이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station: BS)(20)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다..
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE(10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
한편, 무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
한편, 무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 UE에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 정규(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block: RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element: RE)를 포함할 수 있다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 UE에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 UE의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
표 1
| UL-DL 설정 | 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) | 서브프레임 인덱스 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 | 5 ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | U |
| 1 | 5 ms | D | S | U | U | D | D | S | U | U | D |
| 2 | 5 ms | D | S | U | D | D | D | S | U | D | D |
| 3 | 10 ms | D | S | U | U | U | D | D | D | D | D |
| 4 | 10 ms | D | S | U | U | D | D | D | D | D | D |
| 5 | 10 ms | D | S | U | D | D | D | D | D | D | D |
| 6 | 5 ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | D |
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, UE은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(Resource Block RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 상기 RB는 PRB(Physical Resource Block)로 불리기도 한다.
여기서, 하나의 자원블록(RB)은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 7×12 자원요소(Resource Element: RE)를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 부반송파의 수와 OFDM 심벌의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록이 포함하는 OFDM 심벌의 수 또는 부반송파의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 즉, OFDM 심벌의 수는 전술한 CP의 길이에 따라 변경될 수 있다. 특히, 3GPP LTE에서는 정규 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 7개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로, 그리고 확장 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 6개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로 정의하고 있다.
OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 시스템에 따라 SC-FDMA 심벌, OFDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원블록은 자원 할당 단위로 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NUL 은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element: RE)라 한다.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5에서는 정규 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다. 그러나, 순환 전치(Cyclic Prefix: CP)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 정규(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block: RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(RE)를 포함할 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 복호를 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫 번째 서브프레임의 두 번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, UE은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
기지국은 UE에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(radio network temporary identifier: RNTI)가 마스킹된다. 특정 UE을 위한 PDCCH라면 UE의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(system information block: SIB)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 복호를 사용한다. 블라인드 복호는 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI)를 CRC에 마스킹한다.
서브프레임 내의 제어 영역은 복수의 CCE(control channel element)를 포함한다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위로, 복수의 REG(resource element group)에 대응된다. REG는 복수의 자원요소(resource element)를 포함한다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
하나의 REG는 4개의 RE를 포함하고, 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다. 하나의 PDCCH를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8}개의 CCE를 사용할 수 있으며, {1, 2, 4, 8} 각각의 요소를 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라 한다.
PDCCH의 전송에 사용되는 CCE의 개수는 기지국이 채널 상태에 따라 결정한다. 예를 들어, 좋은 하향링크 채널 상태를 갖는 단말에게는 하나의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다. 나쁜(poor) 하향링크 채널 상태를 갖는 단말에게는 8개의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 CCE로 구성된 제어 채널은 REG 단위의 인터리빙을 수행하고, 셀 ID(identifier)에 기반한 순환 쉬프트(cyclic shift)가 수행된 후에 물리적 자원에 매핑된다.
한편, 단말은 자신의 PDCCH가 제어영역 내의 어떤 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷을 사용하여 전송되는지 알 수 없다. 하나의 서브프레임 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있으므로, 단말은 매 서브프레임마다 복수의 PDCCH들을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH의 디코딩을 시도하는 것을 말한다.
3GPP LTE에서는 블라인드 디코딩으로 인한 부담을 줄이기 위해, 검색 공간(search space)을 사용한다. 검색 공간은 PDCCH를 위한 CCE의 모니터링 집합(monitoring set)이라 할 수 있다. 단말은 해당되는 검색 공간 내에서 PDCCH를 모니터링한다.
단말이 C-RNTI를 기반으로 PDCCH를 모니터링할 때, PDSCH의 전송 모드(transmission mode: TM)에 따라 모니터링할 DCI 포맷과 검색 공간이 결정된다. 다음 표는 C-RNTI가 설정된 PDCCH 모니터링의 예를 나타낸다.
표 2
| 전송모드 | DCI 포맷 | 검색 공간 | PDCCH에 따른 PDSCH의 전송모드 |
| 전송 모드 1 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 단일 안테나 포트, 포트 0 |
| DCI 포맷 1 | 단말 특정 | 단일 안테나 포트, 포트 0 |
| 전송 모드 2 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 전송 다이버시티(transmit diversity) |
| DCI 포맷 1 | 단말 특정 | 전송 다이버시티 |
| 전송 모드 3 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 2A | 단말 특정 | CDD(Cyclic Delay Diversity) 또는 전송 다이버시티 |
| 전송 모드 4 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 2 | 단말 특정 | 폐루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing) |
| 전송 모드 5 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 1D | 단말 특정 | MU-MIMO(Multi-user Multiple Input Multiple Output) |
| 모드 6 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 1B | 단말 특정 | 폐루프 공간 다중화 |
| 전송 모드 7 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | PBCH 전송 포트의 수가 1이면, 싱 글 안테나 포트, 포트 0, 아니면, 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 1 | 단말 특정 | 단일 안테나 포트, 포트 5 |
| 전송 모드 8 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | PBCH 전송 포트의 수가 1이면, 싱 글 안테나 포트, 포트 0, 아니면, 전송 다이버시티 |
| DCI 포맷 2B | 단말 특정 | 이중 계층(dual layer) 전송(포트 7 또는 8), 또는 싱 글 안테나 포트, 포트 7 또는 8 |
| 전송 모드 9 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 비-MBSFN 서브프레임: PBCH 안테나 포트의 개수가 1이면, 단독의 안테나 포트로서 포트 0이 사용되고, 그렇지 않으면, 전송 다이버시티(Transmit Diversity)MBSFN 서브프레임: 단독의 안테나 포트로서, 포트 7 |
| DCI 포맷 2C | 단말 특정 | 8개까지의 전송 레이어, 포트7-14가 사용됨 또는 단독의 안테나 포트로서 포트 7 또는 포트 8이 사용됨 |
| 전송 모드 10 | DCI 포맷 1A | 공용 및 단말 특정 | 비-MBSFN 서브프레임: PBCH 안테나 포트의 개수가 1이면, 단독의 안테나 포트로서 포트 0이 사용되고, 그렇지 않으면, 전송 다이버시티(Transmit Diversity)MBSFN 서브프레임: 단독의 안테나 포트로서, 포트 7 |
| DCI 포맷 2D | 단말 특정 | 8개까지의 전송 레이어, 포트7-14가 사용됨 또는 단독의 안테나 포트로서 포트 7 또는 포트 8이 사용됨 |
DCI 포맷의 용도는 다음 표와 같이 구분된다.
표 3
| DCI 포맷 | 내 용 |
| DCI 포맷 0 | PUSCH 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 1 | 하나의 PDSCH 코드워드(codeword)의 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 1A | 하나의 PDSCH 코드워드의 간단(compact) 스케줄링 및 랜덤 액세스 과정에 사용 |
| DCI 포맷 1B | 프리코딩 정보를 가진 하나의 PDSCH 코드워드의 간단 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 1C | 하나의 PDSCH 코드워드(codeword)의 매우 간단(very compact) 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 1D | 프리코딩 및 파워 오프셋(pwwer offset) 정보를 가진 하나의 PDSCH 코드워드의 간단 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 2 | 폐루프 공간 다중화 모드로 설정된 단말들의 PDSCH 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 2A | 개루프(open-loop) 공간 다중화 모드로 설정된 단말들의 PDSCH 스케줄링에 사용 |
| DCI 포맷 2B | DCI 포맷 2B는 PDSCH의 듀얼 레이어(dual-layer) 빔포밍을 위한 자원 할당을 위해 사용된다. |
| DCI 포맷 2C | DCI 포맷 2C는 8개 레이어(layer)까지의 페-루프 SU-MIMO 또는 MU-MIMO 동작을 위한 자원 할당을 위해서 사용된다. |
| DCI 포맷 2D | DCI 포맷 2C는 8개 레이어 까지의 자원 할당을 위해서 사용된다. |
| DCI 포맷 3 | 2비트 파워 조정(power adjustments)을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용 |
| DCI 포맷 3A | 1비트 파워 조정을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용 |
| DCI 포맷 4 | 다중 안테나 포트 전송 모드로 동작하는 상향링크(UL) 셀의 PUSCH 스케줄링에 사용 |
상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
한편, PDCCH는 서브프레임내의 제어 영역이라는 한정된 영역에서 모니터링되고, 또한 PDCCH의 복조를 위해서는 전 대역에서 전송되는 CRS가 사용된다. 제어 정보의 종류가 다양해지고, 제어 정보의 양이 증가함에 따라 기존 PDCCH 만으로는 스케줄링의 유연성이 떨어진다. 또한, CRS 전송으로 인한 부담을 줄이기 위해, EPDCCH(enhanced PDCCH)의 도입되고 있다.
도 6은 EPDCCH를 갖는 서브프레임의 일 예이다.
서브프레임은 영 또는 하나의 PDCCH 영역 및 영 또는 그 이상의 EPDCCH 영역을 포함할 수 있다.
EPDCCH 영역은 무선기기가 EPDCCH를 모니터링하는 영역이다. PDCCH 영역은 서브프레임의 앞선 최대 4개의 OFDM 심벌내에서 위치하지만, EPDCCH 영역은 PDCCH 영역이후의 OFDM 심벌에서 유연하게 스케줄링될 수 있다.
무선기기에 하나 이상의 EPDCCH 영역이 지정되고, 무선기기는 지정된 EPDCCH 영역에서 EPDCCH를 모니터링할 수 있다.
EPDCCH 영역의 개수/위치/크기 및/또는 EPDCCH를 모니터링할 서브프레임에 관한 정보는 기지국이 무선기기에게 RRC 메시지 등을 통해 알려줄 수 있다.
PDCCH 영역에서는 CRS를 기반으로 PDCCH를 복조할 수 있다. EPDCCH 영역에서는 EPDCCH의 복조를 위해 CRS가 아닌 DM(demodulation) RS를 정의할 수 있다. 연관된 DM RS는 대응하는 EPDCCH 영역에서 전송될 수 있다.
각 EPDCCH 영역은 서로 다른 셀을 위한 스케줄링에 사용될 수 있다. 예를 들어, EPDCCH 영역내의 EPDCCH는 프라이머리 셀을 위한 스케줄링 정보를 나르고, EPDCCH 영역내의 EPDCCH는 세컨더리 셀을 위한 스케줄링 정보를 나를 수 있다.
EPDCCH 영역에서 EPDCCH가 다중 안테나를 통해 전송될 때, EPDCCH 영역 내의 DM RS는 EPDCCH와 동일한 프리코딩이 적용될 수 있다.
PDCCH가 전송 자원 단위로 CCE를 사용하는 것과 비교하여, EPCCH를 위한 전송 자원 단위를 ECCE(Enhanced Control Channel Element)라 한다. 집합 레벨(aggregation level)은 EPDCCH를 모니터링하는 자원 단위로 정의될 수 있다. 예를 들어, 1 ECCE가 EPDCCH를 위한 최소 자원이라고 할 때, 집합 레벨 L={1, 2, 4, 8, 16}과 같이 정의될 수 있다.
도시된 바와 같이 EPDCCH는 기존의 PDSCH 영역에 전송되고, 전송 유형에 따라 빔포밍 이득 및 공간 다중화 이득(spatial diversity gain)을 얻을 수 있다는 특징을 가지고 있다. 또한 EPDCCH는 제어 정보를 전송하기 때문에 데이터 전송에 비해 높은 신뢰성(reliability)를 요구하며, 이를 만족시키기 위하여 부호화율(coding rate)을 낮출 수 있도록 집합 레벨(aggregation level)등의 개념이 사용된다. 높은 집합 레벨(aggregation level)은 부호화율(coding rate)을 낮출 수 있기 때문에 복조 정확도(demodulation accuracy)를 높일 수 있지만, 사용되는 자원 증가로 인하여 성능이 감소하는 단점을 가지고 있다.
도 7은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
UE이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 전송시간구간(TTI) 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI (rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
도 8은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 8의 (a)을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 UE에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, UE에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 도 8의 (b)을 참조하면, 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에서는 UE에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier: CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, UE에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속되어 있는 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
1개 이상의 요소 반송파를 집성할 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.
특정 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, UE은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC(media access control) 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. UE은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. UE은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(System Information: SI)를 수신할 수 있다. 반면, UE은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.
세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
서빙 셀은 반송파 집성이 설정되지 않거나 반송파 집성을 제공할 수 없는 UE인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. 반송파 집성이 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 UE에게 설정된 셀을 나타내며 복수로 구성될 수 있다. 하나의 서빙 셀은 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 {하향링크 요소 반송파, 상향링크 요소 반송파}의 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 서빙 셀은 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수로 구성된 집합으로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 하향링크 CC를 통해 전송될 수 있고, UL 그랜트를 포함하는 PDCCH가 전송된 하향링크 CC와 링크된 상향링크 CC가 아닌 다른 상향링크 CC를 통해 PUSCH가 전송될 수 있다. 이처럼 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템에서는 PDCCH가 제어정보를 제공하는 PDSCH/PUSCH가 어떤 DL CC/UL CC를 통하여 전송되는지를 알려주는 반송파 지시자가 필요하다. 이러한 반송파 지시자를 포함하는 필드를 이하에서 반송파 지시 필드(carrier indication field: CIF)라 칭한다.
교차 반송파 스케줄링을 지원하는 반송파 집성 시스템은 종래의 DCI(downlink control information) 포맷에 반송파 지시 필드(CIF)를 포함할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템 예를 들어 LTE-A 시스템에서는 기존의 DCI 포맷(즉, LTE에서 사용하는 DCI 포맷)에 CIF가 추가되므로 3 비트가 확장될 수 있고, PDCCH 구조는 기존의 코딩 방법, 자원 할당 방법(즉, CCE 기반의 자원 맵핑)등을 재사용할 수 있다.
도 9는 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 9를 참조하면, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 UE은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/복호를 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 UE 특정적(UE-specific), UE 그룹 특정적(UE group-specific), 또는 셀 특정적(cell-specific)으로 설정될 수 있다.
도 9에서는 3개의 DL CC(DL CC A, DL CC B, DL CC C)가 집성되고, DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 예를 나타내고 있다. UE은 DL CC A의 PDCCH를 통해 DL CC A, DL CC B, DL CC C의 PDSCH에 대한 DL 그랜트를 수신할 수 있다. DL CC A의 PDCCH를 통해 전송되는 DCI에는 CIF가 포함되어 어느 DL CC에 대한 DCI인지를 나타낼 수 있다.
한편, 차세대 이동 통신 시스템에서는 셀 커버리지 반경이 작은 소규모 셀(small cell)이 기존 셀의 커버리지 내에 추가될 것으로 예상되고, 소규모 셀은 보다 많은 트래픽을 처리할 것으로 예상된다. 상기 기존 셀은 상기 소규모 셀에 비해 커버리지가 크므로, 매크로 셀(Macro cell)이라고 칭하기도 한다. 이하 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10은 차세대 무선 통신 시스템으로 될 가능성이 있는 매크로 셀과 소규모 셀의 혼합된 이종 네트워크의 환경을 도시한 도면이다.
도 10를 참조하면, 기존 기지국(200)에 의한 매크로 셀은 하나 이상의 소규모 기지국(300a, 300b, 300c, 300d)에 의한 소규모 셀과 중첩된 이종 네트워크 환경이 나타나 있다. 상기 기존 기지국은 상기 소규모 기지국에 비해 큰 커버리지를 제공하므로, 매크로 기지국(Macro eNodeB, MeNB)라고도 불린다. 본 명세서에서 매크로 셀과 매크로 기지국이라는 용어를 혼용하여 사용하기로 한다. 매크로 셀(200)에 접속된 UE은 매크로 UE(Macro UE)로 지칭될 수 있다. 매크로 UE은 매크로 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하고, 매크로 기지국에게 상향링크 신호를 전송한다.
이와 같은 이종 네트워크에서는 상기 매크로셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 소규모 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 매크로셀의 커버리지 빈틈을 메꿀 수 있다. 또한, 상기 소규모 셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 매크로 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 전체적인 성능을 향상(boosting)시킬수 있다.
한편, 상기 소규모 셀은 현재 LTE/LTE-A로 배정된 주파수 대역을 사용하거나, 혹은 더 높은 주파수 대역(예컨대 3.5GHz 이상의 대역)을 사용할 수도 있다.
다른 한편, 향후 LTE-A 시스템에서는 상기 소규모 셀은 독립적으로는 사용되지 못하고, 매크로 셀의 도움 하에 사용될 수 있는 매크로 셀-보조 소규모 셀(macro-assisted small cell)로만 사용하는 것도 고려하고 있다.
이러한 소규모 셀들(300a, 300b, 300c, 300d)은 서로 비슷한 채널 환경을 가질 수 있고, 서로 근접한 거리에 위치하기 때문에 소규모 셀들 간의 간섭이 큰 문제가 될 수 있다.
이러한 간섭 영향을 줄이기 위해, 소규모 셀(300b, 300c)은 자신의 커버리지를 확장하거나 축소할 수 있다. 이와 같이 커버리지의 확장 및 축소를 셀 숨쉬기(cell breathing)이라고 한다. 예컨대 도시된 바와 같이, 상기 소규모셀(300b, 300c)은 상황에 따라 온(on)되거나, 혹은 오프(off)될 수 있다.
다른 한편, 상기 소규모 셀은 현재 LTE/LTE-A로 배정된 주파수 대역을 사용하거나, 혹은 더 높은 주파수 대역(예컨대 3.5GHz 이상의 대역)을 사용할 수도 있다.
한편, UE는 상기 매크로 셀과 소규모셀에 이중 연결(dual connectivity)할 수도 있다. 상기 이중 연결(dual connectivity)을 가능한 시나리오들이 도 11a 내지 도 11d에 나타내었다.
도 11a 및 도 11b는 매크로 셀과 소규모 셀에 대해 가능한 이중 연결의 시나리오들을 나타낸다.
도 11a에 도시된 것과 같이 UE는 매크로 셀을 제어 평면(Control-plane: 이하 ‘C-plane’이라 함)으로 설정받고, 소규모 셀을 사용자 평면(User-plane 이하 ‘U-plane’이라 함)으로 설정받을 수 있다.
또는 도 11b에 도시된 바와 같이, UE는 소규모 셀을 C-plane으로 설정받고, 매크로 셀을 U-plane으로 설정받을 수 있다. 본 명세서에서는 편의를 위해, C-Plane의 셀을 ‘C-Cell’이라 명칭하고, U-Plane의 셀을 ‘U-Cell’이라 하겠다.
여기서, 언급한 C-Plane이라 함은, RRC 연결 설정 및 재설정, RRC 유휴 모드, 핸드오버를 포함한 이동성, 셀 선택, 재선택, HARQ 프로세스, 반송파 집성(CA)의 설정 및 재설정, RRC 설정을 위한 필요한 절차, 랜덤 액세스 절차 등을 지원하는 것을 의미한다. 그리고 언급한 U-Plane이라 함은 애플리케이션의 데이터 처리, CSI 보고, 애플리케이션 데이터에 대한 HARQ 프로세스, 멀티캐스팅/브로드캐스팅 서비스 등을 지원하는 것을 의미한다.
UE의 관점에서, C-plane 및 U-plne의 설정은 다음과 같다. C-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, U-Cell은 세컨더리 셀로 설정될 수 있다. 혹은 반대로, U-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, C-Cell은 세컨더리 셀로 설정될 수 있다. 혹은 C-Cell은 별도로 특별하게 처리하고, U-Cell은 프라이머리 셀로 설정될 수도 있다. 혹은, C-Plane 및 U-Cell은 모두 프라이머리 셀로 설정될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 설명의 편의상 C-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, U-Cell은 세컨더리 셀로 설정되는 것으로 가정하여 이하 설명된다.
한편, 위와 같이 UE(100)는 하나의 단말이 복수의 셀에 접속할 수 있다. 그러나, 기존 LTE-A 릴리즈 10에 따르면, 상기 복수의 셀은 동일한 프레임 구조 타입(frame structure type)을 가져야 했다. 다시 말해서, 기존 LTE-A 릴리즈 10에 따르면, 상기 복수의 셀은 모두 FDD를 사용하거나 아니면 TDD를 사용하여야 한다.
최근 사용자는 더 높은 전송율을 요구하고 있는데, 이를 부응시키기 위해서는 UE가 FDD를 이용하는 셀과 TDD를 이용하는 셀 모두에 동시에 접속할 수 있게 할 필요가 있다. 이와 같이 더 높은 전송율이 요구되는 시점에서, 기존과 같이 어느 이동통신 사업자가 FDD에 기반한 서비스만을 제공하거나 혹은 FDD에 기반한 서비스만을 제공하는 것은 주파수 사용 측면에서 비효율적일 수 있다.
<본 명세서의 개시들에 대한 간략한 설명>
따라서, 본 명세서의 개시들은 UE가 FDD를 이용하는 셀과 TDD를 이용하는 셀 모두에 동시에 접속하여 송수신할 수 있게 하는 방안을 제시한다. 상기 UE가 상기 복수의 셀에 접속할 수 있게 하는 방안으로는 반송파 집성(CA)와 이중 연결(Dual connectivity)이 있을 수 있다.
그런데, UE가 FDD를 이용하는 셀과 TDD를 이용하는 셀 모두와 동시에 데이터를 송수신하기 위해서는 UE의 RF부 및 모뎀부는 매우 고성능화가 되어야 한다. 다시 말해서, UE가 제1 서브프레임 상에서는 FDD를 이용하는 셀과 TDD를 이용하는 셀에 동시에 상향링크 데이터를 전송하고, 제2 서브프레임 상에서는 두 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하고, 제3 서브프레임 상에서는 어느 하나의 셀로는 상향링크 데이터를 전송하고 다른 셀로부터는 하향링크 데이터를 수신하도록 하기 위해서는, UE의 RF부 및 모뎀부는 매우 고성능화가 되어야 한다. 그러나, 이는 사용자가 수용할 수 없을 정도의 가격 상승을 유발할 수 있다.
따라서, 본 명세서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 아래와 같이 제 시한다.
<TDD와 비슷한 시분할 방식의 FDD>
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 명세서는 UE가 FDD 셀과 시분할(TDD) 방식으로 데이터를 송수신하도록 하는 방안을 제시한다. 이에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 12a 및 도 12b는 제1 실시예에 따른 방안을 나타낸 예시도이다.
도 12a를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, TDD와 비슷하게, UE(100)는 FDD를 이용하는 셀과 시분할(TDD) 방식으로 데이터를 송수신하도록 할 수 있다. 즉, UE는 FDD를 이용하는 셀에 대해서도 상향링크 데이터의 송신과 하향링크 데이터의 수신을 시간으로 구분하여 번갈아 수행하도록 하는 것을 고려할 수 있다. 이를 반이중(Half-Duplex) FDD 통신이라고 부를 수 있다. 이렇게 하면 UE 내부에 RF부를 FDD의 UL, FDD의 DL, 그리고 TDD의 UL/DL을 위해서 각기 별도로 두지 않아도 된다. 혹은 RF부의 개수를 최소화하여 2개만 두도록 할 수 있다. 2개의 RF부만 사용될 경우, 하나의 RF부는 TDD 셀과의 UL/DL을 위해 사용하고, 다른 하나는 FDD 셀에 대한 UL/DL을 위해서만 사용토록 할 수 있다. 다만, 이와 같이 RF부의 개수를 최소화하여 2개만 둘 경우, UE는 특정 시점에 FDD셀과 상향링크 전송과 하향링크 수신을 동시에 수신하지 않아야 한다는 제약이 있다. 즉, 특정 시점에 UE는 TDD셀과는 상향링크 전송을 수행하고, FDD 셀과는 하향링크 수신할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 12a에 도시된 바와 같이, 상기 FDD 셀은 상기 TDD 셀의 하향링크 서브프레임과 동일한 위치에 상향링크 서브프레임을 배열하고, 상기 TDD 셀의 하향링크 서브프레임과 동일한 위치에 하향링크 서브프레임을 배열할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이 상기 UE가 접속중인 TDD 셀이 표 1의 TDD UL-DL 설정 1을 사용하는 경우, 상기 FDD 셀은 상기 UE가 접속중인 TDD 셀과 동일하게 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 운용할 수 있다.
이때, 상기 TDD 셀의 스페셜 서브프레임과 동일한 위치에는 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임 중 어느 하나를 동적으로 배열할 수도 있다.
한편, UE(100)가 하향링크 수신과 상향링크 수신을 번갈아 수행하고자 할 때, 보호 구간(Guard Interval)이 필요할 수 있다. 이때, 상기 FDD 셀은 동일한 타이밍으로 수신과 송신을 번갈아 하는 UE들의 그룹에 대해서 동일한 보호 구간 설정할 수 있다. 또는, 상기 FDD 셀은 표 1과 같은 TDD UL-DL 설정을 참조하여 보호 구간을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 상기 FDD 셀은 표 1의 TDD UL-DL 설정에 따라 스페셜 서브프레임을 상기 보호 구간으로 적용할 수 있다.
다른 한편, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 FDD 셀은 상기 UE가 접속중인 TDD 셀과 반대로 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 운용할 수 있다. 도 12b에 도시된 FDD 서브프레임 배열을 통해, UE(100)의 하나의 RF부가 FDD 셀을 위해 사용되고, 나머지 RF 부가 TDD셀을 위해 사용되는 상황에서, 매 서브프레임마다 하향링크/상향링크 전송이 가능하게 함으로써, TDD의 HARQ-ACK/NACK의 전송 타이밍에 대한 고질적인 문제점을 해결할 수 있다. 즉, TDD의 경우 n 번째 서브프레임에서 수신한 하향링크 데이터에 대한 HARQ-ACK/NACK을 n+4번째 서브프레임에서 전송할 수 없는 경우가 발생하는 기존의 문제점을, 상기 FDD의 서브프레임 배열을 통해 해결할 수 있다.
또 다른 한편, 상기 FDD 셀은 상기 UE가 접속중인 TDD 셀이 사용하는 TDD UL-DL 설정과 다른 UL-DL 설정에 따라 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 운용할 수 있다.
상기 다른 UL-DL 설정은 상기 UE가 접속중인 TDD 셀의 UL-DL 설정에 기반하여 선택되거나 혹은 무관하게 독립적으로 선택될 수도 있다. 또한, 상기 다른 UL-DL 설정은 UE 마다 상이하게 되도록 선택될 수도 있고 혹은 UE들의 그룹 마다 상이하게 되도록 선택될 수도 있다. 이와 같이 선택된 상기 다른 UL-DL 설정은 상위 계층 시그널을 통해 상기 UE에게 전달될 수 있다. 이러한 상기 상위 계층 시그널은 TDD 셀로부터 상기 UE로 전달될 수 도 있고 혹은 상기 FDD 셀로부터 상기 UE로 전달될 수도 있다. 한편, 상기 UE는 상기 수신된 상위 계층 시그널에 의해 지시된 UL-DL 설정에 따라 FDD 셀의 상향링크 서브프레임을 확인하고, 상기 확인된 FDD 셀의 상향링크 서브프레임 상에서 PRACH를 전송할 수 있다.
상술한 내용들은 반이중(half-duplex) 방식으로 동작하는 UE 뿐만 아니라, 전이중(Full-duplex) 방식으로 동작하는 UE를 위해서도 적용될 수 있다. 상술한 내용들이 전이중 방식으로 동작하는 UE에 대해 적용될 경우, 기존 TDD 셀에서는 HARQ-ACK 타이밍을 결정하는데 있어 요구되던 높은 복잡도가 간략화될 수 있다는 장점이 있다. 한편, 상술한 내용들을 전이중 방식으로 동작하는 UE에 대해서 적용할 경우, 상기 언급한 보호 구간은 생략될 수 있다
언급한 내용들을 정리하여 유형별로 분류하면 다음과 같다.
유형 1: 전이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀의 반송파 집성(CA)으로서 상향링크 및 하향링크의 동시 송수신이 가능함
유형 2: 전이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀의 반송파 집성(CA)으로서 상향링크 및 하향링크의 동시 송수신은 불가능함
유형 3: 반이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀의 반송파 집성(CA)으로서, 상향링크 및 하향링크의 동시 송수신이 가능함
유형 4: 반이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀의 반송파 집성(CA)으로서, 상향링크 및 하향링크의 동시 송수신은 불가능함
유형 5: 전이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀에 대한 이중 연결(Dual connectivity)으로서, 두 셀에 동시에 상향링크 전송이 가능함
유형 6: 전이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀에 대한 이중 연결(Dual connectivity)으로서, 두 셀에 동시에 상향링크 전송은 불가능함
유형 7: 반이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀에 대한 이중 연결(Dual connectivity)으로서, 상향링크와 하향링크의 동시 송수신이 가능함
유형 7: 반이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀에 대한 이중 연결(Dual connectivity)으로서, 상향링크와 하향링크의 동시 송수신은 불가능함
유형 7: 반이중 방식의 FDD 셀과 TDD 셀에 대한 이중 연결(Dual connectivity)으로서, 상향링크와 하향링크의 동시 송수신은 불가능함
본 명세서는 위 유형들 중 유형 3, 4, 7, 8을 중심으로 설명하지만, 다른 유형들도 배제하는 것은 아님을 유의해야 한다.
다른 한편, 이하에서는 UE가 TDD 셀과 FDD 셀에 동시에 접속할 경우 PRACH를 전송하는 방안에 대해서 설명하기로 한다.
<PRACH 전송>
UE(100)가 FDD 셀과 TDD 셀을 반송파 집성(CA)하거나 이중 연결되어 있고, 두 셀로 각기 상향링크 전송을 할 수 있는 경우, 각 셀로 PRACH를 전송할 수 있다. 구체적으로는 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13은 TDD 셀과 FDD 셀에 각각 PRACH를 전송하는 예를 나타낸다.
도 13을 참고하여 알 수 있는 바와 같이 UE(100)가 FDD 셀과 TDD 셀을 반송파 집성(CA)하거나 이중 연결되어 있고, 두 셀로 각기 상향링크 전송을 할 수 있는 경우, 상기 UE(100)는 각 셀에서 사용 중인 프레임 구조에 따라서, TDD 셀에는 TDD에 대응되는 PRACH 설정을 사용하고, FDD 셀에서는 FDD에 대응되는 PRACH 설정을 사용할 수 있다. 즉, 이는 기존 LTE-A 시스템과의 호환성을 최대한 유지하기 위함이다.
그러나, UE(100)가 하나의 상향링크 전송만 가능한 경우에는 프라이머리 셀(PCell)에 해당하는 셀에 전이중 방식으로 액세스 가능한지 혹은 반이중 방식으로 접속 가능한지에 따라서 PRACH 설정을 정할 수 있다. 예를 들어, 프라이머리 셀이 FDD 셀일 경우, FDD의 PRACH 설정에 따라 PRACH를 전송할 수 있다. 이러한 방식은 PDCCH 명령(Order)에 의해 세컨더리 셀(SCell)로 PRACH를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다. 한편, 반송파 집성의 프라이머리 셀이 FDD 셀이고, 세컨더리 셀이 TDD 셀인 상황에서, UE가 PRACH 전송을 하려는 시점이 상기 세컨더리 셀인 TDD 셀에 의해 상향링크 서브프레임으로 운용되지 않는 경우에는, 상기 UE는 프라이머리 셀인 FDD 셀로 상기 PRACH를 전송할 수도 있다.
또 다른 방안으로는, TDD 셀과 FDD 셀을 동시에 지원하는 UE가 FDD 셀로 PRACH를 전송하려 할 경우, 상기 FDD 셀은 상기 UE가 TDD 기반의 PRACH 설정을 이용할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우에 해당 FDD 셀은 기존의 FDD 기반의 PRACH 설정과 더불어 추가적으로 TDD 기반의 PRACH 설정 정보도 가지고 있어야 한다. 또한 이 경우에 상기 UE는 상기 추가적인 TDD 기반의 PRACH 설정을 상기 TDD 셀 혹은 프라이머리 셀로부터 수신할 수 있다. 상기 추가적인 TDD 기반의 PRACH 설정을 상기 UE로 전달하는 방안으로는 다음과 같을 수 있다. 첫 째로, FDD 기반의 PRACH 설정과 TDD 기반의 PRACH 설정을 UE에게 모두 주는 방안이 있을 수 있다. 둘 째로, TDD 기반의 PRACH 설정을 RRC로 UE로 전달해 주는 것을 고려할 수 있다.
전술한 방안의 이점은, 다수의 UE가 해당 FDD 셀로 성공적으로 PRACH 전송할 수 있는 기회를 높일 수 있다. 일례로, FDD 셀에서 TDD 설정을 고려함으로써 동일 서브프레임에 복수의 PRACH 자원을 할당할 수 있다. 다른 이점으로는 UE가 TDD 셀과 이미 송수신을 하고 있는 상황에서, UE가 FDD 셀과 랜덤 액세스 과정을 수행하려고 하는 경우, 상기 랜덤 액세스 과정에 대한 HARQ 전송(예를 들어 Msg3에 대한 PHICH 리소스 할당과 전송 타이밍)의 타이밍을 TDD 셀과 맞출 수 있다. 이때, 상기 PHICH 전송 타이밍은 TDD 셀과 FDD 셀의 UL-DL 설정을 참조하여 생성한 상향링크-기준 설정을 기준으로 정할 수 있다.
한편, 전술한 방안에 따르는 경우, TDD셀의 PRACH 설정에 대응되는 PRACH 자원과 FDD셀의 PRACH 설정에 대응되는 PRACH 자원 간의 충돌이 발생할 수 있다. 이에 대한 해결안은 아래와 같이 제시된다. i) 첫 번째 해결안으로서, 상기 UE는 FDD 셀의 PRACH 자원에 우선 순위를 높이 둔다. 따라서, TDD 셀의 PRACH 자원과 FDD 셀의 PRACH 자원이 동일 서브프레임(그리고 일부 RB에서) 겹치는 경우에는, 해당 TDD 셀의 PRACH 자원은 사용하지 않는다. 상기 FDD 셀의 PRACH 자원에 우선순위를 높이 두도록 하는 지시는 상위 계층 시그널을 통해 UE로 전달될 수 있다. ii) 두 번째 해결안으로서, 상기 UE는 TDD 셀의 PRACH 자원에 우선순위를 높이 둔다. 따라서, TDD 셀의 PRACH 자원과 FDD 셀의 PRACH 자원이 동일 서브프레임(그리고 일부 RB에서) 겹치는 경우에는, 해당 FDD 셀의 PRACH 자원은 사용하지 않는다. 이에 대한 지시는 상위 계층 시그널을 통해 UE로 전달될 수 있다. iii) 세 번째 해결안으로서, 상기 UE가 TDD 셀과 FDD 셀을 동시에 액세스할 수 있는 PRACH 서브프레임을 결정하여 둔다. 이 경우에 해당 서브프레임 구간 동안에는 상기 UE를 위한 PRACH 자원(예를 들어 TDD PRACH 자원)의 우선순위가 높게 설정되고, 그 외의 서브프레임 구간에서는 기존 FDD의 PRACH 자원의 우선순위가 높게 설정된다. iv) 네 번째 해결안으로서, FDD 셀이 TDD UL-DL 설정을 이용할 때, 상기 UE가 비경쟁 기반의 PRACH를 상기 FDD 셀로 할 경우에는, 상기 FDD 셀의 스케줄러가 자원이 충돌되지 않도록 스케줄링을 하도록 할 수 있다. 따라서 TDD UL-DL의 설정에 따라 UE가 PRACH 전송을 할 경우, 비경쟁 기반 PRACH 전송이 되게 된다. 이때, 경쟁 기반 PRACH 전송이 필요한 경우에는 FDD PRACH 자원을 사용하도록 할 수도 있다. v) 다섯 번째 해결안으로서, FDD 셀의 PRACH 자원을 사용할지 TDD 설정에 따른 TDD PRACH 설정을 사용할지를 여부를 해당 FDD 셀이 UE에게 시그널링해 줄 수 있다. 이때, 상기 TDD PRACH 설정은 상기 UE가 접속중인 TDD 셀에 대응되는 것일 수도 있고, 전혀 다른 TDD PRACH 설정에 대응하는 것일 수 있다.
한편 FDD 셀에 대한 PRACH 설정에 대해 지금까지 설명한 방안들은 서로 조합될 수 있다. 예를 들어, 초기 접속(initial access)로 UE가 FDD 셀로 접근하는 경우나 혹은 FDD 셀이 반송파 집성의 프라이머리 셀로 동작하는 경우에는 특정 방안을 사용하고, FDD 셀이 반송파 집성의 세컨더리 셀로 동작하는 경우에는, 다른 방안을 사용할 수 있다.
이하에서는 UE가 TDD 셀과 FDD 셀에 동시에 접속할 경우, HARQ 전송 타이밍에 대해서 설명하기로 한다.
< HARQ-ACK/NACK 전송>
앞서 설명한 바와 같이, TDD 셀과 FDD 셀에 동시에 접속중인 UE는 FDD 셀의 하향링크 반송파와 상향링크 반송파를 시분할 방식으로 번갈아 사용할 수 있으며, 이 경우에 TDD UL-DL 설정을 참조할 수 있다. 그런데 이러한 경우, UE가 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK 전송 타이밍과 그 비트수를 결정하는데 있어서 문제가 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 기존에 서로 다른 TDD UL-DL 설정을 이용하는 셀들이 반송파 집성(CA)되었을 때를 위해서 제시되었던 기준 설정을 이용하여, PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK 전송 타이밍과 그 비트수를 결정할 수 있도록 한다.
아래의 표 4는 LTE-A에서 서로 상이한 TDD UL-DL 설정을 사용하는 셀들이 반송파 집성(CA)될 경우에, UL-DL 설정의 조합에 따른 하향링크 기준 설정을 나타낸다. 아래의 표에서 프라이머리 셀은 UE가 접속중인 TDD 셀일 수 있고, 세컨더리 셀은 UE가 접속중인 FDD 셀일 수 있다.
표 4
| 세트 | (프라이머리 셀의 UL-DL 설정, 세컨더리 셀의 UL-DL 설정) | 하향링크 기준 UL-DL 설정 |
| Set 1 | (0,0) | 0 |
| (1,0),(1,1),(1,6) | 1 |
| (2,0),(2,2),(2,1),(2,6) | 2 |
| (3,0),(3,3),(3,6) | 3 |
| (4,0),(4,1),(4,3),(4,4),(4,6) | 4 |
| (5,0),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6) | 5 |
| (6,0),(6,6) | 6 |
| Set 2 | (0,1),(6,1) | 1 |
| (0,2),(1,2),(6,2) | 2 |
| (0,3),(6,3) | 3 |
| (0,4),(1,4),(3,4),(6,4) | 4 |
| (0,5),(1,5),(2,5),(3,5),(4,5),(6,5) | 5 |
| (0,6) | 6 |
| Set 3 | (3,1),(1,3) | 4 |
| (3,2),(4,2),(2,3),(2,4) | 5 |
| Set 4 | (0,1),(0,2),(0,3),(0,4),(0,5),(0,6) | 0 |
| (1,2),(1,4),(1,5) | 1 |
| (2,5) | 2 |
| (3,4),(3,5) | 3 |
| (4,5) | 4 |
| (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5) | 6 |
| Set 5 | (1,3) | 1 |
| (2,3),(2,4) | 2 |
| (3,1),(3,2) | 3 |
| (4,2) | 4 |
도 14는 HARQ-ACK/NACK의 전송 타이밍의 예시를 나타낸 예시도이다.
도 14를 참조하면, UE(100)의 반송파 집성에서 프라이머리 셀이 TDD 세이고, 세컨더리 셀이 FDD 셀인 상황에서, FDD 셀은 TDD 셀의 UL-DL 설정과 동일한 설정으로 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임을 운용하는 예에서, PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK 타이밍이 예시적으로 나타나 있다. 아울러, 도 14의 예시에서는 UE(100)가 TDD 셀 외에도 FDD 셀로도 PUSCH를 전송할 수 있는 것으로 나타내었다. 이때, 도시된 바와 같이, UE(100)가 세컨더리 셀인 FDD 셀로부터 수신한 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK을 프라이머리 셀인 TDD 셀로 전송할 수 있다.
다른 한편, 상기 UE(100)가 전송한 PUSCH에 대해 각 셀이 HARQ-ACK/NACK를 전송하려는 경우, 앞서 설명한 바와 같이 서로 다른 TDD UL-DL 설정을 이용하는 셀들이 반송파 집성(CA)되었을 때를 위한 LTE-A의 기준 설정을 이용하여, 상기 PUSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK 전송 타이밍을 결정할 수 있다.
아래의 표 5는 LTE-A에서 서로 상이한 TDD UL-DL 설정을 사용하는 셀들이 반송파 집성(CA)될 경우에, UL-DL 설정의 조합에 따른 상향링크 기준 설정을 나타낸다.
표 5
| 세트 | (다른 셀 UL-DL의 설정, 서빙 셀의 UL-DL 설정) | 상향링크 기준 UL-DL 설정 |
| Set 1 | (1,1),(1,2),(1,4),(1,5) | 1 |
| | (2,2),(2,5) | 2 |
| | (3,3),(3,4),(3,5) | 3 |
| | (4,4),(4,5) | 4 |
| | (5,5) | 5 |
| Set 2 | (1,0),(2,0),(3,0),(4,0),(5,0) | 0 |
| | (2,1),(4,1),(5,1) | 1 |
| | (5,2) | 2 |
| | (4,3),(5,3) | 3 |
| | (5,4) | 4 |
| | (1,6),(2,6),(3,6),(4,6),(5,6) | 6 |
| Set 3 | (3,1) | 1 |
| | (3,2),(4,2) | 2 |
| | (1,3),(2,3) | 3 |
| | (2,4) | 4 |
| Set 4 | (0,0),(6,0) | 0 |
| | (0,1),(0,2),(0,4),(0,5),(6,1),(6,2),(6,5) | 1 |
| | (0,3),(6,3) | 3 |
| | (6,4) | 4 |
| | (0,6),(6,6) | 6 |
한편, FDD 셀에 TDD UL-DL 설정을 적용하는 접근 방법은 FDD 셀이 프라이머리 셀인지 세컨더리 셀인지를 구분하지 않으나, FDD 셀이 세컨더리 셀인 경우에 그 효과가 크다고 할 수 있다.
또 다른 한편, FDD 셀이 표 1에 나타난 TDD UL-DL 설정과 다르게 상향링크 서브프레임 및 하향링크 서브프레임을 운용할 경우에, 이를 위한 HARQ-ACK/NACK 전송 타이밍을 새롭게 결정할 필요가 있다. 예를 들어, TDD 셀의 하향링크 서브프레임 위치에서 상기 FDD 셀은 상향링크 서브프레임으로 운용하고, 상기 TDD 셀의 상향링크 서브프레임 위치에서 상기 FDD 셀은 하향링크 서브프레임으로 운용하는 경우에, HARQ-ACK/NACK 전송 타이밍을 새롭게 결정할 필요가 있다. 아래는 TDD 셀의 TDD UL-DL 설정에 따라 FDD 셀이 운용할 수 있는 UL-DL 설정을 나타낸다.
표 6
| TDD 셀의 UL-DL 설정 | FDD 셀이 운용가능한 UL-DL 설정 |
| 0 | U X D D D U X D D D |
| 1 | U X D D U U X D D U |
| 2 | U X D U U U X D U U |
| 3 | U X D D D U U U U U |
| 4 | U X D D U U U U U U |
| 5 | U X D U U U U U U U |
| 6 | U X D D D U X D D U |
위 표에서 U는 상향링크 서브프레임을 나타내고, D는 하향링크 서브프레임을, 그리고 X는 동적 서브프레임을 나타낸다. 상기 X로 표시된 동적 서브프레임은 UE별로 혹은 UE들의 그룹 별로 하향링크 서브프레임 혹은 상향링크 서브프레임으로 동적으로 운용될 수 있다. 위의 표에서 UL-DL 설정 3, 4, 5인 경우에는 상기 X로 표기된 서브프레임은 상항링크 서브프레임으로 운용될 수도 있다.
이 경우에 PDSCH HARQ-ACK 타이밍은 기존 FDD의 경우와 동일한 타이밍(즉, n번째 서브프레임에서 수신된 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK은 n+4번째 서브프레임 상에서 전송됨)을 적용할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 세컨더리 셀로 설정된 셀에도 UCI가 전송 될 수도 있는데, 이러한 UCI는 PUSCH나 PUCCH 혹은 다른 물리 채널을 통해 전송될 수 있다. 이에 대해서 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
도 15는 HARQ-ACK/NACK의 전송 타이밍의 다른 예시를 나타낸 예시도이다.
도 15를 참조하면, UE(100)의 반송파 집성에서 프라이머리 셀이 FDD 세이고, 세컨더리 셀이 TDD 셀인 상황에서, FDD 셀은 TDD 셀의 UL-DL 설정과 반대의 설정으로 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임을 운용하는 예에서, PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK 타이밍이 예시적으로 나타나 있다. 예를 들어 TDD 셀의 UL-DL 설정이 2이고, TDD 셀의 0번째 서브프레임 PDSCH가 전송되는 경우에 해당 PDSCH에 대한 HARQ-ACK은 FDD 셀의 4번째 서브프레임 상에서 PUSCH 혹은 PUCCH를 통해 전송될 수 있다.
언급한 설명은 PUSCH HARQ-ACK 타이밍(즉, PHICH 타이밍)을 결정하는 데에도 동일한 하게 적용될 수 있다. 이때, 최대 HARQ 프로세스의 개수는 UE가 FDD 셀과 TDD 셀에 동시에 접속할 수 있는 경우, 8일 수 있다. 이때, DCI 포맷 내의 HARQ 프로세스를 지칭하는 비트 수를 기존에 비해 3으로 줄일 수 있다. 또한, DCI 포맷 내에서 TDD와 관련된 항목인 UL 인덱스, DAI 값, SRS 요청 필드 등은 생략될 수 있다. 이와 같은 생략 혹은 비트수 감소는 FDD 셀이 TDD 셀을 위해서 스케줄링하는 경우, 즉 교차 스케줄링(cross scheduling)이 사용되는 경우에 적용될 수 있다.
지금까지 설명된 내용은 UE가 TDD 셀과 FDD 셀에 동시 접속하는 경우를 위한 것이나, UE가 2개 이상의 FDD 셀들에 동시 접속하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, UE가 한 FDD 셀로부터 하향링크를 수신하는 시점에 다른 FDD 셀로는 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 반대로 UE가 한 FDD 셀로 상향링크를 전송하는 시점에, 다른 셀로는 하향링크 수신을 수행할 수 있다. 이러한 방식은, 각 FDD 셀에 반이중 통신 방식으로 접속한 UE에 대해 스케줄링 제한을 최소화하면서 HARQ-ACK/NACK 타이밍을 유지할 수 있게 하는 점에서 효과적이라고 할 수 있다. 또한, 상향링크 전송과 하향링크의 수신을 동시에 수행할 수 없는 UE는 2개의 FDD 셀로부터 특정 시점에는 모두 하향링크 수신을 수행하고 다른 시점에는 모두 상향링크 전송을 수행하도록 할 수도 있다. 이를 위해서는 UE는 2개의 셀들에 모두 시간 동기를 맞추어야 야 한다. 그런데, 2개의 셀들 간에 서로 시간 동기가 맞지 않는 경우, 예를 들어 2개의 셀들 간에 시간 동기가 1개의 서브프레임 차이가 있는 경우, 시간적으로 앞선 FDD 셀이 제1 서브프레임을 하향링크로 운용하면, 시간적으로 뒤진 FDD 셀은 제2 서브프레임을 하향링크로 운용할 수 있다. 이를 위해서 두 FDD 셀은 상기 서브프레임 운용 정보를 상호 공유할 수 있다.
다른 한편, 이하에서는 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)에 대해서 설명하기로 한다.
<CSI reference 설정 방법>
일반적으로, CSI-RS는 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI), 예컨대 CQI(Channel Quality Indicator) 등을 측정하는 기준으로 사용되며, 전송 모드(Transmission Mode: TM)과 CSI 전송 방식(예컨대 주기적 CSI 전송 또는 비주기적 CSI 전송), 랜덤 액세스 그랜트(Random access grant)와의 연관성, CSI 프로세스 개수, 셀 타입(예컨대, TDD 셀, FDD 셀) 등에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
그런데, UE가 TDD 셀과 FDD 셀에 반송파 집성(CA)나 이중 연결을 이용하여 접속한 경우, 상기 두 셀과 송수신을 하는 상황에 따라 CSI-RS의 자원이 CQI 등을 측정하는데 적합하지 않을 수 있다. 특히, 반이중 방식이 사용되고, TDD 셀이 프라이머리 셀로 설정되는 경우 혹은 PUCCH가 TDD 셀로만 전송되는 경우에는, 해당 TDD 셀이 특정 서브프레임을 상향링크 서브프레임으로 운용하고, 상기 FDD 셀은 상기 특정 서브프레임과 동일한 위치의 서브프레임을 하향링크 서브프레임으로 운용하는 경우라도, 상기 하향링크 서브프레임 상에서 CSI-RS을 위한 자원은 측정하는데 활용될 수 없을 수도 있다. 따라서, UE가 반송파 집성을 이용하여 TDD 셀과 FDD 셀에 접속하거나 혹은 이중 연결 방식으로 접속하는 상황에서, 상기 TDD 셀이 특정 서브프레임을 하향링크 서브프레임을 설정하는 경우에는 상기 하향링크 서브프레임은 유효할 수 있다. 그러나, 상기 TDD 셀이 상기 특정 서브프레임을 스페설 서브프레임으로 설정하는 경우에는, 상기 스페설 셔브프레임의 DwPts의 길이가 7680 Ts 보다 큰 경우에만, 해당 서브프레임이 유효할 수 있다.
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 16은 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio 주파수) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(201)에 의해 구현될 수 있다.
UE(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.