WO2019004729A1 - 무선 통신 시스템에서 무선 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 무선 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2019004729A1
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안준기
황승계
신석민
윤석현
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a wireless signal transmission and reception method and apparatus.
  • the wireless communication system includes a Narrowband Internet of Things (NB-IoT) -based wireless communication system.
  • NB-IoT Narrowband Internet of Things
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a single carrier frequency division multiple access) systems.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • a method for a base station transmitting a signal in a wireless communication system comprising: generating a first complex symbol sequence corresponding to one time unit including a plurality of transmission symbols; Generating first complex symbol streams by applying first order scrambling to the first complex symbol streams in units of modulation symbols; Wherein the second complex symbol sequence is repeatedly transmitted through a plurality of time units, wherein a secondary scrambling is applied to a signal in each time unit on a transmission symbol basis, the transmission symbol is an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbol or an SC- (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) symbols.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC- Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • a terminal used in a wireless communication system comprising: a Radio Frequency (RF) module; And a processor, wherein the processor generates a first complex symbol sequence corresponding to one time unit including a plurality of transmission symbols, applies first order scrambling on a modulation symbol basis to the first complex symbol sequence
  • the second complex symbol sequence is repeatedly transmitted through a plurality of time units, wherein a second scrambling is applied to a signal in each time unit on a transmission symbol basis, Symbol or an SC-FDMA symbol is provided.
  • the second complex symbol stream may be transmitted through a Narrowband Physical Downlink Control Channel (NPDCCH), a Narrowband Physical Downlink Shared Channel (NPDSCH), or a Narrowband Physical Uplink Shared Channel (NPUSCH).
  • NPDCCH Narrowband Physical Downlink Control Channel
  • NPDSCH Narrowband Physical Downlink Shared Channel
  • NPUSCH Narrowband Physical Uplink Shared Channel
  • said time unit may comprise a slot.
  • the secondary scrambling includes adding one of a plurality of complex values, e.g., ⁇ 1, -1, j, -j ⁇ , to the signal in each time unit on a per OFDM symbol basis in the form of a product can do.
  • a plurality of complex values e.g., ⁇ 1, -1, j, -j ⁇
  • the second complex symbol stream may be transmitted on 1, 3, 6 or 12 subcarriers within each time unit.
  • the signals in each time unit may be reordered within that time unit in transmit symbol units.
  • the wireless communication system may include a wireless communication system supporting Narrowband Internet of Things (NB-IoT).
  • NB-IoT Narrowband Internet of Things
  • wireless signal transmission and reception can be efficiently performed in a wireless communication system.
  • FIG. 1 illustrates physical channels used in a 3GPP LTE (-A) system, which is an example of a wireless communication system, and a general signal transmission method using them.
  • -A 3GPP LTE
  • Fig. 2 illustrates the structure of a radio frame.
  • FIG. 3 illustrates a resource grid of a downlink slot.
  • FIG 5 illustrates a structure of an uplink subframe used in LTE (-A).
  • Figure 6 illustrates the structure of a self-contained subframe.
  • Figure 7 illustrates the frame structure defined in 3GPP NR.
  • Figure 8 illustrates the placement of an in-band anchor carrier at an LTE bandwidth of 10 MHz.
  • FIG. 9 illustrates a location where an NB-IoT downlink physical channel / signal is transmitted in an FDD LTE system.
  • FIG. 10 illustrates resource allocation of an NB-IoT signal and an LTE signal in an in-band mode.
  • FIG. 11 illustrates a scrambling initialization method of an NPDSCH (Narrowband Physical Downlink Shared Channel) without BCCH (Broadcast Control Channel) data.
  • NPDSCH Narrowband Physical Downlink Shared Channel
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • FIG. 12 illustrates Narrowband Physical Broadcast Channel (NPBCH) transmission.
  • NPBCH Narrowband Physical Broadcast Channel
  • FIG. 13 illustrates a system model for describing a scrambling technique.
  • FIGS 14-16 illustrate signal transmission in accordance with the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a base station and a terminal that can be applied to the present invention.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • UTRA Universal Terrestrial Radio Access
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long term evolution (LTE) is part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA and LTE-A (Advanced) is an evolved version of 3GPP LTE.
  • 3GPP LTE / LTE-A is mainly described, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • a terminal receives information from a base station through a downlink (DL), and the terminal transmits information through an uplink (UL) to a base station.
  • the information transmitted and received by the base station and the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist depending on the type / use of the information transmitted / received.
  • FIG. 1 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP LTE (-A) system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal that is powered on again or the cell that has entered a new cell performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station in step S101.
  • a mobile station receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from a base station and synchronizes with the base station and stores information such as a cell identity .
  • the terminal can receive the physical broadcast channel (PBCH) from the base station and obtain the in-cell broadcast information.
  • the UE can receive the downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • PBCH physical broadcast channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE receives a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to physical downlink control channel information in step S102, System information can be obtained.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure such as steps S103 to S106 to complete the connection to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a Physical Random Access Channel (PRACH) (S103), and transmits a response message for a preamble through the physical downlink control channel and the corresponding physical downlink shared channel (S104).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • S105 additional physical random access channel
  • S106 physical downlink control channel and corresponding physical downlink shared channel reception
  • the UE having performed the procedure described above transmits a physical downlink control channel / physical downlink shared channel reception step S107 and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical downlink shared channel
  • a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S108) may be performed.
  • the control information transmitted from the UE to the Node B is collectively referred to as Uplink Control Information (UCI).
  • the UCI includes HARQ ACK / NACK (Hybrid Automatic Repeat and Request Acknowledgment / Negative ACK), SR (Scheduling Request), CSI (Channel State Information)
  • the CSI includes a Channel Quality Indicator (CQI), a Precoding Matrix Indicator (PMI), a Rank Indication (RI), and the like.
  • the UCI is generally transmitted through the PUCCH, but may be transmitted via the PUSCH when the control information and the traffic data are to be simultaneously transmitted. In addition, UCI can be transmitted non-periodically through the PUSCH according to the request / instruction of the network.
  • Fig. 2 illustrates the structure of a radio frame.
  • the uplink / downlink data packet transmission is performed in units of subframes, and a subframe is defined as a time interval including a plurality of symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a Type 1 radio frame structure applicable to Frequency Division Duplex (FDD) and a Type 2 radio frame structure applicable to TDD (Time Division Duplex).
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • the downlink radio frame is composed of 10 subframes, and one subframe is composed of two slots in a time domain.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the length of one subframe may be 1 ms and the length of one slot may be 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • a resource block (RB) as a resource allocation unit may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in the slot may vary according to the configuration of the CP (Cyclic Prefix).
  • CP has an extended CP and a normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by the extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the UE moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce inter-symbol interference.
  • the slot When a normal CP is used, the slot includes 7 OFDM symbols, so that the subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first three OFDM symbols at the beginning of a subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the Type 2 radio frame is composed of two half frames.
  • the half frame includes 4 (5) normal sub-frames and 1 (0) special sub-frames.
  • the normal subframe is used for uplink or downlink according to the UL-DL configuration (Uplink-Downlink Configuration).
  • the subframe consists of two slots.
  • Table 1 illustrates a subframe configuration in a radio frame according to the UL-DL configuration.
  • Uplink-downlink configuration Downlink-to-Uplink Switch point periodicity Subframe number 0 One 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5ms D S U U U D S U U U One 5ms D S U U D D S U U D 2 5ms D S U D D D S U D D 3 10ms D S U U U D D D D D D 4 10ms D S U U D D D D D D 5 10ms D S U D D D D D D D D 6 5ms D S U U U D S U U D S U U D
  • D denotes a downlink subframe
  • U denotes an uplink subframe
  • S denotes a special subframe.
  • the special subframe includes a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in the UE.
  • UpPTS is used to synchronize the channel estimation at the base station and the uplink transmission synchronization of the UE.
  • the guard interval is a period for eliminating the interference occurring in the uplink due to the multi-path delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes, the number of slots, and the number of symbols in the radio frame can be variously changed.
  • FIG. 3 illustrates a resource grid of a downlink slot.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block (RB) is illustrated as including 12 subcarriers in the frequency domain.
  • Each element on the resource grid is referred to as a Resource Element (RE).
  • One RB includes 12 x 7 REs.
  • the number NDL of RBs included in the downlink slot depends on the downlink transmission band.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a downlink subframe.
  • a maximum of 3 (4) OFDM symbols located in front of a first slot in a subframe corresponds to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbol corresponds to a data area to which a physical downlink shared chanel (PDSCH) is allocated, and the basic resource unit of the data area is RB.
  • Examples of downlink control channels used in LTE include physical control format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH), physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of the subframe and carries information about the number of OFDM symbols used for transmission of the control channel in the subframe.
  • the PHICH is a response to an uplink transmission and carries an HARQ ACK / NACK (acknowledgment / negative-acknowledgment) signal.
  • the control information transmitted via the PDCCH is referred to as DCI (downlink control information).
  • the DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmission power control command for an arbitrary terminal group.
  • the control information transmitted through the PDCCH is called DCI (Downlink Control Information).
  • the DCI format defines the formats 0, 3, 3A and 4 for the uplink and formats 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B and 2C for the downlink.
  • the type of the information field, the number of information fields, and the number of bits of each information field are different.
  • the DCI format may include a hopping flag, an RB assignment, a modulation coding scheme (MCS), a redundancy version (RV), a new data indicator (NDI), a transmit power control (TPC) A HARQ process number, a precoding matrix indicator (PMI) confirmation, and the like.
  • the size (size) of the control information matched to the DCI format differs according to the DCI format.
  • an arbitrary DCI format can be used for transmission of two or more types of control information.
  • DCI format 0 / 1A is used to carry either DCI format 0 or DCI format 1, which are separated by a flag field.
  • the PDCCH includes a transmission format and a resource allocation of a downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information on an uplink shared channel (UL-SCH), paging information on a paging channel (PCH), system information , Resource allocation information of a higher-layer control message such as a random access response transmitted on the PDSCH, transmission power control command for an individual terminal in an arbitrary terminal group, activation of VoIP (voice over IP), and the like .
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted within the control domain.
  • the UE can monitor a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on one or a plurality of consecutive control channel element (CCE) aggregations.
  • CCE control channel element
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH of a predetermined coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the available PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the code rate provided by the CCE.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and adds a CRC (cyclic redundancy check) to the control information.
  • the CRC is masked with a unique identifier (called a radio network temporary identifier (RNTI)) according to the owner of the PDCCH or usage purpose.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • the unique identifier of the terminal e.g., C-RNTI (cell-RNTI)
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a paging indication identifier e.g., P-RNTI (p-RNTI)
  • SI-RNTI system information identifier
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • the PDCCH carries a message known as Downlink Control Information (DCI), and the DCI includes resource allocation and other control information for one terminal or terminal group.
  • DCI Downlink Control Information
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in one subframe.
  • Each PDCCH is transmitted using one or more CCEs (Control Channel Elements), and each CCE corresponds to nine sets of four resource elements.
  • the four resource elements are referred to as Resource Element Groups (REGs).
  • REGs Resource Element Groups
  • Four QPSK symbols are mapped to one REG.
  • the resource element assigned to the reference signal is not included in the REG, and thus the total number of REGs within a given OFDM symbol depends on the presence of a cell-specific reference signal.
  • REG is also used for other downlink control channels (PCFICH and PHICH). That is, REG is used as a basic resource unit of the control area.
  • PCFICH downlink control channels
  • PHICH PHICH
  • PDCCH formats are supported as listed in Table 2.
  • PDCCH format Number of CCEs (n) Number of REGs Number of PDCCH bits 0 One 9 72 One 2 8 144 2 4 36 288 3 5 72 576
  • CCEs are used consecutively numbered, and in order to simplify the decoding process, a PDCCH with a format composed of n CCEs can only be started with a CCE having the same number as a multiple of n.
  • the number of CCEs used for transmission of a specific PDCCH is determined by the base station according to the channel condition. For example, if the PDCCH is for a terminal with a good downlink channel (e.g., close to the base station), a single CCE may be sufficient. However, for a terminal with a bad channel (e. G., Near cell boundaries), eight CCEs may be used to obtain sufficient robustness.
  • the power level of the PDCCH can be adjusted to meet the channel conditions.
  • the approach introduced in LTE is to define a limited set of CCE locations where the PDCCH can be located for each terminal.
  • a limited set of CCE locations where a terminal can locate its PDCCH may be referred to as a Search Space (SS).
  • SS Search Space
  • the search space has a different size according to each PDCCH format.
  • UE-specific and common search spaces are separately defined.
  • the UE-Specific Search Space (USS) is set individually for each UE, and the range of the Common Search Space (CSS) is known to all UEs.
  • the UE-specific and common search space may overlap for a given UE.
  • the base station in the given subframe may not be able to find CCE resources to transmit PDCCH to all available UEs.
  • a UE-specific hopping sequence is applied to the starting position of the UE-specific search space.
  • Table 3 shows the sizes of common and UE-specific search spaces.
  • the terminal In order to keep the computational load under the total number of blind decodings (BDs) under control, the terminal is not required to search all defined DCI formats simultaneously. Generally, within a UE-specific search space, the terminal always searches formats 0 and 1A. Formats 0 and 1A have the same size and are separated by flags in the message. In addition, the terminal may be required to receive an additional format (e.g., 1, 1B or 2 depending on the PDSCH transmission mode set by the base station). In the common search space, the terminal searches Formats 1A and 1C. Further, the terminal can be set to search Format 3 or 3A.
  • BDs blind decodings
  • Formats 3 and 3A have the same size as formats 0 and 1A and can be distinguished by scrambling the CRC with different (common) identifiers, rather than with a terminal-specific identifier.
  • PDSCH transmission scheme according to transmission mode, and information contents of DCI formats are listed below.
  • Transmission mode 1 Transmission from single base station antenna port
  • Transmission mode 7 Single-antenna port (port 5) transmission
  • Transmission Mode 8 Transmission of dual-layer transmission (ports 7 and 8) or single-antenna port (ports 7 or 8)
  • Transmission mode 9 Transmission of up to 8 layers (ports 7 to 14) or single-antenna port (ports 7 or 8)
  • ⁇ Format 1 Resource allocation for single codeword PDSCH transmission (transmission modes 1, 2 and 7)
  • ⁇ Format 1A Compact signaling of resource allocation for single codeword PDSCH (all modes)
  • Format 1B Compact resource allocation for PDSCH (mode 6) using rank-1 closed-loop precoding
  • ⁇ Format 1C Very compact resource allocation for PDSCH (eg, paging / broadcast system information)
  • ⁇ Format 1D Compact resource allocation for PDSCH (mode 5) using multi-user MIMO
  • ⁇ Format 3 / 3A Power control command with 2-bit / 1-bit power adjustment value for PUCCH and PUSCH
  • FIG 5 illustrates a structure of an uplink subframe used in LTE (-A).
  • the subframe 500 is composed of two 0.5 ms slots 501. Assuming a length of a normal cyclic prefix (CP), each slot is composed of 7 symbols 502, and one symbol corresponds to one SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) 503 is a resource allocation unit corresponding to 12 subcarriers in the frequency domain and one slot in the time domain.
  • the structure of the uplink sub-frame of the LTE (-A) is roughly divided into a data area 504 and a control area 505.
  • the data region refers to a communication resource used for transmitting data such as voice and packet transmitted to each terminal and includes a physical uplink shared channel (PUSCH).
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • the control region means a communication resource used for transmitting an uplink control signal, for example, a downlink channel quality report from each terminal, a reception ACK / NACK for a downlink signal, an uplink scheduling request, etc., and a PUCCH Control Channel).
  • a sounding reference signal (SRS) is transmitted through a SC-FDMA symbol located last in the time axis in one subframe.
  • the SRSs of the UEs transmitted in the last SC-FDMA of the same subframe can be classified according to the frequency location / sequence.
  • the SRS is used to transmit the uplink channel state to the base station, and is periodically transmitted according to the subframe period / offset set by the upper layer (e.g., RRC layer) or aperiodically transmitted according to the request of the base station.
  • FIG. 6 illustrates the structure of a self-contained subframe.
  • the hatched area indicates the DL control area and the black part indicates the UL control area.
  • the unmarked area may be used for DL data transmission or for UL data transmission. Since DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one subframe, DL data can be transmitted in a subframe and UL ACK / NACK can be received. As a result, when a data transmission error occurs, the time required to retransmit the data is reduced, and the transfer latency of the final data can be minimized.
  • PDFICH, PHICH, and PDCCH can be transmitted, and in the DL data interval, PDSCH can be transmitted.
  • the PUCCH can be transmitted, and in the UL data interval, the PUSCH can be transmitted.
  • the GP provides a time gap in the process of switching from the transmission mode to the reception mode or from the reception mode to the transmission mode. Some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL within a subframe can be set to GP.
  • OFDM parameters such as subcarrier spacing (SCS) and duration of an OFDM symbol (OS) based thereon may be set differently between a plurality of cells merged into one UE.
  • the (absolute time) interval of a time resource e.g., SF, slot or TTI
  • TU Time Unit
  • the symbol may include an OFDM symbol and an SC-FDMA symbol.
  • Figure 7 illustrates the frame structure defined in 3GPP NR.
  • 3GPP NR Like the radio frame structure of LTE / LTE-A (see FIG. 2), one radio frame in 3GPP NR is composed of 10 subframes, and each subframe has a length of 1 ms.
  • One subframe includes one or more slots and the slot length depends on the SCS.
  • 3GPP NR supports SCS at 15KHz, 30KHz, 60KHz, 120KHz and 240KHz.
  • the slot corresponds to the TTI in Fig.
  • Table 4 illustrates that the number of symbols per slot, the number of slots per frame, and the number of slots per subframe are different according to SCS.
  • NB-IoT Narrow Band - Internet of Things
  • 3GPP LTE Long Term Evolution
  • NR Universal Terrestrial Radio Service
  • some technical configurations may be modified and interpreted (eg, LTE band -> NR band, subframe -> slot).
  • NB-IoT supports three operating modes: in-band, guard-band, and stand-alone. The same requirements apply to each mode.
  • In-band mode Some of the resources in the LTE band are allocated to the NB-IoT.
  • the NB-IoT terminal searches for an anchor carrier in units of 100 kHz for initial synchronization, and the center frequency of an anchor carrier in in-band and guard-band should be within ⁇ 7.5 kHz from a channel raster of 100 kHz .
  • the middle six PRBs of LTE PRBs are not allocated to NB-IoT. Anchor carriers can therefore only be located in a specific PRB.
  • Figure 8 illustrates the placement of an in-band anchor carrier at an LTE bandwidth of 10 MHz.
  • a DC (Direct Current) subcarrier is located in the channel raster.
  • PRB indices 4, 9, 14, 19, 30, 35, 40, and 45 are located at a center frequency of ⁇ 2.5 kH from the channel raster because the center frequency interval between adjacent PRBs is 180 kHz.
  • the center frequency of a PRB suitable for an anchor carrier at an LTE bandwidth of 20MHz is located at ⁇ 2.5kHz from the channel raster, and the center frequency of a PRB suitable for an anchor carrier at LTE bandwidths of 3MHz, 5MHz and 15MHz is ⁇ 7.5kHz from the channel raster Located.
  • the PRB immediately adjacent to the edge PRB of LTE at a bandwidth of 10 MHz and 20 MHz has a center frequency of ⁇ 2.5 kHz from the channel raster.
  • the center frequency of the anchor carrier can be positioned at ⁇ 7.5 kHz from the channel raster by using the guard frequency band corresponding to three subcarriers from the edge PRB.
  • Stand-alone mode anchor carriers are arranged in 100kHz channel raster, and all GSM carriers including DC carriers can be used as NB-IoT anchor carriers.
  • the NB-IoT supports multi-carrier and can be a combination of in-band + in-band, in-band + guard-band, guard-band + guard-band and stand-alone + stand-alone.
  • the NB-IoT downlink uses an OFDMA scheme with a 15 kHz subcarrier spacing. This provides orthogonality between subcarriers to facilitate coexistence with LTE systems.
  • the NB-IoT downlink is provided with physical channels such as Narrowband Physical Broadcast Channel (NPBCH), Narrowband Physical Downlink Shared Channel (NPDSCH), and Narrowband Physical Downlink Control Channel (NPDCCH).
  • NPSS Narrowband Primary Synchronization Signal
  • NRS Narrowband Reference Signal
  • the NPBCH transmits the MIB-NB (Master Information Block-Narrowband), which is the minimum system information required for the NB-IoT terminal to access the system, to the UE.
  • the NPBCH signal has a total of eight Repeat transmission is possible.
  • the TBS (Transport Block Size) of the MIB-NB is 34 bits, and is updated every 640 ms TTI cycle.
  • the MIB-NB includes information such as an operation mode, a system frame number (SFN), a number of Hyper-SFN, a cell-specific reference signal (CRS) port number, and a channel raster offset.
  • SFN system frame number
  • CRS cell-specific reference signal
  • the NPSS consists of a ZC (Zadoff-Chu) sequence with a sequence length of 11 and a root index of 5.
  • NPSS can be generated according to the following equation.
  • S (1) for the OFDM symbol index 1 can be defined as shown in Table 5.
  • NSSS consists of a combination of a ZC sequence with a sequence length of 131 and a binary scrambling sequence such as a Hadamard sequence.
  • the NSSS indicates the PCID through the combination of the sequences to the NB-IoT terminals in the cell.
  • NSSS can be generated according to the following equation.
  • Equation (2) the variables applied to Equation (2) can be defined as follows.
  • the binary sequence b q (m) is defined as shown in Table 6, and b 0 (m) to b 3 (m) correspond to 1, 32, 64 and 128 columns of the 128th order Hadamard matrix, respectively.
  • Cyclic shift of the frame number n f (cyclic shift) ⁇ f may be defined as shown in Equation (4).
  • nf denotes a radio frame number.
  • mod represents a modulo function.
  • the NRS is provided as a reference signal for channel estimation necessary for downlink physical channel demodulation and is generated in the same manner as LTE.
  • NB-PCID Nearband-Physical Cell ID
  • NCell ID NB-IoT base station ID
  • NPDCCH has the same transmit antenna configuration as NPBCH and carries DCI. Three types of DCI formats are supported.
  • the DCI format N0 includes NPUSCH (Narrowband Physical Uplink Shared Channel) scheduling information, and the DCI formats N1 and N2 include NPDSCH scheduling information.
  • NPDCCH can transmit up to 2048 repetitions to improve coverage.
  • NPDSCH is used to transmit data (e.g., TB) on a transport channel such as a downlink-shared channel (DL-SCH) or a paging channel (PCH).
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • PCH paging channel
  • FIG. 9 illustrates a location where an NB-IoT downlink physical channel / signal is transmitted in an FDD LTE system.
  • the NPBCH is transmitted in the first subframe of each frame, the NPSS is transmitted in the sixth subframe of each frame, and the NSSS is transmitted in the last (e.g., tenth) subframe of every even frame.
  • the NB-IoT terminal acquires frequency, symbols, and frame synchronization using the synchronization signals NPSS and NSSS and searches for 504 PCIDs (i.e., base station IDs).
  • the LTE synchronization signal is transmitted over six PRBs, and the NB-IoT synchronization signal is transmitted over one PRB.
  • the uplink physical channel is composed of NPRACH (Narrowband Physical Random Access Channel) and NPUSCH, and supports single-tone transmission and multi-tone transmission.
  • Single-tone transmission is supported for subcarrier spacing of 3.5 kHz and 15 kHz, and multi-tone transmission is only supported for 15 kHz subcarrier spacing.
  • the 15 Hz subcarrier spacing in the uplink can maintain the orthogonality with the LTE to provide optimal performance, but the 3.75 kHz subcarrier spacing can degrade the orthogonality, resulting in performance degradation due to interference.
  • the NPRACH preamble consists of four symbol groups, each symbol group consisting of a CP and five (SC-FDMA) symbols.
  • NPRACH only supports single-tone transmission of 3.75kHz subcarrier spacing and provides a CP of 66.7 ⁇ s and 266.67 ⁇ s to support different cell radiuses.
  • Each group of symbols performs frequency hopping and the hopping pattern is as follows.
  • the subcarriers transmitting the first symbol group are determined in a pseudo-random manner.
  • the second symbol group has one subcarrier hop, the third symbol group has six subcarrier hopping, and the fourth symbol group has one subcarrier hop.
  • the frequency hopping procedure is repeatedly applied.
  • the NPRACH preamble can be repeatedly transmitted up to 128 times.
  • NPUSCH supports two formats. NPUSCH format 1 is used for UL-SCH transmission and the maximum TBS is 1000 bits. NPUSCH Format 2 is used for uplink control information transmission such as HARQ ACK signaling. NPUSCH format 1 supports single- / multi-tone transmission, and NPUSCH format 2 supports only single-tone transmission. For single-tone transmission, use pi / 2-BPSK and quadrature phase shift keying (pi / 4-QPSK) to reduce the Peat-to-Average Power Ratio (PAPR).
  • PAPR Peat-to-Average Power Ratio
  • all resources included in 1 PRB can be allocated to NB-IoT.
  • resource mapping is limited in order to coexist with the existing LTE signal. For example, in the in-band mode, resources (0 to 2 OFDM symbols in each subframe) classified as the LTE control channel allocation region can not be allocated to the NPSS / NSSS, and the NPSS / NSSS symbols mapped to the LTE CRS RE Is punctured.
  • FIG. 10 illustrates resource allocation of an NB-IoT signal and an LTE signal in an in-band mode.
  • the NPSS and the NSSS are not transmitted in the OFDM symbols corresponding to the control region of the LTE system (for example, the first three OFDM symbols in the subframe) regardless of the operation mode for ease of implementation.
  • the LTE CRS RE and the NPSS / NSS RE colliding on the physical resource are mapped so as not to affect the LTE system.
  • the NB-IoT terminal After the NPBCH demodulation, the NB-IoT terminal obtains information on the number of CRS antenna ports, but still can not know the information on the LTE control channel allocation region. Therefore, the NPDSCH that transmits SIB1 (System Information Block type 1) data is not mapped to the resource classified as the LTE control channel allocation region.
  • SIB1 System Information Block type 1
  • an RE that is not actually allocated to the LTE CRS can be allocated to the NPDSCH. Since the NB-IoT UE has acquired all the information related to the resource mapping after receiving the SIB1, the Node B maps the NPDSCH (excluding SIB1) and the NPDCCH to the available resources based on the LTE control channel information and the CRS antenna port number can do.
  • the present invention proposes an adaptive scrambling method capable of randomizing inter-cell interference while minimizing the reception complexity of the terminal in the NB-IoT system.
  • the scrambling scheme of the present invention can be used for NPDCCH and NPDSCH, although not limited thereto.
  • the present invention proposes a (transmission) symbol-level scrambling and interleaving method for inter-cell interference randomization without significantly increasing the complexity of the NB-IoT terminal.
  • the proposed scheme is not limited to the NB-IoT system, and can be applied to any system that permits many repetitive transmissions for low-power low-end terminals such as eMTC (Enhanced Machine-Type Communication).
  • the scrambling of the NPDSCH including the BCCH (data) is initialized in the subframe in which the first transmission of the NPDSCH is performed, and is then reinitialized with a different slot number in every fourth NPDSCH subframe. Also, the scrambling of the NPDSCH not including the BCCH (data) is initialized in the subframe in which the codeword is first transmitted, and thereafter, every time the corresponding codeword is repeated every min (M PDCCH rep , 4) Initialized again with different numbers.
  • the scrambling initialization of the NPDSCH not including the BCCH (data) can be represented by the example of FIG. 11 according to N SF and N Rep .
  • N SF represents the number of subframes through which a codeword is transmitted.
  • N Rep represents the number of times the subframe is repeated and is the same as M PDCCH rep .
  • n RNTI indicates a terminal ID (for example, C-RNRI)
  • n f denotes the radio frame number
  • n s denotes a first slot number used for repeatedly transmitted in the radio frame
  • N Ncell ID is NCell ID (NB-IoT base station ID).
  • the scrambling initialization of the NPDSCH not including the BCCH (data) is applied as shown in FIG. 11 because the NB-IoT system, Is transmitted repeatedly over several subframes.
  • the reception complexity of the UE can be greatly increased.
  • N Rep 8
  • the terminal demodulates each subframe and combines the repeatedly transmitted 'A' You have to be innings.
  • the UE can perform a single Fast Fourier Transformation (FFT) and demodulation after adding 'A' repeated four times in the time domain.
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • a different scrambling initialization scheme than the existing LTE scheme is used.
  • the scrambling initialization method of the NB-IoT system is efficient from the viewpoint of terminal complexity, but is not effective as a method of mitigating inter-cell interference.
  • there has been a recent need to improve the scrambling method of NPDCCH and NPDSCH and a revision of the scrambling method based on 3GPP Rel-14 NB-IoT is expected.
  • the scrambling method for NPBCH has already been revised for similar reasons, and the initialization method of NPDCCH and NPDSCH is expected to be revised similarly to NPBCH.
  • Table 7 shows the conventional NPBCH repetitive transmission method
  • Table 8 shows the modified NPBCH repetitive transmission method
  • the scrambling sequence applied to the NPBCH is initialized to an N Ncell ID value every 640 ms.
  • the NPBCH carries 1600 coded bits for 640 ms, and bits are transmitted in different information blocks (A to H) every 80 ms. Within the 80ms interval, each block of information is repeated at intervals of 10ms.
  • the NPBCH is transmitted in the first subframe (e.g., subframe 0) of the radio frame.
  • QPSK Quadratture Phase Shift Keying
  • 100 complex-symbols i.e., modulation symbols
  • the scrambling sequence applied for 80 ms may have a complex value unlike the conventional method, and is characterized in that the 'A' in FIG. 12 is not repeated every 10 ms over the transmitted 80 m. Therefore, the receiver needs to perform descrambling before combining signals that are repeatedly transmitted eight times for 80 ms.
  • the descrambling operation is a process of simply removing complex values of 1, -1, j, and -j, it can be assumed that the complexity is not increased.
  • each OFDM symbol needs to be FFT-processed within 80ms. Therefore, there is a disadvantage that the number of FFT operations of the UE increases compared to the complete repeat transmission within the existing 80ms.
  • 10 ms is not sufficiently short when the coherence time is considered, it is difficult to combine each OFDM symbol repeated every 10 ms within 80 ms before performing the FFT even when the conventional scrambling method is used. For this reason, the modified NPBCH scrambling method can be realized without increasing the additional complexity of the terminal receiver.
  • Inter-cell interference effects can be seen not only in NPBCH, but also in NPDCCH and NPDSCH, which are repeatedly transmitted. Therefore, almost the same method as that of the NPBCH scrambling method of Table 8 is proposed for NPDCCH and NPDSCH.
  • the NPDCCH and the NPDSCH can be repeatedly transmitted in the 1-ms period in the DL valid subframe indicated by '1' in the DL-bitmap-NB.
  • a valid subframe indicates a subframe in which the NRS is transmitted and NPDCCH and NPDSCH can be transmitted.
  • reception complexity of a UE may be influenced. That is, additional FFT operations may be required prior to combining NPDCCH / NPDSCHs that are repeatedly transmitted within intervals shorter than the coherence time.
  • Tables 9 to 11 show the number of FFT times of the NPDSCH when a different scrambling sequence is applied to each subframe, similar to the modified NPBCH scrambling scheme of Table 8. [ Tables 9 to 11 show in-band same PCI mode, in-band different PCI mode, and other operation modes, respectively.
  • M represents the number of times the NPDSCH is repeatedly transmitted.
  • the conventional NPDSCH scrambling scheme is applied, the same scrambling sequence is applied for M subframe periods.
  • the difference from the number of FFT operations of the NPBCH is that the CRS and NRS can transmit signals that are not the same during M subframes, so that the OFDM symbol to which the CRS and the NRS are transmitted, need.
  • there is a difference without CRS there is no control area.
  • Tables 9 to 11 as the number of iterative transmissions (M) increases, the complexity increases relatively when the NPBCH scrambling revision scheme is applied to the NPDSCH over the existing scrambling scheme.
  • the inter-cell interference randomization scrambling scheme of the NPBCH (see Table 8) is not suitable for NPDCCH and NPDSCH in terms of the complexity of the UE receiver.
  • inter-cell interference randomization scrambling needs to be applied more carefully.
  • the present invention proposes a technique for effectively applying a scrambling method for inter-cell interference randomization applied to NPDCCH and / or NPDSCH.
  • the proposed scheme is a method for more adaptively applying inter-cell interference random scrambling applied to NPDCCH and / or NPDSCH according to radio environment of each UE.
  • the core of the proposed scheme is that it does not apply scrambling for inter-cell interference randomization applied to NPDCCH and / or NPDSCH for terminals other than a limited environment. That is, it is possible to apply scrambling for inter-cell interference randomization to NPDCCH and / or NPDSCH selectively / adaptively only to UEs in an interference-limited environment.
  • inter-cell interference randomization scrambling in the following description refers to inter-cell interference randomization scrambling applied to NPDCCH and / or NPDSCH unless otherwise specified.
  • the UE receives a high-power signal from the inter-cell.
  • the inter-cell signal is operated asynchronously with the serving cell or when the arrival time difference of the inter-cell reception signal is larger than a certain value, it is difficult to expect inter-cell interference randomization effect through scrambling.
  • the power of the signal received from the inter-cell is high, if the power of the signal received from the serving cell is higher or the main reason for the deterioration of the performance of the receiver is noise rather than interference, then inter-cell interference randomization scrambling It is difficult to expect the performance improvement due to the above.
  • the requirement for inter-cell interference randomization may be small when the NPDCCH and NPDSCH scheduling are small.
  • the base station may enable or disable inter-cell interference randomization scrambling based on an upper layer signal (e.g., RRC).
  • the enable / disable condition may be cell common or UE-specific. Also, it is possible to enable / disable only a specific physical channel. For example, inter-cell interference scrambling may be disabled only for the NPCCH included in the USS, and inter-cell interference scrambling may be enabled for the NPCCH included in the CSS.
  • inter-cell interference scrambling of the NPDCCH can be disabled only for a specific RNTI type. In addition, inter-cell interference scrambling may be disabled for the NPDSCH scheduled by the NPDCCH with a particular RNTI type.
  • NPDCCH is disabled for inter-cell interference scrambling, but inter-cell interference scrambling enable / disable for NPDSCH can be explicitly indicated via NPDCCH (DL grant) scheduling corresponding NPDSCH.
  • NPDCCH DL grant
  • non-NPDSCHs eg, SIB1-NB and other SIB messages
  • inter-cell interference scrambling may be disabled when the number of iterations of SIB1-NB and / or the TBS of SIB1-NB is lower than a specific value in the MIB-NB.
  • CSS, USS NPDCCH maximum number of repetitions
  • NPDCCH aggregation level coverage extension (CE), and the like are the conditions for enabling / disabling inter-cell interference scrambling.
  • an NPDSCH higher than a specific code rate (TBS, MCS, NPDSCH repetition number) can be scheduled for a terminal belonging to CE level 0.
  • TSS, MCS, NPDSCH repetition number a specific code rate
  • inter-cell interference scrambling can always be enabled, for example, if the number of consecutive DL subframes in the TDD is not sufficient.
  • An advantage of disabling inter-cell interference scrambling is to minimize the additional complexity of the UE, but since the number of consecutive DL subframes is not sufficient, it is not possible to effectively apply OFDM symbol-level combining Inter-cell interference scrambling may be enabled at all times in accordance with duplex mode and / or TDD UL / DL configuration.
  • FDD can always be enabled according to the DL valid subframe configuration.
  • TDD and FDD can enable or disable inter-cell interference scrambling for NPDCCH and NPDSCH with further consideration of other conditions (e.g., number of repetitive transmissions, etc.).
  • inter-cell interference scrambling can always be disabled. For example, when cell operation between adjacent base stations is asynchronous, inter-cell interference scrambling may not improve reception performance of the UE. As another example, inter-cell interference scrambling can always be disabled in an environment where an adjacent base station operates a network using different carriers or in an isolated cell environment.
  • Inter-cell interference scrambling enable / disable can be applied independently to anchor carriers and non-anchor carriers.
  • an anchor carrier may have large inter-cell interference, but there may be circumstances in which a non-anchor carrier may allocate different PRBs between cells such that inter-cell interference scrambling may be disabled. That is, the conditions / parameters that enable / disable the listed inter-cell interference scrambling may be applied differently / independently to the anchor carrier and the non-anchor carrier.
  • the UE can be instructed on a new parameter set and conditions related to inter-cell interference scrambling for non-anchor carriers in the process of configuring the non-anchor carriers.
  • the dynamic inter-cell interference scrambling enable / disable is performed in accordance with the NPDCCH and / or NPDSCH conditions at a certain instant based on (semi-) statically set parameter sets and conditions (of method # 1) It may also include a method of enabling / disabling interference scrambling.
  • inter-cell interference scrambling for a specific RNTI type may be informed via enable / disable for a specific RNTI type via an upper layer (e.g., RRC), and inter-cell interference scrambling for NPDSCH may be actually enabled / Disable.
  • RRC radio resource control
  • a method of enabling / disabling inter-cell interference scrambling in a specific period, a specific period and a period are set in an upper layer (e.g., RRC), and NPDCCH, NPDSCH, or third signaling (E.g., a newly added sequence and channel for reducing power consumption, such as paging, paging skip, etc.).
  • the UE may blind-decode the DCI format different from the existing DCI format or may interpret the same DCI format differently from the existing DCI format during a predetermined specific time period.
  • inter-cell interference randomization scrambling enable / disable indication may be included in the sequence scrambling DCI and CRC masking information.
  • the enable / disable indication of inter-cell interference randomization scrambling in the corresponding interval can be applied to the next interval, and the case where the corresponding information is not detected in the next interval can also be specified in advance.
  • the promised specific period and period may be updated or expired every inter-cell interference scrambling enable / disable period.
  • inter-cell interference scrambling enable / disable is not indicated during a specific condition, Inter-cell interference scrambling enable / disable can be reset (fallback method) if NPDCCH is not detected for more than a certain period of time.
  • the base station may not perform or follow the indicated enable / disable until a specific period or condition is satisfied in consideration of the missing / false alarm of the terminal after the inter-cell interference randomization scrambling is instructed.
  • inter-cell interference scrambling can be enabled / disabled for every NPDSCH scheduling, which can be indicated via the NPDCCH scheduling the corresponding NPDSCH.
  • the NPDCCH search space, RNTI type information, etc. to which adaptive inter-cell interference scrambling enable / disable can be applied / supported can be preset (semi-static) .
  • the determination of the environment suitable for applying the inter-cell interference scrambling may be indirectly performed in the base station, or may be determined by whether the inter-cell interference scrambling enable / disable is directly applied at the request of the terminal.
  • indirectly determining whether or not the inter-cell interference scrambling is applied includes a combination of the parameters described in the method # 1 and the method # 2, and is performed based on the open loop link adaptation of the base station .
  • an open loop link adaptation-based method if an ACK for an NPDSCH transmission higher than a specific code rate is frequently reported from the UE in the process of uplink / downlink scheduling, the BS indirectly judges that the environment is inter- can do.
  • the code rate includes MCS, TBS, NPDSCH repetition times and the like
  • the NPDCCH repetition count can be an indirect indicator as well. For example, if an ACK or NACK is reported for NPDSCHs scheduled from NPDCCHs with repetition and merge levels less than a certain value, or a NPUSCH scheduled from NPDCCHs with repetition and merge levels less than a certain value is received from the terminal, It can be indirectly known that the wireless environment of the UE is not the inter-cell interference restriction environment. In a similar manner, the distance between the base station and the terminal can be roughly estimated based on the CE level and the TA (timing advance) value of the terminal, and based on this, the base station can indirectly determine whether it is the inter- . The determination of the indirect inter-cell interference environment can be implemented in various ways in the base station.
  • the method # 1 and method # 2 may be used as a method of responding to the inter-cell interference scrambling enable / disable request of the terminal.
  • the request of the terminal is not an explicit inter-cell interference scrambling enable / And the like.
  • the inter-cell interference scrambling enable / disable request and the inter-cell interference level report are not distinguished from each other and are collectively referred to as inter-cell interference information report.
  • Inter-cell interference information reporting may be performed in a random access procedure in an indirect or direct manner by the terminal to the base station in the NPRACH (msg1) resource selection or msg3 transmission phase.
  • the base station can indicate enabling / disabling of inter-cell interference scrambling with RAR (Random Access Response, msg2) or msg4.
  • the base station instructs the UE to transmit NPDCCH ordered NPRACH, reports inter-cell interference information in a similar manner to the above method, and instructs the base station to enable / disable inter-cell interference randomization scrambling .
  • the UE may inform the base station of inter-cell interference information reporting in a BSR (Buffer State Report) or a Data Volume and Power Headroom Reporting process.
  • the UE transmits the ACK / NACK report for the NPDSCH in the resource indicated by the DL grant, and the UE can multiplex and transmit the inter-cell interference information report. It is also possible to define new types of channels and procedures for reporting inter-cell interference information, rather than ACK / NACK reporting for NPDSCH.
  • a trigger condition for purposes other than NPDSCH scheduling may be defined as a condition triggering NPUSCH format 2, and the base station may receive the inter-cell interference information report utilizing NPUSCH format 2.
  • the UL grant may be used to instruct NPUSCH format 1 to be transmitted.
  • a method of instructing the content transmitted in NPUSCH format 1 to report inter-cell interference information instead of user data e.g., UL-SCH data
  • the procedure can be modified to expect a base station indication based on method # 2.
  • the present invention proposes a method of inter-cell interference randomization while minimizing the reception complexity of the NB-IoT terminal.
  • the proposed scheme can be used not only for the NB-IoT system but also for any system using iterative transmission in the narrow band to expect the same or similar effect, and also for any link direction such as downlink, uplink and side link .
  • scrambling and interleaving proposed by the present invention can be similarly applied between repetitive symbols, even if there are some repetitive symbols, even though the repetitive transmission is not perfect.
  • SC Single Carrier
  • SC-FDMA Single Carrier-OFDM
  • the system has N REs (for example, 12) in one transmission symbol on the frequency, data is transmitted in units of subframes composed of M transmission symbols as shown in FIG. 13, and one subframe It is assumed that it is repeatedly transmitted during L subframes. That is, N * M data (or demodulated symbols) are mapped and transmitted in one subframe, which is repeatedly transmitted L times for improving the reception SNR of the UE.
  • the subframe corresponds to the minimum data set repeatedly transmitted, and may be replaced with another term such as a slot.
  • one piece of data may be transmitted over P subframes. In this case, the data can be transmitted through P * L subframes (or slots).
  • the data includes DCI for NPDCCH, TB for NPDSCH, and TB or UCI (e.g., ACK / NACK) for NPUSCH.
  • DCI for NPDCCH
  • TB for NPDSCH for NPDSCH
  • UCI e.g., ACK / NACK
  • the reference signal for demodulation e.g, NRS, DMRS
  • NPDCCH / NPDSCH can be mapped to 12 subcarriers
  • NPUSCH can be mapped to 1, 3, 6, or 12 subcarriers.
  • the proposed symbol-level scrambling is a scheme for applying secondary scrambling at the (transmission) symbol-level during the repeated transmission period after applying the primary scrambling at the RE-level for a specific time interval to the data.
  • the RE-level primary scrambling involves scrambling the data (e.g., codeword) at the bit-level or modulation symbol-level. If the RE-level primary scrambling involves scrambling at the modulation symbol-level, the data may include data scrambled at the bit-level prior to the primary scrambling.
  • a specific time interval includes a time interval (e.g., P subframes / slots) in which one data is transmitted.
  • the transmission symbols include OFDM symbols or SC-FDMA symbols.
  • the method can be applied to repetitively transmitted physical channels in the time domain (e.g., NPDCCH, NPDSCH, NPUSCH).
  • the length of the scrambling sequence is two times longer than the data, scrambling can be performed on the I / Q phase of each data RE.
  • Initialization of the scrambling sequence for primary scrambling may occur in the first transmission symbol (e.g., at the start of a subframe) or in the first subframe period (e.g., the beginning of a radio frame, the first subframe within a repeatedly transmitted subframe period) .
  • Table 12 illustrates the RE-level primary scrambling process.
  • Secondary scrambling involves performing scrambling at (transmission) symbol-level while the first RE-level scrambling applied transmission symbols or subframes are repeatedly transmitted.
  • the symbol-level scrambling performs the same scrambling for the entire RE for the (transmission) symbol period, so that the specific scrambling sequence is applied equally to all REs of the (transmission) symbol. That is, one value in the scrambling sequence may be applied equally to N data (e.g., modulation symbols), or two may be equally applied to the I / Q phase.
  • the sequence of the secondary scrambling may be generated using values such as the cell ID (e.g., N Ncell ID ), and thus different scrambling sequences among the inter-cells may be applied to the (transmission) symbols.
  • the UE may descramble (transmit) symbols in the time domain and combine them before performing FFT for each of the (L) transmission symbols repeated over L subframes. Therefore, the UE can perform RE-level descrambling after performing the FFT only once, which is advantageous in that the reception complexity is not increased.
  • Table 13 illustrates the (scrambling) second-order scrambling of the (transmission) symbol-level.
  • FIG. 14 illustrates a procedure according to the method # 4, and the operation sequence is as follows.
  • Each data (modulation) symbol and sequence of (1) and (2) can be scrambled on a one-to-one basis and mapped to NxM RE (primary scrambling) (see Table 12).
  • the first scrambled subframe can be copied into (L-1) subframes.
  • the copying of the subframe may be variously implemented in the meaning that the data of the first subframe is repeatedly transmitted in (L-1) subframes.
  • a scrambling sequence of length Mx (L-1) can be generated.
  • one scrambling sequence value e.g., 1 / -1, j / - j
  • N REs or modulation symbols transmitted in one (transmission) symbol.
  • a scrambling sequence of length Mx (L-1) x2 can be generated.
  • the sequence used for (transmission) symbol-level scrambling may be generated such that a different scrambling sequence is applied as much as possible between inter-cells using a cell ID or the like.
  • a scrambling sequence of length MxL or MxLx2 may be generated according to the implementation scheme. In this case, the secondary scrambling may be applied to the first subframe in which data is transmitted.
  • the generated L subframes can be sequentially transmitted.
  • the sequential transmission does not necessarily have to be continuous in the time domain.
  • transmitting a subframe means transmitting data through the corresponding subframe.
  • the proposed symbol-level interleaving performs a primary scrambling at the RE-level and / or (transmission) symbol-level for a specific time interval for the data (see Tables 12-13) Level is interleaved in the second order.
  • the data may include data scrambled at the bit-level before the primary scrambling.
  • a specific time interval includes a time interval (e.g., P subframes / slots) in which one data is transmitted.
  • the primary scrambling scheme includes performing RE-level and / or (transmit) symbol-level scrambling on N * M data within a subframe duration.
  • primary scrambling involves applying a N * M or N * M * 2 length scrambling sequence to N * M REs in one subframe (or slot).
  • the length of the scrambling sequence is two times longer than the data, scrambling can be performed on the I / Q phase of each data RE.
  • Initialization of the scrambling sequence for primary scrambling may occur in the first transmission symbol (e.g., at the start of a subframe) or in the first subframe period (e.g., the beginning of a radio frame, the first subframe within a repeatedly transmitted subframe period) .
  • Secondary (transmission) symbol-level interleaving is performed by randomly scrambling the (transmission) symbol transmission sequence within each subframe when the initially generated subframe (applied up to the primary scrambling) is repeatedly transmitted (L-1) to be.
  • the method of random shuffling can be designed so as to suppress the mixing of the inter-cells in the same order as much as possible based on the values of the cell ID and the like. From the viewpoint of inter-cell interference randomization, it is expected that the same data repeatedly transmitted will not cause a collision between consecutive inter-cells.
  • inter-cell interference randomization is performed by arbitrarily mixing the transmission order of (transmission) symbols in a subframe transmitted L times with a cell ID-
  • the receiving complexity of the terminal can be greatly reduced.
  • the UE de-interleaves the transmission order of the (transmission) symbols without performing FFT on the L transmission symbols repeatedly, and performs descrambling with RE-level descrambling in the frequency domain using a single FFT. Can be processed.
  • Table 14 illustrates the (second) interleaving of the (transmission) symbol-level.
  • the reference signal e.g., NRS
  • the reference signal e.g., NRS
  • there may be a restriction on such (transmission) symbol-level interleaving Similarly, other (transmission) symbol-level interleaving may be applied.
  • the technique described above can be applied as it is.
  • (Transmission) symbol-level between the (transmission) symbols including the (1) reference signal the UE can not perform de-interleaving and descrambling by performing a single FFT, but inter-cell interference randomization can be expected.
  • the symbols without transmission of the reference signal can perform the combining by de-interleaving the transmission order of the (transmission) symbols, and then perform the RE-level descrambling in the frequency domain with a single FFT.
  • the descrambling of a (transmission) symbol including a reference signal can apply only RE-level scrambling or can employ a scrambling scheme of method # 4. Also, similar to the method # 4, the method # 5 is applied, or the (transmitting) symbol including the reference signal is applied to another terminal that does not know whether or not the scrambling sequence is applied to the reference signal, Only RE-level scrambling can be applied.
  • FIG. 15 exemplifies the proposed method # 5, and the operation sequence is as follows.
  • Each data and sequence of (1) and (2) can be scrambled on a one-to-one basis and mapped to NxM REs (primary scrambling) (see Table 12).
  • the first scrambled subframe can be copied into (L-1) subframes.
  • the copying of the subframe may be variously implemented in the meaning that the data of the first subframe is repeatedly transmitted in (L-1) subframes.
  • a scrambling sequence of length Mx (L-1) can be generated.
  • the scrambling sequence is used in the same concept as the sequence for interleaving, and is used to shuffle the order of M (transmission) symbols in a specific subframe.
  • (Transmission) symbol sequence may be different for the L subframes (by subframe), and the (transmission) symbol sequence of the first subframe may be fixed to 0, 1, ..., M-1 .
  • a cell ID or the like is used for generating a sequence used to shuffle (transmit) symbol sequences, so that (transfer) symbols are not mixed in the same order as the inter-cells.
  • a scrambling sequence of length MxL or MxLx2 may be generated according to the implementation scheme. In this case, the secondary scrambling may be applied to the first subframe in which data is transmitted.
  • the generated L subframes can be sequentially transmitted.
  • the sequential transmission does not necessarily have to be continuous in the time domain.
  • transmitting a subframe means transmitting data through the corresponding subframe.
  • the proposed " symbol-level scrambling and interleaving for inter-cell interference randomization" can be applied to both OFDMA and SC-FDMA schemes, and is applicable to other multiplexing or multiple access schemes. Also, the proposed scheme can be applied to a single-carrier system rather than a multi-carrier system, and can be applied regardless of downlink, uplink, and link directions. It is not only applicable to inter-cell interference randomization, but may also be used to randomize inter-used interference and inter-stream interference. In particular, it can be used in the case of repeatedly transmitting the same payload or information to a specific channel and signal.
  • the proposed symbol-level scrambling and interleaving scheme may be additionally applied separately from scrambling and interleaving applied to bit-level and modulation (QAM modulation and techniques such as PSK, FSK, and Offset QAM).
  • QAM modulation and techniques such as PSK, FSK, and Offset QAM.
  • the proposed symbol-level scrambling and interleaving technique is for randomizing inter-cell interference, and is based on an element used for randomization (e.g., a variable / parameter used in a scrambling sequence / code of symbol-level scrambling, Parameters / parameters used for rearranging the transmission order of the symbols in the mobile station may be a cell ID, a terminal ID, a stream order, and so on. Further, a value indicating a time and frequency resource (e.g., a radio frame number, a subframe number, a slot number, a frequency index, and an RB index) may be used as an element for randomization.
  • an element used for randomization e.g., a variable / parameter used in a scrambling sequence / code of symbol-level scrambling, Parameters / parameters used for rearranging the transmission order of the symbols in the mobile station may be a cell ID, a terminal ID, a stream order, and so on.
  • a random sequence (e.g., gold sequence, m-sequence, etc.) may be generated based on the randomization element described above, and symbol-level scrambling and interleaving may be performed based thereon.
  • each element of the scrambling code used for symbol-level scrambling may be obtained from one or two or more bits of the generated random sequence.
  • each element of the scrambling code is multiplied with the data at the (transmission) symbol-level, and the multiplication operation may be a method of modulating the phase of the signal by a specific phase in addition to simply changing the sign.
  • the scrambling code used for (transmission) symbol-level interleaving groups the generated random sequences into N-bits to select a value between 0 and 2 N -1, and a specific column and row To perform symbol interleaving. This is illustrated in FIG. Referring to FIG. 16, it is assumed that each slot is repeated M times, and each slot is composed of 7 symbols. At this time, the random sequence for symbol interleaving is generated using the cell ID and the slot number, and is grouped in N-bit units. In this case, since the N-bit corresponding to the first slot in the random sequence indicates 3, the transmission symbols are arranged in the order of ⁇ 4, 1, 5, 0, 3, 6, 2 ⁇ .
  • the transmission symbols are arranged in the order of ⁇ 0, 2, 3, 1, 4, 5, 6 ⁇ .
  • the numbers in parentheses indicate intra-slot transmission symbol indexes when interleaving is not applied.
  • the proposed " symbol-level scrambling and interleaving scheme for inter-cell interference randomization" may be applied differently depending on the single-tone and multi-tone schemes or may be applied to modulation schemes (e.g., BPSK, pi / 2-BPSK, QPSK, / 4-QPSK, etc.).
  • modulation schemes e.g., BPSK, pi / 2-BPSK, QPSK, / 4-QPSK, etc.
  • scrambling values for rotating the I / Q phase may be limited to pi and -pi, in order to avoid increasing PAPR in the case of single-tone transmission (eg NPUSCH) . That is, in order to maintain the existing BPSK (or pi / 2-BPSK) PAPR, I / Q phase rotation can be limited to one-bit scrambling code to rotate only pi or -pi (i.e., j, -j).
  • single-tone QPSK (or pi / 4-QPSK) transmission
  • it is defined to perform phase rotation by pi / 2, pi, pi / 3, 0 using a 2 bit scrambling code for I / Q phase rotation (I.e., j, -1, -j, 1).
  • I / Q phase rotation I.e., j, -1, -j, 1.
  • the range and the set of phase values that can perform I / Q phase rotation may vary in a single-tone depending on the modulation method.
  • FIG. 17 illustrates a base station and a terminal that can be applied to the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a terminal (UE) 120. If the wireless communication system includes a relay, the base station or the terminal may be replaced by a relay.
  • the base station 110 includes a processor 112, a memory 114, and a radio frequency (RF) unit 116.
  • the processor 112 may be configured to implement the procedures and / or methods suggested by the present invention.
  • the memory 114 is coupled to the processor 112 and stores various information related to the operation of the processor 112.
  • the RF unit 116 is coupled to the processor 112 and transmits and / or receives wireless signals.
  • the terminal 120 includes a processor 122, a memory 124 and a radio frequency unit 126.
  • the processor 122 may be configured to implement the procedures and / or methods suggested by the present invention.
  • the memory 124 is coupled to the processor 122 and stores various information related to the operation of the processor 122.
  • the RF unit 126 is coupled to the processor 122 and transmits and / or receives radio signals.
  • the embodiments of the present invention have been mainly described with reference to a signal transmission / reception relationship between a terminal and a base station.
  • This transmission / reception relationship is equally or similarly extended to the signal transmission / reception between the terminal and the relay or between the base station and the relay.
  • the specific operation described herein as being performed by the base station may be performed by its upper node, in some cases. That is, it is apparent that various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station can be performed by a network node other than the base station or the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • the terminal may be replaced by terms such as a UE (User Equipment), a Mobile Station (MS), and a Mobile Subscriber Station (MSS).
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory unit and driven by the processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.
  • the present invention can be used in a terminal, a base station, or other equipment of a wireless mobile communication system.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 복수의 전송 심볼을 포함하는 하나의 시간 유닛에 대응되는 제1 복소 심볼 열을 생성하는 단계; 상기 제1 복소 심볼 열에 대해 변조 심볼 단위로 1차 스크램블링을 적용하여 제2 복소 심볼 열을 생성하는 단계; 상기 제2 복소 심볼 열을 복수의 시간 유닛을 통해 반복 전송하되, 각 시간 유닛 내의 신호에는 전송 심볼 단위로 2차 스크램블링이 적용되며, 상기 전송 심볼은 OFDMA 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서 무선 신호 송수신 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 무선 통신 시스템은 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)-기반 무선 통신 시스템을 포함한다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 무선 신호 송수신 과정을 효율적으로 수행하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법에 있어서, 복수의 전송 심볼을 포함하는 하나의 시간 유닛에 대응되는 제1 복소 심볼 열을 생성하는 단계; 상기 제1 복소 심볼 열에 대해 변조 심볼 단위로 1차 스크램블링을 적용하여 제2 복소 심볼 열을 생성하는 단계; 상기 제2 복소 심볼 열을 복수의 시간 유닛을 통해 반복 전송하되, 각 시간 유닛 내의 신호에는 전송 심볼 단위로 2차 스크램블링이 적용되며, 상기 전송 심볼은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에 사용되는 단말에 있어서, RF(Radio Frequency) 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 복수의 전송 심볼을 포함하는 하나의 시간 유닛에 대응되는 제1 복소 심볼 열을 생성하고, 상기 제1 복소 심볼 열에 대해 변조 심볼 단위로 1차 스크램블링을 적용하여 제2 복소 심볼 열을 생성하며, 상기 제2 복소 심볼 열을 복수의 시간 유닛을 통해 반복 전송하되, 각 시간 유닛 내의 신호에는 전송 심볼 단위로 2차 스크램블링이 적용되도록 구성되며, 상기 전송 심볼은 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하는 단말이 제공된다.
바람직하게, 상기 제2 복소 심볼 열은 NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel), NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel) 또는 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel)을 통해 전송될 수 있다.
바람직하게, 상기 시간 유닛은 슬롯을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 2차 스크램블링은 각 시간 유닛 내의 신호에 OFDM 심볼 단위로 복수의 복소 값, 예를 들어 {1, -1, j, -j} 중 하나의 값을 곱의 형태로 부가하는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 복소 심볼 열은 각 시간 유닛 내에서 1, 3, 6 또는 12개의 부반송파를 통해서 전송될 수 있다.
바람직하게, 상기 각 시간 유닛 내의 신호는 전송 심볼 단위로 해당 시간 유닛 내에서 순서가 변경될 수 있다.
바람직하게, 상기 무선 통신 시스템은 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)를 지원하는 무선 통신 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 무선 신호 송수신을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례인 3GPP LTE(-A) 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다.
도 3은 하향링크 슬롯의 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 LTE(-A)에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 자기-완비(self-contained) 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 3GPP NR에 정의된 프레임 구조를 예시한다.
도 8은 LTE 대역폭 10MHz에서 in-band 앵커 캐리어의 배치를 예시한다.
도 9는 FDD LTE 시스템에서 NB-IoT 하향링크 물리 채널/신호가 전송되는 위치를 예시한다.
도 10은 in-band 모드에서 NB-IoT 신호와 LTE 신호의 자원 할당을 예시한다.
도 11은 BCCH(Broadcast Control Channel) 데이터가 없는 NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel)의 스크램블링 초기화 방법을 예시한다.
도 12는 NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel) 전송을 예시한다.
도 13은 스크램블링 기법 설명을 위한 시스템 모델을 예시한다.
도 14~16은 본 발명에 따른 신호 전송을 예시한다.
도 17은 본 발명에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
무선 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 단말은 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 3GPP LTE(-A) 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 단계 S101에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(cell identity) 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel, PBCH)을 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 단계 S102에서 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 단계 S103 내지 단계 S106과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S103), 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속(Contention based random access)의 경우 추가적인 물리 임의 접속 채널의 전송(S105) 및 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널 수신(S106)과 같은 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상향/하향링크 신호 전송 절차로서 물리 하향링크 제어 채널/물리 하향링크 공유 채널 수신(S107) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S108)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다. 상향/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 단위로 이루어지며, 서브프레임은 다수의 심볼을 포함하는 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 도메인(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDM을 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 지칭될 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 CP(extended CP)와 노멀 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 노멀 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 노멀 CP인 경우보다 적다. 예를 들어, 확장 CP의 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 CP가 사용될 수 있다.
노멀 CP가 사용되는 경우, 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 하프 프레임은 4(5)개의 일반 서브프레임과 1(0)개의 스페셜 서브프레임을 포함한다. 일반 서브프레임은 UL-DL 구성(Uplink-Downlink Configuration)에 따라 상향링크 또는 하향링크에 사용된다. 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
표 1은 UL-DL 구성에 따른 무선 프레임 내 서브프레임 구성을 예시한다.
Uplink-downlink configuration Downlink-to-Uplink Switch point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5ms D S U U U D S U U U
1 5ms D S U U D D S U U D
2 5ms D S U D D D S U D D
3 10ms D S U U U D D D D D
4 10ms D S U U D D D D D D
5 10ms D S U D D D D D D D
6 5ms D S U U U D S U U D
표에서 D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 스페셜(special) 서브프레임을 나타낸다. 스페셜 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)를 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호 구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에서 서브프레임의 수, 슬롯의 수, 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기에서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 도메인에서 12개의 부반송파를 포함하는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7 RE들을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함된 RB의 개수 NDL는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼이 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared chancel)가 할당되는 데이터 영역에 해당하며, 데이터 영역의 기본 자원 단위는 RB이다. LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(physical control format indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel), PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되며 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답이고 HARQ ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보는 DCI(downlink control information)라고 지칭된다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보 또는 임의의 단말 그룹을 위한 상향링크 전송 전력 제어 명령(Transmit Power Control Command)를 포함한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 한다. DCI 포맷(format)은 상향링크용으로 포맷 0, 3, 3A, 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C 등의 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷에 따라 정보 필드의 종류, 정보 필드의 개수, 각 정보 필드의 비트 수 등이 달라진다. 예를 들어, DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당(assignment), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), HARQ 프로세스 번호, PMI(precoding matrix indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다. 따라서, DCI 포맷에 따라 DCI 포맷에 정합되는 제어 정보의 사이즈(size)가 달라진다. 한편, 임의의 DCI 포맷은 두 종류 이상의 제어 정보 전송에 사용될 수 있다. 예를 들어, DCI 포맷 0/1A는 DCI 포맷 0 또는 DCI 포맷 1을 나르는데 사용되며, 이들은 플래그 필드(flag field)에 의해 구분된다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink shared channel)의 전송 포맷 및 자원 할당, UL-SCH(uplink shared channel)에 대한 자원 할당 정보, PCH(paging channel)에 대한 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보(system information), PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 임의의 단말 그룹 내에서 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령, VoIP(voice over IP)의 활성화(activation) 등을 나른다. 제어 영역 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 CCE(consecutive control channel element)의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따라 소정 부호율 (coding rate)의 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 REG(resource element group)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 가용한 PDCCH의 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 부호율 사이의 상관 관계에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, CRC(cyclic redundancy check)를 제어 정보에 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 용도에 따라 유일 식별자(RNTI(radio network temporary identifier)로 지칭됨)로 마스킹 된다. PDCCH가 특정 단말을 위한 것이면, 해당 단말의 유일 식별자(예, C-RNTI (cell-RNTI))가 CRC에 마스킹 된다. 다른 예로, PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것이면, 페이징 지시 식별자(예, P-RNTI(paging-RNTI))가 CRC에 마스킹 된다. PDCCH가 시스템 정보 (보다 구체적으로, 후술하는 SIB(system information block))에 관한 것이면, 시스템 정보 식별자(예, SI-RNTI(system information RNTI))가 CRC에 마스킹 된다. 단말의 랜덤 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인, 랜덤 접속 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 된다.
PDCCH는 DCI(Downlink Control Information)로 알려진 메시지를 나르고, DCI는 하나의 단말 또는 단말 그룹을 위한 자원 할당 및 다른 제어 정보를 포함한다. 일반적으로, 복수의 PDCCH가 하나의 서브프레임 내에서 전송될 수 있다. 각각의 PDCCH는 하나 이상의 CCE(Control Channel Element)를 이용해 전송되고, 각각의 CCE는 9세트의 4개 자원요소에 대응한다. 4개 자원요소는 REG(Resource Element Group)로 지칭된다. 4개의 QPSK 심볼이 한 REG에 매핑된다. 참조 신호에 할당된 자원요소는 REG에 포함되지 않으며, 이로 인해 주어진 OFDM 심볼 내에서 REG의 총 개수는 셀-특정(cell-specific) 참조 신호의 존재 여부에 따라 달라진다. REG 개념(즉, 그룹 단위 매핑, 각 그룹은 4개의 자원요소를 포함)은 다른 하향링크 제어 채널 (PCFICH 및 PHICH)에도 사용된다. 즉, REG는 제어 영역의 기본 자원 단위로 사용된다. 4개의 PDCCH 포맷이 표 2에 나열된 바와 같이 지원된다.
PDCCH format Number of CCEs (n) Number of REGs Number of PDCCH bits
0 1 9 72
1 2 8 144
2 4 36 288
3 5 72 576
CCE들은 연속적으로 번호가 매겨지어 사용되고, 디코딩 프로세스를 단순화 하기 위해, n CCEs로 구성된 포맷을 갖는 PDCCH는 n의 배수와 동일한 수를 갖는 CCE에서만 시작될 수 있다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 조건에 따라 기지국에 의해 결정된다. 예를 들어, PDCCH가 좋은 하향링크 채널(예, 기지국에 가까움)를 갖는 단말을 위한 것인 경우, 하나의 CCE로도 충분할 수 있다. 그러나, 나쁜 채널(예, 셀 경계에 가까움)을 갖는 단말의 경우, 충분한 로버스트(robustness)를 얻기 위해 8개의 CCE가 사용될 수 있다. 또한, PDCCH의 파워 레벨이 채널 조건에 맞춰 조절될 수 있다.
LTE에 도입된 방안은 각각의 단말을 위해 PDCCH가 위치할 수 있는 제한된 세트의 CCE 위치를 정의하는 것이다. 단말이 자신의 PDCCH를 찾을 수 있는 제한된 세트의 CCE 위치는 검색 공간(Search Space, SS)으로 지칭될 수 있다. LTE에서, 검색 공간은 각각의 PDCCH 포맷에 따라 다른 사이즈를 갖는다. 또한, UE-특정(UE-specific) 및 공통(common) 검색 공간이 별도로 정의된다. UE-특정 검색 공간(UE-Specific Search Space, USS)은 각 단말을 위해 개별적으로 설정되고, 공통 검색 공간(Common Search Space, CSS)의 범위는 모든 단말에게 알려진다. UE-특정 및 공통 검색 공간은 주어진 단말에 대해 오버랩 될 수 있다. 상당히 작은 검색 공간을 가진 경우, 특정 단말을 위한 검색 공간에서 일부 CCE 위치가 할당된 경우 남는 CCE가 없기 때문에, 주어진 서브프레임 내에서 기지국은 가능한 모든 단말에게 PDCCH를 전송할 CCE 자원들을 찾지 못할 수 있다. 위와 같은 블록킹이 다음 서브프레임으로 이어질 가능성을 최소화하기 위하여 UE-특정 검색 공간의 시작 위치에 단말-특정 호핑 시퀀스가 적용된다.
표 3은 공통 및 UE-특정 검색 공간의 사이즈를 나타낸다.
PDCCH format Number of CCEs (n) Number of candidates in common search space Number of candidates in dedicated search space
0 1 - 6
1 2 - 6
2 4 4 2
3 8 2 2
블라인드 디코딩(Blind Decoding, BD)의 총 회수에 따른 계산 부하를 통제 하에 두기 위해, 단말은 정의된 모든 DCI 포맷을 동시에 검색하도록 요구되지 않는다. 일반적으로, UE-특정 검색 공간 내에서 단말은 항상 포맷 0과 1A를 검색한다. 포맷 0과 1A는 동일 사이즈를 가지며 메시지 내의 플래그에 의해 구분된다. 또한, 단말은 추가 포맷을 수신하도록 요구될 수 있다 (예, 기지국에 의해 설정된 PDSCH 전송모드에 따라 1, 1B 또는 2). 공통 검색 공간에서 단말은 포맷 1A 및 1C를 서치한다. 또한, 단말은 포맷 3 또는 3A를 서치하도록 설정될 수 있다. 포맷 3 및 3A는 포맷 0 및 1A와 동일한 사이즈를 가지며, 단말-특정 식별자 보다는, 서로 다른 (공통) 식별자로 CRC를 스크램블함으로써 구분될 수 있다. 전송모드에 따른 PDSCH 전송 기법과, DCI 포맷들의 정보 컨텐츠를 아래에 나열하였다.
전송모드(Transmission Mode, TM)
● 전송모드 1: 단일 기지국 안테나포트로부터의 전송
● 전송모드 2: 전송 다이버시티
● 전송모드 3: 개-루프 공간 다중화
● 전송모드 4: 폐-루프 공간 다중화
● 전송모드 5: 다중-사용자 MIMO
● 전송모드 6: 폐-루프 랭크-1 프리코딩
● 전송모드 7: 단일-안테나 포트(포트 5) 전송
● 전송모드 8: 이중 레이어 전송(포트 7 및 8) 또는 단일-안테나 포트(포트 7 또는 8) 전송
● 전송모드 9: 최대 8개의 레이어 전송(포트 7 ~14) 또는 단일-안테나 포트(포트 7 또는 8) 전송
DCI 포맷
● 포맷 0: PUSCH 전송 (상향링크)을 위한 자원 그랜트
● 포맷 1: 단일 코드워드 PDSCH 전송 (전송모드 1, 2 및 7)을 위한 자원 할당
● 포맷 1A: 단일 코드워드 PDSCH (모든 모드)를 위한 자원 할당의 콤팩트 시그널링
● 포맷 1B: 랭크-1 폐-루프 프리코딩을 이용하는 PDSCH (모드 6)를 위한 콤팩트 자원 할당
● 포맷 1C: PDSCH (예, 페이징/브로드캐스트 시스템 정보)를 위한 매우 콤팩트한 자원 할당
● 포맷 1D: 다중-사용자 MIMO를 이용하는 PDSCH (모드 5)를 위한 콤팩트 자원 할당
● 포맷 2: 폐-루트 MIMO 동작의 PDSCH (모드 4)를 위한 자원 할당
● 포맷 2A: 개-루프 MIMO 동작의 PDSCH (모드 3)를 위한 자원 할당
● 포맷 3/3A: PUCCH 및 PUSCH를 위해 2-비트/1-비트 파워 조정 값을 갖는 파워 콘트롤 커맨드
도 5는 LTE(-A)에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5를 참조하면, 서브프레임(500)은 두 개의 0.5ms 슬롯(501)으로 구성된다. 보통(Normal) 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 길이를 가정할 때, 각 슬롯은 7개의 심볼(502)로 구성되며 하나의 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼에 대응된다. 자원 블록(Resource Block, RB)(503)은 주파수 영역에서 12개의 부반송파, 그리고 시간 영역에서 한 슬롯에 해당되는 자원 할당 단위이다. LTE(-A)의 상향링크 서브프레임의 구조는 크게 데이터 영역(504)과 제어 영역(505)으로 구분된다. 데이터 영역은 각 단말로 전송되는 음성, 패킷 등의 데이터를 송신함에 있어 사용되는 통신 자원을 의미하며 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)을 포함한다. 제어 영역은 상향링크 제어 신호, 예를 들어 각 단말로부터의 하향링크 채널 품질보고, 하향링크 신호에 대한 수신 ACK/NACK, 상향링크 스케줄링 요청 등을 전송하는데 사용되는 통신 자원을 의미하며 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)을 포함한다. 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal, SRS)는 하나의 서브프레임에서 시간 축 상에서 가장 마지막에 위치하는 SC-FDMA 심볼을 통하여 전송된다. 동일한 서브프레임의 마지막 SC-FDMA로 전송되는 여러 단말의 SRS들은 주파수 위치/시퀀스에 따라 구분이 가능하다. SRS는 상향링크 채널 상태를 기지국에게 전송하는데 사용되며, 상위 계층(예, RRC 계층)에 의해 설정된 서브프레임 주기/오프셋에 따라 주기적으로 전송되거나, 기지국의 요청에 따라 비주기적으로 전송된다.
한편, 차세대 RAT(Radio Access Technology)에서는 데이터 전송 레이턴시를 최소화 하기 위하여 자기-완비(self-contained) 서브프레임이 고려되고 있다. 도 6은 자기-완비 서브프레임의 구조를 예시한다. 도 6에서 빗금 영역은 DL 제어 영역을 나타내고, 검정색 부분은 UL 제어 영역을 나타낸다. 표시가 없는 영역은 DL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, UL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다. 한 개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되므로 서브프레임 내에서 DL 데이터를 보내고, UL ACK/NACK도 받을 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생 시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간이 줄게 되어 최종 데이터의 전달 레이턴시를 최소화 할 수 있다.
구성/설정 가능한 자기-완비 서브프레임 타입의 예로, 적어도 다음의 4가지 서브프레임 타입을 고려할 수 있다. 각 구간은 시간 순서대로 나열되었다.
- DL 제어 구간 + DL 데이터 구간 + GP(Guard Period) + UL 제어 구간
- DL 제어 구간 + DL 데이터 구간
- DL 제어 구간 + GP + UL 데이터 구간 + UL 제어 구간
- DL 제어 구간 + GP + UL 데이터 구간
DL 제어 구간에서는 PDFICH, PHICH, PDCCH가 전송될 수 있고, DL 데이터 구간에서는 PDSCH가 전송될 수 있다. UL 제어 구간에서는 PUCCH가 전송될 수 있고, UL 데이터 구간에서는 PUSCH가 전송될 수 있다. GP는 기지국과 단말이 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 과정 또는 수신 모드에서 송신 모드로 전환하는 과정에서 시간 갭을 제공한다. 서브프레임 내에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 GP로 설정될 수 있다.
3GPP NR 시스템 환경에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM 뉴모놀로지, 예를 들어 부반송파 스페이싱(SCS) 및 이에 기반한 OFDM 심볼(OS) 구간(duration)이 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들간에 상이하게 설정될 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼, SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다.
도 7은 3GPP NR에 정의된 프레임 구조를 예시한다. LTE/LTE-A의 무선 프레임 구조와 같이(도 2 참조), 3GPP NR에서 하나의 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되며 각 서브프레임은 1ms의 길이를 가진다. 하나의 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함하며 슬롯 길이는 SCS에 따라 달라진다. 3GPP NR은 15KHz, 30KHz, 60KHz, 120KHz, 240KHz의 SCS를 지원한다. 여기서, 슬롯은 도 6의 TTI에 대응한다.
표 4는 SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수가 달라지는 것을 예시한다.
SCS (15*2^u) 슬롯 내심볼의 개수 프레임 내슬롯의 개수 서브프레임 내슬롯의 개수
15KHz (u=0) 14 10 1
30KHz (u=1) 14 20 2
60KHz (u=2) 14 40 4
120KHz (u=3) 14 80 8
240KHz (u=4) 14 160 16
이하, NB-IoT(Narrow Band - Internet of Things)에 대해 설명한다. 편의상, 3GPP LTE 표준에 기반한 NB-IoT에 대해 중점적으로 설명하나, 이하의 설명은 3GPP NR 표준에도 동일하게 적용될 수 있다. 이를 위해, 일부 기술 구성들은 변경되어 해석될 수 있다(예, LTE 대역->NR 대역, 서브프레임->슬롯).
NB-IoT는 in-band, guard-band, stand-alone의 세가지 운용 모드를 지원하며, 각 모드 별로 동일한 요구 사항이 적용된다.
(1) In-band 모드: LTE 대역 내 자원 중 일부를 NB-IoT에 할당한다.
(2) Guard-band 모드: LTE의 보호 주파수 대역을 활용하며, NB-IoT 캐리어는 LTE의 가장자리 부반송파에 되도록 가깝게 배치된다.
(3) Stand-alone 모드: GSM 대역 내 일부 캐리어를 NB-IoT에 할당한다.
NB-IoT 단말은 초기 동기화를 위해 100kHz 단위로 앵커(anchor) 캐리어를 탐색하며, in-band 및 guard-band에서 앵커 캐리어의 중심 주파수는 100kHz 채널 래스터(channel raster)로부터 ±7.5kHz 이내에 위치해야 한다. 또한, LTE PRB들 중 가운데 6개 PRB는 NB-IoT에 할당되지 않는다. 따라서 앵커 캐리어는 특정 PRB에만 위치할 수 있다.
도 8은 LTE 대역폭 10MHz에서 in-band 앵커 캐리어의 배치를 예시한다.
도 8을 참조하면, DC(Direct Current) 부반송파는 채널 래스터에 위치한다. 인접 PRB들간의 중심 주파수 간격은 180kHz이므로 PRB 인덱스 4, 9, 14, 19, 30, 35, 40, 45는 채널 래스터로부터 ±2.5kH에 중심 주파수가 위치한다. 유사하게, LTE 대역폭 20MHz에서 앵커 캐리어로 적합한 PRB의 중심 주파수는 채널 래스터로부터 ±2.5kHz에 위치하며, LTE 대역폭 3MHz, 5MHz, 15MHz에서 앵커 캐리어로 적합한 PRB 의 중심 주파수는 채널 래스터로부터 ±7.5kHz에 위치한다.
Guard-band 모드의 경우, 대역폭 10MHz와 20MHz에서 LTE의 가장자리 PRB에 바로 인접한 PRB가 채널 래스터로부터 ±2.5kHz에 중심 주파수가 위치한다. 대역폭 3MHz, 5MHz, 15MHz의 경우에는 가장자리 PRB로부터 3개의 부반송파에 해당하는 보호 주파수 대역을 사용함으로써 채널 래스터로부터 ±7.5kHz에 앵커 캐리어의 중심 주파수를 위치시킬 수 있다.
Stand-alone 모드의 앵커 캐리어는 100kHz 채널 래스터에 정렬되며, DC 캐리어를 포함한 모든 GSM 캐리어를 NB-IoT 앵커 캐리어로 활용할 수 있다.
NB-IoT는 멀티-캐리어를 지원하며, in-band + in-band, in-band + Guard-band, guard band + Guard-band, stand-alone + stand-alone의 조합이 사용될 수 있다.
NB-IoT 하향링크는 15kHz 부반송파 간격을 갖는 OFDMA 방식을 사용한다. 이는 부반송파간 직교성을 제공하여 LTE 시스템과의 공존을 원활하게 한다.
NB-IoT 하향링크에는 NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel), NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel), NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel)와 같은 물리 채널이 제공되며, NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal), NSSS(Narrowband Primary Synchronization Signal), NRS(Narrowband Reference Signal)와 같은 물리 신호가 제공된다.
NPBCH는 NB-IoT 단말이 시스템 접속에 필요한 최소한의 시스템 정보인 MIB-NB(Master Information Block-Narrowband)를 단말에게 전달한다. NPBCH 신호는 커버리지 향상을 위해 총 8번의 반복 전송이 가능하다. MIB-NB의 TBS(Transport Block Size)는 34 비트이고, 640ms TTI 주기마다 새로 업데이트 된다. MIB-NB는 운용 모드, SFN(System Frame Number), Hyper-SFN, CRS(Cell-specific Reference Signal) 포트 개수, 채널 래스터 오프셋 등의 정보를 포함한다.
NPSS는 시퀀스의 길이가 11이며 루트 인덱스(root index)가 5인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스로 구성된다. NPSS는 하기 수학식에 따라 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000001
여기서, OFDM 심볼 인덱스 l에 대한 S(l)은 표 5와 같이 정의될 수 있다.
Cyclic prefix length S(3),...,S(13)
Normal 1 1 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 1
NSSS는 시퀀스의 길이가 131인 ZC 시퀀스와 Hadamard 시퀀스와 같은 이진 스크램블링(binary scrambling) 시퀀스의 조합으로 구성된다. NSSS는 셀 내 NB-IoT 단말들에게 상기 시퀀스들의 조합을 통해 PCID를 지시한다.
NSSS는 하기의 수학식에 따라 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000002
여기서, 수학식 2에 적용되는 변수들은 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000003
여기서, 이진 시퀀스 b q(m)은 표 6과 같이 정의되고, b 0(m)~b 3(m)은 각각 128차 Hadamard matrix의 1, 32, 64, 128 열에 해당한다. 프레임 번호 n f 에 대한 순환 시프트(cyclic shift) θ f는 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
q (127)
0 [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
1 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1]
2 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1]
3 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1]
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000004
여기서, nf는 무선 프레임 번호를 나타낸다. mod는 modulo 함수를 나타낸다.
NRS는 하향링크 물리채널 복조에 필요한 채널추정을 위한 기준 신호로 제공되며 LTE와 동일한 방식으로 생성된다. 다만, 초기화를 위한 초기값으로 NB-PCID(Narrowband-Physical Cell ID)(또는 NCell ID, NB-IoT 기지국 ID)를 사용한다. NRS는 하나 또는 두 개의 안테나 포트를 통해 전송된다(p = 2000, 2001).
NPDCCH는 NPBCH와 동일한 송신 안테나 구성을 가지며 DCI를 나른다. 3종류의 DCI 포맷을 지원한다. DCI 포맷 N0는 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel) 스케줄링 정보를 포함하며, DCI 포맷 N1과 N2는 NPDSCH 스케줄링 정보를 포함한다. NPDCCH는 커버리지 향상을 위해 최대 2048번의 반복 전송이 가능하다.
NPDSCH는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel), PCH(Paging Channel)와 같은 전송 채널의 데이터(예, TB)를 전송하는데 사용된다. 최대 TBS는 680비트이고, 커버리지 향상을 위해 최대 2048번 반복 전송이 가능하다.
도 9는 FDD LTE 시스템에서 NB-IoT 하향링크 물리 채널/신호가 전송되는 위치를 예시한다.
도 9를 참조하면, NPBCH는 매 프레임의 1번째 서브프레임, NPSS는 매 프레임의 6번째 서브프레임, NSSS는 매 짝수 프레임의 마지막(예, 10번째) 서브프레임에서 전송된다. NB-IoT 단말은 동기 신호(NPSS, NSSS)를 이용해 주파수, 심볼, 프레임 동기를 획득하고 504개의 PCID(Physical Cell ID)(즉, 기지국 ID)를 탐색한다. LTE 동기 신호는 6개 PRB를 통해 전송되고, NB-IoT 동기 신호는 1개 PRB를 통해 전송된다.
NB-IoT에서 상향링크 물리채널은 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel)과 NPUSCH로 구성되며, 싱글-톤 전송과 멀티-톤 전송을 지원한다. 싱글-톤 전송은 3.5kHz와 15kHz의 부반송파 간격에 대해서 지원되며, 멀티-톤 전송은 15kHz 부반송파 간격에 대해서만 지원된다. 상향링크에서 15Hz 부반송파 간격은 LTE와의 직교성을 유지할 수 있어 최적의 성능을 제공할 수 있지만, 3.75kHz 부반송파 간격은 직교성이 와해되어 간섭으로 인한 성능열화가 발생할 수 있다.
NPRACH 프리앰블은 4개 심볼 그룹으로 구성되며, 각 심볼 그룹은 CP와 5개의 (SC-FDMA) 심볼로 구성된다. NPRACH는 3.75kHz 부반송파 간격의 싱글-톤 전송만 지원하며, 서로 다른 셀 반경을 지원하기 위해 66.7μs과 266.67μs 길이의 CP를 제공한다. 각 심볼 그룹은 주파수 도약을 수행하며 도약 패턴은 다음과 같다. 첫 번째 심볼 그룹을 전송하는 부반송파는 의사 랜덤(pseudo-random) 방식으로 결정된다. 두 번째 심볼 그룹은 1부반송파 도약, 세 번째 심볼 그룹은 6부반송파 도약, 그리고 네 번째 심볼 그룹은 1부반송파 도약을 한다. 반복 전송의 경우에는 주파수 호핑 절차를 반복 적용하며, 커버리지 향상을 위해 NPRACH 프리앰블은 최대 128번까지 반복 전송이 가능하다.
NPUSCH는 두 가지 포맷을 지원한다. NPUSCH 포맷 1은 UL-SCH 전송에 사용되며 최대 TBS는 1000비트이다. NPUSCH 포맷 2는 HARQ ACK 시그널링과 같은 상향링크 제어정보 전송에 사용된다. NPUSCH 포맷 1은 싱글-/멀티-톤 전송을 지원하며, NPUSCH 포맷 2는 싱글-톤 전송만 지원된다. 싱글-톤 전송의 경우, PAPR(Peat-to-Average Power Ratio)을 줄이기 위해 pi/2-BPSK(Binary Phase Shift Keying), pi/4-QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 사용한다.
Stand-alone과 guard-band 모드에서는 1 PRB에 포함된 모든 자원을 NB-IoT에 할당할 수 있다. 하지만, in-band 모드의 경우는 기존 LTE 신호와의 공존을 위해 자원 매핑에 제약이 따른다. 예를 들어, in-band 모드에서 LTE 제어 채널 할당 영역으로 분류되는 자원(매 서브프레임의 0~2번 OFDM 심볼)은 NPSS/NSSS에 할당될 수 없으며, LTE CRS RE에 매핑된 NPSS/NSSS 심볼은 천공된다(puncturing).
도 10은 in-band 모드에서 NB-IoT 신호와 LTE 신호의 자원 할당을 예시한다. 도 10을 참조하면, NPSS 및 NSSS는 구현의 용이함을 위해 운용 모드에 상관 없이 LTE 시스템의 제어 영역에 해당하는 OFDM 심볼들(예, 서브프레임 내 처음 3개 OFDM 심볼)에서는 전송되지 않는다. 또한, LTE CRS RE와 물리 자원 상에서 충돌되는 NPSS/NSS RE는 펑쳐링 되어 LTE 시스템에 영향을 주지 않도록 매핑된다.
셀 탐색 후 NB-IoT 단말은 PCID 외의 시스템 정보가 없는 상황에서 NPBCH를 복조한다. 따라서, LTE 제어 채널 할당 영역에 NPBCH 심볼을 매핑할 수 없다. 그리고, 시스템 정보가 없는 상황에서 NB-IoT 단말은 4개의 LTE 안테나 포트(예, p = 0, 1, 2, 3), 2개의 NB-IoT 안테나 포트(예, p = 2000, 2001)를 가정하므로 그에 따른 CRS RE 및 NRS RE에는 NPBCH가 할당될 수 없다. 따라서, NPBCH는 주어지는 가용 자원에 맞게 레이트-매칭된다.
NPBCH 복조 후 NB-IoT 단말은 CRS 안테나 포트 수에 대한 정보를 획득하지만, 여전히 LTE 제어 채널 할당 영역에 관한 정보를 알 수 없다. 따라서, SIB1(System Information Block type 1) 데이터를 전송하는 NPDSCH는 LTE 제어 채널 할당 영역으로 분류된 자원에 매핑되지 않는다.
그러나, NPBCH와 달리 LTE CRS에 실제 할당되지 않는 RE는 NPDSCH에 할당될 수 있다. SIB1 수신 후 NB-IoT 단말은 자원 매핑과 관련된 정보를 모두 획득한 상태이므로, 기지국은 LTE 제어 채널 정보와 CRS 안테나 포트 수에 기반하여 NPDSCH(SIB1을 전송하는 경우 제외)와 NPDCCH를 가용 자원에 매핑할 수 있다.
실시예: NB-IoT를 위한 셀간 간섭 완화
본 발명에서는 NB-IoT 시스템에서 단말의 수신 복잡도를 최소화 하면서 인터-셀 간섭을 랜덤화 할 수 있는 적응적 스크램블링 방법을 제안한다. 이로 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 스크램블링 기법은 NPDCCH와 NPDSCH에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 NB-IoT 단말의 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서, 인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 (전송) 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙 방법을 제안한다. 제안 기법은 NB-IoT 시스템에 국한되지 않으며, eMTC(Enhanced Machine-Type Communication)와 같은 저전력 저가 단말을 위해서 많은 반복 전송을 허용하는 임의의 시스템에도 적용될 수 있다.
1. 단말의 수신 복잡도와 하향링크 반복 전송
BCCH (데이터)를 포함하는 NPDSCH의 스크램블링은 NPDSCH를 처음 전송하는 서브프레임에서 초기화 되며, 이후 매 4번째 NPDSCH 서브프레임마다 슬롯 번호를 달리하여 다시 초기화 된다. 또한, BCCH (데이터)를 포함하지 않는 NPDSCH의 스크램블링은 코드워드를 처음 전송하는 서브프레임에서 초기화 되며, 이후 해당 코드워드가 매 min (M PDCCH rep, 4)번째 반복 전송될 때마다 무선 프레임과 슬롯 번호를 달리하여 다시 초기화 된다. BCCH (데이터)를 포함하지 않는 NPDSCH의 스크램블링 초기화는 N SF와 N Rep에 따라 도 11의 예시로 나타낼 수 있다. 여기서, N SF는 코드워드가 전송되는 서브프레임의 개수를 나타낸다. N Rep는 서브프레임이 반복되는 회수를 나타내며 M PDCCH rep와 동일하다. 도면에서 n RNTI는 단말 ID(예, C-RNRI)를 나타내고, n f는 무선 프레임 번호를 나타내며, n s는 무선 프레임 내에서 반복 전송에 사용되는 첫 번째 슬롯 번호를 나타내고, N Ncell ID는 NCell ID (NB-IoT 기지국 ID)를 나타낸다.
기존 LTE 시스템에서 매 서브프레임마다 스크램블링을 초기하는 방법과 달리, BCCH (데이터)를 포함하지 않는 NPDSCH의 스크램블링 초기화를 도 11과 같이 적용하는 이유는 NB-IoT 시템은 기존 LTE와 달리 하나의 코드워드를 여러 서브프레임에 걸쳐 반복 전송하기 때문이다. 이때, 기존 LTE와 동일한 방법으로 매 서브프레임마다 스크램블링을 초기화하면, 단말의 수신 복잡도가 크게 증가될 수 있다. 도 11에서 N Rep가 8인 경우를 예로 들면, 4 서브프레임에 걸쳐 반복 전송되는 'A' 동안 스크램블링이 매번 초기화 된다면, 단말은 매 서브프레임을 각각 복조해서 반복 전송된 4번의 'A'를 컴바이닝 해야 한다. 반면, 4 서브프레임 동안 스크램블링을 유지한다면, 단말은 4번 반복 전송된 'A'를 시간 영역에서 모두 더한 후, 한번의 FFT(Fast Fourier Transformation)와 복조를 수행할 수 있다. 특히, NB-IoT와 같이 저전력 모드 단말에게는 연산 복잡도의 감소가 아주 중요한 요소이기 때문에 기존 LTE와 다른 스크램블링 초기화 기법이 사용된다.
2. 인터-셀 간섭 랜덤화를 위해 개선된 스크램블링
앞서 설명한 바와 같이, NB-IoT 시스템의 스크램블링 초기화 방법은 단말 복잡도 관점에서는 효율적이나, 인접 셀간 간섭을 완화하는 방법으로는 효과적이지 못한 측면이 있다. 이와 관련하여, NPDCCH와 NPDSCH의 스크램블링 방법을 개선할 필요가 있다는 요구가 최근 있었으며, 3GPP Rel-14 NB-IoT를 기준으로 스크램블링 방법에 대한 개정이 예상된다. 이에 앞서, NPBCH에 대해서도 유사한 이유로 스크램블링 방법이 이미 개정되었으며, NPDCCH와 NPDSCH의 초기화 방법도 NPBCH과 유사하게 개정될 것으로 기대된다. 그러나, NPDCCH와 NPDSCH의 스크램블링 개정이 단말의 수신 복잡도에 미치는 영향은 NPBCH와 전혀 다를 수 있기 때문에 보다 신중한 개정이 필요하다. 이를 살펴보기 전에, 3GPP Rel-13에서 개정된 NPBCH 스크램블링 방법에 대해서 먼저 알아본다.
표 7은 기존의 NPBCH 반복 전송 방법을 나타내고, 표 8은 개정된 NPBCH 반복 전송 방법을 나타낸다.
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Figure PCTKR2018007306-appb-img-000006
도 12는 NPBCH 전송 방법을 예시한다. 도 12를 참조하면, NPBCH에 적용되는 스크램블링 시퀀스는 640ms마다 N Ncell ID 값으로 초기화 된다. 또한, NPBCH는 640ms 동안 1600개의 부호화된 비트를 나르며, 80ms마다 서로 다른 정보 블록(A~H)가 비트가 전송된다. 80ms 구간 내에서 각 정보 블록은 10ms 간격으로 반복된다. 구체적으로, NPBCH는 무선 프레임의 첫 번째 서브프레임(예, 서브프레임 0)에서 전송된다. NPBCH에는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)가 적용되며, 각 서브프레임에는 100개의 복소-심볼(즉, 변조 심볼)이 매핑된다.
표 7의 기존 방법에 따르면, 80ms (예, 서브프레임 8n~8n+7, n = 0~7) 내에서 10ms마다 동일한 신호가 전송된다. NPBCH는 항상 무선 프레임의 첫 번째 서브프레임에서 전송되므로 NRS와 CRS를 전송하는 RE에서도 동일한 신호가 전송된다.
반면, 표 8의 개정된 방법에 따르면, 80ms (예, 서브프레임 8n~8n+7, n = 0~7) 내에서 10ms마다 서로 다른 스크램블링 시퀀스가 추가로 적용된다. 여기서, 80ms 동안 적용되는 스크램블링 시퀀스는 기존과 달리 복소수 값을 가질 수 있으며, 도 12의 'A'가 전송되는 80m에 걸쳐 매 10ms 주기로 반복되지 않는 특징이 있다. 따라서, 80ms 동안 8번 반복 전송되는 신호를 컴바이닝 하기 이전에 수신기는 디스크램블링(descrambling)을 먼저 수행할 필요가 있다. 여기서, 디스크램블링 연산은 단순히 1, -1, j, -j의 복소수 값을 제거하는 과정이므로 추가적인 복잡도를 증가시키지 않는다고 가정할 수 있다. 다만, 주파수 도메인에서 각 RE의 디스크램블링 수행을 위해서는 80ms 내에서 각 OFDM 심볼을 FFT 수행할 필요가 있다. 따라서, 기존의 80ms 내에서 완벽한 반복 전송과 비교하여 단말의 FFT 연산 횟수가 증가하는 단점이 있을 수 있다. 그러나, 10ms는 코히어런스 시간을 고려하였을 때 충분히 짧은 시간이 아니기 때문에, 기존의 스크램블링 방법을 따르는 경우에도 80ms 내에서 10ms 단위로 반복되는 각 OFDM 심볼을 FFT 수행 이전에 컴바이닝 하기는 어렵다. 이러한 이유로, 개정된 NPBCH 스크램블링 방법은 단말 수신기의 추가적인 복잡도 증가 없이, 구현 가능하다고 할 수 있다.
인터-셀 간섭 영향은 NPBCH 뿐만 아니라, 반복 전송되는 NPDCCH와 NPDSCH에서도 유사한 현상으로 나타날 수 있다. 따라서, NPDCCH와 NPDSCH에 대해서도 표 8의 개정된 NPBCH 스크램블링 방법과 거의 동일한 방식이 제안되고 있다. 그러나, 10ms마다 반복되는 NPBCH와 달리, NPDCCH와 NPDSCH는 DL-bitmap-NB에서 '1'로 지시된 하향링크 valid 서브프레임에서 1ms 주기로 반복 전송될 수 있다. 여기서, valid 서브프레임은 NRS가 전송되며, NPDCCH와 NPDSCH가 전송될 수 있는 서브프레임을 나타낸다. 따라서, NPDCCH와 NPDSCH가 반복 전송되는 서브프레임들간에 서로 다른 스크램블링 시퀀스를 적용할 경우, NPBCH와 달리 단말의 수신 복잡도에 영향이 클 수 있다. 즉, 코히어런스 시간보다 짧은 구간 내에서 반복 전송되는 NPDCCH/NPDSCH를 컴바이닝 하기에 앞서, 추가적인 FFT 연산을 필요로 할 수 있다.
표 9~11은 표 8의 개정된 NPBCH 스크램블링 방식과 유사하게 매 서브프레임 마다 서로 다른 스크램블링 시퀀스가 적용되는 경우에 NPDSCH의 FFT 횟수를 나타낸다. 표 9~11은 각각 in-band same PCI mode, in-band different PCI mod, other operation modes를 나타낸다.
CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3
기존 변경 증가 기존 변경 증가 기존 변경 증가
M=1 14 14 0% 13 13 0% 12 12 0%
M=2 22 28 27% 21 26 24% 20 24 20%
M=4 38 56 47% 37 52 41% 36 48 33%
CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3
기존 변경 증가 기존 변경 증가 기존 변경 증가
M=1 13 13 0% 12 12 0% 11 11 0%
M=2 17 26 53% 16 24 50% 15 22 47%
M=4 25 52 108% 24 48 100% 23 44 91%
CFI = 0 (No control region)
기존 변경 증가
M=1 14 14 0%
M=2 18 28 56%
M=4 26 56 115%
여기서, M은 NPDSCH가 반복 전송되는 횟수를 나타낸다. 기존의 NPDSCH 스크램블링 방식이 적용되는 경우, M번의 서브프레임 구간 동안 동일한 스크램블링 시퀀스가 적용된다. NPBCH의 FFT 연산 횟수와 비교하여 차이점은, CRS와 NRS가 M번의 서브프레임 구간 동안 동일하지 않은 신호가 전송될 수 있기 때문에 CRS와 NRS가 전송되는 OFDM 심볼은 컴바이닝 여부와 관계없이 매번 FFT 연산이 필요하다. 다만, in-band different PCI mode에서는 CRS를 사용하지 않는 차이점이 있으며, other operation modes에서는 제어 영역이 없는 차이가 있다. 표 9~11에서 확인할 수 있듯이, 반복 전송 횟수(M)가 증가함에 따라, 기존 스크램블링 방법 대비, NPBCH 스크램블링 개정 방식을 NPDSCH에 적용하는 경우 복잡도가 상대적으로 크게 증가한다.
3. NPDCCH 및 NPDSCH을 위한 적응적(adaptive) 스크램블링
앞서 살펴본 바와 같이, NPBCH의 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링 방식(표 8 참조)은 단말 수신기의 복잡도 관점에서 NPDCCH와 NPDSCH에 적합하지 않다. 특히, 단말-특정 채널의 경우, 더 신중하게 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링을 적용할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 적용되는 인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 스크램블링 방법을 효과적으로 적용하는 기법에 대해서 제안한다. 제안 기법은 각 단말의 무선 환경에 따라 NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 적용되는 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링을 보다 적응적으로 적용하는 방법에 대한 것이다. 제안 기법의 핵심은 간섭 제한(limited) 환경이 아닌 단말에 대해서는 NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 적용되는 인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 스크램블링을 적용하지 않는 것이다. 즉, 간섭 제한 환경에 있는 단말에 대해서만 선택적/적응적으로 NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 대해 인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 스크램블링을 적용할 수 있다.
아래에서는 이를 위한 구체적인 다양한 방법에 대해서 기술한다. 편의상, 이하의 설명에서 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링은 특별히 구별하지 않는 한, NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 적용되는 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링을 의미한다.
먼저, 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링이 필요한 경우는 단말이 인터-셀로부터 높은 전력의 신호를 수신하는 경우이다. 그러나, 이 경우에도 인터-셀의 신호가 서빙 셀과 비동기 방식으로 운용되거나, 셀간 수신 신호의 도착 시간 차이가 일정 값보다 큰 경우에는 스크램블링을 통한 인터-셀 간섭 랜덤화 효과를 기대하기 어렵다. 또한, 인터-셀로부터 수신되는 신호의 전력이 높은 경우에도, 서빙 셀로부터 수신되는 신호의 전력이 더 높거나 수신기의 성능 열화의 주 이유가 간섭보다는 노이즈인 경우에는 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링으로 인한 성능 향상을 기대하기 어렵다. 또한, 인터-셀로부터 수신되는 NRS의 전력이 높더라도, NPDCCH 및 NPDSCH 스케줄링이 적은 경우에는 인터-셀 간섭 랜덤화에 대한 요구가 적을 수 있다.
[방법 #1 (반-)정적((semi-)static) 방법]
기지국은 상위계층 신호(예, RRC)를 기반으로 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링을 이네이블(enable) 또는 디스에이블(disable) 할 수 있다. 이네이블/디스에이블 조건은 셀-공통(cell common)이거나, 단말-특정(UE-specific) 할 수 있다. 또한, 특정 물리 채널에 대해서만 이네이블/디스에이블을 할 수 있다. 예를 들어, USS에 포함된 NPCCH에 대해서만 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 하고, CSS에 포함된 NPCCH에 대해서는 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블 할 수 있다. 또한, 특정 RNTI 타입에 대해서만 NPDCCH의 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 할 수 있다. 또한, 특정 RNTI 타입을 가지는 NPDCCH에 의해 스케줄드된 NPDSCH에 대해 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 할 수 있다. 또한, NPDCCH와 NPDSCH에 대해 독립적으로 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 또는 이네이블 할 수 있다. 예를 들어, NPDCCH는 인터-셀 간섭 스크램블링이 디스에이블 되지만, NPDSCH의 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블은 해당 NPDSCH를 스케줄링 하는 NPDCCH (DL 그랜트)를 통해 명시적으로 지시될 수 있다. 일반적으로, 특정 사용자가 아닌 다수의 사용자가 모두 디코딩 할 필요가 있는 NPDCCH 및/또는 NPDSCH에 대해서는 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블 하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, DL 그랜트 기반으로 스케줄드 되는 NPDSCH와 달리, 그렇지 않은 NPDSCH(예, SIB1-NB 및 기타 SIB 메세지)는 항상 이네이블 또는 디스에이블 되거나, 특정 조건을 만족하는 경우에 대해서만 이네이블 또는 디스에이블 될 수 있다. 예를 들어, MIB-NB에서 SIB1-NB의 반복 횟수 및/또는 SIB1-NB의 TBS를 특정 값보다 낮은 값으로 지시하는 경우에는 인터-셀 간섭 스크램블링이 디스에이블 되도록 정의할 수 있다. (반-)정적으로 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 하는 조건은, RNTI 타입, NPDCCH 타입(CSS, USS), NPDCCH 최대 반복 횟수, NPDCCH 병합 레벨(aggregation level), CE(coverage extension) 레벨, NPDSCH 반복 횟수, NPDSCH MCS, NPDSCH TBS, NPDSCH 코드 레이트 등을 포함하며, 이들은 서로 배타적이지 않은 방법으로 함께 적용될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 CE 레벨을 0,1,2를 운용하고 있을 때, CE 레벨 0에 속하는 단말에게 특정 코드 레이트(TBS, MCS, NPDSCH 반복 수) 보다 높은 NPDSCH를 스케줄링 할 수 있다. 이 경우, 단말의 SINR 상황이 좋다고 볼 수 있으므로 NPDCCH 및/또는 NPDSCH의 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 할 수 있다.
인터-셀 간섭 스크램블링을 항상 이네이블 시킬 수 있는 상황이 존재할 수도 있는데, 예를 들어 TDD에서 연속적인 DL 서브프레임 수가 충분하지 않은 경우에 그럴 수 있다. 인터-셀 간섭 스크램블링을 디스에이블 해서 얻을 수 있는 장점은 단말의 추가적인 복잡도 증가를 최소화 하는데 있지만, 연속된 DL 서브프레임의 개수가 충분하지 않은 경우에는 OFDM 심볼-레벨 컴바이닝을 효과적으로 적용할 수 없기 때문에 인터-셀 간섭 스크램블링은 듀플렉스 모드 및/또는 TDD UL/DL 구성에 따라 항상 이네이블 될 수 있다. 마찬가지 이유로, FDD에서도 DL valid 서브프레임 구성에 따라 항상 이네이블 될 수 있다. 또한, TDD와 FDD에서도 다른 조건(예, 반복 전송 횟수 등)을 더 고려하여 NPDCCH와 NPDSCH에 대해 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블 또는 디스에이블 시킬 수 있다.
반대로 인터-셀 간섭 스크램블링을 항상 디스에이블 시킬 수 있는 상황이 존재할 수 있다. 예를 들어, 인접 기지국간 셀 운용이 비동기 방식인 경우에는 인터-셀 간섭 스크램블링이 단말의 수신 성능 향상에 도움되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 인접 기지국이 서로 다른 캐리어를 사용해서 네트워크를 운용하는 환경이나, 고립된 셀 환경에서는 인터-셀 간섭 스크램블링이 항상 디스에이블 될 수 있다.
인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블은 앵커 캐리어와 논-앵커 캐리어에 독립적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 앵커 캐리어는 인터-셀 간섭이 클 수 있지만, 논-앵커 캐리어는 셀 간에 서로 다른 PRB를 할당하여 인터-셀 간섭 스크램블링이 디스에이블 될 수 있는 환경이 있을 수 있다. 즉, 상기 나열된 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 시킬 수 있는 조건/파라미터는 앵커 캐리어와 논-앵커 캐리어에 서로 다르게/독립적으로 적용될 수 있다. 또한, 단말은 논-앵커 캐리어를 구성하는 과정에서 논-앵커 캐리어에 대해 인터-셀 간섭 스크램블링과 관련된 새로운 파라미터 집합과 조건을 지시 받을 수 있다.
[방법 #2 동적 방법]
매 NPDCCH 및/또는 NPDSCH 전송 시에 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블 또는 디스에이블 하거나, 특정 주기 단위로 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 할 수 있다. 여기서, 동적 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블은, (방법 #1의) (반-)정적으로 미리 설정된 파라미터 집합 및 조건에 기반하여 특정 순간에 NPDCCH 및/또는 NPDSCH 조건에 따라서 인터-셀 간섭 스크램블링이 이네이블/디스에이블 하는 방법도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상위 계층(예, RRC)을 통해 특정 RNTI 타입에 대해 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블의 지원 여부를 알려주고, NPDCCH를 통해 NPDSCH에 대한 인터-셀 간섭 스크램블링을 실제로 이네이블/디스에이블 할 수 있다.
먼저, 특정 주기 단위로 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 하는 방법으로, 상위 계층(예, RRC)으로 특정 주기 및 구간을 설정하고, 약속된 시간 구간에서 NPDCCH, NPDSCH 또는 제3의 시그널링(예, 페이징, 또는 페이징 스킵 등과 같이 전력 소모 감소를 위해 새롭게 추가되는 시퀀스 및 채널)를 통해 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 할 수 있다. 이를 위해, 단말은 약속된 특정 시간 구간 동안 기존의 DCI 포맷과 다른 DCI 포맷을 블라인드 디코딩 하거나, 동일한 DCI 포맷을 기존과 다르게 해석할 수 있다. 또한, DCI를 스크램블링 하는 시퀀스 및 CRC 마스킹 정보에 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링 이네이블/디스에이블 지시가 포함될 수 있다. 또한, 해당 구간에서 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링의 이네이블/디스에이블 지시는 다음 구간까지 적용될 수 있으며, 다음 구간에서 해당 정보가 검출되지 않은 경우에 대해서도 미리 지시할 수 있다. 또한, 약속된 특정 구간 및 주기는 매 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 주기마다 업데이트 되거나 만료(expire) 될 수 있다. 또한, 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 지시에 대한 단말의 미싱(missing)/폴스 알람(false alarm)을 고려하여, 특정 조건 동안 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블이 지시되지 않거나, NPDCCH가 일정 시간 이상 동안 검출되지 않는 경우에 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블을 리셋될 수 있다(폴백(fallback) 방법). 또한, 기지국은 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링을 지시한 이후에도 단말의 미싱/폴스 알람을 고려해서 특정 구간 또는 조건이 만족될 때까지 지시한 이네이블/디스에이블을 수행하지 않거나 따르지 않을 수 있다.
상기 방법과 함께, 매 NPDSCH 스케줄링마다 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 할 수 있으며, 이는 해당 NPDSCH를 스케줄링 하는 NPDCCH를 통해 지시될 수 있다. 방법 #1에서 기술된 바와 같이, 적응적 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블이 적용/지원될 수 있는 NPDCCH 서치 스페이스, RNTI 타입 정보 등은 동적 방법이 아닌 (반-)정적 방법으로 미리 설정될 수 있다.
[방법 #3 단말 요청 기반의 방법]
인터-셀 간섭 스크램블링을 적용하기에 적합한 환경에 대한 판단은 기지국 입장에서 간접적으로 수행되거나, 단말의 요청에 의해 직접적으로 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 적용 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 인터-셀 간섭 스크램블링 적용 여부에 대한 간접적인 판단 방법은 방법 #1과 방법 #2에서 설명된 파라미터 조합 등이 있으며, 추가적으로 기지국의 개루프 링크 적응(open loop link adaptation)을 기반으로 수행될 수 있다. 개루프 링크 적응-기반 방법의 예로, 상/하향링크 스케줄링을 하는 과정에서 특정 코드 레이트 보다 높은 NPDSCH 전송에 대한 ACK이 단말로부터 자주 보고 된다면, 기지국은 인터-셀 간섭이 거의 없는 환경이라고 간접적으로 판단할 수 있다. 여기서, 코드 레이트는 MCS, TBS, NPDSCH 반복 횟수 등을 포함하며, NPDCCH 반복 횟수도 마찬가지로 간접적인 지표가 될 수 있다. 예를 들어, 특정 값보다 적은 반복 및 병합 레벨의 NPDCCH로부터 스케줄링 된 NPDSCH에 대해 ACK 또는 NACK이 보고되거나, 특정 값보다 적은 반복 및 병합 레벨의 NPDCCH로부터 스케줄링 된 NPUSCH가 단말로부터 수신되는 경우, 기지국은 단말의 무선 환경이 인터-셀 간섭 제한 환경이 아니라고 간접적으로 알 수 있다. 유사한 방법으로, 단말의 CE 레벨 및 TA(timing advance) 값에 따라서 기지국과 단말 사이의 거리를 대략적으로 유추할 수 있으며, 이를 기반으로 기지국은 인터-셀 간섭 제한 환경인지 여부를 간접적으로 알 수 있다. 이와 같은 간접적인 인터-셀 간섭 환경 여부의 판단은 대부분 기지국에서 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
반면, 단말이 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 적용 여부를 직접 요청하는 방법이 있을 수 있다. 이 경우, 기지국에서는 단말의 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 요청에 응답하는 방법으로 방법 #1과 방법 #2가 사용될 수 있다. 한편, 단말의 요청에 따라, 기지국이 인터-셀 간섭 스크램블링을 이네이블/디스에이블 할 수 있기 때문에, 단말의 요청은 명시적인 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 요청이 아닌 인터-셀 간섭 수준 등에 대한 보고일 수 있다. 본 발명에서는 인터-셀 간섭 스크램블링 이네이블/디스에이블 요청과 인터-셀 간섭 수준에 대한 보고를 구분하지 않고, 인터-셀 간섭 정보 보고라고 통칭한다.
인터-셀 간섭 정보 보고는 랜덤 억세스 절차에서 NPRACH(msg1) 자원 선택 또는 msg3 전송 단계에서 단말이 기지국에게 간접 또는 직접적인 방법으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 RAR(Random Access Response, msg2) 또는 msg4로 인터-셀 간섭 스크램블링의 이네이블/디스에이블을 지시할 수 있다. 또는, 기지국이 단말에게 NPDCCH ordered NPRACH 전송을 지시하고, 이 과정에서 상기 방법과 유사한 절차로 인터-셀 간섭 정보를 보고하고, 기지국은 인터-셀 간섭 랜덤화 스크램블링의 이네이블/디스에이블을 지시할 수 있다. 랜덤 억세스 과정을 활용하는 다른 방법으로, 단말은 BSR(buffer state report) 또는 Data Volume and Power Headroom Reporting 과정에서 추가로 인터-셀 간섭 정보 보고를 기지국에게 알려줄 수 있다.
단말은 NPDSCH에 대한 ACK/NACK 보고를 DL 그랜트에 의해 지시된 자원에서 전송하는데, 이때 인터-셀 간섭 정보 보고를 다중화하여 전송할 수 있다. 또한, NPDSCH에 대한 ACK/NACK 보고 용도가 아닌, 인터-셀 간섭 정보 보고를 위한 새로운 형태의 채널과 절차를 정의할 수 있다. 예를 들어, NPUSCH 포맷 2를 트리거 하는 조건으로 NPDSCH 스케줄링 외의 다른 목적의 트리거 조건을 정의하고, 기지국은 NPUSCH 포맷 2를 활용하여 인터-셀 간섭 정보 보고를 받을 수 있다. 또는, UL 그랜트를 활용해서 NPUSCH 포맷 1을 전송하도록 지시할 수 있는데, 이때 NPUSCH 포맷 1에 전송되는 내용을 사용자 데이터(예, UL-SCH 데이터)가 아닌 인터-셀 간섭 정보 보고로 지시하는 방법도 새롭게 정의할 수 있다. 또한, NPUSCH 포맷 1과 2 이외의 제3의 포맷을 정의해서 인터-셀 간섭 정보 보고를 지시하는 방법도 있을 수 있으며, NPUSCH 전송 이후에 단말이 수행해야 하는 NPDCCH 검출 동작 등은 기존과 다르게 정의될 수 있다. 예를 들면, 방법 #2 기반의 기지국 지시를 기대하도록 절차를 수정할 수 있다.
4. 인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 (전송) 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙
NPDCCH 및/또는 NPDSCH의 인터-셀 간섭 랜덤화를 위해서 표 8의 방법을 그대로 적용할 경우, NPDCCH 및/또는 NPDSCH 서브프레임 전체에 걸쳐 모든 RE (또는 변조 심볼)에 스크램블링 시퀀스를 곱한다. 즉, NPDCCH 및/또는 NPDSCH가 반복해서 N 서브프레임 동안 전송되는 경우, 시작 서브프레임에서 생성된 1개 서브프레임 길이의 RE (또는 변조 심볼) 개수만큼의 스크램블링 시퀀스를 N 서브프레임 동안 반복하지 않고, 매 서브프레임 마다 생성된 서로 다른 스크램블링 시퀀스를 각 RE (또는 변조 심볼)의 I/Q 페이즈에 곱하여 인터-셀간 송신 신호가 RE (또는 변조 심볼) 레벨에서 최대한 랜덤화 되도록 한다. 이는 상술한 바와 같이 인터-셀 간섭 랜덤화를 위해 NB-IoT 단말의 연산 복잡도를 증가시킨다. 이를 해결하고자, 본 발명에서는 NB-IoT 단말의 수신 복잡도를 최소화하면서, 인터-셀 간섭 랜덤화 할 수 있는 방법을 제안한다. 제안 기법은 NB-IoT 시스템뿐만 아니라 협밴드에서 반복 전송을 사용하는 임의의 시스템에도 동일하거나 유사한 효과를 기대하기 위해 사용될 수 있으며, 하향링크와 상향링크 및 사이드링크 등의 임의의 링크 방향에 대해서도 적용될 수 있다. 특히, 완벽한 반복 전송은 아니더라도 일부 반복되는 심볼이 있는 경우에도, 반복 심볼 간에 본 발명에서 제안하는 스크램블링 및 인터리빙이 유사하게 적용될 수 있다. 게다가, OFDM 기반의 통신 시스템이 아닌 SC(Single Carrier)-OFDM (= SC-FDMA) 등과 같은 특정 심볼 구간 동안 하나 이상의 데이터가 변조되어 전송되는 시스템에도 적용될 수 있다. 아래는 설명의 편의를 위하여, OFDM 기반의 NB-IoT 하향링크 시스템을 기반으로 제안 방법을 설명한다.
설명을 위해, 시스템은 도 13과 같이 주파수 상에서 N개의 RE(예, 12개)가 하나의 전송 심볼에 존재하고, M개의 전송 심볼로 구성된 서브프레임 단위로 데이터가 전송되며, 하나의 서브프레임은 L개 서브프레임 동안 반복 전송된다고 가정한다. 즉, N*M개의 데이터 (또는 복조 심볼)가 하나의 서브프레임에 매핑되어 전송되며, 이는 단말의 수신 SNR 향상 등을 위해서 L번 반복 전송된다. 여기서, 서브프레임은 반복 전송되는 최소의 데이터 묶음에 대응되며, 슬롯 등의 다른 용어로 대체될 수 있다. 설정/스케줄링에 따라서 하나의 데이터는 P개의 서브프레임에 걸쳐 전송될 수 있다. 이 경우, 데이터는 P*L개의 서브프레임 (또는 슬롯)을 통해 전송될 수 있다. 여기서, 데이터는 NPDCCH의 경우 DCI를 포함하고, NPDSCH의 경우 TB를 포함하고, NPUSCH의 경우 TB 또는 UCI(예, ACK/NACK)를 포함할 수 있다. 또한, 제안 내용의 핵심을 보다 용이하게 설명하기 위하여, 복조를 위한 참조 신호(예, NRS, DMRS)은 포함되지 않았다고 가정한다. NPDCCH/NPDSCH는 12개의 부반송파에 매핑될 수 있고, NPUSCH는 1, 3, 6 또는 12개의 부반송파에 매핑될 수 있다.
[방법 #4 심볼-레벨 스크램블링]
제안하는 심볼-레벨 스크램블링은 데이터에 대해 특정 시간 구간 동안 RE-레벨에서 1차 스크램블링을 적용한 이후, 반복 전송 구간 동안 (전송) 심볼-레벨에서 2차 스크램블링을 적용하는 방식이다. 여기서, RE-레벨의 1차 스크램블링은 데이터(예, 코드워드)를 비트-레벨 또는 변조 심볼-레벨에서 스크램블링 하는 것을 포함한다. RE-레벨의 1차 스크램블링이 변조 심볼-레벨에서 스크램블링 하는 것을 포함할 경우, 데이터는 1차 스크램블링 전에 비트-레벨에서 스크램블링이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 특정 시간 구간은 하나의 데이터가 전송되는 시간 구간(예, P개 서브프레임/슬롯)을 포함한다. 또한, 여기서, 전송 심볼은 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함한다. 본 방법은 시간 도메인에서 반복 전송되는 물리 채널(예, NPDCCH, NPDSCH, NPUSCH)에 적용될 수 있다.
1차 스크램블링은 하나의 전송 심볼 내 N개 RE에 대해 N 또는 N*2 길이의 스크램블링 시퀀스를 적용하거나, 하나의 서브프레임 (또는 슬롯) 내 N*M개의 RE에 대해 N*M 또는 N*M*2 길이의 스크램블링 시퀀스를 적용하는 과정을 포함한다. 여기서, 데이터보다 스크램블링 시퀀스의 길이가 2배 긴 경우에는 각 데이터 RE의 I/Q 페이즈에 대해 각각 스크램블링을 수행할 수 있다. 1차 스크램블링을 위한 스크램블링 시퀀스의 초기화는 첫 번째 전송 심볼(예, 서브프레임의 시작) 또는 첫 번째 서브프레임 구간(예, 무선 프레임의 시작, 반복 전송되는 서브프레임 구간 내의 첫 번째 서브프레임)에서 발생할 수 있다.
표 12는 RE-레벨의 1차 스크램블링 과정을 예시한다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000007
2차 스크램블링은 1차 RE-레벨 스크램블링 적용된 전송 심볼 또는 서브프레임이 반복 전송되는 동안, (전송) 심볼-레벨에서 스크램블링을 수행하는 과정을 포함한다. 여기서, 심볼-레벨 스크램블링은 (전송) 심볼 구간 동안의 전체 RE에 대해 동일한 스크램블링을 수행하는 것으로, 특정 스크램블링 시퀀스가 (전송) 심볼의 모든 RE에 동일하게 적용된다. 즉, N개의 데이터(예, 변조 심볼)에 대해 스크램블링 시퀀스 내의 값 1개가 동일하게 적용되거나, 2개가 I/Q 페이즈에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 2차 스크램블링의 시퀀스는 셀 ID(예, N Ncell ID) 등의 값을 이용하여 생성될 수 있고, 이에 따라 인터-셀간에 서로 다른 스크램블링 시퀀스가 (전송) 심볼에 적용될 수 있다. 이때, 단말은 L개 서브프레임에 걸쳐 L번 반복 전송되는 (전송) 심볼을 각각 FFT 하기 이전에, 시간 도메인에서 각 (전송) 심볼을 디스크램블링 한 뒤 컴바이닝 할 수 있다. 따라서, 단말은 FFT를 한 번만 수행한 뒤 RE-레벨 디스크램블링을 수행할 수 있으므로 수신 복잡도가 높아지지 않는 장점이 있다.
표 13는 (전송) 심볼 -레벨의 2차 스크램블링 과정을 예시한다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000008
한편, 하나의 (전송) 심볼에 데이터와 참조 신호(예, NRS)가 다중화 되는 경우, 2차 스크램블링은 데이터에만 적용되므로 해당 (전송) 심볼에 대해서는 (전송) 심볼-레벨의 디스크램블링/컴바이닝을 수행할 수 없다. 따라서, 특정 (전송) 심볼에 참조 신호가 포함되는 경우에는 각 (전송) 심볼을 FFT 수행하고, 주파수 도메인의 RE-레벨에서 심볼-레벨 디스크램블링과 RE-레벨 디스크램블링 수행해야 한다. 또한, 참조 신호를 포함하는 (전송) 심볼은 다른 단말에서 해당 참조 신호를 이용해야 하는 경우, RE-레벨 스크램블링만 적용될 수도 있다. 다만, 참조 신호가 (전송) 심볼 내의 전체 RE에 걸쳐 전송되거나, 또는 해당 (전송) 심볼에 스크램블링 될 데이터가 없는 경우에는 상기 기술된 기법이 그대로 적용될 수 있다.
도 14는 방법 #4에 따른 과정을 예시하며 동작 순서는 아래와 같다.
(1) NxM 데이터 (변조) 심볼로 구성된 하나의 서브프레임을 생성할 수 있다.
(2) 스크램블링 시퀀스 생성기를 초기화하고, NxM 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다. I/Q 페이즈에 대한 스크램블링을 적용하는 경우에는 NxMx2 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다.
(3) (1)과 (2)의 각 데이터 (변조) 심볼과 시퀀스를 1대1로 스크램블링 수행하고, NxM RE에 매핑할 수 있다 (1차 스크램블링)(표 12 참조).
(4) 스크램블링된 첫 번째 서브프레임을 (L-1)개의 서브프레임에 복사할 수 있다. 여기서, 서브프레임을 복사한다는 것은 첫 번째 서브프레임의 데이터를 (L-1)개의 서브프레임에서 반복 전송한다는 의미로서 다양하게 구현될 수 있다.
(5) Mx(L-1) 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다. 이때, 하나의 스크램블링 시퀀스 값(예, 1/-1, j/-j)은 하나의 (전송) 심볼에서 전송되는 N개 RE (또는, 변조 심볼)에 동일하게 적용될 수 있다. I/Q 페이즈를 따로 스크램블링 하는 경우에는 2개의 시퀀스 값이 하나의 (전송) 심볼에 사용되며, Mx(L-1)x2 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다. 또한, (전송) 심볼-레벨 스크램블링에 사용되는 시퀀스는 셀 ID 등을 사용하여 인터-셀간에 최대한 서로 다른 스크램블링 시퀀스가 적용되도록 생성될 수 있다. 또한, 구현 방식에 따라 MxL 또는 MxLx2 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수도 있다. 이 경우, 2차 스크램블링은 데이터가 전송되는 첫 번째 서브프레임에도 적용될 수 있다.
(6) 각 서브프레임 내의 각 (전송) 심볼 단위로 스크램블링 시퀀스와 1대1 스크램블링 할 수 있다(2차 스크램블링)(표 13 참조)
(7) 생성된 L개의 서브프레임을 순차적으로 전송할 수 있다. 이때, 순차적인 전송은 반드시 시간 도메인에서 연속일 필요는 없다. 여기서, 서브프레임을 전송한다는 것은 해당 서브프레임을 통해 데이터를 전송한다는 것을 의미한다.
[방법 #5 심볼-레벨 인터리빙]
제안하는 심볼-레벨 인터리빙은 데이터에 대해 특정 시간 구간 동인 RE-레벨 및/또는 (전송) 심볼-레벨에서 1차로 스크램블링 수행하고(표 12~13 참조), 이후 반복 전송 구간 동안 (전송) 심볼-레벨에서 심볼의 전송 순서가 2차로 인터리빙 되는 방식이다. 여기서, 데이터는 1차 스크램블링 전에 비트-레벨에서 스크램블링이 적용된 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 특정 시간 구간은 하나의 데이터가 전송되는 시간 구간(예, P개 서브프레임/슬롯)을 포함한다.
1차 스크램블링 방식은 서브프레임 구간 내에서 N*M 데이터에 RE-레벨 및/또는 (전송) 심볼-레벨로 스크램블링을 수행하는 것을 포함한다. 예를 들어, 1차 스크램블링은 하나의 서브프레임 (또는 슬롯) 내 N*M개의 RE에 대해 N*M 또는 N*M*2 길이의 스크램블링 시퀀스를 적용하는 과정을 포함한다. 여기서, 데이터보다 스크램블링 시퀀스의 길이가 2배 긴 경우에는 각 데이터 RE의 I/Q 페이즈에 대해 각각 스크램블링을 수행할 수 있다. 1차 스크램블링을 위한 스크램블링 시퀀스의 초기화는 첫 번째 전송 심볼(예, 서브프레임의 시작) 또는 첫 번째 서브프레임 구간(예, 무선 프레임의 시작, 반복 전송되는 서브프레임 구간 내의 첫 번째 서브프레임)에서 발생할 수 있다.
2차 (전송) 심볼-레벨 인터리빙은 처음 생성된 서브프레임(1차 스크램블링까지 적용된)이 (L-1)번 반복 전송될 때, 각 서브프레임 내에서 (전송) 심볼 전송 순서를 랜덤하게 뒤섞는 단계이다. 이때, 랜덤하게 뒤섞는 방법은 셀 ID 등의 값을 기반으로 하여, 인터-셀간에 동일한 순서로 뒤섞이는 것을 최대한 억제하도록 설계될 수 있다. 이는 인터-셀 간섭 랜덤화 관점에서, 반복 전송되는 동일한 데이터가 인터-셀간에 서로 연속에서 충돌(collision)이 발생하지 않도록 하는 효과를 기대할 수 있다. 특히, 반복 전송되는 서브프레임 사이에 채널 변화가 크지 않은 슬로우-페이딩 환경에서는 L번 전송되는 서브프레임 내에서 (전송) 심볼의 전송 순서를 셀 ID 기반의 함수로 임의로 뒤섞어 인터-셀 간섭 랜덤화를 수행하면서, 단말의 수신 복잡도를 크게 낮출 수 있다. 단말은 L번 반복 전송되는 (전송) 심볼을 각각 FFT 하지 않고, (전송) 심볼의 전송 순서를 디-인터리빙 하여 컴바이닝을 수행하고, 이후 한번의 FFT로 주파수 도메인에서 RE-레벨의 디스크램블링을 처리할 수 있다.
표 14는 (전송) 심볼-레벨의 2차 인터리빙 과정을 예시한다.
Figure PCTKR2018007306-appb-img-000009
만약, 특정 (전송) 심볼에 참조 신호(예, NRS)가 포함되는 경우에는 이와 같은 (전송) 심볼-레벨 인터리빙에 제약이 있을 수 있기 때문에, 참조 신호를 포함하는 일부 (전송) 심볼은 다음과 같이 다른 (전송) 심볼-레벨 인터리빙이 적용될 수 있다. 다만, 참조 신호가 (전송) 심볼 전체에 걸쳐 전송되거나, 해당 (전송) 심볼에 스크램블링 될 데이터가 없는 경우에는 상기 기술된 기법이 그대로 적용될 수 있다.
(1) 참조 신호를 포함하는 (전송) 심볼 간에는 데이터 RE만 (전송) 심볼-레벨에서 인터리빙을 수행한다. 이 경우, 단말은 한번의 FFT 수행으로 디-인터리빙과 디스크램블링을 수행하지는 못하지만, 인터-셀 간섭 랜덤화는 기대할 수 있다. 이때도 참조 신호가 없는 (전송) 심볼들은 (전송) 심볼의 전송 순서를 디-인터리빙 하여 컴바이닝을 수행하고, 이후 한번의 FFT로 주파수 도메인에서 RE-레벨의 디스크램블링을 처리할 수 있다.
(2) 참조 신호를 포함하는 (전송) 심볼의 디스크램블링은 RE-레벨 스크램블링만을 적용하거나, 방법 #4의 스크램블링 기법을 차용할 수 있다. 또한, 방법 #4와 마찬가지로, 참조 신호에 스크램블링 시퀀스가 적용되는지 여부를 모르는 다른 단말도 참조 신호를 수신할 필요가 있는지에 따라, 방법 #5가 적용되거나, 참조 신호를 포함하는 (전송) 심볼에 대해서는 RE-레벨 스크램블링만을 적용할 수 있다.
도 14는 방법 #5에 따른 과정을 예시이며 동작 순서는 아래와 같다.
도 15 제안하는 스크램블링 방법 #5의 예시
도 15는 제안하는 방법 #5에 대한 예시하며, 동작 순서는 아래와 같다.
(1) NxM 데이터 (변조) 심볼로 구성된 하나의 서브프레임을 생성할 수 있다.
(2) 스크램블링 시퀀스 생성기를 초기화하고, NxM 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다. I/Q 페이즈에 대한 스크램블링을 적용하는 경우에는 NxMx2 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다.
(3) (1)과 (2)의 각 데이터와 시퀀스를 1대1로 스크램블링 수행하고, NxM개의 RE에 매핑할 수 있다 (1차 스크램블링)(표 12 참조).
(4) 스크램블링된 첫 번째 서브프레임을 (L-1)개의 서브프레임에 복사할 수 있다. 여기서, 서브프레임을 복사한다는 것은 첫 번째 서브프레임의 데이터를 (L-1)개의 서브프레임에서 반복 전송한다는 의미로서 다양하게 구현될 수 있다.
(5) Mx(L-1) 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수 있다. 여기서, 스크램블링 시퀀스는 인터리빙을 위한 시퀀스와 동일한 개념으로 사용되며, 특정 서브프레임 내의 M개 (전송) 심볼의 순서를 뒤섞기 위해서 사용된다. (전송) 심볼 순서를 뒤섞는 시퀀스는 L개의 서브프레임 동안 (서브프레임 별로) 다를 수 있으며, 첫 번째 서브프레임의 (전송) 심볼 순서는 0,1,...,M-1로 고정될 수 있다. 또한, (전송) 심볼 순서를 뒤섞는데 사용되는 시퀀스 생성에는 셀 ID 등이 사용되어, 인터-셀간 최대한 동일한 순서로 (전송) 심볼이 뒤섞이지 않도록 생성될 수 있다. 또한, 구현 방식에 따라 MxL 또는 MxLx2 길이의 스크램블링 시퀀스를 생성할 수도 있다. 이 경우, 2차 스크램블링은 데이터가 전송되는 첫 번째 서브프레임에도 적용될 수 있다.
(6) 각 서브프레임 내에서 생성된 시퀀스를 따라 (전송) 심볼 순서를 뒤섞는다 (2차 스크램블링)(표 14 참조),
(7) 생성된 L개의 서브프레임을 순차적으로 전송할 수 있다. 이때, 순차적인 전송은 반드시 시간 도메인에서 연속일 필요는 없다. 여기서, 서브프레임을 전송한다는 것은 해당 서브프레임을 통해 데이터를 전송한다는 것을 의미한다.
상기 제안된 "인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙" 기법은 OFDMA와 SC-FDMA 기법에 모두 적용될 수 있으며, 이외의 다른 다중화 또는 다중 접속 기법에도 적용 가능하다. 또한, 제안 기법은 멀티-캐리어 시스템이 아닌 싱글-캐리어 시스템에서도 적용 가능하며, 하향링크와 상향링크 및 링크 방향에도 관계 없이 적용될 수 있다. 또한, 인터-셀 간섭 랜덤화에만 적용되는 것은 아니며, 인터-유즈드(inter-used) 간섭 및 인터-스트림 간섭 등을 랜덤화하기 위해서도 사용될 수 있다. 특히, 동일한 페이로드 또는 정보를 특정 채널 및 신호로 반복 전송하는 경우에 모두 사용 가능하다.
제안된 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙 기법은 비트-레벨 및 변조(QAM 변조 및 PSK, FSK, Offset QAM 등의 기법)에 적용되는 스크램블링 및 인터리빙과는 별도로 추가적으로 적용될 수 있다.
제안된 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙 기법은 인터-셀 간섭을 랜덤화 하기 위한 것으로, 랜덤화에 사용되는 요소(예, 심볼-레벨 스크램블링의 스크램블링 시퀀스/코드에 사용되는 변수/파라미터, 심볼-레벨 인터리빙에서 심볼의 전송 순서를 재배열 하기 위해 사용되는 변수/파라미터)는 셀 ID, 단말 ID, 스트림 순서 등이 있을 수 있다. 또한, 랜덤화를 위한 요소로 시간과 주파수 자원을 지칭하는 값(예, 무선 프레임 번호, 서브프레임 번호, 슬롯 번호, 주파수 인덱스, RB 인덱스)이 사용될 수 있다. 상술한 랜덤화 요소를 기반으로 랜덤 시퀀스(예, 골드 시퀀스, m-시퀀스 등)가 생성될 수 있으며, 이를 기반으로 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙이 수행될 수 있다. 예를 들어, 심볼-레벨 스크램블링에 사용되는 스크램블링 코드의 각 원소는 생성된 랜덤 시퀀스의 1비트 또는 2비트 또는 그 이상의 비트로부터 얻어질 수 있다. 여기서, 스크램블링 코드의 각 원소는 (전송) 심볼-레벨에서 데이터와 곱해지며, 곱하기 연산은 단순히 부호만 변경하는 것 외에도 특정 페이즈 만큼 신호의 위상을 변조하는 방법일 수 있다. (전송) 심볼-레벨 인터리빙에 사용되는 스크램블링 코드는 생성된 랜덤 시퀀스를 N-비트로 그룹화 하여 0~2 N-1 사이의 값을 선택하고, 전송 순서 재배열을 랜덤하게 배치한 표의 특정 열 및 행을 선택하여 심볼 인터리빙을 수행할 수 있다. 이를 간단히 그림으로 나타내면 도 16과 같다. 도 16을 참조하면, 각 슬롯은 M번 반복 전송되며, 각 슬롯은 7개의 심볼로 구성된다고 가정한다. 이때, 심볼 인터리빙을 위한 랜덤 시퀀스는 셀 ID와 슬롯 번호를 이용하여 생성되며, N-비트 단위로 그룹화 된다. 이때, 랜덤 시퀀스 내에서 첫 번째 슬롯에 대응되는 N-비트는 3을 나타내므로 전송 심볼은 {4, 1, 5, 0, 3, 6, 2} 순서로 배치된다. 또한, M번째 슬롯에 대응되는 N-비트는 1을 나타내므로 전송 심볼은 {0, 2, 3, 1, 4, 5, 6} 순서로 배치된다. 여기서, 괄호 안의 숫자는 인터리빙이 적용되지 않은 경우의 슬롯 내 전송 심볼 인덱스를 나타낸다.
상기 제안된 "인터-셀 간섭 랜덤화를 위한 심볼-레벨 스크램블링 및 인터리빙" 기법은 싱글-톤과 멀티-톤에 따라 달리 적용되거나, 변조 방식(예, BPSK, pi/2-BPSK, QPSK 및 pi/4-QPSK 등)에 따라 다르게 적용될 수 있다.
(전송) 심볼-레벨 스크램블링을 예로 들면, 싱글-톤 전송(예, NPUSCH)인 경우에는 PAPR을 증가 시키지 않도록 하기 위해서, I/Q 페이즈를 회전시키는 스크램블링 값을 pi와 -pi로 제한할 수 있다. 즉, 기존의 BPSK (또는 pi/2-BPSK) PAPR을 유지하기 위해서, I/Q 페이즈 회전을 1 비트 스크램블링 코드로 pi 또는 -pi만 회전하도록 제한할 수 있다(즉, j, -j). 반면, 싱글-톤 QPSK (또는 pi/4-QPSK) 전송인 경우에는 I/Q 페이즈 로테이션에 2비트 스크램블링 코드를 이용하여 pi/2, pi, pi/3, 0만큼 위상 회전을 수행하도록 정의할 수 있다(즉, j, -1, -j, 1). 유사한 방법으로, 싱글-톤에서는 변조 방법에 따라서 I/Q 페이즈 회전을 할 수 있는 페이즈 값의 범위 및 집합이 달라질 수 있다.
(전송) 심볼-레벨 인터리빙인 경우에는 pi/2-BPSK 또는 pi/4-QPSK와 같이 인접 (전송) 심볼간에 특정 관계가 필요한 경우에(예, pi/2 differential or shift or offset BPSK, pi/4 differential or shift or offset QPSK 등), 해당 특징을 유지할 수 있도록 짝수 (전송) 심볼과 홀수 (전송) 심볼을 나눠서 인터리빙할 수 있다 즉, 짝수 (전송) 심볼간에만 인터리빙을 수행하거나, 홀수 (전송) 심볼 간에만 인터리빙 하도록 제한할 수 있다. 유사한 방법으로, 인접한 하나 또는 그 이상의 (전송) 심볼간에 특정 관계가 필요한 경우에는 해당 특징을 만족시킬 필요가 있는 (전송) 심볼들(예, 연속한 N개 (전송) 심볼, N>1) 간에는 인터리빙을 수행하지 않고, 그 이상 간격의 (전송) 심볼들 간에만 인터리빙을 수행하도록 제한할 수 있다.
도 17은 본 발명에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 무선 통신 시스템이 릴레이를 포함하는 경우, 기지국 또는 단말은 릴레이로 대체될 수 있다.
기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 무선 주파수 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템의 단말, 기지국, 또는 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    복수의 전송 심볼을 포함하는 하나의 시간 유닛에 대응되는 제1 복소 심볼 열을 생성하는 단계;
    상기 제1 복소 심볼 열에 대해 변조 심볼 단위로 1차 스크램블링을 적용하여 제2 복소 심볼 열을 생성하는 단계;
    상기 제2 복소 심볼 열을 복수의 시간 유닛을 통해 반복 전송하되, 각 시간 유닛 내의 신호에는 전송 심볼 단위로 2차 스크램블링이 적용되며,
    상기 전송 심볼은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복소 심볼 열은 NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel), NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel) 또는 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel)을 통해 전송되는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시간 유닛은 슬롯을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 스크램블링은 각 시간 유닛 내의 신호에 전송 심볼 단위로 복수의 복소 값 중 {중 하나의 값을 곱의 형태로 부가하는 것을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복소 심볼 열은 각 시간 유닛 내에서 1, 3, 6 또는 12개의 부반송파를 통해서 전송되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 시간 유닛 내의 신호는 전송 심볼 단위로 해당 시간 유닛 내에서 순서가 변경되는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)를 지원하는 무선 통신 시스템을 포함하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에 사용되는 단말에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 모듈; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    복수의 전송 심볼을 포함하는 하나의 시간 유닛에 대응되는 제1 복소 심볼 열을 생성하고,
    상기 제1 복소 심볼 열에 대해 변조 심볼 단위로 1차 스크램블링을 적용하여 제2 복소 심볼 열을 생성하며,
    상기 제2 복소 심볼 열을 복수의 시간 유닛을 통해 반복 전송하되, 각 시간 유닛 내의 신호에는 전송 심볼 단위로 2차 스크램블링이 적용되도록 구성되며,
    상기 전송 심볼은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함하는 단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 복소 심볼 열은 NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel), NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel) 또는 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel)을 통해 전송되는 단말.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 시간 유닛은 슬롯을 포함하는 단말.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 2차 스크램블링은 각 시간 유닛 내의 신호에 전송 심볼 단위로 복수의 복소 값 중 하나의 값을 곱의 형태로 부가하는 것을 포함하는 단말.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 복소 심볼 열은 각 시간 유닛 내에서 1, 3, 6 또는 12개의 부반송파를 통해서 전송되는 단말.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 각 시간 유닛 내의 신호는 전송 심볼 단위로 해당 시간 유닛 내에서 순서가 변경되는 단말.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)를 지원하는 무선 통신 시스템을 포함하는 단말.
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