KR102555612B1

KR102555612B1 - 서브프레임 구조 구성 방법 및 응답신호 회신 방법, 단말장치 및 기지국장치

Info

Publication number: KR102555612B1
Application number: KR1020160140146A
Authority: KR
Inventors: 최창순; 나민수
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2023-07-13
Also published as: KR20180045601A

Abstract

본 발명은, 향후 등장하게 될 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안을 실현함으로써, 초저지연 서비스 성능을 최대화시키는 기술을 개시하고 있다.

Description

서브프레임 구조 구성 방법 및 응답신호 회신 방법, 단말장치 및 기지국장치{SUBFRAME STRUCTURE CONFIGURATION METHOD AND RESPONSE SIGNAL REPLYING METHOD, TERMINAL DEVICE AND BASE STATION}

본 발명은, 장치 간에 데이터를 전송하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 향후 등장하게 될 초저지연 서비스의 5G 이동통신망 환경에 적합한 응답신호 수신 기술에 관한 것이다.

대용량 데이터/고속 전송을 위한 이동통신망 발전에 따라, 향후 실시간에 가까운 데이터 송수신을 기반으로 하는 초저지연(URLLC: Ultra Reliable & Low Latency Communication) 서비스를 지향하는 이동통신망 환경, 예컨대 5세대 이동통신망(이하, 5G) 환경으로 발전할 것이다.

이에, 5G에서 초저지연 서비스를 실현하기 위해 중요한 요소 중 하나는, 전송한 데이터에 대한 수신단의 응답신호(Ack/Nack)를 즉각적으로 수신하여, 이를 기반으로 필요 시 데이터를 재전송 하거나 또는 Coding Rate를 변경하는 등 전송 성능을 적응적으로 조정하는 것이다.

즉, 5G에서 초저지연 서비스를 실현하기 위해서는, 즉각적이면서 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신하는 것이 가장 핵심일 것이다.

한편, 5G에서는 Dynamic TDD(Time Division Duplex) 기술을 채용할 것으로 예상되는데, 기존의 Dynamic TDD에서 제공하는 데이터 송수신을 위한 프레임 구조는, 프레임을 구성하는 각 서브프레임 별로, DL의 경우 DL 데이터채널 및 제어채널이 고정 할당되고 UL의 경우 UL 데이터채널 및 제어채널이 고정 할당되는 구조이기 때문에, DL 서브프레임을 통해 전송된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 수신하기 위해서는 UL 제어채널이 할당된 UL 서브프레임의 시점까지 대기해야 한다.

즉, 기존의 Dynamic TDD의 경우, DL 서브프레임을 통해 전송한 DL 데이터에 대한 즉각적인 응답신호(Ack/Nack) 수신이 불가능한 구조이다.

따라서, 5G에서는, 보다 즉각적으로 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있는 방안 모색이 필요하다.

한편, 5G에서는 기지국 및 단말 간 전송 효율을 높이기 위해서, 다수 안테나를 구비하여 서로 다른 방향으로 빔 포밍된 신호를 송수신할 수 있는 빔 포밍 기술 기반의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 채용할 것이다.

MIMO 기술을 채용한 통신시스템(이하, MIMO 통신시스템)의 경우, 기지국이 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나빔들 및 단말이 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나빔들 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍을 찾아, 이 최적의 빔 쌍을 이용해서 통신하게 된다.

헌데, 단말(사용자)은 운행 중인 차량(예: 기차, 자동차 등)에 탑승한 채 고속으로 이동하면서 통신 서비스를 이용할 수 있고, 이 경우 MIMO 통신시스템에서는 기지국 및 단말 간 채널 환경이 바뀌면서 앞서 찾은 최적의 빔 쌍이 더 이상 유효하지 않아 이를 통한 응답신호(Ack/Nack) 수신이 불가능하게 될 수 있다.

따라서, 5G에서는, 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있는 방안 모색이 필요하다.

이에, 본 발명에서는, 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안을 실현하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 데이터 전송을 위한 서브프레임 구조를 구성하는 방법DMS, 다운링크 데이터가 전송되는 데이터채널을 구성하는 단계; 및 상기 데이터채널을 통해 전송된 다운링크 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널을 구성하되, 기 정의된 고속이동 상황 여부에 따라 상기 업링크제어채널의 개수를 상이하게 구성하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 업링크제어채널은, 서브프레임을 구성하는 다수의 심볼 중에서, 상기 데이터채널이 할당된 심볼구간 이후의 심볼에 할당되는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)일 수 있다.

바람직하게는, 상기 업링크제어채널의 개수는, 상기 고속이동 상황이 아닌 경우 보다, 상기 고속이동 상황 시에 더 많을 수 있다.

바람직하게는, 상기 고속이동 상황 여부는, 다운링크 데이터에 대한 응답신호의 수신 성공률을 기반으로, 데이터 전송단 또는 데이터 수신단 중 적어도 어느 하나가 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측한 결과에 따를 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 MIMO 통신시스템에서의 단말장치는, 기지국에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹(tracking)을 수행하는 빔트래킹수행부; 상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부; 및 기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 상기 최적의 빔 쌍을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 응답신호송신부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 빔 쌍은, 상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 다음으로 채널 환경이 우수한 순서에 따라 순차적으로 확인될 수 있다.

바람직하게는, 상기 응답신호송신부는, 상기 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임을 기반으로, 상기 응답신호를 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신할 수 있다.

바람직하게는, 상기 고속이동 구조의 서브프레임은, 다운링크 데이터가 전송되는 데이터채널, 상기 데이터채널을 통해 전송된 다운링크 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널을 상기 고속이동 상황이 아닌 경우 보다 많은 개수로 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 응답신호송신부는, 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널 별로 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 각기 할당하여, 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍 각각을 이용하여 송신하는 응답신호가, 상기 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널을 통해 중복 전송되도록 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 최적의 빔 쌍은, 상기 고속이동 구조의 서브프레임에서 첫 번째 업링크제어채널에 할당되고, 상기 적어도 하나의 빔 쌍 중에서 상기 빔 트래킹 과정에서 채널 환경이 가장 나쁘게 측정된 빔 쌍은, 상기 고속이동 구조의 서브프레임에서 마지막 업링크제어채널에 할당될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 MIMO 통신시스템에서의 기지국장치는, 단말에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행하는 빔트래킹수행부; 상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부; 및 상기 단말로 전송한 데이터에 대한 미수신 응답이 회신되면, 미수신 응답에 따른 재전송 대상의 데이터를 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 재전송제어부를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 관점에 따른 MIMO 통신시스템에서 단말에 의해 수행되는 응답신호 회신 방법은, 기지국에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹 수행 시, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인한계; 및 기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 상기 최적의 빔 쌍을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 응답신호송신단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 응답신호송신단계는, 상기 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임을 기반으로, 상기 응답신호를 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신할 수 있다.

바람직하게는, 상기 응답신호송신단계는, 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널 별로 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 각기 할당하여, 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍 각각을 이용하여 송신하는 응답신호가, 상기 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널을 통해 중복 전송되도록 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 관점에 따른 MIMO 통신시스템에서 기지국에 의해 수행되는 데이터 재전송 방법은, 단말에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹 수행 시, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인단계; 및 상기 단말로 전송한 데이터에 대한 미수신 응답이 회신되면, 미수신 응답에 따른 재전송 대상의 데이터를 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 재전송단계를 포함한다.

이에, 본 발명의 서브프레임 구조 구성 방법 및 응답신호 회신 방법, 단말장치 및 기지국장치에 따르면, 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안을 실현함으로써, 초저지연 서비스 성능을 최대화시키는 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 MIMO 통신시스템에서 단말의 고속이동 상황을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 Flexible TDD 프레임 구조를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 Flexible TDD 프레임 구조가 단말의 고속이동 상황 발생 시 변경되는 예를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응답신호 회신 방법의 흐름을 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 재전송 방법의 흐름을 보여주는 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 초저지연(URLLC: Ultra Reliable & Low Latency Communication) 서비스를 지향하는 5G 이동통신망 환경에 적합한 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 제안하고자 한다.

따라서, 본 발명을 설명하기에 앞서, 기존의 Dynamic TDD에서 제공하는 프레임 구조를 간단히 설명하면 다음과 같다.

TDD는 동일한 주파수 무선자원을 시간에 따라 UL 또는 DL로 가변 할당하여 사용하는 기술이며, Dynamic TDD는 업링크/다운링크 비율을 조절함으로써 UL/DL 트래픽에 적응적으로 대응하는 것이 가능한 기술이다.

헌데, 기존의 Dynamic TDD에서 제공하는 데이터 송수신을 위한 프레임 구조는, 프레임을 구성하는 각 서브프레임 별로, DL의 경우 DL 데이터채널 및 제어채널이 고정 할당되고 UL의 경우 UL 데이터채널 및 제어채널이 고정 할당되는 구조이다.

즉, 기존의 Dynamic TDD에 따른 서브프레임은, DL의 경우 DL 데이터채널(xPDSCH: Physical Downlink Shared Channel) 및 제어채널(xPDCCH: Physical Downlink Control Channel)이 고정 할당되는 구조를 갖는다.

또한, 기존의 Dynamic TDD에 따른 서브프레임은, UL의 경우 UL 데이터채널(xPUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널(xPUCCH: Physical Uplink Control Channel)이 고정 할당되는 구조를 갖는다.

따라서, 기존의 Dynamic TDD에서는, 전술과 같이 DL 데이터채널(xPDSCH) 및 제어채널(xPDCCH)로 구성된 DL 서브프레임, UL 데이터채널(xPUSCH) 및 제어채널(xPUCCH)로 구성된 UL 서브프레임의 비율을 조정하는 방식으로, UL/DL 트래픽에 적응적으로 대응하고 있다.

이에, 기존의 Dynamic TDD에 따르면, DL 서브프레임을 통해 전송된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 수신하기 위해서는, UL 제어채널이 할당된 UL 서브프레임의 시점까지 대기해야 한다.

이에, 기존의 Dynamic TDD에 따라 다량의 DL 데이터를 전송하는 경우를 예로 설명하면, 단말은 수신되는 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 UL 제어채널(xPUCCH)이 존재하는 UL 서브프레임이 전송되는 시점(t_a)이 될 때까지 회신할 수 없기 때문에, DL 데이터의 실제 전송은 DL 데이터 전송이 시작된 시점부터 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 수신하는 시점(t_a)까지의 시간이 경과한 후에 이루어진다고 볼 수 있다.

전술한 바와 같이, 기존의 Dynamic TDD의 경우 서브프레임의 구조적 한계로 인해, 4세대 이동통신망(LTE) 환경에는 적용하기에 적합했을지 몰라도, 5G에 그대로 적용할 경우 초저지연(URLLC) 서비스를 기대만큼 제공하기 어려운 한계점을 갖는다.

이에, 본 발명에서는, 보다 즉각적으로 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 5G에 적합한 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 제안하고자 한다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(100)이 다수의 안테나빔(#1,#2...)을 형성하고 단말(200)이 다수의 안테나빔(UE#1,#2...)을 형성하는 경우, 다수의 안테나빔(#1,#2...) 및 다수의 안테나빔(UE#1,#2...) 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍(예: #2-UE#1)을 찾는 빔 트래킹(tracking)을 수행하고, 기지국(100) 및 단말(200) 간에는 빔 트래킹을 통해 찾은 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 통신하게 된다.

한편, 단말(200)은, 운행 중인 차량(예: 기차, 자동차 등)에 탑승한 채, 고속으로 이동하면서 통신 서비스를 이용할 수 있다.

이 경우 MIMO 통신시스템에서는, 기지국(100) 및 단말(200) 간 채널 환경이 달라져, 앞서 찾은 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)이 더 이상 유효하지 않고, 빔 트래킹을 재수행하여 최적의 빔 쌍을 다시 찾아야 하는 상황(이하, 빔 스위칭 상황)이 된다. 도 1의 경우라면, 빔 트래킹 재수행 시, 최적의 빔 쌍으로서 #1-UE#2가 찾아질 것이다.

하지만, 빔 스위칭 상황에서 단말(200)은, 빔 트래킹 재수행이 완료되기 전까지, 응답신호(Ack/Nack)을 여전히 이전 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 회신하기 때문에, 응답신호(Ack/Nack) 수신이 불가능하게 될 수 있다.

따라서, 5G에서는, 고송이동 중인 단말에 대해서도, 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있는 방안 모색이 필요하다.

이에, 본 발명에서는, 앞서 제안한 Flexible TDD 프레임 구조를 기반으로, 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 응답신호 수신(회신) 방안을 제안하고자 한다.

본 발명의 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 실현(이용)하는 장치는, 이동통신망 기반의 통신 서비스를 이용하는 장치일 것이며, 가장 대표적으로는 도 1에 도시된 바와 같은 기지국(100) 및 단말(200)일 것이다.

이때, 기지국(100) 및 단말(200)은, 다수 안테나빔으로 통신 서비스를 제공/이용하며(MIMO), 이 경우 후술할 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조를 통한 데이터 전송 역시 다수 안테나빔을 통해 상호 전송할 것이다.

다만, MIMO 기술을 채택하여, 기지국(100) 및 단말(200)이 다수의 안테나빔으로 통신 서비스를 제공/이용하는 경우, 기지국(100)이 단말(200)로 데이터를 전송하는 DL와 단말(200)이 기지국(100)으로 데이터를 전송하는 UL는 상호 동일한 패턴으로 정의한다.

따라서, 본 발명의 새로운 Flexible TDD 프레임 구조는 DL에도 적용될 수 있고 이 경우 후술할 응답신호(Ack/Nack)는 단말로부터의 UL 신호일 것이며, 본 발명의 새로운 Flexible TDD 프레임 구조는 UL에도 적용될 수 있고 이 경우 후술할 응답신호(Ack/Nack)는 기지국으로부터의 DL 신호일 것이다.

다만, 5G에서는, 대용량 DL 통신 서비스가 주를 이룰 것으로 예상됨에 따라, 이하에서는 DL를 위주로 언급하여 설명하겠다.

즉, 본 발명에 따르면, 기지국(100)은, 본 발명의 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 실현(이용)하여 DL 데이터를 전송한다.

이하에서는, 본 발명의 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 서브프레임 단위로 설명하겠다.

본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임은, 다운링크(DL) 데이터가 전송되는 데이터채널과, 상기 데이터채널을 통해 전송된 DL 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널로 구성된다.

이때, 업링크제어채널은, 서브프레임을 구성하는 다수의 심볼 중에서, 데이터채널이 할당된 심볼구간 이후의 심볼에 할당되는 것이 바람직하다.

이렇게, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에서는, 서브프레임 내에 다운링크채널 및 업링크제어채널을 함께 구성하되 업링크제어채널을 데이터채널이 할당된 심볼구간 이후의 심볼에 할당함으로써, 프레임을 구성하는 각 서브프레임 단위(서브프레임의 전송시간 단위)로 데이터 및 응답신호를 송수신하여 실시간에 가까운 데이터 전송이 이루어지므로, 5G에서 지향하는 초저지연(URLLC) 서비스의 성능을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임은, 기 정의된 고속이동 상황 여부에 따라, 업링크제어채널의 개수를 상이하게 구성하는 특징을 갖는다.

이하에서는, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임을, 고속이동 상황에서 구성되는 고속이동 구조의 서브프레임과, 고속이동이 아닌 일반적인 상황에서 구성되는 기본 구조의 서브프레임으로 구분하여 설명하겠다.

여기서, 고속이동 상황 여부는, DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 기반으로, 데이터 전송단(예: 기지국) 또는 데이터 수신단(예: 단말) 중 적어도 어느 하나가 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측한 결과에 따른다. 이에 대한 설명은, 후술의 단말장치 및 기지국장치에 대한 설명 시에 다시 구체적으로 언급하겠다.

먼저, 도 2를 참조하여 기본 구조의 서브프레임(A)을 설명하면, 서브프레임(A)은, DL 데이터가 전송되는 데이터채널과, 상기 데이터채널을 통해 전송된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)가 전송되는 업링크제어채널로 구성된다.

예를 들면, 서브프레임은, 다수의 심볼, 예컨대 14개의 ODFM 심볼로 이루어지고, DL 데이터가 전송되는 데이터채널은 14개의 ODFM 심볼 중 2번째 심볼(심볼1)부터 12번째 심볼(심볼11)까지 할당된다고 가정한다.

이 경우, 서브프레임(A)에서, 업링크제어채널은, 서브프레임을 구성하는 14개의 ODFM 심볼 중 데이터채널이 할당된 심볼구간(심볼1~심볼11) 이후의 심볼에 할당된다.

더불어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기본 구조의 서브프레임(A)은, 다운링크제어채널을 더 구성할 수 있다.

이때, 서브프레임(A)에서, 다운링크제어채널은, 서브프레임을 구성하는 14개의 ODFM 심볼 중에서, 데이터채널이 할당된 심볼구간(심볼1~심볼11) 이전의 심볼에 할당된다.

정리하면, 기본 구조의 서브프레임(A)은, 서브프레임을 구성하는 14개의 ODFM 심볼 중에서, 첫 번째 심볼(심볼0)에 다운링크제어채널이 할당되고, 2번째 심볼(심볼1)부터 12번째 심볼(심볼11)까지 데이터채널이 할당되고, 13번째 심볼(심볼12)에 다운링크/업링크 변경을 위한 GP(Guard Period)이 할당되고, 마지막 14번째 심볼(심볼13)에 1개의 업링크제어채널이 할당될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 기본 구조의 서브프레임(A)은, 서브프레임을 구성하는 14개의 ODFM 심볼 중에서 마지막 심볼13에 할당되는 xPUCCH에 업링크제어채널이 포함되며, 첫 번째 심볼0에 할당되는 xPDCCH에 다운링크제어채널이 포함된다.

이에, 본 발명에서 기지국(100)은, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우의 DL 전송 시, 도 2에 도시된 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임(A)을 구성하고, 이를 기반으로 단말(200)에 데이터를 전송할 수 있다.

이때, 기지국(100)은, 별도의 SIB(System Information Block) 또는 각 서브프레임(A)의 xPDCCH를 통해, 서브프레임(A) 구조에 대한 정보를 단말(200)에 전달할 것이다.

이에, 전달받은 정보를 인지한 단말(200)은, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임(A) 각각에 업링크제어채널(xPUCCH)이 존재하는 구조에 기인하여, 각 서브프레임(A)의 xPDSCH를 통해 수신된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 동일 서브프레임의 xPUCCH를 통해 송신하는 방식으로 서브프레임 단위의 응답신호를 전송할 수 있기 때문에, DL 데이터의 실제 전송은 각 서브프레임의 전송시간 단위로 즉시 이루어진다고 볼 수 있다.

그리고, 본 발명에서 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우의 DL 전송 시, 기지국(100) 및 단말(200) 간 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)은 기본 구조의 서브프레임(A)에서 업링크제어채널(xPUCCH)에 할당되어, 단말(200)이 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 회신하는 응답신호(Ack/Nack)가, 서브프레임(A) 내 업링크제어채널(xPUCCH)을 통해 기지국(100)에 수신될 것이다.

한편, 도 2를 참조하여 고속이동 구조의 서브프레임(B)을 설명하면 다음과 같다.

고속이동 구조의 서브프레임(B)은, DL 데이터가 전송되는 데이터채널과, 상기 데이터채널을 통해 전송된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)가 전송되는 업링크제어채널로 구성되며, 특히 업링크제어채널을 고속이동 상황이 아닌 경우의 서브프레임(A) 보다 더 많은 개수를 갖도록 구성된다.

더불어, 도 2에 도시된 바와 같이, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 역시, 다운링크제어채널을 더 구성할 수 있다.

예를 들어, 전술한 바와 같이, 기본 구조의 서브프레임(A)은, 14개의 ODFM 심볼 중, 첫 번째 심볼(심볼0)에 다운링크제어채널이 할당되고, 2번째 심볼(심볼1)부터 12번째 심볼(심볼11)까지 데이터채널이 할당되고, 13번째 심볼(심볼12)에 GP이 할당되고, 마지막 14번째 심볼(심볼13)에 업링크제어채널이 1개 할당된 경우라고 가정한다.

이 경우라면, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서, 업링크제어채널은, 서브프레임을 구성하는 14개의 ODFM 심볼 중 데이터채널이 할당된 심볼구간 이후의 심볼에, 1개 보다 많은 N개로 할당된다.

이를 위해, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서는 DL 데이터가 전송되는 데이터채널이 할당되는 심볼구간이 줄어드는 것이 바람직하다.

예를 들어, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서 업링크제어채널의 개수 N을 3으로 가정하면, 고속이동 구조의 서브프레임(B)은, 14개의 ODFM 심볼 중에서, 첫 번째 심볼(심볼0)에 다운링크제어채널이 할당되고, 2번째 심볼(심볼1)부터 10번째 심볼(심볼9)까지 데이터채널이 할당되고, 11번째 심볼(심볼10)에 GP가 할당되고, 12번째 심볼(심볼11)부터 마지막 14번째 심볼(심볼13)에 총 3개의 업링크제어채널이 할당될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 고속이동 구조의 서브프레임(B)은, 14개의 ODFM 심볼 중에서 마지막 심볼13부터 역순으로 할당되는 3개의 xPUCCH에 업링크제어채널이 포함되며, 첫 번째 심볼0에 할당되는 xPDCCH에 다운링크제어채널이 포함된다.

이에, 본 발명에서 기지국(100)은, 고속이동 상황인 경우 DL 전송 시, 도 2에 도시된 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 고속이동 구조의 서브프레임(B)을 구성하고, 이를 기반으로 단말(200)에 데이터를 전송할 수 있다.

이때 역시, 기지국(100)은, 별도의 SIB 또는 각 서브프레임(B)의 xPDCCH를 통해, 서브프레임(B) 구조에 대한 정보를 단말(200)에 전달할 것이다.

이에, 전달받은 정보를 인지한 단말(200)은, 본 발명의 Flexible TDD 프레임 구조에 따른 서브프레임(B) 각각에 업링크제어채널(xPUCCH)이 존재하는 구조에 기인하여, 각 서브프레임(B)의 xPDSCH를 통해 수신된 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 동일 서브프레임의 xPUCCH를 통해 송신하는 방식으로 서브프레임 단위의 응답신호를 전송할 수 있기 때문에, DL 데이터의 실제 전송은 각 서브프레임의 전송시간 단위로 즉시 이루어진다고 볼 수 있다.

여기서 중요한 점은, 고속이동 구조의 서브프레임(B)은, N개의 업링크제어채널(xPUCCH)을 갖는다는 점이다.

이렇게 되면, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서는, 기지국(100) 및 단말(200) 간에 최적 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 1번 응답신호(Ack/Nack)를 회신/수신하는 서브프레임(A)과 비교할 때, N개의 빔 쌍을 이용해서 N개의 업링크제어채널(xPUCCH)을 통해 응답신호(Ack/Nack)를 N번 중복해서 회신/수신할 수 있다.

따라서, 본 발명에서 고속이동 상황인 경우의 DL 전송 시, DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 단일 서브프레임(B) 내에서 N개의 빔 쌍을 이용해서 N번 중복 회신/수신하기 때문에, 기지국(100)에서 체감하는 다이버시티(Diversity) 효과를 증대시키는 방식으로 응답신호 수신 성공률을 높일 수 있다.

이하에서는, 도 4에 도시된 단말장치를 참조하여, 고속이동 상황 시 응답신호가 N번 중복 수신되는 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다. 이하에서는, 설명의 편의 상, 도 1에 도시된 기지국(100) 및 단말(200)의 참조번호를 사용하겠다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단말장치(200)는, 기지국(100)에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹(tracking)을 수행하는 빔트래킹수행부(210)와, 상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부(220)와, 기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 상기 최적의 빔 쌍을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 응답신호송신부(230)를 포함한다.

빔트래킹수행부(210)는, 기지국(100)에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행한다.

본 발명의 단말장치(200)는, 다수 안테나를 구비하여 서로 다른 방향으로 빔 포밍된 신호를 송수신할 수 있는 빔 포밍 기술 기반의 MIMO 기술을 채용한 단말이다.

이에, 빔트래킹수행부(210)는, MIMO 통신시스템에서 액세스노드인 기지국(100)에 대하여, 기지국(100)이 형성하는 다수의 안테나빔(#1,#2...) 및 단말장치(200)가 형성하는 다수의 안테나빔(UE#1,#2...) 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍(예: #2-UE#1)을 결정하는 빔 트래킹을, 주기적으로 또는 필요 시마다 수행한다.

이하에서는 설명의 편의 상, 최적의 빔 쌍으로서 #2-UE#1이 결정된 경우로 전제하겠다.

확인부(220)는, 전술의 빔 트래킹 과정에서, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인한다.

여기서, 적어도 하나의 빔 쌍은, 전술의 빔 트래킹 과정에서, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 다음으로 채널 환경이 우수한 순서에 따라 순차적으로 확인되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 적어도 하나의 빔 쌍은, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 다음으로 채널 환경이 가장 우수한 두번째 빔 쌍, 그 다음으로 채널 환경이 가장 우수한 세번째 빔 쌍으로, 총 2개의 후순위 빔 쌍일 수 있다.

이하에서는, 총 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 확인해둔 경우로 가정하여 설명하겠다.

응답신호송신부(230)는, 기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 뿐 아니라 앞서 추가로 확인해둔 적어도 하나의 빔 쌍 즉 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하여 송신한다.

여기서, 고속이동 상황 발생 여부는, DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 기반으로, 데이터 전송단(예: 기지국) 또는 데이터 수신단(예: 단말) 중 적어도 어느 하나가 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측한 결과에 따른다.

보다 구체적으로 설명하면, 기지국(100)은, 각 단말 별로, 해당 단말로 전송한 DL 데이터에 대하여 회신(수신)되는 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 모니터링할 수 있다.

이에, 기지국(100)은, 모니터링하는 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 기반으로, 데이터 전송단(예: 기지국) 또는 데이터 수신단(예: 단말) 중 적어도 어느 하나가 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측할 수 있다.

예를 들면, 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 기반으로, 수신 성공률이 임계치 이하로 하락하거나 또는 수신 성공률이 직전 대비 임계크기 이상으로 급격하게 하락하는 경우, 고속 이동하는 상황으로 예측할 수 있다.

본 발명에서는, 응답신호(Ack/Nack)의 수신 성공률을 기반하는 예측 외에도, 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측하는데 사용 가능한 인자라면 어떠한 것이든 모니터링하여 고속 이동하는 상황 인지 여부를 예측하는 등, 예측 방식에 제한이 없을 것이다.

기지국(100)은, 단말장치(200)에 대하여 고속 이동하는 상황이라고 예측하면, 단말장치(200)로 고속이동 상황이 발생함을 통지할 수 있다.

한편, 전술과 같은 방식으로 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측하는 주체는, 기지국(100)일 수도 있고 단말장치(200)일 수도 있다.

만약, 단말장치(200)가 그 주체라면, 이후 단말장치(200) 자신과 관련하여 고속이동 상황이 발생함을 기지국(100)에 통지할 것이다.

응답신호송신부(230)는, 기지국(100)으로부터의 통지 또는 스스로 예측하여 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용하여 수신되는 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 뿐 아니라 앞서 추가로 확인해둔 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하여 송신한다.

즉, 응답신호송신부(230)는, 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임(B)을 기반으로, 응답신호(Ack/Nack)를 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 및 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하여 송신하는 것이다.

보다 구체적으로, 응답신호송신부(230)는, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 N개로 구성된 각 업링크제어채널(xPUCCH) 별로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 및 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 각기 할당한다.

이때, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)은, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서 첫 번째 업링크제어채널(xPUCCH)에 할당되는 것이 바람직하다.

그리고, 추가 확인한 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2) 중 빔 트래킹 과정에서 채널 환경이 가장 나쁘게 측정된 빔 쌍, 즉 세번째 순위의 빔 쌍(예: #3-UE#3)은, 고속이동 구조의 서브프레임(B)에서 마지막 업링크제어채널(xPUCCH)에 할당되는 것이 바람직하다.

즉, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 및 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을, 서브프레임(B) 내 N개의 업링크제어채널(xPUCCH) 중 먼저 전송되는 업링크제어채널(xPUCCH)부터 시간 순서대로 채널 환경이 우수한 순서에 따라 순차적으로 빔 쌍을 할당하는 것이다.

이하에서는 설명의 편의 상, 서브프레임(B) 내 3개의 업링크제어채널(xPUCCH)가 전송되는 시간 순서대로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1), 두번째 순위의 빔 쌍(#1-UE#2), 세번째 순위의 빔 쌍(#3-UE#3)이 순차적으로 할당된 것으로 가정하겠다.

이 경우, 응답신호송신부(230)는, 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용하여 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)를 통해 DL 데이터를 수신하고, 이 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 서브프레임(B) 내 3개의 업링크제어채널(xPUCCH)에 각각 할당된 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #1-UE#2, #3-UE#3)을 이용해서 3번 중복 송신(회신)할 수 있다.

이에, 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 단말장치(100)는, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우에는, 앞서 설명한 기본 구조의 서브프레임(A)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서, DL 데이터를 수신하고 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 송신(회신)한다.

이러다가, 본 발명의 단말장치(100)는, 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 앞서 설명한 본 발명의 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 DL 데이터를 수신하고, N개의 빔 쌍을 이용해서 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 N번 중복 송신(회신)하는 것이다.

이렇게 되면, 고속이동으로 인한 빔 스위칭 상황에서 단말장치(200)는, 빔 트래킹 재수행이 완료되기 전에, 응답신호(Ack/Nack)을 최적 빔 쌍(#2-UE#1) 외에도 후순위 빔 쌍을 포함 N개의 빔 쌍을 이용해 회신하기 때문에, 기지국(100)에서의 응답신호 수신 성공률이 높아질 것이다.

이에, 본 발명에 따르면, 서브프레임 단위로 데이터 및 응답신호 전송이 가능한 새로운 Flexible TDD 프레임 구조를 제안(실현)하여, 5G에서 보다 즉각적으로 응답신호(Ack/Nack) 수신이 가능해지도록 한다.

그리고, 본 발명에 따르면, 고속이동 상황 여부에 따라 변경되는 Flexible TDD 프레임 구조를 기반으로, 고속이동 중인 단말에 대해서는 N개의 빔 쌍으로 응답신호(Ack/Nack)를 중복 수신함에 기인하여 응답신호 수신 성공률을 높임으로써, 5G에서 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack) 수신이 가능해지도록 한다.

한편, 본 발명에서는, 전술한 바와 같이 고속이동 상황 여부에 따라 변경되는 Flexible TDD 프레임 구조를 기반으로, 고속이동 상황에서의 데이터 재전송 성공률을 높일 수 있는 방안도 제안하고자 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치(100)는, 단말에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행하는 빔트래킹수행부(110)와, 상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부(120)와, 상기 단말로 전송한 데이터에 대한 미수신 응답이 회신되면, 미수신 응답에 따른 재전송 대상의 데이터를 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 재전송제어부(130)를 포함한다.

이하에서는, 설명의 편의 상, 도 1에 도시된 단말(200)의 참조번호를 사용하겠다.

빔트래킹수행부(110)는, 각 단말 별로, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행한다.

본 발명의 기지국장치(100)는, 다수 안테나를 구비하여 서로 다른 방향으로 빔 포밍된 신호를 송수신할 수 있는 빔 포밍 기술 기반의 MIMO 기술을 채용한 단말이다.

이에, 단말(200)을 언급하여 설명하면, 빔트래킹수행부(110)는, MIMO 통신시스템에서 이동노드인 단말(200)에 대하여, 기지국장치(100)가 형성하는 다수의 안테나빔(#1,#2...) 및 단말(200)이 형성하는 다수의 안테나빔(UE#1,#2...) 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍(예: #2-UE#1)을 결정하는 빔 트래킹을, 주기적으로 또는 필요 시마다 수행한다.

확인부(120)는, 전술의 빔 트래킹 과정에서, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인한다.

재전송제어부(130)는, 단말(200)로 전송한 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신되면, 미수신 응답(Nack)에 따른 재전송 대상의 DL 데이터를 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 뿐 아니라 추가 확인해둔 적어도 하나의 빔 쌍 즉 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하여 송신한다.

도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 기지국장치(100)는, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우에는, 앞서 설명한 기본 구조의 서브프레임(A)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서, DL 데이터를 송신하고 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 수신한다.

이때는, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 상황이므로, 단말(200)로부터 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신될 가능성은 그리 높지 않다.

이러다가, 본 발명의 기지국장치(100)는, 단말(200)에 대하여 단말(200)로부터의 통지 또는 스스로 예측하여 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 앞서 설명한 본 발명의 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 DL 데이터를 송신하고, N개의 빔 쌍을 이용해서 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 3번 중복 수신한다.

이때는, 고속이동 상황이므로, 단말(200)로부터 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신될 가능성이, 일반적인 상황 대비 급격히 높아질 것이다.

이에, 재전송제어부(130)는, 단말(200)로 전송한 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신되면, 미수신 응답(Nack)에 따른 재전송 대상의 DL 데이터를 송신(재전송)할 때, 앞서 추가로 확인해 둔 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)까지 포함한 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하는 것이다.

예를 들면, 재전송제어부(130)는, 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #3-UE#3, #1-UE#2)을, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)이 할당된 심볼구간(심볼1~9)에 분산 할당할 수 있다.

이때, N개의 빔 쌍을 어떤 방식으로 어떻게 데이터채널(xPDSCH)의 심볼구간에 분산 할당할 것인지는, 정의하기에 따라 다를 수 있다.

다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 및 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을, 데이터채널(xPDSCH)의 심볼구간 중 먼저 전송되는 심볼부터 시간 순서대로 채널 환경이 우수한 순서에 따라 순차적으로 빔 쌍을 할당한다고 가정하겠다.

즉, 데이터채널(xPDSCH)의 심볼구간(심볼1~9)에는, 먼저 전송되는 심볼부터 시간 순서대로, #2-UE#1 -> #1-UE#2 -> #3-UE#3 -> #2-UE#1 -> #1-UE#2 -> #3-UE#3 ... 할당되는 것이다.

이에, 재전송제어부(130)는, 단말(200)로 전송한 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신되면, 미수신 응답(Nack)에 따른 재전송 대상의 DL 데이터를, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)의 심볼구간(심볼1~9)에 분산 할당한 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #1-UE#2, #3-UE#3)을 이용해서 중복 송신(재전송)하는 것이다.

이렇게 되면, 단말(200) 입장에서는 앞서 미수신된 DL 데이터를 단일 서브프레임(B) 내에서 N개의 빔 쌍을 이용해 N번 중복 수신하기 때문에, 다이버시티(Diversity) 효과를 증대시키는 방식으로 데이터 재전송 성공률을 높일 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, Flexible TDD 프레임 구조를 기반으로, 서브프레임 단위로 즉각 수신되는 응답신호에 기인한 데이터 재전송 시 데이터 재전송 성공률을 높임으로써, 종국에는 초저지연 서비스 성능을 최대화시키는데 기여할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안, 더 나아가 데이터 재전송 방안을 실현함으로써, 초저지연 서비스 성능을 최대화시키는 효과를 도출한다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응답신호 회신 방안(방법)의 대해 구체적으로 설명하겠다.

설명의 편의를 위해, 본 발명의 응답신호 회신 방법을 수행하는 장치로서, 도 1의 단말장치(200)를 언급하여 설명하겠다.

단말장치(200)는, 기지국(100)에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행한다(S200).

예를 들면, 단말장치(200)는, MIMO 통신시스템에서 액세스노드인 기지국(100)에 대하여, 기지국(100)이 형성하는 다수의 안테나빔(#1,#2...) 및 단말장치(200)가 형성하는 다수의 안테나빔(UE#1,#2...) 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍(예: #2-UE#1)을 결정하는 빔 트래킹을, 주기적으로 또는 필요 시마다 수행한다.

이때, 단말장치(200)에서 수행되는 응답신호 회신 방법은, 전술의 빔 트래킹 과정에서, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인한다(S210).

단말장치(100)는, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우에는, 앞서 설명한 기본 구조의 서브프레임(A)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서, DL 데이터를 수신하고 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 송신(회신)한다(S220).

이러던 중, 단말장치(200)에서 수행되는 응답신호 회신 방법은, 기지국(100)으로부터의 통지 또는 스스로 예측하여 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면(S230 Yes), 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임(B)을 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용하여 수신되는 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 뿐 아니라 앞서 추가로 확인해둔 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하여 송신한다(S240,S250).

보다 구체적으로, 단말장치(200)에서 수행되는 응답신호 회신 방법은, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 N개로 구성된 각 업링크제어채널(xPUCCH) 별로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 및 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)을 각기 할당한다(S240).

이 경우, 단말장치(200)에서 수행되는 응답신호 회신 방법은, 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용하여 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)를 통해 DL 데이터를 수신하고, 이 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 서브프레임(B) 내 3개의 업링크제어채널(xPUCCH)에 각각 할당된 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #1-UE#2, #3-UE#3)을 이용해서 3번 중복 송신(회신)할 수 있다(S250).

정리하면, 단말장치(200)에서 수행되는 응답신호 회신 방법은, 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 앞서 설명한 본 발명의 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 DL 데이터를 수신하고, N개의 빔 쌍을 이용해서 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 N번 중복 송신(회신)하는 것이다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 재전송 방안(방법)에 대해 구체적으로 설명하겠다.

설명의 편의를 위해, 본 발명의 데이터 재전송 방법을 수행하는 장치로서, 기지국장치(100)를 언급하여 설명하겠다.

기지국장치(100)는, 각 단말 별로, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행한다(S100).

예컨대, 단말(200)을 언급하여 설명하면, 기지국장치(100)는, MIMO 통신시스템에서 이동노드인 단말(200)에 대하여, 기지국장치(100)가 형성하는 다수의 안테나빔(#1,#2...) 및 단말(200)이 형성하는 다수의 안테나빔(UE#1,#2...) 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔 쌍(예: #2-UE#1)을 결정하는 빔 트래킹을, 주기적으로 또는 필요 시마다 수행한다.

이때, 기지국장치(100)에서 수행되는 데이터 재전송 방법은, 전술의 빔 트래킹 과정에서, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1) 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인한다(S110).

기지국장치(100)는, 고속이동 상황이 아닌 일반적인 경우에는, 앞서 설명한 기본 구조의 서브프레임(A)를 기반으로, 최적의 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서, DL 데이터를 송신하고 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 수신한다(S120).

이러던 중, 기지국장치(100)는, 단말(200)에 대하여 단말(200)로부터의 통지 또는 스스로 예측하여 고속이동 상황이 발생한 사실을 인지하면, 앞서 설명한 본 발명의 고속이동 구조의 서브프레임(B)를 기반으로, 빔 쌍(#2-UE#1)을 이용해서 DL 데이터를 송신하고, N개의 빔 쌍을 이용해서 DL 데이터에 대한 응답신호(Ack/Nack)를 3번 중복 수신한다.

이에, 기지국장치(100)에서 수행되는 데이터 재전송 방법은, 단말(200)로 전송한 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신되면(S130 Yes), 미수신 응답(Nack)에 따른 재전송 대상의 DL 데이터를 송신(재전송)할 때, 앞서 추가로 확인해 둔 2개의 후순위 빔 쌍(#3-UE#3, #1-UE#2)까지 포함한 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #3-UE#3, #1-UE#2)을 모두 이용하는 것이다(S140).

예를 들면, 기지국장치(100)에서 수행되는 데이터 재전송 방법은, 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #3-UE#3, #1-UE#2)을, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)이 할당된 심볼구간(심볼1~9)에 분산 할당할 수 있다.

이에, 기지국장치(100)에서 수행되는 데이터 재전송 방법은, 단말(200)로 전송한 DL 데이터에 대한 미수신 응답(Nack)이 회신되면, 미수신 응답(Nack)에 따른 재전송 대상의 DL 데이터를, 고속이동 구조의 서브프레임(B) 내 데이터채널(xPDSCH)의 심볼구간(심볼1~9)에 분산 할당한 3개의 빔 쌍(#2-UE#1, #1-UE#2, #3-UE#3)을 이용해서 중복 송신(재전송)하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 본 발명에 따르면, 5G에서 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 새로운 Flexible TDD 프레임 구조 및 이를 기반으로 하는 응답신호 수신(회신) 방안, 더 나아가 데이터 재전송 방안을 실현함으로써, 초저지연 서비스 성능을 최대화시키는 효과를 도출한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 응답신호 회신 방법 및 데이터 재전송 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따르면, 즉각적이면서도 고속이동 중인 단말의 정확한 응답신호(Ack/Nack)를 수신할 수 있게 하는, 초저지연 서비스의 5G에 적합한 새로운 방안을 제안(실현)하는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 기지국장치
200 : 단말장치
210 : 빔트래킹수행부 220 : 확인부
230 : 응답신호송신부

Claims

통신 서비스를 이용하는 장치에서 수행되는, 데이터 전송을 위한 서브프레임 구조 구성 방법에 있어서,
다운링크 데이터가 전송되는 데이터채널을 구성하는 단계; 및
상기 데이터채널을 통해 전송된 다운링크 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널을 구성하되, 기 정의된 고속이동 상황 여부에 따라 상기 업링크제어채널의 개수를 상이하게 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조 구성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 업링크제어채널은,
서브프레임을 구성하는 다수의 심볼 중에서, 상기 데이터채널이 할당된 심볼구간 이후의 심볼에 할당되는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)인 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조 구성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 업링크제어채널의 개수는,
상기 고속이동 상황이 아닌 경우 보다, 상기 고속이동 상황 시에 더 많은 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조 구성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 고속이동 상황 여부는,
다운링크 데이터에 대한 응답신호의 수신 성공률을 기반으로, 데이터 전송단 또는 데이터 수신단 중 적어도 어느 하나가 고속 이동하는 상황인지 여부를 예측한 결과에 따르는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조 구성 방법.
MIMO 통신시스템에서의 단말장치에 있어서,
기지국에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹(tracking)을 수행하는 빔트래킹수행부;
상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부; 및
기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 상기 최적의 빔 쌍을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 응답신호송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제 5 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 빔 쌍은,
상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 다음으로 채널 환경이 우수한 순서에 따라 순차적으로 확인되는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제 5 항에 있어서,
상기 응답신호송신부는,
상기 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임을 기반으로, 상기 응답신호를 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제 7 항에 있어서,
상기 고속이동 구조의 서브프레임은,
다운링크 데이터가 전송되는 데이터채널, 상기 데이터채널을 통해 전송된 다운링크 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널을 상기 고속이동 상황이 아닌 경우 보다 많은 개수로 포함하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제 7 항에 있어서,
상기 응답신호송신부는,
상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널 별로 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 각기 할당하여,
상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍 각각을 이용하여 송신하는 응답신호가, 상기 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널을 통해 중복 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
제 9 항에 있어서,
상기 최적의 빔 쌍은, 상기 고속이동 구조의 서브프레임에서 첫 번째 업링크제어채널에 할당되고,
상기 적어도 하나의 빔 쌍 중에서 상기 빔 트래킹 과정에서 채널 환경이 가장 나쁘게 측정된 빔 쌍은, 상기 고속이동 구조의 서브프레임에서 마지막 업링크제어채널에 할당되는 것을 특징으로 하는 단말장치.
MIMO 통신시스템에서의 기지국장치에 있어서,
단말에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹을 수행하는 빔트래킹수행부;
상기 빔 트래킹 과정에서, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인부; 및
상기 단말에 대하여 기 정의된 고속이동 상황 발생 인지 시, 상기 단말로부터 회신되는 미수신 응답에 따른 재전송 대상의 데이터를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 재전송제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
MIMO 통신시스템에서 단말에 의해 수행되는 응답신호 회신 방법에 있어서,
기지국에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹 수행 시, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인한계; 및
기 정의된 고속이동 상황 발생 시, 상기 최적의 빔 쌍을 이용하여 수신되는 데이터에 대한 응답신호를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 응답신호송신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 응답신호 회신 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 응답신호송신단계는,
상기 고속이동 상황에 기 설정된 고속이동 구조의 서브프레임을 기반으로, 상기 응답신호를 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 것을 특징으로 하는 응답신호 회신 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 고속이동 구조의 서브프레임은,
다운링크 데이터가 전송되는 데이터채널, 상기 데이터채널을 통해 전송된 다운링크 데이터에 대한 응답신호가 전송되는 업링크제어채널을 상기 고속이동 상황이 아닌 경우 보다 많은 개수로 포함하는 것을 특징으로 하는 응답신호 회신 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 응답신호송신단계는,
상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널 별로 상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 각기 할당하여,
상기 최적의 빔 쌍 및 상기 적어도 하나의 빔 쌍 각각을 이용하여 송신하는 응답신호가, 상기 상기 고속이동 구조의 서브프레임 내 각 업링크제어채널을 통해 중복 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 응답신호 회신 방법.
MIMO 통신시스템에서 기지국에 의해 수행되는 데이터 재전송 방법에 있어서,
단말에 대하여, 데이터 전송을 위한 최적의 빔 쌍을 결정하는 빔 트래킹 수행 시, 상기 최적의 빔 쌍 외에 적어도 하나의 빔 쌍을 추가로 확인하는 확인단계; 및
상기 단말에 대하여 기 정의된 고속이동 상황 발생 인지 시, 상기 단말로부터 회신되는 미수신 응답에 따른 재전송 대상의 데이터를, 상기 최적의 빔 쌍 뿐 아니라 상기 적어도 하나의 빔 쌍을 모두 이용하여 송신하는 재전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 재전송 방법.