KR20100020902A - 셀룰라 시스템에서 공용 사용자 기기 ｉｄ를 할당하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

셀룰라 시스템에서 공용 사용자 기기 ｉｄ를 할당하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

무선 이동 통신 시스템에서 사용자 기기가 제어채널을 수신하는 방법이 공개된다. 이 방법은 기지국으로부터 송신된 공용 제어채널(Common Control Channel)을 수신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 사용자 기기에 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 기지국으로부터 송신되는 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)을 수신하는 다른 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
공용 제어채널(Common Control Channel), CRC (Cyclic Redundancy Check), 사용자 기기 ID(UE ID)

Description

셀룰라 시스템에서 공용 사용자 기기 ＩＤ를 할당하는 방법 및 그 장치{A METHOD AND DEVICE FOR ALLOCATING IDENTIFIERS TO USER EQUIPMENT IN A CELLULAR SYSTEM}
본 발명은 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 주파수 대역을 사용하는 셀룰라(Cellular) 무선 통신 시스템에서 상/하향링크 패킷 데이터 송신을 위한 무선 자원 스케줄링(Scheduling)시에 사용되는 제어채널을 수신할 사용자, 사용자 그룹 또는 공용 제어신호를 구분하는 사용자 기기 ID (User Equipment ID)에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
이하 LTE 시스템에서 사용되는 프레임 구조에 대하여 설명한다. LTE에서는 FDD (Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 (Type 1) 무선 프레임(Frame) 구조와 TDD (Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 (Type 2)의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1은 LTE 시스템에서 사용되는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타낸 도면이다. 타입 1 무선 프레임은 10개의 서브프레임(Sub-frame)으로 구성되며, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯(Slot)으로 구성된다. 각 구성 단위의 시간 길이는 도 1에 도시된 바와 같다.
도 2는 LTE 시스템에서 사용되는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타낸 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임(Half Frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Piloting Time Slot), GP (Guard Period), UpPTS (Uplink Piloting Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 각 구성 단위의 시간 길이는 도 2에 도시된 바와 같다.
이하 LTE 시스템에서 사용되는 자원 격자 구조(Resource Grid Structure)에 대하여 설명한다.
도 3은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크(Uplink, UL)의 시간-주파수 자원 격자 구조를 나타낸다.
각 슬롯에서 전송되는 상향링크 신호는
Figure 112009047150774-PAT00001
개의 부반송파와
Figure 112009047150774-PAT00002
개의 SC-FDMA 심볼로 구성되는 도 3과 같은 자원 격자에 의해 묘사될 수 있다. 여기서,
Figure 112009047150774-PAT00003
은 상향링크에서의 자원 블록(Resource Block; RB)의 개수를 나타내고,
Figure 112009047150774-PAT00004
는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,
Figure 112009047150774-PAT00005
는 하나의 상향링크 슬롯에서의 SC-FDMA 심볼의 개수를 나타낸다. 하나의 슬롯 내에 포함된 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼의 개수는 상위 계층에서 구성된 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다.
자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(Resource Element, RE)라고 불리우며, 슬롯 내의 인덱스 쌍(Index Pair)
Figure 112009047150774-PAT00006
에 의해 식별된다. 여기서,
Figure 112009047150774-PAT00007
는 주파수 영역에서의 인덱스이고
Figure 112009047150774-PAT00008
는 시간 영역에서의 인덱스이며
Figure 112009047150774-PAT00009
는
Figure 112009047150774-PAT00010
중 어느 하나의 값을 갖고,
Figure 112009047150774-PAT00011
는
Figure 112009047150774-PAT00012
중 어느 하나의 값을 갖는다.
물리 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)는 시간 영역에서
Figure 112009047150774-PAT00013
개의 연속적인 SC-FDMA 심볼 및 주파수 영역에서
Figure 112009047150774-PAT00014
개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 따라서 상향링크에서 하나의 PRB는
Figure 112009047150774-PAT00015
개의 자원 요소로 이루어질 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크(Downlink, DL)의 시간-주파수 자원 격자 구조를 나타낸다.
각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는
Figure 112009047150774-PAT00016
Figure 112009047150774-PAT00017
개의 부반송파와
Figure 112009047150774-PAT00018
개의 OFDM 심볼로 구성되는 도 4와 같은 자원 격자에 의해 묘사될 수 있다. 여기서,
Figure 112009047150774-PAT00019
은 하향링크에서의 자원 블록의 개수를 나타내고,
Figure 112009047150774-PAT00020
는 하나의 RB을 구성하 는 부반송파의 개수를 나타내고,
Figure 112009047150774-PAT00021
는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.
각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소라고 불리우며, 슬롯 내의 인덱스 쌍
Figure 112009047150774-PAT00022
에 의해 식별된다. 여기서,
Figure 112009047150774-PAT00023
는 주파수 영역에서의 인덱스이고
Figure 112009047150774-PAT00024
는 시간 영역에서의 인덱스이며
Figure 112009047150774-PAT00025
는
Figure 112009047150774-PAT00026
중 어느 하나의 값을 갖고,
Figure 112009047150774-PAT00027
는
Figure 112009047150774-PAT00028
중 어느 하나의 값을 갖는다.
도 3 및 4에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널(Channel)과 자원 요소들 간의 맵핑(Mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(Physical Resource Block; PRB)과 가상 자원 블록(Virtual Resource Block; VRB)으로 구분될 수 있다. 이하 하향링크를 기준으로 설명하지만 상향링크에 대해서도 동일하게 설명될 수 있다.
상기 하나의 PRB는 시간 영역의
Figure 112009047150774-PAT00029
개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의
Figure 112009047150774-PAT00030
개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 따라서 하나의 PRB는
Figure 112009047150774-PAT00031
개의 자원 요소로 구성된다.
상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버
Figure 112009047150774-PAT00032
가 함께 할당(Allocate)된다.
상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다.
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하는 LTE 시스템에서 각 사용자 기기는 자신이 송신 또는 수신할 수 있는 자원영역을 기지국으로부터 할당 받는다. 이때, 시간 영역뿐만 아니라 주파수 영역까지 함께 할당 받아야 자원의 할당이 완성된다.
LTE와 같은 무선 이동 통신 시스템에서는 시간-주파수 자원은 상술한 자원 블록들을 포함하여 구성된다. 데이터 채널 또는 제어채널은 상기 시간-주파수 자원의 일정 영역에 할당되어 송수신된다. 이때, 만일 제어채널에 할당된 시간-주파수 자원이 한정되어 있다고 하면, 이 한정된 자원에 할당되는 정보량을 줄일수록 상기 제어채널은 더 낮은 부호율에 의해 전송될 수 있다. 따라서, 상기 제어채널의 수신 오류율은 더 낮아질 수 있다.
본 발명은 채널 상태가 좋지 않은 사용자 기기를 위해 공용 제어채널을 낮은 부호율로 전송할 수 있도록 공용 사용자 기기 ID (Identifier)를 전송하기 위해 필요한 비트 수를 줄이기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 제어채널의 길이를 이용하여 공용 제어채널과 전용 제어채널을 구분할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 데에 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템에서 제1 사용자 기기가 제어채널을 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 제1 사용자 기기가 기지국으로부터 송신된 공용 제어채널(Common Control Channel)을 수신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제1 사용자 기기에 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트(bit)로 표시되고, 상기 기지국으로부터 송신되는 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)을 수신하는 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
본 발명의 다른 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템의 기지국에서 제어채널을 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 상기 기지국에서 제1 사용자 기기에게 공용 제어채널(Common Control Channel)을 송신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제1 사용자 기기에 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 기지국으로부터 송신되는 전용 제어채널을 수신하는 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다
본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 이동 통신 시스템의 사용자 기기가 제공된다. 상기 사용자 기기는 무선 주파수 유닛(Unit) 및 상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 기지국으로부터 송신된 공용 제어채널(Common Control Channel)을 통해 수신하도록 되어 있고, 상기 사용자 기기에 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 기지국으로부터 송신되는 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)을 수신하는 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 이동 통신 시스템의 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 무선 주파수 유닛(Unit) 및 상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 제1 사용자 기기에게 공용 제어채널(Common Control Channel)을 송신하도록 되어 있고, 제2 사용자 기기에게 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)을 송신하도록 되어 있으며, 상기 제1 사용자 기기에 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
바람직하게 상기 공용 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)이다.
상기 제1 사용자 기기 ID는 상기 공용 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹(Masking)된다. 이때, 상기 공용 제어채널의 CRC는 'x' 비트로 표현된다. 상기 제2 사용자 기기 ID는 상기 전용 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 이때, 상기 전용 제어채널의 CRC는 'y' 비트로 표현된다.
본 발명의 일 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템의 사용자 기기에서 사용자 기기 ID를 수신하는 방법이 제공된다. 이 방법은 복수개의 길이 중 어느 하나의 길이를 갖는 PDCCH를 수신하는 단계 및 상기 수신된 PDCCH의 길이를 검출하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 PDCCH가 전용 제어채널인지 아니면 공용 제어채널인지는 상기 ID가 아닌 상기 PDCCH의 길이에 의해 구분된다. 이때, 상기 검출된 PDCCH의 길이가 미리 결정된 제1값을 갖는 경우에는 상기 PDCCH에 포함되는 사용자 기기 ID를 나타내기 위한 비트 필드(Bit Field)에 의해 표현될 수 있는 모든 값은 공용 사용자 기기 ID만을 나타내며, 상기 검출된 PDCCH의 길이가 상기 제1값이 아닌 다른 값을 갖는 경우에는 상기 PDCCH에 포함되는 사용자 기기 ID를 나타내기 위한 비트필드에 의해 표현될 수 있는 모든 값은 전용 사용자 기기 ID만을 나타낸다.
본 발명의 일 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템의 사용자 기기에서 사용자 기기 ID를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수 개의 길이 중 어느 하나의 길이를 갖는 PDCCH를 수신하는 단계, 상기 수신된 PDCCH의 길이를 검출하는 단계, 및 상기 PDCCH에 포함된 사용자 기기 ID를 판독하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 검출된 PDCCH의 길이가 미리 결정된 제1값을 갖는 경우에는 상기 판독된 사용자 기기 ID를 나타내기 위한 비트 필드에 의해 표현될 수 있는 모든 값은 공용 사용자 기기 ID만을 나타내며, 상기 검출된 PDCCH의 길이가 상기 제1값이 아닌 다른 값을 갖는 경우에는 상기 판독된 사용자 기기 ID를 나타내기 위한 비트 필드에 의해 표현될 수 있는 모든 값은 사용자 기기 전용 ID만을 나타낸다. 이때, 상기 PDCCH가 전용 제어 채널인지 공용 제어 채널인지는 상기 ID가 아닌 상기 길이에 의해 구분된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템에서 사용자 기기가 제어채널을 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 사용자 기기가 기지국으로부터 송신된 제어채널을 수신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템에서 제어채널을 송신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기지국에서 사용자 기기에게 제어채널을 송신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템의 사용자 기기가 제공된다. 상기 사용자 기기는 무선 주파수 유닛(Unit); 및 상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 기지국으로부터 송신된 제어채널을 상기 무선 주파수 유닛을 통해 수신하도 록 되어 있고, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 무선 이동 통신 시스템의 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 무선 주파수 유닛; 및 상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 무선 주파수 유닛을 통해 사용자 기기에게 제어채널을 송신하도록 되어 있고, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y이다.
바람직하게 상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹(Masking)된다. 바람직하게, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x와 같거나 크고 y보다 작으며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y와 같거나 크다. 바람직하게, 상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)이다.
바람직하게, 상기 공용 제어채널의 부호율(code rate)에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정된다.
본 발명에 따르면 채널 상태가 좋지 않은 사용자 기기를 위해 공용 제어채널을 낮은 부호율로 전송할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 제어채널의 길이를 이 용하여 공용 제어채널과 전용 제어채널을 구분할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 사용자 기기(UE, User Equipment), 단말(Terminal), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 "Node B", "eNB (eNode B)", "Base Station" 등 사용자 기기와 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 LTE 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
이동통신 시스템에서 사용자 기기는 기지국으로부터 하향링크를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 사용자 기기는 또한 상향링크를 통해 정보를 전송할 수 있다. 사용자 기기가 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 사용자 기기가 전송 또는 수신하는 정보의 종류 및 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 5는 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 망 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
E-UMTS 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE 시스템이라고 할 수도 있다.
E-UMTS망은 크게 E-UTRAN(501)과 CN(Core Network: 502)으로 구분할 수 있다. E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network; 501)은 사용자 기기(503)과 기지국(504), 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 접속게이트웨이(Access Gateway; 이하 "AG"로 약칭; 505)로 구성된다. AG(505)는 사용자 트래픽(User Traffic) 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽(Control Traffic)을 처리하는 부분으로 나누어질 수도 있다. 이 때 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스(Interface)를 사용하여 서로 통신할 수도 있다.
하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다. 기지국 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. CN(502)은 AG(505)와 기타 사용자 기기(503)의 사용자 등록 등을 위한 노드 등으로 구성될 수도 있다. 또한, E-UTRAN(501)과 CN(502)을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.
사용자 기기와 망사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층) 및 L3(제3계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 사용자 기기와 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 사용자 기기와 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 기지국(504)과 AG(505) 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, 기지국(504) 또는 AG(505)에만 위치할 수도 있다.
도 6 및 도 7은 LTE 무선접속망 규격을 기반으로 한 사용자 기기와 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Protocol)의 구조를 나타낸다.
도 6 및 도 7의 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 구체적으로 도 6은 무선프로토콜 제어평면의 각 계층을, 도 7은 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 나타낸다. 도 6 및 도 7의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서 도 6의 무선프로토콜 제어평면과 도 7의 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리(Physical; PHY) 계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. PHY 계층은 상위의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 PHY 계층 사이의 데이터가 이동한다. 이때, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated) 전송채널과 공용(Common) 전송채널로 나뉜다. 그리고, 서로 다른 PHY 계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 PHY 계층 사이는 무선 자원을 이용한 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.
제2 계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널에 맵핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 맵핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC (Radio Link Control) 계층과는 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉠 수 있다.
제2 계층의 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할(Segmentation) 및 연결(Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM(Transparent Mode, 투명모드), UM(Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM(Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청(Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.
제2 계층의 패킷데이터수렴(Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안(Security) 기능도 수행하는데, 이는 제3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호(Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer)들의 설정 (Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 여기서 무선베어러는 사용자 기기와 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제2 계층에 의해 제공되는 논리적 경로(Path)를 의미하고, 일반적으로 무선베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. 무선베어러는 다시 시그널링 무선베어러(SRB, Signaling Radio Bearer)와 데이터 무선베어러(DRB, Data Radio Bearer) 두 가지로 나누어 지는데, 시그널링 무선베어러는 제어 평면(C-plane)에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, 데이터 무선베어러는 사용자 평면(U-plane)에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
망에서 사용자 기기로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)가 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 사용자 기기에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.
그리고, 하향전송채널로 전달되는 정보를 망과 사용자 기기 사이의 무선구간으로 전송하는 하향물리채널로는, BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), MCH의 정보를 전송하는 PMCH(Physical Multicast Channel), PCH와 하향 SCH의 정보를 전송하는 물리 하향링크공유채널인 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향 또는 상향 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 물리 하향링크제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel, 또는 DL L1/L2 control channel 이라고도 함)가 있다. 한편, 상향전송채널로 전달되는 정보를 망과 사용자 기기 사이의 무선구간으로 전송하는 상향 물리채널로는 상향 SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK 또는 NACK, 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator) 보고 등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.
도 8은 LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S801에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주 동기 채널(P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부 동기 채널(S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal: DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S802에서 PDCCH 및 상기 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 상향링크 전송을 위한 자원이 없는 경우 사용자 기기는 기지국에 단계 S803 내지 단계 S806과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(PRACH: Physical Random Access Channel)를 통해 특징 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고(S803), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S804). 핸드오버(Handover)의 경우를 제외한 경쟁 기반 임의접속의 경우 그 후 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S805) 및 물리하향링크제어채널/ 물리하향링크공유 채널 수신(S806)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S807) 및 물 리상향링크공유채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) / 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 전송(S808)을 수행할 수 있다.
LTE 시스템에 있어서, 상향링크 신호와 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 9는 사용자 기기가 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상향링크 신호를 전송하기 위해 사용자 기기의 스크램블링 모듈(Scrambling Module)(901)은 사용자 기기 특정 스크램블링 신호를 이용하여 전송 신호를 스크램블링할 수 있다. 이와 같이 스크램블링된 신호는 변조 맵퍼(Mapper)(902)에 입력되어 전송 신호의 종류 및/또는 채널 상태에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식으로 복소 심볼(Complex Symbol)로 변조된다. 그 후, 변조된 복소 심볼은 변환 프리코더(Precoder)(903)에 의해 처리된 후, 자원 요소 맵퍼(904)에 입력되며, 자원 요소 맵퍼(904)는 복소 심볼을 실제 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 맵핑할 수 있다. 이와 같이 처리된 신호는 SC-FDMA 신호 생성기(905)를 거쳐 안테나를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.
도 10은 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
LTE 시스템에서 기지국은 하향링크로 하나 이상의 코드워드(Code Word)를 전송할 수 있다. 따라서 하나 이상의 코드워드는 각각 도 10의 상향링크에서와 마찬 가지로 스크램블링 모듈(1001) 및 변조 맵퍼(1002)를 통해 복소 심볼로서 처리될 수 있다, 그 후, 복소 심볼은 레이어 맵퍼(1003)에 의해 복수의 레이어(Layer)에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코딩 모듈(1004)에 의해 채널 상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나별 전송 신호는 각각 자원 요소 맵퍼(1005)에 의해 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, 이후 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호 생성기(1006)를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.
이동통신 시스템에서 사용자 기기가 상향링크로 신호를 전송하는 경우에는 기지국이 하향링크로 신호를 전송하는 경우에 비해 PAPR(Peak-to-Average Ratio)이 더욱 문제될 수 있다. 따라서, 도 9 및 도 10과 관련하여 상술한 바와 같이 상향링크 신호 전송은 하향링크 신호 전송에 이용되는 OFDMA 방식과 달리 SC-FDMA 방식이 이용되고 있다.
LTE 시스템에 있어서, 상향링크 신호를 전송하기 위한 SC-FDMA 방식과 하향링크 신호를 전송하기 위한 OFDMA 방식을 설명하면 다음과 같다.
도 11은 이동통신 시스템에서 상향링크 신호 전송을 위한 SC-FDMA 방식과 하향링크 신호 전송을 위한 OFDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.
상향링크 신호 전송을 위한 사용자 기기 및 하향링크 신호 전송을 위한 기지국 모두 직렬-병렬 변환기(Serial-to-Parallel Converter; 1101), 부반송파 맵퍼(1103), M-포인트 IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(1104) 및 병렬-직렬 변환기(Parallel-to- Serial Converter; 1105)를 포함하는 점에 있어서는 동일하다. 다만, SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 사용자 기기는 N-포인트(Point) DFT 모듈(1102)을 추가적으로 포함하여, M-포인트 IDFT 모듈(1104)의 IDFT 처리 영향을 일정 부분 상쇄함으로써 전송 신호가 단일 반송파 특성을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.
하나의 기지국이 다수의 사용자 기기를 제어하는 셀룰라 통신 시스템에서 여러 개의 사용자 기기가 기지국으로부터 전송되는 하향링크 제어채널을 통하여 제어정보를 받아 제어를 받아, 공유 데이터 채널(Shared Data Channel) 중에서 데이터가 전송되는 채널정보 등을 할당 받는다. LTE의 경우에는 이러한 제어채널을 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)라 칭하고, 데이터가 전송되는 공유 데이터 채널을 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)이라 칭한다. 기지국이 한 시점에서 전송할 수 있는 PDCCH의 개수에는 제한이 있다. 따라서 각 사용자 기기에게 서로 다른 PDCCH가 미리 할당되는 것이 아니라 기지국은 각 시점에서 임의의 사용자 기기에게 임의의 PDCCH를 통하여 제어정보를 전송하며, 사용자 기기는 PDCCH 내에 포함된 사용자 기기 ID(UE ID)를 통해 그 PDCCH를 통해 전송된 제어정보가 자신에게 해당되는 것인지를 알게 된다.
한편, PDSCH로 전송되는 정보는 특정 사용자 기기 또는 특정 사용자 기기 그룹에만 전송되는 페이로드(Payload)에 관한 정보 뿐만이 아니라 시스템 전체로 방송되는 시스템 정보(BCCH: Broadcast Control Channel), 상향링크 임의접속(Uplink Random Access Channel)에 대한 응답 정보, 페이징 채널(PCH: Paging channel) 정보 등과 같이 공용채널에 해당하는 정보를 포함한다.
즉, 사용자 기기는 특정 하나의 사용자 기기 ID를 영구히 가지고 자신에게 할당되는 PDCCH를 구분 하는 것이 아니라 전용(Dedicated) 또는 공용(Common) 용도에 따른 다수의 사용자 기기 ID를 기지국으로부터 임시적으로 할당 받아서 자신에게 할당되는 다수의 PDCCH를 인식하게 된다. LTE에서는 이러한 사용자 기기 ID를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라 칭한다.
도 12는 종래 기술에 의해 사용자 기기 ID를 구성하는 방법을 나타낸 도면이다.
기존의 시스템에서는 도 12와 같이 이러한 RNTI를 16비트(Bit)로 구성하여 총 216=65536개의 서로 다른 ID를 생성하였고, 이러한 서로 다른 ID들을 공용 사용자 기기 ID(1201) 및 전용 사용자 기기 ID(1202)로 구분하여 사용자 기기에게 할당하였다. 도 12에는 공용 사용자 기기 ID(1201)에 할당되는 값들이 연속적인 값을 갖는 것으로 도시되었지만, 그렇지 않을 수 있다. 이러한 종래의 방법에 의하면, 공용 사용자 기기 ID 및 전용 사용자 기기 ID는 모두 16비트로 표현된다.
하지만 기지국에 접속하는 사용자 수가 증가하고, 사용자 기기 ID에 추가적으로 비트 마스킹(Bit Masking)을 적용하여 안테나 선택(Antenna Selection) 등과 같은 다른 제어정보를 보내게 될 경우, 사용자 기기 ID의 개수가 모자라거나 또는 할당의 자유도에 제약이 가해지는 단점이 생긴다.
도 13은 마스킹 사용에 따라 일부 사용자 기기 ID의 구분이 불가하여 사용할 사용자 기기를 일부 ID할당을 피해야 하는 경우를 예시하고 있다. 예를 들어, 도 13과 같이 사용자 기기 ID 5(1301)와 사용자 기기 ID 4(1302)에게 각각 마스킹 0(1303)과 마스킹 1(1304)이 사용될 수 있다. 이 때, 사용자 기기 ID 5(1301)에 마스킹 0(1303)이 적용되어 생성된 값(1305)과 사용자 기기 ID 4(1302)에 마스킹 1(1304)이 적용되어 생성된 값(1308)이 동일하게 되므로 사용자 기기 ID 4(1302)와 사용자 기기 ID 5(1301)를 구분할 수 없게 된다. 따라서, 사용자 ID 4(1302) 또는 사용자 ID 5(1301) 중 어느 하나는 사용자 ID로서 사용될 수 없다. 도 13의 예는 공용 사용자 기기 ID와 전용 ID의 구분의 하나의 예로, 그림에서와 같이 항상 연속적으로 값을 구분하여 사용하는 것이 아니라 전체 216개의 값 중에서 임의로 구분이 가능하다. 또한, 여기서는 16비트로 사용자 기기 ID를 구성하는 것은 LTE에서 적용되는 하나의 예에 불과하며, 사용자 기기 ID를 표현하기 위해 16 비트 초과 또는 16 비트 미만의 필드가 사용될 수 있다.
한편, PDCCH에 실리는 정보량이 커지면 이를 복호화(Decoding) 할 수 있는, 사용자 기기의 셀 커버리지(Cell Coverage)가 작아지므로, PDCCH에 포함되어야 하는 정보의 종류에 따라서 최적의 포맷(Format)을 설정할 필요가 있다. 이를 위해서 다양한 PDCCH DCI (Downlink Control Information) 포맷이 존재한다.
LTE에서는 포맷 0, 포맷 1, 포맷 1A, 포맷 1B, 포맷 1C, 포맷 2와 같이 구분이 된다. 포맷 0의 경우 상향링크 자원의 제어정보로 사용되고, 포맷 1, 포맷 1A, 포맷 1B, 포맷 2는 하향링크자원의 사용자 기기 전용 제어정보(User Equipment-Dedicated Control Information)로 사용되고, 포맷 1C는 하향링크 자원의 공용 제 어정보(Common Control Information)로 사용된다.
포맷 0와 포맷 1A는 전송되는 정보의 길이가 서로 같다. 그러나, 포맷 0와 포맷 1A는 제어정보에 포함된 지시자(Indicator)를 통해서 구분이 가능하다. 하향링크 자원의 제어정보로 사용되는 포맷 1A, 포맷 1B, 포맷 1C, 포맷 2는 각각 전송되는 정보의 길이가 다르기 때문에, 각 길이에 맞게 블라인드(Blind) 복호화를 수행하여 CRC (Cyclic Redundancy Check)를 이용한 오류 검사(error detection)를 수행한다. 이러한 CRC 확인을 통해서 각 포맷의 구분이 가능하다. 즉, 공용 제어정보로 사용되는 포맷 1C와 나머지 전용 제어정보로 사용되는 포맷은 정보의 길이를 통해서 구분이 가능하다. 따라서 사용자 기기 ID를 바탕으로 전용 제어채널과 공용 제어채널을 구분할 필요 없이 제어정보의 포맷의 길이를 통해서 전용 제어채널과 공용 제어채널의 구분이 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 공용 제어채널의 사용자 기기 ID와 전용 제어채널의 사용자 기기 ID를 독립적으로 할당하여 시그널링(Signalling)한다.
도 14는 본 발명에 따라 전용 제어채널의 사용자 기기 ID를 공용 제어채널의 사용자 기기 ID와 독립적으로 사용하는 일 예를 나타낸 것이다.
도 14에 도시된 BCCH (Broadcast Control Channel), PCH (Paging Channel), 및 RACH (Random Access Channel) 응답 채널은 모두 공용채널이다. 따라서, BCCH용 ID, PCH용 ID, 및 RACH 응답용 ID는 공용 사용자 기기 ID(Common User Equipment Identifier)(1401)를 갖는다. 반면, 전용 제어채널은 별개의 전용 사용자 기기 ID(1402)를 갖는다. 예를 들어, 특정 BCCH의 ID가 '0000000000000011'로 주어지고, 특정 전용 제어채널의 ID가 '0000000000000011'으로 주어진다고 하자. 이때, ID='0000000000000011'를 포함하는 제어정보가 전송되는 경우, 이 ID 값만을 사용하면 전용 제어채널을 나타내는 것인지 BCCH를 나타내는 것인지 알 수 없다. 그러나, BCCH를 포함하는 제어정보의 길이가 L1이라고 하고, 상기 특정 전용 제어채널을 포함하는 제어정보의 길이가 L2라고 하면, L1≠L2이므로 상기 수신된 제어정보의 길이를 블라인드 검사(Blind Detection)함으로써, 상기 ID='0000000000000011'가 BCCH를 나타내는 것인지 아니면 상기 특정 전용 제어채널을 나타내는 것인지 알 수 있다. 지금까지 본 발명에 따라 물리계층에서 사용자 기기 ID를 구별하는 방법을 살펴보았다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 물리계층에서는 포맷의 길이를 통해서 공용 사용자 기기 ID와 전용 사용자 기기 ID의 식별이 가능하였으나, 물리계층보다 상위의 계층에서는 별도로 정의된 ID를 사용하지 않고 상술한 사용자 기기 ID를 사용하면 제어채널의 식별이 안 될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 ID='0000000000000011'를 포함하는 제어정보를 수신한 경우에 상위계층으로 ID='0000000000000011'만을 전송하게 되면 ID='0000000000000011'가 상기 BCCH의 ID를 나타내는 것인지 아니면 상기 특정 전용 제어채널의 ID를 나타내는 것인지 알 수 없다. 이 경우 상위계층에게 사용자 기기 ID와 함께 추가적인 ID를 제공하면, 상위계층에서는 상기 제어채널을 통해 수신된 제어정보가 공용 제어정보인지 아니면 전용 제어정보인지를 식별할 수 있다. 도 14의 경우에는 1비트의 ID를 추가로 정의하거나 할당하여, 두 가지 사용자 기기 ID(1401, 1402)를 식별 할 수 있다. 예컨대, 물리계층에서 상위계층으로 ID='0000000000000011'를 전달할 때에, 추가적인 ID_new='0'을 함께 전달하면 상기 ID='0000000000000011'는 BCCH에 대한 정보라는 것을 나타내고, 반대로 추가적인 ID_new='1'을 함께 전달하면 상기 ID='0000000000000011'는 상기 특정 전용 제어채널에 대한 정보라는 것을 나타낼 수 있다. 추가되는 ID는 구분해야 하는 사용자 기기 ID 종류의 수에 따라서 그 수가 정해진다. 즉, 공용 사용자 기기 ID와 전용 사용자 기기 ID 이외에 다른 타입(Type)의 사용자 기기 ID가 정의된다면 상기 추가되는 ID는 2개 이상의 비트 필드로 표현될 수 있다.
이하, 본 발명에 다라 공용 제어채널로 사용되는 사용자 기기 ID의 비트 필드(Bit Field)의 크기를 줄여서 전송하는 방법을 설명한다.
공용 제어채널은 셀에 속한 모든 사용자 기기 또는 여러 사용자 기기 그룹이 공통으로 수신하는 제어채널이다. 따라서, 셀 경계에 위치한 사용자 기기 또는 채널 상태가 좋지 않은 사용자 기기에서의 수신 성능을 고려한다면, 상기 공용 제어채널이 포함하는 정보량을 가능한 줄일 필요가 있고, 상기 공용 제어채널을 제한된 전송 자원에서 낮은 부호율로 전송해야 할 필요가 있다. 사용자 기기 ID의 경우도 상기 공용 제어채널이 포함하는 정보이므로 사용자 기기 ID의 정보량을 줄일 필요가 있다.
도 12의 예와 같이 전체 사용자 기기 ID가 0~216-1(=0~65535)의 범위의 값을 갖는다. 따라서 공용 제어채널의 사용자 기기 ID 값의 범위를 한정하지 않으면 전 체 사용자 기기 ID를 표시하기 위해 16비트가 필요하다. 그런데, 상기 0~216-1(=0~65535)의 값 중에서 0~28-1(=0~255) 범위의 값은 8비트로 표현이 가능하고 0~212-1 (=0~4095) 의 범위의 값은 12비트로 표현이 가능하다. 따라서, 공용 제어채널의 사용자 기기 ID가 0~255의 범위의 값을 갖도록 제한하거나 또는 0~4095의 범위의 값을 갖도록 제한한다면, 각각 8비트 또는 12비트만을 사용하여 공용 제어채널 사용자 기기 ID를 전송할 수 있다.
따라서 본 발명에서는, 공용 제어채널용 사용자 기기 ID와 전용 제어채널용 사용자 기기 ID가 전체 사용자 기기 ID를 공유하여 사용하는 경우, 도 15와 같이 전체 사용자 기기 ID가 y비트로 표현되는 값으로 정의 될 때, 공용 제어채널용 사용자 기기 ID를 x비트로 표현되는 값 이하로 제한하여 할당하여 z비트로 전송하는 방법을 제안한다. 여기서 x≤z<y이다. 예를 들어, z 비트는 사용자 기기 ID를 전송할 때 CRC에 마스킹하여 전송하는 경우 CRC의 길이에 해당할 수 있다. 이때, z 비트는 공용 제어채널이 전송되는 경우에 사용되는 CRC의 길이이다. 전용 제어채널이 전송되는 경우에 사용되는 CRC의 길이는 y 이상인 것이 바람직하다.
도 15는 본 발명에 따라 공용 제어채널용 사용자 기기 ID를 표시하는 비트 필드를 제한하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 15의 (a)는 모든 사용자 기기 ID를 표현하기 위해 필요한 이진 비트 필드의 길이가 y인 예를 나타내는 도면이다. 도 15의 (b), 도 15의 (c), 및 도 15의 (d)는 각각 공용 제어채널을 전송할 때에 사용되는 CRC의 길이 z가 상기 y 보다 작 은, 본 발명에 의한 비트 필드의 구조를 나타낸 것이다. 이때, 도 15의 (b)는 공용 제어채널을 위해 사용되는 사용자 기기 ID를 나타내는 이진 비트 필드의 길이 x가 z와 같거나 작은 경우를 나타내고, 도 15의 (c)는 상기 x가 z와 동일한 경우를 나타내고, 도 15의 (d)는 상기 x가 z보다 작은 경우를 나타낸다.
모든 사용자 기기 ID를 위해 할당되는 비트 수가 y인 경우에, 도 12에서 설명한 종래 기술에서는 공용 제어채널용 사용자 기기 ID를 표현하기 위하여 y 비트가 필요했지만(도 12의 (a)), 도 15에서 설명한 본 발명에 의하면 공용 제어채널용 사용자 기기 ID를 표현하기 위하여 x 비트만이 사용된다(x<y)(도 12의 (b), (c), (d)). 따라서 본 발명에 의하면, 상기 공용 제어채널이 포함하는 사용자 기기 ID의 정보량이 줄어들게 되고, 따라서 상기 공용 제어채널을 낮은 부호율(coding rate)로 전송할 수 있다. 따라서, 채널 상태가 좋지 않은 사용자 기기에서 상기 공용 제어채널을 수신할 때에 오류율이 감소한다.
도 16은 본 발명이 사용될 수 있는 장치(50)의 구성 요소들을 나타내는 다이어그램이다. 이 장치(50)는 사용자 기기 또는 기지국일 수 있다. 또한, 이 장치(50)에서 상술한 본 발명의 방법이 구현될 수 있다. 장치(50)는 프로세서(51), 메모리(52), 무선 주파수 유닛(RF 유닛)(53), 디스플레이 유닛(54), 및 사용자 인터페이스 유닛(55)를 포함한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어(Layers)들은 프로세서(51) 내에서 구현된다. 프로세서(51)는 제어 플랜과 사용자 플랜을 제공한다. 각 레이어의 기능은 프로세서(51) 내에서 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 경쟁 해결 타이머(Contention Resolution Timer)를 포함할 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(General Files)들을 저장한다. 만일 장치(50)가 사용자 기기이라면, 디스플레이 유닛(54)는 다양한 정보를 디스플레이하고, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)과 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 유닛(55)은 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다. RF 유닛(53)은 프로세서(51)에 연결되어 무선 신호를 송수신할 수 있다.
실시예 1
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 기기가 제어채널을 수신하는 방법을 나타낸 것이다.
사용자 기기는 기지국으로부터 송신되는 공용 제어채널을 수신한다(S1701). 상기 공용 제어채널은 바람직하게는 PDCCH이다. 상기 사용자 기기는 상기 공용 제어채널의 CRC에 마스킹된 사용자 기기 ID를 검출할 수 있다(S1702). 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 기지국으로부터 송신되는 전용 제어채널을 수신하는 다른 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, 이때 x<y인 관계를 만족한다. 상기 다른 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 상기 전용 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 이때 상기 공용 제어채널의 CRC는 'x' 비트로 표시되며, 상기 전용 제어채널의 CRC는 'y' 비트로 표시된다.
또는, 상기 도 17에 의한 방법은 다음과 같이 변형될 수 있다. 즉, 상기 사 용자 기기는 단계 S1701에서 기지국으로부터 송신되는 제어채널을 수신한다. 이때, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y을 만족한다. 상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 바람직하게, 만일 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x와 같거나 크고 y보다 작으며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같다. 상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)일 수 있다. 이때, 상기 공용 제어채널의 부호율에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정된다.
실시예 2
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 제어채널을 송신하는 방법을 나타낸 것이다.
기지국은 공용 제어채널의 CRC 부분에 사용자 기기 ID를 마스킹한다(S1801). 상기 기지국은 상기 공용 제어채널을 제1 사용자 기기에게 송신한다(S1802). 상기 공용 제어채널은 바람직하게는 PDCCH이다. 상기 기지국은 추가적으로 전용 제어채널은 제2 사용자 기기에게 송신할 수 있다. 상기 제1 사용자 기기에게 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, 이때 x<y인 관계를 만족한다. 상기 제2 사 용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 상기 전용 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 이때 상기 공용 제어채널의 CRC는 'x' 비트로 표시되며, 상기 전용 제어채널의 CRC는 'y' 비트로 표시된다.
또는, 상기 도 18에 의한 방법은 다음과 같이 변형될 수 있다. 상기 기지국은 단계 S1801에서 제어채널의 CRC 부분에 사용자 기기 ID를 마스킹한다. 상기 기지국은 단계 S1802에서 상기 제어채널을 사용자 기기에게 송신한다. 이때, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y을 만족한다. 상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 바람직하게, 만일 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x와 같거나 크고 y보다 작으며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같다. 상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)일 수 있다. 이때, 상기 공용 제어채널의 부호율에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정된다.
실시예 3
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 이동 통신 시스템에서 제어채널을 송신하는 방법을 나타낸 것이다.
기지국은 공용 제어채널의 CRC 부분에 사용자 기기 ID를 마스킹한다(S1901). 상기 기지국은 상기 공용 제어채널을 제1 사용자 기기에게 송신한다(S1902). 상기 제1 사용자 기기는 상기 공용 제어채널을 수신한다(S1903). 상기 사용자 기기는 상기 공용 제어채널의 CRC에 마스킹된 사용자 기기 ID를 검출할 수 있다(S1904). 상기 공용 제어채널은 바람직하게는 PDCCH이다. 상기 제1 사용자 기기에게 할당된 제1 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, 이때 x<y인 관계를 만족한다. 상기 제2 사용자 기기에게 할당된 제2 사용자 기기 ID는 상기 전용 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 이때 상기 공용 제어채널의 CRC는 'x' 비트로 표시되며, 상기 전용 제어채널의 CRC는 'y' 비트로 표시된다.
또는, 상기 도 19에 의한 방법은 다음과 같이 변형될 수 있다. 상기 기지국은 단계 S1901에서 제어채널의 CRC 부분에 사용자 기기 ID를 마스킹한다. 상기 기지국은 단계 S1902에서 상기 제어채널을 사용자 기기에게 송신한다. 상기 사용자 기기는 단계 S1903에서 상기 제어채널을 수신한다. 상기 사용자 기기는 단계 S1904에서 상기 제어채널의 CRC에 마스킹된 사용자 기기 ID를 검출할 수 있다. 이때, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y을 만족한다. 상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC에 마스킹된다. 바람직하게, 만일 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x와 같거나 크고 y보다 작으며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같다. 상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH) 일 수 있다. 이때, 상기 공용 제어채널의 부호율에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정된다.
실시예 4
도 16의 장치(50)가 사용자 기기인 경우에 상술한 실시예 1에서 상기 단계(S1701)는 RF 유닛(53) 및 프로세서(51)에 의해 수행될 수 있고, 상기 단계(S1702)는 프로세서(51)에 의해 수행될 수 있다.
실시예 5
도 16의 장치(50)가 기지국인 경우에 상술한 실시예 2에서 상기 단계(S1801)는 프로세서(51)에 의해 수행될 수 있고, 상기 단계(S1802)는 프로세서(51) 및 RF 유닛(53)에 의해 수행될 수 있다.
상술한 실시예 5에 의한 사용자 기기와 실시예 6에 의한 기지국의 결합에 의해 무선 이동 통신 시스템을 구성할 수 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것 이다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 사용되는 송신기 및 수신기에서 사용될 수 있다.
도 1은 LTE 시스템에서 사용되는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 LTE 시스템에서 사용되는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크(Uplink, UL)의 시간-주파수 자원 격자 구조를 나타낸다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크(Downlink, DL)의 시간-주파수 자원 격자 구조를 나타낸다.
도 5는 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 망 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 LTE 무선접속망 규격을 기반으로 한 사용자 기기와 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Protocol)의 구조를 나타낸다.
도 8은 LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 사용자 기기가 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 이동통신 시스템에서 상향링크 신호 전송을 위한 SC-FDMA 방식과 하 향링크 신호 전송을 위한 OFDMA 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 종래 기술에 의해 사용자 기기 ID를 구성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 마스킹 사용에 따라 일부 사용자 기기 ID의 구분이 불가하여 사용할 사용자 기기를 일부 ID할당을 피해야 하는 경우를 예시하고 있다.
도 14는 본 발명에 따라 전용 제어채널의 사용자 기기 ID를 공용 제어채널의 사용자 기기 ID와 독립적으로 사용하는 일 예를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명에 따라 공용 제어채널용 사용자 기기 ID를 표시하는 비트 필드를 제한하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 16은 본 발명이 사용될 수 있는 장치(50)의 구성 요소들을 나타내는 다이어그램이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 기기가 제어채널을 수신하는 방법을 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 제어채널을 송신하는 방법을 나타낸 것이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 이동 통신 시스템에서 제어채널을 송신하는 방법을 나타낸 것이다.

Claims (19)

  1. 무선 이동 통신 시스템에서 사용자 기기(User Equipment, UE)가 제어채널을 수신하는 방법으로서,
    상기 사용자 기기가 기지국으로부터 송신된 제어채널(Control Channel)을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제어채널이 공용 제어채널(Common Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y인,
    제어채널 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공용 제어채널의 부호율(code rate)에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정되는, 제어채널 수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x보다 크거나 같으며 y보다 작은, 제어채널 수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같은, 제어채널 수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)인, 제어채널 수신 방법.
  6. 무선 이동 통신 시스템에서 제어채널을 송신하는 방법으로서,
    기지국에서 사용자 기기에게 제어채널(Control Channel)을 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제어채널이 공용 제어채널(Common Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y인,
    제어채널 송신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공용 제어채널의 부호율(code rate)에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정되는, 제어채널 송신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x보다 크거나 같으며 y보다 작은, 제어채널 송신 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같은, 제어채널 송신 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)인, 제어채널 송신 방법.
  11. 무선 이동 통신 시스템의 사용자 기기로서,
    무선 주파수 유닛(Unit); 및
    상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는 기지국으로부터 송신된 제어채널(Control Channel)을 상기 무선 주파수 유닛을 통해 수신하도록 되어 있고, 상기 제어채널이 공용 제어채널(Common Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y인,
    무선 이동 통신 사용자 기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공용 제어채널의 부호율(code rate)에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정되는, 무선 이동 통신 사용자 기기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x보다 크거나 같으며 y보다 작은, 무선 이동 통신 사용자 기기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 전용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이는 y보다 크거나 같은, 무선 이동 통신 사용자 기기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)인, 무선 이동 통신 사용자 기기.
  16. 무선 이동 통신 시스템의 기지국으로서,
    무선 주파수 유닛(Unit); 및
    상기 무선 주파수 유닛에 전기적으로 연결되어 있는 프로세서(Processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 무선 주파수 유닛을 통해 사용자 기기에게 제어채널(Control Channel)을 송신하도록 되어 있고, 상기 제어채널이 공용 제어채널(Common Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'x' 비트로 표시되고, 상기 제어채널이 전용 제어채널(Dedicated Control Channel)인 경우에 상기 사용자 기기에 할당된 사용자 기기 ID는 'y' 비트로 표시되며, x<y인,
    무선 이동 통신 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공용 제어채널의 부호율(code rate)에 대한 상기 전용 제어채널의 부호율의 비율은 상기 x에 대한 상기 y의 비율을 기초로 결정되는, 무선 이동 통신 기지국.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 사용자 기기 ID는 상기 제어채널의 CRC (Cyclic Redundancy Check)에 마스킹되며, 상기 제어채널이 공용 제어채널인 경우에 상기 제어채널의 CRC의 길이 z는 x보다 크거나 같으며 y보다 작은, 무선 이동 통신 기지국.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어채널은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)인, 무선 이동 통신 기지국.
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