KR101868220B1 - 하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기 결정 방법 및 그 장치 - Google Patents

하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기 결정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 송수신을 위한 자원 설정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 MTC 단말을 위한 MCS 및 TBS 설정 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 MTC 단말이 TBS를 확인하는 방법에 있어서, MTC 단말을 위해서 사용하는 MCS와 TBS 테이블에 기초하여 전송된 스케줄링 정보를 수신하는 단계 및 기지국이 제공하는 스케줄링 정보를 사용하여 TBS를 확인하는 단계를 포함하는 방법 및 장치를 포함한다.

Description

하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기 결정 방법 및 그 장치{METHODS FOR DETERMINING MODULATION ORDER AND TRANSPORT BLOCK SIZE IN A PHYSICAL DOWNLINK SHARED CHANNEL AND APPARATUSES THEREOF}
본 발명은 데이터 송수신을 위한 자원 설정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 MTC 단말을 위한 MCS 및 TBS 설정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
신호 정보를 전송매체의 채널 특성에 맞게끔 신호(정보)의 세기나 변위, 주파수, 위상 등을 적절한 파형 형태로 변환하는 것을 변조(Modulation)라고 한다. 또한, 디지털 정보를 여러 가능한 신호(신호집합) 중 하나와 대응시켜 전송하고자 하는 디지털 신호(즉, 디지털 심볼 열)를 채널 특성에 맞는 신호로 변환시키는 것을 디지털 변조라고 한다. 대역폭 효율이 좋은 대표적인 디지털 변조 방법으로는 QPSK(or 4QAM), 16QAM, 64QAM과 같이 2MQAM으로 표현되는 M-ary QAM 변조 방법을 사용한다.
LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-Advanced와 같은 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터 전송에 사용하는 변조 방법은 QPSK, 16QAM 그리고 64QAM이다. 이러한 변조 방법을 이용하여 기지국은 단말로 데이터를 전송하고, 단말은 전송된 신호를 복조하여 데이터를 수신한다.
기지국은 하향링크 채널 상황을 고려하여 변조 방법 중 하나를 선택하고 이를 하향링크 제어 정보(DCI)를 사용하여 단말에 알려준다. 단말은 수신된 하향링크 제어 정보(DCI)를 확인하여 데이터 변조 방법에 맞는 복조를 통해서 데이터를 수신할 수 있다.
이를 위해서, 단말은 하향링크 채널 상황을 측정하고 측정된 채널 상황에 대한 정보를 기지국으로 전송한다. 또한, 기지국은 채널 상황에 대한 정보에 기초하여 QPSK, 16QAM 그리고 64QAM에 각각 매핑되는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 인덱스 정보를 확인하고 전송 블록 크기(TBS: Transport Block Size)를 결정한다.
이때, LTE 네트워크를 사용하는 단말의 채널 특성에 따라 낮은 데이터 전송률을 사용하는 단말의 경우에도 전술한 변조 방법과 전송 블록 크기를 동일한 방식으로 결정하고 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 것은 비효율적인 면이 존재한다.
따라서, 단말의 채널 특성에 따라 변조 방법과 전송 블록 크기를 다르게 설정할 필요가 있으며, 다르게 설정되는 변조 방법과 전송 블록 크기를 이용하여 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하고 이를 단말에서 확인할 수 있도록 하는 새로운 방식이 요구된다.
전술한 요구에 따라 안출된 본 발명은, LTE 네트워크를 사용하는 단말 중 낮은 데이터 전송률을 사용하는 단말로 하향링크 데이터 채널 전송 시 사용되는 변조 방법과 전송 블록 크기(TBS)를 결정하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
또한, 단말의 채널 특성에 따라 다르게 설정되는 변조 방법과 전송 블록 크기(TBS)를 이용하여 하향링크 제어 정보를 구성하고 이를 통해 단말에서 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 방법과 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 단말이 하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신하는 단계와, TBS(Transport Block Size) 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS(Modulation and Coding Scheme) 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블과 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 오더를 확인하는 단계와, MCS 테이블과 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 TBS 인덱스를 확인하고 TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블과 확인된 TBS 인덱스를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기지국이 하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기(TBS)를 결정하는 방법에 있어서, 단말로부터 채널 상태 정보를 수신하는 단계와, TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블 및 채널 상태 정보를 이용하여 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 결정하는 단계와, 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보를 단말로 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 데이터를 수신하는 단말에 있어서, 기지국으로 채널 상태 정보를 전송하는 송신부와, 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신하는 수신부와, TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블과 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 오더를 확인하고 TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블과 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 TBS 인덱스를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 제어부를 포함하는 단말 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 데이터를 전송하는 기지국에 있어서, 단말로부터 채널 상태 정보를 수신하는 수신부와, 단말로 하향링크 제어 정보를 전송하는 송신부와, TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블 및 채널 상태 정보를 이용하여 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 결정하고 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하는 제어부를 포함하는 기지국 장치를 제공한다.
전술한 본 발명에 따르면, LTE 네트워크를 사용하며 낮은 데이터 전송률을 사용하는 단말에 대한 하향링크 데이터 채널에서의 변조 방법과 전송 블록 크기(TBS)를 결정하고 하향링크 제어 정보를 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 LTE 네트워크를 사용하는 단말의 채널 특성에 따라 하향링크 제어 정보의 구성 방식을 다르게 함으로써 낮은 데이터 전송률을 사용하는 단말에 하향링크 제어 정보 전송 시 불필요한 시그널링 오버헤드를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 LTE MTC 단말에서 각 물리채널의 Link budget을 MCL(Maximum Coupling Loss) 값으로 표현한 테이블을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 테이블에 나타난 target MCL 값을 만족하기 위해 요구되는 각 물리채널 별 커버리지 향상 정도를 나타낸 테이블을 도시한 도면이다.
도 3은 MCS 인덱스, 변조 오더 및 TBS 인덱스의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 CQI 인덱스 테이블을 도시한 도면이다.
도 5는 CQI BLER(Block Error Rate) 성능을 도시한 도면이다.
도 6은 종래 CQI 인덱스 테이블과 MCS 인덱스 및 TBS 인덱스의 매핑 테이블을 도시한 도면이다.
도 7은 TBS 인덱스와 PRB의 개수에 따른 전송 블록 크기(TBS)의 값을 나타낸 도면이다.
도 8은 데이터 채널의 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 터보 부호화가 가능한 코드블록 크기를 나타낸 도면이다.
도 10은 종래 하향링크 제어 정보의 스케줄링 정보를 사용하여 MTC 단말에서 TBS를 확인하는 방법을 사용하는 경우 사용 가능한 TBS entry의 개수를 나타낸 도면이다.
도 11은 종래 하향링크 제어 정보의 스케줄링 정보를 사용하여 MTC 단말에서 TBS를 확인하는 경우 각 PRB의 개수 별 평균 패딩 오버헤드를 나타낸 도면이다.
도 12와 도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 일반 커버리지에서 하향링크 제어 정보를 구성하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 14와 도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 일반 커버리지에서 하향링크 제어 정보를 구성하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 16과 도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 일반 커버리지에서 하향링크 제어 정보를 구성하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제4실시예에 따른 확장된 커버리지에서 하향링크 제어 정보를 구성하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 22 내지 도 27은 본 발명의 제5실시예에 따른 확장된 커버리지에서 하향링크 제어 정보를 구성하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 발명의 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 MTC(Machine Type Communication) 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는, 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.
다시 말해, 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는, 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.
본 발명에서의 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
무선 통신 시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 Node-B, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다.
i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다.
i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다.
ii) 에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.
따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.
본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.
무선 통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선 통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원 할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선 통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
또한, LTE, LTE-A와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널로 구성되어 데이터를 전송한다.
한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.
본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.
실시예들이 적용되는 무선 통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신 시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.
다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀 영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.
이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.
또한, 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.
또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.
한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다.
eNB은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.
MTC(Machine Type Communication)는 사람이 개입하지 않는 상태에서 기기 및 사물 간에 일어나는 통신이라고 정의하고 있다. 3GPP 관점에서 "machine"이란, 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체를 의미하며, "MTC"는 이러한 machine이 하나 또는 그 이상이 포함된 데이터 통신의 한 형태로 정의된다.
Machine의 전형적인 예로는 이동통신 모듈이 탑재된 smart meter, vending machine 등의 형태가 언급되었으나, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작이나 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행하는 스마트폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 machine의 한 형태로 고려되고 있다.
[LTE 기반의 저가형 MTC]
LTE 네트워크가 확산될수록, 이동 통신 사업자는 네트워크의 유지보수 비용 등을 줄이기 위해 RAT(Radio Access Terminals)의 수를 최소화하기를 원하고 있다. 하지만, 종래의 GSM/GPRS 네트워크 기반의 MTC 제품들이 증가하고 있고, 낮은 데이터 전송률을 사용하는 MTC를 저비용으로 제공할 수 있다. 따라서 이동통신 사업자 입장에서 일반 데이터 전송을 위해서는 LTE 네트워크를 사용하고 MTC를 위해서는 GSM/GPRS 네트워크를 사용하므로, 두 개의 RAT을 각각 운영해야 하는 문제가 발생하며, 이는 주파수 대역의 비효율적 활용으로 이동통신 사업자의 수익에 부담이 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, GSM/EGPRS 네트워크를 사용하는 값싼 MTC 단말을 LTE 네트워크를 사용하는 MTC 단말로 대체해야 하며, 이를 위해서 LTE MTC 단말의 가격을 낮추기 위한 다양한 요구사항들이 3GPP RAN WG1 표준 회의에서 논의되고 있다. 또한, 상기 표준회의에서는 상기 요구사항들을 만족시키기 위해 제공할 수 있는 여러 가지 기능들을 기술한 문서(TR 36.888) 작성을 수행하고 있다.
상기 저가 LTE MTC 단말을 지원하기 위해서 현재 3GPP에서 논의 중인 물리계층 규격 변경 관련 주요 item은 협대역 지원/ Single RF chain/ Half duplex FDD/ Long DRX(Discontinued Reception) 등의 기술을 예로 들 수 있다. 하지만 가격을 낮추기 위해서 고려되고 있는 상기 방법들은 종래의 LTE 단말과 비교하여 MTC 단말의 성능을 감소시킬 수 있다.
또한, Smart metering과 같은 MTC 서비스를 지원하는 MTC 단말 중 20% 정도는 지하실과 같은 'Deep indoor' 환경에 설치되므로, 성공적인 MTC 데이터 전송을 위해서, LTE MTC 단말의 커버리지는 종래 일반 LTE 단말의 커버리지와 비교하여 15[dB] 정도 향상되어야 한다.
도 1은 LTE MTC 단말에서 각 물리채널의 Link budget을 나타낸 것으로서, 각 물리채널의 Link budget을 MCL(Maximum Coupling Loss)값으로 표현하고 있다.
FDD PUSCH의 경우 MCL값이 가장 작으므로 15[dB] 향상을 위한 target MCL 값은 140.7+ 15= 155.7 [dB]가 된다.
도 2는 도 1의 테이블에 나타낸 target MCL 값을 만족하기 위해서 요구되는 각 물리채널 별 커버리지 향상 정도를 나타낸 것이다.
이와 같이 LTE MTC 단말 가격을 낮추면서 커버리지를 향상시키기 위해서 PSD boosting 또는 Low coding rate 및 Time domain repetition 등과 같은 Robust한 전송을 위한 다양한 방법이 각각의 물리채널 별로 고려되고 있다.
LTE 기반의 저가형 MTC 단말의 요구사항은 다음과 같다.
● 데이터 전송속도는 최소 EGPRS 기반의 MTC 단말에서 제공하는 데이터 전송속도, 즉 하향링크 118.4kbps, 상향링크 59.2kbps를 만족해야 한다.
● 주파수 효율은 GSM/EGPRS MTC 단말 대비 획기적으로 향상되어야 한다.
● 제공되는 서비스 영역은 GSM/EGPRS MTC 단말에서 제공되는 것보다 작지 않아야 한다.
● 전력 소모량도 GSM/EGPRS MTC 단말보다 크지 않아야 한다.
● Legacy LTE 단말과 LTE MTC 단말은 동일 주파수에서 사용할 수 있어야 한다.
● 기존의 LTE/SAE 네트워크를 재사용한다.
● FDD 모드뿐만 아니라 TDD 모드에서도 최적화를 수행한다.
● 저가 LTE MTC 단말은 제한된 mobility와 저전력 소모 모듈을 지원해야 한다.
3GPP LTE에서 하향링크 데이터 전송에 사용하는 변조방법은 QPSK, 16QAM 그리고 64QAM이다. 기지국은 하향링크 채널 상황을 고려하여 상기 세 가지 변조 방법 중 하나를 선택하고 이를 하향링크 제어 정보(DCI)를 사용하여 단말에 알려준다.
도 3은 종래 5-bits로 구성된 MCS 인덱스와 변조 오더, TBS 인덱스의 관계를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 하향링크 제어 정보(DCI) 중 5-bits로 구성된 MCS 인덱스는 3가지 변조 방법을 단말에 알려준다. 도 3에서 MCS 인덱스 0번부터 28번까지는 HARQ 초기전송을 위해서 사용되며, 29번부터 31번까지는 HARQ 재전송을 위해서 사용된다.
보다 자세하게는 MCS 인덱스 0번부터 9번까지는 QPSK 변조 방법이 하향링크 데이터 전송에 사용됨을 의미하고, 10번부터 16번까지는 16QAM 변조 방법이 사용됨을 의미하며, 17번부터 28번까지는 64QAM 변조 방법이 하향링크 데이터 전송에 사용됨을 의미한다.
이와 같이 동일한 변조 방법에 대해서도 다수의 MCS 인덱스가 존재하며, 각각의 MCS 인덱스는 서로 다른 부호율의 부호어를 사용하여 데이터를 전송할 수 있음을 나타낸다. 채널 상황이 좋은 경우 기지국은 높은 MCS 인덱스를 사용하여 대역폭 효율을 높이고, 이와 반대로 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 채널 상황을 극복할 수 있도록 낮은 MCS 인덱스를 사용하여 로우버스트(Robust)한 전송을 한다. 이와 같이 채널 상황에 맞추어 MCS를 조절하는 방법을 Link adaptation이라고 한다.
MCS 인덱스 0번부터 28번까지는 HARQ 초기전송을 위하여 사용된다면, MCS 인덱스 29, 30 그리고 31번은 HARQ 재전송에 사용하는 변조 방법을 구별하기 위하여 사용된다. 따라서 MCS 인덱스 29번은 HARQ 재전송에 QPSK 변조를 사용하고, 30번은 16QAM 변조를 사용하고, 그리고 31번은 64QAM 변조를 사용하였음을 나타낸다.
기지국이 단말의 채널 상황에 따라서 link adaptation하기 위해서는 단말이 채널 상황을 기지국에 feedback해야한다. 단말이 기지국에 feedback하는 채널 상태 정보를 CSI(Channel State Information)라고 하며, CSI는 PMI(Pre-coding Matrix Indicator), RI(Rank Indicator), 그리고 CQI(Channel Quality Indicator)로 구성되어 있다.
여기서 PMI와 RI는 MIMO 전송에 관계된 채널 상태 정보이며, CQI는 도 4에 도시된 바와 같이 단말의 채널 상황에 따라서 사용할 수 있는 변조 방법, 부호율 그리고 전송 효율(Efficiency=변조오더*부호율)을 나타내고 있다. 단말은 채널 상황이 좋은 경우에는 전송 효율이 높은 CQI 인덱스를 feedback하고 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 낮은 CQI 인덱스를 기지국에 feedback한다. 종래의 CQI feedback 정보의 크기는 4비트이며, 모두 16가지 전송 효율을 나타낸다.
도 5는 CQI BLER 성능을 예시적으로 도시한 것으로서, AWGN 채널 환경에서 단일 전송 안테나와 두 개의 수신 안테나를 고려한 실험 환경에서 도 4의 CQI에 대한 성능을 전송 효율 대비 BLER 10%를 만족하는 Required SNR 값을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 종래 CQI는 BLER 10%의 Required SNR 범위는 약 -10 dB에서 17dB이며, 각 CQI 인덱스는 SNR 간격이 약 1.9dB로 균일한 간격을 갖도록 전송효율이 설정되어있다.
기지국은 단말로부터 수신한 CQI를 확인하고, 이를 참고하여 단말에 자원할당량 및 전송에 사용할 MCS를 결정한다. 이때, 도 3의 MCS와 도 4의 CQI는 도 6과 같은 관계를 갖는다.
MCS 인덱스 0, 2, 4, 6, 8, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 24, 26 그리고 28은 각각 CQI 인덱스 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 그리고 15번과 전송효율이 같도록 설정되어 있다. 또한, 연속된 두 개의 CQI 인덱스 사이에는 두 CQI 인덱스가 지원하는 전송 효율의 중간에 해당하는 전송 효율을 갖는 MCS 인덱스를 설정한 것이다.
단, 변조 오더가 2에서 4로 (QPSK에서 16QAM으로) 변경되는 MCS 인덱스 9와 10은 동일한 전송 효율을 갖도록 설정되어 있으며, 변조 오더가 4에서 6으로 (16QAM에서 64QAM으로) 변경되는 MCS 인덱스 16과 17 또한 동일한 전송 효율을 갖도록 설정되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 서로 다른 변조 오더를 갖는 MCS 인덱스에 동일한 TBS 인덱스를 갖도록 설정되어 있으므로 동일한 양의 전송 자원에 동일한 양의 TBS를 전송하게 된다.
도 3에서 각각의 MCS 인덱스 IMCS에는 TBS 인덱스 ITBS가 하나씩 설정되어있다. 3GPP TS 36.213에는 전송 자원의 크기인 PRB pair 개수 NPRB가 1에서 110까지 단말에 할당할 수 있음을 고려하여 각 ITBS 마다 110개의 전송할 수 있는 정보 비트의 크기인 TBS가 정의되어 있다.
도 7은 NPRB값이 1~6일 때 사용하는 TBS 값을 나타낸 것이다.
기지국은 단말로부터 수신한 CQI를 통해서 채널 상황을 확인하고 이를 참고하여 단말에 할당할 전송 자원의 크기와 해당 전송 자원에 사용할 MCS를 선택한다. 이때 MCS의 부호율을 결정하는 것은 해당 전송 자원으로 전송할 정보 비트의 크기인 TBS를 결정하는 것과 같다.
따라서, 기지국이 단말에 TBS를 확인하는 방법으로 DCI(Downlink Control Information)의 스케줄링 정보에 포함되어 있는 PRB pair 개수와 5-bits로 구성된MCS 인덱스를 사용한다.
예를 들어, DCI(Downlink Control Information)에 포함되는 스케줄링 정보가 PRB pair 개수 NPRB=4, 그리고 MCS 인덱스 IMCS=7인 경우, TBS 인덱스 ITBS=7 에 해당하는 TBS entry의 TBS = 472를 indication한다.
도 8은 LTE 데이터 채널을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 것으로서, 도 8을 참조하여 설정된 TBS를 가지고 채널 부호화하는 방법을 설명한다.
도 8을 참조하면, 먼저 TBS가 설정되면 기지국은 하나의 MAC PDU를 TBS에 맞추어 자르거나, 또는 TBS에 맞추어 복수 개의 MAC PDU를 병합하여 TB(Transport Block) 를 생성한다.
그리고 채널 부호화기에 입력하기 전에 도 8에 도시된 바와 같이, TB를 이용하여 24비트로 구성된 TB CRC를 생성한다. 생성된 TB CRC를 TB 비트열의 뒤에 이어 붙인다. 만약 TB의 크기와 24비트로 구성되는 TB CRC를 합하여 그 크기가 6144비트보다 큰 경우 코드블록분할(Code block segmentation)한다. 이때, 각각의 코드 블록에는 24비트 CB(Code Block) CRC를 붙이며 CB CRC를 포함한 코드블록의 크기는 6144비트를 넘지 않는다. 각각의 코드블록은 터보 코드로 부호화한다.
TB를 코드블록분할 할 때, 코드블록 개수 C를 결정하는 B는 TBS 와 TB CRC를 포함하는 값이다. 따라서 B=A+24이다. 도 8에서 TB CRC를 포함하는 정보비트 열은 b0, b1, … , bB-1 로 표현하고 있다.
B값이 코드블록의 최대크기인 6144비트보다 작거나 같은 경우 코드블록 개수 C는 1로 TB는 코드블록분할 하지 않는다. 또한, 코드블록 개수가 1이므로 추가적인 CB CRC를 필요로 하지 않는다. 따라서, 터보 부호화되는 총 정보비트의 수 B'은 B와 같다. 만약 B값이 6144비트보다 크다면 TB는 코드블록분할하고 이때 코드블록 개수 C는
Figure 112016022304664-pat00001
와 같다. 또한, 각각의 코드블록은 24비트로 구성된 CB CRC가 포함된다, 따라서, 부호화되는 총 정보비트의 수 B'은 B'=B+24*C 와 같다.
코드블록분할 방법은 먼저 B'값을 기준으로 코드블록 개수 C를 정의하고, 터보 부호화가 가능한 코드블록 크기 K를 결정한다.
도 9는 터보 부호화가 가능한 코드블록 크기 K를 나타낸 것으로서, K값은 40~6144비트 사이의 미리 정의된 188개 블록크기를 사용한다(3GPP TS 36.212, Table 5.1.3-3: Turbo code internal interleaver parameters에서 K값을 정의하고 있다).
기지국은 MTC 단말에 대해서 하나의 subframe에서 최대 6개의 PRB pair만 자원할당이 가능하며 사용 가능한 최대 TBS는 1000비트이다. 또한, data modulation 방법은 QPSK와 16QAM만을 사용하며, 64QAM은 사용하지 않는다.
따라서, MTC 단말에 대해서 종래와 동일한 방법으로 TBS를 확인하면 종래의 TBS table에서 사용하지 않는 TBS entry가 생긴다. 보다 자세히는 ITBS가 16 이상인 TBS entry는 64QAM을 사용하는 경우의 TBS entry이므로 사용되지 않는다. 또한, NPRB가 4, 5 그리고 6인 경우 각각 ITBS 가 14, 12 그리고 10 이상인 경우 TBS가 1000비트보다 크므로 해당하는 TBS entry는 사용되지 않는다.
도 10은 종래의 스케줄링 정보를 사용하여 MTC 단말에서 TBS를 확인하는 경우 사용 가능한 TBS entry의 개수를 나타낸 것으로서, NPRB이 1에서 6까지인 경우에 사용 가능한 TBS entry의 개수를 나타낸 것이다.
따라서, 종래의 DCI 스케줄링 정보에서 5-bits MCS 시그널링과 비교하여 MTC 단말에 확인할 수 있는 TBS entry 개수가 상대적으로 작으므로 불필요한 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 존재한다. 또한, 최소 TBS 16비트부터 최대 TBS 1000비트까지 사이의 TBS값들 중 제한된 개수의 TBS만 NPRB 마다 정의하고 있으므로 스케줄링 시 선택할 수 있는 TBS 값에 제약이 생긴다.
예를 들어, 상대적으로 작은 data packet size를 전송하는 MTC application을 고려하는 경우, TBS는 인접한 크기의 TBS 사이에 그 값의 차이가 크게 설정되어 있으므로 MAC PDU 생성시 padding overhead가 커지는 단점이 존재한다.
도 11은 각 NPRB 별로 정의된 TBS에 대해서 연속된 ITBS 에 해당하는 두 TBS의 차이를 둘 중 큰 TBS값으로 나눈 값을 padding overhead로 정의한 경우에, 각 NPRB 별로 Average padding overhead 계산한 결과를 나타낸 것이다.
또한, 커버리지가 확장된 MTC 단말의 경우, 종래의 스케줄링 정보에 포함되는 MCS 인덱스는 실제 전송에 사용하는 spectral efficiency와는 상관없이 반복전송을 사용하여 매우 낮은 spectral efficiency로 전송한다. 하지만, NPRB 값에 의존하여 TBS 값을 결정하는 경우 특정 TBS 값을 확인하기 위해서는 한 subframe당 할당되는 PRB pair 개수를 제약해야 한다.
예를 들어, TBS=16을 사용하기 위해서는 한 subframe당 할당되는 PRB pair 개수를 항상 한 개만 사용해야 한다. 따라서, 한 subframe당 1 PRB pair만 사용하여 반복 전송해야 한다. 또는, 한 subframe당 전송하는 PRB pair 개수를 고정하거나 별도의 signaling을 사용하는 경우에는, TBS 값을 확인하기 위해서 NPRB에 대한 추가적인 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 필요하게 된다.
TBS 값에 대한 스케줄링 정보는 MCS와 PRB 할당정보로 DCI의 포함되어 단말에 전송된다. 이때, 사용되는 DCI는 MTC 단말의 커버리지 수준에 따르는 반복전송 횟수에 따라서 다음과 같이 정의하고 있다.
Figure 112016022304664-pat00002
DCI format used for scheduling PDSCH for no and small repetition levels. (=DCI format M1A)
Figure 112016022304664-pat00003
DCI format used for scheduling PDSCH for other repetition levels. (= DCI format M1B)
Figure 112016022304664-pat00004
DCI format used for scheduling PUSCH for no and small repetition levels. (= DCI format M0A)
Figure 112016022304664-pat00005
DCI format used for scheduling PUSCH for other repetition levels. (= DCI format M0B)
일 예에 따르면, 반복전송 횟수가 2회 이하인 경우를 no and small repetition levels로 하고, 반복전송 횟수가 2회를 초과하는 경우를 other repetition levels로 할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 아니한다.
기지국은 MTC 단말의 커버리지 수준에 따라서 서로 다른 DCI format을 사용하여 단말에 상기 스케줄링 정보를 전송한다.
MTC 단말의 커버리지가 종래의 일반 LTE 단말의 커버리지 수준에 해당하는 경우, 기지국과 단말 간의 물리채널 전송을 위해서는 물리채널의 반복전송이 필요하지 않거나 혹은 적은 횟수의 반복전송이 필요하다. 기지국은 물리채널의 스케줄링 정보를 DCI format M1A/M0A를 사용하여 MTC 단말에 전송하고, 이때 사용되는 MCS 정보는 QPSK 또는 16QAM을 변조방법을 단말에 알려준다.
일반 단말의 커버리지 수준보다 확장된 커버리지에 있는 MTC 단말에 대해서, 기지국은 물리채널의 스케줄링 정보를 DCI format M1B/M0B를 사용하여 MTC 단말에 전송하고 이때 사용되는 MCS정보는 QPSK 변조방법만을 단말에 알려준다.
본 발명에서는 DCI format M1A/M0A 또는 DCI format M1B/M0B 에 사용할 MCS table을 각각 정의하여 사용하도록 제안한다.
또한, DCI format M1A/M0A의 경우 스케줄링 정보와 종래의 TBS 테이블을 사용하여 TBS를 확인하는 방법을 제안한다. DCI format M1B/M0B의 경우에는 MTC 단말을 위해서 사용하는 새로운 TBS table를 정의하고 DCI format M1B/M0B의 스케줄링 정보를 사용하여 TBS를 확인하는 방법을 제안한다.
[DCI format M1A/M0A 을 위한 MCS 구성방법]
제1실시예
도 12와 도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 일반 커버리지의 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방식을 설명하기 위한 것으로서, 도 12는 MCS 인덱스와 변조 오더, TBS 인덱스의 관계를 나타낸 테이블이고, 도 13은 TBS 인덱스와 PRB pair 개수에 따른 TBS를 나타낸 테이블이다.
도 12는 DCI format M1A/M0A의 MCS 정보 전송에 필요한 signaling bit 수를 4비트로 사용하는 경우의 MTC 단말을 위한 MCS 테이블이다.
종래의 MCS 테이블과 비교하여, 16QAM MCS entry 중에서 가장 큰 TBS 인덱스인 ITBS=15를 포함하고, QPSK와 16QAM이 변경되는 TBS 인덱스인 ITBS=9에 대해서는 QPSK만 사용하도록 설계한 것이다. 따라서, MCS 인덱스 IMCS 가 0에서 9인 경우 QPSK를 사용하고 MCS 인덱스 IMCS 가 10에서 15인 경우 16QAM을 사용하도록 설계한 것이다. 또한, ITBS와 IMCS는 같은 값을 사용하도록 설계한 것이다.
도 13은 도 12의 MCS 테이블을 사용하는 경우 종래의 TBS 테이블에서 MTC 단말이 사용하는 TBS 값을 나타낸 것이다.
제2실시예
도 14와 도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 일반 커버리지에 있는 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방식을 설명하기 위한 것으로서, 도 14는 MCS 인덱스와 변조 오더, TBS 인덱스의 관계를 나타낸 테이블이고, 도 15는 TBS 인덱스와 PRB pair 개수에 따른 TBS를 나타낸 테이블이다.
도 14는 DCI format M1A/M0A의 MCS정보 전송에 필요한 signaling bit 수를 3비트로 사용하는 경우의 MTC 단말을 위한 MCS 테이블이다.
도 14를 참조하면, MCS 인덱스 IMCS 가 0에서 4인 경우 QPSK를 사용하고 MCS 인덱스 IMCS 가 5에서 7인 경우 16QAM을 사용하도록 설계한 것이다. 또한, ITBS=IMCS*2 값을 사용하도록 설계한 것이다.
도 15는 도 14의 MCS 테이블을 사용하는 경우 종래의 TBS 테이블에서 MTC 단말이 사용하게 되는 TBS 값을 나타낸 것이다.
제3실시예
도 16과 도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 일반 커버리지에 있는 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방식을 설명하기 위한 것으로서, 도 16은 MCS 인덱스와 변조 오더, TBS 인덱스의 관계를 나타낸 테이블이고, 도 17은 TBS 인덱스와 PRB pair 개수에 따른 TBS를 나타낸 테이블이다.
도 16은 DCI format M1A/M0A의 MCS정보 전송에 필요한 시그널링 비트 수를 3비트로 사용하는 경우의 MTC 단말을 위한 MCS 테이블이다. MCS 인덱스 IMCS 가 0에서 4인 경우 QPSK를 사용하고 MCS 인덱스 IMCS 가 5에서 7인 경우 16QAM을 사용하도록 설계한 것이다. 그리고, 제2실시예와 다르게 제3실시예에서 MCS 테이블은 ITBS=IMCS*2+1 값을 사용하도록 설계한 것이다.
도 17은 도 16의 MCS 테이블을 사용하는 경우에 종래의 TBS 테이블에서 MTC 단말이 사용하게 되는 TBS 값을 보여준다.
전술한 제1실시예, 제2실시예, 그리고 제3실시예에 대해서, DCI format M1A/M0A에 포함되는 스케줄링 정보를 이용하여 TBS 값을 결정할 때는, 반복 전송되는 subframe 개수와 상관없이 subframe당 사용하는 PRB 개수 정보와 본 발명에서 제안하는 MCS 인덱스 값을 이용한다.
그리고, DCI format M1A/M0A에 포함되는 스케줄링 정보를 이용하여 TBS 값을 결정할 때, 만약 TBS의 값이 MTC 단말에 전송할 수 있는 최대 TBS인 1000비트 이상인 경우에는 TBS 값을 1000비트로 변경하여 사용할 수 있다.
또는, DCI format M1A/M0A에 포함되는 스케줄링 정보를 이용하여 TBS 값을 결정할 때, 만약 TBS의 값이 MTC 단말에 전송할 수 있는 최대 TBS인 1000비트 이상인 경우에는 TBS 값에서 일정한 값을 빼서 1000비트 이하로 변경하여 사용할 수 있다. 이 경우 사용되는 변조 방법은 QPSK로 변경할 수 있다.
[DCI format M1B/M0B 을 위한 MCS 구성방법]
제4실시예
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제4실시예에 따른 확장된 커버리지에 있는 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방식을 설명하기 위한 것이다.
도 18은 DCI format M1B/M0B의 MCS 정보 전송에 필요한 시그널링 비트 수를 4비트로 사용하는 경우의 MTC 단말을 위한 MCS 테이블이다. 모든 MCS 인덱스에 대해서 QPSK 를 사용하도록 설계한 것이다. 또한, ITBS 와 IMCS 는 같은 값을 사용하도록 설계한 것이다.
도 18에서 ITBS는 종래의 TBS 테이블이 아닌 MTC 단말을 위해서 새롭게 설계되는 TBS 테이블의 TBS 인덱스를 나타낸다.
제4실시예에 대해서, DCI format M1B/M0B에 사용되는 스케줄링 정보를 이용하여 TBS 값을 결정할 때는, 반복 전송되는 subframe 개수와 subframe당 사용하는 PRB 개수 정보에 상관없이 오로지 본 발명에서 제안하는 MCS 인덱스 값에 따르는 TBS 인덱스만을 이용한다.
도 19는 MCS signaling bit 수가 4비트인 제4실시예에 대해서, MTC 단말을 위한 새로운 TBS 테이블의 일 실시예를 보여주고 있다. 도 19에서 TBS는 1000비트 이하에서 인접한 TBS 크기 차이를 padding overhead로 고려하여 TBS 값에 비례하여 증가하도록 TBS 테이블을 설계한 것이다.
도 20은 MCS signaling bit 수가 4비트인 제4실시예에 대해서, 사용되는 MTC단말을 위한 새로운 TBS 테이블의 또 다른 실시예로 DCI format M1A/M0A로 결정되는 도 13의 TBS 중에서 사용 빈도가 높은 TBS 값을 이용하여 TBS 테이블을 설계한 것이다.
도 21은 도 13의 TBS 값이 사용된 횟수가 2이상인 TBS와 그 사용 횟수를 보여주고 있다.
제5실시예
도 22 내지 도 27은 본 발명의 제5실시예에 따른 확장된 커버리지에 있는 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 DCI format M1B/M0B의 MCS 정보 전송에 필요한 시그널링 비트 수를 3비트로 사용하는 경우의 MTC 단말을 위한 MCS 테이블을 나타낸 것이다. 모든 MCS 인덱스에 대해서 QPSK를 사용하도록 설계하고, 또한 ITBS 와 IMCS 는 같은 값을 사용하도록 설계한 것이다.
도 22의 ITBS는 종래의 TBS 테이블이 아닌 MTC 단말을 위해서 새롭게 설계되는 TBS 테이블의 TBS 인덱스를 나타낸다.
제5실시예에 대해서, DCI format M1B/M0B에 사용되는 스케줄링 정보를 이용하여 TBS 값을 결정할 때는, 반복 전송되는 subframe 개수와 subframe당 사용하는 PRB 개수 정보에 상관없이 오로지 본 발명에서 제안하는 MCS 인덱스 값에 따르는 TBS 인덱스만을 이용한다.
도 23은 MCS 시그널링 비트 수가 3비트인 제5실시예에 대해서, 사용되는 MTC 단말을 위한 새로운 TBS 테이블의 일 실시예를 보여주고 있다.
도 23에 도시된 TBS 테이블은 TBS 1000비트 이하에서 인접한 TBS 크기 차이를 padding overhead로 고려하여 TBS 값에 비례하여 증가하도록 설계된 것이다.
도 24는 MCS signaling bit 수가 3비트인 제5실시예에 대해서, MTC 단말을 위한 새로운 TBS 테이블의 또 다른 실시예로서 DCI format M1A/M0A로 결정되는 도 15의 TBS 중에서 그 사용 빈도가 높은 TBS 값을 이용하여 TBS 테이블을 설계한 것이다.
도 25는 도 15의 TBS 값이 사용된 횟수가 2 이상인 TBS와 그 사용 횟수를 보여주고 있다.
도 26은 MCS 시그널링 비트 수가 3비트인 제5실시예에 대해서, MTC 단말을 위한 새로운 TBS 테이블의 또 다른 실시예로 DCI format M1A/M0A로 결정되는 도 17의 TBS 중에서 그 사용 빈도가 높은 TBS 값을 이용하여 TBS 테이블을 설계한 것이다.
도 27은 도 17의 TBS 값이 사용된 횟수가 2 이상인 TBS와 그 사용 횟수를 보여주고 있다.
제6실시예
DCI format M1B/M0B를 위한 MCS 테이블을 구성하기 위한 또 다른 방법으로, DCI format M1B/M0B에서도 MCS 시그널링 비트 수에 따라서 본 발명에서 제안된 DCI format M1A/M0A의 MCS 테이블을 동일하게 사용할 수 있다. 단, 이와 같은 경우 변조 방법은 MCS 인덱스에 상관없이 QPSK로 고정하여 사용한다.
만약, DCI format M1B/M0B에 포함된 스케줄링 정보에 PRB 개수 정보가 있다면, 본 발명에서 제안하는 DCI format M1A/M0A를 사용한 TBS 결정 방법과 동일한 방법으로 TBS 값을 결정할 수 있다.
만약, DCI format M1B/M0B에 포함된 스케줄링 정보에 PRB 개수 정보가 없다면 매 subframe당 하나의 내로우 밴드(Narrow band)에 해당하는 6 PRB를 사용하게 된다. 이와 같은 경우, NPRB 값을 특정 값으로 고정하고 종래의 TBS 테이블과 MCS 테이블에서 지시하는 TBS 인덱스를 이용하여 TBS 값을 결정할 수 있다.
여기서, NPRB 값은 미리 정해진 값이거나 시그널링될 수 있다. 예를 들어, NPRB값을 3으로 고정하거나, 4로 고정할 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말이 기지국으로부터 하향링크 제어 정보(DCI)를 수신하고, 하향링크 데이터 채널에서의 변조 방법 및 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 28을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말은 채널 상황을 측정하고 측정된 채널 상황을 포함하는 채널 상태 정보(CSI)를 기지국으로 전송한다(S2800).
MTC 단말은 기지국으로부터 채널 상태 정보(CSI)에 기초하여 결정된 4비트의 MCS 인덱스를 포함하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 수신한다(S2810).
MTC 단말은 하향링크 제어 정보(CSI)에 포함된 MCS 인덱스를 확인하고(S2820), TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블에서 확인된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더를 확인한다(S2830).
이때, MTC 단말이 일반 커버리지에 있는 MTC 단말인 경우에는 확인된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더에 따른 변조 방법은 QPSK 또는 16QAM일 수 있고, MTC 단말이 확장된 커버리지에 있는 MTC 단말인 경우에는 확인된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더에 따른 변조 방법은 모두 동일하며 QPSK일 수 있다.
MTC 단말은 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 TBS 인덱스를 확인하고(S2840), 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 PRB의 개수를 확인한다(S2850).
MTC 단말은 TBS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 TBS 테이블에서 확인된 TBS 인덱스와 PRB의 개수를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인한다(S2860).
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국이 MTC 단말에 전송하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 구성하는 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 MTC 단말로부터 채널 상태 정보(CSI)를 수신한다(S2900).
기지국은 채널 상태 정보(CSI)에 기초하여 MTC 단말로 전송하는 하향링크 데이터 채널에서 사용할 전송 블록 크기(TBS)와 MCS를 결정한다(S2910).
기지국은 TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블에서 MCS 인덱스를 선택할 수 있다. 이때, MCS 정보 전송에 필요한 시그널링 비트를 3비트나 4비트로 사용한다.
MTC 단말이 일반 커버리지에 있는 MTC 단말인 경우에는, MCS 테이블에서 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 QPSK 또는 16QAM일 수 있다.
예를 들어, MCS 정보 전송에 필요한 시그널링 비트를 4비트로 사용하는 경우, MCS 인덱스가 0에서 9인 경우에는 변조 방법으로 QPSK를 사용하고 MCS 인덱스가 10에서 15인 경우에는 변조 방법으로 16QAM을 사용하도록 할 수 있다.
기지국은 TBS 인덱스를 포함하는 TBS 테이블에서 결정된 MCS 인덱스와 전송 블록 크기(TBS)에 기초하여 PRB의 개수를 결정하고, 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 생성한다(S2920).
기지국은 4비트로 구성된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 MTC 단말로 전송하여(S2930), MTC 단말이 하향링크 데이터 채널에서의 변조 방법과 전송 블록 크기(TBS)를 확인할 수 있도록 한다.
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 구성을 보여주는 도면이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단말(3000)은 제어부(3010), 송신부(3020) 및 수신부(3030)를 포함한다.
송신부(3020)는 기지국에 상향링크 제어 정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다. 또한, 채널 품질을 측정한 정보를 포함하는 채널 상태 정보(CSI)를 기지국으로 전송한다.
수신부(3030)는 기지국으로부터 하향링크 제어 정보(DCI) 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 기지국으로부터 수신하는 하향링크 제어 정보(DCI)는 MCS 인덱스와 PRB의 개수에 관한 정보를 포함한다.
제어부(3010)는 기지국으로부터 수신한 하향링크 제어 정보(DCI)에 기초하여 하향링크 데이터 채널에서의 변조 방법 및 전송 블록 크기(TBS)를 확인한다.
제어부(3010)는 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 MCS 인덱스를 확인하고, TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블에서 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더를 확인한다. 확인된 변조 오더로부터 하향링크 데이터 채널에 사용된 변조 방법을 확인하며, MTC 단말(3000)이 일반 커버리지에 있는 MTC 단말(3000)인 경우에 하향링크 데이터 채널에 사용된 변조 방법은 QPSK 또는 16QAM일 수 있다. 그리고, MTC 단말(3000)이 확장된 커버리지에 있는 MTC 단말(3000)인 경우에 하향링크 데이터 채널에 사용된 변조 방법은 QPSK일 수 있다.
제어부(3010)는 MCS 테이블에서 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 TBS 인덱스를 확인하고, 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 PRB의 개수를 확인한다. 그리고, TBS 테이블에서 TBS 인덱스와 PRB의 개수에 따른 TBS 값을 확인하여 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인한다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 것이다.
도 31을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국(3100)은 제어부(3110), 송신부(3120) 및 수신부(3130)를 포함한다.
제어부(3110)는 MTC 단말로부터 채널 상태 정보(CSI)를 수신하고 수신된 채널 상태 정보(CSI)에 기초하여 MTC 단말로 전송할 자원의 크기와 MCS를 결정한다.
제어부(3110)는 TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블에서 MCS 인덱스를 결정하고 TBS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 TBS 테이블에서 TBS를 결정한다. 그리고, 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보(DCI)를 생성한다.
송신부(3120)와 수신부(3130)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 MTC 단말과 송수신하는 데 사용되며, 송신부(3120)는 제어부(3110)에 의해 생성된 하향링크 제어 정보(DCI)를 MTC 단말로 전송하여 MTC 단말이 하향링크 제어 정보(DCI)를 통해 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 오더와 전송 블록 크기(TBS)를 확인할 수 있도록 한다.
전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

Claims (30)

  1. MTC 단말이 하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신하는 단계;
    TBS(Transport Block Size) 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS(Modulation and Coding Scheme) 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블과 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 상기 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 오더를 확인하는 단계; 및
    상기 MCS 테이블과 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 TBS 인덱스를 확인하고, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블, 상기 확인된 TBS 인덱스 및 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 PRB의 개수를 이용하여 상기 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 단계를 포함하고,
    상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스는 4비트로 구성되고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷과 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷이 서로 다르고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 QPSK 또는 16QAM이고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 모두 QPSK로 동일하고, 상기 MCS 테이블에서 상기 TBS 인덱스는 모두 MCS 인덱스와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수는, 상기 MTC 단말의 커버리지 수준에 따라, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하 또는 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 초과로 결정되는 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 기지국이 MTC 단말을 위한 하향링크 데이터 채널에서의 변조 오더 및 전송 블록 크기(TBS)를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 MTC 단말로부터 채널 상태 정보를 수신하는 단계;
    TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블 및 상기 채널 상태 정보를 이용하여 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 하향링크 제어 정보를 상기 MTC 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스는 4비트로 구성되고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷과 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷이 서로 다르고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 QPSK 또는 16QAM이고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 모두 QPSK로 동일하고, 상기 MCS 테이블에서 상기 TBS 인덱스는 모두 MCS 인덱스와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수는, 상기 MTC 단말의 커버리지 수준에 따라, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하 또는 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 초과로 결정되는 방법.
  15. 삭제
  16. 기지국으로 채널 상태 정보를 전송하는 송신부;
    상기 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신하는 수신부; 및
    TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블과 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스를 이용하여 하향링크 데이터 채널에서 사용된 변조 오더를 확인하고, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블과 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 TBS 인덱스 및 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 PRB의 개수를 이용하여 상기 하향링크 데이터 채널에서의 전송 블록 크기(TBS)를 확인하는 제어부를 포함하고,
    상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스는 4비트로 구성되고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷과 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷이 서로 다르고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 QPSK 또는 16QAM이고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 모두 QPSK로 동일하고, 상기 MCS 테이블에서 상기 TBS 인덱스는 모두 MCS 인덱스와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 MTC 단말.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제16항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수는, 상기 MTC 단말의 커버리지 수준에 따라, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하 또는 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 초과로 결정되는 것을 특징으로 하는 MTC 단말.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. MTC 단말로부터 채널 상태 정보를 수신하는 수신부;
    상기 MTC 단말로 하향링크 제어 정보를 전송하는 송신부; 및
    TBS 인덱스의 전체 또는 일부가 MCS 인덱스와 동일하게 설정된 MCS 테이블, TBS 인덱스를 포함하는 전송 블록 크기(TBS) 테이블 및 상기 채널 상태 정보를 이용하여 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 결정하고, 결정된 MCS 인덱스와 PRB의 개수를 포함하는 상기 하향링크 제어 정보를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스는 4비트로 구성되고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷과 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷이 서로 다르고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하인 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 QPSK 또는 16QAM이고,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수를 초과하는 경우를 스케줄링하기 위한 하향링크 제어 정보의 포맷의 상기 하향링크 제어 정보에 포함된 MCS 인덱스가 지시하는 변조 오더는 모두 QPSK로 동일하고, 상기 MCS 테이블에서 상기 TBS 인덱스는 모두 MCS 인덱스와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제24항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수는, 상기 MTC 단말의 커버리지 수준에 따라, 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 이하 또는 상기 하향링크 데이터 채널의 반복 전송 횟수가 기설정된 횟수 초과로 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  30. 삭제
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