WO2019070098A1 - 무선 통신 시스템에서 lte 및 nr에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 lte 및 nr에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2019070098A1
WO2019070098A1 PCT/KR2018/011685 KR2018011685W WO2019070098A1 WO 2019070098 A1 WO2019070098 A1 WO 2019070098A1 KR 2018011685 W KR2018011685 W KR 2018011685W WO 2019070098 A1 WO2019070098 A1 WO 2019070098A1
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rat
uplink
transmission time
lte
time unit
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PCT/KR2018/011685
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김영태
이윤정
이현호
황대성
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엘지전자 주식회사
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    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/15—Setup of multiple wireless link connections

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving signals based on LTE and NR in a wireless communication system and an apparatus therefor.
  • Wireless access systems are widely deployed to provide various types of communication services such as voice and data.
  • a wireless access 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
  • MTC Massive Machine Type Communications
  • next generation radio access technology considering enhanced mobile broadband communication, massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) and the like have been discussed, For convenience, this technology is called NR.
  • a method for transmitting / receiving signals between a first RAT (Radio Access Technology) and a dual-connected terminal in a second RAT in a wireless communication system Receiving a RAT-based downlink reference TDD uplink-downlink configuration; And setting up the first transmission time unit for the first RAT if the uplink subframe based on the downlink reference TDD uplink-downlink setup is associated with a first transmission time unit having a predetermined length, And a TDM (time division multiplexing) step of setting a second transmission time unit excluding the transmission time unit in the uplink sub-frame for the second RAT.
  • a first RAT Radio Access Technology
  • the relative position between the uplink signal having the first transmission time unit and the downlink signal having the first transmission time unit on the uplink sub-frame is set through upper layer signaling .
  • the first RAT is a Frequency Domain Duplex (LTE) based Long Term Evolution band (LTE)
  • the second RAT is New Radio Access Technology (NR)
  • the first time unit is the downlink reference TDD uplink - If the DL subframe is mapped after a Delta short transmission time interval number based on the DL subframe, the uplink subframe performs carrier aggregation of the LTD-based TDD Pcell and FDD Scell (Hybrid Automatic Repeat Request) timing.
  • LTE Frequency Domain Duplex
  • NR New Radio Access Technology
  • the first RAT is a Frequency Domain Duplex (LTE) based Long Term Evolution band (LTE)
  • the second RAT is New Radio Access Technology (NR)
  • the first transmission time unit The uplink subframe is determined using HARQ timing for carrier aggregation of the TDD Pcell and the FDD Scheduler based on the LTE, and transmits the uplink signal on the first transmission time unit in the uplink subframe
  • the method comprising the steps of:
  • the first RAT is a Frequency Domain Duplex (LTE) based Long Term Evolution band (LTE)
  • the second RAT is New Radio Access Technology (NR)
  • the uplink subframe is determined using HARQ timing for carrier aggregation of the TDD Pcell and the FDD Scheduler based on the LTE, and transmits the uplink signal on the first transmission time unit in the uplink subframe
  • the method comprising the steps of: Further, the first transmission time unit of the uplink subframe may be set through one of an upper layer signaling, a MAC (Media Access Control) element, and a control channel.
  • time division multiplexing (TDM) information between the first RAT and the second RAT may be exchanged through backhaul signaling between the first base station for the first RAT and the second base station for the second RAT.
  • a HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) timing associated with the first transmission time unit may be determined according to a predetermined K (where K is a natural number) value.
  • the predetermined time unit may have a length smaller than the length of one subframe.
  • a terminal for transmitting and receiving a dual-connected signal to a first RAT and a second RAT in a wireless communication system A radio frequency unit; And a processor, wherein the processor receives the first RAT-based downlink reference TDD uplink-downlink configuration (downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration) If the uplink subframe based on the link-downlink setup is associated with a first transmission time unit having a predetermined length, the first transmission time unit is set for the first RAT, and in the uplink subframe, And sets a second transmission time unit excluding the transmission time unit for the second RAT.
  • TDD uplink-downlink configuration downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration
  • signal transmission and reception based on LTE and NR can be efficiently performed in a wireless communication system.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a UE and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • 3 illustrates the physical channels used in the 3GPP system and a general signal transmission method using them.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 illustrates a resource grid for a downlink slot.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 7 illustrates a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 8 is a reference diagram for explaining a self-contained slot structure in an NR system.
  • FIGS. 9 and 10 are reference views for explaining a connection method of a TXRU (Transceiver Unit) and an antenna element.
  • TXRU Transceiver Unit
  • 11 is a reference diagram for explaining the hybrid beam forming.
  • 12A and 12B are reference views for explaining a TDM mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and 14 are reference views for explaining a TDM pattern according to an embodiment of the present invention.
  • 15 shows a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • LTE Long Term Evolution
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS includes an access gateway (AG), which is located at the end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B, eNB and E-UTRAN)
  • the base station may simultaneously transmit multiple data streams for the broadcast service, the multicast service, and / or the unicast service.
  • One base station has more than one cell.
  • the cell is set to one of the bandwidths of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz and the like to provide downlink or uplink transmission service to a plurality of UEs. Different cells may be set up to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission / reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information to the downlink (DL) data, and informs the corresponding terminal of the time / frequency region in which data is to be transmitted, coding, data size, and information related to HARQ (Hybrid Automatic Repeat and ReQuest).
  • DL downlink
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and ReQuest
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink (UL) data, and notifies the time / frequency region, coding, data size, and HARQ related information that the UE can use.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between the base stations.
  • the Core Network (CN) can be composed of AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the terminal in units of TA (Tracking Area) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technologies have been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technology evolution is required to be competitive in the future.
  • a reduction in cost per bit, an increase in service availability, the use of a flexible frequency band, a simple structure and an open interface, and an appropriate power consumption of the terminal are required.
  • 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).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA, adopts OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • 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.
  • the specific terms used in the following description are provided to aid understanding of the present invention, and the use of such specific terms may be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a UE and a network are transferred.
  • the user plane means a path through which data generated in the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer as the first layer provides an information transfer service to an upper layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper Medium Access Control layer through a transmission channel (Trans antenna Port Channel).
  • Data moves between the MAC layer and the physical layer over the transport channel.
  • Data is transferred between the transmitting side and the receiving side physical layer through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme in a downlink, and is modulated in an SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) scheme in an uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the Medium Access Control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is an upper layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block in the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information in order to efficiently transmit IP packets such as IPv4 and IPv6 in a wireless interface with a narrow bandwidth.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in connection with the configuration, re-configuration and release of radio bearers (RBs).
  • RB denotes a service provided by the second layer for data transmission between the UE and the network.
  • the terminal and the RRC layer of the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in the RRC Connected Mode, otherwise it is in the RRC Idle Mode.
  • the Non-Access Stratum (NAS) layer at the top of the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS Non-Access Stratum
  • One cell constituting the base station eNB is set to one of the bandwidths of 1.4, 3, 5, 10, 15, and 20 MHz to provide downlink or uplink services to a plurality of UEs. Different cells may be set up to provide different bandwidths.
  • a downlink transmission channel for transmitting data from a network to a terminal includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information, a PCH (Paging Channel) for transmitting a paging message, a downlink SCH (Shared Channel) for transmitting user traffic or control messages, have.
  • a traffic or control message of a downlink multicast or broadcast service it may be transmitted through a downlink SCH, or may be transmitted via a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the UE to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink SCH (shared channel) for transmitting user traffic or control messages.
  • RACH random access channel
  • a logical channel mapped to a transport channel is a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH) Traffic Channel).
  • 3 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP LTE system and a general signal transmission method using the same.
  • the user equipment that has been powered on again or has entered a new cell performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station in step S301.
  • a user equipment receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from a base station, synchronizes with the base station, and acquires information such as a cell ID. Thereafter, the user equipment can receive the physical broadcast channel from the base station and obtain the in-cell broadcast information.
  • the UE may receive a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step to check the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the user equipment Upon completion of the initial cell search, the user equipment receives a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a Physical Downlink Control Channel (PDSCH) according to physical downlink control channel information in step S302, Specific system information can be obtained.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDSCH Physical Downlink Control Channel
  • the user equipment can perform a random access procedure such as steps S303 to S306 to complete the connection to the base station.
  • the user equipment transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303), and transmits a response to the preamble through the physical downlink control channel and the corresponding physical downlink shared channel Message (S304).
  • PRACH physical random access channel
  • S304 transmits a response to the preamble through the physical downlink control channel and the corresponding physical downlink shared channel Message
  • a contention resolution procedure such as transmission of an additional physical random access channel (S305) and physical downlink control channel and corresponding physical downlink shared channel reception (S306) may be performed .
  • the user equipment having performed the procedure described above transmits a physical downlink control channel / physical downlink shared channel reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) as general uplink / downlink signal transmission procedures, / Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308).
  • the control information transmitted from the user equipment to the base station 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)
  • HARQ ACK / NACK is simply referred to as HARQ-ACK or ACK / NACK (A / N).
  • the HARQ-ACK includes at least one of positive ACK (simply ACK), negative ACK (NACK), DTX and NACK / DTX.
  • 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. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed on a subframe basis, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM 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
  • a 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 continuous subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the configuration of a 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 an extended CP, the length of one OFDM symbol is increased, so that the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that in the standard CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel condition is unstable, such as when the user equipment is moving at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • One slot includes 7 OFDM symbols when a standard CP is used, so one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first three OFDM symbols at the beginning of each 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, each of which has four general subframes including two slots, a Downlink Pilot Time Slot (DwPTS), a Guard Period (GP) And a special subframe including an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS Downlink Pilot Time Slot
  • GP Guard Period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in the user equipment.
  • UpPTS is used to synchronize the channel estimation at the base station and the uplink transmission synchronization of the user equipment. That is, the DwPTS is used for downlink transmission and the UpPTS is used for uplink transmission.
  • UpPTS is used for PRACH preamble or SRS transmission.
  • 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.
  • Table 1 Indicates DwPTS and UpPTS, and the remaining area is set as the guard interval.
  • Table 2 shows the structure of the Type 2 radio frame, that is, the uplink / downlink subframe configuration (UL / DL configuration) in the TDD system.
  • D denotes a downlink subframe
  • U denotes an uplink subframe
  • S denotes the special subframe.
  • Table 2 also shows the downlink-uplink switching period in the uplink / downlink subframe setup in each system.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in a radio frame, the number of slots included in a subframe, and the number of symbols included in a slot can be changed variously.
  • FIG. 5 illustrates a resource grid for a downlink slot.
  • the downlink slot is divided into time slots OFDM symbols, and in the frequency domain Resource block.
  • the number of OFDM symbols included in the downlink slot may be modified according to the length of a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • Each element on the resource grid is referred to as a resource element (RE), and one resource element is indicated by one OFDM symbol index and one subcarrier index.
  • the number of resource blocks included in the downlink slot ( ) Is dependent on the downlink transmission bandwidth set in the cell.
  • FIG. 6 illustrates the structure of a downlink sub-frame.
  • a maximum of 3 (4) OFDM symbols located at the beginning of a first slot of 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 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) is allocated.
  • 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 carries information about the number of OFDM symbols transmitted in the first OFDM symbol of the subframe and used for transmission of the control channel in the subframe.
  • the PHICH carries a HARQ ACK / NACK (Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment / negative-acknowledgment) signal in response to the uplink transmission.
  • the control information transmitted through the PDCCH is referred to as DCI (Downlink Control Information).
  • the DCI includes resource allocation information and other control information for the user equipment or user equipment group.
  • the DCI includes uplink / downlink scheduling information, uplink transmission (Tx) power control commands, and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted within the control domain.
  • the user equipment can monitor a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide the PDCCH with a coding rate based on radio channel conditions.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REG).
  • the format of the PDCCH and the number of PDCCH bits are determined according to the number of CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the user equipment, and adds a CRC (cyclic redundancy check) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier (e.g., radio network temporary identifier (RNTI)) according to the owner of the PDCCH or the purpose of use.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • the identifier of the user equipment e.g., cell-RNTI (C-RNTI)
  • C-RNTI cell-RNTI
  • the paging identifier e.g., paging-RNTI (P-RNTI)
  • P-RNTI paging-RNTI
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • FIG. 7 illustrates a structure of an uplink subframe used in LTE.
  • the uplink subframe includes a plurality of (e.g., two) slots.
  • the slot may include a different number of SC-FDMA symbols depending on the CP length.
  • the UL subframe is divided into a data region and a control region in the frequency domain.
  • the data area includes a PUSCH and is used to transmit a data signal such as voice.
  • the control region includes a PUCCH and is used to transmit uplink control information (UCI).
  • the PUCCH includes an RB pair (RB pair) located at both ends of the data area on the frequency axis and hopping the slot to the boundary.
  • the PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • - SR (Scheduling Request): Information used for requesting uplink UL-SCH resources. OOK (On-Off Keying) method.
  • one bit of ACK / NACK is transmitted and two bits of ACK / NACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • the CSI includes a CQI (Channel Quality Indicator), and feedback information related to Multiple Input Multiple Output (MIMO) includes a Rank Indicator (RI), a Precoding Matrix Indicator (PMI), and a Precoding Type Indicator (PTI). 20 bits per subframe are used.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • RI Rank Indicator
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • PTI Precoding Type Indicator
  • the amount of control information (UCI) that the user equipment can transmit in the subframe depends on the number of SC-FDMAs available for control information transmission.
  • the SC-FDMA available for transmission of control information means the remaining SC-FDMA symbol excluding the SC-FDMA symbol for reference signal transmission in the subframe. In the case of the subframe in which the SRS (Sounding Reference Signal) is set, SC-FDMA symbols are excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • MTC Massive Machine Type Communications
  • a design of a communication system considering a service / UE sensitive to reliability and latency has been proposed.
  • a new wireless access technology system has been proposed as a new wireless access technology considering enhanced mobile broadband communication, massive MTC, and URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication).
  • the present invention is referred to as New RAT or NR (New Radio) for the sake of convenience.
  • mu and cyclic prefix information for each carrier bandwidth part can be signaled for each of a downlink (DL) or uplink (UL).
  • mu and cyclic prefix information for the downlink carrier bandwidth part may be signaled via higher layer signaling DL-BWP-mu and DL-MWP-cp.
  • mu and cyclic prefix information for the uplink carrier bandwidth part may be signaled via higher layer signaling UL-BWP-mu and UL-MWP-cp
  • downlink and uplink transmission are composed of 10 ms long frames.
  • the frame may be composed of 10 sub-frames each having a length of 1 ms. At this time, the number of consecutive OFDM symbols for each subframe is to be.
  • Each frame may be composed of two half frames having the same size.
  • each half-frame may be composed of sub-frames 0 - 4 and 5 - 9, respectively.
  • the slots are arranged in ascending order within one subframe Are numbered in ascending order within one frame As shown in FIG.
  • the number of consecutive OFDM symbols in one slot ( ) Can be determined according to the cyclic prefix as shown in the following table.
  • a starting slot in one subframe ( ) Is the starting OFDM symbol ( )
  • the time dimension Table 4 shows the number of OFDM symbols per slot / per frame / subframe for a normal cyclic prefix
  • Table 5 shows the number of OFDM symbols per slot / frame / subframe for an extended cyclic prefix. Represents the number of OFDM symbols per subframe.
  • a self-contained slot structure can be applied with the slot structure as described above.
  • FIG. 8 is a diagram showing a self-contained slot structure applicable to the present invention.
  • the base station and the UE can sequentially perform DL transmission and UL transmission within one slot, and transmit and receive DL data within the one slot and transmit / receive UL ACK / NACK thereto.
  • this structure reduces the time it takes to retransmit data when a data transmission error occurs, thereby minimizing the delay in final data transmission.
  • a time gap of a certain time length is required for the base station and the UE to switch from the transmission mode to the reception mode or to switch from the reception mode to the transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the self-supporting slot structure may be set as a guard period (GP).
  • the self-supporting slot structure includes both the DL control region and the UL control region has been described, but the control regions may be selectively included in the self-supporting slot structure.
  • the self-supporting slot structure according to the present invention may include not only the DL control region and the UL control region but also the DL control region or the UL control region as shown in FIG.
  • a slot may have various slot formats.
  • the OFDM symbol of each slot can be classified into a downlink (denoted by 'D'), a flexible (denoted by 'X'), and an uplink (denoted by 'U').
  • the UE in the downlink slot, the UE generates downlink transmission only in 'D' and 'X' symbols. Similarly, in the uplink slot, the UE can assume that the uplink transmission occurs only in the 'U' and 'X' symbols.
  • the wavelength is short, and it is possible to install a plurality of antenna elements in the same area. That is, since the wavelength is 1 cm in the 30 GHz band, a total of 100 antenna elements can be provided when a 2-dimensional array is arranged at intervals of 0.5 lambda (wavelength) on a panel of 5 * 5 cm. Accordingly, in a millimeter wave (mmW), a plurality of antenna elements can be used to increase the beamforming (BF) gain to increase the coverage or increase the throughput.
  • BF beamforming
  • each antenna element may include TXRU (Transceiver Unit) so that transmission power and phase can be adjusted for each antenna element.
  • TXRU Transceiver Unit
  • each antenna element can perform independent beamforming for each frequency resource.
  • hybrid beamforming having B TXRUs that are fewer than Q antenna elements as an intermediate form of digital beamforming and analog beamforming can be considered.
  • the direction of a beam that can be transmitted at the same time may be limited to B or less.
  • FIG 9 and 10 are views showing typical connection methods of TXRU and antenna elements.
  • the TXRU virtualization model shows the relationship between the output signal of the TXRU and the output signal of the antenna element.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a manner in which a TXRU is connected to a sub-array.
  • the antenna element is connected to only one TXRU.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a manner in which a TXRU is connected to all antenna elements.
  • the antenna element is connected to all TXRUs.
  • the antenna element requires a separate adder as shown in FIG. 8 to be connected to all TXRUs.
  • W represents a phase vector multiplied by an analog phase shifter. That is, W is a main parameter for determining the direction of the analog beamforming.
  • the mapping between the CSI-RS antenna port and the TXRUs may be 1: 1 or 1: to-many.
  • the analog beamforming (or RF (Radio Frequency) beamforming) means an operation of performing precoding (or combining) in the RF stage.
  • the baseband stage and the RF stage perform precoding (or combining), respectively. This has the advantage of achieving performance close to digital beamforming while reducing the number of RF chains and the number of digital-to-analog (or analog-to-digital) converters.
  • the hybrid beamforming structure may be represented by N transceiver units (TXRU) and M physical antennas.
  • TXRU transceiver units
  • the digital beamforming for the L data layers to be transmitted by the transmitting end may be represented by an N * L (N by L) matrix.
  • the converted N digital signals are then converted to an analog signal through a TXRU, and an analog beamforming represented by an M * N (M by N) matrix is applied to the converted signal.
  • FIG. 11 is a simplified view of a hybrid beamforming structure in terms of TXRU and physical antennas.
  • the number of digital beams is L and the number of analog beams is N in FIG.
  • the base station is designed to change the analog beamforming on a symbol-by-symbol basis, thereby considering a method of supporting more efficient beamforming to a terminal located in a specific area.
  • the NR system according to the present invention includes a plurality of antenna panels to which independent hybrid beamforming can be applied, To be introduced.
  • an analog beam advantageous for signal reception may be different for each terminal. Accordingly, in the NR system to which the present invention can be applied, a base station applies a different analog beam for each symbol in a specific sub-frame SF (at least a synchronization signal, system information, paging, etc.) Beam sweeping operations are being considered to allow reception opportunities.
  • a specific sub-frame SF at least a synchronization signal, system information, paging, etc.
  • the UE is discussing dual connectivity which is simultaneously connected to the NR base station and the LTE base station.
  • the LTE base station In 3GPP Rel.15, the UE is discussing dual connectivity which is simultaneously connected to the NR base station and the LTE base station.
  • intermodulation distortion interference appears in the LTE DL .
  • Techniques for single Tx are discussed in order to support this, and the way in which LTE UL and NR UL are time division multiplexed (TDM) is discussed.
  • the LTE base station In order to TDM the LTE UL with NR UL, the LTE base station will use some of the resources of the LTE UL UE-specific. If only some UL subframes are used for LTE in the LTE UL, which is a Frequency Division Duplex (FDD), only some DL subframes can be used to instruct the UL subframe for scheduling / HARQ timing (scheduling / HARQ timing) .
  • FDD Frequency Division Duplex
  • LTE short-TTI can be transmitted in one LTE subframe by using the short-TTI (sTTI), considering that the NR UL can transmit with various TTI lengths (Transmission Time Interval length)
  • NR short-TTI can be TDM together, resulting in more and more transmission timing.
  • short-TTI short-TTI
  • LTE FDD long-term evolution
  • LTE TDD-FDD CA LTE Carrier Aggregation
  • an agenda of a short-TTI (sTTI) that is currently being discussed in LTE in a UL subframe designated for a scheduled PUSCH (scheduled PUSCH) or HARQ Ack / Short-TTI PDCCHs or short-TTI PDSCHs associated with short TTI ULs are pre-mapped in time by a delta Short TTI number on a downlink subframe basis.
  • sTTI short-TTI
  • Short-TTI PDCCHs or short-TTI PDSCHs within a length of one DL subframe include short TTIs within one UL subframe associated with a scheduled PUSCH (PUSCH) or HARQ Ack / Nack transmission, Assuming that there is only a frame, a relative position is determined and mapped.
  • RRC signaling e.g., RRC signaling
  • Short TTI Short Transmission Time Interval
  • a short-TTI PDCCH or a short-TTI PDSCH is mapped back in time by a Delta Short TTI number .
  • the UL subframe to be transmitted is determined using the HARQ timing of the TDD-FDD CA for the TDD PCell-FDD SCell used in the LTE, and then the sTTI DL and the sTTI UL can be mapped to the UL subframe.
  • Short TTI Short Transmission Time Interval
  • TTI Short-Transmission Time Interval
  • TDD UL / DL configuration DL-reference TDD UL / DL configuration
  • the position of the short transmission time interval (TTI) in the UL subframe may be informed by a higher layer signaling (e.g., RRC signaling) or a MAC (Media Access Control Control) .
  • a higher layer signaling e.g., RRC signaling
  • a MAC Media Access Control Control
  • a UL subframe to be transmitted is found using the HARQ timing of the FDD used in LTE, and a Short Transmission Time Interval (TTI) Or scheduled PUSCH (PUSCH) or HARQ Ack / Nack.
  • TTI Short Transmission Time Interval
  • PUSCH scheduled PUSCH
  • Nack HARQ Ack
  • the position of the short TTI in the UL subframe may be informed by higher layer signaling (e.g., RRC signaling) or a Media Access Control Control Element (MAC) or a control channel, or may be predetermined in advance.
  • higher layer signaling e.g., RRC signaling
  • MAC Media Access Control Control Element
  • TDM Short-Transmission Time Interval
  • FIGS. 12A and 12B are reference diagrams for explaining efficient TDM using a short TTI.
  • 12A and 12B show TDM units for TDM for LTE UL and NR UL in dual connectivity DC.
  • FIG. 12A illustrates the LTE UL and NR UL uplink timings of TDM when performing TDM on a subframe-
  • FIG. 12B shows that both the LTE and the NR can be spread over time in the TDM uplink timing in a short TTI (Short Transmission Time Interval) unit.
  • Short Transmission Time Interval Short Transmission Time Interval
  • the TDM of the short TTI (Short Transmission Time Interval) unit can be considered as the following unit by backhaul signaling between base stations corresponding to each UL when the UL is TDM.
  • FIG. 13 shows a case in which a TDM pattern having a periodicity of 40 ms and a 1 ms sub-frame granularity and considering a single UL transmission (single UL tx) and UL / DL TDM is applied as a 2-bit bitmap, To pattern D shown in Fig.
  • the LTE FDD LR scheduling / HARQ timing in the scheduling / HARQ timing can alleviate the problems that may occur due to combining with the existing system There is an effect that can be.
  • FIG. 14 shows a case where a TDM pattern having a periodicity of 40 ms and a 1 ms sub-frame granularity and considering a single UL transmission (single UL tx) and UL / DL TDM is applied as a 2-bit bitmap, To pattern D shown in Fig.
  • the TDM pattern has the pattern A or the pattern B in a period of 40 ms, there is an effect of mitigating the problems that may occur due to the combination of the LTE FDD LR scheduling / HARQ timing with the existing system in the scheduling / HARQ timing have.
  • the LTE DL can not be used efficiently efficiently.
  • DL assignment can not be performed in the DL subframe of the time corresponding to the UL subframe of the TDD setting.
  • the UL subframe can be modified as shown in Table 7 so that DL assignment can be performed.
  • Table 7 shows the DL subframe and the special subframe according to the timing of Table 6 based on the HARQ timing when the DL assignment is performed in the TDD setup in the DL subframe and the special subframe in the TDD setup. Is a table in which HARQ timing is added when a DL assignment is made.
  • the PUSCH scheduling / HARQ timing in the dual-connectivity (DC) mode is different from the scheduling / HARQ timing in the TDD PCell and the FDD SCell CA when the ACELL / NACK for the DL assignment of the SCell is transmitted from the PCell.
  • sTTI can use the above Table 7 for scheduling / HARQ timing (scheduling / HARQ timing).
  • the PUSCH scheduling timing in the current sTTI is as shown in Table 8.
  • Table 8 shows the values of K when PUSCH is transmitted in n + K slots when UL grant comes in n slots.
  • Table 8 is basically the contents of designing the K value when the UL grant comes in the DL subframe and the special subframe in the TDD setup.
  • the number of DL subframes is larger than the number of UL subframes, Of the total number. Since the DL assignment will be relatively more than the UL assignment and it is difficult to transmit a large number of PUSCHs to the limited UL resource, it also reduces the monitoring complexity of the UE by limiting the opportunity of the UL grant .
  • PUSCH scheduling in DC can also use Table 8 for the same reason.
  • the UL grant may be designed as shown in Table 9 to limit latency by limiting the number of UL subframes.
  • Table 9 shows that when UL is used in DC, only the UL timing is limited to the TDD setting with the LTE FDD carrier, and since the DL timing is always available, the UL grant can always be transmitted in the DL slot 4 slots before in the UL subframe .
  • Table 8 can not apply Table 9 because UL grant can be transmitted only in the DL subframe and the special subframe.
  • FIG. 15 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • a relay When a relay is included in a wireless communication system, communication is performed between the base station and the relay on the backhaul link, and communication is performed between the relay and the terminal on the access link. Therefore, the base station or the terminal illustrated in the figure can be replaced with a relay in a situation.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a terminal (UE) 120.
  • 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 an RF 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 base station 110 and / or the terminal 120 may have a single antenna or multiple antennas.
  • 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 eNodeB (eNB), an access point, and the like.
  • 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 LTE and NR-based signal transmission and reception method and apparatus therefor in the wireless communication system as described above can be applied to various wireless communication systems.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 제 1 RAT(Radio Access Technology) 및 제 2 RAT에 듀얼 커넥티드된(dual-connected) 단말의 신호 송수신 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 제 1 RAT 기반의 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정(Downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration)을 수신하는 단계 및 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 상향링크 서브프레임이 소정의 길이를 가지는 제 1 전송 시간 단위와 연관되는 경우, 제 1 전송 시간 단위를 제 1 RAT를 위하여 설정하고, 상향링크 서브프레임에서 전송 시간 단위를 제외한 제 2 전송 시간 단위를 제 2 RAT를 위하여 설정하는 TDM(time division multiplexing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 LTE 및 NR에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 LTE 및 NR에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 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.
또한, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology)에 비해 향상된 모바일 광대역(mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 MTC (massive Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도(reliability) 및 지연 속도(latency) 에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다.
이와 같이 향상된 모바일 광대역 통신(enhanced mobile broadband communication), 매시브(massive) MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술(radio access technology) 의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 NR 이라고 부른다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 LTE 및 NR에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
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.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템에서 제 1 RAT(Radio Access Technology) 및 제 2 RAT에 듀얼 커넥티드된(dual-connected) 단말의 신호 송수신 방법은, 상기 제 1 RAT 기반의 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정(Downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration)을 수신하는 단계; 및 상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 상향링크 서브프레임이 소정의 길이를 가지는 제 1 전송 시간 단위와 연관되는 경우, 상기 제 1 전송 시간 단위를 상기 제 1 RAT를 위하여 설정하고, 상기 상향링크 서브프레임에서 상기 전송 시간 단위를 제외한 제 2 전송 시간 단위를 상기 제 2 RAT를 위하여 설정하는 TDM(time division multiplexing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 상향링크 서브프레임 상에서, 상기 제 1 전송 시간 단위를 가지는 하향링크 신호와 연관된, 상기 제 1 전송 시간 단위를 가지는 상향링크 신호간의 상대적인 위치는, 상위 계층 시그널링을 통하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며, 상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고, 상기 제 1 시간 단위가 상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 하향링크 서브프레임을 기준으로 Δ숏-TTI 넘버(delta short transmission time interval number)만큼 뒤에 매핑되는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 타이밍을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며, 상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고, 상기 상향링크 서브프레임내에 상기 제 1 전송 시간 단위가 1 개만 존재하는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ 타이밍을 이용하여 결정되며, 상기 상향링크 서브프레임 내의 제 1 전송 시간 단위 상에서 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며, 상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고, 상기 상향링크 서브프레임내에 상기 제 1 전송 시간 단위가 1 개만 존재하는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ 타이밍을 이용하여 결정되며, 상기 상향링크 서브프레임 내의 제 1 전송 시간 단위 상에서 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 나아가, 상기 상향링크 서브프레임의 상기 제 1 전송 시간 단위는, 상위 계층 시그널링 혹은 MAC CE(Media Access Control Control Element) 혹은 제어 채널 중 하나를 통하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제 1 RAT와 상기 제 2 RAT 간의 TDM(time division multiplexing) 정보는, 상기 제 1 RAT를 위한 제 1 기지국과 상기 제 2 RAT를 위한 제 2 기지국간의 백홀 시그널링(backhaul signaling)을 통하여 교환되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제 1 전송 시간 단위와 연관된 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 타이밍은 미리 설정된 K(여기서, K는 자연수) 값에 따라 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 소정의 시간 단위는, 하나의 서브프레임의 길이보다 작은 길이를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 제 1 RAT(Radio Access Technology) 및 제 2 RAT에 듀얼 커넥티드되어(dual-connected) 신호를 송수신하는 단말에 있어서, 무선 주파수 유닛(radio frequency unit); 및 프로세서(processor)를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 제 1 RAT 기반의 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정(Downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration)을 수신하고, 상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 상향링크 서브프레임이 소정의 길이를 가지는 제 1 전송 시간 단위와 연관되는 경우, 상기 제 1 전송 시간 단위를 상기 제 1 RAT를 위하여 설정하고, 상기 상향링크 서브프레임에서 상기 전송 시간 단위를 제외한 제 2 전송 시간 단위를 상기 제 2 RAT를 위하여 설정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 LTE 및 NR에 기반한 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 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 예시한다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 8은 NR 시스템에서 자립적 슬롯 구조(Self-contained slot structure)를 설명하기 위한 참고도이다.
도 9 및 도 10은 TXRU(Transceiver Unit)과 안테나 요소(antenna element)의 연결 방식을 설명하기 위한 참고도이다.
도 11은 하이브리드 빔 포밍을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM 형태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM 패턴을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 나타낸다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution, 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment, UE)과 기지국(eNode B, eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink, UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network, CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 대역의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
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 CDMA2000과같은 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. UTRA는UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. 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. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Trans안테나 포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 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. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 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 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 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.
도4의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(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 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 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 표준 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 사용자 기기가 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
표준 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 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.
도4의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 2개의 슬롯을 포함하는 4개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP) 및UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함하는 특별 서브프레임(special subframe)으로 구성된다.
상기 특별 서브프레임에서, DwPTS는 사용자 기기에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 사용자 기기의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS는 하향링크 전송으로, UpPTS는 상향링크 전송으로 사용되며, 특히 UpPTS는 PRACH 프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한, 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1에서
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000001
인 경우 DwPTS와 UpPTS를 나타내며, 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000002
한편, 타입 2 무선 프레임의 구조, 즉 TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정(UL/DL configuration)은 아래의 표 2와 같다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000003
상기 표 2에서 D는 하향링크 서브프레임, U는 상향링크 서브프레임을 지시하며, S는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한, 상기 표 2는 각각의 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.
상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.
도 5를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000004
OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000005
자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000006
부반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000007
×
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000008
부반송파를 포함한다. 도 5는 하향링크 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하고 자원블록이 12 부반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하향링크 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 순환전치(Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다.
자원그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element; RE)라 하고, 하나의 자원 요소는 하나의 OFDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지시된다. 하나의 RB는
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000009
×
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000010
자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수(
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000011
)는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
도 6은 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE에서 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 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI는 사용자 기기 또는 사용자 기기 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 상향/하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다.
PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel,UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 사용자 기기 그룹 내의 개별 사용자 기기들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 사용자 기기는 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 사용자 기기에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 사용자 기기를 위한 것일 경우, 해당 사용자 기기의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system Information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system Information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.
도 7은 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터영역은 PUSCH를 포함하고 음성등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어영역은 PUCCH를 포함하고 상향링크 제어정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ ACK/NACK:PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator)를 포함하고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding 타입 Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
사용자 기기가 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다.
이하에서는 새로운 무선 접속 기술 (New Radio Access Technology) 시스템에 대하여 설명한다. 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술 (radio access technology, RAT)에 비해 향상된 단말 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되었다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 MTC (massive Machine Type Communications) 역시 필요하게 되었다. 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연 (latency) 에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템의 디자인이 제시되었다.
이와 같이 향상된 단말 광대역 통신 (enhanced mobile broadband communication), 매시브 MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 새로운 무선 접속 기술로써 새로운 무선 접속 기술 시스템이 제안되었다. 이하, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 New RAT 또는 NR (New Radio)이라 명명한다.
본 발명이 적용 가능한 NR 시스템에서는 하기 표와 같은 다양한 OFDM 뉴머롤로지(Numeriologies)를 지원한다. 이때, 반송파 대역폭 부분 (carrier bandwidth part)별 μ 및 순환 전치 (Cyclic prefix) 정보는 하향링크 (DL) 또는 상향링크 (UL) 별로 각각 시그널링될 수 있다. 일 예로, 하향링크 반송파 대역폭 부분 (downlink carrier bandwidth part)을 위한 μ 및 순환 전치 (Cyclic prefix) 정보는 상위 계층 시그널링 DL-BWP-mu 및 DL-MWP-cp를 통해 시그널링될 수 있다. 다른 예로, 상향링크 반송파 대역폭 부분 (uplink carrier bandwidth part)을 위한 μ 및 순환 전치 (Cyclic prefix) 정보는 상위 계층 시그널링 UL-BWP-mu 및 UL-MWP-cp를 통해 시그널링될 수 있다
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000012
NR에서 프레임 구조를 살펴보면, 하향링크 및 상향링크 전송은 10ms 길이의 프레임으로 구성된다. 상기 프레임은 1ms 길이의 서브프레임이 10개 모여 구성될 수 있다. 이때, 각 서브프레임 별 연속하는 OFDM 심볼의 개수는
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000013
이다.
각 프레임은 2개의 동일한 크기를 갖는 하프-프레임(half frame)으로 구성될 수 있다. 이때, 각 하프-프레임은 각각 서브프레임 0 - 4 및 서브프레임 5- 9 로 구성될 수 있다.
부반송파 간격(subcarrier spacing) μ 에 대해, 슬롯은 하나의 서브프레임 내 오름차순으로
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000014
와 같이 넘버링되고, 하나의 프레임 내 오름차순으로
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000015
와 같이 넘버링될 수 있다. 이때, 하나의 슬롯 내 연속하는 OFDM 심볼 개수 (
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000016
)는 순환 전치에 따라 하기 표와 같이 결정될 수 있다. 하나의 서브프레임 내 시작 슬롯 (
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000017
)은 동일한 서브프레임 내 시작 OFDM 심볼 (
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000018
) 과 시간 차원에서 정렬되어 있다 (aligned). 하기 표 4는 일반 순환 전치 (normal cyclic prefix)를 위한 슬롯별 / 프레임별/ 서브프레임별 OFDM 심볼의 개수를 나타내고, 표 5는 확장된 순환 전치 (extended cyclic prefix)를 위한 슬롯별 / 프레임별/ 서브프레임별 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000019
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000020
본 발명이 적용 가능한 NR 시스템에서는 상기와 같은 슬롯 구조로써 자립적 슬롯 구조 (Self-contained slot structure)가 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명에 적용 가능한 자립적 슬롯 구조 (Self-contained slot structure)를 나타낸 도면이다.
도 8에서 빗금친 영역 (예: symbol index =0)은 하향링크 제어 (downlink control) 영역을 나타내고, 검정색 영역 (예: symbol index =13)은 상향링크 제어 (uplink control) 영역을 나타낸다. 이외 영역 (예: symbol index = 1 ~ 12)은 하향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다.
이러한 구조에 따라 기지국 및 UE는 한 개의 슬롯 내에서 DL 전송과 UL 전송을 순차적으로 진행할 수 있으며, 상기 하나의 슬롯 내에서 DL 데이터를 송수신하고 이에 대한 UL ACK/NACK도 송수신할 수 있다. 결과적으로 이러한 구조는 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연을 최소화할 수 있다.
이와 같은 자립적 슬롯 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 또는 수신모드에서 송신모드로 전환을 위해서는 일정 시간 길이의 타입 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 자립적 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼은 가드 구간 (guard period, GP)로 설정될 수 있다.
앞서 상세한 설명에서는 자립적 슬롯 구조가 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우를 설명하였으나, 상기 제어 영역들은 상기 자립적 슬롯 구조에 선택적으로 포함될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 자립적 슬롯 구조는 도 8과 같이 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우 뿐만 아니라 DL 제어 영역 또는 UL 제어 영역만을 포함하는 경우도 포함할 수 있다.
일 예로, 슬롯은 다양한 슬롯 포맷을 가질 수 있다. 이때, 각 슬롯의 OFDM 심볼은 하향링크 ('D'로 표기함), 플렉시블('X'로 표기함), 상향링크 ('U'로 표기함)로 분류될 수 있다.
따라서, 하향링크 슬롯에서 UE는 하향링크 전송이 'D' 및 'X' 심볼들에서만 발생한다고 가정할 수 있다. 이와 유사하게, 상향링크 슬롯에서 UE는 상향링크 전송이 'U' 및 'X' 심볼에서만 발생한다고 가정할 수 있다.
이하에서는 아날로그 빔포밍 (Analog beamforming)에 대하여 설명한다.
밀리미터 파 (Millimeter Wave, mmW)에서는 파장이 짧아 동일 면적에 다수개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능하다. 즉, 30GHz 대역에서 파장은 1cm이므로, 5 * 5 cm의 패널(panel)에 0.5 lambda(파장) 간격으로 2-차원 (2-dimension) 배열을 하는 경우 총 100개의 안테나 요소를 설치할 수 있다. 이에 따라, 밀리미터 파 (mmW)에서는 다수개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 (beamforming, BF) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 쓰루풋 (throughput)을 높일 수 있다.
이때, 안테나 요소 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 각 안테나 요소는 TXRU(Transceiver Unit)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 각 안테나 요소는 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍을 수행할 수 있다.
그러나 100여개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 시프터 (analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍이 어렵다는 단점을 갖는다.
이에 대한 해결 방안으로, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드 빔포밍 (hybrid BF)를 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔(beam)의 방향은 B개 이하로 제한될 수 있다.
도 9 및 도 10은 TXRU와 안테나 요소 (element)의 대표적인 연결 방식을 나타낸 도면이다. 여기서 TXRU 가상화 (virtualization) 모델은 TXRU의 출력 신호와 안테나 요소의 출력 신호의 관계를 나타낸다.
도 9는 TXRU가 서브 어레이 (sub-array)에 연결된 방식을 나타낸 도면이다. 도 9의 경우, 안테나 요소는 하나의 TXRU에만 연결된다.
반면, 도 10은 TXRU가 모든 안테나 요소에 연결된 방식을 나타낸 도면이다. 도 10의 경우, 안테나 요소는 모든 TXRU에 연결된다. 이때, 안테나 요소가 모든 TXRU에 연결되기 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 별도의 덧셈기를 필요로 한다.
도 9 및 도 10에서, W는 아날로그 위상 시프터 (analog phase shifter)에 의해 곱해지는 위상 벡터를 나타낸다. 즉, W는 아날로그 빔포밍의 방향을 결정하는 주요 파라미터이다. 여기서 CSI-RS 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 1:1 또는 1:다(多) (1-to-many) 일 수 있다.
도 9의 구성에 따르면, 빔포밍의 포커싱이 어려운 단점이 있으나, 전체 안테나 구성을 적은 비용으로 구성할 수 있다는 장점이 있다.
도 10의 구성에 따르면, 빔포밍의 포커싱이 쉽다는 장점이 있다. 다만, 모든 안테나 요소에 TXRU가 연결되는 바, 전체 비용이 증가한다는 단점이 있다.
본 발명이 적용 가능한 NR 시스템에서 복수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍 (Digital beamforming) 및 아날로그 빔포밍 (Analog beamforming)을 결합한 하이브리드 빔포밍 (Hybrid beamforming) 기법이 적용될 수 있다. 이때, 아날로그 빔포밍 (또는 RF (Radio Frequency) 빔포밍)은 RF 단에서 프리코딩 (또는 콤바이닝 (Combining))을 수행하는 동작을 의미한다. 그리고, 하이브리드 빔포밍에서 베이스대역 (Baseband) 단과 RF 단은 각각 프리코딩 (또는 콤바이닝)을 수행한다. 이로 인해 RF 체인 수와 D/A (Digital-to-Analog) (또는 A/D (Analog-to-Digital) 컨버터 수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다.
설명의 편의상, 상기 하이브리드 빔포밍 구조는 N개 송수신단 (Transceiver unit, TXRU)과 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 이때, 송신단에서 전송할 L개 데이터 계층 (Data layer)에 대한 디지털 빔포밍은 N * L (N by L) 행렬로 표현될 수 있다. 이후 변환된 N개 디지털 신호는 TXRU를 거쳐 아날로그 신호로 변환되고, 상기 변환된 신호에 대해 M * N (M by N) 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다.
도 11은 TXRU 및 물리적 안테나 관점에서의 하이브리드 빔포밍 구조를 간단히 나타낸 도면이다. 이때, 상기 도 11에서 디지털 빔의 개수는 L개이며, 아날로그 빔의 개수는 N개이다.
추가적으로, NR 시스템에서는 기지국이 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 설계하여 특정한 지역에 위치한 단말에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방법을 고려하고 있다. 더 나아가, 도11과 같이 특정 N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로 정의할 때, 본 발명에 따른 NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안까지 고려되고 있다.
상기와 같이 기지국이 복수의 아날로그 빔을 활용하는 경우, 단말 별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있다. 이에 따라, 본 발명이 적용 가능한 NR 시스템에서는 기지국이 특정 서브프레임 (SF) 내에서 심볼 별로 상이한 아날로그 빔을 적용하여 (적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 (Paging) 등) 신호를 전송함으로써 모든 단말이 수신 기회를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑 (Beam sweeping) 동작이 고려되고 있다.
이하, 본 발명에서는 UE가 NR 기지국과 LTE 기지국에 동시 접속된 듀얼 커넥티비티(dual connectivity) 상황에서 LTE DL/UL에서 숏-TTI(Short Transmission Time Interval)를 이용하는 방안에 대하여 설명한다. 나아가, 이하 설명에서는 EN-DC인 상황, 즉, LTE Pcell과 NR Scell의 조합인 경우를 중심으로 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이에 한정해서 해석해서는 아니될 것이다.
3GPP Rel.15 에서는 UE가 NR 기지국과 LTE 기지국에 동시 접속된 듀얼 커넥티비티(dual connectivity)를 논의중이다. 이 때, 특정 대역 결합(band combination)에서는 NR 상향링크(NR UL)과 LTE 상향링크(LTE UL)을 동 시간(time)상에 전송할 경우, IMD 간섭(intermodulation distortion interference)가 LTE DL에 나타나게 된다. 이를 지원(support)하기 위해 싱글 전송(single Tx)를 위한 기술이 논의되었고, LTE UL과 NR UL이 TDM(Time Division Multiplexing)되는 방식이 논의되고 있다.
LTE UL을 NR UL과 TDM하기 위해, LTE 기지국은 단말-특정(UE specific)하게 LTE UL의 자원의 일부를 사용하게 된다. FDD(Frequency Division Duplex)인 LTE UL에서 일부 UL 서브프레임만 LTE를 위해 사용하게 되면, UL 서브프레임을 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)을 위해 지시하기 위해 일부 DL 서브프레임만 사용할 수 밖에 없다. 따라서, 좀 더 많은 DL 서브프레임에서 UL 서브프레임을 지시하기 위해 LTE TDD PCell FDD SCell의 TDD-FDD CA의 크로스-캐리어 스케쥴링(cross carrier scheduling)의 HARQ 타이밍을 사용할 수 있도록, 듀얼 커넥티비티(dual connectivity) UE를 위해 LTE 하향링크 참조 UL/DL TDD 설정(LTE DL reference UL/DL TDD configuration)을 설정(configure)할 수 있도록 하였다.
만약, 듀얼 커넥티비티(dual connectivity)상황에서 LTE DL/UL을 위해 숏 TTI(sTTI)를 사용하게 되면, LTE UL과 NR UL을 좀 더 유연(flexible)하게 TDM(Time Division Multiplexing)을 할 수 있는 여지가 생긴다. NR UL이 TDD에서 다양한 TTI 길이(Transmission Time Interval length)를 가지고, 전송할 수 있음을 감안하면, LTE UL 역시 숏-TTI(sTTI)를 사용함으로써, 하나의 LTE 서브프레임에 LTE 숏-TTI(sTTI)와 NR 숏-TTI(sTTI)가 함께 TDM될 수 있게 되어, 좀 더 많고 다양한 전송 타이밍(transmission timing)이 발생하게 된다.
나아가, LTE에서 숏-TTI(sTTI)를 사용하게 될 경우, 한 가지 고려해 보아야 할 점은 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)이다. 이는 LTE FDD 방식이나, LTE TDD-FDD CA 방식을 모두 사용할 수 있게 되는데, 상술한 대로 LTE CA(LTE Carrier Aggregation)방식을 사용하면, 모든 DL 서브프레임에서 UL을 지시(indication)해 줄 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 숏-TTI(sTTI)를 사용할 경우에는 모든 DL 서브프레임에서 모든 UL을 지시(indication)하기 위해서는 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)에 변화가 필요하게 된다.
특히, 현재 LTE에서 다루고 있는 숏-TTI(sTTI)의 아젠다(agenda)인 LR(Latency Reduced)에서는, 스케쥴된 PUSCH(scheduled PUSCH) 또는 HARQ Ack/Nack 전송을 위해 지시되는 한 개의 UL 서브프레임 내에 있는 숏 TTI UL들과 연계된 숏-TTI PDCCH 또는 숏-TTI PDSCH들은 한 개의 하향링크 서브프레임 기준으로 ΔsTTI 넘버(delta Short TTI number)만큼 시간상으로 앞에 매핑되어 있다. 이러한 하향링크 서브프레임 한 개의 길이 내의 숏-TTI PDCCH 또는 숏-TTI PDSCH들은 스케쥴된 PUSCH(scheduled PUSCH) 또는 HARQ Ack/Nack 전송을 위해 연계된 UL 서브프레임 한 개의 길이 내의 숏 TTI들과 한 개의 서브프레임만 있다고 가정했을 때 서로 상대적인 위치가 결정되어 매핑된다. 이러한 상대적인 위치를 결정하기 위한 규칙(예를 들어, k=n+4)은, 미리 설정되거나 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통하여 지시될 수 있다. 이하, 본 발명에서는 이러한 하향링크 서브프레임 한 개의 길이와 연계된 상향링크 서브프레임 한 개의 길이 간에 결정된 매핑 방안에 대하여 설명한다.
본 발명에서는 LTE에서 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)를 사용시,
- FDD에서 일부 UL만 사용하기 위해,
- 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)을 위해,
DL-참조 TDD UL/DL 설정(DL-reference TDD UL/DL configuration)을 UL을 위해 설정할 경우, 숏-TTI PDCCH 또는 숏-TTI PDSCH를 ΔsTTI 넘버(delta Short TTI number)만큼 시간상으로 뒤에 매핑한 뒤, LTE에서 사용하는 TDD PCell-FDD SCell을 위한 TDD-FDD CA의 HARQ 타이밍을 이용해 전송할 UL 서브프레임을 찾아낸 뒤, 이에 sTTI DL과 sTTI UL을 매핑할 수 있다.
다만, 이러한 방안은 LTE FDD UL에서 사용하려는 일부 UL 자원이 서브프레임단위일 경우 효율적이다. 그러나, LTE UL이 좀 더 듀얼 커넥티드(dual connected)된 NR UL과 유연(flexible)하게 TDM하기 위해서는 숏-TTI(Short Transmission Time Interval) 단위로 UL 자원을 LTE 자원으로 사용하는 것이 좋다.
따라서, 본 발명에서는 추가적으로, LTE에서 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)를 사용시,
- FDD에서 일부 UL만 사용하기 위해,
- 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)을 위해,
DL-참조 TDD UL/DL 설정(DL-reference TDD UL/DL configuration)을 UL을 위해 설정하고, 설정된 UL내에 한 개의 숏-TTI(Short Transmission Time Interval)가 존재할 경우, LTE에서 사용하는 TDD PCell-FDD SCell을 위한 TDD-FDD CA의 HARQ 타이밍을 이용해 전송할 UL 서브프레임을 찾아낸 뒤, 그 안에 존재하는 숏-TTI에서 스케쥴된 PUSCH 또는 HARQ Ack/Nack을 전송할 수 있다.
이 때, UL 서브프레임내의 숏-TTI(Short Transmission Time Interval)의 위치는 상위 계층 시그널링(e.g. RRC signaling) 또는 MAC CE(Media Access Control Control Element) 또는 제어 채널에서 알려주거나, 사전에 미리 지정할 수 있다.
다만, DL-참조 TDD UL/DL 설정(DL-reference TDD UL/DL configuration)에서 설정된 상향링크 서브프레임 내에서 하나의 sTTI만 존재할 경우, 일부 서브프레임내의 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)만을 UL로 이용한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 LTE에서 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)를 사용시,
- FDD에서 일부 UL만 사용하기 위해,
- 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)을 위해,
모든 UL 서브프레임내에 한 개의 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)가 존재할 경우, LTE에서 사용하는 FDD의 HARQ 타이밍을 이용해 전송할 UL 서브프레임을 찾아낸 뒤, 그 안에 존재하는 숏-TTI(Short Transmission Time Interval)에서 스케쥴된 PUSCH(scheduled PUSCH) 또는 HARQ Ack/Nack을 전송할 수 도 있다.
여기서, UL 서브프레임내의 숏 TTI의 위치는 상위 계층 시그널링(e.g. RRC signaling) 또는 MAC CE(Media Access Control Control Element) 또는 제어 채널에서 알려주거나, 사전에 미리 지정할 수 있다.
나아가, 듀얼 커넥티비티(dual connectivity)에서 싱글 전송(single Tx)을 위해 2개의 UL 캐리어를 TDM하거나 서로 다른 UL DL 캐리어들사이에 TDM할 경우, 숏-TTI(Short Transmission Time Interval)단위를 허용하면, 효율적인 TDM을 할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 숏 TTI를 이용한 효율적인 TDM을 설명하기 위한 참고도이다. 도 12a 및 도 12b는 듀얼 커넥티비티(DC)에서 LTE UL과 NR UL을 TDM하는 형태를 TDM단위별로 나타내는 바, 도 12a는 서브프레임 단위로 TDM을 수행하는 경우의 LTE UL과 NR UL의 업링크 타이밍을 나타내며, 도 12b는 숏 TTI(Short Transmission Time Interval) 단위로 TDM할시 업링크 타이밍이 LTE와 NR 모두 시간적으로 퍼뜨릴 수 있음을 나타낸다.
이러한 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)단위의 TDM은 UL을 TDM할시 각 UL에 해당하는 기지국끼리 백홀 시그널링(backhaul signaling)으로 다음 단위를 생각해 볼 수 있다.
- 2/3 short TTI in LTE (2symbol/3symbol)
- Slot short TTI in LTE (7symbol)
- 서브프레임 in LTE
그러나 이 모든 단위의 조합으로 기지국끼리 TDM 패턴을 교환하게 되면, 조합의 량이 너무 많아져 복잡도가 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이하의 규칙을 제안한다.
- Rule 1: 하나의 서브프레임에 최대 하나의 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)만을 허용할 수 있다. 예를 들어, 각 서브프레임에 한 개씩의 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)만 존재하는 패턴을 말하는 것으로, 하나의 서브프레임에 하나의 UL이 적어도 존재하므로 지연도(latency)를 줄일 수 있다.
- Rule 2: 하나의 서브프레임에 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)가 존재할 때, 서브프레임의 맨 앞 또는 맨 뒤에 위치하고, LTE 숏 TTI(Short Transmission Time Interval)가 서브프레임에 존재할 경우, 서브프레임의 맨 뒤에 있는 경우, NR의 제어 정보를 보호할 수 있으며, 서브프레임의 맨 앞에 있는 경우, NR의 프레임을 시프트(shift)하여, NR의 제어 정보를 보호할 수 있다.
도 13은 40ms 주기(periodicity) 및 1ms 서브프레임 그래뉼라리티(granularity)를 가지며, 싱글 UL 전송(single UL tx) 및 UL/DL TDM을 고려한 TDM 패턴이 2bit 비트맵으로 적용되는 경우, 이하 패턴 A 내지 패턴 D를 가지는 경우의 일예를 설명하기 위한 참고도이다.
- 패턴 A: 3 symbols at the foreside of subframe for LTE
- 패턴 B: 3 symbols at the backside of subframe for LTE
- 패턴 C: 1 subframe for LTE
- 패턴 D: 0 subframe for LTE
도 13에서, 만약, TDM 패턴이 40ms 주기상에서 상기 패턴 A 혹은 패턴 B를 가지는 경우, 스케쥴링/HARQ 타이밍에 있어서, LTE FDD LR 스케쥴링/HARQ 타이밍이 기존 시스템과 결합함으로 인하여 발생할 수 있는 문제점을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 14는 40ms 주기(periodicity) 및 1ms 서브프레임 그래뉼라리티(granularity)를 가지며, 싱글 UL 전송(single UL tx) 및 UL/DL TDM을 고려한 TDM 패턴이 2bit 비트맵으로 적용되는 경우, 이하 패턴 A 내지 패턴 D를 가지는 경우의 다른 예를 설명하기 위한 참고도이다.
- 패턴 A: 3 symbols at the backside of subframe for LTE
- 패턴 B: 7 symbols at the backside of subframe for LTE
- 패턴 C: 1 subframe for LTE
- 패턴 D: 0 subframe for LTE
만약, TDM 패턴이 40ms 주기상에서 상기 패턴 A 혹은 패턴 B를 가지는 경우, 스케쥴링/HARQ 타이밍에 있어서, LTE FDD LR 스케쥴링/HARQ 타이밍이 기존 시스템과 결합함으로 인하여 발생할 수 있는 문제점을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 현재 숏-TTI(sTTI)에서는 TDD에서 1 슬롯 하향링크(1 slot DL), 1 슬롯 상향링크(1 slot UL) TTI만을 허용하고 있고, HARQ 타이밍을 위해 이하 표 6을 따르고 있다. 표 6에서 n 슬롯에서 ACK/NACK을 전송시, n-K 슬롯에서 그랜트(grant)가 내려왔다고 가정하고, K의 값을 표 6에 적은 것이다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000021
듀얼-커넥티비티(DC)에서 sTTI가 설정될 경우, 표 6의 경우에는 TDD 설정을 받아 그에 해당하는 UL만 LTE에서 사용 가능하다. 따라서, 상술한 표 6을 그대로 사용한다면, LTE DL을 효율적으로 모두 사용하지 못한다. 특히, TDD 설정의 UL 서브프레임에 해당하는 시간의 DL 서브프레임에서는 DL 할당(DL assignment)를 할 수가 없다.
따라서, UL 서브프레임에서도 DL 할당(DL assignment)를 할 수 있도록 다음과 같이 표 7로 수정할 수 있다.
표 7은 TDD 설정에서 하향링크 서브프레임과 스페셜 서브프레임에서 DL 할당(DL assignment)이 내려올 경우의 HARQ 타이밍인 표 6의 타이밍을 기본으로 TDD 설정에서 UL 서브프레임에 해당하는 같은 시간상에 DL 서브프레임에서 DL 할당(DL assignment)가 내려올 경우, HARQ 타이밍을 추가한 표이다. UL 서브프레임에 해당하는 곳에서 DL 할당(DL assignment)가 내려올 경우, K>=4이상의 조건을 만족하면서, 일부 UL 슬롯에 너무 많은 ACK/NACK 전송이 몰리지 않도록 설계한 표 7이다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000022
현재 듀얼-커넥티비티(DC)에서 PUSCH 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)은 모두 TDD PCell 와 FDD SCell CA에서 SCell의 DL 할당(DL assignment)에 대한 ACK/NACK을 PCell에서 전송할 때 HARQ-ACK 타이밍을 따라가기로 결정하였다. sTTI도 이와 유사하게 위의 표 7를 스케쥴링/HARQ 타이밍(scheduling/HARQ timing)에 모두 사용할 수 있다.
만약, PUSCH 스케쥴링 타이밍을 새로 만든다고 가정하면, 현재 sTTI에서 PUSCH 스케쥴링 타이밍은 표 8와 같다. 표 8에서 n 슬롯에서 UL 그랜트가 오는 경우, n+K 슬롯에서 PUSCH를 전송할 때 K값을 나타낸 표이다. 표 8은 기본적으로 TDD 설정에서 하향링크 서브프레임과 스페셜 서브프레임에서 UL 그랜트가 올 때의 K 값을 설계한 내용으로 UL 서브프레임의 개수보다 DL 서브프레임의 개수가 많을 때는 UL 그랜트가 UL 서브프레임의 개수까지만 오도록 맞추어 설계한 내용이다. DL 할당(DL assignment)는 상대적으로 UL 할당(UL assignment)보다 많을 것이기 때문에 그리고 한정된 UL 자원에다 많은 PUSCH를 전송하기 어렵기 때문에 UL 그랜트의 기회를 한정함으로써 UE의 모니터링 복잡도(monitoring complexity)도 낮추는 효과도 함께 얻게 된다. 현재 DC에서 PUSCH 스케쥴링도 같은 이유로 표 8을 사용할 수도 있다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000023
또는, 같은 이유로 UL 그랜트의 기회를 UL 서브프레임 수만큼 한정하되, 지연도(latency)를 낮추기 위해 표 9처럼 설계할 수도 있다. 표 9는 DC에서 사용할 때, LTE FDD 캐리어로 UL의 타이밍만 TDD 설정으로 한정되어 있고, DL의 타이밍은 언제든 가능하기 때문에 UL 서브프레임에서 항상 4 슬롯전에 DL 슬롯에서 UL 그랜트를 전송하도록 할 수 있다. 표 8은 하향링크 서브프레임과 스페셜 서브프레임에서만 UL 그랜트를 전송할 수 있기 때문에 표 9를 적용할 수 없다.
Figure PCTKR2018011685-appb-img-000024
도 15는 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
도 15를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 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 RF 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. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
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 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, eNodeB(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 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.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 LTE 및 NR에 기반한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 제 1 RAT(Radio Access Technology) 및 제 2 RAT에 듀얼 커넥티드된(dual-connected) 단말의 신호 송수신 방법에 있어서,
    상기 제 1 RAT 기반의 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정(Downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration)을 수신하는 단계; 및
    상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 상향링크 서브프레임이 소정의 길이를 가지는 제 1 전송 시간 단위와 연관되는 경우, 상기 제 1 전송 시간 단위를 상기 제 1 RAT를 위하여 설정하고, 상기 상향링크 서브프레임에서 상기 전송 시간 단위를 제외한 제 2 전송 시간 단위를 상기 제 2 RAT를 위하여 설정하는 TDM(time division multiplexing) 단계를 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 서브프레임 상에서,
    상기 제 1 전송 시간 단위를 가지는 하향링크 신호와 연관된, 상기 제 1 전송 시간 단위를 가지는 상향링크 신호간의 상대적인 위치는, 상위 계층 시그널링을 통하여 설정되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며,
    상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고,
    상기 제 1 시간 단위가 상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 하향링크 서브프레임을 기준으로 Δ숏-TTI 넘버(delta short transmission time interval number)만큼 뒤에 매핑되는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 타이밍을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며,
    상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고,
    상기 상향링크 서브프레임내에 상기 제 1 전송 시간 단위가 1 개만 존재하는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ 타이밍을 이용하여 결정되며, 상기 상향링크 서브프레임 내의 제 1 전송 시간 단위 상에서 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RAT는 FDD (Frequency Domain Duplex) 기반 LTE(Long Term Evoluation band)이며,
    상기 제 2 RAT는 NR(New Radio Access Technology)이고,
    상기 상향링크 서브프레임내에 상기 제 1 전송 시간 단위가 1 개만 존재하는 경우, 상기 상향링크 서브프레임은 LTE 기반의 TDD Pcell과 FDD Scell의 반송파 집성을 위한 HARQ 타이밍을 이용하여 결정되며, 상기 상향링크 서브프레임 내의 제 1 전송 시간 단위 상에서 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상향링크 서브프레임의 상기 제 1 전송 시간 단위는,
    상위 계층 시그널링 혹은 MAC CE(Media Access Control Control Element) 혹은 제어 채널 중 하나를 통하여 설정되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RAT와 상기 제 2 RAT 간의 TDM(time division multiplexing) 정보는, 상기 제 1 RAT를 위한 제 1 기지국과 상기 제 2 RAT를 위한 제 2 기지국간의 백홀 시그널링(backhaul signaling)을 통하여 교환되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전송 시간 단위와 연관된 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 타이밍은 미리 설정된 K(여기서, K는 자연수) 값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 시간 단위는, 하나의 서브프레임의 길이보다 작은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는,
    신호 송수신 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 제 1 RAT(Radio Access Technology) 및 제 2 RAT에 듀얼 커넥티드되어(dual-connected) 신호를 송수신하는 단말에 있어서,
    무선 주파수 유닛(radio frequency unit); 및
    프로세서(processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 RAT 기반의 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정(Downlink reference time domain duplex uplink-downlink configuration)을 수신하고,
    상기 하향링크 참조 TDD 상향링크-하향링크 설정 기반의 상향링크 서브프레임이 소정의 길이를 가지는 제 1 전송 시간 단위와 연관되는 경우, 상기 제 1 전송 시간 단위를 상기 제 1 RAT를 위하여 설정하고, 상기 상향링크 서브프레임에서 상기 전송 시간 단위를 제외한 제 2 전송 시간 단위를 상기 제 2 RAT를 위하여 설정하도록 구성된,
    단말.
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