KR20130135329A

KR20130135329A - 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130135329A
Application number: KR1020137026002A
Authority: KR
Inventors: 서동연; 김민규; 양석철; 안준기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-12-10
Also published as: US20180263049A1; KR101623245B1; US9398607B2; US11032835B2; EP3413479B1; EP2696516A4; CN107196698A; CN103563273A; CN103563273B; EP2696516B1; EP2696516A2; US20160309497A1; US10728915B2; US20140185539A1; WO2012138149A3; EP3413479A1; US9999067B2; WO2012138149A2; US20190357242A1

Abstract

무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법은 프레임 설정 정보를 전송하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하고, 설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 전송하고, 상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되, 상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

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

3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification) 릴리이즈(Release) 8을 기반으로 하는 LTE(long term evolution)는 유력한 차세대 이동통신 표준이다.

3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.

PUCCH는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK/NACK(acknowledgement/not-acknowledgement) 신호, CQI(Channel Quality Indicator), SR(scheduling request)와 같은 상향링크 제어 정보의 전송에 사용되는 상향링크 제어 채널이다.

한편, 이동통신 시스템에는 TDD(Time Division Duplex) 시스템과 FDD(frequency Division Duplex) 시스템이 있다.

TDD 시스템은 하향링크와 상향링크가 동일한 주파수를 사용하고, FDD 시스템은 하향링크와 상향링크가 서로 다른 주파수를 사용한다. 이처럼 TDD 시스템과 FDD 시스템은 사용하는 무선 자원이 서로 다르기 때문에 프레임 구조 또한 상이할 수 있다.

예를 들어, FDD 시스템에서는 프레임 내의 모든 시간 구간에 대해 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임이 존재한다. 반면, TDD 시스템에서는 프레임 내에서 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임이 서로 다른 개수로 존재할 수 있다.

종래, TDD 시스템에서는 상위 계층 신호를 통해 프레임 내의 각 서브프레임에 대해 상향링크 서브프레임, 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임(special subframe)으로 설정을 하였다. 그런데, 이러한 방식은 하향링크와 상향링크의 트래픽 양이 동적으로 변경되는 경우, 효율적인 자원 할당을 하기 어려운 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템 즉, TDD 시스템에서 상향링크와 하향링크의 트래픽 변화에 효율적으로 대응할 수 있는 스케줄링 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법을 제공한다. 상기 방법은 프레임 설정 정보를 전송하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하고, 설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 전송하고, 상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되, 상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 디폴트 서브프레임은 단말의 최초 접속에 사용되는 영속적 서브프레임과 상위 계층 신호에 의하여 반정적으로 설정되는 비영속적 서브프레임을 포함할 수 있다.

상기 프레임 설정 정보는 RRC(radio resource control) 메시지를 통해 전송될 수 있다.

상기 프레임 내에 디폴트 서브프레임이 복수개 설정되는 경우, 상기 복수개의 디폴트 서브프레임은 단말의 상향링크 전송에 사용되는 디폴트 상향링크 서브프레임, 상기 단말의 하향링크 수신에 사용되는 디폴트 하향링크 서브프레임의 순서로 설정될 수 있다.

상기 프레임 내에서 디폴트 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 동기화 신호가 전송되는 서브프레임, 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 포함할 수 있다.

상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 하향링크 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃0, 서브프레임 ＃5일 수 있다.

상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 스페셜 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃1, 서브프레임 ＃6이되, 상기 디폴트 스페셜 서브프레임은 하향링크 파일럿 시간 슬롯 (Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), 보호 구간 (Guard Period: GP) 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯 (Uplink Pilot Time Slot: UpPTS)을 포함한다.

상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 상향링크 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃3, 서브프레임 ＃8일 수 있다.

상기 프레임 내에서 가변 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 상기 프레임 내에서 디폴트 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들을 제외한 서브프레임들일 수 있다.

상기 프레임 내에서 가변 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들 중 디폴트 서브프레임에 이전에 인접한 가변 서브프레임부터 차례로 상향링크 서브프레임으로 설정될 수 있다.

상기 프레임 내에 가변 서브프레임이 연속하게 3개 이상 존재하는 경우, 대응하는 스케줄링 정보에 의하여 하향링크 서브프레임, 빈(blank) 서브프레임, 상향링크 서브프레임 순서로 설정될 수 있다.

상기 스케줄링 정보가 PDSCH(physical downlink shared channel)을 스케줄링하는 하향링크 그랜트인 경우, 상기 설정된 가변 서브프레임은 하향링크 서브프레임으로 사용되고, 상기 스케줄링 정보가 PUSCH(physical uplink shared channel)을 스케줄링하는 상향링크 그랜트인 경우, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상향링크 서브프레임으로 사용될 수 있다.

다른 측면에서, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법을 제공한다. 상기 동작 방법은 프레임 설정 정보를 수신하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하는 정보이고, 설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되, 상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서 제공되는 단말은 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 프레임 설정 정보를 수신하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하는 정보이고, 설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되, 상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

TDD 시스템에서 상향링크와 하향링크의 트래픽 변화에 능동적으로 대응하여 효율적으로 자원 할당을 수행할 수 있다. 따라서, 시스템의 자원 활용 효율이 증가한다.

도 1은 FDD 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 TDD 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크(DL) 서브프레임 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 FDD 프레임 내에서 동기화 신호 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다.
도 8은 논리 영역에서의 두 개의 시퀀스가 물리 영역에서 인터리빙되어 매핑되는 것을 나타낸다.
도 9는 TDD에서 동기화 신호를 전송하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 10은 FDD 시스템에서 수행되는 하향링크 HARQ(DL HARQ)와 상향링크 HARQ(UL HARQ)의 일 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸다.
도 12는 디폴트 서브프레임을 설정하는 경우 적용될 수 있는 설정 규칙의 일 예를 나타낸다.
도 13은 F 서브프레임을 DL 서브프레임, UL 서브프레임 또는 S 서브프레임으로 설정하는 일 예를 나타낸다.
도 14는 디폴트 서브프레임 사이의 F 서브프레임들에서 단말의 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로의 스위칭이 1번만 발생하도록 F 서브프레임들을 DL/UL 설정하는 예를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 디폴트 서브프레임들이 10 ms 주기로 설정되는 경우, F 서브프레임들을 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임 순으로 설정하는 예들을 나타낸다.
도 17 및 도 18은 디폴트 서브프레임들이 5 ms 주기로 설정되는 경우, 도 19 및 도 20은 디폴트 서브프레임들이 10 ms 주기로 설정되는 경우 F 서브프레임들을 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임 중 선택하여 설정하는 예들을 나타낸다.
도 21은 10ms 주기로 디폴트 서브프레임을 설정한 경우, 기지국과 단말 간의 시그널링 타이밍을 나타내는 일 예이다.
도 22는 5 ms 주기로 디폴트 서브프레임을 설정하는 경우, 기지국과 단말 간의 시그널링 타이밍을 나타내는 일 예이다.
도 23은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 기기를 나타낸 블록도이다.

단말(User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국에서 단말로의 통신을 하향링크(downlink : DL), 단말에서 기지국으로의 통신을 상향링크(uplink : UL)라 칭한다. 기지국 및 단말을 포함하는 무선 통신 시스템은 TDD(time division duplex) 시스템 또는 FDD(frequency division duplex) 시스템일 수 있다. TDD 시스템은 동일 주파수 대역에서 서로 다른 시간을 사용하여 상향링크 및 하향링크 송수신을 수행하는 무선 통신 시스템이다. FDD 시스템은 서로 다른 주파수 대역을 사용하여 동시에 상향링크 및 하향링크 송수신이 가능한 무선 통신 시스템이다. 무선 통신 시스템은 무선 프레임을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.

도 1은 FDD 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

FDD 무선 프레임(FDD radio frame: 이하 FDD 프레임으로 약칭)은 10개의 서브프레임을 포함하며, 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯(slot)을 포함한다. FDD 프레임 내에 포함되는 슬롯들은 0∼19의 인덱스가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하며 TTI는 최소 스케줄링 단위(minimum scheduling unit)일 수 있다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

도 2는 TDD 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면, TDD 무선 프레임(이하 TDD 프레임)에서 인덱스가 0부터 매겨진다고 할 때, 인덱스 ＃1과 인덱스 ＃6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임(special subframe: S 서브프레임이라 약칭)이라고 하며, 하향링크 파일럿 시간 슬롯 (Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), 보호 구간 (Guard Period: GP) 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯 (Uplink Pilot Time Slot: UpPTS)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. GP 및 UpPTS는 시간 갭(time gap) 역할을 수행한다.

TDD 프레임에는 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 UL-DL 설정(UL-DL configuration)의 일 예를 나타낸다.

표 1에서 'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 TDD 프레임에서 각 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다. 이하에서 UL-DL 설정 N(N은 0 내지 6 중 어느 하나)은 상기 표 1을 참조할 수 있다.

상술한 FDD 프레임 구조, TDD 프레임 구조 및 UL-DL 설정은 3GPP TS 36.211 V9.1.0(2010-03) 4절을 참조할 수 있다.

도 3는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 N_RB개의 자원블록(RB; Resource Block)을 포함한다. 자원블록은 자원 할당 단위로 시간 영역에서 하나의 슬롯, 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파(subcarrier)를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N_RB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth) N^DL에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 N_RB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element, RE)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N_RB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.

도 3에서는 하나의 자원블록이 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되어 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, CP(cyclic prefix)의 길이가 확장 CP(extended CP)인 경우, 자원 블록은 6OFDM 심벌을 포함한다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.

도 4는 하향링크(DL) 서브프레임 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개(경우에 따라 최대 4개)의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(physical downlink control channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당된다.

3GPP TS 36.211 V8.7.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.

서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 단말은 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다. PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.

PHICH는 상향링크 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 단말에 의해 전송되는 PUSCH상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.

PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 단말이 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.

도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.

PUCCH는 서브프레임에서 RB 쌍(pair)으로 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. RB 쌍은 동일한 자원 블록 인덱스 m을 가진다.

3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, PUCCH는 다중 포맷을 지원한다. PUCCH 포맷에 종속된 변조 방식(modulation scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 PUCCH를 사용할 수 있다.

다음 표 2은 PUCCH 포맷에 따른 변조 방식(Modulation Scheme) 및 서브프레임당 비트 수의 예를 나타낸다.

PUCCH 포맷 1은 SR(Scheduling Request)의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 1a/1b는 HARQ를 위한 ACK/NACK 신호의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a/2b는 CQI 및 ACK/NACK 신호의 동시(simultaneous) 전송에 사용된다. 서브프레임에서 ACK/NACK 신호만을 전송할 때 PUCCH 포맷 1a/1b이 사용되고, SR이 단독으로 전송될 때, PUCCH 포맷 1이 사용된다. SR과 ACK/NACK을 동시에 전송할 때에는 PUCCH 포맷 1이 사용되고, SR에 할당된 자원에 ACK/NACK 신호를 변조하여 전송한다.

모든 PUCCH 포맷은 각 OFDM 심벌에서 시퀀스의 순환 쉬프트(cyclic shift, CS)를 사용한다. 순환 쉬프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 쉬프트시켜 생성된다. 특정 CS 양은 순환 쉬프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다.

기본 시퀀스 r_u(n)를 정의한 일 예는 다음 식과 같다.

[식 1]

여기서, u는 원시 인덱스(root index), n은 요소 인덱스로 0≤n≤N-1, N은 기본 시퀀스의 길이이다. b(n)은 3GPP TS 36.211 V8.7.0의 5.5절에서 정의되고 있다.

시퀀스의 길이는 시퀀스에 포함되는 요소(element)의 수와 같다. u는 셀 ID(identifier), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 의해 정해질 수 있다. 기본시퀀스가 주파수 영역에서 하나의 자원 블록에 맵핑(mapping)된다고 할 때, 하나의 자원 블록이 12 부반송파를 포함하므로 기본 시퀀스의 길이 N은 12가 된다. 다른 원시 인덱스에 따라 다른 기본 시퀀스가 정의된다.

기본 시퀀스 r(n)을 다음 식 2와 같이 순환 쉬프트시켜 순환 쉬프트된 시퀀스 r(n, I_cs)을 생성할 수 있다.

[식 2]

여기서, I_cs는 CS 양을 나타내는 순환 쉬프트 인덱스이다(0≤I_cs≤N-1).

기본 시퀀스의 가용(available) 순환 쉬프트 인덱스는 CS 간격(CS interval)에 따라 기본 시퀀스로부터 얻을 수(derive) 있는 순환 쉬프트 인덱스를 말한다. 예를 들어, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 1이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 개수는 12가 된다. 또는, 기본 시퀀스의 길이가 12이고, CS 간격이 2이라면, 기본 시퀀스의 가용 순환 쉬프트 인덱스의 총 수는 6이 된다.

도 6 및 도 7은 FDD 프레임 내에서 동기화 신호 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다. 도 6은 노멀 CP, 도 7은 확장 CP에 대한 것이다. 슬롯 번호 및 서브프레임 번호는 0부터 시작된다.

여기서, 동기화 신호(synchronization signal)는 셀 탐색을 수행할 때 사용되는 신호로 PSS(primary synchronization signal)과 SSS(secondary synchronization signal)이 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 동기화 신호는 RAT(radio access technology)간의 측정(inter-RAT measurement)의 용이함을 위해 GSM(global system for mobile communication) 프레임 길이인 4.6ms를 고려하여 서브프레임 0번과 서브프레임 5번에서 각각 전송될 수 있으며, 프레임에 대한 경계는 SSS를 통해 검출 가능하다. 보다 구체적으로, FDD 시스템에서는 PSS는 0번째 슬롯, 10번째 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고, SSS는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. 동기화 신호는 3개의 PSS와 168개의 SSS의 조합을 통해 총 504개의 물리계층 셀 식별자(physical cell ID)를 전송할 수가 있다. PBCH(physical broadcast channel)는 1번째 슬롯의 최초 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. 동기화 신호 및 PBCH는 시스템 대역폭 내의 가운데 6 RB 내에서 전송되어, 전송 대역폭에 관계없이 단말이 검출 혹은 복호할 수 있도록 한다. PSS가 전송되는 물리 채널을 P-SCH, SSS가 전송되는 물리 채널을 S-SCH라 칭한다.

동기화 신호의 전송 다이버시티 방식은 단일 안테나 포트 (single antenna port)만을 사용하고, 표준에서는 따로 정의하지 않는다. 즉, 단일 안테나 전송 혹은 단말에 투명한(transparent) 전송 방식 (예를 들어 PVS(precoding vector switching), TSTD(time switched transmit diversity), CDD(cyclic delay diversity)) 을 사용할 수가 있다.

PSS는 길이 63의 ZC (Zadoff-Chu) 시퀀스를 주파수 영역에서 정의하여 PSS의 시퀀스로 사용한다. ZC 시퀀스는 식 3에 의해 정의되며, DC 부반송파에 해당되는 시퀀스 요소(element), 즉, n=31은 천공 (puncturing)한다. 식 3에서 Nzc=63이다.

[식 3]

6 RB (=72 부반송파) 중 9개의 남는 부반송파는 항상 0의 값으로 전송하며, 동기 수행을 위한 필터 설계에 용이함을 가져다 준다. 총 3개의 PSS를 정의하기 위해 식 3에서 u=25, 29, 그리고 34의 값을 사용한다. 이 때, 29와 34는 켤레대칭(conjugate symmetry) 관계를 가지고 있어서, 2개의 상관 (correlation)을 동시에 수행할 수가 있다. 여기서, 켤레대칭은 다음 식 4의 관계를 의미하며 이 특성을 이용하여 u=29와 34에 대한 원샷 상관기 (one-shot correlator)의 구현이 가능하여, 전체적인 연산량을 약 33.3％ 감소시킬 수 있다.

[식 4]

SSS를 위해 사용되는 시퀀스는 길이 31인 두 개의 m-시퀀스를 인터리빙하여 사용한다. SSS는 두 개의 시퀀스를 조합하여 총 168 셀 그룹 식별자 (cell group ID)를 전송할 수 있다. SSS의 시퀀스로서 사용되는 m-시퀀스는 주파수 선택적 환경에서 강건하고, 고속 하다마드 변환 (Fast Hadamard Transform)을 이용한 고속 m-시퀀스 변환으로 연산량을 줄일 수가 있다. 또한, 두 개의 짧은 부호 (short code)로 SSS를 구성하는 것은 단말의 연산량을 줄이기 위해 제안되었다.

도 8은 논리 영역에서의 두 개의 시퀀스가 물리 영역에서 인터리빙되어 매핑되는 것을 나타낸다.

도 8을 참조하면, SSS부호 생성을 위해 사용되는 두 개의 m-시퀀스를 각각 S1, S2라고 정의할 때, 서브프레임 0의 SSS가 (S1, S2) 두 조합으로 셀 그룹 식별자를 전송한다면, 서브프레임 5의 SSS는 (S2,S1)으로 교환(swapping)하여 전송함으로써, 10ms 프레임 경계를 구분할 수 있게 된다. 이 때, 사용되는 SSS 부호는 x⁵ + x² + 1 의 생성다항식을 사용하며, 서로 다른 순환 천이 (circular shift)를 통해 총 31개의 부호를 생성할 수가 있다.

수신 성능을 향상시키기 위하여, PSS 기반 (PSS-based)의 서로 다른 두 개의 시퀀스를 정의하여, SSS에 스크램블링 하되 S1과 S2에 서로 다른 시퀀스로 스크램블링 한다. 그 후, S1 기반 (S1-based)의 스크램블링 부호를 정의하여, S2에 스크램블링을 수행한다. 이 때, SSS의 부호는 5ms 단위로 교환되지만 PSS 기반의 스크램블링 부호는 교환되지 않는다. PSS 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x³ + 1 의 생성 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스에서 PSS 인덱스에 따라 6개의 순환 천이 버전으로 정의하고, S1 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x⁴+ x² + x¹ + 1의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스에서 S1의 인덱스에 따라 8개의 순환 천이 버전으로 정의할 수 있다.

도 9는 TDD에서 동기화 신호를 전송하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.

TDD 프레임에서는 PSS가 세번째 슬롯 및 13번째 슬롯의 세번째 OFDM 심벌에서 전송된다. SSS는 PSS가 전송되는 OFDM 심벌에서 3개의 OFDM 심벌 전에 전송된다. PBCH는 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 최초 4 OFDM 심벌에서 전송된다.

이제 HARQ(hybrid automatic repeat request)에 대해 설명한다.

일반적으로, 상향 링크에서는 기지국이 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 단말에게 1개 이상의 자원 블록을 스케줄링 하고, 단말은 할당된 자원을 이용하여 상향링크로 데이터를 전송하게 된다. 데이터를 전송하였는데, 상기 데이터가 손상되었거나 수신측에서 수신을 하지 못하는 등의 오류가 발생한 경우, 그 오류 제어 방법으로는 ARQ(Automatic Repeat request) 방식과 좀더 발전된 형태의 HARQ (hybrid ARQ) 방식이 있다. 기본적으로 ARQ방식은 전송 측에서 한 개 전송 단위(예를 들어, 서브프레임, 코드워드, 전송 블록, 프레임 등)를 전송한 후에 확인 메시지(ACK)가 오기를 기다린다. 수신 측에서 상기 전송 단위 전송을 제대로 수신한 경우만 확인 메시지(ACK)를 보내며, 상기 전송 단위에 오류가 생긴 경우에는 NACK(negative-ACK, not-acknowledgement) 메시지를 보내고, 오류가 생긴 전송 단위는 수신단 버퍼에서 그 정보를 삭제한다. 전송 측에서 ACK 신호를 받았을 때에는 그 이후 전송 단위를 전송하지만, NACK 메시지를 받았을 때에는 전송 단위를 재전송하게 된다.

ARQ 방식과는 달리 HARQ 방식에서는 수신된 전송 단위가 복조할 수 없는 경우에, 수신 측에서는 전송 측으로 NACK 메세지를 전송하지만, 이미 수신한 전송 단위를 일정 시간 동안 버퍼에 저장하여, 그 전송 단위가 재전송되었을 때 기 수신한 전송 단위과 결합하여 수신 성공률을 높인다. 최근에는 기본적인 ARQ 방식보다는 더 효율적인 HARQ 방식이 더 널리 사용되고 있다. 이러한 HARQ 방식에도 여러 가지 종류가 있는데, 크게는 재 전송하는 타이밍에 따라 동기 HARQ(synchronous HARQ)와 비동기 HARQ(asynchronous HARQ)로 나눌 수 있고, 재 전송 시 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는 지의 여부에 따라 채널 적응적(channel-adaptive) 방식과 채널 비적응적(channel-non-adaptive) 방식으로 나눌 수 있다.

동기 HARQ 방식은 데이터의 초기 전송이 실패했을 경우, 이 후의 데이터 재전송이 시스템에 의해 정해진 타이밍에 이루어지는 방식이다. 예를 들어, 데이터 재전송이 이루어지는 타이밍은 초기 전송 실패 신호를 수신한 후에 4번째 시간 단위(서브프레임)에 이루어질 수 있다. 이 경우, 기지국과 단말 사이에 이미 약속이 이루어져 있기 때문에 추가로 재전송 타이밍에 대해 알려줄 필요는 없고, 데이터 전송 측에서 NACK 메시지를 받았다면, 다음 번 약속된 타이밍의 서브프레임에서 데이터를 재전송하게 된다. 예를 들어 NACK 수신 후 4번째 서브프레임에서 데이터를 재전송하도록 약속되어 있을 수 있다. 재전송은 NACK 대신 ACK을 받기까지 반복될 수 있다. 다만, 동기 HARQ 방식에서도, 재전송을 위한 주파수 자원할당, 변조방식 등을 조절하기 위해서는 이를 위한 스케줄링 정보를 포함한 제어채널이 전송될 수도 있다.

반면, 비동기 HARQ 방식에서는 ACK/NACK응답이 있더라도 이를 바탕으로 즉시 재전송을 하지 않고, 재전송 타이밍이 새로이 스케줄링 되거나 추가적인 시그널링을 통해 이루어 질 수 있다. 이전에 실패했던 데이터 전송에 대한 재전송이 이루어지는 타이밍은 채널 상태 등의 여러 요인에 의해 가변될 수 있다.

채널 비적응적 HARQ 방식은 재전송시 데이터의 변조 방식이나 이용하는 자원 블록의 수 등이 초기 전송 시 정해진 대로 이루어지는 방식이고, 이와 달리 채널 적응적 HARQ 방식은 채널의 상태에 따라 데이터의 변조 방식, 자원 블록의 수 등이 가변되는 방식이다. 예를 들어, 전송 측에서 초기 전송 시 6개의 자원 블록을 이용하여 데이터를 전송했고, 이후 재전송 시에도 동일하게 6개의 자원 블록을 이용하여 재전송하는 것이 채널 비적응적 HARQ 방식이다. 반면, 초기에는 6개의 자원 블록을 이용하여 전송이 이루어 졌다 하여도 이후에 채널 상태에 따라서는 6개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송을 하는 방식이 채널 적응적 HARQ 방식이다.

이러한 분류에 의해 각각 네 가지의 HARQ의 조합이 이루어 질 수 있으나, 주로 사용되는 HARQ 방식으로는 비동기 및 채널 적응적(asynchronous and channel-adaptive) HARQ방식과 동기 및 채널 비적응적(synchronous and channel-non-adaptive) HARQ 방식이 있다. 비동기 및 채널 적응적 HARQ 방식은 재전송 타이밍과 사용하는 자원의 양을 채널의 상태에 따라 적응적으로 달리함으로써 재전송 효율을 극대화 시킬 수 있으나, 시그널링 오버헤드가 커지는 단점이 있어서 상향링크를 위해서는 일반적으로 고려되지 않는다. 한편, 동기 및 채널 비적응적 HARQ 방식은 재전송을 위한 타이밍과 자원할당이 시스템 내에서 약속되어 있기 때문에 이를 위한 시그널링 오버헤드가 거의 없는 것이 장점이지만, 변화가 심한 채널 상태에서 사용될 경우 재전송 효율이 낮아지는 단점이 있다.

현재 3GPP LTE에서 하향링크의 경우 비동기 HARQ 방식이, 상향링크의 경우 동기 HARQ 방식이 사용되고 있다.

도 10은 FDD 시스템에서 수행되는 하향링크 HARQ(DL HARQ)와 상향링크 HARQ(UL HARQ)의 일 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, DL HARQ의 경우, 기지국이 DL 데이터를 PDSCH를 통해 전송하고, 4 서브프레임 후에 단말이 PUCCH를 통해 상기 DL 데이터에 대한 ACK/NACK을 전송한다. 이 때 경우에 따라 PUSCH를 통해 ACK/NACK을 전송할 수도 있다. 그러면, 기지국은 ACK/NACK에 따라 DL 데이터를 재전송하거나 새로운 DL 데이터를 PDSCH를 통해 전송한다.

UL HARQ의 경우, 기지국은 PDCCH를 통해 UL 그랜트를 전송한다. 단말은 4 서브프레임 후에 PUSCH를 통해 UL 데이터를 전송하고, 기지국은 다시 4 서브프레임 후에 PHICH를 통해 ACK/NACK을 전송한다. 단말은 NACK을 수신하면 4 서브프레임 후에 UL 데이터를 재전송할 수 있다. 자동 재전송은 PUSCH 전송 후 PHICH 응답이 NACK일 경우 UL 그랜트가 없더라도 미리 약속된 자원(즉, 이전 UL 그랜트를 통해 할당받은 자원)을 통해 PUSCH를 재전송하는 것을 의미한다. PUSCH 재전송은 UL 그랜트에 의해서 지시될 수도 있으며 이 경우 PHICH 수신정보와 관계없이 UL그랜트의 지시를 따른다.

이제 본 발명에 대해 설명한다.

차세대 무선통신 시스템에서는 보다 효율적인 주파수 자원의 활용을 위하여 비허가 대역(unlicenced band: ULB)를 활용하거나, 동일 단말에게 할당된 복수의 반송파(또는 서빙 셀) 별로 서로 다른 타입의 프레임(TDD 프레임 또는 FDD 프레임)을 사용할 수 있다. 또한, 동일 단말에게 할당된 복수의 반송파들이 모두 TDD 프레임을 사용하더라도 각 반송파 별로 서로 다른 UL-DL 설정을 사용할 수도 있다. 또는 각 반송파에서 역호환성을 위해 제공되는 공통 제어 채널의 오버헤드를 줄이고 저사양, 저비용 단말(이러한 단말을 기계 타입 통신(machine type communication: MTC) 단말이라 칭하기도 한다)을 지원하기 위해 새로운 타입의 반송파(이를 new carrier type : NCT)를 사용하는 방법도 고려되고 있다. 새로운 타입의 반송파는 역호환성을 고려하지 않는 것이다.

LTE 시스템에는 FDD 시스템에서 사용하는 FDD 프레임과 TDD 시스템에서 사용하는 TDD 프레임이 존재한다. FDD 프레임은 상향링크와 하향링크에서 동일 시점에 서브프레임이 항상 1:1로 존재한다. 반면, TDD 프레임은 상향링크와 하향링크에서 서브프레임의 비가 항상 1:1인 것은 아니다. 즉, UL-DL 설정에 따라 하향링크 서브프레임 : 상향링크 서브프레임 비가 달라진다. 따라서, TDD 프레임을 사용하는 경우, 상향링크와 하향링크에서의 트래픽이 급변하지 않는다면 트래픽에 따라 하향링크 서브프레임이 많은 UL-DL 설정을 사용하거나 상향링크 서브프레임이 많은 UL-DL 설정을 사용하는 방법으로 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

그런데, TDD 시스템에서 UL-DL 설정은 동적으로 설정되지 않고 상위 계층 신호를 통해 반정적으로 설정된다. 즉, TDD 프레임 내의 서브프레임들을 UL 서브프레임, DL 서브프레임, S 서브프레임 등으로 설정하고 이를 재설정하는 과정에는 상당한 시간 지연이 존재하며, 이미 진행 중인 HARQ 프로세스가 있는 경우 이러한 HARQ 프로세스의 종료를 기다리거나 중단해야 한다. 따라서, 트래픽이 급변하는 경우 적응적으로 UL-DL 설정을 변경하기 어려워 무선 자원의 효율적 사용이 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 TDD 프레임 내 서브프레임의 UL/DL 적용 여부를 동적으로 설정할 수 있는 방법을 제안한다. 본 발명은 TDD 프레임에서 특정 서브프레임을 UL 서브프레임 또는 DL 서브프레임으로 설정하는데 사용될 수도 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, FDD 프레임을 사용하는 FDD 시스템에서 하프 듀플렉스로 동작하는 단말을 위해 사용될 수도 있다. 하프 듀플렉스로 동작하는 단말이란 상향링크 전송 및 하향링크 수신 중 어느 하나만을 특정 시간에 수행할 수 있는 단말을 의미한다. FDD 시스템은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임이 서로 다른 주파수 자원을 사용하므로 원리적으로 상향링크 전송과 하향링크 수신을 동시에 수행하여도 간섭이 발생하지 않는다. 그러나, 하프 듀플렉스 단말처럼 하나의 증폭기(amplifier)만을 구비하는 경우 단말은 상향링크 전송이나 하향링크 수신 중 어느 하나의 동작만을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 하프 듀플렉스 단말은 FDD 프레임 내의 특정 서브프레임을 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임 중 어느 하나로 설정하여 사용하는 것과 마찬가지로 동작한다. 따라서, 이러한 하프 듀플렉스로 동작하는 단말이 FDD 시스템에서 동작하는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서의 기지국이 하향링크로 전송하는 제어채널의 예를 PDCCH로 설명하지만, 이는 제한이 아니다. 즉, 기지국이 하향링크로 전송하는 제어 채널은 e-PDCCH(enhanced-PDCCH)일 수도 있다. e-PDCCH는 PDSCH 영역에 설정되는 제어 채널을 의미한다. e-PDCCH는 기존 LTE 시스템에서 동작하는 기존 단말(legacy UE)은 인식하지 못하나, LTE-A와 같이 개선된 시스템에서 동작하는 개선된 단말(advanced UE)은 인식할 수 있는 제어 채널일 수 있다. e-PDCCH에서는 기존 단말이 사용하지 않는 참조 신호가 사용될 수 있다. 개선된 단말은 e-PDCCH 에서 기존 단말이 사용하지 않는 참조 신호를 이용하여 제어 신호를 수신할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸다.

도 11을 참조하면, 기지국은 단말에게 프레임 설정 정보를 전송한다(S101).

프레임 설정 정보는 하나 또는 2 이상의 미리 지정된 프레임들 내의 서브프레임들을 디폴트 서브프레임(default subframe) 또는 가변 서브프레임(flexible subframe : 이하 F 서브프레임으로 약칭)으로 설정하는 정보이다.

디폴트 서브프레임이란, UL 서브프레임, DL 서브프레임 또는 S 서브프레임으로 고정적으로 사용되는 서브프레임을 의미한다. 디폴트 서브프레임은 그 용도 또는 전송 방향에 따라 디폴트 DL 서브프레임, 디폴트 UL 서브프레임, 디폴트 S 서브프레임으로 구분할 수 있다. 예를 들어, TDD 프레임 내에서 서브프레임 ＃0, ＃5 또는 ＃0은 디폴트 DL 서브프레임일 수 있다. 또한, TDD 프레임 내에서 서브프레임 ＃1, ＃6 또는 ＃1은 디폴트 S 서브프레임일 수 있다.

이는 PBCH는 서브프레임 ＃0에서 전송되며, SSS는 서브프레임 ＃0, ＃5에 전송되고, PSS는 ＃1, ＃6에 전송된다는 점, 그리고, 표 1의 UL-DL 설정 에서 DL-UL 스위칭 주기에 따라, 5 msec 주기인 경우 서브프레임 ＃1, ＃6, 10 msec 주기인 경우 서브프레임 ＃1은 S 서브프레임으로 사용된다는 점을 고려한 것이다. 또한, 서브프레임 ＃3, ＃7 또는 ＃3은 디폴트 UL 서브프레임일 수 있다. 이는 표 1의 UL-DL 설정 에서 DL-UL 스위칭 주기에 따라, 5 msec 주기인 경우 서브프레임 ＃3, ＃7, 10 msec 주기인 경우 서브프레임 ＃3은 항상 UL 서브프레임으로 사용된다는 점을 고려한 것이다.

디폴트 서브프레임은 설정의 영속성을 기준으로 영속 서브프레임(permanent subframe : 이하 P 서브프레임)과 비영속 서브프레임으로 구분할 수 있다. P 서브프레임은 프레임 내에서 미리 약속된 고정된 위치의 서브프레임으로 전송 방향/용도가 결정되어 있는 서브프레임이다. 예를 들어, P 서브프레임은 동기화 신호가 전송되는 서브프레임, PBCH가 전송되는 서브프레임일 수 있다. 이러한 P 서브프레임은 단말의 네트워크로의 최초 접속(initial access)을 위해 사용될 수 있다. 단말은 P 서브프레임의 위치, 용도를 미리 알고 있으므로, 동기화 신호, PBCH 등을 수신할 수 있기 때문이다. P 서브프레임은 전송 방향에 따라 P DL 서브프레임, P UL 서브프레임과 같이 구분될 수 있다.

비영속 서브프레임은 기지국의 설정에 의하여 특정 프레임 구간에서 반정적(semi-static)으로 위치 또는 용도가 결정되는 서브프레임을 의미한다. 비영속 서브프레임은 브로드캐스팅되는 시스템 정보 또는 RRC 메시지와 같은 상위 계층 신호를 통해 설정될 수 있으며, 상위 계층 신호에 의하여 재설정될 수 있다는 점에서 P 서브프레임과 차이가 있다. 비영속 서브프레임 역시 전송 방향에 따라 비영속 DL 서브프레임, 비영속 UL 서브프레임과 같이 구분될 수 있다.

F 서브프레임은 UL 서브프레임, DL 서브프레임 및 S 서브프레임 중 어느 하나로 동적(dynamic)이며 가변적으로 설정될 수 있는 서브프레임을 의미한다.

기지국은 P 서브프레임을 통해 프레임 설정 정보를 전송할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 P 서브프레임에서 전송되는 시스템 정보(MIB, SIB) 또는 단말 특정적 RRC 신호에 프레임 설정 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 단말은 프레임 설정 정보를 통해 프레임 내에서 어느 서브프레임이 비영속 서브프레임 또는 F 서브프레임인지를 알 수 있다.

또한, 기지국은 프레임 설정 정보를 통해 비영속 서브프레임 또는 F 서브프레임 설정의 해제를 지시할 수 있다. 이 때, P 서브프레임을 제외한 디폴트 서브프레임 전체의 설정 해제 여부 또는 F 서브프레임 전체의 설정 해제 여부를 각각 시그널링할 수 있다.

기지국은 F 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 단말에게 전송한다(S102).

F 서브프레임은 DL 서브프레임, UL 서브프레임, S 서브프레임 중 어느 하나로 사용될 수 있으므로, 기지국은 F 서브프레임이 어느 용도로 사용되는지 알려줄 필요가 있다. 본 발명에서는 F 서브프레임의 동적(dynamic) 설정을 위해 스케줄링 정보를 이용한다.

단말은 F 서브프레임을 스케줄링하는 PDCCH의 DCI 포맷에 따라 F 서브프레임의 용도를 판단할 수 있다. 예컨대, DCI 포맷 0은 PUSCH 스케줄링을 위한 것인데, 단말이 DCI 포맷 0을 F 서브프레임을 스케줄링하는 PDCCH에서 수신하였다면 상기 F 서브프레임은 UL 서브프레임으로 사용됨을 알 수 있다. 또한, DCI 포맷 1은 PDSCH 스케줄링을 위한 것인데, 단말이 DCI 포맷 1을 F 서브프레임을 스케줄링하는 PDCCH에서 수신하였다면, 상기 F 서브프레임은 DL 서브프레임으로 사용됨을 알 수 있다. 이처럼, F 서브프레임에 대해 동적으로 그 용도(DL 서브프레임, UL 서브프레임, S 서브프레임 중 어느 용도로 사용되는지)가 시그널링될 수 있다. 스케줄링 정보는 그랜트(grant)라고 하며 PDSCH를 스케줄링하는 스케줄링 정보를 DL 그랜트, PUSCH를 스케줄링하는 스케줄링 정보를 UL 그랜트라 칭하기도 한다.

UL 서브프레임 또는 DL 서브프레임으로 설정되는 F 서브프레임은 반드시 하나의 서브프레임 전체가 상향링크 전송 또는 하향링크 수신에 사용되어야 하는 것은 아니다. 즉, F 서브프레임의 일부 영역만 사용될 수도 있다. 예를 들어, F 서브프레임의 첫번째 슬롯은 상향링크 전송(또는 하향링크 수신)을 위해 고정되어 사용되고, 두번째 슬롯에 대해서만 동적으로 설정되는 전송 방향에 따라 상향링크 전송(또는 하향링크 수신)을 위해 사용되는 것도 가능하다.

DL 그랜트를 수신함으로써, DL 서브프레임으로 사용됨을 인식한 F 서브프레임은 경우에 따라 S 서브프레임으로 사용될 수도 있다. 예컨대, F 서브프레임을 S 서브프레임으로 설정하여도 PDSCH 전송이 가능하다면 상기 F 서브프레임을 S 서브프레임으로 설정할 수 있다.

만약, F 서브프레임을 스케줄링하는 PDCCH를 수신하지 못하는 등의 이유로 용도를 특정할 수 없다면, TDD 시스템에서 단말은 상기 F 서브프레임에서 아무런 동작을 하지 않을 수 있다. FDD 시스템에서 하프 듀플렉스로 동작하는 단말의 경우, F 서브프레임의 용도를 알 수 없다면, 하향링크 수신을 시도한다. TDD 시스템과 달리 FDD 시스템에서는 하향링크 서브프레임이 항상 사용가능하기 때문이다.

단말은 F 서브프레임의 용도를 인식한다(S103).

기지국과 단말은 F 서브프레임에서 신호의 송수신을 수행한다(S104).

이제, 프레임 내에 디폴트 서브프레임을 설정하는 경우 그 설정 규칙에 대해 설명한다.

도 12는 디폴트 서브프레임을 설정하는 경우 적용될 수 있는 설정 규칙의 일 예를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 서브프레임 ＃0, ＃5는 P 서브프레임이다. 그리고, 서브프레임 ＃2, ＃3, ＃7, ＃8이 비영속 서브프레임이라고 가정하자. 이 때, 비영속 서브프레임은 상위 계층 신호에 의하여 반정적으로 UL 서브프레임(도면에 U로 표시), DL 서브프레임(도면에 D로 표시) 순서로 설정될 수 있다.

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 DL 서브프레임과 UL 서브프레임 사이에는 항상 S 서브프레임이 존재한다. 이 때, S 서브프레임은 다른 단말의 간섭을 피하기 위한 시간 갭을 포함한다. 따라서, 프레임 내에서 비영속 서브프레임을 DL 서브프레임, UL 서브프레임 순으로 설정하려면 S 서브프레임이 상기 DL 서브프레임과 UL 서브프레임 사이에 위치해야 하므로 자원 활용이 비효율적으로 된다. 따라서, 비영속 서브프레임을 설정하는 경우, UL 서브프레임, DL 서브프레임 순서로 설정할 수 있다. 이 경우, S 서브프레임이 불필요하므로, 자원 활용이 효율적이다.

상기 예에서는 비영속 서브프레임의 설정 과정만을 설명하였으나, 이는 제한이 아니다. 즉, 비영속 서브프레임과 P 서브프레임 간에도 UL 서브프레임, DL 서브프레임 순서로 설정되는 규칙은 적용될 수 있다. 예를 들어, 비영속 UL 서브프레임은 P DL 서브프레임 앞에 위치하도록 설정될 수 있다.

디폴트 서브프레임은 다음과 같은 동작을 위해 활용될 수 있다.

기지국은 디폴트 DL 서브프레임에서만 동기화 채널, 브로드캐스트 채널, 시스템 정보, RACH(random access channel) 응답이 전송되도록 설정할 수 있다. 또는 반대로, 동기화 채널, 브로드캐스트 채널, 시스템 정보, RACH 응답이 전송되는 서브프레임은 디폴트 DL 서브프레임이 될 수 있다.

기지국은 디폴트 서브프레임을 통해서만 CQI 측정, 무선 링크 품질 측정, 주기적 SRS 전송, 주기적 CQI 전송이 될 수 있도록 제한할 수 있다. 이러한 제한은 주로 TDD 시스템에 적용된다. FDD 시스템에서 하프 듀플렉스로 동작하는 단말과의 통신에서는 하향링크 전송이 항상 수행될 수 있기 때문에 이러한 제한이 적용되지 않으며, 디폴트 서브프레임으로 설정되지 않은 서브프레임이라도 UL 전송을 위해 설정된 서브프레임이 아닌 경우는 하향링크 측정이 가능한 유효한 DL 서브프레임이 될 수 있다.

서빙 셀의 DL 서브프레임에 대한 CSI 리포팅을 위한 UL 서브프레임은 서빙 셀의 CSI를 측정하고 리포팅을 위한 준비시간을 고려하여 설정되어야 한다. 예를 들어, 서빙 셀에서 CSI 측정 대상이 되는 DL 서브프레임과 상기 DL 서브프레임에 대한 CSI를 전송하는 UL 서브프레임 간에 n_CQI _{_} _REF _, _MIN (예컨대, 4)서브프레임의 오프셋을 가져야 할 수 있다. 이러한 경우, CSI 리포팅을 위한 UL 서브프레임은 CSI 측정의 대상이 되는 DL 서브프레임으로부터 n_CQI _{_} _REF _, _MIN 서브프레임 이상의 오프셋 값을 가지도록 설정된다. 다시 말해, 기지국은 CSI 리포팅을 위한 UL 서브프레임으로부터 n_{CQI_REF,MIN} 서브프레임 이전에 위치하는 유효한 DL 서브프레임이 CSI 측정 대상 서브프레임이 되도록 설정한다.

상기 유효한 DL 서브프레임은 다음과 같은 서브프레임들 중에서 결정될 수 있다.

1) 디폴트 DL 서브프레임 또는

2) F 서브프레임들 중에서 해당 단말이 동적 시그널링을 통해 DL 서브프레임으로 설정되었음을 확인한 서브프레임으로, 본 발명에서 제안하는 UL-DL 스위칭 횟수 제한에 의해 발생하는 점진적인 UL 또는 DL 서브프레임 사용으로 인해 DL로 인식되는 서브프레임들 중에서 결정될 수 있다.

또한, 유효한 DL 서브프레임은 상기 조건을 만족하는 DL 서브프레임들 중에서 다음과 같은 추가적인 제한이 있을 수 있다.

i. 전송 모드 9를 제외한 상황에서는 MBSFN 서브프레임이 아닐 것

ii. 일정 길이의 하향링크 용도가 보장되지 못한 S 서브프레임은 제외된다. 예를 들어, D_WPTS 가 7680 T_S 이하인 S 서브프레임은 제외함.(T_S는 307200*T_S = 10 ms 인 관계에 있다)

iii. 해당 단말에게 설정된 측정 갭에 해당하지 않을 것

iv. 주기적 CSI 리포팅의 경우, CSI 서브프레임 집합이 설정될 경우 주기적 CSI 리포팅에 연결된 CSI 서브프레임일 것.

기지국은 디폴트 서브프레임에서만 반정적 스케줄링(semi-persistent scheduling), 동기 HARQ 프로세스의 자동 재전송(PHICH 전송은 필요)을 할 수 있도록 제한할 수 있다. 즉, F 서브프레임에서는 동기 HARQ 프로세스의 재전송을 금지하고, 비동기 HARQ 프로세스로 동작하게 할 수 있다. 이 경우, PHICH 전송은 하지 않는 것이 바람직하다.

또한, F 서브프레임에서는 반정적 스케줄링을 금지할 수 있다. 그리고, F 서브프레임에서는 동기 HARQ 프로세스의 재전송 횟수를 L로 제한하고 해당 재전송 주기에 해당하는 서브프레임에서는 UDS 설정을 유지할 수도 있다. L=0인 경우, PHICH 전송은 하지 않는 것이 바람직하다.

디폴트 DL 서브프레임은 경우에 따라 S 서브프레임으로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 디폴트 DL 서브프레임 바로 다음 서브프레임이 UL 서브프레임으로 사용되는 경우, 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로 전송 방향 스위칭을 위한 시간 갭이 필요한데, 이러한 시간 갭을 제공하기 위해 디폴트 DL 서브프레임이 S 서브프레임으로 사용될 수 있다. S 서브프레임에도 시간 갭 앞부분에 PDCCH 전송이 가능하고 일부 PDSCH도 전송 가능한 경우가 있다. 디폴트 DL 서브프레임의 설정 없이 디폴트 UL 서브프레임과 디폴트 PDCCH 영역을 포함하는 서브프레임만을 구성할 수도 있다.

디폴트 DL 서브프레임 또는 디폴트 UL 서브프레임은 경우에 따라, S 서브프레임에 포함될 수도 있다. 즉, S 서브프레임의 위치가 고정되는 경우, S 서브프레임에 포함되는 시간 갭 이전에 디폴트 DL 서브프레임 기능을 수행하는 자원 영역을 설정하여 디폴트 DL 서브프레임을 대체하여 사용할 수 있다. 또한, S 서브프레임에서 시간 갭 이후에 디폴트 UL 서브프레임 기능을 수행하는 자원 영역을 설정하여, 디폴트 UL 서브프레임을 대체하여 사용할 수 있다. 다시 말해, S 서브프레임만을 디폴트 서브프레임으로 설정하고 이를 기준으로 F 서브프레임을 구성할 수 있다.

도 13은 F 서브프레임을 DL 서브프레임, UL 서브프레임 또는 S 서브프레임으로 설정하는 일 예를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 프레임에서 서브프레임 ＃1, ＃2, ＃3, ＃4가 상위 계층 신호(즉, 프레임 설정 정보)에 의하여 F 서브프레임으로 설정될 수 있다. 이 때, 각 F 서브프레임들은 스케줄링하는 PDCCH의 스케줄링 정보에 따라 용도가 결정될 수 있다. 이 때, 어떤 F 서브프레임을 UL 서브프레임으로 설정하는 경우, 이 UL 서브프레임 바로 이전의 서브프레임은 S 서브프레임(131)으로 설정할 수 있다. 만약, UL 서브프레임이 연속되는 경우라면, 가장 앞선 UL 서브프레임 바로 이전의 서브프레임만 S 서브프레임으로 설정될 수 있다.

일 예로, F 서브프레임으로 설정된 서브프레임 ＃1, ＃2, ＃3, ＃4는 차례로 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임, UL 서브프레임으로 용도가 결정될 수 있다.

이러한 규칙을 적용하는 경우, 단말은 특정 F 서브프레임이 UL 서브프레임으로 설정되는 경우, 상기 F 서브프레임 바로 앞의 서브프레임을 S 서브프레임으로 가정하고 동작할 수 있다. 또는 반대로, 단말은 S 서브프레임을 설정 받으면, 상기 S 서브프레임 바로 다음 F 서브프레임은 UL 서브프레임으로 설정됨을 인식하고 동작할 수 있다. 이처럼 F 서브프레임의 설정과 상기 F 서브프레임의 전후 서브프레임의 설정을 연계하면, 기지국은 F 서브프레임과 그 전후 서브프레임의 설정을 모두 알려줄 필요가 없고, F 서브프레임이 UL 서브프레임 또는 S 서브프레임으로 설정된다는 것만 알려주면 된다. 따라서, 전송해야 할 정보량을 줄일 수 있어 시그널링 오버헤드가 줄어든다.

또 다른 예로, 기지국은 연속된 F 서브프레임들을 연속된 UL 서브프레임들로 설정하는 경우에는 제일 앞의 UL 서브프레임만 S 서브프레임으로 설정할 수 있다.

또는, 기지국은 단말의 동작이 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로 전환되게 서브프레임을 설정하는 경우(즉, F 서브프레임들을 DL 서브프레임, UL 서브프레임의 순으로 설정하는 경우), 하향링크 수신에 사용되는 상기 DL 서브프레임과 상향링크 전송에 사용되는 상기 UL 서브프레임 사이의 F 서브프레임들 중 상기 UL 서브프레임 바로 앞의 F 서브프레임을 빈 서브프레임(blank subfrmae)으로 설정하여 S 서브프레임을 대체할 수 있다. 이러한 빈 서브프레임은 간접적인 시간 갭을 구성하는 역할을 하며, 예를 들어 DL 서브프레임과 UL 서브프레임 전환 사이의 스케줄을 제한하는 것으로 구현할 수 있다. 빈 서브프레임에서 최초 소정 개수의 OFDM 심벌을 제어채널 영역으로 구성하여 PCFICH, PDCCH, PHICH 등과 같은 DL 제어 채널 전송에 활용하고, 그 이후의 OFDM 심벌들로 구성되는 PDSCH 영역은 사용하지 않는 방식으로 빈 서브프레임을 활용할 수 있다.

F 서브프레임에서의 PDCCH 영역의 OFDM 심벌 개수 또는 PDSCH 시작 OFDM 심벌 위치(또는 e-PDCCH의 시작위치)는 다음과 같은 방법으로 설정할 수 있다.

1. RRC 메시지를 통해 CFI(control format indicator)를 알려주는 방법을 사용할 수 있다. CFI는 PDCCH 영역이 몇 개의 OFDM 심벌로 구성되는지를 나타내는 지시자이다. RRC 메시지는 프레임 내의 각 F 서브프레임 별로 CFI 값을 주거나 또는 프레임 내의 모든 F 서브프레임에 공통적인 CFI 값을 알려줄 수 있다.

2. PCFICH를 활용하는 방법.

F 서브프레임의 PDCCH 영역의 OFDM 심벌 개수 또는 PDSCH 시작 OFDM 심벌 위치는 F 서브프레임에 가장 인접한 이전 디폴트 DL 서브프레임의 PCFICH를 통해 전송된 CFI 값을 따를 수 있다. 또는 F 서브프레임 내에 PCFICH가 존재한다고 가정하고, 디코딩하여 얻은 CFI 값을 사용할 수도 있다.

F 서브프레임의 PDCCH/e-PDCCH 영역에는 PHICH/e-PHICH 자원을 설정하지 않을 수 있다. e-PHICH는 개선된 단말에게 ACK/NACK을 전송하는 하향링크 제어 채널이다.

기지국은 F 서브프레임들 중에서 S 서브프레임이 발생하는 것을 줄이기 위해 F 서브프레임들을 DL 서브프레임, UL 서브프레임의 순으로 설정하는 회수를 제한할 수 있다. 이는 단말 동작 측면에서는 하향링크 수신과 상향링크 전송의 스위칭이 특정 회수로 제한된다고 표현할 수 있다. 상기 스위칭은 예를 들어, 프레임 내에서 1번 또는 2번으로 제한될 수 있다.

또는 상기 스위칭은 디폴트 서브프레임 사이의 F 서브프레임들에서 1번 도는 2번으로 제한될 수 있다.

도 14는 디폴트 서브프레임 사이의 F 서브프레임들에서 단말의 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로의 스위칭이 1번만 발생하도록 F 서브프레임들을 DL/UL 설정하는 예를 나타낸다.

도 14를 참조하면, 먼저, 디폴트 UL 서브프레임, 디폴트 DL 서브프레임이 5 ms 주기로 구성되며, 이 때, 디폴트 UL 서브프레임, 디폴트 DL 서브프레임 순으로 구성된다. 그리고, 디폴트 서브프레임 사이에 위치하는 F 서브프레임들을 DL 서브프레임, UL 서브프레임, S 서브프레임 중에서 선택하여 설정한다(이를 F 서브프레임의 UL/DL 설정이라 약칭한다). 이 때, 상기 5 ms 주기 내에서 단말의 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로의 스위칭이 한번만 발생하도록 F 서브프레임임들이 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임 순으로 설정된다. S 서브프레임은 상기 5 ms 주기 내에서 한번만 발생된다.

이처럼 F 서브프레임들을 스케줄링하기 위해, F 서브프레임들의 UL/DL 설정은 디폴트 서브프레임에 인접한 F 서브프레임부터 점진적으로 수행된다. 스케줄링 받는 단말 입장에서는 S 서브프레임을 기준으로 이전 F 서브프레임들은 DL 서브프레임으로만 설정 받는 것이 가능하고, 이후 F 서브프레임들은 UL 서브프레임으로만 설정 받는 것이 가능하다. 그리고, F 서브프레임들 중에서 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임으로 모두 설정받지 않는 서브프레임이 존재할 수 있다. 이 때, 단말은 DL 서브프레임으로 설정 받은 F 서브프레임이전 및 디폴트 서브프레임 이후의 F 서브프레임은 DL 서브프레임으로 인식하고, UL 서브프레임으로 설정받은 F 서브프레임 이후 및 디폴트 서브프레임 이전의 F 서브프레임은 UL 서브프레임으로 인식한다.

도 15 및 도 16은 디폴트 서브프레임들이 10 ms 주기로 설정되는 경우, F 서브프레임들을 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임 순으로 설정하는 예들을 나타낸다.

도 15에서는 디폴트 DL 서브프레임의 개수가 디폴트 UL 서브프레임 및 UL 서브프레임으로 설정된 F 서브프레임보다 많은 경우를 예시한다. 도 16 (f)에서는 디폴트 DL 서브프레임 없이 디폴트 PDCCH 영역이 보장되는 서브프레임과 디폴트 UL 서브프레임만 사용하는 경우를 예시한다.

단말은 디폴트 서브프레임 사이의 F 서브프레임들에서, 하향링크 수신에서 상향링크 전송으로의 전환이 한번만 발생할 것으로 기대하며 동작한다. 즉, S 서브프레임을 인지하거나 최초로 UL 서브프레임으로 설정된 F 서브프레임을 인지하면, 그 이후의 F 서브프레임들은 DL 서브프레임으로 설정되지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 그 이후의 F 서브프레임들은 UL 서브프레임으로 설정됨을 알 수 있다.

도 17 및 도 18은 디폴트 서브프레임들이 5 ms 주기로 설정되는 경우, 도 19 및 도 20은 디폴트 서브프레임들이 10 ms 주기로 설정되는 경우 F 서브프레임들을 DL 서브프레임, S 서브프레임, UL 서브프레임 중 선택하여 설정하는 예들을 나타낸다.

도 17 내지 도 20에서 보는 바와 같이, S 서브프레임으로 설정되는 F 서브프레임의 위치가 고정된다.

도 17 및 도 19 (a)에서는 디폴트 DL 서브프레임, S 서브프레임, 디폴트 UL 서브프레임 순으로 설정되며, 도 17 및 도 19 (b)에서는 디폴트 UL 서브프레임 없이 디폴트 DL 서브프레임, S 서브프레임 순으로 설정된다. 이 경우, S 서브프레임 내의 시간 갭 이후 자원 영역에서 디폴트 UL 서브프레임의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 UCI(uplink control information)의 전송, RACH 프리앰블 전송, SRS 전송 등을 수행할 수 있다. 이를 위해 S 서브프레임을 DL 전송으로 사용되는 DwPTS 영역 없이 시간 갭과 UL전송으로 사용되는 UpPTS 영역으로만 구성할 수 있다.

도 18 및 도 20 (c)에서는 디폴트 DL 서브프레임 없이 S 서브프레임, 디폴트 UL 서브프레임 순으로 설정된다. 이 경우, S 서브프레임 내의 시간 갭 이전의 자원 영역에서 디폴트 DL 서브프레임의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 PCFICH, PDCCH, PHICH, CSI RS 등을 전송할 수 있다.

도 18 및 도 20 (d)에서는 디폴트 서브프레임 없이 고정된 S 서브프레임만 설정되며, 이 경우, S 서브프레임 내의 시간 갭 이전 자원 영역에서 디폴트 DL 서브프레임의 기능을 수행하고, 시간 갭 이후의 자원 영역에서 디폴트 UL 서브프레임 기능을 수행할 수 있다.

도 17 및 도 18은 다음과 같은 방법으로 응용이 가능하다.

기지국은 단말에게 UL-DL 설정을 전송할 수 있다. 예를 들어, 표 1의 UL-DL 설정 0으로 TDD 프레임이 설정됨을 SIB 1을 통해 알려줄 수 있다. 이 경우, 단말은 UL-DL 설정 0에서 DL 서브프레임, S 서브프레임으로 설정된 서브프레임들은 디폴트 DL 서브프레임, 디폴트 S 서브프레임으로 인식할 수 있다. 그러면, 동기화 신호, PBCH 등이 전송되는 서브프레임들의 위치는 고정되므로, 역호환성을 유지할 수 있다.

그 후, 기지국은 디폴트 DL 서브프레임에 인접한 UL 서브프레임들 중 일부 또는 전부를 DL 서브프레임으로 전환하도록 설정할 수 있다. 이 때, DL 서브프레임으로 전환하여 사용하는 UL 서브프레임은 디폴트 DL 서브프레임에 인접한 UL 서브프레임부터 점진적으로 사용됨을 미리 약속할 수 있다.

예를 들어, 상기 표 3에서, UL-DL 설정 0이 사용될 때, 서브프레임 2, 3, 4가 DL 서브프레임으로 차용될 수 있는 UL 서브프레임들이라고 가정하자. 이 경우, 기지국은 서브프레임 4부터 서브프레임 3, 서브프레임 2 순서로 DL 서브프레임으로 차용할 수 있다.

이러한 방법에 의하면, 만약, 단말이 서브프레임 3이 DL 서브프레임으로 차용됨을 인식한 경우, 서브프레임 4도 당연히 DL 서브프레임으로 사용됨을 미리 알 수 있다. 따라서, 단말은 서브프레임 4에서 하향링크 측정을 수행할 수 있는 유효한 DL 서브프레임이 될 수 있다.

또한, 이러한 방법에 의하면, 항상 UL 서브프레임, DL 서브프레임 순서로 설정되므로 S 서브프레임 이외에 추가로 시간 갭이 요구되지 않는다.

또는, 기지국은 상기 표 3의 UL-DL 설정들에서, UL 서브프레임을 DL 서브프레임으로 차용하는 것은 디폴트 DL 서브프레임 바로 앞의 UL 서브프레임으로 한정할 수도 있다.

상술한 방법에서, 설정에 의하여, DL 서브프레임, S 서브프레임, DL 서브프레임과 같이 S 서브프레임을 기준으로 전후 서브프레임들이 동일한 전송 방향을 가지고 이를 단말이 알 수 있다면, S 서브프레임은 시간 갭을 포함하지 않고 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임으로 차용될 수도 있다.

이하에서는 상술한 방법들에 의하여 프레임 내에서 디폴트 서브프레임, F 서브프레임들을 설정한 경우, 기지국과 단말 간의 그랜트 전송 타이밍, HARQ 프로세스 타이밍 등과 같은 시그널링 타이밍에 대해 설명한다.

PUSCH에 대한 PHICH 응답, UL 그랜트에 의한 PUSCH 전송, PDSCH 수신에 대한 상향링크 ACK/NACK 전송은 하향링크와 상향링크 간에 전달 지연, 처리 지연 시간 등이 존재한다. 따라서, 이러한 지연 시간을 고려한 최소 응답 지연 시간이 필요하다. 이러한 최소 응답 지연 시간을 이하에서 k_min이라 표시한다. 즉, 연결된 하향링크 수신과 상향링크 전송 간에 최소 응답 지연 시간(k_min)이 필요하다.

이와 같이 서로 대응되는 제어 채널과 데이터 채널이 서로 다른 서브프레임에서 전송되는 경우, 디폴트 UL 서브프레임 또는 디폴트 DL 서브프레임에서 해당 제어 신호를 전송하도록 할 수 있다. 예를 들어, 디폴트 UL 서브프레임에 대해서는 PDSCH에 대한 ACK을 전송하도록 k_min을 보장하는 시간 관계를 설정하고, 디폴트 DL 서브프레임에 대해서는 PHICH 및 UL 그랜트를 전송하도록 k_min을 보장하는 시간 관계를 설정할 수 있다.

최초 접속을 위한 P 서브프레임과 추가 설정되는 디폴트 서브프레임은 서로 구분되어 존재할 수 있다. 이 경우, 디폴트 서브프레임을 설정받기 전에 P 서브프레임만으로 동작하는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 초기 접속 시 사용되는 서로 대응되는 제어 채널과 데이터 채널에 있어서, 상기 제어 채널의 경우 P 서브프레임만을 사용하여 시간 관계를 설정한다. 상기 데이터 채널의 경우 P 서브프레임을 사용하도록 시간 관계를 설정하거나 제어 채널 수신 후 미리 약속된 또는 설정된 디폴트 서브프레임에서의 데이터 전송도 가능하다.

UL 그랜트의 경우 적용시점 차이로 인해 UL 그랜트를 수신하는 DL 서브프레임에 대응되는 서브프레임이 UL 서브프레임이어야 한다. 따라서, F 서브프레임이 DL 서브프레임으로 설정되었다고 해서 상기 F 서브프레임에서 무조건 UL 그랜트를 전송하는 것은 바람직하지 않고, 상기 F 서브프레임에 대응되는 서브프레임이 UL 서브프레임인 경우에만 UL 그랜트를 전송하는 것이 바람직하다.

단말은 PDSCH 수신 후 k_min 이후의 서브프레임이 디폴트 DL 서브프레임인 경우, 다음 동작이 가능하다.

1. 상기 디폴트 DL 서브프레임을 UL 전송 방향으로 차용.

2. 상기 디폴트 DL 서브프레임에서 DL 전송 방향을 유지하고, ACK/NACK은 이후 가장 가까운 디폴트 UL 서브프레임에서 전송.

DL 그랜트에 대한 PDSCH 전송은 동일 DL 서브프레임에서 처리 가능하다. 따라서, DL 그랜트의 경우 해당 DL 그랜트가 스케줄링하는 PDSCH가 전송되는 디폴트 DL 서브프레임에서 전송하거나 해당 DL 그랜트가 스케줄링하는 PDSCH가 전송되는 F 서브프레임에서 전송될 수 있다.

또는, F 서브프레임에서의 불필요한 블라인드 디코딩 시도를 줄이기 위해, F 서브프레임으로 전송되는 PDSCH에 대한 DL 그랜트는 디폴트 DL 서브프레임에서만 전송되는 것으로 미리 약속할 수 있다. 즉, 서로 다른 서브프레임에서 DL 그랜트, PDSCH가 전송되는 교차 서브프레임 스케줄링을 사용할 수 있다.

또한, HARQ 프로세스와 관련하여, 디폴트 서브프레임의 경우, PHICH 전송에 따른 동기 HARQ 프로세스 자동 재전송을 허용하고, F 서브프레임에서는 PHICH를 전송하지 않고 비동기 HARQ 프로세스로 동작하거나 동기 HARQ 프로세스로 동작하더라도 자동 재전송은 허용하지 않을 수 있다. 이 때, UL 그랜트에 의해서만 재전송을 수행할 수 있다.

단말은 UL 서브프레임에서 상향링크로 ACK/NACK을 전송하는 경우, F 서브프레임에 연결된(즉, 스케줄링된) 최대의 DL 서브프레임의 개수, 디폴트 DL 서브프레임 개수의 합과 전송 모드에 따라 ACK/NACK의 페이로드(payload)를 결정한다.

이 때, 디폴트 DL 서브프레임에서만, PDSCH를 스케줄링 받거나 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH를 스케줄링 받는 경우에는 해당 디폴트 DL 서브프레임의 개수 및 전송 모드에 따라 ACK/NACK 페이로드를 결정할 수 있다. ACK/NACK 페이로드 크기에 따라서 ACK/NACK이 전송되는 PUCCH 자원과 포맷은 다를 수 있다. 또한, 디폴트 DL 서브프레임에서만 PDSCH를 스케줄링 받거나 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH를 스케줄링 받을 때와 이외의 경우에 ACK/NACK이 전송되는 PUCCH 자원과 포맷은 서로 다를 수 있다.

예를 들어, F 서브프레임에 연결된 디폴트 DL 서브프레임이 하나이고, 디폴트 DL 서브프레임에서만 PDSCH를 스케줄링 받거나 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH를 스케줄링 받은 경우에는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH 또는 ACK/NACK 응답을 요구하는 PDCCH가 전송되는 첫번째 CCE에 대응되는 동적 PUCCH 포맷 1a/1b를 사용하여 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 그 이외의 경우에는 명시적으로 할당된 PUCCH 포맷 3을 이용하여 전송할 수 있다.

상술한 방법들은 다중 반송파가 집성되는 반송파 집성 시스템에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 단말이 기지국과 최초 접속 또는 재접속 과정을 수행하게 되는 프라이머리 셀(primary cell) 내에서의 동작에 상기 방법들이 적용될 수 있다. 즉, 디폴트 서브프레임의 설정 및 제어 신호 전송 방법이 프라이머리 셀의 PCC(primary component carrier)에 적용되고, F 서브프레임의 설정 및 데이터 전송 방법은 SCC(secondary component carrier)에 적용될 수 있다.

또한, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 반송파에서 전송되거나 PDCCH에 의해 스케줄링되는 PUSCH가 기본적으로 링크된 반송파가 아닌 다른 반송파에서 전송되는 교차 반송파 스케줄링의 경우, PCC에서의 UL 그랜트, PHICH, PUCCH 등의 전송 방법은 디폴트 서브프레임의 설정 및 제어 신호 전송 방법을 적용할 수 있다.

비교차 반송파 스케줄링의 경우, PCC의 PUCCH 전송은 디폴트 서브프레임의 설정 및 제어 신호 전송 방법을 적용할 수 있고, 각 반송파에서의 UL 그랜트, PHICH 전송은 각 반송파에 대해 디폴트 서브프레임 설정 및 제어신호 전송 방법을 적용할 수 있다.

도 21은 10ms 주기로 디폴트 서브프레임을 설정한 경우, 기지국과 단말 간의 시그널링 타이밍을 나타내는 일 예이다. 도 22는 5 ms 주기로 디폴트 서브프레임을 설정하는 경우, 기지국과 단말 간의 시그널링 타이밍을 나타내는 일 예이다.

도 21 및 도 22를 참조하면, UL 그랜트는 디폴트 DL 서브프레임에서만 전송된다. 디폴트 PDCCH가 보장되는 서브프레임이 있을 경우, 해당 서브프레임도 포함될 수 있다.

PUSCH가 전송되는 F 서브프레임 또는 디폴트 UL 서브프레임을 서브프레임 n이라 할 때, 상기 PUSCH를 스케줄링하는 UL 그랜트가 전송되는 서브프레임은 최소 k_min 이전의 디폴트 DL 서브프레임이 된다. 즉, UL 그랜트가 전송되는 디폴트 DL 서브프레임은 서브프레임 n-4 이전에 위치한다.

PHICH는 디폴트 서브프레임에서만 전송된다.

PHICH가 전송되는 타이밍은 1. 단말이 PUSCH를 전송한 서브프레임에서 k_min을 만족하는 최소한의 시간 간격이 이격된 서브프레임에서 전송되거나 2. 동일 HARQ 프로세스에 대한 가장 빠른 재전송 UL 그랜트 타이밍과 맞출 수 있다.

HARQ 프로세스와 관련해서는 다음 타이밍을 만족할 수 있다.

도 21을 참조하면, 동기 HARQ 프로세스에서는 HARQ 프로세스 주기가 돌아오는데 걸리는 서브프레임 수를 10으로 통일할 수 있다. 그리고, 디폴트 UL 서브프레임에서 자동 재전송을 수행할 수 있다. 자동 재전송을 허용하는 상황에서, F 서브프레임이 DL 서브프레임으로 사용되는 경우, 기지국은 PHICH를 통해 ACK을 전송함으로써 재전송을 중단할 수 있다.

또는 F 서브프레임을 DL 서브프레임으로 설정하는 과정에서 오류가 발생하여 UL 서브프레임으로 설정되면, 인접한 DL 서브프레임에 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서, F 서브프레임에서는 자동 재전송을 금지하고, UL 그랜트를 통해서만 UL 전송을 수행하도록 할 수 있다.

비동기 HARQ 프로세스는 디폴트 UL 서브프레임에서 동작의 통일성을 위해 적용 가능하고, F 서브프레임에서도 효율적인 UL 활용을 위해 적용하는 것이 바람직하다.

디폴트 UL 서브프레임은 동기 HARQ로 동작시키고, F 서브프레임에서는 비동기 HARQ로 동작시킬 수 있다.

PDSCH를 스케줄링하는 DL 그랜트는 디폴트 DL 서브프레임에서만 전송될 수 있다. 또한, 디폴트 PDCCH가 보장되는 서브프레임이 있을 경우 해당 서브프레임에서도 PDSCH를 스케줄링하는 DL 그랜트가 전송될 수 있다. 이 때, 1. 스케줄링하려는 서브프레임에서 가장 가까운 디폴트 DL 서브프레임에서 전송하는 것을 최우선으로 고려하거나, 2. 프레임 내의 DL 서브프레임의 균등 분배를 최우선으로 고려하여, DL 그랜트가 전송되는 서브프레임을 결정할 수 있다.

다른 방법으로 DL 그랜트는 3. 디폴트 DL 서브프레임에서만 전송되는 것으로 제한하지 않고 PDSCH가 전송되는 서브프레임의 PDCCH에서 전송될 수도 있다. 이 때, 해당 서브프레임이 UL 서브프레임으로 사용될 것을 미리 알게 되면 해당 서브프레임에서 PDCCH의 블라인드 디코딩 시도를 하지 않는다.

ACK/NACK은 디폴트 UL 서브프레임에서만 처리할 수 있다. 이 때, k_min을 만족하는 최소한의 거리를 고려한다. F 서브프레임을 이용한 ACK/NACK 전송은 바람직하지 않다.

도 22를 참조하면, 동기 HARQ 프로세스에서 HARQ 주기가 돌아오는데 걸리는 서브프레임 수를 10으로 통일할 수 없다. 따라서, HARQ 주기를 서로 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 ＃2, 4, 7, 9(서브프레임 내에 표시된 HARQ 프로세스 넘버가 0,1,2,3인 서브프레임)에 대해서는 HARQ 주기를 10 서브프레임으로 한다. 반면, 서브프레임 ＃3, 8 (서브프레임 내에 표시된 HARQ 프로세스 넘버가 A, B, C인 서브프레임)은 HARQ 주기를 15 서브프레임으로 한다. 이 경우, 동시에 진행될 수 있는 HARQ 프로세스 개수는 7개이다. 각 HARQ 주기를 동일 주기(즉, 15 서브프레임)로 할 수도 있으나 그러면, HARQ 주기가 길어지고 프로세스 개수가 증가한다.

도 23은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 기기를 나타낸 블록도이다.

기지국(100)은 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 130)를 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(110)는 프레임 설정 정보를 전송한다. 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하는 정보이다. 또한, 프로세서(110)는 설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 전송하고, 설정된 가변 서브프레임에서 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신한다. 상술한 바와 같이 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고, 가변 서브프레임은 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임, 하향링크 서브프레임 또는 S 서브프레임으로 사용될 수 있는 가변적 서브프레임이다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)를 포함한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(210)는 프레임 설정 정보를 수신하여, 프레임 내의 각 서브프레임들 중 디폴트 서브프레임, 가변 서브프레임 중 어느 것으로 사용되는지를 인식한다. 또한, 프로세서(210)는 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 수신하여, 가변 서브프레임에서 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신한다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(110,210)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(120,220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130,230)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120,220)에 저장되고, 프로세서(110,210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120,220)는 프로세서(110,210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110,210)와 연결될 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법에 있어서,
프레임 설정 정보를 전송하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하고,
설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 전송하고,
상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되,
상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고,
상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 디폴트 서브프레임은 단말의 최초 접속에 사용되는 영속적 서브프레임과 상위 계층 신호에 의하여 반정적으로 설정되는 비영속적 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 프레임 설정 정보는 RRC(radio resource control) 메시지를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임 내에 디폴트 서브프레임이 복수개 설정되는 경우, 상기 복수개의 디폴트 서브프레임은 단말의 상향링크 전송에 사용되는 디폴트 상향링크 서브프레임, 상기 단말의 하향링크 수신에 사용되는 디폴트 하향링크 서브프레임의 순서로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임 내에서 디폴트 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 동기화 신호가 전송되는 서브프레임, 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 하향링크 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃0, 서브프레임 ＃5인 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 스페셜 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃1, 서브프레임 ＃6이되, 상기 디폴트 스페셜 서브프레임은 하향링크 파일럿 시간 슬롯 (Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), 보호 구간 (Guard Period: GP) 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯 (Uplink Pilot Time Slot: UpPTS)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 프레임이 10개의 서브프레임으로 구성되고 0부터 9까지 차례로 인덱싱되는 경우, 상기 프레임 내에서 디폴트 상향링크 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 서브프레임 ＃3, 서브프레임 ＃8인 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 프레임 내에서 가변 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들은 상기 프레임 내에서 디폴트 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들을 제외한 서브프레임들인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 프레임 내에서 가변 서브프레임으로 설정되는 서브프레임들 중 디폴트 서브프레임에 이전에 인접한 가변 서브프레임부터 차례로 상향링크 서브프레임으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임 내에 가변 서브프레임이 연속하게 3개 이상 존재하는 경우, 대응하는 스케줄링 정보에 의하여 하향링크 서브프레임, 빈(blank) 서브프레임, 상향링크 서브프레임 순서로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 스케줄링 정보가 PDSCH(physical downlink shared channel)을 스케줄링하는 하향링크 그랜트인 경우, 상기 설정된 가변 서브프레임은 하향링크 서브프레임으로 사용되고, 상기 스케줄링 정보가 PUSCH(physical uplink shared channel)을 스케줄링하는 상향링크 그랜트인 경우, 상기 설정된 가변 서브프레임은 상향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
프레임 설정 정보를 수신하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하는 정보이고,
설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 수신하고,
상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되,
상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고,
상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 프레임 설정 정보를 수신하되, 상기 프레임 설정 정보는 프레임 내의 각 서브프레임들을 디폴트 서브프레임 및 가변 서브프레임 중 어느 하나로 설정하는 정보이고,
설정된 가변 서브프레임을 스케줄링하는 스케줄링 정보를 수신하고,
상기 설정된 가변 서브프레임에서 상기 스케줄링 정보에 기반하여 신호를 송수신하되,
상기 디폴트 서브프레임은 전송 방향이 고정된 서브프레임이고,
상기 설정된 가변 서브프레임은 상기 스케줄링 정보에 따라 상향링크 서브프레임 또는 하향링크 서브프레임으로 사용되는 것을 특징으로 하는 단말.