WO2017150813A1 - 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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WO2017150813A1
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data
channel
control
ofdm symbol
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김기준
김은선
양석철
이상림
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엘지전자 주식회사
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving uplink control information or downlink control information between a terminal and a base station in a wireless communication system and apparatuses for supporting the same.
  • Wireless access systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless access system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA). division multiple access) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • an object of the present invention is to set UEs located in different beam directions by differently setting orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol lengths for data channels including data and OFDM symbol lengths for control channels including control information. It is to provide a method for transmitting a control channel at the same time.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the present invention provides a method and apparatus for transmitting and receiving a control channel including control information between a terminal and a base station in a wireless communication system.
  • a method in which a first device transmits a control channel to a second device in a wireless communication system wherein the first device transmits a data channel to the second device during a data interval, and the first device Transmits a control channel to the second device during the control period instead of the data period, and the FFT (Fast Fourier Transform) size of the control channel includes a configuration different from the FFT size of the data channel.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the length of the first Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbol for the data channel may be greater than the length of the second OFDM symbol for the control channel.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the data period corresponds to a length of a first cyclic prefix (CP) for one of the first OFDM symbol and one of the first OFDM symbol
  • the control period includes a plurality of the second OFDM symbol and the plurality of periods. It may correspond to the length of the plurality of second CPs for the second OFDM symbol of.
  • the first CP length may be different from the second CP length.
  • one second OFDM symbol may transmit one of a reference signal or control information.
  • one second OFDM symbol may transmit a reference signal and control information.
  • the reference signal and the control information may be transmitted by frequency division multiplexing (FDM) or code division multiplexing (CDM).
  • FDM frequency division multiplexing
  • CDM code division multiplexing
  • the first device may be a terminal and the second device may be a base station.
  • the data section and the control section may be transmitted through one subframe, and the control section may be transmitted after the data section in the time domain.
  • the one subframe may include a downlink control interval in which the downlink control channel is transmitted.
  • the first device may be a base station, and the second device may be a terminal.
  • the data section and the control section may be transmitted through one subframe, and the one subframe may include an uplink control section in which an uplink control channel is transmitted.
  • a method in which a first device receives a control channel from a second device in a wireless communication system wherein the first device receives a data channel from the second device during a data interval, and the first device Receives a control channel from the second device during a control period other than the data period, and the FFT (Fast Fourier Transform) size of the control channel includes a configuration different from the FFT size of the data channel.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • a second apparatus for transmitting a control channel to a first apparatus in a wireless communication system
  • the second apparatus comprising: a transmitter; And a processor operating in connection with the transmitter.
  • the processor is configured to transmit a data channel to the first device during the data period, and is configured to transmit a control channel to the first device during the control period other than the data period, and the FFT (Fast) of the control channel.
  • Fourier Transform) size may be different from the FFT size of the data channel.
  • a second apparatus for receiving a control channel from a first apparatus in a wireless communication system
  • the second apparatus comprising: a receiving unit; And a processor operating in connection with the receiving unit.
  • the processor is configured to receive a data channel from the first device during the data period, and is configured to receive a control channel from the first device during the control period other than the data period, the FFT (Fast) of the control channel Fourier Transform) size may be different from the FFT size of the data channel.
  • a base station or a terminal may time-divide a control channel including control information and transmit it to different terminals.
  • the base station or the terminal may transmit the control channel to terminals located in different beam directions.
  • 1 is a diagram illustrating a physical channel and a signal transmission method using the same.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a structure of a radio frame.
  • 3 is a diagram illustrating a resource grid for a downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a structure of an uplink subframe.
  • 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a self-contained subframe structure applicable to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a UL control information transmission method according to a first method of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method for transmitting DL control information according to the second method of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a time interval of the length of the first two OFDM symbols in the subframe of FIG. 6, and illustrates an example in which the OFDM symbol length of the PDSCH for data transmission and the PDCCH for control information transmission are four times different in DL. .
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a subcarrier location of a downlink short OFDM symbol according to the present invention.
  • FIG 11 illustrates subcarrier positions of an uplink short OFDM symbol according to the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a TDM scheme in a single carrier-orthogonal frequency division multiplexing (SC-OFDM) scheme according to the present invention.
  • SC-OFDM single carrier-orthogonal frequency division multiplexing
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a TDM / FDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing another method for transmitting control information in the TDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • 15 is a view showing another method for transmitting control information in the TDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a CDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a method of transmitting control information in a TDM / CDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • 19 is a diagram illustrating control information transmitted in the frequency domain according to the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • 20 is a diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station in which the proposed embodiments can be implemented.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present 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.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a terminal may be a user equipment (UE), a mobile station (MS), a subscriber station (SS), or a mobile subscriber station (MSS). It may be replaced with terms such as a mobile terminal or an advanced mobile station (AMS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802.xx system, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, the 3GPP LTE system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems, and in particular, the present invention.
  • Embodiments of the may be supported by 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 documents. That is, obvious steps or portions not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • Transmission Opportunity Period may be used in the same meaning as the term transmission period, transmission burst (Tx burst) or RRP (Reserved Resource Period).
  • LBT process may be performed for the same purpose as a carrier sensing process, a clear channel access (CCA), and a channel access procedure (CAP) for determining whether a channel state is idle.
  • CCA clear channel access
  • CAP channel access procedure
  • 3GPP LTE / LTE-A system will be described as an example of a wireless access system in which embodiments of the present invention can be used.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP Long Term Evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (Advanced) system is an improved system of the 3GPP LTE system.
  • embodiments of the present invention will be described based on the 3GPP LTE / LTE-A system, but can also be applied to IEEE 802.16e / m system and the like.
  • a terminal receives information from a base station through downlink (DL) and transmits information to the base station through uplink (UL).
  • the information transmitted and received by the base station and the terminal includes general data information and various control information, and various physical channels exist according to the type / use of the information they transmit and receive.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining physical channels that can be used in embodiments of the present invention and a signal transmission method using the same.
  • the initial cell search operation such as synchronizing with the base station is performed in step S11.
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) signal from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell search, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the physical downlink control channel information in step S12. Specific system information can be obtained.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure as in steps S13 to S16 to complete the access to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S13), a response message to the preamble through a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel. Can be received (S14).
  • PRACH physical random access channel
  • the UE may perform contention resolution such as transmitting an additional physical random access channel signal (S15) and receiving a physical downlink control channel signal and a corresponding physical downlink shared channel signal (S16). Procedure).
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE subsequently receives a physical downlink control channel signal and / or a physical downlink shared channel signal (S17) and a physical uplink shared channel (PUSCH) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • a transmission (Uplink Shared Channel) signal and / or a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) signal may be transmitted (S18).
  • UCI uplink control information
  • HARQ-ACK / NACK Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement / Negative-ACK
  • SR Scheduling Request
  • CQI Channel Quality Indication
  • PMI Precoding Matrix Indication
  • RI Rank Indication
  • UCI is generally transmitted periodically through the PUCCH, but may be transmitted through the PUSCH when control information and traffic data should be transmitted at the same time.
  • the UCI may be aperiodically transmitted through the PUSCH by the request / instruction of the network.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame used in embodiments of the present invention.
  • the type 1 frame structure can be applied to both full duplex Frequency Division Duplex (FDD) systems and half duplex FDD systems.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • One subframe is defined as two consecutive slots, and the i-th subframe includes slots corresponding to 2i and 2i + 1. That is, a radio frame consists of 10 subframes.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols or SC-FDMA symbols in the time domain and a plurality of resource blocks in the frequency domain.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, the OFDM symbol is for representing one symbol period. The OFDM symbol may be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • 10 subframes may be used simultaneously for downlink transmission and uplink transmission during each 10ms period. At this time, uplink and downlink transmission are separated in the frequency domain.
  • the terminal cannot transmit and receive at the same time.
  • the structure of the radio frame described above is just one example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • the type 2 frame includes a special subframe consisting of three fields: a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation in the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • Table 1 below shows the structure of the special frame (length of DwPTS / GP / UpPTS).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a resource grid for a downlink slot that can be used in embodiments of the present invention.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number NDL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a PUCCH carrying uplink control information.
  • a PUSCH carrying user data is allocated.
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • the PUCCH for one UE is allocated an RB pair in a subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots.
  • the RB pair assigned to this PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary.
  • FIG. 5 shows a structure of a downlink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • up to three OFDM symbols from the OFDM symbol index 0 in the first slot in the subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which the PDSCH is allocated. to be.
  • a downlink control channel used in 3GPP LTE includes a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a PDCCH, and a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCCH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and carries an ACK (Acknowledgement) / NACK (Negative-Acknowledgement) signal for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • MTC Massive Machine Type Communications
  • New RAT for convenience. Name it.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a self-contained subframe structure applicable to the present invention.
  • an independent subframe structure as shown in FIG. 6 is proposed in order to minimize data transmission delay in a TDD system.
  • the feature of this structure is to sequentially perform DL transmission and UL transmission in one subframe, and can also transmit and receive DL data and UL ACK / NACK for this in one subframe. As a result, this structure reduces the time taken to retransmit data in the event of a data transmission error, thereby minimizing the delay of the final data transfer.
  • a time gap is required for a base station and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or to switch from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in an independent subframe structure may be set to a guard period (GP).
  • the self-contained subframe structure includes a case in which both the DL control region and the UL control region are included.
  • the control regions may be selectively included in the independent subframe structure.
  • the independent subframe structure according to the present invention may include not only a case in which both the DL control region and the UL control region are included as shown in FIG. 6, but also a case in which only the DL control region or the UL control region is included.
  • the New RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme. At this time, the New RAT system may have an OFDM numerology as shown in Table 2.
  • the New RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme and may use OFDM numerology selected from a plurality of OFDM numerologies as shown in Table 3. Specifically, as disclosed in Table 3, the New RAT system has OFDM based on 30, 60, and 120 kHz subcarrier spacing in a multiple of the 15 kHz subcarrier spacing based on the 15 kHz subcarrier spacing used in the LTE system. Numerology can be used.
  • the cyclic prefix (System Cyclic Prefix), the system bandwidth (System BW), and the number of available subcarriers (available subcarriers) disclosed in Table 3 is only one example applicable to the New RAT system according to the present invention, depending on the implementation method
  • the values can be modified.
  • the system bandwidth may be set to 100MHz, and in this case, the number of available subcarriers may exceed 1500 and have a value less than 1666.
  • the subframe length and the number of OFDM symbols per subframe disclosed in Table 3 are also just examples applicable to the New RAT system according to the present invention, and the values may be modified according to an implementation scheme.
  • millimeter wave the short wavelength allows the installation of multiple antenna elements in the same area. That is, since the wavelength is 1 cm in the 30 GHz band, a total of 100 antenna elements can be installed in a 2-dimension array at 0.5 lambda intervals on a 5 * 5 cm panel. Accordingly, in millimeter wave (mmW), a plurality of antenna elements may be used to increase beamforming (BF) gain to increase coverage or to increase throughput.
  • BF beamforming
  • each antenna element may include a TXRU (Transceiver Unit) to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element.
  • TXRU Transceiver Unit
  • each antenna element may perform independent beamforming for each frequency resource.
  • hybrid beamforming having B TXRUs which is smaller than Q antenna elements, may be considered as an intermediate form between digital beamforming and analog beamforming.
  • the direction of the beam that can be transmitted simultaneously may be limited to B or less.
  • the base station can transmit the related signal only to some small number of UEs in the corresponding direction.
  • the base station can receive only one (or a number of) beams in one direction, and thus, the base station can receive only signals transmitted from some UEs in the corresponding direction.
  • the present invention proposes a method of transmitting data, in particular, control information by performing time division multiplexing (TDM) and frequency division multiplexing (FDM) on one normal OFDM symbol section.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • FIG. 7 is a view showing a UL control information transmission method according to a first method of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating time intervals for the last two OFDM symbols in a subframe disclosed in FIG. 6. An example in which an OFDM symbol length of a PUSCH for data transmission and a PUCCH for control information transmission is 16 times different in UL is illustrated. Indicates.
  • the PUSCH transmission region is composed of a normal OFDM symbol of 2048 samples in length and a cyclic sample of 144 samples, and the PUCCH transmission region is a short OFDM symbol in 128 samples. symbol) and CP of 144 (or 160) samples.
  • CP lengths added (or additionally set) for each short OFDM symbol of the PUCCH transmission region may be set differently.
  • the CP added to the first short OFDM symbol in FIG. 7 has a length of 160 samples.
  • CP added to the remaining short OFDM symbol represents an example having a length of 144 samples.
  • the last (one) normal OFDM symbol of a subframe is composed of (or divided) a plurality of short OFDM symbols for transmission of control information.
  • the normal OFDM symbol to which the above method is applied has a plurality of normal OFDM symbols. It may be transformed into a normal OFDM symbol. For example, when the amount of control information to be transmitted is large, a plurality of normal OFDM symbols in the second half of the subframe may be divided into short OFDM symbols for transmission of control information.
  • RS and UCI are transmitted in different short OFDM symbols for transmission of control information.
  • RS and UCI are transmitted by FDM or Code Division Multiplexing (CDM) in the same short OFDM symbol may be applied.
  • the method of transmitting UL control information using the shortened OFDM symbol proposed in the first scheme may be applied to a method of transmitting downlink control information (DCI) in the DL.
  • DCI downlink control information
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method for transmitting DL control information according to the second method of the present invention.
  • FIG. 8 shows a time interval of the first two OFDM symbol lengths in the subframe of FIG. 6, and shows an example in which the OFDM symbol lengths of the PDSCH for data transmission and the PDCCH for control information transmission are 16 times different in DL. .
  • a plurality of normal OFDM symbols located at the beginning of the subframe may be divided into short OFDM symbols for transmission of control information.
  • RS and DCI may be transmitted by being TDM in another short OFDM symbol, or may be transmitted by FDM or CDM in the same short OFDM symbol.
  • the UE may be previously designated through the RRC signaling from the base station whether the DCI transmitted to the UE is transmitted in the shortest OFDM symbol.
  • the UE may determine the location of the transmission resource of the scheduled PDSCH or the location of the transmission resource of the allocated (or granted) PUSCH according to the number of short OFDM symbols of the DCI. .
  • FIG. 9 illustrates a time interval of the length of the first two OFDM symbols in the subframe of FIG. 6, and illustrates an example in which the OFDM symbol length of the PDSCH for data transmission and the PDCCH for control information transmission are four times different in DL. .
  • the PDSCH transmission region is composed of a normal OFDM symbol having a length of 2048 samples and a CP of 144 samples
  • the PDCCH transmission region is composed of a short OFDM symbol of 512 samples and a CP of 208 (or 225) samples.
  • the normal OFDM symbol is composed of 1200 subcarriers (subcarriers)
  • the short OFDM symbol is composed of less than 300 subcarriers.
  • the base station or the UE may transmit the time interval of the normal OFDM symbol including the CP divided into short OFDM symbols of various sizes.
  • Table 4 shows the number of short OFDM symbols that can be transmitted during 2192 samples of normal OFDM symbol length including CP in a manner in which the length of the CP for the short OFDM symbol is set to be similar to the CP length for the normal OFDM symbol.
  • the length of the short OFDM symbol is Ns
  • the corresponding number may be represented by floor (2192 / (Ns + 144)).
  • floor (X) means a maximum integer value less than or equal to X. The remaining samples can be used to increase the length of the CP beyond 144.
  • the length of the CP for the short OFDM symbol may be set to be shorter or longer than the CP length for the normal OFDM symbol.
  • the CP overhead is high in the short OFDM symbol transmission scheme and the control information has a low modulation order, it shows strong characteristics against inter-symbol interference. It may be preferable that the length of the CP for the short OFDM symbol is set to be shorter than the general case.
  • Table 5 shows an example of the number of short OFDM symbols floor (2192 / (Ns + 72)) that can be transmitted during 2192 samples when the length of the CP for the short OFDM symbol is set to be equal to or greater than 72. Indicates.
  • the CP overhead increases as the length of a short OFDM symbol decreases. That is, as the shorter OFDM symbol transmission time is reduced, the base station can transmit and receive control information to various UEs in different beam directions using more divided time intervals. In this case, however, the CP overhead of the base station is increased, and the overall efficiency is lowered.
  • a method of setting a short OFDM symbol length according to the number and distribution of UEs to be served and a traffic type may be utilized.
  • a method of setting a length of a CP added to a short OFDM symbol in consideration of the maximum delay time of a multipath fading channel may be applied.
  • the base station may inform the UE of the length of a short OFDM symbol used for PDCCH transmission through a master information block (MIB) transmitted on the PBCH.
  • MIB master information block
  • the base station may inform the CP length added to the short OFDM symbol through the MIB.
  • the base station may inform the UE of which combination is used through the MIB in the cell association process.
  • the UE may calculate the CP length attached to each short OFDM symbol. Some of these parameters may be previously promised between the base station and the terminal.
  • the base station may inform the UE of which direction the PDCCH / PUCCH of the shortest OFDM symbol is to be used in a direction of a beam through the MIB. Therefore, the UE may receive the DCI in the PDCCH region of the short OFDM symbol corresponding to the selected beam ID using the above information.
  • the base station informs the set of subframes in which the PDCCH is transmitted through the short OFDM symbol together with the parameter for short OFDM symbol transmission through RRC signaling.
  • the UE tries DCI detection assuming that the PDCCH is transmitted as a short OFDM symbol in the DL control region in the corresponding subframe set, and that the PDCCH is transmitted as a normal OFDM symbol in other subframes.
  • the base station may set a length of an OFDM symbol used for PDCCH transmission differently from a common PDCCH through which common control information is transmitted and a dedicated PDCCH through which dedicated control information is transmitted. have.
  • the common PDCCH is transmitted in normal OFDM symbols and the dedicated PDCCH is transmitted in short OFDM symbols.
  • a subframe in which the common PDCCH is transmitted is predefined, and in this subframe, the UE performs blind detection (BD) of the common PDCCH including scheduling information of the PDSCH accompanying a system information block (SIB). You can try Through this operation, the UE may acquire SIB information.
  • the base station may inform the UE of the CP length and the short OFDM symbol length of the dedicated PDCCH in the SIB.
  • the UE sets a search space for performing blind detection (BD) on the PDCCH in a common search space (CSS) and a UE-specific search space (USS).
  • the PDCCH of CSS may be transmitted as a normal OFDM symbol
  • the PDCCH of USS may be transmitted as a short OFDM symbol.
  • the base station may inform the UE of the CP length and the short OFDM symbol length to be used in the PDCCH transmitted in the USS using RRC signaling delivered through the PDSCH scheduled by the PDCCH transmitted in the CSS.
  • the base station may inform the length of the short OFDM symbol used for PUCCH transmission and the length of the CP for this through the MIB like the PDCCH.
  • the base station may inform the UE of the length of the short OFDM symbol used for PUCCH transmission and the length of the CP for this in the process of configuring the UL control channel.
  • a set of possible combinations of a length of a short OFDM symbol and a length of CP for this is previously promised between the base station and the terminal, and the base station can inform the UE which combination is used through RRC signaling in the control channel setup process. .
  • the base station may specify and inform the length and number of short OFDM symbols of the PUCCH transmitted during a specific time interval, and the UE may calculate the CP length added for each short OFDM symbol using the above information. Some of these parameters may be previously promised between the base station and the terminal.
  • the base station may inform the set of subframes in which the PUCCH is transmitted through the short OFDM symbol through the RRC signaling together with the parameters for the short OFDM symbol transmission described above.
  • the information may also be transmitted by RRC signaling.
  • the UE may transmit the PUCCH in short OFDM symbols in the corresponding subframe set, and transmit the PUCCH in normal OFDM symbols in other subframes.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a subcarrier location of a downlink short OFDM symbol according to the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relative positions of subcarrier spacing and OFDM RE in the frequency domain when the short OFDM symbol length is reduced to 1/4 compared to the normal OFDM symbol length.
  • subcarrier spacing refers to an interval between adjacent subcarriers, and the subcarrier spacing value technically corresponds to an inverse value of an OFDM symbol length.
  • FIG. 10 shows subcarrier spacing of a normal OFDM symbol. In this case, the subcarrier spacing of the short OFDM symbol is increased four times. Is an illustration showing an example. In this case, FIG. 10 shows an example in which RE is not allocated to a subcarrier corresponding to direct current (DC) of baseband processing similar to DL of an LTE system.
  • DC direct current
  • FIG 11 illustrates subcarrier positions of an uplink short OFDM symbol according to the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a subcarrier in a normal OFDM symbol such that a DC carrier is located between adjacent subcarriers similarly to UL of an LTE system.
  • Subcarrier spacing is increased by 4 times for the short OFDM symbol in the shifted transmission scheme.
  • Using subcarriers It shows how to move by.
  • RS Reference Signal
  • control information control information
  • transmission signals of the UEs can be multiplexed by changing the transmission position of information at the DFT input terminal in consideration of the SC-OFDM transmission scheme.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a TDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • an input signal may be DFT-converted, mapped to a frequency axis, and IFFT-converted to generate a time-axis signal. That is, the signal of the DFT input terminal may be referred to as a time base signal before oversampling.
  • the SC-OFDM transmission method disclosed in FIG. 12 means a method of transmitting a signal by oversampling a time-base signal by N / K times when the size of the DFT is K and the size of the IFFT is N. Therefore, a method of multiplexing by different information transmission positions at the DFT input terminal can be regarded as TDM.
  • FIG. 12 shows an example in which UE1 and UE2 transmit signals by changing sample positions for transmitting control information from the DFT input terminal.
  • the parameters for determining the resources of the control channel are the amount and location of allocated frequency resources, i. Can be configured.
  • the amount of allocated frequency resources means the size K of the DFT.
  • the allocated frequency resource position means a frequency resource position of the IFFT input terminal to which K samples of the DFT output are mapped.
  • the amount and location of the allocated time resource in the allocated subband indicates how many samples of which location among K samples of the DFT input are allocated for transmission of control information.
  • the amount and location of time resources for PUCCH transmission may be separately designated for RS and UCI constituting PUCCH.
  • a signal may not be transmitted to samples other than samples allocated for transmission of control information of a corresponding UE among K samples of the DFT input.
  • a guard sample may be set between the sample for RS transmission and the sample for UCI transmission.
  • the size K of the DFT may be limited to an integer represented by 2 a X 3 b X 5 c .
  • a, b, and c mean integer values.
  • the base station may designate a resource of a control channel allocated every subframe dynamically through the DCI to the UE. Some of the parameters for determining the resource may be set to RRC signaling in advance and only the remaining parameters may be dynamically designated through the DCI. Therefore, in the fourth scheme according to the present invention, various examples of transmitting control information according to the SC-OFDM scheme will be described in detail.
  • the control information is transmitted through the control channel, which can be interpreted as a method of transmitting the control channel in the following figures.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a TDM / FDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • the size of a subband for PUCCH transmission may be predetermined between a base station and a terminal in advance or may be set by RRC signaling in a control channel setup process.
  • starting positions of samples allocated for transmission of control information among K samples of the DFT input may be limited to (predetermined) positions.
  • the information on whether TDM is divided by dividing the K samples of the DFT input into an equal sub-duration may be predetermined between the base station and the terminal in advance or may be set by RRC signaling in the control channel establishment process.
  • the base station may designate in which sub-period of the sub-band to transmit the control channel to the UE via the DCI.
  • K UEs are divided into two time divisions and two UEs transmit a PUCCH in the TDM scheme in the same subband.
  • FIG. 14 is a view showing another method for transmitting control information in the TDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • the UCI of the PUCCH may be transmitted before the RS as shown in FIG. 14.
  • the interval between the start position of the UCI and the start position of the RS of the same PUCCH is fixed, and a method of inserting the necessary number of guard samples between the last sample of the UCI and the first sample of the RS may be applied according to the length of the UCI.
  • a pair of RS and UCI transmission areas form one PUCCH, and to reduce inter-sample interference (ISI) between PUCCHs transmitted by other UEs.
  • ISI inter-sample interference
  • a guard time may be set between PUCCHs.
  • 15 is a view showing another method for transmitting control information in the TDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • RS and UCI of the same PUCCH may be transmitted by CDM in the time domain and may be transmitted by TDM with another PUCCH.
  • 16 is a diagram illustrating a method for transmitting control information in a CDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • RS and UCI of the same PUCCH may be transmitted by CDM in the time domain and other PUCCH may be transmitted by CDM.
  • FIG. 17 illustrates a method of transmitting control information in a TDM / CDM scheme in the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • a TDM may be transmitted between RSs of PUCCHs and a CDM scheme may be transmitted between UCIs. More specifically, in FIG. 17, PUCCH1 consists of RS1 and UCI1, and PUCCH2 consists of RS2 and UCI2. Additionally, as a modified example of FIG. 17, CD1 of RS1 and RS2 and a TDM scheme may be applied between UCI1 and UCI2.
  • the RS and the UCI may be TDM and may be transmitted by applying the CDM scheme between the PUCCHs.
  • 19 is a diagram illustrating control information transmitted in the frequency domain according to the SC-OFDM scheme according to the present invention.
  • the DFT-converted signal may be represented as shown in FIG. 19 in the frequency domain. That is, RS and UCI of all PUCCHs transmitted in the same subband of each of the above-described methods may be overlapped by CDM.
  • the terminal may generate the transmission signal from the form in which the RS and the UCI are CDM in the frequency domain as shown in FIG. 19 without DFT conversion as a method of generating the transmission signal for the control information.
  • the method is the same as the method of using the column vector of the DFT matrix as a spreading sequence for the CDM in the frequency domain.
  • a plurality of PUCCHs may be allocated to one UE.
  • a plurality of allocated PUCCHs may belong to the same subband, but may be transmitted in different subbands. That is, the UE may transmit a UCI having a large amount of information by receiving a plurality of subbands and sub-durations.
  • the present invention proposes a method of setting an OFDM symbol length for a control channel for transmitting control information to be smaller than an OFDM symbol length for a data channel for transmitting data.
  • the present invention proposes a configuration in which a fast fourier transform (FFT) size applied to the control channel is different from the FFT size applied to the data channel.
  • FFT fast fourier transform
  • an uplink control channel or a downlink control channel may be applied. Accordingly, when the control channel is a downlink control channel, the base station can transmit a downlink control channel as shown in FIG. 7, and the terminal can receive the downlink control channel as shown in FIG. 7. Alternatively, when the control channel is an uplink control channel, the terminal may transmit an uplink control channel as illustrated in FIG. 8 or 9, and the base station may receive the uplink control channel transmitted as illustrated in FIG. 8 or 9.
  • the length of the first OFDM symbol may be greater than the length of the second OFDM symbol.
  • the data interval corresponds to the first CP length for one of the first OFDM symbol and one of the first OFDM symbol
  • the control interval is a plurality of the second OFDM symbol and a plurality of the second OFDM symbol. May correspond to a second CP length for.
  • the first CP length may be different from the second CP length.
  • one second OFDM symbol may transmit one of a reference signal or control information, or may transmit a reference signal and control information together.
  • the reference signal and control information may be transmitted by being code division multiplexed (CDM).
  • Such a control channel may be transmitted through the independent subframe structure of FIG. 6 described above.
  • control channel when the control channel is an uplink control channel, the control section in which the control channel is transmitted may be transmitted after the data section in the time domain.
  • control period and the data period may include one subframe, and the one subframe may further include a downlink control period in which a downlink control channel is transmitted.
  • control channel is a downlink control channel
  • data section and the control section are transmitted through one subframe
  • the one subframe further includes an uplink control section in which an uplink control channel is transmitted.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the configuration of a terminal and a base station in which the proposed embodiment can be implemented.
  • the terminal and the base station illustrated in FIG. 20 operate to implement embodiments of the method for transmitting / receiving a control channel between the terminal and the base station described above.
  • a UE (UE) 1 may operate as a transmitting end in uplink and a receiving end in downlink.
  • UE UE 1
  • e-Node B (eNB) 100 may operate as a receiving end in uplink and a transmitting end in downlink.
  • the terminal and the base station may include transmitters 10 and 110 and receivers 20 and 120, respectively, to control transmission and reception of information, data and / or messages.
  • the antenna may include antennas 30 and 130 for transmitting and receiving messages.
  • the terminal and the base station may each include a processor 40 and 140 for performing the above-described embodiments of the present invention, and memories 50 and 150 capable of temporarily or continuously storing the processing of the processor. Can be.
  • the terminal configured as described above includes first downlink control information indicating whether a type of scheduling uplink signal transmission for one or more subframes from a base station through a processor 40 is scheduling of a first type or a second type of scheduling. If the first downlink control information indicates the scheduling of the first type, and transmits an uplink signal in one or more subframes set based on the reception time of the first downlink control information; When the first downlink control information indicates the second type of scheduling, the second downlink control information indicating uplink signal transmission for the one or more subframes is received from the base station, and the first downlink control information is received. 2 in one or more subframes set based on a reception time of downlink control information It can be configured to transmit an uplink signal.
  • the base station configured as described above, the first downlink control information indicating whether the type of scheduling uplink signal transmission for one or more subframes through the processor 140 is scheduling of a first type or scheduling of a second type. Is transmitted to a terminal, and when the first downlink control information indicates scheduling of the first type, an uplink signal is transmitted in one or more subframes set based on a transmission time of the first downlink control information.
  • the first downlink control information indicates the second type of scheduling, and transmits the second downlink control information indicating the uplink signal transmission for the one or more subframes to the terminal.
  • the uplink in one or more subframes set based on a transmission time of the second downlink control information. It may be configured to receive a large signal.
  • the transmitter and the receiver included in the terminal and the base station include a packet modulation and demodulation function, a high speed packet channel coding function, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) packet scheduling, and a time division duplex (TDD) for data transmission. Packet scheduling and / or channel multiplexing may be performed.
  • the terminal and the base station of FIG. 20 may further include a low power radio frequency (RF) / intermediate frequency (IF) unit.
  • RF radio frequency
  • IF intermediate frequency
  • the terminal is a personal digital assistant (PDA), a cellular phone, a personal communication service (PCS) phone, a GSM (Global System for Mobile) phone, a WCDMA (Wideband CDMA) phone, an MBS.
  • PDA personal digital assistant
  • PCS personal communication service
  • GSM Global System for Mobile
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MBS Multi Mode-Multi Band
  • a smart phone is a terminal that combines the advantages of a mobile communication terminal and a personal portable terminal, and may mean a terminal incorporating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, which are functions of a personal mobile terminal, in a mobile communication terminal.
  • a multimode multiband terminal can be equipped with a multi-modem chip to operate in both portable Internet systems and other mobile communication systems (e.g., code division multiple access (CDMA) 2000 systems, wideband CDMA (WCDMA) systems, etc.). Speak the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments 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), Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors and the like can be implemented.
  • 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 can be implemented.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • software code may be stored in the memory units 2680 and 2690 and driven by the processors 2620 and 2630.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP) or 3GPP2 systems.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • Embodiments of the present invention can be applied not only to the various wireless access systems, but also to all technical fields to which the various wireless access systems are applied.
  • the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명에서는 단말과 기지국 간 제어 정보를 포함한 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시한다. 구체적으로, 본 발명에서는 제어 정보를 포함한 제어 채널의 부반송파 스페이싱 또는 FFT (Fast Fourier Transform) 크기가 데이터를 포함한 데이터 채널의 부반송파 스페이싱 또는 FFT 크기와 상이한 경우, 상기 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 구체적으로는 무선 통신 시스템에서 단말과 기지국간 상향링크 제어 정보 또는 하향링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치들에 대한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 단말과 기지국 간 효율적으로 제어 정보를 포함한 제어 채널을 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 데이터를 포함한 데이터 채널에 대한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 길이와 제어 정보를 포함한 제어 채널에 대한 OFDM 심볼 길이를 다르게 설정함으로써 서로 다른 빔(beam) 방향에 위치한 단말들에게 동시에 제어 채널을 전송하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말과 기지국 간 제어 정보를 포함하는 제어 채널을 송수신하는 방법 및 장치들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치가 제2 장치로 제어 채널을 전송하는 방법은, 상기 제1 장치가 데이터 구간 동안 상기 제2 장치로 데이터 채널을 전송하고, 상기 제1 장치가 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제2 장치로 제어 채널을 전송하되, 상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한 구성을 포함한다.
상기 데이터 채널에 대한 제1 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 길이는 상기 제어 채널에 대한 제2 OFDM 심볼의 길이보다 클 수 있다.
특히, 상기 데이터 구간은 1개의 상기 제1 OFDM 심볼 및 1개의 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 제1 CP (Cyclic Prefix)의 길이에 대응하고, 상기 제어 구간은 복수의 상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 복수의 제2 OFDM 심볼에 대한 복수의 제2 CP들의 길이에 대응할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 CP 길이는 상기 제2 CP 길이와 상이할 수 있다.
일 예로, 하나의 제2 OFDM 심볼은 참조 신호 (Reference Signal) 또는 제어 정보 중 하나를 전송할 수 있다.
다른 예로, 하나의 제2 OFDM 심볼은 참조 신호 (Reference Signal) 및 제어 정보를 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 참조 신호 및 제어 정보는 FDM (Frequency Division Multiplexing) 또는 CDM (Code Division Multiplexing) 되어 전송될 수 있다.
상기 제어 채널이 상향링크 제어 채널인 경우, 상기 제1 장치는 단말이고, 상기 제2 장치는 기지국일 수 있다.
이때, 상기 데이터 구간 및 상기 제어 구간은 하나의 서브프레임을 통해 전송되고, 상기 제어 구간은 시간 영역에서 상기 데이터 구간 이후에 전송될 수 있다.
또한, 상기 하나의 서브프레임은 하향링크 제어 채널이 전송되는 하향링크 제어 구간을 포함할 수 있다.
상기 제어 채널이 하향링크 제어 채널인 경우, 상기 제1 장치는 기지국이고, 상기 제2 장치는 단말일 수 있다.
이때, 상기 데이터 구간 및 상기 제어 구간은 하나의 서브프레임을 통해 전송되고, 상기 하나의 서브프레임은 상향링크 제어 채널이 전송되는 상향링크 제어 구간을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치가 제2 장치로부터 제어 채널을 수신하는 방법은, 상기 제1 장치가 데이터 구간 동안 상기 제2 장치로부터 데이터 채널을 수신하고, 상기 제1 장치가 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제2 장치로부터 제어 채널을 수신하되, 상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한 구성을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치로 제어 채널을 전송하는 제2 장치에 있어서, 상기 제2 장치는 송신부; 및 상기 송신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는, 데이터 구간 동안 상기 제1 장치로 데이터 채널을 전송하도록 구성되고, 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제1 장치로 제어 채널을 전송하도록 구성되되, 상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치로부터 제어 채널을 수신하는 제2 장치에 있어서, 상기 제2 장치는 수신부; 및 상기 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는, 데이터 구간 동안 상기 제1 장치로부터 데이터 채널을 수신하도록 구성되고, 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제1 장치로부터 제어 채널을 수신하도록 구성되되, 상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이할 수 있다.
상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 기지국 또는 단말은 제어 정보를 포함한 제어 채널을 시분할하여 서로 다른 단말에게 전송할 수 있다. 구체적으로, 기지국 또는 단말은 서로 다른 빔 (beam) 방향에 위치한 단말들에게 상기 제어 채널을 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용 가능한 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 방안에 따른 UL 제어 정보 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 방안에 따른 DL 제어 정보 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 6의 서브프레임에서 처음 2개 OFDM 심볼 길이의 시간 구간을 나타낸 것으로써, DL에서 데이터 전송을 위한 PDSCH와 제어정보 전송을 위한 PDCCH의 OFDM 심볼 길이가 4배 차이가 나는 예시를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 하향링크 짧은 OFDM 심볼의 부반송파 위치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 상향링크 짧은 OFDM 심볼의 부반송파 위치를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 SC-OFDM (Single Carrier - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/FDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 또 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 CDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/CDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/CDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에 따라 전송되는 제어 정보를 주파수 영역에서 나타낸 도면이다.
도 20은 제안하는 실시 예들이 구현될 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 단말(Terminal)은 사용자 기기(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 가입자 단말(SS: Subscriber Station), 이동 가입자 단말(MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 발명의 실시예들은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
예를 들어, 전송기회구간(TxOP: Transmission Opportunity Period)라는 용어는 전송구간, 전송 버스트(Tx burst) 또는 RRP(Reserved Resource Period)라는 용어와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, LBT(Listen Before Talk) 과정은 채널 상태가 유휴인지 여부를 판단하기 위한 캐리어 센싱 과정, CCA(Clear Channel Accessment), 채널 접속 과정(CAP: Channel Access Procedure)과 동일한 목적으로 수행될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예들이 사용될 수 있는 무선 접속 시스템의 일례로 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대해서 설명한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다.
UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE 시스템이 개량된 시스템이다. 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예들을 3GPP LTE/LTE-A 시스템을 위주로 기술하지만 IEEE 802.16e/m 시스템 등에도 적용될 수 있다.
1. 3GPP LTE / LTE _A 시스템
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2(a)는 타입 1 프레임 구조(frame structure type 1)를 나타낸다. 타입 1 프레임 구조는 전이중(full duplex) FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과 반이중(half duplex) FDD 시스템 모두에 적용될 수 있다.
하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지고, Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 균등한 길이를 가지며 0부터 19의 인덱스가 부여된 20개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 2개의 연속된 슬롯으로 정의되며, i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 여기서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
전이중 FDD 시스템에서는 각 10ms 구간 동안 10개의 서브프레임은 하향링크 전송과 상향링크 전송을 위해 동시에 이용될 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반면, 반이중 FDD 시스템의 경우 단말은 전송과 수신을 동시에 할 수 없다.
상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 프레임 구조는 TDD 시스템에 적용된다. 하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지며, 153600*Ts = 5ms 길이를 가지는 2개의 하프프레임(half-frame)으로 구성된다. 각 하프프레임은 30720*Ts = 1ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2i 와 2i +1에 해당하는 각 Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 길이를 가지는 2개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다.
타입 2 프레임에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3가지의 필드로 구성되는 특별 서브프레임을 포함한다. 여기서, DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
다음 표 1는 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
Figure PCTKR2017001255-appb-T000001
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH가 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH가 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이러한 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 OFDM 심볼 인덱스 0부터 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH, PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
2. 새로운 무선 접속 기술 (New Radio Access Technology) 시스템
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술 (radio access technology, RAT)에 비해 향상된 단말 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 (massive) MTC (Machine Type Communications) 역시 고려되고 있다. 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연 (latency) 에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템 디자인 또한 논의되고 있다.
이와 같이 향상된 단말 광대역 통신 (enhanced mobile broadband communication), 매시브 MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 새로운 무선 접속 기술의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 New RAT이라 명명한다.
2.1 자립적 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)
도 6은 본 발명에 적용 가능한 자립적 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)를 나타낸 도면이다.
본 발명이 적용 가능한 New RAT 시스템에서는 TDD 시스템에서 데이터 전송 지연을 최소화하기 위해 도 6과 같은 자립적 서브프레임 구조를 제안한다.
도 6에서 빗금친 영역 (예: symbol index =0)은 하향링크 제어 (downlink control) 영역을 나타내고, 검정색 영역 (예: symbol index =13)은 상향링크 제어 (uplink control) 영역을 나타낸다. 이외 영역 (예: symbol index = 1 ~ 12)은 하향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다.
이러한 구조의 특징은 한 개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송을 순차적으로 진행할 수 있으며, 상기 하나의 서브프레임 내에서 DL 데이터를 송수신하고 이에 대한 UL ACK/NACK도 송수신할 수 있다. 결과적으로 이러한 구조는 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연을 최소화할 수 있다.
이와 같은 자립적 서브프레임 (self-contained subframe) 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 또는 수신모드에서 송신모드로 전환을 위해서는 일정 시간 길이의 타입 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 자립적 서브프레임 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼은 가드 구간 (guard period, GP)로 설정될 수 있다.
앞서 상세한 설명에서는 자립적 서브프레임 (self-contained subframe) 구조가 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우를 설명하였으나, 상기 제어 영역들은 상기 자립적 서브프레임 구조에 선택적으로 포함될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 자립적 서브프레임 구조는 도 6과 같이 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우 뿐만 아니라 DL 제어 영역 또는 UL 제어 영역만을 포함하는 경우도 포함할 수 있다.
2.2 OFDM 수비학 (numerology)
New RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 이때, New RAT 시스템은 대표적으로 표 2와 같은 OFDM 수비학을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2017001255-appb-T000002
또는 New RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용하며 표 3과 같은 다수의 OFDM 수비학 중에서 선택된 OFDM 수비학을 사용할 수 있다. 구체적으로, 표 3에서 개시된 바와 같이, New RAT 시스템은 LTE시스템에서 사용되었던 15kHz 부반송파 스페이싱 (subcarrier-spacing)을 기본으로 상기 15kHz 부반송파 스페이싱의 배수 관계에 있는 30, 60, 120 kHz 부반송파 스페이싱을 갖는 OFDM 수비학을 사용할 수 있다.
이때, 표 3에 개시된 순환 전치 (Cyclic Prefix) 및 시스템 대역폭 (System BW), 그리고 이용 가능한 부반송파 (available subcarriers) 개수는 본 발명에 따른 New RAT 시스템에 적용 가능한 일 예에 불과하며, 구현 방식에 따라 상기 값들은 변형될 수 있다. 대표적으로 60kHz 부반송파 스페이싱의 경우 시스템 대역폭은 100MHz로 설정될 수 있으며, 이 경우 이용 가능한 부반송파 개수는 1500을 초과하여 1666보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한 표 3에서 개시된 서브프레임 길이 (Subframe length) 및 서브프레임 당 OFDM 심볼 개수 또한 본 발명에 따른 New RAT 시스템에 적용 가능한 일 예에 불과하며, 구현 방식에 따라 상기 값들은 변형될 수 있다.
Figure PCTKR2017001255-appb-T000003
2.3 아날로그 빔포밍 (Analog beamforming )
밀리미터 파 (Millimeter Wave, mmW)에서는 파장이 짧아 동일 면적에 다수개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능하다. 즉, 30GHz 대역에서 파장은 1cm이므로, 5 * 5 cm의 패널(panel)에 0.5 lambda(파장) 간격으로 2-차원 (2-dimension) 배열을 하는 경우 총 100개의 안테나 요소를 설치할 수 있다. 이에 따라, 밀리미터 파 (mmW)에서는 다수개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 (beamforming, BF) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 쓰루풋 (throughput)을 높일 수 있다.
이때, 안테나 요소 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 각 안테나 요소는 TXRU(Transceiver Unit)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 각 안테나 요소는 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍을 수행할 수 있다.
그러나 100여개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 시프터 (analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍이 어렵다는 단점을 갖는다.
이에 대한 해결 방안으로, 디지털 빔포밍과 아날로크 빔포밍의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드 빔포밍 (hybrid BF)를 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔(beam)의 방향은 B개 이하로 제한될 수 있다.
3. 제안하는 실시예
앞서 설명한 바와 같이, 마이크로 파(mmW)에서 아날로그 (또는 하이브리드) 빔포밍을 활용하면 한 시점에 하나(또는 작은 수)의 빔 방향으로만 신호를 전송할 수 있다. 그러므로 기지국은 해당 방향에 있는 일부 작은 수의 UE에게만 관련 신호 전송이 가능하게 된다. 또한 기지국이 UL 신호를 수신하는 경우에도 하나(또는 저작은 수)의 수신 빔(beam) 방향 설정만 가능하므로, 기지국은 해당 방향에 있는 일부 UE로부터 전송된 신호에 대해서만 수신할 수 있다.
도 6에서 데이터 정보는 다수개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되므로 OFDM 심볼 별로 빔 방향을 달리하여 서로 다른 방향에 있는 UE들에 대해 서비스를 지원할 수 있다. 그러나 제어 정보는 정보량이 많지 않아서 하나의 OFDM 심볼 구간 동안에 서로 다른 빔(beam) 방향의 UE들을 동시에 서비스할 필요성이 높아질 수 있다. 이러한 배경에 의해 본 발명에서는 하나의 정상 OFDM 심볼 (normal OFDM symbol) 구간을 TDM(Time Division Multiplexing) 및 FDM(Frequency Division Multiplexing)하여 데이터, 특히 제어 정보를 전송하는 방식에 대해 제안한다.
3.1 제1 방안
본 발명에서 제안하는 제1 방안으로는, 데이터 정보 전송을 위한 OFDM 심볼 길이와 제어 정보 전송을 위한 OFDM 심볼 길이를 다르게 사용하는 방안을 제안한다.
도 7은 본 발명의 제1 방안에 따른 UL 제어 정보 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 개시된 서브프레임에서 마지막 2 개의 OFDM 심볼에 대한 시간 구간을 나타낸 도면으로써, UL에서 데이터 전송을 위한 PUSCH와 제어정보 전송을 위한 PUCCH의 OFDM symbol 길이가 16배 차이가 나는 예시를 나타낸다.
도 7에서, PUSCH 전송 영역은 길이 2048 샘플(samples)의 정상 OFDM 심볼(normal OFDM symbol)과 144 샘플의 CP(Cyclic Prefix)로 구성되어 있으며, PUCCH 전송 영역은 128 샘플의 짧은 OFDM 심볼(shortened OFDM symbol)과 144(또는 160) 샘플의 CP로 구성되어 있다. PUSCH 전송 영역에서 CP를 포함한 정상 OFDM 심볼 길이인 2192(=144+2048) 샘플에 맞추기 위하여, PUCCH 전송 영역의 짧은 OFDM 심볼별로 더해지는(또는 추가적으로 설정되는) CP길이는 다르게 설정될 수 있다.
일 예로, 도 7에서 첫번째 짧은 OFDM 심볼에 더해지는 CP는 160 샘플 길이를 가지고. 나머지 짧은 OFDM 심볼에 더해지는 CP는 144 샘플 길이를 가지는 예시를 나타낸다.
도 7에서는 서브프레임의 마지막 (하나의) 정상 OFDM 심볼이 제어 정보 전송을 위해 다수 개의 짧은 OFDM 심볼로 구성되는 (또는 나누어지는) 경우를 나타내었으나, 이와 같은 방법이 적용되는 정상 OFDM 심볼은 복수 개의 정상 OFDM 심볼로 변형될 수도 있다. 일 예로, 전송할 제어 정보의 양이 많은 경우에는 서브프레임 후반부의 다수개의 정상 OFDM 심볼이 제어 정보 전송을 위하여 짧은 OFDM 심볼들로 나누어 질 수도 있다.
도 7에서 제어정보 전송을 위하여 RS(Reference Signal)과 UCI(Uplink Control Information)가 서로 다른 짧은 OFDM 심볼에서 전송되는 예시를 나타낸다. 또한, 본 발명에 적용 가능한 다른 예시로써 RS와 UCI가 동일한 짧은 OFDM 심볼에서 FDM 또는 CDM(Code Division Multiplexing)되어 전송되는 방식도 적용될 수 있다.
3.2 제2 방안
제1 방안에서 제안한 짧은 OFDM 심볼(Shortened OFDM symbol)를 이용한 UL 제어 정보의 전송 방법은 DL에서 DCI(Downlink Control Information)를 전송하는 방법에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 방안에 따른 DL 제어 정보 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6의 서브프레임에서 처음 2개 OFDM 심볼 길이의 시간 구간을 나타낸 것으로써, DL에서 데이터 전송을 위한 PDSCH와 제어정보 전송을 위한 PDCCH의 OFDM 심볼 길이가 16배 차이가 나는 예시를 나타낸다.
제1 방안과 같이, 제2 방안에서도 DL에서 전송할 제어 정보의 양이 많은 경우, 서브프레임의 처음에 위치한 다수개의 정상 OFDM 심볼이 제어 정보 전송을 위하여 짧은 OFDM 심볼들로 나누어 질 수 있다. 이때, RS와 DCI가 다른 짧은 OFDM 심볼에서 TDM되어 전송되거나, 동일한 짧은 OFDM 심볼에서 FDM 또는 CDM되어 전송될 수 있다.
이 경우, UE는 자신에게 전송되는 DCI가 몇 번째 짧은 OFDM 심볼에서 전송되는지 여부를 미리 기지국으로부터 RRC 시그널링을 통해 지정 받을 수 있다. 또는, 상기 UE는 DCI가 몇 번째 짧은 OFDM 심볼에서 전송되는지에 따라서 해당 스케줄링된 PDSCH의 전송 자원의 위치를 판정하거나, 이에 대응하는 할당된 (또는 granted) PUSCH의 전송 자원의 위치를 판정할 수 있다.
도 9는 도 6의 서브프레임에서 처음 2개 OFDM 심볼 길이의 시간 구간을 나타낸 것으로써, DL에서 데이터 전송을 위한 PDSCH와 제어정보 전송을 위한 PDCCH의 OFDM 심볼 길이가 4배 차이가 나는 예시를 나타낸다.
도 9에서 PDSCH 전송 영역은 길이 2048 샘플의 정상 OFDM 심볼과 144 샘플의 CP로 구성되어 있으며, PDCCH 전송 영역은 512 샘플의 짧은 OFDM 심볼과 208(또는 225) 샘플의 CP로 구성되어 있다. 이 경우, 정상 OFDM 심볼이 1200개의 부반송파(subcarrier)들로 구성되면 짧은 OFDM 심볼은 300개 보다 적은 부반송파들로 구성된다.
도 8 및 도 9 에서는 짧은 OFDM 심볼이 128 샘플 길이인 경우를 나타낸 것으로써 정상 OFDM 심볼 길이인 2048 샘플 길이에 비해 1/16으로 감소한 예시를 나타낸다. 이에 대한 변형 예로, 기지국 또는 UE는 CP를 포함한 정상 OFDM 심볼의 시간 구간을 다양한 크기의 짧은 OFDM 심볼들로 나누어 전송할 수도 있다.
Figure PCTKR2017001255-appb-T000004
표 4는 짧은 OFDM 심볼을 위한 CP의 길이를 정상 OFDM 심볼을 위한 CP 길이와 유사하도록 설정하는 방식에서 CP를 포함한 정상 OFDM 심볼 길이인 2192 샘플 동안에 전송될 수 있는 짧은 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. 일 예로, 짧은 OFDM 심볼의 길이가 Ns이면 해당 개수는 floor(2192/(Ns+144))로 나타낼 수 있다. 이때, floor(X)는 X보다 작거나 같은 최대의 정수 값을 의미한다. 여기서 남는 샘플들은 CP의 길이를 144 이상으로 증가 시키는데 사용될 수 있다.
다른 예로, 표 4에 적용된 방식과 달리 짧은 OFDM 심볼을 위한 CP의 길이를 정상 OFDM 심볼을 위한 CP 길이보다 짧거나 길게 설정할 수도 있다. 특히, 표 4의 마지막 열에서 볼 수 있듯이 짧은 OFDM 심볼 전송 방식에서 CP 오버헤드가 높은데다 제어 정보의 경우 변조 차수(modulation order) 가 낮아 심볼간 간섭(inter-symbol interference)에 강한 특성을 나타내므로 짧은 OFDM 심볼을 위한 CP의 길이는 일반적인 경우보다 짧게 설정되는 것이 바람직할 수 있다.
표 5에서는 짧은 OFDM 심볼을 위한 CP의 길이를 72와 같거나 72보다 크도록 설정하는 경우, 2192 샘플 동안에 전송될 수 있는 짧은 OFDM 심볼의 개수 floor(2192/(Ns+72))를 나타낸 예시를 나타낸다.
Figure PCTKR2017001255-appb-T000005
표 4 및 표 5와 같이, CP 오버헤드는 짧은 OFDM 심볼의 길이가 작아질수록 커진다. 즉, 짧은 OFDM 심볼 전송 시간을 줄일수록 기지국은 보다 많이 나누어진 시간 구간을 이용하여 서로 다른 빔(beam) 방향에 있는 여러 UE에게 제어 정보를 송수신할 수 있게 된다. 다만, 이 경우, 기지국의 CP 오버헤드는 증가하여 전체적인 효율은 떨어지게 된다.
그러므로 기지국이 서비스 해야 되는 UE 수와 분포, 그리고 트래픽 타입 (traffic type)에 따라서 짧은 OFDM 심볼의 길이를 설정하는 방식이 활용될 수 있다. 또한 다중경로 페이딩 채널의 최대 지연 시간을 고려하여 짧은 OFDM 심볼에 더해지는 CP의 길이를 설정하는 방식이 적용될 수 있다.
기지국은 UE에게 PDCCH 전송을 위해 사용되는 짧은 OFDM 심볼의 길이를 PBCH에서 전송되는 MIB(Master Information Block)를 통해 알려줄 수 있다. 또한 상기 기지국은 짧은 OFDM 심볼에 더해지는 CP길이를 MIB를 통해 알려줄 수 있다.
또는, 기지국과 단말간 CP길이와 짧은 OFDM 심볼 길이의 가능한 조합 세트를 미리 약속하고, 기지국은 셀 관계 (cell association) 과정에서 MIB를 통해 이중 어떤 조합이 사용되었는지를 UE에게 알려줄 수 있다.
또는, 기지국은 특정 시간 구간 동안에 전송되는 짧은 OFDM 심볼의 길이 및 개수를 지정하여 알려주므로, UE가 각 짧은 OFDM 심볼 별로 붙는 CP 길이를 계산하도록 할 수 있다. 이 중에서 일부 파라미터는 기지국과 단말간에 미리 약속되어 있을 수 있다.
또한 셀 관계 (cell association) 과정의 빔 스캐닝 (beam scanning) 단계에서 기지국은 MIB를 통해 어떤 방향의 빔(beam)이 몇 번째 짧은 OFDM 심볼의 PDCCH /PUCCH를 사용할 지를 UE에게 알려줄 수 있다. 그러므로 UE는 상기와 같은 정보를 이용하여 선택한 빔 (beam) ID에 해당하는 짧은 OFDM 심볼의 PDCCH 영역에서 DCI를 수신할 수 있다.
이와 다른 예로, 기지국은 RRC 시그널링을 통해 짧은 OFDM 심볼을 통해 PDCCH가 전송되는 서브프레임의 세트를 짧은 OFDM 심볼 전송을 위한 파라미터와 함께 알려주도록 한다. UE는 해당 서브프레임 세트에서는 DL 제어 영역에서 PDCCH가 짧은 OFDM 심볼로 전송되고, 이외의 서브프레임에서는 PDCCH가 정상 OFDM 심볼로 전송된다고 가정하고 DCI 검출을 시도한다.
구체적으로 기지국은 PDCCH 전송을 위해 사용되는 OFDM 심볼의 길이를 공통 제어 (common control) 정보가 전송되는 공통 (common) PDCCH와 전용 제어 (dedicated control) 정보가 전송되는 전용 (dedicated) PDCCH에서 다르게 설정할 수 있다. 대표적으로 공통 PDCCH는 정상 OFDM 심볼로 전송되고 전용 PDCCH는 짧은 OFDM 심볼로 전송되도록 한다. 이러한 방법에서 공통 PDCCH가 전송되는 서브프레임은 미리 지정되어 있어, 해당 서브프레임에서 UE는 SIB(System Information Block)을 수반하는 PDSCH의 스케줄링 정보를 포함하는 공통 PDCCH의 블라인드 검출 (blind detection, BD) 를 시도할 수 있다. 이러한 동작을 통해서 UE는 SIB 정보를 획득할 수 있다. 그리고 기지국은 SIB에 전용 PDCCH가 어떤 CP길이와 짧은 OFDM 심볼 길이로 전송되는지 UE에게 알려 줄 수 있다.
이를 변형한 방법으로 UE는 PDCCH에 대한 블라인드 검출 (BD)를 수행할 검색 영역 (search space)를 공통 검색 영역 (common search space, CSS)과 UE-특정 검색 영역 (UE-specific search space, USS)를 할당받을 수 있는데, 여기서 CSS의 PDCCH는 정상 OFDM 심볼로 전송되고, USS의 PDCCH는 짧은 OFDM 심볼로 전송될 수 있다. 이때, 기지국은 CSS에서 전송되는 PDCCH에 의해 스케줄링되는 PDSCH를 통해서 전달되는 RRC 시그널링을 이용하여 USS에서 전송되는 PDCCH에서 사용할 CP길이와 짧은 OFDM 심볼 길이를 UE에게 알려줄 수 있다.
기지국은 PUCCH 전송을 위해 사용되는 짧은 OFDM 심볼의 길이 및 이를 위한 CP의 길이를 PDCCH와 마찬가지로 MIB를 통해 알려줄 수 있다. 또는 기지국은 PUCCH 전송을 위해 사용되는 짧은 OFDM 심볼의 길이 및 이를 위한 CP의 길이를 UE에게 UL 제어 채널을 설정하는 과정에서 알려줄 수 있다. PUCCH의 경우에도 짧은 OFDM 심볼의 길이 및 이를 위한 CP의 길이의 가능한 조합의 세트를 기지국과 단말간에 미리 약속하고, 기지국은 제어 채널 설정 과정에서 RRC 시그널링을 통해 어떤 조합이 사용되었는지 UE에게 알려줄 수 있다. 또는 기지국은 특정 시간 구간 동안에 전송되는 PUCCH의 짧은 OFDM 심볼의 길이 및 개수를 지정하여 알려줄 수 있으며, UE는 상기 정보들을 이용하여 각 짧은 OFDM 심볼 별로 추가되는 CP 길이를 계산할 수 있다. 이 중에서 일부 파라미터는 기지국과 단말간에 미리 약속되어 있을 수 있다.
또한 기지국은 RRC 시그널링을 통해 PUCCH가 짧은 OFDM 심볼을 통해 전송되는 서브프레임의 세트를 앞서 설명한 짧은 OFDM 심볼 전송을 위한 파라미터와 함께 알려줄 수 있다. 이때, 상기 정보들은 RRC 시그널링으로도 전송될 수도 있다.
UE는 해당 서브프레임 세트에서 짧은 OFDM 심볼로 PUCCH를 전송하고, 이외의 서브프레임에서는 정상 OFDM 심볼로 PUCCH를 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 하향링크 짧은 OFDM 심볼의 부반송파 위치를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 10은 짧은 OFDM 심볼 길이가 정상 OFDM 심볼 길이에 비해 1/4으로 감소한 경우, 주파수 영역에서 부반송파 스페이싱 (subcarrier spacing) 및 OFDM RE(Resource Element)의 상대적 위치를 나타낸 도면이다. 여기서, 부반송파 스페이싱은 인접 부반송파간의 간격을 의미하고, 상기 부반송파 스페이싱 값은 기술적으로 OFDM 심볼 길이의 역수 값에 대응한다. 다시 말해, 도 10은 정상 OFDM 심볼의 부반송파 스페이싱이
Figure PCTKR2017001255-appb-I000001
라면 짧은 OFDM 심볼의 부반송파 스페이싱은 이보다 4배 증가한
Figure PCTKR2017001255-appb-I000002
라는 예시를 나타낸 도면이다. 이때, 도 10은 LTE시스템의 DL와 유사하게 기저대역 프로세싱 (baseband processing)의 DC(Direct current)에 해당하는 부반송파에 RE가 할당되지 않은 예시를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 상향링크 짧은 OFDM 심볼의 부반송파 위치를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 11은 LTE시스템의 UL와 유사하게 DC 반송파가 인접한 부반송파들 사이에 위치하도록 정상 OFDM 심볼에서 부반송파를
Figure PCTKR2017001255-appb-I000003
만큼 이동(shift)하여 전송하는 방식에서 짧은 OFDM 심볼의 경우에 부반송파 스페이싱은 4배 증가한
Figure PCTKR2017001255-appb-I000004
를 사용하고 부반송파를
Figure PCTKR2017001255-appb-I000005
만큼 이동하여 전송하는 방식을 나타낸다.
3.3 제3 방안
본 발명에 따른 방식에서는, SC-OFDM 전송 방식을 고려하여 DFT 입력단에서 정보의 전송 위치를 달리함으로써 RS(Reference Signal)와 제어 정보, 그리고 UE들의 전송 신호들을 다중화 할 수 있다. 이하, 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, SC-OFDM 전송 방식에서 입력 신호는 DFT 변환되어 주파수축에 매핑되고 IFFT 변환되어 시간축 신호로 생성될 수 있다. 즉, DFT 입력단의 신호를 오버 샘플링 되기 전의 시간축 신호라고 할 수 있다.
이에, 도 12에 개시된 SC-OFDM 전송 방식은 DFT의 사이즈가 K이고 IFFT의 사이즈가 N인 경우에 시간축 신호를 N/K배로 오버 샘플링하여 신호를 전송하는 방식을 의미한다. 그러므로 DFT 입력단에서 정보의 전송 위치에 달리하여 다중화 (multiplexing)하는 방식은 TDM으로 간주할 수 있다. 이때, 도 12에서는 UE1과 UE2가 DFT입력단에서 제어 정보를 보내는 샘플 위치를 달리하여 신호를 전송하는 예시를 나타낸다.
도 12에 개시된 일 예에서, 제어 채널의 자원을 결정하는 파라미터는 할당된 주파수 자원의 양과 위치, 즉 할당된 서브 밴드의 크기 및 위치, 그리고 할당된 서브 밴드 내에서 할당된 시간 자원의 양과 위치로 구성될 수 있다.
여기서 할당된 주파수 자원의 양은 DFT의 사이즈 K를 의미한다. 그리고 할당된 주파수 자원의 위치는 DFT 출력의 K 샘플들이 매핑되는 IFFT 입력단의 주파수 자원 위치를 의미한다. 그리고 할당된 서브 밴드 내에서 할당된 시간 자원의 양과 위치는 DFT 입력의 K 샘플들 중에서 어떤 위치의 몇 개의 샘플들이 제어 정보 전송을 위해 할당되었는지를 나타낸다. 여기서 PUCCH 전송을 위한 시간 자원의 양과 위치는 PUCCH를 구성하는 RS와 UCI를 위해 개별 지정될 수 있다.
도 12와 같이 DFT 입력의 K 샘플들 중에서 해당 UE의 제어 정보 전송을 위해 할당된 샘플들 이외의 샘플들에는 신호를 전송하지 않을 수 있다. 그리고 RS 전송을 위한 샘플과 UCI 전송을 위한 샘플 사이에 가드 샘플(guard sample)이 설정될 수 있다. 그리고 DFT의 사이즈 K는 2a X 3b X 5c으로 표현되는 정수로 제한될 수 있다. 여기서, a, b, c는 정수 값을 의미한다.
3.4 제4 방안
기지국은 UE에게 DCI를 통해 동적으로 (dynamic) 매 서브프레임마다 할당된 제어 채널의 자원을 지정해 줄 수 있다. 자원을 결정하는 파라미터들 중에서 일부는 미리 RRC 시그널링으로 설정되고 나머지 파라미터들만 DCI를 통해 동적으로 지정될 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 제4 방안에서는 SC-OFDM 방식에 따라 제어 정보를 전송하는 다양한 예를 상세히 설명한다. 여기서, 제어 정보는 제어 채널을 통해 전송되는 바, 이하 도면들에는 제어 채널의 전송 방법이 도시된 것으로 해석될 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/FDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
일 예로, 도 13과 같이 PUCCH 전송을 위한 서브 밴드의 크기는 사전에 기지국과 단말 사이에 미리 정해져 있거나 제어 채널 설정 과정에서 RRC 시그널링에 의해 설정될 수 있다. 또한 DFT 입력의 K 샘플들 중에서 제어 정보 전송을 위해 할당된 샘플들의 시작 위치는 (미리) 정해진 위치들로 한정될 수 있다. DFT 입력의 K 샘플들을 몇 등분의 부-기간 (sub-duration)으로 나누어 TDM 할지에 대한 정보는 사전에 기지국과 단말 사이에 미리 정해져 있거나 제어 채널 설정 과정에서 RRC 시그널링에 의해 설정될 수 있다. 이 때, 기지국은 DCI를 통해 UE에게 제어 채널 전송을 위하여 몇 번째 서브 밴드의 몇 번째 부-기간에서 제어 정보를 전송할지를 지정할 수 있다. 도 13의 일 예에서는 K 샘플들을 2등분 시분할하여 나눈 경우로 2개의 UE가 동일 서브밴드에서 TDM 방식으로 PUCCH를 전송하는 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13에서는 시간 영역에서 PUCCH의 RS가 UCI보다 먼저 전송되는 예시를 도시하였으나, 본 발명에 적용 가능한 다른 예에서 도 14와 같이 PUCCH의 UCI가 RS보다 먼저 전송될 수도 있다. 이 경우에 동일 PUCCH의 UCI 시작 위치와 RS의 시작 위치의 간격은 고정되고, UCI의 길이에 따라서 UCI 마지막 샘플과 RS의 첫번째 샘플 사이에 필요한 개수의 가드 샘플을 삽입하는 방식이 적용될 수 있다. 또한 다른 UE들의 제어 정보 전송를 TDM 방식으로 전송하기 위하여, RS와 UCI 전송 영역의 짝(pair)이 하나의 PUCCH을 형성하며, 다른 UE들이 전송하는 PUCCH간의 ISI(Inter-sample Interference)를 경감하기 위하여 PUCCH간에 가드 시간 (guard time)이 설정될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM 방식으로 전송하는 또 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 예에서 동일 PUCCH의 RS와 UCI는 시간 영역에서 CDM하여 전송되고, 다른 PUCCH와는 TDM으로 전송될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 CDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 예에서 동일 PUCCH의 RS와 UCI는 시간 영역에서 CDM하여 전송되고, 다른 PUCCH와는 CDM으로 전송될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/CDM 방식으로 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 예에서 PUCCH들의 RS간에는 TDM하고 UCI간에는 CDM방식이 적용되어 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 17에서 PUCCH1은 RS1과 UCI1으로 구성되고, PUCCH2는 RS2과 UCI2으로 구성된다. 추가적으로 도 17에 대한 변형 예로, RS1과 RS2를 CDM하고 UCI1과 UCI2간에는 TDM방식이 적용되어 전송될 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에서 제어 정보를 TDM/CDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, RS와 UCI는 TDM하고 PUCCH간에는 CDM 바식이 적용되어 전송될 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 SC-OFDM 방식에 따라 전송되는 제어 정보를 주파수 영역에서 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 18 에 따른 방법들에 있어서, DFT변환된 신호는 주파수 영역에서 도 19와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 앞서 설명한 각 방법들의 동일 서브 밴드에서 전송되는 모든 PUCCH의 RS와 UCI는 모두 CDM되어 중첩될 수 있다.
이때, 단말은 제어 정보를 위한 전송 신호를 생성하는 방법으로 DFT 변환 없이 도 19와 같이 주파수 영역에서 RS와 UCI가 CDM되어 있는 형태에서부터 전송 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 도 14의 TDM 방식에 따르면 주파수 영역의 CDM을 위한 확산 시퀀스 (spread sequence)로 DFT 행렬의 열벡터를 사용하는 방식과 동일해진다.
UE가 전송할 UCI 정보량이 많은 경우, 한 UE에게 다수의 PUCCH가 할당될 수 있다. 이 경우에 할당된 다수개의 PUCCH는 동일 서브밴드에 속할 수도 있지만, 다른 서브밴드에서 전송될 수도 있다. 즉, UE는 다수개의 서브밴드와 부-기간 (sub-duration)을 할당 받아 정보량이 큰 UCI를 전송할 수 있다.
정리하면, 본 발명에서는 제어 정보를 전송하는 제어 채널에 대한 OFDM 심볼 길이를 데이터를 전송하는 데이터 채널에 대한 OFDM 심볼 길이보다 작게 설정하는 방법을 제안한다. 다시 말해, 본 발명에서는 상기 제어 채널에 적용되는 FFT (Fast Fourier Transform) 크기가 상기 데이터 채널에 적용되는 FFT 크기와 상이한 구성을 제안한다.
상기와 같은 제어 채널로는 상향링크 제어 채널 또는 하향링크 제어 채널이 적용될 수 있다. 이에 따라, 상기 제어 채널이 하항링크 제어 채널인 경우 기지국은 도 7과 같이 하향링크 제어 채널을 전송하고 단말은 도 7과 같이 전송된 하향링크 제어 채널을 수신할 수 있다. 또는, 상기 제어 채널이 상향링크 제어 채널인 경우 단말은 도 8 또는 도 9와 같이 상향링크 제어 채널을 전송하고 기지국은 도 8 또는 도 9와 같이 전송된 상향링크 제어 채널을 수신할 수 있다.
이때, 상기 제어 채널에 대한 OFDM 심볼을 제1 OFDM 심볼이라 하고, 상기 데이터 채널에 대한 제2 OFDM 심볼이라 하면, 상기 제1 OFDM 심볼의 길이는 상기 제2 OFDM 심볼의 길이보다 클 수 있다.
또한, 상기 데이터 구간은 1개의 상기 제1 OFDM 심볼 및 1개의 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 제1 CP 길이에 대응하고, 상기 제어 구간은 복수의 상기 제2 OFDM 심볼 및 복수의 상기 제2 OFDM 심볼에 대한 제2 CP 길이에 대응할 수 있다. 특히, 상기 제1 CP 길이는 상기 제2 CP 길이와 상이할 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 제2 OFDM 심볼은 참조 신호 (Reference Signal) 또는 제어 정보 중 하나를 전송하거나, 참조 신호 (Reference Signal) 및 제어 정보를 함께 전송할 수 있다. 상기 하나의 제2 OFDM 심볼이 참조 신호 및 제어 정보를 전송하는 경우, 상기 참조 신호 및 제어 정보는 CDM (Code Division Multiplexing) 되어 전송될 수 있다.
이와 같은 제어 채널은 앞서 설명한 도 6의 자립적 서브프레임 구조를 통해 전송될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어 채널이 상향링크 제어 채널인 경우, 상기 제어 채널이 전송되는 제어 구간은 시간 영역에서 상기 데이터 구간 이후 전송될 수 있다. 이때, 상기 제어 구간 및 데이터 구간은 하나의 서브프레임이 포함될 수 있으며, 상기 하나의 서브프레임은 하향링크 제어 채널이 전송되는 하향링크 제어 구간을 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 제어 채널이 하향링크 제어 채널인 경우, 상기 데이터 구간 및 상기 제어 구간은 하나의 서브프레임을 통해 전송되고, 상기 하나의 서브프레임은 상향링크 제어 채널이 전송되는 상향링크 제어 구간을 더 포함할 수 있다.
4. 장치 구성
도 20은 제안하는 실시 예가 구현될 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다. 도 20에 도시된 단말 및 기지국은 앞서 설명한 단말과 기지국 간 제어 채널을 송수신 방법의 실시 예들을 구현하기 위해 동작한다.
단말(UE: User Equipment, 1)은 상향링크에서는 송신단으로 동작하고, 하향링크에서는 수신단으로 동작할 수 있다. 또한, 기지국(eNB: e-Node B, 100)은 상향링크에서는 수신단으로 동작하고, 하향링크에서는 송신단으로 동작할 수 있다.
즉, 단말 및 기지국은 정보, 데이터 및/또는 메시지의 전송 및 수신을 제어하기 위해 각각 송신기(Transmitter: 10, 110) 및 수신기(Receiver: 20, 120)를 포함할 수 있으며, 정보, 데이터 및/또는 메시지를 송수신하기 위한 안테나(30, 130) 등을 포함할 수 있다.
또한, 단말 및 기지국은 각각 상술한 본 발명의 실시 예들을 수행하기 위한 프로세서(Processor: 40, 140)와 프로세서의 처리 과정을 임시적으로 또는 지속적으로 저장할 수 있는 메모리(50, 150)를 각각 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 단말은 프로세서(40)를 통해 기지국으로부터 하나 이상의 서브프레임에 대한 상향링크 신호 전송을 스케줄링하는 타입이 제1 타입의 스케줄링 또는 제2 타입의 스케줄링인지 여부를 지시하는 제1 하향링크 제어 정보를 수신하고, 상기 제1 하향링크 제어 정보가 상기 제1 타입의 스케줄링을 지시하는 경우에는, 상기 제1 하향링크 제어 정보의 수신 시점을 기준으로 설정되는 하나 이상의 서브프레임에서 상향링크 신호를 전송하고, 상기 제1 하향링크 제어 정보가 상기 제2 타입의 스케줄링을 지시하는 경우에는, 상기 기지국으로부터 상기 하나 이상의 서브프레임에 대한 상향링크 신호 전송을 지시하는 제2 하향링크 제어 정보를 수신하고, 상기 제2 하향링크 제어 정보의 수신 시점을 기준으로 설정되는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 상향링크 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 기지국은 프로세서(140)를 통해 하나 이상의 서브프레임에 대한 상향링크 신호 전송을 스케줄링하는 타입이 제1 타입의 스케줄링 또는 제2 타입의 스케줄링인지 여부를 지시하는 제1 하향링크 제어 정보를 단말로 전송하고, 상기 제1 하향링크 제어 정보가 상기 제1 타입의 스케줄링을 지시하는 경우에는, 상기 제1 하향링크 제어 정보의 전송 시점을 기준으로 설정되는 하나 이상의 서브프레임에서 상향링크 신호를 수신하고, 상기 제1 하향링크 제어 정보가 상기 제2 타입의 스케줄링을 지시하는 경우에는, 상기 하나 이상의 서브프레임에 대한 상향링크 신호 전송을 지시하는 제2 하향링크 제어 정보를 상기 단말로 전송하고, 상기 제2 하향링크 제어 정보의 전송 시점을 기준으로 설정되는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 상향링크 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
단말 및 기지국에 포함된 송신기 및 수신기는 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및/또는 채널 다중화 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도 20의 단말 및 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 단말로 개인휴대단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, 개인통신서비스(PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰 또는 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.
여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시 예들에 따른 방법은 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 실시 예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(2680, 2690)에 저장되어 프로세서(2620, 2630)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 제1 장치가 제2 장치로 제어 채널을 전송하는 방법에 있어서,
    상기 제1 장치가 데이터 구간 동안 상기 제2 장치로 데이터 채널을 전송하고,
    상기 제1 장치가 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제2 장치로 제어 채널을 전송하되,
    상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한, 제어 채널 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 채널에 대한 제1 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 길이는 상기 제어 채널에 대한 제2 OFDM 심볼의 길이보다 큰, 제어 채널 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 구간은 1개의 상기 제1 OFDM 심볼 및 1개의 상기 제1 OFDM 심볼에 대한 제1 CP (Cyclic Prefix)의 길이에 대응하고,
    상기 제어 구간은 복수의 상기 제2 OFDM 심볼 및 상기 복수의 제2 OFDM 심볼에 대한 복수의 제2 CP들의 길이에 대응하는, 제어 채널 전송 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 CP 길이는 상기 제2 CP 길이와 상이한, 제어 채널 전송 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    하나의 제2 OFDM 심볼은 참조 신호 (Reference Signal) 또는 제어 정보 중 하나를 전송하는, 제어 채널 전송 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    하나의 제2 OFDM 심볼은 참조 신호 (Reference Signal) 및 제어 정보를 전송하는, 제어 채널 전송 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 참조 신호 및 제어 정보는 FDM (Frequency Division Multiplexing) 또는 CDM (Code Division Multiplexing) 되어 전송되는, 제어 채널 전송 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 채널은 상향링크 제어 채널이고,
    상기 제1 장치는 단말이고,
    상기 제2 장치는 기지국인, 제어 채널 전송 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 데이터 구간 및 상기 제어 구간은 하나의 서브프레임을 통해 전송되고,
    상기 제어 구간은 시간 영역에서 상기 데이터 구간 이후에 전송되는, 제어 채널 전송 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 하나의 서브프레임은 하향링크 제어 채널이 전송되는 하향링크 제어 구간을 포함하는, 제어 채널 전송 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 채널은 하향링크 제어 채널이고,
    상기 제1 장치는 기지국이고,
    상기 제2 장치는 단말인, 제어 채널 전송 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 데이터 구간 및 상기 제어 구간은 하나의 서브프레임을 통해 전송되고,
    상기 하나의 서브프레임은 상향링크 제어 채널이 전송되는 상향링크 제어 구간을 포함하는, 제어 채널 전송 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 제1 장치가 제2 장치로부터 제어 채널을 수신하는 방법에 있어서,
    상기 제1 장치가 데이터 구간 동안 상기 제2 장치로부터 데이터 채널을 수신하고,
    상기 제1 장치가 상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제2 장치로부터 제어 채널을 수신하되,
    상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한, 제어 채널 수신 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 제1 장치로 제어 채널을 전송하는 제2 장치에 있어서,
    송신부; 및
    상기 송신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    데이터 구간 동안 상기 제1 장치로 데이터 채널을 전송하도록 구성되고,
    상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제1 장치로 제어 채널을 전송하도록 구성되되,
    상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한, 장치.
  15. 무선 통신 시스템에서 제1 장치로부터 제어 채널을 수신하는 제2 장치에 있어서,
    수신부; 및
    상기 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    데이터 구간 동안 상기 제1 장치로부터 데이터 채널을 수신하도록 구성되고,
    상기 데이터 구간이 아닌 제어 구간 동안 상기 제1 장치로부터 제어 채널을 수신하도록 구성되되,
    상기 제어 채널의 FFT (Fast Fourier Transform) 크기는 상기 데이터 채널의 FFT 크기와 상이한, 장치.
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