WO2010036063A2 - 멀티 캐리어를 이용하는 통신시스템에서 제어채널 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

멀티 캐리어를 이용하는 통신시스템에서 제어채널 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2010036063A2
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carrier
control channel
control information
terminal
control
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육영수
정인욱
김용호
류기선
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(주)엘지전자
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    • H04L5/0003—Two-dimensional division
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    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving a control channel in a multi-carrier communication system.
  • the services provided by the mobile communication system have been gradually developed into not only voice communication services but also packet data transmission / reception services and multimedia broadcasting services for transmitting a large amount of data.
  • IEEE 802.16m which is in progress of standardization, aims to develop a standard that satisfies IMT-Advanced system requirements while maintaining interoperability with existing 802.16 standard-based terminal and base station equipment.
  • the IMT-Advanced system requires the support of broadband communication service of 40MHz or higher, and even in IEEE802.16m, the support of broadband communication is essential to satisfy the requirements of the IMT-Advanced system, but it is difficult to define the specification for all bandwidths. Therefore, a communication system using a multi-carrier (Multi-Carrier) to support a broadband using a plurality of carriers (carriers) has been discussed.
  • Multi-Carrier multi-carrier
  • resource allocation information related to the data transmission pipe must be transmitted for each carrier.
  • transmitting control information independently for all carriers is a waste of resources, and serious overhead when decoding is performed in the terminal for each control information. ) Will occur.
  • the present invention when a plurality of carriers are allocated to increase the amount of downlink data transmission of a terminal, the control channel transmission area for the same user is configured to be continuous, and the control information of each carrier is transmitted to one carrier. Accordingly, the present invention provides a control channel transmission and reception method and apparatus which can prevent waste of resources for control information and reduce decoding overhead of a terminal.
  • the first carrier that can transmit and receive data traffic and PHY / MAC control information between the terminal and the base station
  • a multi-carrier including a primary carrier and at least one or more secondary carriers for transmitting and receiving downlink data traffic between the terminal and the base station
  • Medium (MAC) Constructing a MAC Protocol Data Unit (MPDU) in an Access Control (Layer) layer and delivering the MPDU to a physical (PHY) layer
  • MPDU MAC Protocol Data Unit
  • PHY Physical
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • the control information is allocated to the control channel region of the first carrier, characterized in that transmitted through the first carrier.
  • the first carrier that can transmit and receive data traffic and PHY / MAC control information between the terminal and the base station
  • the first carrier that can transmit and receive data traffic and PHY / MAC control information between the terminal and the base station
  • MPDU A Medium Access Control (MAC) layer for generating a Protocol Data Unit (MAC); PHY (Physical) for receiving the MPDU generated from the MAC layer through a service access point (SAP), performing channel coding and modulation to generate a modulated symbol sequence, and segmenting the modulated symbol sequence into a plurality ) Layer;
  • an RF transceiver configured to perform an inverse fast fourier transform (IFFT) by assigning each of the plurality of divided symbol sequences to a plurality of carriers.
  • the control information is characterized in that the channel size and the MCS level is continuously assigned to a plurality of control channel
  • the control channel transmission area for the same user is configured to be continuous, and control is performed by transmitting common control information of each carrier to one carrier.
  • FIG. 1 illustrates a multi-carrier system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a structure of a PHY / MAC layer in a multicarrier system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating control channel allocation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 schematically illustrates a control channel allocation method in a multi-carrier system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a control channel allocation method in a multi-carrier system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a multi-carrier transceiver according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may be referred to as a subscriber station (SS), a user equipment (UE), a mobile equipment (ME), or a mobile station (MS).
  • the terminal may be a portable device having a communication function, such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a notebook computer, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a multi-carrier system according to an embodiment of the present invention.
  • the base station 101 allocates a plurality of carriers RF1, RF2, and RF3 for use by the terminal 103 in a multicarrier mode, and another terminal 105 may also be assigned a carrier RF4 from the base station 101.
  • the first terminal 203 uses one or more carriers, the first terminal 203 operates in a multi mode, and since the second terminal 105 uses only one carrier, the first terminal 203 operates in a single mode.
  • a type of a multicarrier may be divided into two types: a fully configured carrier (hereinafter, referred to as a "completely configured carrier") and a partially configured carrier (hereinafter, referred to as “partially configured carrier”).
  • a fully configured carrier is defined as a carrier capable of transmitting and receiving uplink / downlink and PHY / MAC control information of data, and a partially configured carrier is capable of transmitting downlink data and minimal control information to a terminal. Defined as a carrier.
  • RF1 and RF2 among the carriers allocated to the first terminal 103 correspond to a fully configured carrier capable of transmitting / receiving uplink / downlink data and transmitting / receiving PHY / MAC control information of the terminal.
  • the carrier RF3 allocated to the first terminal 103 corresponds to a partial component carrier capable of transmitting downlink data and some control information related to the data transmission to the terminal.
  • the carrier RF4 allocated to the second terminal 105 corresponds to a fully configured carrier capable of transmitting / receiving uplink / downlink data and transmitting / receiving PHY / MAC control information of the terminal.
  • the allocated carrier RF4 is preferably assigned to the fully configured carrier type.
  • the type of carrier allocated from the base station may be divided into two types, a primary carrier and a secondary carrier.
  • the terminal may be allocated one primary carrier and a plurality of secondary carriers from the base station.
  • the primary carrier can transmit and receive data traffic and PHY / MAC control information between the terminal and the base station, and functions as a carrier mainly used for a control function such as a network entry of the terminal.
  • the secondary carrier may be additionally allocated to the terminal according to a request of the terminal or a resource allocation command of the base station, and is mainly used as a carrier for transmitting and receiving data traffic.
  • RF1 or RF2 may be a primary carrier among carriers allocated by the terminal 103, and RF3 may be a secondary carrier.
  • the carrier RF4 allocated by the terminal 105 serves as a primary carrier.
  • the data traffic may be operated in a single mode using only a single carrier.
  • at least one carrier should be allocated, and if only one carrier is allocated, the carrier will function as a primary carrier.
  • the primary carrier of the terminal is a fully configured carrier defined in the base station, which is the carrier that performs the initial network entry (Network entry) procedure is determined as the primary carrier.
  • the secondary carrier may be configured as a full configuration carrier or a partial configuration carrier and may be additionally allocated according to a request or an indication of a terminal or a base station.
  • the UE can transmit and receive all control information and information on the secondary carrier through the primary carrier, and mainly receives information related to downlink data transmission and reception through the secondary carrier.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a structure of a PHY / MAC layer in a multicarrier system according to an embodiment of the present invention.
  • one common MAC (Medium Access Control) 201 is interworked with a plurality of carriers (207, 209) through the physical layer (PHY, 203, 205).
  • PDU Protocol Data Unit
  • PHY SAP Service Access Point
  • channel coding is performed in the PHYs 203 and 205
  • RF Radio Frequecy
  • the MAC PDU may be transmitted through one carrier, the MAC PDU may be segmented and transmitted through a plurality of carriers for efficiency of transmission.
  • a dotted line shows a structure in which data generated from one MAC PDU is divided and transmitted into two carriers after channel coding and modulation of a physical layer.
  • PDU division / combination of the illustrated PHY stage is a part that performs a process of splitting / combining one MAC PDU.
  • the present invention proposes a more efficient control information transmission method by transmitting control information for multiple carriers through one carrier.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a general control channel structure for resource allocation.
  • the downlink control channel may exist under various names according to a system configuration defined as a standard.
  • 3GPP LTE Long Term Evolution
  • IEEE 802.16 systems will be described as examples.
  • One subframe includes a control channel region 301 and 305 and a data region 303 and 305.
  • the downlink control channel 301 shown in FIG. 3 (a) is defined in a 3GPP LTE system.
  • the structure of the Physical Downlink Control Channel (PDCCH) is illustrated, and the downlink control channel 305 shown in FIG. 3 (b) has an A-MAP (Advanced-MAP) structure defined in the IEEE 802.16 system. It is shown.
  • A-MAP Advanced-MAP
  • the encoding of control information is different for each predetermined region.
  • a different representation of the pattern of the control channel region indicates that encoding is different. Accordingly, in the PDCCH and the A-MAP, channels including resource allocation information allocated to the same user may be encoded differently, and the size of the channel and the modulation and coding scheme (MCS) level may not be the same.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the receiving end receives the control channel and retrieves control information assigned to the user through the blind search several times or several tens of times.
  • the receiver performs repetitive blind decoding with a candidate group having a possible MCS level and control channel size combination. If the CRC value is a desired value, the control information is obtained.
  • one terminal has an ID for identifying itself in a network.
  • an ID of a terminal is represented by a value of RNTI
  • an ID of a terminal is represented by a value of STID (Station ID) in IEEE 802.16m.
  • the values are IDs unique to the UE, and are masked to the cyclic redundancy check (CRC) of the PDCCH or A-MAP. If the value detected after the decoding of the CRC is equal to the RNTI or STID value, the UE assigns a channel assigned thereto It can be seen that.
  • control channel assigned to user A exists in two allocated areas, not in succession, and is distributed, and the encoding, the size, and the MCS level of each control channel are configured differently.
  • the receiving end decodes the received control channel through a blind decoding technique, and the number of blind decodings at the receiving end is determined according to the size of the transmitted channel and the applied MCS level. For example, if the size of the control channel exists in two types of 40bit and 60bit, and the MCS level exists in two types of 1/2 QPSK and 1/8 QPSK, the receiver performs a total of four blind decodings in each situation. It must be done. Therefore, as the configuration of the control channel varies in channel size or the number of supported MCS levels increases, an overhead burden for decoding control information is generated at a receiver performing blind decoding.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating control channel allocation according to an embodiment of the present invention, in which the size of a control channel allocated to the same terminal is configured identically, but the control channel assignments are continuously transmitted.
  • FIG. I s a diagram illustrating a method of reducing the number of blind decoding times.
  • the control channel transmission region 400 illustrated in FIG. 4 corresponds to the PDCCH 301 and A-MAP 305 regions described above with reference to FIG. 3.
  • the terminal performs blind decoding on the control channel to search for control information delivered to the terminal.
  • the control channel 401 for the user A is configured to have the same size and an area is allocated to be continuously transmitted, the blind decoding of the UE may be performed several times for all control channel areas. It is not necessary to check its ID by performing blind decoding only once.
  • the blind decoding can be ended to reduce the overall number of blind decoding. do.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a control channel allocation method in a multi-carrier system according to an embodiment of the present invention.
  • the blind decoding execution interval is increased.
  • the control channel is integrated and transmitted on one carrier, the number of blind decoding times can be reduced, and more efficient data transmission is possible.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of transmitting a control channel to one carrier in a multicarrier system that performs data transmission and reception through three carriers.
  • the first frame is divided into three to be divided through three carriers 510, 520, and 530.
  • the second frame is also divided into three and transmitted through three carriers 540, 550, and 560.
  • the UE 1 assumes that the first carrier 510 of the first frame is a primary carrier, and assumes that the second and third carriers 520 and 530 are secondary carriers.
  • the UE 2 assumes that the second carrier 550 of the second frame is a primary carrier, and assumes that the first and third carriers 540 and 560 are secondary carriers.
  • control channels for one UE are transmitted through primary carriers 510 and 550.
  • the control channels 511, 512, 513 for UE 1 are transmitted only on the first carrier. That is, the control information for the first carrier 510 is transmitted through the first control channel 511 of the first carrier 510, and the control information for the second carrier 520 is the second of the first carrier 510.
  • the control channel 512 is transmitted, and the control information for the third carrier 530 is transmitted through the third control channel 513 of the first carrier 510. That is, since the control information for all carriers allocated to the terminal 1 is transmitted only through the control channel of the first carrier 510 which is the primary carrier, the resources of the second carrier 520 and the third carrier 530 which are the secondary carriers are transmitted. All allocation information is also transmitted through the control channel of the first carrier.
  • control channels 551, 552, and 553 for the terminal 2 are transmitted only through the second carrier. That is, the control information for the second carrier 550 is transmitted through the first control channel 551 of the second carrier 550, and the control information for the first carrier 540 is the second of the second carrier 550.
  • the control channel 552 is transmitted, and the control information for the third carrier 560 is transmitted through the third control channel 553 of the second carrier 550. That is, since all carrier control information of the terminal 2 is transmitted through the control channel of the second carrier 550 which is the primary carrier, resource allocation information of the first carrier 540 and the third carrier 560 which are the secondary carriers is also included. All are transmitted over the control channel of the second carrier 550.
  • control channels (511, 512, 513 and 551, 552, 553) of one terminal are unified the channel size, configure the same MCS level as shown, and all configured to be transmitted in a continuous control channel in the terminal.
  • the number of decoding is minimized when the blind decoding is performed on.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a control channel allocation method in a multi-carrier system according to another embodiment of the present invention.
  • 6 corresponds to a structure of optimizing a control channel by transmitting common control information of secondary carriers to one control channel of a primary carrier in a multi-carrier system that performs data transmission and reception through three carriers as in FIG. 5.
  • the first frame is divided into three and transmitted through three carriers 610, 620, and 630.
  • the second frame is also divided into three and transmitted through three carriers 640, 650, and 660.
  • the UE 1 assumes that the first carrier 610 of the first frame is a primary carrier, and assumes that the second and third carriers 620 and 630 are secondary carriers.
  • the UE 2 assumes that the second carrier 650 of the second frame is a primary carrier, and assumes that the first and third carriers 640 and 660 are secondary carriers.
  • the common control information of each carrier is transmitted through one control channel (A-MAP or PDCCH) of the primary carrier, the dedicated control information (dedicated information) of each carrier to the other control channel of the primary carrier Can be transmitted.
  • the common control information of all carriers is transmitted to the control channel for the primary carrier in the control channel of the primary carrier, the common control information is duplicated and transmitted in the control channel for the secondary carrier allocated to the control channel region of the primary carrier. It doesn't have to be. Through this, the size of the control channel of the secondary carrier can be reduced, but in order to reduce the number of blind decoding of the UE, the size of the control channel of the secondary carrier is configured to be the same as the size of the control channel for the primary carrier. Control information unique to each carrier may be included, such as resource allocation information of each carrier.
  • Table 1 below shows common control information and unique control of a multicarrier.
  • Table 1 Information field common to all carrier MIMO scheme MCS HARQ Information Station ID Dedicated to each carrier Logical carrier index Indication of data region in each carrier
  • each carrier common control information includes a MIMO (Multiple Input Multiple Output) scheme, MCS, HARQ, Station ID and the like.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the MIMO scheme is an open or closed loop related to the spatial multiplexing or spatial diversity scheme, whether or not to feed back information about a channel from the receiving side to the transmitting side.
  • Information on method information, precode matrix, and the like is included.
  • MCS is information about the encoded MCS level
  • HARQ information includes information on whether or not retransmission, information related to the retransmission version, etc.
  • Station ID includes the ID of the terminal.
  • the dedicated information of each carrier includes a logical carrier index of each carrier, an indication of data region in each carrier, and the like.
  • the common control information is common control information for all carriers, it is more efficient to transmit through one channel without having to transmit each carrier.
  • the index value and the resource allocation information of each carrier must exist separately for each carrier, they need to be allocated to a control channel separately from common control information.
  • control channels 611 and 612 for the terminal 1 are transmitted through a first carrier which is a primary carrier as in FIG. 5, and the control channel 611 to which common control information is allocated to each first carrier and each carrier.
  • Control information for three carriers can be transferred to two areas of the control channel 612 to which unique control information is allocated.
  • control channel 611 for the first carrier 610 includes common control information common to other carriers, and dedicated control information specific to the second and third carriers, which are secondary carriers, is included in the control channel for the secondary carrier. 612).
  • control information can be transmitted only by assigning two control channels, thereby enabling more efficient control channel allocation. If the number of carriers is increased, the effect of reducing the allocated control channel becomes larger.
  • control channels 651 and 652 for the terminal 2 are transmitted through the second carrier 650 as the primary carrier, as shown in FIG. 5, and the control channel 651 to which the common control information is allocated and the respective carriers are allocated to the second carrier. Control information for all carriers can be transmitted to two areas of the control channel 652 to which unique control information is allocated.
  • control channel 651 for the second carrier 650 includes common control information common to other carriers.
  • control channels (611, 612, 651, 652) of one terminal are unified the channel size, configure the same MCS level as shown, all configured to be transmitted in succession blind decoding for the control channel in the terminal The number of decoding is minimized when performing.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating a multi-carrier transceiver according to an embodiment of the present invention.
  • the multi-carrier transceiver of the present invention includes one common MAC layer, a plurality of PHY layers corresponding to the number of carriers supported, an RF transceiver and an antenna.
  • the common MAC layer 701 configures a MAC Protocol Data Unit (MPDU) and delivers it to a physical (PHY) layer.
  • MPDU MAC Protocol Data Unit
  • PHY physical
  • the PHY layer 703, 705, 709 receives the MPDU transmitted from the MAC layer 701 through PHY SAP, performs channel coding and modulation to generate a modulated symbol sequence, and a plurality of modulated symbol sequences Segmentation.
  • the RF transceivers 713, 715, and 719 allocate the plurality of divided symbol sequences to a plurality of carriers to perform inverse fast fourier transform (IFFT), and are then transmitted to the receiver through the antenna 721.
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • control information for the plurality of carriers is allocated to the control channel of the data frame transmitted on the first carrier, which is the primary carrier, and control data is not transmitted to other carriers, only data traffic is transmitted.
  • Control information allocated to the control channel has been described in detail above with reference to FIGS. 5 and 6, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the method according to the invention described thus far can be implemented in software, hardware, or a combination thereof.
  • the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, terminal internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and executed by a processor (eg, terminal internal microprocessor). It may be implemented as codes or instructions within a software program that can be.

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Abstract

본 발명은 멀티 캐리어 (multi-carrier) 방식의 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, MAC(Medium Access Control) 계층에서 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 구성하여 PHY(Physical) 계층으로 전달하는 단계; 상기 MPDU에 대해서 PHY 계층에서 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하는 단계; 상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)하는 단계; 및 상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하고 단말로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 다수개의 캐리어의 제어정보는 상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역에 할당되어 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 캐리어를 이용하는 통신시스템에서 제어채널 송수신 방법 및 장치
본 발명은 멀티 캐리어 (multi-carrier) 방식의 통신 시스템에서 제어채널 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 여러 캐리어들의 중복된 제어 정보를 하나의 캐리어의 제어 채널로 전송함으로써 보다 효율적인 제어채널 송수신이 가능한 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 기술의 발달로 인해 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 통신 서비스뿐만 아니라, 대용량의 데이터를 전송하는 패킷(Packet) 데이터 송수신 서비스 및 멀티미디어 방송 서비스 등으로 점차 다양하게 발전해 나가고 있다.
현재 서비스 중인 WCDMA 등의 3세대 통신 서비스는 음성 뿐만이 아니라 대용량의 영상과 데이터를 높은 전송률로 송수신할 수 있으며, 나아가 향후 데이터 트래픽 (Traffic) 이 급속히 증가할 것을 고려하여 더 넓은 대역폭을 갖는 진화된 망을 만들기 위하여 LTE (Long-Term Evolution Network) 및 IEEE802.16m 등의 표준화 작업이 활발히 진행 중이다.
특히 표준화 작업이 진행중인 IEEE 802.16m 은 기존 802.16 표준 기반의 단말 및 기지국 장비와 상호 호환성을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템 요구사항을 만족시키는 표준 규격 개발을 목표로 하고 있다. 무엇보다도 IMT-Advanced 시스템에서는 40MHz 이상의 광대역 통신 서비스 지원을 요구하고 있으며, IEEE802.16m 에서도 IMT-Advanced 시스템의 요구사항을 만족시키기 위해서는 광대역 통신의 지원이 필수적이지만 모든 대역폭에 대한 규격 정의가 사실상 어렵기 때문에 복수의 반송파 (carrier)를 사용하여 광대역을 지원하고자 하는 멀티 캐리어 (Multi-Carrier)를 이용한 통신 시스템이 논의되고 있다. IEEE802.16m 에서 논의중인 멀티 캐리어 방식의 시스템은, 단말과 기지국은 적어도 2개 이상의 FA (Frequency Assignment)로 동시 접속하여 데이터 송수신이 가능하기 때문에 기존의 싱글 캐리어 (Single-Carrier) 방식과 비교하여 대용량의 고속화된 데이터 송수신이 가능한 장점이 있으며, 단말(MS) 측면에서는 상황에 따라서 더 넓은 대역폭 (Bandwidth)을 사용하면서 통신이 가능하고, 기지국(BS) 측면에서는 더 많은 사용자를 수용할 수 있는 특징이 있다.
상기와 같은 멀티 캐리어를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 데이터 전송관 관련된 자원 할당 정보는 각각의 캐리어 별로 전달되어야 한다. 그러나 다수의 캐리어를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 모든 캐리어에 대해서 독립적으로 제어 정보를 전송하는 것은 자원의 낭비에 해당되며, 각 제어 정보에 대하여 단말에서 디코딩(decoding) 수행시 심각한 오버헤드(overhead)가 발생하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 단말의 하향링크 데이터 전송량을 증대시키기 위하여 다수 캐리어를 할당한 경우, 동일 유저에 대한 제어 채널 전송 영역을 연속되도록 구성하고, 각 캐리어의 제어 정보를 하나의 캐리어로 전송함으로써 제어 정보를 위한 자원의 낭비를 방지하고 단말의 디코딩 오버헤드를 줄일 수 있는 제어채널 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 (Multi-carrier)를 이용한 데이터 송수신 방법은, 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, MAC(Medium Access Control) 계층에서 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 구성하여 PHY(Physical) 계층으로 전달하는 단계; 상기 MPDU에 대해서 PHY 계층에서 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하는 단계; 상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)하는 단계; 및 상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하고 단말로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 다수개의 캐리어의 제어정보는 상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역에 할당되어 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 것을 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 (Multi-carrier)를 이용한 데이터 수신 방법은, 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 상기 제1 캐리어로 전송되는 데이터 프레임의 제어 채널에 대해서 블라인드 디코딩(Blind Decoding)을 수행하여 단말 ID를 확인하는 단계; 상기 단말 ID를 확인하여 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 연속된 제어 채널을 검출하고, 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 제어정보를 확인하는 단계; 및 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 제어정보 확인 후, 다른 단말의 ID가 검출된 경우 상기 제1 캐리어로 전송되는 데이터 프레임의 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩 과정을 종료하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 (Multi-carrier)를 이용한 데이터 송수신 장치는, 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서, MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하는 MAC(Medium Access Control) 계층; 상기 MAC 계층으로부터 생성된 MPDU를 SAP(Service Access Point)를 통하여 전달받고, 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하며, 상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)하는 PHY(Physical) 계층; 및 상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하는 RF 송수신부를 포함하며, 상기 다수개의 캐리어의 제어정보는 채널크기 및 MCS 레벨이 동일한 다수의 제어 채널 영역에 연속하여 할당되어 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 것을 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 단말의 하향링크 데이터 전송량을 증대시키기 위하여 다수 캐리어를 할당한 경우, 동일 유저에 대한 제어 채널 전송 영역을 연속되도록 구성하고, 각 캐리어의 공통된 제어 정보를 하나의 캐리어로 전송함으로써 제어 정보를 위한 자원의 낭비를 방지하고 단말의 디코딩 오버헤드를 줄일 수 있는 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 PHY/MAC 계층의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 자원 할당을 위한 일반적인 제어채널 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어채널 할당을 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 제어 채널 할당 방법을 개략적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 제어 채널 할당 방법을 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 송수신 장치를 개략적으로 도시한 블록도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.
이하, 단말이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 SS(Subscriber Station) UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 캐리어 모드에서 기지국(101)이 단말들(103, 105)에게 할당하여 데이터 송수신 등에 활용할 수 있는 캐리어들은 적어도 두 개 이상이며, 설명의 편의상 4개의 캐리어 RF1, RF2, RF3 및 RF4를 사용하는 경우를 일실시예로 이하에서 설명한다. 기지국(101)은 단말(103)이 멀티캐리어 모드로 사용하도록 다수의 캐리어 RF1, RF2 및 RF3를 할당하며, 또 다른 단말(105) 또한 기지국(101)으로부터 캐리어 RF4를 할당받을 수 있다. 이 경우 제1 단말 (203)은 하나 이상의 캐리어를 사용하게 되므로 멀티 모드로 동작을 하게 되며, 제2 단말 (105)은 하나의 캐리어만을 사용하게 되므로 싱글 모드로 동작하게 된다.
기지국(101)에서는 멀티 캐리어의 타입(type)을 Fully configured carrier(이하 ‘완전 구성 캐리어’라 칭함)와 Partially configured carrier (이하, ‘부분 구성 캐리어’라 칭함)의 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 완전 구성 캐리어는 데이터의 업링크/다운링크 및 PHY/MAC 제어 정보(control information)를 송수신 할 수 있는 캐리어로 정의되며, 부분 구성 캐리어는 단말로 다운링크 데이터와 최소한의 제어 정보를 송신할 수 있는 캐리어로 정의된다.
도 1을 참조하면, 제1 단말 (103)로 할당된 캐리어 중 RF1 및 RF2는 업링크/다운링크 데이터 송수신이 가능하며 단말의 PHY/MAC 제어 정보가 송수신 될 수 있는 완전 구성 캐리어에 해당된다. 제1 단말 (103)로 할당된 캐리어 RF3는 기지국이 단말로 다운링크 데이터와 상기 데이터 전송과 관련된 일부 제어 정보를 송신할 수 있는 부분 구성 캐리어에 해당된다. 제2 단말 (105)로 할당된 캐리어 RF4는 업링크/다운링크 데이터 송수신이 가능하며 단말의 PHY/MAC 제어 정보가 송수신 될 수 있는 완전 구성 캐리어에 해당되며, 제2 단말 (105)과 같은 싱글모드 타입의 경우는 하나의 캐리어 RF4만 할당되기 때문에 할당된 캐리어 RF4는 완전 구성 캐리어 타입으로 할당되는 것이 바람직하다.
단말(103, 105) 측면에서는 기지국으로부터 할당받은 캐리어의 타입을 Primary carrier와 Secondary carrier의 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 바람직하게는, 단말은 기지국으로부터 하나의 Primary carrier와 복수개의 Secondary carrier를 할당받을 수 있다. 본 발명에 따르면 Primary carrier는 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보 등을 송수신할 수 있으며, 단말의 네트웍 등록 (Network entry)과 같은 제어 기능을 위하여 주로 사용되는 캐리어로 기능한다. 또한, Secondary carrier는 단말의 요청 또는 기지국의 자원 할당 명령에 따라서 단말로 추가적으로 할당될 수 있으며, 주로 데이터 트래픽을 송수신하기 위한 캐리어로 사용된다.
도 1을 참조하면 단말 (103)이 할당받은 캐리어 중 RF1 또는 RF2가 Primary carrier가 될 수 있으며, RF3는 Secondary carrier가 된다. 마찬가지로 단말 (105)이 할당받은 캐리어 RF4는 Primary carrier의 역할을 하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 멀티 캐리어 시스템에서는 멀티 캐리어를 지원하는 단말(103) 과 싱글 캐리어만 지원하는 단말(105)을 동시에 지원하는 것이 가능하며, 멀티 캐리어를 지원하는 멀티모드 단말(103)의 경우도 데이터 트래픽에 따라서는 싱글 캐리어 만을 사용하는 싱글모드로 운용될 수 있다. 그러나 멀티모드 또는 싱글모드로 운용되더라도 적어도 하나의 캐리어는 할당되어야 할 것이며, 이때 하나의 캐리어만 할당될 경우 해당 캐리어는 Primary carrier로 기능하게 된다.
단말의 Primary carrier는 기지국에서 정의되는 완전 구성 캐리어이며, 이는 초기 네트웍 등록 (Network entry)절차를 수행하는 캐리어가 Primary carrier로 정해진다. Secondary carrier는 완전 구성 캐리어 또는 부분 구성 캐리어로 설정될 수 있으며, 단말이나 기지국의 요청 또는 지시에 따라 추가로 할당될 수 있다. 바람직하게는 단말은 Primary carrier를 통하여 모든 제어정보 (control information)와 Secondary carrier에 대한 정보를 송수신할 수 있으며, Secondary carrier를 통해서는 다운링크 데이터 송수신과 관련된 정보를 주로 수신하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 PHY/MAC 계층의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 멀티 캐리어 시스템은 하나의 공통 MAC(Medium Access Control, 201)이 다수의 캐리어(207, 209)와 물리계층(PHY, 203, 205)을 통해 연동된다.
MAC 단에서 생성된 기본 데이터 유닛인 하나의 PDU(Protocol Data Unit)는 물리계층 접속점인 PHY SAP(Service Access Point)를 통해 PHY(203, 205)로 전달되고, PHY(203, 205)에서는 채널코딩 및 변조 과정을 수행하여, 변조된 PHY PDU의 심벌 시퀀스는 RF(Radio Frequecy) 캐리어(207, 209)를 통해 수신단으로 전송된다.
이때, MAC PDU는 하나의 캐리어를 통해 전송될 수도 있으나, 전송의 효율을 위해 MAC PDU가 분할(Segmentation)되어 다수의 캐리어를 통해 전송될 수도 있다. 도 2에서 점선이 가리키는 내용은 하나의 MAC PDU에서 생성된 데이터가 물리계층의 채널코딩 및 변조 과정을 거친 후 두 캐리어로 나누어 분할 전송되는 구조를 보여주고 있다. 도시된 PHY 단의 PDU 분할/결합은 이와 같은 하나의 MAC PDU를 분할/결합하는 과정을 수행하는 부분이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 MAC PDU가 두 개의 캐리어로 분할되어 전송되는 경우, 각각의 전송 영역에 대한 자원할당(resource allocation)을 위한 제어 정보의 전송이 필요하다. 이 경우 각각의 캐리어로 제어 정보를 전송할 경우, 제어 정보를 수신받는 단말에서는 모든 캐리어의 제어 채널에 대해서 블라인드 디코딩 과정을 수행해야 하므로 디코딩 오버헤드가 증가하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 하나의 캐리어를 통해 다수 캐리어에 대한 제어 정보를 전송함으로써 보다 효율적인 제어 정보 전송 방법을 제안한다.
도 3은 자원 할당을 위한 일반적인 제어채널 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
하향링크 제어 채널은 표준으로 정의된 시스템 구성에 따라서 다양한 이름으로 존재할 수 있으며, 본 발명에서는 대표적으로 3GPP LTE(Long Term Evolution) 및 IEEE 802.16 시스템을 예로 설명한다.
하나의 서브프레임(Subframe)은 제어채널 영역(301, 305)과 데이터 영역(303, 305)으로 구성되며, 도 3의 (a)에 도시된 하향링크 제어채널(301)은 3GPP LTE 시스템에서 정의하고 있는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 구조를 도시하고 있으며, 도 3의 (b)에 도시된 하향링크 제어채널(305)은 IEEE 802.16 시스템에서 정의하고 있는 A-MAP(Advanced-MAP) 구조를 도시하고 있다.
PDCCH 또는 A-MAP 에서는 제어 정보의 인코딩이 소정의 영역별로 다르게 되어 있다. 도 3을 참조하면, 제어 채널 영역의 무늬가 다르게 표현된 것은 인코딩이 상이하게 된 것을 나타낸다. 따라서, PDCCH 및 A-MAP 에서는 동일 사용자에게 할당된 자원 할당 정보를 포함하는 채널이 각각 다르게 인코딩될 수 있고, 그 채널의 크기 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨도 동일하지 않을 수 있다.
수신단에서는 상기 제어 채널을 수신하여 수회 또는 수십회의 블라인드 검색을 통해 자신에게 할당된 제어 정보를 검색하게 된다.
PDCCH 및 A-MAP에서는 일반적으로 몇 가지 제한된 크기의 제어 채널이 존재하며, 각각 몇 가지의 MCS 레벨을 지원한다. 이 경우 수신단에서는 가능한 MCS 레벨과 제어 채널의 크기 조합을 가지는 후보군을 두고 반복적인 블라인드 디코딩을 수행하며, 이 결과 CRC 값이 원하는 값이 된 경우 이 제어 정보를 획득하게 된다. 일반적으로 한 단말은 네트워크에서 자신을 구분하는 ID를 가지며, 3GPP LTE에서는 RNTI 라는 값으로 단말의 ID가 표현되며, IEEE 802.16m에서는 STID (Station ID)라는 값으로 단말의 ID가 표현된다. 상기 값들은 단말에 고유한 ID로서, PDCCH 또는 A-MAP의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 마스킹(masking) 되며, CRC의 복호 후 검출된 값이 RNTI 또는 STID 값과 같으면 단말은 자신에게 할당된 채널이라는 것을 알 수 있다.
도 3을 참조하면, 사용자 A에게 할당된 제어채널은 할당된 두 개 영역이 연속되지 않고 분산되어 존재하며, 각 제어 채널의 인코딩, 크기 및 MCS 레벨이 모두 다르게 구성되어 있다.
수신단에서는 수신된 제어채널을 블라인드 디코딩(Blind decoding) 기법을 통해서 복호를 수행하며, 수신단에서의 블라인드 디코딩 횟수는 전송되는 채널의 크기 및 적용되는 MCS 레벨에 따라서 결정된다. 예를 들어, 제어채널의 크기가 40bit 및 60bit의 2가지로 존재하며, MCS 레벨이 1/2 QPSK 및 1/8 QPSK의 2가지로 존재하는 경우, 수신단에서는 각 상황마다 총 4회의 블라인드 디코딩을 수행하여야 한다. 따라서 제어 채널의 구성이 그 채널 크기가 다양하거나 지원되는 MCS 레벨의 경우의 수가 많아 질수록 블라인드 디코딩을 수행하는 수신단에서는 제어정보의 복호를 위한 오버헤드 부담이 발생하게 된다.
일반적으로 하나의 단말로 전송되는 다수의 제어 채널은 동일한 MCS를 갖기 때문에, 할당되는 제어채널의 크기도 모두 동일하게 가져간다면, 단말의 블라인드 디코딩 회수를 줄일 수 있다. 또한, 한 단말에게 전송되는 여러 제어 채널이 연속되어 전송된다면, 첫 번째 전송되는 제어 채널을 찾을 때 까지는 기존과 동일한 블라인드 디코딩을 수행하지만, 그 이후부터는 블라인드 디코딩의 회수가 줄어들게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어채널 할당을 개략적으로 도시한 도면으로서, 동일 단말로 할당되는 제어 채널의 크기를 동일하게 구성하되, 할당된 제어 채널들이 연속하여 전송되도록 구성함으로써 단말의 블라인드 디코딩 횟수를 줄일 수 있는 방법을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 제어채널 전송 영역(400)은 앞서 도 3을 참조로 설명한 PDCCH(301) 및 A-MAP(305) 영역에 해당된다. 단말은 제어 채널에 대해서 블라인드 디코딩을 수행하여 자신에게 전달되는 제어 정보를 검색한다. 이때, 도시된 바와 같이 사용자 A에 대한 제어 채널(401)을 크기를 동일하게 구성하고, 연속하여 전송되도록 영역을 할당한다면, 단말의 블라인드 디코딩 수행시 모든 제어 채널 영역에 대해서 여러번 블라인드 디코딩을 수행할 필요없이, 한번만 블라인드 디코딩을 수행함으로써 자신의 ID를 확인할 수 있다. 이후 자신의 제어 채널 영역이 종료되고 다른 사용자 B에 대한 제어 채널(403)이 존재하는 경우는 더이상 자신의 제어 채널이 존재하지 않음을 알게되기 때문에 블라인드 디코딩을 종료하여 전체적인 블라인드 디코딩 횟수를 줄일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 제어 채널 할당 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이, 멀티 캐리어 시스템에서 각각의 캐리어로 제어 채널을 전송하게 되면, 블라인드 디코딩 수행 구간이 늘어나게 된다. 그러나, 하나의 캐리어로 제어 채널을 통합하여 전송하게 된다면, 블라인드 디코딩 횟수가 줄어들 수 있으며, 보다 효율적인 데이터 전송이 가능하다.
도 5는 3개의 캐리어를 통해서 데이터 송수신을 수행하는 멀티 캐리어 시스템에서 하나의 캐리어로 제어 채널을 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이, PHY에서 하나의 MPDU를 3개로 분할(segmentation)하여 3개의 캐리어로 전송하는 경우, 첫번째 프레임(또는 서브프레임)은 3개로 분할되어 3개의 캐리어(510, 520, 530)를 통해서 전송되고, 두번째 프레임(또는 서브프레임)도 3개로 분할되어 3개의 캐리어(540, 550, 560)를 통해서 전송된다.
단말 1에서는 첫번째 프레임의 제1 캐리어(510)가 Primary carrier라고 가정하고, 제2 및 제3 캐리어(520, 530)를 Secondary carrier로 가정한다.
단말 2에서는 두번째 프레임의 제2 캐리어(550)가 Primary carrier라고 가정하고, 제1 및 제3 캐리어(540, 560)를 Secondary carrier로 가정한다.
이때, 하나의 단말에 대한 여러 제어 채널(A-MAP 또는 PDCCH)은 Primary carrier(510, 550)를 통해서 전송된다.
도시된 바와 같이, 단말 1에 대한 제어채널(511, 512, 513)은 제1 캐리어를 통해서만 전송된다. 즉, 제1 캐리어(510)에 대한 제어 정보는 제1 캐리어(510)의 첫번째 제어채널(511)을 통해서 전송되고, 제2 캐리어(520)에 대한 제어 정보는 제1 캐리어(510)의 두번째 제어채널(512)을 통해서 전송되고, 제3 캐리어(530)에 대한 제어 정보는 제1 캐리어(510)의 세번째 제어채널(513)을 통해서 전송된다. 즉, 단말 1로 할당된 모든 캐리어에 대한 제어 정보는 Primary carrier인 제1 캐리어(510)의 제어채널을 통해서만 전달되기 때문에, Secondary carrier인 제2 캐리어(520)와 제3 캐리어(530)의 자원 할당 정보들도 모두 제1 캐리어의 제어 채널을 통해서 전송된다.
또한, 두번째 프레임에서 단말 2에 대한 제어채널(551, 552, 553)은 제2 캐리어를 통해서만 전송된다. 즉, 제2 캐리어(550)에 대한 제어 정보는 제2 캐리어(550)의 첫번째 제어채널(551)을 통해서 전송되고, 제1 캐리어(540)에 대한 제어 정보는 제2 캐리어(550)의 두번째 제어채널(552)을 통해서 전송되고, 제3 캐리어(560)에 대한 제어 정보는 제2 캐리어(550)의 세번째 제어채널(553)을 통해서 전송된다. 즉, 단말 2의 모든 캐리어 제어 정보는 Primary carrier인 제2 캐리어(550)의 제어채널을 통해서 전달되기 때문에, Secondary carrier인 제1 캐리어(540)와 제3 캐리어(560)의 자원 할당 정보들도 모두 제2 캐리어(550)의 제어 채널을 통해서 전송된다.
이때, 하나의 단말의 제어 채널(511, 512, 513 및 551, 552, 553)들은 도시된 바와 같이 채널 크기를 통일하고 MCS 레벨을 동일하게 구성하며, 모두 연속되어 전송되도록 구성함으로써 단말에서 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩 수행시 디코딩 횟수가 최소가 되도록 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 멀티 캐리어 시스템에서 제어 채널 할당 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 앞서 도 5과 마찬가지로 3개의 캐리어를 통해서 데이터 송수신을 수행하는 멀티 캐리어 시스템에서 Secondary carrier들의 공통 제어 정보를 Primary carrier의 하나의 제어 채널로 전송함으로써 제어 채널을 보다 최적화하는 구조에 해당된다.
앞서 설명한 바와 같이, PHY에서 하나의 MPDU를 3개로 분할(segmentation)하여 3개의 캐리어로 전송하는 경우, 첫번째 프레임(또는 서브프레임)은 3개로 분할되어 3개의 캐리어(610, 620, 630)를 통해서 전송되고, 두번째 프레임(또는 서브프레임)도 3개로 분할되어 3개의 캐리어(640, 650, 660)를 통해서 전송된다.
단말 1에서는 첫번째 프레임의 제1 캐리어(610)가 Primary carrier라고 가정하고, 제2 및 제3 캐리어(620, 630)를 Secondary carrier로 가정한다.
단말 2에서는 두번째 프레임의 제2 캐리어(650)가 Primary carrier라고 가정하고, 제1 및 제3 캐리어(640, 660)를 Secondary carrier로 가정한다.
이때, 각 캐리어 들의 공통 제어 정보(Common information)는 Primary carrier의 하나의 제어 채널(A-MAP 또는 PDCCH)을 통해서 전송되며, 각 캐리어 고유의 제어 정보(Dedicated information)은 Primary carrier의 다른 제어 채널을 활용하여 전송될 수 있다.
즉, Primary carrier의 제어채널에는 모든 캐리어의 공통 제어 정보가 Primary carrier를 위한 제어 채널로 전송되기 때문에, Primary carrier의 제어 채널 영역에 할당된 Secondary carrier를 위한 제어 채널에는 상기 공통 제어 정보가 중복되어 전송될 필요가 없게 된다. 이를 통해서, Secondary carrier의 제어 채널의 크기를 줄일 수도 있으나, 단말의 블라인드 디코딩 횟수를 줄이기 위해서는 Secondary carrier의 제어 채널 크기를 Primary carrier를 위한 제어 채널의 크기와 동일하게 구성하고 Secondary carrier를 위한 제어 채널에는 각 캐리어의 자원 할당 정보 등 각 캐리어 고유의 제어 정보를 포함시킬 수도 있다.
하기 표 1은 멀티 캐리어의 공통 제어 정보 및 고유 제어를 나타낸 것이다.
표 1
Information field
common to all carrier MIMO scheme
MCS
HARQ Information
Station ID
Dedicated to each carrier Logical carrier index
Indication of data region in each carrier
표 1에 분류된 것과 같이, 각 캐리어 공통 제어 정보(common to all carrier)는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) scheme, MCS, HARQ, Station ID 등을 포함한다.
MIMO scheme은 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 또는 공간 다이버시티(Spatial Diversity) 기법, 수신 측에서 송신 측으로 채널에 대한 정보를 피드백(feedback) 하는지 여부와 관련된 개루프(Open loop) 또는 폐루프(Closed loop) 방식 정보, 프리코드 매트릭스(Precode matrix) 등에 대한 정보가 포함된다. 또한, MCS는 인코딩된 MCS 레벨에 관한 정보이며, HARQ 정보는 재전송 여부에 대한 정보, 재전송 버젼과 관련된 정보 등을 포함하며, Station ID는 단말의 ID를 포함한다.
또한, 각 캐리어의 고유 정보(Dedicated to each carrier)는 각 캐리어의 논리적 인덱스 값(Logical carrier index) 및 각 캐리어의 자원할당 정보(Indication of data region in each carrier) 등을 포함한다.
상기 공통 제어 정보는 모든 캐리어에 대해서 공통된 제어 정보이기 때문에 각 캐리어별로 전송할 필요없이 하나의 채널을 통해서 전송하는 것이 보다 효율적이다. 그러나 각 캐리어의 인덱스 값 및 자원할당 정보는 캐리어별로 별개로 존재하여야 하는 값이므로 공통된 제어정보와 구분되어 제어 채널에 할당될 필요가 있다.
도시된 바와 같이, 단말 1에 대한 제어채널(611, 612)은 도 5와 마찬가지로 Primary carrier인 제1 캐리어를 통해서 전송되며, 제1 캐리어에는 공통 제어 정보가 할당된 제어 채널(611)과 각 캐리어 고유 제어 정보가 할당된 제어 채널(612) 두개의 영역으로 3개의 캐리어에 대한 제어 정보의 전달이 가능하다.
즉, 제1 캐리어(610)에 대한 제어 채널(611)에는 다른 캐리어들에 공통된 common 제어 정보가 포함되며, Secondary carrier인 제2 및 제3 캐리어 고유의 dedicated 제어 정보는 secondary carrier를 위한 제어 채널(612)로 전송된다.
따라서, 앞서 도 5의 제어 채널 영역과 비교하면 2개의 제어 채널 할당 만으로 제어 정보의 전송이 가능하여, 보다 효율적인 제어 채널 할당이 가능해진다. 만약 캐리어 개수가 늘어난다면 할당되는 제어 채널의 감소 효과가 더 커지게 된다.
마찬가지로, 단말 2에 대한 제어채널(651, 652)은 도 5와 마찬가지로 Primary carrier인 제2 캐리어(650)를 통해서 전송되며, 제2 캐리어에는 공통 제어 정보가 할당된 제어 채널(651)과 각 캐리어 고유 제어 정보가 할당된 제어 채널(652) 두개의 영역으로 전체 캐리어에 대한 제어 정보의 전달이 가능하다.
즉, 제2 캐리어(650)에 대한 제어 채널(651)에는 다른 캐리어들에 공통된 common 제어 정보가 포함되며, Secondary carrier인 제1 및 제3 캐리어 고유의 dedicated 제어 정보는 secondary carrier를 위한 제어 채널(652)로 전송된다.
이때, 하나의 단말의 제어 채널(611, 612 및 651, 652)들은 도시된 바와 같이 채널 크기를 통일하고 MCS 레벨을 동일하게 구성하며, 모두 연속되어 전송되도록 구성함으로써 단말에서 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩 수행시 디코딩 횟수가 최소가 되도록 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 캐리어 송수신 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명의 멀티 캐리어 송수신 장치는 하나의 공통 MAC 계층(Common MAC layer), 지원 하는 캐리어 개수에 해당하는 다수의 PHY 계층(PHY layer)과 RF 송수신부 및 안테나를 포함한다.
공통 MAC 계층(701)에서는 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 구성하여 PHY(Physical) 계층으로 전달한다.
PHY 계층(703, 705, 709)에서는 PHY SAP를 통해서 상기 MAC 계층(701)으로부터 전달된 MPDU를 수신하여 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하며, 상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)한다.
RF 송수신부(713, 715, 719)는 상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행한 후, 안테나(721)를 통해서 수신측으로 송신된다.
여기서, 상기 다수개의 캐리어에 대한 제어 정보는 Primary carrier인 제1 캐리어로 전송되는 데이터 프레임의 제어 채널로 할당되며, 다른 캐리어로는 제어 정보가 전송되지 않고 데이터 트래픽만 전송된다.
상기 제어 채널로 할당되는 제어 정보에 대해서는 앞서 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한 바, 이하 상세한 설명은 생략한다.
여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 단말 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    MAC(Medium Access Control) 계층에서 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 구성하여 PHY(Physical) 계층으로 전달하는 단계;
    상기 MPDU에 대해서 PHY 계층에서 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하는 단계;
    상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)하는 단계; 및
    상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하고 단말로 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 다수개 캐리어의 제어정보는 상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역에 할당되어 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은, 제1 캐리어의 제어 정보를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 제2 캐리어의 제어 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은, 제1 캐리어의 제어 정보 및 제2 캐리어에 공통된 제어 정보(common information)를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 제2 캐리어의 고유 제어 정보(dedicated information)를 포함하는 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 캐리어의 공통된 제어 정보는 단말ID, MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 데이터 재전송 관련 정보 또는 MIMO 방식에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제2 캐리어의 고유 제어 정보는 상기 제2 캐리어의 캐리어 인덱스(carrier index) 및 제2 캐리어에 할당된 데이터 영역 지시정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은 하나의 단말로 전송되는 다수의 제어 채널이 연속되어 할당되어 단말로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은 하나의 단말로 전송되는 다수의 제어 채널들의 크기가 모두 동일하며, 동일한 MCS 레벨로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  7. 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 제1 캐리어로 전송되는 데이터 프레임의 제어 채널에 대해서 블라인드 디코딩(Blind Decoding)을 수행하여 단말 ID를 확인하는 단계;
    상기 단말 ID를 확인하여 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 연속된 제어 채널을 검출하고, 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 제어정보를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 제어정보 확인 후, 다른 단말의 ID가 검출된 경우 상기 제1 캐리어로 전송되는 데이터 프레임의 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩 과정을 종료하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 제어 채널은, 상기 제1 캐리어의 제어 정보를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 상기 제2 캐리어의 제어 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 제어 채널은, 상기 제1 캐리어의 제어 정보 및 상기 제2 캐리어에 공통된 제어 정보(common information)를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 상기 제2 캐리어의 고유 제어 정보(dedicated information)를 포함하는 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 캐리어의 공통된 제어 정보는 단말ID, MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 데이터 재전송 관련 정보 또는 MIMO 방식에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제2 캐리어의 고유 제어 정보는 상기 제2 캐리어의 캐리어 인덱스(carrier index) 및 제2 캐리어에 할당된 데이터 영역 지시정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 제어 채널은, 하나의 단말로 전송되는 다수의 제어 채널들의 크기가 모두 동일하며, 동일한 MCS 레벨로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
  12. 단말과 기지국간에 데이터 트래픽 및 PHY/MAC 제어 정보를 송수신할 수 있는 제1 캐리어(Primary carrier)와 단말과 기지국간에 하향링크 데이터 트래픽을 송수신하는 적어도 하나 이상의 제2 캐리어(Secondary carrier)를 포함하는 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서,
    MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하는 MAC(Medium Access Control) 계층;
    상기 MAC 계층으로부터 생성된 MPDU를 SAP(Service Access Point)를 통하여 전달받고, 채널코딩 및 변조를 수행하여 변조된 심볼 시퀀스를 생성하며, 상기 변조된 심볼 시퀀스를 다수개로 분할(Segmentation)하는 PHY(Physical) 계층; 및
    상기 다수개로 분할된 심볼 시퀀스를 다수개의 캐리어로 각각 할당하여 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행하는 RF 송수신부를 포함하며,
    상기 다수개의 캐리어의 제어정보는 채널크기 및 MCS 레벨이 동일한 다수의 제어 채널 영역에 연속하여 할당되어 상기 제1 캐리어를 통해서 전송되는 것을 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은 제1 캐리어의 제어 정보를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 제2 캐리어의 제어 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 캐리어의 제어 채널 영역은 제1 캐리어의 제어 정보 및 제2 캐리어에 공통된 제어 정보(common information)를 포함하는 제1 제어 채널 영역과 제2 캐리어의 고유 제어 정보(dedicated information)를 포함하는 제2 제어 채널 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제2 캐리어의 공통된 제어 정보는 단말ID, MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 데이터 재전송 관련 정보 또는 MIMO 방식에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제2 캐리어의 고유 제어 정보는 상기 제2 캐리어의 캐리어 인덱스(carrier index) 및 제2 캐리어에 할당된 데이터 영역 지시정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
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