KR101604702B1 - 분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 관한 것으로, 복수의 안테나를 포함하는 상기 기지국으로부터 상기 복수의 안테나 중 상기 단말에 할당되는 하나 이상의 유효 전송 안테나에 관한 제어 정보를 수신하는 단계 및 상기 기지국으로부터 상기 하나 이상의 유효 전송 안테나를 통해 신호를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
정보 산업의 발달에 따라 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구되고 있고, 이를 위해 기존의 셀 내에 다수의 분산 안테나를 두어 음영지역의 해소 및 커버리지(coverage) 확장을 위한 DAS 방식이 연구되고 있다.
분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System: DAS)은 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형 안테나 시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다. CAS는 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OL-MIMO(open loop-multi input multi output), CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.
DAS는 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.
이러한 DAS는 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile station)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템 관점에서, DAS는 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 CAS에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 CAS에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호 대 간섭 잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.
이와 같이, DAS는 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 SINR의 향상을 위해, 기존의 CAS와 병행하거나 또는 CAS를 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 발명은 DAS를 지원하기 위해 기지국이 DAS 셀 내 진입하는 단말들에 대해 시스템 관련 제어 정보를 전송하여 통신을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 DAS 특성상 단말별로 독립적으로 할당되는 분산 안테나 또는 안테나 그룹에 관한 정보 또는 할당되는 안테나별 파일럿 패턴 정보 등을 전송하여 통신을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 DAS 기지국이 단말별로 안테나 자원을 효율적으로 할당할 수 있도록, DAS 셀 내 진입한 단말이 안테나 관련 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하여 전송하는 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 단말에서 채널 추정을 효율적으로 수행할 수 있도록 DAS 기지국에서 전송된 각 단말에 대해 사용하는 파일럿 패턴 인덱스를 연속적으로 나열되는 논리 안테나 인덱스로 변환하여 채널 추정을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법은, 1)복수의 안테나를 포함하는 상기 기지국으로부터 상기 복수의 안테나 중 상기 단말에 할당되는 하나 이상의 유효 전송 안테나에 관한 제어 정보를 수신하는 단계 및 2)상기 기지국으로부터 상기 하나 이상의 유효 전송 안테나를 통해 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제어 정보는 상기 하나 이상의 유효 전송 안테나에 대한 개수 정보, 상기 하나 이상의 유효 전송 안테나의 인덱스 정보 및 상기 복수의 안테나 별 신호 수신 강도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 하나 이상의 PAI (Physical antenna index)를 소정의 맵핑 규칙에 따라 논리 안테나 인덱스(Logical Antenna Indexes: LAI)로 맵핑하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 소정의 맵핑 규칙은 상기 유효 전송 안테나별 전력 이득에 따른 성능 순서에 따라 상기 유효 전송 안테나의 인덱스로 상기 LAI를 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 제어 정보는 상기 단말에 대해 지원되는 하나 이상의 파일럿 패턴 인덱스(Pilot Pattern Indexes: PPI) 정보 및 상기 단말에 간섭 영향을 미치는 PPI 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 1)단계 이전에 수신한 하향링크 신호를 기반으로 상기 하향링크 신호 전송에 이용된 안테나 관련 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 경우, 상기 제어 정보는 상기 기지국에서 상기 피드백 정보를 기반으로 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 피드백 정보는 상기 복수의 안테나 각각에 대한 신호 수신 강도, 상기 복수의 안테나 중 상기 단말이 피드백 전송에 이용하고자 하는 하나 이상의 안테나에 대한 신호 수신 강도, 소정의 선택 기준을 만족하는 안테나 개수 및/또는 인덱스 정보 및 소정의 선택 기준을 만족하는 후보 PPI 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 소정의 선택 기준은 상기 복수의 안테나들 중 일부를 통해 수신한 하향링크 신호의 수신 강도가 기준값 이상인지 여부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 피드백 정보는 상기 단말이 요청하는 선호 파일럿 패턴 인덱스(Preferred Pilot Pattern Indexes: PPPI)를 포함하며, 상기 PPPI는 상기 기지국으로부터 전송된 공통 파일럿을 통해 추정한 채널의 수신 강도 또는 채널 이득이 소정의 기준값 이상을 만족하는 하나 이상의 PPI를 포함할 수 있다.
이때, 상기 피드백 정보는 상기 PPPI에 포함된 각 PPI로부터 추정한 채널 상태 정보(Channel State Information), 상기 PPPI에 포함된 하나 이상의 PPI에 대한 선호 순서, 상기 PPPI에 포함된 하나 이상의 PPI들 중 특정 개수의 최상위 선호 PPI 및 상기 특정 개수의 최상위 선호 PPI에 대한 채널 상태 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 최상위 선호 PPI에 대한 상기 특정 개수는 시스템 설정 파라미터 정보, 상기 기지국에서 결정되어 전송되는 지시정보 및 상기 단말에서 임의적으로 결정한 정보 중 어느 하나에 해당할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 제어 정보는 상기 단말에 대해 지원되는 특정 파일럿 패턴 인덱스(Pilot Pattern Indexes: PPI) 정보, 상기 단말로부터 피드백된 상기 후보 PPI 또는 상기 PPPI 중 제외해야 할 인덱스 집합(excluded PPI: e-PPI) 및 상기 단말로부터 피드백된 상기 후보 PPI 또는 상기 PPPI와 동일한 PPI를 사용하는지 여부를 나타내는 인덱스 합의 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인덱스 합의 지시자를 상기 단말로부터 피드백된 상기 후보 PPI와 동일한 PPI를 사용한다는 정보를 나타내도록 설정한 경우, 상기 제어 정보는 상기 특정 PPI 정보 및 상기 e-PPI 정보를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 특정 PPI를 소정의 맵핑 규칙에 따라 LAI로 맵핑하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 소정의 맵핑 규칙은 상기 PPI별 전력 이득에 따른 성능 순서에 따라 상기 LAI를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 변환된 LAI를 기반으로 채널 관련 정보를 추정하는 단계 및 상기 채널 관련 정보를 상기 기지국으로 피드백 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 기지국으로 상기 소정의 맵핑 규칙에 관한 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 제어 정보는 상기 DAS에 속한 단말별로 독립적으로 구성되며, 상기 단말의 위치 및 상기 단말이 사용하는 주파수 대역 중 하나 이상에 따라 독립적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 단말이 상기 기지국에서 서비스를 제공하는 셀 영역으로 진입시, 상기 기지국으로부터 상기 시스템이 DAS 및 중앙집중형 안테나 시스템(Centralized Antenna System)중 적어도 하나를 지원하고 있음을 나타내는 지시 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 지시 정보는 상기 셀 ID를 통해 전송될 수 있다.상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 다른 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)의 단말은, 신호를 수신하기 위한 수신 모듈, 상기 수신 모듈을 통해 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수의 안테나를 포함하는 기지국으로부터 수신한 하향링크 신호를 기반으로 하향링크 전송에 이용된 상기 기지국의 분산 안테나에 관한 피드백 정보를 생성하는 프로세서 및 상기 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하기 위한 송신 모듈을 포함하며, 상기 수신 모듈을 통해 상기 기지국으로부터 상기 복수의 복수 안테나 중 상기 단말과의 통신에 이용될 하나 이상의 유효 전송 안테나에 관한 제어 정보를 수신할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에서 안테나 또는 안테나 그룹은 LTE/LTE-A에서 안테나 포트로 혼용되어 사용될수 있다.
상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, DAS 기지국은 셀 내 진입하는 단말들에 대해 시스템 관련 제어 정보를 전송하여 통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 DAS 기지국은 DAS 특성상 단말별로 독립적으로 할당되는 분산 안테나 또는 안테나 그룹에 관한 정보 또는 할당되는 안테나별 파일럿 패턴 정보 등을 전송하여 통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 단말은 기지국이 단말별로 안테나 자원을 효율적으로 할당할 수 있도록 안테나 관련 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하여 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 단말은 DAS 기지국에서 전송된 각 단말에 대해 사용하는 파일럿 패턴 인덱스를 연속적으로 나열되는 논리 안테나 인덱스로 변환하여 효율적으로 채널 추정을 수행할 수 있다.
본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들은 이하의 설명을 통해 또는 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
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 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국에서 단말에 신호를 전송하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국에서 단말에 신호를 전송하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 기지국 및 단말을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 본 발명과 관련된 상세한 설명은 편의상 IEEE 802.16 시스템을 이용하여 설명되지만, 이는 예시로서 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템을 포함한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, Processing Server(PS) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 기지국은 CAS에 따라 셀 중앙에 위치하는 복수 개의 안테나들을 포함하며, 설명의 간명함을 위하여 DAS 안테나들에 대해서만 도시하였다. 셀 내에 위치하는 단일 기지국과 유선으로 연결된 다수의 안테나들이 셀 내 다양한 위치에 분산되어 있는 DAS는 안테나들의 수와 위치에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나들이 셀 내에서 일정 간격으로 분포되거나 또는 특정 장소에 둘 이상의 안테나가 밀집해서 위치할 수도 있다. DAS에서는 분산 안테나들이 셀 내에 어떤 형태로 위치되던지 각 안테나들의 커버리지(coverage)가 오버랩되는 경우에 랭크(rank) 2 이상의 신호 전송이 가능해진다. 랭크는 하나 이상의 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있는 데이터 스트림의 수를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 하나의 셀 영역을 서비스하는 하나의 기지국이 총 8개의 안테나와 유선으로 연결되어 있고, 각 안테나들은 셀 내에서 소정 거리 이상으로 일정 간격 또는 다양한 간격으로 위치할 수 있다. DAS에서는 기지국에 연결된 안테나를 모두 사용할 필요는 없으며, 각 안테나의 신호 전송 범위, 인접 안테나와의 커버리지 오버랩 정도와 간섭효과 및 안테나와 이동 단말 간의 거리 등을 토대로 적정수의 안테나를 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 셀 내에 3개의 단말(UE 1 내지 UE 3)이 위치하고, UE 1이 안테나 1,2,7,8의 신호 전송 범위 내 위치하는 경우, UE 1은 기지국 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로부터 신호를 받을 수 있다. 반면, UE1 입장에서 안테나 3,4,5,6은 안테나와 단말까지의 간격이 커서 경로 손실이 발생할 가능성이 높고 전력 소비도 증가하게 되며, 안테나 3,4,5,6으로부터 전송되는 신호는 무시할 정도로 작은 값일 수 있다.
다른 예로, UE 2는 안테나 6,7의 신호 전송 범위가 오버랩되는 부분에 위치하여 안테나 6,7을 제외하고는 다른 안테나를 통해 전송되는 신호는 무시할 정도로 매우 작거나 약하고, UE 3은 안테나 3의 인접 거리 내 위치하여 안테나 3을 통해 전송되는 신호를 독점적으로 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, DAS에서는 셀 내에서 다수의 안테나들의 위치가 동떨어진 경우 MIMO 시스템처럼 동작하게 된다. 기지국은 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 1을 통해서 UE 1과, 안테나 6,7 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 2는 UE 2와, 안테나 3은 UE 3과 동시에 통신할 수 있다. 이때, 안테나 4, 5는 각각 UE 3과 UE 2를 위해 송신을 해주거나 또는 꺼진 상태로 운영될 수도 있다.
즉, DAS 시스템은 단일 사용자/다수 사용자와 통신시 단말별로 송신하는 데이터 스트림 수가 다양할 수 있고, 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 이동 단말기 각각에 할당되는 안테나 또는 안테나 그룹도 다양하게 존재할 수 있다. 셀 내 위치하는 이동 단말기의 위치장소에 따라 해당 단말기와 통신을 수행하는 안테나 또는 안테나 그룹은 특정될 수 있으나, 셀 내에서의 이동 단말기 이동에 따라 적응적으로 변동될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 종래 셀 기반의 다중 안테나를 사용하는 중앙 집중형 안테나 시스템에 DAS를 적용하는 경우의 시스템 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역 내에는 기지국과 인접하는 셀 영역의 센터 부분에 셀 반경에 비해 안테나 간격이 매우 작아서 경로 손실 등의 효과가 비슷한 복수 개의 중앙집중형 안테나(Centralized Antenna: CA)들이 위치할 수 있다. 또한, 상기 셀의 전반적인 영역 내에는 CA보다 안테나 간격이 넓어 경로 손실 등의 효과가 안테나별로 상이한 복수 개의 분산 안테나(Distributed Antenna: DA)가 소정 거리 이상의 간격으로 떨어져 위치할 수 있다.
DA는 기지국으로부터 하나의 유선으로 연결된 하나 이상의 안테나로 구성되며, DAS용 안테나 노드(node) 또는 안테나 노드와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 즉, 안테나 노드는 하나 이상의 안테나를 포함하는 것으로 각 안테나 노드를 구성하는 하나 이상의 안테나들 역시 유선으로 연결되어 있다. 하나 이상의 DA들은 하나의 DA그룹을 형성하여 DA 존(zone)을 형성한다.
DA 그룹이란 하나 이상의 DA를 포함하는 것으로 단말의 위치 또는 수신 상태 등에 따라 변동적으로 구성되거나 또는 MIMO에서 사용하는 최대 안테나 개수로 고정적으로 구성될 수 있다. IEEE 802.16m을 따르는 경우 최대 안테나 개수는 8 Tx가 된다. DA 존이란 DA 그룹을 형성하는 안테나들이 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 범위로 정의되며, 도 2에 도시된 셀 영역은 n개의 DA 존을 포함한다. DA 존에 속한 단말은 DA 존을 구성하는 DA 중 하나 이상과 통신을 수행할 수 있으며, 기지국은 DA 존에 속한 단말에 신호 전송시 DA 및 CA를 동시에 이용하여 송신율을 높일 수 있다.
도 2는 기존의 다중 안테나를 사용하는 CAS 구조에서 기지국과 단말이 DAS를 이용할 수 있도록 DAS를 포함하는 CAS를 도시한 것으로, CA와 DA들의 위치는 설명의 간명함을 위하여 구분되도록 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 구현 형태에 따라 다양하게 위치시킬 수 있다.
이와 같이, DAS에서는 SU/MU MIMO 통신시 단말 당 데이터 스트림의 수가 다양하게 존재할 수 있고, 단말별로 특정 안테나 또는 안테나 그룹을 할당할 수 있으며, 해당 단말에 할당되는 특정 안테나 또는 안테나 그룹은 실시간으로 변경될 수 있다.
따라서, 본 발명은 DAS 시스템의 기지국에서 DAS가 지원되는 시스템이 서비스를 제공하는 셀 영역 내로 단말이 진입할 때 해당 단말과의 통신에 지원 가능한 특정 안테나 또는 안테나 그룹을 결정하고, 그에 관한 시그널링을 통해 DAS에 속한 기지국과 단말이 신호를 송수신할 수 있는 DAS 운용 방법을 제안하고자 한다.
본 명세서에서, DAS의 전송 안테나란 상술한 하나 이상의 분산 안테나 또는 안테나 그룹이 되거나 또는 상술한 하나 이상의 DA 또는 DA 그룹과 혼용될 수 있다.
또한, LTE/LTE-A 시스템에서 DAS를 지원하는 경우, 도 1 및 도 2에서 상술한 안테나/안테나 그룹 또는 DA/DA 그룹은 하나 이상의 안테나 포트(antenna port)를 지칭하는 것으로 혼용될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예들에서 안테나 또는 파일럿 패턴은 안테나 포트로 대체될 수 있다.
1 . 제 1 실시예 (상향링크 신호 측정을 통한 안테나 자원 할당)
본 발명의 일 실시예에 의한 DAS 운용 방법에 따르면, DAS 기지국은 단말로부터 전송된 상향링크 신호를 토대로 단말로 하향링크 신호 전송시 사용하는 특정 안테나 또는 안테나 그룹을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에 속한 기지국은 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역으로 진입한 단말로부터 데이터, 파일롯(pilot), 피드백 정보, 데이터 수신확인을 위한 ACK/NACK(Acknowledge/No-Acknowledge) 신호 등과 같은 상향링크 신호를 수신한다(S301).
그리고, 기지국은 수신한 상향링크 신호의 세기를 측정한 결과를 토대로 전체 안테나들 중 해당 단말에 대한 전송 안테나를 결정한다. 전송 안테나 결정은 기지국의 로드 상태나 단말의 셀 내 분포, 인접 셀과의 협동(cooperation) 등의 여러 조건을 고려하여 안테나 자원을 할당할 수 있다. 예를 들어, 안테나 자원 할당으로는 기지국의 전체 안테나 중 각 단말 또는 단말 그룹별로 하나 이상의 전송 안테나를 최종 결정할 수 있다(S302).
이후, 기지국은 각 단말 또는 단말 그룹별로 해당하는 전송 안테나에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 제어 채널, 바람직하게는 전용 제어 채널을 통해 전송한다(S303).
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 제어 정보의 일례를 나타내는 것이다.
DAS control information
ⅰ 특정 단말 또는 단말 그룹에 대한 전송 안테나 개수
ⅱ 기지국이 특정 단말 또는 단말 그룹에 대해 사용하려는 전송 안테나 인덱스 정보
ⅲ 전송 안테나별 신호 수신 강도 정보
표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 제어 정보는 ⅰ)기지국이 해당 단말에 대해 사용하려는 전송 안테나 개수, ⅱ)기지국이 해당 단말에 대해 사용하려는 전송 안테나 인덱스 정보, ⅲ)전송 안테나별 신호 수신 강도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 단말의 위치, 기지국 안테나들과의 거리 등에 따라 해당 단말에 대한 전송 안테나 정보가 변경될 수 있으므로, 단말별로 DAS 제어 정보는 독립적이면서 가변할 수 있다. 따라서, 기지국은 소정 주기에 따라 DAS 제어 정보를 전송하거나 단말 또는 기지국에서 이벤트 발생과 같이 필요한 경우에만 전송할 수 있다.
이후, 기지국은 DAS 제어 정보에 포함된 해당 단말에 대한 안테나 할당 정보에 따라 특정되는 전송 안테나(또는, 안테나 그룹)을 통해 신호를 전송할 수 있다(S304).
도 3에서는 도시되지 않았으나, 단말은 수신한 신호를 토대로 해당 단말에 특정되는 하나 이상의 전송 안테나별 채널 추정을 수행하여, 그에 따른 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국은 전체 안테나들 중 단말별로 특정 안테나를 할당하는 안테나 자원 할당 정보를 해당 안테나에 관한 파일럿 패턴(pilot pattern) 정보를 통해 전송할 수 있다.
본 명세서에서, 파일럿은 각 안테나별로 독립적으로 구성되는 미드앰블(midamble), 셀 공통 참조 신호(Cell-common Reference Signal: CRS), 채널 상태 정보-참조신호(Channel State Information-Reference Signal: CSI-RS)와 같은 신호를 포함한다. 각 안테나별로 독립된 파일럿의 패턴을 사용하거나 둘 이상의 안테나에서 동일한 파일럿 패턴을 사용할 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나에서 동일한 파일럿 패턴을 사용하는 경우, 상기 다수의 안테나를 통해 신호를 수신하는 단말은 이를 하나의 안테나를 통해 전송되는 신호로 인식할 수 있다. 따라서, 안테나 자원 할당 정보로 파일럿 패턴 인덱스(Pilot Pattern Index: PPI)를 이용하는 경우, 물리적 안테나 개수가 아닌 해당 단말에 유효하게 특정될 수 있는 안테나들에 대해 할당되는 독립된 파일럿 패턴의 개수로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 단말에 대해 특정되는 전송 안테나 개수가 5개이면서 이중 3개의 안테나에는 동일한 파일럿 패턴을 할당하는 경우, 해당 단말에 대한 PPI는 3개가 될 수 있다.
도 4에서 기지국이 단말로부터 데이터, 파일럿, 피드백 정보, 데이터 수신확인을 위한 ACK/NACK 신호 등과 같은 상향링크 신호를 수신하고(S401), 수신한 상향링크 신호의 세기를 측정한 결과를 토대로 기지국의 전체 안테나들 중 해당 단말에 대한 전송 안테나를 결정하는 단계(S402)는 도 3의 단계 S301 및 S302에 대응된다. 이때, 기지국은 단말 또는 단말 그룹별 안테나 자원을 할당하면서 안테나 개수 및/또는 인덱스 정보가 아닌 해당 단말 또는 단말 그룹에 대한 안테나들에서 사용하는 파일럿 패턴을 결정할 수 있다. 즉, 안테나 자원 할당의 다른 예로 단말 또는 단말 그룹별로 PPI를 결정할 수 있다. 이하, 설명의 간명함을 위해 동일한 설명은 생략하도록 한다.
이후, 기지국은 해당 단말에 대한 전송 안테나에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 전송한다(S403).
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 제어 정보의 다른 예를 나타내는 것이다.
DAS control information
ⅰ 단말 또는 단말 그룹에 대한 파일럿 패턴 인덱스(Pilot Pattern Indexes: PPI)
ⅱ (선택적 포함)해당 단말 근처에서 다른 단말을 지원하는 간섭 PPI
표 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 제어 정보의 다른 예는, 해당 단말에 대한 전송 안테나 할당 정보로서 파일럿 패턴 인덱스(Pilot Pattern Indexes: PPI)를 포함할 수 있다.
또한, DAS 제어 정보는 선택적으로 해당 단말 근처에서 다른 단말을 지원하는 PPI(이하, '간섭 PPI'로 칭함)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 간섭 PPI란 타겟이 되는 단말에 영향을 주고 있으나 다른 사용자를 지원하기 때문에 타겟 단말에 간섭을 미치는 PPI로 예를 들어 정의할 수 있다. 간섭 PPI는 PPI를 전송하는 시점(예를 들어, 주기)과 다르게 전송하거나 전송하지 않을 수 있다. 단말이 PPI를 포함하는 DAS 제어 정보를 수신한 후, PPI 이외의 파일럿 패턴을 통해 전송되는 신호들을 스캐닝한 후 그 중 지배적(dominent)인 신호들을 간섭 PPI라 판단할 수 있는 경우, DAS 제어 정보에 별도의 간섭 PPI를 포함하지 않을 수 있다.
기지국으로부터 DAS 제어 정보를 수신한 단말은 PPI를 통해 기지국 안테나들 중 해당 단말에 대해 지원되는 전송 안테나에 관한 정보를 도출할 수 있다. 또한, 단말은 PPI를 이용하여 채널품질정보(Channel Quality Information: CQI), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Metrix Index: PMI), 공분산 행렬(covariance matrix) 등 채널 관련 정보들을 측정하여 피드백 정보를 생성하고(S404), 이를 기지국으로 전송할 수 있다(S405).
이때, 수신한 DAS 제어 정보에 간섭 PPI가 포함된 경우, 단말은 간섭 PPI를 이용하여 해당 단말에 대한 간섭 안테나들에 대한 정보를 도출하고, 간섭을 줄이기 위한 PMI 등의 피드백 정보를 결정할 수 있다.
분산 안테나 또는 안테나 그룹별 간섭을 최소화하기 위하여 안테나들에 대한 PMI를 구성하는 방법에 있어서, best companion 방식 및 worst companion 방식으로 구분될 수 있다. best companion 방식을 이용하면 단말은 인접한 간섭 안테나들로부터 간섭효과가 최소가 될 수 있는 PMI를 결정하여 기지국으로 피드백 전송할 수 있다. worst companion 방식을 이용하면 단말은 인접한 간섭 안테나들로부터 간섭효과가 최대가 될 수 있는 PMI를 결정하여 기지국으로 피드백 전송할 수 있다. 즉, 피드백 정보에는 해당 단말에 대한 간섭 안테나들의 best/worst companion PMI와 같은 정보들을 포함할 수 있다.
기지국은 수신성능 향상을 위해 피드백 정보에 포함된 PMI를 고려하여 해당 단말에 할당된 전송 안테나에 대한 프리코딩 행렬을 구성하여 하향링크 신호를 전송할 수 있다(S406).
또한, 기지국은 간섭 안테나들에 대한 PMI가 특정 단말로부터 피드백 수신된 경우에는, 간섭 안테나들을 사용하여 다른 단말로 신호 전송시 특정 단말에 간섭을 최소화할 수 있도록 프리코딩 행렬을 구성하여 신호를 전송할 수 있다. 또한, 해당 단말에 대한 안테나 또는 다른 단말에 대한 안테나 그룹을 변경할 수도 있다.
2. 제 2 실시예 (하향링크 신호 측정을 통한 안테나 자원 할당)
본 발명의 다른 실시예에 의한 DAS 운용 방법에 따르면, DAS에 속한 기지국은 단말로부터 전송된 안테나 자원에 관한 피드백 정보를 기반으로 해당 단말에 대한 전송 안테나 또는 안테나 그룹을 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역에 진입하거나 또는 DAS 영역 내에서 이동하는 단말은 기지국으로부터 하나 이상의 분산 안테나를 통해 전송되는 하향링크 신호를 수신하고(S501), 수신된 신호를 측정하여 피드백 전송를 생성할 수 있다. 피드백 정보의 일 예로 전송 안테나에 관한 관련정보도 포함할 수 있다(S502).
표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에 속한 단말이 생성하는 피드백 정보의 일례를 나타내는 것이다.
feedback information
ⅰ 하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나별 수신 강도
ⅱ 하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나들 중 단말이 피드백하는 전송 안테나의 수신 강도
ⅲ 단말이 재요청하는 전송 안테나 개수
ⅳ 안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 개수
ⅴ 하향링크의 모든 전송 안테나들 중 단말이 재요청하는 전송 안테나의 인덱스 정보
ⅵ 하향링크의 모든 전송 안테나들 중 안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나의 인덱스 정보
표 3을 참조하면, 단말이 결정한 피드백 정보는 ⅰ)하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나별 수신 강도, ⅱ)하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나들 중 단말이 피드백하는 전송 안테나의 수신 강도, ⅲ)단말이 재요청하는 전송 안테나 개수, ⅳ)안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 개수, ⅴ)하향링크의 모든 전송 안테나들 중 단말이 재요청하는 전송 안테나의 인덱스 정보, ⅵ)하향링크의 모든 전송 안테나들 중 안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 피드백 정보들은 비트맵으로 구성할 수 있다. ⅴ)ⅵ)의 전송 안테나 인덱스 정보를 비트맵을 통해 전송하는 경우, 비트맵을 구성하는 각각의 비트는 전송 안테나 인덱스를 나타내도록 구성할 수 있다.
여기서, 안테나 자원 선택 기준의 일 예로 하향링크 신호의 수신 강도를 들 수 있으며, 하향링크의 모든 전송 안테나들 중 단말에서 전송 안테나별로 측정한 수신 강도가 기준치(threshold) 이상인 경우의 안테나로 선택할 수 있다. 이때, 단말이 안테나 자원 선택 기준에 따라 선택한 전송 안테나들은 기지국이 다른 단말을 지원하는데 사용하는 안테나로 해당 단말과 인접한 거리에 위치하는 전송 안테나들도 포함할 수 있다. 또한, 다른 DAS 존을 지원하는 안테나도 포함할 수 있다.
단말은 상술한 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다(S503).
피드백 정보를 수신한 기지국은 단말별로 하향링크의 전송 안테나를 최종 결정한다. 안테나 자원 할당에 관한 결정은 수신한 피드백 정보와 동일하게 하거나 또는 피드백 정보 및 기지국의 로드 상태나 단말의 셀 내 분포, 인접 셀과의 협동(cooperation) 등의 여러 조건을 함께 고려하여 결정할 수 있다(S504). 기지국이 피드백 정보와 함께 다른 조건들을 고려하여 결정하는 것은, 단말이 안테나 자원 선택 기준에 따라 선택한 전송 안테나들은 기지국이 다른 단말을 지원하는 데 사용하는 안테나로 해당 단말과 인접한 거리에 위치하여 해당 단말과 기지국간의 통신에 간섭 영향을 미치는 안테나들도 포함할 수 있기 때문이다.
이후, 기지국은 해당 단말에 대해 최종 결정한 전송 안테나에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 제어 채널, 바람직하게는 전용 제어 채널을 통해 전송할 수 있다(S505).
이때, DAS 제어 정보는 상기 표 1에서 상술한 ⅰ)기지국이 해당 단말에 대해 사용하려는 전송 안테나 개수, ⅱ)기지국이 해당 단말에 대해 사용하려는 전송 안테나 인덱스 정보, ⅲ)전송 안테나별 신호 세기 정보뿐 아니라 ⅳ)단말이 피드백 전송한 전송 안테나들 중 기지국이 해당 단말에 대해 사용하기 위해 결정한 전송 안테나 개수 및/또는 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 단말의 위치, 기지국 안테나들과의 거리 등에 따라 해당 단말에 대한 전송 안테나 정보가 변경될 수 있으므로, 단말별로 DAS 제어 정보는 독립적이면서 가변할 수 있다. 따라서, 기지국은 소정 주기에 따라 DAS 제어 정보를 전송하거나 단말 또는 기지국에서 이벤트 발생과 같이 필요한 경우에만 전송할 수 있다.
이후, 기지국은 해당 단말에 대해 최종 결정된 전송 안테나를 이용하여 하향링크 신호를 전송할 수 있다(S506).
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, DAS에 속한 단말은 기지국으로 피드백 정보를 전송하면서, 전송 안테나에 관한 정보 외에 파일럿 패턴에 관한 정보를 포함시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국과 단말이 신호를 송수신하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, DAS 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역에 진입한 단말은 기지국으로부터 전송되는 하향링크 신호를 수신한다(S601).
다음으로, 단말은 수신된 하향링크 신호를 통해 상기 단말이 탐지할 수 있는 파일럿 패턴의 인덱스 정보를 도출한다(S602).
이때의 피드백 정보는 상기 표 3에서 상술한 피드백 정보뿐 아니라 ?)단말에서 하향링크 신호 측정을 통한 전송 안테나들에 관한 PPI 정보를 더 포함할 수 있다. 단말이 결정하는 PPI는 실제 기지국이 해당 단말에 대해 하향링크 신호 전송시 사용하는 PPI와 동일하지 않을 수 있으며, 단말 입장에서 수신신호를 통해 결정한 것으로 이하 '후보 PPI' 라고 명칭하도록 한다.
따라서, 단말이 결정한 후보 PPI는 해당 단말과 기지국과의 통신에 효율적으로 사용될 수 있는 PPI 뿐만 아니라 해당 단말의 인접지역에 위치하는 안테나로 다른 단말과의 통신에 지원되면서 간섭을 줄 수 있는 PPI를 포함할 수 있다. 다만, 간섭 PPI에 대한 정보는 피드백 정보에 선택적으로 포함될 수 있다. 일 예로, 후술되는 과정에서 기지국이 해당 단말에 대해 사용하려는 PPI를 결정하게 되면 피드백 정보에 포함된 PPI와 비교하여 간섭 PPI를 도출할 수 있으므로, 단계 S602에서 생성되는 후보 PPI에 간섭 PPI는 포함되지 않을 수 있다.
단말은 생성된 피드백 정보를 기지국으로 전송한다(S603). 단말별로 DAS 제어 정보는 독립적이면서 가변적일 수 있다. 따라서, 기지국은 소정 주기에 따라 DAS 제어 정보를 전송하거나 단말 또는 기지국에서 이벤트 발생과 같이 필요한 경우에만 전송할 수 있다.
피드백 정보를 수신한 기지국은 피드백 정보를 기반으로 기지국의 로드 상태나 단말의 셀 내 분포, 인접 셀과의 협동(cooperation) 등의 여러 조건을 고려하여 해당 단말에 대한 전송 안테나를 최종 결정할 수 있다(S604).
이후, 기지국은 해당 단말에 대해 최종 결정된 전송 안테나와 관련된 파일럿 패턴에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 전용 제어 채널을 통해 전송한다(S605).
본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 제어 정보의 또 다른 예에 대해서는 표 4를참조하여 설명하도록 한다.
DAS control information description
1)Pilot Pattern Indexes(PPI) ⅰ)사용결정된 전송 안테나들에 관한 PPI
ⅱ)피드백된 후보 PPI들 중 제외해야할 PPI에 대한 인덱스 집합(excluded PPI)
ⅲ)인덱스 합의 지시자(Index Agreement Indicator)
2)PPI에 대한 무선 자원 정보 사용결정된 PPI의 주파수/시간 분할 자원 정보
3)파일럿 시퀀스 사용결정된 PPI의 다중 직교 파일럿 시퀀스
4)추가 파일럿 패턴 정보 추가되는 파일럿 패턴에 관한 정보
표 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 DAS 제어 정보는, 1)해당 단말과의 통신에 지원되는 PPI에 관한 정보로, ⅰ)해당 단말과의 통신에 사용하기로 결정된 전송 안테나들에 관한 PPI 정보, ⅱ)피드백한 후보 PPI 중 제외해야할 PPI에 관한 인덱스 집합(이하, 'excluded PPI: e-PPI'라 칭함), ⅲ)단말로부터 전송된 피드백 정보에 포함된 후보 PPI와 동일한 PPI의 사용 여부를 나타내는 인덱스 합의 지시자(Index Agreement Indicator: IAI) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 인덱스 합의 지시자로 1비트를 할당하는 경우, 예를 들어 인덱스 합의 지시자를 '1'로 설정되면 피드백된 후보 PPI와 동일한 PPI의 사용을 나타내고, 인덱스 합의 지시자를 '0'으로 설정되면 피드백된 후보 PPI와 동일하지 않은 PPI를 사용하는 것을 나타낼 수 있다.
기지국이 단계 S604에서 피드백된 후보 PPI와 동일하지 않은 인덱스를 사용하기로 결정한 경우에는, DAS 제어 정보에 상기 ⅰ)의 PPI 정보를 포함시킬 수 있다. 기지국에서 해당 단말에 대해 결정한 PPI에 대한 정보를 DAS 제어 정보에 포함하여 전송하는 경우는, 셀 영역 내 분포하는 기지국 안테나 수에 비해 액티브한 단말의 수가 많은 경우 안테나 자원 할당 정보 전송에 효율적이다.
또는, 기지국은 DAS 제어 정보에 상기 ⅱ)의 e-PPI 정보를 포함시킬 수 있다. 단말은 하향링크 신호 측정에 따른 채널 품질 및 해당 단말에 사용할 때 용이한 전송 안테나들에 관한 피드백 정보를 생성하였으므로, 기지국은 해당 단말에 대해 사용하기로 결정한 PPI 정보를 전부 전송할 것이 아니라, 파일럿 패턴 사용시 배제하는 것이 바람직한 e-PPI 정보를 단말에 알려줄 수 있다. 이때, 인덱스 합의 지시자는 '0'으로 설정하거나 DAS 제어 정보에 포함하지 않을 수도 있다.
e-PPI를 전송하는 경우, 기지국은 피드백 정보에서 배제된 PPI들은 다른 단말들을 지원하는 간섭 PPI인지 또는 인액티브한 것인지 여부를 알려주는 e-PPI 관련 정보를 단말에 별도로 시그널링하거나 DAS 제어 정보에 포함시켜 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 피드백 전송된 후보 PPI들 중 소정 기준(예를 들어, 특정 안테나의 간섭율이 일정 기준 이상인 경우)에 따라 해당 단말과의 통신 수행 과정 중에는 특정 안테나들을 OFF 시키도록 결정한 경우, 피드백 정보에서 제외된 e-PPI들은 인액티브하다는 것을 단말에 알려줄 수 있다.
이때, e-PPI 관련 정보는 피드백된 후보 PPI들 중에서 제외된 PPI들에 대하여 기 설정된 순서에 따라 지시자를 나열하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, e-PPI 관련 정보를 파일럿 패턴 각각에 대응하는 1비트의 지시자를 연속하여 나열하는 형태(예를 들어, 오름차순 또는 내림차순)로 구성하는 경우, '0'으로 설정되면 e-PPI가 인액티브하는 것을 나타내고, '1'로 설정되면 간섭 PPI임을 나타낼 수 있다.
기지국은 해당 단말에 대한 전송 안테나 결정 단계(S604)에서 피드백 정보에 포함된 후보 PPI와 동일한 PPI를 사용하기로 결정한 경우, 상술한 인덱스 합의 지시자를 '1'로 설정하여 전송함으로써, 전송 정보량을 간소화할 수 있다.
이와 같이 전송 안테나에 관한 정보로 e-PPI 정보의 전송은 기지국의 전체 안테나 수가 셀 영역 내 위치하는 액티브한 단말들의 수보다 많은 경우에 효율적이다. 이는, 기지국에서 피드백된 후보 PPI와 동일한 PPI를 사용함에 따라 별도의 PPI에 관한 정보를 전송하지 않고 인덱스 합의 지시자만을 전송하는 경우에도 마찬가지이다.
표 4를 참조하면, 기지국은 DAS 제어 정보에 해당 단말에 대해 사용하는 파일럿 패턴의 주파수/시간 분할 정보를 더 포함시켜 전송할 수 있다.
파일럿 패턴의 주파수/시간 분할 정보의 경우, 기지국이 단말별로 안테나 자원 할당시 주파수/시간 자원을 다르게 할당하는 경우에 단말에 알려주는 정보이다. DAS에서는 각 안테나 또는 안테나 그룹별로 무선 자원을 다중화하여 할당할 수 있는데, 일례로 주파수 대역을 분할하여 사용하는 FDM 방식 또는 시간 대역으로 분할하여 사용하는 TDM 방식을 이용할 수 있다.
예를 들어, FDM 방식을 이용하여 무선 자원을 안테나별로 할당할 때 도 1에 도시된 UE1에 대해 분산 안테나 1,2,7,8을 할당하는 경우, 제 1 주파수 서브 대역에서는 안테나 1,2,7,8을 모두 사용하도록 하고, 제 2 주파수 서브 대역에서는 안테나 1,2,7만을 사용하도록 구성할 수 있다. 따라서, 기지국은 특정 단말에 대해 할당되는 다수의 특정 안테나별로 사용하는 주파수 대역 또는 시간 대역에 관한 자원 정보를 해당 단말에 전송할 수 있다.
표 4를 참조하면, 기지국은 DAS 제어 정보에 해당 단말에 대해 사용하는 파일럿 패턴에서의 파일럿 시퀀스 정보(예를 들어, 다중 직교 파일럿 시퀀스 정보) 또는 파일럿 패턴 추가시 추가되는 파일럿 패턴 정보를 더 포함시켜 전송할 수 있다.
단말은 채널 추정을 용이하게 하기 위하여 상술한 DAS 제어 정보 중 단말별로 사용하는 파일럿 패턴의 주파수/시간 분할 정보, 파일럿 패턴에서의 파일럿 시퀀스 정보, 추가 파일럿 패턴 정보 중 적어도 하나를 함께 고려할 수 있다.
상기 DAS 제어 정보는 기지국이 소정 주기에 따라 전송하거나 또는 단말 또는 기지국에서 이벤트 발생시와 같이 필요한 경우에만 전송할 수 있다.
이후, 기지국은 DAS 제어 정보를 통해 해당 단말과의 통신을 위해 특정한 전송 안테나를 이용하여 신호를 전송할 수 있다(S607).
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말은 기지국과의 통신에 사용되길 선호하는 PPI 정보를 피드백 전송할 수 있다. 이하, 표 5를 참조하여 설명하도록 한다.
표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에 속한 단말이 생성하는 피드백 정보의 다른 예를 나타내는 것이다.
feedback information
ⅰ 하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나별 수신 강도
ⅱ 하향링크에서 사용되는 모든 전송 안테나들 중 단말이 선택한 하나 이상의 전송 안테나의 수신 강도
ⅲ 단말이 재요청하는 전송 안테나 개수
ⅳ 안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 개수
ⅴ 하향링크의 모든 전송 안테나들 중 단말이 재요청하는 전송 안테나의 인덱스 정보
ⅵ 하향링크의 모든 전송 안테나들 중 안테나 자원 선택 기준을 만족하는 전송 안테나의 인덱스 정보
ⅶ 선호 파일럿 패턴 인덱스(Prefered Pilot Pattern Indexes:PPPI) 정보
①PPPI에 속해 있는 각각의 PPI로부터 추정된 채널상태정보(Channel State Information)
②PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들의 선호 순서
③PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들 중 특정 개수의 최대 선호 패턴들 및 그들의 채널상태정보
표 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 정보의 다른 예는 상기 표 3에서 상술한 피드백 정보뿐 아니라 ⅶ)단말에서 결정한 전송 안테나들에 관한 선호 파일럿 패턴 인덱스(Prefered Pilot Pattern Indexes: PPPI) 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 'PPPI'란 단말 입장에서 공통 파일럿을 통해 추정한 채널의 수신강도나 채널이득 등이 소정의 기준치(threshold)를 초과하는 파일럿 패턴 인덱스로 정의할 수 있다. PPPI에 관한 정보는 DAS 제어 정보에 포함되지 않고 단말의 속도 또는 DAS 안테나 구성 등에 따라 소정 주기로 전송하거나 기지국 또는 단말에서 이벤트 발생시와 같이 필요한 경우에 별도의 신호로 전송될 수 있다.
나아가, 단말은 PPPI와 함께 기지국에서 각 단말들 간의 스케줄링 및 자원 할당 등의 자원 관리 성능을 높이기 위해 제공할 수 있는 피드백 정보로 ①PPPI에 속해 있는 각각의 PPI로부터 추정된 채널상태정보(Channel State Information: CSI), ②PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들의 선호 순서, ③PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들 중 특정 개수(M)의 최대 선호 패턴들 및 그들의 CSI 정보 중 적어도 하나를 더 전송할 수 있다.
CSI는 채널 상태에 관련된 일반적인 정보로서 채널 계수(channel coefficient), 채널 이득(channel gain) 또는 이와 관련된 공분산 행렬(covariance matrix) 또는 변조 및 코딩 레벨(modulation and coding level) 정보 등을 포함한다.
상기 ①의 PPPI에 속해 있는 각각의 PPI로부터 추정된 CSI는 각각의 파일럿 패턴으로부터 추정된 채널들의 상태 정보를 피드백 전송하는 것으로, PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들의 선호 순서와 동시에 또는 별도로 전송할 수 있다.
상기 ②의 PPPI에 속해 있는 PPI의 선호 순서에 관한 정보는 별도로 시그널링하지 않고 PPPI 전송시 선호 순서대로 나열된 ordered PPPI를 전송하는 방식으로 알려줄 수 있다.
상기 ③의 PPPI에 속해 있는 파일럿 패턴 인덱스들 중 특정 개수의 최대 선호 파일럿 패턴들 및 그들의 CSI 정보는 ①, ② 정보의 오버헤드를 줄이기 위해 특정 개수의 최대 선호 파일럿 패턴들 및 그 파일럿 패턴에 해당하는 채널 상태를 피드백하는 것이다.
최대 선호 파일럿 패턴들에 대한 특정 개수(M)에 대한 정보가 시스템의 설정 파라미터에 포함되어 설정되는 경우, 해당 셀에 진입하는 모든 단말들은 동일 개수의 최대 선호 파일럿 패턴 인덱스 정보를 전송할 수 있다. 또는, 셀 단위로 기지국에서 결정하는 경우, 단말은 기지국에서 전송되는 PPPI에서의 최대 선호 개수(M)에 따라 피드백 정보를 구성하게 되므로, 기지국에서 전송되는 지시 정보에 따라 변동될 수 있으며, 단말별로 독립될 수 있다. 단말에서 임의적으로 결정하는 경우, 링크 품질이 특정 기준치를 넘는 CSI의 수, 데이터 요구량, 선호도 등 다양한 기준에 의해 결정될 수 있다.
단말이 결정한 PPPI들 중에서 기지국의 지시에 따라 특정 개수의 PPPI만을 피드백하도록 지시받는다거나, 해당 시스템에 대한 초기설정시 기 설정된 특정 개수의 최대 선호 파일럿 패턴 인덱스 정보를 ordered PPPI로 전송하는 경우, 피드백 전송시 소정 개수(M)의 최상위 상태의 채널에 대한 CSI(이하, 'best-M CSI'라 칭함)도 함께 전송할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 PPPI를 포함하는 피드백 정보는 선호 순서대로 전송되는 ordered PPPI, ordered PPPI 및 모든 PPPI에 대응되는 CSI 및 ordered PPPI 및 best-M CSI 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표 5에 예시된 피드백 정보를 수신하는 기지국은 표 4에서 상술한 DAS 제어 정보를 상기 단말로 전송할 수 있다. 다만, 이 경우 DAS 제어 정보는 ⅰ)해당 단말과의 통신에 사용하기로 결정된 전송 안테나들에 관한 PPI 정보, ⅱ)피드백한 PPPI 중 제외해야할 PPI에 관한 인덱스 집합(이하, 'excluded PPI: e-PPI'라 칭함), ⅲ)단말로부터 전송된 PPPI와 동일한 PPI의 사용 여부를 나타내는 지시자(이하, '인덱스 합의 지시자(Index Agreement Indicator: IAI)'라 칭함) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 피드백 정보들은 DAS에 속한 기지국이 단말별로 전송 안테나를 할당하도록 결정할 때 이용될 수 있는 정보로, 단말의 속도, DAS 안테나 구성 등에 따라 소정 주기로 또는 단말에서 이벤트 발생시 피드백 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 피드백 정보들은 3GPP LTE에서 DAS를 이용하는 경우, 물리상향제어채널(Physical Uplink Control CHannel: PUCCH) 또는 물리상향공유채널(Physical Uplink Control CHannel: PUSCH)를 통해 기지국으로 전송될 수 있다. IEEE 802.16에서 DAS를 이용하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 피드백 정보는 상향링크 주 패스트 피드백 채널(uplink Primary Fast feedBack CHannel: PFBCH) 또는 상향링크 부 패스트 피드백 채널(uplink Secondary Fast feedBack CHannel: SFBCH)을 통해 기지국으로 전송될 수 있다. 또는, DAS를 위해 새롭게 정의되는 채널을 통해 전송될 수도 있다.
3. 제 3 실시예 (파일럿 패턴 인덱스로부터 논리 안테나 인덱스 도출)
기존의 CAS 기반의 통신 시스템에서는 기지국의 모든 물리적 안테나들이 사용자들과의 전송 및 수신에 참여하므로, 논리 안테나 인덱스(Logical Antenna Index: LAI) 및 PPI를 물리적 안테나 인덱스(Physical Antenna Indexes: PAI)와 구분할 필요가 없었다.
그러나, DAS 기반의 통신 시스템에서는 다수의 안테나가 동일한 파일럿 패턴을 사용할 수 있으므로, 각 단말은 PAI가 아닌 PPI 기반으로 DAS 안테나를 인식하고 동작할 수 있다. 즉, 단말 입장에서 PAI와 PPI는 구분될 수 있다.
DAS에서 각 안테나는 사용 가능한 모든 PPI 또는 PAI의 부분집합으로 이루어진 안테나 집합 중 특정 집합으로 할당된다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, DAS 시스템의 전체 안테나는 8Tx로 시스템의 PPI=PAI=8일 때, 기지국이 UE 1에 대해 안테나 1,2,7,8번의 PPI를 할당하여 4Tx로 데이터를 전송하는 경우, 단말이 PMI를 피드백하려면 4Tx에 해당하는 프리코딩 행렬 코드북 중에서 최상위 행렬을 선택해야 한다.
이때, 각 코드북의 열벡터(또는 행벡터)들이 각각 1,2,7,8번 안테나에 맵핑되어야 하는데, 이 과정을 일관되고 연속적으로 규정지을 인덱스가 필요하다.
또한, 상술한 본 발명의 실시예들에 따라 각 단말별로 사용하는 PPI가 정해지고 PPI에 관한 정보가 전송된 경우, 각 단말은 수신한 PPI를 이용하여 CQI, PMI, 공분산 행렬 등 채널 관련 정보를 도출하여 기지국으로 피드백 전송할 수 있다. 단말별로 할당되는 PPI들은 사용 가능한 PPI 집합의 임의의 부분집합이므로, 각 단말에서 이를 이용하여 채널에 관련된 정보들을 이용 및 측정하기 위해서는 역시나 일관되고 연속적인 안테나 인덱스가 필요하다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, DAS 기지국은 각 단말과의 통신에 이용되는 기지국 안테나에 관한 인덱스 정보로 LAI를 이용할 수 있다. LAI는 특정 단말에 해당하는 최대 기지국 안테나의 수를 N_Tx(k)라고 하면, 0부터 최대 N_Tx(k)-1 또는 1부터 N_Tx(k)까지의 정수로 구성될 수 있다.
각 단말에 해당하는 기지국 안테나란 DAS 기지국이 특정 단말에 하향링크 신호를 전송할 때 이용하는 전송 안테나, 특정 단말에 간섭을 미치는 기지국 안테나 또는 전송 안테나 및 특정 단말에 간섭을 미치는 간섭 안테나를 모두 포함한다. 예를 들어, 도 1에서 UE 1의 경우 안테나 1,2,7,8중 하나 이상으로부터 신호를 수신할 수 있으며, 이 중 안테나 7은 UE 1을 지원할 수 있는 커버리지 내 위치하면서 UE 2를 지원함에 따라 UE 1에 간섭 영향을 미칠 수 있는 간섭 안테나에 해당할 수 있다. 따라서, UE 1에 해당하는 안테나는 실제 기지국에서 UE 1에 데이터를 전송할 때 사용하는 안테나 및 간섭 안테나를 모두 포함하여 안테나 1,2,7,8이 될 수 있다.
이와 같이, 단말 입장에서, 데이터를 전송하는 기지국 안테나와 간섭 안테나의 수는 동일하지 않을 수 있으므로, 전용 LAI(dedicated LAI) 및 간섭 LAI(interfering LAI)와 같이 두 종류의 다른 LAI로 구분될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국에서 단말에 신호를 전송하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 것으로, 상기 도 4에서 상술한 실시예와 동일한 과정으로 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 기지국이 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 단계(S701), 수신한 상향링크 신호의 세기를 측정한 결과를 토대로 기지국의 전체 안테나들 중 해당 단말에 대한 PPI를 결정하는 단계(S702) 및 전송 안테나에 관한 정보로 PPI를 포함하는 DAS 제어 정보 전송 단계(S703)는 도 4의 단계 S401 내지 S403에 대응된다. 따라서, 설명의 간명함을 위해 동일한 설명은 생략하도록 한다.
이때, DAS 제어 정보는 상기 표 2에서 상술한 단말별 사용하려는 PPI를 포함하고, 해당 단말에 간섭 영향을 미치는 간섭 PPI에 대한 정보를 선택적으로 포함할 수 있다.
DAS 제어 정보를 수신한 단말은 수신한 PPI를 LAI로 맵핑하는 과정을 수행한다(S704). PPI 또는 PAI를 LAI로 맵핑하는 과정은 PPI 또는 PAI의 오름차순 또는 내림차순으로 LAI를 구성하거나 PPI별 전력 이득과 같은 특정 성능 기준에 따라 맵핑시킬 수 있다. PPI 또는 PAI의 LAI로의 맵핑은 하향링크 및 상향링크에서 동일하게 또는 독립적인 방식에 따라 수행될 수 있다.
한편, 이와 같은 PPI 또는 PAI와 LAI의 대응관계에 대해서는 기지국도 알고 있어야하므로, 단말은 LAI의 맵핑 규칙에 관한 정보를 기지국으로 전송할 수 있다(S705).
그리고, 단말은 구성된 LAI를 기반으로 프로코딩 행렬 코드북에서 PMI를 선택하고, CQI, 공분산 행렬 등 채널 관련 정보들을 측정하여 피드백 정보를 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다(S706). 피드백 정보는 LAI 맵핑 정보와 동시에 또는 별도의 시그널링으로 전송될 수 있다.
이후, 기지국은 결정된 PPI를 통해 단말로 하향링크 신호를 전송할 수 있다(S707).
이는, 상향링크 신호 전송에서도 단말은 기지국 수신 안테나 PPI 또는 PAI에 해당하는 채널을 LAI로 변환하여 채널 추정 및 관련 프리코딩에 활용할 수 있다. 그리고, 기지국은 해당 단말의 수신 PPI 또는 PAI에 해당하는 안테나들로부터 수신한 신호를 연속적인 특성을 갖는 LAI로 변환하여 디코딩을 수행할 수 있다.
도 7에서 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국과 단말의 신호 송수신 과정은 기지국이 상향링크 신호를 측정하여 해당 단말에 특정되는 안테나를 결정하는 일 예를 나타내는 것이다.
이와 달리, 단말이 하향링크 신호를 측정한 결과를 토대로 기지국의 전체 안테나들 중 단말 자신에 해당하는 하나 이상의 안테나들을 선택하고, 해당 안테나들에 대한 PPI 또는 PAI의 LAI로의 맵핑을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 기지국에서 단말에 신호를 전송하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 것으로, 상기 도 6에서 상술한 실시예와 동일한 과정으로 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 전송되는 하향링크 신호를 수신한다(S801).
그리고, 수신된 신호를 측정하여 일정 수치 이상의 수신 강도를 만족하는 안테나들을 선택하는 등 전송 안테나에 관한 정보를 생성하여(S802) 기지국으로 전송할 수 있다(S803).
예를 들어, 32개의 기지국 안테나를 구비한 DAS 시스템의 물리적 안테나 세트는 PMI set={1,2,...,32}이다. 여기서, 8개의 PPI(PPI set={1,2,...,8})를 이용하여 서로 거리가 먼 4개의 PAI를 하나의 PPI로 맵핑하는 경우, 안테나 1,9,17,25에서 동일한 파일럿 패턴을 사용하는 것으로 보아 PAI set={1,9,17,25}는 PPI=1로 맵핑할 수 있다. 단말은 자신의 위치에서 8개의 PPI 중에서 일정 기준 이상의 수신 강도를 만족하는 PPI들로 구성된 PPI set={1,2,4}을 결정하고, 이에 대한 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
피드백 정보를 포함한 상향링크 신호를 수신한 기지국은 피드백 정보 및 상향링크 수신 강도 등을 통해 해당 단말과의 통신에 특정될 수 있는 안테나를 결정할 수 있다(S804).
상기 실시예에서, 기지국은 해당 단말로부터 전송된 피드백 정보에서 PPI set={1,2,4}에 대응하는 전송 안테나들 중 수신 강도를 기반으로 해당 단말에 안테나 9,10,12(즉, PAI set={9,10,12})를 사용하는 것으로 결정할 수 있다.
그리고, 기지국은 해당 단말에 대해 최종 결정된 전송 안테나에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 단말에 전송한다(S805). 기지국은 해당 단말에 대해 안테나 9,10,12(PAI set={9,10,12})의 3Tx를 통해 하향링크 데이터를 전송할 것이라는 정보를 알려줄 수 있다.
DAS 제어 정보를 통해 최종 결정된 전송 안테나에 관한 정보를 수신한 단말은 수신한 PPI를 LAI로 맵핑하는 과정을 수행한다(S806). 상기 실시예에서 단말이 PPI별 전력 이득을 성능 기준으로 하는 경우, PPI={1,2,4}에서 각 PPI별 전력 이득 순서에 따라 LAI={1,2,3}은 PPI={2,1,4}로 일대일 대응 관계가 성립되도록 맵핑할 수 있다.
다음으로, 단말은 각 PPI의 전력 이득 크기를 기준으로 LAI로 맵핑하였음을 나타내는 LAI 맵핑 정보를 기지국으로 피드백 전송할 수 있다(S807). 이때, 단말이 단계 S802에서 선호하는 파일럿 패턴 인덱스(PPPI)를 선호 순서에 피드백 전송하였고, PPI 선호 순서에 따라 PPI를 LAI로 맵핑하는 경우, 기지국은 수신한 PPI 순서대로 단말이 PPI를 LAI로 맵핑하였다는 맵핑 정보를 도출할 수 있으므로, 단계 S806에서과 같이 별도의 맵핑 정보를 전송할 필요는 없다.
이후, 단말은 성립된 LAI에 기반하여 채널 관련 정보를 도출하여 기지국으로 피드백 전송할 수 있다(S808). 예를 들어, 단말의 안테나 수가 1개일때, PPI set={1,2,4}로부터 추정된 채널들을 이용하여 LAI 1,2,3에 해당하는 채널계수(h1,h2,h3)를 추정한 후, 이를 통해 전체 벡터 채널인 h=[h1,h2,h3]를 도출할 수 있다. 그리고, 3 tx 프리코딩 행렬 코드북이 3행 r열(r은 데이터 스트림 수 = 3) 행렬들로 이루어져 있을 때, 이 코드북의 각 행렬들을 h와 내적하여 크기 비교 등을 통해 PMI 및 CQI를 구할 수 있다. 또는, 채널계수 자체, 공분산 행렬과 같은 채널에 관한 정보를 기지국으로 피드백 전송할 때도 LAI로 정렬된 채널을 이용할 수 있다.
DAS에 속한 단말별로 해당하는 물리적 안테나의 개수는 동일하지 않으므로, 그에 따라 LAI의 범위로 단말별로 동일하지 않을 수 있으며, 하나의 단말에 대한 물리적 안테나 인덱스(PAI), 파일럿 패턴 인덱스(PPI) 및 논리 안테나 인덱스(LAI)는 동일하지 않을 수 있다.
이후, 기지국은 해당 단말에 대해 사용하기로 결정한 전송 안테나를 이용하여 하향링크 신호를 단말로 전송할 수 있다(S809).
상향링크에서도 단말은 상향링크 수신 안테나에 관한 PPI(또는 PAI)에 해당하는 채널을 LAI로 변환하고, 변환된 LAI를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 프리코딩을 수행한 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 이를 수신한 기지국은 해당 단말의 수신 PPI(또는 PAI)에 해당하는 안테나들로부터 수신한 신호를 연속적인 특성을 갖는 LAI로 변환하여 디코딩을 수행할 수 있다.
한편, LTE/LTE-A 시스템에서 본 발명의 일 실시예에 따른 LAI 맵핑 방법을 적용하는 경우, 안테나 포트 인덱스(Antenna Port Index: API)를 LAI로 맵핑할 수 있다. 이를 위해, PAI를 API로 맵핑하고, 맵핑된 API를 LAI로 맵핑할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 DAS 제어 정보는 무선 자원 할당시 FDM 방식을 이용하는 경우를 적용하여 하나의 단말에 사용하는 안테나 자원 할당을 주파수 대역별로 다르게 구성할 수 있다. 그리고, 주파수 대역별로 다른 안테나 자원 할당을 적용하는 경우, 주파수 대역별로 본 발명의 실시예들에 따른 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보가 전송될 수 있다.
이때, 상기 특정 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역의 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보가 상기 특정 주파수 대역의 것과 다른지 여부를 지시하는 지시자를 전송함으로써, 전송 정보량을 감소시키거나 전송 정확도를 높일 수 있다.즉, 해당 단말에 대한 특정 주파수 대역에서는 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보를 전송하고, 특정 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역에서는 상기 특정 주파수 대역에서 전송되는 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보와 독립된 것인지 여부를 나타내는 지시자를 전송할 수 있다.
따라서, 특정 주파수 대역과 그 외의 다른 주파수 대역에서 전송하는 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보가 동일한 경우에는 동일하다는 것을 지시하는 지시자만을 전송하고, 동일하지 않은 경우에는 해당 주파수 대역에 해당하는 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보를 전송할 수 있다.
또는, 별도의 지시자를 전송하지 않고 구분되는 주파수 대역에서 전송하는 정보가 동일하지 않은 경우에만 해당 주파수 대역에서 전송하고자 하는 피드백 정보 및/또는 DAS 제어 정보를 전송할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들은 DAS를 지원하는 시스템에서 DAS 셀로만 구성되는 독립적인 네트워크에서 수행되거나 또는 기존의 CAS를 지원하는 시스템과 혼용되어 사용될 수 있다.
CAS와 DAS를 혼용하여 사용하는 시스템인 경우, 기지국은 셀에 진입하는 단말들에 대해 해당 시스템에서 DAS를 지원하고 있음을 나타내는 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 단말들이 DAS가 지원되는 셀에 최초로 진입하는 경우, 셀 ID 정보와 해당 시스템이 DAS를 지원하는지 여부를 나타내는 DAS 지원 지시 정보 등을 포함하는 방송 정보를 셀 영역 내로 방송할 수 있다. 상기 방송 정보는 셀 ID 넘버, DAS 지원 지시정보, 해당 셀에서 사용하는 파일럿 패턴 정보 및 지원하고자 하는 최대 파일럿 패턴 수 정보 등을 포함할 수 있다.
이때, 기지국은 DAS 지원 지시 정보를 통해 셀에 최초 진입한 단말들에 대해 직접적으로 상기 기지국이 CAS를 지원하는지 또는 DAS를 지원하는지 여부를 지시할 수 있다.
또는, DAS 지원 지시 정보를 셀 ID 정보에 포함하도록 구성할 수 있다. 셀 ID 정보를 통해 DAS 지원 지시 정보를 알리는 경우, CAS와 DAS를 구별하는 정보를 포함하도록 셀 ID를 구성함으로써, 셀 ID를 수신한 단말이 셀 ID를 통해 상기 기지국이 현재 CAS를 지원하는지 또는 DAS를 지원하는지를 도출할 수 있다.
예를 들어, IEEE 802.16 시스템에서 셀 ID는 매크로셀 기지국(macrocell BS), 핫존 기지국(hotzone BS), 펨토셀 기지국(femtocell BS) 등 기지국 종류에 따라 계층적(hierarchical)으로 분류되어 있다. 해당 기지국의 타입에 따라 그에 대응하는 셀 ID를 구성하면서, 해당 기지국이 CAS를 지원하는지 또는 DAS를 지원하는지를 나타내도록 상위 또는 하위 계층으로 구별할 수 있다. IEEE 802.16 시스템에서는 PA-프리엠블 및 SA-프리엠블을 통해 셀 ID를 방송한다.
다른 예로, LTE-A에서는 기지국들은 CRS를 통해 셀 영역으로 셀 ID를 전송한다. 이때, 상기 셀 ID를 구성하는 신호 중 일부를 DAS를 지원하는 시스템임을 나타내는 신호로 할당할 수 있다. 또는, CAS 및 DAS를 분류하여 별도의 셀 ID를 구성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 DAS에 속한 기지국 및 단말에 대해서 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 기지국 및 단말을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
단말은 상향링크에서는 송신장치로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신장치로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신장치 및 수신장치를 포함할 수 있다.
송신장치 및 수신장치는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신장치 및 수신장치는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 좌측은 송신장치의 구조로 DAS에 속한 기지국을 나타내고, 우측은 수신장치의 구조로 DAS 기지국이 서비스하는 셀 내에 진입한 단말을 나타낸다. 송신장치와 수신장치는 각각 안테나(901, 902), 수신 모듈(910, 920), 프로세서(930, 940), 송신 모듈(950, 960) 및 메모리(970, 980)를 포함할 수 있다.
안테나(901, 902)는 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신 모듈(910, 920)로 전달하는 기능을 수행하는 수신 안테나 및 송신 모듈(950, 960)에서 생성된 신호를 외부로 전송하는 송신 안테나로 구성된다. 안테나(901, 902)는 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.
도 9에 도시된 송신장치의 안테나(901)는 기지국의 전체 안테나들 중 통신 수행시 채널 상태, 단말의 위치, 기지국과 단말 간의 거리 등을 토대로 선택된 하나 이상의 DA를 나타낸다. 선택된 하나 이상의 DA는 고정된 것이 아닌 수신장치의 위치 변동 등에 따라 변동될 수 있다.
수신 모듈(910, 920)은 외부에서 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(930, 940)로 전달할 수 있다. 수신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 수신하기 위한 수신부로 나타낼 수도 있다.
프로세서(930, 940)는 통상적으로 송신장치 또는 수신장치의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.
송신 모듈(950, 960)은 프로세서(930, 940)로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나에 전달할 수 있다. 송신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 전송하기 위한 송신부로 나타낼 수 있다.
메모리(970, 980)는 프로세서(930, 940)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동 단말의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 기지국 식별자(station identifier: STID), 플로우 식별자(flow identifier: FID), 동작시간 등의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 메모리(970, 980)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(harddisk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
송신단의 프로세서(930)는 기지국에 대한 전반적인 제어 동작을 수행하며, 상기 도 3 내지 도 8에서 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 각 단말에 대한 전송 안테나 또는 안테나 그룹을 선택하는 안테나 자원 할당을 수행하거나, 각 단말별로 해당하는 파일럿 패턴 인덱스(PPI)를 구성할 수 있다.
또한, 송신단의 프로세서(930)는 DAS 시스템에 관한 설정 정보, 각 단말과의 통신에 사용하려는 안테나 또는 안테나 그룹에 관한 정보 또는 PPI에 관한 정보를 포함하는 DAS 제어 정보를 구성할 수 있다.
수신장치는 송신장치로부터 전송되는 신호 및 DAS 제어 정보를 수신모듈(920)을 통해 수신하여, 상기 DAS 시스템에 관한 다양한 설정 정보 및 상기 송신장치와의 통신수행에 사용되는 안테나 또는 안테나 그룹에 관한 정보를 획득할 수 있다.
수신장치의 프로세서(940)는 단말의 전반적인 제어 동작을 수행하며, 송신장치로부터 전송되는 하향링크 신호를 측정하여 채널상태에 관한 피드백 정보를 생성할 수 있다. 또한, 상기 도 5 내지 도 6에서 상술한 실시예들에 따라 하향링크 신호의 수신 강도를 통해 상기 수신장치에 해당하는 기지국 안테나를 판단하여 그에 관한 정보를 송신장치에 알릴 수 있다. 또한, 상기 도 7 내지 도 8에서 상술한 실시예들에 따라 송신장치로부터 전송된 PPI 또는 PAI를 LAI로 변환하고, 변환된 LAI를 기반으로 피드백 정보를 생성하여 송신 장치로 전송할 수 있다.
한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (24)

  1. 단말이 하향링크 신호들을 수신하는 방법에 있어서,
    하향링크 채널 상태 측정을 위한 제1 파일럿 정보 인덱스 및 간섭 측정을 위한 제2 파일럿 정보 인덱스로 구성된 한 쌍의 파일럿 정보 인덱스들을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들을 수신하는 단계; 및
    상기 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들에 따른 상기 하향링크 채널 상태 측정 및 상기 간섭 측정 중 적어도 하나의 측정 결과를 포함하는 피드백 정보를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 파일럿 정보 인덱스는 파일럿 패턴을 위한 시간-주파수 자원 정보 및 상기 단말을 위해 사용되는 기지국의 전송 안테나 개수 정보 중 적어도 하나에 대한 것인, 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    각 비트에 해당하는 파일럿 패턴이 간섭 파일럿 패턴인지 여부를 지시하는 비트맵을 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말이 서로 이격된 다수의 안테나 그룹들로부터 상기 하향링크 신호들을 수신함을 나타내는 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 하향링크 신호들을 수신하는 단말에 있어서,
    하향링크 채널 상태 측정을 위한 제1 파일럿 정보 인덱스 및 간섭 측정을 위한 제2 파일럿 정보 인덱스로 구성된 한 쌍의 파일럿 정보 인덱스들을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들을 수신하는 수신기;
    상기 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들에 따른 상기 하향링크 채널 상태 측정 및 상기 간섭 측정 중 적어도 하나의 측정 결과를 포함하는 피드백 정보를 전송하는 송신기; 및
    상기 수신기 및 상기 송신기를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제1 파일럿 정보 인덱스는 파일럿 패턴을 위한 시간-주파수 자원 정보 및 상기 단말을 위해 사용되는 기지국의 전송 안테나 개수 정보 중 적어도 하나에 대한 것인, 단말.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수신기는,
    각 비트에 해당하는 파일럿 패턴이 간섭 파일럿 패턴인지 여부를 지시하는 비트맵을 수신하는, 단말.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 수신기는,
    상기 단말이 서로 이격된 다수의 안테나 그룹들로부터 상기 하향링크 신호들을 수신함을 나타내는 정보를 수신하는, 단말.
  7. 기지국이 하향링크 신호들을 전송하는 방법에 있어서,
    하향링크 채널 상태 측정을 위한 제1 파일럿 정보 인덱스 및 간섭 측정을 위한 제2 파일럿 정보 인덱스로 구성된 한 쌍의 파일럿 정보 인덱스들을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들을 단말에 전송하는 단계; 및
    상기 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들에 따른 상기 하향링크 채널 상태 측정 및 상기 간섭 측정 중 적어도 하나의 측정 결과를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 파일럿 정보 인덱스는 파일럿 패턴을 위한 시간-주파수 자원 정보 및 상기 단말을 위해 사용되는 상기 기지국의 전송 안테나 개수 정보 중 적어도 하나에 대한 것인, 방법.
  8. 하향링크 신호들을 전송하는 기지국에 있어서,
    하향링크 채널 상태 측정을 위한 제1 파일럿 정보 인덱스 및 간섭 측정을 위한 제2 파일럿 정보 인덱스로 구성된 한 쌍의 파일럿 정보 인덱스들을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들을 단말에 전송하는 송신기;
    상기 하나 또는 둘 이상의 파일럿 패턴 설정들에 따른 상기 하향링크 채널 상태 측정 및 상기 간섭 측정 중 적어도 하나의 측정 결과를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 수신기; 및
    상기 송신기 및 수신기를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제1 파일럿 정보 인덱스는 파일럿 패턴을 위한 시간-주파수 자원 정보 및 상기 단말을 위해 사용되는 상기 기지국의 전송 안테나 개수 정보 중 적어도 하나에 대한 것인, 기지국.
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