KR101235967B1

KR101235967B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101235967B1
Application number: KR1020117001199A
Authority: KR
Inventors: 이문일; 김소연; 정재훈; 고현수; 한승희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2013-02-21
Also published as: CN102106096B; US20110122825A1; EP2424320A1; EP2308179A4; EP2424320B1; WO2010011104A2; EP2308179A2; EP2308179B1; CN102106096A; US8824366B2; WO2010011104A3; KR20110030607A; KR20100011879A

Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의한 데이터 수신 방법 및 장치가 제공된다. 상기 데이터 수신 방법은 제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 검출하고, 상기 제어정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신하는 것을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF RECEIVING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 데이터 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에 있어서, 일반적으로 하나의 기지국은 다수의 단말에게 서비스를 제공한다. 기지국은 다수의 단말에 대한 사용자 데이터를 스케줄링하고, 상기 사용자 데이터에 대한 스케줄링 정보를 담은 제어정보(Control Information)를 사용자 데이터와 함께 전송한다. 일반적으로 상기 제어정보를 나르는 채널을 제어채널이라 하고, 사용자 데이터를 나르는 채널을 데이터 채널이라 한다. 단말은 제어채널을 모니터링하여 자신의 제어정보를 찾고, 상기 제어정보를 이용하여 자신의 데이터를 처리한다.

단말이 자신에게 할당된 사용자 데이터를 수신하기 위해서는 제어채널 상의 사용자 데이터에 대한 제어정보를 반드시 수신해야 한다. 그런데 주어진 대역폭에서 복수의 단말의 제어정보들은 하나의 전송 간격(transmission interval) 내에서 다중화(multiplexing)되는 것이 일반적이다. 즉 기지국은 다수의 단말에게 서비스를 제공하기 위해 다수의 단말에 대한 제어정보를 다중화하여 다수의 제어채널을 통해 전송한다. 단말은 다수의 제어채널들 중 자신의 제어채널을 찾는다.

다중화된 제어정보들 중에서 특정 제어정보를 검출하는 기법 중 하나가 블라인드 디코딩(blind decoding)이다. 블라인드 디코딩은 단말이 제어채널의 복구에 필요한 정보가 없는 상태에서 여러 조합의 정보를 이용하여 제어채널을 복구하기 위한 시도를 하는 것이다. 즉, 단말은 기지국으로부터 전송된 제어정보들이 자신의 제어정보인지 아닌지 알지 못하고, 자신의 제어정보가 어느 부분에 위치하는지 모르는 상태에서 자신의 제어정보를 찾을 때까지 단말이 주어진 모든 제어정보들을 디코딩한다. 단말이 자신의 제어정보인지 여부를 판별하기 위해서는 단말의 고유 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 각 단말의 제어정보를 다중화시킬 때 각 단말의 고유 식별자를 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 마스킹시켜서 전송할 수 있다. CRC는 에러 검출에 사용되는 부호(code)이다. 단말은 수신한 제어정보의 CRC에 자신의 고유 식별자를 디마스킹한 후, CRC 체크를 하여 자신의 제어정보인지 아닌지 여부를 판단할 수 있다.

만약 단말이 다중화된 제어정보들로부터 자신의 제어정보를 올바르게 검출하지 못하면, 데이터 채널 상의 사용자 데이터를 디코딩할 수 없다. 따라서, 제어정보의 빠르고 정확한 검출은 전체 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다고 할 수 있다. 하지만, 단순한 블라인드 디코딩만으로는 제어정보의 검출에 어려움이 있을 수 있다. 각 단말마다 서로 다른 제어정보를 필요로 할 수 있고, 다른 코드율(code rate)을 사용하는 채널 인코딩 방법을 사용할 수 있으므로, 제어정보의 크기는 각 단말마다 서로 다를 수 있다. 따라서, 제어정보가 전송되는 제어영역(control region) 내에서 블라인드 디코딩을 시도하기 위한 횟수가 예기치 않게 많아질 수 있다. 검출 시도 횟수가 많아질수록 단말의 배터리 소모는 증가한다.

한편, ITU(International Telecommunication Union)에서는 3세대 이후의 차세대 이동 통신 시스템으로 하향링크 1Gbps(Gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(Megabits per second)인 고속의 전송률을 제공하여 IP(internet protocol) 기반의 멀티미디어 심리스(seamless) 서비스를 지원하는 것을 목표로 하는 IMT-A(International Mobile Telecommunication-Advanced) 시스템의 표준화를 진행하고 있다. 3GPP에서는 IMT-A 시스템을 위한 후보 기술로 3GPP LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 시스템을 고려하고 있다. LTE-A 시스템은 LTE 시스템의 완성도를 높이는 방향으로 진행되고, LTE 시스템과 하위 호환성(backward compatibility)을 유지할 것으로 예상되고 있다. LTE-A 시스템과 LTE 시스템과 호환성을 두는 것이 사용자의 입장에서 편리하고, 사업자의 입장에서도 기존 장비의 재활용을 도모할 수 있기 때문이다.

따라서, LTE-A와 같은 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국이 효율적으로 제어정보를 전송하고, 단말은 제어정보를 이용하여 효율적으로 데이터를 수신하는 방법을 제공할 필요가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 효율적인 데이터 수신 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 데이터 수신 방법이 제공된다. 상기 데이터 수신 방법은 제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 검출하고, 상기 제어정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신하는 것을 포함한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임은 상기 제1 서브프레임을 포함한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임은 복수의 연속한 서브프레임들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 서브프레임과 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임은 서로 다른 시간에 전송된다.

바람직하게는, 상기 제어 정보는 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임을 지시하는 서브프레임 정보를 포함한다.

바람직하게는, 상기 서브프레임 정보는 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임의 개수를 포함한다.

바람직하게는, 상기 서브프레임 정보는 오프셋 필드를 포함한다.

바람직하게는, 상기 오프셋 필드는 상기 제1 서브프레임과 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임 중 어느 하나의 서브프레임 사이의 오프셋을 지시한다.

바람직하게는, 상기 오프셋 필드는 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임 중 2개의 인접한 서브프레임들 사이의 오프셋을 지시한다.

바람직하게는, 상기 오프셋 필드는 시간 영역(time domain)에서의 오프셋 또는 주파수 영역(frequency domain)에서의 오프셋 중 어느 하나를 지시한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 제2 서브프레임 내의 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel) 상으로 전송되는 제어 포맷 지시자(CFI; Control Format Indicator)는 특정 값(specific value)을 가진다.

다른 양태에 있어서, 단말이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH를 검출하고, 상기 제어정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신하도록 구성된다.

또 다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 데이터 전송 방법이 제공된다. 상기 데이터 전송 방법은 제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH를 검출하고, 상기 제어정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 전송하는 것을 포함한다.

무선 통신 시스템에서 효율적으로 데이터를 수신하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.
도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널 간의 맵핑(mapping)을 나타낸다.
도 6은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널 간의 맵핑을 나타낸다.
도 7은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 8은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 9는 무선 프레임과 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 10은 REG들에 PCFICH가 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 11은 REG들에 PCFICH와 PHICH가 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 12는 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 LTE 단말과 LTE-A 단말의 PDCCH를 통한 데이터 할당 방법을 나타낸다.
도 15는 오프셋을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법의 예를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 17은 LTE-A 단말의 PDCCH를 기반으로 하는 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)는 적어도 하나의 기지국(110; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(110)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(105a, 105b, 105c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(120; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(110)은 일반적으로 단말(120)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(110)에서 단말(120)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(120)에서 기지국(110)으로의 통신을 의미한다. 상향링크에서 단말(120)은 적어도 하나의 송신기를 포함하고, 기지국(110)은 적어도 하나의 수신기를 포함한다. 하향링크에서 기지국(110)은 적어도 하나의 송신기를 포함하고, 단말(120)은 적어도 하나의 수신기를 포함한다.

무선 통신 시스템(100)은 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 송신 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.

이하에서, 송신 안테나는 하나의 스트림을 전송하는 데 사용되는 논리적 또는 물리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 스트림을 수신하는 데 사용되는 논리적 또는 물리적 안테나를 의미한다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF(Radio Frequency) unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 송신 및/또는 수신한다.

프로세서(51)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(52)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(53)은 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 메모리(52)에 저장되고, 프로세서(51)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(51)와 연결될 수 있다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (Open System Interconnection, OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다. 제1 계층은 물리계층(PHY(physical) layer)이다. 제2 계층은 MAC(Medium Access Control) 계층, RLC(Radio Link Control) 계층 및 PCDP(Packet Data Convergence Protocol) 계층으로 분리될 수 있다. 제3 계층은 RRC(Radio Resource Control) 계층이다.

도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 3 및 4를 참조하면, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 물리계층은 상위에 있는 MAC 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 물리계층은 전송채널을 이용하여 MAC 계층 및 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다.

MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC 계층에게 서비스를 제공한다. RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. PDCP 계층은 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

RRC 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer, 이하 RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 5는 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널 간의 맵핑(mapping)을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12) Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)의 6.1.3.2절을 참조할 수 있다.

도 5를 참조하면, PCCH(Paging Control Channel)는 PCH(Paging Channel)에 맵핑되고, BCCH(Broadcast Control Channel)은 BCH(Broadcast Channel) 또는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)에 맵핑된다. CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel), MCCH(Multicast Control Channel) 및 MTCH(Multicast Traffic Channel)는 DL-SCH에 맵핑된다. MCCH와 MTCH는 MCH(Multicast Channel)에도 맵핑된다.

각 논리채널 타입은 어떤 종류의 정보가 전송되는가에 따라 정의된다. 논리채널은 제어채널과 트래픽 채널 2종류가 있다.

제어채널은 제어 평면 정보의 전송에 사용된다. BCCH는 시스템 제어정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보를 전송하는 하향링크 채널로, 네트워크가 단말의 위치를 모를 때 사용한다. CCCH는 단말과 네트워크 간의 제어정보를 전송하는 채널로, 단말이 네트워크와 RRC 연결이 없을 때 사용한다. MCCH는 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 제어정보를 전송하는 데 사용되는 점대다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말들에게 사용된다. DCCH는 단말과 네트워크 간의 전용 제어정보를 전송하는 점대점 양방향 채널이며, RRC 연결을 갖는 단말에 의해 사용된다.

트래픽 채널은 사용자 평면 정보의 전송에 사용된다. DTCH는 사용자 정보의 전송을 위한 점대점 채널이며, 상향링크와 하향링크 모두에 존재한다. MTCH는 트래픽 데이터의 전송을 위한 점대다 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말에게 사용된다.

전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. BCH는 셀 전 영역에서 브로드캐스트되고 고정된 미리 정의된 전송 포맷을 가진다. DL-SCH는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)의 지원, 변조, 코딩 및 전송파워의 변화에 의한 동적 링크 적응의 지원, 브로드캐스트의 가능성, 빔포밍의 가능성, 동적/반정적(semi-static) 자원 할당 지원, 단말 파워 절약을 위한 DRX(Discontinuous Reception) 지원 및 MBMS 전송 지원으로 특징된다. PCH는 단말 파워 절약을 위한 DRX 지원, 셀 전 영역에의 브로드캐스트로 특징된다. MCH는 셀 전 영역에의 브로드캐스트 및 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지원으로 특징된다.

도 6은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널 간의 맵핑을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12)의 5.3.1절을 참조할 수 있다.

도 6을 참조하면, BCH는 PBCH(Physical Broadcast Channel)에 맵핑되고, MCH는 PMCH(Physical Multicast Channel)에 맵핑되고, PCH와 DL-SCH는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에 맵핑된다. PBCH는 BCH 전송 블록(transport block)을 나르고, PMCH는 MCH를 나르고, PDSCH는 DL-SCH와 PCH를 나른다.

물리계층에서 사용되는 몇몇 하향링크 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(Physical Downlink Control Channel)는 단말에게 PCH와 DL-SCH의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ 정보에 대해 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)는 단말에게 서브프레임 내에서 PDCCH들의 전송에 사용되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 수를 알려준다. PCFICH는 서브프레임마다 전송된다. PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다.

도 7은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 무선 프레임(Radio Frame)은 10개의 서브프레임(Subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(Slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 0번부터 19번까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)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 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 8은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.

도 8을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N^DL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N^DL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(Resource Element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k, ℓ)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N^DL×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, ℓ(ℓ=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.

여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.

도 9는 무선 프레임과 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임을 포함하고, 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 노멀 CP의 경우, 서브프레임은 14개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장된 CP의 경우, 서브프레임은 12개의 OFDM 심벌을 포함한다. 매 무선 프레임마다 동기화 채널(Synchronization channel, SCH)이 전송된다. 동기화 채널은 셀 탐색(cell search)을 위한 채널이다. 셀 탐색은 단말이 셀과 시간 동기화 및 주파수 동기화를 획득하고 셀 ID(identifier)를 검출하는 과정이다. 동기화 채널에는 P(Primary)-SCH와 S(Secondary)-SCH가 있다. P-SCH는 무선 프레임 내 0번 서브프레임 및 5번 서브프레임의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심벌을 통해 전송된다. 노멀 CP의 경우, 서브프레임 내 6번 OFDM 심벌이고, 확장된 CP의 경우, 서브프레임 내 5번 OFDM 심벌이다. S-SCH는 P-SCH가 전송되는 OFDM 심벌의 바로 앞 OFDM 심벌을 통해 전송된다.

매 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌(0, 1 및 2번 OFDM 심벌)들이 PDCCH가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH가 할당되는 데이터영역(data region)이 된다. 제어영역에는 PDCCH 이외에도 PCFICH, PHICH 등의 제어채널이 할당될 수 있다. 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 디코딩하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터 정보를 읽을 수 있다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하다. 제어정보의 양에 따라 0번 OFDM 심벌, 0 및 1번 OFDM 심벌 또는 0 내지 2번 OFDM 심벌을 통해 PDCCH가 전송된다. PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 매 서브프레임마다 변경될 수 있다. 서브프레임에서 PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 PCFICH를 통해 알 수 있다.

PCFICH는 매 서브프레임마다 첫 번째 OFDM 심벌(0번 OFDM 심벌)을 통해 전송된다. PCFICH는 하나의 안테나를 통해 전송되거나, 전송 다이버시티 기법으로 전송될 수 있다. 단말은 서브프레임 수신 시, PCFICH를 통해 전송되는 제어정보를 확인한 후, PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 수신한다.

PCFICH를 통해 전송되는 제어정보를 CFI(Control Format Indicator)라고 한다. 예를 들어, CFI 값이 1, 2 또는 3일 수 있고, CFI 값은 서브프레임에서 PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 나타낼 수 있다. 즉, CFI가 2면, 서브프레임에서 PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수는 2이다. 다만, 이는 예시일 뿐, CFI가 나타내는 정보는 대역폭에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예를 들어, 대역폭이 특정 임계치(threshold value)보다 작은 경우, CFI 값 1, 2, 3은 각각 서브프레임에서 PDCCH 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수가 2, 3, 4임을 나타낼 수 있다.

다음 표는 CFI와 CFI에 대해 채널 코딩을 수행하여 생성된 32 비트 CFI 코드워드의 예를 나타낸다.

CFI	CFI codeword <b₀, b₁, …, b₃₁>
1	<0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1>
2	<1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0>
3	<1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1>
4 (Reserved)	<0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0>

CFI 코드워드는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 이용하여 변조될 수 있다. 이 경우, 32 비트 코드워드는 16개의 심벌로 변조된다. 따라서, PCFICH 전송에는 16 부반송파가 사용된다.

자원요소 그룹(Resource Element Group, 이하 REG)은 자원요소에의 제어채널 맵핑을 정의하기 위해 사용된다. 하나의 REG는 참조신호(reference signal) 전송에 사용되는 자원요소를 제외한 4개의 자원요소로 구성될 수 있다. 서브프레임 내 첫 번째 OFDM 심벌에서는 하나의 자원블록 내 2개의 REG가 있다.

PCFICH 전송에 16 부반송파가 사용되므로, PCFICH 전송에는 4개의 REG가 사용될 수 있다. PCFICH가 맵핑되는 REG는 주파수 영역에서 주파수 영역에서 자원블록의 개수에 따라 달라질 수 있다. PCFICH의 셀 간 간섭을 방지하기 위해, PCFICH가 맵핑되는 REG를 셀 ID에 따라 주파수 영역에서 천이(shift)시킬 수 있다.

도 10은 REG들에 PCFICH가 맵핑되는 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, PCFICH는 4개의 REG를 통해 전송되고, PCFICH가 맵핑되는 각 REG는 서로 이격되어 있다. 그리고, PCFICH가 맵핑되는 REG는 셀 ID에 따라 주파수 영역에서 천이된다.

다음, PHICH를 설명한다.

복수의 PHICH는 하나의 PHICH 그룹을 형성하여, 동일한 REG에 맵핑된다. PHICH 그룹 내 PHICH들은 서로 다른 시퀀스에 의해 구분될 수 있다. 예를 들어, 서로 직교하는 시퀀스들을 사용할 수 있다. 하나의 PHICH 그룹은 복수의 단말들에 대한 PHICH 채널들을 포함한다. 하나의 서브프레임 내에는 복수의 PHICH 그룹이 만들어질 수 있다. 예를 들어, PHICH를 통해 전송되는 ACK/NACK 정보는 3번 반복되고, 4배로 스프레딩되어 12개의 심벌을 형성할 수 있다. 이 경우, PHICH 전송에는 3개의 REG가 사용될 수 있다.

도 11은 REG들에 PCFICH와 PHICH가 맵핑되는 예를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 3개의 PHICH 그룹이 있다. 각 PHICH 그룹은 PCFICH가 맵핑되지 않는 REG에 맵핑된다. 각 PHICH 그룹은 3개의 REG를 통해 전송된다. 각 PHICH 그룹이 맵핑되는 REG는 셀 ID에 따라 주파수 영역에서 천이된다. 주파수 ㅇ영역의 천이를 통해 PHICH의 셀 간 간섭을 방지할 수 있다.

다음, PDCCH를 설명한다.

제어영역은 복수의 CCE(control channel elements)인 논리적인 CCE 열로 구성된다. 이하, CCE 열은 하나의 서브프레임 내에서 제어영역을 구성하는 전체 CCE들의 집합이다. CCE는 복수의 REG에 대응된다. 예를 들어, CCE는 9 REG에 대응될 수 있다.

복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있다. PDCCH는 스케줄링 그랜트(grant), 전력 제어(power control) 등과 같은 제어정보(control information)를 나른다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집단(aggregation) 상으로 전송된다. CCE 집단을 구성하는 CCE의 수(Number of CCEs)에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다. 이하, PDCCH 전송을 위해 사용되는 CCE의 수를 CCE 집단 레벨(aggregation level)이라 한다. 또한, CCE 집단 레벨은 PDCCH를 검색하기 위한 CCE 단위이다. CCE 집단 레벨의 크기는 인접하는 CCE들의 수로 정의된다. 예를 들어, CCE 집단 레벨은 {1, 2, 4, 8}의 원소일 수 있다.

다음 표는 CCE 집단 레벨에 따른 PDCCH의 포맷, 가능한 PDCCH의 비트 수의 예를 나타낸다.

PDCCH format	CCE aggregation level	Number of resource element groups	Number of PDCCH bits
0	1	9	72
1	2	18	144
2	4	36	288
3	8	72	576

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, 이하 DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 파워 제어 명령(power control command) 등을 나른다. DCI 포맷에 따라 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보의 크기와 용도가 달라진다.

다음 표는 DCI 포맷의 예를 나타낸다.

DCI format	Objectives
0	Scheduling of PUSCH
1	Scheduling of one PDSCH codeword
1A	Compact scheduling of one PDSCH codeword
1B	Closed-loop single-rank transmission
1C	Paging, RACH response and dynamic BCCH
1D	MU-MIMO
2	Scheduling of closed-loop rank-adapted spatial multiplexing mode
2A	Scheduling of open-loop rank-adapted spatial multiplexing mode
3	TPS commands for PUCCH and PUSCH with 2bit power adjustments
3A	TPC commands for PUCCH and PUSCH with single bit power adjustments

DCI 포맷 0은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 스케줄링, DCI 포맷 1은 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 1A는 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 1B는 폐루프(closed-loop) 랭크 1인 전송 모드에서 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 1C는 페이징, 랜덤 액세스 응답(RACH response) 및 동적 BCCH를 위해 사용된다. DCI 포맷 1D는 MU(multi-user)-MIMO 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 2는 폐루프 랭크 적응적인 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 2A는 개루프(Open-loop) 랭크 적응적인 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위해 사용된다. DCI 포맷 3과 3A는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 및 PUSCH를 위한 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위해 사용된다.

각각의 DCI 포맷은 복수의 정보 필드로 구성된다. 다음 표는 DCI 포맷 1을 구성하는 정보 필드들의 예이다.

Information fields	# of bits	Information
Resource allocation header	1bit	Resource allocation type 0/ type 1
Resource block assignment	variable	# of bits can be different according to the bandwidth size
MCS	5bits	Modulation order and channel coding rate
HARQ process number	3bits	Maximum 8 HARQ process due to N-channel stop-and-wait
New data indicator (NDI)	1bit	If toggled, indicates new data transmission
Redundancy version (RV)	2bits	Starting point of the channel codes for HARQ
TPC command for PUCCH	2bits	For uplink power control
Downlink Assignment Index	2bits	TDD only

여기서, 자원할당 헤더 필드는 자원 할당 타입을 지시한다. 자원블록 할당 필드의 크기는 대역폭 크기에 따라 달라질 수 있다. MCS(Modulation and Coding Scheme) 필드는 변조 차수(order)와 채널 부호화율을 지시한다. HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 프로세스 번호 필드는 최대 8까지 지시할 수 있다. 새 데이터 지시자(New data indicator, NDI) 필드가 토글되면 새로운 데이터 전송임을 지시한다. 리던던시 버전(Redundancy version, RV) 필드는 HARQ 채널코드의 시작점을 나타낸다. TPC 명령(TPC command) 필드는 상향링크 전력 제어를 위한 정보를 지시한다. 하향링크 할당 인덱스 필드는 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서만 사용된다. 각 정보 필드의 비트 크기는 예시일 뿐, 정보 필드의 비트 크기를 제한하는 것은 아니다.

도 12는 PDCCH의 구성을 나타낸 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 단계 S110에서, 기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 에러 검출(error detection)을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 부가한다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PCH를 통해 전송되는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. DL-SCH를 통해 전송되는 시스템 정보(system information)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, 예를 들어, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위한 것이라면 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

단계 S120에서, CRC가 부가된 제어정보를 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 단계 S130에서, 전송률 매칭(rate matching)을 수행한다. 단계 S140에서, 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 단계 S150에서, 변조 심벌들을 물리적인 자원요소에 맵핑한다.

하나의 서브프레임 내에서 여러 단말에 대한 복수의 PDCCH가 다중화되어 전송될 수 있다. 도 12에서 설명한 PDCCH 구성 과정은 각 PDCCH마다 독립적으로 수행된다. 기지국은 단말에게 서브프레임 내에서 할당된 제어영역에서 상기 단말의 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 따라서, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링(monitoring)하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 모니터링이란 단말이 모니터링되는 모든 DCI 포맷에 따라 각 PDCCH의 디코딩을 시도하는 것을 말한다. 이를 블라인드 디코딩(blind detection)이라 한다. 예를 들어, 만약 PDCCH 후보로 자신의 C-RNTI를 디마스킹한 후 CRC 체크를 하여 CRC 에러가 검출되지 않으면 단말은 자신의 PDCCH로 검출하는 것이다.

지금까지 설명된 제어채널에서, 하나의 PDCCH는 상기 하나의 PDCCH가 전송되는 하나의 서브프레임 내에서만 유효하다. 따라서, 단말은 자신에게 전송되는 PDCCH를 수신하기 위해서는 매 서브프레임마다 제어영역에 존재하는 모든 CCE에 대해 블라인드 디코딩을 수행해야 한다. 단말은 어떤 PDCCH 포맷이 전송될지 모르므로, 매 서브프레임 내에서 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 PDCCH 포맷으로 PDCCH를 모두 디코딩해야 한다. 단말은 자신을 위한 PDCCH가 몇 개의 CCE를 사용하는지 모르기 때문에 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 모든 CCE 집단 레벨로 검출을 시도해야 한다.

그런데, 단말이 연속적으로 데이터를 수신하는 경우에도 기지국은 매 서브프레임마다 PDCCH를 전송하고, 단말 역시 매 서브프레임마다 PDCCH를 블라인드 디코딩을 하는 것은 매우 비효율적이다. 이는 한정된 무선자원을 낭비하고, 단말의 전력 소모를 불필요하게 늘리기 때문이다. 또한, 각 서브프레임 내에서 가능한 PDCCH 전송의 개수가 달라 PHICH와 PCFICH가 PDCCH 영역에서 REG 자원을 공유하므로, 이에 따른 제한된 PDCCH 자원은 잠재적인 스케줄링 제한(scheduling restriction)을 불러 일으킬 수 있다. 따라서, PDCCH는 낮은 PDCCH 오버헤드(overhead)를 가지면서 적절하게 다른 서브프레임으로 배분될 필요가 있다.

따라서, 하나의 PDCCH로 여러 서브프레임 동안 자원을 할당할 필요가 있다. 또는, PDCCH가 PDCCH 오버헤드가 낮은 서브프레임에서 전송되도록 자원을 할당할 수 있다. 또는, 가능한 PDCCH 자원은 잠재적인 PDSCH 스케줄링 제한을 피하기 위하여 가능한 PDCCH 자원이 커지도록 자원을 할당할 수 있다. 즉, 하나의 PDCCH는 여러 서브프레임 동안 또는 다른 서브프레임에서 유효할 수 있다. 이하, 하나의 PDCCH로 여러 서브프레임 동안 자원을 할당하거나 다른 서브프레임에 자원을 할당하는 다중 서브프레임 할당 방법 및 단말이 PDCCH를 이용한 데이터 수신 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 지금까지 설명한, PDCCH가 PDCCH가 전송되는 서브프레임 내에서만 유효한 프레임 구조를 LTE 프레임 구조라 하고, LTE 프레임 구조가 적용되는 단말을 LTE 단말(LTE_UE)이라 한다. 또, 하나의 PDCCH가 여러 서브프레임 동안 또는 다른 서브프레임에 데이터를 할당할 수 있는 프레임 구조를 LTE-A 프레임 구조라 하고, LTE-A 프레임 구조가 적용되는 단말을 LTE-A 단말(LTE_A_UE)라 한다. LTE 단말과 LTE-A 단말은 서로 호환성을 유지하는 것이 바람직하므로, 기지국이 LTE 단말과 LTE-A 단말에 동시에 PDCCH 전송이 가능한 방법을 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 단말은 제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH를 검출한다(S210). 단말은 상기 제어정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신한다(S220).

이하 설명의 편의를 위해, 제1 서브프레임은 PDCCH가 전송되는 서브프레임이고, 제2 서브프레임은 제1 서브프레임에서 전송된 PDCCH가 유효한 서브프레임으로 한다. 제2 서브프레임은 제1 서브프레임과 제1 서브프레임에 후속하는 하나 이상의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또한, 제2 서브프레임은 복수의 서브프레임이 자원 할당을 위하여 제2 서브프레임으로 사용되는 경우 연속하거나 불연속할 수 있다.

제어정보는 데이터 수신을 위한 스케줄링 정보 외에도 제2 서브프레임을 지시하는 서브프레임 정보를 더 포함할 수 있다. 서브프레임 정보는 상기 제2 서브프레임의 개수를 포함할 수 있다.

또한, 서브프레임 정보는 오프셋 필드를 포함할 수 있다. 상기 오프셋 필드는 제1 서브프레임과 제2 서브프레임 중 어느 하나인 제3 서브프레임 사이의 오프셋을 지시한다. 또는, 상기 오프셋 필드는 제2 서브프레임 내의 두 개의 인접한 서브프레임 사이의 오프셋을 지시할 수 있다. 상기 서브프레임 정보는 복수의 오프셋 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브프레임이 n번 서브프레임이고, 제2 서브프레임이 n+2번 서브프레임과 n+5번 서브프레임인 경우를 가정한다. 이 경우, 서브프레임 정보는 2개의 오프셋 필드를 포함할 수 있다. 각 오프셋 필드는 (2, 5)와 같이 복수의 제2 서브프레임 각각과 제1 서브프레임 사이의 오프셋을 지시할 수 있다. 또는, 2개의 오프셋 필드는 (2, 3)과 같이 제1 서브프레임과 제2 서브프레임 중 어느 하나 사이의 오프셋 및 서브프레임 순서에 따른 제2 서브프레임들 사이의 오프셋을 지시할 수 있다.

서브프레임 정보는 하나의 오프셋을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브프레임이 n번 서브프레임이고 오프셋이 3인 경우, n+3번, n+6번 서브프레임과 같이 제2 서브프레임들이 규칙적으로 위치할 수 있다.

이하, LTE-A 프레임 구조를 구체적으로 설명한다.

(1) 고정된 다중 서브프레임 할당 구조

LTE-A 프레임 구조는 LTE-A 단말뿐 아니라, LTE 단말이 아무런 영향 없이 동작하도록 설계되어야 한다.

도 14는 LTE 단말과 LTE-A 단말의 PDCCH를 통한 데이터 할당 방법을 나타낸다.

도 14를 참조하면, LTE 단말에서, PDCCH가 동일한 서브프레임 내에서만 유효하다. LTE-A 단말에서, 하나의 PDCCH가 LTE 단말과 같이 동일한 서브프레임의 제어정보만 가지거나, 다른 서브프레임 또는 여러 개의 서브프레임의 제어정보를 가질 수 있다. LTE-A 단말 역시 LTE 단말과 동일한 DCI 포맷을 사용할 수 있다. 하나의 PDCCH는 항상 고정된 개수의 서브프레임 동안 유효할 수 있다. 또는, 하나의 PDCCH로 유효한 서브프레임의 개수는 시간에 따라 달라질 수 있다. 이 경우, LTE-A 단말은 기지국으로부터 하나의 PDCCH가 유효한 서브프레임의 개수를 포함하는 서브프레임 정보를 받을 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 정보는 제2 서브프레임의 개수를 포함할 수 있다. 서브프레임 정보는 몇 개의 무선 프레임 동안 유효한지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 서브프레임 정보는 셀 내 모든 LTE-A 단말에 대해 동일하거나, LTE-A 단말에 따라 다를 수 있다. 서브프레임 정보는 LTE-A 단말에 따라 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)으로 전송되거나, 셀에 따라 반정적(semi-static)으로 적용되거나, 브로드캐스트 메시지를 통해 전송될 수도 있다. LTE-A 단말을 위한 하나의 PDCCH가 복수의 서브프레임 구간 내에서 대응하는 서브프레임에서만 유효할 수 있다. 이 경우, PDCCH의 유효한 서브프레임을 지시하는 특정 시간 오프셋(specific time offset)이 기지국으로부터 알려질 수 있다.

DCI 포맷에 따르면, LTE-A 단말을 위한 PDCCH는 어떤 PDCCH는 LTE 단말의 PDCCH와 마찬가지로 동일한 서브프레임 내에서만 유효하고 나머지 PDCCH는 복수의 서브프레임 구간에서 유효하도록 다를 수 있다. 복수의 서브프레임 구간에서 유효한 PDCCH 사이에서, 적어도 하나의 PDCCH가 복수 자원 할당을 위하여 사용되고, 나머지 PDCCH는 다른 서브프레임에 자원을 할당하기 위하여 사용될 수 있다.

LTE-A 단말은 서브프레임 정보에 대응하는 복수의 서브프레임 구간 동안, 하나의 PDCCH로 연속적으로 데이터를 수신할 수 있다. 매 서브프레임마다 블라인드 디코딩으로 자신의 PDCCH를 찾지 않아도 되므로 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 기지국은 PDCCH를 매 서브프레임마다 연속적으로 전송하지 않으므로, 해당 자원을 또 다른 PDCCH 전송 및/또는 데이터 전송을 위해 사용할 수 있다. 따라서, 전체적인 시스템 수율을 향상시킬 수 있고, PDSCH 스케줄링 제한이 완화될 수 있다.

(2) 다중 서브프레임 지시자(Multi-Subframe Indicator, 이하 MSI)를 이용한 다중 서브프레임 할당 방법

하나의 PDCCH로 유효한 서브프레임의 개수는 시간에 따라 달라지는 경우, DCI 포맷의 정보 필드에 MSI를 추가하여 사용할 수 있다. MSI는 PDCCH가 몇 개의 서브프레임 동안 유효한지에 대한 서브프레임 정보이다. DCI 포맷에 MSI를 추가함으로써, 서브프레임 정보를 시간에 따라, LTE-A 단말에 따라 또는 기지국에 따라 변경할 수 있다.

MSI는 모든 DCI 포맷에 추가되거나, PDSCH에 관련된 DCI 포맷에만 추가될 수 있다. 또는, 모든 PDSCH에 관련된 DCI 포맷 중에서도 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 DCI 포맷이나 DCI 포맷 2와 같은 랭크 적응적인 공간 다중화를 지원하는 DCI 포맷에만 사용할 수 있다. 또는, LTE-A 단말을 위한 DCI 포맷을 구성하여 상기 DCI 포맷에만 MSI를 추가할 수 있다.

DCI 포맷에 새로운 정보 필드의 추가로 오버헤드는 조금 증가하지만, 유연한(flexible) 자원 할당이 가능해진다. 따라서, 서브프레임별 제어가 가능해지고, 시스템 수율을 향상시킬 수 있다.

지금까지 설명된 다중 서브프레임 할당 방법은 하나의 PDCCH가 연속적인 여러 개의 서브프레임 동안 유효한 방법이다. 다음은 하나의 PDCCH로 불연속적인 여러 개의 서브프레임 동안 유효한 다중 서브프레임 할당 방법을 설명한다.

(3) 오프셋(offset)을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법

하나의 PDCCH는 해당 오프셋을 가지는 서브프레임 내에서 유효할 수 있다. 하나의 PDCCH가 하나의 서브프레임 내에서만 유효하다면, PDCCH는 해당 오프셋을 가지는 서브프레임 내의 자원 할당을 위하여 사용된다. 또는, 하나의 PDCCH가 PDCCH가 전송되는 서브프레임과 서브프레임의 오프셋에 대응되는 이어지는 서브프레임을 포함하는 복수의 서브프레임 내에서 유효할 수 있다. 이와 같이, 오프셋을 이용하여 불연속적인 다중 서브프레임을 할당할 수 있다.

오프셋은 미리 지정될 수 있다. 또는, 오프셋은 기지국에 의해서 알려질 수 있다. 예를 들어, 오프셋과 관련된 정보는 상위 계층 또는 PDCCH를 통해 시그널링 될 수 있다. 이 경우, LTE-A 단말은 기지국으로부터 제1 서브프레임과 제2 서브프레임 사이의 오프셋을 지시하는 서브프레임 정보를 받을 수 있다. 오프셋을 지시하는 서브프레임 정보는 특정 DCI 포맷에 오프셋 필드를 추가로 정의하여 전송될 수 있다. 오프셋을 이용하여 다중 서브프레임이 할당되는 경우, PDCCH를 PDCCH 오버헤드가 작은 다른 서브프레임으로 분배함으로써 서브프레임 내에서 PDCCH 자원 누수(leakage)를 줄일 수 있다.

도 15는 오프셋을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법의 예를 나타낸다.

도 15를 참조하면, 0번 서브프레임과 1번 서브프레임은 각각 제어영역을 포함하나 2번 서브프레임에는 제어영역이 없다. 이하, 설명의 편의를 위해 0번 서브프레임이 포함하는 제어영역을 0번 제어영역이라 하고, 1번 서브프레임이 포함하는 제어영역을 1번 제어영역이라 한다. 0번 제어영역에는 LTE 단말의 PDCCH와 제1 LTE-A 단말(LTE_A_UE_1)의 PDCCH가 전송된다. 0번 제어영역을 통해 전송되는 제1 LTE-A 단말의 PDCCH는 2번 서브프레임을 지시하는 오프셋 필드를 포함할 수 있다. 따라서, 0번 제어영역을 통해 전송되는 제1 LTE-A 단말의 PDCCH는 0번 서브프레임과 2번 서브프레임에서 유효하다.

1번 제어영역에는 LTE 단말의 PDCCH와 제2 LTE-A 단말(LTE_A_UE_2)의 PDCCH가 전송된다. 1번 제어영역을 통해 전송되는 제2 LTE-A 단말의 PDCCH는 1번 서브프레임과 2번 서브프레임에서 유효하다. 2번 서브프레임은 제어영역이 없으므로, LTE 단말은 2번 서브프레임에서 자원을 할당받지 못한다. 제1 LTE-A 단말은 1번 서브프레임에서 LTE 단말이 사용했던 자원을 재할당받을 수 있다.

오프셋을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법은 도 15의 2번 서브프레임과 같이 아무런 PDCCH가 전송되지 않는 구성이 가능하다. PDCCH의 불필요한 전송을 더 줄일 수 있어 한정된 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.

서브프레임에 대한 오프셋 외에도, 주파수 영역의 오프셋 및/또는 시간 영역의 오프셋을 사용할 수 있다. 오프셋 정보는 시간 영역에서의 오프셋 또는 주파수 영역에서의 오프셋 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 예를 들어, 주파수 영역의 오프셋이 N인 경우, LTE-A 단말에게 다음 서브프레임에서 N 자원블록만큼 쉬프트된 자원이 할당될 수 있다. 시간 영역의 오프셋이 M인 경우, LTE- 단말에게 다음 서브프레임에서 M OFDM 심벌만큼 쉬프트된 자원이 할당될 수 있다.

(4) MSI와 오프셋을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법

앞서 설명된 MSI를 이용한 다중 서브프레임 할당 방법과 오프셋을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법을 결합하여 사용할 수 있다. PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷은 MSI 필드 및 오프셋 필드를 포함할 수 있다. MSI와 오프셋의 조합을 이용하여 오프셋만큼 후속하는 서브프레임에서부터 MSI에 해당하는 만큼의 서브프레임 동안 상기 PDCCH가 유효하다. 이 경우, MSI 필드와 오프셋 필드가 모두 DCI 포맷에 정의되어야 하므로 오버헤드를 크게 증가시키나, 기지국 스케줄러는 최대의 유연성(flexibility)을 가질 수 있다. 또는, MSI 필드를 사용하지 않고 상위 계층 시그널링으로 LTE-A 단말별 또는 셀 별 다중 서브프레임 전송이 가능하도록 할 수도 있다.

(5) PCFICH의 미지정된 상태(reserved state)를 이용한 다중 서브프레임 할당 방법

표 1을 참조하면, CFI가 4인 경우는 미지정(reserved)되어 있어 사용되지 않는다. PCFICH 채널과 같은 신뢰도가 높은 채널의 한 상태를 미지정하는 것은 매 서브프레임마다 PCFICH 채널이 전송됨을 고려할 때 비효율적이다. 따라서, 이 미지정된 상태를 활용하여 다중 서브프레임을 할당할 수 있다. CFI가 4인 경우, LTE 단말은 오류가 발생했다고 판단하고 해당 서브프레임에서는 PDCCH의 블라인드 디코딩을 하지 않는다. 따라서, LTE-A 단말을 위해 CFI가 4인 경우를 다른 용도로 사용하여도 LTE 단말에는 아무런 영향을 주지 않는다. LTE-A 단말을 위해 CFI가 4인 경우를 여러 가지 의미로 사용할 수 있다. 예를 들어, 특정 서브프레임의 CFI가 4이면, 이전 서브프레임의 PDCCH가 유효함을 의미할 수 있다. 연속적으로 CFI가 4이면, 상기 이전 서브프레임의 PDCCH가 계속 유효함을 의미할 수 있다. LTE-A 단말은 상기 특정 서브프레임에서 이전 서브프레임의 PDCCH를 그대로 사용하여 데이터를 수신할 수 있다. 또 다른 예로, 특정 서브프레임의 CFI가 4이면, 특정 서브프레임에 PDCCH가 존재하지 않음을 의미할 수 있다. 이와 같이, 제1 서브프레임을 제외한 각 제2 서브프레임의 CFI가 특정값을 갖는 경우, 단말은 제1 서브프레임의 PDCCH가 상기 각 제2 서브프레임에서 유효하다고 판단할 수 있다.

그런데, PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷 중에는 PDSCH와 관련되지 않은 PUSCH와 관련된 DCI 포맷(예를 들어, DCI 포맷 0) 이 존재한다. 따라서, 특정 서브프레임의 CFI가 4이면, LTE-A 단말에게 1개의 OFDM 심볼에만 PUSCH를 위한 PDCCH가 존재함을 의미할 수 있다. 이와 같이, CFI가 4인 경우를 해당 서브프레임의 PDCCH에 관련된 LTE-A 단말을 위하여 사용할 수 있다.

(6) DCI 포맷의 정보 필드 재사용을 이용한 다중 서브프레임 할당 방법

하나의 PDCCH로 유효한 서브프레임의 개수는 DCI 포맷의 정보 필드의 재사용을 통해 지시될 수 있다. 예를 들어, 대부분의 DCI 포맷이 포함하는 MCS 필드의 재사용으로 유효한 서브프레임의 개수를 지시할 수 있다. 동일한 개수의 자원블록을 할당받더라도, MCS 레벨에 따라서 보낼 수 있는 정보의 크기가 달라진다. 따라서, MCS 레벨에 따라 특정 개수의 다중 서브프레임이 할당되었음을 정의할 수 있다. 이 경우, 일정 페이로드 사이즈(payload size)를 MCS 레벨에 상관없이 전송할 수 있다. 또한, 추가적인 MSI 필드를 DCI 포맷에 추가하지 않아도 되므로 PDCCH의 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 이외에도 MCS 필드만이 아니라 다른 정보 필드를 이용하거나, DCI 포맷의 복수의 정보 필드의 조합을 이용하여 다중 서브프레임을 할당할 수 있다.

(7) 다중 서브프레임 할당 시 채널 코딩 및 HARQ 프로세스

LTE 단말의 경우, 하나의 서브프레임 안에 있는 데이터 기준으로 채널 코딩되고, 이에 대하여 에러 감지를 위하여 CRC를 적용한다. 따라서, LTE 단말의 경우, 서브프레임 단위로 HARQ가 동작한다. LTE-A 단말에게 하나의 PDCCH로 다중 서브프레임을 할당하는 경우, 채널 코딩을 여러 서브프레임에 걸쳐 사용할 수 있다. 이를 통해 CRC로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다. LTE-A 단말의 경우 HARQ 프로세스 수행 방법이 문제된다. 따라서, LTE 단말과 다른 방식의 HARQ를 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 다중 서브프레임을 할당받는 경우 다중 서브프레임의 마지막 서브프레임의 HARQ 프로세스 넘버에 따라 HARQ가 수행될 수 있다.

(8) 서브프레임별 HARQ 프로세스 적용을 위한 PDCCH 구조

LTE-A 단말에게 하나의 PDCCH로 하향링크 다중 서브프레임을 할당하는 경우, 상기 PDCCH 상으로 전송되는 DCI는 정보 필드를 통해 여러 개의 HARQ 프로세스를 할당할 수 있다.

다음 표는 여러 개의 HARQ 프로세스를 할당하는 DCI 포맷을 구성하는 정보 필드들의 일 예이다.

Information fields	# of bits	Information
Resource allocation header	1bit	Resource allocation type 0/ type 1
Resource block assignment	variable	# of bits can be different according to the bandwidth size
MCS	5bits	Modulation order and channel coding rate
1st HARQ process number	3bits	HARQ process number for 1st subframe in the PDCCH coverage
2nd HARQ process number	3bits	HARQ process number for 2nd subframe in the PDCCH coverage
New data indicator (NDI)	1bit	If toggled, indicates new data transmission
Redundancy version (RV)	2bits	Starting point of the channel codes for HARQ
TPC command for PUCCH	2bits	For uplink power control
Downlink Assignment Index	2bits	TDD only

표를 참조하면, 단말이 하나의 PDCCH로 최대 2개의 서브프레임을 할당받을 수 있는 경우, 2개의 독립적인 HARQ 프로세스를 할당하여 각 서브프레임별로 HARQ 프로세스를 적용할 수 있다.

다음 표는 여러 개의 HARQ 프로세스를 할당하는 DCI 포맷을 구성하는 정보 필드들의 다른 예이다.

Information fields	# of bits	Information
Resource allocation header	1bit	Resource allocation type 0/ type 1
Resource block assignment	variable	# of bits can be different according to the bandwidth size
MCS	5bits	Modulation order and channel coding rate
1st HARQ process number	3bits	HARQ process number for 1st subframe in the PDCCH coverage
2nd HARQ process number	3bits	HARQ process number for 2nd subframe in the PDCCH coverage
1st NDI	1bit	If toggled, indicates new data transmission for 1st subframe
2nd NDI	1bit	If toggled, indicates new data transmission for 2nd subframe
1st RV	2bits	Starting point of the channel codes for HARQ for 1st subframe
2nd RV	2bits	Starting point of the channel codes for HARQ for 2nd subframe
TPC command for PUCCH	2bits	For uplink power control
Downlink Assignment Index	2bits	TDD only

표를 참조하면, HARQ 프로세스 번호 필드뿐 아니라, 새 데이터 지시자(NDI) 필드, 리던던시 버전(RV) 필드 역시 서브프레임별로 정의될 수 있다. 리던던시 버전 필드는 복수의 서브프레임이 공유할 수도 있다.

지금까지 단말이 하나의 PDCCH를 통한 제어정보를 기반으로 복수의 하향링크 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하는 경우를 위주로 설명하였다. 그러나 지금까지 설명한 내용은 단말이 하나의 PDCCH를 통한 제어정보를 기반으로 복수의 상향링크 서브프레임에서 상향링크 데이터를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 단말은 제1 서브프레임에서 제어 정보가 전송되는 PDCCH를 검출한다(단계 S310). 단말은 상기 제어 정보를 기반으로 적어도 하나의 제2 서브프레임에서 데이터를 전송한다(단계 S320).

도 17은 LTE-A 단말의 PDCCH를 기반으로 하는 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸다.

도 17을 참조하면, LTE-A 단말은 하향링크 서브프레임 0에서 PDCCH 상으로 제1 상향링크 그랜트를 수신한다. LTE-A 단말은 상기 제1 상향링크 그랜트를 기반으로 상향링크 서브프레임 4와 상향링크 서브프레임 5에서 각각 상향링크 데이터를 전송한다. LTE-A 단말은 하향링크 서브프레임 3에서 제 PDCCH 상으로 2 상향링크 그랜트를 수신한다. LTE-A 단말은 상기 제2 상향링크 그랜트를 기반으로 상향링크 서브프레임 4와 상향링크 서브프레임 5에서 각각 상향링크 데이터를 전송한다. 반대로, LTE 단말이 하향링크 서브프레임 0에서 PDCCH 상으로 상향링크 그랜트를 수신한다면, LTE 단말은 상기 상향링크 그랜트를 기반으로 상향링크 서브프레임 4에서만 상향링크 데이터를 전송한다.

이와 같이, 단말은 하나의 PDCCH로 복수의 서브프레임 동안 데이터를 수신할 수 있다. 따라서, 단말은 매 서브프레임마다 블라인드 디코딩으로 자신의 PDCCH를 찾지 않아도 되므로 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 기지국은 PDCCH를 매 서브프레임마다 연속적으로 전송하지 않으므로, 해당 자원을 데이터 전송을 위해 사용할 수 있다. 따라서, 전체적인 시스템 수율을 향상시킬 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.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말에 의한 데이터 수신 방법에 있어서,
제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 검출하고,
상기 제어정보를 복수의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신하는 것을 포함하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 제2 서브프레임은 상기 제1 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 제2 서브프레임은 인접하여 연속한 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 서브프레임과 상기 복수의 제2 서브프레임은 서로 다른 시간에 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 정보는 상기 복수의 제2 서브프레임을 지시하는 서브프레임 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 서브프레임 정보는 상기 복수의 제2 서브프레임의 개수를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 서브프레임 정보는 오프셋 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 오프셋 필드는 상기 제1 서브프레임과 상기 복수의 제2 서브프레임 중 어느 하나의 서브프레임 사이의 오프셋을 지시하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 오프셋 필드는 상기 복수의 제2 서브프레임 중 2개의 인접한 서브프레임들 사이의 오프셋을 지시하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 오프셋 필드는 시간 영역(time domain)에서의 오프셋 또는 주파수 영역(frequency domain)에서의 오프셋 중 어느 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 제2 서브프레임 내의 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel) 상으로 전송되는 제어 포맷 지시자(CFI; Control Format Indicator)는 특정 값(specific value)을 가지는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 검출하고,
상기 제어정보를 기반으로 복수의 제2 서브프레임에서 데이터를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.
무선 통신 시스템에서 단말에 의한 데이터 전송 방법에 있어서,
제1 서브프레임에서 제어정보가 전송되는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 검출하고,
상기 제어정보를 기반으로 복수의 제2 서브프레임에서 데이터를 전송하는 것을 포함하는 데이터 전송 방법.