KR101901210B1 - 무선통신시스템 및 단말의 정보 송신방법, 기지국의 정보 수신방법, 그 단말, 그 기지국 - Google Patents

Abstract

본 발명은 둘 이상의 리모트 유닛들 및 하나의 출력포트에 최대 안테나 개수를 가지는 하나의 리모트 유닛을 연결하거나 최대 안테나 개수보다 적은 안테나 개수를 가지는 둘 이상의 리모트 유닛들을 연결되도록 구성되는 디지털 유닛을 포함하는 무선통신시스템을 제공한다.

Description

무선통신시스템 및 단말의 정보 송신방법, 기지국의 정보 수신방법, 그 단말, 그 기지국{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, METHOD FOR TRANSMITTING INFORMATION WITH USER EQUIPMENT, METHOD FOR RECEIVING INFORMATION WITH BASE STATION, USER EQUIPMENT AND BASE STATION THEREOF}

본 발명은 하향링크 데이터를 전송하는 기술에 관한 것이다. 다수의 송신 안테나를 통하여 하향링크 데이터 전송을 지원하는 기지국에서 같은 시간/주파수 자원을 사용하여 다수의 단말로 동시에 하향링크 데이터를 전송하는 기술에 관한 것이다.

다수의 송신 안테나를 통하여 하향링크 데이터 전송을 지원하는 기지국에서 같은 시간/주파수 자원을 사용하여 다수의 단말로 동시에 하향링크 데이터를 전송한다.

특히 특정 기지국 장비가 다수의 송신 안테나를 함께 사용하여 하나의 공간 영역에 대한 하향링크 데이터 전송을 수행하는 경우를 지원할 뿐만 아니라 다수의 송신 안테나를 분산 배치하여 여러 공간 영역에 대한 하향링크 데이터 전송을 수행하는 경우도 지원할 수 있다.

이때 단말은 기지국이 다수의 송신 안테나를 분산 배치하여 여러 공간 영역에 대한 하향링크 데이터 전송을 수행하는 경우도 지원하는 상황을 구분할 수 있도록 하는 정보를 생성 및 보고하는 동작이 요구된다.

일측면에서, 본 발명은 둘 이상의 리모트 유닛들 및 하나의 출력포트에 최대 안테나 개수를 가지는 하나의 리모트 유닛을 연결하거나 최대 안테나 개수보다 적은 안테나 개수를 가지는 둘 이상의 리모트 유닛들을 연결되도록 구성되는 디지털 유닛을 포함하는 무선통신시스템을 제공한다.

디지털 유닛은, 둘 이상의 리모트 유닛들 각각이 셀 영역을 구성하고 둘 이상의 셀 영역들에 대한 데이터 서비스를 지원하도록 설정한다.

디지털 유닛은, 둘 이상의 셀 영역 중 하나에 속해 있는 특정 단말이 어느 셀 영역에 속하는지를 확인할 수 있는 정보를 특정 단말로부터 수신한다.

다른 측면에서 본 발명은, CSI-RS를 수신하는 수신단계, 수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성하는 생성단계 및 안테나 포트 정보를 송신하는 송신단계를 포함하는 단말의 정보 송신방법을 제공한다.

또다른 측면에서 본 발명은, CSI-RS를 송신하는 송신단계, 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 단말로부터 수신하는 수신단계 및 안테나 포트 정보를 통해 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 스케줄링단계를 포함하는 기지국의 정보 수신방법을 제공한다.

또다른 측면에서 본 발명은, CSI-RS를 수신하는 통신부 및 수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성하는 제어부를 포함하며, 통신부는 안테나 포트 정보를 송신하는 단말을 제공한다.

또다른 측면에서 본 발명은, CSI-RS를 송신하고 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 단말로부터 수신하는 통신부 및 안테나 포트 정보를 통해 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 상향링크 신호를 단말로부터 수신하는 수신단계 및 특정 안테나 포트에서 상향링크 신호가 수신되는지를 확인하여 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 스케줄링단계를 포함하는 기지국의 정보 수신방법을 제공한다.

도 1은 실시예들이 적용되는 무선통신시스템의 구성도이다.
도 2는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 도시한 것이다.
도 3은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB의 무선자원을 도시한 것이다.
도 4는 여러 셀 영역들로의 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선통신시스템 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 또다른 실시예에 따른 단말과 기지국의 정보 송수신방법의 흐름도이다.
도 9는 포트 인디케이터(PI)가 보고되는 타이밍의 예시를 도시한 것이다.
도 10은 또다른 실시예에 따른 단말의 동작 순서도를 나타낸다.
도 11은 또다른 실시에에 따른 기지국의 동작 순서도를 나타낸다.
도 12는 또다른 실시예에 따른 단말의 장치도를 나타낸다.
도 13은 또다른 실시예에 따른 기지국의 장치도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 실시예들이 적용되는 무선통신시스템의 구성도이다.

본 발명에서의 무선통신시스템(100)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

무선통신시스템(100)은 사용자 단말(User Equipment(UE), 120) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB, 110)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말(120)은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국(111)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell, 130)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀(130)은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토 셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii) 에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

이하, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신포인트를 통칭하여 기지국(110)으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말(120)과 기지국(110)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말(120)과 기지국(110)은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말(120)에 의해 기지국(110)으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국(110)에 의해 사용자 단말(120)로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

무선통신시스템(100)에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-Advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

또한, LTE(Long Term Evolution), LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced)와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(130)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 무선통신시스템(100)은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀 영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 ?UCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다’는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다.

기지국(110)은 단말(120)로 하향링크 전송을 수행한다. 기지국(110)은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

무선통신시스템(100)은 초기 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 최근 3GPP의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 그리고 LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced) 등 다양한 무선통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다. 특히 LTE 시스템은 고속 무선 패킷 데이터 전송을 효율적으로 지원하기 위하여 개발된 시스템으로 다양한 무선접속 기술을 활용하여 무선시스템의 용량을 최대화한다. LTE-Advanced 시스템은 LTE 시스템의 진보된 무선시스템으로 LTE와 비교하여 향상된 데이터 전송능력을 가지고 있다.

LTE 시스템은 일반적으로 3GPP 표준 단체의 릴리즈(Release) 8 또는 릴리즈 9에 해당하는 기지국 및 단말을 의미한다. LTE-Advanced 시스템은 3GPP 표준단체의 릴리즈 10에 해당하는 기지국 및 단말을 의미한다. 3GPP 표준단체에서는 LTE-Advanced 시스템의 표준화 이후에도 이를 기반으로 하여 향상된 성능을 갖는 후속 릴리즈에 대한 표준을 진행하고 있다.

이하에서 도 1을 참조하여 설명한 무선통신시스템으로 LTE/LTE-Advanced 시스템을 예시적으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

LTE/LTE-Advanced 시스템은 MIMO(multiple input multiple output)와 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술을 적용하여 각 기술의 장점을 잘 활용하고 있다.

우선 복수개의 송신안테나를 이용하여 무선신호를 전송하는 MIMO는 한 개의 단말에게 전송하는 SU-MIMO(Single User MIMO)와 동일한 시간/주파수 자원을 이용하여 복수의 단말에게 데이터를 전송하는 MU-MIMO(Multi-User MIMO)로 구분된다.

SU-MIMO의 경우 복수의 송신안테나가 한 개의 수신기에 대하여 무선신호를 복수개의 공간 계층(spatial layer)으로 전송한다. 이때 수신기는 복수개의 수신 안테나를 보유하고 있어야 복수개의 공간 계층을 지원할 수 있다.

반면에 MU-MIMO의 경우 복수의 송신 안테나가 복수의 수신기에 대하여 무선신호를 복수개의 공간 계층으로 전송한다. MU-MIMO의 경우 SU-MIMO와 비교할 때 수신기가 복수의 수신안테나를 필요로 하지 않는다는 장점을 가진다. 다만 단점은 동일한 주파수 및 시간 자원에 복수의 수신기에 대하여 무선신호를 전송하기 때문에 서로 다른 수신기를 위한 무선신호들 사이에 상호 간섭이 발생할 수 있다.

OFDMA 방식을 통하여 용량 증대를 얻을 수 있는 주요 요인 중의 하나는 주파수 축 상에서 서로 다른 단말의 스케줄링을 수행할 수 있다는 것이다. 즉, 채널이 시간에 따라 변하는 특성과 같이 채널이 주파수에 따라 변하는 특성을 추가로 이용하면 적절한 스케줄링 방법과 결합되어 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

도 2는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 기지국(110)가 단말(120)에게 전송하는 무선자원은 주파수 축 상에서는 자원 블록(resource block(RB), 210) 단위로 나누어지며 시간 축 상에서는 서브프레임(subframe), 220) 단위로 나누어진다. LTE/LTE-Advanced 시스템에서 자원 블록(210)는 일반적으로 12개의 부반송파로 이루어지며 180kHz의 대역을 차지한다. 반면 서브프레임(120)은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 일반적으로 14개의 OFDM 심볼 구간으로 이루어지며 1 msec의 시간구간을 차지한다. LTE/LTE-Advanced 시스템은 스케줄링을 수행함에 있어서 시간 축에서는 서브프레임(220) 단위로 자원을 할당할 수 있으며 주파수 축에서는 자원 블록(210) 단위로 자원을 할당할 수 있다.

도 3은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB의 무선자원을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, LTE/LTE-Advanced 시스템의 하향링크 스케줄링 단위는 시간 축 상에서 한 개의 서브프레임(310)으로 이루어지며 주파수 축 상에서 한 개의 자원 블럭(320)으로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 서브캐리어로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치를 갖도록 한다. LTE/LTE-Advanced에서는 도 3의 각각 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 단위(resource element, RE)라 한다. 또한 한 개의 서브프레임은 각각 7개의 OFDM 심볼로 이루어진 두 개의 슬롯(slot)으로 이루어진다.

도 3에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1.CRS(Cell-specific Reference Signal, 230): 특정 셀에 속한 모든 단말들의 채널 측정을 위하여 전송되는 기준 신호

2.DMRS (DeModulation Reference Signal, 340 및 341): 특정 단말의 데이터 복호를 위하여 전송되는 기준 신호

3.PDSCH (Physical Downlink Shared Channel, 350): 하향링크로 전송되는 데이터 채널, 지국이 단말로 데이터를 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 3의 데이터 영역에서 기준신호가 전송되지 않는 RE들을 이용하여 전송됨

4.CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal, 370): 특정 신호 전송지점에 속한 단말로 전송되는 기준신호로 채널 상태를 측정하기 위하여 사용됨. 한 개의 셀 내에는 복수 개의 전송지점이 포함될 수 있어 한 개의 셀에서는 복수 개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

5. 기타 제어채널(Control channel, 360)(PDCCH, PCFICH, PHICH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어 정보나 상향링크 HARQ 운용을 위한 ACK/NACK 전송

이 신호 외에도 LTE-Advanced 시스템에서는 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS (370)가 해당 셀의 단말들에 간섭 없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 뮤팅(muting)은 CSI-RS(370)가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있다. 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너 뛰어 데이터 신호를 수신한다. LTE-Advanced 시스템에서 뮤팅(muting)은 또 다른 용어로 zero-power CSI-RS라고 불리기도 한다. 뮤팅(Muting)은 CSI-RS(370)의 위치에 적용되며 전송전력이 영으로 아무런 신호가 전송되지 않기 때문이다.

CSI-RS(370)는 CSI-RS(370)를 전송하는 안테나 수에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 뮤팅도 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용에 적용될 수 있다. LTE-Advanced 시스템에서 지원하는 안테나 포트의 개수는 2개, 4개 8개로 각각에 대하여 CSI-RS(370)는 2개, 4개, 8개의 RE를 사용하여 전송될 수 있다. 안테나 포트 수가 2개일 경우에는 도 3에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS(370)가 전송되며 안테나 포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS(370)가 전송되고 안테나 포트수가 8개일 경우 두 개의 연속된 패턴을 이용하여 CSI-RS(370)가 전송된다. 반면에 뮤팅은 한 개의 패턴 단위로 이루어진다.

상기 설명한 바와 같이 LTE/LTE-Advanced 시스템은 데이터 전송률 및 시스템 용량 증대를 위하여 복수의 송수신 안테나를 이용하여 데이터를 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 현재까지 LTE-Advanced 시스템은 단말 별로 8개까지의 안테나 포트를 지원하고 한번에 최대 8개의 공간 계층의 전송이 지원된다.

특정 기지국(110)이 상기 주어진 시간/주파수 자원에 대한 단말 스케줄링을 수행하고 상기 다수의 안테나에 적용할 프리코딩 방법을 결정하기 위하여 해당 특정 기지국(110)에 접속한 단말(120)은 상기 CSI-RS(370)를 사용하여 하향링크 채널을 측정하고 이에 대한 채널 정보를 기지국으로 보고한다. LTE/LTE-Advanced 시스템에서는 다음의 세 가지 채널상태정보 또는 채널피드백정보(이하, 채널상태정보라 함)를 사용한다:

● RI(rank indicator): 단말이 선호하는 공간 계층의 개수 정보

● PMI(precoding matrix indicator): 가장 최근에 보고한 RI가 주어진 상황에서 단말이 선호하는 precoding matrix의 인덱스 정보

● CQI(channel quality indicator): 가장 최근에 보고한 RI/PMI가 주어진 상황에서 BLER (block error rate) 0.1을 만족하는 최대의 MCS (modulation and coding scheme) 레벨 정보

세부적인 RI/PMI/CQI에 대한 정의 및 보고 주기는 3GPP 표준 문서 [3GPP TS 36.213]을 참조한다.

도 1을 참조하여 설명한 무선통신시스템은 다양한 방식으로 구현할 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 무선통신시스템의 예들을 상세히 설명한다.

도 4는 여러 셀 영역들로의 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선통신시스템 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 디지털 유닛(Digital Unit(DU), 400)과 둘 이상의 리모트 유닛들(Remote Unit(RU), 410 내지 440)이 분리된 시스템에서, 적어도 하나 이상의 리모트 유닛(410 내지 440)은 하나의 디지털 유닛(400)에 직접 연결된다.

디지털 유닛(400)는 대부분의 기지국 동작들을 수행하는 장치로, 디지털 유닛(400)의 각 출력포트(401)가 실제 무선 데이터 전송을 수행하는 리모트 유닛(410 내지 440)와 연결되어 있다. 일반적으로 디지털 유닛(400)의 각 출력포트(401)에 대응하는 기능들은 연결된 리모트 유닛(410 내지 440)의 기능들과 함께 하나의 기지국이 수행해야 하는 모든 기능들을 수행하도록 동작하며 LTE/LTE-Advanced 시스템의 경우에는 3GPP 표준문서 [3GPP TS 36.300]에 나타난 모든 기지국의 기능들이 이에 해당하게 된다.

여기서 각 리모트 유닛(410 내지 440)은 실제로 해당 셀 영역 내에 설치되어 단말들로 실제 데이터 전송을 수행하여야 하지만 여러 리모트 유닛들(410 내지 440)과 연결되는 디지털 유닛(400)는 실제 셀 영역 내에 설치될 필요는 없고 별도의 공간에 설치되어 리모트 유닛들(410 내지 440)과 연결만 이루고 있어도 된다.

또한 리모트 유닛(410 내지 440)은 하나 이상의 안테나 포트들(antenna ports)과 연결되어 있다. 도 4에서 도시된 안테나 포트들의 번호들은 LTE-A 시스템에 대한 CSI-RS의 포트 번호들로 나타낸다. LTE-Advanced 시스템에서는 CSI-RS 포트 번호가 15번부터 부여되며 22번까지 최대 8개의 포트가 할당될 수 있도록 설계되어 있다. 도 4의 경우에는 디지털 유닛(400)이 4개의 출력포트들(output port, 401)을 가지고 있어 4개의 리모트 유닛들(410 내지 440)과 연결되고 각 리모트 유닛(410 내지 440)은 하나 또는 그 이상의 안테나를 가지고 특정 셀 영역으로 데이터 전송을 수행한다.

이와 같이 하나의 디지털 유닛(400)이 여러 개의 셀 영역들로 데이터 서비스를 제공하는 경우에는 일반적으로 서로 다른 영역에 대한 데이터 서비스를 위하여 서로 다른 출력포트(401)를 사용하고 각 출력포트(401)에 연결된 리모트 유닛들(410 내지 440)이 각각 셀을 형성하여 해당 셀에 존재하는 단말들로 데이터 서비스를 제공하게 된다.

즉, 일반적으로 하나의 디지털 유닛(400)에서 4개의 영역으로 데이터 서비스를 제공하고 싶으면 해당 디지털 유닛(400)은 4개의 출력포트를 구비해야 하며 각 출력포트는 특정 리모트 유닛와 연결되어 해당 영역으로 데이터 서비스를 제공하도록 한다.

도 4에 도시한 바와 같이 네 개의 출력포트(401)가 각각 제1리모트 유닛(410), 제2리모트 유닛(420), 리모트 유닛(430), 그리고 리모트 유닛(440)과 연결되고 각 리모트 유닛(410 내지 440)은 영역 1(Area 1), 영역 2(Area 2), 영역 3(Area 3), 영역 4(Area 4)에 대한 데이터 서비스를 제공한다고 가정하자. 그리고 영역 1(Area 1)은 아주 넓은 공간으로 접속한 단말의 수가 많지만 영역 2(Area 2)는 이보다 좁은 공간에 단말 수도 적고, 영역 3(Area 3)과 영역 4(Area 4)는 매우 작은 공간으로 아주 적은 수의 단말만 접속해 있다고 가정하자.

일반적으로 여러 개의 안테나를 이용하는 MIMO 기술을 사용하면 디지털 유닛(400)의 복잡도는 증가하지만 더욱 넓은 영역으로의 데이터 서비스를 제공할 수 있어 영역 1(Area 1)은 4개의 안테나 포트를 사용하고, 영역 2(Area 2)는 2개의 안테나 포트, 그리고 영역 3(Area 3)과 영역 4(Area 4)는 1개의 안테나 포트만을 사용한다고 하자.

보통 디지털 유닛(400)의 총 계산 용량과 자원 용량은 모든 출력포트들(401)에서 각각 지원할 수 있는 최대의 안테나 개수를 사용한다는 가정으로 설계될 것이기 때문에 도 4의 경우에는 총 계산 용량과 자원 용량을 사용하지 못하게 된다. 즉, 도 4에 도시한 디지털 유닛(400)은 모든 출력포트(401)에서 4개까지의 안테나를 사용할 수 있을 만큼 계산 용량과 자원 용량을 구비하고 있기 때문에 영역 1(Area 1)에서는 디지털 유닛(400)의 용량을 최대까지 사용할 수 있지만 영역 2, 3, 4(Area 2, 3, 4)에서는 적은 안테나 개수 때문에 디지털 유닛(400)의 용량을 충분히 활용하지 못하게 된다.

하나의 디지털 유닛(400)에서 여러 영역들로의 데이터 서비스를 제공하는 상황에서 도 4와 같이 하나의 디지털 유닛(400)에 연결된 여러 개의 리모트 유닛들(410 내지 440)이 각각 서로 다른 안테나 개수를 가지며 서로 다른 디지털 유닛의 출력포트를 사용하게 되는 일반적인 무선통신시스템 구조에서는 상기 설명한 바와 같이 디지털 유닛의 용량이 충분히 활용되지 못하는 단점이 있다.

아래 실시예들은 도 4을 참조하여 설명한 것과 같이 다수의 안테나를 지원하는 디지털 유닛에 대하여 무선통신 서비스 제공하는 여러 영역들이 서로 다른 안테나 개수를 사용하게 되어 디지털 유닛의 용량을 충분히 활용하지 못하는 점을 개선하기 위한 기지국의 운용 방법 및 관련 단말 채널 피드백 동작들을 제공한다.

아래 실시예들은 특정 디지털 유닛이 다수의 안테나를 사용하여 다수의 셀 영역에 대한 데이터 서비스를 지원하는 경우를 고려한다. 아래 실시예에서는 상기 특정 디지털 유닛이 서비스하는 각 셀 영역이 서로 다른 개수의 안테나를 가지는 리모트 유닛를 통하여 데이터 전송을 받는 상황에서도 디지털 유닛의 전체 용량이 충분히 활용될 수 있도록 한다.

즉, 하나의 디지털 유닛 출력포트에 최대 안테나 개수를 가지는 리모트 유닛 하나를 연결하는 것도 가능하지만 보다 적은 안테나 개수를 가지는 여러 개의 리모트 유닛들도 연결될 수 있도록 한 후, 다수의 셀 영역들 중 하나에 속해 있는 특정 단말이 어떤 종류의 리모트 유닛에 접속했는지를 디지털 유닛이 알 수 있도록 피드백 동작을 수행하여 디지털 유닛의 용량이 충분히 활용될 수 있도록 한다.

도 5는 일 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선통신시스템 구조에서 디지털 유닛(Digital Unit(DU), 500)과 둘 이상의 리모트 유닛들(Remote Unit(RU), 410 내지 440)이 분리된 시스템에서, 적어도 하나 이상의 리모트 유닛(410 내지 440)은 하나의 디지털 유닛(400)에 직접 연결된다.

특정 디지털 유닛(500)에서 하나의 출력포트(501)에 많은 개수의 안테나를 가지는 리모트 유닛(510) 하나가 연결될 수도 있고 다른 출력포트(502)에 작은 개수의 안테나를 가지는 여러 개의 리모트 유닛들(520, 530, 540)이 연결될 수도 있다.

즉, 도 5를 참조하면 디지털 유닛(500)의 제1출력포트(501)에는 네 개의 안테나를 가지는 제1리모트 유닛(510) 하나가 연결되어 있고 제2출력포트(502)에는 두 개의 안테나를 가지는 제2리모트 유닛(520)뿐만 아니라 각각 한 개의 안테나를 가지는 제3 및 제4리모트 유닛들(530, 540)이 모두 연결되어 있다.

도 5와 같이 같은 제2출력포트(502)를 여러 개의 리모트 유닛들(520, 530, 540)에서 공유할 수 있게 되면 도 4에 나타낸 일반적인 무선통신시스템 구조에서와 달리 디지털 유닛의 용량이 충분히 활용될 수 있는 장점이 있다.

도 5에 도시한 디지털 유닛(400)의 제2출력포트(502)에서 나오는 안테나 포트(antenna port(AP)) 15, 16, 17, 18 모두에 대한 신호들 중 제2리모트 유닛(520)은 안테나 포트 15와 16에 대한 신호만을 두 개의 안테나에 각각 연결하여 사용하고 제3리모트 유닛(530)은 안테나 포트 17에 대한 신호만을 한 개의 안테나에 연결하여 사용하며 제4리모트 유닛(540)은 안테나 포트 18에 대한 신호만을 한 개의 안테나에 연결하여 사용한다고 가정한다.

하지만 본 발명은 이에 한정하지 않고 도 6에 도시한 바와 같이 디지털 유닛에서 나오는 안테나 포트 15, 16, 17, 18 모두에 대한 신호들을 각각 해당하는 리모트 유닛로 분배하여 신호를 전달하는 별도의 신호 분배기(603)을 두는 것도 고려한다.

도 6은 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조에서 제2출력포트(602)에서 나오는 신호 중 안테나 포트 15와 16에 해당하는 신호를 제2리모트 유닛(620)으로 보내고 안테나 포트 17에 해당하는 신호와 안테나 포트 18에 해당하는 신호를 각각 제3리모트 유닛(630)과 제4리모트 유닛(640)으로 보내도록 하는 신호 분배기(603)를 별도로 구비하여 하나의 제2출력포트(502)에 여러 개의 리모트 유닛들(620, 630, 640)을 연결할 수도 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조의 또 다른 예를 도시한 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이 또 다른 실시예에 따른 무선통신시스템 구조에서 4개의 안테나 포트를 지원할 수 있는 제2리모트 유닛(720) 하나에서 안테나 포트들을 여러 영역들에 분산하여 설치하도록 하여 여러 영역들을 지원하도록 할 수도 있다. 즉, 제2리모트 유닛(720)의 안테나 포트 15와 16에 해당하는 안테나들을 영역 2(Area 2)에 설치하고 안테나 포트 17에 해당하는 안테나를 영역 3(Area 3)에 설치하며 안테나 포트 18에 해당하는 안테나를 영역 4(Area 4)에 설치하도록 하여 하나의 리모트 유닛(700)에서 나오는 안테나 포트들이 여러 영역들을 지원할 수 있도록 하는 것이다.

도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템에서 모두 최대 4개의 안테나 포트들을 지원하는 디지털 유닛(500, 600, 700)에 대한 무선통신시스템 구조를 나타내고 있으나, 본 발명에서는 이에 한정하지 않고 안테나 개수가 더 늘어나는 경우에도 자연스럽게 확장될 수 있다. 예를 들면, 최대 8개의 안테나 포트를 지원하는 디지털 유닛의 경우에도 8개의 안테나를 모두 하나의 영역을 위하여 사용할 수도 있고 1개, 2개, 또는 4개의 안테나로 분산하여 지원하도록 설치할 수도 있을 것이다.

도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템 구조는 디지털 유닛에서 각 안테나 포트들로 연결되는 방식만 다르기 때문에 디지털 유닛 및 영역 1, 2, 3, 4(Area 1, 2, 3, 4)에 존재하는 단말들 관점에서는 모두 같은 상황으로 인지된다. 즉, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템의 상황은 특정 디지털 유닛의 출력포트 하나가 안테나 포트 15, 16, 17, 18을 사용하여 영역 1(Area 1)에 존재하는 단말들로 데이터 서비스를 제공하고 또 다른 출력포트 하나에 대한 안테나 포트 15, 16이 영역 2(Area 2)에 존재하는 단말들, 안테나 포트 17이 영역 2(Area 3)에 존재하는 단말들, 안테나 포트 18이 영역 4(Area 4)에 존재하는 단말들로 데이터 서비스를 제공하는 상황이다.

도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템의 상황에서 디지털 유닛이 특정 단말이 어떤 영역에 속하는지 확인할 수 있다면 전체적인 시스템 성능을 높일 수가 있다. 각 영역이 공간적으로 충분히 분리되어 있다고 가정하면 서로 다른 영역에 속하는 단말들은 같은 시간 주파수 영역에서 동시에 데이터를 전송받아도 서로 간섭을 발생시키지 않을 것이기 때문에 영역 별로 자원을 재활용 할 수 있게 된다. 즉, 기지국이 단말의 하향링크 채널 피드백을 수신하거나 단말의 상향링크 신호를 측정하여 단말이 어떤 영역에 존재하는지를 확인할 수 있어 전체 시스템 용량을 증가시킬 수 있다.

기지국이 안테나 포트로만 구분된 영역들 중에서 단말이 어떤 영역에 존재하는지를 확인할 수 있도록 하는 첫 번째 방법은 단말이 전송하는 상향링크 신호를 수신하여 특정 안테나 포트에서만 신호가 수신되는지 확인하고 해당 신호가 수신되는 안테나 포트로 구분된 영역에 단말이 존재한다고 판단한 후 단말 스케줄링을 수행하는 방법이다. 여기서 상기 상향링크 신호는 단말의 초기 접속 신호, 사운딩 기준신호, 또는 제어 신호 및 데이터 신호 중 일부일 수 있다.

예를 들어 도 5 에 도시한 실시예에 따른 무선통신시스템의 상황에서, 영역 2, 3, 4를 서비스하고 있는 DU(500)의 제2출력포트(502)는 각 안테나 포트 별로 가능한 특정 단말의 상향링크 신호의 세기를 측정하여 안테나 포트 15(AP15)와 안테나 포트 16(AP16)에서 상향링크 신호가 크게(특정 임계값 이상으로) 수신되는 단말은 영역 2에 존재한다고 판단하고, 안테나 포트 17(AP17)에서만 상향링크 신호가 크게 수신되는 단말은 영역 3에 존재한다고 판단하고, 안테나 포트 18(AP18)에서만 상향링크 신호가 크게 수신되는 단말은 영역 4에 존재한다고 판단하여 서로 다른 영역에 존재하는 단말들을 별도로 스케줄링을 수행할 수 있다. 이를 통해 시스템 전체 성능 개선을 얻을 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템의 상황에서 동일하게 기지국은, 단말이 전송하는 상향링크 신호를 수신하여 어떤 안테나 포트에서만 신호가 보이는지 확인하고 해당 신호가 보이는 안테나 포트로 구분된 영역에 단말이 존재한다고 판단한 후 단말 스케줄링을 수행할 수 있다.

또다른 실시예에 따른 기지국의 정보 수신방법은 상향링크 신호를 단말로부터 수신하는 수신단계 및 특정 안테나 포트에서 상향링크 신호가 수신되는지를 확인하여 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 스케줄링단계를 포함할 수 있다.또 다른 방법으로 서로 다른 안테나 포트를 사용하는 영역 1과 영역 2/3/4는 서로 다른 셀로 동작시키거나 서로 다른 CSI-RS를 사용하여 구분하는 것이 가능하여 기존 LTE-Advanced 단말에 대하여 디지털 유닛은 해당 LTE-Advanced 단말이 영역 1과 영역 2/3/4 중 어떤 곳에 존재하는지 쉽게 구분할 수 있다. 하지만 도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 실시예들에 따른 무선통신시스템의 상황에서 영역 2, 3 및 4는 같은 출력포트에 연결된 서로 다른 안테나 포트로만 구분되기 때문에 기존 LTE-Advanced 단말의 피드백 정보로는 해당 영역들 중 어떤 곳에 위치하는지를 디지털 유닛이 구분하기 어렵다.

도 8은 또다른 실시예에 따른 단말과 기지국의 정보 송수신방법의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 무선통신시스템에서 기지국(eNB)와 단말(UE)은 정보를 송수신한다. 이때 기지국(eNB)을 구성하는 무선통신시스템 구조는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 무선통신시스템일 수 있다. 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 디지털 유닛의 하나의 출력포트가 둘 이상의 리모트 유닛들에 연결된 무선통신시스템뿐만 아니라 도 4에 도시한 바와 같이 하나의 출력포트가 하나의 리모트 유닛에만 연결된 무선통신시스템일 수도 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 디지털 유닛(DU)와 리모트 유닛들(RU)이 기지국(eNB)의 역할을 수행할 수 있다.

먼저 기지국(eNB)은 CSI-RS를 송신하고 단말은 CSI-RS를 수신한다(S810).

다음으로 단말(UE)은 수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성한다(S820).

다음으로 단말(UE)는 안테나 포트 정보를 송신하고 기지국(eNB)는 안테나 포트 정보를 수신한다.

다음으로 기지국(eNB)은 수신한 안테나 포트 정보를 통해 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링한다(S840). 이후 기지국(eNB)는 스케줄링에 따라 단말에 데이터 송신을 수행한다(S850).

이때 안테나 포트 정보가 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 인디케이터(Port indicator 또는 Port index)에 포함되어 송신될 수 있다. 채널상태정보는 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index(PMI))일 수 있다.

한편, 안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들을 구분하는 (log²N+1)비트의 안테나 포트 정보를 생성할 수 있다.

안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들 중 일부만을 구분하는 특정 비트의 안테나 포트 정보를 생성할 수도 있다.

안테나 포트 정보가 포트 정보에 포함된 경우 포트 정보는 채널상태정보와 동일한 타이밍에 송신되거나, 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스의 정수배에 해당하는 주기로 송신될 수 있다.

이하 안테나 포트 정보가 채널상태정보 중 하나인 프리코딩 행렬 인덱스를 통해 송신되는 것을 상세히 설명한다. 안테나 포트 정보가 프로코딩 행렬 인덱스를 통해 송신되는 것으로

단말(UE)이 안테나 포트로만 구분된 영역들 중 어떤 곳에 위치하는지를 보고할 수 있도록 하는 첫 번째 방법은 단말이 보고하는 프리코딩 행렬 정보, 예를 들어 프리코딩 행렬 인덱스에 해당 안테나 포트를 구분하는 정보를 추가하는 것이다.

예를 들면, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 무선통신시스템의 상황에서 단말(UE)은 4개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받고 이에 대하여 선호하는 프리코딩 행렬로 [1, 1, 0, 0]을 보고한다면 기지국(eNB)은 단말(UE)이 영역 2에 존재함을 확인할 수 있을 것이다. 반면에 해당 상황에서 단말(UE)이 선호하는 프리코딩 행렬로 [0, 0, 1, 0]을 보고한다면 기지국(eNB)은 단말(UE)이 영역 3에 존재함을 확인할 수 있을 것이다.

일반적인 상황으로 표현하기 위하여 특정 디지털 유닛(DU)의 출력포트가 N개의 안테나 포트들을 지원하며 특정 단말(UE)이 N개의 안테나 포트를 가지는 CSI-RS를 할당받는 경우를 고려하자.

그러면 디지털 유닛(DU)가 1개의 안테나 포트만으로 이루어진 영역들을 구분하기 위하여 N개의 프리코딩 행렬들 {[1, 0, 0, …, 0], [ 0, 1, 0, …, 0], [0, 0, 1, …, 0], …, [0, 0, 0, …, 1]}을 단말이 선택할 수 있는 프리코딩 행렬들의 집합에 추가하면, 디지털 유닛(DU)은 단말(UE)이 보고하는 PMI를 통하여 N개 중 어떤 안테나 포트에 속해 있는지 확인할 수 있다.

추가로 2개의 안테나 포트만으로 이루어진 영역들을 구분하기 위하여 다음과 같은 (N-1)x4개의 프리코딩 행렬들을 추가하면 될 것이다:

{[1, 1, 0, …, 0], [1, -1, 0, …, 0], [1, j, 0, …, 0], [1, -j, 0, …, 0], [0, 1, 1, …, 0], [0, 1, -1, …, 0], [0, 1, j, …, 0], [0, 1, -j, …, 0], …, [0, 0, …, 1, 1], [0, 0, …, 1, -1], [0, 0, …, 1, j], [0, 0, …, 1, -j]}

(N-1)x4개의 프리코딩 행렬들 중에서 처음 4개는 단말(UE)이 첫 번째와 두 번째 CSI-RS 안테나 포트들로만 이루어진 영역에 존재함을 나타내며, 각각은 해당 첫 번째와 두 번째 CSI-RS 안테나 포트에 적용될 실제 프리코딩 행렬 정보를 포함하게 된다.

전술한 추가된 프리코딩 행렬을 리모트 유닛(RU)를 통해 디지털 유닛(DU)이 보고받게 되면 디지털 유닛(DU)은 서로 다른 영역에 존재하는 것으로 확인된 단말들을 별도로 구분하고 스케줄링을 수행하여 영역 별로 자원을 재활용할 수 있다.

이하 안테나 포트 정보가 새로 정의된 포트 인디케이터(Port indicator 또는 Port index)에 포함되어 송신되는 것을 설명한다.

단말(UE)이 안테나 포트로만 구분된 영역들 (예를 들어 도 5, 도 6, 도 7의 영역 2, 영역 3, 영역 4) 중 어떤 곳에 위치하는지를 보고하고 디지털 유닛(DU)이 이 정보를 활용한 스케줄링을 수행하여 주파수 효율을 높이도록 하는 두 번째 방법은 단말(UE)이 전체 안테나 포트들 중에서 사용되기를 선호하는 안테나 포트들에 대한 포트 정보(Port information 또는 Port Indicator(PI))를 리모트 유닛(RU)을 통해 디지털 유닛(DU)으로 보고하면 디지털 유닛(DU)은 별도의 영역에 포함된 단말들(UE)을 구분한 후 스케줄링을 수행하여 영역 별로 자원을 재활용할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 도 7에 도시한 무선통신시스템에서 단말(UE)이 4 개의 안테나 포트(안테나 포트15, 안테나 포트16, 안테나 포트17, 안테나 포트18)를 가지는 CSI-RS를 할당 받았지만 영역2에 속해 있어 안테나 포트15와 안테나 포트16에서만 CSI-RS 신호가 확인되는 경우 안테나 포트 정보가 포함된 별도의 피드백 정보로 기지국에 보고할 수 있도록 하는 것이다.

4 개의 안테나 포트를 가지는 CSI-RS를 할당 받은 단말에 대하여 안테나 포트들로만 구분된 영역을 보고할 수 있도록 하는 포트 정보는 다음의 8가지 상황을 표현하는 3 비트로 구성될 수 있다:

1. 하나의 안테나 포트만 확인되는 경우: {AP15}, {AP16}, {AP17}, {AP18}

2. 두 개의 안테나 포트만 확인되는 경우: {AP15, AP16}, {AP16, AP17}, {AP17, AP18}

3. 모든 안테나 포트가 확인되는 경우: {AP15, AP16, AP17, AP18}

즉, 단말(UE)이 4 안테나 포트를 가지는 CSI-RS를 할당 받고 선호하는 안테나 포트들에 대한 정보를 피드백하도록 설정 받은 후 상기 8가지 상황들 중 어떤 상황에 속하는지 3비트 포트 정보로 피드백을 수행하면 디지털 유닛은 단말이 속하는 영역을 구분한 후 별도 스케줄링을 수행하여 전체 시스템의 용량을 증가시킬 수 있다.

비슷한 방법으로 단말이 8개의 안테나 포트 {AP15, AP16, …, AP22}를 가지는 CSI-RS를 할당 받고 선호하는 안테나 포트들에 대한 포트 정보를 피드백하도록 설정 받았을 때 단말이 안테나 포트들로만 구분된 영역을 보고할 수 있도록 하는 정보는 다음의 16가지 상황을 표현하는 4 비트로 구성될 수 있다:

1.하나의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15}, {AP16}, …, {AP22}

2.두 개의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15, AP16}, {AP16, AP17}, …, {AP21, AP22}

3.모든 안테나 포트가 보이는 경우: {AP15, AP16, …, AP22}

여기서 상기 4비트 정보는 하나의 영역이 1 개, 2 개, 또는 8 개 모두를 사용하는 세 가지 경우를 고려하였고 만약 네 개의 안테나 포트가 보이는 경우를 추가한다면 포트 인디케이터는 5 비트로 증가된다.

포트 정보를 일반적인 값인 N개의 안테나 포트로 확장하고 특정 하나의 영역이 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들로 형성될 수 있다는 가정을 하면 단말(UE)이 안테나 포트들로만 구분된 영역을 보고 할 수 있도록 하는 포트 인디케이터는 (log₂N + 1)비트 정보로 구성될 수 있을 것이다.

또 다른 방법으로, N개의 안테나 포트들에 대하여 별도 한 개의 안테나 포트 또는 두 개의 안테나 포트를 사용하여 별도로 구성할 수 있는 최대 영역의 개수를 줄이면 해당 정보는 일정한 비트 수 이상을 유지할 수 있을 것이다. 예를 들어 하나의 안테나 포트로 구성된 영역의 가능성을 8가지로 제한하고 두 개의 안테나 포트로만 구성된 영역의 가능성을 7가지로 제한하면 상기 예시인 8개의 CSI-RS를 할당 받고 선호하는 안테나 포트들에 대한 정보를 피드백 하도록 설정 받은 경우에서처럼 16가지(4비트의 포트 인디케이터)로 모든 상황을 표현할 수 있을 것이다:

1. 하나의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15}, {AP16}, {AP17}, …, {AP22}

2. 두 개의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15, AP16}, {AP16, AP17}, …, {AP21, AP22}

3. 모든 안테나 포트가 보이는 경우: {AP15, AP16, …, AP(N+14)}

비슷하게 N개의 안테나 포트들에 대해 하나의 안테나 포트로 구성된 영역의 가능성을 4가지로 제한하고 두 개의 안테나 포트로 구성된 영역의 가능성을 3가지로 제한하면 다음과 같이 8가지(3비트의 포트 인디케이터)로 모든 상황을 표현할 수 있을 것이다:

1. 하나의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15}, {AP16}, {AP17}, {AP18}

2. 두 개의 안테나 포트만 보이는 경우: {AP15, AP16}, {AP16, AP17}, {AP17, AP18}

3. 모든 안테나 포트가 보이는 경우: {AP15, AP16, …, AP(N+14)}

상기 단말이 안테나 포트로만 구분된 영역들 중 어떤 곳에 위치하는지를 보고하는 정보를 PI(port indicator)라고 하면 해당 정보는 기존 LTE에서 정의된 RI/PMI/CQI와 함께 같은 타이밍에 보고될 수도 있을 것이다. 또 다른 방법으로 RI가 보고되는 주기의 정수 배에 해당하는 주기로 별도의 타이밍에 보고될 수도 있을 것이다.

도 9는 포트 인디케이터(PI)가 보고되는 타이밍의 예시를 도시한 것이다.

도 9를 참조하면 기존 LTE의 RI/PMI/CQI 피드백 모드에서 PMI/CQI는 같은 타이밍에 주기적으로 보고되고 이에 대하여 RI는 PMI/CQI 주기의 정수 배에 해당하는 주기로 피드백이 수행된다. 이런 상황에서 PI는 RI가 보고되는 주기의 정수 배에 해당하는 주기로 별도의 타이밍에 보고될 수 있을 것이다. LTE에서 RI와 PMI/CQI가 별도의 오프셋을 가진 타이밍에서 보고될 수 있는 것처럼 PI도 별도의 오프셋을 가진 타이밍에 보고될 수 있을 것이다.

도 10은 또다른 실시예에 따른 단말의 동작 순서도를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 실시예에 대한 단말의 동작(900)에서 단말은 CSI-RS 설정 및 피드백 모드 정보를 기지국으로부터 수신한다(S910). S910단계에서 피드백 모드 정보에는 단말이 전술한 새로운 프리코딩 행렬에 해당하는 PMI의 보고 여부 또는 전술한 PI의 보고 여부를 포함할 수 있다. 그리고 피드백 모드 정보에는 피드백 타이밍에 대한 정보도 포함할 수 있다.

다음으로 단말은 CSI-RS 설정에 맞게 CSI-RS를 수신한다(S920). S920단계에서 단말은 CSI-RS를 통하여 채널을 추정한다. 또한 S920단계에서 단말은 CSI-RS를 통하여 단말이 어떤 영역에 속하는지 여부를 확인한다.

다음으로 단말은 새로운 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 내에서 PMI를 생성하거나 전술한 PI를 포함한 안테나 포트 정보를 생성한다(S930).

다음으로 단말은 주어진 피드백 타이밍에 PMI나 PI에 포함된 해당 안테나 포트 정보를 기지국에 보고한다(S940). 피드백 타이밍은 도 9를 참조하여 설명한 바와 안테나 포트 정보가 포트 정보에 포함된 경우 포트 정보는 채널상태정보와 동일한 타이밍에 송신되거나, 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 송신될 수 있다.

도 11은 또다른 실시에에 따른 기지국의 동작 순서도를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 또다른 실시에에 따른 기지국의 동작(1000)에서, 기지국은 CSI-RS 설정 및 피드백 모드 정보를 단말에 전송신한다(S1010). S1010단계에서 피드백 모드 정보에는 단말이 전술한 새로운 프리코딩 행렬에 해당하는 PMI의 보고 여부 또는 전술한 PI의 보고 여부를 포함할 수 있다. 그리고 피드백 모드 정보에는 피드백 타이밍에 대한 정보도 포함할 수 있다.

다음으로 기지국은 CSI-RS 설정에 맞게 CSI-RS를 전송한다(S1020).

다음으로 기지국은 PMI 또는 전술한 PI에 포함된 안테나 포트 정보를 수신한다(S1030).

다음으로 기지국은 PMI 또는 PI를 통하여 단말이 속한 영역을 구분하고 각 영역에 속한 단말들을 별도로 스케줄링한다(S1040).

다음으로 기지국은 해당 스케줄링에 따라 단말에 데이터 전송을 수행한다(S1050).

도 12는 또다른 실시예에 따른 단말의 장치도를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 단말(1200)은 CSI-RS를 수신하고 안테나 포트 정보를 송신하는 통신부(1210)과 수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성하는 제어부(1220)를 포함한다.

통신부(1210)는 기지국의 제어 채널, 데이터 채널 및 CSI-RS를 포함하는 기준신호(reference signal; RS) 등의 신호를 수신하여 제어부(1220)로 전달한다. 통신부(1210)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.

제어부(1220)는 통신부(1210)에서 전달받은 수신 신호들로부터 CSI-RS 및 피드백 모드 정보를 확인하고 채널 추정 및 피드백 생성 동작을 제어한다. 제어부(1220)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 특정 디지털 유닛이 다수의 안테나를 사용하여 다수의 셀 영역에 대한 데이터 서비스를 지원하는 경우, 디지털 유닛의 전체 용량이 충분히 활용될 수 있도록 하는 데에 따른 전반적인 기지국의 동작을 제어한다.

채널 추정 및 피드백 정보 생성은 제어부의 일부 기능일 수도 있고 별도의 채널 추정부(1222) 및 채널상태정보 생성부(1224)로 존재할 수도 있다. 채널 추정부(1222)는 기지국으로부터 전달받은 CSI-RS로부터 채널 추정을 수행하고 안테나 포트 정보 생성부(1224)는 채널 추정 정보를 활용하여 PMI 또는 PI를 포함한 안테나 포트 정보를 생성한다. 생성된 안테나 포트 정보는 통신부(1210)를 통하여 기지국으로 전송된다.

도 13은 또다른 실시예에 따른 기지국의 장치도를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 기지국(1300)은 CSI-RS를 송신하고, 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 단말로부터 수신하는 통신부(1310) 및 안테나 포트 정보를 통해 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 제어부(1320)를 포함한다.

통신부(1310)는 단말로 제어 채널, 데이터 채널, RS 등의 신호를 전송하고 단말로부터의 채널상태정보 등을 수신한다. 통신부(1310)는 기지국으로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 송수신한다. 통신부(1310)는 도 5 내지 도 7에 도시한 리모트 유닛(RU)의 일부로 포함될 수 있다.

제어부(1320)는 CSI-RS 설정 정보, 피드백 모드 정보, 스케줄링 정보 및 데이터 채널을 생성한다. 제어부(1320)은 도 5 내지 도 7에 도시한 디지털 유닛(DU)의 일부로 포함될 수도 있다. 제어부(1320)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 특정 디지털 유닛이 다수의 안테나를 사용하여 다수의 셀 영역에 대한 데이터 서비스를 지원하는 경우, 디지털 유닛의 전체 용량이 충분히 활용될 수 있도록 하는 데에 따른 전반적인 단말의 동작을 제어한다.

스케줄러(1320)는 단말들의 스케줄링을 수행하는데 단말로부터의 피드백 정보를 활용하여 단말이 속한 영역을 구분하여 해당 상황에 따라 다른 스케줄링 정보를 생성할 수 있다. 여기서 스케줄러는 제어부의 일부 기능일 수도 있고 별도의 스케줄러로 존재할 수도 있다.

또한 통신부(1310)는 상향링크 신호를 단말로부터 수신하고, 제어부(1320)는 특정 안테나 포트에서 상향링크 신호가 수신되는지를 확인하여 상기 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행할 수 있다.

도 12를 참조하여 설명한 단말(1200)과 도 13을 참조하여 설명한 기지국(1300)은 안테나 포트 정보를 채널상태정보에 포함하거나 새로 정의된 포트 인디케이터에 포함하여 송수신할 수 있다.

이때 안테나 포트 정보가 포트 정보에 포함된 경우 포트 정보는 채널상태정보와 동일한 타이밍에 수신되거나, 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스의 정수배에 해당하는 주기로 송수신될 수 있다.

전술한 실시예들에 따르면, 특정 디지털 유닛이 다수의 안테나를 사용하여 다수의 셀 영역에 대한 데이터 서비스를 지원할 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 특정 디지털 유닛이 서비스하는 각 셀 영역이 서로 다른 개수의 안테나를 가지는 리모트 유닛를 통하여 데이터 전송을 받는 상황에서도 디지털 유닛의 전체 용량이 충분히 활용될 수 있도록 하며 각 셀 영역에 속하는 단말들을 별도로 스케줄링할 수 있도록 하여 전체 시스템의 용량을 증대할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (22)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. CSI-RS를 수신하는 수신단계;
   수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성하는 생성단계; 및
   상기 안테나 포트 정보를 송신하는 송신단계를 포함하되,
   상기 안테나 포트 정보는 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 정보에 포함되어 송신되고,
   상기 안테나 포트 정보가 상기 포트 정보에 포함된 경우 상기 포트 정보는 상기 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 송신되는 것을 특징으로 하는 단말의 정보 송신방법.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 채널상태정보는 프리코딩 행렬 인덱스(PMI)이고, 상기 포트 정보는 포트 인디케이터인 단말의 정보 송신방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 생성단계에서,
   상기 안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들을 구분하는 (log₂N+1)비트의 안테나 포트 정보를 생성하는 단말의 정보 송신방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 생성단계에서,
   상기 안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들 중 일부만을 구분하는 특정 비트의 안테나 포트 정보를 생성하는 단말의 정보 송신방법.
9. 삭제
10. CSI-RS를 송신하는 송신단계;
    안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 단말로부터 수신하는 수신단계; 및
    상기 안테나 포트 정보를 통해 상기 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 스케줄링단계를 포함하되,
    상기 안테나 포트 정보는 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 정보에 포함되어 수신되고,
    상기 안테나 포트 정보가 상기 포트 정보에 포함된 경우 상기 포트 정보는 상기 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국의 정보 수신방법.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 채널상태정보는 프리코딩 행렬 인덱스(PMI)이고, 상기 포트 정보는 포트 인디케이터인 기지국의 정보 수신방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 수신단계에서,
    상기 안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들을 구분하는 (log₂N+1)비트의 안테나 포트 정보를 수신하는 기지국의 정보 수신방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 수신단계에서,
    상기 안테나 포트의 개수가 N인 경우 1개, 2개 또는 N개의 안테나 포트들의 가능한 모든 조합들 중 일부만을 구분하는 특정 비트의 안테나 포트 정보를 수신하는 기지국의 정보 수신방법.
15. 삭제
16. CSI-RS를 수신하는 통신부; 및
    수신한 CSI-RS를 통해 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 생성하는 제어부를 포함하며,
    상기 통신부는 상기 안테나 포트 정보를 송신하되,
    상기 안테나 포트 정보가 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 정보에 포함되어 송신되고,
    상기 안테나 포트 정보가 상기 포트 정보에 포함된 경우 상기 포트 정보는 상기 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 송신되는 것을 특징으로 하는 단말.
17. 삭제
18. 삭제
19. CSI-RS를 송신하고, 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보를 단말로부터 수신하는 통신부; 및
    상기 안테나 포트 정보를 통해 상기 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 제어부를 포함하되,
    상기 안테나 포트 정보가 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 정보에 포함되어 수신되고,
    상기 안테나 포트 정보가 상기 포트 정보에 포함된 경우 상기 포트 정보는 상기 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
20. 삭제
21. 삭제
22. 상향링크 신호를 단말로부터 수신하는 수신단계; 및
    특정 안테나 포트에서 상기 상향링크 신호가 수신되는지를 확인하여 상기 단말이 속한 영역을 구분하고 그 영역에 속한 단말을 별도로 스케줄링하여 데이터 송신을 수행하는 스케줄링단계를 포함하고,
    하나 이상의 안테나 포트가 하나의 셀 영역을 구성하며, 상기 상향링크 신호는 상기 단말로 전송된 CSI-RS를 통해 생성된 안테나 포트를 구분하는 안테나 포트 정보이고,
    상기 안테나 포트 정보가 채널상태정보에 포함되거나 새로 정의된 포트 정보에 포함되어 수신되고,
    상기 안테나 포트 정보가 상기 포트 정보에 포함된 경우 상기 포트 정보는 상기 채널상태정보 중 하나인 랭크 인덱스(RI)의 정수배에 해당하는 주기로 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국의 정보 수신방법.

Images