KR101805534B1 - 이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 피간섭 셀이 서브프레임 배열을 구성하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴을 정의하는 제 1 비트맵과 상기 피간섭 셀의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 프로세스 패턴을 정의하는 제 2 비트맵을 포함하는 서브프레임 배열 정보를 간섭 셀로부터 수신하는 단계, 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵에 기반하여, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계, 상기 구성된 서브프레임 배열을 이용하여, 상기 피간섭 셀에 속한 단말에 대하여 스케줄링을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서는 상기 간섭 셀의 하향링크 신호가 송신되지 않고, 상기 제 2 비트맵의 사이즈는 8 비트인 것을 특징으로 한다.

Description

이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING INTER-CELL INTERFERENCE IN A HETEROGENEOUS NETWORK SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 피간섭 셀이 서브프레임 배열을 구성하는 방법은, 상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴을 정의하는 제 1 비트맵과 상기 피간섭 셀의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 프로세스 패턴을 정의하는 제 2 비트맵을 포함하는 서브프레임 배열 정보를 간섭 셀로부터 수신하는 단계; 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵에 기반하여, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계; 상기 구성된 서브프레임 배열을 이용하여, 상기 피간섭 셀에 속한 단말에 대하여 스케줄링을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서는 상기 간섭 셀의 하향링크 신호가 송신되지 않고, 상기 제 2 비트맵의 사이즈는 8 비트인 것을 특징으로 한다. 상기 서브프레임 배열 정보는 X2 인터페이스를 통하여 수신할 수 있다.
바람직하게는, 상기 서브프레임 배열에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 피간섭 셀에 속한 단말로 하향링크 신호를 송신할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계는, 상기 제 1 비트맵의 사이즈와 상기 제 2 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵 각각을 반복하는 단계; 및 상기 반복된 제 1 비트맵과 상기 반복된 제 2 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제 1 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 한다.
또한, 상기 간섭 셀로부터 간섭 셀 특정 서브프레임 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 1 비트맵에서 정의하는 서브프레임들은 상기 간섭 셀 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임이 제외되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계는, 상기 간섭 셀 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임 정보를 상기 제 1 비트맵에 추가하여 제 3 비트맵을 구성하는 단계; 상기 제 2 비트맵의 사이즈와 상기 제 3 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 2 비트맵과 상기 제 3 비트맵 각각을 반복하는 단계; 및 상기 반복된 제 2 비트맵과 상기 반복된 제 3 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 3 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것이 바람직하다.
또한, 상기 피간섭 셀은 피코(Pico) 셀이고, 상기 피간섭 셀에 속한 단말은 상기 피코 셀의 레인지 확장 영역에 위치하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 양상인 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 상기 기지국 장치을 위한 서브프레임 패턴을 정의하는 제 1 비트맵과 상기 기지국 장치의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 프로세스 패턴을 정의하는 제 2 비트맵을 포함하는 서브프레임 배열 정보를 인접 기지국으로부터 수신하기 위한 수신 모듈; 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵에 기반하여, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하기 위한 프로세서; 및 상기 서브프레임 배열에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 기지국 장치에 속한 단말로 하향링크 신호를 송신하기 위한 송신 모듈을 포함하고, 상기 기지국 장치를 위한 서브프레임 패턴에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서는 상기 인접 기지국의 하향링크 신호가 송신되지 않고, 상기 제 2 비트맵의 사이즈는 8 비트인 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 제 1 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프로세서는, 상기 제 1 비트맵의 사이즈와 상기 제 2 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵 각각을 반복하고, 상기 반복된 제 1 비트맵과 상기 반복된 제 2 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 기지국 장치의 서브프레임 배열을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 수신 모듈은 상기 인접 기지국으로부터 인접 기지국 특정 서브프레임 정보를 더 수신할 수 있으며, 상기 제 1 비트맵에서 정의하는 서브프레임들은 상기 인접 기지국 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임이 제외되는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는, 상기 인접 기지국 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임 정보를 상기 제 1 비트맵에 추가하여 제 3 비트맵을 구성하고, 상기 제 2 비트맵의 사이즈와 상기 제 3 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 2 비트맵과 상기 제 3 비트맵 각각을 반복하며, 상기 반복된 제 2 비트맵과 상기 반복된 제 3 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 기지국 장치의 서브프레임 배열을 생성하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제 3 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하기 위한 시그널링 오버헤드를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향 링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도.
도 7 및 도 8은 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 참조 신호의 구조를 도시하는 도면.
도 9는 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면.
도 10은 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면.
도 11은 마크로 셀 대 피코 셀의 경우ABS의 적용예를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브프레임 배열 정보를 예시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브프레임 배열 정보를 예시하는 다른 도면.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 서브프레임 패턴을 구성하는 예를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 서브프레임 패턴을 구성하는 예를 도시하는 다른 도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도가 도 6에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
Figure 112013007570557-pct00001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure 112013007570557-pct00002
한편, 각각의 전송 정보
Figure 112013007570557-pct00003
에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure 112013007570557-pct00004
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
Figure 112013007570557-pct00005
또한,
Figure 112013007570557-pct00006
를 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
Figure 112013007570557-pct00007
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure 112013007570557-pct00008
에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호(transmitted signal)
Figure 112013007570557-pct00009
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure 112013007570557-pct00010
는 벡터 X 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 W ij는 i번째 송신안테나와 j번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.
Figure 112013007570557-pct00011
일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
Figure 112013007570557-pct00012
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013007570557-pct00013
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.
이하에서는, 참조 신호에 관하여 보다 상세히 설명한다. 일반적으로 채널 측정을 위하여 데이터와 함께 송신측과 수신측 모두가 이미 알고 있는 참조 신호가 송신측에서 수신측으로 전송된다. 이러한 참조 신호는 채널 측정뿐만 아니라 변조 기법을 알려주어 복조 과정이 수행되도록 하는 역할을 수행한다. 참조 신호는 기지국과 특정 단말을 위한 전용 참조 신호(dedicated RS; DRS), 즉 단말 특정 참조 신호와 셀 내 모든 단말을 위한 셀 특정 참조 신호인 공통 참조 신호(common RS; CRS)로 구분된다. 또한, 셀 특정 참조는 단말에서 CQI/PMI/RI 를 측정하여 기지국으로 보고하기 위한 참조 신호를 포함하며, 이를 CSI-RS(Channel State Information-RS)라고 지칭한다.
도 7 및 도 8 은 4 개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다. 특히 도 7 은 일반(normal) 순환 전치(Cyclic Prefix)인 경우를 도시하며, 도 8 은 확장(extended) 순환 전치인 경우를 도시한다.
도 7 및 도 8 을 참조하면, 격자에 기재된 0 내지 3 은 안테나 포트 0 내지 3 각각에 대응하여 채널 측정과 데이터 복조를 위하여 송신되는 셀 특정 참조 신호인 CRS(Common Reference Signal)를 의미하며, 상기 셀 특정 참조 신호인 CRS 는 데이터 정보 영역뿐만 아니라 제어 정보 영역 전반에 걸쳐 단말로 전송될 수 있다.
또한, 격자에 기재된 'D' 는 단말 특정 RS 인 하향링크 DM-RS(Demodulation-RS)를 의미하고, DM-RS 는 데이터 영역 즉, PDSCH 를 통하여 단일 안테나 포트 전송을 지원한다. 단말은 상위 계층을 통하여 상기 단말 특정 RS 인 DM-RS 의 존재 여부를 시그널링 받는다. 도 7 및 도 8 은 안테나 포트 5 에 대응하는 DM-RS 를 예시하며, 3GPP 표준문서 36.211 에서는 안테나 포트 7 내지 14 에 대한 DM-RS 역시 정의하고 있다.
한편, 자원블록(RB)으로의 참조 신호의 매핑 규칙은 다음 수학식 8 내지 수학식 10 과 같이 나타낼 수 있다. 다음 수학식 8 은 CRS 매핑 규칙을 나타내기 위한 식이다. 그리고, 수학식 9 는 일반 CP 가 적용되는 DRS 의 매핑 규칙을 나타내기 위한 식이고, 수학식 10 은 확장 CP 가 적용되는 DRS 의 매핑 규칙을 나타내기 위한 식이다.
Figure 112013007570557-pct00014
Figure 112013007570557-pct00015
Figure 112013007570557-pct00016
상기 수학식 8 내지 수학식 10 에서, k 및 p 는 각각 부반송파 인덱스 및 안테나 포트를 나타낸다.
Figure 112013007570557-pct00017
, ns,
Figure 112013007570557-pct00018
는 각각 하향링크에 할당된 RB 의 수, 슬롯 인덱스의 수, 셀 ID 의 수를 나타낸다. RS 의 위치는 주파수 도메인 관점에서 Vshift 값에 따라 달라진다.
한편, 차세대 이동통신 시스템의 표준인 LTE-A 시스템에서는 데이터 전송률 향상을 위해 기존 표준에서는 지원되지 않았던 CoMP(Coordinated Multi Point) 전송 방식을 지원할 것으로 예상된다. 여기서, CoMP 전송 방식은 음영 지역에 있는 단말 및 기지국(셀 또는 섹터) 간의 통신성능을 향상시키기 위해 2 개 이상의 기지국 혹은 셀이 서로 협력하여 단말과 통신하기 위한 전송 방식을 말한다.
CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협력적 MIMO 형태의 조인트 프로세싱(CoMP-Joint Processing, CoMP-JP) 및 협력 스케줄링/빔포밍(CoMP-Coordinated Scheduling/beamforming, CoMP-CS/CB) 방식으로 구분할 수 있다.
하향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 단말은 CoMP 전송 방식을 수행하는 각 기지국으로부터 데이터를 순간적으로 동시에 수신할 수 있으며, 각 기지국으로부터의 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 단말은 빔포밍을 통해 데이터를 순간적으로 하나의 기지국을 통해서 수신할 수 있다.
상향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 각 기지국은 단말로부터 PUSCH 신호를 동시에 수신할 수 있다. 이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 하나의 기지국만이 PUSCH 를 수신하는데 이때 협력 스케줄링/빔포밍 방식을 사용하기로 하는 결정은 협력 셀(혹은 기지국)들에 의해 결정된다.
한편, 기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국과 단말 간에 릴레이 노드(Relay Node, RN)를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 릴레이 노드를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 릴레이 노드는 무선 통신 시스템에서 전파 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다.
과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 릴레이 노드 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 릴레이 노드 기술이 점차 발전함에 따라, 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 릴레이 노드를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
3GPP LTE-A(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 릴레이 노드에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 밴드에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 릴레이 노드의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex)) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.
도 9 는 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9 를 참조하면, 기지국과 단말 간 링크의 연결을 포워딩(forwarding)하는 역할을 위해 릴레이 노드가 도입되면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 종류의 링크가 적용된다. 기지국과 릴레이 노드 간의 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 백홀 링크(relay backhaul link)로서 정의하여 표현한다. 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역(Frequency Division Duplex, FDD 의 경우)이나 하향링크 서브프레임(Time Division Duplex, TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 하향링크(backhaul downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역이나(FDD 의 경우) 상향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 상향링크(backhaul uplink)로 표현할 수 있다.
반면 릴레이 노드와 일련의 단말들 간에 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 액세스 링크(relay access link)로서 정의하여 표현한다. 릴레이 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역(FDD 의 경우)이나 하향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 하향링크(access downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역(FDD 의 경우)이나 상향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 상향링크(access uplink)로 표현할 수 있다.
릴레이 노드(RN)는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 릴레이 노드는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다.
한편, 릴레이 노드의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에 따라 동작하는 단말(이하, 레거시(legacy) 단말이라 함)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.
단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패런트(transparent) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 셀 아이덴터티(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM 의 나머지 부분들은 릴레이 노드에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게는, 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 릴레이 노드(decode-and-forward relays), L2(제 2 계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입-2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에, 릴레이 노드는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 릴레이 노드, L3(제 3 계층) 릴레이 노드, 타입-1 릴레이 노드 및 타입-1a 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
타입-1 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈-8 에서 정의함)를 가지고, 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 릴레이 노드는 레거시 기지국(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입-1a 릴레이 노드는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 릴레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 릴레이 노드의 동작은 L1(제 1 계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입-2 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서, 별도의 물리 셀 ID 를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 릴레이 노드의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 릴레이 노드는 PDSCH 를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH 는 전송하지 않는다.
한편, 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(Time Division Multiplexing; TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).
FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.
인-밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호가 릴레이 노드의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 릴레이 노드의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 릴레이 노드의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 릴레이 노드에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 충분히 이격시켜(예를 들어, 지상/지하에) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 릴레이 노드가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다
도 10 은 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 10 에서는 제 1 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 제 2 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 물리하향링크제어채널(PDCCH)의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH 를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH 를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여, 제 2 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH 가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 제 2 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비-청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1, 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 릴레이 노드 비-청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 릴레이 노드의 수신/송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간(GT)이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k≥1) 개의 시간 샘플(time sample, Ts) 값으로 주어질 수있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬(timing alignment) 관계에 따라서, 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH 를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다.
LTE-A 시스템에서는 이종 네트워크(Heterogeneous network; HetNet)에서 제 1 기지국(eNB1)과 제 2 기지국(eNB2)간의 간섭(interference)를 줄이기 위한 eICIC(enhanced Inter Cell Interference Coordination)에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중 대표적으로 고려되는 것이 ABS(almost blank subframe)이며, ABS 로 지정된 서브프레임에서는 CRS 만 전송할 수 있도록 설정된다.
LTE-A 시스템에서 고려되고 있는 셀 구성은 마크로 셀 대 펨토 셀, 마크로 셀 대 피코 셀 등이 존재하며, 마크로 셀 대 펨토 셀에서는 셀 간 인터페이스인 X2 인터페이스를 통한 정보 교환이 없고, 마크로 셀 대 피코 셀에서는 X2 인터페이스를 통한 정보 교환이 가능하다고 가정하고 있다. 본 발명은 마크로 셀 대 피코 셀과 같이 셀 간 정보교환이 가능할 때, 셀 간 서브프레임 배열(subframe coordination)에 대한 내용을 포함한다. 본 발명에서는 마크로 셀 대 피코 셀의 경우를 예로 설명하였으나 본 발명은 셀 간 서브프레임 배열이 필요한 모든 경우에 적용될 수 있다.
도 11 은 마크로 셀 대 피코 셀의 경우 ABS 의 적용예를 도시한다.
도 11 을 참조하면, 피코 셀의 레인지 확장은 송신 전력 오프셋 등을 이용하여 피코 셀의 커버리지가 확장된 것을 의미하고, 특히 도 11 에서는, 피코 UE 가 상기 레인지 확장 영역에 존재할 경우를 가정한다. 이 경우 피코 UE 는 피코 셀의 eNB 로부터의 신호가 약해지고 마크로 셀로부터의 간섭이 강해지므로, 마크로 셀의 eNB로부터의 간섭으로 인하여 피코 셀로부터의 수신 성능이 감소하게 된다.
따라서 도 11 과 같이 마크로 셀의 eNB 가 전송하는 서브프레임 중 하나 이상을 ABS 로 지정하고 CRS 이외의 데이터는 전송하지 않고, 피코 셀의 eNB 는 ABS 로 지정된 해당 서브프레임을 상기 레인지 확장 영역에 존재하는 피코 UE 에게 할당할 수 있다.
본 발명에서는 도 11 과 같이 ABS 또는 MBSFN 인 ABS 을 이용하여 eICIC 를 수행할 경우, 서브프레임 배열이 필요한 복수의 셀 간의 서브프레임 설정을 구성하는 방법을 제안한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 FDD 시스템을 가정하여 설명하지만, TDD 시스템에서도 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.
서브프레임 배열 시 고려해야 하는 사항은 다음과 같다.
서브프레임 인덱스 0 에서 PBCH 이 전송되고, 서브프레임 인덱스 0 및 5 에서 PSS 및 SSS 가 각각 전송되며, 서브프레임 인덱스 0, 4, 5 및 9 중 하나에서 페이징(paging)이 전송 가능하다. 즉, PBCH, PSS, SSS, 페이징은 10ms 단위로 전송되므로, 우선 10 ms 단위의 스케줄링을 고려하여야 한다. 또한, 피간섭 셀(Interfered cell)이 해당 서브프레임을 보호하고자 할 경우, 간섭 셀(interfering cell)은 해당 서브프레임을 ABS 로 지정할 수 있다.
또한, 여기서 HARQ 프로세스는 기지국 및 단말 간 전송을 위해 구성된 서브프레임들에 따라 결정된다. 예를 들어, FDD 프레임 구조(Frame structure type 1)에 대해, HARQ 프로세스는 파라미터 SubframeConfigurationFDD 의 8 비트 비트맵에 의하여 결정될 수 있다. 즉, Hybrid ARQ (HARQ) 프로세스의 주기는 8ms 이다. 한편, 피코 UE 로부터 피코 셀로의 PUSCH 전송에 대한 ACK/NACK 을 전달하는 PHICH 의 디코딩이 실패할 경우 PUSCH 오전송 혹은 다른 UE 와의 자원 충돌 등을 초래할 수 있다. 따라서, 피코 셀로부터 피코 UE 로의 PHICH 전송을 보호하기 위해서는 8ms 단위의 HARQ 를 고려한 스케줄링이 필요하다.
본 발명에서는 위의 사항들을 고려하여 서브프레임 배열을 구성할 경우, 간섭 셀인 마크로 셀의 eNB 가 피간섭 셀인 피코 셀의 eNB 에게 시그널링하는 서브프레임 배열 정보를 아래와 같이 구성할 것을 제안한다.
＜제 1 실시예＞
본 발명의 제 1 실시예에서는 10ms 단위의 스케줄링을 나타내기 위한 10 비트와 8ms 단위의 스케줄링을 나타내기 위한 8 비트, 즉 18 비트를 이용하여 비트맵 방식으로 서브프레임 배열 정보를 구성할 것을 제안한다. 여기서 10 비트 그룹과 8 비트 그룹은 논리적 OR 연산을 통하여 실제 서브프레임으로 맵핑될 수 있다.
비트맵 방식으로 서브프레임 배열 정보를 구성하기 위한 다른 방법으로는 위의 10 비트 및 8 비트의 최소공배수인 40 비트 단위의 비트맵 패턴을 구성할 수 있다. 그러나 이 방법은 상술한 18 비트 구성 정보에 비하여 22 비트가 더 요구된다는 단점이 있지만, 추가적으로 20ms 와 같은 단위의 서브프레임 패턴이 존재할 경우, 위의 40 비트 단위의 비트맵 패턴과 20ms 와 같은 단위의 서브프레임 패턴을 조합하여 나타낼 수 있다.
도 12 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브프레임 배열 정보를 예시하는 도면이다.
도 12 를 참조하면, 비트 값 "1" 은 간섭 셀이 ABS 를 전송함을 의미하며, 비트 값 "0" 은 간섭 셀이 일반 서브프레임을 전송함을 의미한다. 예를 들어 본 발명의 제 1 실시예를 이용하면 피간섭 셀인 피코 셀의 PBCH 와 PSS/SSS 를 보호하고, HARQ 프로세스 인덱스 1, 4 의 전송을 유지하기 위한 서브프레임 배열 정보는 도 12의 (a)와 같이 나타낼 수 있다.
따라서, 도 12 의 (a)와 동일한 서브프레임 배열 정보를 지시하는 (b)에 비하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 (a)는 22 비트의 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있음을 알 수 있다.
결과적으로, 피코 셀의 eNB 는 상기 도 12 의 (a)에 개시된 정보를 수신하고 해석하여, 상기 도 12 의 (b)와 같은 서브프레임 배열 정보를 수신하되, 비트값이 "1" 인 서브프레임을 상기 레인지 확장 영역에 위치한 피코 UE 에게 할당할 수 있다.
추가적으로 본 발명에서는 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 마크로 셀에서 반드시 전송해야 하는 서브프레임이 존재할 경우, 해당 서브프레임을 고려할 것을 제안한다. 즉, 간섭 셀과 피간섭 셀 간 기 정의된 시그널링을 통하여 간섭 셀이 항상(혹은 다음 시그널링 시까지) 전송하는 서브프레임을 피 간섭 셀이 알 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 도면을 참조하여 설명한다.
도 13 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브프레임 배열 정보를 예시하는 다른 도면이다. 특히 도 13 에서는 별도의 시그널링을 통하여 간섭 셀과 피간섭 셀 모두 간섭 셀이 서브프레임 인덱스 0 및 5 를 항상 일반 서브프레임으로 전송한다는 사실을 인지하고 있는 것으로 가정한다.
도 13 을 참조하면, 도 12 의 상기 10 비트 그룹에서 2 비트가 제외된 8 비트 그룹으로 설정된 것을 알 수 있으며, 실제 "00011000" 이라는 8 비트 그룹은 "0000101000" 이라는 10 비트 그룹을 의미하는 것으로 해석할 수 있다. 도 13 과 같이 서브프레임 배열 정보를 구성하는 경우, 16 비트만을 이용하여 서브프레임 배열 정보를 구성할 수 있다.
＜제 2 실시예＞
본 발명의 제 2 실시예에서는 서브프레임 배열 정보를 구성하기 위한 다른 방법을 제안한다. 위 제 1 실시예는 모든 경우를 표현할 수 있기 때문에 시그널링 유연성 측면에서는 장점을 가지고 있으나, 오버헤드가 커질 수 있다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위하여, 본 발명의 제 2 실시예에서는 제한된 수의 서브프레임 패턴을 정의하여 패턴 인덱스를 시그널링하는 것을 제안한다. 이 경우 각 서브프레임 패턴은 40ms 단위로 표현될 수 있다.
대표적으로 공통 정보(common information)인 PBCH, PSS/SSS 및 페이징 등을 보호하는 패턴, 각 HARQ 프로세스를 보호하는 패턴, 공통 정보 및 HARQ 프로세스의 조합을 보호하기 위한 패턴 등으로 지정할 수 있다.
단, 서브프레임 패턴 구성 시, 피간섭 셀인 피코 셀 관점에서 서브프레임 인덱스를 구성하는 것이 바람직하다. 즉 간섭 셀의 서브프레임 인덱스를 기준으로 패턴을 시그널링하는 것이 아닌, 피간섭 셀인 피코 셀 관점에서 서브프레임 인덱스를 구성하는 것이다.
도 14 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 서브프레임 패턴을 구성하는 예를 도시하는 도면이다. 특히 도 14 에서는 간섭 셀과 피간섭 셀간의 서브프레임 오프셋이 2 라고 가정한다.
도 14 를 참조하면, 피간섭 셀의 두 번째 서브프레임(즉, 서브프레임 인덱스 1)의 위치를 간섭 셀에서 ABS 로 지정하고자 하는 경우, 사용 가능한 서브프레임 비트맵은 간섭 셀의 서브프레임 인덱스에 따르면 "0001000000" 으로 표현할 수 있지만, 본 발명의 제 2 실시예에서는 피간섭 셀의 서브프레임 인덱스에 따라 "0100000000" 으로 표현할 수 있다.
간섭 셀인 마크로 셀의 관점에서 서브프레임 인덱싱이 이루어지는 경우, 정의하여야 하는 패턴의 수가 피간섭 셀인 피코 셀 관점에서 이루어지는 경우보다 최대 10 배까지 증가할 수 있기 때문이다. 도면을 참조하여 설명한다.
도 15 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 서브프레임 패턴을 구성하는 예를 도시하는 다른 도면이다. 특히, 도 15 에서는 설명의 편의를 위해 피간섭 셀이 PBCH 만을 보호하고, 서브프레임 패턴이 10ms 단위로 정의될 경우에 대한 예를 나타낸다.
도 15 를 참조하면, 간섭 셀 관점에서 서브프레임 패턴을 구성하는 경우, 셀 간 서브프레임 오프셋에 따라, 총 10 개의 패턴이 정의되어야 한다. 그러나 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 도 15 에서의 서브프레임 오프셋 값이 0 인 경우의 패턴만으로 표현이 가능하다.
단 본 발명의 제 2 실시예이 적용되기 위해서는 셀 간 서브프레임 오프셋 값을 간섭 셀과 피간섭 셀간에 사전에 인지하고 있어야 하므로, 추가적으로 본 발명에서는 간섭 셀과 피간섭 셀간에 셀 간 서브프레임 오프셋 값을 별도로 시그널링할 것을 제안한다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 16 을 참조하면, 통신 장치(1600)는 프로세서(1610), 메모리(1620), RF 모듈(1630), 디스플레이 모듈(1640) 및 사용자 인터페이스 모듈(1650)을 포함한다.
통신 장치(1600)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1600)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1600)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1610)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1610)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 15 에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(1620)는 프로세서(1610)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1630)은 프로세서(1610)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1630)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1640)은 프로세서(1610)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1640)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1650)은 프로세서(1610)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 릴레이 노드와 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
[산업상 이용가능성]
상술한 바와 같은 이종 네트워크 시스템에서 셀 간 간섭을 방지하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 피간섭 셀이 서브프레임 배열을 구성하는 방법에 있어서,
    상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴을 정의하는 제 1 비트맵과 상기 피간섭 셀의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 프로세스 패턴을 정의하는 제 2 비트맵을 포함하는 서브프레임 배열 정보를 간섭 셀로부터 수신하는 단계;
    상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵에 기반하여, 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계;
    상기 구성된 서브프레임 배열을 이용하여, 상기 피간섭 셀에 속한 단말에 대하여 스케줄링을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 피간섭 셀을 위한 서브프레임 패턴에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서는 상기 간섭 셀의 하향링크 신호가 송신되지 않고,
    상기 제 2 비트맵의 사이즈는 8 비트이며,
    상기 방법은,
    상기 간섭 셀로부터 간섭 셀 특정 서브프레임 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 비트맵에서 정의하는 서브프레임들은,
    상기 간섭 셀 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임이 제외되는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계는,
    상기 제 1 비트맵의 사이즈와 상기 제 2 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵 각각을 반복하는 단계; 및
    상기 반복된 제 1 비트맵과 상기 반복된 제 2 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하는 단계는,
    상기 간섭 셀 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임 정보를 상기 제 1 비트맵에 추가하여 제 3 비트맵을 구성하는 단계;
    상기 제 2 비트맵의 사이즈와 상기 제 3 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 2 비트맵과 상기 제 3 비트맵 각각을 반복하는 단계; 및
    상기 반복된 제 2 비트맵과 상기 반복된 제 3 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브프레임 배열 정보는,
    X2 인터페이스를 통하여 수신하는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브프레임 배열에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 피간섭 셀에 속한 단말로 하향링크 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피간섭 셀은 피코(Pico) 셀이고,
    상기 피간섭 셀에 속한 단말은 상기 피코 셀의 레인지 확장 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    서브프레임 배열 구성 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 기지국 장치로서,
    상기 기지국 장치를 위한 서브프레임 패턴을 정의하는 제 1 비트맵과 상기 기지국 장치의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 프로세스 패턴을 정의하는 제 2 비트맵을 포함하는 서브프레임 배열 정보를 인접 기지국으로부터 수신하기 위한 수신 모듈;
    상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵에 기반하여, 피간섭 셀의 서브프레임 배열을 구성하기 위한 프로세서; 및
    상기 서브프레임 배열에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서 상기 기지국 장치에 속한 단말로 하향링크 신호를 송신하기 위한 송신 모듈을 포함하고,
    상기 기지국 장치를 위한 서브프레임 패턴에서 지정하는 하나 이상의 서브프레임에서는 상기 인접 기지국의 하향링크 신호가 송신되지 않고,
    상기 제 2 비트맵의 사이즈는 8 비트이며,
    상기 수신 모듈은,
    상기 인접 기지국으로부터 인접 기지국 특정 서브프레임 정보를 더 수신하고,
    상기 제 1 비트맵에서 정의하는 서브프레임들은,
    상기 인접 기지국 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임이 제외되는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 비트맵의 사이즈와 상기 제 2 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 1 비트맵과 상기 제 2 비트맵 각각을 반복하고, 상기 반복된 제 1 비트맵과 상기 반복된 제 2 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 기지국 장치의 서브프레임 배열을 생성하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 인접 기지국 특정 서브프레임 정보가 지정하는 하나 이상의 서브프레임 정보를 상기 제 1 비트맵에 추가하여 제 3 비트맵을 구성하고, 상기 제 2 비트맵의 사이즈와 상기 제 3 비트맵의 사이즈의 최소 공배수의 크기로, 상기 제 2 비트맵과 상기 제 3 비트맵 각각을 반복하며, 상기 반복된 제 2 비트맵과 상기 반복된 제 3 비트맵을 비트 단위로 OR 연산을 수행하여 상기 기지국 장치의 서브프레임 배열을 생성하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 비트맵의 사이즈는 10 비트인 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
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