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KR102421484B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법 및 장치 Download PDF

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KR102421484B1
KR102421484B1 KR1020150148882A KR20150148882A KR102421484B1 KR 102421484 B1 KR102421484 B1 KR 102421484B1 KR 1020150148882 A KR1020150148882 A KR 1020150148882A KR 20150148882 A KR20150148882 A KR 20150148882A KR 102421484 B1 KR102421484 B1 KR 102421484B1
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KR
South Korea
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resource region
terminal
resource
subframe
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김영범
게르트 잔 반 리에샤우트
곽용준
여정호
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법에 있어서, 현재 서브 프레임에서, 이전 서브 프레임의 인밴드 시그널의 수신 여부를 확인하는 과정; 및 상기 인밴드 시그널을 수신한 경우, 아웃밴드 시그널의 검출없이, 상기 인밴드 시그널의 제어 정보에 근거하여, 데이터를 디코딩하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 사물인터넷(Internet of Things; IoT) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) 및 LTE-A(LTE-Advanced 혹은 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G(5th Generation) 시스템에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 기존 LTE 및 LTE-A 의 단일 케리어당 시스템 전송 대역(Transmission bandwidth)의 대역폭은 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역을 활용해서 수 Gbps 에 이르는 초고속 데이터 서비스를 목표로 한다. 기존 이동통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz 에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역에서는 상기와 같은 초광대역 주파수를 확보하기 어렵기 때문에, 5G 시스템의 동작 주파수 대역은 수 GHz 혹은 수십 GHz 의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다.
상기와 같은 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브(mmWave)라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실(pathloss)이 증가하여, 이동통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기와 같은 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔포밍(beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다.
5G 시스템의 또다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연(ultral low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI(Transmission Time Interval) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI 는 스케쥴링을 수행하는 기본 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI 는 한 서브 프레임의 길이에 해당하는 1ms 이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI 로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.2ms, 0.1ms 등이 가능하다. 이후 설명에서, 별도 언급이 없는 한 TTI와 서브 프레임은 스케쥴링의 기본 단위로 소정의 정해진 시간 구간을 나타내는 의미로 혼용해서 사용한다.
이하 LTE 및 LTE-A 시스템을 도면을 참조하여 설명하고, 5G 시스템의 설계 방향을 설명하고자 한다.
도 1은 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 데이터 혹은 제어 채널이 전송되는 무선 자원영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간 영역(time domain)을, 세로축은 주파수 영역(frequency domain)을 나타낸다.
상향링크(UL: uplink)는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미하고, 하향링크(DL: downlink)는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미한다. 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간영역에서의 최소 전송단위는 하향링크의 경우 OFDM 심벌, 상향링크의 경우 SC-FDMA 심벌로서, Nsymb(102)개의 심벌이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브 프레임(105)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브 프레임의 길이는 1.0ms 이다. 그리고 라디오 프레임(114)은 10개의 서브 프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다. 주파수 영역에서의 최소 전송단위는 15kHz 단위의 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW(104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element; RE)(112)로서 OFDM 심벌 혹은 SC-FDMA 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)(108)은 시간영역에서 Nsymb(102)개의 연속된 OFDM 심벌 혹은 SC-FDMA 심벌과 주파수 영역에서 NRB(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성된다. LTE 및 LTE-A 시스템에서 데이터는 RB 단위로 매핑되고, 기지국은 소정의 단말에 대해 한 서브 프레임을 구성하는 RB-pair 단위로 스케쥴링을 수행한다. SC-FDMA 심벌개수 혹은 OFDM 심벌개수 Nsymb은 심벌간 간섭 방지를 위해 심벌마다 추가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP가 적용되면 Nsymb = 7, 확장형 CP가 적용되면 Nsymb = 6 이 된다. NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말로 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 전송률이 증가하게 된다.
도 2는 상기와 같이 정의되는 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간-주파수 자원 영역에 LTE 및 LTE-A 시스템의 제어 채널 및 데이터 채널이 매핑되는 방법의 일례를 나타낸다.
도 2에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. LTE 및 LTE-A 시스템에서 스케쥴링의 기본 단위는 서브 프레임(201)으로, 일반적으로 기지국은 매 서브 프레임마다 단말에 대한 스케쥴링 여부를 판단하고, 스케쥴링 판단 결과에 따라 데이터 채널과 데이터 채널에 대한 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 채널을 단말로 전송한다. 상기 제어 채널은 시간영역에서는 통상 서브 프레임내의 최초 1 ~ 3 OFDM 심벌구간에 걸쳐 매핑되고, 주파수 영역에서는 시스템 전송 대역폭(202) 전체에 분산 매핑되어 단말에게 전송된다.(203) 이로써 상기 제어 채널에 대한 단말 프로세싱이 최대한 조기에 완료되도록 하고, 주파수 다이버시티 효과를 최대화해서 제어 채널의 수신성능을 높이는 효과를 가져온다. 상기 제어 채널이 스케쥴링하는 데이터 채널은 시간영역에서 제어 채널의 매핑이 끝난 OFDM 심벌의 다음번 OFDM 심벌부터 해당 서브 프레임의 마지막 OFDM 심벌에 걸쳐 매핑되고, 주파수 영역에서는 기지국의 스케쥴링 판단 결과에 따라 시스템 전송 대역폭을 초과하지 않는 범위 내에서 매핑되어 단말에게 전송된다.(204) 따라서 단말입장에서는 실제 스케쥴링 받는 데이터 채널이 점유하는 주파수 영역의 크기와 무관하게, 항상 시스템 전송 대역 전체에 대한 수신 능력을 갖춰야 한다. 이는 시스템 전송 대역폭(202)이 상대적으로 협소한 LTE 혹은 LTE-A 시스템에서는 단말 구현상 큰 차이가 없었지만, 시스템 전송 대역폭(202)이 초광대역인 5G 시스템에서는 단말 구현상 복잡도가 과도하게 증가할 수 있다. 예를 들어 5G 시스템의 초기 도입 단계에서는, 5G 단말의 조기 확산을 위해 상대적으로 복잡도 증가가 크지 않은 5G 시스템 대역폭 내에서 일부 대역폭(서브밴드, 205) 만 지원하는 단말을 도입할 수 있다. 이 경우, 5G 제어 채널의 매핑을 기존 LTE 및 LTE-A 시스템처럼 시스템 전송 대역 전체에 분산 매핑되도록 하는 경우, 상기 서브밴드만 지원하는 5G 단말은 상기 5G 제어 채널을 수신할 수 없는 문제가 발생한다.
따라서 상기 서브밴드만 지원하는 5G 단말은 참조번호 206 영역만큼의 무선 자원을 사용하지 못하는 비효율이 발생한다. 마찬가지로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템처럼 시스템 전송 대역 전체를 점유하는 채널을 정의할 경우, 향후 도입될 수 있는 다양한 5G 서비스의 효율적인 자원활용에 제약이 발생하게 된다. 즉, 상위 호환성(forward compatibility)을 제공하기에 제약이 따르게 된다.
도 3은 기존 LTE 및 LTE-A 시스템에서의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 타이밍의 일례를 나타낸다.
LTE 및 LTE-A 시스템은 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식을 지원할 수 있다.
FDD 방식은 하향링크와 상향링크에 각각 별도의 주파수를 사용하는 반면, TDD 방식은 하향링크 및 상향링크에 공통의 주파수를 사용하되, 시간영역에서 상향링크 신호와 하향링크 신호의 송수신을 구분하여 운용한다.
반면에, TDD 방식의 경우, 서브 프레임 별로 상향링크 혹은 하향링크 신호를 구분하여 전송한다. 따라서 상향링크 및 하향링크의 트래픽 부하(traffic load)에 따라, 상/하향링크용 서브 프레임을 시간영역에서 균등하게 분할하여 운용하거나, 하향링크에 더 많은 서브 프레임을 할당하여 운용하거나, 혹은 상향링크에 더 많은 서브 프레임을 할당하여 운용할 수 있도록, 여러 가지 TDD 상향링크-하향링크 설정(TDD uplink-downlink(UL-DL) configurations)을 정의하여 운용한다.
FDD 방식의 LTE 및 LTE-A 시스템은 n 번째 서브 프레임에서 기지국이 단말에게 데이터 채널 및 관련 제어 채널을 전송한 경우(301), n+4 번째 서브 프레임에서 단말이 상기 데이터 채널에 대한 수신 성공 여부를 나타내는 HARQ ACK/NACK 피드백을 기지국으로 전송한다.(302)
반면에, TDD 방식의 LTE 및 LTE-A 시스템은 각각의 TDD 상향링크-하향링크 설정별로 각 서브 프레임에 대응되는 HARQ ACK/NACK 피드백 타이밍을 정의하여 운용한다.
그리고 반송파 결합(Carrier Aggregation; CA)의 지원여부 및 조합에 따라 상기 HARQ ACK/NACK 피드백 타이밍은 추가적으로 정의될 수 있다. 즉, 다양한 HARQ ACK/NACK 피드백 타이밍으로 인한 구현 복잡도가 증가할 수 있다.
또한 기지국이 단말에게 하향링크 데이터 및 스케쥴링 정보를 전송하는데, 일반적인 무선 통신 시스템에서는 매 서브 프레임마다 데이터와 별도의 무선 자원에 매핑되어 전송되는 제어정보를 나타내는 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 획득해야 하므로 오버헤드가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 단말에 대한 스케쥴링 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 매 서브 프레임마다 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 획득함으로써 발생하는 오버헤드 증가를 방지하는 스케쥴링 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법에 있어서, 현재 서브 프레임에서, 이전 서브 프레임의 인밴드 시그널의 수신 여부를 확인하는 과정; 및 상기 인밴드 시그널을 수신한 경우, 아웃밴드 시그널의 검출없이, 상기 인밴드 시그널의 제어 정보에 근거하여, 데이터를 디코딩하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 장치에 있어서, 현재 서브 프레임에서, 이전 서브 프레임의 인밴드 시그널의 수신 여부를 확인하는 제어부; 및 상기 인밴드 시그널을 수신한 경우, 아웃밴드 시그널의 검출없이, 상기 인밴드 시그널의 제어 정보에 근거하여, 데이터를 디코딩하는 디코더를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 단말에 대한 데이터 스케쥴링 방법에 있어서, 제1 서브 프레임에서 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 검출하는 과정; 상기 제1 서브 프레임에서 인밴드 시그널에 대한 정보를 획득하는 과정; 상기 제1 서브 프레임에서 데이터를 디코딩하는 과정; 제2 서브 프레임에서 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 검출하지 않고, 인밴드 시그널에 대한 정보를 획득하는 과정; 상기 제2 서브 프레임에서 데이터를 디코딩하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 단말에 대한 데이터 스케쥴링 장치에 있어서, 제1 서브 프레임에서 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 검출하고, 상기 제1 서브 프레임에서 인밴드 시그널에 대한 정보를 획득하는 제어부; 및 상기 제1 서브 프레임에서 데이터를 디코딩하는 디코더를 포함하고, 상기 제어부는, 제2 서브 프레임에서 아웃밴드 시그널에 대한 정보를 검출하지 않고, 인밴드 시그널에 대한 정보를 획득하고, 상기 디코더는, 상기 제2 서브 프레임에서 데이터를 디코딩함을 특징으로 한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말에 대한 스케쥴링 방법을 정의함으로써, 상위 호환성(forward compatibility)을 제공하고 송수신 타이밍을 단순화시켜 단말 및 시스템의 구현 복잡도를 낮출 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 오버헤드 증가를 방지할 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 데이터 혹은 제어 채널이 전송되는 무선 자원영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조도;
도 2는 상기와 같이 정의되는 LTE 및 LTE-A 시스템의 시간-주파수 자원 영역에 LTE 및 LTE-A 시스템의 제어 채널 및 데이터 채널이 매핑되는 방법을 나타낸 예시도;
도 3은 기존 LTE 및 LTE-A 시스템에서의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 타이밍의 일 예를 도시한 예시도;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 하향링크 데이터 및 스케쥴링 정보를 전송하는 개념도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 동작을 나타내는 흐름도;
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 아웃밴드 시그널의 구조도;
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 인밴드 시그널의 구조도;
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 TDD 방식을 적용하는 무선 통신 시스템에서 스케쥴링 방법을 예시도;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 TDD 방식의 스케쥴링 방식을 나타낸 예시도;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서브 프레임 연결 방법 1을 나타낸 예시도;
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서브 프레임 연결 방법 2를 나타낸 예시도; 및
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 기재될 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로를 의미한다. 또한, 이하에서 설명하는 본 발명의 실시 예와 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 5G 시스템은, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템과는 달리 향후 도입될 수 있는 다양한 5G 서비스를 효율적으로 지원하기 위해 상위 호환성(forward compatibility) 을 보장하고, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템 대비 단말 및 시스템의 구현 복잡도 감소를 위해 송수신 타이밍의 복잡도 개선이 필요하다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 스케쥴링 방법 및 제어 채널과 데이터 채널에 대한 송수신 동작을 정의한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 하향링크 데이터 및 스케쥴링 정보를 전송하는 개념도를 나타낸다.
도 4에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 기본적으로 단말에게 전송되는 하향링크 데이터와 상기 하향링크 데 이터에 대한 스케쥴링 정보는 동일한 무선 자원 내에 다중화되어 전송된다. 이와 같이 데이터와 동일한 무선 자원에 다중화되는 제어정보를 인밴드 시그널(inband signal)이라고 정의한다. 이에 반해, 상기 데이터와 별도의 무선 자원에 매핑되어 전송되는 제어정보를 아웃밴드 시그널(outband signal)이라고 정의한다.
도 4를 참조하면, i 번째 서브 프레임(401), j 번째 서브 프레임(402), k 번째 서브 프레임(403)이 시간축 영역에서 존재함을 가정한다. i 번째 서브 프레임(401), j 번째 서브 프레임(402), k 번째 서브 프레임(403)은 연속적으로 존재할 수도 있으며, 연속적이지 않게 존재할 수도 있음은 물론이다.
먼저, i 번째 서브 프레임에서(401) 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하고자 하는 경우, 기지국은 상기 하향링크 데이터와 인밴드 시그널이 매핑되는 무선 자원(이하 제 2 무선 자원이라고 칭한다)(405)에 대한 자원할당 제어정보를 아웃밴드 시그널(404)을 통해 단말에게 알려준다(408). 상기 아웃밴드 시그널이 매핑되는 무선 자원(이하 제 1 무선 자원이라고 칭한다)(404)은 기지국과 단말이 사전 약속을 통해 공통으로 인식하도록 함으로써, 단말의 아웃밴드 시그널에 대한 수신 복잡도를 줄이도록 한다. 상기 i 번째 서브 프레임에서 제 2 무선 자원에 데이터와 함께 다중화되는 인밴드 시그널은 다음의 제어정보를 포함한다.
1) 제 1 인밴드 시그널은 i 번째 서브 프레임에 전송되는 데이터에 대한 HARQ 관련 제어정보와 변조 및 코딩 방법(Modulation and Coding Scheme; MCS) 등을 포함하고, 이에 한정하지 않는다.
2) 제 2 인밴드 시그널은 j 번째 서브 프레임(j>i)에 전송되는 데이터 혹은 인밴드 시그널이 매핑되는 제 2 무선 자원에 대한 자원할당 제어정보 등을 포함하고, 이에 한정하지 않는다.
이로써 단말은 j 번째 서브 프레임에서 기지국으로부터 수신할 데이터에 대한 무선 자원 정보(406)를 i 번째 서브 프레임에서 미리 획득함으로써(410), j 번째 서브 프레임에서는 별도의 아웃밴드 시그널 획득(또는 검출)없이, 하향링크 데이터를 수신할 수 있게 된다. 따라서 단말의 수신 복잡도 감소 및 시스템의 시그널링 오버헤드 감소의 효과를 얻게 된다. 다른 한편으로, 상기 j 번째 서브 프레임에서 상기 단말에게 전송되는 데이터 및 인밴드 시그널용 무선 자원(406) 이외의 영역에는 다른 단말에 대한 데이터 전송의 제약이 발생하지 않으므로 상위 호환성(forward compatibility) 을 보장하는 효과가 있다.
마찬가지로 j 번째 서브 프레임에서 데이터와 함께 다중화되어 전송되는 인밴드 시그널은 예컨대, 제 1 인밴드 시그널과 제 2 인밴드 시그널로 구성된다.
제 1 인밴드 시그널은 동일 서브 프레임에서 전송되는 데이터에 대한 HARQ 관련 제어정보와 MCS 정보 등을 포함하고(411), 제 2 인밴드 시그널은 k 번째(k>j) 서브 프레임(403)에서 전송되는 데이터 혹은 인밴드 시그널이 매핑되는 제 2 무선 자원에 대한 자원할당 제어정보를 포함한다(412). 기지국은 j 번째 서브 프레임 이전까지 단말로부터 피드백 받은 채널 상태 정보, HARQ ACK/NACK 등의 제어정보를 참조하여, j 번째 서브 프레임에서 전송되는 제 1 인밴드 시그널 및 제 2 인밴드 시그널을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
i 번째 서브 프레임에서 단말은 501 단계에서 기지국과 사전에 약속한 제 1 무선 자원을 통해 아웃밴드 시그널의 수신을 시도한다. 만약 단말이 상기 아웃밴드 시그널을 수신하는데 성공하면 단말은 502 단계에서 상기 아웃밴드 시그널이 지시하는 제 2 무선 자원을 통해 인밴드 시그널을 수신한다. 만약 단말이 아웃밴드 시그널의 수신에 실패하면, 단말은 다음 서브 프레임에서 501 단계의 동작을 수행한다. 상기 502 단계에서 단말이 수신한 인밴드 시그널을 성공적으로 디코딩하면, 단말은 503 단계에서 상기 인밴드 시그널의 제어정보에 따라 하향링크 데이터를 디코딩한다. 상기 502 단계에서 단말이 수신한 인밴드 시그널을 성공적으로 디코딩하지 못하면, 단말은 501 단계의 동작을 수행한다.
상기 501 단계 내지 503 단계의 절차는 모두 동일 서브 프레임에서(i 번째 서브 프레임) 수행된다. 이후 단말은 503 단계에서의 데이터 디코딩 결과에 따라, 기지국으로 HARQ ACK/NACK 제어정보를 피드백 할 수 있다.
그리고 j 번째 서브 프레임에서 단말은 504 단계에서 상기 502 단계에서 수신한 인밴드 시그널이 지시하는 무선 자원을 통해 기지국이 전송한 인밴드 시그널을 수신한다. 또는 j 번째 서브 프레임에서 단말은 504 단계에서 이전 서브 프레임(i 번째 서브 프레임)의 인밴드 시그널의 수신 여부를 확인할 수도 있다.
상기 504 단계에서 단말이 수신한 인밴드 시그널을 성공적으로 디코딩하면, 단말은 505 단계에서 상기 인밴드 시그널의 제어정보에 따라 하향링크 데이터를 디코딩한다. 상기 502 단계에서 단말이 수신한 인밴드 시그널을 성공적으로 디코딩하지 못하면, 단말은 501 단계의 동작을 수행한다.
상기 504 단계 내지 505 단계의 절차는 모두 동일 서브 프레임에서(j 번째 서브 프레임) 수행된다. 이후 단말은 505 단계에서의 데이터 디코딩 결과에 따라, 기지국으로 HARQ ACK/NACK 제어정보를 피드백 할 수 있다. 만약 상기 504 단계에서 단말이 수신한 인밴드 시그널을 디코딩 실패하면, 501 단계로 이동하여 해당 절차를 진행한다.
이하 구체적인 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명의 상세 동작을 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 아웃밴드 시그널의 일례를 나타낸다.
기지국은 아웃밴드 시그널을 전송할 수 있는 하나 이상의 제 1 무선 자원을 정의하고(602, 603, 604), 소정의 단말에게 i 번째 서브 프레임에서(601) 하향링크 데이터를 처음으로 전송하고자 하는 경우, 상기 정의한 제 1 무선 자원의 일부에 상기 단말에 대한 아웃밴드 시그널을 매핑하여 전송한다.
도 6의 예에서는 기지국이 제 1 무선 자원(602)를 통해 단말에게 아웃밴드 시그널을 전송하는 예를 나타낸다. 상기 제 1 무선 자원(602) 이외의 제 1 무선 자원(603, 604)은 다른 단말에 대한 아웃밴드 시그널 전송용으로 사용될 수 있다. 상기 아웃밴드 시그널이 매핑되어 전송되는 제 1 무선 자원(602)는 주파수 영역에서 연속적으로 배치될 수도 있고, 혹은 전체 시스템 대역폭에 걸쳐 분산되도록 할 수 있다.
상기 아웃밴드 시그널을 전송하기 위한 제 1 무선 자원의 크기 및 위치, 상기 아웃밴드 시그널에 대한 MCS 제어정보, 매핑 방법 등은 단일한 값으로 고정하거나, 혹은 상위 계층 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 미리 알려주거나, 혹은 단말로 하여금 블라인드 디코딩(blind decoding)을 통해 알아낼 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 아웃밴드 시그널은 하향링크 데이터 및 인밴드 시그널이 매핑되는 제 2 무선 자원(607)에 대한 자원할당 제어정보를 포함한다. 그리고 상기 아웃밴드 시그널과 하향링크 데이터 및 인밴드 시그널은 동일 서브 프레임 내에 매핑하도록 함으로써 단말이 상기 데이터 디코딩을 완료하기까지 걸리는 시간을 최소화한다.
만약 상기 단말이 5G 시스템이 지원하는 초광대역폭 중에서 일부 서브밴드(608) 만을 지원하는 경우, 동일 서브 프레임 내에서 기지국이 상기 단말에게 전송하는 아웃밴드 시그널이 매핑되는 제 1 무선 자원과 데이터 및 인밴드 시그널이 매핑되는 제 2 무선 자원은 주파수 영역에서 상기 서브밴드(608)를 벗어나지 않도록 위치해야 단말이 상기 아웃밴드 시그널과 데이터 및 인밴드 시그널을 수신하는데 문제가 발생하지 않는다. 상기 단말이 지원하는 서브밴드의 크기는 단말의 구현 복잡도 감소를 위해 고정된 값으로 정의되고, 전체 시스템 대역폭 내에서의 위치는 서브 프레임에 따라 변경 가능하다.
경우에 따라, 상기 아웃밴드 시그널이 매핑되어 전송되는 제 1 무선 자원(602)과 상기 하향링크 데이터 및 인밴드 시그널이 매핑되어 전송되는 제 2 무선 자원(607)의 위치가 겹칠 수 있다. 단말은 먼저 상기 아웃밴드 시그널을 성공적으로 수신해야 인밴드 시그널과 데이터의 디코딩이 가능하므로, 상기 제 1 무선 자원(602)과 제 2 무선 자원(607) 이 겹치는 영역에는 상기 아웃밴드 시그널을 우선적으로 매핑하여 전송하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 인밴드 시그널의 일례를 나타낸다.
상술한 바와 같이 인밴드 시그널은 예컨대, 제 1 인밴드 시그널(706)과 제 2 인밴드 시그널(707)을 포함하고, 단말에게 전송되는 하향링크 데이터와 함께 제 2 무선 자원(702)에 다중화되어 매핑된다.
상기 인밴드 시그널은 제 2 무선 자원(702) 내에서 시분할다중화 방식(Time Division Multiplexing; TDM)으로 서브 프레임 시작시점부터 매핑되도록 해서, 단말이 상기 인밴드 시그널을 수신완료 후(도 7의 예에서 C 구간(705) 이후) 인밴드 시그널의 제어정보에 따라 데이터 디코딩을 바로 시작할 수 있도록 함으로써, 단말이 상기 데이터의 디코딩을 완료하기까지 걸리는 시간을 최소화한다. 상기 인밴드 시그널이 제 2 무선 자원(702)의 주파수 영역에서 매핑되는 방법은, 제 2 무선 자원(702)의 전체 주파수 영역에 걸쳐 매핑되도록 하거나(매핑 방법 1: 도 7의 예에서 A 구간(704)), 혹은 제 2 무선 자원(702)의 일부 주파수 영역에 걸쳐 매핑되도록 할 수 있다(매핑 방법 2: 도 7의 예에서 B 구간(703)). 매핑 방법 1 의 경우, 상기 제 2 무선 자원(702)의 크기가 상대적으로 크게 할당된 경우, 주파수 다이버시티 이득으로 인한 인밴드 시그널의 수신 성능 향상을 기대할 수 있다.
어떤 매핑 방법을 적용할지는, 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려주거나, 하나의 고정된 방법으로 사전에 정의하거나, 혹은 상기 제 2 무선 자원의 자원할당 정보로부터 암묵적으로(implitly) 계산하도록 정의할 수 있다.
상기 인밴드 시그널에 대한 채널코딩 방법은, 제 2 무선 자원에 다중화되는 데이터와 별도로 각각 인코딩 하는 방법(채널코딩 방법 A)과, 인밴드 시그널과 데이터를 하나의 전송블록(Transport Block; TB)으로 구성한 다음 인코딩 하는 방법(채널코딩 방법 B)이 가능하다.
채널코딩 방법 A 의 경우, 인밴드 시그널과 데이터 각각에 필요한 만큼의 MCS를 적용함으로써, 인밴드 시그널의 수신 성능과 데이터의 수신 성능을 각각 최적화할 수 있다. 또한 채널코딩 방법 A 의 경우, 단말이 적어도 상기 인밴드 시그널의 디코딩에 성공한다면, 다음 서브 프레임에 수신하고자 하는 인밴드 시그널과 데이터가 매핑되는 제 2 무선 자원의 자원할당 정보를 획득하게 되므로, 해당 서브 프레임에서 별도의 추가적인 아웃밴드 시그널이 필요하지 않게 된다.
채널코딩 방법 B 의 경우, 오류검출을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 결합된 전송 블록 하나에 대해서만 필요하므로 CRC로 인한 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다.
어떤 방법의 채널코딩을 적용할지는, 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려주거나, 혹은 하나의 고정된 방법으로 사전에 정의할 수 있다.
상기 i 번째 서브 프레임에 매핑되어 전송되는 인밴드 시그널을 구성하는 제 1 인밴드 시그널과 제 2 인밴드 시그널은 다음과 같이 구체화될 수 있다.
1) 제 1 인밴드 시그널은 i 번째 서브 프레임에 전송되는 데이터에 대한 HARQ 관련 제어정보와 변조 및 코딩 방법(Modulation and Coding Scheme; MCS)을 포함한다. 그리고 상기 HARQ 관련 제어정보는, HARQ 초기전송인지 재전송인지를 알려주는 NDI(New Data Indicator), HARQ 전송 패킷의 RV(Redundancy Version) 정보, HARQ 프로세스 번호(HARQ process number) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 만약 인밴드 시그널에 대해 상기 매핑 방법 2를 적용할 경우, 제 1 인밴드 시그널은 추가적으로 데이터에 대한 자원할당 제어정보를 포함할 수 있다.
2) 제 2 인밴드 시그널은 j 번째 서브 프레임(j>i)에 전송되는 데이터가 매핑되는 제 2 무선 자원에 대한 자원할당 제어정보, 혹은 상기 제 2 무선 자원 내에 매핑되는 j 번째 서브 프레임의 인밴드 시그널에 대한 자원할당 제어정보를 포함한다. 상기 자원할당 제어정보는 시간-주파수 자원정보를 포함한다.
추가적으로, i 번째 서브 프레임에 전송되는 제 2 인밴드 시그널은 j 번째 서브 프레임에 전송되는 인밴드 시그널에 대한 MCS 정보를 포함할 수 있다. 그리고 기지국은 더 이상 j 번째 서브 프레임에서 단말에게 전송할 데이터가 없을 경우, 이를 통지하기 위한 지시자를 i 번째 서브 프레임의 제 2 인밴드 시그널을 통해 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 TDD 방식을 적용하는 무선 통신 시스템에서 스케쥴링 방법을 나타낸다.
TDD 방식은 하향링크 및 상향링크에 공통의 주파수를 사용하되, 시간영역에서 상향링크 신호와 하향링크 신호의 송수신을 구분하여 운용한다. TDD 방식의 경우, 서브 프레임 별로 상향링크 혹은 하향링크 신호를 구분하여 전송한다. 따라서 상향링크 및 하향링크의 트래픽 부하(traffic load)에 따라, 상/하향링크용 서브 프레임을 시간영역에서 균등하게 분할하여 운용하거나, 하향링크에 더 많은 서브 프레임을 할당하여 운용하거나, 혹은 상향링크에 더 많은 서브 프레임을 할당하여 운용할 수 있다.
즉, TDD 방식을 지원하기 위한 서브 프레임 포맷은 적어도 다음의 세 가지 포맷을 정의할 수 있다. 이 경우, 서브 프레임 포맷에 무관하게, 한 서브 프레임의 길이는 모두 동일하다.
1) 하향링크 서브 프레임은 하향링크 신호 전송용으로 설정된 서브 프레임(도 8, 801)을 나타낸다.
2) 상향링크 서브 프레임은 샹향링크 신호 전송용으로 설정된 서브 프레임(도 8, 802)을 나타낸다.
3) 스페셜 서브 프레임은 하향링크 신호전송이 가능한 구간, 하향링크에서 상향링크로의 천이를 수용하는 GP(Guard Period), 상향링크 신호전송이 가능한 구간으로 구성되는 서브 프레임을 나타낸다.
GP의 길이는 시스템에서 지원하는 셀 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한 스페셜 서브 프레임에 수용하고자 하는 하향링크 신호의 크기 혹은 상향링크 신호의 크기에 따라, 각각 하향링크 구간과 상향링크 구간의 길이를 조정할 수 있다. (도 8의 803, 804, 805)
스페셜 서브 프레임(803)은 UL의 크기 보다 DL의 크기가 큰 경우를 나타내고, 스페셜 서브 프레임(804)은 DL의 크기 보다 UL의 크기가 큰 경우를 나타내고, 스페셜 서브 프레임(805)은 DL의 크기와 UL의 크기가 동일한 경우를 나타낸다.
스페셜 서브 프레임의 경우, 동일 서브 프레임 내에서 하향링크 전송 신호에 대응되는 상향링크 신호 전송이 가능하게 함으로써, 초저지연 서비스를 지원하는데 유용하다.
예를 들어, 참조번호 803에 따른 스페셜 서브 프레임을 적용해서, 기지국은 하향링크 데이터를 전송하고, 동일 서브 프레임 내에서 단말로부터 HARQ ACK/NACK 제어정보를 피드백 받을 수 있다. 이때 단말은 GP 구간 동안 상기 기지국으로부터 수신한 하향링크 데이터에 대한 디코딩 프로세싱 시간을 확보할 수 있다. 일반적으로 제어정보 대비 상대적으로 데이터의 정보량이 많으므로, 참조번호 803의 경우 하향링크 구간의 길이가 상대적으로 상향링크 구간보다 길다. 또 다른 일례로, 기지국은 참조번호 804에 따른 스페셜 서브 프레임을 적용해서, 단말에게 상향링크 데이터 전송을 스케쥴링하고, 동일 서브 프레임 내에서 단말로부터 상기 스케쥴링한 상향링크 데이터를 수신 받을 수 있다. 만약 기지국이 동일 서브 프레임 내에서 하향링크 데이터도 전송하고 상향링크 데이터도 스케쥴링하고자 한다면, 하향링크 구간과 상향링크 구간의 길이의 균형을 맞춘 참조번호 805에 따른 스페셜 서브 프레임을 적용할 수 있다.
상기 본 발명의 제 1 실시 예 및 본 발명의 제 2 실시 예를 통해 설명한 아웃밴드 시그널과 인밴드 시그널을 통한 스케쥴링 방법은, TDD 방식이 적용되는 본 발명의 제 3 실시 예에도 마찬가지로 적용 가능하다. TDD 방식의 경우, 추가적으로 하향링크로 전송되는 인밴드 시그널에 상향링크 신호의 자원할당 정보를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 TDD 방식의 스케쥴링 방식을 나타낸다.
도 9의 예에서 기지국은 i 번째 서브 프레임(900) 내의 하향링크 구간에 제 2 무선 자원을(901) 통해 데이터 및 인밴드 시그널(902)을 전송하는 것을 나타낸다. 그리고 상기 하향링크 데이터에 대응되는 HARQ ACK/NACK 제어정보는(905) 동일 서브 프레임 내의 상향링크 구간에 매핑되어 전송되는 것을 나타낸다. 상기 인밴드 시그널(902)은 본 발명의 제2 실시 예에서 설명한 바와 같이 제 1 인밴드 시그널과 제 2 인밴드 시그널을 포함함으로써, i 번째 서브 프레임(900)의 하향링크 데이터에 대한 제어정보 및 j 번째 서브 프레임(906)에 전송될 하향링크 신호의 무선 자원 할당정보를 알려준다(903). 추가적으로, 상기 인밴드 시그널(902)은 상기 HARQ ACK/NACK 제어정보의 자원할당 정보를 명시적으로(explicitly) 포함하거나, 혹은 사전 정의된 매핑 규칙에 따라 암묵적으로(implicitly) 알려줄 수 있다(904). 그리고 상기 HARQ ACK/NACK 제어정보는 상기 제 2 무선 자원(901)의 주파수 영역을 벗어나지 않도록 매핑되도록 한다. 도 9는 기지국이 하향링크 데이터를 전송하는 관점을 나타내고 있으나, 상향링크 데이터를 스케쥴링하는 관점에서도 동일한 방법을 적용할 수 있다.
스페셜 서브 프레임의 경우, 상/하향링크 신호 전송이 불가능한 GP의 존재로 인한 무선 자원활용의 비효율이 발생할 수 있다. 이 경우, 다음 2 가지 방법의 서브 프레임 연결을(subframe conacatenation) 통해 GP 오버헤들 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서브 프레임 연결 방법 1을 나타낸다.
서브 프레임 연결 방법 1의 경우, 복수의 하향링크 서브 프레임과 스페셜 서브 프레임을 순차적으로 연결하고(1001, 1002, 1003), 주파수 영역에서는 동일한 주파수 영역을 차지하도록 한다. 도 10의 예는 2 개의 하향링크 서브 프레임과 하나의 스페셜 서브 프레임을 연결한 경우로, 모든 서브 프레임이 스페셜 서브 프레임으로 구성된 경우와 비교하여, GP 오버헤드가 1/3로 줄어든 효과가 있다.
도 10의 예에서, 기지국이 전송하고자 하는 하향링크 신호는 하향링크 서브 프레임(1001, 1002)과 스페셜 서브 프레임(1003)의 하향링크 구간에 매핑되어 전송되고, 단말이 피드백한 상향링크 제어정보는 상기 스페셜 서브 프레임(1003)의 상향링크 구간에 매핑되어 전송된다. 기지국은 상기 연결된 서브 프레임의 시작 부분에 매핑되는 인밴드 시그널(1004)을 통해 상기 하향링크 데이터에 대한 제어정보 단말에게 제공한다(1006). 또한 상기 인밴드 시그널(1004)은 상기 연결된 서브 프레임 중 스페셜 서브 프레임의 상향링크 구간에 매핑되는 단말의 상향링크 제어정보(1005)에 대한 자원할당 정보를 명시적으로(explicitly) 포함하거나, 혹은 사전 정의된 매핑 규칙에 따라 암묵적으로(implicitly) 알려줄 수 있다. 그리고 상기 상향링크 제어정보는 상기 하향링크 데이터가 매핑되는 주파수 영역을 벗어나지 않도록 매핑한다. 도 10의 경우 인밴드 시그널은 상기 연결된 서브 프레임 중 첫 번째 하향링크 서브 프레임에만 매핑되므로, 시그널링 오버헤드가 줄어드는 특징이 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서브 프레임 연결 방법 2를 나타낸다.
서브 프레임 연결 방법 2의 경우, 복수의 하향링크 서브 프레임과 스페셜 서브 프레임을 순차적으로 연결하고(1101, 1102, 1103), 주파수 영역에서는 각각 독립적인 무선 자원을 차지하도록 한다. 도 11의 예는 2 개의 하향링크 서브 프레임과 하나의 스페셜 서브 프레임을 연결한 경우로, 모든 서브 프레임이 스페셜 서브 프레임으로 구성된 경우와 비교하여, GP 오버헤드가 1/3 로 줄어든 효과가 있다. 도 11의 예에서, 기지국이 전송하고자 하는 하향링크 신호는 하향링크 서브 프레임(1101, 1102)과 스페셜 서브 프레임(1103)의 하향링크 구간에 매핑되어 전송되고, 단말이 피드백한 상향링크 제어정보는 상기 스페셜 서브 프레임(1103)의 상향링크 구간에 매핑되어 전송된다. 기지국은 상기 연결된 서브 프레임의 매 서브 프레임 시작 부분에 인밴드 시그널(1104, 1105, 1106)을 통해 상기 하향링크 데이터에 대한 제어정보 단말에게 각각 제공한다. 그리고 상기 연결된 서브 프레임의 마지막 서브 프레임(1103)의 인밴드 시그널(1006)은 동일 서브 프레임의 상향링크 구간에 매핑되는 단말의 상향링크 제어정보(1007)에 대한 자원할당 정보를 명시적으로(explicitly) 포함하거나, 혹은 사전 정의된 매핑 규칙에 따라 암묵적으로(implicitly) 알려줄 수 있다. 그리고 상기 상향링크 제어정보는 동일 서브 프레임 내(1103)에서 매핑되어 전송되는 하향링크 데이터의 주파수 영역을 벗어나지 않도록 매핑한다. 도 11의 경우, 매 서브 프레임 전송되는 인밴드 시그널을 통해 플렉서블(flexible)한 자원운용이 가능한 특징이 있다.
상기 도 10과 도 11은 기지국이 단말에게 전송해야 할 하향링크 트랙픽이 많이 발생한 경우 유용하게 동작할 수 있다. 만약 단말이 전송해야 할 상향링크 트래픽이 많이 발생한 경우, 스페셜 서브 프레임과 복수의 상향링크 서브 프레임을 연결하여 서브 프레임 연결 동작을 정의할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말 송수신 장치를 나타낸다.
설명의 편의를 위해 본 발명과 직접적이 관련이 없는 장치는 그 도시 및 설명을 생략한다.
도 12를 참조하면, 단말은 상향링크 송신 프로세싱 블록(1201), 다중화기(1202), 송신 RF 블록(1203)으로 구성되는 송신부(1204)와 하향링크 수신 프로세싱 블록(1205), 역다중화기(1206), 수신 RF 블록(1207)으로 구성되는 수신부(1208)와 제어부(1209)로 구성된다.
제어부(1209)는 기지국으로부터 수신한 인밴드 시그널 및 아웃밴드 시그널로부터 단말의 하향링크 신호 수신을 위한 수신부(1208)의 각각의 구성 블록들과 상향링크 신호 전송을 위한 송신부(1204)의 각각의 구성 블록들을 제어한다.
제어부(1209)는 현재 서브 프레임에서, 이전 서브 프레임의 인밴드 시그널의 수신 여부를 확인하고, 상기 인밴드 시그널을 수신하지 않은 경우, 현재 서브 프레임에서 아웃밴드 시그널을 검출하고, 상기 이전 서브 프레임의 인밴드 시그널을 수신한 경우, 아웃밴드 시그널의 검출없이, 상기 인밴드 시그널의 제어 정보를 디코딩하도록 제어한다.
단말의 송신부(1204)에서 상향링크 송신 프로세싱 블록(1201)은 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 전송하고자 하는 신호를 생성한다. 상향링크 송신 프로세싱 블록(1201)에서 생성된 신호는 다중화기(1202)에 의해 다른 상향링크 신호와 다중화된 다음, 송신 RF 블록(1203)에서 신호처리 된 후, 기지국으로 전송된다.
단말의 수신부(1208)는 기지국으로부터 수신한 신호를 역다중화하여 각각의 하향링크 수신 프로세싱 블록으로 배분한다. 하향링크 수신 프로세싱 블록(1205)은 기지국의 하향링크 신호 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 기지국이 전송한 제어정보 혹은 데이터를 획득한다. 단말 수신부(1208)는 하향링크 수신 프로세싱 블록의 출력 결과를 제어부(1209)로 인가하여 제어부(1209)의 동작을 지원한다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법 및 장치는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 무선 통신 시스템에서 데이터 스케쥴링 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 프로그램 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 프로그램 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 통신하는 방법에 있어서,
    제1 자원 영역에 매핑된 제1 제어 정보를 수신하는 과정;
    상기 제1 제어 정보에 기초하여, 제2 자원 영역 및 제2 제어 정보를 식별하는 과정으로서, 상기 제2 자원 영역은 상기 제2 제어 정보를 포함하는 제1 영역 및 제1 데이터를 포함하는 제2 영역을 포함하는, 상기 식별 과정; 및
    상기 제2 제어 정보에 기초하여 상기 제1 데이터를 디코딩하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 제어 정보는 상기 제2 자원 영역을 할당하는 자원 할당 정보를 포함하며, 상기 자원 할당 정보는 상기 제2 자원 영역의 주파수 자원을 할당하는 정보 및 상기 제2 자원 영역의 시간 자원을 할당하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자원 영역은 상기 제2 자원 영역과 상이한, 단말의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제3 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보에 기초하여 상기 제3 자원 영역을 식별하는 과정으로서, 상기 제3 자원 영역의 적어도 일부는 제3 제어 정보를 포함하는, 상기 제3 자원 영역을 식별하는 과정; 및
    상기 제3 제어 정보에 기초하여 제2 데이터를 디코딩하는 과정을 더 포함하고,
    상기 제2 제어 정보는 상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보를 포함하고,
    상기 제3 제어 정보는 제4 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보를 포함하는, 단말의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제3 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보가 서브 프레임에 있는지 판단하는 과정;
    상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보가 상기 서브 프레임에 있으면, 상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보에 기초하여, 상기 제3 자원 영역을 식별하는 과정으로서, 상기 제3 자원 영역은 제3 제어 정보를 포함하는, 상기 제3 자원 영역을 식별하는 과정; 및
    상기 제3 제어 정보에 기초하여 제2 데이터를 디코딩하는 과정을 더 포함하는, 단말의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 제어 정보는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 관련 제어 정보, 새 데이터 지시자(New Data Indicator) 정보, 또는 RV(Redundancy Version) 정보 중의 적어도 하나를 포함하는, 단말의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자원 영역, 상기 제2 자원 영역 및 제3 자원 영역은 적어도 하나의 서브캐리어 및 적어도 하나의 TTI(Transmission Timer Interval) 중의 적어도 하나에 대응하는, 단말의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 정보는 주파수 영역에서 연속적으로 매핑되는, 단말의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    TDD(Time Division Duplex) 방식의 경우, 다운링크로 전송되는 상기 제2 제어 정보는 업링크 신호에 관련된 자원 할당 정보를 포함하는, 단말의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 자원 영역은, 복수의 다운링크 서브 프레임 및 스페셜 서브 프레임이 순차적으로 연결되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조, 서브 프레임들이 주파수에서 동일한 무선 자원들에 할당되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조, 또는 서브 프레임들이 주파수에서 독립한 무선 자원들에 할당되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조 중의 하나로 구성되고,
    상기 스페셜 서브 프레임은 다운링크 전송이 가능한 구간, 다운링크에서 업링크로의 천이를 수용하는 보호 구간(Guard Period) 및 업링크 전송이 가능한 구간을 포함하는, 단말의 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자원 영역이, 상기 제2 제어 정보 및 상기 제1 데이터를 별도로 채널 코딩하는 구조에 기반하여 채널 코딩되는, 단말의 통신 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 통신하는 단말에 있어서, 상기 단말은 송수신기 및 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는:
    제1 자원 영역에 매핑된 제1 제어 정보를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하고;
    상기 제1 제어 정보에 기초하여, 제2 자원 영역 및 제2 제어 정보를 식별하고, 상기 제2 자원 영역은 상기 제2 제어 정보를 포함하는 제1 영역과 제1 데이터를 포함하는 제2 영역을 포함하고;
    상기 제2 제어 정보에 기초하여 상기 제1 데이터를 디코딩하고,
    상기 제1 제어 정보는 상기 제2 자원 영역을 할당하는 자원 할당 정보를 포함하며, 상기 자원 할당 정보는 상기 제2 자원 영역의 주파수 자원을 할당하는 정보 및 상기 제2 자원 영역의 시간 자원을 할당하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 자원 영역은 상기 제2 자원 영역과 상이한, 단말.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는, 제3 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보에 기초하여 상기 제3 자원 영역을 식별하고, 상기 제3 자원 영역의 적어도 일부는 제3 제어 정보를 포함하고, 상기 제3 제어 정보에 기초하여 제2 데이터를 디코딩하고,
    상기 제2 제어 정보는 상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보를 포함하고,
    상기 제3 제어 정보는 제4 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보를 포함하는, 단말.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는, 제3 자원 영역에 관련된 자원 할당 정보가 서브 프레임에 있는지 판단하고, 상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보가 상기 서브 프레임에 있으면 상기 제3 자원 영역에 관련된 상기 자원 할당 정보에 기초하여 상기 제3 자원 영역을 식별하고, 상기 제3 자원 영역은 제3 제어 정보를 포함하고, 상기 제3 제어 정보에 기초하여 제2 데이터를 디코딩하는, 단말.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 제어 정보는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 관련 제어 정보, 새 데이터 지시자(New Data Indicator) 정보, 또는 RV(Redundancy Version) 정보 중의 적어도 하나를 포함하는, 단말.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 자원 영역, 상기 제2 자원 영역 및 제3 자원 영역은 적어도 하나의 서브캐리어 및 적어도 하나의 TTI(Transmission Timer Interval) 중의 적어도 하나에 대응하는, 단말.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 제어 정보는 주파수 영역에서 연속적으로 매핑되는, 단말.
  18. 제11항에 있어서,
    TDD(Time Division Duplex) 방식의 경우, 다운링크로 전송되는 상기 제2 제어 정보는 업링크 신호에 관련된 자원 할당 정보를 포함하는, 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 자원 영역은, 복수의 다운링크 서브 프레임 및 스페셜 서브 프레임이 순차적으로 연결되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조, 서브 프레임들이 주파수에서 동일한 무선 자원들에 할당되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조, 또는 서브 프레임들이 주파수에서 독립한 무선 자원들에 할당되도록 서브 프레임들을 구성하는 구조 중의 하나로 구성되고,
    상기 스페셜 서브 프레임은 다운링크 전송이 가능한 구간, 다운링크에서 업링크로의 천이를 수용하는 보호 구간(Guard Period) 및 업링크 전송이 가능한 구간을 포함하는, 단말.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제2 자원 영역이, 상기 제2 제어 정보 및 상기 제1 데이터를 별도로 채널 코딩하는 구조에 기반하여 채널 코딩되는, 단말.
  21. 삭제
  22. 삭제
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