WO2017119771A1 - 무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for error recovery using multiple channels in a wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is an access gateway (AG) located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an eNB, and a network (E-UTRAN) and connected to an external network.
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20Mhz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest) related information.
  • the base station transmits uplink scheduling information to the terminal for uplink (UL) data and informs the time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. that the terminal can use.
  • DL downlink
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest
  • the core network may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • a method for a terminal to receive data from a base station includes: receiving the data from the base station through a multicast channel; When the decoding of the data fails, transmitting a retransmission request signal for the data to the base station; And receiving retransmission of the data from the base station through a unicast channel, wherein the data received through the multicast channel and the data received through the unicast channel are different from each other in different redundancy versions (RVs). It characterized by including the same transport block (transport block) having.
  • receiving the retransmission of the data over the unicast channel comprises receiving a control signal for the reception of the data retransmission, wherein the control signal includes information about the multicast channel and And information on a time point at which data is received through the multicast channel.
  • the retransmission request signal may include information about the multicast channel and information on a time point at which data is received through the multicast channel.
  • the method may further include reporting channel state information to the base station, in which case the unicast channel is applied with a precoding and modulation and coding scheme (MCS) level determined based on the channel state information. It is characterized by.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the method may further include receiving recovery data of the data from the base station and a neighboring base station of the base station.
  • the receiving of the repair data may include receiving the repair data through a first repair data specifying resource corresponding to the base station and a second repair data specifying resource corresponding to the neighboring base station.
  • a terminal in a wireless communication system a wireless communication module; And receive the data through a multicast channel from a base station, and when a decoding of the data fails, transmit a retransmission request signal for the data to the base station, and transmit a unicast channel from the base station. And a processor for receiving retransmission of the data, wherein the data received through the multicast channel and the data received through the unicast channel have different redundancy versions (RVs). Characterized in that it comprises a.
  • RVs redundancy versions
  • said processor receives a control signal for receiving said data retransmission from said base station, said control signal comprising information about said multicast channel and information about when said data is received over said multicast channel.
  • the retransmission request signal may include information about the multicast channel and information on a time point at which data is received through the multicast channel.
  • the processor may report channel state information to the base station, and in this case, the unicast channel may be applied with a precoding and modulation and coding scheme (MCS) level determined based on the channel state information.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the processor may receive recovery data of the data from the base station and a neighboring base station of the base station, and the first recovery data corresponding to the base station.
  • the recovery data is received through a specific resource and a second recovery data specific resource corresponding to the neighbor base station.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in the LTE system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG 7 shows an example of performing error recovery for downlink multicast transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an example of a recovery procedure for link failure with a serving cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, but this is an exemplary embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD scheme or the TDD scheme.
  • the specification of the base station may be used as a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a reception point (RP), a relay, and the like.
  • RRH remote radio head
  • TP transmission point
  • RP reception point
  • relay and the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme in downlink, and modulated in a Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) scheme in uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • IPv4 Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connected (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast. Traffic Channel
  • FIG. 3 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE acquires more specific system information by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to a physical downlink control channel (PDCCH) and information on the PDCCH. It may be (S302).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 ⁇ T s ) and is composed of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x T s ).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 OFDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 OFDM symbols are used as the data region.
  • R0 to R3 represent reference signals (RSs) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in a control region based on a Cell ID (Cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • the RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier x one OFDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the PHICH is a physical hybrid automatic repeat and request (HARQ) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, the PHICH indicates a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is scrambled cell-specifically.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink-shared channel (DL-SCH), an uplink scheduling grant, and HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • Paging channel (PCH) and downlink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C", that is, a transmission format. It is assumed that information about data transmitted using information (eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.) is transmitted through a specific subframe.
  • RTI Radio Network Temporary Identity
  • the terminal in the cell monitors, that is, blindly decodes, the PDCCH in the search region by using the RNTI information of the cell, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive and receive the PDCCH.
  • the PDSCH indicated by "B” and "C” is received through the information of one PDCCH.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region to which a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region to which a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NACK used for HARQ, Channel Quality Indicator (CQI) indicating downlink channel status, RI (Rank Indicator) for MIMO, and scheduling request (SR), which is an uplink resource allocation request. There is this.
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • the present invention proposes a method for effectively recovering packet errors and link failures that occur during a communication between a wireless communication network and a UE.
  • recovering a packet error refers to a process of allowing the UE to successfully receive the packet through proper retransmission when the UE fails to receive a specific data packet transmitted at a specific time point by the network.
  • recovering a connection failure means that when normal communication cannot be performed because the channel quality between the serving cell and the UE is deteriorated, minimal communication is maintained through other forms of communication, for example, transmission from a cell other than the serving cell. The process of doing.
  • the operating principle described in the present invention may be applied to a direct communication process between UEs, and in this case, the transmitting UE may perform an operation similar to the wireless communication network described below. For example, even in a direct communication process between UEs, initial transmission may be performed to a plurality of UEs through a multicast channel, but retransmission may be performed to a specific UE through a unicast channel.
  • broadcast and multicast may appear in a form in which one cell transmits data in a reference signal and a format similar to a conventional unicast transmission, or a plurality of cells are different from unicast. It may also appear in the form of transmitting the same data together using different separate reference signals and formats (especially reference signals and formats configured to properly combine signals arriving from a plurality of cells).
  • the former may be referred to as single cell point-to-multipoint (SC-PTM) and the latter as multicast and broadcast in single frequency network (MBSFN).
  • scheduling messages for those transmissions may be sent together to multiple UEs rather than to individual UEs.
  • the scheduling message may be transmitted in a common search space in which all UEs monitor together, or the scheduling message may also be transmitted through some broadcast and multicast channels.
  • the network transmits specific data over a multicast channel, some of the series of UEs that receive it may fail to receive the data.
  • this data is important data that needs to be received with high probability (for example, if the UE is installed in a car and receives information essential to driving the car, such as road conditions or maps in the surrounding area), the network retransmits that data. So that reception is successful. This process can be called error recovery. It is also possible to reuse the multicast channel in retransmission for error recovery of multicast data.
  • this method has a disadvantage in that the transmission optimized for the situation of the individual UE cannot be performed.
  • the number of UEs requiring retransmission will be very small. In this case, the retransmission is targeted to an unspecified number of UEs.
  • a transmission optimized for an individual UE requiring actual retransmission cannot be used. For example, precoding or modulation and coding scheme (MCS) setting that reflects the channel state of a UE that needs to be retransmitted, application of a mitigation technique for neighboring cell interference, use of carriers that are aggregated by each UE, etc. Operation becomes impossible.
  • MCS modulation and coding scheme
  • a unicast channel when retransmitting data using a multicast channel targeting an unspecified number for error recovery in the initial transmission, a unicast channel may be used for a UE that fails to receive an initial transmission. Suggest that.
  • the UE first attempts to receive the first transmission of the desired data through the multicast channel, and if the reception of the initial transmission fails, the UE notifies the network and the corresponding data is retransmitted. This retransmission is performed through the unicast channel.
  • the operation proposed in the present invention may be used as the only error recovery method of the initial transmission through the multicast channel, but may be applied as an alternative to using the unicast channel in a situation where both the multicast channel and the unicast channel can be used for retransmission. have.
  • FIG 7 shows an example of performing error recovery for downlink multicast transmission according to an embodiment of the present invention.
  • a base station transmits data using a multicast channel to an unspecified plurality of UEs. Thereafter, in step 702, the UE that fails to receive the data initially transmits feedback information indicating that reception failure and / or error recovery is required to the base station. Finally, in step 703, the base station retransmits the corresponding data through the unicast channel to the corresponding terminal.
  • the network can identify the channel state of an individual UE and use the optimal level of precoding or MCS for that state. As a result, the transmission efficiency can be increased in preparation for a multicast channel that does not use precoding or MCS level that reflects the channel state.
  • retransmission may be performed while applying a technique for mitigating interference of the neighbor cell. For example, retransmission may be performed using time / frequency resources promised not to be used by neighbor cells. Since different UEs receive interference from different cells and the interference mitigation technique and low interference resources applied by each neighboring cell may be different, the appropriate interference mitigation technique is different depending on the location of the individual UE.
  • an appropriate carrier among individual carriers merged by an individual UE uses a carrier with a low load. To receive the retransmission.
  • retransmission of a multicast channel through a unicast channel may be performed at the MAC layer.
  • retransmission is performed through the HARQ process.
  • the initial transmission on the multicast channel and the retransmission on the unicast channel apply different redundancy versions (RVs) of the same transport block, that is, a constant information bit to the channel encoder. It can be in the form of transmitting different parts on the codeword obtained by the solution.
  • RVs redundancy versions
  • the receiving UE may further increase the probability of error recovery by combining initial transmission on the multicast channel and retransmission on the unicast channel. For this purpose, the receiving UE must store some soft bits of the initial transmission on the multicast channel.
  • Each retransmission of a multicast channel on a unicast channel should be able to specify which multicast channel corresponds to when the initial transmission occurred.
  • retransmissions on each unicast channel may have an indicator of when and on which multicast channel the retransmission corresponds to the initial transmission.
  • an indicator for transmitting the index of the multicast channel and the time at which the multicast channel is transmitted may be notified through the physical control channel. This may be implemented to include a separate indicator in the physical control channel.
  • a UE attempting to apply error recovery through a unicast channel among UEs attempting to receive a multicast channel may report the fact to the network, and the network may report some of the HARQ processes used for unicast to a specific multicast channel. Can be assigned to.
  • the HARQ process means a pipeline in which an independent HARQ operation is performed, and the number of downlink HARQ processes is defined as maximum of eight in the LTE system.
  • the base station transmits HARQ process #n to multicast channel #X and HARQ process #m.
  • the UE may operate to recognize this as retransmission for the multicast channel #X and multicast channel #Y, respectively.
  • retransmission of a multicast channel over a unicast channel may be specified to conform to the various attributes of the original transmission over a multicast channel. For example, in performing scrambling on a codeword, a scrambling method of a multicast channel corresponding to an initial transmission, for example, an initial value for generating a scrambling sequence may be applied to a unicast channel as it is to combine and decode the two channels. It is possible to operate so that.
  • the UE When retransmission is performed in the MAC layer, the UE reports whether the initial transmission reception was successful to the base station through HARQ-ACK.
  • PUCCH may be used for HARQ-ACK feedback, and a separate PUCCH resource may be used to distinguish from HARQ-ACK for initial transmission through a unicast channel.
  • a new field may be defined in a MAC header of a PUSCH transmitted by the UE, and may include an index of a multicast channel in which the UE fails to receive and a time point at which the multicast channel is transmitted.
  • the information on the time point at which the multicast channel is transmitted is transmitted in the form of mod (wireless frame index * 10 + subframe index, A) to have a value from 0 to A-1. It can work. However, since the multicast channel transmission at two points in time intervals beyond the A subframe cannot be distinguished, feedback through the PUSCH transmission of the UE should be performed before that.
  • retransmission may be performed at a higher layer than the MAC layer. That is, by performing an ARQ operation in a layer higher than the MAC layer, ARQ in the RLC layer may be an example. In this case, since the initial transmission through the multicast channel and the retransmission through the unicast channel are not performed through one HARQ process, the process at the physical layer is separated.
  • the UE first attempts to receive the first transmission through the multicast channel, and if the reception failure is reported to the network, the network retransmits the corresponding data through the unicast channel.
  • the two transmissions may be treated as separate transport blocks.
  • the UE-side ARQ responsible layer detects a reception failure of a specific ARQ unit, it generates a message for feeding back the UE, and the UE reports the feedback message to the network through PUSCH transmission.
  • the feedback using the MAC header described above may also be used. This allows the network to retransmit using a unicast channel, but includes an indicator to distinguish it from normal unicast transmissions. For example, an indicator indicating which multicast channel or which bearer is transmitted for which ARQ unit may be included.
  • This operation may be implemented by mapping the same service or the same bearer to both the multicast channel and the unicast channel. That is, after mapping the same service or the same bearer to both the multicast channel and the unicast channel, the first transmission may operate to use the multicast channel, and the retransmission may operate to use the unicast channel.
  • the UE may deteriorate link quality with the serving cell depending on the location, and thus, a connection failure may occur and communication through the serving cell may be difficult.
  • a connection failure may occur and communication through the serving cell may be difficult.
  • the quality of the serving cell is deteriorated and handover to the target cell is normal, but the handover is terminated due to a time delay occurring in performing the handover. It can often happen that the handover fails and a connection failure occurs because it was too far from the serving cell before.
  • the connection failure occurs as described above, the UE cannot receive data until the other cell is reset to the serving cell and the connection with the new serving cell is established. In such a situation, if the data is important information that needs to be received quickly, a big problem may occur in the communication service.
  • the serving cell and / or a neighboring cell may transmit data to maintain a communication service.
  • the data transmitted from the serving cell and / or the neighboring cell may be a signal transmitted from an individual cell, but several cells may transmit the same signal together to a single frequency network (SFN) to enable higher power transmission.
  • SFN single frequency network
  • this operation is referred to as connection failure recovery using multiple cells.
  • FIG. 8 illustrates an example of a recovery procedure for link failure with a serving cell according to an embodiment of the present invention.
  • a UE is performing general communication with a serving cell.
  • a connection failure between the UE and the serving cell occurs in step 802, and the connection failure recovery process of the present invention is triggered.
  • the UE transmits data in the serving cell and the neighbor cell to continue the communication service.
  • the data transmitted from the serving cell and the neighboring cell may be signals transmitted from individual cells, but may also be a signal from which the serving cell and the neighboring cell together transmit the same signal to SFN.
  • the network may determine whether to initiate based on a HARQ-ACK report on data transmitted to a specific UE. If HARQ-ACK is not continuously reported for data transmitted to a specific UE, it may be assumed that a connection failure has occurred in the UE, and connection failure recovery using multiple cells may be initiated.
  • the serving cell may request the neighboring cell to participate in this connection failure recovery, or if there is a network entity controlling the operation of several cells, request the entity to initiate such connection failure recovery.
  • This request information includes information such as ID of the corresponding UE, attributes of the service, data to be transmitted through recovery, time / frequency resource at which recovery transmission will occur, parameters to be used in recovery transmission, for example, a parameter for generating a reference signal sequence or a scrambling sequence. May be included.
  • the UE may initiate a connection failure recovery process when the connection quality of the serving cell deteriorates.
  • the RSRP Reference Signal Received Power
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • the terminal may perform the above operation on the assumption that the link quality of the serving cell is poor in a time interval in which communication with the serving cell is uncertain among a series of procedures performed by the terminal in communication with the serving cell. Specific examples of such time intervals are as follows.
  • the T310 determines that the BLER (Block Error Rate) of the PDCCH transmitted from the serving cell becomes a predetermined level or more during a radio link monitoring process, the T310 occurs continuously for a predetermined number of times. If it is determined that the BLER is below a certain level, it stops when it occurs a certain number of times. While the T310 is operating, the above-described operation may be allowed because the channel state of the serving cell is so bad that the PDCCH cannot be stably received.
  • BLER Block Error Rate
  • Time interval in which timer T311 operates T311 starts to operate when the RRC connection re-establishment procedure starts, and stops when a suitable cell is selected. Since the re-establishment procedure has not been completed while the T311 is in operation, transmission to the serving cell is not stable and the above-described operation may be allowed.
  • Time interval during which the timer T301 operates The T301 starts to operate when the UE transmits an RRC connection reestablishment request, and stops when an RRC connection reestablishment message is received from a serving cell or an RRC connection reestablishment request is rejected. Since the RRC connection reestablishment procedure has not yet been completed while the T301 is in operation, transmission to the serving cell is not stable and the above described operation may be allowed.
  • Scheduling resources of the data packet transmitted through the recovery process may be predefined. For example, candidates for packet transmission may appear periodically in a specific time / frequency resource, and various parameters of the packet transmission, for example, an MCS level, may be fixed.
  • a search region of a physical control channel for scheduling data transmitted through a recovery process may be designated. Preferably, this search area may be a common search area monitored by all UEs.
  • such scheduling information may be defined to be transmitted only at a predetermined time.
  • Data packets in connection failure recovery may be sent in the serving cell but may be transmitted in neighboring cells. Therefore, the UE should attempt to receive in consideration of the possibility of transmission in the neighbor cell. If the scheduling resource of the data packet is predetermined, the UE attempts to receive a transmission from an adjacent cell on that resource. Preferably, recovery data packet transmission resources in different cells may be separated in time or frequency, and the network informs the UE in advance which cell can transmit it in which resource. If a repair data packet is scheduled over the physical control channel, the UE monitors the candidates to which this scheduling information can be sent in the neighbor cell. Likewise, candidates in different cells may be separated in time or frequency.
  • the data packet may include an indicator indicating which UE the packet is for, for example, through a MAC header.
  • the indicator may be a relatively long length ID used in a higher layer.
  • connection failure recovery is in operation, the UE can continue to monitor the serving cell, which is often the case when the serving cell's channel condition is good again to receive data from the serving cell before driving recovery on network resources. This may happen.
  • FIG. 9 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 900 includes a processor 910, a memory 920, an RF module 930, a display module 940, and a user interface module 950.
  • the communication device 900 is shown for convenience of description and some modules may be omitted. In addition, the communication device 900 may further include necessary modules. In addition, some modules in the communication device 900 may be divided into more granular modules.
  • the processor 910 is configured to perform an operation according to the embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. In detail, the detailed operation of the processor 910 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • the memory 920 is connected to the processor 910 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • the RF module 930 is connected to the processor 910 and performs a function of converting a baseband signal into a radio signal or converting a radio signal into a baseband signal. To this end, the RF module 930 performs analog conversion, amplification, filtering and frequency up-conversion, or a reverse process thereof.
  • the display module 940 is connected to the processor 910 and displays various information.
  • the display module 940 may use well-known elements such as, but not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • the user interface module 950 is connected to the processor 910 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad and a touch screen.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Certain operations described in this document as being performed by a base station may in some cases be performed by an upper node thereof. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 상기 기지국으로부터 멀티캐스트 채널을 통하여 상기 데이터를 수신하는 단계; 상기 데이터의 디코딩 실패 시, 상기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 멀티캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터와 상기 유니캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터는 서로 다른 상이한 RV (redundancy version)를 갖는 동일한 전송 블록 (transport block)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 방법은, 상기 기지국으로부터 멀티캐스트 채널을 통하여 상기 데이터를 수신하는 단계; 상기 데이터의 디코딩 실패 시, 상기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 멀티캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터와 상기 유니캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터는 서로 다른 상이한 RV (redundancy version)를 갖는 동일한 전송 블록 (transport block)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 단계는 상기 데이터 재전송의 수신을 위한 제어 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 이 경우 상기 제어 신호는 상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 재전송 요청 신호가, 상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 방법은 상기 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 유니캐스트 채널은 상기 채널 상태 정보에 기반하여 결정된 프리코딩 및 MCS (modulation and coding scheme) 레벨이 적용된 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 재전송 요청 신호가 기 설정된 횟수 이상 송신된 경우, 상기 방법은 상기 기지국 및 상기 기지국의 인접 기지국으로부터 상기 데이터의 복구 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 복구 데이터를 수신하는 단계는 상기 기지국에 대응하는 제 1 복구 데이터 특정 자원 및 상기 인접 기지국에 대응하는 제 2 복구 데이터 특정 자원을 통하여, 상기 복구 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서의 단말은, 무선 통신 모듈; 및 상기 무선 통신 모듈과 연결되어, 기지국으로부터 멀티캐스트 채널을 통하여 상기 데이터를 수신하고, 상기 데이터의 디코딩 실패 시, 상기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 상기 기지국으로 송신하며, 상기 기지국으로부터 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 프로세서를 포함하고, 상기 멀티캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터와 상기 유니캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터는 서로 다른 상이한 RV (redundancy version)를 갖는 동일한 전송 블록 (transport block)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 기지국으로부터 상기 데이터 재전송의 수신을 위한 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호는 상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 재전송 요청 신호가 상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
추가적으로, 상기 프로세서는 상기 기지국으로 채널 상태 정보를 보고할 수 있고, 이 경우 상기 유니캐스트 채널은 상기 채널 상태 정보에 기반하여 결정된 프리코딩 및 MCS (modulation and coding scheme) 레벨이 적용된 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 재전송 요청 신호가 기 설정된 횟수 이상 송신된 경우, 상기 프로세서가 상기 기지국 및 상기 기지국의 인접 기지국으로부터 상기 데이터의 복구 데이터를 수신할 수 있고, 상기 기지국에 대응하는 제 1 복구 데이터 특정 자원 및 상기 인접 기지국에 대응하는 제 2 복구 데이터 특정 자원을 통하여, 상기 복구 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신을 수행하는 도중 발생하는 패킷 에러 (packet error)나 연결 실패 (link failure)를 복구하는 시간을 줄이고 자원 효율성을 높일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 하향링크 멀티캐스트 (multicast) 전송에 대한 에러 복구를 수행하는 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서빙 셀과의 연결 실패 (link failure)에 대한 복구 과정의 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R0 내지 R3는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
본 발명에서는 무선 통신 네트워크와 UE가 통신을 수행하는 과정에서 발생하는 패킷 에러 (packet error) 및 연결 실패 (link failure)를 효과적으로 복구하는 방법을 제안한다. 여기서 패킷 에러를 복구(recover)한다는 것은, 네트워크가 특정 시점에 전송한 특정한 데이터 패킷을 UE가 수신 실패한 경우에 있어서 적절한 재전송을 통하여 해당 패킷을 UE가 성공적으로 수신할 수 있도록 하는 과정을 의미한다. 또한, 연결 실패를 복구한다는 것은 서빙 셀과 UE 사이의 채널 품질이 악화되어 정상적인 통신이 수행되기 어려운 경우 다른 형태의 통신, 예를 들어 서빙 셀이 아닌 셀로부터의 송신 등을 통해서 최소한의 통신은 유지하는 과정을 의미한다. 하지만 본 발명에서 설명하는 동작 원리는 UE 사이의 직접 통신 과정에도 적용될 수 있으며, 이 경우 송신 UE는 아래에서 설명하는 무선 통신 네트워크와 유사한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, UE 간 직접 통신 과정에서도 최초 전송은 멀티캐스트 채널을 통하여 다수의 UE들을 대상으로 수행하되, 재전송은 유니캐스트 채널을 통하여 특정 UE를 대상으로 이루어질 수 있다.
1) 하향링크 멀티캐스트 (multicast) 전송에 대한 에러 복구
우선, 복수의 UE에게 하향링크를 통하여 동일 데이터를 전송하는 브로드캐스트 (broadcast) 및 멀티캐스트 전송에서 효과적으로 전송 에러를 복구하는 방법을 설명한다. 여기서 브로드캐스트 및 멀티캐스트는 하나의 셀이 기존의 유니캐스트 (unicast) 전송과 유사한 형태의 참조 신호 및 포맷 (format)으로 데이터를 전송하는 형태로 나타날 수도 있고, 혹은 복수의 셀이 유니캐스트와는 상이한 별도의 참조 신호 및 포맷 (특히 복수의 셀로부터 도달하는 신호가 적절하게 결합되도록 구성된 참조 신호 및 포맷)을 사용하여 함께 동일 데이터를 전송하는 형태로 나타날 수도 있다. 전자를 SC-PTM (single cell point-to-multipoint), 후자를 MBSFN (multicast and broadcast in single frequency network)이라 명명할 수 있다.
브로드캐스트 및 멀티캐스트 전송의 특징 중 하나로, 그 전송에 대한 스케줄링 메시지가 개별 UE가 아닌 복수의 UE에게 함께 전송될 수 있다는 점을 들 수 있다. 일 예로, 스케줄링 메시지가 모든 UE가 함께 모니터링을 수행하는 공통 검색 영역 (common search space)에서 전송되거나, 혹은 스케줄링 메시지 역시 일종의 브로드캐스트 및 멀티캐스트 채널을 통해서 전송될 수 있다.
네트워크가 멀티캐스트 채널을 통하여 특정 데이터를 전송하는 경우, 이를 수신하는 일련의 UE 중 일부는 데이터 수신에 실패할 수 있다. 특히 이 데이터가 높은 확률로 수신되어야 하는 중요한 데이터인 경우(예를 들어 UE가 자동차에 설치되어서 주변 지역의 도로 상황이나 지도와 같이 자동차 운행에 필수적인 정보를 수신하는 경우)에는 네트워크가 해당 데이터를 재전송하여 수신이 성공하도록 해야 한다. 이 과정을 에러 복구 (recovery)라 명명할 수 있다. 멀티캐스트 데이터의 에러 복구를 위한 재전송에 있어서 멀티캐스트 채널을 다시 사용하는 것도 가능하다.
그러나 이 방식은 개별 UE의 상황에 최적화된 전송을 할 수 없다는 단점이 있다. 특히 해당 데이터의 수신이 중요하여 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송에서의 에러 확률을 충분히 낮게 설정해두었다면, 재전송이 필요한 UE의 숫자가 매우 줄어들게 될 것이며, 이 경우에 재전송을 불특정 다수의 UE를 대상으로 하는 멀티캐스트 채널을 다시 이용할 경우 실제 재전송이 필요한 개별 UE에 최적화된 송신을 사용할 수 없다는 단점이 있다. 일 예로 재전송이 필요한 UE의 채널 상태를 반영한 프리코딩이나 MCS (modulation and coding scheme) 설정, 인접 셀 간섭의 완화 기법 적용, 각 UE가 상이하게 집성 (aggregate)하고 있는 반송파 (carrier)를 사용하는 등의 동작이 불가능하게 된다.
상술한 단점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 최초 전송에서는 불특정 다수를 대상으로 하는 멀티캐스트 채널을 이용한 데이터를 에러 복구를 위해 재전송할 경우, 초기 전송의 수신을 실패한 UE를 대상으로 유니캐스트 채널을 사용할 것을 제안한다.
즉, UE는 먼저 멀티캐스트 채널을 통하여 원하는 데이터의 최초 전송을 수신 시도하고, 최초 전송의 수신이 실패한 경우 이를 네트워크에 알려 해당 데이터가 재전송되며, 이 재전송은 유니캐스트 채널을 통하여 이루어지는 것이다. 본 발명에서 제안하는 동작은 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송의 유일한 에러 복구 방식으로 사용될 수도 있지만, 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 모두가 재전송에 사용될 수 있는 상황에서 유니캐스트 채널을 사용하는 대안으로 적용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 하향링크 멀티캐스트 (multicast) 전송에 대한 에러 복구를 수행하는 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 단계 701에서 기지국은 불특정 다수의 UE들을 대상으로 멀티캐스트 채널을 이용하여 데이터를 송신한다. 이후, 단계 702에서 상기 데이터의 최초 수신을 실패한 UE는 기지국으로 수신 실패 사실 및/또는 에러 복구가 필요하다는 취지의 피드백 정보를 전달한다. 마지막으로, 단계 703에서 기지국은 해당 단말에 대하여 유니캐스트 채널을 통하여 해당 데이터의 재전송을 수행한다.
이와 같은 유니캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 채널의 재전송이 이루어지는 경우 아래와 같은 장점이 있다.
- 네트워크는 개별 UE의 채널 상태를 파악하고 해당 상태에 최적인 프리코딩이나 MCS 레벨을 사용할 수 있다. 그 결과, 채널 상태를 반영한 프리코딩이나 MCS 레벨을 사용하지 않은 멀티캐스트 채널에 대비하여 전송 효율을 높일 수 있다.
- 특정 UE가 특정 인접 셀의 근처에 있는 경우에는 해당 인접 셀의 간섭을 완화하는 기법을 적용하면서 재전송을 수행할 수 있다. 일 예로 인접 셀이 사용하지 않도록 약속된 시간/주파수 자원을 이용하여 재전송을 수행할 수 있다. 상이한 UE는 상이한 셀로부터 간섭을 받고 각 인접 셀이 적용하는 간섭 완화 기법 및 낮은 간섭 자원은 상이할 수 있으므로, 개별 UE의 위치에 따라 적절한 간섭 완화 기법은 상이하게 된다.
- UE는 각자의 성능 (capability) 및 동작 상황에 따라서 상이한 조합의 반송파를 병합하고 통신을 수행하므로, 개별 UE가 병합한 반송파들 중 적절한 반송파, 예를 들어 부하 (load)가 적게 걸린 반송파를 사용하여 재전송의 수신을 수행할 수 있게 된다.
아래에서는 재전송을 처리하는 프로토콜 (protocol) 계층에 따라서 본 발명의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
첫 번째 방법으로 유니캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 채널의 재전송은 MAC 계층에서 수행될 수 있다. 다른 의미로 HARQ 과정을 통해서 재전송이 수행되는 것이다. 이 경우 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송과 유니캐스트 채널을 통한 재전송은 동일한 전송 블록 (transport block)의 상이한 RV (redundancy version)으로, 즉 일정한 정보 비트 (information bit)를 채널 인코더 (channel encoder)에 인가해 획득한 코드워드 (codeword) 상의 상이한 부분을 전송하는 형태가 될 수 있다. 이 경우 수신 UE는 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송과 유니캐스트 채널을 통한 재전송을 결합하여 에러 복구의 확률을 더욱 높이는 것도 가능하다. 이를 위해서 수신 UE는 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송의 일부 소프트 비트(soft bit)를 저장하고 있어야 한다.
유니캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 채널의 재전송 각각은 어떤 멀티캐스트 채널에서 언제 발생한 최초 전송에 상응하는 것인지를 지정할 수 있어야 한다. 이를 위해 각 유니캐스트 채널을 통한 재전송은 해당 재전송이 언제 어떤 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송에 상응하는 것인지에 대한 지시자를 가질 수 있다. 구체적으로 멀티캐스트 채널의 인덱스 및 멀티캐스트 채널이 전송된 시점, 예를 들어 서브프레임 인덱스에 대한 정보를 전달하는 지시자를 물리 제어 채널을 통해 알릴 수 있다. 이는 별도의 지시자를 물리 제어 채널에 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
다른 예로 멀티캐스트 채널을 수신 시도하는 UE 중 유니캐스트 채널을 통한 에러 복구를 적용하려는 UE는 그 사실을 네트워크에게 보고할 수 있고, 네트워크는 유니캐스트를 위하여 사용되던 HARQ 프로세스 중 일부를 특정한 멀티캐스트 채널에 할당하도록 지시할 수 있다. 여기서, HARQ 프로세스란 독립적인 HARQ 동작이 수행되는 파이프라인을 의미하며, LTE 시스템에서는 하향링크 HARQ 프로세스의 개수를 최대 8개로 정의하고 있다. 이와 같은 경우, UE가 두 종류의 서비스를 각각 멀티캐스트 채널 #X와 멀티캐스트 채널 #Y를 통하여 최초 전송 수신 시도하는 경우, 기지국은 HARQ 프로세스 #n을 멀티캐스트 채널 #X에, HARQ 프로세스 #m을 멀티캐스트 채널 #Y에 할당하도록 지시할 수 있다. 그리고 기지국이 유니캐스트 채널을 통하여 전송할 때 HARQ 프로세스 #n이나 #m을 사용하는 경우, UE는 이를 각각 멀티캐스트 채널 #X와 멀티캐스트 채널 #Y에 대한 재전송으로 인지하도록 동작할 수 있다.
이런 형태로 유니캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 채널의 재전송은 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송의 여러 속성을 따르도록 규정될 수 있다. 일 예로 코드워드에 대한 스크램블링을 수행함에 있어서 최초 전송에 해당하는 멀티캐스트 채널의 스크램블링 방식, 예를 들어 스크램블링 시퀀스를 생성하는 초기값을 유니캐스트 채널에 그대로 적용하여, 두 채널들을 결합하여 디코딩할 수 있도록 동작하는 것이 가능하다.
재전송이 MAC 계층에서 수행되는 경우, UE는 초기 전송 수신 성공 여부를 HARQ-ACK을 통하여 기지국에게 보고하게 된다. 이 경우에는 HARQ-ACK 피드백에는 PUCCH가 사용될 수 있으며, 유니캐스트 채널을 통한 최초 전송에 대한 HARQ-ACK과 구분하기 위해서 별도의 PUCCH 자원이 사용될 수 있다. 혹은 별도 PUCCH 자원을 이용하는 낭비를 막기 위하여, UE가 전송하는 PUSCH의 MAC 헤더에 새로운 필드를 정의하고 UE가 수신 실패한 멀티캐스트 채널의 인덱스 및 멀티캐스트 채널이 전송된 시점을 포함할 수도 있다.
이 경우, 필요한 비트의 개수를 줄이기 위하여 멀티캐스트 채널이 전송된 시점 정보는, mod (무선 프레임 인덱스 * 10 + 서브프레임 인덱스, A)의 형태로 전달되어 0부터 A-1까지의 값을 가지도록 동작할 수 있다. 다만, A 서브프레임 이상 간격이 떨어진 두 시점의 멀티캐스트 채널 전송은 구분이 불가능하므로, 그 이전에 UE의 PUSCH 전송을 통한 피드백이 이루어져야 한다.
두 번째 방법으로 재전송은 MAC 계층보다 상위 계층에서 수행될 수 있다. 즉, MAC 계층보다 상위 계층에서 ARQ동작을 수행하는 것으로, RLC 계층에서의 ARQ가 일 예가 될 수 있다. 이 경우 멀티캐스트 채널을 통한 최초 전송과 유니캐스트 채널을 통한 재전송은 하나의 HARQ 과정을 통해서 수행되지 않기에, 물리 계층에서의 프로세스가 분리된다.
UE는 먼저 멀티캐스트 채널을 통해서 최초 전송을 수신 시도하고, 수신 실패 시 이를 네트워크에 보고하게 되면 네트워크는 유니캐스트 채널을 통해서 해당 데이터를 재전송하게 되는데, 두 전송은 별개의 전송 블록으로 처리될 수도 있다. UE 측 ARQ 담당 계층에서는 특정 ARQ 유닛의 수신 실패를 검출하는 경우 이를 피드백하는 메시지를 생성하고, UE는 이 피드백 메시지를 PUSCH 전송을 통하여 네트워크에 보고하게 된다. 혹은 앞서 설명한 MAC 헤더를 이용한 피드백도 사용될 수 있다. 이에 따라 네트워크는 유니캐스트 채널을 사용하여 재전송하게 되지만, 이를 통상적인 유니캐스트 전송과 구분하는 지시자를 포함하게 된다. 일 예로, 어떤 멀티캐스트 채널 혹은 어떤 베어러(bearer)의 어떤 ARQ 유닛에 대한 전송인지를 나타내는 지시자가 포함될 수 있다.
이러한 동작은 동일 서비스 혹은 동일 베어러를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 양 쪽에 모두 맵핑시키는 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 동일 서비스 혹은 동일 베어러를 멀티캐스트 채널과 유니캐스트 채널 양 쪽에 모두 맵핑한 후, 최초 전송은 멀티캐스트 채널을 이용하고, 재전송은 유니캐스트 채널을 이용하도록 동작할 수도 있는 것이다.
2) 서빙 셀과의 연결 실패 (link failure)에 대한 복구
UE는 위치에 따라서 서빙 셀과의 연결 품질 (link quality)이 악화될 수 있으며, 이에 따라 연결 실패가 발생하고 서빙 셀을 통한 통신이 어려워지는 경우가 발생할 수 있다. 특히, UE가 서빙 셀에서 특정 타겟 셀로 고속으로 이동하는 경우, 서빙 셀의 품질이 나빠지고 타겟 셀로의 핸드오버를 하는 것이 정상적인 동작이지만, 핸드오버 수행에서 발생하는 시간 지연으로 인하여 핸드오버를 종료하기 전에 서빙 셀로부터 너무 멀어져서 핸드오버가 실패하고 연결 실패가 발생하는 경우가 자주 생길 수 있다. 이와 같이 연결 실패가 발생하게 되면 UE는 다른 셀을 서빙 셀로 재설정하고 새로운 서빙 셀과의 연결을 설정할 때까지 데이터를 수신할 수가 없다. 이런 상황에서 해당 데이터가 신속하게 수신되어야 하는 주요한 정보라면 통신 서비스에 큰 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 서빙 셀에서 연결 실패가 발생한 경우, 혹은 연결 실패가 발생할 상황이 발생하는 경우, 서빙 셀 및/또는 주변 셀에서 데이터를 송신하여 통신 서비스를 지속할 수 있도록 할 것을 제안한다. 서빙 셀 및/또는 주변 셀에서 전송하는 데이터는 개별 셀에서 전송되는 신호일 수도 있지만 여러 셀이 동일한 신호를 함께 SFN (single frequency network)으로 전송하여 더 높은 전력의 전송을 가능하게 할 수 있다. 또한 해당 UE만을 대상으로 하는 유니캐스트 채널을 사용할 수도 있지만, 해당 UE가 어떤 위치에 있는지를 파악하지 못하는 상황이거나 또는 인접 셀이 해당 UE가 사용하는 ID를 (예를 들어 C-RNTI를) 파악하지 못할 수 있으므로, 불특정 다수의 UE를 대상으로 하는 멀티캐스트 채널을 사용하는 것도 가능하다. 이하에서는 이런 동작을 다중 셀을 이용한 연결 실패 복구라 명명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서빙 셀과의 연결 실패 (link failure)에 대한 복구 과정의 예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 단계 801에서 UE는 서빙 셀과 일반적인 통신을 수행하고 있다. 그러나, 단계 802에서 UE와 서빙 셀과의 연결 실패가 발생하였고, 본 발명의 연결 실패 복구 과정이 트리거링된 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우, 단계 803에서 UE는 서빙 셀 및 인접 셀에서 데이터를 송신하여 통신 서비스를 지속시키는 것이다. 특히, 서빙 셀 및 인접 셀에서 전송하는 데이터는 개별 셀에서 전송되는 신호일 수도 있지만, 서빙 셀 및 인접 셀이 동일한 신호를 함께 SFN으로 전송하는 신호일 수도 있다.
상술한 다중 셀을 이용한 연결 실패 복구를 개시하는 방법을 구체적으로, 설명한다. 먼저 네트워크는 특정 UE에게 전송되는 데이터에 대한 HARQ-ACK 보고를 바탕으로 개시 여부를 결정할 수 있다. 만일 특정 UE에게 전송되는 데이터에 대해서 지속적으로 HARQ-ACK이 보고되지 않는다면 해당 UE에게 연결 실패가 발생했다고 가정하고 다중 셀을 이용한 연결 실패 복구를 개시할 수 있다. 서빙 셀은 인접 셀에게 이 연결 실패 복구에 참여해 줄 것을 요청하거나, 만일 여러 셀의 이러한 동작을 제어하는 네트워크 엔티티 (network entity)가 있다면 해당 엔티티에게 이런 연결 실패 복구를 개시해줄 것을 요청할 수 있다. 이 요청 정보에는 해당 UE의 ID, 서비스의 속성, 복구를 통하여 전송할 데이터, 복구 전송이 일어날 시간/주파수 자원, 복구 전송에서 사용될 파라미터, 예를 들어 참조 신호 시퀀스나 스크램블링 시퀀스를 생성하는 파라미터 등의 정보가 포함될 수 있다.
UE는 서빙 셀의 연결 품질이 악화되면 연결 실패 복구 과정을 개시할 수 있다. 구체적으로 서빙 셀의 RSRP (Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ (Reference Signal Received Quality)가 일정 수준 이하가 되면 개시할 수 있다. 혹은 단말이 서빙 셀과 통신함에 있어서 수행하는 일련의 절차 중, 서빙 셀과의 통신 여부가 불확실한 시간 구간에서는 서빙 셀의 링크 품질이 불량하다고 가정하고 상기 동작을 수행할 수 있다. 그러한 시간 구간의 구체적인 일 예는 아래와 같다.
- 타이머 T310이 동작하는 시간 구간: T310은 무선 연결 (radio link) 모니터링 과정에서 단말이 서빙 셀로부터 전송되는 PDCCH의 BLER (Block Error Rate)이 일정 수준 이상이 된다고 판단하는 경우가 일정 횟수 연속하여 발생하면 동작하기 시작하며, BLER이 일정 수준 이하가 된다고 판단하는 경우가 일정 횟수 연속하여 발생하면 정지한다. T310가 동작하는 중에는 PDCCH를 안정적으로 수신하지 못할 정도로 서빙 셀의 채널 상태가 불량하기 때문에 상기 설명한 동작이 허용될 수 있다.
- 타이머 T311이 동작하는 시간 구간: T311은 RRC 연결 재수립 (connection re-establishment) 절차가 시작되면 동작하기 시작하며, suitable한 셀을 선택하게 되면 정지한다. T311가 동작하는 중에는 아직 재수립 절차가 종료되지 않았기 때문에 서빙 셀로의 전송이 안정적이지 못하며 상기 설명한 동작이 허용될 수 있다.
- 타이머 T301이 동작하는 시간 구간: T301은 단말이 RRC 연결 재수립 요청을 전송하면 동작하기 시작하며, 서빙 셀로부터 RRC 연결 재수립 메시지를 수신하거나 RRC 연결 재수립 요청이 거부되는 경우 정지한다. T301가 동작하는 중에는 아직 RRC 연결 재수립 절차가 종료되지 않았기 때문에 서빙 셀로의 전송이 안정적이지 못하며 상기 설명한 동작이 허용될 수 있다.
연결 실패 복구 과정이 개시되면 UE는 복구 과정을 통해서 전송되는 데이터 패킷을 수신할 수 있어야 한다. 복구 과정을 통해서 전송되는 데이터 패킷의 스케줄링 자원은 사전에 미리 지정될 수 있다. 일 예로 특정한 시간/주파수 자원에서 주기적으로 패킷 전송의 후보지가 나타날 수 있으며, 이 패킷 전송의 각종 파라미터, 예를 들어 MCS 레벨은 고정될 수 있다. 혹은 복구 과정을 통해서 전송되는 데이터를 스케줄링하는 물리 제어 채널의 검색 영역이 지정될 수 있다. 바람직하게는, 이 검색 영역은 모든 UE가 모니터링하는 공통 검색 영역일 수 있다. 또는, UE의 검출 복잡도를 줄이기 위해서 이러한 스케줄링 정보는 사전에 정해진 일부 시간에만 전송될 수 있도록 규정할 수도 있다.
연결 실패 복구에서의 데이터 패킷은 서빙 셀에서 전송될 수도 있지만 인접 셀에서 전송될 수도 있다. 따라서 UE는 인접 셀에서의 전송 가능성을 감안하여 수신을 시도해야 한다. 데이터 패킷의 스케줄링 자원이 미리 정해졌다면, UE는 해당 자원에서 인접 셀로부터의 전송을 수신 시도한다. 바람직하게는 상이한 셀에서의 복구 데이터 패킷 전송 자원은 시간 혹은 주파수에서 분리될 수 있으며, 네트워크는 사전에 어떤 셀이 어떤 자원에서 이를 전송할 수 있는지를 UE에게 알려준다. 물리 제어 채널을 통해 복구 데이터 패킷이 스케줄링된다면, UE는 인접 셀에서 이 스케줄링 정보가 전송될 수 있는 후보들을 모니터링한다. 마찬가지로 상이한 셀에서의 후보들은 시간 혹은 주파수에서 분리될 수 있다.
인접 셀이 복구 데이터 혹은 스케줄링 정보를 전송하는 경우에는 개별 UE의 ID를 물리 계층 신호 생성에서 직접적으로 사용하기 어려울 수 있다. 여기서 물리 계층 신호 생성에서 직접적으로 사용한다는 것은, CRC 스크램블링이나 참조 신호 시퀀스 및 데이터 스크램블링 시퀀스에 UE의 ID, 특히 물리 계층에서 활용되는 비교적 짧은 길이의 ID를 사용하는 것을 의미할 수 있다. 따라서 이러한 부분은 사전에 정해진 특정한 ID로 설정될 수 있다. 다만 데이터 패킷 내부에, 예를 들어 MAC 헤더를 통하여 해당 패킷이 어떤 UE에 대한 것인지를 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 지시자는 상위 계층에서 활용하는 상대적으로 긴 길이의 ID일 수 있다. 특징적으로, 물리 제어 채널의 CRC 스크램블링이 UE의 ID로 생성되는 경우, 복구 데이터를 스케줄링하는 제어 채널의 CRC를 스크램블링하는 ID가 사전에 지정될 수 있다.
연결 실패 복구가 동작하는 도중에도 UE는 서빙 셀을 지속적으로 모니터링할 수 있으며, 이는 서빙 셀의 채널 상태가 다시 양호해져 네트워크 자원에서 복구를 구동하기 이전에 서빙 셀로부터 데이터를 수신할 수 있는 경우가 발생할 수도 있기 때문이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 9을 참조하면, 통신 장치(900)는 프로세서(910), 메모리(920), RF 모듈(930), 디스플레이 모듈(940) 및 사용자 인터페이스 모듈(950)을 포함한다.
통신 장치(900)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(900)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(900)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(910)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(910)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 8에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(920)는 프로세서(910)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(930)은 프로세서(910)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(930)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(940)은 프로세서(910)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(940)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(950)은 프로세서(910)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 다중 채널을 이용한 에러 복구 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 멀티캐스트 채널을 통하여 상기 데이터를 수신하는 단계;
    상기 데이터의 디코딩 실패 시, 상기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 멀티캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터와 상기 유니캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터는,
    서로 다른 상이한 RV (redundancy version)를 갖는 동일한 전송 블록 (transport block)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 단계는,
    상기 데이터 재전송의 수신을 위한 제어 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제어 신호는,
    상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 재전송 요청 신호는,
    상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 더 포함하고,
    상기 유니캐스트 채널은,
    상기 채널 상태 정보에 기반하여 결정된 프리코딩 및 MCS (modulation and coding scheme) 레벨이 적용된 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 재전송 요청 신호가 기 설정된 횟수 이상 송신된 경우, 상기 기지국 및 상기 기지국의 인접 기지국으로부터 상기 데이터의 복구 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복구 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 기지국에 대응하는 제 1 복구 데이터 특정 자원 및 상기 인접 기지국에 대응하는 제 2 복구 데이터 특정 자원을 통하여, 상기 복구 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서의 단말로서,
    무선 통신 모듈; 및
    상기 무선 통신 모듈과 연결되어, 기지국으로부터 멀티캐스트 채널을 통하여 상기 데이터를 수신하고, 상기 데이터의 디코딩 실패 시, 상기 데이터에 대한 재전송 요청 신호를 상기 기지국으로 송신하며, 상기 기지국으로부터 유니캐스트 채널을 통하여 상기 데이터의 재전송을 수신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 멀티캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터와 상기 유니캐스트 채널을 통하여 수신한 데이터는,
    서로 다른 상이한 RV (redundancy version)를 갖는 동일한 전송 블록 (transport block)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 상기 데이터 재전송의 수신을 위한 제어 신호를 수신하고,
    상기 제어 신호는,
    상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 재전송 요청 신호는,
    상기 멀티캐스트 채널에 관한 정보 및 상기 멀티캐스트 채널 통하여 데이터를 수신한 시점에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하며,
    상기 유니캐스트 채널은,
    상기 채널 상태 정보에 기반하여 결정된 프리코딩 및 MCS (modulation and coding scheme) 레벨이 적용된 것을 특징으로 하는,
    단말.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 재전송 요청 신호가 기 설정된 횟수 이상 송신된 경우, 상기 기지국 및 상기 기지국의 인접 기지국으로부터 상기 데이터의 복구 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는,
    단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기지국에 대응하는 제 1 복구 데이터 특정 자원 및 상기 인접 기지국에 대응하는 제 2 복구 데이터 특정 자원을 통하여, 상기 복구 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는,
    단말.
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