KR101659090B1 - 분산 안테나 시스템에서 단말의 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 단말의 데이터 송수신 방법은 기지국으로부터 셀 내의 안테나 노드에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 안테나 노드 별로 결정되는 채널 측정용 신호를 수신하는 단계; 상기 채널 측정용 신호를 측정하여 선호하는 안테나 노드를 결정하는 단계; 상기 결정한 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 피드백 정보를 기반으로 결정되는 안테나 할당 정보를 수신하는 단계; 및 상기 안테나 할당 정보에 의해 지시되는 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 안테나 노드는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분산 안테나 시스템에서 단말의 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DATA OF USER EQUIPMENT IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안테나 시스템에서 단말에 의해 수행되는 데이터 전송 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말에 관한 것이다.
분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)은 안테나가 셀(cell)내의 다양한 위치에 분산되어 위치하고, 이러한 안테나들을 단일 기지국이 관리하는 시스템을 의미한다. 이에 대비하여 종래 집중 안테나 시스템(Centralized antenna system, CAS)은 기지국의 안테나들이 셀 중앙에 몰려 있다.
분산 안테나 시스템은 펨토셀/피코셀(femto cell/pico cell), 중계국, 애드-훅(ad-hoc) 시스템과 구별된다. 분산 안테나 시스템은 개별 안테나가 그 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아니라, 중앙의 기지국에서 모든 안테나 영역을 관할한다는 점에서 개별 안테나가 별개의 네트워크를 구성하는 펨토셀/피코셀과 다르다. 분산 안테나 시스템은 각 안테나들이 유선으로 연결될 수 있다는 점에서 중계국 또는 애드 혹 시스템(ad-hoc system)과도 구별된다. 또한, 분산 안테나 시스템에서 각 안테나는 기지국의 명령에 따라 서로 다른 신호들을 보낼 수 있다는 점에서 단순한 리피터(repeater)와도 구별된다.
초기의 분산 안테나 시스템의 용도는 음영지역을 커버하기 위해 셀 내에 안테나를 더 설치하여 신호를 반복(repetition)하여 전송하는 것이었다. 즉, 초기 분산 안테나 시스템은 커버리지(coverage) 확보가 주된 목적이었다. 그러나, 거시적으로 볼 때 분산 안테나 시스템은 안테나들이 동시에 복수의 데이터 스트림(data stream)을 전송하거나 수신하여 한 명 혹은 여러 명의 사용자를 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입/출력(multiple input multiple output;MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템은 높은 스펙트럼 효율(spectral efficiency)로 인해 차세대 통신의 요구사항을 만족시킬 수 있는 시스템으로 인식되고 있다. MIMO 시스템의 관점에서, 분산 안테나 시스템은 집중 안테나 시스템보다 장점이 많다. 예를 들면, 사용자와 안테나 간의 거리가 줄어듦으로써 전력효율이 높고, 낮은 안테나간의 상관도 및 간섭으로 인하여 채널용량이 높고, 셀 내 사용자의 위치와 상관없이 상대적으로 균일한 품질의 통신이 확보되는 등의 장점이 있다.
즉, 상술한 장점을 가지는 분산 안테나 시스템은 현재와 미래의 통신규격에서 요구하는 높은 데이터 용량을 확보하기 위해서 MIMO 전송을 수행하는 것이 필요하다. 예를 들어, 동일 주파수영역에서 단일 단말(user equipment;UE)에게 랭크(rank) 2 이상의 전송을 해주는 것이 필요할 수 있다(이를 단일 사용자 MIMO(single user MIMO, SU-MIMO) 전송이라 한다). 또는 여러 단말을 동시에 지원하는 다중 사용자 MIMO(multi user MIMO, MU-MIMO) 전송이 필요할 수 있다. 이러한 필요성은 하향링크(downlink)뿐만 아니라 상향링크(uplink)에서도 요구될 수 있다.
상술한 SU-MIMO 및 MU-MIMO 통신은 표준화 단체인 IEEE 802와 3GPP LTE에서 필수적으로 고려하고 있고, 실제로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e/m, 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 릴리즈(Release).8/9 등의 표준에서 다루고 있다. 그러나, 현재의 통신 규격들은 집중 안테나 시스템을 전제로 디자인되어 있으므로 MIMO기술과 같은 개선된(advanced) 기술이 적용된 분산 안테나 시스템에 그대로 적용하는 것은 어려운 현실이다. 따라서, 분산 안테나 시스템을 지원하는 통신 규격이 필요하며, 이러한 통신 규격에 제공될 수 있는 단말의 데이터 전송 방법 및 상기 방법에 따라 동작하는 단말이 필요하다.
분산 안테나 시스템에서 단말의 데이터 전송 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 단말의 데이터 송수신 방법은 기지국으로부터 셀 내의 안테나 노드에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 안테나 노드 별로 결정되는 채널 측정용 신호를 수신하는 단계; 상기 채널 측정용 신호를 측정하여 선호하는 안테나 노드를 결정하는 단계; 상기 결정한 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 피드백 정보를 기반으로 결정되는 안테나 할당 정보를 수신하는 단계; 및 상기 안테나 할당 정보에 의해 지시되는 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 안테나 노드는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 안테나 노드가 복수의 안테나를 포함하는 경우, 상기 복수의 안테나는 동일한 채널 측정용 신호를 전송할 수 있다.
상기 안테나 노드가 복수의 안테나를 포함하는 경우, 상기 복수의 안테나 중 일부의 안테나에서 동일한 채널 측정용 신호를 전송할 수 있다.
상기 안테나 노드에 대한 정보는 상기 셀 내의 전체 안테나 노드의 개수, 각 안테나 노드의 안테나 개수 및 인덱스 맵핑 정보 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 인덱스 맵핑 정보는 각 안테나 노드에 어떤 안테나가 포함되는지를 나타내는 정보일 수 있다. 상기 안테나 노드에 대한 정보는 상기 기지국에 의해 브로드캐스트될 수 있다.
상기 피드백 정보는 상기 기지국의 하향링크 전송을 수행하는 모든 전송 안테나 노드 중 상기 단말이 요청하는 전송 안테나 노드의 인덱스, 상기 단말이 선택한 안테나 노드의 수신 강도, 상기 단말이 요청하는 전송 안테나 노드의 개수, 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 노드의 개수, 상기 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 노드의 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 선택 기준은 하향링크의 전송 안테나 노드에서 전송한 신호의 수신 강도가 문턱치를 넘는가 여부로 결정될 수 있다.
상기 피드백 정보는 하향링크의 모든 전송 안테나 노드 별 수신 강도를 더 포함할 수 있다.
상기 피드백 정보는 선택 기준을 만족하지 못하는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 포함하되, 상기 선택 기준을 만족하지 못하는 안테나 또는 안테나 노드는 하향링크의 전송 안테나 노드에서 전송한 신호의 수신 강도가 문턱치 이하의 수신 강도를 나타내는 안테나 또는 안테나 노드일 수 있다.
상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나의 인덱스 및 안테나의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드의 개별 안테나에 적용되는 채널 측정용 신호에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드의 인덱스 및 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드에 포함되는 안테나의 개수를 포함할 수 있다.
상기 안테나 할당 정보는 안테나 노드의 개수, 안테나 노드의 인덱스, 안테나 노드 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스, 각 안테나 노드의 안테나 개수, 안테나 인덱스, 안테나 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스, 안테나 노드 인덱스와 안테나 인덱스 간의 맵핑 정보, 안테나 노드 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스와 안테나 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스 간의 맵핑 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 유니캐스트될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단말은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 셀 내의 안테나 노드에 대한 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 안테나 노드 별로 결정되는 채널 측정용 신호를 수신하고, 상기 채널 측정용 신호를 측정하여 선호하는 안테나 노드를 결정하고, 상기 결정한 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 피드백 정보를 기반으로 결정되는 안테나 할당 정보를 수신하고, 상기 안테나 할당 정보에 의해 지시되는 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하되, 상기 안테나 노드는 적어도 하나의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기지국과 단말은 안테나 단위가 아니라 복수의 안테나를 포함할 수 있는 안테나 노드 단위로 송수신 안테나를 할당하여 데이터 송수신을 수행한다. 본 발명은 분산 안테나 시스템에서 적용되어 데이터 송수신의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 분산 안테나 시스템을 예시한다.
도 3은 분산 안테나 시스템 구성의 일 예를 나타낸다.
도 4는 단계 2에 대한 기지국과 단말 간의 시그널링 과정을 나타낸다.
도 5 내지 도 8은 특정 안테나 노드에서 개별 안테나에 사용될 수 있는 미드앰블의 예를 나타낸다.
도 9는 상술한 단계 1 내지 단계 4에 따른 기지국과 단말 간의 시그널링 과정의 일 예를 나타낸다.
도 10은 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
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 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신 링크를 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신 링크를 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 다중 안테나를 지원할 수 있다. 즉, 전송기는 다수의 전송 안테나(transmit antenna)를 사용하고, 수신기는 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용할 수 있다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림(stream)을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다. 전송기 및 수신기가 다수의 안테나를 사용하면, 무선 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 불릴 수 있다.
MIMO 시스템에는 다양한 전송 기법이 사용될 수 있다. 전송 기법은 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 기법을 의미한다. MIMO 전송 기법에는 송신 다이버시티(transmit diversity), 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 빔형성(beamforming) 등이 있다. 송신 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키기 위해 사용된다. 이때, 가중치는 가중치 벡터(weight vector) 또는 가중치 행렬(weight matrix)로 표시될 수 있고, 이를 프리코딩 벡터(precoding vector) 또는 프리코딩 행렬(precoding matrix)이라 한다.
공간 다중화는 단일 사용자에 대한 공간 다중화와 다중 사용자에 대한 공간 다중화가 있다. 단일 사용자에 대한 공간 다중화는 SU-MIMO(Single User MIMO)라고도 하며, 다중 사용자에 대한 공간 다중화는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 혹은 MU-MIMO(Multi User MIMO)로 불린다.
MIMO 전송 기법은 RRC(radio resource control)와 같은 상위계층(higher layer) 시그널링에 의해 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다.
도 2는 분산 안테나 시스템을 예시한다.
도 2를 참조하면, 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)은 기지국(BS)과 기지국 안테나들(예컨대, ant 1 내지 ant 8, 이하 기지국 안테나를 안테나로 약칭한다)로 구성된다. 안테나(ant 1 내지 ant 8)들은 기지국(BS)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 분산 안테나 시스템은 종래의 집중 안테나 시스템(centralized antennal system, CAS)과 달리 안테나가 셀(15a)의 특정 지점 예를 들면 셀의 중앙에 몰려 있지 않고 셀 내의 다양한 위치에 분산되어 배치된다. 도 2에서는 안테나들이 이격된 각 장소에 하나의 안테나가 존재하는 예를 나타내고 있으나, 이는 제한이 아니며 이격된 각 장소에 여러 개의 안테나들이 밀집되어 존재하는 형태로 분포할 수도 있다.
이 때, 안테나들의 안테나 커버리지(coverage)가 오버랩(overlap)되어 랭크(rank) 2 이상의 전송이 가능하게 분포할 수 있다. 예를 들어, 각 안테나의 안테나 커버리지가 인접한 안테나까지 미칠 수 있다. 이 경우, 셀 내에 존재하는 단말들은 셀 내의 위치, 채널 상태 등에 따라 복수의 안테나로부터 수신하는 신호의 강도가 다양하게 변경될 수 있다. 도 2의 예를 참조하면, 단말 1(UE 1)은 안테나 1, 2, 5, 6으로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있다. 반면 안테나 3, 4, 7, 8 으로부터 전송되는 신호는 경로 손실(path loss)에 의해 단말 1에게 미치는 영향이 미미할 수 있다.
단말 2(UE 2)는 안테나 6, 7로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있으며 나머지 안테나들로부터 전송되는 신호는 영향이 미미할 수 있다. 마찬가지로 단말 3(UE 3)의 경우, 안테나 3으로부터만 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있고 나머지 안테나들의 신호는 무시할 수 있을 만큼 강도가 약할 수 있다.
분산 안테나 시스템에서는 셀 내에서 서로 간에 이격된 단말들에 대해 MIMO 통신을 수행하는 것이 용이할 수 있다. 상기 예에서 단말 1에게는 안테나 1, 2, 5, 6을 통해 통신을 수행하고, 단말 2에게는 안테나 7, 단말 3에게는 안테나 3을 통해 통신을 수행할 수 있다. 안테나 4, 8은 단말 2 또는 단말 3을 위한 신호를 전송할 수도 있고 아무런 신호를 전송하지 않을 수도 있다. 즉, 안테나 4, 8은 경우에 따라 오프 상태로 운용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 분산 안테나 시스템에서 SU-MIMO/MU-MIMO 통신을 수행하는 경우, 각 단말 당 레이어(layer, 즉, 전송 스트림의 수)가 다양하게 존재할 수 있다. 또한, 각 단말에 할당되는 안테나(또는 안테나 그룹)가 서로 다를 수 있다. 다시 말해 분산 안테나 시스템에서는 각 단말에 대해 특정 안테나(또는 특정 안테나 그룹)를 지원할 수 있다. 단말에게 지원하는 안테나는 시간에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 분산 안테나 시스템 구성의 일 예를 나타낸다.
분산 안테나 시스템은 기지국(11)과 기지국(11)에 연결된 복수의 안테나 노드(antenna node, 100-1 내지 100-6)을 포함할 수 있다. 안테나 노드(100-1 내지 100-6)는 각각이 하나의 안테나만을 포함할 수도 있고, 복수의 안테나를 포함할 수도 있다. 안테나 노드(100-1 내지 100-6)는 기지국과 유선으로 또는 무선으로 연결될 수 있다. 하나의 안테나 노드 내에 포함된 안테나들은 지리적으로 수 미터(meter) 내에 위치하여 단말 입장에서는 동일한 지점에 속해 있는 것으로 보일 수 있다. 각 안테나 노드는 단말이 액세스 할 수 있는 액세스 포인트와 같은 역할을 한다.
그런데, 종래의 분산 안테나 시스템은 안테나와 안테나 노드를 동일한 것으로 취급하거나 명확하게 구분하지 않는 경우가 많다. 분산 안테나 시스템을 운용하기 위해서는 안테나와 안테나 노드를 명확히 구분하고 그에 따라 기지국과 단말 간에 정보교환이 이루어져야 할 필요가 있다.
본 발명에서 안테나 노드는 동일한 채널 측정용 신호(예를 들어, 미드앰블이나 파일럿, 참조신호)를 전송하는 안테나들의 집합 또는 동일한 채널 측정용 신호를 이용하여 채널 추정한 결과를 적용할 수 있는 안테나들의 집합을 의미한다. 예를 들어, 4개의 안테나에서 모두 동일한 시간 및 주파수 자원에 맵핑된 미드앰블을 전송하는 경우 상기 4개의 안테나들은 하나의 안테나 노드를 구성한다. 또는 상기 4개의 안테나 중에서 어느 하나의 안테나에서만 미드앰블을 전송하고 이러한 미드앰블을 측정하여 채널 추정을 한 결과를 다른 3개의 안테나에 공통적으로 적용할 수 있는 경우에도 상기 4개의 안테나들은 하나의 안테나 노드를 구성한다. 또는 4개의 안테나가 시간 영역 또는 주파수 영역에서 분할된 자원을 이용하여 번갈아 미드앰블을 전송하고 이러한 미드앰블을 측정하여 채널 추정을 한 결과를 4개의 안테나에 적용하는 경우에도 하나의 안테나 노드로 볼 수 있다.
이하에서 분산 안테나 시스템에서 기지국과 단말 간에 수행하는 정보교환 과정을 설명한다.
1. 단계 1: 셀 진입
단말이 네트워크 진입(network entry), 재진입(re-entry), 스캐닝(scanning), 연계(association) 또는 핸드오버(handover;HO) 등을 통해서 셀 내에 진입하는 경우, 단말은 기지국으로 네트워크 진입 요구(network entry request) 신호를 전송한다.
집중 안테나 시스템에서 기지국은 단말의 네트워크 진입 요구 신호를 수신하는 경우 상기 단말에게 셀의 전체 안테나 개수를 브로드캐스트(broadcast)한다. 반면, 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서 기지국은 상기 전체 안테나 개수와 더불어 안테나 노드 정보를 추가로 브로드캐스트할 수 있다.
여기서, 안테나 노드 정보는 셀 내의 전체 안테나 노드의 개수 및/또는 각 안테나 노드의 안테나 개수 및/또는 인덱스 맵핑 정보를 포함할 수 있다. 인덱스 맵핑 정보는 각 안테나 노드에 어떠한 안테나가 포함되는지를 나타내는 정보이다. 예를 들어, 셀 내에 N개의 안테나 노드가 존재하고, M개의 안테나가 존재하는 경우를 가정하자. 이 때, 임의의 안테나 노드 n이 Mn개의 안테나를 포함할 수 있다. 그러면, 안테나 인덱스 m, m+1,…, m+Mn-1에 해당하는 안테나가 안테나 노드 n에 맵핑될 수 있다. 인덱스 맵핑 정보는 안테나 노드와 안테나 사이의 맵핑 함수관계에 따라 다양한 형태로 정보가 주어질 수 있다. 예를 들면, 인덱스 맵핑 정보는 상기 n 값과 상기 m 값이 주어질 수 있다. 단말은 안테나 노드 정보에서 안테나 노드 n의 안테나 개수(Mn)를 알 수 있으므로, 해당 안테나 노드 n에 안테나 인덱스가 m인 안테나부터 m+Mn-1인 안테나까지가 맵핑된다는 것을 알 수 있다.
또는 기지국은 안테나 노드 정보의 정보량 오버헤드(overhead)를 줄이기 위해 전체 안테나 노드의 개수만 브로드캐스트할 수도 있다. 이 경우에는 후술할 단계 3에서 각 단말에게 해당 안테나 노드의 안테나 개수 및 인덱스 맵핑 정보를 유니캐스트할 수 있다.
2. 단계 2: 기지국의 상향링크 신호 전송 요청 및 단말의 상향링크 신호 전송
기지국은 단말에게 상향링크 신호 전송을 요청할 수 있다. 예를 들면, 상향링크 사운딩 신호(sounding signal)의 전송을 요청하거나, 피드백 정보의 전송을 요청할 수 있다. 기지국이 피드백 정보 전송을 요청하는 경우, 기지국은 단말이 피드백할 정보의 종류, 단말이 피드백 정보에 포함하여야 하는 안테나 노드의 개수에 대한 정보를 피드백 정보 전송 요청 신호에 포함할 수 있다. 상향링크 신호 전송 요청은 단말에게 안테나 노드 할당을 수행할 때 필요한 정보를 요청하는 것이다. 상향링크 신호 전송 요청은 단말에게 브로드캐스트될 수도 있다. 또는 기지국이 단말 별로 다른 피드백 정보를 요청하는 경우에는 특정 단말 또는 특정 단말 그룹들에게 유니캐스트될 수도 있다. 또한, 상향링크 신호 전송 요청은 상술한 단계 1에서 수행될 수도 있다. 즉, 기지국이 안테나 노드 정보를 브로드캐스트 할 때 상향링크 신호 전송 요청을 함께 브로드캐스트할 수도 있다.
또는 상향링크 신호 전송 요청은 생략될 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크 진입 후에 안테나 노드 할당에 필요한 피드백 정보를 특정 주기로 기지국에게 전송하도록 미리 정의되어 있을 수 있다. 이러한 경우에는 상향링크 신호 전송 요청은 불필요할 수 있다.
상술한 상향링크 신호 전송 요청과 더불어 기존의 제어 정보가 같이 전송될 수 있다. 예를 들면 기지국은 상향링크 사운딩 신호 전송 요청과 함께 상향링크 사운딩 신호 전송 시에 사용할 전송 전력 제어 정보를 함께 전송할 수 있다.
단말은 기지국의 상향링크 신호 요청에 대한 응답으로 해당하는 상향링크 신호를 전송한다. 예를 들어, 단말은 상향링크 사운딩 신호를 전송하거나 피드백 정보를 전송한다.
단말이 상향링크 신호 요청에 대한 응답으로 피드백 정보를 기지국으로 전송하는 경우, 단말은 각 안테나 또는 안테나 노드가 전송하는 미드앰블을 이용하여 신호 강도를 측정한 후 다음 정보 중 적어도 하나를 포함하여 전송할 수 있다.
1, 하향링크의 모든 안테나 노드 별 수신 강도.
2. 하향링크의 모든 안테나 노드 중 단말이 선택한 안테나 노드의 수신 강도.
3. 단말이 요청하는 하향링크의 안테나 노드의 개수.
4. 선택 기준을 만족하는 안테나 노드의 개수.
5. 하향링크의 모든 안테나 노드 중에서 단말이 요청하는 안테나 노드의 인덱스(예를 들면 비트맵의 형태일 수 있다).
6. 하향링크의 모든 안테나 노드 중에서 선택 기준을 만족하는 안테나 노드의 인덱스(예를 들면 비트맵의 형태일 수 있다).
상기 선택 기준은 예를 들어 안테나 노드에서 전송한 하향링크 신호의 수신 강도가 문턱치(threshold value)를 넘는지 여부로 판단하는 것이다.
기지국이 단말에게 피드백할 안테나 노드의 개수를 지정하는 경우, 단말은 상기 안테나 노드의 개수에 맞추어 최대 수신 강도를 갖는 안테나 노드의 인덱스부터 최소 수신강도를 갖는 안테나 노드의 인덱스를 피드백할 수 있다. 이 때, 각 안테나 노드의 수신 강도도 피드백할 수 있다.
기지국은 단말이 전송하는 상향링크 신호를 통해 상향링크 사운딩(sounding) 신호, 단말로부터의 피드백 정보, 상향링크 신호의 강도 중 하나 이상의 정보를 획득한다. 상향링크 사운딩 신호는 TDD(time division duplex) 모드에서 단말에 대한 안테나 노드 할당에 이용될 수 있다. 피드백 정보는 FDD(frequency division duplex)모드에서 단말에 대한 안테나 노드 할당에 이용될 수 있다. 물론 상향링크 사운딩 신호나 피드백 정보가 TDD 혹은 FDD에서만 이용되는 것은 아니고, TDD/FDD여부와 상관없이 이용 가능하다.
도 4는 단계 2에 대한 기지국과 단말 간의 시그널링 과정을 나타낸다.
즉, 도 4는 상술한 단계 2에서 기지국이 피드백 정보 전송을 요청하는 경우 기지국과 단말 간의 시그널링 과정을 나타내고 있다. 기지국은 단말에게 피드백 정보 전송을 요청한다(S400). 상술한 바와 같이 피드백 정보 전송은 단말이 피드백할 정보의 종류, 피드백 정보에 포함하여야 하는 안테나 노드의 개수 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 때 기지국은 안테나 노드 당 하나의 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블 또는 파일럿 신호)을 전송할 수 있다. 예컨대, 안테나 노드 당 하나의 미드앰블 패턴을 사용한다. 여기서, 미드앰블 패턴이란 시간-주파수 자원 내에서 미드앰블이 할당되는 자원요소의 위치가 결정되는 방식이다. 미드앰블 패턴은 소정의 시간 영역 및/또는 주파수 영역으로 결정되는 기본 단위 내에서 결정될 수 있으며, 기본 단위에서의 미드앰블 패턴이 주파수 영역으로 반복된다.
종래 집중 안테나 시스템에서는 각 안테나 별로 다른 미드앰블 패턴을 사용한다. 따라서, 안테나의 개수가 증가하면 미드앰블 패턴의 수도 증가하게 된다. 만약, 분산 안테나 시스템에서 집중 안테나 시스템과 같이 개별 안테나 별로 다른 미드앰블 패턴을 사용한다면 안테나의 개수가 증가함에 따라 미드앰블의 오버헤드가 과도하게 증가하게 될 것이다. 반면, 본 발명과 같이 안테나 노드를 단위로 미드앰블 패턴을 사용하는 경우 요구되는 미드앰블 패턴의 수가 줄어들게 되므로 오버헤드를 줄일 수 있으며, 하나의 미드앰블 패턴에 보다 많은 자원요소를 사용할 수 있으므로 미드앰블의 해상도(resolution)를 높일 수 있다. 또한, 분산 안테나 시스템에서는 집중 안테나 시스템과 달리 안테나들이 셀 내에 이격되어 배치되기 때문에, 셀 내 단말의 위치, 채널 상태에 따라 각 안테나와 단말 간의 채널 상태가 매우 상이할 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이 안테나 노드 단위(예를 들어, 지리적으로 인접한 안테나들로 구성된 안테나 노드 단위)로 채널 측정용 신호를 전송하는 것이 효율적이다.
단말은 안테나 노드 별 미드앰블을 측정하여 피드백 정보를 생성한다(S410). 여기서, 피드백 정보는 안테나 별로 생성되지 않고 안테나 노드에 대하여 생성된다.
단말은 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 기지국으로 전송한다(S430). 그러면, 기지국은 피드백 정보를 참조하여 단말에게 안테나 노드를 할당한다. 기지국이 안테나가 아니라 안테나 노드를 할당하는 이유는 안테나 노드 내의 안테나들이 지리적으로 인접하여 있기 때문에 채널 상태가 모두 유사할 것으로 볼 수 있기 때문에, 시그널링 오버헤드를 늘려가면서 안테나를 할당하는 것보다는 안테나 노드 단위로 할당하는 것이 효율적이기 때문이다.
3. 단계 3: 기지국의 단말 별 안테나 노드 할당 정보(안테나 할당 정보) 전송
기지국은 단말로부터 수신한 상향링크 신호 예를 들어, 피드백 정보를 이용하여 안테나 노드 할당 정보(안테나 할당 정보)를 생성한 후 각 단말에게 유니캐스트(unicast)할 수 있다. 안테나 노드 할당 정보는 하향링크 및/또는 상향링크에서 어떤 안테나 노드를 사용할 것인지에 대한 정보, 상기 사용하는 안테나 노드는 몇 개의 안테나로 구성되는지에 대한 정보, 각 안테나에 사용되는 미드앰블 패턴에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 기지국이 각 단말에게 전송하는 안테나 노드 할당 정보는 다음과 같은 정보 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
1. 안테나 노드의 개수
2. 안테나 노드 인덱스
3. 안테나 노드 단위로 할당된 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블이나 파일럿)의 패턴 인덱스
4. 각 안테나 노드의 안테나 개수
5. 안테나 인덱스
6. 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블이나 파일럿)의 패턴 인덱스
7. 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 정보(예를 들면 시간 및/또는 주파수 자원의 정보, 시퀀스 정보 등)
8. 안테나 노드 인덱스와 안테나 인덱스 간의 맵핑 정보
9. 안테나 노드 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스와 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스 간의 맵핑 정보
상술한 안테나 노드 할당 정보에서 안테나 노드 인덱스 또는 안테나 인덱스는 단말에게 신호를 전송하거나 수신하는 안테나 노드, 안테나에 대한 인덱스를 포함할 뿐만 아니라 상기 단말을 목적국으로 하는 신호를 전송하지는 않지만 간섭으로 작용할 수 있는 안테나 노드 또는 안테나에 대한 인덱스 정보를 포함할 수도 있다. 이에 대해서는 후술할 ‘본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말이 기지국으로 전송하는 피드백 정보’에서 상세히 기술한다. 또는 다른 단말(예를 들면 쌍(pairing)으로 그룹화되어 다중화되는 다른 단말)에게 할당된 안테나 노드 또는 안테나에 대한 인덱스 정보를 포함할 수도 있다.
안테나 노드 인덱스 또는 안테나 인덱스는 비트맵의 형태로 전송될 수도 있고, 단말이 전송한 피드백 정보에 포함된 안테나 노드 인덱스에서 어떤 안테나 노드 인덱스를 제외할 것인지 알려주는 형태로 전송될 수도 있다.
안테나 노드 할당 정보에 포함된 맵핑 정보는 셀 내의 모든 안테나 노드에 대한 정보일 수도 있으나, 단말에게 할당된 안테나 노드에 한정한 정보로 구성하는 것이 효율적이다. 예를 들어, 상기 ‘8. 안테나 노드 인덱스와 안테나 인덱스 간의 맵핑 정보’는 셀 내의 모든 안테나 노드와 안테나에 대한 맵핑 정보를 전송할 수도 있으나, 해당 단말에게 할당된 특정 안테나 노드에 한정하여 안테나 노드와 안테나 간의 맵핑 정보를 전송하는 것이 효율적이다.
상술한 바와 같이 안테나 노드 할당 정보는 상기 1 내지 9의 정보 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있는데, 이것은 단계 1에서 기지국이 브로드캐스트한 안테나 노드 정보가 어떤 정보를 포함하고 있느냐에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 단계 1에서 브로드캐스트한 안테나 노드 정보에 각 안테나 노드의 안테나 개수 및 인덱스 맵핑 정보가 포함되는 경우에는 단계 3에서 1. 안테나 노드의 개수, 2. 안테나 노드 인덱스만 전송하여도 단말은 어떤 안테나가 전송에 사용되는지 알 수 있다.
또는 단계 1에서 기지국이 안테나 노드 정보를 브로드캐스트하지 않은 경우라면, 안테나 노드 할당 정보는 할당된 안테나 노드, 상기 할당된 안테나 노드에 포함된 안테나의 정보들을 모두 포함하여 전송하여야 한다. 즉, 상기 1 내지 9의 정보 모두를 포함하여 전송할 수 있다.
또는 기지국은 직접적으로 안테나 정보를 전송할 수도 있는데, 이러한 경우에는 단말에게 할당된 안테나 개수, 안테나 인덱스, 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블이나 파일럿)의 패턴 인덱스, 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 정보(예를 들면 시간 및/또는 주파수 자원의 정보, 시퀀스 정보 등)만을 전송할 수도 있다. 이러한 경우, 단말은 어느 안테나 노드와 통신하는지는 알 수 없으며 어느 안테나와 통신하는지만 알 수 있다. 따라서, 단말은 능동적으로 안테나 노드의 변경을 요청할 수 없는 단점이 있으나 시그널링 오버헤드가 줄어드는 장점이 있다.
상술한 안테나 노드 할당 정보에 의한 안테나 노드 할당은 하나의 안테나 노드를 하나의 단말에게 할당한다는 의미로만 제한되는 것은 아니다. 즉, FDMA(frequency division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(tiem division multiple access), SDMA(spatial division multiple access) 등의 다양한 방법을 통해 동일 안테나 노드에서 복수의 단말을 지원할 수도 있다.
안테나 노드 할당 정보를 통해 기지국은 단말에게 특정 안테나 노드를 할당하고, 상기 특정 안테나 노드의 개별 안테나에서 사용되는 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블, 파일럿)에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 특정 안테나 노드에서 개별 안테나에 사용될 수 있는 미드앰블의 예를 나타낸다.
도 5는 특정 안테나 노드에 4개의 안테나가 포함되는 경우, 사용될 수 있는 미드앰블 패턴의 예를 나타낸다. 이는 IEEE 802. 16m에서 정외되는 미드앰블 패턴과 동일하다. 도 5를 참조하면, 하나의 안테나에 대한 미드앰블 패턴은 하나의 프레임 내 특정 OFDMA 심벌에서 동일한 간격만큼 이격된 부반송파 위치에 맵핑된다. 이러한 미드앰블 패턴이 주파수 영역에서 겹치지 않도록 배치되는 형태로 4개의 미드앰블 패턴이 동일한 OFDMA 심벌에서 전송된다. 즉, 기지국은 동일한 OFDMA 심벌에서 서로 다른 주파수 자원을 이용하는 4개의 미드앰블 패턴을 전송한다.
도 6은 노멀 CP의 경우, 하나의 안테나에 대한 미드앰블(공용 참조신호) 패턴의 예를 나타낸다. 도 7은 노멀 CP의 경우, 2개의 안테나에 대한 미드앰블(공용 참조신호들) 패턴의 예를 나타낸다. 도 8은 노멀 CP의 경우, 4개의 안테나에 대한 미드앰블(공용 참조신호들) 패턴의 예를 나타낸다.
도 6 내지 8을 참조하면, Rp는 안테나 #p를 통한 미드앰블 전송에 사용되는 자원요소를 나타낸다(p=0,1,2,3). 미드앰블 전송에 사용되는 자원요소를 미드앰블자원요소라 한다. Rp는 안테나 #p에 대한 미드앰블 자원요소이다. Rp는 안테나 #p를 제외한 다른 모든 안테나를 통해서는 어떤 전송에도 사용되지 않는다. 다시 말해, 서브프레임 내 어떤 안테나를 통해 미드앰블 전송을 위해 사용되는 자원요소는 동일 서브프레임 내 다른 안테나를 통해서는 어떤 전송에도 사용되지 않고, 0으로 설정될 수 있다. 이는 안테나 간 간섭을 주지 않기 위해서이다.
도 5 내지 도 8과 같이 각 안테나에 대한 채널 측정용 신호의 패턴은 개별적으로 인덱스를 가질 수 있으며, 안테나 노드 할당 정보에 포함된 ‘6. 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블이나 파일럿)의 패턴 인덱스’, ‘7. 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 정보(예를 들면 시간 및/또는 주파수 자원의 정보, 시퀀스 정보 등)’, ‘9. 안테나 노드 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스와 안테나 단위로 할당된 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스 간의 맵핑 정보’ 등에 의해 단말에게 지시될 수 있다.
기지국은 단말 별로 안테나 노드를 할당한 후 해당 안테나 노드 내의 각 안테나 별로 서로 다른 미드앰블 패턴을 전송하여 각 안테나에 대한 채널 추정에 사용하도록 할 수 있다.
4. 단계 4: 데이터 송수신 단계
기지국에 의한 안테나 노드 할당이 완료되면, 단말은 할당된 안테나 노드로부터 전송된 데이터를 수신할 수 있다. 기지국은 단말이 전송한 상향링크 데이터를 할당된 안테나 노드에서 수신할 수 있다.
상술한 단계 1 내지 단계 4는 단말 입장에서 경우에 따라 모두 수행될 수도 있고 일부만 반복하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 단말이 최초로 셀에 진입하는 경우에는 단계 1 내지 단계 4를 순차적으로 모두 수행할 수 있다. 반면, 단말이 셀에 진입한 후에는 단계 4 이후에 또는 단계 4를 수행하는 과정에 단계 2를 수행할 수도 있다. 기지국-단말 간의 데이터 송수신 과정에서 필요한 CQI(channel quality indicator), PMI(precoding matrix index) 등의 일반적인 피드백 정보 전송은 단계 2의 안테나 노드 할당을 위한 상향링크 전송과 함께 수행될 수 있다. 또한, 기지국은 단말에 대한 하향링크 제어 정보 전송 시에 단계 2의 상향링크 신호 전송 요청을 함께 수행할 수 있다.
또한, 상술한 단계 2 이후에 무조건 단계 3이 수행되어야 하는 것은 아니다. 즉, 단계 2에서 단말이 안테나 노드 할당을 위한 상향링크 신호 전송을 하더라도 기지국이 단계 3의 안테나 노드 할당을 반드시 수행하여야 하는 것은 아니다. 기지국은 단말의 속도, 위치 변화 등을 고려하여 안테나 노드 할당을 간헐적으로 수행할 수 있다. 기지국이 안테나 노드 할당 정보를 변경하여 전송하면, 단말은 변경된 안테나 노드 할당 정보에 따른 안테나 노드와 데이터를 송수신한다. 만일 단계 2가 단계 4와 함께 진행된다면 단말에서 수행되는 단계는 다음과 같을 수 있다.
단계 1 -> 단계 2 -> 단계 3 -> 단계 4(단계 2) -> 단계 3 -> 단계 4(단계 2)-> 단계 3 -> 단계 4(단계 2),….상기 괄호는 동시에 수행된다는 의미를 나타낸다.
도 9는 상술한 단계 1 내지 단계 4에 따른 기지국과 단말 간의 시그널링 과정의 일 예를 나타낸다.
단말은 셀 내에 진입하는 경우 기지국으로 네트워크 진입 요청(network entry request) 신호를 전송한다(S900). 기지국은 네트워크 진입 요청을 수신하면 네트워크 진입을 허용(network entry permission)한다(S910). 네트워크 진입을 허용하는 경우, 기지국은 셀 ID(identification), 분산 안테나 시스템임을 알려주는 DAS 지시자, 안테나 노드 정보를 단말에게 알려줄 수 있다. 이러한 과정은 상술한 단계 1에서 상세히 설명하였다.
또한 상기 과정(S910)과 동시에 기지국은 단말에게 안테나 노드 할당에 사용하기 위한 피드백 정보 전송을 요청한다(S920). 단말은 안테나 노드 정보에 기반하여 하향링크 전송 시 선호되는 안테나 노드의 인덱스 및 선택한 안테나 노드들로부터의 신호 측정 결과를 전송한다(S930). 신호 측정 결과는 예를 들어, 선택한 안테나 노드의 신호에 대한 SINR(signal to noise plus interference ratio)일 수 있다. 상기 과정(S920, S930)은 상술한 단계 2에서 상세히 설명한 바 있다.
기지국은 단말이 전송하는 피드백 정보를 기반으로 안테나 노드 할당 정보를 생성하여 상기 단말에게 전송한다(S940). 안테나 노드 할당 정보는 상술한 바와 같이 단말에게 할당된 안테나 노드에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 과정은 상기 단계 3에서 상세히 설명하였다.
안테나 노드 할당이 완료되면 기지국과 단말 간에는 데이터 송수신이 수행된다(S950). 데이터 송수신 과정에서 단말은 피드백 정보 즉 선호하는 안테나 노드에 대한 정보를 주기적으로 전송할 수 있다(즉, 단계 2가 단계 4와 같이 수행). 기지국은 미리 정해진 특정 주기 또는 특정 조건을 만족하는 경우(event driven) 상기 단말에 대한 안테나 노드 할당을 변경할 수 있고 변경된 안테나 노드 할당 정보를 단말에게 전송한다(S960). 이후 다시 기지국과 단말 간에는 변경된 안테나 노드 할당 정보에 따른 안테나 노드를 이용하여 데이터 송수신을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국은 수퍼프레임 헤더(super frame header, SFH), ABI(additional broadcast information), DCD(downlink channel descriptor)나 BCH(broadcast channel)등을 통해 안테나 노드의 개수를 브로드캐스트할 수 있다. 단말은 안테나 노드 단위로 설정된 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블)를 이용하여 하향링크의 신호 강도를 측정한 후 선호하는 안테나 노드(preferred antenna node)에 관한 정보를 피드백 할 수 있다. 기지국은 단말이 전송하는 피드백 정보를 이용하여 상기 단말에게 할당된 안테나 노드에 포함된 안테나 개수 및/또는 그 안테나들에 적용되는 채널 측정용 신호(예컨대, 미드앰블)의 할당정보를 알려줄 수 있다.
안테나 단위로 적용될 수 있는 미드앰블의 전체 패턴의 수는 실제로 단말에게 할당된 안테나 개수보다 많을 수 있다. 이런 경우 기지국은 안테나 단위로 적용될 수 있는 미드앰블의 전체 패턴 수와 단말에게 할당된 안테나에 대한 안테나 단위 미드앰블의 패턴 개수 및/또는 안테나 단위 미드앰블 패턴의 인덱스를 알려줄 수 있다.
단말은 할당된 안테나 개수에 해당하는 미드앰블(안테나 노드가 아닌 안테나 단위의 미드앰블)을 이용하여 할당된 안테나의 채널을 측정한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말이 기지국으로 전송하는 피드백 정보에 대해 설명한다.
종래 분산 안테나 시스템에서는 기지국이 단말에게 미드앰블과 같은 채널 측정용 신호를 전송하고, 단말은 채널 측정용 신호를 측정하여 수신 강도와 같은 기준에 따라 채널 상태가 좋은 안테나 또는 안테나 노드를 선택하여 기지국으로 피드백하였다. 즉, 단말은 선호하는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 전송하였다.
그런데, 분산 안테나 시스템은 높은 데이터 전송률을 실현하기 위해 셀 내에 높은 밀도로 안테나가 설치될 수 있다. 이러한 경우, 셀 내의 단말은 대부분의 안테나 또는 안테나 노드로부터 수신 강도가 높은 신호를 수신할 수 있다. 즉, 단말이 채널 측정한 결과 선호하는 안테나 또는 안테나 노드는 시스템 내의 대부분의 안테나가 될 수 있다. 그러면, 단말이 기지국으로 피드백하는 정보의 양이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 1) 단말이 기지국으로 선호하는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보가 아니라 선호하지 않는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 피드백하는 것을 제안한다. 예를 들어, 단말이 미드앰블을 측정하여 SINR과 같은 수신 강도가 특정 문턱치(threshold value)보다 낮은 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 기지국으로 피드백하는 것이다. 이러한 방법에 의하면, 단말의 피드백 정보량을 감소시킬 수 있다.
또는 2) 단말은 선호하는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보와 함께 선호하지 않는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 피드백할 수도 있다. 예를 들어, 분산 안테나 시스템이 각 단말 당 하나의 안테나 노드만 지원하는 경우를 가정하자. 이러한 경우, 종래의 방법은 단말이 미드앰블을 측정하여 선호하는 하나의 안테나 노드(예컨대 수신 강도가 가장 높은 안테나 노드)에 대한 정보를 피드백하는 것이다.
그런데, 단말은 상술한 선호하는 안테나 노드 이외에 다른 안테나 노드들로부터 상대적으로 높은 수신 강도를 가진 신호 또는 상대적으로 낮은 수신 강도를 가진 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어 단말 A는 안테나 노드 1이 선호하는 안테나 노드이고, 안테나 노드 2로부터 상대적으로 수신 강도가 높은 신호를 수신하고, 안테나 노드 3으로부터 상대적으로 수신 강도가 낮은 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 기지국이 안테나 노드 2에서 다른 단말에 대한 신호를 전송한다면 이러한 신호는 단말 A에게 강한 간섭으로 작용할 수 있다. 반면, 기지국이 안테나 노드 3에서 다른 단말에 대한 신호를 전송한다면, 단말 A에게 간섭이 강하게 작용하지 않을 수 있다. 따라서, 단말 A는 기지국으로 선호하는 안테나 노드 1에 대한 정보와 함께 선호하지 않는 안테나 노드에 대한 정보로 안테나 노드 3에 대한 정보를 피드백할 수 있다. 피드백 정보를 통해 기지국은 단말 A에 대해 채널 상태가 가장 좋은 안테나 노드는 안테나 노드 1이고, 안테나 노드 3은 간섭으로 작용하지 않는 안테나 노드임을 알 수 있다. 기지국은 각 단말이 전송하는 피드백 정보를 통해 특정 단말에게 어떤 안테나 노드를 통해 신호를 전송하는 것이 가장 간섭을 줄일 수 있는가를 예측할 수 있다.
분산 안테나 시스템은 셀의 안테나 설치 방법에 따라 상술한 1) 또는 2)의 방법을 선택적으로 적용할 수 있다. 즉, 셀 내에 안테나가 높은 밀도로 설치되어 단말이 대부분의 안테나와 채널 상태가 좋은 셀에서는 1)의 방법을 사용할 수 있고, 다른 셀에서는 2)의 방법을 사용할 수 있다. 단말이 셀 간을 이동하는 경우, 특정 셀에서 상술한 2가지 방법 중 어느 방법을 사용할 것인지 문제될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 1. 기지국이 시스템 정보에 단말의 피드백 방법을 알려주는 파라미터를 포함하여 브로드캐스트할 수 있다. 시스템 정보는 예를 들어, BCH(broadcast channel), A-MAP 등을 통해 전달될 수 있다. 2. 각 기지국 별로 적용되는 단말의 피드백 방법을 미리 정의하고, 단말이 기지국의 ID를 인식하여 파드백 방법을 알 수 있게 하는 방법이 있다. 즉, 상술한 1), 2)의 피드백 방법이 적용되는 기지국의 ID를 분류하여 단말이 기지국의 ID를 인식하면 자동적으로 어떠한 피드백 방법이 적용되는지 인식하게 하는 방법이다. 3. 기지국이 각 단말에게 유니캐스트하는 제어 정보에 피드백 방법을 지시하는 피드백 모드 정보를 포함하여 전송하는 방법이다. 예를 들어, 피드백 할당 A-MAP IE(Advanced-MAP Information Element)에서 MFM(MIMO feedback mode)과 같이 단말의 피드백 모드를 나타내는 정보를 포함하여 전송하는 것이다. 단말의 피드백 모드는 다음 표와 같이 구분할 수 있다.
피드백 모드 단말의 피드백 정보
1 하나의 선호 안테나 노드 인덱스
2 비선호 안테나 노드 인덱스들
3 하나의 선호 안테나 노드 인덱스 및
비선호 안테나 노드 인덱스들

단말은 상술한 3가지 방법 중 어느 하나의 방법을 통해 어떠한 정보를 피드백 정보에 포함하여 전송하여야 할 것인지 알 수 있다.
도 10은 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
기지국(100)은 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 130)를 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 즉, 단말에게 안테나 노드 정보를 브로드캐스트하고, 단말이 전송하는 피드백 정보를 기반으로 안테나 노드 할당 정보를 생성한 후 단말에게 전송한다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)를 포함한다. 프로세서(210)는 기지국으로부터 안테나 노드 정보를 수신하고, 피드백 정보 전송 요청을 수신한다. 또한, 프로세서(210)는 안테나 노드 단위의 채널 측정용 신호를 수신하여 SINR을 계산하여 선호하는 안테나 노드를 결정하고, 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 기지국으로부터 안테나 노드 할당 정보를 수신하여 해당 안테나 노드를 통해 기지국과 데이터의 송수신을 수행할 수 있다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(110,210)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(120,220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130,230)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120,220)에 저장되고, 프로세서(110,210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120,220)는 프로세서(110,210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110,210)와 연결될 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (16)

  1. 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에서 단말의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 셀 내의 안테나 노드에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 기지국으로부터 안테나 노드 별로 결정되는 채널 측정용 신호를 수신하는 단계;
    상기 채널 측정용 신호를 측정하여 선호하는 안테나 노드를 결정하는 단계;
    상기 결정한 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 피드백 정보를 기반으로 결정되는 안테나 할당 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 안테나 할당 정보에 의해 지시되는 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 안테나 노드는 복수의 안테나를 포함하고, 상기 복수의 안테나 전체 또는 일부는 동일한 채널 측정용 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 노드에 대한 정보는 상기 셀 내의 전체 안테나 노드의 개수, 각 안테나 노드의 안테나 개수 및 인덱스 맵핑 정보 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 인덱스 맵핑 정보는 각 안테나 노드에 어떤 안테나가 포함되는지를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 안테나 노드에 대한 정보는 상기 기지국에 의해 브로드캐스트 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 피드백 정보는
    상기 기지국의 하향링크 전송을 수행하는 모든 전송 안테나 노드 중 상기 단말이 요청하는 전송 안테나 노드의 인덱스, 상기 단말이 선택한 안테나 노드의 수신 강도, 상기 단말이 요청하는 전송 안테나 노드의 개수, 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 노드의 개수, 상기 선택 기준을 만족하는 전송 안테나 노드의 인덱스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 선택 기준은 하향링크의 전송 안테나 노드에서 전송한 신호의 수신 강도가 문턱치를 넘는가 여부로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 피드백 정보는 하향링크의 모든 전송 안테나 노드 별 수신 강도를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 피드백 정보는 선택 기준을 만족하지 못하는 안테나 또는 안테나 노드에 대한 정보를 포함하되, 상기 선택 기준을 만족하지 못하는 안테나 또는 안테나 노드는 하향링크의 전송 안테나 노드에서 전송한 신호의 수신 강도가 문턱치 이하의 수신 강도를 나타내는 안테나 또는 안테나 노드인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나 의 인덱스 및 안테나의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드의 개별 안테나에 적용되는 채널 측정용 신호에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드의 인덱스 및 상기 단말에게 할당되는 안테나 노드에 포함되는 안테나의 개수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 할당 정보는
    안테나 노드의 개수, 안테나 노드의 인덱스, 안테나 노드 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스, 각 안테나 노드의 안테나 개수, 안테나 인덱스, 안테나 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스, 안테나 노드 인덱스와 안테나 인덱스 간의 맵핑 정보, 안테나 노드 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스와 안테나 단위의 채널 측정용 신호의 패턴 인덱스 간의 맵핑 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 할당 정보는 상기 단말에게 유니캐스트되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    기지국으로부터 셀 내의 안테나 노드에 대한 정보를 수신하고,
    상기 기지국으로부터 안테나 노드 별로 결정되는 채널 측정용 신호를 수신하고,
    상기 채널 측정용 신호를 측정하여 선호하는 안테나 노드를 결정하고,
    상기 결정한 안테나 노드에 대한 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하며,
    상기 피드백 정보를 기반으로 결정되는 안테나 할당 정보를 수신하고,
    상기 안테나 할당 정보에 의해 지시되는 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하되,
    상기 안테나 노드는 복수의 안테나를 포함하고, 상기 복수의 안테나 전체 또는 일부는 동일한 채널 측정용 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 삭제
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