WO2017074162A1 - 무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 복호 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 복호 방법 및 장치 Download PDF

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WO2017074162A1
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subframes
channel phase
subframe
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최승훈
김동한
오진영
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a channel estimation and data decoding method of a terminal.
  • the wireless communication system has moved away from providing the initial voice-oriented service, for example, 3GPP High Speed Packet Access (HSPA), Long Term Evolution (LTE) or Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), HRPD of 3GPP2.
  • HSPA High Speed Packet Access
  • LTE Long Term Evolution
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • HRPD HRPD of 3GPP2.
  • UMB High Rate Packet Data
  • UMB Ultra Mobile Broadband
  • IEEE 802.16e IEEE 802.16e
  • an LTE system adopts an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme in downlink and a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) scheme in uplink.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • 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 may support a low cost and low complexity terminal (hereinafter referred to as low cost, MTE or M2M terminal) through some functional limitations of the terminal.
  • Low-cost terminals are expected to be suitable for MTC (Machine Type Communication) or M2M (Machine to Machine) services whose main purposes are remote meter reading, security, and logistics.
  • low-cost terminals are expected as a means to realize a cellular-based Internet of Things (IoT).
  • IoT Internet of Things
  • the low cost terminal performs transmission and reception with the base station by using all or some RBs of narrowband smaller than the bandwidth of the system transmission band for low cost and low complexity. That is, the low cost terminal performs communication only in a narrow band smaller than the system transmission bandwidth of the base station.
  • the low-cost terminal has a narrowband transmission and reception capability of 1.4 MHz, which is the smallest system transmission bandwidth supported by LTE, so that it can communicate with the base station at 1.4 MHz.
  • the base station may have a plurality of narrow bands within the system transmission bandwidth, and may be configured to communicate with a low cost terminal in a specific narrow band.
  • the base station may set the low-cost terminal to communicate in a specific narrowband at a specific time according to a specific hopping pattern.
  • a narrowband for a low cost terminal may be configured, for example, with 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 terminal within a system transmission bandwidth should be aligned with a resource block used by an existing terminal, a resource block for a low-cost MTC terminal. ) Is the same as a resource block of a legacy terminal.
  • the general LTE terminal has a wideband signal transmission / reception function for at least 20 MHz band regardless of the bandwidth of the system transmission band, while the low cost terminal can realize additional low cost and low complexity by limiting the maximum bandwidth to less than 20 MHz. For example, in an LTE system having a 20 MHz channel bandwidth, an operation of a low cost terminal supporting only a 1.4 MHz channel bandwidth may be defined.
  • coverage may be limited when a low cost terminal is located at a specific location, for example, at a cell boundary, and repeated transmission and hopping methods are considered to improve coverage of such a low cost terminal.
  • the repeated transmission and hopping method may also be applied to improve coverage of a general LTE terminal.
  • 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 present invention proposes a method and apparatus for channel estimation and data decoding of a low cost terminal supporting repetitive transmission or hopping to improve coverage.
  • a method of a terminal includes: receiving subframes based on a setting; Acquiring at least one channel phase value based on valid subframes configured to transmit the same downlink data among the received subframes; Correcting the remaining channel phase values based on any one of the obtained at least one channel phase value; And decoding the downlink data using the reference value and the compensated channel phase value.
  • the terminal includes a transceiver for transmitting and receiving a signal; And control to receive subframes based on a setting, obtain at least one channel phase value based on valid subframes configured to transmit the same downlink data among the received subframes, and at least one obtained And a control unit for correcting the remaining channel phase values by using any one of the channel phase values of and decodes the downlink data using the reference value and the compensated channel phase values.
  • the present invention by providing a channel estimation method in a plurality of subframes for data decoding of a low-cost terminal supporting repetitive transmission or hopping to improve coverage, it is possible to improve coverage and to reliably decode data. It is possible.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a basic structure of a time-frequency domain, which is a radio resource region in which data or a control channel is transmitted in downlink of an LTE system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a narrowband structure for communication of a low-cost terminal within a downlink system transmission bandwidth of an LTE system.
  • 3 is a diagram for explaining the application of repetitive transmission and hopping in downlink data transmission to a low-cost terminal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a problem situation for solving the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a terminal operation according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a terminal device according to embodiments of the present invention.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDM) transmission is a method of transmitting data using a multi-carrier, in which symbol strings input in parallel are parallelized, and each of them has an orthogonal relationship with each other.
  • Multicarriers that is, a type of a multicarrier modulation (Multi Carrier Modulation) method of modulating and transmitting a plurality of subcarriers (Sub-carrier channels).
  • a modulated signal is located in a two-dimensional resource composed of time and frequency.
  • Resources on the time axis are divided into different OFDM symbols and they are orthogonal to each other.
  • Resources on the frequency axis are divided into different subcarriers and they are also orthogonal to each other. That is, in the OFDM scheme, if a specific OFDM symbol is designated on the time axis and a specific subcarrier is designated on the frequency axis, one minimum unit resource may be indicated, which is called a resource element (RE). . Since different REs have orthogonality to each other even though they pass through a frequency selective channel, signals transmitted to different REs may be received at a receiving side without causing mutual interference.
  • RE resource element
  • a physical channel is a channel of a physical layer that transmits modulation symbols that modulate one or more encoded bit streams.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • a plurality of physical channels are configured and transmitted according to the purpose of the information string to be transmitted or the receiver.
  • the transmitter and the receiver must promise in advance to which RE to arrange and transmit one physical channel.
  • the rule is called mapping.
  • a downlink bandwidth is composed of a plurality of resource blocks (hereinafter referred to as RBs) and each physical resource block (PRB) is referred to as a PRB.
  • RBs resource blocks
  • PRB physical resource block
  • a downlink bandwidth is composed of a plurality of resource blocks (hereinafter referred to as RBs) and each physical resource block (PRB) is referred to as a PRB.
  • RBs resource blocks
  • PRB physical resource block
  • the PRB becomes a basic unit of resource allocation.
  • a reference signal is a signal received from a base station to enable a terminal to estimate a channel.
  • a common reference signal CRS
  • a 'CRS' CRS
  • DMRS demodulation reference signal
  • the CRS is a reference signal transmitted over the entire downlink band and can be received by all terminals.
  • the CRS is used for channel estimation, configuration of feedback information of the terminal, or demodulation of a control channel and a data channel.
  • DMRS is also a reference signal transmitted over the entire downlink band and is used for data channel demodulation and channel estimation of a specific terminal. Unlike CRS, it is not used for feedback information configuration. Accordingly, the DMRS is transmitted through a PRB resource to be scheduled by the terminal.
  • a subframe on the time axis consists of two slots of 0.5 msec length, namely a first slot and a second slot.
  • a physical dedicated control channel (PDCCH) region which is a control channel region
  • an enhanced PDCCH (ePDCCH) region which is a data channel region, are divided and transmitted on a time axis. This is to quickly receive and demodulate the control channel signal.
  • the PDCCH region is located over the entire downlink band, in which one control channel is divided into control channels of a small unit and distributed in the entire downlink band.
  • the uplink is divided into a control channel (PUCCH) and a data channel (PUSCH), and the response channel and other feedback information for the downlink data channel are transmitted through the control channel when there is no data channel, and when there is a data channel. Is sent.
  • the channels may be designed differently from the channels transmitted to existing LTE or LTE-A terminals for narrowband transmission for a low-cost terminal, and may be completely distinguished and transmitted from a base station. have.
  • the terminal according to an embodiment of the present invention including a low-cost terminal, includes an LTE or LTE-A terminal supporting the function of the low-cost terminal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a basic 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 OFDM symbol, in which Nsymb (102) OFDM symbols are gathered to form one slot 106, and two slots are gathered to form 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 system transmission bandwidth is composed of a total of NBW 104 subcarriers.
  • the basic unit of a resource in the time-frequency domain may be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index as a resource element (RE).
  • the resource block 108 (Resource Block; RB or PRB) is defined as Nsymb 102 consecutive OFDM symbols in the time domain and NRB 110 consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • one RB 108 is composed of Nsymb x NRB REs 112.
  • the minimum transmission unit of data is the RB unit.
  • the data rate increases in proportion to the number of RBs scheduled for the UE.
  • the LTE system defines and operates six transmission bandwidths.
  • 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 below shows the correspondence between the system transmission bandwidth and the channel bandwidth defined in the LTE system. For example, an LTE system having a 10 MHz channel bandwidth may have a transmission bandwidth of 50 RBs.
  • the downlink control information is transmitted within the first N OFDM symbols in the subframe.
  • N ⁇ 1, 2, 3 ⁇ . Therefore, the N value varies in each subframe according to the amount of control information to be transmitted in the current subframe.
  • the control information includes a control channel transmission interval indicator indicating how many control information is transmitted over the OFDM symbol, scheduling information for downlink data or uplink data, HARQ ACK / NACK signal, and the like.
  • DCI downlink control information
  • An uplink (UL) refers to a radio link through which a terminal transmits data or a control signal to a base station
  • a downlink (DL) refers to a radio link through which a base station transmits data or a control signal to a terminal.
  • DCI defines various formats to determine whether scheduling information (UL (uplink) grant) for uplink data or scheduling information (DL (downlink) grant) for downlink data and whether compact DCI having a small size of control information.
  • the DCI format is determined according to whether it is used, whether to apply spatial multiplexing using multiple antennas, or whether it is a DCI for power control.
  • DCI format 1 which is scheduling control information (DL grant) for downlink data is configured to include at least the following control information.
  • Resource allocation type 0/1 flag Notifies whether the resource allocation method is type 0 or type 1.
  • Type 0 uses the bitmap method to allocate resources in resource block group (RBG) units.
  • a basic unit of scheduling is a resource block (RB) represented by time and frequency domain resources, and the RBG is composed of a plurality of RBs to become a basic unit of scheduling in a type 0 scheme.
  • Type 1 allows allocating a specific RB within the RBG.
  • Resource block assignment Notifies the RB allocated for data transmission.
  • the resource to be expressed is determined by the system bandwidth and the resource allocation method.
  • Modulation and coding scheme Notifies the modulation scheme used for data transmission and the size of the transport block that is the data to be transmitted.
  • HARQ process number Notifies the process number of HARQ.
  • New data indicator notifies whether HARQ initial transmission or retransmission.
  • Redundancy version Notifies the redundant version of the HARQ.
  • TPC Transmit Power Control
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • the DCI is transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH) or an enhanced PDCCH (EPDCCH), which is a downlink physical control channel through channel coding and modulation.
  • PDCH physical downlink control channel
  • EPDCCH enhanced PDCCH
  • the DCI is channel-coded independently for each UE, and then configured and transmitted with independent PDCCHs.
  • the PDCCH is mapped and transmitted during the control channel transmission period.
  • the frequency domain mapping position of the PDCCH is determined by the identifier (ID) of each terminal and spread over the entire system transmission band.
  • the downlink data is transmitted through a physical downlink shared channel (PDSCH) which is a physical channel for downlink data transmission.
  • PDSCH is transmitted after the control channel transmission interval, and scheduling information such as specific mapping positions and modulation schemes in the frequency domain is informed by the DCI transmitted through the PDCCH.
  • the base station informs the UE of the modulation scheme applied to the PDSCH to be transmitted and the size of the data to be transmitted (transport block size (TBS)) through the MCS configured of 5 bits among the control information configuring the DCI.
  • TBS transport block size
  • the TBS corresponds to a size before channel coding for error correction is applied to data (transport block, TB) that the base station intends to transmit.
  • Quadrature Phase Shift Keying QPSK
  • Quadrature Amplitude Modulation (16QAM) Quadrature Amplitude Modulation
  • 64QAM 64QAM.
  • Each modulation order (Qm) corresponds to 2, 4, and 6. That is, 2 bits per symbol for QPSK modulation, 4 bits per symbol for 16QAM modulation, and 6 bits per symbol for 64QAM modulation.
  • the TDD communication system uses a common frequency for the downlink and the uplink, and operates the divided transmission and reception of the uplink signal and the downlink signal in the time domain.
  • uplink or downlink signals are classified and transmitted for each subframe.
  • the uplink and downlink subframes are divided evenly in the time domain, or more subframes are allocated to the downlink or more uplink. Many subframes can be allocated and operated.
  • the length of the subframe is 1ms, and 10 subframes are combined to form one radio frame.
  • Table 2 shows a TDD UL-DL configuration defined in LTE.
  • 'D' represents a subframe configured for downlink transmission
  • 'U' represents a subframe configured for uplink transmission
  • 'S' represents Dwonlink Pilot Time Slot (DwPTS) and Guard Period (GP).
  • DwPTS Dwonlink Pilot Time Slot
  • GP Guard Period
  • UpPTS Uplink Pilot Time Slot
  • the control information can be transmitted in the downlink as in the general subframe, and the downlink data can be transmitted if the length of the DwPTS is long enough according to the setting state of the special subframe.
  • the GP is a section that accommodates the transition of the transmission state from the downlink to the uplink, and the length is determined according to the network configuration.
  • UpPTS is used for transmitting a Sounding Referfence Signal (SRS) of a UE required for estimating an uplink channel state or for transmitting a random access channel (RACH) of a UE for random access.
  • downlink data and control information can be transmitted in subframes # 0, # 5, and # 9, and subframes # 2, # 3, # 4, # 7, and # 7. 8, uplink data and control information can be transmitted.
  • downlink control information and downlink data can be transmitted in some cases, and SRS or RACH can be transmitted in uplink.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail a narrowband structure for communication of a low cost terminal in a downlink system transmission bandwidth of an LTE system.
  • the narrow band is a 1.4 MHz band.
  • Each narrowband 201 is composed of six consecutive resource blocks 202 to 207 as described above, and do not overlap each other.
  • any narrowband 201 is defined by the system D.C.
  • the system D.C Although illustrated as an example of not overlapping with the subcarrier 211, the system D.C. It is also possible to include the subcarrier 211. In this case, however, system D.C.
  • the subcarrier 211 is not included.
  • Each narrowband 201 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 201 may be defined continuously from the middle to both ends of the system transmission bandwidth. However, regardless of how narrowband 201 is defined within the system transmission bandwidth, what is proposed in the present invention is applicable.
  • a low cost terminal may receive a downlink signal from a base station in all or some RBs of a specific narrowband 201 according to a configuration of a base station or a predetermined rule.
  • each resource block 202 to 207 constituting the narrow band 201 is transmitted for channel estimation and equalization in addition to the resource elements 208 for data and control information transmission.
  • DMRS demodulation reference signal
  • each resource block 202 to 207 constituting the narrow band 201 is transmitted for channel estimation and equalization in addition to the resource elements 208 for data and control information transmission.
  • CRS Cell-specific reference signal
  • DMRS demodulation reference signal
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping granularity information, etc.
  • the signal or the L1 signal may be transmitted from the base station to the terminal.
  • the hopping granularity 304 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping. Repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive the downlink data in a specific narrowband 301, and the downlink data is transmitted in valid subframes 311.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • the narrowband for downlink data transmission is then hopped (302). Accordingly, the terminal receives downlink data in a specific narrow band 303 by the hopping. In the hopped narrowband 303, there are valid subframes 312 and 314 and invalid subframes 313.
  • the UE attempts to receive the repetitive transmission in the subframes of the hopping granularity 305, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a problem situation for solving the present invention. Through the embodiment of Figure 4 to describe the problem situation to be solved in the present invention.
  • the low cost terminal receives downlink data through repetitive transmission in the first narrowband 401.
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping granularity information, etc.
  • the signal or the L1 signal may be transmitted from the base station to the terminal.
  • the hopping period 403 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping, and repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive the downlink data in a specific narrowband (eg, the first narrowband 401), and the downlink data is transmitted in valid subframes.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal. From the information on the transmitted invalid subframes, the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • the downlink data repeatedly transmitted in the effective subframes from the base station passes through the channel, and when the low-cost terminal receives the downlink data, the type of the channel experienced by the downlink data may be shown as 402, and in each subframe. It has a continuous phase.
  • the narrowband for downlink data transmission is hopped (411). Accordingly, the terminal receives downlink data in a specific narrowband (eg, the second narrowband 421) by the hopping. In the hopped second narrowband 421, there are valid subframes 423, 425 and invalid subframes 424.
  • the UE attempts to receive a repetitive transmission in subframes of the hopping interval 404, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • the channel upon receiving downlink data, the channel has a continuous phase in the valid subframes 423 and 425, but cannot have a continuous phase due to the invalid subframes 424 in between the valid subframes.
  • the phase 426 of the effective subframe set 1 423 differs from the phase 427 of the effective subframe set 2 425.
  • the phase difference makes it difficult to estimate the channel by integrating the effective subframes 423 and 425. That is, when the UE estimates the channel using all valid subframes in the hopping interval, the phases are not matched and shifted, resulting in performance degradation of the channel estimation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a first embodiment of the present invention.
  • the first embodiment of the present invention proposes a method of decoding downlink data by estimating a channel without compensating for a phase difference of a channel due to invalid subframes.
  • the low cost terminal may receive downlink data through repetitive transmission in, for example, the second narrow band 521.
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping interval information, etc.
  • the hopping period 526 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping. Repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive downlink data in a particular narrowband 521, and downlink data is transmitted in valid subframes.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • Subframes received in the second narrowband 521 include valid subframes 523 and 525 and invalid subframes 524.
  • the UE attempts to receive a repetitive transmission in subframes of the hopping interval 526, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • the channel 522 has a continuous phase within the valid subframes 523 and 525, but due to the invalid subframes 524 between the valid subframes. It cannot have, and a phase difference arises.
  • the UE estimates a channel by combining the subframes in successive valid subframes 523 and 525 and cross-channel estimation, and an LLR value for downlink data decoding using the estimated channel.
  • the UE estimates a channel by summing subframes in consecutive valid subframes 523 and generates an LLR value for downlink data decoding using the estimated channel (532).
  • the UE estimates a channel by summing subframes in another successive valid subframes 525 and generates an LLR value for downlink data decoding using the estimated channel (533).
  • the generated LLR values are combined in bit order (531), and the downlink data is decoded using the summed LLRs (541).
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to the first embodiment of the present invention.
  • step 601 the UE receives information on the cell, narrowband configuration information, repetitive transmission and hopping related information, and valid and invalid subframe information from the base station through an upper signal or an L1 signal.
  • step 602 the UE estimates a channel through cross-subframe channel estimation in subframes in a subframe set (or group) consisting of consecutive valid subframes in a hopping interval.
  • step 603 the terminal generates the LLR value of the downlink data using the estimated channel.
  • step 604 LLR values respectively generated from successive sets of valid subframes in the hopping interval are summed in bit order, and the downlink data is decoded using the summed LLRs.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment of the present invention proposes a first example of compensating a phase difference of a channel due to invalid subframes and decoding the downlink data by estimating the channel.
  • the low cost terminal receives downlink data through repeated transmission in, for example, the second narrow band 721.
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping interval information, etc.
  • the hopping period 726 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping. Repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive downlink data in a particular narrowband 721, and downlink data is transmitted in valid subframes.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • Subframes received in the second narrowband 721 include valid subframes 723 and 725 and invalid subframes 724.
  • the terminal attempts to receive a repetitive transmission in subframes of the hopping interval 726, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • the channel 722 has a continuous phase in the valid subframes 723 and 725, but due to the invalid subframes 724 in between the valid subframes. It cannot have, and a phase difference arises.
  • the UE estimates a channel of each subframe in successive valid subframes 723 and 725. For example, when summing signals transmitted in demodulation RS or CRS in each subframe, channel values in each valid subframe may be estimated (731 to 738). It is assumed that large scale fading of the channels estimated in each subframe is similar. In this case, the phase difference of the channel in the remaining valid subframes is compensated based on the phase of the channel value in any one subframe (741). As an example, when the phase difference in the remaining valid subframes is corrected based on 734, the phase of the channel calculated in the specific valid subframe is calculated. Phase difference By calculating and subtracting, it is possible to correct the calculated phase in each subframe.
  • cross-channel estimation is performed on all valid subframes in the hopping interval using the phase correction result.
  • the downlink data is decoded from the summed down signal of the effective subframes in the hopping interval by using the channel estimation result.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to the second embodiment of the present invention.
  • the UE receives information on a cell, narrowband configuration information, repetitive transmission and hopping related information, and valid / invalid valid subframe information from an eNB through an upper signal or an L1 signal.
  • the UE calculates a phase value of the channel from a reference signal (eg, CRS, demodulation RS) of each valid subframe in the hopping interval.
  • a reference signal eg, CRS, demodulation RS
  • step 803 the UE compensates the phase difference of the other valid subframes based on the channel phase value of one valid subframe.
  • step 804 the UE performs cross-subframe channel estimation on the summed down signal of the effective subframes in the hopping interval using the result of compensating the phase difference, and uses the channel estimation result to downlink the summed down signal from the summed down signal. Decode the data.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment of the present invention proposes a second example of compensating the phase difference of the channel due to the invalid subframes and decoding the downlink data by estimating the channel.
  • the low cost terminal receives downlink data through repeated transmission in, for example, the second narrow band 921.
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping interval information, etc.
  • the hopping period 926 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping. Repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive downlink data in a particular narrowband 921 and downlink data is transmitted in valid subframes.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • Subframes received in the second narrowband 921 include valid subframes 923 and 925 and invalid subframes 924.
  • the UE attempts to receive the repetitive transmission in the subframes of the hopping interval 926, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • the channel 922 has a continuous phase within the valid subframes 923 and 925, but due to the invalid subframes 924 between the valid subframes, the channel 922 has a continuous phase. It cannot have, and a phase difference arises.
  • the UE may estimate a channel in units of a set (or group) of consecutive valid subframes 923 and 925, respectively. For example, when all signals transmitted in the demodulation RS or CRS in one consecutive valid subframe are summed, channel values of consecutive valid subframes may be estimated (931 to 932). It is assumed that large scale fading of the channels estimated in each subframe is similar. In this case, the channel phase difference in the remaining valid subframe sets may be compensated based on the phase of the channel value in any one valid subframe set (941).
  • phase difference in another set of valid subframes is corrected based on 931, the phase of the channel calculated in a specific set of effective subframes Phase difference
  • 932 in Can be corrected by subtracting it is possible to correct the calculated phase in the effective subframe set.
  • cross-channel estimation is performed for all valid subframes in the hopping interval using the phase correction result.
  • the downlink data is decoded from the summed down signal of the effective subframes in the hopping interval by using the channel estimation result.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a terminal operation according to a third embodiment of the present invention.
  • the UE receives information on a cell, narrowband configuration information, repetitive transmission and hopping related information, and valid / invalid valid subframe information from an eNB through an upper signal or an L1 signal.
  • step 1002 the UE calculates a phase value of the channel for each set of consecutive valid subframes in the hopping interval.
  • step 1003 the UE compensates for the phase difference of another valid subframe set based on the channel phase value of one effective subframe set.
  • step 1004 the UE performs cross-subframe channel estimation on the summed down signal of the effective subframes in the hopping interval by using the result of compensating the phase difference, and uses the channel estimation result to downlink the summed down signal from the summed down signal. Decode the data.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a channel estimation and downlink data decoding method according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment of the present invention proposes a third example of compensating the phase difference of the channel due to the invalid subframes and decoding the downlink data by estimating the channel.
  • the low cost terminal receives downlink data through repeated transmission in, for example, the second narrow band 1121.
  • the repetitive transmission means repetitive transmission of the same data in a plurality of configured subframes, and hopping means hopping between different narrow bands for transmitting downlink data to a low cost terminal.
  • the repetitive transmission related information eg, repeated transmission subframe number information, valid / invalid valid subframe information, etc.
  • hopping related information eg, narrowband number information for hopping, hopping interval information, etc.
  • the hopping period 1126 refers to the number of subframes transmitted in the same narrow band before hopping. Repeated transmission of the same data may be performed even after hopping.
  • the terminal is scheduled from the base station to receive downlink data in a particular narrowband 1121 and downlink data is transmitted in valid subframes.
  • the downlink data is repeatedly transmitted in a plurality of subframes, and is transmitted only in an available subframe.
  • the valid subframes may be determined in advance, and information about the valid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • unavailable subframes may be previously determined instead of valid subframes, and information about the invalid subframes may be transmitted from the base station to the terminal as an upper signal or an L1 signal.
  • the UE may infer valid subframes in which data is transmitted.
  • the invalid subframes for downlink data transmission may include an uplink subframe, an MBSFN subframe, a subframe configured for a measurement gap, and the like.
  • Subframes received in the second narrowband 1121 include valid subframes 1123 and 1125 and invalid subframes 1124.
  • the terminal attempts to receive the repetitive transmission in the subframes of the hopping interval 1126, which is the number of repetitive transmissions set by the base station. Does not affect That is, reception for repeated transmissions on additional valid subframes by the number of invalid subframes is performed.
  • the channel 1122 has a continuous phase within the valid subframes 1123 and 1125, but has a continuous phase due to the invalid subframes 1124 between the valid subframes. It cannot have, and a phase difference arises.
  • the UE may estimate a channel in units of a set (or group) of consecutive valid subframes 1123 and 1125. For example, when all signals transmitted in the demodulation RS or CRS in one consecutive valid subframe are summed, channel values of successive valid subframes may be estimated (1131 to 1132). It is assumed that large scale fading of the channels estimated in each subframe is similar.
  • the present embodiment is different from the third embodiment in that a weighting factor is applied based on the number of valid subframes of the valid subframe set. That is, in 1131, ⁇ is multiplied by a phase value as a weight, and in 1132, ⁇ is multiplied by a phase value by a weight.
  • the channel phase difference in the remaining valid subframe sets may be compensated based on the phase of the channel value in any one valid subframe set (1141).
  • the phase difference in another set of valid subframes is corrected based on 1131
  • the phase of a channel calculated in a specific set of effective subframes Phase difference
  • 1132 in Can be corrected by subtracting After correcting the phase in each effective subframe set, cross-channel estimation is performed for all valid subframes in the hopping interval using the phase correction result.
  • the downlink data is decoded from the summed down signal of the effective subframes in the hopping interval using the channel estimation result (1151).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the UE receives information on a cell, narrowband configuration information, repetitive transmission and hopping information, and valid / invalid subframe information from an eNB through an upper signal or an L1 signal.
  • step 1202 the UE calculates a phase value of the channel for each set of consecutive valid subframes in the hopping interval.
  • step 1203 the UE compensates the phase difference of another valid subframe set based on the channel phase value of one valid subframe set by applying a weight according to the number of subframes of each valid subframe set.
  • step 1204 the UE performs cross-subframe channel estimation on the summed down signal of the effective subframes in the hopping period by using the result of compensating the phase difference, and uses the channel estimation result to downlink the summed down signal from the summed down signal. Decode the data.
  • FIG. 13 illustrates a low cost terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • a low cost terminal device may include an antenna 1301, an RF converter 1302, an OFDM receiver 1303, a decoder 1304, and a controller 1305 capable of narrowband reception.
  • the antenna 1301 of the low cost terminal converts a downlink passband signal transmitted from the base station into an electrical signal and transmits the converted signal to the RF converter 1302.
  • the RF converter 1302 down-converts the signal transmitted from the antenna 1301 to the baseband and filters the narrowband that the terminal should receive.
  • the RF converter 1302 converts the downlink passband signal into a baseband signal.
  • the downlink signal converted to the baseband by the RF converter 1302 is transferred to the OFDM receiver 1303 to perform OFDM demodulation.
  • the OFDM receiver 1303 includes a cyclic prefix remover, a fast fourier transform (FFT) processor, a remapper, and the like, and converts an OFDM signal into a QPSK / QAM signal.
  • the QPSK / QAM symbols generated in the OFDM receiver 1303 estimate the channel according to the first, second, third, and / or fourth embodiments according to the present invention.
  • the decoder 1304 extracts a bit level signal transmitted from the base station from the QPSK / QAM symbol by using the estimated channel, and may be generated between the base station transmitter and the terminal receiver according to an error correction code for the received bit. Correct the error and forward it to the controller 1305.
  • the controller 1305 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 configuration of the terminal according to various embodiments of the present invention is not limited thereto.
  • the terminal may include a transceiver (not shown) for transmitting and receiving signals and a controller (not shown) for controlling the overall operation of the terminal.
  • the transceiver may transmit / receive a signal with the base station under control of the controller.
  • the controller may control the overall operations according to the first, second, third, and / or fourth embodiments of the present invention.
  • control unit controls to receive valid subframes configured to transmit the same downlink data, and performs channel estimation in units of a subframe group including one or more consecutive valid subframes among the valid subframes. Based on the channel estimation result, the downlink data may be decoded.
  • the controller may generate a log likelihood ratio (LLR) value for each subframe group based on the channel estimation result, and decode the downlink data based on an LLR value for each subframe group.
  • LLR log likelihood ratio
  • the controller may further control to receive at least one invalid subframe in which the same downlink data is not transmitted.
  • the subframe group may be divided by the at least one invalid subframe.
  • the controller may control to receive at least one of data reception narrowband information, valid or invalid subframe information, or subframe number information set to repeatedly transmit the same downlink data before receiving the valid subframes. have.
  • control unit controls to receive subframes based on a setting, and obtains at least one channel phase value based on valid subframes configured to transmit the same downlink data among the received subframes.
  • the other channel phase value may be corrected based on any one of the obtained at least one channel phase value, and the downlink data may be decoded using the reference value and the compensated channel phase value.
  • the controller may compensate for a phase difference between the remaining channel phase value and the reference value to correct the remaining channel phase value.
  • control unit before receiving the subframes, at least one of the data reception narrowband information, valid or invalid subframe information, or subframe number information set to repeatedly transmit the same downlink data for the setting; Can be controlled to receive.
  • the controller may acquire a channel phase value corresponding to each of the valid subframes.
  • the controller may obtain a channel phase value in units of a subframe group including one or more consecutive valid subframes among the valid subframes.
  • the received subframes may include at least one invalid subframe in which the same downlink data is not transmitted, and the subframe group may be divided by the at least one invalid subframe.
  • the controller compensates the phase difference between the remaining channel phase value and the reference value from the remaining channel phase value or applies weights according to the number of subframes for each subframe group to correct the remaining channel phase value. The phase difference between the remaining channel phase value and the reference value may be compensated.

Landscapes

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 복호 방법은, 설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하는 단계; 상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하는 단계; 상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하는 단계; 및 상기 기준 값 및 보정된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 데이터 복호 방법 및 장치
본 발명은 무선통신 시스템에 대한 것으로서, 특히 단말의 채널 추정 및 데이터 복호 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 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 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 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.
LTE 시스템에서 단말의 일부 기능 제한을 통한 저비용 및 낮은 복잡도 단말 (low-cost/low-complexity UE, 이하 저비용, MTE 또는 M2M 단말로 혼용되어 지칭)을 지원할 수 있다. 저비용 단말은 원격검침, 방범, 물류 등의 서비스를 주요 목적으로 하는 MTC (Machine Type Communication) 혹은 M2M (Machine to Machine) 서비스에 적합할 것으로 예상된다. 또한 저비용 단말은 셀룰러 기반 사물인터넷 (IoT; Internet of Things) 을 실현할 수 있는 수단으로 기대된다.
저비용 단말은 저비용 및 낮은 복잡도를 위해 시스템 전송 대역의 대역폭 보다 작은 협대역(Narrowband)의 모든 RB 또는 일부 RB를 사용하여 기 지국과 송수신을 수행한다. 즉, 저비용 단말은 기지국의 시스템 전송 대역폭 보다 작은 협대역으로만 통신을 수행한다. 한 예로, 저비용 단말은 LTE에서 지원하는 가장 작은 시스템 전송 대역폭인 1.4 MHz의 협대역 전송 및 수신 능력을 가지고 있어, 1.4 MHz로 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 기지국은 시스템 전송 대역폭 내에 다수개의 협대역을 두고, 저비용 단말에게 특정 협대역에서 통신이 이루어지도록 설정할 수 있다.
또한, 기지국은 특정한 호핑 패턴에 따라 저비용 단말이 특정 시간에 특정한 협대역에서 통신하도록 설정할 수도 있다. 저비용 단말을 위한 협대역은 예컨대 연속되는 6개의 자원 블록(resource block)으로 구성될 수 있고, 한 기지국이 사용하는 시스템 전송 대역폭 내에서 복수 개의 협대역은 서로 중첩(overlap)되지 않도록 정의된다. 또한, 시스템 전송 대역폭 내에서 저비용 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.
저비용 및 낮은 복잡도를 위해, 단말의 수신 안테나를 1개로 제한하여 단말의 RF 소자의 비용을 줄이거나, 혹은 단말이 처리할 수 있는 TBS 에 상한을 정의해서 단말의 데이터 수신 버퍼 비용을 줄일 수 있다. 그리고 일반적인 LTE 단말은 시스템 전송 대역의 대역폭에 관계없이 최소 20MHz 대역에 대한 광대역 신호 송수신 기능을 갖추고 있는데 비해서, 저비용 단말은 최대 대역폭을 20MHz 보다 작게 제한함으로써 추가적인 저비용 및 낮은 복잡도를 실현할 수 있다. 예를 들어, 20MHz 채널 대역폭의 LTE 시스템에서, 1.4MHz 채널 대역폭만 지원하는 저비용 단말의 동작을 정의할 수 있다.
또한 저비용 단말은 특정 위치, 가령 셀 경계에 위치한 경우 커버리지(coverage)가 제한될 수 있고, 이런 저비용 단말의 커버리지를 향상 시키기 위해 반복 전송 및 호핑 방법이 고려되고 있다. 상기 반복 전송 및 호핑 방법은 일반적인 LTE 단말의 커버리지를 향상 시키기 위해서도 적용될 수 있다. 이 때, 기존의 커버리지가 제한되지 않는 일반적인 LTE 단말과는 차별화되는, 커버리지 향상 모드에서 반복전송 및 호핑을 수행하는 저비용 단말의 채널 추정 및 데이터 복호 방법이 요구되고 있다.
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.
본 발명은 커버리지(coverage)를 향상시키기 위해 반복 전송 또는 호핑을 지원하는 저비용 단말의 채널 추정 및 데이터 복호 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 방법은, 설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하는 단계; 상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하는 단계; 상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하는 단계; 및 상기 기준 값 및 보상된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말은, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하도록 제어하고, 상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하며, 상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하고, 상기 기준 값 및 보상된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면 커버리지 향상을 위하여 반복 전송 또는 호핑을 지원하는 저비용 단말의 데이터 복호를 위한 다수의 서브프레임들에서의 채널 추정 방법을 제공함으로써, 커버리지를 향상시킬 수 있고, 데이터를 신뢰성 있게 복호하는 것이 가능하다.
도 1은 LTE 시스템의 하향링크에서 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 LTE 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 저비용(low-cost) 단말의 통신을 위한 협대역 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 저비용 단말에게 하향 데이터 전송 시 반복 전송 및 호핑의 적용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 해결하기 위한 문제 상황을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 단말 장치의 한 예시를 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 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 본 명세서에서는 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 전송 방식은 멀티캐리어(Multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(Symbol)열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티캐리어들, 즉 다수의 서브캐리어(Sub-carrier 채널들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼들로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수 축 상의 자원은 서로 다른 서브캐리어로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수 축 상에서 특정 서브캐리어를 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(RE: Resource Element, 이하 ‘RE’라 칭함)라고 칭한다. 서로 다른 RE들은 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 ‘OFDMA’라 칭함) 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 맵핑(mapping)이라고 한다.
OFDM 통신 시스템에서 하향링크 대역(bandwidth) 은 다수 개의 자원 블록(RB: Resource Block, 이하 ‘RB’라 칭함)들로 이뤄져 있으며, 각 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block, 이하 ‘PRB’라 칭함)은 주파수 축을 따라 배열된 12개의 서브캐리어들과 시간 축을 따라 배열된 14개 또는 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 여기서 상기 PRB는 자원 할당의 기본 단위가 된다.
기준 신호(RS: Reference Signal, 이하 ‘RS’라 칭함)는 기지국으로부터 수신되는 것으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(CRS: Common Reference Signal, 이하 ‘CRS’라 칭함)와 전용 기준 신호의 하나로 복조 기준 신호(DMRS: DeModulation Reference Signal, 이하 ‘DMRS’라 칭함)를 포함한다.
CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복조에 사용된다. DMRS 역시 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 특정 단말의 데이터 채널 복조 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링할 PRB 자원을 통해 전송된다.
시간 축 상에서 서브프레임(subframe)은 0.5msec 길이의 2개의 슬롯(slot), 즉 제1슬롯 및 제2슬롯으로 구성된다. 제어 채널 영역인 물리적 전용 제어 채널(PDCCH: Physical Dedicated Control Channel, ‘PDCCH’라 칭함) 영역과 데이터 채널 영역인 ePDCCH(enhanced PDCCH) 영역은 시간 축 상에서 분할되어 전송된다. 이는 제어 채널 신호를 빠르게 수신하고 복조 하기 위한 것이다. 뿐만 아니라 PDCCH 영역은 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 위치하는데 하나의 제어 채널이 작은 단위의 제어 채널들로 분할되어 상기 전체 하향링크 대역에 분산되어 위치하는 형태를 가진다.
상향링크는 크게 제어 채널(PUCCH)과 데이터 채널(PUSCH)로 나뉘며 하향링크 데이터 채널에 대한 응답 채널과 기타 피드백 정보가 데이터 채널이 없는 경우에는 제어 채널을 통해, 데이터 채널이 있는 경우에는 데이터 채널에 전송된다. 다양한 예시에 따라, 상기 채널들은 저비용(low-cost) 단말을 위한 협대역 전송에 맞도록 기존 LTE 또는 LTE-A 단말들에게 전송하는 채널들과는 다르게 설계될 수 있으며, 완전히 구별되어 기지국으로부터 전송될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은, 저비용 단말을 포함하며, 저비용 단말의 기능을 지원하는 LTE 또는 LTE-A 단말을 포함한다.
도 1은 LTE 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, Nsymb (102)개의 OFDM 심벌이 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 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb (102)개의 연속된 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 NRB (110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 상기 Nsymb = 7, NRB=12 이고, NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트(data rate)가 증가하게 된다. LTE 시스템은 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. 아래 표 1은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성될 수 있다.
표 1
Channel bandwidth BWChannel [MHz] 1.4 3 5 10 15 20
Transmission bandwidth configuration NRB 6 15 25 50 75 100
하향링크 제어정보의 경우 상기 서브프레임 내의 최초 N 개의 OFDM 심벌 이내에 전송된다. 일반적으로 N = {1, 2, 3} 이다. 따라서 현재 서브프레임에 전송해야 할 제어정보의 양에 따라 상기 N 값이 서브프레임마다 가변하게 된다. 상기 제어정보로는 제어정보가 OFDM 심벌 몇 개에 걸쳐 전송되는지를 나타내는 제어채널 전송구간 지시자, 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케쥴링 정보, HARQ ACK/NACK 신호 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보(Downlink Control Information; DCI)를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. 상향링크 (uplink; UL) 는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크 (downlink; DL)는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. DCI 는 여러 가지 포맷을 정의하여, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (UL(uplink) grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (DL(downlink) grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화 (spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI format 1 은 적어도 다음과 같은 제어정보들을 포함하도록 구성된다.
- 자원 할당 유형 0/1 플래그(Resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 유형 0 인지 유형 1 인지 통지한다. 유형 0 은 비트맵 방식을 적용하여 RBG (resource block group) 단위로 리소스를 할당한다. LTE 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 리소스로 표현되는 RB(resource block)이고, RBG 는 복수개의 RB로 구성되어 유형 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 유형 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.
- 자원 블록 할당(Resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.
- 변조 및 코딩 방식(Modulation and coding scheme; MCS): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block 의 크기를 통지한다.
- HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 통지한다.
- 새로운 데이터 지시자(New data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.
- 중복 버전(Redundancy version): HARQ 의 중복 버전(redundancy version) 을 통지한다.
- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(Transmit Power Control) command for PUCCH(Physical Uplink Control CHannel): 상향링크 제어 채널인 PUCCH 에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH (Physical downlink control channel) 혹은 EPDCCH (Enhanced PDCCH)를 통해 전송된다.
일반적으로 상기 DCI는 각 단말에 대해 독립적으로 채널코딩된 후, 각각 독립적인 PDCCH로 구성되어 전송된다. 시간영역에서 PDCCH는 상기 제어채널 전송구간 동안 매핑되어 전송된다. PDCCH 의 주파수영역 매핑 위치는 각 단말의 식별자(ID) 에 의해 결정되고, 전체 시스템 전송 대역에 퍼뜨려진다.
하향링크 데이터는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) 를 통해 전송된다. PDSCH는 상기 제어채널 전송구간 이후부터 전송되는데, 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식 등의 스케줄링 정보는 상기 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI가 알려준다.
상기 DCI 를 구성하는 제어정보 중에서 5 비트로 구성되는 MCS 를 통해서, 기지국은 단말에게 전송하고자 하는 PDSCH에 적용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터의 크기 (transport block size; TBS)를 통지한다. 상기 TBS 는 기지국이 전송하고자 하는 데이터 (transport block, TB)에 오류정정을 위한 채널코딩이 적용되기 이전의 크기에 해당한다.
LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 으로서, 각각의 변조오더(Modulation order) (Qm) 는 2, 4, 6 에 해당한다. 즉, QPSK 변조의 경우 심벌 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심벌 당 6 비트를 전송할 수 있다.
TDD 통신 시스템은 하향링크 및 상향링크에 공통의 주파수를 사용하되, 시간영역에서 상향링크 신호와 하향링크 신호의 송수신을 구분하여 운용한다. LTE TDD에서는 서브프레임별로 상향링크 혹은 하향링크 신호를 구분하여 전송한다. 상향링크 및 하향링크의 트래픽 부하(traffic load)에 따라, 상/하향링크용 서브프레임을 시간영역에서 균등하게 분할하여 운용하거나, 하향링크에 더 많은 서브프레임을 할당하여 운용하거나 혹은 상향링크에 더 많은 서브프레임을 할당하여 운용할 수 있다. LTE에서 상기 서브프레임의 길이는 1ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 하나의 라디오 프레임(radio frame)을 구성한다.
표 2
Uplink-downlink configuration Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 D S U U U D S U U U
1 D S U U D D S U U D
2 D S U D D D S U D D
3 D S U U U D D D D D
4 D S U U D D D D D D
5 D S U D D D D D D D
6 D S U U U D S U U D
상기 표 2는 LTE에 정의된 TDD UL-DL 설정(TDD Uplink-Downlink configuration)을 나타낸다. 표 2에서 ‘D’는 하향링크 전송용으로 설정된 서브프레임을 나타내고, ‘U’는 상향링크 전송용으로 설정된 서브프레임을 나타내며, ‘S’는 DwPTS(Dwonlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되는 스페셜 서브프레임(Special subframe)을 나타낸다. DwPTS에서는 일반적인 서브프레임과 마찬가지로 하향링크로 제어정보 전송이 가능하며, 스페셜 서브프레임의 설정 상태에 따라 DwPTS의 길이가 충분히 길 경우 하향링크 데이터 전송도 가능하다. GP는 하향링크에서 상향링크로 전송상태의 천이를 수용하는 구간으로 네크워크 설정 등에 따라 길이가 정해진다. UpPTS는 상향링크 채널상태를 추정하는데 필요한 단말의 SRS(Sounding Referfence Signal) 전송 혹은 랜덤 억세스를 위한 단말의 RACH(Random Access Channel) 전송에 사용된다.
예를 들어, TDD UL-DL 설정 #6의 경우 서브프레임 #0, #5, #9에 하향링크 데이터 및 제어정보 전송이 가능하고, 서브프레임 #2, #3, #4, #7, #8에 상향링크 데이터 및 제어정보 전송이 가능하다. 그리고 스페셜 서브프레임에 해당하는 서브프레임 #1, #6에서는 하항링크 제어정보와 경우에 따라 하향링크 데이터 전송이 가능하고 상향링크로는 SRS 혹은 RACH 전송이 가능하다.
도 2는 LTE 시스템의 하향링크 시스템 전송 대역폭 내에서 저비용 단말의 통신을 위한 협대역 구조를 상세히 도시하는 도면이다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 저비용 단말을 위한 협대역(201)은 시스템 전송 대역폭 내에서 다수 개 존재한다. 예를 들어, 협대역은 1.4MHz 대역인 것으로 가정한다. 각 협대역(201)은 전술한 바와 같이 6 개의 연속된 자원 블록(202 내지 207)로 구성되며 자원 블록간에는 서로 중첩이 되지 않는다. 도 2에서 임의의 협대역(201)은 시스템 D.C. 서브캐리어(211)과 서로 중첩되지 않는 일 예로 도시하였으나, 임의의 협대역(201) 내에 시스템 D.C. 서브캐리어(211)가 포함되는 경우도 가능하다. 단, 이 경우에도 해당 협대역 내에 포함된 자원 블록에 시스템 D.C. 서브캐리어(211)가 포함되지 않는다. 각 협대역(201)은 시스템 전송 대역폭의 임의의 한쪽 끝에서부터 연속하여 정의될 수도 있고, 또는 양쪽 끝에서부터 연속하여 정의될 수도 있다. 또는 협대역(201)은 시스템 전송 대역폭의 중간에서부터 양쪽 끝으로 연속하여 정의될 수도 있다. 하지만, 협대역(201)이 시스템 전송 대역폭 내에서 어떤 방법으로 정의되는가에 따라 관계없이 본 발명에서 제안하고자 하는 바가 적용 가능하다. 시스템 전송 대역폭 내의 다수의 협대역 중에서 저비용 단말은 기지국의 설정에 따라 또는 정해진 규칙에 따라 특정 협대역(201)의 모든 RB 또는 일부 RB에 서 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신할 수 있다.
도 2에서 도시하는 바와 같이, 협대역(201)을 구성하는 각 자원 블록(202 내지 207)은 데이터 및 제어 정보 전송을 위한 자원 요소 (Resource Elements) (208) 외에도 채널 추정 및 등화를 위해 전송되는 셀 특정 기준신호(Cell-specific reference signal: CRS)(209)와 다른 안테나 포트에서 전송되는 CRS를 위한 null 서브캐리어(210)로 구성된다. 이외에도 기지국이 해당 단말마다 설정한 전송 모드(Transmission mode)에 따라서 복조 기준 신호(Demodulation reference signal: DMRS) 등이 자원 블록(202 내지 207)내에서 전송될 수 있다.
도 3은 저비용 단말에게 하향 데이터 전송 시 반복 전송 및 호핑하는 것을 도시한 도면이다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간 (hopping granularity) 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 granularity (304)는 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다.
단말은 특정 협대역(301)에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링 되고, 유효 서브프레임들인 311에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들에 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다.
다음으로 하향 데이터 전송을 위한 협대역이 호핑된다 (302). 따라서 단말은 상기 호핑에 의해 특정 협대역(303)에서 하향 데이터를 수신한다. 호핑된 협대역(303)에서는 유효 서브프레임들(312, 314)과 비유효 서브프레임들(313)이 존재한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 granularity (305)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 granularity (305)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다.
도 4는 본 발명에서 해결하기 위한 문제 상황을 도시한 도면이다. 도 4의 실시 예를 통해 본 발명에서 해결하고자 하는 문제 상황을 설명하도록 한다.
도 4에서 저비용 단말은 제 1 협대역(401)에서 반복 전송을 통해 하향 데이터를 수신한다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간(hopping granularity) 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 구간 (403)는 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다.
단말은 특정 협대역(예컨대, 제 1 협대역(401))에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링 되고, 유효 서브프레임들에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다. 기지국으로부터 유효 서브프레임들에서 반복 전송된 하향 데이터는 채널을 통과하게 되고, 저비용 단말이 하향 데이터를 수신할 때, 하향 데이터가 겪은 상기 채널의 형태는 402와 같이 도시될 수 있으며, 매 서브프레임에서 연속적인 위상을 갖고 있다.
다음으로 하향 데이터 전송을 위한 협대역이 호핑된다 (411). 따라서 단말은 상기 호핑에 의해 특정 협대역(예컨대, 제 2 협대역(421))에서 하향 데이터를 수신한다. 호핑된 제 2 협대역(421)에서는 유효 서브프레임들(423, 425)과 비유효 서브프레임들(424)이 존재한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 구간 (404)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 구간 (404)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다. 이 때, 하향 데이터 수신시 채널은 유효 서브프레임들(423, 425)내에서 연속적인 위상을 가지나, 유효 서브프레임들 사이에 있는 비유효 서브프레임들(424)로 인해 연속적인 위상을 가질 수 없고, 유효 서브프레임 집합 1(423)의 위상(426)과 유효 서브프레임 집합 2(425)의 위상(427)은 차이가 발생하게 된다. 상기 위상차로 위해 유효 서브프레임들(423, 425)를 통합하여 채널을 추정하는 것이 어렵게 된다. 즉, 단말이 호핑 구간 안의 유효 서브프레임들을 모두 이용하여 채널을 추정할 때, 위상이 일치하지 않고 어긋나게 되어 채널 추정에 대한 성능 열화를 발생시킨다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1실시예는 비유효 서브프레임들로 인한 채널의 위상차를 보상하지 않고 채널을 추정하여 하향 데이터를 복호하는 방법을 제안한다.
도 5에서 저비용 단말은 예컨대 제 2 협대역(521)에서 반복 전송을 통해 하향 데이터를 수신할 수 있다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 구간(526)은 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다. 단말은 특정 협대역(521)에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링 되고, 유효 서브프레임들에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들에 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다.
제 2 협대역(521)에서 수신한 서브프레임들은 유효 서브프레임들(523, 525)과 비유효 서브프레임들(524)을 포함한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 구간(526)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 구간 (526)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다. 이 때, 하향 데이터 수신 시 채널(522)은 유효 서브프레임들(523, 525)내에서 연속적인 위상을 가지나, 유효 서브프레임들 사이에 있는 비유효 서브프레임들(524)로 인해 연속적인 위상을 가질 수 없고, 위상차가 발생하게 된다.
이 때, 단말은 연속적인 유효 서브프레임들(523, 525)에서 각각 서브프레임들을 합산(combining)하여 채널을 추정(cross-channel estimation)하고, 추정된 채널을 이용하여 하향 데이터 복호를 위한 LLR값을 계산한다. 즉, 단말은 연속적인 유효 서브프레임들(523)에서 서브프레임들을 합산하여 채널을 추정하고 추정된 채널을 이용하여 하향 데이터 복호를 위한 LLR값을 생성한다(532). 또한, 단말은 또 다른 연속적인 유효 서브프레임들(525)에서 서브프레임들을 합산하여 채널을 추정하고 추정된 채널을 이용하여 하향 데이터 복호를 위한 LLR값을 생성한다(533). 상기 생성된 LLR 값들을 비트 순서대로 합산(combining)하고(531), 합산된 LLR들(541)을 이용하여 하향 데이터를 복호한다. 상기 실시 예는 연속적인 유효 서브프레임 집합이 2개인 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 연속적인 유효 서브프레임 집합이 2 개 이상인 경우에도 적용 가능함은 물론이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
단계 601에서 단말은 셀에 대한 정보, 협대역 설정 정보, 반복 전송 및 호핑 관련 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보를 기지국으로부터 상위 신호 혹은 L1 신호를 통해 수신한다.
단계 602에서 단말은 호핑 구간 안의 연속적인 유효 서브프레임들로 구성된 서브프레임 집합(또는 그룹)내의 서브프레임들에서 교차 서브프레임 채널 추정을 통하여 채널을 추정한다.
단계 603에서 단말은 추정된 채널을 이용하여 하향 데이터의 LLR 값을 생성한다.
단계 604에서 호핑 구간 내의 연속적인 유효 서브프레임들 집합으로부터 각각 생성된 LLR 값들을 비트 순서대로 합산하고, 합산된 LLR 들을 이용하여 하향 데이터를 복호한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예는 비유효 서브프레임들로 인한 채널의 위상차를 보상하고 채널을 추정하여 하향 데이터를 복호하는 제 1 예시를 제안한다.
도 7에서 저비용 단말은 예컨대, 제 2 협대역(721)에서 반복 전송을 통해 하향 데이터를 수신한다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 구간(726)은 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다. 단말은 특정 협대역(721)에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링 되고, 유효 서브프레임들에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다.
제 2 협대역(721)에서 수신한 서브프레임들은 유효 서브프레임들(723, 725)과 비유효 서브프레임들(724)을 포함한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 구간(726)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 구간(726)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다. 이 때, 하향 데이터 수신시 채널(722)은 유효 서브프레임들(723, 725)내에서 연속적인 위상을 가지나, 유효 서브프레임들 사이에 있는 비유효 서브프레임들(724)로 인해 연속적인 위상을 가질 수 없고, 위상차가 발생하게 된다.
이 때, 단말은 연속적인 유효 서브프레임들(723, 725)에서 각 서브프레임의 채널을 추정한다. 한 예로 각 서브프레임내의 demodulation RS 또는 CRS에서 전송되는 신호들을 각각 합산(combining) 시 각 유효 서브프레임에서의 채널 값을 추정할 수 있다 (731 내지 738). 상기에서 각 서브프레임에서 추정한 채널들의 large scale fading은 유사하다고 가정한다. 이 때, 임의의 한 서브프레임에서의 채널 값의 위상을 기반으로 나머지 유효 서브프레임들에서의 채널의 위상차를 보상한다(741). 한 예로 734를 기반으로 나머지 유효 서브프레임들에서의 위상차를 보정하는 경우, 특정 유효 서브프레임에서 계산된 채널의 위상
Figure PCTKR2016012404-appb-I000001
는 위상차
Figure PCTKR2016012404-appb-I000002
를 계산하여 빼줌으로써 각 서브프레임에서 계산된 위상을 보정할 수 있다. 가령 731은
Figure PCTKR2016012404-appb-I000003
에서
Figure PCTKR2016012404-appb-I000004
를 빼서 보정할 수 있다. 각 유효 서브프레임에서 위상을 한 유효 서브프레임을 기반으로 보정한 후, 위상 보정 결과를 이용하여 호핑 구간 내 모든 유효 서브프레임들에 대한 채널 추정(cross-channel estimation)을 수행한다. 그리고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호 한다(751).
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
단계 801에서 단말은 셀에 대한 정보, 협대역 설정 정보, 반복 전송 및 호핑 관련 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보를 기지국으로부터 상위 신호 혹은 L1 신호를 통해 수신한다.
단계 802에서 단말은 호핑 구간 안의 각 유효 서브프레임의 기준 신호(reference signal)(가령 CRS, demodulation RS)로부터 채널의 위상 값을 산출한다.
단계 803에서 단말은 한 유효 서브프레임의 채널 위상 값을 기준으로 다른 유효 서브프레임들의 위상차를 보상한다.
단계 804에서 단말은 위상차를 보상한 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호에 대한 교차 서브프레임 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호한다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 3 실시예는 비유효 서브프레임들로 인한 채널의 위상차를 보상하고 채널을 추정하여 하향 데이터를 복호하는 제 2 예시를 제안한다.
도 9에서 저비용 단말은 예컨대 제 2 협대역(921)에서 반복 전송을 통해 하향 데이터를 수신한다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 구간(926)은 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다. 단말은 특정 협대역(921)에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링되고, 유효 서브프레임들에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들에 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다.
제 2 협대역(921)에서 수신한 서브프레임들은 유효 서브프레임들(923, 925)과 비유효 서브프레임들(924)을 포함한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 구간(926)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 구간 (926)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다. 이 때, 하향 데이터 수신 시 채널(922)은 유효 서브프레임들(923, 925)내에서 연속적인 위상을 가지나, 유효 서브프레임들 사이에 있는 비유효 서브프레임들(924)로 인해 연속적인 위상을 가질 수 없고, 위상차가 발생하게 된다.
이 때, 단말은 연속적인 유효 서브프레임들(923, 925) 집합(또는 그룹) 단위로 각각 채널을 추정할 수 있다. 한 예로 한 연속적인 유효 서브프레임들 내의 demodulation RS 또는 CRS에서 전송되는 신호들을 모두 합산 시 연속적인 유효 서브프레임들의 채널 값을 추정할 수 있다(931 내지 932). 상기에서 각 서브프레임에서 추정한 채널들의 large scale fading은 유사하다고 가정한다. 이 때, 임의의 한 유효 서브프레임 집합에서의 채널 값의 위상을 기반으로 나머지 유효 서브프레임 집합에서의 채널 위상차를 보상할 수 있다 (941). 한 예로 931을 기반으로 다른 유효 서브프레임 집합에서의 위상차를 보정하는 경우, 특정 유효 서브프레임 집합에서 계산된 채널의 위상
Figure PCTKR2016012404-appb-I000005
에서 위상차
Figure PCTKR2016012404-appb-I000006
를 계산하여 빼줌으로써, 유효 서브프레임 집합에서 계산된 위상을 보정할 수 있다. 가령 932는
Figure PCTKR2016012404-appb-I000007
에서
Figure PCTKR2016012404-appb-I000008
를 빼서 보정할 수 있다. 각 유효 서브프레임 집합에서 위상을 보정한 후, 위상 보정 결과를 이용하여 호핑 구간 내 모든 유효 서브프레임들에 대한 채널 추정(cross-channel estimation)을 수행한다. 그리고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호 한다(951).
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
단계 1001에서 단말은 셀에 대한 정보, 협대역 설정 정보, 반복 전송 및 호핑 관련 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보를 기지국으로부터 상위 신호 혹은 L1 신호를 통해 수신한다.
단계 1002에서 단말은 호핑 구간 안의 연속적인 유효 서브프레임들의 집합 각각에 대한 채널의 위상값을 산출한다.
단계 1003에서 단말은 한 유효 서브프레임 집합의 채널 위상 값을 기준으로 다른 유효 서브프레임 집합의 위상차를 보상한다.
단계 1004에서 단말은 위상차를 보상한 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호에 대한 교차 서브프레임 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호한다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 채널 추정 및 하향 데이터 복호 방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 4 실시예는 비유효 서브프레임들로 인한 채널의 위상차를 보상하고 채널을 추정하여 하향 데이터를 복호하는 제 3 예시를 제안한다.
도 11에서 저비용 단말은 예컨대, 제 2 협대역(1121)에서 반복 전송을 통해 하향 데이터를 수신한다. 상기 반복 전송은 설정된 다수의 서브프레임들에서 같은 데이터를 반복 전송하는 것을 의미하며, 호핑은 저비용 단말에게 하향 데이터를 전송하기 위한 서로 다른 협대역 사이의 호핑을 의미한다. 상기 반복 전송 관련 정보(가령, 반복 전송 서브프레임 수 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보 등) 혹은 호핑 관련 정보(가령, 호핑을 위한 협대역 개수 정보, 호핑 구간 정보 등)들은 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 호핑 구간(1126)는 호핑 전에 동일 협대역에서 전송하는 서브프레임 수를 의미하며, 같은 데이터의 반복 전송은 호핑 이후에도 수행될 수 있다. 단말은 특정 협대역(1121)에서 하향 데이터를 수신하도록 기지국으로부터 스케줄링 되고, 유효 서브프레임들에서 하향 데이터가 전송된다. 상기 하향 데이터는 다수의 서브프레임들에서 반복 전송되며, 유효 서브프레임(available subframe)에서만 전송된다. 상기 유효 서브프레임들은 사전에 결정될 수 있으며, 상기 유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 혹은 유효 서브프레임들 대신 비유효 서브프레임(unavailable subframe)들이 사전에 결정될 수 있으며, 상기 비유효 서브프레임들에 대한 정보가 상위 신호 또는 L1 신호로 기지국으로부터 단말에게 전송될 수 있다. 상기 전송된 비유효 서브프레임들에 대한 정보로부터 단말은 데이터가 전송되는 유효 서브프레임들을 유추할 수 있다. 하향 데이터 전송을 위한 비유효 서브프레임들은 가령 상향 서브프레임, MBSFN 서브프레임, measurement gap을 위해 설정된 서브프레임 등이 있을 수 있다.
제 2 협대역(1121)에서 수신한 서브프레임들은 유효 서브프레임들(1123, 1125)과 비유효 서브프레임들(1124)을 포함한다. 단말은 기지국에 의해 설정된 반복 전송 수인 호핑 구간(1126)만큼의 서브프레임들에서 반복 전송에 대한 수신을 시도하며, 비유효 서브프레임이 있는 경우 비유효 서브프레임의 수는 호핑 구간(1126)에 아무 영향을 주지 않는다. 즉, 비유효 서브프레임 수만큼 추가의 유효 서브프레임들을 통한 반복 전송에 대한 수신이 수행된다. 이 때, 하향 데이터 수신 시 채널(1122)은 유효 서브프레임들(1123, 1125)내에서 연속적인 위상을 가지나, 유효 서브프레임들 사이에 있는 비유효 서브프레임들(1124)로 인해 연속적인 위상을 가질 수 없고, 위상차가 발생하게 된다.
이 때, 단말은 연속적인 유효 서브프레임들(1123, 1125) 집합(또는 그룹) 단위로 각각 채널을 추정할 수 있다. 한 예로 한 연속적인 유효 서브프레임들 내의 demodulation RS 또는 CRS에서 전송되는 신호들을 모두 합산 시 연속적인 유효 서브프레임들의 채널 값을 추정할 수 있다(1131 내지 1132). 상기에서 각 서브프레임에서 추정한 채널들의 large scale fading은 유사하다고 가정한다. 이 때, 본 실시예가 제 3 실시예와 다른 점은, 유효 서브프레임 집합의 유효 서브프레임 개수를 기반으로 가중치(weighting factor)를 적용하는 것이다. 즉, 1131에서는 가중치로써 α를 위상 값에 곱하고, 1132에서는 가중치로써 β를 위상 값에 곱한다. 나머지 과정은 본 발명의 제 3 실시예와 같다. 즉, 임의의 한 유효 서브프레임 집합에서의 채널 값의 위상을 기반으로 나머지 유효 서브프레임 집합에서의 채널 위상차를 보상할 수 있다(1141). 한 예로 1131을 기반으로 다른 유효 서브프레임 집합에서의 위상차를 보정하는 경우, 특정 유효 서브프레임 집합에서 계산된 채널의 위상
Figure PCTKR2016012404-appb-I000009
에서 위상차
Figure PCTKR2016012404-appb-I000010
를 계산하여 빼줌으로써, 유효 서브프레임 집합에서 계산된 위상을 보정할 수 있다. 가령 1132는
Figure PCTKR2016012404-appb-I000011
에서
Figure PCTKR2016012404-appb-I000012
를 빼서 보정할 수 있다. 각 유효 서브프레임 집합에서 위상을 보정한 후, 위상 보정 결과를 이용하여 호핑 구간 내 모든 유효 서브프레임들에 대한 채널 추정(cross-channel estimation)을 수행한다. 그리고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호 한다(1151).
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 단말 동작을 도시한 순서도이다.
단계 1201에서 단말은 셀에 대한 정보, 협대역 설정 정보, 반복 전송 및 호핑 관련 정보, 유효/비유효 서브프레임 정보를 기지국으로부터 상위 신호 혹은 L1 신호를 통해 수신한다.
단계 1202에서 단말은 호핑 구간 안의 연속적인 유효 서브프레임들의 집합 각각에 대한 채널의 위상 값을 산출한다.
단계 1203에서 단말은 각 유효 서브프레임 집합의 서브프레임 개수에 따른 가중치를 적용하여 어느 하나의 유효 서브프레임 집합의 채널 위상 값을 기준으로 다른 유효 서브프레임 집합의 위상차를 보상한다.
단계 1204에서 단말은 위상차를 보상한 결과를 이용하여, 호핑 구간 내 유효 서브프레임들의 합산된 하향 신호에 대한 교차 서브프레임 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 결과를 이용하여, 합산된 하향 신호로부터 하향 데이터를 복호한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 저비용 단말 장치를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 저비용 단말 장치는 협대역 수신이 가능한 안테나(1301), RF 변환부(1302), OFDM 수신기(1303), 복호기(1304), 제어기(1305)를 포함할 수 있다.
저비용 단말의 안테나(1301)는 기지국이 전송하는 하향링크 통과대역(passband) 신호를 전기적 신호로 변환하여 RF 변환부(1302)로 전달한다. RF 변환부(1302)는 안테나(1301)로부터 전달된 신호를 기저대역으로 하향변환(down-conversion)하고 단말이 수신해야 하는 협대역을 필터링한다. RF 변환부(1302)에서 하향링크 통과대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다.
RF 변환부(1302)에서 기저대역으로 변환된 하향링크 신호는 OFDM 수신기(1303)으로 전달되어 OFDM 복조가 수행된다. OFDM 수신기(1303)는 순환전치(Cyclic prefix) 제거기, FFT(Fast Fourier Transmform) 프로세서, Remapper 등으로 구성되며, OFDM 신호를 QPSK/QAM 신호로 변환한다. OFDM 수신기(1303)에서 생성된 QPSK/QAM 심볼은 본 발명에 따른 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예, 및/또는 제 4 실시예에 따라 채널을 추정한다. 복호기(1304)에서 추정된 채널을 이용하여 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(1305)에 전달한다. 제어기(1305)는 기지국으로부터 수신된 정보의 종류에 따라 단말의 동작을 제어하거나, 수신된 정보를 상위계층에 전달하는 역할을 수행한다.
한편, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단말의 구성은 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 단말은 신호를 송신 및 수신하는 송수신부(미도시) 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
송수신부는, 제어부의 제어에 따라 기지국과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부는, 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예, 및/또는 제 4 실시예에 따른 동작 전반을 제어할 수 있다.
한 예시로, 제어부는, 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들을 수신하도록 제어하고, 상기 유효 서브프레임들 중 하나 이상의 연속적인 유효 서브프레임을 포함하는 서브프레임 그룹 단위로 채널 추정을 수행하며, 상기 채널 추정 결과에 기반하여, 상기 하향 데이터를 복호할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 채널 추정 결과에 기반하여 상기 서브프레임 그룹 각각에 대한 LLR(log likelihood ratio) 값을 생성하고, 상기 서브프레임 그룹 각각에 대한 LLR값에 기반하여 상기 하향 데이터를 복호할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정되지 않은 적어도 하나의 무효 서브프레임을 더 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 서브프레임 그룹은, 상기 적어도 하나의 무효 서브프레임에 의해 구분될 수 있다.
한편 상기 제어부는, 상기 유효 서브프레임들을 수신하기 이전에, 데이터 수신 협대역 정보, 유효 또는 무효 서브프레임 정보, 또는 동일한 하향 데이터를 반복 전송하도록 설정된 서브프레임 개수 정보 중 적어도 하나를 수신하도록 제어할 수 있다.
다른 예시로, 제어부는, 설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하도록 제어하고, 상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하며, 상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하고, 상기 기준 값 및 보상된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 나머지 채널 위상 값 보정을 위하여, 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 서브프레임들을 수신하기 이전에, 상기 설정을 위한, 데이터 수신 협대역 정보, 유효 또는 무효 서브프레임 정보, 또는 동일한 하향 데이터를 반복 전송하도록 설정된 서브프레임 개수 정보 중 적어도 하나를 수신하도록 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 유효 서브프레임들 각각에 대응하는 채널 위상 값을 획득할 수 있다. 또는, 상기 제어부는, 상기 유효 서브프레임들 중 하나 이상의 연속적인 유효 서브프레임을 포함하는 서브프레임 그룹 단위로 채널 위상 값을 획득할 수 있다. 이때, 상기 수신된 서브프레임들은, 상기 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정되지 않은 적어도 하나의 무효 서브프레임을 포함하고, 상기 서브프레임 그룹은, 상기 적어도 하나의 무효 서브프레임에 의해 구분될 수 있다. 그리고, 제어부는, 이 경우 나머지 채널 위상 값 보정을 위하여, 상기 나머지 채널 위상 값에서 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하거나, 각 서브프레임 그룹별 서브프레임 개수에 따른 가중치를 적용하여 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상할 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 (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 방법으로,
    설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하는 단계;
    상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하는 단계; 및
    상기 기준 값 및 보정된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나머지 채널 위상 값을 보정하는 단계는,
    상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브프레임들을 수신하기 이전에,
    상기 설정을 위한, 데이터 수신 협대역 정보, 유효 또는 무효 서브프레임 정보, 또는 동일한 하향 데이터를 반복 전송하도록 설정된 서브프레임 개수 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하는 단계는,
    상기 유효 서브프레임들 각각에 대응하는 채널 위상 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하는 단계는,
    상기 유효 서브프레임들 중 하나 이상의 연속적인 유효 서브프레임을 포함하는 서브프레임 그룹 단위로 채널 위상 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수신된 서브프레임들은, 상기 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정되지 않은 적어도 하나의 무효 서브프레임을 포함하고,
    상기 서브프레임 그룹은, 상기 적어도 하나의 무효 서브프레임에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널 위상 값을 보정하는 단계는,
    상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하는 단계; 또는
    각 서브프레임 그룹별 서브프레임 개수에 따른 가중치를 적용하여 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    설정에 기반하여 서브프레임들을 수신하도록 제어하고,
    상기 수신된 서브프레임들 중 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정된 유효 서브프레임들에 기반하여, 적어도 하나의 채널 위상 값을 획득하며,
    상기 획득된 적어도 하나의 채널 위상 값 중 어느 하나를 기준 값으로 나머지 채널 위상 값을 보정하고,
    상기 기준 값 및 보상된 채널 위상 값을 이용하여 상기 하향 데이터를 복호하는 제어부를 포함하는 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 나머지 채널 위상 값에서, 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 서브프레임들을 수신하기 이전에,
    상기 설정을 위한, 데이터 수신 협대역 정보, 유효 또는 무효 서브프레임 정보, 또는 동일한 하향 데이터를 반복 전송하도록 설정된 서브프레임 개수 정보 중 적어도 하나를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유효 서브프레임들 각각에 대응하는 채널 위상 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유효 서브프레임들 중 하나 이상의 연속적인 유효 서브프레임을 포함하는 서브프레임 그룹 단위로 채널 위상 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신된 서브프레임들은, 상기 동일한 하향 데이터가 전송되도록 설정되지 않은 적어도 하나의 무효 서브프레임을 포함하고,
    상기 서브프레임 그룹은, 상기 적어도 하나의 무효 서브프레임에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 나머지 채널 위상 값 보정을 위하여,
    상기 나머지 채널 위상 값에서, 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하거나,
    상기 나머지 채널 위상 값에서, 각 서브프레임 그룹별 서브프레임 개수에 따른 가중치를 적용하여 상기 나머지 채널 위상 값과 상기 기준 값의 위상차를 보상하는 것을 특징으로 하는 단말.
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