KR101448639B1 - 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를송신하는 방법 및 이를 이용하여 데이터를 수신하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 문서는 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법 및 이를 이용하여 데이터를 수신하는 방법을 개시한다.
본 문서에서 개시하는 다중 셀 환경에서 데이터를 수신하는 방법의 일례는, 제1 기지국 및 제2 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계, 상기 파일럿 신호에 기초하는 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국에 대한 하향링크 채널품질정보를 상기 제1 기지국으로 송신하는 단계 및 상기 제1 기지국에서 상기 채널품질정보를 기초로 결정되는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
collaborative MIMO

Description

다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법 및 이를 이용하여 데이터를 수신하는 방법{A method for transmitting a data by collaborating of a plurality of base station in a multi-cell environments and a method for receiving using the same}
본 발명은 다중 셀 환경에 관한 것으로 보다 구체적으로, 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법 및 이를 이용하여 데이터를 수신하는 방법에 관한 것이다.
다중 셀 환경에서 셀 가장자리에 있는 사용자는 셀 간 간섭에 취약한 수신성능 특성을 보인다. 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭에 의한 영향을 줄이고자 하는 방법 중 하나로 자원 재사용 기법을 들 수 있다.
자원 재사용 기법은 기지국에서 시스템 대역을 재사용 계수 N으로 나누고, 나누어진 대역에 각 사용자의 데이터를 할당하여 전송하는 방법을 이용한다. 예를 들어, 각 셀의 중심에는 기지국(BS: Base Station)이 위치해 있고, 주파수 재사용 기법 중 재사용 계수 N=1 인 경우, 모든 셀은 같은 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송한다. 재사용 계수 N=3 인 경우에는 각 기지국은 전체 시스템 대역을 3개 대역으로 나누어 인접 셀과 같은 주파수 자원을 쓰는 것을 피함으로써 간섭을 줄일 수 있다.
위에서 설명한 두 가지 방법의 조합으로 셀 내부에서는 전 주파수 대역을 다 이용하도록 하고 셀 기준치 부근에서는 서로 다른 주파수 자원을 사용 하도록 할 수도 있다. 이때 셀 전송 수율(cell throughput)을 극대화 시키기 위하여 추가적인 재사용 방법들을 적용하기도 한다.
셀룰라 시스템에서 시스템 전체 효율을 위해 N=1인 시스템이 일반적이며, 이 경우 가장 높은 셀 전송 수율을 보이지만, 모든 셀이 같은 대역의 자원을 사용하므로 사용자가 셀 기준치에 위치할 경우 극심한 수신 성능 열화를 겪게 된다.
그리고, 셀룰라 시스템에서 재사용 계수 N을 큰 값으로 사용하여 주파수(또는 시간) 재사용 기법은 서로 인접해 있는 셀 간 다른 자원을 쓰도록 함으로써 인접 셀 간섭을 줄일 수 있다는 장점이 있지만, 셀룰라 시스템에서 재사용 계수 N이 커질수록, 셀 전체의 전송 수율 또는 주파수 효율(spectral efficiency) 측면에서 성능 이득이 감소하게 된다. 왜냐하면, 이는 시스템 대역폭은 한정되어 있고, N이 커지면 각 셀마다 사용할 수 있는 자원의 양이 줄어 들뿐만 아니라 사용자들의 요구 전송 량이 셀마다 다르기 때문에 자원이 모자라거나, 낭비될 수 있기 때문이다.
따라서, 상술한 자원 재사용 기법은, 앞서 살펴본 바와 같이 다중 셀 환경에서 셀 가장자리에 있는 사용자는 셀 간 간섭에 취약한 수신성능 특성을 보완하기에 한계가 있어 보다 효율적인 방법이 요구된다.
본 문서는 상술한 배경 기술에 있어서, 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법 및 이를 이용하여 데이터를 수신하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 양태에 있어서, 다중 셀 환경에서 데이터를 수신하는 방법은, 제1 기지국 및 제2 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계, 상기 파일럿 신호에 기초하는 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국에 대한 하향링크 채널품질정보를 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국 중 적어도 하나로 송신하는 단계 및 상기 제1 기지국에서 상기 채널품질정보를 기초로 결정되는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 제2 기지국은, 상기 제1 기지국으로부터 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 이때 상기 협력적 MIMO 스케줄링 정보는, MIMO 수행 시간 정보, MIMO 기법 정보 및 영역 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 기지국에서 상기 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 기초로 스케줄링하고 그 결과를 상기 제1 기지국으로 전송할 수 있다.
그리고, 상기 영역 정보는, 특정 주파수 밴드 인덱스, 스케줄링 영역 비트맵, 각 기지국들 사이에 미리 약속되는 영역 인덱스 중 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 협력적 MIMO 스케줄링하는 기지국 별로 영역이 결정되는 경우, 상기 영역 정보는 기지국 정보로 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태에 있어서, 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법은, 제1 기지국에서 단말로부터 상기 제1 기지국 및 제2 기지국에 대한 하향링크 채널품질정보를 수신하는 단계, 상기 제1 기지국에서 상기 채널품질정보를 기초로 협력적 MIMO 스케줄링을 수행하는 단계, 상기 협력적 MIMO 스케줄링에 따라 결정되는 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 상기 제2 기지국에 송신하는 단계, 상기 제2 기지국으로부터 상기 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 기초로 스케줄링한 결과를 수신하는 단계 및 상기 단말로 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.
상기 협력적 MIMO 스케줄링 정보는, MIMO 수행 시간 정보, MIMO 기법 정보 및 영역 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 영역 정보는, 특정 주파수 밴드 인덱스, 스케줄링 영역 비트맵, 각 기지국들 사이에 미리 약속되는 영역 인덱스 중 하나로 이루어질 수 있다.
어느 기지국이 협력적 MIMO 스케줄링하는지 여부에 따라 스케줄링 영역이 결정되는 경우, 상기 영역 정보는 기지국 정보로 전송될 수 있다.
상기 데이터 송신 방법은, 상기 제2 기지국을 포함하는 다수의 기지국으로부터 수신한 스케줄링 결과를 취합하여 재 스케줄링하는 단계; 및 상기 재 스케줄링 결과를 상기 제2 기지국을 포함하는 각 기지국을 전송하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 문서에서 개시하는 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하고, 이에 따라 단말이 다수의 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하는 다중 셀 환경에서 다수의 기지국이 협력하여 데이터를 송신하는 방법을 통해 셀 가장자리에 위치하는 단말에도 일정 성능 이상의 데이터 송수신이 수행될 수 있다.
또한, 별도의 장치를 구비하지 않고도, 다수의 협력적 전송을 위한 스케줄링이 특정 기지국에 의해 수행될 수 있다.
아울러, 협력적 전송을 위한 스케줄링을 수행하는 기지국과 이 기지국과 함께 데이터 전송을 수행하는 기지국 간에 협력적 전송을 위한 시그널링이 가능하다.
최근 정보통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 그리고 고품질 서비스의 출현 등으로 인해 무선통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이에 능동적으로 대처하기 위해서는 통신 시스템의 용량을 증대시키는 한편 데이터의 전송 신뢰도를 높일 수 있는 기술이 요구되고 있다.
무선통신 환경에서 통신 용량을 늘리기 위한 방안으로는 이용 가능한 주파수 대역을 새롭게 찾아내는 방법과, 주어진 자원의 효율성을 높이는 방법을 생각해 볼 수 있다. 이 중 후자의 방법으로 송수신기에 다수의 안테나를 장착하여 자원 활용을 위한 공간적인 영역을 추가로 확보하여 다이버시티 이득을 취하거나, 각각의 안테나를 통해 데이터를 병렬로 전송함으로써 전송 용량을 늘리는 이른바 다중 안테 나 송수신 기술(Multiple Input Multiple Output Antenna; 이하 MIMO)이 최근 큰 주목을 받으며 활발하게 개발되고 있다.
이하에서는 다양한 실시예들을 통해 셀 가장자리에 있는 사용자에게 셀 간 간섭의 영향으로부터 보다 양질의 서비스를 제공하기 위한 방법으로 MIMO를 적용하기 위한 구체적인 방법을 제시한다.
기지국의 다중 안테나를 통해 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO에 의해 수신성능을 높인 것과 유사한 방법으로, 인접한 다수의 셀에 위치하는 기지국들로부터 동일 채널에 대한 신호를 수신하여 다이버시티, 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO를 구현할 수 있다. 특히, 인접 셀로부터 간섭을 받기 쉬운 셀 가장자리에 위치하는 단말은 이러한 상황을 역으로 이용하여, 인접 기지국들로부터 동일 채널에 대한 신호를 수신하여, 다이버시티, 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO를 구현할 수 있을 것이다. 이하 다수의 기지국에서 MIMO 기법을 적용하여 송신하는 방법은 협력적 MIMO 기법이라고 칭한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 셀 환경에서 협력적 MIMO 기법으로 데이터를 송신하는 다수의 송신단과 이에 따라 데이터를 수신하는 수신단의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 협력적 MIMO 기법을 적용할 수 있는 다중 셀 환경의 통신 시스템은, 단말 MS(10)과, 단말 MS(10)이 전송하는 상향 링크 신호를 수신하는 서빙 기지국 BS1(11) 및 서빙 기지국 BS1(11)의 인접 셀에 상응하는 인접 기지국 BS2(14)을 포함하는 다수의 기지국을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 협력적 MIMO 스케줄링이 특정 기지국의 스케줄러 또는 컨트롤러에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 서빙 기지국의 경우 단말로부터 상향링크 신호로 채널정보를 수신할 수 있어 현재 채널상태를 반영할 수 있어, 서빙 기지국에서 협력적 MIMO 스케줄링 하면, 스케줄링 이득을 높일 수 있을 것이다.
즉, 본 실시예에 따르면, 특정 단말의 서빙 기지국 BS1(11)은 그 단말에 대한 협력적 MIMO 스케줄링에 주도적인 역할을 수행할 수 있다. 이하의 설명에서 이와 같이 특정 단말에 대한 협력적 MIMO 스케줄링의 주도적인 역할을 하는 기지국은 마스터 기지국(Master BS)이라고 칭하며, 이 마스터 기지국과 함께 협력적 MIMO를 수행하는 기지국은 슬레이브 기지국(Slave BS)이라고 칭한다. 마스터 기지국은 상술한 바와 같이 협력적 MIMO로 데이터를 수신하는 특정 단말의 서빙 기지국이 됨이 바람직하다.
이하의 설명에서는 슬레이브 기지국이 하나인 경우로 가정하여 설명하지만, 다수의 슬레이브 기지국과 함께 협력적 MIMO를 수행할 수도 있음은 당연할 것이다.
이때 협력적 MIMO를 수행하는 기지국 각각은 협력적 MIMO 제어를 위한 컨트롤러(12, 15)를 포함할 수 있다. 각 기지국 내에서 협력적 MIMO 제어를 위한 컨트롤러(12, 15)는 기존의 기지국 구성에 대해 추가되는 구성으로 구현될 수도 있고, 기존의 스케줄러 또는 컨트롤러에 새로운 기능을 추가하는 방법으로 구현될 수 도 있음은 당연할 것이다.
본 실시예에 따르면, 협력적 MIMO를 통해 데이터를 수신하는 단말(10)에 대해 적용하는 MIMO 기법을 포함하여 전송 방법은 마스터 기지국(11)의 결정에 따르도록 할 수 있다. 이때 이 협력적 MIMO를 위하여 스케줄링은 두 기지국 간에 협력적으로 이루어지고 이러한 스케줄링에 따른 협력적 MIMO 코딩은 각 컨트롤러에서 서로 협력하거나 동일하게 적용됨이 바람직할 것이다.
그리고, 이때 마스터 기지국의 컨트롤러(12)에서는 단말로부터 협력적 MIMO를 함께 수행하는 각 기지국에 대한 채널 정보를 수신하고, 이를 협력적 MIMO 스케줄링에 이용할 수 있다. 예를 들어, 채널 정보는 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information), 프리코딩 행렬 정보(Precoding Matrix Information) 및 랭크 정보(Rank information) 등을 포함할 수 있다.
또한, 마스터 기지국의 컨트롤러에서 이 단말에 대한 코딩 기법, 변조 기법 및 MIMO 기법을 결정함에 있어서, 함께 협력적 MIMO를 수행하는 각 기지국에 대한 채널 정보를 이용하여 각 기지국에 대한 채널 상황에 적합하게 데이터를 구성할 수 있다. 그리고, 이러한 채널 정보를 통해 해당 단말의 채널 상태에 최적의 스케줄링 영역을 결정하고 이 영역 내에서 이 단말에 대한 데이터 송수신이 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 동작을 위하여 마스터 기지국(11) 특히 마스터 기지국의 컨트롤러(12)에서는 두 기지국 간의 협력적 MIMO 동작을 위한 스케줄링 수행 후 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 슬레이브 기지국(14)으로 알려 준다. 슬레이브 기지국(14) 특히, 슬레이브 기지국의 컨트롤러(15)에서는 이 협력적 MIMO 스케줄링 정보에 기초하여 스케줄링을 하고 그 스케줄링 결과를 마스터 기지국(11)으로 통보한다.
이때 마스터 기지국(11)에서 슬레이브 기지국(14)으로 전송하는 협력적 MIMO 스케줄링 정보에는 프리코딩 행렬 인덱스와 같은 협력적 MIMO를 수행하는 MIMO 기법 정보, 스케줄 가능한 영역 정보 등이 포함될 수 있다. 이때 특히 스케줄 가능한 영역 정보는 정 주파수 밴드 인덱스(frequency band index), 스케줄링 영역 비트맵(scheduling region bitmap) 각 기지국들 사이에 미리 약속되는 영역 인덱스(region index) 중 하나의 형태로 전송될 수 있다.
마스터 기지국의 컨트롤러(12)에서는 이러한 인접한 다수의 셀에 위치하는 기지국들이 협력적으로 단말 특히, 셀 가장자리에 위치하는 단말로 신호를 송신하되, 보다 효과적으로 송신할 수 있도록 다양한 MIMO 기법을 적용하여 해당 단말에 대한 데이터를 구성하여 각 기지국으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 협력적 MIMO 기법에 따른 MIMO 코딩에는 기존에 알려진 다양한 MIMO 기법들이 동일하거나 유사한 방법으로 적용될 수 있을 것이다.
슬레이브 기지국의 컨트롤러(15)에서는 마스터 기지국에서 전송되는 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 이용하여 이에 기초하는 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 슬레이브 기지국의 컨트롤러(15)에서는 마스터 기지국에서 결정한 영역 정보를 통해 스케줄링 가능한 영역 내에서 스케줄링 영역을 결정할 수 있다. 그리고, 이렇게 결정된 스케줄링 결과 정보를 다시 마스터 기지국(11)으로 알려준다.
마스터 기지국의 MIMO 코딩부(13) 및 슬레이브 기지국의 MIMO 코딩부(16) 에서는 상술한 마스터 기지국(11) 및 슬레이브 기지국(14)의 각 컨트롤러에서 결정되는 협력적 MIMO 스케줄링 정보 및 스케줄링 결과 정보 등을 기초로 MIMO 코딩을 수행한다. 그리고, MIMO 코딩된 데이터는 해당 단말로 전송될 것이다.
본 발명은 셀룰러 시스템의 단말이 다중 셀 환경에서 셀 경계영역에 존재하여 인접 셀에 의한 간섭을 받고 있을 때 양질의 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위하여 협력적 MIMO 방법을 적용하기 위한 방법에 관한 것으로 본 실시예에 따르면 특히 기지국 상위의 스케줄러 없이 협력적 MIMO를 위한 자원을 할당받을 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 셀 환경에서 협력적 MIMO 기법으로 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 설명에서 제1 기지국이 단말의 서빙 기지국으로 마스터 기지국의 기능을 수행하고, 제2 기지국이 제1 기지국과 함께 협력적 MIMO 기법으로 위 단말에 데이터를 전송한다고 가정한다. 이 경우에도 슬레이브 기지국이 제2 기지국만 있는 경우로 도시되었지만, 상술한 바와 같이 다수의 슬레이브 기지국과 협력적 MIMO를 수행할 수 있음은 물론일 것이다. 이때 마스터 기지국과 각 슬레이브 기지국간의 동작은 도 2에서 제1 기지국과 제2 기지국과의 동작과 동일하거나 유사하게 수행될 수 있을 것이다.
본 실시예에 따른 다중 셀 환경에서 협력적 MIMO 기법에 따라 데이터를 송수신하는 방법에 따르면, 먼저, 단계 S20에서 제1 기지국과 제2 기지국에서는 단말이 수신할 수 있는 파일럿 신호를 송신한다. 단말은 이 기지국들로부터 파일럿을 수신하여 각 기지국에 대한 채널 상태를 측정할 수 있다.
단말은, 단계 S21에서 서빙 기지국인 제1 기지국으로 측정된 채널 정보를 전송한다. 이때 전송되는 채널 정보에는 채널품질정보, 프리코딩 행렬 정보, 랭크 정보 등이 포함될 수 있음은 상술한 바와 같다. 그리고, 본 실시예에 따라 단말은 제1 기지국으로 채널 정보를 전송함에 있어서, 각 기지국에 대해 개별적으로 측정된 채널 정보 즉, 제1 기지국에 대한 채널 정보와 제2 기지국에 대한 채널 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 채널품질정보의 경우, 제1 기지국에 대한 채널품질정보(CQI_BS1)와 제2 기지국에 대한 채널품질정보(CQI_BS2)를 전송할 수 있다.
이때 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 기지국에 대한 채널품질정보를 모두 서빙 기지국인 제1 기지국으로 전송할 수도 있지만, 각 기지국에 대한 채널품질정보를 해당 각 기지국으로 직접 전송할 수도 있을 것이다.
제1 기지국에서는 단말로부터 수신되는 채널 정보를 기초로 해당 단말에 대한 스케줄링을 수행한다. 이때 본 실시예에 따라 단계 S22에서 제2 기지국과 함께 협력적 MIMO 기법에 따른 스케줄링을 수행한다. 이 단계에서 협력적 MIMO 스케줄링을 수행함에 있어서, 제1 기지국은 앞선 단계 S20에서 수신하는 채널 정보를 이용함이 바람직할 것이다.
제1 기지국에서 협력적 MIMO 스케줄링 후 단계 S23에서 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 제2 기지국으로 전송한다. 이 단계에서 협력적 MIMO 스케줄링 정보로 MIMO 기법 정보 및 스케줄링 가능한 영역 정보 등이 전송될 수 있다. 또한, 협력적 MIMO를 수행하기 위한 시간정보(Col-MIMO start/end)가 전송될 수도 있다. 그리고, 제1 기지국에서는 단말로부터 수신한 제2 기지국에 대한 채널품질정보(CQI_BS2)를 제2 기지국으로 전송할 수 있다. 만약 다수의 슬레이브 기지국과 협력적 MIMO가 수행되는 경우에는, 제 1 기지국에서 각 슬레이브 기지국에 대한 채널품질정보(CQI_BS#)가 해당 슬레이브 기지국으로 전송될 수 있을 것이다.
MIMO 기법 정보는 협력적 MIMO 수행을 위해 적용되는 MIMO 기법이 무엇인지를 알려주는 정보를 포함하여 해당 MIMO 기법을 적용하는 경우 필요한 제어 정보를 포함할 수 있다. 물론, 협력적 MIMO를 수행하는 경우에는 고정된 MIMO 기법이 사용되는 것으로 기 설정되어 필요한 제어 정보만 전송될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 프리코딩 기법이 MIMO 기법으로 적용되는 경우, 프리코딩 행렬 인덱스 정보가 이에 해당할 수 있다.
그리고, 스케줄링 가능한 영역 정보는 특정 주파수 밴드 인덱스, 스케줄링 영역 비트맵, 각 기지국들 사이에 미리 약속되는 영역 인덱스 중 하나의 형태로 전송될 수 있다. 한편, 협력적 MIMO 스케줄링 정보는 MIMO 기법 정보 및 스케줄링 가능한 영역 정보뿐만 아니라 코딩 기법 및 변조 기법에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 제1 기지국에서 단말로부터 수신하는 제2 기지국에 대한 채널정보를 기초로 결정한 코딩 기법 및 변조 기법에 대한 정보를 이 단계 S23에서 전송할 수 있다. 또는, 협력적 MIMO 스케줄링 정보와 별도로 전송되는 방법도 고려될 수 있을 것이다.
제2 기지국에서는 수신된 협력적 MIMO 스케줄링 정보를 기초로 단계 S24에서 스케줄링을 수행할 수 있다. 이때 앞선 단계 S23에서 수신하는 협력적 MIMO 스케줄링 정보에 기초하여 스케줄링한다. 즉, MIMO 기법 정보에 기초하여 MIMO 코딩 에 대한 스케줄링을 하고, 영역 정보에 기초하여 제1 기지국에서 결정한 가능한 스케줄링 영역 내에 스케줄링 되도록 한다. 이렇게 제2 기지국에서 스케줄링이 결정되면, 단계 S25에서 스케줄링 결과를 다시 제1 기지국으로 전송할 수 있다.
제1 기지국 및 제2 기지국에서는 단계 S26 및 단계 S27에서 각 기지국에서 전송되는 데이터에 대해 협력적 MIMO 스케줄링 정보 및 제2 기지국에서 결정된 스케줄링 결과 정보에 따라 MIMO 코딩을 수행한다. 그리고, 단계 S28에서 단말로 이 MIMO 코딩된 데이터를 전송한다.
한편, 단계 S26 및 단계 S27에 앞서 제1 기지국에서는 제2 기지국을 포함하는 각 슬레이브 기지국에서 전송되는 스케줄링 결과 정보를 취합하여 재 스케줄링을 수행할 수도 있다. 이 경우에는 재 스케줄링 결과 정보가 각 슬레이브 기지국으로 전송되고, 이 재 스케줄링 결과에 따라 단계 S26 및 단계 S27에서 MIMO 코딩이 수행될 수 있을 것이다.
상술한 각 기지국에서의 MIMO 코딩은 다양한 기법을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 다양한 시공간 부호(Space-Time Code; STC)를 이용하는 블록 코딩 기법, 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM) 기법, 순환 지연 다이버시티(Cyclic Delay Diversity; CDD) 기법, 프리코딩(Precoding) 기법, 안테나 선택(Antenna Selection; AS) 기법, 안테나 호핑(Antenna Hopping; AH) 기법, 빔 형성(BeamForming; BF) 기법 등을 들 수 있다. 상기에서 나열된 기법들 중 주요한 MIMO 기법에 대해 이하 상술한 다양한 기법에 대해 좀 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
공간 다중화 기법은 입력 신호를 여러 개의 병렬 신호로 나누어 동시에 전송하는 기법으로 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다. 입력 신호에 해당하는 정보 비트의 시퀀스를 s1, s2, s3, s4라 정의할 경우, 이하 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
코딩 행렬식 # of ANT
(1)
Figure 112008021277269-pat00001
 2
(2)
Figure 112008021277269-pat00002
 3
(3)
Figure 112008021277269-pat00003
 4
시공간 부호를 이용하는 블록 코딩 기법은, 안테나에 해당하는 공간 축과 시간 축으로 부호화를 적용하여 다이버시티 (diversity) 및 부호 이득 (coding gain)을 동시에 얻는 기법이다. 그리고, 정보 비트의 시퀀스를 s1, s2, s3, s4라 정의 할 경우, 다양한 시공간 부호를 이하 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
시공간 부호 rank # of ANT
(1)
Figure 112008021277269-pat00004
 1 2
(2)
Figure 112008021277269-pat00005
 2 2
(3)
Figure 112008021277269-pat00006
 1 4
(4)
Figure 112008021277269-pat00007
 1 4
(5)
Figure 112008021277269-pat00008
 2 4
표 2에서는 랭크(rank)는 한번의 블록 코딩으로 전송되는 송신 스트림 수를 나타내며 공간 다중화율(spatial multiplexing rate)로 칭할 수도 있다. 그리고, 안테나의 구조 예를 들어 안테나 수(# of ANT)에 따라 서로 다른 시공간 부호가 필요함을 보여주고 있다. 표 2의 각 행렬식에서 행은 안테나를 나타내고 열은 타임 슬롯을 나타낼 수 있다.
한편, 표 2의 시공간 부호를 확장하여 공간-시간 코딩 기법뿐만 아니라, 공간-주파수 코딩 기법, 공간-시간-주파수 코딩 등도 구현할 수 있을 것이다. 예를 들어, 공간-주파수 코딩 기법으로 확장 사용되면 표 2의 각 행렬식에서 열은 부반송파를 나타낼 수 있을 것이다.
공간-시간 트렐리스 코딩 기법(STTC: Space-Time Trellis Code)은 페이딩 채널하의 다중안테나 시스템을 위한 다이버시티 및 부호화 방식이다. 공간-시간 트렐리스 코딩 기법은 다중 안테나를 통해 부호화된 신호를 전송함으로써 시·공간 다이버시티이득을 얻을 수 있으며, 기존의 방식에서 부가적인 대역폭의 증가없이 부호화 이득을 얻을 수 있다.
송신단의 STTC 부호화 과정은 다음과 같이 이루어진다. 정보 비트가 입력되면 주어진 트렐리스 도에 따라 다이버시티 이득과 부호화 이득이 최대가 되도록 성상도에 따라 각각의 다중 안테나에 심볼이 할당되며, 할당된 심볼은 각각의 안테나를 통해 동시에 전송된다. 각 송신 안테나를 통해 전송된 심볼들은 각각 독립적인 페이딩을 겪게 되며 이를 통해 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
공간-주파수 트렐리스 코딩 기법(SFTC: Space-Frequency Trellis Code)은 공간-시간 트렐리스 코딩 기법을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 적용할 경우에 주파수 영역에서 부호화 과정을 수행하게 되는 점에서 차이가 있을 뿐 기본적으로 상술한 공간-시간 트렐리스 코딩 기법과 동일하게 수행될 수 있다.
순환 지연 다이버시티 기법은 여러 개의 송신 안테나를 가지는 시스템에서 OFDM 신호를 전송하는 경우 모든 안테나가 각기 다른 지연 또는 다른 크기로 신호를 전송함으로써 수신단에서 주파수 다이버시티 이득을 얻는 기법이다.
순환 지연 다이버시티 기법에 따르면, OFDM 심볼은 직렬-병렬 변환기 및 다중 안테나 인코더를 통해 각 안테나 별로 분리 전달된 후, 채널간 간섭을 방지하기 위한 순환 전처리부(CP; Cyclic Prefix)가 첨부되어 수신단으로 전송된다. 이때, 첫 번째 안테나에 전달되는 데이터 시퀀스는 그대로 수신단으로 전송되지만 그 다음 순번의 안테나에 전달되는 데이터 시퀀스는 바로 전 순번의 안테나에 비해 일정 비트만큼 순환 지연되어 전송된다.
한편, 이와 같은 순환 지연 다이버시티 기법을 주파수 영역에서 구현하면 상기의 순환 지연은 위상 시퀀스의 곱으로 표현할 수 있다. 주파수 영역에서의 각 데이터 시퀀스에 안테나 별로 서로 다르게 설정되는 소정의 위상 시퀀스를 곱한 후 고속 역 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 수신단으로 전송할 수 있는데, 이를 위상천이 다이버시티(phase shift diversity) 기법이라 칭할 수도 있다.
위상천이 다이버시티 기법에 의하면 플랫 페이딩 채널(flat fading channel)을 주파수 선택성 채널로 변화시킬 수 있고 채널부호를 통해 주파수 다이버시티 이득 또는 주파수 스케줄링 이득을 얻을 수 있다. 위상천이 다이버시티 기법에서 큰 값의 순환 지연을 이용하여 위상 시퀀스를 생성하는 경우에는 주파수 선택성 주기가 짧아지므로 주파수 선택성이 높아지고 결국 채널부호는 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이는 주로 개-루프 시스템에서 이용된다.
또한, 작은 값의 순환 지연을 이용하는 경우 주파수 선택성의 주기가 길어지므로 폐-루프 시스템에서는 이를 이용하여 채널이 가장 양호한 영역에 자원을 할당함으로써 주파수 스케줄링 이득을 얻을 수 있다. 위상천이 다이버시티 기법에서 작은 값의 순환 지연을 이용하여 위상 시퀀스를 생성하는 경우에는 플랫 페이딩 채널의 일정 부반송파 영역은 채널 크기가 커지게 되고 다른 부반송파 영역은 채널 크기가 작아지게 된다. 이 경우 다수의 사용자를 수용하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 각 사용자 별로 채널 크기가 커진 부반송파를 통해 신호를 전송하면 신호대잡음비를 높일 수 있게 되는 것이다.
한편, 앞서 예로 들었던 프리코딩 기법은 폐-루프 시스템에서 피드백 정보가 유한한 경우에 이용되는 코드북 기반의 프리코딩(codebook based precoding) 방식과, 채널 정보를 양자화(quantization)하여 피드백 하는 방식이 있다. 이 중 코드북 기반의 프리코딩은 송수신단에서 이미 알고 있는 프리코딩 행렬의 인덱스를 송신단으로 피드백 함으로써 신호대잡음비(SNR) 이득을 얻는 방식이다.
한편, 예를 들어 안테나 두 개를 교차로 이용하고자 하는 경우에는
Figure 112008021277269-pat00009
,
Figure 112008021277269-pat00010
과 같이 구성된 프리코딩 행렬을 특정 시간을 기준으로 교차하여 이용한다면 각 기지국에서 전송되는 신호의 안테나를 교차 이용하는 결과를 얻을 수 있다.
상술한 다양한 MIMO 코딩 기법에 따라 정보 비트들에 대해 협력적 MIMO 코딩을 수행하고 그 결과 나오는 각 스트림들은 협력적 MIMO 기법에 참여하는 해당 기지국으로 분기되어 전송된다. 그리고, 본 실시예 따라 또 다시 입력 스트림에 대해 상술한 다양한 MIMO 코딩 기법에 따라 각 기지국의 MIMO 코딩을 수행한다. 이후 각 안테나를 통하여 단말에게 전송될 수 있을 것이다.
협력적 MIMO 코딩과 각 기지국의 MIMO 코딩을 위해 상술한 다양한 MIMO 코딩 기법 중 어느 것도 사용될 수 있을 것이다. 가능한 경우 다양한 MIMO 코딩 기법을 함께 적용하는 것도 가능할 것이다. 예를 들어, 협력적 MIMO 코딩이 수행된 신호를 수신한 각 기지국에서 안테나를 교차로 이용하는 프리코딩과, 순환 지연 다이버시티를 함께 적용하여 단말로 전송할 수 있을 것이다. 이때 2 차적 MIMO 코딩을 수행함에 있어서 보다 높은 다이버시티 효과, 간섭 제거 효과를 획득할 수 있는 방향으로 MIMO 기법이 선택됨이 바람직할 것이다.
한편 협력적 MIMO 코딩을 수행하고 각 기지국으로 협력적 MIMO 코딩된 신호를 전달할 때 각 기지국으로 모두 동일한 MIMO 코딩된 신호 전체를 전달할 수도 있다. 또한, 각 기지국으로 MIMO 코딩된 신호의 일부 또는 분리 조합하여 전달함으로써 다수의 기지국에서 분산 전송되도록 할 수 있다. 이하 MIMO 코딩된 신호의 일부 또는 분리 조합하여 각 기지국에서 단말로 전송할 신호를 구성하는 예들을 설명한다.
표 1의 (1), 표 2의 (1) 또는 표 2의 (2)의 시공간 부호를 이용하는 공간-시간 블록 코딩 기법으로 협력적 MIMO 코딩을 수행한 경우를 설명한다. 예를 들어 두 개의 기지국을 이용하여 협력적 MIMO를 한다고 할 경우, 각 기지국에 전송할 데이터를 표 2의 (1)의 시공간 부호의 (1행: 2행) 또는 (1,2행: 1,2행)과 같이 구성할 수 있다.
표 1의 (3), 표 2의 (3), 표 2의 (4), 또는 표 2의 (5)의 시공간 부호를 이용하는 공간-시간 블록 코딩 기법으로 협력적 MIMO 코딩을 수행한 경우를 설명한다. 예를 들어 두 개의 기지국을 이용하여 협력적 MIMO를 한다고 할 경우, 다양한 방법으로 각 행이 분리, 조합되어 기지국으로 전송될 수 있다. 이때 분리되는 기준은 각 기지국에서 전송되는 안테나의 채널 상태와 스케줄링 여부 등이 될 수 있다.
예를 들어, 두 개의 기지국을 이용하는 경우, (1행: 2,3,4행), (2행: 1,3,4행), (3행: 1,2,4행), (4행: 1,2,3행), (1,2행: 3,4행), (1,3행: 2,4행), (1,4행: 2,3행)으로 분리가 가능하다. 뿐만 아니라 (1,2,3행, 2,3,4행), (1,2,3,4행: 1,2,3,4행)과 같이 하나의 행이 서로 다른 기지국 분기되는 모든 조합이 가능하다.
이렇게 두 그룹으로 분리된 행들은 각각의 기지국으로 전송된다. 각 기지국에서는 각 행들에 대한 데이터를 전송하기 위하여 본 실시예에 따라 또 다른 MIMO 코딩을 적용할 수 있다. 즉, 협력적 MIMO 방식과는 별도로 순환 지연 다이버시티 기법 또는 알라뮤티 계열의 코딩과 같은 블록 코딩 기법 등과 같은 다른 MIMO 방식을 적용 하여 추가적인 이득을 얻을 수 있다. 이는 세 개 이상의 기지국에 대하여도 동일하거나 유사하게 적용될 것이다.
한편, 기지국에서는 전송할 신호에 대해 공간 빔 형성 (spatial beamforming)을 수행할 수도 있다. 즉, 각 기지국에서는 단말과의 채널 상태를 파악하여 단말을 지향하는 빔을 형성할 수 있도록 가중치를 곱하여 전송할 수 있다. 이때 다른 사용자에게는 공간 널링(spatial nulling)이 수행되도록 하여, 협력적 MIMO 전송에 대해 공간 빔 형성을 응용할 수도 있을 것이다. 또한, 이와 같이 각 기지국의 안테나를 이용하여 공간 빔 형성을 수행하는 경우 기지국에서 빔 형성 가중치 생성을 위해 단말에서는 빔 형성을 위한 피드백 정보를 전송하여 줄 수도 있을 것이다.
도 3은 OFDM을 이용하는 MIMO 시스템에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
단말(30)로 전송되는 데이터에 마스터 기지국인 기지국 BS1(31)과 슬레이브 기지국인 기지국 BS2(35)의 두 개의 기지국을 통해 협력적 MIMO 기법이 적용되는 경우를 설명한다.
도 3에서, s1은 마스터 기지국(31)으로, s2은 슬레이브 기지국(35)으로 전송된다고 가정한다. 즉, 협력적 MIMO를 함께 수행하는 기지국들이 서로 다른 데이터 스트림을 전송하는 경우로 설명할 수 있다.
마스터 기지국의 컨트롤러(32)에서는 단말(30)로부터 수신되는 상향링크 채널 정보를 기초로 협력적 MIMO 스케줄링을 수행한다. 그리고, 이 스케줄링 정보를 함께 협력적 MIMO를 수행하는 슬레이브 기지국(35)으로 전달하여 이에 따라 슬레이브 기지국의 컨트롤러(36)에서 단말(30)을 위한 스케줄링을 수행하도록 한다. 그리고, 슬레이브 기지국에서는 스케줄링 결과 정보를 다시 마스터 기지국(31)으로 전달한다.
이로써 마스터 기지국(31)과 슬레이브 기지국(35) 간의 스케줄링 정보가 교환되고, 이로써 두 기지국에 의한 협력적 MIMO 기법이 적용된 데이터가 단말(30)로 전송될 있다.
보다 구체적으로 도 3을 참조하여 설명하면, 마스터 기지국(31)에서 협력적 MIMO를 위한 MIMO 기법으로 각 기지국에서 MIMO 코딩으로 프리코딩 행렬에 의하여 가중치가 결정되고
Figure 112008021277269-pat00011
~
Figure 112008021277269-pat00012
의 소정의 지연 값(33. 37)이 적용된 신호도 함께 전송으로써 다이버시티 이득을 취할 수 있는 순환 지연 다이버시티(CDD) 기법을 적용할 수 있다.
이 경우 마스터 기지국(31)에서 슬레이브 기지국(35)으로 전달되는 협력적 MIMO 스케줄링 정보 중 MIMO 기법 정보로는 슬레이브 기지국(35)에서 적용하는 프리코딩 행렬 인덱스 및 순환 지연 다이버시티를 위해 슬레이브 기지국(35)에서 적용하는 지연값을 전송할 수 있을 것이다.
이때 각 기지국에서
Figure 112008021277269-pat00013
의 지연만 고려한다면, 단말에서 수신되는 신호는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008021277269-pat00014
수학식 1에서 hBSk _ rt는 협력적 MIMO를 수행하고 있는 기지국 BS_k의 t 번째 송신 안테나에서 단말의 r 번째 안테나 사이에 형성된 채널을 의미한다. 그리고, 수학식 1에서 hBSk _ rt는 협력적 MIMO를 수행하고 있는 기지국 BS_k의 t 번째 송신 안테나에서 단말의 r 번째 안테나 사이에 형성된 채널을 의미한다. 그리고,
Figure 112008021277269-pat00015
는 도 3에 나타난 바와 같이 순환 지연 다이버시티 기법을 적용하기 위해 적용되는 소정의 지연 값을 나타낸다.
이와 같이 순환 지연 다이버시티 기법이 적용된 후 전송 안테나별 IFFT 모듈(34, 38)로 OFDM 변조되어 안테나를 통해 전송된다.
본 실시예에 따르면, 수학식 1의 수신 신호를 확인하면 알 수 있듯이, (s1, s2)에 채널 추정을 위한 파일럿 구조를 (1, 0) 및 (0, 1)으로 배치한다면 s1및 s2를 전송할 때 생성된 등가 채널을 쉽게 획득할 수 있게 되어 단말에서 신호 복원을 보다 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 이는 기존의 MIMO 방식을 적용하는 경우 즉, 하나의 기지국에서 MIMO 방식을 적용하는 경우에서 사용되는 파일럿 구조를 그대로 적용할 수 있기 때문에 협력적 MIMO의 구현이 용이한 장점도 있다.
도 4는 OFDM을 이용하는 MIMO 시스템에서,본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
또 다른 방법으로 협력적 MIMO 코딩이 수행된 신호를 각 기지국이 송신함에 있어서 도 4와 같이 각 기지국의 역할을 분리할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 순환 지연 다이버시티 기법을 기지국 단위로 확장하여 적용한 것으로 한 심볼에 대하여 순환 지연 다이버시티 기법으로 전송함에 있어서 각 기지국끼리 협력하는 구조 로 볼 수 있다.
이 경우에도 단말(40)로 전송되는 데이터에 마스터 기지국인 기지국 BS1(41)과 슬레이브 기지국인 기지국 BS2(45)의 두 개의 기지국을 통해 협력적 MIMO 기법이 적용되는 경우를 설명한다.
도 4에서, 마스터 기지국(41) 슬레이브 기지국(45)으로 동일한 데이터 스트림 s가 전송된다고 가정한다. 즉, 협력적 MIMO를 함께 수행하는 기지국들이 서로 동일한 데이터 스트림을 전송하되 각 기지국 별로 MIMO 기법 적용을 달리하는 경우로 설명할 수 있다.
즉, 기지국 BS_1(51) 내지 기지국 BS_n(52) 각각의 입력 신호를 나타내는 xBS1_0 (i) 내지 xBSn _0 (i)는 동일하게 구성되어 각각 마스터 기지국(41) 및 슬레이브 기지국(45)으로 전달된다. 그리고, 각 기지국에서 프리코딩 행렬에 의한 가중치가 결정되고 상술한 바와 같이 순환 지연 다이버시티 기법을 기지국 단위로 확장 적용되어 전송된다.
순환 지연 다이버시티 기법을 기지국 단위로 확장 적용하기 위해서 마스터 기지국(41)에서는
Figure 112008021277269-pat00016
의 소정의 지연 값(43)을 적용하여 단말로 전송하고, 슬레이브 기지국(45)에서는 지연 값을 적용하지 않고 단말로 전송한다. 따라서 단말 측에서 협력적 MIMO 기법으로 수신하는 신호는 협력적 MIMO 코딩에 의한 알라뮤티 코드에 대하여 각 신호가 순환 지연이 적용된 상태로 수신할 수 있게 된다.
각 기지국에서는 순환 지연 다이버시티 기법뿐만 아니라 다양한 방식의 MIMO 기법을 적용할 수 있는데, 이때 소정의 코딩 기법 또는 프리코딩 행렬을 통해 임의의 순간 각 기지국의 안테나를 통하여 전송되는 심볼이 동일하도록 심볼들을 재배치할 수 있다.
이로써 단말은 경로 다이버시티 이득을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 채널의 추정에 유리한 효과를 얻을 수도 있다. 아울러, 도 4에서와 같이 각 기지국이 MIMO 코딩으로 순환 지연 다이버시티(CDD)와 프리코딩 행렬(precoding matrix)을 이용한 폐-루프 방식의 MIMO를 적용하되, 각 기지국에서 사용하는 프리코딩 행렬을 동일하게 사용하면 기지국 별 사용해야 하는 프리코딩 행렬 인덱스(PMI)를 독립적으로 전송 하는 경우와 비교하여 피드백 정보를 전송할 때 피드백 오버헤드를 줄 일 수 있다.
예를 들어, 첫 번째 기지국은 s1와 -s2 *에 대해 시공간 부호 코딩을 수행 하고, 두 번째 기지국은 s2과 s1 *에 대해 시공간 부호 코딩을 수행한다. 이때 첫 번째 기지국의 코딩 결과를
Figure 112008021277269-pat00017
와 같이 하고 두 번째 기지국의 코딩 결과도
Figure 112008021277269-pat00018
와 같이 서로 동일하게 생성시키도록 한다.
이와 같은 방법으로 만약 각 기지국에서 동일한 데이터를 전송하지 않은 경우에도 각 기지국에서의 프리코딩을 통해 동일한 형태로 재구성하고, 이에 대해 기지국간 순환 지연 다이버시티 이득을 얻을 수도 있을 것이다. 한편 각 기지국에서는 프리코딩 행렬을 이용하여 실제 전송되는 안테나의 가중치 및 순서를 결정하여 각 기지국의 채널 상황에 맞는 코딩을 적용하여 전송할 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법 수행시 마스터 기지국에서 슬레이브 기지국으로 스케줄링 가능한 영역 정보를 전송하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서 설명되는, 스케줄링 가능한 영역 정보를 전송하는 방법에 따르면, 각 기지국이 마스터 기지국이 되는 경우에 따라 기지국별로 스케줄링 영역을 지정하여 알려 줄 수 있다. 슬레이브 기지국에서는 마스터 기지국에 대한 정보를 수신함으로써 그 마스터 기지국과 협력적 MIMO를 수행할 수 있는 스케줄링 영역을 알 수 있을 것이다.
도 5에서 셀 A의 기지국이 마스터 기지국이고 셀 B의 기지국과 셀 C의 기지국과 협력적 MIMO 기법으로 단말에 데이터를 전송하고자 하는 경우, 셀 A의 기지국에서 협력적 MIMO를 수행하는 셀 B 및 셀 C의 기지국으로 스케줄링 가능한 영역 정보로 셀 A의 기지국에 대한 인덱스 (예를 들어, cell A-m 인덱스)를 전송할 수 있다. 그러면, 셀 B 기지국에서는 cell A-m 인덱스에 상응하는 협력적 MIMO 스케줄링 영역에 해당하는 Cell B-a의 협력적 MIMO 영역 또는 그 영역 내에 스케줄링하고 셀 C의 기지국에서도 cell A-m 인덱스에 상응하는 협력적 MIMO 스케줄링 영역에 해당하는 Cell C-a의 협력적 MIMO 영역 또는 그 영역 내에 스케줄링하여 그 결과를 셀 A의 기지국으로 전송한다.
이때 동시에 셀 C에 속하는 단말이 셀 B와 협력적 MIMO의 스케줄링을 할 경우에는 셀 C의 기지국에서는 셀 C의 기지국에 대한 인덱스 (예를 들어, cell C-m 인덱스)를 셀 B에 전송하고 셀 B는 cell C-m 인덱스에 상응하는 협력적 MIMO 스케줄링 영역에 해당하는 Cell B-c 영역 또는 그 영역 내에 스케줄링하여 그 결과를 통보한다. 이때 Cell B-a 영역과 Cell B-c 영역은 서로 겹치지 않게 설정됨이 바람직할 것이다.
이때 사용되는 영역 인덱스 (cell A-m, cell B-m etc) 등은 미리 각 기지국 들 사이에 정의되어 있다면 백본망으로 전송되는 데이터의 양을 줄일 수 있다. 물론 각 기지국에서 미리 정의된 영역 이외에 해당 단말의 최적의 채널 상태를 보이는 곳의 범위를 슬레이브 기지국에 전송하면 슬레이브 기지국에서는 그 영역 내에서 스케줄링하여 그 결과를 보내 주는 방법도 고려할 수 있다. 이러한 경우 마스터 기지국이 슬레이브 기지국과 해당 단말 사이의 채널 정보에 대하여 알려 주는 방법도 고려할 수 있다.
또한, 슬레이브 기지국은 이 영역에 스케줄링을 원하는 다른 마스터 기지국들도 공존할 수 있기 때문에 이들 영역을 효과적으로 스케줄링함이 바람직하다. 이를 위하여 해당 단말의 QoS(Quality of Service) 정보 등이 필요할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법 수행시 마스터 기지국에서 슬레이브 기지국으로 스케줄링 가능한 영역 정보를 전송하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
각 기지국에 대한 협력적 MIMO를 위한 스케줄링 영역은, 도 5에 도시된 바 와 같이 연속된 자원 영역으로 설정될 수도 있지만, 도 6에 도시된 바와 같이 전체 자원 영역 또는 협력적 MIMO 영역 내에 분산되는 자원 영역으로 설정될 수도 있을 것이다. 그리고, 이 협력적 MIMO를 위한 스케줄링 영역은, 실제 자원 영역을 기준으로 설정되고 시그널링될 수도 있지만, 가상 자원 영역을 기준으로 설정되고 이에 대한 정보는 이미 기지국 간 공유하며 가상 자원 영역에 대한 시그널링으로 영역 정보 교환이 이루어질 수도 있을 것이다.
도 6은 도 5와 비교하여 각 기지국별 협력적 MIMO를 위한 스케줄링 영역을 결정하는 방법에만 차이가 있을 뿐 협력적 MIMO를 수행하는 기지국 간 영역 정보 교환 방법에 있어서는 상술한 도 5의 실시예에서와 동일하거나 유사한 방법으로 수행될 수 있을 것이다.
한편, 도 5 및 도 6에서 이때 기지국별 할당되는 협력적 MIMO 스케줄링 영역은, 다중 셀 통신 환경을 고려하여 소정의 주기로 변경가능한 영역으로 설정될 수도 있고, 고정된 영역으로 설정될 수도 있다. 변경가능한 영역으로 설정되는 경우에는 통신 환경을 반영하여 효율적인 스케줄링이 가능한 반면 기지국 간 시그널링이 증가할 수 있다. 그리고, 고정된 영역으로 설정되는 경우에는 기지국 간 시그널링을 줄일 수 있으나, 스케줄링 이득이 상대적으로 낮아지는 단점이 있다. 다만 이 경우에도, 해당 영역 내에서 최적의 영역을 선택하는 방법을 사용하도록 하면, 일정 수준까지의 보완은 가능할 것이다.
특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 셀 환경에서 협력적 MIMO 기법으로 데이터를 송신하는 다수의 송신단과 이에 따라 데이터를 수신하는 수신단의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 셀 환경에서 협력적 MIMO 기법으로 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법 수행시 마스터 기지국에서 슬레이브 기지국으로 스케줄링 가능한 영역 정보를 전송하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 기법 수행시 마스터 기지국에서 슬레이브 기지국으로 스케줄링 가능한 영역 정보를 전송하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서의 단말이 다수의 기지국들로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    마스터 기지국으로부터의 제1 파일럿 신호 및 슬레이브 기지국으로부터의 제2 파일럿 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 파일럿 신호에 기초하는 제1 하향링크 채널품질정보 및 제2 파일럿 신호에 기초하는 제2 하향링크 채널품질정보를 상기 마스터 기지국으로 송신하는 단계; 및
    상기 마스터 기지국에서 상기 제1 채널품질정보 및 상기 제2 채널품질정보를 기초로 결정되는 협력적 MIMO 전송의 스케줄링에 따라, 상기 마스터 기지국과 상기 슬레이브 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 마스터 기지국은, 상기 제1 채널품질정보 및 상기 제2 채널품질 정보를 이용하여 상기 슬레이브 기지국과의 상기 협력적 MIMO 전송을 위한 변조 및 코딩 방식을 결정하고,
    상기 슬레이브 기지국은, 상기 마스터 기지국이 결정한 상기 변조 및 코딩 방식에 따라서 상기 데이터를 전송하는, 데이터 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 기지국은,
    상기 마스터 기지국으로부터 상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄링 정보를 수신하는, 데이터 수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄링 정보는,
    MIMO 수행 시간 정보, MIMO 기법 정보 및 영역 정보 중 하나 이상을 포함하는, 데이터 수신 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 슬레이브 기지국은,
    상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄링 정보에 기초한 상기 슬레이브 기지국에서의 스케줄링 결과를 상기 마스터 기지국으로 전송하는, 데이터 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 기지국은 상기 협력적 MIMO 전송에 사용될 적어도 하나의 주파수 영역을 나타내는 인덱스 및 비트맵 중 적어도 하나를 상기 슬레이브 기지국에 전송하는, 데이터 수신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터를 수신하는 단계는,
    동일한 주파수 영역을 통해서 상기 마스터 기지국 및 상기 슬레이브 기지국으로부터 전송된 상기 데이터를 동시에 수신하는, 데이터 수신 방법.
  7. 다수의 기지국들이 협력하여 데이터를 단말에 송신하는 방법에 있어서, 상기 다수의 기지국들 중 마스터 기지국은,
    상기 마스터 기지국에 의해 전송된 제1 파일럿 신호에 기초한 제1 하향링크 채널품질정보 및 슬레이브 기지국에 의해 전송된 제2 파일럿 신호에 기초한 제2 하향링크 채널품질정보를 수신하는 단계;
    상기 제1 채널품질정보 및 제2 채널품질정보를 기초로 협력적 MIMO 전송의 스케줄, 변조 및 코딩 방식을 결정하는 단계;상기 결정된 협력적 MIMO 전송의 스케줄, 변조 및 코딩 방식에 대한 정보를 상기 슬레이브 기지국에 송신하는 단계; 및
    상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄에 따라서 상기 슬레이브 기지국과 협력하여 데이터를 상기 단말에 송신하는 단계를 포함하고
    상기 슬레이브 기지국은, 상기 마스터 기지국이 결정한 상기 변조 및 코딩 방식에 따라서 상기 데이터를 상기 단말에 전송하는, 데이터 송신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄에 대한 정보는,
    MIMO 수행 시간 정보, MIMO 기법 정보 및 영역 정보 중 하나 이상을 포함하는, 데이터 송신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄에 대한 정보는,
    상기 협력적 MIMO 전송에 사용될 적어도 하나의 주파수 영역을 나타내는 인덱스 및 비트맵 중 적어도 하나를 포함하는, 데이터 송신 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,상기 데이터는,
    상기 마스터 기지국 및 상기 슬레이브 기지국으로부터 동일한 주파수 영역을 통해서 동시에 송신되는, 데이터 송신 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 협력적 MIMO 전송의 스케줄링 정보에 기초한 상기 슬레이브 기지국에서의 스케줄링 결과를 상기 슬레이브 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송신 방법.
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