KR101703864B1 - 제어정보의 전송방법 및 기지국과, 제어정보의 수신방법 및 사용자기기 - Google Patents

제어정보의 전송방법 및 기지국과, 제어정보의 수신방법 및 사용자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 안테나 혹은 안테나노드별로, 다른 사용자기기 그룹의 제어정보를 전송한다. 본 발명에 의하면, 동일한 시간 및 주파수 자원을 통해 각기 다른 안테나 또는 안테나노드에서 각기 다른 사용자기기를 위한 제어정보를 전송할 수 있게 됨에 따라, 제어채널 운용의 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

Description

제어정보의 전송방법 및 기지국과, 제어정보의 수신방법 및 사용자기기{A method and a base station for transmitting control information, and a method and a user equipment for receiving control information}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 DAS를 지원하는 통신 표준에서 사용자기기에 대한 제어정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 기지국, 그리고 상기 사용자기기가 상기 제어정보를 수신하는 방법 및 상기 사용자기기에 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. 참고로, SU-MIMO라 함은 소정 자원영역에 하나의 사용자기기가 스케줄되는 MIMO 전송 방식이다. MU-MIMO라 함은 전송 신호의 공간 분할에 의해, 소정 자원영역에 다수의 사용자기기가 스케줄되는 MIMO 전송 방식이다.
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(Relay 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 사용자기기에 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 사용자기기를 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output, MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템은 전파할당의 효율성(spectral efficiency)이 높기 때문에, 차세대 통신의 요구사항을 만족시키기 위한 필수적인 요건으로 인식되고 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 사용자기기 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 비해 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 백홀(backhaul)망의 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.
표준의 관점에서, 현재와 미래의 통신표준에서 요구하는 높은 데이터 용량을 확보하기 위해서는 DAS에서도 MIMO 전송이 이루어져야 한다. 실제로 양대 표준화 단체인 IEEE 802와 3GPP는 통신표준기술의 논의 과정에서 MIMO 전송을 필수적으로 고려하고 있다. 그러나, 현재의 통신표준들은 CAS만을 고려하여 디자인되어 DAS로 MIMO 기술과 같은 진보된 기술을 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 향후 통신 시스템의 발전을 위하여, DAS를 지원하는 통신 표준이 필요하다.
본 발명은 DAS를 지원하는 통신 표준에서 제어정보를 효율적으로 전송하는 방안을 제공한다.
또한, 본 발명은 DAS의 복수 분산 안테나 중 사용자기기의 제어정보/데이터의 전송에 이용된 안테나를 지시하는 정보를 상기 사용자기기에 제공하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 DAS 통신 표준에 따라 제작된 DAS 사용자기기와 DAS를 지원하지 않는 통신 표준에 따라 제작된 레거시(legacy) 사용자기기가 공존하는 상황에서, DAS 사용자기기에 대한 제어정보를 효율적으로 전송하는 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복수의 분산 안테나를 통해 무선 통신을 지원하는 분산 안테나 시스템에서, 안테나 혹은 안테나노드 별로 전송하는 제어정보/데이터를 달리함으로써 무선자원을 효율적으로 운용한다. 본 발명에 따르면, 사용자기기의 관점에서 동일 셀 내에 속한 사용자기기라고 하더라도, 전송받는 제어정보가 달라지게 된다.
본 발명의 일 양상으로, 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수의 분산 안테나를 포함하는 셀의 기지국에 있어서, 하나 이상의 사용자기기를 포함하는 제1사용자기기 그룹에 대한 제1제어정보를 하나 이상의 분산 안테나로 구성된 제1안테나 그룹을 통해 소정 자원영역에서 전송하는 단계; 그리고 하나 이상의 사용자기기를 포함하되 상기 제1사용자기기 그룹과는 다른 제2사용자기기 그룹에 대한 제2제어정보를 하나 이상의 분산 안테나로 구성된 제2안테나 그룹을 통해 상기 소정 자원영역에서 전송하는 단계를 포함하는, 제어정보 전송방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 분산 안테나 시스템에서 기지국이 제어정보를 전송함에 있어서, 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수의 분산 안테나; 그리고 하나 이상의 사용자기기를 포함하는 제1사용자기기 그룹에 대한 제1제어정보를 소정 자원영역에서 전송하도록 하나 이상의 분산 안테나를 포함하는 제1안테나 그룹을 제어하고, 하나 이상의 사용자기기를 포함하되 상기 제1사용자기기 그룹과는 다른 제2사용자기기 그룹에 대한 제2제어정보를 상기 소정 자원영역에서 전송하도록 하나 이상의 분산 안테나를 포함하는 제2안테나 그룹을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 기지국이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수의 분산 안테나를 포함하는 셀 내 사용자기기에 있어서, 각각 하나 이상의 분산 안테나를 포함하고 소정 자원영역에서 상이한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보를 전송하는 복수의 안테나 그룹 중 적어도 하나로부터 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹의 제어정보를 수신하는 단계; 그리고 상기 수신한 제어정보로부터 상기 사용자기기의 제어정보를 검출하는 단계를 포함하는, 제어정보 수신방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수의 분산 안테나를 포함하는 셀 내 사용자기기에 있어서, 상기 복수의 분산 안테나로부터 전송된 신호를 수신하도록 구성된 수신기; 그리고 각각 하나 이상의 분산 안테나를 포함하고 소정 자원영역에서 상이한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보를 전송하는 복수의 안테나 그룹 중 적어도 하나로부터 상기 사용자기기가 속한 그룹의 제어정보를 수신하도록 상기 수신기를 제어하고; 상기 수신한 제어정보 중 상기 사용자기기의 제어정보를 수신하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 사용자기기가 제공된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1안테나 그룹을 지시하는 안테나 정보가 상기 제1사용자기기 그룹에 전송되고; 상기 제2안테나 그룹을 지시하는 안테나 정보가 상기 제2사용자기기 그룹에 전송될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1제어정보는 상기 제1안테나 그룹의 식별자로 마스킹되고, 상기 제2제어정보는 상기 제2안테나 그룹의 식별자로 마스킹될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1제어정보는 상기 제1안테나 그룹에 해당하는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링되고, 상기 제2제어정보는 상기 제2안테나 그룹에 해당하는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1사용자기기 그룹 및 상기 제2사용자기기 그룹에 속한 각 사용자기기는, 해당 사용자기기의 제어정보를 전송할 선호 안테나 그룹 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 선호 안테나 그룹 정보는 안테나 그룹별로 구분된 참조신호 식별자로 구성될 수 있다.
상기 과제해결 수단들은 본 발명의 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.
본 발명은 DAS를 지원하는 통신 표준에 따른 시스템 하에서 제어정보를 효율적으로 전송할 수 있게 된다.
본 발명은 동일한 시간 및 주파수 자원을 통해 각기 다른 안테나 또는 안테나노드에서 각기 다른 사용자기기를 위한 제어정보를 전송함으로써, 제어채널 운용의 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 DAS의 복수 분산 안테나 중 사용자기기의 제어정보/데이터의 전송에 이용된 안테나를 지시하는 정보를 상기 사용자기기에 제공함으로써, 상기 사용자기기로 하여금 자신의 제어정보/데이터를 효과적으로 수신/검출할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 DAS 통신 표준에 따라 제작된 DAS 사용자기기와 DAS를 지원하지 않는 통신 표준에 따라 제작된 레거시 사용자기기가 공존하는 경우, DAS 사용자기기에 대한 제어정보를 효율적으로 전송하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구성의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 DAS 구성의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식에 의한 신호처리 과정을 도시한 것이다.
도 6은 IEEE 802.16m에서 A-MAP이 전송될 수 있는 제어영역의 예를 나타낸 것이다.
도 7은 3GPP LTE/LTE-A에서 PDCCH가 전송될 수 있는 제어영역의 예를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9은 본 발명에 따른 DAS에서의 제어정보의 전송을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 10은 IEEE 802.16m에서 사용되는 참조신호의 일례를 나타낸 것이다.
도 11은 3GPP LTE-A에서 사용되는 참조신호의 일례를 나타낸 것이다.
도 12는 안테나 정보를 사용자기기에 시그널링하는 실시예들을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 13은 IEEE 802.16m에서 2개의 데이터 스트림 전송을 위한 파일럿 패턴의 일례를 나타낸 것이다.
도 14는 IEEE 802.16m에서 주 주파수 파티션 내 A-MAP 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 15는 IEEE 802.16m에서 4개의 데이터 스트림 전송을 위한 파일럿 패턴들의 일례를 나타낸 것이다.
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 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템 또는 IEEE 802.16m 시스템인 경우를 예로 하여 설명하나, 3GPP LTE 또는 IEEE 802.16m에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
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.
본 발명이 적용될 수 있는 무선통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(11: Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함에 위치한 사용자기기(User Equipment, UE)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 사용자기기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. 사용자기기는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 사용자기기 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 사용자기기 및 타 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. 기지국은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일례를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 기지국은 CAS에 따라 셀 중앙에 위치하는 복수 개의 안테나들을 포함할 수 있지만, 설명의 편의를 위하여 DAS 안테나들에 대해서만 도시하였다.
도 1을 참조하면, 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. 참고로, 랭크는 하나 이상의 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있는 전송 레이어(3GPP LTE 용어)의 개수 혹은 전송 스트림(IEEE 802.16 용어)의 개수를 나타낸다. 예를 들어, SU-MIMO에서 공간 다중화(spatial multiplexing)의 경우에 있어서, 랭크는 소정 자원영역에 할당된 사용자에 사용될 전송 레이어의 개수 혹은 전송 스트림의 개수로 정의될 수 있다. 공간 다중화라 함은 하나 이상의 안테나를 사용하여 서로 다른 신호를 동시에 전송하는 것을 말한다. 참고로, 전송 레이어 혹은 전송 스트림이라 함은 레이어맵퍼(303)의 출력값으로서, 프리코더에 입력되는 각 정보경로를 의미한다. 전송레이어 혹은 레이어는 3GPP에서 사용되는 용어이며, IEEE 802.16에서는 프리코더(304)에 입력되는 각 정보경로를 전송 스트림 혹은 MIMO 스트림, 데이터 스트림으로 칭한다. 한편, IEEE 802.16에서 MIMO 레이어는, IEEE 802.16에서 레이어맵퍼(303)에 해당하는 MIMO 인코더에 입력되는 정보 경로이다. IEEE 802.16에서 하나의 MIMO 레이어는 하나의 채널코딩블락(channel coding block)을 나타낸다(represent).
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 사용자기기 간의 거리 등을 토대로 적정수의 안테나를 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 셀 내에 3개의 사용자기기(UE1 내지 UE3)이 위치하고, UE1이 ANT1 및 ANT2, ANT7, ANT8의 신호 전송 범위 내 위치하는 경우, UE1은 기지국 안테나 ANT1 및 ANT2, ANT7, ANT8 중 하나 이상으로부터 신호를 받을 수 있다. 반면, UE1 입장에서 ANT3 및 ANT4, ANT5, ANT6은 이들 안테나와 사용자기기까지의 간격이 커서 경로 손실이 발생할 가능성이 높고 전력 소비도 증가하게 되며, ANT3 및 ANT4, ANT5, ANT6으로부터 전송되는 신호는 무시할 정도로 작은 값일 수 있다.
다른 예로, UE2는 ANT6 및 ANT7의 신호 전송 범위가 오버랩되는 부분에 위치하여 ANT6 및 ANT7을 제외하고는 다른 안테나를 통해 전송되는 신호는 무시할 정도로 매우 작거나 약하고, UE3은 ANT3의 인접 거리 내 위치하여 ANT1~ANT8가 전송하는 신호들 중 ANT3가 전송하는 신호만이 지배적이다.
도 1에 도시된 것처럼, DAS에서는 셀 내에서 다수의 안테나들의 위치가 동떨어진 경우 MIMO 시스템처럼 동작하게 된다. 기지국은 ANT1 및 ANT2, ANT7, ANT8 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹1을 통해서 UE1과, ANT6 및 ANT7 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹2는 UE2와, ANT3은 UE3과 동시에 통신할 수 있다. 이때, ANT4 및 ANT5는 각각 UE3과 UE2를 위해 송신을 해주거나 또는 꺼진 상태로 운영될 수도 있다.
즉, DAS는 단일 사용자/다수 사용자와 통신시 사용자기기별로 송신하는 데이터 스트림 수가 다양할 수 있고, 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 이동 사용자기기 각각에 할당되는 안테나 또는 안테나 그룹도 다양하게 존재할 수 있다. 셀 내 위치하는 이동 사용자기기의 위치장소에 따라 해당 사용자기기와 통신을 수행하는 안테나 또는 안테나 그룹은 특정될 수 있으나, 셀 내에서의 이동 사용자기기 이동에 따라 적응적으로 변동될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구성의 일례를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, DAS는 기지국과 그에 연결된 안테나노드들로 구성된다. 안테나노드는 기지국과 유/무선으로 연결되어 있으며 한 개에서 여러 개의 안테나를 포함할 수 있다. 일반적으로 한 안테나노드에 속해 있는 안테나들은 가장 가까운 안테나 간의 거리가 수 미터 이내로 지역적으로 같은 스팟에 속해 있는 특성을 지닌다. 안테나노드는 사용자기기가 엑세스할 수 있는 엑세스 포인트와 같은 역할을 하며, 안테나 클러스터 등으로도 불린다.
도 3은 본 발명이 적용되는 DAS 구성의 다른 예를 나타낸 것으로, 구체적으로는 종래 셀 기반의 다중 안테나를 사용하는 중앙 집중형 안테나 시스템에 DAS를 적용하는 경우의 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 인접하는 영역에 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 셀 영역에는 소정 거리 이상의 간격으로 떨어져 위치하며 CA보다 안테나 간격이 넓어 경로 손실 등의 효과가 안테나별로 상이한 다수개의 분산 안테나(Distributed Antenna, DA)가 위치할 수 있다.
DA는 기지국으로부터 하나의 유선으로 연결된 하나 이상의 안테나로 구성되며, DAS용 안테나노드(node) 또는 안테나노드와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 하나 이상의 DA들은 하나의 DA 그룹을 형성하여 DA 존(zone)을 형성한다.
DA 그룹이란 하나 이상의 DA를 포함하는 것으로 사용자기기의 위치 또는 수신 상태 등에 따라 변동적으로 구성되거나 또는 MIMO에서 사용하는 최대 안테나 개수로 고정적으로 구성될 수 있다. DA 그룹은 안테나 그룹으로 불리울 수 있다. DA 존이란 DA 그룹을 형성하는 안테나들이 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 범위로 정의되며, 도 3에 도시된 셀 영역은 n개의 DA 존을 포함한다. DA 존에 속한 사용자기기는 DA 존을 구성하는 DA 중 하나 이상과 통신을 수행할 수 있으며, 기지국은 DA 존에 속한 사용자기기에 신호 전송시 DA 및 CA를 동시에 이용하여 송신율을 높일 수 있다.
도 3은 기존의 다중 안테나를 사용하는 CAS 구조에서 기지국과 사용자기기가 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.
한편, 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역은 시스템 성능을 개선하기 위하여, 복수개의 더 작은 영역들로 분할될 수 있다. 각각의 더 작은 영역은 섹터 또는 세그먼트라고 지칭될 수 있다. 셀 식별자(Cell Identity; Cell_ID 또는 IDCell)는 전체 시스템을 기준으로 부여되는 반면, 섹터 또는 세그먼트 식별자는 기지국이 서비스를 제공하는 셀 영역을 기준으로 부여된다. 사용자기기는 일반적으로 무선 통신 시스템에 분포되며 고정되거나 이동할 수 있다. 각 사용자기기는 임의의 순간에 상향링크(Uplink, UL) 및 하향링크(Downlink, DL)를 통해 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있다.
도 3은 기존의 다중 안테나를 사용하는 CAS 구조에서 기지국과 사용자기기가 DAS를 이용할 수 있도록 DAS를 포함하는 CAS를 도시한 것으로, CA와 DA들의 위치는 설명의 간명함을 위하여 구분되도록 도시한 것으로, 도 3에 예시된 일례에 한정되는 것은 아니며 구현 형태에 따라 다양하게 위치시킬 수 있다.
도 1 내지 도3에서 도시된 바와 같이, 각 사용자기기를 지원하는 안테나 혹은 안테나노드가 한정될 수 있다. 특히 하향링크 데이터 전송시, 동일한 시간과 주파수 자원을 통해 안테나 혹은 안테나노드별로 다른 데이터가 각기 다른 사용자기기를 위해 전송될 수 있다. 이는 안테나 혹은 안테나노드 선택을 통하여 안테나 혹은 안테나노드마다 다른 데이터 스트림을 보내는 일종의 MU-MIMO 동작을 하는 것으로 볼 수 있다.
본 발명에서 각 안테나 혹은 안테나노드는 안테나 포트일 수 있다. 안테나 포트는 한 개의 물리 전송 안테나 또는 다수의 물리 전송 안테나 요소의 조합에 의해 구현되는 논리 안테나이다. 또한, 본 발명에서 각 안테나 혹은 안테나노드는 가상 안테나일 수 있다. 빔포밍 기법에서 프리코딩된 하나의 빔에 의해 전송되는 신호는 마치 하나의 안테나에 의해 전송된 것으로 인식될 수 있는데, 프리코딩된 형태의 빔을 전송하는 상기 하나의 안테나를 가상 안테나라고 한다. 또한, 본 발명에서 각 안테나 혹은 안테나노드는 참조신호(파일럿)에 의해 구분될 수도 있다. 동일 참조신호 혹은 동일 파일럿을 전송하는 하나 또는 그 이상의 안테나를 나안테나 그룹은 동일한 참조신호 혹은 파일럿을 전송하는 하나 또는 그 이상의 안테나의 집합을 의미한다. 즉, 본 발명의 각 안테나 혹은 안테나노드는 일 물리 안테나 혹은 일 집합의 물리 안테나, 일 안테나 포트, 일 가상 안테나, 일 참조신호/파일럿에 식별되는 안테나로 해석될 수 있다. 후술할 본 발명의 실시예들에서 안테나 혹은 안테나노드는 일 물리 안테나 및 일 집합의 물리 안테나, 일 안테나 포트, 일 가상 안테나, 일 참조신호/파일럿에 의해 식별되는 안테나 중 어느 하나를 의미할 수 있다. 이하에서는 물리 안테나 및 일 집합의 물리 안테나, 일 안테나 포트, 일 가상 안테나, 일 참조신호/파일럿에 의해 식별되는 안테나를 안테나 혹은 안테나노드로 통칭하여 본 발명을 설명한다.
도 4는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
사용자기기(UE)(12)는 상향링크에서는 송신장치로 동작하고 하향링크에서는 수신장치로 동작한다. 기지국(BS)(11)은 상향링크에서는 수신장치로 동작하고 하향링크에서는 송신장치로 동작할 수 있다.
사용자기기(12) 및 기지국(11)은 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 수신할 수 있는 안테나 (500a, 500b)와, 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신기(Transmitter; 100a, 100b), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신기(Receiver; 300a, 300b), 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(200a, 200b)를 포함한다. 또한, 사용자기기(12) 및 기지국(11)은 사용자기기(12) 또는 기지국(11)에 포함된 송신기 및 수신기, 메모리 등의 구성요소를 제어하여 본 발명을 수행하도록 구성된 프로세서(400a, 400b)를 각각 포함한다. 사용자기기 또는 기지국 내 송신기(100a, 100b) 및 메모리(200a, 200b), 수신기(300a, 300b), 프로세서(400a, 400b), 안테나(500a, 500b)는 상호 연동하도록 구성될 수 있다. 상기 사용자기기(12) 내 송신기(100a), 수신기(300a), 메모리(200a), 프로세서(400a)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 상기 기지국(11) 내 송신기(100b), 수신기(300b), 메모리(200b), 프로세서(400b)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 송신기와 수신기가 통합되어 사용자기기 또는 기지국 내에서 한 개의 송수신기(transceiver)로 구현될 수도 있다. 안테나(500a, 500b)는 송신기(100a, 100b)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신기(300a, 300b)로 전달하는 기능을 수행한다. 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 송수신 모듈의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
프로세서(400a, 400b)는 통상적으로 사용자기기(12) 또는 기지국(11) 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(400a, 400b)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 유휴모드 동작을 제어하기 위한 전력절약모드 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 프로세서(400a, 400b)는 컨트롤러(controller), 마이크로컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 한편, 프로세서(400a, 400b)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(400a, 400b) 내에 구비되거나 메모리(200a, 200b)에 저장되어 프로세서(400a, 400b)에 의해 구동될 수 있다.
송신기(100a, 100b)는 프로세서(400a, 400b) 또는 상기 프로세서와 연결된 스케줄러로부터 스케줄되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500a, 500b)에 전달한다. 예를 들어, 송신기(100a, 100b)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 변조과정 등을 거쳐 K개의 신호열로 변환한다. 상기 K개의 신호열은 송신기 내 송신처리기를 거쳐 송신 안테나(500a, 500b)를 통해 전송된다. 사용자기기(12) 및 기지국(11)의 송신기(100a, 100b) 및 수신기(300a, 300b)는 송신신호 및 수신신호를 처리하는 과정에 따라 다르게 구성될 수 있다.
도 5는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식에 의한 신호처리 과정을 도시한 것이다.
사용자기기 또는 기지국 내 송신기는 하나 이상의 코드워드(code word)를 전송할 수 있다. 상기 하나 이상의 코드워드는 각각 스크램블러(301)에 의해 스크램블링되고, 변조맵퍼(302)에 의해 복소심볼로 변조될 수 있다. 레이어맵퍼(303)는 상기 복소심볼을 하나 이상의 전송레이어, 예를 들어, Mt개의 레이어에 맵핑한다. 예를 들어, 상기 레이어맵퍼(303)는 레이어 당 N개의 복소심볼을 맵핑할 수 있다.
IEEE 802.16의 관점에서, 레이어맵퍼(303)는 MIMO 인코더(미도시)로서 구현될 수 있다. MIMO 인코더는 전송하고자 하는 하나 이상의 데이터 열을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성하고, 부호화된 데이터를 변조하여 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치할 수 있다. 데이터 열은 MIMO 인코더에 입력되는 정보 경로로서, 하나의 데이터 열은 하나의 채널코딩블락을 나타낸다. IEEE 802.16은 MIMO 인코더에 입력되는 정보경로를 MIMO 레이어라 칭한다. 한편, MIMO 인코더는 프리코더(304)가 안테나 특정 심볼을 해당 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 입력심볼의 레이어를 정의할 수 있다. 즉, MIMO 인코더는 L개의 MIMO 레이어를 Mt개의 MIMO 스트림으로 맵핑한다. MIMO 인코더는 M개의 입력심볼을 동시에 처리하는 배치(batch) 프로세서로서, 상기 M개의 입력심볼은 다음과 같이 Mx1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00001
여기서 si는 일 배치(batch) 내 i번째 입력심볼을 나타낸다. 하나 이상의 연속하는 심볼들이 하나의 MIMO 레이어에 속할 수 있다. 상기 입력심볼들을 MIMO 레이어에서 MIMO 스트림으로 맵핑하는 과정은 공간차원(space dimension)에서 먼저 수행된다. 프리코더(304)의 입력이 되는 MIMO 인코더의 출력은 다음과 같이 MtxNF MIMO STC 행렬로 표현할 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00002
여기서, Mt는 MIMO 스트림의 개수를, NF는 하나의 MIMO 블락에 의해 점유된 부반송파의 개수를, x는 MIMO 인코더의 출력을, s는 입력 MIMO 레이어 벡터를, S()는 입력 MIMO 레이어 벡터를 STC 행렬로 맵핑하는 함수를, S(s)는 STC 행렬을 각각 나타낸다.
상기 STC 행렬 x는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00003
MIMO 인코더에서 사용될 수 있는 코딩 방식으로는, 예를 들어, SFBC, 수직 인코딩, 다중-레이어 인코딩, CDR 등을 들 수 있다.
- SFBC 인코딩
SFBC 인코딩의 경우, 상기 MIMO 인코더로의 입력이 2x1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00004
SFBC 인코딩 방식에 의해 인코딩을 수행한 경우, 상기 MIMO 인코더는 다음과 같이 2x2 행렬인 SFBC 행렬을 생성한다.
Figure 112010058941428-pat00005
상기 SFBC 행렬은 2개의 연속하는 부반송파를 점유한다.
- 수직 인코딩(Vertical encoding)
SFBC 인코딩의 경우, 상기 MIMO 인코더의 입력 및 출력은 다음과 같이 Mx1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00006
여기서 si는 일 배치(batch) 내 i번째 입력심볼을 나타낸다. 수직 인코딩에서, s1...sM은 동일 MIMO 레이어에 속한다.
- 다중-레이어(Multi-layer) 인코딩
다중-레이어 인코딩의 경우, 상기 MIMO 인코더의 입력 및 출력은 다음과 같이 Mx1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00007
여기서 si는 일 배치(batch) 내 i번째 입력심볼을 나타낸다. 다중-레이어 인코딩에 대해, s1...sM은 다른 MIMO 레이어에 속한다. 연속하는 하나 이상의 심볼은 하나의 MIMO 레이어에 속할 수 있다.
- CDR(Conjugate Data Repetition) 인코딩
CDR 인코딩의 경우, 상기 MIMO 인코더로의 입력이 다음과 같이 1x1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00008
CDR 인코딩 방식에 의해 인코딩을 수행한 경우, 상기 MIMO 인코더는 다음과 같이 두 개의 연속하는 부반송파를 점유하는 CDR 행렬을 생성한다.
Figure 112010058941428-pat00009
프리코더(304)는 전송레이어의 복소심볼을 채널상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬, 예를 들어, NtxMt 프리코더 행렬, W와 곱해 Nt개의 안테나별 복소심볼로 출력한다. 상기 프리코더(304)의 출력은 NtxNF 행렬로 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010058941428-pat00010
여기서 Nt는 전송 안테나의 개수를, zj,k는 j번째 안테나를 통해 k번째 부반송파에서 전송될 출력 심볼을 각각 나타낸다.
프리코더(304)는 코드북(codebook) 방식과 비코드북(non-codebook) 방식을 모두 사용할 수 있다. 상기 안테나별 복소심볼은 각각 자원요소맵퍼(305)에 의해 전송에 이용될 시간-주파수 자원요소(resource elements)에 맵핑되며, 상기 시간-주파수 자원요소에 맵핑된 안테나별 복소심볼은 OFDMA 신호생성기(306)에 의해 OFDMA 방식으로 변조되어 안테나 혹은 안테나 포트별 OFDMA 심볼(OFDM 심볼이라고도 함) 형태로 각 안테나 혹은 안테나 포트에 전송된다. 상기 OFDMA 신호발생기는 입력심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간영역 심볼에는 CP(cyclic prefix)가 삽입될 수 있다. 상기 OFDMA 심볼은 각 안테나를 통해 전송된다.
3GPP LTE와 IEEE 802.16에서는 비슷한 용어가 서로 다른 객체를 지칭할 때가 있다. 이하에서는 혼동 방지와 설명의 편의를 위하여, 레이어맵퍼(303)로 입력되는 정보경로를 MIMO 레이어로 칭하고, 레어어맵퍼(303)에서 출력되는 정보경로를 데이터 스트림으로 칭하여 본 발명을 설명한다.
도 5에서는 신호처리 과정 중 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 예로 하여 설명하였으나, 사용자기기가 상향링크 신호를 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 처리하여 기지국에 전송하는 것도 가능하다. SC-FDMA 방식의 송신기는 1개의 스크램블러(301) 및 1개의 변조맵퍼(302), 프리코더(304), 1개의 자원요소맵퍼(305)를 포함할 수 있다. 사용자기기의 스크램블러(301)는 사용자기기 특정 스크램블링 신호를 이용하여 전송신호를 스크램블링하고, 변조맵퍼(302)는 상기 스크램블링된 신호를 전송신호의 종류 및/또는 채널상태에 따라 BPSK, QPSK 또는 16 QAM 등의 방식으로 복소심볼로 변조한다. 상기 변조된 복소심볼은 프리코더(304)에 의해 프리코딩된 후, 자원요소맵퍼(305)에 의해 실제 전송에 이용될 시간-주파수 자원요소에 맵핑된다. 상기 자원요소에 맵핑된 신호는 SC-FDMA 신호 형태로 안테나를 통해 기지국으로 전송될 수 있다. SC-FDMA 신호처리 방식을 채택하는 사용자기기는 자원요소에 맵핑된 신호를 SC-FDMA 신호로 변환하는 SC-FDMA 신호생성기를 구비할 수 있다.
OFDMA 방식은 주파수 효율 및 셀 용량을 증대할 수 있기 때문에 하향링크 전송에 많이 이용되고 있으나, OFDMA방식을 상향링크 전송에 이용하는 것도 가능하다. 사용자기기가 OFDMA 방식과 SC-FDMA 신호처리 방식을 모두 채택하도록 구현될 수도 있으며, 양자를 채널환경에 따라 스위칭하여 사용하도록 설계되는 것도 가능하다.
도 5에서는 스크램블러(301) 및 변조맵퍼(302), 레이어맵퍼(303), 프리코더304), 자원요소맵퍼(305), OFDM 신호생성기(306)가 송신기(100a, 100b)에 구비되는 것으로 설명하였으나, 프로세서(400a, 400b)가 상기 동작 모듈들을 구비하도록 설계되는 것도 가능하다. 송신기(100a, 100b)는 OFDMA 심볼신호를 RF(radio frequency) 신호로 변조하여 안테나(500a, 500b)에 전달할 수 있다. 수신장치의 안테나(500a, 500b)는 RF신호를 수신하여 수신기(300a, 300b)에 전달하고, 상기 수신기(300a, 300b)는 상기 RF 신호를 OFDMA 심볼신호로 변조하여 프로세서(400a, 400b)에 제공할 수 있다.
안테나/안테나노드별 제어채널 할당
통신 표준에서는 주어진 시간, 공간, 주파수 자원을 용도에 따라 다양한 영역으로 나누어 그 영역에서 전송해야 하는 신호의 정보와 특성을 규정한다. 하향링크에서 기지국이 사용자기기에게 전달하는 정보는 크게 상기 기지국의 커버리지 내 모든 사용자기기들을 위한 정보와 특정 사용자기기(들)을 위한 정보로 구분될 수 있다.
예를 들어, 셀 아이디 혹은 상기 기지국의 안테나 개수와 같은 시스템 파라미터들은 모든 사용자기기들을 위한 정보라 할 수 있다. 반면, 상향링크 전력제어정보와 같은 사용자기기별 제어정보나 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) ACK/NACK(ACKnowledge/Negative-ACKnowledge)에 대한 응답정보, 사용자기기가 요청한 데이터 정보들은 특정 사용자기기를 위한 정보라 할 수 있다.
일반적으로 모든 사용자기기를 위한 정보는 모든 사용자기기가 상기 정보에 엑세스할 수 있도록 특정 채널의 규정된 위치에 존재한다. 예를 들면, 3GPP LTE/LTE-A의 PBCH(Physical Broadcast CHannel)와 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), IEEE 802.16 e/m의 FCH(Frame Control Header)/SFH(SuperFrame Header) 등은 모든 사용자기기를 위한 정보를 보내는 채널로서, 상기 정보는 지정된 시간과 주파수 자원을 이용해 전송된다.
반면에 특정 사용자기기 혹은 사용자기기 그룹을 위한 정보는 MU-MIMO 기법을 사용할 때를 제외하고는 각 정보는 서로 다른 시간과 주파수 자원을 이용해 전송된다. 따라서 사용자기기가 본인을 위한 정보에 접근하기 위해서는 그 정보가 어느 자원영역에 할당되었는지를 나타내는 지도 정보가 필요하다. 하향링크에서 이러한 지도정보는 IEEE 802.16e/m에서는 DL/UL MAP 및/또는 A-MAP(Advanced-MAP)을 통해 전달되고, 3GPP LTE/LTE-A에서는 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 통해 전달된다. 이하에서는 이러한 지도정보가 전송되는 무선자원들을 '제어채널(control channel)'이라 칭하고, 하나 또는 그 이상의 제어채널이 할당될 수 있는 일정 범위의 무선자원영역을 '제어영역(control region)'이라 칭한다. 예를 들어, PDCCH 또는 A-MAP을 제어채널이라고 할 수 있으며, PDCCH 또는 A-MAP이 할당될 수 있는 일정 시간 및/또는 주파수 자원구간을 제어영역이라고 할 수 있다. 특히, 이하에서는 PDCCH/A-MAP이 할당/전송될 수 있는 자원영역을 PDCCH/A-MAP 영역이라고 명명하여 본 발명을 설명한다.
제어채널에서는 자원할당정보와 더불어 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨정보와 같이, 사용자기기(들)을 위한 데이터를 수신 또는 검출하기 위해 필요한 정보가 함께 전송된다. 또한, 전력제어정보와 같은 사용자기기별 제어정보가 함께 전송되기도 한다.
도 6은 IEEE 802.16m에서 A-MAP이 전송될 수 있는 제어영역의 예를 나타낸 것이고, 도 7은 3GPP LTE/LTE-A에서 PDCCH가 전송될 수 있는 제어영역의 예를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, IEEE 802.16에서 사용되는 무선프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 수퍼프레임을 포함할 수 있다. 수퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 4개의 5ms 프레임(F0-F3)을 포함할 수 있고, 수퍼프레임 헤더(SuperFrame Header, SFH)로 시작한다. 수퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나른다. 수퍼프레임 헤더는 수퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임에 위치할 수 있다. 한 개의 프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하향링크 또는 상향링크 전송에 할당된다. 서브프레임은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 자원유닛(resource unit, RU)을 포함한다. RU는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDMA 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성되는 타입-1 서브프레임을 예시한 것이나, 후술할 본 발명의 실시예들은 다른 타입의 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 참고로, IEEE 802.16은 하나의 OFDMA 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 톤(tone)이라고 지칭하기도 한다.
IEEE 802.16m의 A-MAP은 매 하향링크 서브프레임마다 전송된다. 부분 주파수 재사용(flexible/fractional frequency reuse, FFR)이 하향링크 서브프레임에 적용되는 경우, 재사용-1 파티션(reuse-1 partition) 및/또는 전력증강된 재사용-3 파티션(power-boosted reuse-3 partition)이 A-MAP영역을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상향링크 서브프레임에서 상향링크 제어정보를 나르는 상향링크 제어채널도 재사용-1 파티션(reuse-1 partition) 또는 전력증강된 재사용-3 파티션(power-boosted reuse-3 partition)에 위치한다.
참고로, FFR은 서로 다른 주파수파티션들에 적용될 주파수 재사용율(frequency reuse factor)을 달리하는 것을 가능하게 하는 기술이다. OFDMA에서는 시스템대역이 부반송파 단위로 분리되어 있기 때문에 부반송파 상에서 신호가 전송되며, 신호 전송시에 모든 부반송파를 다 사용하지 않아도 된다. 이러한 특징을 이용하여, 셀 중앙에 있는 사용자들과 셀 경계(셀 가장자리)에 있는 사용자들의 처리량(throughput)을 동시에 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 셀의 중앙 영역은 기지국으로부터 가깝기 때문에 인접한 셀로부터의 공동-채널 간섭(co-channel interference)에서 안전하다. 따라서 셀 중앙에 있는 내부 사용자들은 사용 가능한 모든 부반송파를 사용할 수 있다. 그러나, 셀 경계에 있는 사용자들은 사용 가능한 모든 부반송파 중 일부만을 사용할 수 있다. 서로 인접한 셀 경계에서, 각 셀은 서로 다른 부반송파를 사용하도록 주파수가 할당된다. 이런 방식을 부분 주파수 재사용(flexible/fractional frequency reuse, FFR)이라고 부른다. IEEE 802.16m은 시스템대역을 최대 4개의 주파수파티션(frequency partition)으로 구분할 수 있고, 주파수파티션마다 전력을 다르게 할당함으로써 특정 주파수파티션의 전력을 증강(boost)할 수 있다. 일 주파수 파티션은 하나 이상의 자원유닛(resource unit, RU)로 구분되며, 주파수파티션들은 낮은 논리자원유닛(logical resource unit, LRU) 인덱스부터 높은 LRU 순으로 인덱싱된다. 이때, 가장 낮은 인덱스를 갖는 LRU를 포함한 주파수파티션이 재사용-1 파티션이며, 3개의 재사용-3 파티션 또는 2개의 재사용-2 파티션이 이어질 수 있다. 전력증강된 재사용-3 파티션은 재사용-3 파티션들 중 전력이 높게 할당된 파티션을 의미한다.
도 7을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A에서 사용되는 무선프레임 구조는 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임으로 구성된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘블링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048x15kHz)로 표시된다. 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block)을 포함한다. 자원블록은 주파수 도메인에서 다수의 부반송파를 포함한다. OFDMA 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정상(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDMA 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDMA 심볼을 포함한다. 도 7에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDMA 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시한 것이나, 후술할 본 발명의 실시예들은 다른 타입의 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 참고로, 3GPP LTE/LTE-A는 하나의 OFDMA 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE)라고 부르기도 한다.
3GPP LTE/LTE-A에서 각각의 서브프레임은 제어영역과 데이터영역을 포함하며, 제어영역은 첫번째 OFDMA 심볼로부터 시작하여 하나 이상의 OFDMA 심볼을 포함한다. 제어영역의 크기는 서브프레임별로 독립적으로 설정될 수 있다. 참고로, 상기 제어영역에는 PDCCH 외에도 PCFICH, PHICH(Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel) 등이 할당될 수 있다.
도 6 및 도 7에서와 같이, 제어정보는 무선자원 중 소정 시간 및 주파수 자원을 이용하여 사용자기기에 전송된다. 제어채널에서는 지도정보를 포함하여 사용자기기(들)에 대한 제어정보가 모두 함께 전송되고, 각 사용자기기는 기지국이 전송하는 제어채널 중에서 자신의 제어채널을 찾아서 수신한다. 이러한 제어채널이 점유하는 자원은 셀 내의 사용자기기의 수가 많아질수록 그 비중이 커질 수 밖에 없다. 앞으로 기기간통신(machine to machine, M2M) 통신과 DAS가 활성화되기 시작하면, 셀 내의 사용자기기들의 수가 더더욱 늘어날 것이다. 이에 따라, 상기 사용자기기들을 지원하기 위한 제어채널 역시 비대해질 수 밖에 없다. 즉, 한 서브프레임에서 제어채널이 점유하는 OFDMA 심볼의 개수 및/또는 한 서브프레임에서 제어채널이 점유하는 부반송파의 개수가 증가할 수 밖에 없다. 따라서, 본 발명은 DAS의 특성을 이용하여 제어채널을 효율적으로 활용하기 위한 방안들을 제공한다.
CAS에 기반한 현재의 통신 표준에 의하면, 일 기지국에 속한 모든 안테나들이 상기 기지국 내 모든 사용자기기들에 대한 제어채널(예를 들어, MAP, A-MAP, PDCCH 등)들을 제어영역에서 전송한다. 각 사용자기기는 자신에게 할당된 안테나노드에 관한 정보 및 하향링크/상향링크 자원 할당정보와 같은 제어정보를 얻기 위해, 제어정보 전송을 위해 약속된 공통의 영역인 상기 제어영역을 처리하여 자신의 제어정보를 얻어야 한다. 예를 들어, 블라인드 디코딩 등의 방식을 응용해 상기 제어영역을 통해 전송된 신호들 중 자신의 제어정보를 얻어야 한다.
현재의 통신 표준에 따라, 안테나마다 동일 제어영역에서 모든 사용자기기에 대한 제어정보를 전송하면, 모든 안테나들이 제어영역에서 동일한 신호를 전송하게 되므로 구현이 쉽다는 장점이 있다. 그러나, 기지국이 커버해야 하는 사용자기기의 수의 증가, MU-MIMO 동작, DAS를 위한 추가적인 제어정보(예를 들어, 사용자기기에 할당된 안테나노드 정보 등) 등의 요인에 의해, 전송되어야 할 제어정보의 크기가 커지게 되면, 제어채널의 크기 또는 개수가 증가하여 기존 제어영역으로는 모든 제어정보를 전송하기 어려워질 수 있다.
제어채널의 효율적 운용을 위하여, 본 발명은 안테나 혹은 안테나노드별로 제어정보의 전송 대상인 사용자기기(들)을 달리할 것을 제안한다. 이때, 사용자기기는 하나의 안테나노드에서 제어정보를 수신할 수도 있고, 여러 안테나노드에서 제어정보를 수신할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 소정 제어영역에서 전송할 제어정보는 DAS 내 각 안테나 혹은 안테나노드별로 다를 수 있다. 즉, 본 발명은 안테나 혹은 안테나노드별로 지원하는 사용자기기 그룹을 구별하고, 각 안테나 혹은 안테나노드는 해당하는 사용자기기 그룹에 대한 제어정보를 전송한다. 하나의 제어채널에 복수의 사용자기기의 제어정보가 다중화될 수도 있고, 복수의 사용자기기 각각에 대해 제어채널이 구성되고 복수의 제어채널이 제어영역에 다중화되어 전송될 수도 있다.
본 발명을 사용자기기의 관점에서 살펴보면, 기지국 안테나 그룹별로 제어정보를 전송할 사용자기기 그룹이 다를 수 있으므로, 사용자기기별로 제어영역에서 전송받는 제어정보가 다를 수 있다. 또한, 사용자기기별로 제어정보를 전송받는 안테나 그룹이 달라질 수 있다. 소정 제어채널 혹은 소정 제어영역에 다중화된 사용자기기가 다르기 때문이다.
각 사용자기기는 하나 이상의 사용자기기 그룹에 속할 수 있다. 일 사용자기기 그룹은 다른 사용자기기 그룹과 포함관계에 있을 수 있다. 구성 사용자기기가 동일하지 않은 사용자기기 그룹은 일부 사용자기기를 공유하더라도 상이한 사용자기기 그룹으로 취급될 수 있다. 다만, 사용자기기 그룹에 속한 사용자기기들의 개수 및 개개의 사용자기기들이 동일한 경우에는 하나의 사용자기기 그룹으로 취급한다. 일 사용자기기가 다수의 사용자기기 그룹에 속하는 경우, 상기 일 사용자기기는 상기 다수의 사용자기기 그룹을 전송하는 해당 안테나 그룹으로부터 제어영역 내에서 서로 다른 제어정보 혹은 제어채널 집합을 수신할 수 있다.
본 발명에 따른 기지국의 프로세서(400b)는 상기 기지국의 커버리지 내 사용자기기들을 함께 제어정보를 전송할 사용자기기 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 상기 프로세서(400b)는 안테나 혹은 안테나노드별로 상기 사용자기기들을 분배할 수 있다. 또한, 상기 기지국의 같은 안테나 혹은 안테나노드에서 할당된 사용자기기들의 제어정보, 즉, 동일 사용자기기 그룹에 속하는 사용자기기들의 제어정보를 소정 제어채널 혹은 제어영역에 다중화할 수 있다. 상기 기지국의 프리코더(100b)는, 상기 프로세서(400b)의 제어 하에, 상기 동일 사용자기기 그룹에 속한 사용자기기(들)의 제어정보를 동일 안테나 혹은 안테나노드에 맵핑할 수 있다. 사용자기기는 하나 이상의 사용자기기 그룹에 속할 수도 있으므로, 복수의 사용자기기 그룹에 속한 사용자기기는 복수의 안테나노드에 맵핑될 수 있다.
본 발명의 제어정보 전송 방법은, 기지국이 사용자기기에게 제어정보를 전송하는 안테나노드 집합과 데이터를 전송하는 안테나노드 집합을 달리하는 실시예를 포함한다. 이에 따라, 기지국 프로세서(400b)는 제어정보를 전송한 안테나노드와 다른 안테나노드에 데이터를 맵핑하도록 프리코더(100b)를 제어할 수 있다. 또한, 기지국이 사용자기기로부터 제어정보를 수신하는 안테나노드 집합과 데이터를 수신하는 안테나노드 집합을 달리하는 실시예를 포함한다.
도 8 및 도 9은 본 발명에 따른 DAS에서의 제어정보의 전송을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 8을 참조하면, 도 8의 DAS 시스템에는 ANT1 및 ANT2로 구성된 안테나노드1과, ANT3 및 ANT4로 구성된 안테나노드2이 존재한다. UE2는 안테나노드1의 커버리지 및 안테나노드2의 커버리지에 속해 있고, UE1는 안테나노드1의 커버리지에 속하고, UE3은 안테나노드2의 커버리지에 속해 있다고 가정하면, 도 8의 기지국은 도 9의 (a) 및 (b), (c) 중 어느 하나에 따라 제어정보를 전송할 수 있다.
도 9(a)를 참조하면, 동일 시간 및 주파수 영역에서는 상기 기지국의 모든 안테나가 각각 UE1 및 UE2, UE3를 위한 제어정보를 전송한다. 즉, 상기 기지국의 각 안테나가 소정 주파수를 이용해 소정 시간에 상기 UE1 및 UE2, UE3의 제어정보를 전송한다.
본 발명의 실시예들은 안테나노드별로 제어영역에서 지원하는 사용자기기를 달리함으로써, 제어채널의 효율을 높인다. 도 9(b) 및 도 9(c)를 참조하면, 본 발명에 의하면, 안테나노드1은 UE1 및 UE2의 제어정보를 소정 시간 및 주파수 자원에서 전송하고, 안테나노드2는 UE2 및 UE3의 제어정보를 상기 소정 시간 및 주파수 자원에서 전송한다. 도 8의 모든 안테나노드들로부터 영향을 받는 UE2를 위한 제어정보는 안테나노드1 및 안테나노드2 각각에서 소정 자원을 이용하여 전송된다. ANT1 및 ANT2로 구성된 안테나노드1으로부터 영향을 받는 UE1를 위한 제어정보는 상기 안테나노드1에서 상기 소정 자원과 동일 자원을 이용하여 전송된다. ANT3 및 ANT4로 구성된 안테나노드2로부터 영향을 받는 UE3를 위한 제어정보는 상기 안테나노드3에서 상기 소정 자원과 동일 자원을 이용하여 전송된다.
본 발명에 따르면, 도 9(b)에서와 같이, 제어채널에 할당되어야 할 자원을 줄이거나, 제어채널에 할당된 소정 자원으로 더 많은 사용자기기를 지원할 수 있다는 장점이 있다. 혹은, 도 9(c)에서와 같이, 제어채널에 할당된 소정 자원으로 제어정보의 양을 늘려 전송할 수도 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 안테나노드별로 제어영역에 할당되는 사용자기기(들)을 달리 함으로써, 상기 제어영역을 통한 제어정보 전송의 효율을 높일 수 있다.
도 8의 UE2와 같이 여러 안테나노드들의 커버리지에 속하는 사용자기기뿐만 아니라, 고속으로 움직이는 사용자기기, 본 발명을 적용할 수 없는 레거시(legacy) 사용자기기, 혹은 위치가 명확하지 않은 사용자기기에 대해서도 복수의 안테나노드들이 동일 자원을 이용하여 제어정보를 전송할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국 프로세서(400b)는 레거시 사용자기기 혹은 고속으로 움직이는 사용자기기 혹은 위치가 명확하지 않은 사용자기기들에 대한 제어정보는 복수의 안테나노드 각각에 맵핑하도록 송신기(100b)를 제어할 수 있다.
참고로, 도 9에서는 특정 안테나노드에 속한 모든 안테나들이 동일 자원에서 제어정보를 전송하는 경우를 예로 하여 설명하였다. 특정 안테나노드에 속한 모든 안테나들이 동일 자원에서 동일한 제어정보를 전송할 경우, 상기 제어정보 전송의 신뢰성을 높일 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 특정 안테나노드에 속한 안테나 중 일부만이 상기 동일 자원에서 제어정보를 전송하고 나머지 안테나는 다른 데이터를 전송하여 공간다중화 이득을 얻는 것도 가능할 것이다.
전술한 본 발명에 따른 제어정보 전송을 위한 안테나 혹은 안테나노드를 할당함에 있어서, 사용자기기는 자신의 제어정보의 전송을 위해 선호하는 안테나 혹은 안테나노드를 기지국에 피드백할 수도 있다. 기지국은 사용자기기가 피드백한 정보를 참고하여, 상기 사용자기기에 제어정보를 전송할 안테나 혹은 안테나노드를 선정할 수 있다.
사용자기기는 제어정보의 전송을 위해 자신에게 할당된 안테나 혹은 안테나노드로부터의 참조신호를 선택적으로 이용하여, 자신의 제어정보를 포함하는 데이터 스트림을 골라서 수신할 수 있다. 또는, 복수 데이터 스트림을 수신하고, 수신한 복수 데이터 스트림 중 해당 사용자기기의 제어정보를 포함하는 데이터 스트림을 검출해낼 수 있다.
도 10은 IEEE 802.16m에서 사용되는 참조신호의 일례를 나타낸 것이고, 도 11은 3GPP LTE-A에서 사용되는 참조신호의 일례를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 예를 들어, ANT1은 안테나1을 위한 참조신호(reference signal, RS)를 전송하고, ANT2는 안테나2를 위한 RS를 전송하고, ANT3는 안테나3를 위한 RS를 전송하고, ANT4는 안테나4를 위한 안테나를 전송한다고 가정하자. 여기에서는 도 10 및 도 11은 도 8 및 도 9에서 사용된 예시를 참조하기 위하여, 4개의 전송안테나들에 대한 참조신호를 도시하였으나, 본 발명은 다른 개수의 안테나들로 구성된 DAS 시스템에서도 마찬가지의 논리로 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, IEEE 802.16m에서는 안테나별로 참조신호를 달리하여 전송할 수 있다. 안테나별로 달리 정의된 이러한 참조신호를 IEEE 802.16m에서는 미드앰블(midamble) 혹은 MIMO 미드앰블이라고 칭한다. 미드앰블은 셀 내의 모든 사용자들에 의해 사용될 수 있는 신호로서, 폐루프 MIMO의 경우에는 PMI(Precoding Matrix Indicator/Index) 선정을 위해 사용되고, 개루프 MIMO의 경우에는 CQI(Channel Quality Indicator/Index) 계산을 위해 사용될 수 있다. 미드앰블은 매 프레임 내 두번째 하향링크 서브프레임에서 전송되며, 특별한 경우를 제외하고는, 타입-1 또는 타입-2 서브프레임 내다수 개OFDMA 심볼을 점유한다. 이하에서는 미드앰블 신호가 점유하는 상기 OFDMA 심볼을 미드앰블 심볼이라 명명한다. 본 발명에 따른 사용자기기의 프로세서(400a) 또는 수신기(300a)는 미드앰블 신호를 이용하여 PMI를 선정하는 모듈 및/또는 CQI를 계산하는 모듈을 포함할 수 있다.
도 10은 4Tx 안테나에 대한 미드앰블의 구조의 예를 도시한 것이다. 도 10에서 서브밴드라 함은 주파수 도메인에서 다수, 예를 들어, 4개의 연속하는 자원유닛(RU)으로 구성된 자원할당 단위이다. 각 자원유닛은 복수개의 부반송파를 포함하며, 미드앰블 신호가 할당된 부반송파를 미드앰블 부반송파라고 부르기도 한다. 미드앰블 심볼에서 미드앰블 신호가 할당되지 않은 나머지 부반송파에는 데이터 신호가 할당될 수도 있으나, 아무런 신호도 할당되지 않을 수 있다. 데이터 신호가 할당된 부반송파를 데이터 부반송파라고 부르며, 어떤 신호도 할당되지 않아 전송이 일어나지 않는 부반송파를 널(null) 부반송파라고 부르기도 한다.
각 안테나들은 자신의 미드앰블 신호를 해당 부반송파에서 각각 전송한다. 다른 안테나의 미드앰블 신호가 전송되어야 하는 부반송파에서는 신호를 전송하지 않는다. 설명의 편의를 위하여, ANTn이 전송하는 미드앰블 신호를 'RSn'이라 명명한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 예를 들어, ANT1은 RS1을, ANT2는 RS2를, ANT3는 RS3를, ANT4는 RS4를, 매 프레임의 두번째 서브프레임 내 첫번째 OFDMA 심볼을 구성하는 복수의 부반송파들 중 해당 부반송파들에서 전송한다.
UE2는 ANT1~ANT4가 전송한 RS1~RS4로부터 PMI를 추정하거나 CQI를 계산하여 UE2에 할당된 제어정보를 수신할 수 있다. UE1은 ANT1 및 ANT2가 전송한 RS1 및 RS2로부터 PMI를 추정하거나 CQI를 계산하여 UE1의 제어정보를 수신 또는 검출할 수도 있다. 즉, 각 사용자기기는 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 미드앰블 신호만을 이용하여 해당 제어정보를 수신 또는 검출할 수 있다. 이를 위해, 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드로부터의 미드앰블 신호만을 이용하여 PMI를 추정하거나 CQI를 계산할 수 있다. 상기 사용자기기의 수신기(300a)는 상기 프로세서(400a)의 제어 하에 상기 사용자기기의 제어정보를 수신 또는 검출할 수 있다.
혹은 UE1도 RS1~RS4를 모두 사용하여 PMI를 추정하거나 CQI를 계산하되, UE1은 ANT3 및 ANT4로부터의 채널간섭을 최소화하는 수신 필터를 구성하여 UE1의 제어정보를 수신할 수도 있다. 즉, 각 사용자기기는 모든 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 미드앰블 신호를 이용하되, 그 중 자신의 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 채널이 어떤 것인지를 인지하고, 자신의 제어정보를 전송하지 않는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 채널간섭을 최소화하는 수신필터를 구성함으로써 자신의 제어정보를 효율적으로 수신할 수도 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기가 수신한 모든 미드앰블 신호를 이용하여 PMI를 추정하거나 CQI를 계산할 수 있다. 상기 사용자기기의 수신기(300a)는 상기 프로세서(400a)의 제어 하에, 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하지 않는 타 안테나 혹은 안테나노드로부터의 채널간섭을 최소화하도록 수신 필터를 구성하여, 상기 사용자기기의 제어정보를 수신할 수 있다.
도 11을 참조하면, 3GPP LTE-A에서는 안테나별로 RS 패턴이 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A는 하향링크에서 안테나별로 달리 전송되는 이러한 참조신호를 셀-특정 RS(cell-specific RS, CRS)라고도 부르기도 한다. CRS는 사용자기기로 하여금 해당 안테나에 대한 채널추정을 가능하게 한다. 사용자기기의 프로세서(400a)또는 수신기(300a)는 CRS를 바탕으로 해당 안테나에 대한 채널추정을 수행하는 채널추정 모듈을 포함할 수 있다. Nt개의 안테나를 사용할 수 있는 시스템의 경우, 사용자기기는 Nt개의 독립적인 채널추정을 수행할 수 있다.
도 11은 4Tx 안테나에 대한 CRS 패턴의 예를 도시한 것이다. CRS 패턴은 특정 안테나에 대한 참조신호가 자원블록쌍 내에서 점유하는 자원요소들의 패턴을 의미한다.
각 안테나들은 자신의 CRS를 해당 CRS 패턴이 점유하는 자원요소들에서 각각 전송한다. 다른 안테나의 CRS가 전송되어야 하는 자원요소들에서는 신호를 전송하지 않는다. 설명의 편의를 위하여, ANTn이 전송하는 CRS를 'RSn'이라 명명한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 예를 들어, ANT1은 RS1을, ANT2는 RS2를, ANT3는 RS3를, ANT4는 RS4를, 매 프레임의 두번째 서브프레임 내 첫번째 OFDMA 심볼을 구성하는 복수의 부반송파들 중 해당 부반송파들에서 전송한다.
UE2는 ANT1~ANT4가 전송한 RS1~RS4를 기반으로, ANT1~ANT4로부터의 채널품질을 측정하여 UE2에 할당된 제어정보를 수신할 수 있다. UE1은 ANT1 및 ANT2가 전송한 RS1 및 RS2를 기반으로, 채널품질을 측정하여 UE1에 할당된 제어정보를 수신할 수 있다. 즉, 각 사용자기기는 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 CRS만을 이용하여 해당 제어정보를 수신할 수 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드로부터의 CRS만을 이용하여 수신기(300a)를 제어할 수 있다. 상기 수신기(300a)는 상기 프로세서(400a)의 제어 하에 상기 사용자기기의 제어정보 혹은 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보를 수신할 수 있다.
혹은, UE1도 RS1~RS4를 모두 사용하여 채널품질을 측정하되, UE1은 ANT3 및 ANT4로부터의 채널간섭을 최소화하는 수신 필터를 구성하여 UE1의 제어정보를 수신할 수도 있다. 즉, 각 사용자기기가 모든 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 CRS를 이용하되, 그 중 자신의 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 채널이 어떤 것인지를 인지하고, 자신의 제어정보를 전송하지 않는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 채널간섭을 최소화하는 수신필터를 구성함으로써 제어정보를 효율적으로 수신할 수도 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 수신기(300a)가 수신한 CRS들 중 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하는 안테나 혹은 안테나노드들로부터의 CRS를 이용하여 채널 상태를 추정할 수 있다. 또한, 상기 수신기(300a)가 수신한 모든 CRS를 이용하여 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하지 않는 안테나 혹은 안테나노드로부터의 채널간섭을 최소화하는 수신 필터를 구성하도록 상기 수신기(300a)를 제어할 수 있다. 상기 수신기(300a)는 상기 수신 필터를 이용하여, 해당 기지국이 전송하는 다양한 제어정보 중 상기 사용자기기의 제어정보를 수신할 수 있다.
또한, 사용자기기는 상기 사용자기기 또는 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹의 제어정보를 읽을 때, 해당 셀의 안테나들이 전송한 참조신호들 중 해당 참조신호로부터 PMI를 추정하거나 채널품질을 계산/추정하여 상기 해당 제어정보를 디코딩할 수 있다. 예를 들어, PDCCH/A-MAP이 ANT1으로만 전송된다면 사용자기기는 ANT1이 전송한 RS1을 기반으로 PMI를 추정 및/또는 채널품질을 추정하여 상기 PDCCH/A-MAP을 디코딩할 수 있다. 또는 다른 안테나가 전송한 참조신호로부터 간섭신호의 채널도 추정하여 해당 제어정보를 디코딩할 때 사용할 수도 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 수신기(300a)가 수신한 참조신호들 중 상기 사용자기기의 제어정보 전송에 이용된 안테나가 전송한 참조신호를 상기 사용자기기의 제어정보를 디코딩하는 데 이용할 수 있다.
상기 사용자기기 프로세서(400a)는 상기 사용자기기의 제어정보를 바탕으로 데이터 영역에서 전송된 상기 사용자기기의 데이터를 디코딩할 수 있다.
전술한 바와 같이 동일한 시간 및 주파수 자원을 통해 각기 다른 안테나 또는 안테나노드에서 각기 다른 사용자기기를 위한 제어정보를 전송하는 경우, 제어채널의 효율을 높일 수 있다.
안테나/안테나노드 정보
- 블라인드 디코딩
기지국은 각 사용자기기에게 보낼 제어정보를 각 사용자기기에게 부여된 식별자(identifier)로 마스킹하여 전송할 수 있다(S110). 기지국 프로세서(400b)는 사용자기기들의 제어정보를 생성하고, 각 사용자기기의 제어정보를 해당 사용자기기의 식별자로 마스킹할 수 있다. STID(STation IDentifier), RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 마스킹에 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 프로세서(400b)는 에러 검출(error detection)을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 해당 사용자기기의 식별자에 대응하는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 상기 생성된 제어정보에 부가할 수 있다. 상기 기지국 프로세서(400b)는 사용자기기 식별자로 마스킹된 제어정보를 채널코딩(S120)하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성하고 함께 소정 안테나 혹은 안테나노드에서 함께 전송될 사용자기기들의 제어정보를 다중화한다(S130). 상기 다중화된 제어정보는 상기 기지국의 송신기(100b)에서 스크램블러(301), 변조맵퍼(302), 레이어맵퍼(303), 프리코더(304), 자원요소맵퍼, OFDMA 신호 생성기(306)을 거쳐 상기 소정 안테나 혹은 안테나노드를 통해 소정 자원영역에서 전송된다(S140~S190).
사용자기기는 자신에게 송신 가능한 안테나 혹은 안테나노드의 조합에 대한 다수의 수신 필터를 구성해 본 후, 수신필터를 통과한 신호를 각자의 식별자를 이용하여 디마스킹해보는 과정을 통해 자신의 제어정보를 찾아볼 수 있다. 사용자기기는 수신성능이 가장 뛰어난 안테나 조합에 해당하는 정보를 자신의 제어정보로 인식할 수 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기에게 할당될 수 있는 안테나 혹은 안테나노드 조합의 후보군을 선정할 수 있다. 상기 사용자기기 프로세서(400a)는 안테나 혹은 안테나노드의 조합별로 수신필터를 구성하도록 수신기(300a)를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(400a)는 수신필터를 통과한 신호의 신호강도가 일정 수준 이상인 안테나 조합에 해당하는 정보를 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보를 전송한 안테나 조합으로 인식할 수 있다. 상기 프로세서(400a)는 상기 사용자기기의 식별자로 상기 수신필터를 통과한 제어정보를 디마스킹하여, CRC 에러 여부를 검출한다. 상기 프로세서(400a)는 에러가 발생하지 않은 제어정보를 상기 사용자기기의 제어정보로서 인식할 수 있다.
예를 들어, 도 8 및 도 9를 참조하면, 사용자기기는 안테나노드1만을 포함하는 안테나 그룹1과, 안테나노드2만을 포함하는 안테나 그룹2와, 안테나노드1 및 안테나노드2를 포함하는 안테나 그룹3에 대한 수신필터를 각각 구성해보고, 이 중에서 수신성능이 가장 뛰어난 수신필터에 해당하는 안테나 그룹을 자신의 제어정보를 전송한 안테나 그룹으로 인식할 수 있다. 본 발명에서 안테나 그룹은 안테나 및/또는 안테나노드의 집합으로서 DA 그룹으로 불릴 수 있음은 도 3에서 설명한 바 있다. 일 사용자기기 그룹에 속한 사용자기기(들)의 제어정보/데이터는 일 안테나 그룹에 의해서 전송된다. 도 9(a)를 참조하면, 안테나 그룹3에 속한 안테나노드1 및 안테나노드2는 UE1~UE3로 구성된 사용자기기 그룹의 제어정보를 제어영역에서 각각 전송한다. 도 9(b) 및 도 9(c)를 참조하면, 안테나노드1로 구성된 안테나 그룹1은 UE1 및 UE2로 구성된 사용자기기 그룹의 제어정보를 제어영역에서 전송하며, 안테나노드2로 구성된 안테나 그룹2는 UE2 및 UE3로 구성된 사용자기기 그룹의 제어정보를 상기 제어영역에서 전송할 수 있다.
사용자기기는 기지국이 상기 사용자기기의 제어정보를 전송하는 안테나/안테나노드/안테나노드그룹의 정보를 사용자기기에 제공하지 않더라도, 사용자기기는 자신에게 해당하는 제어정보가 전송되는 공간 자원을 찾을 수 있다. 여기서 공간 자원은 안테나 혹은 안테나노드 자원을 뜻한다. 사용자기기는 제어정보가 실린 안테나의 위치 그리고/혹은 개수를 모르는 상황에서 모든 가능한 안테나 조합을 통해 수신 필터를 구성 해보고, 수신 필터를 통과한 신호에서 사용자기기의 식별자를 이용하여 디마스킹함으로써 자신의 정보만 획득한다. 만일 탐색을 하는 자원 영역에 본 사용자기기를 위한 신호가 전혀 없다면, 사용자기기의 식별자를 이용한 디마스킹이 불가능할 것이다.
- 안테나/안테나노드 정보의 시그널링
사용자기기가 단일 수신 안테나를 갖고 있어서 공간적 신호처리를 통해 동일 시간 및 주파수 영역을 통해 들어오는 신호를 구분해내기 어렵거나, 각 안테나노드로부터 수신하는 신호의 강도가 현격히 차이가 나서 사용자기기가 전송 안테나 혹은 안테나노드 정보를 몰라도 제어정보 수신에 큰 지장이 없는 경우에는 안테나 혹은 안테나노드 정보를 사용자기기가 알 필요가 없을 수도 있다.
그러나, 사용자기기가 다중안테나를 갖고 있어서 공간적 신호처리를 통하여 복수 데이터 스트림 중에서 자신에 해당하는 데이터 스트림을 골라서 수신하는 경우, 혹은 수신한 복수 데이터 스트림 중에서 자신에 해당하는 데이터 스트림을 검출해야 하는 경우, 어느 안테나 혹은 안테나노드로부터의 정보가 자신에 해당하는 정보인지 아는 것이 제어정보의 수신성능을 높이는 데 유리할 것이다.
앞서 블라인드 디코딩에서 설명한 바와 같이, 사용자기기는 자신에게 할당될 수 있는 안테나의 그룹에 따라 다양한 수신필터를 구성해보고, 수신성능이 가장 좋은 수신필터에 대응한 안테나 그룹에 속한 안테나 혹은 안테나노드들을 자신의 제어정보를 전송한 안테나 혹은 안테나노드로서 추정할 수 있다.
그러나, 사용자기기의 제어정보를 전송하는 안테나노드에 관한 정보를 상기 사용자기기에게 전송하면, 상기 사용자기기가 안테나노드에 대한 보다 정확한 정보를 바탕으로 자신의 제어정보를 안정적으로 획득할 수 있을 것이다. 따라서, 이하에서는 사용자기기에게 제어정보를 보내는 안테나 혹은 안테나노드가 무엇인지를 가리키는 정보(이하, 안테나 정보)를 시그널링하는 실시예들을 도 12를 참조하여, 안테나 정보를 사용자기기에 시그널링하는 실시예들을 설명한다. 도 12는 안테나 정보를 사용자기기에 시그널링하는 실시예들을 설명하기 위해 도시된 것이다.
- 실시예1: 명시적 시그널링
기지국은 사용자기기(들)의 제어정보의 전송을 위해 할당된 안테나 혹은 안테나노드에 관한 정보인 안테나 정보를 해당 사용자기기(들)에 전송할 수 있다.
IEEE 802.16의 경우에 있어서, 상기 안테나 정보는, 예를 들어, SFH 혹은 A-MAP IE 혹은 프리앰블 혹은 MAC(Mediam Access Control) 메시지를 통해 명시적으로 사용자기기에 시그널링될 수 있다. 3GPP LTE/LTE-A의 경우에 있어서, 상기 안테나 정보는, 예를 들어, PBCH 혹은 SIB 혹은 SCH 혹은 MAC 메시지를 통해 명시적으로 사용자기기에 시그널링될 수 있다.
기지국 프로세서(400b)는 사용자기기 그룹에 대한 안테나 정보를 포함하는 SFH IE, A-MAP IE, 프리앰블 시퀀스, PBCH, SIB, SCH, MAC 메시지 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 기지국 송신기(100b)는 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에 상기 안테나 정보를 해당 사용자기기에 전송할 수 있다.
상기 안테나 정보는 해당 사용자기기에 대한 제어정보를 전송하는 안테나노드의 인덱스 혹은 상기 해당 사용자기기가 수신해야 할 하향링크 참조신호 패턴 인덱스를 포함할 수 있다. 하향링크 참조신호에는 CRS, DMRS(demodulation reference signal), CSI-RS(channel status information reference signal), 파일럿, 미드앰블 등이 있다. 기지국이 제어정보의 전송을 위한 안테나 정보를 전송하면, 사용자기기는 자신에게 할당된 안테나노드(들)에 해당하는 참조신호를 이용하여 제어영역 내 자신의 제어정보를 찾아서 수신한다. 상기 제어정보를 바탕으로 데이터영역 내 데이터 중 자신의 데이터를 획득할 수 있다.
실시예1과 같이, 제어정보 전송용 안테나 혹은 안테나노드 혹은 안테나 그룹을 가리키는 정보를 직접적으로 기지국이 사용자기기에게 전송할 수도 있으나, 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여 실시예2 또는 실시예3과 같이 간접적인 방식을 통해 묵시적으로(implicitly) 시그널링할 수도 있다.
- 실시예2: 안테나 그룹별 마스킹
기지국은 각 사용자기기에게 보낼 제어정보를 안테나 그룹별로 부여된 식별자/인덱스로 마스킹하여 전송할 수 있다(S110). 상기 기지국의 프로세서(400b)는 사용자기기의 제어정보를 상기 사용자기기의 제어정보를 전송할 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 마스킹할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(400b)는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 해당 안테나 그룹의 인덱스에 대응하는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 상기 사용자기기의 제어정보에 부가할 수 있다.
상기 기지국 프로세서(400b)는 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 마스킹된 제어정보를 채널코딩(S120)하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성하고 함께 소정 안테나 혹은 안테나노드에서 함께 전송될 사용자기기들의 제어정보를 다중화한다(S130). 상기 다중화된 제어정보는 상기 기지국의 송신기(100b)에서 스크램블러(301), 변조맵퍼(302), 레이어맵퍼(303), 프리코더(304), 자원요소맵퍼, OFDMA 신호 생성기(306)을 거쳐 상기 소정 안테나 혹은 안테나노드를 통해 소정 자원영역에서 전송된다(S140~S190).
도 8 및 도 9를 참조하여, 안테나노드1을 포함하는 안테나 그룹1과, 안테나노드2만을 포함하는 안테나 그룹2와, 안테나노드1 및 안테나노드2를 포함하는 안테나 그룹3에 각각 식별자/인덱스가 부여되어 있다고 가정하자. ANT1~ANT3가 도 9(a)와 같이 동일 자원에서 동일한 제어정보를 전송할 경우, 기지국은 안테나노드1 및 안테나노드2를 포함하는 안테나 그룹3에 해당하는 식별자/인덱스로 UE1 및 UE2, UE3에 대한 제어정보를 마스킹하여 이를 전송할 수 있다. 도 9(b) 및 도 9(c)를 참조하면, 기지국은 안테나노드1으로 구성된 안테나 그룹1에 해당하는 식별자/인덱스로 UE1 및 UE2에 대한 제어정보를 마스킹하고, 안테나노드2로 구성된 안테나 그룹2에 해당하는 식별자/인덱스로 UE2 및 UE3에 대한 제어정보를 마스킹하여 해당 사용자기기들에 전송할 수 있다.
사용자기기는 자신에게 송신 가능한 안테나 조합들을 구성하고, 수신한 제어채널들을 해당 안테나 조합/그룹의 식별자/인덱스를 이용하여 디마스킹해보는 과정을 통해 자신에게 전송된 제어채널을 찾아볼 수 있다. 사용자기기는, 디마스킹에 성공한 안테나노드의 그룹에 해당하는 제어채널을 통해 전송된 정보에 자신의 제어정보가 포함된 것으로 인식할 수 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기에게 할당될 수 있는 안테나 그룹의 후보군을 구성해볼 수 있다. 상기 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 제어영역에서 전송되는 제어정보를 대해 안테나 그룹들의 식별자/인덱스로 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되는지를 확인할 수 있다. 상기 프로세서(400a)는 CRC 에러가 검출되지 않는 식별자/인덱스를 갖는 안테나 그룹이 상기 사용자기기의 제어정보를 전송한 것으로 인식할 수 있으며, 상기 안테나 그룹이 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보 전송한 것으로 인식할 수 있다.
예를 들어, 도 8 및 도 9를 참조하면, UE1은 안테나 그룹1, 안테나 그룹2, 안테나 그룹3를 자신에게 할당될 수 있는 안테나의 조합으로서 구성해보고, 각 안테나 그룹에 해당하는 식별자/인덱스로 디마스킹을 수행하여 유효하게 디마스킹된 제어정보를 자신이 속한 사용자기기 그룹의 제어정보로서 인식할 수 있다.
본 발명의 실시예2에 의하면, 사용자기기는 자신에게 해당하는 제어정보가 전송되는 공간 자원을 찾을 수 있다. 구제적으로 본 발명의 실시예2에 의하면, 사용자기기가 제어정보가 실린 안테나노드의 위치 그리고/혹은 개수를 모르는 상황에서 모든 가능한 안테나 그룹을 통해 수신 필터를 구성해보고, 수신 필터를 통과한 신호를 안테나 그룹의 식별자/인덱스를 이용하여 디마스킹함으로써 자신의 제어정보를 전송한 안테나 그룹을 알 수 있다. 아울러, 자신의 제어정보가 다중화된 제어정보를 검출할 수 있다.
- 실시예3: 안테나노드별 스크램블링
기지국은 동일 자원에 다중화되는 다수의 사용자기기 정보의 일부 혹은 전부를 안테나별 혹은 안테나노드별 혹은 안테나 그룹별로 구분하고, 상호간의 상관도(correlation)가 낮은 시퀀스로 각각 스크램블링한 후 전송할 수 있다(S130). 이 때 스크램블링 시퀀스는 그 정보를 전송하는 안테나노드 혹은 안테나 그룹에 해당하는 시퀀스이다.
상기 기지국 프로세서(400b)는 각 사용자기기의 제어정보를 해당 사용자기기의 식별자로 마스킹하고(S110), 상기 마스킹된 제어정보를 채널코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성하고(S120), 소정 안테나 혹은 안테나노드, 즉, 동일 안테나 그룹을 통해 함께 전송될 사용자기기들의 제어정보를 다중화한다(S130).
기지국 프로세서(400b)는 동일 안테나 그룹을 통해 전송될 제어정보를 상기 안테나 그룹에 해당하는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링하도록 스크램블러(301)을 제어할 수 있다. 상기 스크램블된 제어정보는 변조맵퍼(302), 레이어맵퍼(303), 프리코더(304), 자원요소맵퍼, OFDMA 신호 생성기(306)을 거쳐 상기 안테나 그룹을 통해 소정 자원영역에서 전송된다(S450~S190).
사용자기기는 수신한 신호를 안테나 그룹별 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링해보아, 수신 신호의 강도가 큰 정보를 자신의 제어정보가 전송된 제어채널로서 인식할 수 있다. 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기에게 할당될 수 있는 안테나 그룹의 후보군을 구성해볼 수 있다. 상기 사용자기기의 수신기(300a)는 상기 사용자기기의 프로세서(400a)의 제어 하에 상기 후보군에 속한 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 디스크램블링을 수행할 수 있다. 상기 사용자기기 프로세서(400a)는 디스크램블링된 결과가 일정 수준 이상의 신호강도를 갖는 제어정보에 상기 사용자기기의 제어정보를 포함되는 것으로 인식할 수 있다. 아울러, 상기 프로세서(400a)는 상기 일정 수준 이상의 신호강도를 갖는 스크램블링 시퀀스에 해당하는 안테나 그룹을 상기 사용자기기의 제어정보를 전송한 안테나 그룹으로 인식할 수 있다. 즉, 사용자기기는 안테나 그룹별로 부여된 스크램블링 시퀀스를 이용하여, 간접적으로 안테나 정보를 획득할 수 있다.
실시예 3에 있어서, 사용자기기는 자신에게 할당된 안테나 혹은 안테나노드혹은 안테나 그룹을 모르는 상태에서 시스템에서 주어진 모든 안테나 혹은 안테나노드의 다양한 조합에 해당하는 시퀀스들을 이용해 제어채널을 수신해 본다. 그리고, 수신 성능이 상위 Nupper개인 안테나노드 혹은 안테나 그룹들을 본인에게 할당된 안테나노드들로 인식하거나, 임의 개수의 안테나노드들을 상기 사용자기기를 위한 안테나노드 후보군으로 결정할 수 있다. 이 때, 정수 Nupper은 표준으로 규정되거나, PBCH, SFH/FCH 등을 통해 시스템 파라미터로서로서 전달되거나, PDCCH, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), MAP, A-MAP등을 통해 제어정보로서 전달될 수 있다.
전술한 실시예1 내지 실시예3 각각은 앞서 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한 안테나 또는 안테나노드로의 제어정보 할당에 관한 발명에 적용될 수 있다. 실시예1 내지 실시예3의 조합도 상기 발명에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 실시예2에서처럼 각 사용자기기 그룹에 대한 제어정보가 상기 사용자기기 그룹에 할당된 안테나 그룹의 식별자 마스킹된다면, 실시예 3을 함께 적용하여 사용자기기가 안테나 혹은 안테나 정보를 더 정확하게 인식하도록 할 수 있다.
참고로, 상기 안테나그룹은 안테나노드 혹은 안테나를 모두 포함하는 개념이다. 따라서, 일 안테나그룹은 일 안테나노드 혹은 일 안테나로 대체되어 사용될 수 있다.
한편, 사용자기기는 상기 사용자기기가 속한 사용자기기 그룹에 대한 제어정보 중 자신의 제어정보를 블라인드 디코딩을 통해 가려낼 수 있다. 사용자기기는 자신의 식별자를 이용해 상기 사용자기기 그룹에 속한 제어정보를 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되지 않으면 자신의 제어정보 검출할 수 있다. 즉, 상기 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 사용자기기 그룹에 속한 사용자기기들의 제어정보를 자신의 식별자로 디마스킹해보고 CRC 에러가 검출되지 않는 제어정보를 자신의 제어정보로서 판단할 수 있다.
기지국은 사용자기기의 제어정보를 상기 사용자기기의 식별자로 마스킹하므로, 상기 사용자기기는 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 식별자/인덱스를 이용하여 자신에게 할당된 안테나노드의 후보군을 결정한 후, 사용자기기 식별자로 최종적인 안테나노드를 결정할 수 있다. 또한, 상기 사용자기기는 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 식별자/인덱스를 이용하여 자신이 속한 사용자기기 그룹의 제어정보를 수신하고, 상기 사용자기기 식별자로 상기 사용자기기 그룹의 제어정보 중 자신의 제어정보를 검출할 수 있다.
혹은, 사용자기기 식별자를 이용하여 자신에게 할당된 안테나노드의 후보군을 좁힌 후, 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 최종 결정을 내릴 수 있다. 또는 사용자기기 식별자 및 안테나노드의 식별자/인덱스를 동시에 사용하여 최상의 수신성능을 보이는 안테나노드 집합을 자신에게 할당된 안테나노드 집합으로 인식할 수도 있다. 사용자기기의 제어정보를 상기 사용자기기의 식별자로 마스킹함과 더불어 상기 사용자기기에 할당된 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 상기 제어정보를 마스킹하여 상기 제어정보를 한번 더 가공함으로써 상기 사용자기기로 하여금 해당 안테나 혹은 안테나노드를 보다 명확히 찾을 수 있도록 한다.
사용자기기는 안테나 정보를 얻기 위해, 안테나 혹은 안테나노드별로 할당된 참조신호 패턴 별 참조신호의 수신전력 정보를 이용할 수도 있다.
사용자기기는 안테나노드의 인덱스/식별자를 이용하여 안테나노드별로 구분하여 수신한 정보, 사용자기기의 식별자를 이용하여 사용자기기별로 구분하여 수신한 정보, 그리고 참조신호의 수신강도 정보 중 하나 이상을 이용하여 본인에게 할당된 안테나노드 혹은 안테나 그룹을 인식하고, 해당 안테나노드 혹은 안테나 그룹을 통해 전송된 제어정보를 수신한다.
한편, 블라인드 디코딩에 있어서, 사용자기기를 위한 신호가 존재하나 사용자기기에서 구성한 안테나의 조합이 기지국이 제공하는 실제 조합과 다르다면, 사용자기기는 자신의 식별자로 디마스킹하더라도 매우 잡음이 많은 신호를 얻게 될 것이다. 또한, 실시예2에 있어서, 사용자기기가 구성한 안테나 조합이 기지국이 제공하는 실제 조합과 다르다면, 수신한 신호를 디마스킹할 수 없다. 또한, 실시예3에 있어서도, 사용자기기가 구성한 안테나 조합과 기지국이 제공하는 실제 조합이 다르다면, 스크램블링 시퀀스가 달라지므로 기지국이 전송한 신호들로부터 제어정보를 정확하게 획득할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 기지국은 사용자기기에게 할당될 수 있는 안테나의 조합에 관한 정보(이하, 안테나 조합 정보)를 사용자기기에 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 기지국 프로세서(400b)는 해당 셀에 진입하는 임의의 사용자기기에 할당될 수 있는 안테나 혹은 안테나노드의 조합에 관한 안테나 조합 정보를 생성하고, 송신기(100b)를 제어하여 상기 안테나 조합 정보를 브로드캐스팅할 수 있다. 사용자기기는 해당 셀에 진입시에, 상기 안테나 조합 정보를 획득함으로써, 사용자기기가 임의로 선정한 안테나의 조합이 실제로 기지국이 지원할 수 있는 안테나의 조합과 다르게 되는 경우를 방지할 수 있다. 기지국이 제공할 수 있는 안테나의 조합에 관한 정보는 방송신호를 통해 사용자기기에게 전송될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8의 기지국은 안테나노드1으로 구성된 안테나 그룹1 및 안테나노드2로 구성된 안테나 그룹2, 안테나노드1 및 안테나노드2로 구성된 안테나 그룹3에 관한 정보를 안테나 조합 정보로서 상기 기지국의 커버리지 내 사용자기기들에 시그널링할 수 있다. UE1~UE3는 블라인드 디코딩, 실시예2에 따른 디마스킹, 실시예3에 따른 디스크램블링을 수행함에 있어서, 임의로 안테나 그룹의 후보군을 구성하는 대신, 상기 기지국이 시그널링한 안테나 조합 정보를 토대로 안테나 그룹1 내지 안테나 그룹3의 식별자/인덱스를 이용하여 블라인드 디코딩, 디마스킹, 디스크램블링을 수행할 수 있다.
사용자기기는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우, 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자기기는 기지국으로부터 동기신호를 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 식별자 등의 정보를 획득할 수 있다. IEEE 802.16m에서는 PA-프리앰블(Primary Advanced preamble) 및 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)이 사용되며, 3GPP LTE/LTE-A에서는 상기 동기신호로서 주동기채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)이 사용된다. IEEE 802.16m에서, PA-프리앰블은 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 얻기 위해 사용되며, SA-프리앰블은 셀 식별자를 얻기 위해 사용된다. 3GPP LTE/LTE-A에서, P-SCH는 OFDMA 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간/주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, S-SCH는 셀 식별자 및/또는 셀의 CP 구성정보를 얻기 위해 사용된다. 참고로, 무선프레임 내 동기신호의 전송위치는 정해져 있는 것이 일반적이다. 기지국과 동기를 맞춘 사용자기기는 기지국으로부터 PBCH, FCH/SFH 등을 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
3GPP LTE/LTE-A에서 PBCH는 사용자기기가 해당 기지국의 네트워크에 초기 엑세스하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함하는 마스터정보블락(master information block, MIB)를 포함한다. 마스터정보블락에는 하향링크 시스템 대역폭, PHICH 구성, 시스템 프레임 넘버(system frame number, SFN) 등의 파라미터들을 포함한다. 본 발명에 따른 기지국은 안테나 조합 정보를, 예를 들어, 매 프레임마다 전송되는 PBCH를 통해 사용자기기에 시그널링할 수 있다. 상기 사용자기기는 PBCH를 수신함으로써 하향링크 시스템 대역폭 및 PHICH 구성, SFN 등과 아울러 안테나 조합 정보를 명시적으로 알 수 있다.
IEEE 802.16e/m에서 FCH/SFH는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 구성 정보(system configuration information)를 나른다. 상기 사용자기기는 매 수퍼프레임마다 전송되는 SFH를 수신함으로써 필수 시스템 파라미터 및 시스템 구성 정보를 알 수 있다. 예를 들어, SFH는 수퍼프레임 넘버, A-MAP 영역이 할당될 수 있는 주 주파수 파티션 위치, 상향링크 제어채널을 위한 주파수 파티션의 위치정보 등을 나른다. 본 발명에 따른 기지국은 안테나 조합 정보를 예를 들어, SFH를 통해 사용자기기에 시그널링할 수 있다.
한편, 본 발명에서 제안한 것과 같이, 제어정보를 안테나노드별로 구별하여 전송하는 경우, 안테나노드의 관점에서는 제어정보를 보내는 사용자기기 또는 사용자기기 그룹과, 데이터를 보내는 사용자기기 또는 사용자기기 그룹과, 상향링크정보를 수신하는 사용자기기 또는 사용자기기 그룹이 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 도 8 및 도9를 참조하면, UE2는 안테나노드1 및 안테나노드2로부터 제어정보를 수신하지만, 데이터는 둘 중 어느 하나의 노드에서만 수신할 수도 있기 때문이다. 즉, 본 발명에 따른 DAS 기지국은 특정 사용자기기에게는 제어정보를 전송시에는 동일자원에서 다중 안테나가 단일 사용자기기만을 위한 전송(SU-MIMO 전송)을 하더라도, 데이터를 전송시에는 동일 자원을 이용해 서로 다른 사용자기기를 지원(MU-MIMO 전송)할 수도 있다.
제어정보를 전송하는 안테나노드와 데이터를 전송하는 안테나노드가 다를 수 있는 경우, 기지국이 사용자기기에게 시그널링하는 안테나 정보는 데이터를 보내는 안테나노드와 제어정보를 보내는 안테나노드 중 하나에만 해당될 수도 있다.이에 따라, 안테나 정보가 가리키는 안테나노드와 실제로 제어정보를 전송하는 안테나노드 혹은 실제로 데이터를 전송하는 안테나가 다를 수 있다.
안테나노드에 의해 지시되는 안테나노드와 실제로 데이터 혹은 제어정보를 전송하는 안테나노드 사이에 발생할 수 있는 불일치를 극복하기 위하여, 본 발명에 따른 기지국은 각 사용자기기의 제어정보를 보내는 안테나노드들에 대한 정보와 데이터를 보내는 안테나노드들에 대한 정보를 따로따로 각 사용자기기에게 알려줄 수 있다. 데이터/제어정보를 전송하는 안테나노드를 지시하는 정보는, 예를 들어, 안테나노드 인덱스 혹은 안테나 그룹 인덱스의 형태로 사용자기기에 전송될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어정보를 전송하는 안테나노드에 관한 정보가 디폴트로 사용자기기에 시그널링되는 경우, 데이터를 전송하는 안테나노드에 관한 정보는 제어정보를 정보를 전송하는 상기 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 인덱스와 상기 데이터를 전송하는 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 인덱스의 차이의 형태로 사용자기기에 시그널링될 수 있다. 반대로, 데이터를 전송하는 안테나노드에 관한 정보가 디폴트로 사용자기기에 시그널링되는 경우, 제어정보를 전송하는 안테나노드에 관한 정보는 상기 데이터를 전송하는 상기 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 인덱스와 상기 제어정보를 전송하는 안테나노드 혹은 안테나 그룹의 인덱스의 차이의 형태로 사용자기기에 시그널링될 수도 있다.
데이터를 전송하는 안테나노드에 관한 정보는 상기 제어정보를 통해 사용자기기에 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 기지국 프로세서(400b)는 데이터영역에서 해당 사용자기기를 지원할 안테나노드에 관한 정보를 포함하는 제어정보를 생성하고, 전술한 본 발명의 제어정보 할당 방안에 따라 상기 제어정보를 무선자원에 할당/전송하도록 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다.
만일 표준에서 제어정보를 보내는 안테나노드와 데이터를 보내는 안테나노드가 일치하도록 규정한다면, 기지국은 제어정보를 보내는 안테나노드에 관한 정보 및 데이터를 보내는 안테나노드에 관한 정보 중 하나만 사용자기기에 시그널링해도 될 것이다.
한편, 사용자기기는 해당 셀의 기지국에 자신이 선호하는 안테나/안테나노드/안테나그룹에 관한 정보를 전송할 수 있다. 상기 정보는 안테나/안테나노드/안테나그룹별로 구별된 참조신호의 식별자로 구성될 수 있다. 상기 사용자기기의 프로세서(400a)는 하향링크 신호를 이용하여 채널 상태가 좋은 안테나 혹은 안테나노드를 추정하고, 이를 바탕으로 사용자기기 송신기(100a)를 제어하여 상기 기지국이 상기 사용자기기에 하향링크 제어정보/데이터를 전송시 사용하기를 바라는 안테나노드에 대한 정보를 사용자기기에 전송할 수 있다. 제어정보를 보내는 안테나노드와 데이터를 보내는 안테나노드가 일치하지 않아도 되는 경우, 상기 사용자기기는 제어정보의 전송을 위한 선호하는 안테나 정보와 데이터의 전송을 위해 선호하는 안테나노드의 정보를 구분하여 기지국에 제공할 수 있다. 상기 기지국의 프로세서(400b)는 사용자기기가 제공한 제어정보/데이터에 대한 선호하는 안테나노드를 참조하여, 상기 사용자기기에 대한 제어정보/데이터를 전송할 안테나노드를 할당할 수 있다.
상기에서는 제어정보를 전송하는 안테나 정보를 사용자기기에 전달하는 실시예들을 설명하였으나, 전술한 실시예들은 데이터를 보내는 안테나 정보를 사용자에게 전달하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 데이터를 보내는 안테나노드에 관한 정보를 명시적으로 해당 사용자기기에게 전송하거나, 데이터를 해당 사용자기기의 식별자(identifier) 또는 안테나 그룹의 식별자/인덱스로 마스킹하여 전송하거나, 데이터의 일부 또는 전부를 안테나 그룹별로 스크램블링하여 전송할 수 있다.
레거시 사용자기기와의 관계
이제까지, 동일한 시간 및 주파수 자원을 통해 각기 다른 안테나 또는 안테나노드에서 각기 다른 사용자기기를 위한 제어정보를 전송하는 방안에 관하여 설명하였다. 또한, 상기 제어정보와 함께 안테나 정보를 전송하는 실시예들에 관하여 설명하였다. 전술한 본 발명의 제안들을 IEEE 802.16 및 3GPP LTE에 적용하는 경우, 기존 IEEE 802.16e/m 또는 3GPP LTE/LTE-A 표준을 기반으로 동작하는 레거시(legacy) 사용자기기를 어떻게 지원할 것인가가 문제가 될 수 있다.
레거시 사용자기기의 동작을 위해, 레거시 사용자기기들에 대한 제어정보는 소정 제어영역 내에서 모든 안테나를 이용하여 전송하고, 전술한 제안들을 기반으로 동작하는 사용자기기(이하, DAS 사용자기기)에 대한 제어정보는 상기 소정 제어영역 상에서 안테나노드 혹은 안테나 그룹별로 구분하여 전송될 수 있다.
다만, 이와 같이, 레거시 사용자기기와 DAS 사용자기기에 대한 제어정보를 동일한 제어영역에서 전송하는 방식은 현재까지 작업된 IEEE 802.16m 및 3GPP LTE/LTE-A 표준에서 제어채널 전송시 요구하는 제약 때문에 DAS 사용자기기들의 성능향상에 악영향을 미칠 수 있다.
도 13은 IEEE 802.16m에서 2개의 데이터 스트림 전송을 위한 파일럿 패턴의 일례를 나타낸 것이다. 도 13(a)는 2개의 데이터 스트림 중 첫번째 데이터 스트림인 스트림0 상에서의 기본 파일럿 패턴을 나타낸 것이고, 도 13(b)는 2개의 데이터 스트림 중 두번째 데이터 스트림인 스트림1 상에서의 기본 파일럿 패턴을 나타낸 것이다.
예를 들어, IEEE 802.16m 표준에 의하면, A-MAP 영역에서는 각종 A-MAP 정보요소(Information Element, IE)들이 채널 코딩을 거쳐 두 개의 MIMO 레이어로 변환된다. 상기 두 개의 MIMO 레이어는 MIMO 인코더(303)에 의해 SFBC 인코딩되어 두 개의 데이터 스트림으로 변환된다. SFBC 인코딩되어 상기 MIMO 인코더(303)에서 출력된 상기 두 개의 데이터 스트림은, 프리코더(304)에 의해, 송신안테나의 개수(Nt)에 따른 크기 Ntx2인 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩되어 각 송신 안테나를 통해 전송된다.
기지국의 송신 안테나의 개수가 2개보다 많다고 하더라도, 상기 기지국은 A-MAP 영역에서는 안테나 그룹핑 기법 등을 통해 두 개의 파일럿 패턴만을 이용해 파일럿을 전송한다. 이에 따라, 2개보다 많은 전송 안테나를 구비한 기지국으로부터 A-MAP을 전송받는다고 하더라도, 사용자기기는 두 개의 데이터 스트림만을 인식할 수 있다. DAS에서 이와 같은 방식을 적용하여 A-MAP을 안정적으로 전송하려면 산개해 있는 여러 안테나들을 두 개의 안테나 그룹으로 나누어, 첫번째 안테나 그룹은 첫번째 파일럿 패턴을 이용하여 A-MAP을 동시에 전송하고, 두번째 안테나 그룹은 두번째 파일럿 패턴을 이용하여 A-MAP을 동시에 전송한다. 이 때, 각 안테나 그룹은 셀 내의 모든 영역에 다다를 수 있는 커버리지를 확보하는 것이 좋다. 그러나, 이러한 파일럿 전송방식은 DAS에서 시스템 효율을 극대화하기에는 적합하지 않다는 단점이 있다. 특히, A-MAP 전송을 위해 사용되는 SFBC기법은 송신 다이버시티 기법의 일종으로, 두 심볼이 두 데이터 스트림에 번갈아 가면서 전송되므로 DAS와 같이 각 사용자기기에게 두 스트림의 수신강도 차이가 큰 환경에서는 각 스트림을 서로 다른 사용자기기에게 전송하기에 적합하지 않다. 예를 들어, 두 개의 분산 안테나가 존재할 때, 두 안테나 중 하나만 수신 가능한 단말의 입장에서는 심볼이 수신되는 두 물리 채널 중 하나의 채널에는 잡음만이 존재하여 잡음이 채널로 추정될 것이고 이를 이용해 심볼을 수신하게 되면 증폭된 잡음채널에 의해 수신성능이 매우 저하될 수 있다.
전술한 본 발명의 제안처럼, DAS에서 안테나노드별로 제어정보를 전송하는 사용자기기기를 달리하려면, 각 사용자기기의 입장에서는 파일럿들의 수신강도의 차이가 가급적 큰 것이 좋다. 다시 말해, 사용자기기와 가까운 안테나노드로부터의 신호강도와 상기 사용자기기와 멀리 떨어져 있는 안테나노드로부터의 신호강도의 차이가 커야 상기 안테나노드 간의 간섭을 적게 받아, 안테나노드별로 서로 다른 제어정보를 동시에 서로 다른 사용자기기에 전송할 수 있다. 안테나노드 간의 낮은 신호간섭은 A-MAP과 같이 데이터 수신 및/또는 디코딩에 중요한 정보를 사용자기기에 전달하기 위해 필수적인 요건이다. 그러나, IEEE 802.16m에서 요구하는 바와 같이 A-MAP이 무조건 두 개의 파일럿 패턴을 이용하여 전송되어야 한다면, 모든 DAS 안테나들이 제어영역에서 두 개의 안테나로 인식되도록 가상화(virtualization)되어 파일럿이 전송되어야 한다. 이는 상기 제어영역에서 제어정보를 수신하는 DAS 사용자기기(IEEE 802.16m 이후 DAS를 지원하는 표준에 의해 구성된 사용자기기)들의 제어채널의 효율 향상에 제약으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 DAS 안테나들이 촘촘히 배치되어 있는 경우, 사용자기기 입장에서는 두 안테나 그룹으로부터 각각 전송된 두 파일럿의 수신강도가 모두 커지게 된다. 이 경우, 본 발명에서 제안한 방안에 따라 동일 자원에서 두 사용자기기의 제어정보를 전송하는 경우, 두 파일럿의 신호간섭이 크게 작용하여 상기 두 사용자기기의 제어정보의 전송률이 떨어질 수 있다. 또한, DAS에서는 매우 많은 수의 안테나 혹은 안테나노드가 존재할 수 있는데, 기존 방식대로 A-MAP이 두 개의 데이터 스트림을 통해서만 전송된다면, 최대 두 개의 사용자기기까지만 A-MAP이 동시에 전송될 수 있게 된다.
한편, 3GPP LTE/LTE-A에 의하면, PDCCH는 CRS를 이용해 싱글 안테나 혹은 전송 다이버시티 모드로만 전송될 수 있다. 현재 3GPP LTE/LTE-A는 특정 기지국에 속한 다수의 안테나 혹은 안테나노드가 서로 다른 PDCCH를 동일 자원을 통해 전송하는 것을 규정하고 있지 않고 있다. 예를 들어, PDCCH가 싱글 안테나에서 전송되면, 한 개의 코드워드가 한 개의 데이터 스트림에 맵핑된다. 즉, 레이어맵퍼(303)에서 출력되는 데이터 스트림의 개수 Mt가 1이 되며, 기지국의 송신 안테나의 개수가 복수이더라도, 기지국은 한 개의 물리 안테나 혹은 안테나 그룹핑 기법 등을 통해 한 개의 가상 안테나를 통해 PDCCH를 전송한다. 이에 따라, 사용자기기가 복수의 많은 전송 안테나를 구비한 기지국으로부터 PDCCH를 전송받는다고 하더라도, 사용자기기는 한 개의 데이터 스트림만을 인식할 수 있다. 또 다른 예로, PDCCH가 다이버시티 모드로 전송되면, 한 개의 코드워드가 2개 또는 4개의 데이터 스트림으로 맵핑되는데, 이 때 동일 자원에서는 한 개의 코드워드밖에 전송될 수 없도록 규정되어 있다. 따라서, PDCCH는 동일 자원을 이용해 다중 코드워드를 전송하는 다중사용자 MIMO전송이 불가능하다.
다중 사용자 MIMO 전송을 하기 위해서는 공간 다중화 모드로 PDCCH를 보내야 한다. 현재 LTE/LTE-A에서는 규정되어 있지 않지만, 만일, 공간 다중화 모드로 PDCCH를 보낼 수 있다고 하더라도 사용자기기는 PDCCH를 CRS를 이용하여 수신 해야 한다. CRS를 이용하여 다중사용자 MIMO전송을 하는 것은 불가능하지는 않지만, 각 사용자기기에게 전송하는 데이터 스트림에 적용한 PMI 및 다른 사용자 기기에게 전송하는 데이터 스트림에 적용한 PMI까지 기지국이 각 사용자기기에게 알려주어야 한다는 점에서 오버헤드가 크고 복잡하다
또한, CRS를 사용하여 다수의 사용자기기에 동일 자원에서 제어정보를 전송하려면 안테나의 조합별로 참조신호가 정의되어야 한다는 점에서 그 구현이 복잡하고, 참조신호 전송의 오버헤드가 커진다는 단점이 있다.
종합하면, 현재 IEEE 802.16 표준에 의하면 최대 두 사용자기기에 대한 A-MAP만이 동일 자원에서 전송될 수 있으며, 현재 3GPP LTE/LTE-A 표준에 의하면 오직 한 가지의 PDCCH만이 동일 자원에서 전송될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 DAS 사용자기기들을 위한 새로운 제어채널을 정의하고, 상기 새로운 제어채널을 기존 제어채널과는 구별된 자원에서 전송하는 방법을 제공한다. DAS 사용자기기들은 상기 새로운 제어채널에서 해당 제어정보를 인식할 수 있도록 구현된다. 이하에서는 현재 CAS 시스템하에서 규정된 표준에서 정의된 제어채널을 CAS-제어채널이라고 명명하고, DAS를 위한 상기 제어채널을 DAS-제어채널이라고 명명한다. 또한, CAS-제어채널이 할당될 수 있는 일정 구간의 시간 및/또는 주파수 자원을 CAS-제어영역이라고 명명하고, DAS-제어채널이 할당될 수 있는 일정 구간의 시간 및/또는 주파수 자원을 DAS-제어영역이라고 명명한다. 또한, DAS에 따른 표준의 기능을 지원하지 않는 사용자기기들을 레거시 사용자기기 혹은 CAS 사용자기기라고 명명하고, DAS 표준에 따라 구현된 사용자기기들을 DAS 사용자기기라고 명명한다.
레거시 사용자기기인 CAS 사용자기기에 대해서는 현재 IEEE 802.16m 또는 3GPP LTE/LTE-A에서 규정한 방식대로 기지국의 모든 안테나를 이용하여 기존 제어영역 내에서 상기 CAS 사용자기기에 대한 제어정보가 전송될 수 있다. 새로운 표준에서 고속으로 이동하는 DAS 사용자기기의 제어정보는 모든 안테나를 통해 전송되어야 한다고 규정하는 경우, CAS 사용자기기뿐만 아니라 고속으로 이동하는 DAS 사용자기기들의 제어정보도 기존의 제어영역을 통해 해당 사용자기기에 전송될 수 있다. 저속의 DAS 사용자기기들의 제어정보는 새로운 제어채널을 통해 해당 사용자기기에 전송될 것이다.
기지국의 프로세서(400b)는 레거시 사용자기기의 제어정보를 CAS-제어채널에 할당하고, DAS 사용자기기들의 제어정보를 DAS 사용자기기들을 위해 새롭게 정의된 DAS-제어채널에 할당하도록 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 기지국 송신기(100b)는 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에 CAS-제어채널을 CAS-제어영역에서 전송하고, DAS-제어채널을 CAS-제어영역과는 구분된 자원영역에서 전송할 수 있다.
상기 DAS-제어영역의 크기 및/또는 위치를 나타내는 할당 정보가 상위 메시지를 통해 전송되거나, CAS-제어영역에서 전송될 수 있다. 기지국 프로세서(400b)는 DAS-제어영역의 크기 및/또는 위치를 나타내는 할당정보를 포함하는 상위 메시지를 생성하고, 상기 상위 메시지를 전송하도록 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 혹은, 상기 기지국 프로세서(400b)는 상기 할당정보를 생성하고, CAS-제어영역에서 상기 할당정보를 전송하도록 상기 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다.
또한, DAS-제어영역에서 사용되는 MIMO 스트림의 개수 혹은 참조신호/파일럿의 개수가 CAS-제어영역에서 사용되는 MIMO 스트림의 개수 혹은 참조신/파일럿의 개수와 다를 수 있으므로, MIMO 스트림의 개수 혹은 참조신호/파일럿의 개수를 나타내는 정보가 상위 메시지를 통해 전송되거나, CAS-제어여역에서 전송될 수 있다. 기지국 프로세서(400b)는 DAS-제어영역에서 사용되는 MIMO 스트림의 개수 혹은 참조신호/파일럿의 개수를 나타내는 정보를 포함하는 상위 메시지를 생성하고, 상기 상위 메시지를 전송하도록 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 혹은, 상기 기지국 프로세서(400b)는 상기 정보를 생성하고, CAS-제어영역에서 상기 정보를 전송하도록 상기 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다.
상기 DAS-제어채널을 통해 제어정보를 전송함에 있어서, 사용자기기에 할당된 안테나노드에 관한 정보를 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 적어도 하나에 따라 사용자기기에 시그널링해줄 수 있다. 즉, 안테나 정보를 시그널링해주는 전술한 실시예1 내지 실시예3은, DAS-제어채널을 통해 제어정보를 사용자기기에 전송함으로써 레거시 사용자기기와의 호환성을 유지하려는 본 방안과 결합할 수 있다.
이하에서는 DAS가 IEEE 802.16에 적용되는 경우의 실시예들과 3GPP LTE에 적용되는 경우의 실시예들을 각각 설명한다.
- IEEE 802.16에 따른 DAS
DAS 사용자기기를 위해 기존 A-MAP 영역(이하, CAS A-MAP 영역)과는 별개로 DAS용 MAP 영역을 추가로 제공한다. DAS용 MAP 영역(이하, DAS-MAP 영역)은 DAS를 지원하는 새로운 표준에 입각한 사용자기기들에 대한 제어정보를 나르는 DAS-MAP이 할당되는 영역이다. 상기 DAS-MAP 영역에서는 DAS 사용자기기들에 대한 A-MAP IE들(예를 들어, 할당(assignment) A-MAP IE, HARQ 피드백 A-MAP IE, 전력제어 A-MAP IE, 비사용자특정(non-user-specific) A-MAP IE 등) 중 일부 혹은 전부가 전송된다. 또한, DAS-MAP 영역을 이용해 DAS와 관련되지 않은 현재의 A-MAP IE 이외에 DAS 동작을 위한 추가적인 IE가 전송될 수 있다. 새로운 DAS-MAP 영역에서는 안테나, 안테나노드, 혹은 특정 안테나 그룹별로 구분되는 파일럿 패턴이, 본 발명에 따른 제어정보의 전송에 이용된다.
참고로, 비사용자특정 A-MAP은 특정 사용자 혹은 특정 사용자 그룹에 한정되지 않는 정보로 구성되며, 사용자기기는 주 주파수 파티션 내 상기 비사용자특정 A-MAP을 디코딩하여 할당 A-MAP 및 HARQ 피드백 A-MAP을 디코딩하는 데 필요한 정보를 획득한다. 예를 들어, 비사용자특정 A-MAP은 할당 A-MAP의 크기, HARQ 피드백 A-MAP 인덱스를 계속하는 데 사용될 전송 파라미터를 가리키는 파라미터 등을 나를 수 있다. HARQ 피드백 A-MAP은 상향링크 데이터 전송을 위한 HARQ ACK/NACK 정보를 나르며, 전력제어 A-MAP은 사용자기기에 대한 고속(fast) 전력 제어 명령을 나른다, 할당 A-MAP은 다수 타입의 할당 A-MAP IE들로 나누어지는 자원할당정보를 포함한다. 각 할당 A-MAP IE는 별도로 코딩되어 일 사용자기기 혹은 일 그룹의 사용자기기에 대한 정보를 나른다.
도 14는 IEEE 802.16m에서 주 주파수 파티션 내 A-MAP 구조의 일례를 도시한 것이다.
현재까지 규정된 IEEE 802.16에 따르면, A-MAP 영역은 재사용-1 파티션 혹은 전력증강된 재사용-3 파티션과 같은 주(primary) 주파수 파티션 내 정해진 DLRU(Distributed Logical Resource Unit) 위치에 존재한다. 예를 들어, 수퍼프레임의 최초 서브프레임이 아닌 서브프레임의 경우에는 A-MAP 영역은 최초 LAMAP개의 DLRU로 구성되며, 수퍼프레임의 최초 서브프레임의 경우에는 SFH가 점유하는 최초 NSFH개의 DLRU 바로 다음에 오는 LAMAP개의 DLRU로 구성된다. LRU들은 물리자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)들로부터 형성된다. PRU는 Psc개의 연속한 부반송파 및 Nsym개의 연속하는 OFDMA심볼을 포함하는 자원할당의 기본 물리 단위이다. 예를 들어, PRU는 Psc=18개의 부반송파를 포함할 수 있으며, 타입-1 및 타입-2, 타입-3 서브프레임 각각에 대해 Nsym=6 및 7, 5개의 OFDMA 심볼을 포함할 수 있다. LRU는 분산 및 집중(localized) 자원할당을 위한 기본 단위이다. 각 A-MAP이 점유하는 자원은 시스템구성(system configuration) 및 스케줄러 동작에 의존하여 변할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 DAS-MAP 영역은 CAS A-MAP 영역과는 다른 DLRU로 구성할 수 있다.
DAS-MAP 영역의 구성에 관한 실시예들을 설명하면 다음과 같다.
(1) 실시예X
DAS-MAP 영역에서는 DAS 사용자기기별 A-MAP IE를 전송하고, 특정 DAS 사용자기기에 특정하지 않는 정보는 기존의 비사용자특정 A-MAP IE를 통해 전송한다. 즉, DAS 사용자기기는 레거시 사용자기기와 비사용자특정 A-MAP IE의 일부 혹은 전부를 공유할 수 있다. 비사용자특정 A-MAP IE는 사용자기기가 사용자특정 A-MAP IE를 인식하기 위해 필요한 여러 정보를 나른다. 따라서, DAS-MAP 영역에서 전송될 사용자특정 A-MAP IE들과 CAS A-MAP 영역에서 전송될 사용자특정 A-MAP IE들이 공통적인 파라미터로 구성된다면, DAS-MAP 영역에서 비사용자특정 IE를 별도로 구성하지 않아도 될 것이다.
레거시 사용자기기는 주 주파수 파티션 내 CAS A-MAP 영역에서 전송된 비사용자특정 A-MAP IE를 디코딩하고, 상기 비사용자특정 A-MAP IE를 이용하여 상기 CAS A-MAP 영역 내 사용자특정 A-MAP IE를 디코딩하는 데 필요한 정보를 획득할 수 있다. DAS 사용자기기는 주 주파수 파티션 내 CAS A-MAP 영역에서 전송된 비사용자특정 A-MAP IE를 디코딩하고, 상기 비사용자특정 A-MAP IE를 이용하여 DAS-MAP 영역 내 사용자특정 A-MAP IE를 디코딩하는 데 필요한 정보를 획득할 수 있다.
(2) 실시예Y
실시예X와 마찬가지로 레거시 사용자기기와 DAS 사용자기기가 비사용자특정 A-MAP IE의 일부 또는 전부를 공유한다. 다만, 레거시 사용자기기와 사용자특정 A-MAP IE를 공유하지 않는 실시예 X와 달리, 실시예Y에 따른 DAS 사용자기기는 사용자특정 A-MAP의 일부 혹은 전부를 공유할 수 있다.
예를 들어, 레거시 사용자기기를 위해 전송되는 사용자특정 A-MAP IE들은 DAS 사용자기기를 위해서도 그대로 전송될 수 있는 정보이다. 따라서, 레거시 사용자기기를 위해 전송되던 HARQ 피드백 A-MAP IE, 할당 A-MAP IE, 전력제어 A-MAP IE 중 일부 혹은 전부를 CAS A-MAP 영역에서 전송하고, DAS 동작을 위해 추가되는 정보들은 DAS-MAP 영역에서 전송될 수 있다. DAS 동작을 위해 추가되는 정보로는 데이터 영역에서 데이터 전송에 이용되는 송신 안테나 정보 등을 들 수 있다.
또 다른 예로, 레거시 사용자기기에 A-MAP IE들은 CAS A-MAP 영역에서 전송하고, DAS 사용자기기에 대한 A-MAP IE는 A-MAP 영역 혹은 DAS-MAP 영역 중 하나를 통해 전송할 수도 있다.
DAS 사용자기기는 자신의 A-MAP IE를 찾기 위해 CAS A-MAP 영역과 DAS-MAP 영역을 모두 블라인드 디코딩해볼 수 있다. 이때, 블라인드 디코딩에 소요되는 사용자기기의 계산전력(computing power)을 줄이기 위해, 셀 진입 혹은 재진입, 노드 변경 등에 의해 무선프레임의 전송구조가 변경될 것이라고 추정되는 사건이 발생한 경우, 사용자기기가 상기 사건 발생 이후에 수신한 최초 서브프레임에서만 블라인드 디코딩을 수행할 수 있도록, 기지국은 상기 사용자기기의 A-MAP IE를 반정적(semi-static)으로 전송할 수 있다. 사용자기기는, 최초 서브프레임에서만 블라인드 디코딩을 수행하여 자신의 A-MAP IE를 탐지하고, 상기 최초 서브프레임 다음에 오는 서브프레임들에서는 블라인드 디코딩없이 상기 자신의 A-MAP IE가 전송된 영역에서 A-MAP IE를 수신 또는 탐지할 수 있다. 다만, 사용자기기의 위치 혹은 기지국의 트래픽 등 다양한 상황에 따라 A-MAP IE가 전송되는 영역이 바뀔 수 있는데, 다음 서브프레임에서 A-MAP IE가 전송되는 영역이 변경되는지에 대한 지시정보는 MAC 메시지 혹은 사용자특정 A-MAP IE(예를 들어, 할당 A-MAP IE)을 통해서 상기 사용자기기에 시그널링될 수 있다.
또는, 사용자기기별로 A-MAP IE가 전송되는 영역이 CAS A-MAP 영역인지 혹은 DAS-MAP 영역인지에 대한 지시정보를 CAS A-MAP 영역 또는 DAS-MAP 영역의 소정 영역에 추가할 수도 있다. 사용자기기는 상기 소정 영역 내 상기 지시정보를 우선적으로 읽어, 자신의 A-MAP IE가 전송되는 영역을 알 수 있다. 상기 사용자기기는 상기 지시정보에 의해 지시된 영역에서 블라인드 디코딩을 수행하여 자신의 A-MAP IE를 얻을 수 있다.
(3) 실시예W
DAS 사용자기기에 대한 A-MAP IE는 DAS-MAP 영역을 통해 전송된다. 레거시 사용자기기에 대한 비사용자특정 A-MAP IE 및 사용자특정 A-MAP IE는 CAS A-MAP 영역에서 전송되며, DAS 사용자기기에 대한 비사용자특정 A-MAP IE 및 사용자특정 A-MAP IE는 모두 DAS-MAP 영역에서 전송된다. 실시예X 및 실시예Y와 달리 A-MAP 영역에서는 DAS 사용자기기를 위한 A-MAP IE가 전송되지 않는다. 따라서, DAS 사용자기기는 DAS-MAP 영역에서 DAS 사용자기기를 위한 비사용자특정 A-MAP IE 및 상기 DAS 사용자기기에 대한 A-MAP IE를 획득한다.
전술한 실시예X 내지 실시예W에 있어서, DAS-MAP 영역의 위치 및/또는 크기는 미리 표준에 의해 정해질 수 있다. 예를 들어, DAS-MAP 영역은 CAS A-MAP 영역이 위치하는 주 주파수 파티션 외의 다른 주파수 파티션 중 소정 주파수 파티션 내 최초 LDASMAP개의 DLRU로 구성되도록 정의될 수 있다.
전술한 실시예X 내지 실시예W에 있어서, DAS-MAP 영역의 위치 및/또는 크기는 표준으로 미리 정해지는 대신 SFH(P-SFH IE 혹은 S-SFH IE) 혹은 MAC 메시지(예를 들어, AAI_SCD(Advanced Air Interface System Configuration Descriptor) 메시지, AAI_DL_IM(AAI DownLink Interference Mitigation parameter) 메시지)를 통해 사용자기기에 시그널링될 수 있다.
본 발명에 따른 기지국 프로세서(400b)는 DAS 사용자기기에 필요한 A-MAP IE들을 생성하고, 상기 실시예X 내지 실시예W 중 어느 하나에 따라 상기 A-MAP IE들을 CAS A-MAP 영역 혹은 DAS-MAP 영역에 할당할 수 있다. 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에, 기지국 송신기(1O0b)는 레거시 사용자기기가 엑세스해야 하는 IE들은 CAS A-MAP 영역에 할당하여 전송하고 DAS 사용자기기가 엑세스해야 하는 IE들은 상기 실시예X 내지 실시예W 중 어느 하나에 따라 상기 CAS A-MAP 영역 혹은 DAS-MAP 영역에 할당하여 전송할 수 있다.
DAS 사용자기기의 프로세서(400a)는 상기 실시예X 내지 실시예W 중 어느 하나에 따라 자신에게 필요한 A-MAP IE를 획득할 수 있다. DAS 사용자기기의 수신기(300a)는 상기 프로세서(400a)의 제어 하에 CAS A-MAP 영역 혹은 DAS-MAP 영역에서 자신의 데이터의 수신 및/또는 디코딩에 필요한 A-MAP을 수신할 수 있다. 상기 프로세서(400a)는 상기 A-MAP이 나른 A-MAP IE들을 이용하여 데이터 영역에서 전송된 자신의 데이터를 수신 및/또는 디코딩하도록 수신기(300a)를 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서 DAS-MAP 영역은 CRU(Contiguous RU) 혹은 CAS A-MAP 영역이 존재하지 않는 DRU(Distributed RU)에 위치한다. LRU는 물리채널에서 전 주파수 대역에서 흩어져서 분포하는 DLRU(Distributed LRU)와 물리채널에서 특정 주파수 대역에 모여서 분포하는 CLRU(Contiguous LRU)로 구분될 수 있다. CLRU는 서브밴드(subband) CLRU와 미니밴드(miniband) CLRU로 구분될 수 있다. DLRU는 물리 채널에서 전 주파수 대역에 흩어져서 분포하므로, DLRU에 할당된 사용자기기들은 전 주파수 대역에 산개해 있는 DRU(Distributed Resourced Unit)에 할당된 파일럿을 공유해야 한다. 따라서, DAS-MAP 영역을 CAS A-MAP 영역이 할당되는 DLRU 영역에 할당한다면 DAS 사용자기기들은 DLRU에 할당된 파일럿을 공유해야 하므로, 도 13에서 설명한 바와 같이, 두 개의 파일럿 패턴만을 사용해야 하는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서 제안한 안테나노드별로 서로 다른 제어정보를 전송하는 경우, 최대 두 가지까지만 서로 다른 제어정보를 전송할 수 있게 된다. 따라서, DAS-MAP 영역은 CRU(Contiguous Resource Unit) 혹은 A-MAP 영역이 존재하지 않는 DRU에 위치하는 것이 좋다. 예를 들어, DAS-MAP 영역은 FFR을 적용시에 전력증강되는 주 주파수 파티션을 제외한 나머지 주파수 파티션의 DRU에 위치할 수 있다. 기지국 프로세서(400b)는 DAS-MAP 영역을 CRU 혹은 CAS A-MAP 영역이 존재하지 않는 DRU에 할당하도록 기지국 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 기지국 송신기(100b)는 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에 CRU 혹은 CAS A-MAP 영역이 할당되지 않는 DRU에 DAS-MAP을 할당할 수 있다. 예를 들어, 자원요소맵퍼(305)는 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에 CRU 혹은 CAS A-MAP 영역이 존재하지 않는 DRU에 DAS-MAP을 맵핑할 수 있다.
한편, 기지국은 DAS-MAP 영역의 파일럿 구성정보 및/또는 DAS-MAP 영역의 MIMO 전송 정보를 사용자기기에 시그널링할 수 있다. 파일럿의 개수 정보, 파일럿 패턴 정보 등이 상기 파일럿 구성정보로서 사용자기기에 시그널링될 수 있으며, 인코딩 정보, 프리코딩 정보, 다중화된 스트림의 개수 정보 등이 상기 MIMO 전송 정보로서 사용자기기에 시그널링될 수 있다. MCS 레벨 정보, 코딩레이트(code rate) 정보, 변조차수(modulation order) 정보, 버스트 크기 정보 등이 상기 인코딩 정보로서 활용될 수 있다. 상기 파일럿 구성정보 및/또는 DAS-MAP 정보는 SFH 혹은 A-MAP 영역 내 비사용자특정 A-MAP IE, MAC 메시지(예를 들어, AAI_SCD 메시지, AAI_DL-IM 메시지)를 통해 사용자기기에게 전송될 수 있다. SFH 혹은 비사용자특정 A-MAP IE 혹은 MAC 메시지는 DAS-MAP 영역의 위치정보, DAS-MAP 영역의 크기정보, DAS-MAP 영역의 파일럿 구성정보, MIMO 전송정보 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 상기 DAS-MAP 영역의 위치정보, DAS-MAP 영역의 크기정보, DAS-MAP 영역의 파일럿 구성정보, MIMO 전송정보의 일부 혹은 전부가 DAS-MAP을 위한 별개의 IE로 명명되어 A-MAP 영역 혹은 DAS-MAP 영역을 통해 사용자기기에 전송되는 것도 가능하다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따르면, DAS-MAP 영역에서는 2개보다 많은 파일럿 패턴을 사용하여 SFBC 이외에 다른 MIMO 전송 기술(예를 들어, 공간 다중화)을 제어정보의 전송에 이용할 수 있다. 예를 들어, 파일럿 구성정보와 MIMO 전송 정보가 사용자기기에 전송되는 경우, 사용자기기는 상기 파일럿 구성정보와 MIMO 전송 정보를 이용하여 DAS-MAP 영역에서 자신의 제어정보를 찾을 수 있다. 예를 들어, 안테나 정보가 명시적으로 시그널링되지 않는 경우, 사용자기기는 파일럿 구성 정보를 토대로 다양한 파일럿 조합으로 DAS-MAP 영역에서 자신의 제어정보와 연관된 파일럿 및/또는 안테나/안테나노드/안테나그룹을 찾고, 상기 파일럿을 통해 추정된 채널을 이용하여 DAS-MAP 영역 내에서 자신의 제어정보를 찾을 수 있다.
- 3GPP LTE에 따른 DAS
앞서 언급한 바와 같이, 현재 3GPP LTE에 따르면, 각 안테나는 제어영역에서 동일한 제어정보를 전송한다. 따라서, 현재 3GPP LTE의 규정에 의하면, 안테나노드별로 서로 다른 제어정보를 전송할 수 없다.
현재 3GPP LTE의 규정이 DAS 표준에도 그대로 유지된다면, 현재의 제어영역, 예를 들어, 서브프레임의 연속하는 첫 세 심볼 구간에서 안테나노드별로 서로 다른 PDCCH를 전송할 수 없다. 따라서, 본 발명은 레거시 사용자기기를 위한 PDCCH(이하, CAS-PDCCH)가 전송되는 제어영역(이하, CAS-PDCCH 영역)과는 별도로 DAS 사용자기기를 위한 PDCCH(이하, DAS-PDCCH)가 전송되는 제어영역(이하, DAS-PDCCH 영역)을 정의한다.
현재 3GPP LTE에 따르면, PDCCH는 서브프레임 내 첫 세 심볼에서 전송될 수 있다. 즉, 서브프레임에서 최대 세 개의 심볼에 PDCCH가 할당될 수 있다. PDCCH의 전송되는 심볼의 개수는 전송될 PDCCH의 개수 및/또는 크기에 따라 달라질 수 있음은 앞서 언급한 바 있다. 에를 들어, 첫 세 심볼이 CAS-PDCCH 영역으로 활용되는 경우, 기지국은 레거시 사용자기기(들)를 위한 CAS-PDCCH(들)을 서브프레임 내 첫 세 심볼 구간에서 한 개의 안테나 혹은 모든 안테나에서 전송한다. 상기 기지국은 DAS-PDCCH들D을 상기 세 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼들 중 일부에서 전송하되, 안테나노드별로 서로 다른 DAS-PDCCH를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 CAS-PDCCH 영역이 위치하는 선두 심볼들에 후속하는 소정 개수의 심볼에서 상기 DAS-PDCCH들을 전송하거나, 상기 서브프레임의 PDSCH 영역 내 PRB들 중 적어도 하나에서 상기 DAS-PDCCH들을 전송할 수 있다.
한편, 기지국은 DAS-PDCCH 영역의 참조신호 구성정보 및/또는 DAS-PDCCH 영역의 MIMO 전송 정보를 사용자기기에 시그널링할 수 있다. 참조신호의 개수 정보, 참조신호 패턴 정보 등이 상기 참조신호 구성정보로서 사용자기기에 시그널링될 수 있으며, 인코딩 정보, 프리코딩 정보, 다중화된 스트림의 개수 정보 등이 상기 MIMO 전송 정보로서 사용자기기에 시그널링될 수 있다. MCS 레벨 정보, 코딩레이트(code rate) 정보, 변조차수(modulation order) 정보, 버스트 크기 정보 등이 상기 인코딩 정보로서 활용될 수 있다.
예를 들어, 도 8 및 도 9를 참조하면, ANT1 및 ANT2는 DAS-PDCCH 영역에서 UE1에 대한 DAS-PDCCH 및 UE2에 대한 DAS-PDCCH를 전송하고, ANT3 및 ANT4는 상기 DAS-PDCCH 영역에서 UE3에 대한 DAS-PDCCH 및 UE2에 대한 DAS-PDCCH를 전송한다. 또한, 상기 ANT1 내지 ANT4 각각은 기존 제어영역에서 레거시 사용자기기들에 대한 CAS-PDCCH들을 전송할 수 있다.
기지국 프로세서(400b)는 서브프레임 내 기존 PDCCH가 할당될 수 있는 기존의 제어영역에 CAS-PDCCH를 할당하도록 송신기(100b)를 제어하고, DAS-PDCCH 영역에 DAS-PDCCH를 할당하도록 송신기(100b)를 제어한다. 상기 기지국 프로세서(400b)의 제어 하에 자원요소맵퍼(305)는 DAS-PDCCH를 DAS-PDCCH 영역에 할당할 수 있다.
레거시 사용자기기는 기존 제어영역에서 전송된 CAS-PDCCH들을 블라인드 디코딩하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. DAS 사용자기기는 DAS-PDCCH 영역에서 전송된 DAS-PDCCH들을 블라인드 디코딩하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다.
DAS 사용자기기의 프로세서(400a)는 DAS-PDCCH 영역에서 DAS-PDCCH 후보들의 집합을 블라인드 디코딩하여 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. 상기 프로세서(400a)는 자신의 식별자로 상기 DAS-PDCCH 후보들을 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되지 않는 PDCCH를 자신의 PDCCH로 인식할 수 있고, 상기 PDCCH를 통해 전송된 제어정보를 이용하여 데이터영역에서 전송되는 자신의 데이터를 수신 및/또는 디코딩하도록 수신기(300a)를 제어할 수 있다.
한편, DAS-PDCCH가 전송되는 데이터 스트림의 개수별로 새로운 참조신호가 정의되어 CRS와 별도로 전송될 수 있다. 사용자기기는 상기 새로운 참조신호를 이용하여 채널상태를 추정하고 기지국이 전송한 다수의 데이터 스트림 중 자신의 데이터 스트림을 복호(demodulation)하거나, 수신한 다수의 데이터 스트림 중 자신의 제어정보/데이터가 포함된 데이터 스트림을 검출하는 데 이용할 수 있다. 안테나 조합별로 각각 CRS를 정의하여 전송하는 대신, 데이터 스트림의 개수별로 참조신호를 정의하여 전송하는 경우, 동시에 전송될 수 있는 데이터 스트림의 개수, 즉, 랭크에 따라 참조신호가 다르게 정의되므로 CRS를 이용하는 경우보다 참조신호 전송의 오버헤드를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이러한 참조신호는 해당 자원영역의 나머지 데이터 신호와 동일한 프리코더를 적용하여 전송하므로 프리코더 정보(PMI 정보)를 기지국이 단말에게 알려줄 필요가 없다. 프리코더 및 데이터 스트림의 개수에 따라 참조신호 패턴이 달라지는 상기와 같은 참조신호를 DMRS(DeModulation Reference Signal)이라고도 한다. 데이터 스트림에 대한 DMRS는 해당 데이터 스트림 상에서 전송되며, 서로 다른 데이터 스트림 상의 DMRS는 상호(mutually) 직교(orthogonal)하도록 정의 되어 상기 데이터 스트림을 통해 전송되는 정보의 복조(demodulation)에 이용될 수 있다. 따라서, 기지국이 동일 자원을 통해 여러 사용자기기에게 서로 다른 DAS-PDCCH를 동시에 전송하기 위해서는 DAS-PDCCH영역에서 DMRS를 전송하여 사용자기기로 하여금 DAS-PDCCH의 복조를 하도록 하는 것이 유리하다.
현재까지 규정된 IEEE 802.16 및 3GPP LTE에 의하면, 제어채널은 매 서브프레임마다 할당되어 전송될 수 있다. 즉, CAS-PDCCH는 매 서브프레임마다 최초 3개의 심볼에서 전송되며, CAS A-MAP은 매 서브프레임마다 주 주파수 파티션 내 DLRU에서 전송된다. 이상에서는 DAS 시스템 하에서도 제어채널이 매 서브프레임마다 전송되는 경우를 상정하여, DAS-PDCCH/DAS-MAP을 매 서브프레임마다 CAS-PDCCH/CAS A-MAP과 함께 CAS-PDCCH 영역/CAS A-MAP 영역과는 구분된 자원영역에서 전송하는 실시예를 설명하였다.
그러나, DAS 시스템에서 서브프레임별로 지원하는 사용자기기를 달리할 수 있는 것으로 정의된 경우, DAS 제어채널을 기존의 CAS 제어채널이 할당되던 영역에 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 PDCCH를 전송하고자 하는 경우, 상기 기지국은 DAS 서브프레임의 첫 세 심볼구간에서 DAS-PDCCH를 전송하고, CAS 서브프레임의 첫 세 심볼구간에서 CAS-PDCCH를 전송할 수 있다. 기지국이 A-MAP을 전송하고자 하는 경우, 기지국은 DAS 서브프레임의 주 주파수 파티션에서 DAS-MAP IE들을 전송하고, CAS 서브프레임의 주 주파수 파티션에서 CAS A-MAP IE들을 전송할 수 있다. 어떤 서브프레임이 DAS 서브프레임인지 CAS 서브프레임인지를 식별하는 정보는 FCH, SFH, PBCH, SIB 등을 통해 사용자기기에 시그널링될 수 있다.
레거시 사용자기기와의 호환성을 해결하기 위해 설명한 전술한 실시예들은 현재까지 작업된 IEEE 802.16 및 3GPP LTE에서 요구하는 제어채널 전송의 제약조건이 유효하다는 전제 하에, 안테나/안테나노드별로 소정 자원영역에서 서로 다른 제어정보를 전송한다는 본 발명의 제안을 구현하기 위해 제시된 것이다. 만약, 제어정보를 전송에 있어 현재와 같은 제약조건이 없다면, DAS-MAP 및 DAS-PDCCH를 새로이 규정하지 않고도 안테나/안테나노드별로 소정 자원영역에서 서로 다른 제어정보를 전송할 수 있다.
IEEE 802.16의 경우, 현재 IEEE 802.16m에서 요구하는 조건과 달리, A-MAP이 반드시 2개의 데이터 스트림의 형태로 전송될 필요가 없다면, 기지국은 각종 A-MAP IE 들을 2개보다 많은 데이터 스트림으로 구성하고, 데이터 스트림의 개수에 따른 파일럿 패턴에 따라 파일럿들을 전송할 수 있다.
도 15는 IEEE 802.16m에서 4개의 데이터 스트림 전송을 위한 파일럿 패턴들의 일례를 나타낸 것이다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, A-MAP IE들을 4개의 데이터 스트림으로 구성하여 전송한다면, 상기 기지국은 A-MAP 영역에서 안테나 그룹핑 기법 등을 통해 안테나들을 4개의 안테나 그룹으로 그룹핑하고, 4개의 파일럿 패턴을 이용해 파일럿을 전송한다. 각 안테나 그룹은 상기 4개의 파일럿 패턴들 중 해당 파일럿 패턴을 이용하여 해당 안테나 그룹이 전송해야 하는 A-MAP 정보를 동시에 전송할 수 있다.
3GPP LTE의 경우, PDCCH의 전송에 공간 다중화가 적용될 수 있으면, 기지국은 안테나노드별로 소정 제어영역에서 서로 다른 제어정보를 전송할 수 있다. 레거시 사용자기기 혹은 고속으로 이동하는 DAS 사용자기기에 대한 제어정보는 모든 안테나를 통해 전송할 수 있다. 이 경우, DAS 사용자기기는 자신의 제어정보에 할당된 안테나 혹은 안테나노드의 CRS를 이용하여 자신의 제어정보를 수신 혹은 획득할 수 있다. 레거시 사용자기기는 모든 CRS를 이용하여, 기지국의 안테나노드들과 상기 레거시 사용자기기간의 채널들의 상태를 추정하고 이를 바탕으로 상기 기지국이 전송한 제어정보들 중 자신의 제어정보만을 수신하거나, 수신한 다수의 제어정보 중에서 자신의 제어정보를 블라인드 디코딩 등에 의해 획득할 수 있다. 고속으로 이동하는 DAS 사용자기기의 경우, 자신의 제어정보의 수신 혹은 자신의 제어정보의 획득에 모든 CRS를 이용할 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 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
11: 기지국 12: 사용자기기
100a, 100b: 송신기 200a, 200b: 메모리
300a, 300b: 수신기 400a, 400b: 프로세서
500a, 500b: 안테나
301: 스크램블러 302: 변조맵퍼
303: 레이어맵퍼 304: 프리코더
305: 자원요소맵퍼 306: OFDMA 신호 생성기

Claims (20)

  1. 각 안테나 그룹이 하나 이상의 안테나로 이루어진 복수의 안테나 그룹들을 포함하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 전송함에 있어서,
    상기 복수의 안테나 그룹들 중 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제1안테나 그룹과 연관된 제1안테나 정보를 전송;
    제1안테나 정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1제어정보를 상기 제1안테나 그룹을 통해 소정 자원영역에서 전송; 및
    상기 제1제어정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1데이터를 전송하는 것을 포함하며,
    상기 제1제어정보는 상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 제1데이터의 전송을 위한 제2안테나 그룹과 연관된 제2안테나 정보를 포함하며,
    상기 제1데이터는 상기 제2안테나 그룹을 통해 전송되는,
    제어정보 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1제어정보는 상기 제1안테나 그룹에 부여된 스크램블링 시퀀스로 스크램블링되는,
    제어정보 전송방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1제어정보의 복조를 위한 제1복조참조신호를 전송하는 것을 더 포함하는,
    제어정보 전송방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사용자기기와 다른 사용자기기에게 상기 다른 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제3안테나 그룹과 연관된 정보를 전송;
    상기 다른 사용자기기를 위한 제2제어정보를 상기 제3안테나 그룹을 통해 전송; 및
    상기 제2제어정보를 바탕으로 상기 다른 사용자기기를 위한 제2데이터를 전송하는 것을 포함하며,
    상기 제2제어정보는 상기 제1안테나 그룹을 통해 전송되는 상기 제1제어정보와 함께 상기 소정 자원영역에서 전송되는,
    제어정보 전송방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2제어정보는 상기 제2데이터의 전송을 위한 제4안테나 그룹과 연관된 정보를 포함하며,
    제4데이터는 상기 제4안테나 그룹을 통해 전송되는,
    제어정보 전송방법.
  6. 각 안테나 그룹이 하나 이상의 안테나로 이루어진 복수의 안테나 그룹들을 포함하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어정보를 전송함에 있어서,
    송신기, 및
    상기 송신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    상기 복수의 안테나 그룹들 중 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제1안테나 그룹과 연관된 제1안테나 정보를 전송하도록 상기 송신기를 제어;
    상기 제1안테나 정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1제어정보를 소정 자원영역에서 상기 제1안테나 그룹을 통해 전송하도록 상기 송신기를 제어; 및
    상기 제1제어정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1데이터를 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1제어정보는 상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 제1데이터의 전송을 위한 제2안테나 그룹과 연관된 제2안테나 정보를 포함하며,
    상기 제1데이터는 상기 제2안테나 그룹을 통해 전송되는,
    기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1제어정보를 상기 제1안테나 그룹에 부여된 스크램블링 시퀀스로 스크램블링하도록 구성된 스크램블러를 포함하는,
    기지국.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1제어정보의 복조를 위한 제1복조참조신호를 더 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성된,
    기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 사용자기기와 다른 사용자기기에게 상기 다른 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제3안테나 그룹과 연관된 정보를 전송하도록 상기 송신기를 제어;
    상기 다른 사용자기기를 위한 제2제어정보를 상기 제3안테나 그룹을 통해 전송하도록 상기 송신기를 제어; 및
    상기 제2제어정보를 바탕으로 상기 다른 사용자기기를 위한 제2데이터를 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되며,
    상기 제2제어정보는 상기 제1안테나 그룹을 통해 전송되는 상기 제1제어정보와 함께 상기 소정 자원영역에서 전송되는,
    기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2제어정보는 상기 제2데이터의 전송을 위한 제4안테나 그룹과 연관된 정보를 포함하며,
    제4데이터는 상기 제4안테나 그룹을 통해 전송되는,
    기지국.
  11. 각 안테나 그룹이 하나 이상의 안테나로 이루어진 복수의 안테나 그룹들을 갖는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 제어정보를 수신함에 있어서,
    상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제1안테나 그룹과 연관된 제1안테나 정보를 수신;
    상기 제1안테나 정보를 바탕으로 상기 제1안테나 그룹으로부터 상기 사용자기기를 위한 제1제어정보를 소정 자원영역에서 수신; 및
    상기 제1제어정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1데이터를 수신하는 것을 포함하며,
    상기 제1제어정보는 상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 제1데이터의 전송을 위한 제2안테나 그룹과 연관된 제2안테나 정보를 포함하며,
    상기 제1데이터는 상기 제2안테나 그룹으로부터 수신되는,
    제어정보 수신방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1제어정보는 상기 제1안테나 그룹에 부여된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 수신되는,
    제어정보 수신방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1제어정보의 복조를 위한 제1복조참조신호를 수신; 및
    상기 제1복조참조신호를 이용하여 상기 제1제어정보를 복조하는 것을 더 포함하는,
    제어정보 수신방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1제어정보와 상기 제1데이터는 하향링크 서브프레임에서 수신되며,
    상기 하향링크 서브프레임은 시간 도메인에서 제1제어영역과 데이터영역으로 나뉘고,
    상기 소정 자원영역은 상기 데이터영역에 위치하는,
    제어정보 수신방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1복조참조신호는 셀-특정적 참조신호(cell-specific reference signal, CRS)와 별도로 수신되는,
    제어정보 수신방법.
  16. 각 안테나 그룹이 하나 이상의 안테나로 이루어진 복수의 안테나 그룹들을 포함하는 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 제어정보를 수신함에 있어서,
    수신기, 및
    상기 수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
    상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 사용자기기의 제어정보 전송을 위한 제1안테나 그룹과 연관된 제1안테나 정보를 수신하도록 상기 수신기를 제어;
    상기 제1안테나 정보를 바탕으로 상기 제1안테나 그룹으로부터소정 자원영역에서 상기 사용자기기를 위한 제1제어정보를 수신하도록 상기 수신기를 제어; 및
    상기 제1제어정보를 바탕으로 상기 사용자기기를 위한 제1데이터를 수신하도록 상기 수신기를 제어하도록 구성되며,
    상기 제1제어정보는 상기 복수의 안테나 그룹들 중 상기 제1데이터의 전송을 위한 제2안테나 그룹과 연관된 제2안테나 정보를 포함하며,
    상기 제1데이터는 상기 제2안테나 그룹으로부터 수신되는,
    사용자기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1제어정보를 상기 제1안테나 그룹에 부여된 스크램블 시퀀스를 이용하여 디스크램블링하도록 구성된 디스크램블러를 포함하는,
    사용자기기.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 제1제어정보의 복조를 위한 제1복조참조신호를 수신하도록 상기 수신기를 제어; 및
    상기 제1복조참조신호를 이용하여 상기 제1제어정보를 복조하도록 구성된,
    사용자기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1제어정보와 상기 제1데이터는 하향링크 서브프레임에서 수신되며,
    상기 하향링크 서브프레임은 시간 도메인에서 제1제어영역과 데이터영역으로 나뉘고,
    상기 소정 자원영역은 상기 데이터영역에 위치하는,
    사용자기기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1복조참조신호는 셀-특정적 참조신호(cell-specific reference signal, CRS)와 별도로 수신되는,
    사용자기기.
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