
  • the PDCCH 2350 of the first short TTI is defined as transmitting control information for uplink and downlink
  • the PDCCH 2360 of the second short TTI is for transmitting only control information for downlink.
  • RS Reference Signal
  • UL Uplink
  • PRB Physical Resource Block
  • the present specification proposes a new physical layer frame structure for achieving data transmission / reception of OTA (Over The Air) 1ms.
  • the new physical layer frame structure proposed herein defines a short transmission unit structure of about 0.2 ms, that is, a short TTI structure.
  • the new physical layer frame structure is used as a dedicated carrier, it is composed of 14 symbols, considering that it will be carrier aggregation (CA) with the existing LTE (-A) system. Assume that we maintain time alignment with 1 ms TTI (legacy TTI).
  • the downlink and uplink frame structures having the short TTIs may define slots having the short TTIs of two modes (or types or types) as illustrated in FIG. 24. This may be equally applied to both the uplink frame and the downlink frame.
  • the two modes of short TTI may be defined as a first short TTI composed of 4 symbols and a second short TTI composed of 3 symbols.
  • one slot may consist of one first short TTI and one second short TTI.
  • one slot may include at least one first short TTI and / or at least one second short TTI.
  • control channels (sPDCCH, sPUCCH) in the two modes of short TTI may be transmitted through specific symbol (s) as shown in FIG. 24.
  • sPDCCH short PDCCH
  • sPDSCH short PDSCH
  • sPUCCH short PUCCH
  • sPUSCH short PUSCH
  • This representation is to distinguish the PDCCH, PDSCH, PUCCH, and PUSCH transmitted in the legacy TTI.
  • sPDCCH may be transmitted in the first or second symbol of each short TTI.
  • the sPUCCH may be transmitted through n lowest or highest resource blocks (RBs).
  • the first short TTI may be represented by a 1st TTI and the second short TTI by a 2nd TTI.
  • contention resources may be configured in an uplink frame including a short TTI for fast uplink data transmission / reception proposed in the present specification.
  • the terminal may perform asynchronous transmission of UL data according to its (terminal) state through the contention resource set, and if the synchronization between the terminal and the base station is not accurate (or matched), Interference into the surrounding frequency band may occur seriously.
  • a contention resource is set to a time division multiplexing (TDM) method rather than a frequency division multiplexing (FDM) method to distinguish it from a scheduled resource.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • a first short TTI (1 st TTI) or a second short TTI (2 nd TTI) may be defined as a contention resource.
  • the second short TTI consisting of three symbols (or three symbols long) rather than the first short TTI consisting of four symbols (or four symbols long) is a competitive resource. Can be used.
  • resource allocation for data transmitted through the scheduled resource may be transmitted for each slot of downlink.
  • DCI downlink control information
  • the downlink control information for the uplink is transmitted in the first symbol of the first short TTI of each slot, and the downlink control information for the downlink is the second symbol of the first short TTI and the first of the second short TTI. Is sent in the first symbol.
  • the downlink control information for the uplink may be a DCI format for transmitting a UL grant.
  • the downlink control information for the uplink may include a physical HARQ indication channel (PHICH) for transmitting response acknowledgment (ACK / NACK) information for uplink data (UL data).
  • PHICH physical HARQ indication channel
  • 25 is a diagram illustrating an example of a frame structure including a short TTI proposed in the present specification.
  • downlink control information for uplink is transmitted in a first symbol of a first short TTI of downlink.
  • the frame structure as shown in FIG. 25 is to allow the terminal to continuously receive downlink transmission-related downlink control information after the base station transmits downlink control information for uplink transmission of the terminal to the terminal.
  • the sPDCCH of the first short TTI may be transmitted through 1 or 2 symbols
  • the sPDCCH of the second short TTI may be transmitted through 1 symbol.
  • the sPDCCH may be allocated for the entire frequency band, but may be allocated only for some subbands for data (PDSCH) resource efficiency.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a DMRS location in an UL frame structure configured of a short TTI proposed in the specification.
  • the DMRS 2610 in the PUSCH is transmitted through one center symbol of each short TTI.
  • the DMRS in the PUSCH is transmitted through the second symbol
  • the DMRS in the PUSCH is transmitted through the second symbol
  • the DMRS 2620 of the PUCCH is transmitted through one or two symbols.
  • DMRS of the PUCCH is transmitted through two symbols in the first short TTI of 4 symbols, and DMRS of the PUCCH is transmitted through one symbol in the second short TTI of 3 symbols.
  • two short TTIs overlap (or overlap) at the fourth symbol in each slot, and DMRS can be transmitted in common for the two short TTIs in the fourth symbol.
  • OCs orthogonal covers
  • the DMRS for the first short TTI is transmitted in the fourth symbol of the first short TTI
  • the DMRS for the second short TTI is transmitted in the first symbol of the second short TTI.
  • the downlink control channel may also be defined to transmit uplink related control information in the fourth symbol of each slot for time alignment with the short TTI in the uplink frame.
  • the uplink data region is extended, thereby allowing more uplink data to be transmitted.
  • the RS of the PUCCH may be defined to allocate two RSs for the first short TTI or the second short TTI.
  • Scheduling ( Scheduling ) Of compete ( Contention ) Based UL resource Assignment
  • the present specification defines a method for allocating contention resources in a TDM manner.
  • the specification is defined to establish a competitive resource to any one of the first short TTI (1st TTI) or the second short TTI (2 nd TTI).
  • scheduling-based resources may be allocated to the first short TTI.
  • a scheduling based UL resource allocation method will be described with reference to FIGS. 12 and 20 to 22.
  • the terminal transmits the UL data to the base station using the contention resources of the short TTI (for example, the second short TTI) without the UL grant,
  • the terminal receives a response (ACK / NACK) for the UL data from the base station through the PHICH, and (3) when the terminal receives a NACK from the base station through the PHICH, using the contention resources or scheduled resources To retransmit.
  • the scheduled resource may mean a resource allocated by the scheduling based UL resource allocation method of FIG. 12.
  • control information eg, UL grant, PHICH, etc.
  • UL grant e.g., UL grant, PHICH, etc.
  • PHICH PHICH
  • the base station since the base station allocates UL resources for the first short TTI and the second short TTI to the terminal only through the first symbol of the first short TTI (as shown in FIGS. 23 and 25).
  • the UE may not know whether the UL resource allocation through the first symbol of the first short TTI is UL resource allocation for the first short TTI or UL resource allocation for the second short TTI.
  • the PHICH resource in the current LTE (-A) is mapped in the form of index pairs as shown in Equations 2 and 3 according to the lowest PRB index of the PUSCH resource.
  • the PRB index is defined for only one TTI (1 ms).
  • first short TTI and second short TTI are defined as proposed in the present specification. Therefore, when two short TTIs (first short TTI and second short TTI) are defined as proposed in the present specification, a PHICH resource mapping method that can be distinguished for each short TTI is needed.
  • Method 1 how to assign new PHY RB index
  • Method 2 Modify the resource block assignment field of DCI format 0 and the lowest PRB index field of PHICH
  • Method 1 defines assigning consecutive PRB indexes for a first short TTI (1 st TTI) and a second short TTI (2 nd TTI) in a physical frame structure including the short TTI proposed herein. .
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a new physical resource block index allocation method proposed in the present specification.
  • the lowest PRB index starts at the lowest frequency band of the first short TTI and increases by '1' for each Physical RB (PRB) unit.
  • the PRB index for the highest frequency band of the first short TTI is N ULRB -1.
  • the PRB index of the second short TTI (2 nd TTI) is N ULRB of the first short TTI - is defined to be allocated in a row in Fig.
  • the PRB index for the lowest frequency band of the second short TTI becomes N ULRB , and increases by '1' for each PRB unit, so that 2N ULRB -1 is allocated for the highest frequency band.
  • the new physical frame structure (including the short TTI) proposed in this specification consists of one subframe (SF) for one TTI as in the legacy frame, and a PRB index is allocated to the subframe.
  • DCI format 0 for uplink resource allocation needs to distinguish two short TTIs (first short TTI and second short TTI) separated into time resources.
  • Method 2-1 1 bit indicator indicating subframe offset for distinguishing two short TTIs
  • first short TTI and second short TTI two TTIs having different lengths (first short TTI and second short TTI) exist in each slot, and the control information for the two TTIs is stored in a downlink control channel in units of slots.
  • an indicator or identifier indicating whether the resource allocation for the first short TTI or the resource allocation for the second short TTI is needed.
  • the indicator 2810 is an indicator for distinguishing two short TTIs and may be defined as information indicating a subframe offset, and the indicator is included in the DCI format 0.
  • the UL resource allocation indicates that the first shot is a resource allocation for the TTI, and when it is set to '0b1', the UL resource allocation is a resource allocation for the second short TTI. Instruct.
  • Carrier indicator- consists of 0 or 3 bits.
  • Flag to distinguish DCI format 0 and format 1A-It consists of 1 bit, 0 value indicates DCI format 0, and 1 value indicates DCI format 1A.
  • Frequency Hopping Flag (FH) – consists of 1 bit. If necessary, this field may be used for multi-cluster allocation of the most significant bit (MSB) of the corresponding resource allocation.
  • Modulation and coding scheme (MCS) and redundancy version (RV)-5 bits are examples of Modulation and coding scheme (MCS) and redundancy version (RV)-5 bits.
  • New data indicator (NDI) – consists of 1 bit.
  • TPC (Transmit Power Control) command for PUSCH – consists of 2 bits.
  • Uplink Index-It consists of 2 bits. This field is present only in TDD operation according to uplink-downlink configuration 0.
  • DAI Downlink Assignment Index
  • CSI Channel State Information Request-Consists of 1 or 2 bits.
  • the 2-bit field is applied only when a corresponding DCI is mapped by a C-RNTI (Cell-RNTI) in a UE specific manner to a terminal in which one or more downlink cells are configured.
  • C-RNTI Cell-RNTI
  • SRS Sounding Reference Signal
  • Resource Allocation type-It is composed of 1 bit.
  • DCI format 1A If the number of information bits in DCI format 0 is smaller than the payload size (including the added padding bits) of DCI format 1A, 0 is added so that the payload size of DCI format 1A is equal to DCI format 0.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a method of allocating a PRB index using a resource indication value (RIV) proposed herein.
  • RIV resource indication value
  • PDCCH / EPDCCH that carries an uplink DCI format (eg, DCI format 0).
  • resource allocation type bit when the resource allocation type bit is present in the uplink DCI format, if the resource allocation type bit has a value of '0', resource allocation type 0 is indicated. Otherwise, resource allocation type 1 is indicated.
  • the UE interprets the resource allocation field according to the resource allocation type bit in the PDCCH / EPDCCH carrying the detected uplink DCI format.
  • the resource allocation information according to the uplink resource allocation type 0 may include a virtual resource block (VRB) index continuously allocated to the scheduled UE. ).
  • the resource allocation field in the scheduling grant is the starting resource block ( )
  • the length of consecutively allocated resource blocks ( ) Includes a resource indication value (RIV).
  • RIV is defined as Equation 4 below, otherwise RIV is defined as Equation 5 below.
  • RBs resource blocks
  • resource allocation information for uplink resource allocation type 1 indicates two sets of resource blocks to the scheduled UE.
  • each set includes one or more contiguous resource block groups (RBGs).
  • RBG The size of RBG is shown in Table 6 below.
  • the starting RBG index of resource block set 1 ( ) And the last RBG index ( ) And the starting RBG index of resource block set 2 ) And the last RBG index ( Combinatorial index (r) corresponding to) is defined as in Equation 6 below.
  • the method proposed in the present specification defines that a resource indication value (RIV) of an existing resource block assignment field is changed and used for each short TTI as shown in Equations 7 to 10 below.
  • RIV resource indication value
  • Equations 7 and 8 below are applied, and in case of RIV for the second short TTI, Equations 9 and 10 below are applied.
  • RIV is defined as Equations 7 and 9 below, otherwise RIV is defined as Equations 8 and 10 below.
  • RBs resource blocks
  • HARQ ACK / NACK for the UL data transmitted on different time resources through two TTI first short TTI, second short TTI
  • HARQ ACK / NACK for the transmitted UL data should be distinguished.
  • Equations 2 and 3 to the Salping PHICH resource mapping for each short TTI as a method for mapping to different PHICH resources, Newly defined as follows.
  • the PHICH resource mapping in each short TTI is to follow the equations (2) and (3), when the PHICH resource mapping in the second short TTI, Define as
  • PHICH resource mapping in the second short TTI Is the first transport block of a PUSCH associated with a PDCCH or if the number of manually recognized transport blocks when there is no PDCCH associated is not equal to the number of transport blocks indicated in the most recent PDCCH associated with that PUSCH. Same as
  • the UE may operate according to the following three cases.
  • FIG. 30 illustrates an example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • FIG. 30 illustrates a method of operating a terminal in case of the preceding (1), that is, when contention resources are not configured in the new physical frame structure proposed in the present specification.
  • the uplink resource allocation method based on salping scheduling may be applied in FIG. 12.
  • the portion indicated by solid lines in FIG. 30 represents a procedure related to the first short TTI, and the portion indicated by dashed lines represents a procedure associated with the second short TTI.
  • the terminal transmits a scheduling request (SR) or a buffer status report (BSR) to the base station through a UL frame including a short TTI for uplink resource request. (S3010).
  • SR scheduling request
  • BSR buffer status report
  • the base station transmits a UL grant to the terminal through a downlink control channel (eg, sPDCCH) (S3020).
  • a downlink control channel eg, sPDCCH
  • the UL grant may include a UL grant for each of the first short TTI and the second short TTI.
  • the UL grant may include an indicator indicating whether the corresponding UL grant is a UL resource allocation for the first short TTI or the second short TTI in FIG. 28.
  • the base station may transmit a UL grant masked with a CRC by using a downlink channel of a specific symbol for controlling an uplink channel with a terminal ID.
  • the base station transmits downlink control information (eg, a CR grant masked with a terminal ID) for the UL to the terminal through the first symbol of the first short TTI in the DL frame.
  • downlink control information eg, a CR grant masked with a terminal ID
  • the UL grant may be transmitted to the terminal on a slot basis, and the UL grant represents scheduling information on a UL data transmission resource after a specific time from a transmission time point of the UL grant.
  • the UL grant may include information about a specific time resource (information identifying whether the resource allocation is the first short TTI or the second short TTI), as shown.
  • the terminal may receive the information on the time resource as well as the frequency resource from the base station to be allocated a resource for a specific SF.
  • the terminal transmits UL data to the base station based on the UL grant received in step S3020 (S3030).
  • the terminal searches for a downlink control channel (PHICH) at a specific time in advance in the 'PRB and PHICH index allocation method for short TTI'; Monitoring using the formula (S3040).
  • PHICH downlink control channel
  • the terminal may retransmit UL data to the base station based on the received PHICH ACK / NACK.
  • the terminal when the terminal receives the NACK through the PHICH, the terminal retransmits UL data (S3050).
  • FIG. 31 illustrates another example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • FIG. 31 illustrates a method of operating a terminal in case of (2) above, that is, a contention resource and a scheduled resource are configured in the TDM scheme in the new physical frame structure proposed in the present specification.
  • the portion indicated by the solid line represents the procedure related to the first short TTI
  • the portion indicated by the dotted line represents the procedure related to the second short TTI.
  • the scheduling-based uplink resource allocation method is applied in the first short TTI and the contention-based uplink resource allocation method is applied in the second short TTI.
  • the UE determines whether to transmit UL data using contention resources or whether to transmit UL data through a scheduling request (that is, on a scheduling basis).
  • the terminal determines the transmission of the UL data through the scheduling request, the UL data transmission and reception procedure is performed through the method of FIG.
  • the terminal determines the transmission of UL data through the contention resources, the terminal immediately transmits the UL data to the base station through the contention resources without SR or BSR transmission.
  • the contention resource may be configured for a second short TTI (or 2 nd TTI) per slot.
  • the terminal transmitting the UL data through the contention resource is proposed in the 'PRB and PHICH index allocation method for the short TTI' in advance to check the downlink PHICH channel of a specific time in order to confirm the successful transmission of the UL data. Monitoring using defined definitions and formulas.
  • the terminal may retransmit UL data to the base station based on the received PHICH ACK / NACK.
  • the terminal performs retransmission of UL data when receiving the NACK through the PHICH.
  • 32 and 33 illustrate still another example of an uplink data transmission / reception method using a physical frame structure proposed in the present specification.
  • 32 and 33 illustrate a method of operating a terminal in the case of the preceding (3), that is, in the case of using an emergency resource by the emergency signal US in the new physical frame structure proposed in the present specification.
  • the terminal transmits an urgent signal (US) to the base station and requests resource allocation of the emergency data.
  • US urgent signal
  • the terminal may receive from the base station through the PHICH UL resources (for emergency data transmission) allocated to it.
  • the terminal can receive the UL resource by monitoring the PHICH channel transmitted per slot.
  • the PHICH channel may be transmitted to the terminal through the first or second symbol of the first short TTI.
  • the terminal that has identified its uplink resources through the PHICH transmits emergency data to the base station through the allocated resources.
  • FIGS. 32A and 32B show (1) urgent data immediately after the PHICH reception subframe.
  • 32 shows the case in which a subframe (SF) is transmitted (FIG. 32B) or (2) urgent data is transmitted after 1 SF from the PHICH reception subframe (FIG. 32A).
  • FIG. 33 illustrates an example in which a UE transmits a US in a second short TTI (or 2 nd TTI), unlike in FIG. 32.
  • FIGS. 33A and 33B illustrate (1) PHICH receiving sub-urgent data. This is a case of transmitting in a subframe (SF) immediately after the frame (FIG. 33B) or (2) urgent data (Urgent data) after 1 SF from the PHICH receiving subframe (FIG. 33A).
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a radio transmission and reception delay in the short TTI radio frame structure proposed in the present specification.
  • a propagation delay occurs from the time when the base station eNB starts transmitting downlink data until the UE starts receiving downlink data.
  • the delay due to buffering in the terminal may take about 0.071 ms in total.
  • a processing delay due to downlink data (and control information) decoding in the terminal may take less than about 0.525 ms.
  • the one-way over-to-air (OTA) latency from the base station to the terminal may take less than about 0.6 ms.
  • a delay for preparation of A / N (ACK / NACK) preparation (for example, ACK / NACK encoding, etc.) and a spread delay (PD) generated when A / N is transmitted are approximately 0.3 at the UE. It takes less than ms.
  • the total roundtrip OTA latency from the transmitting side (for example, the base station) to the receiving of the ACK / NACK from the receiving side (for example, the terminal) may take about 1 ms for unidirectional data transmission. have.
  • the total roundtrip OTA latency can be reduced by about 3 ms compared with FIG. 19.
  • 35 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 3510 and a plurality of terminals 3520 located in an area of a base station 3510.
  • the base station 3510 includes a processor 3511, a memory 3512, and an RF unit 3513.
  • the processor 3511 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 34. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 3511.
  • the memory 3512 is connected to the processor 3511 and stores various information for driving the processor 3511.
  • the RF unit 3513 is connected to the processor 3511 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 3520 includes a processor 3351, a memory 3352, and an RF unit 3523.
  • the processor 3351 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 34. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 3351.
  • the memory 3352 is connected to the processor 3351 and stores various information for driving the processor 3351.
  • the RF unit 3323 is connected to the processor 3351 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 3512 and 3522 may be inside or outside the processors 3511 and 3521, and may be connected to the processors 3511 and 3521 by various well-known means.
  • the base station 3510 and / or the terminal 3520 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 components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components 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 present 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 a module, procedure, function, etc. that performs 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.
  • the method for transmitting and receiving data in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to the example applied to the 3GPP LTE / LTE-A system, but it is possible to apply to various wireless communication systems in addition to the 3GPP LTE / LTE-A system.

Abstract

본 명세서는 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터(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; 2개의 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, 각각의 PHICH 자원은 상기 긴급 신호가 전송되는 자원의 물리자원블록(Physical Resource Block:PRB) 인덱스(index)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 명세서는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말이 데이터를 기지국에 전송하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
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 전송률의 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: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 숏 TTI를 포함하는 새로운 물리 프래임 구조를 정의하여 단말의 상/하향링크 데이터를 보다 빠르게 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 정의된 숏 TTI를 이용하여 경쟁 기반 또는 스케쥴링 기반으로 상향링크 데이터를 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 정의된 숏 TTI 내 경쟁 자원을 설정하는 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 정의된 숏 TTI에서 복조 참조 신호(DMRS)를 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 새로운 물리 자원 블록(PRB) 인덱스를 할당하거나 또는 DCI 포맷 내 각 숏 TTI를 구별하기 위한 지시자를 정의함으로써, 상향링크 자원 할당/PHICH 자원 매핑 시 발생할 수 있는 충돌 문제를 해결하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 각 숏 TTI에 대한 PHICH 응답이 동일 PHICH를 통해 전송되는 경우, 이를 구별하기 위한 새로운 PHICH 자원 매핑 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.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 데이터(data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은 무선 프래임(radio frame)을 통해 기지국과 상기 데이터(UL data)를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 무선 프래임은 하향링크(downlink:DL) 무선 프래임 및 상향링크(uplink:UL) 무선 프래임을 포함하며, 상기 무선 프래임은 레거시(legacy) TTI(Transmission Time Interval) 및 숏(short) TTI를 포함하며, 상기 레거시 TTI는 두 개의 슬롯(Slot)을 포함하며, 상기 레거시 TTI에 포함되는 각 슬롯은 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI를 포함하며, 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI는 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region) 및 데이터 채널이 할당되는 데이터 영역(data region)을 포함하며, 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 상향링크 전송과 관련된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Inforamtion:DCI)는 상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역에 할당되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 숏 TTI는 4 심볼(symbol)들로 구성되며, 상기 제 2 숏 TTI는 3 심볼들로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 숏 TTI의 제어 영역은 1 심볼 또는 2 심볼들로 구성되며, 상기 제 2 숏 TTI의 제어 영역은 1 심볼로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 상향링크 무선 프래임의 숏 TTI를 통해 복조 참조 신호(Demodulation Reference Siganl:DMRS)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DMRS는 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 데이터 영역 내 1 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DMRS는 상기 제 1 숏 TTI의 제어 영역 내 2 심볼들을 통해 전송되며, 상기 제 2 숏 TTI의 제어 영역 내 1 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 숏 TTI와 상기 제 2 숏 TTI의 특정 심볼이 겹치는 경우, 상기 겹치는 영역을 통해 상기 DMRS를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역을 통해 상향링크 그랜트(UL grant)를 포함하는 DCI 포맷(format)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DCI 포맷은 상기 상향링크 그랜트가 상기 제 1 숏 TTI에 대한 자원 할당인지 또는 상기 제 2 숏 TTI에 대한 자원 할당인지를 지시하는 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 지시자는 상기 제 1 숏 TTI 또는 상기 제 2 숏 TTI를 구별하는 서브프래임 오프셋(subframe offset)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DCI 포맷은 자원 지시 값(RIV)를 포함하는 자원 블록 할당(Resource Block Assignment) 필드를 더 포함하며, 상기 제 1 숏 TTI에 대한 자원 지시 값(RIV)는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000001
인 경우,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000002
이며, 그렇지 않은 경우
Figure PCTKR2015013053-appb-I000003
이며, 상기 제 2 숏 TTI에 대한 자원 지시 값(RIV)는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000004
인 경우,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000005
이며, 그렇지 않은 경우
Figure PCTKR2015013053-appb-I000006
인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 데이터를 경쟁(contention) 기반의 방식 또는 스케쥴링(scheduling) 기반의 방식 중 어느 방식으로 전송할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 데이터를 상기 경쟁 기반의 방식으로 전송하는 경우, 경쟁 자원을 통해 상기 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 경쟁 자원은 상기 제 2 숏 TTI에 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 데이터 전송에 대한 응답을 PHICH(physical HARQ indicator channel) 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 응답은 상기 제 1 숏 TTI 또는 상기 제 2 숏 TTI 중 적어도 하나에 대한 응답인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI에 대한 각각의 응답은 (
Figure PCTKR2015013053-appb-I000007
,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000008
)의 인덱스 쌍(index pair) 형태로 상기 PHICH의 자원에 매핑되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 숏 TTI에 대한
Figure PCTKR2015013053-appb-I000009
값은
Figure PCTKR2015013053-appb-I000010
또는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000011
이며, 상기 제 2 숏 TTI에 대한
Figure PCTKR2015013053-appb-I000012
값은
Figure PCTKR2015013053-appb-I000013
또는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000014
인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 긴급 자원 할당을 요청하기 위한 긴급 신호(Urgent Signal)를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 요청한 긴급 자원을 PHICH 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 PHICH를 통해 수신된 긴급 자원을 통해 상기 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 데이터(data)를 송수신하기 위한 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 무선 프래임(radio frame)을 통해 기지국과 상기 데이터(data)를 송수신하도록 제어하되, 상기 무선 프래임은 하향링크(downlink:DL) 무선 프래임 및 상향링크(uplink:UL) 무선 프래임을 포함하며, 상기 무선 프래임은 레거시(legacy) TTI(Transmission Time Interval) 및 숏(short) TTI를 포함하며, 상기 레거시 TTI는 두 개의 슬롯(Slot)을 포함하며, 상기 레거시 TTI에 포함되는 각 슬롯은 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI를 포함하며, 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI는 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region) 및 데이터 채널이 할당되는 데이터 영역(data region)을 포함하며, 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 상향링크 전송과 관련된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Inforamtion:DCI)는 상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역에 할당되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 저 지연(Low latency) 서비스를 요구하는 5G 단말이 sPDSCH에 해당하는 자원으로 DL 데이터를 수신 받음으로써, 숏(또는 짧은) TTI를 이용하여 더욱 빠르게 DL 데이터를 수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 경쟁 자원을 통해 UL data를 전송하지 않더라도, 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 구조를 통해 UL data를 전송하는 경우, 해당 UL data에 대한 수신 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 숏 TTI 내 경쟁 자원을 정의하고 이를 이용함으로써, 기지국으로부터 자원 할당 없이 바로 UL 데이터를 전송할 수 있어 보다 빠르게 UL 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 스케줄링 자원과 경쟁 자원을 TDM 방식으로 분리함으로써,경쟁 자원으로부터 발생할 수 있는 스케줄링 자원에의 주파수 간섭 문제를 완화시켜 시스템의 전체 성능 향상에 도움을 주는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 하향링크의 제어 채널을 슬롯 단위로 전송하도록 함으로써 하향링크 제어 정보의 전송에 대한 오버헤드를 줄이는 효과가 있다.
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.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 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 interface 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 19는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 무선 송수신 지연을 예시하는 도면이다.

도 20 및 도 21은 스케줄링 요청 및 BSR 프로시저를 통해 실제 데이터를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 RACH 프로시저를 통해 실제 데이터를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23 내지 도 25는 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 프래임 구조의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI로 구성되는 UL 프래임 구조에서의 DMRS 위치의 일 예를 나타낸 도이다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 새로운 물리자원블록 인덱스 할당 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 새로운 DCI 포맷 0의 구조를 나타낸 도이다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 자원 지시 값(RIV)를 이용하여 PRB 인덱스를 할당하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 32 및 도 33은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예들을 나타낸 도이다.
도 34는 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 무선 프레임 구조에서의 무선 송수신 지연을 예시하는 도면이다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
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 명세서에서 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. 하향링크에서 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), OFDMA(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)은 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 뒷받침될 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 용어들은 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) 프로토콜을 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)에 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 기지국과 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 기지국과 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 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 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 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)으로 구분된다.
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.
제1 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 계층은 상위 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 frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(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 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제2 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 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.
제2 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 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. 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.
제2 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.
제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(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 의미한다. 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)와 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 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.
논리 채널(logical channel)은 전송 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 제어 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 EMM 등록 상태로 천이(transition)된다.
또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(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 셀보다 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 셀을 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 맞추고, 셀 ID(identifier) 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)을 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 충돌 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), 랭크 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 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
셀룰라 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 가능한 타입 1 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 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 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. 예를 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 Prefix)의 구성(configuration)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 전치가 사용될 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)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 4의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)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.
상술한 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 도면이다.
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 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair)(k, l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0, …, NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부 반송파 인덱스이고, l(l=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 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 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 응답 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 identifier)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 식별자(예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(SI-RNTI(system information-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또한, 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

또한, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 서브밴드(subband)는 자원 블록(RB: Resource Block)의 묶음으로 정의된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000015
는 각 서브밴드의 크기를 나타내며, RB의 개수로 표현된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000016
는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000017
로 정의될 수 있다.
여기서,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000018
는 서브밴드의 수를 나타내며, 상위 계층에 의해 설정된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000019
는 상향링크 대역폭 구성(uplink bandwidth configuration)을 나타내며, 자원 블록 크기(즉, 자원 블록 당 서브캐리어 수,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000020
)로 표현된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000021
는 PUSCH 주파수 호핑(hopping)을 위해 사용되는 오프셋)('pusch-HoppingOffset')을 나타내며, 자원 블록의 개수로 표현된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000022
와 호핑 모드 관련 파라미터(즉, 인터-서브프레임(inter-subframe) 또는 인트라 및 인터 서브프레임(intra and inter-subframe))는 상위 계층에 의해 설정된다.
위의 수학식에서는 상향링크 대역폭에서 서브밴드가 산출되는 예를 나타내었으나, 본 발명에서는 이와 유사하게 하향링크 대역폭 및/또는 상향링크 대역폭에서 하나 이상의 서브밴드가 정의될 수 있다.

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 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 다른 부 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 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
DCI format Objectives
0 Scheduling of PUSCH
1 Scheduling of one PDSCH codeword
1A Compact scheduling of one PDSCH codeword
1B Closed-loop single-rank transmission
1C Paging, RACH response and dynamic BCCH
1D MU-MIMO
2 Scheduling of rank-adapted closed-loop spatial multiplexing mode
2A Scheduling of rank-adapted open-loop spatial multiplexing mode
3 TPC commands for PUCCH and PUSCH with 2bit power adjustments
3A TPC commands for PUCCH and PUSCH with single bit power adjustments
4 the scheduling of PUSCH in one UL cell with multi-antenna port transmission mode
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 포맷 2, 개루프(Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 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 다중화(multiplexing)될 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation)으로 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 마스킹(masking)하여 단말이 자신의 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 PDCCH가 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 디코딩은 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: buffer 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 않을 수 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 헤더(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 대응되는 서브 헤더, MAC 제어 요소 2에 대응되는 서브 헤더, 복수개의 MAC SDU 각각에 대응되는 복수 개의 서브 헤더 및 패딩에 대응되는 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 헤더를 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 필드가 ‘1’인 경우, 서브 헤더에 대응되는 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.
Index LCID values
00000 CCCH
00001-01010 Identity of the logical channel
01011-11001 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.
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 대응되는 MAC SDU 및 MAC 제어 요소의 크기를 나타낸다. 서브 헤더에 대응되는 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 요소는 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 비트의 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 크기를 가질 수 있다.
서브 헤더의 LCID 필드에 긴 BSR이 정의되는 경우, 서브 헤더에 대응되는 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.

상향링크 자원 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 위하여, 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)를 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)가 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 SR을 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 grant를 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 양을 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 접속 과정 (RACH 프로시저 )
도 14a 및 도 14b는 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)의 일 예를 나타낸다.
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 메시지(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 slot)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 랜덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 이후, 랜덤 접속이 필요한 경우, 단말은 랜덤 접속 프리앰블(Random Access Preamble; 메시지 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 응답 메시지에 대한 하향 스케쥴링 정보는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 CRC 마스킹되어 L1 또는 L2 제어채널(PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케쥴링 신호를 수신한 단말은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로부터 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 이후, 단말은 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 있는지 확인한다.
자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리앰블에 대한 RAID(Random Access Preamble ID)가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다.
상기 랜덤 접속 응답 정보는 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 TA(Timing Alignment), 상향링크에 사용되는 무선자원 할당 정보, 단말 식별을 위한 임시 식별자(예: Temporary C-RNTI) 등을 포함한다.
단말은 랜덤 접속 응답 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 스케쥴된 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 단말에게 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 전송한다(S1412).
이후, 상기 기지국은 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서의 S2102단계와 유사하게 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 응답에 대한 상향링크 전송이나 경쟁 해결을 위한 메시지에 대해서는 HARQ가 적용될 수 있다. 따라서, 랜덤 접속 응답에 대해서 단말은 ACK 또는 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(PMI: 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 비트가 사용될 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) 시퀀스를 주로 사용한다. CAZAC 시퀀스는 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 시퀀스(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 생성할 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 시퀀스로 사용될 수 있으며, 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다.
또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수(즉, PUCCH 의 코히어런트(coherent) 검출을 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.
PUCCH Format Uplink Control Information(UCI)
Format 1 Scheduling Request(SR)(unmodulated waveform)
Format 1a 1-bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format 1b 2-bit HARQ ACK/NACK with/without SR
Format 2 CQI (20 coded bits)
Format 2 CQI and 1- or 2-bit HARQ ACK/NACK (20 bits) 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 1a 또는 1b는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다.
PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, 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 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 15에서
Figure PCTKR2015013053-appb-I000023
는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1,...,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000024
은 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단(edge)에 매핑된다. 도 15에서 도시하는 바와 같이, m=0,1로 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 1/1a/1b 가 함께(mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000025
)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 전송을 위하여 스케줄링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송할 것을 지시할 수 있다.
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 심볼 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 중 3개의 SC-FDMA 심볼 간격만큼 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 시퀀스로 CQI를 변조해서 전송한다.
하나의 TTI에 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 CQI 값을 실을 수 있다. 따라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실을 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 심볼 3 상의) DMRS 시퀀스는 주파수 영역 상의 CQI 신호 시퀀스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는다.
단말은 PUCCH 자원 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000026
,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000027
,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000028
)로 지시되는 PUCCH 자원 상에서 주기적으로 상이한 CQI, PMI 및 RI 타입을 보고하도록 상위 계층 시그널링에 의하여 반-정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다. 여기서, PUCCH 자원 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000029
) 는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사용될 순환 시프트(CS) 값을 지시하는 정보이다.

PUCCH 채널 구조
PUCCH 포맷 1a 및 1b에 대하여 설명한다.
PUCCH 포맷 1a/1b에 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 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ..., N-1) 가 승산된 결과는 y(0), y(1), y(2), ..., y(N-1) 이 된다. y(0), ..., y(N-1) 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) 시퀀스가 사용되고, 짧은(shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호(Reference Signal)에 대해서는 길이 3의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용된다.
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.
도 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 연속되는 SC-FDMA 심볼에는 참조신호(RS)가 실리고, 나머지 4 개의 SC-FDMA 심볼에는 ACK/NACK 신호가 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 확인응답 정보(스크램블링되지 않은 상태)는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있다. 긍정확인응답(ACK)은 '1' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인응답(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 시퀀스를 기본 시퀀스로 사용한다. 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadoff-Chu (ZC) 시퀀스를 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(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000030
)에 의해 설정된다.
주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산(spreading) 코드를 사용하여 시간 영역에서 확산된다. 직교 확산 코드로는 월시-하다마드(Walsh-Hadamard) 시퀀스 또는 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 예를 들어, ACK/NACK 신호는 4 심볼에 대해 길이 4의 직교 시퀀스(w0, w1, w2, w3)를 이용하여 확산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시퀀스를 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 단말들의 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있다.
이와 같은 시간 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 확인응답이 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 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다.
다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케줄링 요청(SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다. SR 채널은 PUCCH 포맷 1a/1b 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK(On-Off Keying) 방식으로 구성된다. SR 채널에서는 참조신호가 전송되지 않는다. 따라서, 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시퀀스가 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 동일한 RB 상에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS(cyclic shift)를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화되는 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-FDMA 심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 18에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 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-Shifting) 방식으로 변조하여 3개의 변조 심벌들을 생성한다. 상기 변조 심벌은 노멀 CP 구조에서 스프레딩 인자 SF(Spreading Factor)=4, 확장 CP 구조에서 SF=2를 이용하여 스프레딩(spreading)된다.
상기 변조 심벌들을 스프레딩할 때 직교 시퀀스가 사용되며, 사용되는 직교 시퀀스의 개수는 I/Q 다중화(multiplexing)을 적용하기 위해 SF*2가 된다.
SF*2개의 직교 시퀀스를 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, PHICH 그룹 내의 각각의 PHICH는 서로 다른 직교 시퀀스(orthogonal sequence)에 의해서 구분된다. FDD 시스템에서 PHICH 그룹의 개수인
Figure PCTKR2015013053-appb-I000031
는 모든 서브프레임에서 일정하며, 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2015013053-appb-M000001
수학식 1에서 Ng는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 통해서 상위 계층에서 전송되며, Ng∈{1/6,1/2,1,2}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)라 한다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000032
은 주파수 영역에서의 자원 블록의 크기인
Figure PCTKR2015013053-appb-I000033
의 배수로 표현한 하향링크 대역폭 구성이다. PHICH 그룹 인덱스
Figure PCTKR2015013053-appb-I000034
는 0부터
Figure PCTKR2015013053-appb-I000035
-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 (
Figure PCTKR2015013053-appb-I000036
,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000037
)로 표현할 수 있으며,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000038
는 PHICH 그룹 인덱스,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000039
는 상기 PHICH 그룹 내의 직교 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 상기 (
Figure PCTKR2015013053-appb-I000040
,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000041
)는 아래 수학식 2 및 3에 의해서 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2015013053-appb-M000002
Figure PCTKR2015013053-appb-M000003
여기서, nDMRS는 대응하는 PUSCH 전송에 관련된 전송 블록을 위한 상향링크 DCI 포맷을 가지는 가장 최근의 PDCCH에서 DMRS(demodulation reference signal) 필드를 위한 순환 시프트(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.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000042
는 PHICH 변조를 위해 사용되는 확산 계수(spreading factor) 크기를 나타낸다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000043
는 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
Figure PCTKR2015013053-appb-I000044
와 같다.
반면, PDCCH와 관련된 PUSCH의 두번째 전송 블록인 경우에는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000045
과 같다. 여기서,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000046
는 대응하는 PUSCH 전송의 첫번째 슬롯의 가장 낮은 PRB 인덱스에 해당한다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000047
는 상위 계층에 의해 구성되는 PHICH 그룹의 번호를 나타낸다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000048
는 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 상향링크 DCI 포맷을 가지는 PDCCH에서 PHICH 자원을 결정하기 위해 사용되는 DMRS 필드를 위한 순환 시프트와 nDMRS와의 매핑 관계를 나타낸 표이다.
Cyclic Shift for DMRS Field in PDCCH with uplink DCI format nDMRS
000 0
001 1
010 2
011 3
100 4
101 5
110 6
111 7

LTE/LTE-A 시스템은 1ms TTI(transmission time interval)를 가지는 프레임 구조로 설계되었으며, 일반적으로 비디오 어플리케이션을 위한 데이터의 요구 지연 시간(requested delay time)은 약 10ms이다.
그러나, 미래 5G(Generation) 기술은 실시간 제어(real-time control) 및 촉감 인터넷(tactile internet)과 같은 새로운 어플리케이션의 등장으로 인하여 더욱 낮은 지연의 데이터 전송을 요구하고 있으며, 5G 데이터의 요구 지연 시간은 약 1ms까지 낮춰질 것으로 예상하고 있다.
그러나, 종래 1ms TTI를 가지는 프레임 구조로는 1ms 데이터 요구 지연을 만족시킬 수 없는 문제가 있다.
도 19는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 무선 송수신 지연을 예시하는 도면이다.
도 19에서는 무선 송수신 지연의 레퍼런스를 1ms 서브프레임을 가지는 3GPP LTE 시스템의 하향링크 송수신 구현 관점으로 예시한다.
도 19를 참조하면, 기지국(eNB)이 하향링크 서브프레임의 전송을 시작한 시점에서부터 단말(UE)이 하향링크 서브프레임의 수신을 시작하기까지 확산 지연(PD: Propagation Delay)이 발생한다. 그리고, 단말이 하향링크 서브프레임의 디코딩 전에 하향링크 서브프레임을 버퍼링(Buff: Buffering)하게 되면서, 버퍼링 지연이 발생한다. 하향링크 서브프레임 전송에 대한 확산 지연과 단말에서의 버퍼링으로 인한 지연은 총 약 0.5ms 소요된다. 그리고, 단말에서는 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 디코딩하고, PDCCH 디코딩 정보를 기반으로 PDSCH를 디코딩한다. PDCCH 디코딩(약 0.5ms)과 PDSCH 디코딩(약 2ms 미만)으로 인한 프로세싱 지연(processing delay)은 약 2.5ms 미만이 소요된다.
이처럼, 기지국에서 단말로의 단 방향 무선 레이턴시(one-way OTA(Over-To-Air) Latency)는 약 3ms 미만이 소요된다.
그리고, 단말에서 A/N(ACK/NACK) 준비(Prep: Preparation)(예를 들어, ACK/NACK 인코딩 등)를 위한 지연과 A/N의 전송 시 발생되는 확산 지연(PD)은 총 약 1ms 미만이 소요된다.
위와 같이, 단 방향 데이터 전송에 대하여 송신측(예를 들어, 기지국)에서 수신측(예를 들어, 단말)으로부터 ACK/NACK 수신까지의 총 왕복 무선 레이턴시(Roundtrip OTA Latency)에 일반적으로 약 4ms가 소요된다.
5G 무선 통신 시스템은 기존의 무선 통신 시스템 대비 약 10배 감소된 데이터 지연 제공을 목표로 하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 5G는 더 짧은 TTI(예를 들어, 0.2ms)를 가지는 새로운 프레임 구조를 이용하는 무선 통신 시스템이 제안될 것으로 예상된다.
또한, 5G 시스템은 저 레이턴시(low latency) 뿐만 아니라 고용량(high capacity), 저 에너지 소비(low energy consumption), 저비용(low cost), 고 사용자 데이터율(high user data rate) 등과 같이 다양한 요구 사항을 가지는 어플리케이션이 함께 공존할 것으로 예상된다. 이와 같이 5G는 초 저 레이턴시(Ultra Low Latency)를 요구하는 응용부터 높은 데이터 전송율을 요구하는 응용까지 다양한 종류의 응용을 함께 지원하기 위해 종래와는 다른 구조의 시스템으로 진화할 것으로 예상된다.
따라서, 단말의 데이터 수신 지연을 최소화하기 위해서는 기존의 무선 통신 시스템과는 다른 새로운 프레임 구조가 정의될 필요가 있으며, 새로운 프레임 구조로 인한 레가시(legacy) 단말의 영향은 최소화되어야 한다.

또한, LTE(-A) 시스템 또는 802.16m 등과 같은 셀룰러 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 RACH 프로시저를 통해 상향링크 자원을 기지국으로 요청할 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 20은 단말이 PUCCH SR 자원을 이용하여 5 단계 스케줄링 요청 프로시저를 통해 실제 데이터를 전송하기까지의 시간을 나타낸 도이다.
도 20에 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 1ms~ 최대 80ms 주기로 할당될 수 있다.
여기서, 해당 단말에게 1ms 주기의 SR이 할당되었다고 할 경우, 단말이 SR 전송을 위한 PUCCH 자원을 기다리는 평균 시간은 0.5ms 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 21에 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 22에 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 1ms의 주기를 가진다고 가정한 경우, 평균 17.5ms의 데이터 전송 지연이 발생할 수 있다.

도 20 내지 도 22에서 살핀 바와 같이, 단말은 상향링크 데이터를 전송하기 위해 최소 9ms에서 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 응용 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 1ms~1,280ms지연 발생(short DRX cycle: 2~640ms, long DRX cycle: 10~2560ms)
Idle UE: 단말에게 설정된 paging DRX cycle에 따라 평균 160ms~1,280ms + initial access 지연 발생(paging cycle: 320~2560ms, 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 응급 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.

이하, 본 명세서에서 제안하는 저 지연 통신(Low Latency Radio:LLR)을 지원하기 위해 숏 TTI(short TTI) 프래임 구조(frame structure)를 이용하여 데이터를 송수신하는 경우, 효율적으로 데이터 자원을 할당하기 위한 방법에 대해 살펴보기로 한다.
후술할 본 명세서에서 제안하는 방법들은 도 23과 같은 숏 TTI(Transmit Time Interval:전송 시간 간격) 프레임 구조를 기반으로 수행되며, 아래 1 내지 5와 같은 기술적 특징들로 구성된다. 단, 본 명세서에서 제안하는 방법들은 도 23의 숏 TTI 프래임 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태를 가지는 숏 TTI 프래임 구조에 대해서도 적용될 수 있다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 프래임 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23을 참조하면, 하향링크 무선 프래임 및 상향링크 무선 프래임에서 1ms보다 작은 크기의 다수의 숏 TTI(2320)들이 1ms의 레거시 TTI(2310)에 포함되며, 상기 레거시 TTI와 그 경계가 일치(align)되어 있는 것을 볼 수 있다.
여기서, 1ms의 레거시 TTI는 하나의 레거시 서브프래임(legacy subframe)을 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 1ms의 레거시 TTI 또는 1ms의 레거시 서브프래임을 ‘레거시 TTI’로 표현하기로 하며, 1ms 보다 크기가 작은 TTI를 ‘숏 TTI’로 표현하기로 한다.
구체적으로, 상기 레거시 TTI는 두 개의 슬롯(slot)으로 구성되며, 각 슬롯은 다시 제 1 숏 TTI(2330) 및 제 2 숏 TTI(2340)로 구성될 수 있다. 여기서, 각 슬롯은 하나의 숏 TTI에 대응될 수도 있다.
상기 제 1 숏 TTI는 4 심볼(symbol)들로 구성되고, 상기 제 2 숏 TTI는 3 심볼들로 구성될 수 있다.
하향링크 (무선) 프래임에서, 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI는 PDCCH 및 PDSCH를 포함하며, 상향링크 (무선) 프래임에서, 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI는 PUCCH 및 PUSCH를 포함할 수 있다.
상기 PDCCH, PDSCH, PUCCH, PUSCH의 TTI 내 위치는 레거시 프래임 구조에서의 위치와 동일할 수 있다.
또한, 숏 TTI에서 전송되는 상기 PDCCH, PDSCH, PUCCH, PUSCH는 각각 sPDCCH, sPDSCH, sPUCCH, sPUSCH와 같이 short의 약어 ‘s’가 더 추가된 표현으로 사용될 수 있다.
특히, 상기 제 1 숏 TTI의 PDCCH(2350)는 상향링크 및 하향링크에 대한 제어 정보를 전송하는 것으로 정의하며, 상기 제 2 숏 TTI의 PDCCH(2360)는 하향링크에 대한 제어 정보만을 전송하는 것으로 정의할 수 있다.
4 심볼(symbol)들로 구성되는 제 1 숏 TTI 및 3 심볼들로 구성되는 제 2 숏 TTI
상향링크(Uplink:UL)을 위한 참조 신호(Reference Signal:RS) 설계
스케쥴링(scheduling) 기반의 상향링크 자원 할당 및 경쟁(contention) (자원) 기반의 상향링크 자원 할당
숏 TTI를 위한 물리자원블록(Physical Resource Block:PRB) 및 PHICH 인덱스(index) 할당
본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 프래임 구조에서의 단말 동작

이하에서, 상기 1. 내지 5.의 기술적 특징들에 대해 관련 도면을 참조하여 하나씩 구체적으로 살펴본다.
4 심볼 /3 심볼 숏 (short) TTI
언급한 바와 같이, 본 명세서는 OTA(Over The Air) 1ms의 데이터 송/수신을 달성하기 위한 새로운 물리계층 프레임 구조를 제안한다.
본 명세서에서 제안하는 새로운 물리계층 프레임 구조는 약 0.2ms의 짧은 전송 단위 구조 즉, 숏 TTI 구조를 가질 것을 정의한다.
새로운 물리계층 프래임 구조가 전용 캐리어(dedicated carrier)로서 사용된다고 하더라도, 기존의 LTE(-A) 시스템과의 캐리어 병합(carrier aggregation:CA)이 될 것을 고려하여, 14 심볼들(symbols)로 구성되는 1ms TTI(레거시 TTI)와 시간 일치(time alignment)를 유지함을 가정한다.
이를 통해, 숏 TTI를 가지는 하향링크와 상향링크 프레임 구조는 도 24에 도시된 바와 같이, 2가지 모드(또는 종류 또는 타입)의 숏 TTI를 가지는 슬롯(slot)을 정의할 수 있다. 이는 상향링크 프래임과 하향링크 프래임에 모두 동일하게 적용할 수 있다.
상기 2가지 모드의 숏 TTI는 4 symbol로 구성되는 제 1 숏 TTI와 3 symbol로 구성되는 제 2 숏 TTI로 정의할 수 있다.
즉, 하나의 슬롯(slot)은 하나의 제 1 숏 TTI와 하나의 제 2 숏 TTI로 구성될 수 있다. 다만, 이는 일 예일 뿐, 하나의 슬롯은 적어도 하나의 제 1 숏 TTI 및/또는 적어도 하나의 제 2 숏 TTI를 포함할 수 있다.
또한, 2가지 모드의 숏 TTI 내 제어 채널(sPDCCH, sPUCCH)은 도 24에 도시된 바와 같이 특정 심볼(들)을 통해 전송될 수 있다.
여기서, sPDCCH(short PDCCH) 또는 sPDSCH(short PDSCH)는 숏 TTI에서 전송되는 PDCCH 또는 PDSCH를 나타낸다.
또한, sPUCCH(short PUCCH) 또는 sPUSCH(short PUSCH)는 숏 TTI에서 전송되는 PUCCH 또는 PUSCH를 나타낸다.
이와 같은 표현은 레거시 TTI에서 전송되는 PDCCH, PDSCH, PUCCH, PUSCH와 구별하기 위함이다.
구체적으로, 하향링크 프래임의 경우, sPDCCH는 각 숏 TTI의 첫 번째 또는 두 번째 심볼에서 전송될 수 있다.
또한, 상향링크 프래임의 경우, sPUCCH는 n개의 가장 낮거나 또는 가장 높은(lowest or highest) 자원 블록(Resource Block:RB)를 통해 전송될 수 있다.
상기 제 1 숏 TTI는 1st TTI로, 상기 제 2 숏 TTI는 2nd TTI로 표현될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 빠른 상향링크 데이터 송/수신을 위해 숏 TTI를 포함하는 상향링크 프레임 내에 경쟁 자원이 설정될 수 있다.
여기서, 단말은 설정되는 경쟁 자원을 통해 자신의(단말의) 상태에 따라 UL data의 비동기 전송(asynchronous transmission)을 수행할 수도 있고, 단말과 기지국 간 동기가 정확하지(또는 일치하지) 않은 경우, 주변 주파주 대역(frequency band)로의 간섭이 심각하게 발생할 수도 있다.
따라서, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 명세서에서는 경쟁 자원이 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식보다는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 설정됨으로써, 스케줄링되는 자원과 구별되도록 한다.
따라서, 도 23 및 도 24에서 살핀 새로운 물리계층 프래임 구조에서 제 1 숏 TTI(1st TTI) 또는 제 2 숏 TTI(2nd TTI)를 경쟁 자원으로 정의할 수 있다.
바람직하게는 시스템의 자원 효율성을 고려하여, 4 symbol들로 구성되는(또는 4 symbols 길이의) 제 1 숏 TTI 보다는 3 symbol들로 구성되는(또는 3 symbols 길이의) 제 2 숏 TTI를 경쟁 자원으로 사용할 수 있다.
상기와 같은 이유로 이하에서는 제 2 숏 TTI를 경쟁 자원으로 사용함으로써, UL 데이터를 빠르게 송/수신하는 방법을 일 예로 들어 살펴보기로 한다.
즉, TDM 방식으로 경쟁 자원을 정의하는 경우, 스케줄링되는 자원을 통해 전송되는 데이터에 대한 자원 할당은 하향링크의 슬롯(slot)마다 전송될 수 있다.
또한, 상향링크 (전송)에 대한 하향링크 제어 정보(DCI)는 하향링크 슬롯(slot)의 첫 번째 심볼에서만 전송하도록 정의한다.
즉, 상향링크에 대한 하향링크 제어 정보는 각 슬롯의 제 1 숏 TTI의 첫 번째 심볼에서 전송되고, 하향링크에 대한 하향링크 제어 정보는 제 1 숏 TTI의 두 번째 심볼과 제 2 숏 TTI의 첫 번째 심볼에서 전송된다.
여기서, 상기 상향링크에 대한 하향링크 제어 정보는 UL 그랜트(grant)를 전송하는 DCI 포맷(format)일 수 있다.
또한, 상기 상향링크에 대한 하향링크 제어 정보는 상향링크 데이터(UL data)에 대한 응답 확인(ACK/NACK) 정보를 전송하는 PHICH(Physical HARQ Indication Channel)를 포함할 수 있다.

도 25는 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI를 포함하는 프래임 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 25에 도시된 바와 같이, 상향링크를 위한 하향링크 제어 정보는 하향링크의 제 1 숏 TTI의 첫 번째 symbol에서 전송된다.
도 25와 같은 프래임 구조는 기지국이 단말로 상기 단말의 상향링크 전송을 위한 하향링크 제어 정보를 전송한 후에, 연속적으로 상기 단말이 하향링크 전송 관련 하향링크 제어 정보를 수신하도록 하기 위함이다.
또한, 제 1 숏 TTI의 sPDCCH는 1 또는 2 symbol을 통해 전송될 수 있고, 제 2 숏 TTI의 sPDCCH는 1 symbol을 통해 전송될 수 있다.
뿐만 아니라, sPDCCH는 전체 주파수 대역에 대해 할당될 수도 있지만, 데이터(PDSCH) 자원 효율성을 위해 일부 서브밴드에 대해서만 할당될 수도 있다.

숏 TTI 프래임 구조에서 PUCCH/PUSCH 를 위한 DMRS( De M odulation Reference Signal )
도 26은 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI로 구성되는 UL 프래임 구조에서의 DMRS 위치의 일 예를 나타낸 도이다.
도 26a 및 도 26b에 도시된 바와 같이, PUSCH에서의 DMRS(2610)는 각 숏 TTI의 가운데 심볼 한 개를 통해 전송된다.
즉, 4 심볼의 제 1 숏 TTI에서는 2번째 심볼을 통해 PUSCH에서의 DMRS가 전송되고, 3 심볼의 제 2 숏 TTI에서는 2번째 심볼을 통해 PUSCH에서의 DMRS가 전송된다.
또한, PUCCH의 DMRS(2620)는 1개 또는 2개의 심볼을 통해 전송된다.
즉, 4 symbol의 제 1 숏 TTI에서는 2개의 심볼을 통해 상기 PUCCH의 DMRS가 전송되고, 3 symbol의 제 2 숏 TTI에서는 1개의 심볼을 통해 상기 PUCCH의 DMRS가 전송된다.
또는, 도 26c에 도시된 바와 같이, 각 슬롯 내의 4번째 심볼에서 두 개의 숏 TTI가 겹쳐지도록(또는 중첩되도록) 하고, 해당 4번째 심볼에서 두 개의 숏TTI에 대해 공통으로 DMRS가 전송될 수 있도록 정의할 수 있다.
도 26c와 같은 경우, 각 숏 TTI 간의 DMRS를 서로 구분될 수 있도록 서로 다른 직교 커버(OC: orthogonal cover)를 할당할 수 있다.
즉, 제 1 숏 TTI에 대한 DMRS는 상기 제 1 숏 TTI의 4번째 심볼에서 전송되고, 제 2 숏 TTI에 대한 DMRS는 상기 제 2 숏 TTI의 첫 번째 심볼에서 전송되도록 한다.
이에 따라, 하향링크 제어채널도 상향링크 프래임에서의 숏 TTI와의 시간 일치(time alignment)를 위해, 각 슬롯의 4번째 심볼에서 상향링크 관련 제어 정보를 전송하도록 정의할 수 있다.
도 26c의 구조의 경우, 상향링크 데이터 영역을 확장하게 됨으로써, 더 많은 상향링크 데이터를 전송할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 도 26c에 도시된 것처럼, PUCCH의 RS는 제 1 숏 TTI 또는 제 2 숏 TTI에 대해서 2개의 RS를 할당하도록 정의할 수 있다.

스케쥴링 ( Scheduling ) / 경쟁 ( Contention ) 기반의 UL 자원 할당
단말의 빠른 UL 데이터 전송을 실현하기 위해 미래의 5G 무선통신은 경쟁 자원을 정의할 것을 제안한다.
따라서, 앞서 언급한 바와 같이, 본 명세서는 TDM 방식으로 경쟁 자원을 할당하는 방법을 정의한다.
또한, TDM 방식의 경쟁 자원을 할당하기 위해, 본 명세서는 경쟁 자원을 제1 숏 TTI(1st TTI) 또는 제 2 숏 TTI(2nd TTI) 중 어느 하나에 설정하도록 정의한다.
다만, 시스템의 자원 효율성을 최대화하기 위해, 좀 더 작은 자원이 할당되는 제 2 숏 TTI에 경쟁 자원을 설정하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 숏 TTI에는 스케쥴링 기반의 자원이 할당될 수 있다.
스케쥴링 기반의 UL 자원 할당 방법에 대해서는 도 12, 도 20 내지 도 22를 참조하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 경쟁 자원 기반의 UL 자원 할당 방법은 (1) UL grant 없이 숏 TTI(예:제 2 숏 TTI)의 경쟁 자원을 이용하여 단말이 기지국으로 UL data를 전송하고, (2) 단말은 기지국으로부터 UL data에 대한 응답(ACK/NACK)을 PHICH를 통해 수신하고, (3) 단말이 기지국으로부터 PHICH를 통해 NACK을 수신하는 경우, 상기 UL data를 경쟁 자원 또는 스케쥴된 자원을 이용하여 재전송하는 방법이다.
여기서, 상기 스케쥴된 자원은 도 12에서의 스케쥴링 기반의 UL 자원 할당 방법에 의해 할당되는 자원을 의미할 수 있다.

숏 TTI 를 위한 물리자원블록 ( PRB ) 및 PHICH 인덱스 ( index ) 할당
도 23 및 도 25에서 살핀 바와 같이, 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI를 포함하는 프래임 구조에서, UL을 위한 제어정보(예: UL grant, PHICH 등)이 각 슬롯마다 하나의 심볼(각 슬롯의 제 1 숏 TTI 내 첫 번째 심볼)을 통해 전송되는 경우, 아래와 같은 2가지 문제가 발생할 수 있다.
(1) 단말로 UL 자원 할당 시, 서로 다른 시간 자원 할당의 충돌 문제
즉, (1)의 경우는 (도 23 및 도 25에서와 같이) 기지국이 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI에 대한 UL 자원을 상기 제 1 숏 TTI의 첫 번째 심볼을 통해서만 단말로 할당하기 때문에, 단말은 상기 제 1 숏 TTI의 첫 번째 심볼을 통한 UL 자원 할당이 제 1 숏 TTI에 대한 UL 자원 할당인지 또는 제 2 숏 TTI에 대한 UL 자원 할당인지를 알 수 없게 되는 상황이 발생할 수 있다.
(2) PHICH 자원 매핑 시, 동일 주파수 자원 매핑으로 인한 PHICH 자원 충돌 문제
즉, 현재 LTE(-A)에서의 PHICH 자원은 PUSCH 자원의 가장 낮은 PRB index에 따라 상기 수학식 2 및 3과 같이 index pair 형태로 매핑된다.
다만, 상기 PRB index는 하나의 TTI(1ms)에 대해서만 정의되어 있다.
따라서, 본 명세서에서 제안하는 바와 같이 2개의 숏 TTI(제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI)가 정의되는 경우, 각 숏 TTI 별로 구분될 수 있는 PHICH 자원 매핑 방법이 필요하게 된다.
따라서, 이하에서는 상기 (1) 및 (2)의 문제를 해결하기 위한 방법으로 아래와 같이 2가지 방법을 새롭게 정의한다.
방법 1: 새로운 PHY RB index 할당 방법
방법 2: DCI 포맷(format) 0의 자원 블록 할당(resource block assignment) 필드 및 PHICH의 lowest PRB index 필드의 수정

먼저, 방법 1에 대해 살펴본다.
방법 1 : 새로운 PHY RB index 할당
즉, 방법 1은 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI를 포함하는 물리 프레임 구조에서 제 1 숏 TTI(1st TTI)와 제 2 숏 TTI(2nd TTI)에 대해 연속된 PRB index를 할당하는 것을 정의한다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 새로운 물리자원블록 인덱스 할당 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 27에 도시된 바와 같이, 가장 낮은 PRB index는 제 1 숏 TTI의 가장 낮은 주파수 대역에서부터 시작하여 Physical RB(PRB) 단위마다 ‘1’씩 증가한다.
여기서, 전체 주파수 대역의 PRB 수가 NULRB인 경우, 상기 제 1 숏 TTI의 가장 높은 주파수 대역에 대한 PRB index는 NULRB – 1이 된다.
따라서, 제 2 숏 TTI(2nd TTI)의 PRB index가 제 1 숏 TTI의 NULRB – 1에 연속으로 할당되도록 정의한다.
즉, 상기 제 2 숏 TTI의 가장 낮은 주파수 대역에 대한 PRB index는 NULRB이 되고, PRB 단위마다 ‘1’씩 증가하여 가장 높은 주파수 대역에 대한 PRB index는 2NULRB – 1이 할당된다.

다음 방법 2에 대해 살펴본다.
방법 2: DCI 포맷 0 의 자원 할당 블록 필드 및 PHICH 의 lowest PRB index( IPRB_RA ) 필드의 수정
본 명세서에서 제안하는 (숏 TTI를 포함하는) 새로운 물리 프레임 구조가 레거시 프래임에서와 동일하게 하나의 TTI에 대해 하나의 서브프래임(Subframe:SF)으로 구성되고, 상기 서브프래임에 대해 PRB index가 할당된다고 가정하는 경우, 상향링크 자원 할당을 위한 DCI format 0은 시간 자원으로 분리된 2개의 숏 TTI(제 1 숏 TTI, 제 2 숏 TTI)를 구분할 필요가 있다.
이를 구분하기 위해 아래와 같이 2가지 방법을 정의할 수 있다.
방법 2-1: 2개의 숏 TTI를 구분하기 위한 서브프래임 오프셋을 지시하는 1 bit 지시자
방법 2-2: 자원 블록 할당 필드의 RIV 수정
먼저, 방법 2-1에 대해 도 28을 참조하여 살펴본다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 새로운 DCI 포맷 0의 구조를 나타낸 도이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 각 슬롯 내에 서로 다른 길이의 TTI가 2개(제 1 숏 TTI, 제 2 숏 TTI) 존재하고, 상기 2개의 TTI에 대한 제어 정보를 슬롯 단위의 하향링크 제어 채널을 통해 전송하는 경우, 상향링크 자원 할당이 제 1 숏 TTI에 대한 자원 할당인지 또는 제 2 숏 TTI에 대한 자원 할당인지를 알리는 지시자(또는 인식자)가 필요하다.
상기 지시자(2810)는 2개의 숏 TTI를 구별하기 위한 지시자로서, 서브프래임 오프셋을 지시하는 정보로 정의될 수 있으며, 상기 지시자는 상기 DCI 포맷 0에 포함된다.
일 예로, 상기 지시자가 ‘0b0’으로 설정된 경우, UL 자원 할당은 제 1 숏에 TTI에 대한 자원 할당임을 지시하고, ‘0b1’로 설정된 경우, UL 자원 할당은 제 2 숏 TTI에 대한 자원 할당임을 지시한다.
참고로, 도 28의 나머지 필드에 대해서도 간략히 살펴본다.
1) 캐리어 지시자(Carrier indicator) - 0 또는 3 비트로 구성된다.
2) DCI 포맷 0와 포맷 1A를 구분하기 위한 플래그 – 1 비트로 구성되며, 0 값은 DCI 포맷 0를 지시하고, 1 값은 DCI 포맷 1A를 지시한다.
3) 주파수 도약(hopping) 플래그(FH) – 1 비트로 구성된다. 이 필드는 필요한 경우 해당 자원 할당의 최상위 비트(MSB: Most Significant bit)를 다중 클러스터(multi-cluster) 할당을 위해 사용될 수 있다.
4) 자원 블록 할당(Resource block assignment,2820)
5) 변조 및 코딩 기법(MCS: Modulation and coding scheme)과 리던던시 버전(RV: Redundancy Version) – 5 비트로 구성된다.
6) 새로운 데이터 지시자(NDI: New data indicator) – 1 비트로 구성된다.
7) PUSCH를 위한 TPC(Transmit Power Control) 커맨드 – 2 비트로 구성된다.
8) DMRS(demodulation reference signal)을 위한 순환 쉬프트(CS: cyclic shift)와 직교 커버 코드(OC/OCC: orthogonal cover/orthogonal cover code)의 인덱스 – 3 비트로 구성된다.
9) 상향링크 인덱스 – 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성 0 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
10) 하향링크 할당 인덱스(DAI: Downlink Assignment Index) – 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration) 1-6 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
11) 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 요청 – 1 또는 2 비트로 구성된다. 여기서, 2 비트 필드는 하나 이상의 하향링크 셀이 설정된 단말에 단말 특정(UE specific)하게 해당 DCI가 C-RNTI(Cell-RNTI)에 의해 매핑된 경우에만 적용된다.
12) 사운딩 참조 신호(SRS: Sounding Reference Signal) 요청 – 0 또는 1 비트로 구성된다. 여기서, 이 필드는 스케줄링하는 PUSCH가 단말 특정(UE specific)하게 C-RNTI에 의해 매핑되는 된 경우에만 존재한다.
13) 자원 할당 타입(Resource Allocation type) - 1 비트로 구성된다.
DCI 포맷 0 내에 정보 비트의 수가 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기(추가된 패딩 비트 포함)보다 작은 경우, DCI 포맷 0에 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기가 같아지도록 0이 추가된다.

다음, 방법 2-2에 대해 도 29를 참조하여 살펴본다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 자원 지시 값(RIV)를 이용하여 PRB 인덱스를 할당하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
먼저, 이해의 편의를 위해, 상향링크 자원 할당(UL Resource Allocation) 방법에 대해 간략히 살펴보고, 본 명세서에서 제안하는 방법을 살펴본다.
상향링크 DCI 포맷(예를 들어, DCI 포맷 0)을 전달하는 PDCCH/EPDCCH에 대하여 두 가지의 상향링크 자원 할당 방식이 지원된다.
상향링크 DCI 포맷은 연속된 자원 블록으로 구성된 하나의 자원을 상향링크 자원 할당으로 지시하는 방법(타입 0)과 연속된 자원 블록으로 구성된 두 개의 자원을 상향링크 자원 할당으로 지시하는 방법(타입 1)을 지원한다.
상향링크 DCI 포맷에 자원 할당 타입 비트가 존재하지 않는 경우, 자원 할당 타입 0만이 지원된다.
반면, 상향링크 DCI 포맷에 자원 할당 타입 비트가 존재하는 경우, 자원 할당 타입 비트가 '0' 값을 가지면 자원 할당 타입 0을 지시하고, 그렇지 않은 경우 자원 할당 타입 1이 지시된다. UE는 검출된 상향링크 DCI 포맷을 전달하는 PDCCH/EPDCCH 내 자원 할당 타입 비트에 따라 자원 할당 필드를 해석한다.
상향링크 자원 할당 타입 0에 따른 자원 할당 정보는 스케줄링된 UE에게 연속적으로 할당된 가상 자원 블록(VRB: virtual resource block) 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000049
)를 지시한다. 스케줄링 그랜트(scheduling grant) 내 자원 할당 필드는 시작 자원 블록(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000050
) 및 연속적으로 할당되는 자원 블록의 길이(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000051
)에 상응하는 자원 지시 값(RIV: resource indication value)을 포함한다.
Figure PCTKR2015013053-appb-I000052
가 만족하는 경우, RIV는 아래 수학식 4와 같이 정의되고, 그렇지 않은 경우 RIV는 아래 수학식 5와 같이 정의된다.
여기서,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000053
는 상향링크 대역폭에서 전체 자원 블록(RB)의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2015013053-appb-M000004
Figure PCTKR2015013053-appb-M000005
한편, 상향링크 자원 할당 타입 1에 대한 자원 할당 정보는 스케줄링된 UE에게 두 개의 자원 블록 세트를 지시한다. 여기서, 각 세트는 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원 블록 그룹(RBG: resource block group)을 포함한다.
RBG의 크기는 아래 표 6과 같다.
System Bandwidth
Figure PCTKR2015013053-appb-I000054
 RBG Size
(P)
≤10 1
11 – 26 2
27 – 63 3
64 – 110 4
자원 할당을 지시하기 위하여, 자원 블록 세트 1의 시작 RBG 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000055
)와 마지막 RBG 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000056
) 및 자원 블록 세트 2의 시작 RBG 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000057
)와 마지막 RBG 인덱스(
Figure PCTKR2015013053-appb-I000058
)에 상응하는 조합 인덱스(combinatorial index)(r)은 아래 수학식 6과 같이 정의된다.
Figure PCTKR2015013053-appb-M000006
수학식 6에서 M=4이고,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000059
이다.
본 명세서에서 제안하는 방법은, 기존의 자원 블록 할당(resource block assignment) 필드의 자원 지시 값(RIV)을 각 숏 TTI 별로 아래 수학식 7 내지 수학식 10과 같이 변경하여 사용할 것을 정의한다.
즉, 제 1 숏 TTI에 대한 RIV인 경우, 아래 수학식 7 및 8이 적용되고, 제 2 숏 TTI에 대한 RIV인 경우, 아래 수학식 9 및 10이 적용된다.
또한,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000060
가 만족하는 경우, RIV는 아래 수학식 7 및 9와 같이 정의되고, 그렇지 않은 경우 RIV는 아래 수학식 8 및 10과 같이 정의된다.
여기서,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000061
는 상향링크 대역폭에서 전체 자원 블록(RB)의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2015013053-appb-M000007
Figure PCTKR2015013053-appb-M000008
Figure PCTKR2015013053-appb-M000009
Figure PCTKR2015013053-appb-M000010
예를 들면, NULRB = 6인 경우, 제 1 숏 TTI에 대한 RIV = 0 ~ 23이 할당되고, 제 2 숏 TTI에 대한 RIV = 24 ~ 47이 할당된다.
또한, NULRB = 15인 경우, 제 1 숏 TTI에 대한 RIV = 0 ~ 119가 할당되고, 제 2 숏 TTI에 대한 RIV = 120 ~ 239가 할당된다.

또한, 본 명세서는 2개의 TTI(제 1 숏 TTI, 제 2 숏 TTI)를 통해 서로 다른 시간 자원으로 전송된 UL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK이 동일 PHICH 채널로 전송되는 경우, 서로 다른 시간 자원에 대해 전송된 UL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK을 구분해 주어야 한다.
따라서, 본 명세서는 서로 다른 PHICH 자원으로의 매핑을 위한 방법으로 앞서 살핀 PHICH 자원 매핑에의 수학식 2 및 3을 각 숏 TTI 별로 적용하며, 제 2 숏 TTI에서의
Figure PCTKR2015013053-appb-I000062
를 아래와 같이 새롭게 정의한다.
즉, 각 숏 TTI에서의 PHICH 자원 매핑은 수학식 2 및 3을 따르도록 하되, 제 2 숏 TTI에서의 PHICH 자원 매핑 시,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000063
를 아래와 같이 정의한다.
제 2 숏 TTI에서의 PHICH 자원 매핑 시, 적용되는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000064
는 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
Figure PCTKR2015013053-appb-I000065
와 같다.
반면, PDCCH와 관련된 PUSCH의 두번째 전송 블록인 경우에는
Figure PCTKR2015013053-appb-I000066
과 같다.
여기서,
Figure PCTKR2015013053-appb-I000067
는 대응하는 PUSCH 전송의 첫번째 슬롯의 가장 낮은 PRB 인덱스에 해당한다.

새로운 물리 프래임 구조에서의 단말 동작
본 명세서에서 제안하는 숏 TTI를 포함하는 새로운 물리 프래임 구조에서 단말은 아래 3가지 경우에 따라 동작할 수 있다.
(1) 경쟁 자원이 설정되지 않은 경우
(2) 경쟁 자원과 스케줄링된 자원이 TDM 방식으로 설정된 경우
(3) 긴급 시그널(Urgent Signal:US)에 의한 긴급 자원을 이용하는 경우
상기 (1) 내지 (3)에 따른 단말의 동작 방법에 대해 도 30 내지 도 33을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 30은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는 새로운 물리 프래임 구조에서 앞의 (1)의 경우 즉, 경쟁 자원이 설정되지 않은 경우의 단말 동작 방법을 나타낸다.
경쟁 자원이 설정되지 않은 경우는 도 12에서 살핀 스케쥴링 기반의 상향링크 자원 할당 방법이 적용될 수 있다.
도 30에서 실선으로 표시된 부분은 제 1 숏 TTI와 관련된 절차를 나타내며, 점선으로 표시된 부분은 제 2 숏 TTI와 관련된 절차를 나타낸다.
즉, 단말은 전송할 UL 데이터가 상기 단말의 버퍼에 도착한 경우, 상기 단말은 상향링크 자원 요청을 위해 SR(Scheduling Request) 또는 BSR(Buffer Status Report)를 숏 TTI를 포함하는 UL 프래임을 통해 기지국으로 전송한다(S3010).
이후, 상기 기지국은 하향링크 제어 채널(예:sPDCCH)를 통해 상기 단말로 UL 그랜트(grant)를 전송한다(S3020).
여기서, 상기 UL grant는 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI 각각에 대한 UL grant를 포함할 수 있다.
또한, 상기 UL grant는 도 28에서 살핀 해당 UL grant가 제 1 숏 TTI 또는 제 2 숏 TTI 중 어느 TTI에 대한 UL 자원 할당인지를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기지국은 상향링크 채널을 제어하기 위한 특정 심볼의 하향링크 채널을 이용하여 단말 ID로 CRC 마스킹(masking)된 UL grant를 전송할 수 있다.
즉, 도 23 및 도 25에서 살핀 것처럼, 상기 기지국은 DL 프래임에서 제 1 숏 TTI의 첫 번째 심볼을 통해 UL에 대한 하향링크 제어 정보(예:단말 ID로 CRC 마스킹된 UL grant)를 상기 단말로 전송할 수 있다.
상기 UL grant는 슬롯 단위로 상기 단말로 전송될 수 있으며, 상기 UL grant는 상기 UL grant의 전송 시점으로부터 특정 시간 이후의 UL data 전송 자원에 대한 스케줄링 정보를 나타낸다.
상기 UL grant는 살핀 것처럼, 특정 시간 자원에 대한 정보(자원 할당이 제 1 숏 TTI 또는 제 2 숏 TTI 중 어느 것인지를 구별하는 정보)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 단말은 주파수 자원뿐만 아니라 시간 자원에 대한 정보를 상기기지국으로부터 함께 수신하여 특정 SF에 대한 자원을 할당 받을 수 있다.
이후, 상기 단말은 S3020 단계에서 수신된 UL grant에 기초하여 상기 기지국으로 UL data를 전송한다(S3030).
이후, 상기 단말은 UL data에 대한 PHICH ACK/NACK을 상기 기지국으로부터 수신하기 위해 특정 시간의 하향링크 제어 채널(PHICH)를 앞서 살핀 ‘숏 TTI에 대한 PRB 및 PHICH 인덱스 할당 방법’에서 제안된 정의 및 수식을 이용하여 모니터링한다(S3040).
이후, 상기 단말은 상기 수신된 PHICH ACK/NACK에 기초하여 상기 기지국으로 UL data의 재전송을 수행할 수 있다.
즉, 상기 단말은 PHICH를 통해 NACK을 수신한 경우 UL data의 재전송(retransmission)을 수행한다(S3050).

도 31은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는 새로운 물리 프래임 구조에서 앞의 (2)의 경우 즉, 경쟁 자원과 스케쥴링된 자원이 TDM 방식으로 설정된 경우의 단말 동작 방법을 나타낸다.
도 31에서 실선으로 표시된 부분은 제 1 숏 TTI와 관련된 절차를 나타내며, 점선으로 표시된 부분은 제 2 숏 TTI와 관련된 절차를 나타낸다.
즉, 도 31의 경우 제 1 숏 TTI에서는 스케쥴링 기반의 상향링크 자원 할당 방법이, 제 2 숏 TTI에서는 경쟁 기반의 상향링크 자원 할당 방법이 적용되는 것을 볼 수 있다.
도 31을 참조하면, 단말은 전송할 UL 데이터가 버퍼에 도착한 경우, 경쟁 자원을 이용하여 UL data를 전송할지 또는 스케줄링 요청을 통해(즉, 스케쥴링 기반으로) UL data를 전송할지를 결정한다.
만약 상기 단말이 스케줄링 요청을 통해 UL data의 전송을 결정한 경우, 도 30의 방법을 통해 UL data 송수신 절차를 수행한다.
만약 상기 단말이 경쟁 자원을 통해 UL data의 전송을 결정한 경우, 상기 단말은 SR 또는 BSR 전송없이 경쟁 자원을 통해 바로 UL 데이터를 기지국으로 전송한다.
도 31에서는 제 1 숏 TTI를 통한 UL data는 스케쥴링 기반으로 전송되는 것으로, 제 2 숏 TTI를 통한 UL data는 경쟁 기반으로 전송되는 것으로 가정한다.
여기서, 상기 경쟁 자원은 슬롯 당 제 2 숏 TTI(또는 2nd TTI)에 대해 자원이 설정되어 있을 수 있다.
이 때, 상기 경쟁 자원을 통해 UL 데이터를 전송한 단말은 해당 UL 데이터의 성공적인 전송 여부를 확인하기 위해 특정 시간의 하향링크 PHICH 채널을 앞서 살핀 ‘숏 TTI에 대한 PRB 및 PHICH 인덱스 할당 방법’에서 제안된 정의 및 수식을 이용하여 모니터링 한다.
이후, 상기 단말은 상기 수신된 PHICH ACK/NACK에 기초하여 상기 기지국으로 UL data의 재전송을 수행할 수 있다.
즉, 상기 단말은 PHICH를 통해 NACK을 수신한 경우 UL data의 재전송(retransmission)을 수행한다.

도 32 및 도 33은 본 명세서에서 제안하는 물리 프래임 구조를 이용한 상향링크 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예들을 나타낸 도이다.
도 32 및 도 33은 본 명세서에서 제안하는 새로운 물리 프래임 구조에서 앞의 (3)의 경우 즉, 긴급 시그널(US)에 의한 긴급 자원을 이용하는 경우의 단말 동작 방법을 나타낸다.
먼저, 단말은 전송할 긴급 데이터가 버퍼에 도착한 경우, 긴급 시그널(Urgent Signal:US)를 기지국으로 전송함으로써 긴급 데이터의 자원 할당을 요청한다.
이후 상기 단말은 자신에게 할당되는 (긴급 데이터 전송을 위한) UL 자원을 PHICH를 통해 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
즉, 상기 단말은 슬롯당 전송되는 PHICH 채널을 모니터링 함으로써 상기 UL자원을 수신할 수 있다.
여기서, 상기 PHICH 채널은 제 1 숏 TTI의 첫 번째 또는 두 번째 심볼을 통해서 상기 단말로 전송될 수 있다.
다음, 상기 PHICH를 통해 자신의 상향링크 자원을 확인한 단말은 상기 할당 받은 자원을 통해 긴급 데이터를 상기 기지국으로 전송한다.
도 32는 단말이 제 1 숏 TTI(또는 1st TTI)에서 US를 기지국으로 전송한 경우의 일 예이고, 도 32a 및 도 32b는 (1) 긴급 데이터(Urgent data)를 PHICH 수신 서브프래임 바로 다음 서브프래임(subframe:SF)에서 전송하거나(도 32b) 또는 (2) 긴급 데이터(Urgent data)를 PHICH 수신 서브프래임으로부터 1 SF 이후에 전송하는 경우(도 32a)를 나타낸다.
도 33은 도 32와 달리, 단말이 제 2 숏 TTI(또는 2nd TTI)에서 US를 전송한 경우의 일 예이고, 도 33a 및 도 33b는 (1) 긴급 데이터(Urgent data)를 PHICH 수신 서브프래임 바로 다음 서브프래임(subframe:SF)에서 전송하거나(도 33b) 또는 (2) 긴급 데이터(Urgent data)를 PHICH 수신 서브프래임으로부터 1 SF 이후에 전송하는 경우(도 33a)를 나타낸다.

도 34는 본 명세서에서 제안하는 숏 TTI 무선 프레임 구조에서의 무선 송수신 지연을 예시하는 도면이다.
도 34에서는 1 TTI가 3 심볼(즉, 0.213ms)로 설정되는 경우, 하향링크 송수신 구현 관점으로 무선 송수신 지연을 예시한다.
도 34를 참조하면, 기지국(eNB)이 하향링크 데이터의 전송을 시작한 시점에서부터 단말(UE)이 하향링크 데이터의 수신을 시작하기까지 확산 지연(PD: Propagation Delay)이 발생한다.
그리고, 단말이 하향링크 데이터의 디코딩 전에 하향링크 데이터를 버퍼링(Buff: Buffering)하게 되면서, 버퍼링 지연이 발생한다.
단말에서의 버퍼링으로 인한 지연은 총 약 0.071ms 소요될 수 있다.
단말에서 하향링크 데이터(및 제어 정보) 디코딩으로 인한 프로세싱 지연(processing delay)은 약 0.525ms 미만이 소요될 수 있다.
이처럼, 기지국에서 단말로의 단 방향 무선 레이턴시(one-way OTA(Over-To-Air) Latency)는 약 0.6ms 미만이 소요될 수 있다.
그리고, 단말에서 A/N(ACK/NACK) 준비(Prep: Preparation)(예를 들어, ACK/NACK 인코딩 등)를 위한 지연과 A/N의 전송 시 발생되는 확산 지연(PD)은 총 약 0.3ms 미만이 소요된다.
위와 같이, 단 방향 데이터 전송에 대하여 송신측(예를 들어, 기지국)에서 수신측(예를 들어, 단말)으로부터 ACK/NACK 수신까지의 총 왕복 무선 레이턴시(Roundtrip OTA Latency)에 약 1ms가 소요될 수 있다.
결국, 본 발명의 숏 TTI (무선) 프레임 구조를 이용함으로써 앞서 도 19와 비교하면 총 왕복 무선 레이턴시(Roundtrip OTA Latency)은 약 3ms가 감소되는 효과를 가질 수 있는 것을 볼 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 35는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 35를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(3510)과 기지국(3510) 영역 내에 위치한 다수의 단말(3520)을 포함한다.
기지국(3510)은 프로세서(processor, 3511), 메모리(memory, 3512) 및 RF부(radio frequency unit, 3513)을 포함한다. 프로세서(3511)는 앞서 도 1 내지 도 34에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(3511)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(3512)는 프로세서(3511)와 연결되어, 프로세서(3511)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(3513)는 프로세서(3511)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(3520)은 프로세서(3521), 메모리(3522) 및 RF부(3523)을 포함한다. 프로세서(3521)는 앞서 도 1 내지 도 34에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(3521)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(3522)는 프로세서(3521)와 연결되어, 프로세서(3521)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(3523)는 프로세서(3521)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(3512, 3522)는 프로세서(3511, 3521) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(3511, 3521)와 연결될 수 있다.
또한, 기지국(3510) 및/또는 단말(3520)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 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 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 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(firmware), 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, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 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.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신을 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 (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 데이터(data)를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
    무선 프래임(radio frame)을 통해 기지국과 상기 데이터(data)를 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 무선 프래임은 하향링크(downlink:DL) 무선 프래임 및 상향링크(uplink:UL) 무선 프래임을 포함하며,
    상기 무선 프래임은 레거시(legacy) TTI(Transmission Time Interval) 및 숏(short) TTI를 포함하며,
    상기 레거시 TTI는 두 개의 슬롯(Slot)을 포함하며,
    상기 레거시 TTI에 포함되는 각 슬롯은 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI를 포함하며,
    상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI는 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region) 및 데이터 채널이 할당되는 데이터 영역(data region)을 포함하며,
    상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 상향링크 전송과 관련된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Inforamtion:DCI)는 상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 숏 TTI는 4 심볼(symbol)들로 구성되며, 상기 제 2 숏 TTI는 3 심볼들로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 숏 TTI의 제어 영역은 1 심볼 또는 2 심볼들로 구성되며, 상기 제 2 숏 TTI의 제어 영역은 1 심볼로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 무선 프래임의 숏 TTI를 통해 복조 참조 신호(Demodulation Reference Siganl:DMRS)를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 DMRS는 상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 데이터 영역 내 1 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 DMRS는 상기 제 1 숏 TTI의 제어 영역 내 2 심볼들을 통해 전송되며,
    상기 제 2 숏 TTI의 제어 영역 내 1 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 숏 TTI와 상기 제 2 숏 TTI의 특정 심볼이 겹치는 경우, 상기 겹치는 영역을 통해 상기 DMRS를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역을 통해 상향링크 그랜트(UL grant)를 포함하는 DCI 포맷(format)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 DCI 포맷은 상기 상향링크 그랜트가 상기 제 1 숏 TTI에 대한 자원 할당인지 또는 상기 제 2 숏 TTI에 대한 자원 할당인지를 지시하는 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 지시자는 상기 제 1 숏 TTI 또는 상기 제 2 숏 TTI를 구별하는 서브프래임 오프셋(subframe offset)인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 DCI 포맷은 자원 지시 값(RIV)를 포함하는 자원 블록 할당(Resource Block Assignment) 필드를 더 포함하며,
    상기 제 1 숏 TTI에 대한 자원 지시 값(RIV)는,
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000068
    인 경우,
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000069
    이며, 그렇지 않은 경우
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000070
    이며,
    상기 제 2 숏 TTI에 대한 자원 지시 값(RIV)는,
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000071
    인 경우,
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000072
    이며, 그렇지 않은 경우
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000073
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터를 경쟁(contention) 기반의 방식 또는 스케쥴링(scheduling) 기반의 방식 중 어느 방식으로 전송할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 데이터를 상기 경쟁 기반의 방식으로 전송하는 경우, 경쟁 자원을 통해 상기 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 경쟁 자원은 상기 제 2 숏 TTI에 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 전송에 대한 응답을 PHICH(physical HARQ indicator channel) 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 응답은 상기 제 1 숏 TTI 또는 상기 제 2 숏 TTI 중 적어도 하나에 대한 응답인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI에 대한 각각의 응답은 (
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000074
    ,
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000075
    )의 인덱스 쌍(index pair) 형태로 상기 PHICH의 자원에 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 숏 TTI에 대한
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000076
    값은
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000077
    또는
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000078
    이며,
    상기 제 2 숏 TTI에 대한
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000079
    값은
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000080
    또는
    Figure PCTKR2015013053-appb-I000081
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서,
    긴급 자원 할당을 요청하기 위한 긴급 신호(Urgent Signal)를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 요청한 긴급 자원을 PHICH 채널을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 PHICH를 통해 수신된 긴급 자원을 통해 상기 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 무선 통신 시스템에서 데이터(data)를 송수신하기 위한 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    무선 프래임(radio frame)을 통해 기지국과 상기 데이터(data)를 송수신하도록 제어하되,
    상기 무선 프래임은 하향링크(downlink:DL) 무선 프래임 및 상향링크(uplink:UL) 무선 프래임을 포함하며,
    상기 무선 프래임은 레거시(legacy) TTI(Transmission Time Interval) 및 숏(short) TTI를 포함하며,
    상기 레거시 TTI는 두 개의 슬롯(Slot)을 포함하며,
    상기 레거시 TTI에 포함되는 각 슬롯은 제 1 숏 TTI 및 제 2 숏 TTI를 포함하며,
    상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI는 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region) 및 데이터 채널이 할당되는 데이터 영역(data region)을 포함하며,
    상기 제 1 숏 TTI 및 상기 제 2 숏 TTI의 상향링크 전송과 관련된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Inforamtion:DCI)는 상기 하향링크 무선 프래임에 포함되는 제 1 숏 TTI의 제어 영역에 할당되는 것을 특징으로 하는 단말.
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