KR101858402B1 - 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LTE-A 시스템에서 시스템의 용량과 LTE-A 사용자의 데이터 전송률을 개선하도록 일반 서브프레임에서 LTE-A 사용자에게 기존의 LTE 전송 방식 또는 LTE-A에서 새로 도입하는 전송 방식 중 효과적인 전송 방식을 선택하여 적용하고 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Netowrk) 서브프레임에서 LTE-A 사용자에게 다른 전송 방식을 추가로 선택하여 적용할 수 있도록 제어하는 방법을 제안한다. LTE-A에서 새로 도입하는 전송 방식은 복조를 위한 채널 응답 추정을 위해 DM-RS(DeModulation Reference Signal)를 새로 추가한다. 동시 LTE-A 시스템은 후행 호환성(backward compatibility)을 유지하기 위해 일반 서브프레임에서는 CRS(Common Reference Signal, 또는 Cell-specific Reference Signal)을 반드시 전송해야 한다. CRS와 DM-RS는 배타적으로 사용하기 때문에 RS(reference signal)에 사용되는 자원의 양이 필요이상으로 많이 소비될 수 있다. 반면 MBSFN 서브프레임의 데이터 영역에서는 CRS가 전송되지 않는다. LTE-A 사용자라 하더라도 자원을 효율적으로 사용한다는 측면에서 기존 LTE의 전송 방식이 더 선호되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 사용자에게 기존 LTE의 CRS에 기반한 전송 방식을 설정하면 MBSFN 서브프레임에서 해당 사용자는 데이터를 수신할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일반 서브프레임용 전송 모드와 MBSFN 서브프레임용 전송 모드를 분리하여 설정하는 방법이 필요하다.

Description

데이터 송수신 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA}

본 발명은 3GPP(3^rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)시스템 및 그의 진화 방식인 LTE-A(LTE Advance) 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치를 설정하는 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Braodband) 및 IEEE의 802.16e 등 다양한 이동통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

이와 같은 최신 이동통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위해, 적응 변조 및 부호(Adaptive Modulation and Coding; AMC) 방법과 채널 감응 스케줄링 방법 등의 기술을 이용한다. 상기의 AMC 방법을 활용하면, 송신기에서 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉 채널 상태가 좋지 않으면, 송신기에서 전송하는 데이터의 양을 줄여서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 맞추고, 채널 상태가 좋으면, 송신기에서 전송하는 데이터의 양을 늘려서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 맞추면서도 많은 정보를 효과적으로 전송할 수 있다. 상기의 채널 감응 스케줄링 방법을 활용하면, 송신기에서 여러 수신기들 중에서 채널 상태가 우수한 수신기에 선택적으로 서비스하기 때문에, 하나의 수신기에 채널을 할당하고 서비스하는 것에 비해 시스템 용량이 증가한다.

요컨대 상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은 수신기로부터 부분적인 채널 상태 정보(channel state information; CSI)를 피드백(feedback) 받아서 가장 효율적이라고 판단되는 시점에 적절한 변조 및 부호 기법을 적용하는 방법이다. 상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은, 송신기가 송신 채널에 관한 충분한 정보를 획득한 상태에서 전송 효율을 개선할 수 있는 기술이다. FDD(Frequency Division Duplex) 방식에서와 같이 송신기가 송신 채널의 상태를 수신 채널을 통해 유추할 수 없는 경우, 수신기는 송신기에게 송신 채널에 관한 정보를 보고하도록 설계되어 있다. 한편 TDD(Frequency Division Duplex) 방식에서는 수신 채널을 통해 송신 채널의 상태를 알 수 있는 특성을 활용하여, 수신기가 송신기에 송신 채널에 관한 정보를 보고하는 것을 생략할 수 있다.

최근 2세대와 3세대 이동통신 시스템에서 사용되던 다중접속 방식인 CDMA(Code Division Multiple Access)를 차세대 시스템에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)로 바꾸려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 3GPP, 3GPP2, IEEE 등의 표준 단체는 OFDMA 또는 변형된 OFDMA를 사용하는 진화 시스템에 관한 표준화를 진행하고 있다. 이는 CDMA 방식에 비해 OFDMA 방식에서 용량 증대를 기대할 수 있기 때문이다. OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나가 주파수 축 상에서의 스케줄링(Frequency Domain Scheduling)을 수행할 수 있다는 것이다. 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이, 채널이 주파수에 따라 변하는 특성을 활용하여 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDMA 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있는데, 두 방식 모두 주파수 축 상에서의 스케줄링을 수행할 수 있는 특징을 가지고 있다.

한편 LTE 시스템의 DL에서는 다중 안테나 송신을 지원한다. LTE 시스템의 송신기는 송신 안테나를 1개, 2개 또는 4개를 구비할 수 있으며, 복수 개의 송신 안테나를 구비한 경우 사전부호화(precoding)를 적용하여 빔성형 이득과 공간 다중화(spatial multiplexing) 이득을 얻을 수 있다. LTE 시스템에서는 수신기가 각 송신 안테나로부터의 채널 응답을 추정하기 위해서 송신 안테나 별로 CRS(Common Reference signal)를 전송한다. 데이터 전송에 적응적(adaptive) 사전부호화가 적용된 경우, 송신기는 어떠한 사전부호화가 적용되었는가를 제어채널을 통해 수신기에게 통보한다.

LTE-A 시스템의 DL에서는 송신기의 송신 안테나 개수를 늘려 최대 8개의 송신 안테나를 지원한다. 송신 안테나의 개수가 증가하면, 송신기는 빔성형 이득과 공간 다중화 이득을 더욱 개선할 수 있다. 그러나 최대 8개의 송신 안테나를 지원하려면 각 송신 안테나로부터의 채널 상태를 추정하기 위한 CRS의 양이 증가하게 된다. LTE-A 시스템에서는 송신 안테나 개수의 증가에 따라 CRS의 비중이 급격히 증가하는 것을 방지하기 위해, 수신기가 CSI 피드백 정보를 생성하는 데 참고하는 CSI-RS와 데이터 복조를 위해 참고하는 DM-RS(Demodulation-RS)를 도입한다. LTE-A 시스템에서 새로 도입되는 전송 방식은 CSI-RS와 DM-RS를 사용하지만 후행호환성(backward compatibility)을 유지하기 위해, LTE-A 송신기는 CRS도 전송하여야 한다.

한편, LTE-A 시스템은 MBSFN(Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) 전송을 지원한다. MBSFN 전송은 다중 셀에서 동일한 방송 신호를 전송함으로써 방송의 서비스 영역을 넓히는 전송 방식이다. 이러한 MBSFN 전송은 다중 셀에서 동시에 전송한 신호를 수신기가 셀 별로 구분하지 않고 코히어런트 복조를 수행할 수 있도록 하기 위해서, 다중 셀에서 동일한 RS를 전송하도록 규정하고 있다. 즉 셀 별로 정의된 CRS로는 MBSFN을 지원할 수 없기 때문에, MBSFN 서브프레임에서는 MBSFN 전용 RS만을 정의하여 전송한다. 그리고 MBSFN 서브프레임에서는 unicast 서비스를 지원하지 않으므로 CRS를 전송하지 않는다.

LTE 시스템은 수신기의 상태에 따라 적절한 전송 방식을 선택할 수 있도록 복수의 전송 모드를 규정하고 있다. LTE 시스템에서는 복조를 위한 채널 추정으로 CRS를 이용하는 전송 방식과 DRS(Dedicated Reference Signal)를 이용하는 전송 방식을 규정하고 있다. 한편 LTE-A 시스템은 복조를 위한 채널 추정으로 DM-RS를 이용하는 전송 방식을 추가한다. 후행호환성을 감안하면 LTE-A 시스템의 수신기는 CRS, DRS, DM-RS를 모두 수신할 수 있어야 한다.

LTE-A 시스템의 수신기는 MBSFN 서브프레임에서도 unicast 서비스를 받을 수 있다. MBSFN 서브프레임으로는 CRS를 전송되지 않지만, MBSFN 서브프레임을 후행호환성이 없는 자원으로 간주하여 DM-RS는 전송할 수 있기 때문이다. 본 발명에서, MBSFN 서비스를 지원하도록 설정된 MBSFN 서브프레임과 구분하기 위해서 MBSFN 서브프레임으로 unicast 서비스를 지원하도록 설정된 서브프레임을 편의상 LTE-A 서브프레임으로 칭한다.

상기한 LTE-A 시스템에서, MBSFN 서브프레임으로 unicast 서비스를 받기 위한 LTE-A 시스템의 수신기의 동작을 정의해야 한다. LTE-A 시스템의 수신기는 CRS를 복조에 사용하는 전송 모드로 설정된 경우, 일반 서브프레임에서는 데이터를 수신할 수 있지만, MBSFN 서브프레임에서는 CRS가 전송되지 않으므로 LTE-A 시스템의 수신기가 DM-RS를 이용한 수신이 가능함에도 불구하고 데이터를 수신할 수 없다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 데이터 수신 방법은, 현재 서브프레임에 대응하여 설정된 전송 모드를 확인하는 과정과, 상기 전송 모드에 따라 채널을 추정하여 데이터 신호를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 본 발명에 따른 데이터 수신 방법에 있어서, 상기 전송 모드는 일반 서브프레임을 위한 전송 모드 또는 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드 중 적어도 어느 하나를 포함 한다. 그리고 본 발명에 따른 데이터 수신 방법에 있어서, 상기 수신 과정은, 상기 현재 서브프레임이 LTE-A 서브프레임이면, 상기 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드에 따라 상기 데이터 신호를 수신하고, 상기 현재 서브프레임이 일반 서브프레임이면, 상기 일반 서브프레임을 위한 전송 모드에 따라 상기 데이터 신호를 수신한다.

그리고 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 데이터 송신 방법은, 단말기를 위한 전송 모드를 결정하여 상기 단말기에 통보하는 과정과, 상기 단말기를 위한 데이터 신호 및 기준 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 본 발명에 따른 데이터 송신 방법에 있어서, 상기 전송 모드는 일반 서브프레임을 위한 전송 모드 또는 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

또한 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 데이터 수신 장치는, 현재 서브프레임에 대응하여 설정된 전송 모드를 확인하기 위한 수신 제어기와, 상기 수신 제어기의 제어 하에, 상기 전송 모드에 따라 채널을 추정하기 위한 채널 추정기와, 상기 수신 제어기의 제어 하에, 상기 채널에서 상기 데이터 신호를 수신하여 처리하기 위한 데이터 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 본 발명에 따른 데이터 수신 장치에 있어서, 상기 전송 모드는 일반 서브프레임을 위한 전송 모드 또는 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 본 발명에 따른 데이터 수신 장치에 있어서, 상기 수신 제어기는, 상기 현재 서브프레임이 LTE-A 서브프레임이면, 상기 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드에 따라 상기 데이터 신호를 수신하고, 상기 현재 서브프레임이 일반 서브프레임이면, 상기 일반 서브프레임을 위한 전송 모드에 따라 상기 데이터 신호를 수신한다.

게다가, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 데이터 송신 장치는, 단말기를 위한 전송 모드를 결정하여 상기 단말기에 통보하기 위한 송신 제어기와, 상기 단말기를 위한 데이터 신호 및 기준 신호를 다중화하여 전송하기 위한 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 본 발명에 따른 데이터 송신 장치에 있어서, 상기 전송 모드는 일반 서브프레임을 위한 전송 모드 또는 LTE-A 서브프레임을 위한 전송 모드 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

본 발명의 목적은 LTE-A 시스템의 수신기일지라도 일반 서브프레임에서 CRS 기반의 기존 전송 방식을 지원할 수 있도록 하는 전송 기술 제어 방법을 정의하고 CRS 기반의 기존 전송 방식을 사용하도록 설정된 LTE-A 시스템의 수신기일지라도 LTE-A 서브프레임에서 데이터를 수신할 수 있도록 하는 것이다. 즉 본 발명은 시스템의 용량을 개선하고 LTE-A 시스템의 수신기에서 데이터 전송률을 개선하는 데 도움이 된다.

도 1은 LTE 시스템에서 송신기의 CRS를 이용한 하향링크 전송 장치를 도시하는 도면,
도 2는 LTE 시스템에서 송신기의 DRS를 이용한 하향링크 전송 장치를 도시하는 도면,
도 3은 LTE 시스템에서 하향링크 자원 사상의 일례를 도시하는 도면,
도 4는 MBSFN 서브프레임의 시분할 다중화를 설명하기 위한 도면,
도 5는 LTE-A 서브프레임의 시분할 다중화를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신기 구조를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수신기 구조를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제 1, 3, 4 실시예에 따른 수신기의 기준 신호 이용 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수신기의 기준 신호 이용 절차를 도시하는 도면, 그리고
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 수신기의 기준 신호 이용 절차를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

기준 신호(reference signal, 이하 "RS)는 두 가지 목적으로 송신기와 수신기에 기정의된 신호이다. 첫 번째 목적은 수신기에서 송신기를 위한 CSI를 측정하기 위한 것이다. 즉 AMC를 지원하기 위해서, 송신기는 수신기로부터 CSI를 보고 받아야 한다. 그리고 수신기는 RS를 통해 CSI를 측정할 수 있다. 두 번째 목적은 수신기에서 수신되는 신호의 복조를 위한 채널 응답(channel response)을 추정하기 위한 것이다. 예를 들면, 수신기는 송신기가 복소신호(complex signal)를 전송한 경우, 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 위해서 채널상에서 송신 신호가 어떻게 왜곡되었는지를 추정할 수 있어야 한다. 즉 RS를 수신하면, 수신기는 채널 응답을 추정할 수 있다.

LTE 시스템은 DL에서 셀 내의 모든 수신기에 공통으로 사용되는 RS를 정의하고 있다. 이러한 RS를 공통 기준 신호(Common RS, 이하 "CRS")라고 하며, 셀 별로 다르게 정의된다고 하여 셀 별 기준 신호(cell-specific RS)라고도 칭한다. 송신기에서 다중 송신 안테나를 통해 신호를 전송하는 경우, CRS는 송신 안테나 별로 직교하도록 설계된다. 예를 들어 송신 안테나가 2개라면, 송신기는 두 개의 직교하는 CRS를 정의하여 각각의 송신 안테나를 통해 전송한다.

도 1은 LTE 시스템에서 송신기의 CRS를 이용한 하향링크 전송 장치를 도시한 것이다. 이 때 송신기에서 2개의 송신 안테나들을 구비하는 예를 가정하여 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 송신기가 2개를 초과하는 수의 송신 안테나들을 구비하더라도, 동일하게 적용된다.

도 1을 참조하면, 송신기(100)는 사전부호화기(103), 제 1 다중화기(109a), 제 2 다중화기(109b), 제 1 송신 안테나(111a) 및 제 2 송신 안테나(111b)를 포함한다. 이 때 송신기(100)는 데이터 신호(101)를 공통 기준 신호(107a, 107b)와 더불어 다중화하여 송신한다.

수신기(도시되지 않음)를 위한 데이터 신호(101) 입력 시, 사전부호화기(103)는 데이터 신호(101)를 빔성형한다. 여기서 데이터 신호(101)는 하나 또는 복수개의 계층으로 구성된다. 데이터 신호(101)가 하나의 계층으로 구성되는 경우, 사전부호화는 일반적인 빔성형에 해당된다. 또는 데이터 신호(101)가 복수개의 계층으로 구성되는 경우, 사전부호화는 공간 다중화를 위해 데이터 신호(101)의 계층 별로 각각 빔성형된다. 사전부호화된 신호(105)는 처리 경로를 따라 제 1 다중화기(109a) 및 제 2 다중화기(109b)로 전달된다. 사전부호화된 신호(105)와 제 1 CRS(107a) 입력 시, 제 1 다중화기(109a)는 사전부호화된 신호(105)와 제 1 CRS(107a)를 다중화하여, 제 1 송신 안테나(111a)를 통해 송신한다. 사전부호화된 신호(105)와 제 2 CRS(107B) 입력 시, 제 2 다중화기(109b)는 사전부호화된 신호(105)와 제 2 CRS(107b)를 다중화하여, 제 2 송신 안테나(111b)를 통해 송신한다.

이 때 CRS(107a, 107b)를 이용한 DL 전송에서 데이터 신호(101)는 사전부호화되는 반면, CRS(107a, 107b)는 사전부호화되지 않는다. 이러한 CRS(107a, 107b)를 통해, 수신기는 사전부호화가 반영되지 않은 CSI를 측정할 수 있다. 그리고 수신기는 CSI를 직접 송신기(100)에 보고하거나 주어진 채널 상황에서 가장 선호하는 전송 방식을 송신기(100)에 보고한다.

LTE 시스템에서 송신기에 보고하는 피드백 정보를 선호하는 전송 방식으로 정의하고 있는데, 채널 품질 지정자(Channel Quality Indicator; CQI), 사전부호화 행렬 지정자(Precoding Matrix Indicator; PMI), 랭크 지정자(Rank Indicator; RI) 등이 LTE 시스템에서 DL 전송을 지원하기 위해 정의된 피드백 정보이다. CQI, PMI, RI는 각각 주어진 채널 상황에서 수신 받을 수 있는 변조 및 부호화 방식, 가장 선호되는 사전부호화 방식, 수신 받을 수 있는 공간 다중화 계층의 수를 나타낸다.

그러나 CQI, PMI, RI를 보고하는 경우에는, 수신기가 표준에서 소개하고 있는 사전부호화 코드북(precoding codebook) 내에 정의된 사전부호화 방식만을 사용하기 때문에 사전부호화 방식이 제한적이다. 예를 들면, 수신기는 사전부호화 코드북 내에 정의된 사전부호화 행렬 중 가장 선호하는 것을 하나 골라서 이를 송신기에 보고하고, 송신기는 이 정보를 토대로 사전부호화 코드북에서 사전 부호화 방식을 선택하여 실제 전송에 적용한다. 따라서 송신기는 사전부호화 코드북에 정의되지 않은 사전부호화를 적용할 수 없다. 이러한 이유로 LTE 시스템에서 데이터 신호에 실제 사용한 사전부호화 방식에 관한 정보를 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information, 이하 "DCI")에 포함시키고 있다.

한편 LTE-A 시스템에서 송신기가 사전부호화 코드북에 정의되지 않은 사전부호화를 적용하는 것이 허용된다. 이 방식의 장점은, 송신기가 사전부호화 방식을 임의로 결정할 수 있다는데 있다. 이로 인하여, CRS에 기반한 전송 방식을 그대로 사용할 수 없다. 즉 사전부호화 방식의 수가 무한하기 때문에, DCI를 이용하여 사전부호화 방식을 알려 줄 수 없는 것이다. 이에 따라, LTE 시스템에서 하나의 계층 전송에 한하여, 수신기 별 기준 신호, 즉 단말 기준 신호(dedicated RS; DRS)를 도입하였는데, DRS는 데이터 신호와 동일한 사전부호화 방식이 적용된다. 따라서 DCI를 이용하여 실제 적용한 사전부호화 방식을 알려주지 않아도, 수신기는 DRS를 통해 사전부호화된 채널을 추정하여 사전부호화된 데이터 신호를 복조할 수 있다. LTE 시스템은 release-9에서 DM-RS를 도입하여 이러한 전송을 두 계층 전송까지 확대하였는데, LTE-A 시스템에서는 최대 8개의 계층 전송을 지원하도록 DM-RS를 8개까지 정의한다. DM-RS 역시 데이터 신호와 동일한 사전부호화 방식이 적용되고, DCI를 이용하여 실제 적용한 사전부호화 방식을 알려주지 않아도, 수신기는 DM-RS를 통해 사전부호화된 채널을 추정하여 사전부호화된 데이터 신호를 복조할 수 있다.

도 2는 LTE 시스템에서 송신기의 DRS를 이용한 하향링크 전송 장치를 도시한 것이다. 이 때 송신기에서 2개의 송신 안테나들을 구비하는 예를 가정하여 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 송신기가 2개를 초과하는 수의 송신 안테나들을 구비하더라도, 동일하게 적용된다. 아울러, 비록 LTE 시스템에서 DRS의 용도가 하나의 계층 전송으로 제한되나, LTE-A 시스템에서 최대 8개의 계층을 구성하여 전송하는 공간 다중화에 DRS 개념을 적용할 수 있다.

도 2를 참조하면, 송신기(120)는 다중화기(125), 사전부호화기(127), 제 1 송신 안테나(131a) 및 제 2 송신 안테나(131b)를 포함한다. 이 때 송신기(120)는 데이터 신호(121)를 DRS(123)와 더불어 다중화 및 사전부호화하여 송신한다.

수신기(도시되지 않음)를 위한 데이터 신호(121)와 DRS(123) 입력 시, 다중화기(125)는 데이터 신호(121)와 DRS(123)를 다중화하여, 사전부호화기(127)로 전달한다. 사전부호화기(127)는 사전부호화된 신호(129)를 생성하여, 제 1 송신 안테나(131a) 및 제 2 송신 안테나(131b)를 통해 송신한다. 사전부호화된 신호(129)는 데이터 신호(121)와 DRS(123)를 포함하며, 수신기는 DRS(123)로 데이터 신호(121)의 채널을 추정하여 DRS(123)의 사전부호화 방식과 채널 응답을 모두 반영한 사전부호화된 채널 응답을 추정할 수 있다.

도 3은 LTE 시스템에서 하향 링크 자원 사상의 일례를 도시한 것이다. 이 때 DL 자원이 일반 CP(normal CP; normal Cyclic Prefix) 서브프레임 구조에 따라 구현되는 경우를 가정하여 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 DL 자원이 확장 CP(Extended CP) 서브프레임 구조에 따라 구현될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 시간 축 상에서 최소 자원 단위는 OFDM 심볼(OFDM symbol; 201)이다. 7개의 OFDM 심볼(201)로 하나의 슬롯(slot; 203)이 구성되고, 두개의 슬롯(203)으로 하나의 서브프레임(subframe; 205)이 구성된다. 이러한 서브프레임(205)은 시간 축 상에서 자원할당의 기본 단위가 된다. 하나의 서브프레임(205)에서 선두의 하나, 둘 또는 세개의 OFDM 심볼(201)은 제어 채널 영역으로 사용되며, 나머지의 OFDM 심볼(201)은 데이터 채널 영역으로 사용된다. 그리고 주파수 축 상에서 최소 자원 단위는 서브캐리어(subcarrier; 207)이다. 12개의 서브캐리어로 하나의 자원블럭(resource block; RB; 211)이 구성된다. RB(211)는 주파수 축 상에서 자원할당의 기본 단위가 된다. 이를 통해, 주파수 축 상에서 하나의 서브캐리어(207), 시간 축 상에서 하나의 OFDM 심볼(201) 및 공간 축 상에서 하나의 안테나 포트(도시되지 않음)는 자원의 가장 작은 단위인 자원요소(resource element; RE; 209)로 구성되며, 하나의 변조 심볼이 RE(209)로 송수신된다.

예를 들면, 송신기의 송신 안테나, 즉 안테나 포트가 4개인 경우, 송신기는 각각의 안테나 포트를 위한 CRS(220. 221, 222, 223)를 정의하여 송신한다. 즉 수신기에서 안테나 포트 0, 1, 2, 3의 채널을 추정할 수 있게 위해서, 송신기는 안테나 포트 0을 위한 CRS0(220), 안테나 포트 1을 위한 CRS1(221), 안테나 포트 2를 위한 CRS2(222) 및 안테나 포트 3을 위한 CRS3(223)을 송신한다. 이 때 송신기는 CRS0(220), CRS1(221), CRS2(222) 및 CRS3(223)을 각기 다른 RE(209)에 분산시켜 송신한다. 이를 통해, CRS0(220), CRS1(221), CRS2(222) 및 CRS3(223)는 서로 직교하는 특성을 갖는다. 아울러, 송신기는 데이터 신호 중 제어 채널 신호(225)를 제어 채널 영역의 RE(209)로 송신하고, 데이터 신호 중 데이터 채널 신호(227)를 데이터 채널 영역의 RE(209)로 송신한다. 그리고 CRS(220, 221, 222, 223)의 위치를 셀 별로 다르게 정의하고자, 셀 별 오프셋(213)은 셀의 식별자(cell identification)에 따라 다르게 결정된다.

이러한 LTE 시스템에서, 송신기는 하기 <표 1>과 같은 전송 모드(transmission mode, 이하 "TM")에 따라 데이터 신호 및 기준 신호를 송신할 수 있다. 하기 <표 1>은 LTE 시스템의 DL에서 이용 가능한 전송 모드를 나열한 표이다. 각 전송 모드 별로 두 가지 데이터 전송 방식이 지원된다. 기준 전송 방식은 해당 전송 모드에서만 허용되는 전송 방식이고 대체 전송 방식은 모든 전송 모드에서 공통적으로 허용되는 전송 방식이다.

LTE 시스템에서 다양한 기준 전송 방식을 지원하지만, 모든 기준 전송 방식을 매 전송 시점마다 자유롭게 선택할 수 있는 것은 아니다. 각각의 기준 전송 방식은 서로 다른 DCI를 요구하며, 수신기는 어떤 DCI를 수신할 것인가를 미리 알고 있어야 한다. 따라서 송신기가 하나의 수신기에 특정 공통 전송 모드를 설정해 주면, 해당 수신기는 해당 공통 전송 모드의 기준 전송 방식으로 수신 동작을 수행하게 된다. 이 때 공통 전송 모드의 설정은 상위 시그널링(higher layer signalling)을 통해 이루어지기 때문에 설정 과정에서 시간 지연을 피할 수 없다. 그리고 특정 수신기에 설정된 공통 전송 모드의 기준 전송 방식이 더 이상 유효하지 않는 채널 상태로 변했다면, 해당 수신기의 공통 전송 모드를 변경하기 위한 대체 전송 방식이 필요하다. 여러 가지 기준 전송 방식 중 가장 채널 변화에 둔감한 것이 전송 다이버시티이기 때문에, LTE 시스템은 7가지의 공통 전송 모드에 대해 대체 전송 방식으로 전송 다이버시티를 정의하고 있다.

<표 1>에 나열된 전송 모드 1부터 6은 CRS를 기반으로 한 기준 전송 방식을 지원하는 반면 전송 모드 7부터 10은 DRS(안테나 포트 5) 또는 DM-RS(안테나 포트 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)를 기반으로 한 기준 전송 방식을 지원한다.

CRS를 기반으로 한 기준 전송 방식으로는, 송신기가 하나의 송신 안테나만 가지고 있는 경우에 해당하는 단일 안테나 송신; 안테나 포트 0, 공간 다이버시티를 얻기 위한 전송 다이버시티, 공간 채널 상태에 관한 피드백 없이 공간 다중화 전송을 하는 open-loop 공간 다중화, 공간 채널 상태에 관한 피드백을 토대로 공간 다중화 전송을 하는 closed-loop 공간 다중화, 동일 자원에서 서로 다르게 성형된 빔으로 복수의 사용자 신호를 전송하는 다중 사용자 MIMO(Multiple Input Multiple Output), 공간 채널 상태에 관한 피드백을 토대로 단일 계층 전송을 하는 closed-loop rank-1 precoding 등이 있다.

아울러, LTE 시스템은 DRS를 이용하여 채널 응답을 추정하는 방식을 하나의 공통 전송 모드로 허용하고 있는데, DRS를 안테나 포트 5용 RS라 하여 단일 안테나 송신; 안테나 포트 5 방식이라고 한다.

LTE 시스템의 release-9에서는 전송 모드 8이 추가되었다. DM-RS인 안테나 포트 7, 8이 도입되었으며, CRS에 기반하지 않고 DM-RS에 기반한 공간 다중화를 지원한다.

LTE-A 시스템(release-10)에서는 전송 모드 9와 10이 추가되었다. 최대 8 계층 공간 다중화를 지원하기 위해, DM-RS인 안테나 포트 7, 8에 추가 DM-RS로 안테나 포트 9, 10, 11, 12, 13, 14가 정의 된다.

요컨대 LTE-A 시스템에서는 CRS 기반의 전송 모드인 전송모드 1~6을 지원하고 DRS를 포함한 DM-RS에 기반한 전송모드인 전송 모드 7~10을 지원한다.

LTE 시스템과 LTE-A 시스템의 송신기는 모든 서브프레임에서 CRS를 전송한다. 이에, 수신기는 모든 서브프레임에서 CRS를 수신하여 데이터 신호의 채널 추정에 이용할 수 있다. 다만, 한 가지 예외가 있는데, 그것은 MBSFN 전송을 지원하기 위한 MBSFN 서브프레임에서, 데이터 채널 영역에 CRS가 전송되지 않는다는 것이다. MBSFN 전송은 다중 셀에서 동일한 방송 신호를 전송함으로써 방송의 서비스 영역을 넓히는 전송 방식이다. 이러한 MBSFN 전송은 다중 셀에서 동시에 전송한 신호를 수신기가 셀 별로 구분하지 않고 코히어런트 복조를 수행할 수 있도록 하기 위해서, 다중 셀에서 동일한 RS를 전송하도록 규정하고 있다.

MBSFN 서브프레임에서는 MBSFN 전용 RS만을 정의하여 전송한다. 따라서, unicast 서비스를 받는 LTE 시스템의 수신기는, MBSFN 서브프레임에서 CRS가 전송되지 않으므로 MBSFN 서브프레임에서는 데이터 채널 신호를 수신하지 않는다. 이러한 동작을 위해서, 송신기는 MBSFN 서브프레임의 설정을 상위 시그널링으로 unicast 서비스를 받는 LTE 시스템의 수신기에 알려주고, 수신기는 어느 서브프레임이 MBSFN 서브프레임인가를 사전에 인지한다.

도 4는 MBSFN 서브프레임의 시분할 다중화를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 일반 서브프레임(251)과 MBSFN 서브프레임(253)은 시분할되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이 때 수신기는 일반 서브프레임(251)에서 CRS를 추출하여 데이터 신호의 채널을 추정한다. 반면 수신기는 MBSFN 서브프레임(253)에서 데이터 채널 신호를 수신하지 않는다.

이러한 특징을 이용하여, LTE-A 시스템에서 수신기를 위해 최적화된 자원으로 MBSFN 서브프레임을 활용할 수 있다. LTE-A 시스템은 LTE 시스템과 후행호환성을 유지하여야 하므로, 송신기는 일반 서브프레임에서 반드시 CRS를 전송해야 한다. 그러나 LTE-A 시스템의 수신기는 CRS를 데이터 채널 신호 수신에 참고하지 않도록 전송 모드를 설정할 수 있다. 즉 LTE-A 시스템의 수신기에 있어서, CRS 전송에 사용된 자원은 버려진 자원인 것이다. 그러나 LTE 시스템의 수신기에 있어서, MBSFN 서브프레임의 데이터 채널 영역에서 CRS가 전송되지 않을 것으로 기대되므로, LTE 시스템의 수신기는 LTE-A 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 인식한다. 그리고 LTE-A 시스템의 수신기는 LTE-A 서브프레임을 LTE-A 시스템을 위해 최적화된 서브프레임으로 인식한다. LTE-A 서브프레임에서는 CRS가 전송되지 않으므로 LTE-A 시스템의 수신기의 입장에서는 데이터 채널 신호에 할당된 자원의 양이 늘어나서 데이터 전송율을 높이거나 수신 성능을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

도 5는 LTE-A 서브프레임의 시분할 다중화를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 일반 서브프레임(251)과 LTE-A 서브프레임(255)은 시분할되어 있는 것을 확인할 수 있다. LTE-A 서브프레임은 LTE 시스템의 수신기에게는 MBSFN 서브프레임으로 인식되는 반면, LTE-A 시스템의 수신기에게는 LTE-A 시스템을 위해 최적화된 서브프레임으로 인식된다. 즉 일반 서브프레임(251)에서, 송신기는 후행호환성을 위해 CRS와 LTE-A 시스템의 수신기의 복조를 위한 DM-RS를 동시에 전송해야 하지만, LTE-A 서브프레임(255)의 데이터 채널 영역에서는 CRS 없이 LTE-A 시스템의 수신기를 위한 DM-RS만 전송할 수 있다.

LTE-A 시스템의 DL에서, 송신기는 LTE 시스템의 수신기를 위해서 CRS를 전송하고, LTE-A 시스템의 수신기를 위해서 DM-RS를 전송한다. 여기서 DM-RS는 공간 다중화를 지원하기 위해 DRS를 확장한 것이다. 그리고 데이터 신호가 최대 8개의 공간 계층을 구성할 수 있는 것으로 가정하기 때문에, 최대 8가지 직교하는 DM-RS를 정의한다. DM-RS를 도입한 가장 큰 이유는 송신기가 임의의 사전부호화를 적용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 사전부호화가 사전부호화 코드북에 한정된다면, 다중 사용자 MIMO(Multi-User MIMO, 이하 "MU-MIMO") 등에 적합하지 않으며, CoMP JT를 지원하기 위한 DCI가 매우 복잡해진다. 이와 같이 LTE-A 시스템에서 개선 또는 새로 도입하고자 하는 전송 방식을 효과적으로 지원하기 위해서, CRS를 재활용하기 보다 새로운 DM-RS를 도입하기로 결정한 것이다.

그러나 일반 서브프레임에서, 송신기는 LTE 시스템의 수신기를 위해 CRS도 전송하고 LTE-A 시스템의 수신기를 위해 DM-RS도 전송해야 한다. DM-RS를 이용하는 LTE-A 시스템의 전송 방식이 아무리 효과적이다 하더라도, 두가지 종류의 RS를 항상 전송해야 한다면 RS에 소비되는 자원량이 필요 이상으로 많을 수 있다. 이 때문에 DM-RS를 이용한 LTE-A 시스템의 전송 방식이 LTE시스템의 전송 방식보다 더 낮은 데이터 전송률을 야기하는 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라, LTE-A 시스템의 수신기라 하더라도, 선택적으로 LTE 시스템의 수신기와 같이 CRS를 이용하여 데이터 신호를 수신함으로써, 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.

LTE 시스템의 DL에서는 다중 송신 안테나를 이용한 전송 모드를 설정하기 위해 하기 <표 2>와 같은 상위 시그널링을 정의한다. 즉 상위 시그널링은 수신기 별로 다중 송신 안테나 관련 상항을 알려주기 위한 상황 정보 요소(information element)를 포함하며, 이는, 예컨대 'AntennaInfoDedicated'로 정의될 수 있다. 그리고 'AntennaInfoDedicated'에는 LTE 시스템의 전송 모드를 정의하기 위한 모드 정보 요소를 포함한다. 이 때 모드 정보 요소는 'transmissionMode'로 정의될 수 있으며, 어떤 전송 모드가 설정되었는지를 3-bit의 정보로 알려 준다. 모드 정보 요소 'transmissionMode'가 tmA로 설정되었다면, 전송 모드 A로 설정되었음을 의미한다. 예를 들어 tm3이 설정되었다면 전송 모드 3이 설정된 것이다.

LTE-A 시스템의 DL에서는 전송 모드 9와 10이 추가되었다. 따라서 상기 <표 2>와 같은 'AntennaInfoDedicated'로는 전송 모드를 설정할 수 없다. 따라서 LTE-A 시스템의 수신기는 후술되는 'AntennaInfoDedicated-rel10'이라는 상위 시그널링을 수신하여 전송 모드를 파악한다.

본 발명의 제 1 실시예는 하기 <표 3>과 같이 모드 정보 요소 'transmissionMode-rel10'와 'transmissionModeMBSFN-rel10'를 모두 정의하는 것이다. 모드 정보 요소 'transmissionMode-rel10'는 일반적인 상황에서 어떠한 전송 모드를 설정하는가를 알려주기 위한 것이다. 여기서 일반적인 상황이란, 일반 서브프레임이나 LTE-A 서브프레임에 공히 적용될 수 있는 상황으로, 전송 모드 7, 8, 9, 10 중 하나가 설정되었다면 모든 서브프레임에서 DM-RS 기반 전송 모드로 동작한다. 그러나 전송 모드 1, 2, 3, 4, 5, 6 중 하나가 설정되었다면, 이는 CRS 기반 전송 모드에 해당하므로 LTE-A 서브프레임에서는 적용될 수 없고, CRS가 전송되는 일반 서브프레임에만 적용된다. 즉 CRS 기반 전송 모드로 설정된 수신기는 LTE-A 서브프레임에서 데이터 채널 신호를 수신할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해 'transmissionModeMBSFN-rel10'이라는 모드 정보 요소가 추가로 정의된다. 4-bit로 구성된 모드 정보 요소 'transmissionModeMBSFN-rel10'는 LTE-A 서브프레임에서 LTE-A 시스템의 수신기가 어느 전송모드로 설정되는가를 알려 주며, LTE-A 서브프레임에서는 CRS가 전송되지 않으므로 DM-RS 기반의 전송 모드인 전송 모드 7, 8, 9, 10 중 하나가 선택된다.

본 발명의 제 2 실시예는 하기 <표 4>와 같이 모드 정보 요소 'transmissionMode-rel10'는 반드시 정의하지만, 만약 LTE-A 시스템의 송신기가 모드 정보 요소 'transmissionMode-rel10'에서 지시하는 전송 모드를 LTE-A 서브프레임에도 유지하려고 한다면 모드 정보 요소 'transmissionModeMBSFN-rel10'는 생략할 수도 있다. 하기 <표 4>는 본 실시예를 지원하기 위한 'AntennaInfoDedicated-rel10'이라는 상위 시그널링의 구조이다. 'transmissionModeMBSFN-rel10'는 송신기에 의해 선택적으로 설정된다는 것이 전술된 실시예와의 차이점이다. 본 실시예에서 'transmissionMode-rel10'에 의해 LTE-A 시스템의 수신기가 DM-RS 기반의 전송 모드로 설정되고 'transmissionModeMBSFN-rel10'는 설정되지 않았을 경우, LTE-A 서브프레임에서는 'transmissionMode-rel10'에 의해 설정된 DM-RS 기반의 전송 모드로 간주하고 데이터 채널 신호를 수신한다.

본 발명의 제 3 실시예는 하기 <표 5>와 같이 모드 정보 요소 'transmissionModeMBSFN-rel10'에서 DRS 기반의 전송 모드인 전송 모드 7은 지원하지 않고 전송 모드 8, 9, 10만 지원하는 것이다. 즉 LTE-A 서브프레임에서 전송 모드 8, 9, 10 중 하나만이 설정된다. 하기 <표 5>는 본 실시예를 지원하기 위한 'AntennaInfoDedicated-rel10'이라는 상위 시그널링의 구조이다.

본 발명의 제 4 실시예는 하기 <표 6>과 같이 모드 정보 요소 'transmissionModeMBSFN-rel10'에서 LTE release-8와 release-9에서 정의된 DRS 또는 DM-RS 기반의 전송 모드인 전송 모드 7, 8은 지원하지 않고, LTE-A에서 신규 추가된 전송 모드 9, 10만 지원하는 것이다. 즉 LTE-A 서브프레임에서 전송 모드 9, 10 중 하나만이 설정된다. 하기 <표 6>는 본 실시예를 지원하기 위한 'AntennaInfoDedicated-rel10'이라는 상위 시그널링의 구조이다. 본 실시예에서 'transmissionModeMBSFN-rel10'는 1-bit 정보이다.

본 발명의 제 5 실시예는 하기 <표 7>과 같이 'transmissionModeMBSFN-rel10'로도 모든 전송 모드를 설정할 수 있도록 하는 것이다. 모드 정보 요소 'transmissionModeMBSFN-rel10'에서 CRS 기반 전송 모드인 전송 모드 1, 2, 3, 4, 5, 6 중 하나가 설정되면 수신기는 비록 LTE-A 서브프레임의 데이터 영역에는 CRS가 없지만 제어 채널 영역과 주변 서브프레임에 존재하는 CRS를 이용하여 채널 추정하고 CRS 기반의 전송 방식으로 전송된 데이터 채널 신호를 수신한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신기 구조를 도시한 것이다. 이 때 송신기에서 2개의 송신 안테나들을 구비하는 예를 가정하여 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 송신기가 2개를 초과하는 수의 송신 안테나들을 구비하더라도, 동일하게 적용된다.

도 6을 참조하면, 송신기(300)는 송신 제어기(301), 제 1 다중화기(303), 제 1 사전부호화기(309), 제 2 사전부호화기(313), 제 2 다중화기(315a), 제 3 다중화기(315b), 제 1 송신 안테나(317a) 및 제 2 송신 안테나(317b)를 포함한다. 이 때 송신기(300)는 데이터 신호(303)와 DM-RS(305) 또는 CRS(311)를 다중화하여 전송한다. LTE-A 서브프레임에서, 송신기(300)는 데이터 영역에서 DM-RS(305)를 전송하지만 CRS(311)는 전송하지 않는다. 일반 서브프레임에서, 송신기(300)는 후행호환성을 유지하기 위해 CRS(311)를 전송하며 LTE-A 시스템의 수신기에 설정된 전송 모드에 따라 필요한 경우 DM-RS(305)를 추가로 전송한다.

송신 제어기(301)는 현재 서브프레임이 LTE-A 서브프레임 또는 일반 서브프레임 중 어느 것인지를 결정한다. 그리고 LTE-A 서브프레임이면, 송신 제어기(301)는 데이터 신호(303)와 DM-RS(305)를 생성하여 전송하도록 제어한다. 이 때 송신 제어기(301)는 스케줄링된 수신기에 설정된 LTE-A 서브프레임용 전송 모드를 참고하여 DCI 포맷을 결정한다. DM-RS(305)의 수는 공간 다중화 계층 수에 의해 결정되며, PDCCH로 전송되는 DCI를 통해 수신기에 통보한다.

한편, 현재 서브프레임이 일반 서브프레임이면, 송신 제어기(301)는 데이터 신호(303)와 CRS(311) 그리고 LTE-A 시스템의 수신기에 설정된 전송 모드에 따라 필요한 경우 DM-RS(305)를 생성하여 전송하도록 제어한다. 이 때 송신 제어기(301)는 스케줄링된 수신기에 설정된 일반 전송 모드를 참고하여 DCI 포맷을 결정한다. CRS 기반 전송 모드인 경우 DM-RS(305)는 전송되지 않으며 송신기가 데이터 채널 신호 전송에 사용한 사전부호화 정보는 DCI를 통해 통보하거나 사전에 설정된 전송 모드에 의한 것으로 간주한다. 한편, DM-RS(305)의 수는 공간 다중화 계층 수에 의해 결정되며, PDCCH로 전송되는 DCI를 통해 수신기에 통보한다.

데이터 신호(303)와 DM-RS(305) 입력 시, 제 1 다중화기(307)는 데이터 신호(303)와 DM-RS(305)를 다중화하여, 제 1 사전부호화기(309)로 전달한다. 그리고 제 1 사전부호화기(309)는 DM-RS(305)와 데이터 신호(303)에 동일한 사전부호화를 적용한다. 또는 DM-RS(305) 없이 데이터 신호(303) 입력 시, 제 1 다중화기(307)는 데이터 신호(303)를 다중화하여, 제 1 사전부호화기(309)로 전달한다. 그리고 제 1 사전부호화기(309)는 데이터 신호(303)를 사전부호화한다. 이 때 제 1 사전부호화기(309)에서 특정 수신기를 위해 어떤 사전부호화를 적용할 것인가는 송신 제어기(301)에 의해 결정된다.

CRS(311) 입력 시, 제 2 사전부호화기(313)는 CRS(311)에 고정된 사전부호화(fixed precoding)를 적용한다. 여기서 고정된 사전부호화란 수신기의 채널 상태에 따라 사전부호화를 변경하는 것이 아니라, 항상 일정한 사전부호화를 적용하는 것을 의미한다. 고정된 사전부호화를 적용하는 이유는, LTE-A 시스템은 최대 8개의 송신 안테나를 구비할 수 있으나, LTE 시스템의 수신기는 LTE-A 시스템을 최대 4개의 송신 안테나를 가진 것으로 인식하기 때문에, LTE 시스템의 최대 4개의 CRS를 최대 8개 송신 안테나에 배치하는 규칙을 도입해야 하기 때문이다. 이러한 과정을 안테나 가상화(antenna virtualization)라고 한다. 이 때 제 2 사전부호화기(313)는 CRS(311)를 어떻게 제 1 송신 안테나(317a) 및 제 2 송신 안테나(317b)에 배치할 것인지를 결정한다.

제 1 사전부호화기(309)에서 사전부호화된 데이터 신호(303)와 DM-RS(305) 입력 시, 제 2 다중화기(315a) 및 제 3 다중화기(315b)는 데이터 신호(303)와 DM-RS(305)를 다중화하여, 제 1 송신 안테나(317a) 및 제 2 송신 안테나(317b)를 통해 송신한다. 또는 제 1 사전부호화기(309)에서 사전부호화된 데이터 신호(303)와 제 2 사전부호화기(313)에서 사전부호화된 CRS(311) 입력 시, 제 2 다중화기(315a) 및 제 3 다중화기(315b)는 데이터 신호(303)와 CRS(311)를 다중화하여, 제 1 송신 안테나(317a) 및 제 2 송신 안테나(317b)를 통해 송신한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수신기 구조를 도시한 것이다. 이 때 수신기에서 2개의 수신 안테나들을 구비하는 예를 가정하여 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 수신기가 2개를 초과하는 수의 수신 안테나들을 구비하더라도, 동일하게 적용된다.

도 7을 참조하면, 수신기(400)는 수신 제어기(401), 제 1 수신 안테나(403a), 제 2 수신 안테나(403b), 제 1 역다중화기(405a), 제 2 역다중화기(405b), 채널 추정기(407), 결합기(409), 데이터 처리기(413)를 포함한다.

수신 제어기(401)는 상위 시그널링을 해석하여 현재 서브프레임이 LTE-A 서브프레임 또는 일반 서브프레임 중 어느 것인지를 결정한다. 또한 수신 제어기(401)는 수신기에 설정되어 있는 전송 모드와 PDCCH를 통해 전달된 제어 정보(DCI)를 참고하여 다음 사항을 결정한다.

i. 복조를 위한 채널 추정에 사용해야 하는 RS는 CRS인가 DM-RS인가? (미리 상위 시그널링으로 설정된 전송 모드에 의해 결정)

ii. 복조를 위한 채널 추정에 DM-RS를 사용한다면 몇 개의 DM-RS를 추정해야 하는가? (PDCCH를 통해 전송되는 DCI에 의해 결정)

iii. 데이터 수신 방법과 자원 할당 정보를 포함한 제어신호(DCI)는 어떤 포맷으로 가정하고 PDCCH를 수신해야 하는가? (미리 상위 시그널링으로 설정된 전송 모드에 의해 결정)

iv. 데이터 채널 신호는 어느 자원에서 어떻게 수신해야 하는가? (PDCCH를 통해 전송되는 DCI에 의해 결정)

제 1 수신 안테나(403a) 및 제 2 수신 안테나(403b)에서 신호 수신 시, 제 1 역다중화기(405a) 및 제 2 역다중화기(405b)는 각각 신호를 역다중화하여 RS와 데이터 신호로 구분한다. 이 때 제 1 역다중화기(405a) 및 제 2 역다중화기(405b)는 RS를 채널 추정기(407)로 전달한다. 그리고 제 1 역다중화기(405a) 및 제 2 역다중화기(405b)는 데이터 신호를 결합기(409)로 전달한다.

채널 추정기(407)는 입력된 RS를 이용하여 채널을 추정한다. 이 때 수신 제어기(401)에서 현재 서브프레임이 LTE-A 서브프레임인 것으로 결정되면 LTE-A 서브프레임용 전송 모드에 따라 PDCCH를 수신하고 DCI 정보를 획득하여 어느 RS를 이용하여 채널을 추정할 것인가를 결정하고 채널 추정기(407)가 데이터 채널 신호 복조에 필요한 채널을 추정하도록 명령한다. 그러나 만약 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 설정되어 있지 않거나 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 CRS 기반의 전송 모드로 설정되었다면, 수신 제어기(401)는 상기 LTE-A 서브프레임에서 데이터 채널 신호가 전송되지 않았다고 간주하고 데이터 채널 신호 수신 과정을 종료한다. 단, 본 발명의 제 5 실시예에서는, 제어채널 영역과 주변 서브프레임에 존재하는 CRS를 이용하여 LTE-A 서브프레임에서 데이터 채널 신호를 수신하도록 송신기가 강제로 설정한 경우, 수신 제어기(401)는 제어채널 영역과 주변 서브프레임에 존재하는 CRS를 이용하여 채널을 추정하도록 채널 추정기(407)에 명령한다.

수신 제어기(401)에서 현재 서브프레임이 일반 서브프레임인 것으로 결정되면 모드 정보 요소 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 전송 모드에 따라 데이터 신호 수신 및 채널 추정을 진행한다. 즉, "transmissionMode-rel10"에서 CRS 기반의 전송 모드로 설정되어 있다면, 수신 제어기(401)는 해당 전송 모드에 따른 PDCCH를 수신하고 DCI 정보를 획득하여 채널 추정기(407)가 CRS를 이용하여 데이터 채널 신호 복조에 필요한 채널을 추정하도록 명령한다. "transmissionMode-rel10"에서 DM-RS 기반의 전송 모드로 설정되어 있다면, 수신 제어기(401)는 해당 전송 모드에 따른 PDCCH를 수신하고 DCI 정보를 획득하여 채널 추정기(407)가 DM-RS를 이용하여 데이터 채널 신호 복조에 필요한 채널을 추정하도록 명령한다.

채널 추정기(407)는 수신 제어기(401)가 지시한 RS의 패턴에 따른 채널 추정 방법을 적용하여 채널을 추정한다. 그리고 채널 추정기(407)는 채널 추정치를 수신 제어기(401)로 전달한다. 이를 통해, 수신 제어기(401)는 제 1 수신 안테나(403a) 및 제 2 수신 안테나(403b)를 통해 수신된 데이터 신호를 어떻게 결합할 것인지를 나타내는 결합 계수를 결정한다. 또한 수신 제어기(401)는 이 결합 계수를 결합기(409)에 전달한다.

데이터 신호와 결합 계수 입력 시, 결합기(409)는 결합 계수에 따라 데이터 신호를 적절하게 결합하여 복구된 데이터 심볼(411)을 구한다. 데이터 처리기(413)는 데이터 심볼(411)에 복조 및 복호를 수행하여 정보 비트열로 복원한다. 이 때 수신 제어기(401)가 DCI로 통보된 변조 및 부호화 방법을 전달함에 따라, 데이터 처리기(413)는 적절한 복조 및 복호를 수행할 수 있다.

이러한 수신기(400)에서 데이터 채널 영역의 데이터 채널 신호를 수신하기 위한 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 제 1, 3, 4 실시예에서 적용 가능한 수신기의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 8을 참조하면, LTE-A 시스템의 수신기는 우선 501 단계에서 상위 시그널링의 상황 정보 요소, 즉 "AntennaInfoDedicated-rel10"에서 모드 정보 요소, 즉 "transmissionMode-rel10"와 "transmissionModeMBSFN-rel10"를 확인한다. 이 때 수신기는 현재 서브프레임에 대응하여 해당 수신기에 설정된 전송 모드를 파악할 수 있다. 여기서, 수신기는 모드 정보 요소로부터 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 해당 수신기에 설정된 것을 파악할 수 있다. 그리고 수신기는 503 단계에서 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임인지 아닌지를 판단한다.

만약 현재의 서브프레임이 일반 서브프레임이라면, 수신기는 505 단계에서 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 일반 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신할 수 있다. 한편, 만약 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임이라면, 수신기는 507 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"에서 설정된 LTE-A 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 7 내지 10 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에서 적용 가능한 수신기의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 9를 참조하면, LTE-A 시스템의 수신기는 우선 601 단계에서 상위 시그널링의 상황 정보 요소, 즉 "AntennaInfoDedicated-rel10"에서 모드 정보 요소, 즉 "transmissionMode-rel10"와 "transmissionModeMBSFN-rel10"를 확인한다. 이 때 수신기는 현재 서브프레임에 대응하여 해당 수신기에 설정된 전송 모드를 파악할 수 있다. 여기서, 수신기는 모드 정보 요소로부터 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 해당 수신기에 설정된 것을 파악할 수 있다. 그리고 수신기는 603 단계에서 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임인지 아닌지를 판단한다.

만약 현재의 서브프레임이 일반 서브프레임이라면, 수신기는 605 단계에서 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 일반 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신한다. 한편, 만약 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임이라면, 수신기는 611 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"를 확인하여, LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 설정되었는지 여부를 판단한다. 만약 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 설정되었다면, 수신기는 613 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"에서 설정된 LTE-A 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다. 만약 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 설정되어 있지 않다면, 수신기는 615 단계에서 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 일반 서브프레임 전송 모드가 CRS 기반인가를 판단한다. 만약 일반 서브프레임 전송 모드가 CRS 기반이라면, LTE-A 서브프레임에는 CRS가 없으므로, 기지국은 617 단계에서 데이터 채널 신호 수신을 중단한다. 만약 일반 서브프레임 전송 모드가 DM-RS 기반이라면, LTE-A 서브프레임에는 DM-RS가 전송될 수 있으므로, 기지국은 605 단계에서 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 일반 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다.

도 10은 본 발명의 제 5 실시예에서 적용 가능한 수신기의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 10을 참조하면, LTE-A 시스템의 수신기는 우선 701 단계에서 상위 시그널링의 상황 정보 요소, 즉 "AntennaInfoDedicated-rel10"에서 모드 정보 요소, 즉 "transmissionMode-rel10"와 "transmissionModeMBSFN-rel10"를 확인한다. 이 때 수신기는 현재 서브프레임에 대응하여 해당 수신기에 설정된 전송 모드를 파악할 수 있다. 여기서, 수신기는 모드 정보 요소로부터 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 해당 수신기에 설정된 것을 파악할 수 있다. 그리고 수신기는 703 단계에서 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임인지 아닌지를 판단한다.

만약 현재의 서브프레임이 일반 서브프레임이라면, 수신기는 705 단계에서 "transmissionMode-rel10"에서 설정된 일반 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호를 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 10 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신할 수 있다. 한편, 만약 현재의 서브프레임이 LTE-A 서브프레임이라면, 수신기는 721 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"를 확인하고 LTE-A 서브프레임용으로 설정된 전송 모드가 CRS 기반인가를 판단한다. 만약 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 CRS 기반이라면, 수신기는 723 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"에서 설정된 LTE-A 서브프레임 전송 모드를 가정하여 LTE-A 서브프레임 내 제어채널 영역의 CRS와 주변 서브프레임의 CRS를 이용하여 채널을 추정하고 데이터 채널 신호 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 1 내지 6 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신할 수 있다. 만약 LTE-A 서브프레임용 전송 모드가 DM-RS 또는 DRS 기반이라면, 수신기는 725 단계에서 "transmissionModeMBSFN-rel10"에서 설정된 LTE-A 서브프레임 전송 모드를 가정하여 데이터 채널 신호 수신한다. 이 때 수신기는 상기 <표 1>에서 전송 모드 7 내지 10 중 어느 하나에 따라 데이터 채널 신호를 수신할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (18)

1. LTE-A(LTE Advance) 통신 시스템에서 사용자 장치(UE)에서 기지국으로부터 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서,
   상위 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 복수의 전송 모드 중에서 적어도 하나의 전송 모드 - 상기 적어도 하나의 전송 모드는 전송 모드 9(tm9) 및 전송 모드 10(tm10) 중 적어도 하나를 포함함 - 에 대한 정보를 수신하는 단계;
   상기 상위 시그널링을 통해 상기 기지국으로부터 MBSFN(Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) 서브프레임에 대한 정보를 수신하는 단계;
   데이터 신호에 대한 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) - 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1A임 - 를 수신하는 단계;
   상기 전송 모드에 대한 정보, 상기 MBSFN 서브프레임에 대한 정보, 및 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷에 기초하여, 현재 서브프레임에 대응하는 전송 방식을 결정하는 단계; 및
   상기 전송 방식에 기초하여 상기 데이터 신호를 처리(processing)하는 단계
   를 포함하는, 데이터 수신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 CRS(Common Reference signal)에 기초하고, 상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 기초하는 것인, 데이터 수신 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 현재 서브프레임이 상기 MBSFN 서브프레임일 때, 상기 MBSFN 서브프레임을 위한 적어도 하나의 전송 모드에 기초하여 상기 데이터 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 현재 서브프레임이 일반 서브프레임일 때, 상기 일반 서브프레임을 위한 적어도 하나의 전송 모드에 따라 상기 데이터 신호를 수신하는 단계
   를 더 포함하는, 데이터 수신 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 DCI의 포맷은 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 대한 정보를 포함하는 것인, 데이터 수신 방법.
5. LTE-A(LTE Advance) 통신 시스템에서 기지국(BS)에서 사용자 장치(UE)로 데이터를 전송하기 위한 방법에 있어서,
   복수의 전송 모드 중에서 적어도 하나의 전송 모드 - 상기 적어도 하나의 전송 모드는 전송 모드 9(tm9) 및 전송 모드 10(tm10) 중 적어도 하나를 포함함 - 에 대한 정보를 전송하는 단계;
   상위 시그널링을 통해 상기 UE에 MBSFN(Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) 서브프레임에 대한 정보를 전송하는 단계;
   데이터 신호에 대한 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) - 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1A임 - 를 전송하는 단계;
   상기 전송 모드에 대한 정보, 상기 MBSFN 서브프레임에 대한 정보, 및 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷에 기초하여, 현재 서브프레임에 대응하는 전송 방식을 결정하는 단계; 및
   상기 전송 방식에 기초하여 상기 데이터 신호를 전송하는 단계
   를 포함하는, 데이터 전송 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 CRS(Common Reference signal)에 기초하고, 상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 기초하는 것인, 데이터 전송 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 DCI의 포맷은 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 대한 정보를 포함하는 것인, 데이터 전송 방법.
8. LTE-A(LTE Advance) 통신 시스템에서 기지국으로부터 데이터를 수신하기 위한 장치에 있어서,
   수신 제어기 및 데이터 처리기(data processor)를 포함하고,
   상기 수신 제어기 및 데이터 처리기는,
   상기 수신 제어기에 의해, 상위 시그널링을 통해 상기 기지국으로부터복수의 전송 모드 중에서 적어도 하나의 전송 모드 - 상기 적어도 하나의 전송 모드는 전송 모드 9(tm9) 및 전송 모드 10(tm10) 중 적어도 하나를 포함함 - 에 대한 정보를 수신하고;
   상기 수신 제어기에 의해, 상기 상위 시그널링을 통해 상기 기지국으로부터 MBSFN(Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) 서브프레임에 대한 정보를 수신하고;
   상기 수신 제어기에 의해, 데이터 신호에 대한 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) - 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1A임 - 를 수신하고;
   상기 수신 제어기에 의해, 상기 전송 모드에 대한 정보, 상기 MBSFN 서브프레임에 대한 정보, 및 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷에 기초하여, 현재 서브프레임에 대응하는 전송 방식을 결정하며;
   상기 데이터 처리기에 의해, 상기 전송 방식에 기초하여 상기 데이터 신호를 처리
   하도록 구성되는 것인, 데이터 수신 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 CRS(Common Reference signal)에 기초하고, 상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 기초하는 것인, 데이터 수신 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신 제어기는 또한,
    상기 현재 서브프레임이 상기 MBSFN 서브프레임일 때, 상기 MBSFN 서브프레임을 위한 적어도 하나의 전송 모드에 기초하여 상기 데이터 신호를 수신하고;
    상기 현재 서브프레임이 일반 서브프레임일 때, 상기 일반 서브프레임을 위한 적어도 하나의 전송 모드에 기초하여 상기 데이터 신호를 수신
    하도록 구성되는 것인, 데이터 수신 장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 DCI의 포맷은 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 대한 정보를 포함하는 것인, 데이터 수신 장치.
12. LTE-A(LTE Advance) 통신 시스템에서 사용자 장치(UE)에 데이터를 전송하기 위한 장치에 있어서,
    송신 제어기 및 다중화기를 포함하고,
    상기 송신 제어기 및 다중화기는,
    상기 송신 제어기에 의해, 상위 시그널링을 통해 상기 UE에 복수의 전송 모드 중에서 적어도 하나의 전송 모드 - 상기 적어도 하나의 전송 모드는 전송 모드 9(tm9) 및 전송 모드 10(tm10) 중 적어도 하나를 포함함 - 에 대한 정보를 전송하고;
    상기 송신 제어기에 의해, 상기 상위 시그널링을 통해 상기 UE에 MBSFN(Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) 서브프레임에 대한 정보를 전송하고;
    상기 송신 제어기에 의해, 데이터 신호에 대한 하향 링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) - 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1A임 - 를 전송하고;
    상기 송신 제어기에 의해, 상기 전송 모드에 대한 정보, 상기 MBSFN 서브프레임에 대한 정보, 및 상기 데이터 신호에 대한 DCI의 포맷에 기초하여, 현재 서브프레임에 대응하는 전송 방식을 결정하며;
    상기 송신 제어기에 의해, 상기 전송 방식에 기초하여 상기 데이터 신호를 전송
    하도록 구성되는 것인, 데이터 전송 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 CRS(Common Reference signal)에 기초하고, 상기 복수의 전송 모드 중 적어도 하나의 전송 모드는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 기초하는 것인, 데이터 전송 장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 DCI의 포맷은 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 대한 정보를 포함하는 것인, 데이터 전송 장치.
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