KR101818584B1 - 전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

채널 (Common control channel) 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다. 이를 위하여, 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널을 전송하는 자원을 할당할 때,셀 전용 파라메터 혹은 셀 전용 채널을 기반으로 공통 제어 채널을 주파수 할당하며, 이로인해 단말은 추가적인 시그널링 없이 공통 제어 채널을 수신할 수 있다. 또한 비호환성(non--ckward compatible) 캐리어와 같이 공통 기준 신호 기반의 제어 채널이 없는 캐리어의 공통 제어 채널을 전송하기 위해 호환성 캐리어의 자원 할당을 활용하여 비호환성 캐리어에서도 공통 제어 채널 전송이 가능하게 할 수 있다.

Description

전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널 자원 할당 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING RESOURCE OF COMMON CONTROL CHANNEL WITH DEDICATED REFERENCE SIGNAL}
본 발명은 이동 통신 시스템의 제어채널 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 전용 기준 신호 (Dedicated reference signal, 이하 "DRS")를 위한 공통 제어 채널(Common control channel, 이하 "CCCH")의 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE-A(Long Term Evolution - Advanced)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE-A는 최대 1 Gbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 다중화하여 여러 개의 기지국이 특정 지역에 겹쳐서 서비스하는 방법, 하나의 기지국이 지원하는 주파수 대역의 수를 증가시키는 방법 등이 있다.
한편, LTE 시스템에서 제어 채널은 분산 전송 방법을 기반으로 설계되었다. 이는 셀 간의 간섭을 최소화하고, 간섭을 분산하며, 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위함이다. 그러나 LTE-A 시스템은 셀 간의 거리가 매우 가까워지고 셀 간의 간섭이 매우 큰 환경을 가정한다. 따라서 분산 전송 방법을 기반으로 설계된 제어 채널은 셀 간 간섭을 피할 수 없는 문제를 가지고 있다. 또한 LTE-A 시스템에서는 MU-MIMO(Multi-User Mulitple-Input Multiple-Output) 전송을 지원하는데 LTE의 제어 채널의 양으로는 성능을 얻기 어려운 상태이다. 이에 새로운 제어 채널에 대한 요구가 있으며, 특정 주파수 영역에 제어 채널을 전송하는 연구가 진행되고 있다. 이 영역은 특정 단말만 수신하기 때문에 전용 기준 신호를 기반으로 전송된다. 이 경우 단말에는 새로운 제어 채널 영역이 발생하게 되고, 이로인해 단말은 공통 제어 채널과 전용 제어 채널을 수신해야 한다. 공통 제어 채널의 경우 모든 단말이 동일한 자원을 이용하여 공통 제어 채널을 수신해야 하는데, 전용 제어 채널을 이용하는 경우에 이를 위한 송수신 방법과 복조 방법이 필요하다.
본 발명에서 제안하는 전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치는 전용 기준 신호를 이용하여 공통 제어 채널을 전송할 때 추가 시그널링 없이 셀 별로 제어 채널 영역 지시 채널의 위치를 고려하여 공통 제어 채널 위치를 결정하고 제어 채널 영역 지시 채널이 없는 비호환성 캐리어에서는 호환성 캐리어의 제어 채널 영역 지시 채널의 위치를 고려하여 단말이 공통 제어 채널을 수신한다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신장치의 공통제어채널 할당 방법은 캐리어 종류를 판단하는 과정과, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 PCFICH를 할당하는 과정과, 상기 PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은 연속된 PRB와 공통기준신호 제어채널 이후의 첫번째 슬롯에 공통제어채널을 할당한다. 또한 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은 상기 PRB와 공통기준신호 제어채널 이후의 연속된 두개의 슬롯에 공통제어채널을 할당한다. 또한 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은 연속된 PRB와 연속된 두개의 슬롯에 공통제어채널을 할당한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신장치의 공통제어채널 할당 방법은, 캐리어 종류를 판단하는 과정과, 상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 셀의 공통제어채널 위치를 기반으로 비호환성 셀의 공통제어채널의 위치를 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법은, 캐리어의 종류를 판단하는 과정과, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 공통기준신호를 이용하여 PCFICH를 수신하는 단계와, 상기 공통기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하고 전용기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서 상기 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 수신하며, PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 첫번째 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신한다. 또한 상기 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 수신하며, 상기 PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 첫번재 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신한다
또한 본 발명의 실시예에 따른 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법은, 캐리어의 종류를 판단하는 과정과, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 공통기준신호를 이용하여 PCFICH를 수신하는 단계와, 상기 공통기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하지 않고 전용기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서 상기 제어채널 영역을 수신하는 과정은 PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 첫번째 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신한다. 또한 상기 제어채널 영역을 수신하는 과정은 PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 연속된 두개의 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신한다.
또한 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법은, 캐리어의 종류를 판단하는 과정과, 상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 채널의 공통제어채널 위치를 기반으로 할당된 비호환성 캐리어의 공통제어채널 위치를 계산하는 과정과, 상기 계산된 위치의 공통제어채널을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국의 송신장치는 공통제어채널 정보를 발생하는 공통제어정보 발생기와, 단말의 전용제어채널 정보를 발생하는 전용제어정보 발생기와, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 PCFICH를 할당하며, PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 할당하고, 상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 셀의 공통제어채널 위치를 기반으로 비호환성 셀의 공통제어채널의 위치를 할당하는 제어부와, 상기 제어부의 제어하에 상기 채널들의 자원을 매핑하는 매퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 단말의 수신장치는, 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 수신부와, PCFICH를 이용하여 제어채널 영역의 위치를 계산하고, 계산된 위치의 제어채널의 수신을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어하에 제어채널 영역의 신호를 처리하는 PDCCH 디코더 및 ePDCCH 디코더로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널의 자원 할당 방법 및 장치에 의하면 단말은 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널을 전송하는 자원을 할당하는 데에 있어서 셀 전용 파라메터 혹은 셀 전용 채널을 기반으로 공통 제어 채널을 주파수 할당하여 단말에 추가적인 시그널링 없이 공통 제어 채널을 수신할 수 있다. 또한 본 발명을 통해 비호환성(non-backward compatible) 캐리어와 같이 기존의 공통 기준 신호 기반의 제어 채널이 없는 캐리어의 공통 제어 채널을 전송하기 위해 호환성 캐리어의 자원 할당을 활용하여 비호환성 캐리어에서도 공통 제어 채널 전송이 가능하게 할 수 있는 기술이다.
도 1은 OFDM 시스템의 하향링크 프레임 구조를 도시하는 도면
도 2는 OFDM 시스템에서 공통 기준 신호를 이용한 제어 채널 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전용 기준 신호를 이용한 제어 채널 구조를 도시하는 도면
도 4는 본 발명의 제 1실시예의 공통 제어 채널 할당을 도시하는 도면
도 5는 본 발명에서 제안하는 제 1실시예의 공통 제어 채널 할당 예를 보인 도면,
도 6은 본 발명에서 제안하는 제 1실시예의 공통 제어 채널 할당 예를 보인 도면,
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따라 공통 제어 채널 할당을 도시하는 도면
도 8은 본 발명의 제 3실시예에 따라 공통 제어 채널 할당을 도시하는 도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 송신 절차를 도시하는 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 수신 절차를 도시하는 도면
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신 장치의 구성을 도시하는 도면
도 12는 본 발명의 의 실시예에 따른 단말 수신 장치의 구성을 도시하는 도면
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 아니 되며, 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.
이하 본 명세서에서는 LTE 시스템과 LTE-Advanced 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 기지국 스케줄링이 적용되는 이동 통신시스템에도 적용 가능하다.
OFDM 전송 방식은 다중 반송파 즉, 멀티-캐리어(Multi-carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼(Symbol) 열을 병렬화하고 이들 각각을 상호 직교 관계를 가지고 다수의 멀티 캐리어들(즉 다수의 서브 캐리어 채널(Sub-carrier channel)들)로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.
이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 고주파 라디오에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM 방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들 간의 직교 변조 의 구현이 난해한 문제였기 때문에 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용하고, 보호구간에 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 심볼을 삽입하는 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다.
이러한 기술적 발전에 힘입어 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting, DAB)과 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcasting, DVB), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network, WLAN) 그리고 무선 비동기 전송 모드(Wireless Asynchronous Transfer Mode, WATM) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되고 있다. 즉, OFDM 방식은 하드웨어적인 복잡도(complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)과 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해졌다.
OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplexing, FDM) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 톤 간의 직교성(orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가진다. 또한 OFDM 방식은 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있 다는 특징을 가진다.
OFDM 방식의 또 다른 장점은 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하고, 다중경로 페이딩에 강하며, 보호구간을 이용하여 심벌 간 간섭(Inter Symbol Interference, ISI) 영향을 줄일 수 있고, 하드웨어적으로 등화기(equalizer) 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세다.
무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가우시안 잡음(AWGN: additive white Gaussian noise) 이외에도 페이딩(fading) 현상으로 인하여 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 음영(shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(Doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multi-path) 신호에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서 무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 상기와 같은 채널 환경의 저해 요인을 효과적으로 극복하는 것이 필요하다.
OFDM 방식에서 변조 신호는 시간과 주파수로 구성된 2차원 자원(resource)에 위치한다. 시간 축 상의 자원은 서로 다른 OFDM 심볼로 구별되며 이들은 서로 직교한다. 주파수축 상의 자원은 서로 다른 톤(tone)으로 구별되며 이들 또한 서로 직교한다. 즉 OFDM 방식에서는 시간 축 상에서 특정 OFDM 심볼을 지정하고 주파수축 상에서 특정 톤을 지정하면 하나의 최소 단위 자원을 가리킬 수 있는데, 이를 자원 요소(Resource Element, RE)라고 칭한다. 서로 다른 RE는 주파수 선택적 채널(frequency selective channel)을 거치더라도 서로 직교하는 특성을 가지고 있어서, 서로 다른 RE로 전송된 신호는 상호 간섭을 일으키지 않고 수신 측으로 수신될 수 있다.
물리 채널은 하나 또는 그 이상의 부호화된 비트 열을 변조한 변조심볼을 전송하는 물리 계층의 채널이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 시스템에서는 송신하는 정보열의 용도나 수신기에 따라 복수의 물리 채널을 구성하여 전송한다. 하나의 물리 채널을 어떤 RE에 배치하여 전송할 것인가를 송신기와 수신기가 미리 약속하여야 하는데 그 규칙을 사상(寫像) 또는 매핑(mapping)이라고 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전용 기준 신호를 위한 공통 제어 채널 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치는 전용 기준 신호를 이용하여 공통 제어 채널을 전송할 때 추가 시그널링 없이 셀 별로 제어 채널 영역 지시 채널 PCFICH의 위치를 고려하여 공통 제어 채널 위치를 결정하고, 제어 채널 영역 지시 채널 PCIFICH가 없는 비호환성 캐리어에서는 호환성 캐리어의 제어 채널 영역 지시 채널의 위치를 고려하여 단말이 공통 제어 채널을 수신할 수 있도록 할당한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 기지국 송신장치의 송신절차를 살펴본다.
먼저 기지국 송신장치는 PCFICH의 REG가 있는 PRB을 기준으로 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널을 할당한다. 이때 상기 기지국 송신장치는 연속된 PRB와 공통 기준 신호 제어 채널 이후의 첫 번째 슬롯에 공통 제어 채널을 할당한다. 두번째로 상기 기지국 송신장치는 PRB와 공통 기준 신호 제어 채널 이후의 연속된 두 개의 슬롯에 공통 제어 채널을 할당할 수 있다. 세번째로 상기 기지국 송신장치는 연속된 PRB와 연속된 두 개의 슬롯에 공통 제어 채널을 할당할 수 있다.
두번째로 상기 기지국 송신장치는 채널 PCIFICH가 없는 비호환성 캐리어인 경우, 상기 비호환성 셀의 공통 제어 채널의 위치를 호환성 셀의 공통 제어 채널 위치를 기반으로 할당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 단말의 수신절차를 살펴본다.
먼저 단말 수신장치는 단말의 수신장치는 셀 ID를 수신하고 PCFICH의 REG 위치를 결정하고 REG가 있는 PRB를 결정한다.
두번째로 상기 단말 수신장치는 공통 기준 신호를 이용한 제어 채널 영역을 수신하고 전용 기준 신호를 이용한 제어 채널 영역을 수신한다. 이때 단말 수신장치는 상기 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널을 수신하는데에 있어서 PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 첫번째 슬롯의 영역에 공통 제어 채널을 수신할 수 있다(본 발명의 제1실시예의 첫번째 예). 두번째로 상기 단말 수신장치는 상기 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널을 수신하는 데에 있어서 PCFICH의 REG가 포함된 PRB와 공통 기준 신호를 이용한 제어 채널 영역 후에 연속된 두개 슬롯의 영역에 공통 제어 채널을 수신할 수 있다(본 발명의 제1실시예의 두번째 예).
세번째로 상기 단말 수신장치는 공통 기준 신호를 이용한 제어 채널 영역을 수신하지 않고 전용 기준 신호를 이용한 제어 채널 영역을 수신한다. 이때 상기 단말 수신장치는 PCFICH의 REG가 포함된 연속된 PRB와 첫 번째 슬롯의 영역에 공통 제어 채널을 수신한다. (본 발명의 제1 실시예의 세번째 예). 또한 상기 단말 수신장치는 PCFICH의 REG가 포함된 PRB와 연속된 두 개 슬롯의 영역에 공통 제어 채널을 수신할 수 있다.( 본 발명의 제1 실시예의 세번째 예)
네번째로 단말수신장치는 호환성 설에 접속하고 셀 ID를 수신하고 PCFICH의 REG 위치를 결정하고 REG가 있는 PRB를 결정한다.
다섯번째로 단말 수신장치는 비호환성 셀 정보를 수신하고 수신하는 데에 있어서, 비호환성 캐리어의 공통 제어 채널의 위치를 호환성 채널의 공통 제어 채널 위치를 기반으로 수신할 수 있다.
상기와 같은 동작을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신장치는 공통 제어 채널을 위한 자원을 결정하는 자원 할당기와, 공통 제어 채널에 정보를 전송하기 위한 컨트롤러와, 공통 제어 채널을 위한 전용 기준 신호 발생기와, 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널 신호 발생기 등을 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 단말 수신장치는 공통 제어 채널을 위한 자원을 결정하는 자원 수신기와, 공통 제어 채널에 정보를 수신하기 위한 수신기와, 공통 제어 채널을 위한 전용 기준 신호 수신기 및 채널 추정기 등을 구비할 수 있다.
이하 설명되는 본 발명의 제1 실시예에서는 PCFICH의 REG가 전송되는 PRB 자원을 기준으로 주파수와 시간축으로 연속된 자원에 공통 제어 채널을 할당하는 방법을 살펴본다. 두번째로 본 발명의 제2실시예에서는 상기 제1실시예와 함께 PCFICH의 2bit 값으로 주파수와 시간축으로 연속된 자원의 양을 지시하는 방법을 살펴본다. 본 발명의 제3실시예에서는 Pcell 혹은 기준 셀의 PCFICH가 전송되는 PRB 자원을 기준으로 추가 셀에 공통 제어 채널을 할당하는 방법을 살펴본다. LTE 시스템 그리고 그 확장인 LTE-A 시스템은 상기 OFDM 시스템이 하향 링크에 적용된 대표적인 시스템이며, 상향 링크에서는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)가 적용되는 시스템이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서의 서브프레임의 제어 채널 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 1과 같은 구조를 가지는 서브프레임은 LTE-A 시스템에서도 호환성을 위해 지원된다.
도 1을 참조하면, 전체 하향링크 전송 대역폭(downlink bandwidth)(101)은 다수 개의 자원 블록(Resource Block, 이하 "RB"라 칭함)으로 이뤄져 있으며, 각 RB(102)는 주파수 축으로 배열된 12개의 주파수 톤(tone)과 시간 축으로 배열된 14개의 OFDM 심볼, 혹은 12개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 상기 RB(102)는 자원 할당의 기본 단위가 된다. 하나의 서브프레임(subframe)(103)은 1ms의 길이를 가지며, 두 개의 슬롯(slot)(104,105)으로 구성된다.
기준 신호(Reference Signal, 이하 "RS"라 칭함)는 단말기가 채널 추정을 할 수 있도록 단말기로 전송하는 기지국과 약속된 신호로 LTE 시스템에는 공통 기준 신호 (Common Reference Signal , 이하 "CRS"라 칭함)와 전용 기준 신호(Dedicate Reference Signal , 이하 "DRS"라 칭함)가 있다. 상기 CRS(107)는 각각 안테나가 2개인 기지국은 포트 0과 1로부터 송신되는 RS를 의미하며, 안테나가 4개인 기지국은 포트 0, 1, 2 및 3로부터 송신되는 RS를 의미한다. 안테나 포트 수가 1 이상인 경우, 다중 안테나(Multi-antenna)를 사용하는 것을 의미한다. 주파수 축 상에서 RS가 배치되는 RB의 위치는 셀 별로 다르게 설정되지만, RS간의 상대적인 간격은 일정하게 유지된다. 즉, 동일한 안테나 포트의 RS는 6개의 RB 간격을 유지하며, 셀 별로 RS의 위치를 다르게 설정하는 이유는 RS의 셀 간 충돌을 피하기 위함이다. RS의 개수는 안테나 포트 마다 차이가 있는데, 안테나 포트 0과 1의 경우 하나의 RB와 서브프레임에서 총 8개의 RS가 존재하지만, 안테나 포트 2와 3의 경우 하나의 RB와 서브프레임에서 총 4개의 RS가 존재한다. 공통 기준 신호 CRS는 모든 단말이 수신할 수 있도록 해야 하며, 따라서 하향링크 전체 대역에 걸쳐서 모든 RB에 동일하게 적용된다. 반면 전용 기준 신호 DRS는 CRS와 마찬가지로 다수 개의 port를 사용할 수 있는데 구성 방법에 따라 차이가 있을 수 있다. LTE 시스템의 경우 1개의 port를 사용할 수 있으며, LTE-A 시스템의 경우 최대 8개의 port도 가능하며, 이 경우 4개의 서로 다른 자원과 2개의 스크램블링 코드로 이뤄져 있다. 상기 DRS는 특정 단말에 스케줄링 되어 전송되는 특정 PRB의 데이터 영역(109,110)에 전송된다.
한편 LTE의 제어 채널(control channel) 정보는 시간 축 상에서 한 서브프레임의 선두에 위치한다. 도 1의 참조번호 111은 제어 채널 정보가 위치할 수 있는 영역(control region)을 도시하고 있다. 상기 제어 채널 정보는 서브프레임의 선두에 위치한 몇 개의 OFDM 심볼에 걸쳐 전송될 수 있으며, 제어 채널 지시 채널(Physical Control Format Indicator Channel, 이하 PCFICH라 칭함)로 전송되는 CFI(Control Format Indicator) 값에 의해 결정된다. 즉, 상기 PCFICH는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 전송되는 OFDM 심볼의 개수 정보를 알려주는 채널로, PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼의 개수는 1, 2, 3개 중의 하나가 될 수 있다. 즉, 상기 CFI는 1, 2 또는 3의 값을 가질 수 있다. 상기 도 1에서 참조번호 111으로 표시되는 제어영역(control region)은 CFI가 3인 경우를 나타내고 있다. 제어 채널로 전송될 데이터의 양이 적어서 하나의 OFDM 심볼로 전송이 충분한 경우에는 선두의 1 OFDM 심볼만이 제어 채널 신호 전송에 사용하고(CFI=1), 나머지 13개(또는 시간축으로 12개의 OFDM 심볼을 사용하는 경우에는 11개)의 OFDM 심볼들은 데이터 채널의 정보 전송에 사용할 수 있다. L의 값은 제어 채널 수신 동작에서 할당 제어 채널 자원의 디맵핑(demapping)을 위한 기본 정보로 사용되며, 이를 수신하지 못하는 경우 제어채널을 복구할 수 없게 된다. 제어 채널의 정보를 서브프레임의 선두에 위치시키는 이유는 단말기가 우선 제어 채널의 정보를 수신하여 자신에게 전송되는 데이터 채널의 데이터의 전송 여부를 인지함으로써 데이터 채널 수신 동작을 수행할 것인가를 판단하기 위함이다. 따라서 만약 자신에게 전송되는 데이터 채널의 데이터가 없다면 데이터 채널을 수신할 필요가 없고, 따라서 데이터 채널 수신 동작에서 소모되는 전력을 아낄 수 있다. 또한 선두에 위치한 제어 채널을 데이터 채널에 비해 빠르게 수신함으로 스케줄링 릴레이를 줄일 수 있다.
PDCCH는 공통 제어 채널과 전용 제어 채널 정보를 전송하기 위한 물리 채널로서 데이터 채널 할당 정보, 시스템 정보 전송을 위한 할당 정보 혹은 전력제어 정보 등을 송신하는 물리 채널이다. PDCCH는 단말기의 채널 상태에 따라 채널 부호화율을 다르게 설정할 수 있다. PDCCH는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식을 고정적으로 사용하기 때문에 채널 부호화율을 변경하려면 하나의 PDCCH가 사용하는 자원의 양을 변경해야 한다. 채널 상태가 양호한 단말기에게는 높은 채널 부호화율을 적용하여 사용하는 자원의 양을 줄일 수 있도록 한다. 반면에 채널 상태가 나쁜 단말기에게도 사용하는 자원의 양을 늘려 높은 채널 부호화율을 적용하여 수신이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 개별 PDCCH가 소모하는 자원의 양은 제어 채널 요소(Control Channel Element, 이하 "CCE")라는 단위로 결정된다. 또한, CCE는 다수 개의 REG(resource element group)(108)로 구성된다. PDCCH의 REG는 다이버시티(diversity) 보장과 셀 간 간섭(inter-cell interference)을 분산하기 위해 인터리버를 거친 후에 도 1의 참조번호 106,108과 같이 전 대역의 PRB에 배치된다.
인터리빙은 제어채널의 REG 단위로, L에 의하여 정해진 서브프레임의 총 REG에 대해 수행한다. 제어채널의 인터리버의 출력은 셀 간에 동일한 인터리버를 사용하기 때문에 발생하는 셀 간 간섭을 방지함과 동시에 하나 혹은 다수개의 심볼에 걸쳐 할당된 제어채널의 REG들이 주파수 축에서 도 1의 참조번호 105와 같이 멀리 떨어져 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 한다. 또한 동일한 채널을 구성하는 REG가 각 채널 별로 심볼 간에 균등하게 분배함을 보장한다.
LTE-A 시스템은 LTE 시스템보다 더 많은 기지국을 동일한 지역에 배치하며, 다양한 규모의 기지국을 배치하는 하는 것을 가정한다. 이에 단위 면적당 간섭의 크기는 증가하게 되고, 셀 간 간섭을 방지하기 위해 구성된 PDCCH은 더 이상 간섭을 방지하지 못하고 인접한 다수 개의 셀로부터 오는 간섭을 받게 되어 단말의 커버리지가 감소하게 된다. 뿐만 아니라 하나의 기지국은 더 많은 단말을 스케줄링 하고 시스템 성능을 최대로 높이기 위해 MU-MIMO(Multi-User MIMO) 기술을 사용하는데, 이 경우에 데이터 채널은 많이 존재하지만 제어 채널의 용량이 부족하여 더 이상 스케줄링 하지 못하는 문제가 발생한다. 이를 위해서는 새로운 제어 채널의 요구가 있으며, 이에 대한 방안으로 데이터 채널에 전용 기준 신호를 이용하여 제어 채널 정보를 전송하는 방법이 제안되었다. 상기 데이터 채널에 제어 채널 정보를 전송하는 경우, 기지국 간에는 서로 다른 주파수 자원 영역을 사용함으로 간섭을 피할 수 있으며, 또한 전용 기준 신호 DRS를 이용할 수 있기 때문에 다수 개의 안테나를 이용하여 동일한 자원에 다수 개의 단말을 위한 제어 채널의 정보를 전송할 수 있으며, 이로인해 제어 채널 용량을 크게 늘릴 수 있다.
도 2는 LTE 시스템의 제어 채널 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, LTE의 제어 채널 영역은 참조번호 201과 같은 공통 제어 채널 영역(common control channel region; common search space)과 참조번호 207과 같은 전용 제어 채널 영역(dedicated control channel region; UE-specific search space)으로 구분된다. 상기 공통 제어 채널 영역(201)은 모든 단말이 항상 제어 채널 복조를 시도해야 하는 영역이고, 상기 전용 제어 채널 영역(207)은 각 단말 별(UE-specific)로 복조를 해야 하는 영역으로 구분되고 단말은 해당하는 영역만 복조를 시도한다. 도 2의 참조번호 202는 제어 채널이 전송되는 영역을 CCE 단위로 구분한 것이다. 공통 제어 채널(201)은 총 16개의 CCE를 가지고 있으며, 나머지 CCE는 전용 제어 채널 영역에 사용된다. LTE 시스템에서 제어 채널은 특정한 부호화율(code rate)을 가지고 있지 않고 aggregation level(집계 레벨)이란 단위를 이용하여 자원 대비 정보량을 결정한다. 가능한 aggregation level은 공통 기준 신호의 경우에는 aggregation level 4와 8이 가능하며, 전용 제어 채널의 경우에는 aggregation level 1, 2, 4와 8이 가능하다. Aggregation의 단위는 CCE이다. 도 2의 참조번호 203 및 204는 공통 전용 제어 채널 영역(201)에서 aggregation level에 따른 블라인드 복조(blind decoding) 영역을 도시하고 있다. 예를들어 aggregation level 4이면, 도 2의 참조번호 203과 같이 총 4개의 영역으로 전송이 가능하며, aggregation level 8이면, 도 2의 참조번호 204와 같이 총 2개의 영역으로 전송 가능하다. 따라서 기지국은 상기 총 6개의 영역에 공통 제어 채널을 전송할 수 있다. 그리고 단말 전용 제어 채널(207)의 경우에도 aggregation level에 따라 서로 다른 복조 횟수를 가지고 있는데, aggregation level 1과 2의 경우에는 도 2의 참조번호 208 및 209와 같이 각각 총 6가지가 가능하며, aggregation level 4와 8의 경우에는 도 2의 참조번호 210과 211과 같이 각각 총 2가지가 가능하다. 각 aggregation level 별로 실제 복조를 수행하는 CCE는 서로 동일할 수도 있고 동일하지 않을 수도 있다. 이를 정리하면 하기 <표 1>과 같다. <표 1>은 LTE 시스템에서 제어 채널 탐색 영역의 구성을 나타내고 있다.
Figure 112011045164556-pat00001
여기서 상기 CCE는 하기의 <수학식 1>에 의해 결정될 수 있다. 하기 <수학식 1>에서 L은 aggregation level을 의미하며, Ncce,k는 k번째 서브프레임 존재하는 총 CCE의 개수를 의미한다. 하기 <수학식 1>에 의해 블라인드 복조를 하는 CCE 인덱스가 도출된다. 또한 하기 <수학식 1>에서 Yk는 사용자 별로 전체 제어 채널 영역에서 골고루 분포하여 서로 제어 채널이 충돌하지 않도록 분산하는 랜덤 변수이고 하기의 <수학식 2>에 의해 매 서브프레임마다 변경된다. 단, 공통 제어 채널의 경우, Yk는 0으로 설정하여 모든 단말이 같은 영역을 수신하도록 한다. Yk의 시작은 단말 ID이며 A는 39827, D는 65537이다.
Figure 112011045164556-pat00002
Figure 112011045164556-pat00003
도 3은 본 발명에서 적용되는 전용 기준 신호 DRS를 이용한 제어 채널의 기본 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 참조번호 309로 도시되는 전용 기준 신호 DRS는 데이터 채널 영역으로 전송된다. 도 3의 PRB 영역(301)에서는 첫 번째 슬롯(1st slot)(307)의 데이터 채널 영역에서만 전용 기준 신호 DRS가 전송되고, PRB 영역(303)에서는 첫 번째 슬롯(1st slot)(307) 및 두 번째 슬롯(2nd slot)(308)의 모두에서 전용 기준 신호 DRS가 전송되는 예를 도시하고 있다. 이는 전용 제어 채널 영역이 전송되는 영역에 따른 것인데, 전용 제어 채널은 시간 축으로는 일부 심볼에 한해서 전송도 가능하며, 도 3의 참조번호 301과 같이 일부 슬롯에 전송하거나 도의 참조번호 303과 같이 전체 PRB에 전송도 가능하다. 그러나 모든 경우에도 주파수 상에서는 특정 PRB에만 전송되어야 한다. 도 3의 경우에는 PRB(301)에 전송되며 첫번째 슬롯(307)에 전송되는 것을 가정한 것이다. LTE 시스템은 PDCCH 영역에만 제어 채널 수신 영역이 설정되어 있기 때문에, 상기 도 3과 같이 전용 기준 신호를 이용한 제어 채널을 수신할 수 없다. 따라서 이를 위한 제어 채널 영역을 구성하여야 한다.
상기한 바와 같이 전용 기준 신호를 이용하여 공통 제어 채널과 단말 전용 제어 채널을 전송해야 한다. 이 경우 전용 제어 채널의 경우에는 기지국이 서로 다른 위치의 자원을 이용하여, 혹은 서로 다른 검색 영역(search space)를 이용하여 자원을 할당할 수 있다. 반면 공통 제어 채널의 경우에는 모든 단말은 단말 전용 기준 신호를 이용하면서 모든 단말이 수신 가능하도록 제어 채널을 전송해야 한다. 기존의 제어 채널은 단말이 수신해야 하는 제어 채널 자원이 단말마다 모두 동일하며, 이로인해 공통 제어 채널 영역을 logical 자원으로 도 2의 201과 같이 나열하면 단말은 모두 같은 자원을 수신한다. 또한 logical 자원 영역의 시작점부터 16개의 자원을 사용하기 때문에 CFI 값에 무관하게 항상 같은 위치에 공통 제어 채널이 전송되게 된다. 따라서 단말이 초기에 셀에 접속해서 시스템 정보를 수신하지 못하여도 단말은 공통 제어 채널 영역은 항상 유지하며, 이로인해 단말은 해당 영역에서 공통 제어 채널을 시스템 정보나 다른 상위 시그널링 없이 수신할 수 있다. 하지만 단말 전용 신호를 이용한 제어 채널의 경우, 제어 채널 영역 자체를 단말에 알려주기 위해서 상위 시그널링이 필요하다. 따라서 단말은 상위 시그널링 없이 공통 제어 채널을 수신하기 위해서는 자원 영역을 설정해야 하며, 본 발명의 실시예에서는 단말이 초기 접속 동작에서 추가적인 시그널링이나 시스템 정보 없이 전용 기준 신호 DRS에서 공통 제어 채널 수신을 위한 자원 영역을 구성하는 방법을 제안한다. 또한 이 방법을 이용하는 경우 셀 간의 공통 제어 채널은 간섭 분산을 위한 셀 간 자원 분산 효과가 나타나며 단말이 초기 접속을 할 수 없는 비호환성 주파수 대역에서도 공통 제어 채널을 수신할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널의 자원 영역과 할당 방법을 도시하는 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 하여 설명하면, 제안하는 본 발명의 실시예에서는 전용 제어 신호를 이용한 공통 제어 채널을 공통 기준 신호를 사용하는 제어 채널의 크기를 알려주는 PCFICH의 REG가 전송되는 PRB를 기준으로 전송한다. 여기서 상기 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)는 공통 기준 신호를 사용하는 제어 채널의 크기를 알려주는 정보를 전송하는 채널이다. 단말이 초기에 셀에 접속하면, 단말은 시스템 정보를 얻기 위해 동기를 획득한 후에 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 통해 MIB(Master Information Block)를 수신한다. 이후 상기 단말은 SIB(System Information Block)로 전송되는 시스템 정보를 얻기 위해서는 PBCH에서 수신한 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 정보와 PCFICH를 수신해야 하며, 상기 PCFICH의 수신 정보를 이용하여 PDCCH를 수신하고, 상기 PDCCH에 전송된 정보를 이용하여 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에서 SIB를 수신한다. 따라서 SIB를 전송하기 이전에 ePDCCH(extending Physical Downlink Control Channel)를 전송하기 위하여, 기지국은 단말에 MIB를 통해서 ePDCCH의 정보를 전달해야 한다. 이때 MIB를 수정하는 경우 기존의 단말의 수신에 영향을 줄 수 있으며, 또한 MIB에 전송 가능한 데이터 양이 매우 적기 때문에 ePDCCH의 정보를 담기 어렵다. 또한 ePDCCH를 수신하는 단말은 PDCCH의 수신과는 별도로ePDCCH와의 수신이 가능해야 한다. 만약 ePDCCH를 전송하기 위해 PDCCH를 전송해야 한다면, 기지국은 PDCCH가 부족한 상태에서 더 심한 부족 현상을 겪게 된다. 추가로 기지국은 PDSCH를 전송하기 위해서는 PCFICH를 전송해야 한다. 따라서 기지국은 PCFICH까지는 반드시 전송해야 한다. 따라서 추가적인 정보를 기지국이 단말에 전달하지 않고 ePDCCH를 전송하기 위해서는 PCFICH와 ePDCCH의 자원간에 자원 할당 규칙을 구성할 필요가 있다. 상기 PCFICH의 경우 4개의 REG가 전체 대역에 균일하게 전송되는 구조를 가지고 있다. 4개의 REG가 전송되는 첫 번째 RE의 인덱스가 k라고 하면, 4개의 REG는 도 4의 참조번호 403, 403, 405, 406과 같이 k0, k1, k2, k3의 자원에 맵핑이 되고, 공통 제어 채널을 ePDCCH에 전송하는 경우 k0, k1, k2, k3이 전송되는 PRB를 기준으로 공통 제어 채널을 할당한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 공통제어채널을 ePDCCH에 전송할 때, k0, k1, k2, k3이 전송되는 PRB를 기준으로 공통 제어 채널을 할당하는 방법을 제안한다. 상기 공통 제어 채널의 자원 양은 16CCE이고, 도 4의 참조번호 409와 같이 1st slot에만 ePDCCH가 전송되는 경우에 1st/1PRB 단위로 4의 배수의 단위로 자원 할당이 가능하다고 가정한다. 그러면 8개의 PRB를 사용하는 경우, 도 4의 참조번호 407과 같이 실제 ePDCCH의 공통 제어 채널에 사용하는 PRB 인덱스는
Figure 112011045164556-pat00004
이고, 8개의 PRB를 사용하는 경우는 O이 4이고 N이 1인 경우이다. 이 경우 ePDCCH 공통 제어 채널이 전송되는 PRB 인덱스는,
Figure 112011045164556-pat00005
,
Figure 112011045164556-pat00006
이다. 즉, PCFICH가 전송되는 4개의 PRB를 기준으로 4의 배수 만큼의 PRB 자원을 ePDCCH의 공통 제어 채널 전송에 사용하는 것이다. 이를 통해 단말은 PCFICH 수신 후에 바로 ePDCCH의 수신이 가능하며, 추가적인 시그널링 없이 자원을 결정할 수 있다. 또한 PCFICH의 REG의 전송 위치는 셀마다 간섭을 줄이기 위해 고유의 위치에 전송되는데 ePDCCH도 동일하게 공유의 위치에 전송하게 되어 셀 간 간섭을 줄일 수 있다. PSS(Primary Synchronisation Signal), SSS(Secondary Synchronisation Signal), PBCH가 전송되는 자원에는 ePDCCH가 전송되지 않는다. 또한 PCFICH의 REG는 기지국의 cell ID를 기반으로 그 위치가 정해지는데, 본 발명의 실시예에서는 공통 제어 채널의 PRB 위치도 cell ID 기반으로 그 위치에 전송되는 것을 포함한다. 단, PCFICH의 REG와의 관계는 PCFICH을 수신하기 위한 PRB 위치 계산 이외의 추가적인 PRB 위치 계산 없이 단말이 제어 채널을 수신하게 하기 위함이다. 시간 축에서 ePDCCH의 시작점은 PDCCH 이후에 전송되는 자원을 이용하게 되며, 따라서 L+1부터 ePDCCH가 전송되어야 한다. 도 4와 같이 1st만 전송을 하는 제어 채널 구조의 장점은 제어 채널이 빠르게 복조가 가능하다는 것이다. ePDCCH의 경우 데이터 채널의 수신이 동시에 이뤄지고 있으며, ePDCCH를 최대한 빠르게 수신해야 데이터 채널의 복조도 빠르게 진행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 ePDCCH의 시간 영역이 2nd slot까지 ePDCCH가 전송되는 경우의 자원 할당을 도시하는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 공통 제어채널이 전송되는 자원
Figure 112011045164556-pat00007
은 O=4, N=0이며, 자원이 맵핑되는 PRB 인덱스는 도 5의 참조번호 507 및 508과 같이
Figure 112011045164556-pat00008
,
Figure 112011045164556-pat00009
이다. 도 5와 같이 2nd slot까지 ePDCCH를 전송하는 경우, 1st 슬롯에만 전송되는 것 대비 디코딩 시간이 길어질 수 있다. 그러나 전체 서브프레임을 모두 제어 채널 전송에 이용하면, 도5의 참조번호 510 영역(common control region)의 전용 기준 신호를 1st과 2nd에 전송할 수 있으며, 이로인해 채널 추정 성능이 향상되며, 또한 해당 PRB 영역의 공간 다중화가 가능하여 자원 효율을 향상시킬 수 있다.즉, 1st 만 제어 채널로 사용하는 경우에도 공간 다중화가 가능하지만, 2nd slot에는 다른 단말의 데이터가 전송될 수 있기 때문에 다중화에 제한이 있게 된다. 따라서 공간 다중화 효율 관점에서 전체 PRB에 제어 채널을 전송하는 것이 유리하다.
상기 도 4와 도 5는 기지국이 PDCCH와 ePDCCH를 동시에 전송하는 경우의 자원 배치를 도시하고 있다. 따라서 ePDCCH의 시작점은 PCFICH에서 지시한 L값을 기준으로 배치되는데 LTE-A에서는 PDCCH가 전송되지 않는 비호환성 캐리어도 고려되고 있으며, 이 경우 ePDCCH는 서브프레임의 맨 처음 심볼부터 전송이 가능하다.
도 6은 비호환성 캐리어(non-backward compatible)에서 ePDCCH의 자원 할당을 도시하는 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 비호환성 캐리어는 PDCCH의 전송이 없을 수 있기 때문에 도 6의 참조번호 612와 같이 맨 처음 심볼부터 ePDCCH의 자원 할당이 가능하다. 추가적으로 비호환성 캐리어에서 PDCCH의 전송이 없는 경우에는 CRS가 필요하지 않으며, 새로운 제어 채널의 경우에는 기존의 DRS를 이용하여 수신하는데 전체 서브프레임의 시간 축에서 전반부에 나타나는 DRS의 경우 위치가 슬롯의 뒷부분에 나타나게 된다. 이 경우 채널 추정이 늦어지게 되기 때문에 도 6의 참조번호 611과 같이 기존의 CRS가 전송되던 위치에 DRS가 추가로 전송될 수 있다. 도 6의 참조번호 611과 같이 CRS와 동일한 위치에 DRS를 전송하는 이유는 PDCCH를 제외한 PCFICH와 PHICH가 기존의 구조를 이용하여 전송하는 경우 자원 할당을 동일하게 유지하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 전용 기준 신호를 이용한 공통 제어 채널의 자원 할당할 때 자원의 양을 지시하는 방법을 도시하는 도면이다.
상기 도 7을 참보하면, 본 발명의 제2 실시예에서 전용 기준 신호를 이용한 제어 채널이 전송되는 캐리어는 호환성 캐리어이지만 PDCCH가 전송되지 않는 것을 가정한다. 혹은 비호환성 캐리어이지만 PCFICH가 전송되는 경우를 가정한다. 이 경우 PCFICH는 CFI값을 인지해줄 필요가 없으며 ,다른 용도로 사용할 수 있다. 공통 제어 채널 영역의 경우에는 실제 제어 채널의 전송 양과 무관하게 16개의 CCE를 항상 사용하도록 되어 있으며, 실제로 단말 전용 제어 채널 영역이 부족한 경우에 공통 제어 채널 영역을 공유하여 사용할 수 있도록 되어 있다. 그러나 전용 기준 신호를 이용하는 경우에는 실제 전송의 양과 공간 다중화 전송 방법에 따라 그 값을 변경할 수 있다. 실제로 전송되는 공통 제어 채널은 매 서브프레임 별로 변하게 되며, 만약 항상 동일한 자원을 사용하는 경우 자원 효율이 감소될 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에서는 PCFICH의 CFI값이 전용 기준 신호의 자원 양을 지시하도록 한다. 여기서 상기 PCFICH는 2bit로 전송되며, 이에 대한 해석은 하기 <표 2>와 같다. 여기서 각 정보(information for PCFICH) bit와 해석의 순서는 변경이 가능하다. 본 발명의 제2 실시 예에서 지시하는 주파수의 자원 영역의 기준은 상기 제1 실시예에서 결정된 PRB 인덱스를 기준으로 자원이 지시된다.
Figure 112011045164556-pat00010
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라 공통 제어 채널의 할당 방법을 도시하는 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는 기지국이 두 개 이상의 캐리어를 운영하는 경우, 비호환성 캐리어로 전송되는 공통 제어 채널 영역의 위치는 호환성 캐리어의 PCFICH가 전송되는 REG가 포함되는 PRB을 기준으로 인덱스를 결정하고, 실제 전송은 비호환성 캐리어의 해당 인덱스에 전송하는 방법이다. 즉, 비호환성 캐리어의 공통 제어 채널 영역의 자원 할당은 도 8의 참조번호 802와 같이 비호환성 캐리어가 연결된 호환성 캐리어의 PCFICH가 전송되는 REG의 위치 k를 기반으로 결정되며, 도 8의 참조번호 806과 807과 같이 결정된 PRB 자원 인덱스를 기반으로 도 8의 참조번호 805와 같이 공통 제어 채널을 할당한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 채널들을 할당하는 절차를 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 기지국은 902단계에서 제어 채널을 전송하려는 캐리어의 종류를 판단한다. 여기서 캐리어의 종류는 호활성 및 비호환성 캐리어가 될 수 있다. 기지국은 903단계에서 캐리어의 종류가 비호환성 캐리어인지 검사하며, 비호환성 캐리어이면 904단계에서 호환성 캐리어의 파라미터를 기준으로 DRS를 기반의 공통 제어 채널을 할당한다. 파라미터는 호환성 캐리어의 PCFICH가 전송되는 REG가 전송되는 PRB 인덱스 값이며, 또는 셀 ID 기반으로 도출된 PRB 인덱스를 의미한다. 즉, 상기 도 8과 같은 본 발명의 제3실시예에 따라 기지국이 두 개 이상의 캐리어를 운영할 때 비호환성 캐리어로 전송되는 공통 제어 채널 영역의 위치는 호환성 캐리어의 PCFICH가 전송되는 REG가 포함되는 PRB을 기준으로 인덱스를 결정하고, 실제 전송은 비호환성 캐리어의 해당 인덱스에 전송한다. 이는 비호환성 캐리어의 경우 PCFICH나 PHICH 채널은 전송이 가능하지만, 생략도 가능하다.
그러나 상기 903단계에서 호환성 캐리어로 판단되면, 상기 기지국은 905 단계에서 제어채널이 전송되는 OFDM 심볼의 개수 정보를 알려주기 위한 PCFICH를 할당하고, 906 단계에서 HI(HARQ indicator)를 전달하는 채널인 PHICH를 할당하며, 907단계에서 PDCCH를 할당한다. 여기서 상기 907단계는 생략할 수 있다. 이후 상기 기지국은 908 단계에서 PCFICH가 전송되는 자원이 포함되는 PRB 인덱스를 기준으로 정해진 위치에 DRS 기반의 공통 제어 채널을 할당한다. 여기서 상기 정해진 위치는 상기 도 4 - 도6의 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 시간축으로는 슬롯의 크기, 주파수 축으로는 연속된 PRB의 개수를 의미한다. 상기 904단계 또는 908단계를 수행하여 DRS 기반의 공통 제어 채널을 할당한 후, 상기 기지국은 909단계에서 DRS 기반의 단말 전용 제어 채널을 할당하며, 910단계에서 스케줄링 정보에 기반하여 PDSCH를 할당한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 단말이 기지국으로부터 전송되는 채널들을 수신하는 절차를 도시하는 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 단말은 1001 단계에서 기지국으로부터 전송되는 채널을 수신하며, 1002 단계에서 수신되는 제어 채널의 전송 캐리어 종류를 판단한다. 이후 상기 단말은 1003 단계에서 캐리어의 종류가 비호환성 캐리어인가 검사하며, 비호환성 캐리어이면 1004 단계에서 호환성 캐리어의 PCFICH의 REG가 전송되는 PCFICH의 위치를 이용하여 DRS를 기반으로 공통 제어 채널의 위치를 계산한다. 이후 상기 단말은 1010 단계에서 DRS 기반의 공통 제어 채널(DRS based common control channel)을 수신하고, 1011 단계에서 DRS 기반의 단말 전용 제어 채널(DRS based UE specific control channel)을 수신하며, 1012 단계에서 PDSCH를 수신한다.
또한 상기 1003단계에서 호환성 캐리어로 판단되면, 상기 단말은 1005 단계에서 현재 단말이 DRS 기반의 제어 채널을 수신할 수 있는지 판단한다. 이때 DRS 기반의 제어채널 수신이 가능하면, 상기 단말은 1006 단계에서 CRS를 기반으로 PCFICH를 수신하며, 1013 단계에서 수신된 PCFICH의 위치를 기반으로 DRS을 위한 공통 제어 채널의 위치를 계산한다. 이후 상기 단말은 1010 단계에서 DRS 기반의 공통 제어 채널을 수신하고, 1011 단계에서 DRS 기반의 단말 전용 제어 채널을 수신하며, 1012 단계에서 PDSCH를 수신한다.
그러나 상기 1005단계에서 DRS 기반의 제어 채널의 수신이 불가능하면, 상기 단말은 1007 단계에서 CRS를 기반으로 PCFICH를 수신하고, 1008 단계에서 CRS 기반의 제어 채널을 수신한 후, 1009단계에서 상위에서 DRS 기반의 제어 채널을 전송 정보를 수신하도록 구성한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 송신 장치 구성을 도시하는 도면이다.
상기 도 11을 참조하면, 공통 제어 채널 정보 발생기(common control information generator)1101은 단말에 전송해야 하는 공통 제어 채널 정보(common control information)를 생성하며,전용 제어 채널 정보 발생기(dedicated control information generator)1102는 단말로 전송해야 하는 단말 전용 제어 채널 정보(dedicated control information)를 발생한다.. CRS 발생기(CRS generator)1103은 공통기준신호(common reference signal)를 발생하며, DRS 발생기(DRS generator)1108은 전용기준신호(dedicated reference signal)를 발생한다. PHICH 발생기( PHICH generator)1104는 HARQ 표시자(Hybrid Automatic Repeat Request indictor)를 생성하여 전송하는 물리채널(physical HARQ indicator channel)이며, PCFICH 발생기(PCFICH generator)1105는 제어채널의 OFDM 심볼 수를 결정하는 CFI(control format indicator)를 생성하여 전송하는 물리채널(physical control format indicator channel)이다. PDCCH 발생기1106 및 ePDCCH 발생기1107은 하향링크 제어채널 정보를 전송하는 물리채널이며, PDSCH 발생기 1109는 하향링크의 데이터를 전송하는 물리채널이다.
제어부(controller)1111은 본 발명의 실시예에 따라 하향 링크의 채널들의 자원을 할당하여 채널 정보들의 전송을 제어한다. 상기 제어부1111의 동작은 하기에서 상세히 설명될 것이다. 매퍼1110은 상기 제어부1111의 제어하에 CRS, PHICH, PCFICH 및 PDCCH의 정보들을 매핑하며, 매퍼1112는 상기 제어부1111의 제어하에 DRS, ePDDCH, PDSCH의 정보들을 매핑한다. 다중화기(multiplexer, MUX)1113은 상기 매퍼1110 및 1112에서 출력되는 채널 정보들을 다중화하며, RF부1114는 상기 다중화된 채널 정보들을 RF신호로 변환하여 출력한다.
여기서 상기 공통 제어 정보 및 전용 제어 정보는 상기 제어부111의 제어하에 PDCCH 발생기 1106을 통해 CRS 기반의 PDCCH 제어 채널로 구성됨과 동시에 ePDCCH 발생기 1107을 통해 DRS 기반의 ePDCCH 제어 채널로 구성된다. 즉, 제어부1111가 단말의 채널 상태와 제어 채널 수신 가능 여부를 판단하여 실제 맵핑되는 제어 채널을 결정하고, 상기 결정된 채널을 통해 상기 공통제어정보 및 전용제어정보의 전송한다. 따라서 기지국에 여러 단말이 있는 경우, 상기PDCCH 발생기 1106과 ePDCCH 발생기 1107는 하나의 서브프레임에 동시에 전송되기도 하며, 또는 둘 중에 하나의 서브프레임에만 전송될 수 도 있다. CRS 기반으로 공통 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 제어부1111은 CRS와 PHICH 발생기1104로부터 구성된 채널과 PCFICH 발생기1105로부터 발생된 채널 및 PDCCH 발생기1106으로 발생된 채널들을 매퍼1110에 의해 매핑하여 제어 채널 영역에 할당한다. ePDCCH가 전송되는 경우, 상기 제어부1111은 ePDCCH 발생기 1107에서 발생된 ePDCCH와 DRS와 PDSH 발생기1109에서 발생된 데이터를 매퍼1112를 통해 매핑하여 할당한다.이때 상기 ePDCCH가 전송되는 경우, 상기 제어부1111은CRS 발생기1103, PHICH 발생기1104, PCFICH 발생기1105 및 PDCCH 발생기1106의 출력을 모두 함께 전송할 수도 있으며, 이 중에 하나 또는 일부들을 전송할 수 있다.
즉, 상기 제어부1111이 본 발명의 실시예에 따라 채널들을 할당하는 절차를 살펴보면, 상기 제어부1111은 제어 채널을 전송할 캐리어의 종류를 판단한다. 상기 캐리어의 종류는 호환성 및 비호환성 캐리어가 될 수 있다. 이때 비호환성 캐리어이면, 상기 제어부1111은 호환성 캐리어의 파라미터를 기준으로 DRS 발생기1108에서 발생되는 DRS 기반의 공통 제어 채널을 할당한다. 여기 상기 파라미터는 호환성 캐리어의 PCFICH 발생기1105의 REG가 전송되는 PRB 인덱스 값이며, 또는 셀 ID 기반으로 도출된 PRB 인덱스를 의미한다. 그리고 호환성 캐리어로 판단되면, 상기 제어부1111은 PCFICH 발생기1105를 할당하고, PHICH 발생기1104를 할당하며, PDCCH 발생기1106을 할당하며, 여기서 상기 PDCCH 발생기1106의 할당은 생략할 수 있다. 이후 상기 제어부1111은 PCFICH 발생기1105가 전송되는 자원이 포함되는 PRB 인덱스를 기준으로 정해진 위치에 DRS 발생기1108의 DRS 기반의 공통 제어 채널을 할당한다. 이후 상기 제어부1111은 DRS 기반의 공통 제어 채널을 할당한 후, DRS 기반의 단말 전용 제어 채널을 할당하며, 스케줄링 정보에 기반하여 PDSCH 발생기1109를 할당한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 수신장치 구성을 도시하는 도면이다.
상기 도 12를 참조하면, 역다중화기(demultiplexer, DeMUX)1201은 수신되는 신호를 역다중화한다. CRS수신기(CRS receiver)1203은 역다중화된 CRS를 수신한다. 채널추정기(channel estimator)1205는 상기 CRS를 이용하여 채널을 추정한다. PDCCH수신기1204는 역다중화된 PDCCH 정보를 수신하며, PDCCH 디코더1208은 상기 채널추정기1205에 따라 채널이 보상되며, 수신된 PDCCH 정보를 복호한다. FDM 역다중화기(FDM(Frequency Division Multiplex) demultiplexer, DeMUX)1202는 상기 역다중화기1201에서 출력되는 주파수 분할 다중신호들을 역다중화한다. PDSCH수신기1206은 FDM 역다중화된 PDSCH 데이터를 수신하며, ePDCCH1207은 FDM 역다중화된 ePDCCH 정보를 수신하고, DRS수신기1211은 FDM 역다중화된 DRS 정보를 수신한다. 채널추정기1212는 상기 DRS를 이용하여 채널 추정한다. PDSCH 디코더 1209는 채널추정기1205에 의해 채널 보상이 되며, 상기 PDSCH 데이터를 디코딩한다. ePDCCH 디코더1210은 상기 채널추정기1212에 의해 채널 보상되며, 수신되는 ePDCCH 정보를 디코딩한다.
제어부1220은 상기 역다중화기1201 및 1202에서 역다중화되는 신호를 분석하여 각각 대응되는 채널로 신호를 할당하는 기능을 수행한다. 상기 도 12에서 디매퍼의 구성이 생략되어 있으며, 디매퍼는 상기 제어부1220의 제어하에 역다중화되는 신호들을 각 채널들에 디매핑하는 기능을 수행한다. 상기 제어부1220의 동작을 살펴보면, 상기 제어부1220은 수신되는 캐리어의 종류를 판단하여, 공통제어채널 및 전용제어채널의 정보를 수신한다. 즉, 상기 제어부1220은 기지국으로부터 전송되는 제어 채널의 전송 캐리어 종류를 판단한다. 이때 캐리어의 종류가 비호환성 캐리어이면, 상기 제어부1220은 수신되는 제어채널 영역에서 호환성 캐리어의 PCFICH의 REG가 전송되는 PCFICH의 위치를 이용하여 DRS를 기반으로 공통 제어 채널의 위치를 계산한다. 이후 상기 제어부1220은 DRS 기반의 공통 제어 채널(DRS based common control channel)을 수신하고, DRS 기반의 단말 전용 제어 채널(DRS based UE specific control channel) 및 PDSCH를 수신한다.
또한 호환성 캐리어로 판단되면, 상기 제어부1220은 단말이 DRS 기반의 제어채널 수신이 가능하면, CRS를 기반으로 PCFICH를 수신하며, 수신된 PCFICH의 위치를 기반으로 DRS을 위한 공통 제어 채널의 위치를 계산한다. 이후 제어부1220은 DRS 기반의 공통 제어 채널을 수신하고, DRS 기반의 단말 전용 제어 채널 및 PDSCH를 수신한다. 그러나 DRS 기반의 제어 채널의 수신이 불가능하면, 상기 제어부1220은 CRS를 기반으로 PCFICH를 수신하고, CRS 기반의 제어 채널을 수신한 후, 상위에서 DRS 기반의 제어 채널을 전송 정보를 수신하도록 구성한다.
상기와 같은 절차를 수행하면, 단말은 역다중화기1201을 통해 시간축에서 신호를 분리하고, 우선 분리된 신호는 CRS수신기1203과 PDCCH 수신기(1204)로 분리하여 수신되도록 하고, 상기 CRS는 채널 추정기1205를 통해 PDCCH 복조기 1208을 통해 제어 채널 정보를 처리한다. 또한 상기 역다중화기1201에서 이후 분리된 신호는 주파수 역다중화기1202를 통해 주파수 축에서 분리되고, DRS수신기1211의 출력은채널 추정기1212를 통해 ePDCCH 수신기1210에 이용되고, ePDCCH1207로 수신된 신호는 ePDCCH의 복조기1210에서 채널 추정 정보를 이용하여 ePDCCH를 수신한다.

Claims (14)

  1. 기지국 송신장치의 공통제어채널 할당 방법에 있어서,
    캐리어 종류를 판단하는 과정과,
    상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 PCFICH를 할당하는 과정과,
    상기 PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은,
    상기 PCFICH 가 할당된 PRB, 상기 PCFICH가 할당된 상기 PRB와 주파수 대역에서 연속된 PRB 및 공통기준신호를 이용한 제어채널 이후의 첫 번째 슬롯에 상기 공통제어채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은,
    상기 PRB 및 공통기준신호를 이용한 제어채널 이후의 시간 축에서 연속된 두 개의 슬롯에 상기 공통제어채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공통제어채널을 할당하는 과정은,
    상기 PCFICH 가 할당된 PRB, 상기 PCFICH가 할당된 상기 PRB와 주파수 대역에서 연속된 PRB 및 상기 PRB, 상기 연속된 PRB 각각과 시간 축에서 연속된 두 개의 슬롯에 상기 공통제어채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 기지국 송신장치의 공통제어채널 할당 방법에 있어서,
    캐리어 종류를 판단하는 과정과,
    상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 셀의 공통제어채널 위치를 기반으로 비호환성 셀의 공통제어채널의 위치를 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  6. 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법에 있어서,
    캐리어의 종류를 판단하는 과정과,
    상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 공통기준신호를 이용하여 PCFICH를 수신하는 단계와,
    상기 공통기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하고, 상기 PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 수신하며, 상기 PCFICH가 할당된 PRB, 상기 PCFICH가 할당된 상기 PRB와 주파수 대역에서 연속된 PRB 및 상기 공통기준신호를 이용한 상기 제어채널 영역 이후의 첫 번째 슬롯의 영역에 상기 공통제어채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 수신하며, 상기 PRB 및 상기 공통기준신호를 이용한 상기 제어채널 영역 이후의 시간 축에서 연속된 두 개의 슬롯의 영역에 상기 공통제어채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법에 있어서,
    캐리어의 종류를 판단하는 과정과,
    상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 공통기준신호를 이용하여 PCFICH를 수신하는 단계와,
    상기 공통기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하지 않고, 상기 PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어채널 영역을 수신하는 과정은,
    상기 PCFICH가 할당된 PRB, 상기 PCFICH가 할당된 상기 PRB와 주파수 대역에서 연속된 PRB 및 상기 공통기준신호를 이용한 상기 제어채널 영역 이후의 첫 번째 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어채널 영역을 수신하는 과정은,
    상기 PCFICH가 할당된 PRB 및 상기 공통기준신호를 이용한 상기 제어채널 영역 이후의 시간 축에서 연속된 두 개의 슬롯의 영역에 공통제어채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 단말 수신장치의 제어채널 수신 방법에 있어서,
    캐리어의 종류를 판단하는 과정과,
    상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 채널의 공통제어채널 위치를 기반으로 할당된 비호환성 캐리어의 공통제어채널 위치를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 위치의 공통제어채널을 수신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  13. 기지국의 송신장치에 있어서,
    캐리어의 종류를 판단하고, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 PCFICH를 할당하며, PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 공통제어채널을 할당하고, 상기 캐리어가 비호환성 캐리어이면 호환성 셀의 공통제어채널 위치를 기반으로 비호환성 셀의 공통제어채널의 위치를 할당하는 제어부를 포함하는 장치.
  14. 단말의 수신장치에 있어서,
    기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 수신부와,
    캐리어의 종류를 판단하고, 상기 캐리어가 호환성 캐리어이면 공통기준신호를 이용하여 PCFICH를 수신하며, 상기 공통기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하고, 상기 PCFICH가 할당된 PRB를 기반으로 전용기준신호를 이용하여 제어채널 영역을 수신하도록 상기 수신부를 제어하는 제어부를 포함 하는 장치.
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