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KR20100073992A - 반송파 집성 환경에서의 상향링크 전송 - Google Patents

반송파 집성 환경에서의 상향링크 전송 Download PDF

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KR20100073992A
KR20100073992A KR1020090119746A KR20090119746A KR20100073992A KR 20100073992 A KR20100073992 A KR 20100073992A KR 1020090119746 A KR1020090119746 A KR 1020090119746A KR 20090119746 A KR20090119746 A KR 20090119746A KR 20100073992 A KR20100073992 A KR 20100073992A
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KR
South Korea
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uplink
transmission mode
transmitted
base station
channel
Prior art date
Application number
KR1020090119746A
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English (en)
Inventor
안준기
이정훈
서동연
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to US13/141,654 priority patent/US8649343B2/en
Priority to KR1020117016706A priority patent/KR101643227B1/ko
Priority to EP09835266.9A priority patent/EP2356759A4/en
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 상향링크 전송하는 방법에 있어서, 신호를 기지국으로 전송하는데 사용되는 상향링크 전송 모드를 제1 전송 모드 또는 제2 전송 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 복수의 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 통해 상기 기지국으로 전송할 복수의 신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 신호를 스위칭된 상향링크 전송 모드에 따라 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 다중 반송파 특성을 허용하고, 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 단일 반송파 특성을 요구하는 상향링크 전송 방법에 관한 것이다.

Description

반송파 집성 환경에서의 상향링크 전송{UPLINK TRANSMISSION IN CARRIER AGGREGATION ENVIRONMENT}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 반송파 집성 환경에서 상향링크 전송을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 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, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반송파 집성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 효율적으로 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 환경에 따라 다양한 상향링크 전송을 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 상향링크 전송 방법을 수행하도록 시그널링을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 상향링크 전송하는 방법에 있어서, 신호를 기지국으로 전송하는데 사용되는 상향링크 전송 모드를 제1 전송 모드 또는 제2 전송 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 복수의 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 통해 상기 기지국으로 전송할 복수의 신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 신호를 스위칭된 상향링크 전송 모드에 따라 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 다중 반송파 특성을 허용하고, 상기 제2 전송 모드 는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 단일 반송파 특성을 요구하는 상향링크 전송 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 무선 신호를 기지국과 송수신하도록 구성된 RF(Radio Frequency) 유닛; 상기 기지국과 송수신하는 정보 및 상기 단말의 동작에 필요한 파라미터를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 RF 유닛과 상기 메모리와 연결되며, 상기 단말의 동작을 위해 상기 RF 유닛과 상기 메모리를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 여기에서, 상기 프로세서는 신호를 기지국으로 전송하는데 사용되는 상향링크 전송 모드를 제1 전송 모드 또는 제2 전송 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 복수의 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 통해 상기 기지국으로 전송할 복수의 신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 신호를 스위칭된 상향링크 전송 모드에 따라 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 다중 반송파 특성을 허용하고, 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 단일 반송파 특성을 요구하는 상향링크 전송 방법을 수행하도록 구성된 단말이 제공된다.
여기에서, 상기 상향링크 전송 모드는 RRC(Radio Resource Control) 메시지 또는 하향링크 제어 채널을 통해 시그널링된 정보를 이용하여 스위칭될 수 있다.
여기에서, 상기 복수의 CC는 상향링크 전 대역에 포함된 복수의 CC 그룹 중 어느 하나의 CC 그룹을 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 둘 이상의 물리 채 널이 동시에 전송되는 것을 허용할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전송 모드는 동일한 CC를 통해 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)와 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 동시에 전송되는 것을 허용할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 하나의 물리 채널만이 전송되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 물리 채널은 PUSCH 또는 PUCCH일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 상향링크 전송하는 방법에 있어서, 각각의 제어 신호가 서로 다른 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)와 관련된 복수의 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 복수의 제어 신호를 특정 상향링크 콤포넌트 반송파(UpLink Component Carrier; UL CC) 내의 물리 채널로 다중화하는 단계; 및 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널을 통해 상기 복수의 제어 신호를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 전송 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 무선 신호를 기지국과 송수신하도록 구성된 RF(Radio Frequency) 유닛; 상기 기지국과 송수신하는 정보 및 상기 단말의 동작에 필요한 파라미터를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 RF 유닛과 상기 메모리와 연결되며, 상기 단말의 동작을 위해 상기 RF 유닛과 상기 메모리를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 여기에서, 상기 프로세서는 각각의 제어 신호가 서로 다른 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)와 관련된 복수의 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 복수의 제어 신호를 특정 상향링크 콤 포넌트 반송파(UpLink Component Carrier; UL CC) 내의 물리 채널로 다중화하는 단계; 및 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널을 통해 상기 복수의 제어 신호를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 전송 방법을 수행하도록 구성된 단말이 제공된다.
여기에서, 상기 각각의 제어 신호는 본래 서로 다른 UL CC를 통해 전송되도록 예정된 것일 수 있다. 또한, 상기 각각의 제어 신호는 본래 서로 다른 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송되도록 예정된 것일 수 있다.
여기에서, 복수의 제어 신호가 다중화되는 물리 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 포함할 수 있다.
여기에서, 복수의 제어 신호가 다중화되는 물리 채널은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 PUSCH는 데이터 없이 상기 복수의 제어 신호만을 다중화하도록 시그널링될 수 있다.
여기에서, 상기 복수의 제어 신호를 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널로 다중화하는 것은 전체 UL CC를 대상으로 수행될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제어 신호를 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널로 다중화하는 것은 UL CC 그룹 단위로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반송파 집성을 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 단말은 복수의 콤포넌트 반송파를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 경우에 환경에 따라 다양한 상향링크 전 송 방법을 수행할 수 있다. 또한, 단말이 다양한 상향링크 전송 방법을 수행하도록 시그널링을 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA, MC-FDMA와 같은 다양한 무선 접속 기술에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 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(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용되는 경우를 위주로 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 나타낸다. E-UMTS는 LTE 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)(120)과 기지국(eNode B; eNB)(110a 및 110b), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다. 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정될 수 있다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공할 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타낸다. 제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에 서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전 송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다. 상향링크에서 송신기(302~314)는 단말이고 수신기(316~330)는 기지국의 일부이다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고 수신기는 단말의 일부이다.
도 3을 참조하면, OFDMA 송신기는 직/병렬 변환기(Serial to Parallel converter, 302), 부반송파 맵핑(sub-carrier mapping) 모듈(306), M-포인트(point) IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(308), 순한전치(Cyclic prefix; CP) 부가 모듈(310), 병/직렬 변환기(Parallel to Serial converter, 312) 및 RF(Radio Frequency)/DAC(Digital to Analog Converter) 모듈(314)을 포함한다.
OFDMA 송신기에서 신호 처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 비트 스트림(bit stream)이 데이터 심볼 시퀀스(data symbol sequence)로 변조된다. 비트 스트림은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호 처리를 하여 얻어질 수 있다. 비트 스트림은 부호어(codeword)로 지칭되기도 하며 MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록은 전송 블록으로 지칭되기도 한다. 변조 방식은 이로 제한되는 것은 아니지만 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), n-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 포함할 수 있다. 그 후, 직렬의 데이터 심볼 시퀀스는 N개씩 병렬로 변환된다(302). N개의 데이터 심볼은 전체 M개의 부반송파 중에서 할당받은 N개의 부반송파에 맵핑(mapping)되고 남은 M-N개의 반송파는 0으로 패딩된다(306). 주파수 영역에 맵핑된 데이터 심볼은 M-포인트 IDFT 처리를 통해 시간 영역 시퀀스로 변환된다(308). 그 후, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)과 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference; ICI)을 줄이기 위해서, 상기 시간 영역 시퀀스에 순환전치를 더하여 OFDMA 심볼을 생성한다(310). 생성된 OFDMA 심볼은 병렬에서 직렬로 변환된다(312). 그 후, OFDMA 심볼은 디지털-대-아날로그 변환, 주파수 상향변환 등의 과정을 거쳐 수신기로 전송된다(314). 다른 사용자는 남은 M-N개의 부반송파 중에서 가용한 부반송파를 할당받는다. 반면, OFDMA 수신기는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(316), 직/병렬 변환기(318), 순환전치 제거(Remove CP) 모듈(320), M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈(322), 부반송파 디맵핑(demapping)/등화(equalization) 모듈(324), 병/직렬 변환기(328) 및 검출(detection) 모듈(330)을 포함한다. OFDMA 수신기의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다.
한편, SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여 부반송파 맵핑 모듈(306) 이전에 N-포인트 DFT 모듈(304)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IDFT 처리 이전에 DFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 영역에 확산시켜 송신 신호의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파 디맵핑 모듈(324) 이후에 N-포인 트 IDFT 모듈(326)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
도 4는 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200·Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360·Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval; TTI)은 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 단일 콤포넌트 반송파 상황에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다. 도 5는 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 수행한다. 기 지국과 단말은 서브프레임 단위로 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 상/하향링크 서브프레임은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 나른다. 도 5는 편의상 FDD 방식을 위주로 설명했지만, 상술한 내용은 도 4의 무선 프레임을 시간 영역에서 상/하향링크로 구분함으로써 TDD 방식에도 적용될 수 있다.
도 6은 LTE 시스템에서 물리 채널을 이용한 신호 전송을 예시한다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S601). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 식별자(Identity; ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S602).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S603 내지 단계 S606). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채 널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S603 및 S605), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S604 및 S606). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S607) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S608)을 수행할 수 있다. 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, SR(Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다.
도 7은 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 일 예로, 일반(normal) CP의 경우 슬롯은 7개의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성, 영상 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 제어 정보를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다. 제어 정보는 HARQ ACK/NACK, CQI, PMI, RI 등을 포함한다.
도 8은 LTE 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 예를 나타낸다. LTE 시스템은 단말의 전력 증폭기 등의 특성을 고려하여, 상향링크의 경우 전력 증폭기의 성능에 영향을 미치는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio), CM(Cubic Metric) 등의 특성이 좋은 단일 반송파 특성을 유지하도록 되어 있다. LTE 시스템에서, PUSCH 전송의 경우는 전송하고자 하는 데이터를 DFT-프리코딩을 통해 단일 반송파 특성을 유지하고, PUCCH 전송의 경우는 단일 반송파 특성을 가지고 있는 시퀀스에 정보를 실어 전송함으로써 단일 반송파 특성을 유지할 수 있다. 또한, LTE 시스템은 단일 반송파(single carrier) 특성을 유지하기 위해 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송할 수 없다. 한편, 제어 정보를 전송할 시점에 데이터를 위한 PUSCH가 할당된 경우, 제어 정보는 데이터와 다중화된 뒤에 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송된다.
도 9는 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다. 도 9는 LTE-A 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다. LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록을 모다 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각각의 주파수 블록은 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 이용하여 전송된다. 본 명세서에서, 콤포넌트 반송파는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 주파수 블록 또는 주파수 블록의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.
도 9를 참조하면, 상/하향링크에 각각 5개의 20MHz CC들이 모여서 100MHz 대역폭을 지원할 수 있다. CC들은 주파수 영역에서 인접하거나 비-인접할 수 있다. 도 9는 편의상 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭과 하향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우를 도시하였다. 그러나, 각 콤포넌트 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 일 예로, 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭은 5MHz(UL CC0) + 20MHz(UL CC1) + 20MHz(UL CC2) + 20MHz(UL CC3) + 5MHz(UL CC4)와 같이 구성될 수 있다. 또한, 상향링크 콤포넌트 반송파의 개수와 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수가 다른 비대칭적 반송파 집성도 가능하다. 비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 일 예로, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 반송파 집성에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정 방식으로 설정될 수 있다.
도 9는 상향링크 신호와 하향링크 신호가 일대일로 매핑된 콤포넌트 반송파를 통해 전송되는 것으로 예시하고 있지만, 네트워크 설정 또는 신호의 종류에 따라 실제로 신호가 전송되는 콤포넌트 반송파는 달라질 수 있다. 일 예로, DL CC1을 통해 스케줄링 명령이 하향링크 전송되는 경우, 스케줄링 명령에 따른 데이터는 다른 DL CC 또는 UL CC를 통해 수행될 수 있다. 또한, DL CC와 관계된 제어 정보는 매핑 여부와 무관하게 특정 UL CC를 통해 상향링크 전송될 수 있다. 하향링크 제어 정보도 유사하게 특정 DL CC를 통해 전송될 수 있다.
도 8에서 설명한 바와 같이, LTE 시스템은 상향링크의 경우 단일 반송파 특성을 유지하도록 되어 있다. 그러나, LTE-A 시스템에서는 DFT-프리코딩을 한 데이 터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하는 경우를 허용하고 있다. 이 경우, 단일 반송파 특성을 유지하기 어렵다. 일 예로, 도 9에서와 같이 복수의 CC가 존재하는 시스템에서 동시에 여러 개의 CC를 통해서 PUSCH 또는 PUCCH를 전송하는 경우에는 단일 반송파 특성을 유지하기 어렵다. LTE-A 단말은 보다 좋은 파워 앰프 등을 사용하기 때문에 이러한 문제점을 해결할 수 있으나, LTE-A 단말이라 하더라도 상황(예, 셀 경계에 위치)에 따라 파워 문제가 발생하여, 어쩔 수 없이 송신 신호의 단일 반송파 특성을 유지해야 하는 단말이 존재할 수 있다. 따라서, 각 단말의 상황에 따라 어떻게 상향링크 전송을 할지에 대한 정의가 필요하다. 또한, 상향링크 전송을 수행하기 위한 시그널링이 필요하다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말의 상향링크 전송 모드를 시그널링하는 예를 나타낸다. 도 10은 기지국 입장에서 예시되었고, 도 11은 단말 입장에서 예시되었다.
도 10을 참조하면, 기지국은 셀 내에서 단말의 위치(예, 중심으로부터의 거리)를 모니터링할 수 있다(S1010). 단말의 위치는 일 예로서, 기지국은 단말의 상향링크 전송 모드를 결정하는데 필요한 임의의 파라미터를 측정/수집/모니터링할 수 있다. 일 예로, 기지국은 단말 타입(예, LTE 단말, LTE-A 단말), 전력 능력(예, 최대 전송 전력 등), 단말의 위치, 수신 신호의 세기, 수신 신호의 품질(예, Signal-to-Noise Ratio (SNR), Signal-to-Noise and Interference Ratio (SINR) 등), 스케줄링할 데이터의 양, 서비스 품질(Quality of Service; QoS) 등을 선택적으로 또는 조합하여 측정/수집/모니터링할 수 있다.
기지국은 단계 S1010에서 예시한 다양한 정보에 기초하여, 복수의 상향링크 전송 모드로부터 해당 단말을 위한 상향링크 전송 모드를 선택할 수 있다(S1020). 여기에서, 각각의 상향링크 전송 모드는 단말이 복수의 상향링크 콤포넌트 반송파(UL CC)를 통해 신호를 전송하는데 사용된다. 상향링크 전송 모드는 전체 UL CC별, UL CC 그룹별, 각각의 UL CC별로 단일 반송파 특성을 갖는 전송을 수행할지 여부를 지시할 수 있다. 여기에서, 상향링크 전 대역은 복수의 UL CC 그룹을 포함할 수 있고, 각각의 UL CC는 복수의 UL CC를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 단일 반송파 특성이 유지되는 경우는 해당 주파수 대역에서 하나의 물리 채널만이 상향링크 전송되는 경우를 포함한다. 물리 채널은 PUSCH 및 PUCCH를 포함한다. PUSCH에 매핑된 정보는 주파수 영역에서 인접하거나 클러스터 단위로 떨어져 있을 수 있다. 상향링크 전송 모드에 대해서는 도 13 내지 도 17을 참조하여 뒤에서 자세히 예시하도록 한다. 본 명세서에서 상향링크 전송 모드란 용어는 설명의 편의상 정의된 것이다. 상향링크 전송 모드는 단계 S1020에 예시된 것처럼 기 정의된 복수의 상향링크 전송 모드에서 선택될 수 있지만, 전체 UL CC별, UL CC 그룹별, 각각의 UL CC별로 단일 반송파 특성을 갖는 전송을 수행할지 여부를 직접 결정할 수도 있다.
그 후, 기지국은 선택한 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보를 해당 단말에게 전송할 수 있다(S1030). 상향링크 전송 모드가 단계 S1020에 예시된 것 처럼 기 정의된 복수의 상향링크 전송 모드에서 선택될 경우, 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보는 인덱스 형태일 수 있다. 한편, 상향링크 전송 모드가 전체 UL CC별, UL CC 그룹별, 각각의 UL CC별로 단일 반송파 특성을 갖는 전송을 수행할지 여부를 직 접 지시할 경우, 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보는 해당 UL CC 단위 별로 단일 반송파 전송 여부를 지시하는 정보(예, 1-비트) 일 수 있다. 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보는 셀 특정 방식, 단말-그룹 특정 방식, 단말 특정 방식으로 시그널링될 수 있다. 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보는 반-정적(semi-static) 또는 동적으로 시그널링될 수 있다. 상향링크 전송 모드를 지시하는 정보는 방송 채널, RRC 메시지, 하향링크 물리 제어 채널(예, PDCCH)을 통해 시그널링될 수 있다. 그 후, 기지국은 단말의 상향링크 전송 모드를 고려하여 해당 단말로부터 신호를 수신할 수 있다(S1040).
도 11을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 복수의 상향링크 전송 모드 중에서 어느 하나를 지시하는 정보를 수신할 수 있다(S1110). 여기에서, 각각의 상향링크 전송 모드는 단말이 복수의 상향링크 콤포넌트 반송파(UL CC)를 통해 신호를 전송하는데 사용된다. 단말은 수신한 정보에 따라 상향링크 전송 모드를 설정/스위칭할 수 있다(S1120). 그 후, 단말은 설정된 상향링크 전송 모드에 따라 기지국으로 신호를 전송할 수 있다(S1130).
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 시그널링 받은 상향링크 전송 모드에 따라 상향링크 전송을 수행하는 예를 나타낸다. 도 12은 단말 입장에서 예시되었지만, 도 12의 예시는 기지국의 경우에도 대칭적으로 적용될 수 있다.
도 12를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 복수의 상향링크 전송 모드 중에서 어느 하나를 지시하는 정보를 수신할 수 있다(S1210). 여기에서, 각각의 상향링크 전송 모드는 단말이 복수의 상향링크 콤포넌트 반송파(UL CC)를 통해 신호를 전 송하는데 사용된다. 단말은 수신한 정보에 따라 상향링크 전송 모드를 설정할 수 있다(S1220). 단말은 복수의 UL CC를 통해 기지국에 전송할 것으로 기대되는 둘 이상의 신호를 생성할 수 있다(S1240). 여기에서, 둘 이상의 신호는 서로 다른 CC와 연관되어 전송될 것으로 기대되는 신호들을 지칭할 수 있다. 일 예로, 각각의 신호는 서로 다른 UL CC를 통해 전송될 것으로 기대되는 신호를 포함한다. 또한, 각각의 신호는 서로 다른 DL CC와 연관되어 전송되는 신호를 포함한다. 각각의 신호는 PUSCH 전송을 위한 데이터 또는 PUCCH 전송을 위한 제어 정보를 포함할 수 있다.
단계 S1210에서 수신된 정보가 제1 상향링크 전송 모드를 지시할 경우, 단말은 복수의 UL CC 내에 둘 이상의 신호를 전송하기 위한 복수의 물리 상향링크 채널을 생성할 수 있다(S1240(a)). 즉, 제1 상향링크 전송 모드는 다중 반송파 전송을 지시할 수 있다. 한편, 단계 S1210에서 수신된 정보가 제2 상향링크 전송 모드를 지시할 경우, 단말은 둘 이상의 신호를 하나의 물리 상향링크 채널 상에 다중화함으로써, 하나의 물리 상향링크 채널만을 해당 UL CC 내에 생성할 수 있다(S1240(b)). 즉, 제2 상향링크 전송 모드는 단일 반송파 전송을 지시할 수 있다. 둘 이상의 신호가 다중화되는 물리 상향링크 채널은 PUSCH 또는 PUCCH일 수 있다. 일 예로, 둘 이상의 신호가 데이터 및 제어 정보를 모두 포함하는 경우, 둘 이상의 신호는 PUSCH에 다중화될 수 있다. 다른 예로, 둘 이상의 신호가 제어 정보들만을 포함하는 경우, 둘 이상의 신호는 설정에 따라 PUSCH 또는 PUCCH에 다중화될 수 있다. 상향링크 전송 모드는 (스케줄링된/가용한) 전체 UL CC, UL CC 그룹, UL CC 단위로 지시될 수 있다. 일 예로, 상향링크 전송 모드는 전체 UL CC, UL CC 그룹, UL CC 단위로 단일 반송파 전송을 지시할 수 있다. 또한, 상향링크 전송 모드는 UL CC별다중 반송파 전송을 지시할 수 있다. 그 후, 단말은 해당 물리 채널 및 UL CC를 통해 단계 S1220에서 생성한 둘 이상의 신호를 기지국으로 전송할 수 있다(S1550).
이하, 도 13 내지 도 17을 참조하여 다양한 상향링크 전송 모드에 대해 예시한다. 도면을 참조하여 예시하는 전송 모드는 다양한 방법(예, 도 10 내지 도 12의 방법)을 이용하여 시그널링될 수 있다.
도 13은 UL CC별로 다중 반송파 특성을 허용하는 경우를 예시한다. 복수의 UL CC를 통해 상향링크 전송을 할 경우에는 이미 전체 시스템에서 단일 반송파 특성을 유지하기 어렵다. 따라서, 복수의 UL CC를 통해 상향링크 전송을 수행하는 LTE-A 단말의 경우 반드시 각 UL CC별로 단일 반송파 특성을 유지할 필요가 없다. 따라서, 본 실시예에서는 하나의 UL CC에서 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송할 경우에 PUCCH 정보를 데이터와 함께 PUSCH를 통해서 전송하지 않고 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송하는 방법을 제안한다. 하나의 UL CC에서 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송하는 경우를 도 13에 예시하였다. 이 경우, PUCCH 정보를 PUSCH 전송을 위해 데이터와 함께 다중화하는 추가적인 절차 없이 전송할 수 있다.
도 14(a)(b)는 복수의 UL CC가 있는 경우에 UL CC별로 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 도 14(a)에서와 같이 각 UL CC별로 PUSCH 또는 PUCCH 만을 보낼 경우에는 각 UL CC별로 단일 반송파 특성을 유지하면서 전송할 수 있으나, 도 14(b)에서와 같이 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송해야 하는 UL CC가 존재하는 경우에는 LTE-A 단말이라 하더라도 해당 UL CC에서는 LTE에서와 같이 PUCCH 정보를 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송할 수 있다. PUCCH 정보를 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송하는 경우에 PUCCH 정보와 데이터의 다중화 방법에 대해서는 LTE에 정의된 방법을 따를 수 있다 [참조: 3GPP TS 36.212, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 8)].
한편, LTE-A에서는 하나의 UL CC를 통해 복수의 PUCCH가 전송될 수 있다. 이 경우, 복수의 PUCCH 정보는 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송될 수 있고, 복수의 PUCCH 정보와 데이터의 다중화 방법은 LTE에 정의된 다중화 방법으로부터 용이하게 확장될 수 있다. 더욱 특징적으로, 하나의 UL CC를 통해 복수의 PUCCH 전송이 필요한 경우임에도 전송할 데이터가 없어 데이터 전송을 위한 PUSCH를 할당 받지 못한 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 복수의 PUCCH 정보만을 위한 PUSCH 할당을 고려할 수 있다. 이 경우, PUCCH 정보는 PUSCH를 통해 데이터와 함께 보내지는 것이 아니고, 복수의 PUCCH 정보들만이 다중화되어 해당 PUSCH를 통해서 전송될 수 있다. 이 때, 해당 PUSCH가 데이터 전송이 아닌 PUCCH 정보들만을 전송하는데 사용된다는 것을 알려주는 정보를 PUSCH 할당을 위한 상향링크 스케줄링 그랜트를 통해 알려줄 수 있다. 특징적으로, PUSCH의 용도에 대한 정보는 1-비트 정보일 수 있다. 1-비트 정보를 통해 해당 PUSCH가 제어 채널들만을 전송하기 위해 사용되는 PUSCH인지 아닌지를 시그널링할 수 있다. 다른 예로, 하나의 UL CC를 통해 복수의 PUCCH 전송이 필요한 경우임에도 전송할 데이터가 없는 경우, 복수의 PUCCH 정보는 하나의 PUCCH로 다중화되어 전송될 수 있다(미도시).
도 15는 다중 안테나를 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에 UL CC별로 단 일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 상술한 바와 같이, PUCCH 정보가 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송되는 경우에 PUCCH 정보와 데이터간의 다중화 방법에 대해서는 LTE 시스템에 정의되어 있다. 또한, 복수의 PUCCH 정보들을 PUSCH로 다중화하는 방법도 기존 방법을 확장하여 쉽게 적용할 수 있다. 그러나, 다중 안테나 전송 기법(예, SU-MIMO(Single-user Multiple Input Multiple Output))이 상향링크 전송에 적용되는 경우, 기존 방법과 동일하게 PUCCH 정보를 PUSCH로 다중화하기는 어려우며, 데이터가 다중-레이어(multi-layer)로 전송되는 경우 복잡도가 크게 증가할 수 있다. 또한, LTE 시스템에는 상향링크에 대해 SU-MIMO 전송이 정의되어 있지 않다. 따라서, SU-MIMO이 적용되는 경우에 데이터와 제어 채널을 다중화하기 위해서는 새로운 방법이 필요하다. 그러나, 시스템 복잡도 등의 이유로, PUCCH 정보를 전송할 시점에 SU-MIMO가 적용된 PUSCH 전송이 예정되어 있다면, 제어 채널 정보를 드랍(dropping)하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, SU-MIMO인 경우에 데이터만을 PUSCH를 통해 전송할 수 있다. 한편, 도 15는 PUCCH 정보를 포기하는 경우를 예시했지만, SU-MIMO 등의 이유로 데이터와 PUCCH 정보의 다중화가 어려운 경우, PUSCH를 통한 데이터 전송을 포기할 수 있다. 데이터의 경우, HARQ, ARQ 기법에 의해 재전송이 가능하므로 전송 신뢰도가 보장될 수 있다.
도 16 및 도 17은 복수의 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 복수의 DL CC를 통해 하향링크 정보를 수신하는 경우, 도 13 내지 도 15에서 예시한 상향링크 전송 모드에서, 단말은 복수의 하향링크 데이터 수신에 대한 ACK/NACK 정보 및 복수의 DL CC에 대한 하향링크 채널 정보를 해당 UL CC를 통해 상향링크 전송할 수 있다. 그러나, 앞에서 언급한 바와 같이, LTE-A 단말이라 하더라도 상황(예, 셀 경계에 위치)에 따라 전력 문제가 발생하여, 좋은 PAPR/CM 특성을 위해 어쩔 수 없이 복수의 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지해야 할 필요가 있을 수 있다. 이 경우, 단말은 복수의 하향링크 데이터 수신에 대한 ACK/NACK 정보 및 복수의 DL CC에 대한 하향링크 채널 정보를 (가용한/할당된) 전체 UL CC 또는 UL CC 그룹 중에서 하나의 UL CC만을 통해 상향링크 전송하는 것을 고려할 수 있다. 일 예로, 기지국은 (가용한/할당된) 전체 UL CC 또는 UL CC 그룹 중에서 하나의 UL CC를 통해서만 데이터 전송을 할 수 있도록 해당 단말에게 알려줄 수 있다. 이 경우, 해당 단말은 기지국으로부터 시그널링 받은 UL CC의 PUSCH를 통해서만 상향링크 데이터 전송을 수행하면 된다. 이 때, 다른 UL CC의 PUCCH를 통해서 전송되어야 할 제어 정보가 있다면, 이러한 제어 정보를 시그널링 받은 PUSCH에 다중화하여 전송할 수 있다. 한편, 서로 다른 UL CC의 PUCCH가 하나의 PUSCH로 다중화된 경우, PUSCH는 다중화된 PUCCH와 연관된 UL CC를 지시하기 위한 식별 정보를 더 포함할 수 있다.
도 16(a)는 전체 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 도 16(a)를 참조하면, UL CC2 뿐만이 아닌 다른 UL CC (UL CC1, UL CC4)의 PUCCH를 통해서 전송되어야 하는 제어 정보까지도 UL CC2의 PUSCH를 통해서 데이터와 함께 전송될 수 있다. 이러한 방법을 통해, 단말은 단일 반송파 특성을 유지하면서 복수의 UL CC에 대한 제어 채널 정보와 데이터를 동시에 전송할 수 있다. 다중화된 신호를 전송하는 UL CC는 해당 시점에 PUSCH 전송을 할당 받은 UL CC일 수 있다. 이 경우, 다중화된 신호를 전송하는 UL CC는 상향링크 스케줄링 명령에 따라 변경될 수 있다. 또한, 다중화된 신호를 전송하는 UL CC는 상향링크 신호를 전송하기 위해 선택된 특정 UL CC일 수 있다. 특정 UL CC는 RRC 시그널링을 통해 단말에게 지시될 수 있다. 이 경우, 상향링크 스케줄링 명령은 반드시 특정 UL CC를 지시하도록 제한되거나, 스케줄링된 UL CC에 관한 정보를 포함하지 않을 수 있다.
만약, 단일 반송파 특성을 유지해야 하는 단말이 복수의 UL CC를 통한 PUCCH 전송이 필요한 경우임에도 전송할 데이터가 없이 데이터 전송을 위한 PUSCH를 할당 받지 못할 수 있다. 이 경우, 제어 채널 정보들만을 다중화하기 위해 PUSCH를 할당할 것을 고려할 수 있다. 따라서, 복수의 UL CC에서 PUCCH를 통해 전송될 제어 채널 정보들만을 다중화하여 해당 PUSCH를 통해서 전송될 수 있다. 일 예로, UL CC2의 PUSCH는 데이터 전송이 아닌 제어 채널들만을 전송하기 위해 할당되었다고 생각될 수 있다. 이 때, 해당 PUSCH가 데이터 전송이 아닌 제어 채널들만을 전송하는데 사용된다는 것을 알려주는 정보를 PUSCH 할당을 위한 상향링크 스케줄링 그랜트를 통해 알려줄 수 있다. 특징적으로, PUSCH의 용도에 대한 정보는 1-비트 정보일 수 있다. 1-비트 정보를 통해 해당 PUSCH가 재어 채널들만을 전송하기 위해 사용되는 PUSCH인지 여부를 시그널링할 수 있다. 다른 예로, 복수의 UL CC를 통해 복수의 PUCCH 전송이 필요한 경우임에도 전송할 데이터가 없는 경우, 복수의 PUCCH 정보는 하나의 특정 PUCCH로 다중화되어 전송될 수 있다(미도시). 이 경우, 상기 하나의 특정 PUCCH는 다중화된 PUCCH 정보와 연관된 CC를 지시하기 위한 식별 정보를 더 포함할 수 있다.
도 16(b)는 UL CC 그룹 단위로 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 도 16(b)를 참조하면, 두 개의 UL CC 그룹이 존재하고(UL CC 그룹 1: UL CC0 ~ ULCC1 / UL CC 그룹 2: UL CC2 ~ ULCC4), 각 UL CC 그룹에서 제어 정보는 UL CC1 및 UL CC3의 PUSCH를 통해 상향링크 전송될 수 있다. UL CC 그룹의 개수, 각 UL CC 그룹을 구성하는 UL CC의 개수/인덱스는 채널 상황 또는 네트워크 설정 등에 따라 반-정적 또는 동적으로 설정될 수 있다. UL CC 그룹에 대한 정보는 방송 채널, RRC 시그널링, 하향링크 제어 채널(예, PDCCH) 등을 통해 단말에게 지시될 수 있다.
도 17은 다중 안테나를 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에 복수의 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다. 도 17(a) 및 도 17(b)는 각각 도 16(a) 및 도 16(b)의 경우에 대응된다. 다중 안테나를 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에 단일 반송파 특성을 유지하는 방법은 기본적으로 도 15에서 설명한 것과 동일하다. 도 17(a)는 UL CC2의 PUSCH 전송에 다중 안테나 전송 기법(예, SU-MIMO)이 사용되지 않는 경우를 예시한다. 이 경우, UL CC2를 포함하여 다른 UL CC의 제어 정보는 UL CC2의 PUSCH로 다중화되어 상향링크 전송될 수 있다. 도 17(b)는 UL CC 그룹 1(UL CC0 ~ UL CC1)에는 다중 안테나 전송 기법(예, SU-MIMO)가 적용되지 않고, UL CC 그룹 2(UL CC2 ~ UL CC4)에는 다중 안테나 전송 기법(예, SU-MIMO)이 적용된 경우를 가정한다. UL CC 그룹 1을 통한 상향링크 전송은 도 16(b)에서 예시한 것과 동일하다. 그러나, UL CC 그룹 2의 경우에는 도 15에서 예시한 바와 같이, 데이터와 PUCCH 정보의 다중화가 필요한 경우에 PUCCH 정보를 드랍(dropping)할 수 있다. 즉, SU-MIMO인 경우에 데이터만을 PUSCH를 통해 전송할 수 있다. 도 17(b)는 PUCCH 정보를 포기하는 경우를 예시했지만, SU-MIMO 등의 이유로 데이터와 PUCCH 정보의 다중화가 어려운 경우, PUSCH를 통한 데이터 전송을 포기할 수 있다. 데이터의 경우, HARQ, ARQ 기법에 의해 재전송이 가능하므로 전송 신뢰도가 보장될 수 있다.
도 18은 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국과 단말을 예시한다.
도 18을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(110)의 일부이고 수신기는 단말(120)의 일부이다. 상향링크에서 송신기는 단말(120)의 일부이고 수신기는 기지국(110)의 일부이다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적 인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 반송파 집성 환경에서 상향링크 전송을 위한 방법 및 장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 나타낸다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격에 기초한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 구조를 예시한다.
도 3은 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다.
도 4는 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 단일 콤포넌트 반송파 상황에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 6은 LTE 시스템에서 물리 채널을 이용한 신호 전송을 예시한다.
도 7은 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 8은 LTE 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 예를 나타낸다.
도 9는 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말의 상향링크 전송 모드를 시그널링하는 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 시그널링 받은 상향링크 전송 모드에 따라 상향링크 전송을 수행하는 예를 나타낸다.
도 13은 UL CC별로 다중 반송파 특성을 허용하는 경우를 예시한다.
도 14는 UL CC별로 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다.
도 15는 다중 안테나를 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에 UL CC별로 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다.
도 16은 복수의 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다.
도 17은 다중 안테나를 통해 상향링크 전송을 수행하는 경우에 복수의 UL CC에 대해 단일 반송파 특성을 유지하는 경우를 예시한다.
도 18은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 상향링크 전송하는 방법에 있어서,
    신호를 기지국으로 전송하는데 사용되는 상향링크 전송 모드를 제1 전송 모드 또는 제2 전송 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 단계;
    복수의 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 통해 상기 기지국으로 전송할 복수의 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 신호를 스위칭된 상향링크 전송 모드에 따라 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 다중 반송파 특성을 허용하고, 상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 전송되는 신호에 대해 단일 반송파 특성을 요구하는 상향링크 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상향링크 전송 모드는 RRC(Radio Resource Control) 메시지 또는 하향링크 제어 채널을 통해 시그널링된 정보를 이용하여 스위칭되는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 CC는 상향링크 전 대역에 포함된 복수의 CC 그룹 중 어느 하나 의 CC 그룹을 구성하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 둘 이상의 물리 채널이 동시에 전송되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전송 모드는 동일한 CC를 통해 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)와 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 동시에 전송되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전송 모드는 상기 복수의 CC를 통해 하나의 물리 채널만이 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물리 채널은 PUSCH 또는 PUCCH인 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 상향링크 전송하는 방법에 있어서,
    각각의 제어 신호가 서로 다른 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)와 관련된 복수의 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 복수의 제어 신호를 특정 상향링크 콤포넌트 반송파(UpLink Component Carrier; UL CC) 내의 물리 채널로 다중화하는 단계; 및
    상기 특정 UL CC 내의 물리 채널을 통해 상기 복수의 제어 신호를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각각의 제어 신호는 본래 서로 다른 UL CC를 통해 전송되도록 예정된 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 각각의 제어 신호는 본래 서로 다른 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송되도록 예정된 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 물리 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 물리 채널은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 PUSCH는 데이터 없이 상기 복수의 제어 신호만을 다중화하도록 시그널링된 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제어 신호를 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널로 다중화하는 것은 전체 UL CC를 대상으로 수행되는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제어 신호를 상기 특정 UL CC 내의 물리 채널로 다중화하는 것은 UL CC 그룹 단위로 수행되는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 방법.
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