WO2017010751A1 - 무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for downlink reception of a terminal in a wireless communication system.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for downlink reception of a terminal for a low cost mechanical terminal in a wireless communication system.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • D2D Device to Device communication
  • D2D Device to Device communication
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM
  • SWSC Slide Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA non orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IT intelligent Internet technology services can be provided that collect and analyze data generated from connected objects to create new value in human life.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • the wireless communication system has moved away from providing voice-oriented services in the early days, and high speed packet access (HSPA) of 3GPP, long term evolution (LTE) or evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA), and high rate packet (HRPD) of 3GPP2.
  • HSPA high speed packet access
  • LTE long term evolution
  • E-UTRA evolved universal terrestrial radio access
  • HRPD high rate packet
  • It is evolving into a broadband wireless communication system that provides high-speed, high-quality packet data services, such as communication standards such as Data, UMB (Ultra Mobile Broadband), and IEEE 802.16e.
  • an LTE system adopts an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) scheme in downlink, and a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) scheme in uplink. It is adopted.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • data or control information of each user is classified by assigning and operating such that time-frequency resources for carrying data or control information for each user do not overlap each other, that is, orthogonality is established. do.
  • the LTE system employs a hybrid automatic repeat request (HARQ) scheme in which the data is retransmitted in the physical layer when a decoding failure occurs in the initial transmission.
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • the receiver when the receiver does not correctly decode the data, the receiver transmits NACK (Negative Acknowledgement) indicating the decoding failure to the transmitter so that the transmitter can retransmit the corresponding data in the physical layer.
  • NACK Negative Acknowledgement
  • the receiver combines the data retransmitted by the transmitter with the previously decoded data to improve the data reception performance.
  • the transmitter may transmit an acknowledgment (ACK) indicating the decoding success to the transmitter so that the transmitter may transmit new data.
  • ACK acknowledgment
  • the LTE system adopts a method of allocating resources to terminals according to channel conditions in order to improve downlink reception performance.
  • the base station transmits a channel state information reference signal (CSI-RS) in downlink to allocate resources according to the channel state of the terminal.
  • the terminal measures channel quality information (CQI) based on the CSI-RS and transmits it to the base station.
  • the base station may allocate an optimal frequency resource to the terminal based on the CQI.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for receiving a downlink of a terminal in a wireless communication system.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for downlink reception of a terminal for a low cost mechanical terminal in a wireless communication system.
  • a narrowband DC (direct carrier) of one subcarrier among narrow band frequency resources allocated to the terminal is allocated. current) setting to a subcarrier, receiving a signal for the narrowband frequency resource from a base station, and decoding the received signal based on the set narrowband DC subcarrier.
  • a transceiver for transmitting and receiving signals and a narrow band frequency allocated to the terminal Set a subcarrier of one of the resources to a narrowband direct current (DC) subcarrier, receive a signal for the narrowband frequency resource from a base station, and decode the received signal based on the set narrowband DC subcarrier
  • a terminal including a controlling unit may be provided.
  • a method and apparatus for downlink reception of a terminal in a wireless communication system may be provided.
  • a method and apparatus for downlink reception of a terminal for a low-cost mechanical terminal in a wireless communication system may be provided.
  • the downlink reception bandwidth of the terminal in order to realize low cost and low complexity of a terminal (for example, a low-cost MTC terminal), the downlink reception bandwidth of the terminal has a narrow bandwidth regardless of the system transmission bandwidth of the base station.
  • a method for receiving a downlink signal of a terminal for minimizing the influence of a direct current (DC) offset due to an incomplete radio frequency (RF) characteristic of a low-cost MTC terminal may be provided.
  • the low-cost MTC terminal receives a D.C. Minimizing the influence of the offset and at the same time does not use a subcarrier for transmitting the reference signal in the narrow band for downlink reception, channel estimation and channel equalization is impossible in the subcarrier, so The case where the reception performance is degraded can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a time-frequency domain, which is a radio resource region in which data or a control channel is transmitted in downlink in an LTE system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating mapping of OFDMA subcarriers for data, control channel and signal transmission within a downlink system transmission bandwidth to generate a downlink OFDMA signal in an LTE or LTE-A system according to an embodiment of the present invention. to be.
  • FIG. 3 is a block diagram of a resource block and a system D.C. in a system transmission bandwidth when a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system is 1.4 MHz, 10 MHz, or 20 MHz according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship of a subcarrier.
  • FIG. 4 is a view illustrating a resource block and a system D.C. in a system transmission bandwidth when a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system is 3 MHz, 5 MHz, or 15 MHz according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship with a subcarrier.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a narrowband structure for communication of a low-cost MTC terminal within a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a case in which a low-cost MTC terminal uses CRS for downlink signal demodulation in a first embodiment of the present invention. Narrowband D.C. to prevent subcarriers from matching It is a figure which shows the method of selecting a subcarrier.
  • FIG. 7 illustrates a DMRS structure and narrowband D.C. for M-PDCCH in an LTE or LTE-A system according to a second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the method of selecting a subcarrier.
  • FIG. 8 shows a narrowband D.C. in a third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the method of selecting a subcarrier.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a receiving apparatus of a low-cost MTC terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a detailed block constituting the RF converter 902 among blocks constituting a receiving device of a low-cost MTC terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a detailed block constituting an OFDM receiver 903 among blocks constituting a receiving apparatus of a low-cost MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the base station is a subject performing resource allocation of the terminal, and may be at least one of an eNode B, a Node B, a base station (BS), a wireless access unit, a base station controller, or a node on a network.
  • the terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smart phone, a computer, or a multimedia system capable of performing a communication function.
  • DL downlink
  • UL uplink of a signal transmitted from a terminal to a base station.
  • An embodiment of the present invention is a low-cost mechanical communication terminal (low-cost MTC terminal) limited to narrowband communication with the base station for low cost and low complexity in LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system
  • the low-cost mechanical communication terminal is composed of an RF module and a baseband module that can transmit and receive only in a narrow band at all times regardless of the system transmission bandwidth of the LTE system, thereby reducing the complexity and cost of the terminal.
  • the narrowband transceiver terminal performs transmission and reception by moving to a narrowband set by a base station or a narrowband according to a rule or a pattern among a plurality of narrowbands existing within a system transmission bandwidth.
  • the terminal receiving the downlink is D.C.
  • the base station In order to minimize the effect of the offset and to reduce the complexity of the terminal, the base station is a D.C. No signal is sent to the subcarrier.
  • D.C. in narrowband for inexpensive mechanical communication terminals. Subcarriers corresponding to subcarriers should be used as subcarriers for data and reference signals. Therefore, the low cost mechanical communication terminal is D.C. If the offset is significant, the subcarrier corresponding to the narrow band D.C. shall not be used to minimize the effects of the D.C offset.
  • An embodiment of the present invention provides a D.C.
  • the present invention proposes a method and apparatus for receiving a terminal capable of receiving a base station downlink signal while minimizing an influence of an offset.
  • a narrowband reception bandwidth used by a terminal for example, a low-cost MTC terminal for receiving a downlink signal is smaller than a system transmission bandwidth used by a base station for transmission of a downlink signal, thereby transmitting the system.
  • DC if there are multiple narrowbands within the bandwidth
  • D.C A method of selecting a subcarrier and a method and apparatus for receiving control information and data using the same are provided.
  • an embodiment of the present invention provides a method and apparatus for receiving a terminal for minimizing the influence on data and reference signal reception when a low-cost MTC terminal receives a narrowband downlink signal.
  • the low-cost MTC terminal is a D.C.
  • D.C To minimize performance degradation due to offsets, D.C.
  • a method and apparatus for changing a center frequency of a low-cost MTC terminal to select a subcarrier are provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a time-frequency domain, which is a radio resource region in which the data or control channel is transmitted in downlink in an LTE system.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the minimum transmission unit in the time domain is an OFDMA symbol, in which Nsymb (102) OFDMA symbols are gathered to form one slot 106, and two slots are gathered to constitute one subframe 105.
  • the length of the slot is 0.5ms and the length of the subframe is 1.0ms.
  • the radio frame 114 is a time domain unit consisting of 10 subframes.
  • the minimum transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and the bandwidth of the entire downlink system transmission bandwidth is composed of a total of N BW 104 subcarriers.
  • the basic unit of resource in the time-frequency domain may be represented by an OFDMA symbol index and a subcarrier index as a resource element (RE).
  • the resource block 108 (Resource Block; RB or Physical Resource Block; PRB) is N symb (102) consecutive OFDMA symbols in the time domain and in the frequency domain. It is defined as (110) consecutive subcarriers. Thus, one RB 108 It consists of two REs (112).
  • the minimum transmission unit of data is the above RB unit.
  • the data rate increases in proportion to the number of RBs scheduled to the UE.
  • LTE system six transmission bandwidths are defined and operated.
  • the downlink transmission bandwidth and the uplink transmission bandwidth may be different.
  • the channel bandwidth represents an RF bandwidth corresponding to the system transmission bandwidth.
  • Table 1 shows the correspondence between the system transmission bandwidth and the channel bandwidth defined in the LTE system. For example, an LTE system with a 10 MHz channel bandwidth consists of 50 RBs of system transmission bandwidth.
  • Quadrature Phase Shift Keying QPSK
  • Quadrature Amplitude Modulation (16QAM) Quadrature Amplitude Modulation
  • 64QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • each modulation order (Qm) corresponds to 2, 4, and 6. 2 bits per symbol for QPSK modulation, 4 bits per symbol for 16QAM modulation, and 6 bits per symbol for 64QAM modulation.
  • low-cost / low-complexity UE may be supported through some function limitations of the terminal.
  • Low-cost terminals are expected to be suitable for machine-type communication (MTC) or machine-to-machine (M2M) services, which are primarily aimed at remote meter reading, security, and logistics.
  • MTC machine-type communication
  • M2M machine-to-machine
  • low-cost MTC UE is expected as a means to realize a cellular-based Internet of Things (IoT).
  • the low-cost MTC terminal For the low cost and low complexity required by the low-cost MTC UE, by limiting the receiving antenna of the terminal to one, the cost of the RF element of the terminal is reduced or the transport block size that the low-cost MTC terminal can process It is possible to reduce the data reception buffer cost of the terminal by defining an upper limit.
  • the general LTE terminal has a wideband signal transmission / reception function for a minimum 20 MHz band regardless of the bandwidth of the system transmission band, whereas the low-cost MTC terminal limits the maximum bandwidth for transmission and reception to less than 20 MHz, thereby providing additional low cost and Low complexity can be realized. For example, in an LTE system having a 20 MHz channel bandwidth, an operation of a low-cost MTC terminal supporting only a 1.4 MHz channel bandwidth may be defined.
  • the low-cost MTC terminal having a narrowband smaller than the bandwidth of the system transmission band may include a plurality of defined channels within the system transmission bandwidth.
  • the base station may communicate with the base station in one of the narrow bands.
  • One narrowband for a low-cost MTC terminal is composed of six consecutive RBs, and a plurality of narrowbands are defined so as not to overlap each other within a system transmission bandwidth used by one base station.
  • the low-cost MTC terminal transmits and receives a signal in a narrow band set by the base station to the terminal within the system transmission bandwidth, or transmits and receives a signal in a specific narrow band at a specific time according to a pattern determined for narrow band frequency hopping. can do.
  • a subcarrier located in the middle of a downlink system transmission bandwidth does not map a signal.
  • This subcarrier is referred to as D.C. Subcarrier (Direct Current subcarrier: D.C. subcarrier), and in the present invention, the system D.C. It is called a subcarrier.
  • DC subcarriers have more noise than other subcarriers within the system transmission bandwidth due to imperfect characteristics of terminal radio frequency (eg, direct current offset (DC offset) and local oscillator leakage (LO leakage).
  • the probability of data error is greater than that of other subcarriers.
  • the base station does not transmit data to the system DC subcarrier located in the middle of the system transmission bandwidth.
  • the base station transmits the system transmission bandwidth for downlink transmission and the system transmission bandwidth assumed by the terminal for downlink reception is the same. Therefore, the terminal should be set equal to the downlink reception bandwidth used in the RF and the baseband of the terminal in accordance with the downlink transmission bandwidth used in the base station (RF) and baseband (baseband). For the above reason, the system D.C. corresponding to D.C. in the downlink system transmission bandwidth.
  • the subcarrier is the same at the terminal and the base station.
  • the transmission bandwidth of the narrowband for receiving the downlink signal by the low-cost MTC terminal is different from the system transmission bandwidth for the downlink signal transmission by the base station.
  • the low-cost MTC terminal always has a narrow bandwidth reception bandwidth of 1.4 MHz separately from the system transmission bandwidth. D.C. described above. Since the offset is more severe in the receiver of the terminal than the transmitter of the base station, D.C. per narrowband defined for the low-cost MTC terminal.
  • data reception performance may be degraded and data error probability may increase.
  • the narrowband for the low-cost MTC terminal uses the same resource block definition for the existing terminal, the subband that does not transmit data and reference signals like the system DC subcarrier in the resource block constituting the narrowband. It is difficult to assign a carrier. Therefore, in the embodiment of the present invention, when the base station transmits the downlink signal, the D.C. A signal is transmitted without considering the subcarrier, and the terminal (low-cost MTC terminal) is a D.C.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating mapping of OFDMA subcarriers for data, control channel, and signal transmission within a downlink system transmission bandwidth to generate a downlink OFDMA signal in a current LTE or LTE-A system.
  • the frequency axis 201 for generating a downlink OFDMA signal includes an OFDM subcarrier spacing ( A plurality of subcarriers 202 are positioned in units of 203. A plurality of subcarriers 202 present within the system transmission bandwidth are sent to the subcarrier 202 for transmitting data, control information, reference signals, etc., and to the system DC subcarrier 204 for transmitting no signals. It is composed. As shown in FIG. 2, the system DC subcarrier 204 is located in the middle of the system transmission bandwidth. The system DC subcarrier 204 does not transmit any signal to prevent performance degradation due to DC offset as described above.
  • Subcarrier 202 for transmitting data, control information and reference signals is all Subcarriers, the system DC subcarrier is located in the middle of the N BW subcarriers.
  • Equation 1 is a formula representing a method for generating a downlink OFDMA time domain signal in an LTE or LTE-A system according to the subcarrier mapping shown in FIG. 2.
  • a downlink time domain OFDMA signal corresponding to the antenna port p and the OFDM symbol l in the time domain may be generated as shown in Equation 1. here, ego, , to be. Also, Denotes a QPSK or QAM symbol corresponding to data transmitted from an antenna port p, a subcarrier k, and an OFDM symbol l, control information, or a reference signal. In addition, N CP , l is the number of samples of the cyclic prefix of the OFDM symbol l, Denotes a period of an OFDM symbol.
  • Equation 1 for generating a downlink OFDMA time domain signal as shown in FIG. Can be seen that the system DC subcarrier is not used for data transmission.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a resource block and a system D.C. within a system transmission bandwidth when a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system is 1.4 MHz, 10 MHz, or 20 MHz. It is a figure which shows the relationship of a subcarrier.
  • the number of resource blocks 302 is even in the system transmission bandwidth. In other words, Is even.
  • the resource block 302 is located on both sides of the system DC subcarrier 301.
  • the system DC subcarrier 301 is located in the middle of the system transmission bandwidth.
  • the system DC subcarrier 301 is not included in any resource block 302 located within the system transmission bandwidth. Since the base station uses a resource block 302 as a basic unit for transmitting data to the existing terminal and the low-cost MTC terminal in the downlink, as shown in FIG. It is always transmitted to the terminal regardless of the DC subcarrier.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a resource block and a system D.C. within a system transmission bandwidth when a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system is 3 MHz, 5 MHz, or 15 MHz. It is a figure which shows the relationship with a subcarrier.
  • one resource block 402 is positioned to consist of six subcarriers on both sides with the system DC subcarrier 401 in the middle, and the remaining resource block 403 is a resource block, 402) on both sides
  • the subcarrier 401 is located in the middle of the resource block 402, but is not included in the resource block 402 and is recognized as a separate subcarrier.
  • the resource block 402 located in the middle of the system transmission bandwidth is composed of 13 OFDM subcarriers differently from other resource blocks 403, but the other resource block 403 System DC located in the center of the resource block (403) using only 12 subcarriers for data and control information transmission
  • the subcarrier 401 is not used. Since the base station uses resource blocks 402 and 403 as basic units to transmit data to the existing terminal and the low-cost MTC terminal in downlink, as shown in FIG. 4, data, control information, and reference signals are shown. Dc system It is always transmitted to the terminal regardless of the subcarrier.
  • the low-cost MTC terminal performs transmission and reception with a base station in a narrow band smaller than the bandwidth of the system transmission band for low cost and low complexity. That is, the low-cost MTC terminal performs communication only in a narrow band smaller than the system transmission bandwidth of the base station.
  • a low-cost MTC terminal has a narrowband transmission and reception capability of 1.4 MHz, which is the smallest system transmission bandwidth supported by LTE and LTE-A, and always communicates with a base station only at 1.4 MHz.
  • the base station may have a plurality of narrowbands in the system transmission bandwidth, and may be configured to communicate with the low-cost MTC terminal in a specific narrowband. Also, the base station may set the low-cost MTC terminal to communicate in a specific narrowband at a specific time according to a specific hopping pattern.
  • a narrowband for a low-cost MTC terminal is composed of six consecutive resource blocks, and a plurality of narrowbands are defined so as not to overlap each other within a system transmission bandwidth used by one base station.
  • a resource block for a low-cost MTC terminal since a resource block for a low-cost MTC terminal must be aligned with a resource block used by an existing terminal within a system transmission bandwidth, a resource block for a low-cost MTC terminal. (resource block) is the same as the resource block (resource block) of the existing terminal.
  • the base station does not use data transmission in narrowband. Difficult to place subcarrier Therefore, the low-cost MTC terminal is caused by D.C. If the influence of the offset is large, the terminal appropriately D.C.
  • a subcarrier must be set to puncturing a signal transmitted on the corresponding subcarrier. That is, the terminal is a system D.C. It is required to set a D.C subcarrier in a narrow band different from the subcarrier to process a signal transmitted on the corresponding subcarrier.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a narrowband structure for communication of a low-cost MTC terminal within a downlink system transmission bandwidth of an LTE or LTE-A system.
  • a plurality of narrowbands 501 for low-cost MTC terminals exist within a system transmission bandwidth.
  • the narrow band is a 1.4 MHz band.
  • Each narrowband 501 is composed of six consecutive resource blocks 502, as described above, and resource blocks 502 do not overlap each other.
  • any narrowband 501 is defined by the system D.C.
  • the system D.C Although illustrated as an example of not overlapping with the subcarrier 507, embodiments of the present invention are not limited thereto, and the system D.C. It is also possible to include the subcarrier 507. However, even in this case, the system block D.C. Subcarrier 507 is not included.
  • Each narrowband 501 may be defined in succession from any one end of the system transmission bandwidth, or may be defined in succession from both ends. Alternatively, narrowband 501 may be defined continuously from the middle of the system transmission bandwidth to both ends. However, it is possible to explain what the present invention proposes, regardless of how narrowband 501 is defined within the system transmission bandwidth.
  • the low-cost MTC terminal may receive a downlink signal from the base station in a specific narrowband 501 according to the configuration of the base station or according to a predetermined rule.
  • each resource block 502 constituting the narrow band 501 is a cell transmitted for channel estimation and equalization in addition to the resource elements RE and 508 for data and control information transmission. It consists of a Cell-specific reference signal (CRS) 509 and a null subcarrier 510 for CRS transmitted on a different antenna port.
  • CRS Cell-specific reference signal
  • DMRS demodulation reference signal
  • the subcarrier may be set to the 12th subcarrier 504 of the RB # 2 503 or the first subcarrier 506 of the RB # 3 505 corresponding to the middle of 6 resource blocks.
  • the terminal is D.C. If the offset is large, the signal received in the subcarrier may not be used for downlink signal demodulation. However, the low-cost MTC terminal sets the first subcarrier 506 of the RB # 3 505 as a narrowband DC subcarrier for receiving a downlink signal, and within a subframe corresponding to the corresponding subcarrier 506. Consider not receiving data and CRS in all REs.
  • the UE punctures the data and the CRS transmitted in the corresponding subcarrier.
  • the downlink reception performance is less affected by using an Forward Error Correction (FEC) code.
  • FEC Forward Error Correction
  • the UE punctures the CRS channel estimation performance may be degraded because channel estimation is impossible at the corresponding frequency, which causes degradation of data reception performance of the low-cost MTC terminal. Accordingly, a narrowband D.C. subband suitable for receiving a downlink signal in any narrowband by a low-cost MTC terminal. Criteria for selecting subcarriers are needed.
  • the problem with the collision with the subcarrier may occur not only in the CRS but also when the corresponding UE uses a downlink demodulation reference signal (DMRS) for channel estimation and equalization.
  • the downlink DMRS performs channel estimation and equalization when transmitting an MTC-Physical downlink control channel (MTC-PDCCH) and an MTC-PDSCH (MTC-Physical downlink shared channel) for transmitting control information of a low-cost MTC terminal. May be transmitted to the same terminal.
  • MTC-PDCCH is a physical channel for transmitting control information to the low-cost MTC terminal
  • MTC-PDSCH is a physical channel for transmitting data to the low-cost MTC terminal.
  • a low-cost MTC terminal receives a downlink signal in a specific narrow band, and the terminal transmits the MTC-PDCCH or MTC-PDSCH.
  • the terminal proposes to select a subcarrier corresponding to the DC according to the cell number (Cell ID) of the base station.
  • the UE may select or set a subcarrier to which the CRS is not mapped as a subcarrier corresponding to D.C.
  • the subcarrier k and the OFDM symbol index l of the RE through which the CRS is transmitted in the subframe may be determined through Equation 2.
  • Is the slot index Is the number of resource blocks according to the downlink system transmission bandwidth
  • Is the number of resource blocks in the maximum downlink system transmission bandwidth used in LTE Denotes the number of OFDM symbols in the downlink subframe, respectively.
  • Equation 2 Denotes the cell number of the cell to which the terminal is currently connected. According to Equation 2, it can be seen that the location of the RE for transmitting the CRS depends on the cell number (Cell ID).
  • the terminal is narrowband D.C. according to the cell number of the base station.
  • narrowband D.C narrowband D.C.
  • the problem of not receiving the CRS by the subcarrier can be solved. That is, the CRS mapping position in the cell may be identified based on the cell number, and the UE may select a narrowband D.C. Can be selected by subcarrier. The UE selects a subcarrier in which the CRS is not mapped (or allocated) among the subcarriers closest to the center frequency of the narrowband allocated to the narrowband D.C. Can be set to a subcarrier.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a case in which a low-cost MTC terminal uses CRS for downlink signal demodulation, according to a first embodiment of the present invention.
  • Narrowband D.C. to prevent subcarriers from matching It is a figure which shows the method of selecting a subcarrier.
  • the narrowband 601 through which the physical channel to be demodulated based on CRS is transmitted includes an RE 603 for data transmission and an RE 602 allocated for CRS transmitted by an arbitrary antenna port. And an RE that does not transmit a signal to avoid interference with the CRS transmitted by another antenna port.
  • FIG. 6 a case in which four antenna ports are set will be described. However, even if the antenna ports are 1 or 2, the descriptions of the present invention can be applied without change.
  • the low-cost MTC terminal is a narrowband D.C. N. corresponding to the narrowband to facilitate the RF and baseband implementation of the terminal. It is appropriate to set the subcarrier in the middle of the narrow band. However, in the embodiment of FIG. 6, the low-cost MTC terminal uses the narrowband D.C. C. according to the position of the subcarrier through which the CRS is transmitted to use the CRS for demodulation of the downlink signal according to the first embodiment of the present invention. It is proposed to set a subcarrier.
  • the cell number estimated by the low-cost MTC terminal according to the first embodiment of the present invention is If 604 is satisfied, the terminal proposes to set the DC subcarrier in the corresponding narrow band to the 12th subcarrier 605 of RB # 2 to avoid collision with the CRS on the frequency. That is, the 12th subcarrier 605 of RB # 2 and the 12th subcarrier 605 of RB # 2 to which the CRS is not mapped are selected as the narrowband DC subcarriers.
  • the cell number estimated by the low-cost MTC terminal is If 606 is satisfied, the UE proposes to set the DC subcarrier in the corresponding narrow band as the first subcarrier 607 of RB # 3 to avoid collision with the CRS on the frequency. That is, the 12th subcarrier 605 of RB # 2 and the 12th subcarrier 605 of RB # 2 to which the CRS is not mapped among the first subcarriers of RB # 3 are set as narrowband DC subcarriers.
  • the cell number estimated by the low-cost MTC terminal is If 608 is satisfied, the CRS is not located in two subcarriers corresponding to the middle of the narrowband.
  • the low-cost MTC terminal sets a narrowband DC subcarrier currently received by the terminal to any one of the 12th subcarrier 609 of RB # 2 or the 1st subcarrier 610 of RB # 3 in frequency. It is okay.
  • the terminal When the low-cost MTC terminal configures a narrowband DC subcarrier according to the first embodiment of the present invention, the terminal does not use the QPSK / QAM symbol transmitted on the selected subcarrier for downlink signal demodulation, and instead the corresponding sub
  • the UE demodulates the downlink signal using randomly generated QPSK / QAM symbols or random QPSK / QAM symbols for the carrier.
  • a low-cost MTC terminal When the low-cost MTC terminal receives an MTC downlink control channel (MT-PDCCH) in an arbitrary narrow band for receiving downlink control information, the terminal receives a DMRS (DMRS) for M-PDCCH demodulation. Demodulation Reference Signal). Therefore, the terminal is D.C. Narrowband D.C. not used for downlink reception to minimize the impact of offsets If the subcarrier is the same as the subcarrier for DMRS transmission, channel estimation and equalization cannot be performed in the corresponding RE, resulting in deterioration in reception performance of the M-PDCCH.
  • a low-cost MTC terminal proposes a method of minimizing performance degradation of the M-PDCCH in receiving an M-PDCCH.
  • the M-PDCCH for the low-cost MTC terminal is based on an Enhanced Physical Downlink Control Channel (EPDCCH). Therefore, the DMRS of the M-PDCCH is the same as the DMRS used in the EPDCCH.
  • the subcarrier k and the OFDM symbol index l of the RE through which the DMRS of the EPDCCH is transmitted may be determined through Equation 3.
  • FIG. 7 illustrates a DMRS structure and narrowband D.C. for M-PDCCH in LTE or LTE-A system. It is a figure which shows a subcarrier.
  • one resource block 701 includes an RE 702 for transmitting M-PDCCH control information, an RE 703 for transmitting CRS on an arbitrary antenna port, and a CRS transmitted on another antenna port. In order to minimize the interference, it is composed of an RE 704 which is not used for signal transmission and an RE 705 and 706 for DMRS transmission.
  • the DMRS for RE and M-PDCCH demodulation is divided into an RE 705 for DMRS transmission corresponding to antenna ports 107 and 108 and an RE 706 for DMRS transmission corresponding to antenna ports 109 and 110 according to Equation 3 below.
  • the M-PDCCH uses precoder cycling to improve coverage, so the low-cost MTC terminal uses an antenna port in a resource block 701 in which the M-PDCCH is transmitted for M-PDCCH demodulation. All DMRSs corresponding to 107, 108, 109, and 110 must always be received. Accordingly, when the M-PDCCH for the low-cost MTC terminal is located in a resource block corresponding to the middle of the narrow band (for example, RB # 2 or RB # 3 in FIG.
  • the terminal is M-
  • the low-cost MTC terminal uses a narrowband DC in consideration of the DMRS.
  • the subcarrier must be selected.
  • the UE selects a narrowband D.C. subcarrier in which the DMRS is not mapped (or assigned) among the subcarriers closest to the center frequency of the narrowband allocated to the terminal. Can be set to a subcarrier.
  • the low-cost MTC terminal is a D.C.
  • D.C In order to minimize performance degradation of M-PDCCH due to offset, D.C. It is proposed to select a subcarrier as a subcarrier for which DMRS is not transmitted.
  • the M-PDCCH for the low-cost MTC terminal is located in a resource block corresponding to the middle of a narrow band (for example, RB # 2 or RB # 3 in FIG. 7), the terminal uses a DMRS channel For estimation, the 11th subcarrier 710 and 12th subcarrier 709 of RB # 2 and the 1st subcarrier 708 and 2nd subcarrier 707 of RB # 3 should always be received.
  • the low-cost MTC terminal selects a subcarrier corresponding to a narrowband DC as the 10th subcarrier 711 of RB # 2 or the 3rd subcarrier 712 of RB # 3 for M-PDCCH reception. Suggest.
  • the low-cost MTC terminal may select a subcarrier corresponding to a narrowband DC from any one of a tenth subcarrier 711 of RB # 2 or a third subcarrier 712 of RB # 3.
  • another subcarrier may be selected. That is, when the CRS is transmitted in the 10th subcarrier 711 of RB # 2, the low-cost MTC terminal selects the 3rd subcarrier 712 of the RB # 3 in the narrowband D.C. If the CRS is transmitted in the third subcarrier 712 of RB # 3, the 10th subcarrier 711 of RB # 2 is selected as the narrowband D.C. Can be selected by subcarrier.
  • the terminal selects a narrowband D.C. subcarrier in which the CRS and the DMRS are not mapped (or assigned) among the subcarriers closest to the center frequency of the narrowband allocated to the terminal. Can be set to a subcarrier.
  • the low-cost MTC terminal is a narrowband D.C.
  • the present invention proposes a low-cost MTC terminal reception method for minimizing M-PDCCH reception performance degradation when one subcarrier is selected among subcarriers through which DMRS for M-PDCCH demodulation is transmitted.
  • the low-cost MTC terminal uses the narrowband D.C. N. subcarrier 709 of RB # 2 or the first subcarrier 708 of RB # 3 as a subcarrier corresponding to the middle of the narrowband. In case of selecting a subcarrier, the terminal selects a narrowband D.C.
  • the low-cost MTC terminal is a narrowband D.C. It is proposed that the channel estimate value in the DMRS corresponding to the subcarrier is replaced with the channel estimate value in another DMRS.
  • the channel estimation value used instead is narrowband D.C.
  • the same antenna port as the DMRS corresponding to the subcarrier is used and the value estimated from the nearest DMRS is used.
  • the low-cost MTC terminal is a narrowband D.C.
  • the terminal cannot receive DMRSs corresponding to antenna ports 107 and 108 in the corresponding subcarrier.
  • the channel estimates for the antenna ports 107 and 108 in the subcarrier 709 may be replaced from the channel estimates for the antenna ports 107 and 108 in the subcarrier 707.
  • the low-cost MTC terminal selects the first subcarrier 708 of RB # 3 in the narrowband D.C.
  • the terminal cannot receive DMRSs corresponding to antenna ports 109 and 110 in the corresponding subcarrier.
  • the channel estimates for antenna ports 109 and 110 in the corresponding subcarrier 708 may be replaced by the channel estimates for antenna ports 109 and 110 in the subcarrier 710.
  • the position of the RE where the DMRS is transmitted may be changed for each antenna port according to a transmission mode set by the base station for each terminal.
  • the MTC-PDSCH should be received in the transmission mode set according to the configuration of the base station, and the DMRS should be received and channel estimation performed at the location of the RE determined according to the transmission mode. Therefore, the low-cost MTC terminal receiving the MTC-PDSCH is also D.C.
  • the subcarrier to which DMRSs are transmitted is narrowband D.C. Narrowband D.C. to match subcarriers It is proposed to change the subcarrier.
  • the low-cost MTC terminal is a narrowband D.C.
  • the terminal does not use the QPSK / QAM symbol transmitted on the selected subcarrier for M-PDCCH demodulation, but instead the QPSK / QAM symbol generated randomly by the terminal for the corresponding subcarrier or random. Demodulate the downlink signal using the QPSK / QAM symbol.
  • FIG. 8 shows a narrowband D.C. in a third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the method of selecting a subcarrier.
  • the base station In the base station to transmit the MTC-PDCCH and MTC-PDSCH to the low-cost MTC terminal, depending on the TBS (Transport block size) to be transmitted or the coverage enhancement value required for the terminal to receive the corresponding downlink signal without error,
  • the entire resource block constituting the band may be used or only some resource blocks constituting the narrow band may be used. If the base station uses only some of the resource blocks 801 constituting the narrow band as shown in Figure 8 to transmit the downlink signal to the corresponding low-cost MTC terminal, the remaining resource block 803 is another low-cost MTC It can be used to transmit a downlink signal to a terminal or a general LTE terminal.
  • the base station uses the entire resource block constituting the narrow band in transmitting the MTC-PDCCH and the MTC-PDSCH to the low-cost MTC terminal, D.C. Narrowband D.C. according to the first or second embodiment described above in order to minimize the effect of the offset.
  • the subcarrier must be selected.
  • the low-cost MTC terminal is a D.C.
  • the narrowband D.C It is proposed to select a subcarrier.
  • the base station transmits the MTC-PDCCH and the MTC-PDSCH to the low-cost MTC UEs.
  • Some of the resource blocks constituting the narrow band (for example, RB # k + 2, RB # k + 3, If only RB # k + 4 is configured as a combination of all or some of the resource blocks) 801, the low-cost MTC terminal is a narrow-band DC out of the subcarriers of the unallocated resource block 803 Restrict setting a subcarrier.
  • the narrowband DC subcarrier is effective to set the subcarrier adjacent to the resource block used for MTC-PDCCH and MTC-PDSCH received by the low-cost MTC terminal as the narrowband DC subcarrier 805, the present invention is effective. Does not limit this, and depending on the implementation, DC to any subcarrier of the resource block 803
  • the subcarrier may be set. Since the base station presets the narrowband for receiving the MTC-PDCCH and the location of the resource block used in the narrowband to the terminal in advance, the terminal can receive the D.C. Subcarrier setting is possible. In addition, since the UE can know the location of the narrowband for MTC-PDSCH reception and the location of the resource block used in the narrowband by using downlink control information (DCI) transmitted by the base station, D.C. Subcarrier setting is possible.
  • DCI downlink control information
  • a low-cost MTC terminal is a subcarrier in a resource block belonging to another narrow band instead of a narrow band in which a base station transmits an MTC-PDCCH and an MTC-PDSCH to the terminal.
  • Narrowband DC The method of selecting subcarriers. In this case, the method may be used regardless of whether the base station uses the entire resource block configuring the narrow band in transmitting the MTC-PDCCH and the MTC-PDSCH to the low-cost MTC terminal.
  • the low-cost MTC terminal is narrowband #k.
  • the subcarrier can be set.
  • the terminal In order to realize another method of configuring the third embodiment of the present invention, the terminal always needs a wider RF and baseband bandwidth than the narrow bandwidth transmission bandwidth.
  • the UE may narrow the data symbols as well as the reference signal in the allocated resource block for receiving the downlink signal. There is an advantage that all can be received without loss by the subcarrier.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a receiving apparatus of a low-cost MTC terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a reception apparatus of a low-cost MTC terminal includes an antenna 901, an RF converter 902, an OFDM receiver 903, a decoder 904, and a controller 905 capable of narrowband reception. It is composed.
  • the configuration of the terminal is not limited to this.
  • the terminal may be configured as a transceiver for transmitting and receiving signals and a controller for controlling the overall operation of the terminal.
  • the antenna 901 of the low-cost MTC terminal converts a downlink passband signal transmitted from the base station into an electrical signal and transmits the converted signal to the RF converter 902.
  • the RF converter 902 down-converts the signal transmitted from the antenna 901 to the baseband and filters the narrowband that the terminal should receive.
  • a low-cost MTC terminal is determined according to the first, second, and third embodiments of the present invention. Narrowband DC According to the subcarrier, the center frequency used by the UE for downconversion is changed. This will be described in detail with reference to FIG. 10.
  • the downlink signal converted to the baseband by the RF converter 902 is transferred to the OFDM receiver 903 to perform OFDM demodulation.
  • the OFDM receiver 903 includes a cyclic prefix remover, a Fast Fourier Transmform (FFT) processor, a remapper, and the like, and converts an OFDM signal into a QPSK / QAM signal.
  • FFT Fast Fourier Transmform
  • the narrowband D.C. selected by the low-cost MTC terminal according to the first, second and third embodiments of the present invention.
  • the UE does not use for demodulation.
  • the UE may replace the subcarrier with a randomly generated QPSK / QAM symbol or a fixed specific QPSK / QAM symbol.
  • the QPSK / QAM symbol generated in the OFDM receiver extracts a bit level signal transmitted from the base station from the QPSK / QAM symbol in the decoder 904 and between the base station transmitter and the terminal receiver according to the error correction code for the received bit.
  • the error that may occur in the controller is corrected and transmitted to the controller 905.
  • the controller 905 controls the operation of the terminal according to the type of information received from the base station, or serves to deliver the received information to the upper layer.
  • the control unit of the terminal sets a subcarrier of one of narrowband frequency resources allocated to the terminal as a narrowband direct current (DC) subcarrier, and sets the narrowband from the base station. Receives a signal for a frequency resource, and may be controlled to decode the received signal based on the set narrowband DC subcarrier.
  • the narrowband DC subcarrier may be one subcarrier selected from among subcarriers constituting a resource block included in the narrowband.
  • control unit may control to select a subcarrier at a close distance from the center frequency of the narrowband among subcarriers other than the subcarrier to which the reference signal is mapped in the narrowband.
  • the control unit based on the cell ID (cell ID), the narrowband DC to the subcarrier other than the subcarrier mapped to the cell-specific reference signal (CRS, cell-specific reference signal) It can be controlled to select by subcarrier.
  • the controller may control to select a subcarrier except a subcarrier to which a demodulation reference signal (DMRS) is mapped as a narrowband DC subcarrier.
  • the control unit may control to select the narrowband DC subcarrier in a band other than the partial frequency band allocated to the terminal among the narrowband frequency resources when a portion of the narrowband is allocated to the terminal. have.
  • the control unit may further control the narrowband D.C. at a frequency resource allocated to a narrowband other than the narrowband. It may be controlled to select a subcarrier.
  • At least one information of a reference signal or a data signal for the terminal may be transmitted through the narrowband DC subcarrier. That is, since the terminal does not set the narrow-band DC subcarrier arbitrarily set, the base station is a reference signal or data signal in a frequency resource corresponding to the narrow-band DC subcarrier irrespective of the narrow-band DC subcarrier set by the terminal Can be transmitted.
  • the controller may control to downconvert the received signal to baseband based on the set narrowband DC subcarrier.
  • the control unit does not use a modulation symbol corresponding to the narrowband DC subcarrier to demodulate the received signal, and uses any modulation symbol or a predetermined modulation symbol as a modulation symbol corresponding to the narrowband DC subcarrier. Can be controlled.
  • the controller may control to remap to correct a fast fourier transform (FFT) output index of the received signal based on the narrowband DC subcarrier.
  • FFT fast fourier transform
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a detailed block constituting the RF converter 902 among blocks constituting a receiving device of a low-cost MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the RF converter 902 included in the low-cost MTC terminal includes a filter 1001, a down converter 1002, a center frequency generator 1003, and an LNA 104.
  • the filter 1001 constituting the RF converter 902 performs a function of passing only a desired band (generally wider than a narrow band) among signals transmitted through downlink.
  • the signal filtered by the filter 1001 is transferred to the downconverter 1002 and downconverted from the passband to the baseband.
  • the down converter 1002 receives a continuous wave (CW) signal corresponding to the center frequency from the center frequency generator 1003 to convert the passband downlink signal to the baseband.
  • CW continuous wave
  • the down-converter of the low-cost MTC terminal should be down-converted according to the center frequency corresponding to the narrow band for downlink reception by the current terminal, not the center frequency of the system transmission band.
  • the low-cost MTC terminal is narrowband D.C. according to the first, second and third embodiments according to the present invention.
  • the center frequency also changes depending on the subcarrier selection. Therefore, the center frequency generator 1003 of the low-cost MTC terminal according to the first, second and third embodiments of the present invention proposes to select the center frequency through Equation 4.
  • Equation (4) Means frequencies corresponding to the middle of the narrowband that the low-cost MTC terminal should receive, Means a center frequency that the low-cost MTC terminal should use when the low-cost MTC terminal selects the narrow-band DC subcarrier according to the first, second and third embodiments.
  • k is a value representing the distance from the narrowband middle to the selected narrowband DC subcarrier in the unit of subcarrier frequency space, and is included in the narrow block of the narrowband from the middle of the narrowband. K has a negative value when the band DC subcarrier is selected, and k has a positive value when the narrowband DC subcarrier included in the high index resource block is selected from the middle of the narrow band. .
  • the 12th subcarrier 605 of RB # 2 is replaced with a narrowband D.C.
  • k -1
  • the first subcarrier 605 of RB # 3 is narrowed to D.C.
  • the downlink signal downconverted by the downconverter 1002 is amplified to a size suitable for processing by an OFDM receiver in a low-noise amplifier (LNA) 1004 and is transmitted to an OFDM receiver.
  • LNA low-noise amplifier
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a detailed block constituting an OFDM receiver 903 among blocks constituting a receiving device of a low-cost MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the OFDM receiver 903 included in the low-cost MTC terminal includes a cyclic prefix remover 1101, a serial / parallel converter 1102, an FFT processor 1103, a remapping unit 1104, and parallel / serial. It consists of a transducer 1105.
  • the cyclic prefix remover 1101 constituting the OFDM receiver 903 is a block for removing the cyclic prefix transmitted before the OFDM symbol transmission in order to prevent performance degradation due to the multipath delay.
  • the serial / parallel converter 1102 then stores the downlink baseband signal, which is serially input, in the memory as long as the OFDM symbol length and then delivers the downlink baseband signal to the FFT processor 1103 in parallel.
  • the FFT processor performs the FFT according to the FFT size corresponding to the narrowband of the low-cost MTC terminal and then transfers the output QPSK / QAM symbol to the remapping unit 1104.
  • the remapping unit 1104 is a narrowband D.C. terminal of the low-cost MTC terminal according to the first, second and third embodiments of the present invention. A block for correcting the change of the index of the FFT output according to the subcarrier selection.
  • the remapping unit 1104 remaps the QPSK / QAM symbols transmitted from the FFT processor 1103 to the l-th subcarrier to the m-th subcarrier according to Equation 5.
  • k is a narrow band D.C.
  • a narrowband D.C. narrow-band value representing a distance to a subcarrier in subcarrier frequency space units and included in a resource block of a low index from the middle of the narrowband.
  • k has a negative value
  • the narrowband D.C subcarrier included in the resource block of the high index from the middle of the narrow band is selected, k has a positive value.
  • the 12th subcarrier 605 of RB # 2 is replaced with a narrowband D.C.
  • the first subcarrier 605 of RB # 3 is narrowed to D.C.
  • the signal having been remapped by the remapping unit 1104 is input to the parallel / serial converter 1105 after channel estimation and channel equalization and transmitted to the decoder in series.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the UE may acquire a cell ID and / or narrowband information allocated to the UE.
  • the cell number and narrowband information may be obtained through different processes.
  • the UE may configure a narrowband D.C subcarrier.
  • the subcarrier setting method may use at least one of the methods described in the first, second and third embodiments of the present invention.
  • the subcarrier is the system D.C. of the base station communicating with the terminal. It may be a subcarrier different from the subcarrier.
  • the narrowband D.C. As a subcarrier, one subcarrier (subcarrier string) of 12 subcarriers of one resource block among a plurality of resource blocks allocated to the terminal may be selected or set.
  • the terminal receives a signal for the terminal from the base station.
  • the UE may RF convert the received signal.
  • the terminal may down-convert the signal received from the antenna to the baseband and filter the narrow band that the terminal should receive. In down-conversion, the terminal is the narrowband D.C.
  • the frequency of the subcarrier can be used. For details of the RF conversion, refer to the description of FIGS. 9 and 10.
  • the UE performs OFDM demodulation.
  • the UE may perform CP removal, FFT, remapping, channel estimation, and equalization.
  • the QPSK / QAM symbol corresponding to the sub-to-carrier is not used for demodulation of the terminal.
  • the terminal may replace a randomly generated QPSK / QAM symbol or a fixed specific QPSK / QAM symbol with a symbol corresponding to the narrowband D.C subcarrier.
  • FIGS. 9 and 11 For details of OFDM demodulation, see FIGS. 9 and 11.
  • the UE may decode the QPSK / QAM symbol.
  • the QPSK / QAM symbol generated in the OFDM receiver extracts a bit level signal transmitted from the base station from the QPSK / QAM symbol in the decoder and is generated between the base station transmitter and the terminal receiver according to the error correction code for the received bit.
  • the error may be corrected and transmitted to the controller of the terminal.
  • the controller may control the operation of the terminal based on the extracted signal or transmit the received information to an upper layer of the terminal.

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Abstract

협대역(narrow band) 통신을 이용하는 단말의 하향링크 수신 방법에 있어서, 상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하는 단계, 기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하는 단계 및 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하는 단계를 포함하는 방법 및 이를 수행하는 단말을 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 저가의 기계형 단말을 위한 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink)에서는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 디코딩하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 디코딩 실패를 알리는 정보(NACK; Negative Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 기존에 디코딩 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 디코딩 성공을 알리는 정보(ACK; Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
또한 LTE 시스템은 하향링크 수신 성능을 향상시키기 위해 채널 상태에 따라 단말에게 자원을 할당하는 방식을 채용하고 있다. 기지국은 단말의 채널 상태에 따라 자원을 할당하기 위해 하향링크에 채널 상태 정보 기준신호(Channel state information-reference signal: CSI-RS)를 전송한다. 단말은 CSI-RS를 기반으로 채널 품질 정보(Channel quality information: CQI)을 측정하고 이를 기지국으로 전송한다. 기지국은 CQI를 기반으로 단말에 최적의 주파수 자원을 할당할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 저가의 기계형 단말을 위한 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 협대역(narrow band) 통신을 이용하는 단말의 하향링크 수신 방법에 있어서, 상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하는 단계, 기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하는 단계 및 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 협대역(narrow band) 통신을 이용하여 하향링크를 수신하는 단말에 있어서, 신호를 송신 및 수신하는 송수신부 및 상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하고, 기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하며, 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하도록 제어하는 제어부를 포함하는 단말을 제공할 수 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 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 저가의 기계형 단말을 위한 단말의 하향링크 수신 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 단말(예를 들어, low-cost MTC 단말)의 저비용 및 낮은 복잡도를 실현하기 위해, 단말의 하향링크 수신 대역폭이 기지국의 시스템 전송 대역폭과 관계없이 협대역을 갖는 경우, low-cost MTC 단말의 불완전한 RF(radio frequency) 특성으로 인한 D.C.(direct current) 옵셋(offset)의 영향을 최소화 하기 위한 단말의 하향링크 신호 수신 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 low-cost MTC 단말은 임의의 협대역에서 하향링크 신호 수신 시 D.C. 옵셋 영향을 최소화하는 동시에 협대역 내에서 기준 신호가 전송되는 서브캐리어를 하향링크 수신에 사용하지 않음에 따라 해당 서브캐리어에서 채널 추정(channel estimation) 및 채널 등화(channel equalization)가 불가능하게 되어 단말의 수신 성능이 열화되는 경우를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 하향링크에서 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 혹은 LTE-A 시스템에서 하향링크 OFDMA 신호를 생성하기 위해 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 데이터, 제어채널 및 신호 전송을 위한 OFDMA 서브캐리어의 맵핑을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭이 1.4MHz, 10MHz 또는 20MHz인 경우 시스템 전송 대역폭 내에서 자원 블록(resource block)과 시스템 D.C. 서브캐리어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭이 3MHz, 5 MHz, 또는 15MHz 인 경우 시스템 전송 대역폭 내에서 자원 블록(resource block)과 시스템 D.C. 서브캐리어와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 low-cost MTC 단말의 통신을 위한 협대역 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에서, low-cost MTC 단말이 하향링크 신호 복조(demodulation)를 위해 CRS를 사용하는 경우, 단말이 CRS와 협대역 D.C. 서브캐리어가 일치하지 않도록 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에서 LTE 또는 LTE-A 시스템에서 M-PDCCH를 위한 DMRS 구조 및 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에서 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 구성하는 블록 중에서 RF 변환부(902)를 구성하는 상세 블럭을 도시한 도면이다.
도 11는 본 발명의 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 구성하는 블록 중에서 OFDM 수신기(903)를 구성하는 상세 블럭을 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 LTE 및 LTE-Advanced(LTE-A) 시스템 내에서 저비용 및 낮은 복잡도를 위해 기지국과의 통신이 협대역(Narrowband)으로 제한된 저가의 기계형 통신 단말(low-cost MTC 단말)이 효율적으로 하향링크 신호를 수신하기 위한 단말의 수신 방법 및 장치를 제공한다. 저가의 기계형 통신 단말은 LTE 시스템의 시스템 전송 대역폭에 관계없이 항상 협대역에서만 송수신이 가능한 RF 모듈 및 기저대역 모듈로 구성되어 단말의 복잡도나 비용을 낮출 수 있다. 이러한 협대역 송수신 단말은 시스템 전송 대역폭 내에 존재하는 다수의 협대역 중 기지국이 설정한 협대역 또는 규칙이나 패턴에 따른 협대역으로 이동하여 송수신을 수행한다.
종래의 LTE 및 LTE-A 시스템에서는 하향링크를 수신하는 단말이 D.C. 옵셋에 의한 영향을 최소화하고 단말의 복잡도를 낮추기 위해 기지국은 D.C. 서브캐리어에는 신호를 전송하지 않는다. 하지만, 저가의 기계형 통신 단말을 위한 협대역 내에서 D.C. 서브캐리어에 해당하는 서브캐리어는 데이터 및 기준신호를 위한 서브캐리어로 사용되어야 한다. 따라서 저가의 기계형 통신 단말은 D.C. 옵셋이 심각할 경우, D.C 옵셋의 영향을 최소화하기 위해 협대역의 D.C.에 해당하는 서브캐리어를 사용하지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예는 협대역을 사용하는 기계형 통신 단말이 D.C. 옵셋에 따른 영향을 최소화 하면서 기지국 하향링크 신호를 수신할 수 있는 단말의 수신 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 실시 예는 단말(예를 들어, low-cost MTC 단말)이 하향링크 신호 수신을 위해 사용하는 협대역 수신 대역폭이, 기지국이 하향링크 신호 전송을 위해 사용하는 시스템 전송 대역폭보다 작아서 시스템 전송 대역폭 내에 다수의 협대역이 존재할 경우, D.C. 옵셋에 의한 low-cost MTC 단말의 수신 성능 열화를 최소화하도록 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법 및 이를 이용하여 제어 정보 및 데이터를 수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 기지국은 협대역으로 전송하는 하향링크 신호에 대해 협대역 D.C.에 해당하는 서브캐리어에 데이터 및 기준 신호를 전송하므로, 단말이 D.C. offset의 영향 때문에 기준 신호를 수신하지 않을 경우, 해당하는 기준신호에서 단말이 경험하는 다중 경로 지연 채널의 상태를 추정할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 low-cost MTC 단말이 협대역 하향링크 신호를 수신하는데 있어 데이터 및 기준 신호 수신에 대한 영향을 최소화 하기 위한 단말의 수신 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 에는 low-cost MTC 단말이 D.C. 옵셋에 의한 성능 열화를 최소화 하도록 D.C. 서브캐리어를 선택할 수 있도록, low-cost MTC 단말의 중심 주파수를 변경하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 LTE 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDMA 심볼로서, Nsymb (102)개의 OFDMA 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(105)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms 이다. 그리고 라디오 프레임(114)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 하향링크 시스템 전송 대역 (System Transmission Bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 OFDMA 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb (102)개의 연속된 OFDMA 심볼과 주파수 영역에서
Figure PCTKR2016007434-appb-I000001
(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는
Figure PCTKR2016007434-appb-I000002
개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기의 RB 단위이다. LTE 시스템에서 일반적으로 상기 Nsymb = 7,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000003
= 12 이고, NBW 는 하향링크 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 즉 하향링크 시스템 전송 대역폭에 따라 시스템 전송 대역폭 내에서 사용가능한 RB의 수,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000004
가 결정되며,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000005
가 된다.
또한 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가한다. LTE 시스템에서는 6개의 전송 대역폭을 정의하여 운영한다. 하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. [표 1]은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 시스템 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성된다.
[표 1]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000006
LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 으로서, 각각의 변조차수(Modulation order) (Qm) 는 2, 4, 6 에 해당한다. QPSK 변조의 경우 심볼 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심볼 당 6 비트를 전송할 수 있다.
상기와 같이 동작하는 LTE 시스템에서 단말의 일부 기능 제한을 통한 저비용 및 낮은 복잡도를 갖는 단말 (low-cost/low-complexity UE)을 지원할 수 있다. Low-cost 단말은 원격검침, 방범, 물류 등의 서비스를 주요 목적으로 하는 기계형 통신(Machine Type Communication: MTC) 혹은 기계 대 기계(Machine to Machine: M2M) 서비스에 적합할 것으로 예상된다. 또한 저가의 기계형 통신 단말(이하 low-cost MTC UE)은 셀룰러 기반 사물인터넷 (IoT; Internet of Things)을 실현할 수 있는 수단으로 기대된다.
Low-cost MTC UE가 요구하는 저비용 및 낮은 복잡도를 위해, 단말의 수신 안테나를 1개로 제한하여 단말의 RF 소자의 비용을 줄이거나, 혹은 low-cost MTC 단말이 처리할 수 있는 TBS(Transport block size)에 상한을 정의해서 단말의 데이터 수신 버퍼 비용을 줄이는 것이 가능하다. 그리고 일반적인 LTE 단말은 시스템 전송 대역의 대역폭에 관계없이 최소 20MHz 대역에 대한 광대역(Wideband) 신호 송수신 기능을 갖추고 있는데 비해서, low-cost MTC 단말은 송수신을 위한 최대 대역폭을 20MHz 보다 작게 제한함으로서 추가적인 저비용 및 낮은 복잡도를 실현할 수 있다. 예를 들어, 20MHz 채널 대역폭의 LTE 시스템에서, 1.4MHz 채널 대역폭만 지원하는 low-cost MTC 단말의 동작을 정의할 수 있다.
상기와 같이 저비용 및 낮은 복잡도를 위해 시스템 전송 대역의 대역폭 보다 작은 협대역(Narrowband)을 갖는 low-cost MTC 단말(일 예로, 1.4MHz의 Narrowband를 갖는 단말)은 시스템 전송 대역폭 내에서 정의된 복수개의 협대역 중 하나의 협대역에서 기지국과 통신을 수행할 수 있다. Low-cost MTC 단말을 위한 하나의 협대역은 연속되는 6개의 RB로 구성되며 한 기지국이 사용하는 시스템 전송 대역폭 내에서 복수 개의 협대역은 서로 중첩(overlap)되지 않도록 정의된다. Low-cost MTC 단말은 시스템 전송 대역폭 내에서 기지국이 해당 단말에게 설정한 협대역에서 신호를 송수신하거나, 협대역 주파수 호핑(frequency hopping)을 위해 정해진 패턴에 따라 특정 시간에 특정 협대역에서 신호를 송수신 할 수 있다.
종래의 LTE 시스템에서는 하향링크 시스템 전송 대역폭의 중간에 위치하는 서브캐리어는 신호를 매핑하지 않는다. 이 서브캐리어를 D.C. 서브캐리어 (Direct Current subcarrier: D.C. subcarrier)로 명칭하며, 본 발명에서는 시스템 D.C. 서브캐리어라고 명칭한다. 보통 단말 RF(Radio Frequency)의 불완전한 (imperfect) 특성 (예를 들어, Direct Current offset(D.C. offset) 및 Local Oscillator leakage(LO leakage)으로 인해 시스템 전송 대역폭 내에서 D.C. 서브 캐리어가 다른 서브캐리어보다 노이즈 영향이 심각하다. 따라서, 시스템 D.C. 서브캐리어에 데이터를 전송할 경우 다른 서브캐리어보다 데이터 오류 확률이 크다. 상기와 같은 이유로, LTE 시스템에서는 단말이 하향링크 신호를 수신할 때 D.C. offset 및 LO leakage의 영향을 최소화하고 단말의 구현을 단순화하기 위해, 기지국은 시스템 전송 대역폭의 중간에 위치하는 시스템 D.C. 서브캐리어에 데이터를 전송하지 않는다.
기존 LTE 및 LTE-A 시스템에서는 기지국이 하항링크 전송을 위한 시스템 전송 대역폭과 단말이 하향링크 수신을 위해 가정하는 시스템 전송 대역폭은 동일하다. 따라서 단말은 기지국의 RF 및 기저대역(Baseband)에서 사용하는 하향링크 전송 대역폭에 맞춰 단말의 RF 및 기저대역(Baseband)에서 사용하는 하향링크 수신 대역폭 동일하게 설정해야 한다. 상기와 같은 이유로, 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 D.C.에 해당하는 시스템 D.C. 서브캐리어는 단말과 기지국에서 동일하다.
Low-cost MTC 단말이 하향링크 신호 수신을 위한 협대역의 전송 대역폭은 기지국이 하향링크 신호 전송을 위한 시스템 전송 대역폭과 다르다. 일 예로, 기지국이 하향링크 신호 전송을 위한 시스템 전송 대역폭은 20MHz이지만, low-cost MTC 단말은 시스템 전송 대역폭과 별도로 항상 1.4MHz의 협대역 수신 대역폭을 가진다. 상기에서 설명한 D.C. 옵셋은 기지국의 송신기보다 단말의 수신기에서 영향이 더욱 심각하므로, low-cost MTC 단말을 위해 정의된 협대역마다 D.C. 서브캐리어에 해당하는 서브캐리어에서 데이터 수신 성능이 열화되고 데이터 오류 확률이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 협대역마다 고려되어야 하는 D.C. 서브캐리어를 협대역 D.C. 서브캐리어라고 명칭한다. 하지만, low-cost MTC 단말을 위한 협대역은 기존 단말을 위한 resource block 정의를 동일하게 사용하기 때문에, 협대역을 구성하는 resource block내에서 시스템 D.C 서브캐리어와 같이 데이터와 기준신호를 전송하지 않는 서브캐리어를 할당하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 기지국에서 하향링크 신호를 전송할 때 각 협대역에 대한 D.C. 서브캐리어를 고려하지 않고 신호를 전송하며, 단말(low-cost MTC 단말)이 D.C. 옵셋의 영향을 최소화 할 수 있는 방법 및 장치를 제안한다.
도 2는 현재 LTE 혹은 LTE-A 시스템에서 하향링크 OFDMA 신호를 생성하기 위해 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 데이터, 제어채널 및 신호 전송을 위한 OFDMA 서브캐리어의 맵핑을 도시하는 도면이다.
도 2에서 하향링크 OFDMA 신호를 생성하기 위한 주파수 축(201)에는 OFDM 서브캐리어 간격(
Figure PCTKR2016007434-appb-I000007
)(203) 단위로 다수개의 서브캐리어(202)가 위치한다. 시스템 전송 대역폭 내에 존재하는 다수 개의 서브캐리어(202)는 데이터, 제어 정보 및 기준 신호(Reference signal)등을 전송하기 위한 서브캐리어(202)와 어떤 신호도 전송하지 않는 시스템 D.C. 서브캐리어(204)로 구성된다. 도 2에서 도시하는 바와 같이 시스템 D.C. 서브캐리어(204)는 시스템 전송 대역폭의 가운데 위치하고 있다. 시스템 D.C 서브캐리어(204)은 상기에서 설명한 바와 같이 D.C 옵셋에 의한 성능 열화를 방지하기 위해 어떤 신호도 전송하지 않는다. 데이터, 제어 정보 및 기준 신호를 전송하기 위한 서브캐리어(202)는 전부
Figure PCTKR2016007434-appb-I000008
개의 서브캐리어로 구성되며, 시스템 D.C. 서브캐리어는 NBW 개의 서브캐리어 중간에 위치한다.
수학식 1은 도면 2에서 도시하는 서브캐리어 맵핑에 따라 LTE 혹은 LTE-A 시스템의 하향링크 OFDMA 시간 영역 신호를 생성하기 위한 방법을 나타내는 수식이다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000009
시간영역에서 안테나 포트 p, OFDM 심볼 l에 해당하는 하향링크 시간영역 OFDMA 신호는 수학식 1과 같이 생성될 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000010
이고,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000011
,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000012
이다. 또한,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000013
는 안테나포트 p, 서브캐리어 k, OFDM 심볼 l에서 전송되는 데이터, 제어 정보 또는 기준신호에 해당하는 QPSK 또는 QAM 심볼을 나타낸다. 또한, NCP,l는 OFDM 심볼 l의 순환 전치(cyclic prefix)의 샘플 수,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000014
는 OFDM 심볼의 주기를 의미한다.
하향링크 OFDMA 시간 영역 신호를 생성하기 위한 수학식 1를 참고하면, 도 2에서 도시하는 바와 같이 k = 0 에 해당하는
Figure PCTKR2016007434-appb-I000015
가 데이터 전송에 사용되지 않는 시스템 D.C. 서브캐리어임을 확인할 수 있다.
도 3은 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭이 1.4MHz, 10MHz 또는 20MHz인 경우 시스템 전송 대역폭 내에서 자원 블록(resource block)과 시스템 D.C. 서브캐리어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 시스템 전송 대역폭이 1.4MHz, 10MHz 또는 20MHz 의 경우에는 시스템 전송 대역폭 내에 자원 블록(resource block, 302)의 수가 짝수 개가 된다. 즉,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000016
가 짝수이다. 따라서 자원 블록(resource block, 302)은 시스템 D.C. 서브캐리어(301)를 중심으로 양쪽에
Figure PCTKR2016007434-appb-I000017
개씩 위치하며, 시스템 D.C. 서브캐리어(301)은 시스템 전송 대역폭의 중간에 위치한다. 또한 시스템 D.C. 서브캐리어(301)는 시스템 전송 대역폭 내에 위치하는 어느 자원 블록(resource block, 302)에도 포함되지 않는다. 기지국은 하향링크에서 기존 단말 및 low-cost MTC 단말에게 데이터를 전송하기 위해 자원 블록(resource block, 302)을 기본 단위로 사용하기 때문에 도 3에서 도시한 바와 같이 데이터, 제어 정보 및 기준 신호는 시스템 D.C. 서브캐리어와 관계없이 항상 단말에게 전송된다.
도 4는 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭이 3MHz, 5 MHz, 또는 15MHz 인 경우 시스템 전송 대역폭 내에서 자원 블록(resource block)과 시스템 D.C. 서브캐리어와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 시스템 전송 대역폭이 3MHz, 5MHz, 또는 15MHz, 인 경우에는 시스템 전송 대역폭 내에 자원 블록(resource block, 402, 403)이 홀수 개가 된다. 즉,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000018
가 홀수이다. 따라서 하나의 자원 블록(resource block, 402)은 시스템 D.C. 서브캐리어(401)를 중간에 두고 양쪽에 6개의 서브캐리어로 구성되도록 위치하고, 나머지 자원 블록(resouce block, 403)은 자원 블록(resource block, 402)을 중심으로 양쪽에
Figure PCTKR2016007434-appb-I000019
개씩 위치한다.
시스템 D.C. 서브캐리어(401)는 자원 블록(resource block, 402)의 중간에 위치하지만, 자원 블록(resource block, 402)에 포함되지는 않으며 별도의 서브캐리어로 인식된다. 상기의 이유로, 시스템 전송 대역폭 중간에 위치한 자원 블록(resource block, 402)은 다른 자원 블록(resource block, 403)과 다르게 물리적으로 13개의 OFDM 서브캐리어로 구성되어 있지만, 다른 자원 블록(resource block, 403)과 동일하게 데이터 및 제어 정보 전송을 위해 12개의 서브캐리어만을 사용하며, 자원 블록(resource block, 403)의 가운데 위치하는 시스템 D.C. 서브캐리어(401)는 사용하지 않는다. 기지국은 하향링크에서 기존 단말 및 low-cost MTC 단말에게 데이터를 전송하기 위해 자원 블록(resource block, 402, 403)을 기본 단위로 사용하기 때문에 도 4에서 도시한 바와 같이 데이터, 제어 정보 및 기준 신호는 시스템 D.C. 서브캐리어와 관계없이 항상 단말에게 전송된다.
Low-cost MTC 단말은 저비용 및 낮은 복잡도를 위해 시스템 전송 대역의 대역폭 보다 작은 협대역(Narrowband)으로 기지국과 송수신을 수행한다. 즉, low-cost MTC 단말은 기지국의 시스템 전송 대역폭 보다 작은 협대역으로만 통신을 수행한다. 일 예로, low-cost MTC 단말은 LTE 및 LTE-A에서 지원하는 가장 작은 시스템 전송 대역폭인 1.4 MHz의 협대역 전송 및 수신 능력을 가지고 있어, 항상 1.4 MHz로만 기지국과 통신을 수행한다.
따라서, 기지국은 시스템 전송 대역폭 내에 다수개의 협대역을 두고, low-cost MTC 단말에게 특정 협대역에서 통신이 이루어지도록 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 특정한 호핑 패턴에 따라 low-cost MTC 단말이 특정 시간에 특정한 협대역에서 통신하도록 설정할 수도 있다. Low-cost MTC 단말을 위한 협대역은 연속되는 6개의 자원 블록(resource block)으로 구성되며 한 기지국이 사용하는 시스템 전송 대역폭 내에서 복수 개의 협대역은 서로 중첩(overlap)되지 않도록 정의된다.
또한, 시스템 전송 대역폭 내에서 low-cost MTC 단말을 위한 자원 블록(resource block)은 기존 단말이 사용하는 자원 블록(resource block)과 정렬(align)되어 있어야 하므로, low-cost MTC 단말을 위한 자원 블록(resource block)은 기존 단말의 자원 블록(resource block)과 동일하다. 상기와 같은 이유로 기지국은 협대역에 데이터 전송에 사용하지 않는 D.C. 서브캐리어를 두기 어렵다. 따라서 low-cost MTC 단말이 불완전한 RF 특성으로 인한 D.C. 옵셋의 영향이 클 경우에는, 단말이 적절히 D.C. 서브캐리어를 설정하여 해당하는 서브캐리어에서 전송되는 신호를 천공(puncturing)해야 한다. 즉, 단말이 기지국의 시스템 D.C. 서브캐리어와 상이한 협대역에서의 D.C 서브캐리어를 설정하여 해당하는 서브캐리어에서 전송되는 신호를 처리하는 것이 요구된다.
도 5는 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 low-cost MTC 단말의 통신을 위한 협대역 구조를 도시하는 도면이다.
도 5에서 도시한 바와 같이, low-cost MTC 단말을 위한 협대역(501)은 시스템 전송 대역폭 내에서 다수 개 존재한다. 예를 들어, 협대역은 1.4MHz 대역인 것으로 가정한다. 각 협대역(501)은 전술한 바와 같이 6 개의 연속된 자원 블록(resource block, 502)로 구성되며 자원 블록(resource block, 502) 간에는 자원 블록(resource block)이 서로 중첩이 되지 않는다. 도 5에서 임의의 협대역(501)은 시스템 D.C. 서브캐리어(507)과 서로 중첩되지 않는 일 예로 도시하였으나, 본 발명의 실시 예에서는 이에 한정 짓지 아니하며, 임의의 협대역(501) 내에 시스템 D.C. 서브캐리어(507)가 포함되는 경우도 가능하다. 단, 이 경우에도 해당 협대역 내에 포함된 자원 블록(resource block, 502)에 시스템 D.C. 서브캐리어(507)가 포함되지 않는다. 각 협대역(501)은 시스템 전송 대역폭의 임의의 한쪽 끝에서부터 연속하여 정의될 수도 있고, 또는 양쪽 끝에서부터 연속하여 정의될 수도 있다. 또는 협대역(501)은 시스템 전송 대역폭의 중간에서부터 양쪽 끝으로 연속하여 정의될 수도 있다. 하지만, 협대역(501)이 시스템 전송 대역폭 내에서 어떤 방법으로 정의되는가에 따라 관계없이 본 발명에서 제안하고자 하는 바가 설명 가능하다. 시스템 전송 대역폭 내의 다수의 협대역 중에서 low-cost MTC 단말은 기지국의 설정에 따라 또는 정해진 규칙에 따라 특정 협대역(501)에서 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신할 수 있다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 협대역(501)을 구성하는 각 자원 블록(resource block, 502)은 데이터 및 제어 정보 전송을 위한 자원 요소(RE, 508) 외에도 채널 추정 및 등화를 위해 전송되는 셀 특정 기준신호(Cell-specific reference signal: CRS)(509)와 다른 안테나 포트에서 전송되는 CRS를 위한 null 서브캐리어(510)로 구성된다. 이외에도 기지국이 해당 단말마다 설정한 전송 모드(Transmission mode)에 따라서 복조 기준 신호(Demodulation reference signal: DMRS) 등이 자원 블록(resource block, 502)내에서 전송될 수 있다.
도 5와 같이 단말이 협대역 (NB # k+3)에서 하향링크 신호를 수신하는 경우 단말은 협대역 D.C. 서브캐리어를 6 자원 블록(resource block)의 중간에 해당하는 RB#2(503)의 12번째 서브캐리어(504)나, RB#3(505)의 1번째 서브캐리어(506)로 설정할 수 있다.
따라서 단말은 D.C. 옵셋이 클 경우 해당 서브캐리어에서 수신되는 신호를 하향링크 신호 복조에 사용하지 않을 수 있다. 하지만, low-cost MTC 단말이 하향링크 신호 수신을 위해 RB#3(505)의 1번째 서브캐리어(506)를 협대역 D.C 서브캐리어로 설정하고, 해당 서브캐리어(506)에 해당하는 서브프레임 내의 모든 RE에서 데이터 및 CRS를 수신하지 않는 것을 고려할 수 있다.
즉, 단말은 해당 서브캐리어에서 전송되는 데이터 및 CRS를 천공한다. 이 때 데이터 RE의 경우 단말이 천공을 수행하더라도 오류 정정(Forward Error Correction: FEC) 부호를 사용하여 하향 링크 수신 성능에 영향이 적다. 반면에, 단말이 CRS를 천공하는 경우 해당 주파수에서 채널 추정이 불가능하기 때문에 채널 추정 성능이 열화될 수 있으며 이는 곧 low-cost MTC 단말의 데이터 수신 성능의 열화를 야기한다. 따라서, low-cost MTC 단말이 임의의 협대역에서 하향링크 신호를 수신하는데 있어 적절한 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하기 위한 기준이 필요하다.
상기에서 전술한 기준 신호와 협대역의 D.C. 서브캐리어와의 충돌에 따른 문제는 CRS 뿐만 아니라, 해당 단말이 채널 추정 및 등화를 위해 하향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal)을 사용하는 경우에도 발생할 수 있다. 여기서 하향링크 DMRS는 Low-cost MTC 단말의 제어 정보를 전송하기 위한 MTC-PDCCH(MTC-Physical downlink control channel)와 MTC-PDSCH(MTC-Physical downlink shared channel)를 전송하는 경우, 채널 추정 및 등화를 위해 동일한 단말에게 전송될 수 있다. 여기서, MTC-PDCCH는 low-cost MTC 단말에게 제어 정보를 전송하기 위한 물리 채널이며, MTC-PDSCH는 low-cost MTC 단말에게 데이터를 전송하기 위한 물리 채널이다.
<제 1실시예>
상기에서 전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 실시예는, low-cost MTC 단말이 특정 협대역에서 하향링크 신호를 수신하고, 단말이 협대역에서 전송되는 MTC-PDCCH 또는 MTC-PDSCH의 데이터 복조를 위해 CRS를 사용하는 경우, 단말이 D.C.에 해당하는 서브캐리어를 기지국의 셀 번호(Cell ID)에 따라 선택하도록 제안한다. 제1 실시 예에서 단말은 CRS가 매핑되지 않은 서브캐리어를 D.C에 해당하는 서브캐리어로 선택 또는 설정할 수 있다.
LTE 또는 LTE-A 시스템 물리 계층(physical layer) 전송 규격인 TS 36.211을 참고하면 서브프레임 내에서 CRS가 전송되는 RE의 서브캐리어 k와 OFDM 심볼 인덱스 l은 수학식 2를 통해 정해질 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000020
여기서,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000021
는 slot 인덱스,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000022
는 하향링크 시스템 전송 대역폭에 따른 resource block의 수,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000023
는 LTE 에서 사용하는 최대 하향링크 시스템 전송 대역폭에서의 자원 블록(resource block)의 수,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000024
는 하향링크 서브프레임에서 OFDM 심볼의 수를 각각 나타낸다.
또한,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000025
는 단말이 현재 연결되어 있는 셀의 셀 번호를 나타낸다. 수학식 2에 따르면, CRS를 전송하기 위한 RE의 위치는 셀 번호(Cell ID)에 따라 달라짐을 확인할 수 있다.
따라서 단말이 기지국의 셀 번호에 따라 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하면, 협대역 D.C. 서브캐리어에 의해 CRS를 수신하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 셀 번호에 기반하여 해당 셀에서의 CRS 매핑 위치을 확인할 수 있고, 단말은 CRS가 매핑되지 않은 서브캐리어를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택할 수 있다. 단말은 자신에게 할당된 협대역의 중심 주파수에서 가장 가까운 서브캐리어 중 CRS가 매핑(또는 할당)되지 않은 서브캐리리어를 협대역 D.C. 서브캐리어로 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따라, low-cost MTC 단말이 하향링크 신호 복조(demodulation)를 위해 CRS를 사용하는 경우, 단말이 CRS와 협대역 D.C. 서브캐리어가 일치하지 않도록 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6에서 도시하는 바와 같이 CRS 기반으로 복조가 이루어지는 물리 채널이 전송되는 협대역(601)은 데이터 전송을 위한 RE(603)과, 임의의 안테나 포트에서 전송하는 CRS를 위해 할당된 RE(602), 그리고 다른 안테나 포트에서 전송되는 CRS와의 간섭을 피하기 위해 신호를 전송하지 않는 RE로 구성된다. 도 6에서는 4개의 안테나 포트가 설정된 경우에 대해서 설명하지만, 안테나 포트가 1, 2 인 경우에도 본 발명에서 기술하는 바를 변경 없이 적용할 수 있다.
low-cost MTC 단말은 단말의 RF 및 기저대역(baseband) 구현을 용이하게 하기 위해 협대역에 해당하는 협대역 D.C. 서브캐리어를 협대역의 중간에 설정하는 것이 적합하다. 하지만 도 6의 실시 예에서 low-cost MTC 단말은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 CRS를 하향링크 신호의 복조(Demodulation)에 사용하기 위해 CRS가 전송되는 서브캐리어의 위치에 따라 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정하는 것을 제안한다.
도 6에서 도시하는 바와 같이 본 발명에 따른 제 1 실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 추정한 셀 번호가
Figure PCTKR2016007434-appb-I000026
를 만족하는 경우(604), 단말은 해당 협대역에서의 D.C. 서브캐리어를 주파수 상에서 CRS와의 충돌을 회피하기 위해 RB#2의 12번째 서브캐리어(605)로 설정하는 것을 제안한다. 즉, RB#2의 12번째 서브캐리어(605)와 RB#3의 1번째 서브캐리어 중 CRS가 매핑되지 않은 RB#2의 12번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한다.
또한 본 발명에 따른 제 1 실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 추정한 셀 번호가
Figure PCTKR2016007434-appb-I000027
를 만족하는 경우(606), 단말은 해당 협대역에서의 D.C. 서브캐리어를 주파수 상에서 CRS와의 충돌을 회피하기 위해 RB#3의 1번째 서브캐리어(607)로 설정하는 것을 제안한다. 즉, RB#2의 12번째 서브캐리어(605)와 RB#3의 1번째 서브캐리어 중 CRS가 매핑되지 않은 RB#2의 12번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 설정한다.
또한 본 발명에 따른 제 1실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 추정한 셀 번호가
Figure PCTKR2016007434-appb-I000028
를 만족하는 경우(608)에는 해당 협대역의 중간에 해당하는 두 개의 서브캐리어에 CRS가 위치하지 않는다. Low-cost MTC 단말은 단말이 현재 수신하는 협대역의 D.C. 서브캐리어를 주파수 상에서 RB#2의 12번째 서브캐리어(609) 또는 RB#3의 1번째 서브캐리어(610)중 어느 서브캐리어로 설정하여도 무방하다. 본 발명의 제 1실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정하면, 단말은 선택한 서브캐리어에 전송되는 QPSK/QAM 심볼을 하향링크 신호 복조에 사용하지 않으며, 대신 해당하는 서브캐리어에 대해 단말이 랜덤(random)하게 생성된 QPSK/QAM 심볼 또는 임의의 QPSK/QAM 심볼을 사용하여 하향링크 신호를 복조한다.
<제 2실시예>
Low-cost MTC 단말은 하향링크 제어 정보 수신을 위해 임의의 협대역에서 MTC 하향링크 제어 채널(MTC-Physical downlink control channel: M-PDCCH)을 수신하는 경우, 단말은 M-PDCCH 복조를 위해 DMRS(Demodulation Reference Signal)를 사용해야 한다. 따라서, 단말이 D.C. 옵셋의 영향을 최소화하기 위해 하향링크 수신에 사용하지 않는 협대역 D.C. 서브캐리어가 DMRS 전송을 위한 서브캐리어와 동일할 경우, 해당하는 RE에서 채널 추정 및 등화를 할 수 없기 때문에 M-PDCCH의 수신 성능에 열화를 가져온다. 상기에서 전술한 문제를 해결하기 위한 제 2 실시예로, low-cost MTC 단말이 M-PDCCH를 수신하는데 있어, M-PDCCH의 성능 열화를 최소화하는 방법을 제안한다.
LTE 또는 LTE-A 시스템에서 low-cost MTC 단말을 위한 M-PDCCH는 향상된 물리 하향링크 제어 채널(Enhanced Physical Downlink Control Channel, EPDCCH)을 기반으로 한다. 따라서 M-PDCCH의 DMRS는 EPDCCH에서 사용되는 DMRS와 동일하다. LTE 또는 LTE-A 시스템 물리 계층(physical layer) 전송 규격인 TS 36.211을 참고하면 EPDCCH의 DMRS가 전송되는 RE의 서브캐리어 k와 OFDM 심볼 인덱스 l은 수학식 3를 통해 정해질 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000029
도 7은 LTE 또는 LTE-A 시스템에서 M-PDCCH를 위한 DMRS 구조 및 협대역 D.C. 서브캐리어를 나타내는 도면이다.
도 7에서 하나의 자원 블록(resource block, 701)은 M-PDCCH 제어정보를 전송하기 위한 RE(702), 임의의 안테나 포트에서 CRS를 전송하기 위한 RE(703), 다른 안테나 포트에서 전송되는 CRS에 간섭을 최소화 하기 위해 신호 전송에 사용하지 않는 RE(704), DMRS 전송을 위한 RE(705, 706)으로 구성된다.
RE, M-PDCCH 복조를 위한 DMRS는 수학식 3에 따라 안테나 포트 107,108에 해당하는 DMRS 전송을 위한 RE(705)와 안테나 포트 109, 110 에 해당하는 DMRS 전송을 위한 RE(706)으로 나누어진다. M-PDCCH는 커버리지 향상을 위해 프리코더 순환(precoder cycling)을 사용하며, 따라서 low-cost MTC 단말은 M-PDCCH 복조를 위해 M-PDCCH가 전송되는 자원 블록(resource block, 701)내에서 안테나 포트 107, 108, 109, 110에 해당하는 DMRS를 항상 모두 수신해야 한다. 따라서, low-cost MTC 단말을 위한 M-PDCCH가 협대역의 중간에 해당하는 자원 블록(resource block)에 위치한 경우 (예를 들어, 도 7에서 RB#2 또는 RB#3), 단말은 M-PDCCH의 DMRS 수신을 위해 low-cost MTC 단말은 DMRS를 고려하여 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택해야 한다. 단말은 자신에게 할당된 협대역의 중심 주파수에서 가장 가까운 서브캐리어 중 DMRS가 매핑(또는 할당)되지 않은 서브캐리리어를 협대역 D.C. 서브캐리어로 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르는 제 2실시예의 방법 1에서는 low-cost MTC 단말이 D.C. 옵셋에 의한 M-PDCCH의 성능 열화가 최소화 되도록 D.C. 서브캐리어를 DMRS가 전송되지 않는 서브캐리어로 선택하는 것을 제안한다. Low-cost MTC 단말을 위한 M-PDCCH가 협대역의 중간에 해당하는 자원 블록(resource block)에 위치한 경우 (예를 들어, 도 7에서 RB#2 또는 RB#3), 단말은 DMRS를 사용한 채널 추정을 위해 RB#2의 11번째 서브캐리어(710)와 12번째 서브캐리어(709) 그리고 RB#3의 1번째 서브캐리어(708)과 2번째 서브캐리어(707)를 항상 수신해야 한다. 따라서, low-cost MTC 단말은 M-PDCCH 수신을 위해 협대역 D.C.에 해당하는 서브캐리어를 RB#2의 10번째 서브캐리어(711) 또는 RB#3의 3번째 서브캐리어(712)로 선택하는 것을 제안한다.
상기에서 low-cost MTC 단말은 협대역 D.C.에 해당하는 서브캐리어를 RB#2의 10번째 서브캐리어(711) 또는 RB#3의 3번째 서브캐리어(712) 중에서 임의의 한 서브캐리어를 선택할 수도 있고, 두 서브캐리어 중에 한 서브캐리어가 CRS 전송을 위한 서브캐리어와 겹칠 경우 다른 서브캐리어를 선택할 수도 있다. 즉, low-cost MTC 단말은 RB#2의 10번째 서브캐리어(711)에서 CRS가 전송될 경우 RB#3의 3번째 서브캐리어(712)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택하고, RB#3의 3번째 서브캐리어(712)에서 CRS가 전송될 경우 RB#2의 10번째 서브캐리어(711)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택할 수 있다. 단말은 자신에게 할당된 협대역의 중심 주파수에서 가장 가까운 서브캐리어 중 CRS 및 DMRS가 매핑(또는 할당)되지 않은 서브캐리리어를 협대역 D.C. 서브캐리어로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 제 2실시예의 방법 2에서는 low-cost MTC 단말이 협대역 D.C. 서브캐리어를 M-PDCCH 복조를 위한 DMRS가 전송되는 서브캐리어 중에 하나를 선택한 경우 M-PDCCH 수신 성능 열화를 최소화하기 위한 low-cost MTC 단말의 수신 방법을 제안한다. Low-cost MTC 단말이 협대역의 중간에 해당하는 서브캐리어인 RB#2의 12번째 서브캐리어(709) 또는 RB#3의 1번째 서브캐리어(708)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택하는 경우, 단말은 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택된 서브캐리어에서는 DMRS를 수신할 수 없으므로, 해당 RE에서 채널 추정이 불가능하다. 따라서, low-cost MTC 단말은 협대역 D.C. 서브캐리어에 해당하는 DMRS에서의 채널 추정 값은 다른 DMRS에서의 채널 추정 값으로 대체되는 것을 제안한다.
이 때, 대신 사용되는 채널 추정 값은 협대역 D.C. 서브캐리어에 해당하는 DMRS와 동일한 안테나 포트를 사용하고 가장 가까운 DMRS로부터 추정된 값을 사용한다. 예를 들어 설명하면, 만약 low-cost MTC 단말이 RB#2의 12번째 서브캐리어(709)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, 단말은 해당하는 서브캐리어에서 안테나 포트 107, 108번에 해당하는 DMRS를 수신할 수 없다. 이 경우 해당 서브캐리어(709)에서 안테나 포트 107, 108에 대한 채널 추정값은 서브캐리어 707에서 안테나 포트 107, 108에 대한 채널 추정값으로부터 대체될 수 있다. 동일하게 low-cost MTC 단말이 RB#3의 1번째 서브캐리어(708)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, 단말은 해당하는 서브캐리어에서 안테나 포트 109, 110번에 해당하는 DMRS를 수신할 수 없다. 이 경우 해당 서브캐리어(708)에서 안테나 포트 109, 110번에 대한 채널 추정값은 서브캐리어 710에서 안테나 포트 109, 110에 대한 채널 추정값으로부터 대체될 수 있다.
기지국이 셀 내의 단말들에게 PDSCH를 통해 데이터를 전송하려고 할 때 기지국이 단말마다 설정한 전송 모드(transmission mode)에 따라서 안테나 포트마다 DMRS가 전송되는 RE의 위치가 달라질 수 있다. Low-cost MTC 단말의 경우에도 기지국의 설정에 따라 설정된 전송 모드로 MTC-PDSCH 를 수신해야 하며, 전송모드에 따라 결정되는 RE의 위치에서 DMRS를 수신하고 채널 추정을 수행해야 한다. 따라서, MTC-PDSCH를 수신하는 low-cost MTC 단말도 D.C. 옵셋의 영향을 최소화하기 위해 DMRS가 전송되는 서브캐리어가 협대역 D.C. 서브캐리어와 일치하지 않도록 협대역 D.C. 서브캐리어를 변경할 수 있는 것을 제안한다.
본 발명의 제 2실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정하면, 단말은 선택한 서브캐리어에 전송되는 QPSK/QAM 심볼을 M-PDCCH 복조에 사용하지 않으며, 대신 해당하는 서브캐리어에 대해 단말이 랜덤(random)하게 생성된 QPSK/QAM 심볼 또는 임의의 QPSK/QAM 심볼을 사용하여 하향링크 신호를 복조한다.
<제 3실시예>
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에서 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
기지국은 Low-cost MTC 단말에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 전송하고자 하는 TBS(Transport block size)나 단말이 필요한 해당 하향링크 신호를 에러없이 수신하기 위해 필요한 커버리지 향상 값에 따라, 협대역을 구성하는 전체 리소스 블록을 다 사용하거나 협대역을 구성하는 일부 리소스 블록만을 사용할 수 있다. 만약 기지국이 해당 low-cost MTC 단말에게 하향링크 신호를 전송하기 위해 도 8에서와 같이 협대역을 구성하는 일부 리소스 블록(801)만을 사용하는 경우, 나머지 리소스 블록(803)은 다른 low-cost MTC 단말 또는 일반 LTE 단말에게 하향링크 신호를 전송하는데 사용할 수 있다.
만약 기지국이 Low-cost MTC 단말에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 협대역을 구성하는 전체 리소스 블록을 다 사용할 경우에는 해당 채널을 수신하는데 있어 D.C. 옵셋의 영향을 최소화하기 위해 상기에서 전술할 제 1실시예 또는 제 2실시예에 따라 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택해야 한다.
반면에 기지국이 low-cost MTC 단말에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 협대역을 구성하는 리소스 블록 중 일부만을 사용하는 경우, low-cost MTC 단말은 D.C. 옵셋에 의한 영향을 최소화하기 위해 기지국이 해당 단말에게 할당한 리소스 블록(801)을 제외한 리소스 블록(803) 중에서 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 것을 제안한다.
상세히, 일 예로 기지국이 low-cost MTC 단말들에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 협대역을 구성하는 리소스 블록 중 일부(예를 들어, RB#k+2, RB#k+3, RB#k+4 모두 또는 그 중 일부의 리소스 블록의 조합으로 구성된 경우)(801)만을 사용하는 경우, low-cost MTC 단말은 할당되지 않은 리소스 블록(803)의 서브캐리어 중에서 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정하는 것을 제한한다. 이 때 협대역 D.C 서브캐리어는 low-cost MTC 단말이 수신하는 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 위해 사용되는 리소스 블록과 인접한 서브캐리어를 협대역 D.C 서브캐리어(805)로 설정하는 것이 효율적이지만 본 발명에서는 이를 제한하지 않고, 구현에 따라 리소스 블록(803)의 어느 서브캐리어에 D.C. 서브캐리어를 설정해도 무방하다. 기지국은 단말에게 MTC-PDCCH 수신을 위한 협대역과 협대역 내에서 사용하는 리소스 블록의 위치를 미리 설정하기 때문에 단말은 MTC-PDCCH를 수신하기 위해 상기와 같은 D.C. 서브캐리어 설정이 가능하다. 또한 단말은 MTC-PDSCH 수신을 위한 협대역과 협대역 내에서 사용하는 리소스 블록의 위치를 기지국이 전송하는 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information: DCI)를 사용하여 알 수 있기 때문에 상기와 같은 D.C. 서브캐리어 설정이 가능하다.
본 발명의 제3 실시 예를 구성하는 다른 방법으로는, low-cost MTC 단말은 기지국이 단말에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH 전송하는 협대역이 아닌, 다른 협대역에 속하는 리소스 블록내의 서브캐리어로 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하는 방법이다. 상기와 같은 경우, 기지국이 Low-cost MTC 단말에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 협대역을 구성하는 전체 리소스 블록을 다 사용하는지 여부에 상관없이 본 방법을 사용할 수 있다.
상세히, 일 예로 기지국이 low-cost MTC 단말들에게 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH를 전송하는데 있어 도 3에서 기지국이 협대역 #k+3을 사용하는 경우, low-cost MTC 단말은 협대역 #k+4 또는 협대역 #k+2와 같이 현재 MTC-PDCCH와 MTC-PDSCH 수신을 위한 협대역이 아닌 인접한 이외의 협대역에 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정할 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예를 구성하는 다른 방법을 실현하기 위해서 항상 단말은 협대역의 전송 대역폭보다 넓은 RF와 기저대역(Baseband) 대역폭이 필요하다. 상기와 같이 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정할 경우 단말은 하향링크 신호 수신을 위한 할당된 리소스 블록 내에서 기준신호뿐만 아니라 데이터 심볼까지도 협대역 D.C. 서브캐리어에 의한 손실없이 모두 수신할 수 있는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, Low-cost MTC 단말의 수신 장치는 협대역 수신이 가능한 안테나(901), RF 변환부(902), OFDM 수신기(903), 복호기(904), 제어기(905)를 포함하여 구성된다. 한편, 단말의 구성은 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 단말은 신호를 송신 및 수신하는 송수신부 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부로 구성될 수도 있다.
Low-cost MTC 단말의 안테나(901)는 기지국이 전송하는 하향링크 통과대역(passband) 신호를 전기적 신호로 변환하여 RF 변환부(902)로 전달한다. RF 변환부(902)는 안테나(901)로부터 전달된 신호를 기저대역으로 하향변환(down-conversion)하고 단말이 수신해야 하는 협대역을 필터링한다. RF 변환부(902)에서 하향링크 통과대역 신호를 기저대역 신호로 변환하는데 있어 상기 본 발명에 따른 제 1실시예와 제 2실시예, 그리고 제 3실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 결정되는 협대역 D.C. 서브캐리어에 의해 단말이 하향변환을 위해 사용해야 하는 중심주파수(center frequency)가 달라진다. 이는, 도 10을 통해 상세히 설명한다.
RF 변환부(902)에서 기저대역으로 변환된 하향링크 신호는 OFDM 수신기(903)으로 전달되어 OFDM 복조가 수행된다. OFDM 수신기(903)는 순환전치(Cyclic prefix) 제거기, FFT(Fast Fourier Transmform) 프로세서, Remapper 등으로 구성되며, OFDM 신호를 QPSK/QAM 신호로 변환한다. 이때 본 발명에 따른 제 1실시예와 제 2실시예, 그리고 제 3실시예에 따라 low-cost MTC 단말이 선택한 협대역 D.C. 서브캐리어에서 전달되는 QPSK/QAM 심볼의 경우 단말이 복조에 사용하지 않는다. 대신 단말은 임의로 생성된 QPSK/QAM 심볼 또는 고정된 특정 QPSK/QAM 심볼로 해당 서브캐리어에 대체할 수 있다. OFDM 수신기에서 생성된 QPSK/QAM 심볼은 복호기(904)에서 QPSK/QAM 심볼로부터 기지국으로부터 전송된 비트(bit) 레벨의 신호를 추출하고, 수신 비트에 대해 에러 정정 코드에 따라 기지국 송신단과 단말 수신단 사이에 발생될 수 있는 에러를 수정하여 제어기(905)에 전달한다. 제어기(905)는 기지국으로부터 수신된 정보의 종류에 따라 단말의 동작을 제어하거나, 수신된 정보를 상위계층에 전달하는 역할을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 단말의 제어부는 상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하고, 기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하며, 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하도록 제어할 수 있다. 상기 협대역 DC 서브캐리어는 상기 협대역에 포함된 자원 블록(resource block)을 구성하는 서브캐리어 중 선택된 하나의 서브캐리어 일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 협대역에서 기준 신호가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어 중 상기 협대역의 중심 주파수로부터 가까운 거리에 있는 서브캐리어를 선택하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 셀 식별정보(cell ID)에 기반하여 셀 특정 기준 신호(CRS, cell-specific reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 복조 기준 신호(DMRS, demodulation reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 협대역 중 일부 주파수 대역이 상기 단말에 할당된 경우, 상기 협대역 주파수 자원 중 상기 단말에 할당된 일부 주파수 대역을 제외한 대역에서 상기 협대역 DC 서브캐리어를 선택하도록 제어할 수 있다. 또한 상기 제어부는 상기 협대역 이외의 다른 협대역에 할당된 주파수 자원에서 상기 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하도록 제어할 수 도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 상기 협대역 DC 서브캐리어를 통해 상기 단말에 대한 기준 신호 또는 데이터 신호 중 적어도 하나의 정보가 전송될 수 있다. 즉, 협대역 DC 서브캐리어를 기지국이 설정하지 않고 단말이 임의로 설정하기 때문에 기지국은 단말이 설정한 협대역 DC 서브캐리어와 무관하게 상기 협대역 DC 서브캐리어에 대응하는 주파수 자원에서 기준 신호 또는 데이터 신호를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 기저대역으로 하향 변환하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 협대역 DC 서브캐리어에 대응하는 변조 심볼을 상기 수신 신호의 복조에 사용하지 않고, 임의의 변조 심볼 또는 기 설정된 변조 심볼을 상기 협대역 DC 서브캐리어에 대응하는 변조 심볼로 사용하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호의 FFT(fast fourier transform) 출력 인덱스를 보정하기 위해 재 매핑하도록 제어할 수 있다.
도 10는 본 발명읠 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 구성하는 블록 중에서 RF 변환부(902)를 구성하는 상세 블럭을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, Low-cost MTC 단말이 포함하는 RF 변환부(902)는 Filter(1001), 하향변환기(1002), 중심주파수 발생기(1003), LNA(104)로 구성된다. RF 변환부(902)를 구성하는 filter(1001)는 하향링크를 통과대역으로 전송되는 신호 중에서 원하는 대역(일반적으로는 협대역보다는 넓은)만을 통과시키는 기능을 수행한다. Filter(1001)에서 필터링 된 신호는 하향변환기(1002)로 전달되어 통과대역서 기저대역으로 하향 변환된다. 하향변환기(1002)는 통과대역 하향링크 신호를 기저대역으로 변환하기 위해 중심 주파수 발생기(1003)으로부터 중심 주파수에 해당하는 CW(continous wave)신호를 입력 받는다. Low-cost MTC 단말의 하향 변환기는 시스템 전송대역의 중심 주파수가 아니라 현재 단말이 하향링크 수신을 위한 협대역에 해당하는 중심 주파수에 따라 하향변환이 이루어져야 한다. 뿐만 아니라 low-cost MTC 단말이 본 발명에 따른 제 1실시예, 2실시예 그리고 3 실시예에 따른 협대역 D.C. 서브캐리어 선택에 따라서도 중심주파수가 변하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 제 1실시예, 2실시예 그리고 3 실시예에 따른 low-cost MTC 단말의 중심주파수 발생기(1003)는 수학식 4를 통해 중심주파수를 선택하도록 제안한다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000030
수학식 4에서
Figure PCTKR2016007434-appb-I000031
는 low-cost MTC 단말이 수신해야 하는 협대역의 중간에 해당하는 주파수들을 의미하며,
Figure PCTKR2016007434-appb-I000032
는 low-cost MTC 단말이 제 1실시예, 2실시예 그리고 3 실시예에 따라 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택하였을 경우 low-cost MTC 단말이 사용해야 할 중심 주파수를 의미한다. 또한 수학식 4에서 k는 협대역 중간으로부터 선택된 협대역 D.C. 서브캐리어까지의 거리를 서브캐리어 주파수 거리(subcarrier frequency space) 단위로 나타내는 값이며, 협대역의 중간으로부터 낮은 인덱스의 resource block에 포함되는 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택한 경우 k는 음(minus)의 값을 갖고, 협대역의 중간으로부터 높은 인덱스의 resource block에 포함되는 협대역 D.C 서브캐리어를 선택한 경우에는 k는 양(plus)의 값을 갖는다.
예를 들어, 본 발명의 제 1실시예에 따라 RB#2의 12번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, k = -1이 되며, 중심 주파수 발생기는 수학식 4에 k = -1를 대입하여 협대역 수신을 위한 중심 주파수를 발생한다. 또한 본 발명의 제 1실시예에 따라 RB#3의 1번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, k = 1이 되며, 중심 주파수 발생기는 수학식 4에 k=1를 대입하여 협대역 수신을 위한 중심 주파수를 발생한다. 하향변환기(1002)에서 하향 변환된 하향링크 신호는 LNA(Low-Noise Amplifier: 1004)에서 OFDM 수신기에서 처리에 적합한 크기로 증폭되고, OFDM 수신기로 전달된다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 low-cost MTC 단말의 수신 장치를 구성하는 블록 중에서 OFDM 수신기(903)를 구성하는 상세 블럭을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, Low-cost MTC 단말이 포함하는 OFDM 수신기(903)는 순환전치 제거기(1101), 직렬/병렬 변환기(1102), FFT 프로세서(1103), remapping부(1104), 병렬/직렬 변환기(1105)로 구성된다. OFDM 수신기(903)를 구성하는 순환전치 제거기(1101)는 다중 경로 지연에 따른 성능 열화를 방지하기 위해 OFDM 심볼 전송에 앞서 전송되는 순환전치를 제거하는 블럭이다. 이후 직렬/병렬 변환기(1102)는 직렬로 입력되는 하향링크 기저대역 신호를 OFDM 심볼 길이만큼 메모리에 저장되었다가 병렬로 FFT 프로세서(1103)으로 전달한다. FFT 프로세서는 low-cost MTC 단말의 협대역에 해당하는 FFT size에 맞게 FFT를 수행한 다음 출력 결과인 QPSK/QAM 심볼을 remapping 부(1104)로 전달한다.
Remapping 부(1104)는 본 발명에 따른 제 1실시예, 제 2실시예 그리고 제 3실시예에 따른 low-cost MTC 단말의 협대역 D.C. 서브캐리어 선택에 따라 FFT 출력의 인덱스가 변경되는 것을 보정하기 위한 블럭이다. Remapping 부(1104)는 FFT 프로세서(1103)에서 l번째 서브캐리어로 전달되는 QPSK/QAM심볼을 수학식 5에 따라 m번째 서브캐리어로 재 맵핑을 수행한다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2016007434-appb-I000033
수학식 5에서 k는 협대역 중간으로부터 선택된 협대역 D.C. 서브캐리어까지의 거리를 서브캐리어 주파수 거리(subcarrier frequency space) 단위로 나타내는 값이며, 협대역의 중간으로부터 낮은 인덱스의 자원 블록(resource block)에 포함되는 협대역 D.C. 서브캐리어를 선택한 경우 k는 음(minus)의 값을 갖고, 협대역의 중간으로부터 높은 인덱스의 resource block에 포함되는 협대역 D.C 서브캐리어를 선택한 경우에는 k는 양(plus)의 값을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 제 1실시예에 따라 RB#2의 12번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, k = -1이 되며, 중심 주파수 발생기는 수학식 4에 k=-1를 대입하여 협대역 수신을 위한 중심 주파수를 발생한다. 또한 본 발명의 제 1실시예에 따라 RB#3의 1번째 서브캐리어(605)를 협대역 D.C. 서브캐리어로 선택한 경우, k = 1이 되며, 중심 주파수 발생기는 수학식 4에 k=1를 대입하여 협대역 수신을 위한 중심 주파수를 발생한다. Remapping 부(1104)에서 재 맵핑이 수행된 신호는 채널 추정(channel estimation) 및 채널 등화(channel equalization) 이후 병렬/직렬 변환기(1105)에 입력되어 직렬로 복호기로 전달된다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 동작을 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 1205 동작에서 단말은 셀 번호 (cell ID) 및/또는 단말에 할당된 협대역 정보를 획득할 수 있다. 셀 번호와 협대역 정보는 서로 다른 과정을 통해서 획득될 수 있다.
1205 동작에서 단말은 협대역 D.C 서브캐리어를 설정할 수 있다. 협대역 D.C. 서브캐리어를 설정하는 방법은 본 발명의 제1, 제2, 제3 실시 예에서 설명한 방법 중 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있다. 상기 협대역 D.C. 서브캐리어는 단말과 통신하는 기지국의 시스템 D.C. 서브캐리어와 상이한 서브 캐리어 일 수 있다. 또한, 상기 협대역 D.C. 서브캐리어는 단말에 할당된 복수의 자원 블록 중 한 자원 블록의 12개의 서브 캐리어 중 하나의 서브캐리어(서브캐리어 열)이 선택 또는 설정될 수 있다.
1210 동작에서 단말은 기지국으로부터 상기 단말에 대한 신호를 수신한다.
1215 동작에서 단말은 상기 수신한 신호를 RF 변환할 수 있다. 단말은 안테나로부터 수신한 신호를 기저대역으로 하향 변환(down-conversion)하고, 단말이 수신해야 하는 협대역을 필터링 할 수 있다. 하향 변환 시에 단말은 상기 협대역 D.C. 서브캐리어의 주파수를 이용할 수 있다. RF 변환의 구체적인 내용은 도 9 및 도 10의 설명을 참조한다.
1220 동작에서 단말은 OFDM 복조를 수행한다. 단말은 CP 제거, FFT 수행, remapping, 채널 추정 및 등화 동작을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 단말이 수신한 신호 중 단말이 선택한 협대역 D.C. 서브대캐리어에 대응하는 QPSK/QAM 심볼의 경우 단말의 복조에 사용하지 않는다. 이 경우, 단말은 임의로 생성된 QPSK/QAM 심볼 또는 고정된 특정 QPSK/QAM 심볼을 협대역 D.C 서브캐리어에 대응하는 심볼로 대체할 수 있다. OFDM 복조의 구체적인 내용은 도 9 및 도 11의 내용을 참조한다.
1225 동작에서 단말은 QPSK/QAM 심볼을 복호할 수 있다. OFDM 수신기에서 생성된 QPSK/QAM 심볼은 복호기에서 QPSK/QAM 심볼로부터 기지국으로부터 전송된 비트(bit) 레벨의 신호를 추출하고, 수신 비트에 대해 에러 정정 코드에 따라 기지국 송신단과 단말 수신단 사이에 발생될 수 있는 에러를 수정하여 단말의 제어부로 전달될 수 있다. 제어부는 추출된 신호에 기반하여 단말의 동작을 제어하거나 수신된 정보를 단말의 상위 계층에 전달할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 협대역(narrow band) 통신을 이용하여 하향링크를 수신하는 단말에 있어서,
    신호를 송신 및 수신하는 송수신부; 및
    상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하고, 기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하며, 상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하도록 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
  2. 제1항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어는 상기 협대역에 포함된 자원 블록(resource block)을 구성하는 서브캐리어 중 선택된 하나의 서브캐리어인 것을 특징으로 하는 단말.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 협대역에서 기준 신호가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어 중 상기 협대역의 중심 주파수로부터 가까운 거리에 있는 서브캐리어를 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    셀 식별정보(cell ID)에 기반하여 셀 특정 기준 신호(CRS, cell-specific reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    복조 기준 신호(DMRS, demodulation reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 협대역 중 일부 주파수 대역이 상기 단말에 할당된 경우, 상기 협대역 주파수 자원 중 상기 단말에 할당된 일부 주파수 대역을 제외한 대역에서 상기 협대역 DC 서브캐리어를 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  7. 제1항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어를 통해 상기 단말에 대한 기준 신호 또는 데이터 신호 중 적어도 하나의 정보가 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 기저대역으로 하향 변환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 협대역 DC 서브캐리어에 대응하는 변조 심볼을 상기 수신 신호의 복조에 사용하지 않고, 임의의 변조 심볼 또는 기 설정된 변조 심볼을 상기 협대역 DC 서브캐리어에 대응하는 변조 심볼로 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호의 FFT(fast fourier transform) 출력 인덱스를 보정하기 위해 재 매핑하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 협대역(narrow band) 통신을 이용하는 단말의 하향링크 수신 방법에 있어서,
    상기 단말에 할당된 협대역(narrow band) 주파수 자원 중 하나의 서브캐리어를 협대역 DC(direct current) 서브캐리어로 설정하는 단계;
    기지국으로부터 상기 협대역 주파수 자원에 대한 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 설정된 협대역 DC 서브캐리어에 기반하여 상기 수신 신호를 디코딩하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어는 상기 협대역에 포함된 자원 블록(resource block)을 구성하는 서브캐리어 중 선택된 하나의 서브캐리어인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어를 설정하는 단계는,
    상기 협대역에서 기준 신호가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어 중 상기 협대역의 중심 주파수로부터 가까운 거리에 있는 서브캐리어를 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어를 설정하는 단계는,
    셀 식별정보(cell ID)에 기반하여 셀 특정 기준 신호(CRS, cell-specific reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 협대역 DC 서브캐리어를 설정하는 단계는,
    복조 기준 신호(DMRS, demodulation reference signal)가 매핑된 서브캐리어를 제외한 서브캐리어를 협대역 DC 서브캐리어로 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
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