KR101979851B1 - 무선 통신 시스템에서 동기 획득 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 동기를 획득하는 방법에 있어서, 제1 전송포인트로부터 동기 신호를 수신하는 단계; 및 상기 동기 신호 및 상기 제1 전송포인트로부터 수신된, 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 이용하여, 제2 전송포인트의 동기를 획득하는 단계를 포함하며, 상기 서브프레임 오프셋은 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 차이값인, 동기 획득 방법이다.

Description

무선 통신 시스템에서 동기 획득 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ACQUIRING SYNCHRONIZATION IN RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 이종 네트워크 환경에서 동기 획득 방법 및 장치에 대한 것이다.

무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

본 발명에서는 간섭 상황에서 단말이 동기를 효율적으로 획득하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 기술적인 측면은, 무선 통신 시스템에서 단말이 동기를 획득하는 방법에 있어서, 제1 전송포인트로부터 동기 신호를 수신하는 단계; 및 상기 동기 신호 및 상기 제1 전송포인트로부터 수신된, 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 이용하여, 제2 전송포인트의 동기를 획득하는 단계를 포함하며, 상기 서브프레임 오프셋은 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 차이값인, 동기 획득 방법이다.

본 발명의 제2 기술적인 측면은, 무선 통신 시스템에서 제1 전송포인트의 신호 전송 방법에 있어서, 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 전송하는 단계; 동기 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 동기 신호 및 상기 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보는, 단말의 제2 전송포인트에 대한 동기 획득에 사용되며, 상기 서브프레임 오프셋은 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 차이값인, 신호 전송 방법이다.

본 발명의 제3 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서, 수신 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 전송포인트로부터 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호 및 상기 제1 전송포인트로부터 수신된, 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 이용하여, 제2 전송포인트의 동기를 획득하며, 상기 서브프레임 오프셋은 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 차이값인, 단말 장치이다.

본 발명의 제4 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 제1 전송 포인트 장치에 있어서, 전송 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 전송하고, 동기 신호를 전송하며, 상기 동기 신호 및 상기 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보는, 단말의 제2 전송포인트에 대한 동기 획득에 사용되며, 상기 서브프레임 오프셋은 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 차이값인, 제1 전송 포인트 장치이다.

본 발명의 제1 및 제4 기술적인 측면은 다음 사항들을 포함할 수 있다.

상기 제2 전송포인트의 동기를 획득하는 단계는, 상기 제1 전송포인트의 동기 신호에 포함된 프라이머리 동기 신호를 이용하여 5ms 동기를 획득하는 단계; 및 상기 서브프레임 오프셋을 이용하여 프레임 타이밍을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 동기 신호는 프라이머리 동기 신호 수 있다. 여기서, 상기 동기 신호는 세컨더리 동기 신호를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 전송포인트 및 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 경계(boundary)는 정렬되어 있는 것일 수 있다.

또는, 상기 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보에는 상기 제1 전송포인트와 상기 제2 전송포인트의 서브프레임 경계가 정렬되어 있는지 여부를 포함할 수 있다.

상기 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보는 상기 단말이 상기 제1 전송포인트에 초기 접속 또는 핸드오버 과정에서 수신된 것일 수 있다.

상기 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보는 셀 리스트 내 각 셀에 대한 정보에 포함된 것일 수 있다.

상기 단말은 상기 제2 전송포인트의 순환전치(Cyclic prefix)에 관한 정보를 상기 제1 전송포인트로부터 획득하는 것일 수 있다.

상기 단말은 제2 전송포인트의 순환전치 길이가 상기 제1 전송포인트의 순환전치 길이와 동일하다고 추정(assume)할 수 있다.

상기 제1 전송포인트는 매크로(macro) 셀이며, 상기 제2 전송포인트는 피코(pico) 셀일 수 있다.

본 발명에 따르면 간섭 상황에서도 단말이 효율적으로 동기를 획득할 수 있다는 효과가 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.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 이종 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 ABS(Absolute Blank Subframe)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 핸드오버 절차에서 측정보고 전송 여부의 판단을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 FDD 시스템에서 PSS/SSS를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 이종 네트워크 환경을 예시한 도면이다.
도 12는 송수신 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 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. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1를 참조하여 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.

일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

이종 네트워크 환경( Heterogeneous deployments )

도 5는 매크로(macro) 기지국(MeNB)과 마이크로(micro) 기지국(PeNB or FeNB)을 포함하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 본 문서에서 이종 네트워크(heterogeneous network)라는 용어는, 동일한 RAT(Radio Access Technology)를 사용하더라도 매크로 기지국(MeNB)과 마이크로 기지국(PeNB or FeNB)이 공존하는 네트워크를 의미한다.

매크로 기지국(MeNB)은 넓은 커버리지 및 높은 전송 전력을 가지고, 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다. 매크로 기지국(MeNB)은 매크로 셀로 칭할 수도 있다.

마이크로 기지국(PeNB or FeNB)은, 예를 들어, 마이크로 셀(cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 홈(home) eNB(HeNB), 중계기(relay) 등으로 칭하여질 수도 있다(예시된 마이크로 기지국 및 매크로 기지국은 전송 포인트(transmission point)로 통칭될 수도 있다). 마이크로 기지국(PeNB or FeNB)은 매크로 기지국(MeNB)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서 독립적으로 작동할 수 있으며, 매크로 기지국이 커버하는 영역 내에 설치(overlay)되거나 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치 될 수 있는(non-overlay) 유형의 기지국이다. 마이크로 기지국(PeNB or FeNB)은 매크로 기지국(MeNB)에 비하여 좁은 커버리지 및 낮은 전송 전력을 가지고 보다 적은 개수의 단말을 수용할 수 있다.

단말은 매크로 기지국(MeNB)으로부터 직접 서빙받을 수도 있고(이하 매크로-단말이라 함), 단말은 마이크로 기지국(PeNB or FeNB)로부터 서빙받을 수도 있다(이하, 마이크로-단말이라 함). 어떤 경우에는, 마이크로 기지국(MeNB)의 커버리지 내에 존재하는 단말(PUE)이 매크로 기지국(MeNB)으로부터 서빙받을 수도 있다.

마이크로 기지국은 단말의 액세스 제한 여부에 따라 두 가지 타입으로 분류될 수 있다.

첫 번째 타입은 OSG(Open access Subscriber Group) 또는 non-CSG(Closed access subscriber Group) 기지국으로써, 기존 매크로-단말 또는 다른 마이크로 기지국의 마이크로-단말의 액세스를 허용하는 셀이다. 기존 매크로-단말 등은 OSG 타입의 기지국으로 핸드오버가 가능하다.

두 번째 타입은 CSG 기지국으로써 기존 매크로-단말 또는 다른 마이크로 기지국의 마이크로-단말의 액세스를 허용하지 않으며, 따라서 CSG 기지국으로의 핸드오버도 불가하다.

셀간 간섭 조정( ICIC )

전술한 바와 같은 이종 네트워크 환경에 있어서 이웃하는 셀 간의 간섭이 문제될 수 있다. 이러한 셀 간 간섭의 문제를 해결하기 위해 셀간 간섭 조정(ICIC)이 적용될 수 있다. 기존의 ICIC는 주파수 자원에 대해서 또는 시간 자원에 대해서 적용될 수 있다.

주파수 자원에 대한 ICIC의 예시로서 3GPP LTE 릴리즈-8 시스템에서는, 주어진 전체 주파수 영역(예를 들어, 시스템 대역폭)을 하나 이상의 서브 영역(예를 들어, 물리자원블록(PRB) 단위)으로 나누고, 각각의 주파수 서브 영역에 대한 ICIC 메시지를 셀들 사이에서 교환하는 방식이 정의되어 있다. 예를 들어, 주파수 자원에 대한 ICIC 메시지에 포함되는 정보로서, 하향링크 전송 전력과 관련된 RNTP(Relative Narrowband Transmission Power)가 정의되어 있고, 상향링크 간섭과 관련된 UL IOI(Interference Overhead Indication), UL HII(High Interference Indication) 등이 정의되어 있다.

RNTP는 ICIC 메시지를 전송하는 셀이 특정 주파수 서브 영역에서 사용하는 하향링크 전송 전력을 나타내는 정보이다. 예를 들어, 특정 주파수 서브 영역에 대한 RNTP 필드가 제1 값(예를 들어, 0)으로 설정되는 것은, 해당 주파수 서브 영역에서 해당 셀의 하향링크 전송 전력이 소정의 임계치를 넘지 않는 것을 의미할 수 있다. 또는, 특정 주파수 서브 영역에 대한 RNTP 필드가 제2 값(예를 들어, 1)로 설정되는 것은, 해당 주파수 서브 영역에서 해당 셀이 하향링크 전송 전력에 대한 약속을 할 수 없음을 의미할 수 있다. 달리 표현하자면, RNTP 필드의 값이 0인 경우 해당 주파수 서브 영역에서의 해당 셀의 하향링크 전송 전력이 낮을 것으로 간주할 수 있지만, RNTP 필드의 값이 1인 경우 해당 주파수 서브 영역에서의 해당 셀의 하향링크 전송 전력이 낮은 것으로 간주할 수 없다.

UL IOI는 ICIC 메시지를 전송하는 셀이 특정 주파수 서브 영역에서 겪는 (또는 받는) 상향링크 간섭의 양을 나타내는 정보이다. 예를 들어 특정 주파수 서브 영역에 대한 IOI 필드가 높은 간섭량에 해당하는 값으로 설정되는 것은, 해당 주파수 서브 영역에서 해당 셀이 강한 상향링크 간섭을 겪고 있다는 것을 의미할 수 있다. ICIC 메시지를 수신한 셀은, 강한 상향링크 간섭을 나타내는 IOI에 해당하는 주파수 서브 영역에서는, 자신이 서빙하는 단말들 중에서 낮은 상향링크 전송 전력을 사용하는 단말을 스케줄링할 수 있다. 이에 따라, 강한 상향링크 간섭을 나타내는 IOI에 해당하는 주파수 서브 영역에서 단말들이 낮은 전송 전력으로 상향링크 전송을 수행하므로, 이웃 셀(즉, ICIC 메시지를 전송한 셀)이 겪는 상향링크 간섭이 완화될 수 있다.

UL HII는 ICIC 메시지를 전송하는 셀에서의 상향링크 전송이 해당 주파수 서브 영역에 대해서 유발할 수 있는 간섭의 정도(또는 상향링크 간섭 민감도(interference sensitivity))를 나타내는 정보이다. 예를 들어, 특정 주파수 서브 영역에 대해서 HII 필드가 제1 값(예를 들어, 1)으로 설정되는 것은 ICIC 메시지를 전송하는 셀이 해당 주파수 서브 영역에 대해서 강한 상향링크 전송 전력의 단말을 스케줄링할 가능성이 있음을 의미할 수 있다. 반면, 특정 주파수 서브 영역에 대해서 HII 필드가 제2 값(예를 들어, 0)으로 설정되는 것은 ICIC 메시지를 전송하는 셀이 해당 주파수 서브 영역에 대해서 약한 상향링크 전송 전력의 단말을 스케줄링할 가능성이 있음을 의미할 수 있다. 한편, ICIC 메시지를 수신한 셀은, HII가 제2 값(예를 들어, 0)으로 설정된 주파수 서브 영역에 우선적으로 단말을 스케줄링하고 HII가 제1 값(예를 들어, 1)으로 설정된 주파수 서브 영역에서는 강한 간섭에서도 잘 동작할 수 있는 단말들을 스케줄링함으로써, ICIC 메시지를 전송한 셀로부터의 간섭을 회피할 수 있다.

한편, 시간 자원에 대한 ICIC의 예시로서 3GPP LTE-A (또는 3GPP LTE 릴리즈-10) 시스템에서는, 주어진 전체 시간 영역을 주파수 상에서 하나 이상의 서브 영역(예를 들어, 서브프레임 단위)으로 나누고, 각각의 시간 서브 영역에 대한 사일런싱(silencing) 여부를 셀들 사이에서 교환하는 방식이 정의되어 있다. ICIC 메시지를 전송하는 셀은, 특정 서브프레임에서 사일런싱이 수행되는 것을 나타내는 정보를 이웃 셀들에게 전달할 수 있고 해당 서브프레임에서 PDSCH나 PUSCH를 스케줄링하지 않는다. 한편, ICIC 메시지를 수신하는 셀에서는 ICIC 메시지를 전송한 셀에서 사일런싱이 수행되는 서브프레임 상에서 단말에 대한 상향링크 및/또는 하향링크 전송을 스케줄링할 수 있다.

사일런싱이란, 특정 셀이 특정 서브프레임에서 상향링크 및 하향링크 상에서 대부분의 신호 전송을 수행하지 않는 (또는 0 또는 약한 전력의 전송이 수행되는) 동작을 의미할 수 있다. 사일런싱의 예로써, 특정 셀이 특정 서브프레임을 ABS(Almost Blank Subframe, ABS)로 설정할 수 있다. ABS에는 도 6에 도시된 바와 같이 두 가지 종류가 있을 수 있다. 구체적으로 도 6(a)에 도시된 것과 같이 셀-특정 참조신호(Cell specific Reference Signal, CRS)는 전송되지만 데이터 영역을 비워두는 경우(ABS in normal subframe)와, CRS도 전송되지 않는 경우(ABS in MBSFN subframe)의 경우가 있을 수 있다. ABS in normal subframe의 경우 CRS에 의한 간섭의 영향은 다소 존재할 수 있다. 따라서, ABS in MBSFN subframe이 간섭 측면에서 다소 유리하지만 그 사용이 제한적이므로 두 가지 경우의 ABS를 병용하여 사용할 수 있다.

핸드오버 ( Handover )

이하에서는 LTE 시스템에서 수행되는 핸드오버 및 랜덤 액세스 과정에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 7은 핸드오버 절차를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 단말(700)은 현재 접속되어 있는 서빙 기지국(serving eNB, 710) 및 이웃한 셀들로부터의 측정 값들을 모니터링 하고 있다가 핸드오버 트리거(trigger)가 발생되면, 서빙 기지국(710)으로 측정보고(Measurement report) 메시지를 전송한다(S701). 여기서 측정보고에는 참조신호 수신 전력(Reference signal receive power, RSRP), 수신신호강도(Received signal strength indicator, RSSI), 참조신호수신품질(Reference signal received quality, RSRQ)등이 해당할 수 있다.

RSRP는 하향링크에서 CRS의 크기를 측정함으로써 얻을 수 있는 측정값이다. RSSI는 해당 단말에 의해 수신되는 총 수신 전력 값으로, 인접한 셀들로부터의 간섭 및 노이즈 전력 등을 포함하는 측정값이다. RSRQ는 N*RSRP/RSSI 형태로 측정되는 값이며, 이때 N은 RSSI 측정 시 해당 대역폭의 RB 개수이다.

측정보고는 다음과 같은 이벤트 기반 측정보고 판정에 의해 그 전송이 결정될 수 있다.

i) 서빙 셀(serving cell)에 대한 측정값이 절대 임계값보다 큰 경우(Serving cell becomes better than absolute threshold),

ii) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지는 경우(Serving cell becomes worse than absolute threshold),

iii) 이웃 셀(neighboring)에 대한 측정값이 서빙 셀의 측정값보다 오프셋 값만큼 커지는 경우(Neighboring cell becomes better than an offset relative to the serving cell),

iv) 이웃 셀의에 대한 측정값이 절대 임계값보다 커지는 경우(Neighboring cell becomes better than absolute threshold),

v) 서빙 셀에 대한 측정값이 절대 임계값보다 작아지며, 이웃 셀에 대한 측정값이 또 다른 절대 임계값보다 커지는 경우(Serving cell becomes worse than one absolute threshold and Neighboring cell becomes better than another absolute threshold)

여기서 측정값은 앞서 언급된 RSRP 등일 수 있다.

또한 앞서 설명된 측정보고 판정의 각 조건들이 네트워크에서 설정되는 미리 설정된 시간이상 유지되는 경우에만 측정보고를 전송하도록 설정될 수 있다.

상기 측정보고 판정 기준 중 iii)의 경우를 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 단말은 서빙 셀(serving cell) 및 이웃 셀(neighboring cell)에 대해 RSRP 등을 지속적으로 측정한다. 단말이 계속 이웃 셀에 접근하면서 이웃 셀에 대한 RSRP가 서빙 셀의 RSRP보다 오프셋(offset) 값만큼 더 커지는 시간(t1)부터 미리 설정된 시간(time to trigger)이 경과하면(t2), 단말은 서빙 셀로 측정보고를 수행할 수 있다. 여기서 오프셋 값 및 미리 설정된 시간 등은 네트워크에 의해 설정될 수 있다.

계속해서, 단말(700)으로부터 측정보고를 수신한 서빙 기지국(710)은 타겟 기지국(720)에 핸드오버 요청 메시지(Handover request)를 전송한다(S702). 이 때 서빙 기지국(710)은 타겟 기지국(720)으로 단말(700)의 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC) 컨텍스트 정보를 제공한다.

타겟 기지국(720)은 상기 RRC 컨텍스트 정보를 바탕으로 단말의 핸드오버 수행 여부를 결정한다. 핸드오버가 결정된 경우 타겟 기지국(720)은 핸드오버 명령을 생성하고, 서빙 기지국(710)은 핸드오버 명령을 포함하는 RRC 연결재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 단말(700)로 전송한다(S704). RRC 연결재설정 메시지는 타겟 기지국(720) 영역 내 단말들에게 공통으로 적용되는 무선자원 설정 정보, 보안 설정, 셀 식별자(C-RNTI) 등을 포함할 수 있다.

RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말(700)은 타겟 기지국(720)으로 랜덤 액세스 절차를 개시하게 된다(S705). 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료되면, 단말(700)은 타겟 기지국(720)에 RRC 연결재설정 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지를 전송함으로써 핸드오버 절차를 종료하게 된다(S706).

앞서 언급된 핸드오버 절차 중 랜덤 액세스 절차에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. LTE 시스템에서 단말은 다음과 같은 경우 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다.

- 단말이 기지국과의 연결 (RRC Connection)이 없어, 초기 접속 (initial access)을 하는 경우

- 단말이 핸드오버 절차에서, 타겟(target) 셀로 처음 접속하는 경우

- 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우

- 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나, 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로의 데이터가 발생하는 경우

- 무선 연결 실패 (radio link failure) 또는 핸드오버 실패 (handover failure) 시 복구 절차의 경우

이를 바탕으로 이하에서는 일반적인 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명한다.

도 9는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국의 동작 절차를 설명하기 위한 도면이다.

(1) 제1 메시지 전송

먼저, 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령(Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(Physical RACH) 자원을 선택하여 전송할 수 있다(S901).

(2) 제2 메시지 수신

단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답의 수신을 시도한다(S902). 좀더 자세하게, 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDU의 형식으로 전송될 수 있으며, 상기 MAC PDU는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 전달될 수 있다. 또한 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 단말이 적절하게 수신하기 위해 단말은 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 모니터링하는 것이 바람직하다. 즉, PDCCH에는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 일단 단말이 자신에게 전송되는 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신할 수 있다. 그리고 상기 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자(ID; 예를 들어, RAPID(Random Access Preamble IDentifier), 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인(UL Grant), 임시 셀 식별자 (Temporary C-RNTI) 그리고 시간 동기 보정 값(Timing Advance Command: TAC)들이 포함될 수 있다.

상술한 바와 같이 랜덤 액세스 응답에서 랜덤 액세스(또는 랜덤 액세스) 프리앰블 구별자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 상향링크 승인(UL Grant), 임시 셀 식별자 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다. 본 단계에서 단말은 단계 S902에서 자신이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블과 일치하는 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 것을 선택하는 것을 가정한다. 이를 통해 단말은 상향링크 승인 (UL Grant), 임시 셀 식별자(Temporary C-RNTI) 및 시간 동기 보정 값 (Timing Advance Command: TAC) 등을 수신할 수 있다.

(3) 제3 메시지 전송

단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 셀 식별자를 저장한다. 또한 유효한 랜덤 액세스 응답 수신에 대응하여 전송할 데이터를 메시지3 버퍼에 저장할 수 있다.

한편, 단말은 수신된 UL 승인을 이용하여, 데이터(즉, 제3 메시지)를 기지국으로 전송한다(S903). 제3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤 액세스 절차를 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 충돌해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다.

단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 논의되었다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 절차 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL 승인에 대응하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 셀 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 절차 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들면, S-TMSI 또는 임의 ID(Random Id))를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 단말은 상기 UL 승인에 대응하는 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머 (contention resolution timer; 이하 "CR 타이머")를 개시한다.

(4) 제4 메시지 수신

단말이 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL 승인을 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다(S904). 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 논의되었다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL 승인에 대응하여 전송된 제3 메시지가 자신의 식별자가 셀 식별자를 이용하여 전송된 경우, 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 임시 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도할 수 있다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다.

한편, 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서의 동작은 도 9에 도시된 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 달리 제1 메시지 전송 및 제2 메시지 전송만으로 랜덤 액세스 절차가 종료되게 된다. 다만, 제1 메시지로서 단말이 기지국에 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 전에 단말은 기지국으로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 할당받게 되며, 이 할당받은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국에 제1 메시지로서 전송하고, 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답을 수신함으로써 랜덤 액세스 절차가 종료되게 된다.

CRE ( Cell Range Extension )

CRE (Cell Range Extension)는 앞서 설명된 것과 같은 이종 네트워크 환경에서 매크로 기지국(예를 들어, MeNB)에 연결된 단말들(MUE) 중 마이크로 기지국(예를 들어, PeNB 등) 근처에 위치하여 마이크로 기지국으로부터 간섭을 받는 단말들이 마이크로 기지국으로 핸드오버를 수행하는 것을 의미한다. 이러한 CRE 수행을 통해 기존 간섭의 영향을 줄일 수 있으며, 로드 분산/균형(load balancing)을 이룰 수 있게 된다.

이종 네트워크 환경의 특성 상, 매크로 기지국에 대한 RSRP와 같은 측정값이 마이크로 기지국에 대한 RSRP보다 클 확률이 높다. 이는 마이크로 기지국은 일반적으로 낮은 전력으로 전송을 수행하기 때문이다. 따라서, 단말이 CRE를 수행하도록 함에 있어, 앞서 설명된 측정보고 전송의 판정 기준 중 iii) 이웃 셀(neighboring)에 대한 측정값이 서빙 셀의 측정값보다 오프셋 값만큼 커지는 경우(Neighboring cell becomes better than an offset relative to the serving cell)가 적용될 수 있다. 도 10은 이와 같은 판정 기준이 적용된 이종 네트워크 환경의 예시이다. 도 10에서 음영 부분에 속한 단말은 측정보고 전송 판정 기준을 만족하므로, 측정보고를 서빙 기지국인 매크로 기지국으로 전송함으로써 핸드오버 절차를 개시할 수 있다.

PSS ( Primary synchronous signal ) / SSS( Secondary Synchronous Signal )

도 10은 LTE/LTE-A 시스템에서 셀 탐색(cell search)에 사용되는 동기신호인 PSS 및 SSS을 설명하기 위한 도면이다. PSS 및 SSS를 설명하기 앞서, 셀 탐색에 대해 살펴보면, 셀 탐색은 단말이 최초로 셀에 접속하는 경우, 현재 접속되어 있는 셀에서 다른 셀로 핸드오버를 수행하는 경우 또는 셀 재 선택(Cell reselection)의 경우 등을 위해 수행하는 것으로써, 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기 획득, 셀의 하향링크 프레임 동기 획득 및 셀 식별자(ID) 결정으로 이루어질 수 있다. 셀 식별자는 3개가 하나의 셀 그룹을 이루고, 셀 그룹은 168개가 존재할 수 있다.

셀 탐색을 위해 기지국에서는 PSS 및 SSS를 전송한다. 단말은 PSS를 검출하여 셀의 5ms 타이밍을 획득하고, 셀 그룹 내의 셀 식별자에 대해 알수 있다. 또한, 단말은 SSS를 검출하여 라디오 프레임 타이밍 및 셀 그룹을 알 수 있다.

도 10을 참조하면, PSS는 0번 및 5번 서브프레임에서 전송되며, 보다 상세하게는 0번 및 5번 서브프레임에서 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에 전송된다. 또한, SSS는 0번 및 5번 서브프레임의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 전송된다. 즉, SSS는 PSS가 전송되기 직전의 OFDM 심볼에서 전송된다. 이러한 전송 타이밍은 FDD의 경우이며, TDD의 경우 PSS는 1번 및 6번 서브프레임의 세 번째 심볼, 즉, DwPTS에서 전송되며, SSS는 0번 및 5번 서브프레임의 마지막 심볼에서 전송된다. 즉, TDD에서 SSS는 PSS보다 3심볼 앞에서 전송된다.

PSS는 길이 63의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스이며, 실제 전송에 있어서는 시퀀스의 양쪽 끝에 0이 패딩되어 시퀀스가 시스템 주파수 대역폭의 가운데 73개의 부반송파(DC 부반송파를 제외하면 72개의 부반송파, 즉 6RB) 상으로 전송된다. SSS는 두 개의 길이 31인 시퀀스가 주파수 인터리빙된 길이 62의 시퀀스로 이루어지며, PSS와 마찬가지로 전체 시스템 대역폭의 가운데 72개의 부반송파 상에서 전송된다.

상술한 바와 같이, LTE/LTE-A 시스템에서 단말은 PSS/SSS를 이용하여 하향링크 동기를 획득할 수 있다. 다만, 이종 네트워크 환경에서 어느 하나의 전송포인트로부터의 신호가 다른 전송포인트에 대해 큰 간섭을 일으키는 경우, 단말이 그 다른 전송포인트의 PSS/SSS를 수신하여 동기를 획득하는데 있어 어려움이 있을 수 있다. 구체적으로, 도 11과 같은 상황에서, 단말(UE)이 제2 전송포인트(Pico eNB)의 동기를 획득하기 위해 제2 전송포인트로부터의 PSS/SSS를 수신함에 있어, 제1 전송포인트(Macro eNB)로부터의 강한 신호강도가 큰 간섭으로 작용할 수 있다 (제1 전송포인트는 공격 셀(aggressor cell), 제2 전송포인트는 희생 셀(victim cell) 및 단말은 희생 단말(victim UE)로 이해될 수 있다).

따라서, 본 발명에서는 도 11과 같은 이종 네트워크 환경에서, 단말이 제2 전송포인트에 대해 동기를 획득함에 있어, 제1 전송포인트로부터 수신하는 동기 신호(PSS 및/또는 SSS)와 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 이용할 것을 제안한다. 즉, 간섭으로 인해 수신이 어려운 제2 전송포인트의 PSS/SSS를 이용하여 동기를 획득하는 대신, 상대적으로 신호 세기가 큰 제1 전송포인트의 PSS 및/또는 SSS와 서브프레임 오프셋을 사용하는 것이다. 여기서, 서브프레임 오프셋은 제1 전송포인트로부터 수신한 것 또는 단말이 미리 알고 있는 것일 수 있다. 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 서브프레임 경계(boundary)는 일치되어 있는 것을 전제로 할 수 있다. 다만, 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 서브프레임 경계가 일치되어 있지 않는 경우에도 본 발명은 적용 가능하며, 이러한 경우 서브프레임 경계가 일치되어 있는지 여부 및/또는 서브프레임 경계가 일치되어 있지 않는 경우 그 차이에 관한 정보를 제1 전송포인트로부터 더 수신할 수 있다.

단말이 제2 전송포인트에 대한 동기를 획득하기 위해 제1 전송포인트로부터 수신하는 PSS와 SSS를 모두 사용할 수도 있고, PSS만 사용할 수도 있다. 구체적으로, 단말은 제1 전송포인트로부터 수신한 PSS와 SSS를 모두 사용하여 제1 전송포인트의 동기를 획득한 후, 제 1 전송 포인트와 제 2 전송 포인트의 서브프레임 경계가 일치한다는 가정하에, 제 1 전송 포인트로부터 시그널링된 혹은 미리 알고 있는 서브프레임 오프셋을 사용하여 제2 전송포인트의 동기를 최종적으로 획득할 수 있다. 또는, 단말은 제1 전송포인트로부터의 PSS를 수신하여 제1 전송포인트의 5ms 타이밍을 획득하고, 서브프레임 오프셋을 이용하여 프레임 타이밍을 획득할 수 있다. 즉, PSS는 5ms 주기로 전송되므로, 단말은 제1 전송포인트로부터의 PSS를 이용하여 5ms 타이밍을 획득할 수 있다. 그리고, SSS를 수신하고 프로세싱하여 얻게 되는 프레임 타이밍을 서브프레임 오프셋으로부터 획득하는 것이며, 이를 통해 SSS 검출을 위한 복잡도를 줄일 수 있다. 다만, 이러한 경우 SSS를 통해 알 수 있는 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 길이에 관한 정보는 제1 전송포인트로부터 시그널링 받을 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

이하, 상술한 본 발명의 제안에 대해 단말이 동기를 획득하는 각 상황에서 구체적인 적용에 대해 살펴본다. 이하의 설명에서 동기 신호라 함은 PSS와 SSS를 모두 포함하거나, 또는 PSS만 포함하는 것 중 어느 하나로 이해될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제2 전송포인트의 확장 영역(range extension)에 위치한 단말이 전원을 켜고 최초로 시스템에 접속하는 경우가 있을 수 있다. 이 때, 확장 영역에서는 제1 전송포인트(macro eNB)로부터의 신호 강도가 제2 전송포인트(pico eNB)의 그것보다 클 것이므로, 단말은 제1 전송포인트로 초기 접속(initial access)를 수행할 것이며, 이후, 제1 전송포인트는 단말에게 제2 전송포인트로의 핸드오버를 명령할 수 있다. 이 핸드오버 명령시 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 전송포인트는 RRC 연결재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지 혹은 핸드오버 메시지에 서브프레임 오프셋을 포함하는 정보를 부가하여 전송할 수 있다. 단말은 제2 전송포인트에서 전송되는 PSS/SSS를 검출하는 대신, 제1 전송포인트로부터 수신한 서브프레임 오프셋과 제1 전송포인트에서 전송되는 동기신호를 이용하여 제2 전송포인트에 대한 동기를 획득할 수 있다.

계속해서 도 11을 참조하면, 제2 전송포인트의 확장 영역에 위치면서 제2 전송포인트에 접속해 있던 단말이 연결을 잃어버리는 경우(connection lost), 단말은 제2 전송포인트에 대해 초기 동기화 과정을 다시 수행하게 된다. 앞서 언급된 바와 같이, 확장 영역에 위치한 단말에게는 제1 전송포인트로부터의 신호 강도가 더 클 것이므로, 제2 전송포인트에 대해 동기화를 수행 시 제1 전송포인트로부터 전송되는 동기신호와 서브프레임 오프셋을 사용할 수 있다. 이 경우, 단말은 제2 전송포인트로부터 전송되는 PSS/SSS를 이용한 동기화를 수행할 필요가 없게 된다.

여기서, 서브프레임 오프셋은 단말이 과거에 제1 전송포인트에 초기 접속 또는 제1 전송포인트로부터 제2 전송포인트로의 핸드오버를 수행할 때 (제 1 전송포인트로부터) 수신한 것을 이용할 수 있다. 이는, 확장 영역에 위치한 단말의 경우 상대적으로 신호 강도가 큰 제1 전송포인트에 접속한 후 핸드오버 명령에 따라 제2 전송포인트에 접속한 경우가 대부분일 것이며, 따라서 그 핸드오버 과정에서 수신(예를 들어, 핸드오버 명령과 함께 전송되는 RRC 연결재설정 메시지에 포함)된 서브프레임 오프셋을 이용하는 것이다. 아울러, 제1 전송포인트에서 제2 전송포인트로 핸드오버시의 정보들(예를 들어, 제1 전송포인트 및 제2 전송포인트의 RSRP 등)도 이 과정에서 다시 사용할 수 있다.

즉, 확장 영역에 위치한 단말이 제2 전송포인트와 연결을 잃어버려 제2 전송포인트에 초기 접속을 시도할 때, 주변 상황(예를 들어, 제1 전송포인트 및 제2 전송포인트의 RSRP 등)이 이전 핸드오버 시의 주변 상황과 비슷하다면 그 핸드오버 시의 정보를 이용하는 것이다. 다른 의미로 설명하자면, 특정 단말이 제1 전송포인트에 접속했다가 제2 전송포인트로 핸드오버하는 과정에서 제1 전송포인트의 동기신호와 서브프레임 오프셋을 사용하여 제2 전송포인트의 동기를 획득하였다면, connection lost 등의 상황이 발생해 제2 전송포인트에 접속하는 경우에는 이전과 마찬가지로 제1 전송포인트의 동기신호와 서브프레임 오프셋을 사용하여 제2 전송포인트에 동기화를 수행하도록 설정될 수 있다.

또 다른 상황으로, 도 11에서 제 1전송 포인트의 영역에 위치한 단말(UE) 또는 제2 전송포인트의 인접 전송포인트(예를 들어, 제3 전송포인트)에 속한 단말(미도시)이 제2 전송포인트에 대해 이웃 셀 측정(neighbor cell measurement)을 수행하는 경우에도 앞서 설명된 것처럼 상대적으로 신호 세기가 강한 제1 전송포인트의 동기 신호와 서브프레임 오프셋을 사용할 수 있다. 이를 위해 단말은 현재의 접속되어 있는 전송포인트, 즉 서빙 셀, 로부터, 서빙 셀과 제2 전송포인트의 서브프레임 오프셋(혹은 현재의 서빙셀이 제3 전송포인트일 경우, 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 서브프레임 오프셋)을 시그널링 받을 수 있다. 또한, 서빙 셀과 제2 전송포인트의 서브프레임 경계(혹은 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 서브프레임 경계)가 일치하는지 여부를 추가적으로 시그널링 받을 수도 있다.

상기 예시에서, 서브프레임 오프셋은 단말이 측정해야 하는 셀 리스트의 각 셀 정보로부터 획득할 수도 있다. 구체적으로, 셀 리스트에 서빙 셀과 이웃 셀의 서브프레임 오프셋 및/또는 서빙 셀과 해당 이웃 셀의 서브프레임 경계 일치 여부가 포함될 수 있다. 또한, 셀 리스트에는 이웃 셀 중 피코 셀을 포함하는 매크로 셀이 존재할 경우, 매크로 셀과 피코 셀의 서브프레임 오프셋 및/또는 양자의 서브프레임 경계 일치 여부가 포함될 수 있다. 다시 말해, 이웃 셀 리스트 중 도 11의 상황에서와 같이 매크로 셀로부터 간섭을 받는 피코 셀의 페어(pair)가 있다면, 그 관계가 이웃 셀 리스트에 명시될 수 있으며, 그 페어의 서브프레임 오프셋 및/또는 서브프레임 경계의 일치 여부 등이 이웃 셀 리스트에 포함될 수 있다. 즉, 이웃 셀 중 eICIC를 수행하는 셀 페어에 대한 정보를 단말에게 시그널링할 수 있다.

한편, 앞서 언급된 바와 같이, 동기 신호 중 SSS를 제외한 PSS와 서브프레임 오프셋으로 제2 전송포인트의 동기를 획득하는 방법에서는 제2 전송포인트의 CP 길이에 관한 정보는 단말이 알기 어려우므로, 이에 대한 고려가 필요하다. 따라서, 본 발명에서는 단말이 제2 전송포인트의 CP 길이에 관한 정보를 제1 전송포인트로부터 획득할 수 있다. 또는, 단말이 제2 전송포인트의 CP 길이가 제1 전송포인트의 그것과 동일하다고 추정하도록 설정될 수 있다. 여기서, 제1 전송포인트와 제2 전송포인트의 CP 길이가 같다는 추정은 eICIC를 수행하는 두 셀에 한정하여 적용할 수도 있으며, 공격 셀의 PSS/SSS등을 dectection하여 희생셀의 동기화에 이용할 경우 적용 가능하다. 추가적으로 다음과 같은 특정한 동작에 제한적으로 적용될 수도 있다. 구체적으로 예를 들면, 특정 시그널에 대한 간섭을 최소화시키기 위하여 특정 시그널의 간섭이 존재하는 일부 자원을 송신측 레이트 매칭(transmitter-side rate matching)을 수행하거나 또는 수신측 펑처링(receiver-side puncturing)을 사용하도록 설정된 경우가 이에 해당할 수 있다. 또는, 셀간 간섭을 제거하기 위해 간섭 취소 수신기(interference cancellation receiver)가 사용되는 경우도 이에 해당할 수 있다. 이는, 간섭 신호가 포함된 전체 신호를 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 한 다음 주파수 영역에서 간섭 신호를 검출/제거하고 수신하고자 하는 전송포인트의 신호를 검출하는 동작을 수행하는 간섭 취소 수신기의 경우에도 각 전송포인트의 CP 길이가 같아 OFDM 심볼 경계가 일치하여야 적용 가능하기 때문이다. 다만, 시간 영역에서 간섭 취소, 즉, 간섭 신호에 대해 FFT를 수행한 후 간섭 신호를 재생산하고 다시 IFFT(Inverse FFT)를 통해 간섭 신호의 시간 영역 파형을 생성하여 전체 수신신호에서 시간 영역 파형을 제거하는 간섭 취소에서는 CP 길이가 반드시 일치하지 않아도 관계가 없다. 따라서 간섭 취소 수신기가 사용되는 경우에도 주파수 영역 간섭 검출/제거인지 시간 영역 간섭 검출/제거가 사용되는지에 따라 네트워크가 이러한 정보를 초기 접속 과정 등을 통해 단말에 알려줄 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 전송포인트 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하여 본 발명에 따른 전송포인트 장치(1210)는, 수신모듈(1211), 전송모듈(1212), 프로세서(1213), 메모리(1214) 및 복수개의 안테나(1215)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1215)는 MIMO 송수신을 지원하는 전송포인트 장치를 의미한다. 수신모듈(1211)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1212)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1213)는 전송포인트 장치(1210) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전송포인트 장치(1210)의 프로세서(1213)는, 상술한 실시예들이 동작되도록 할 수 있으며, 그 외에도 전송포인트 장치(1210)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1214)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

계속해서 도 12를 참조하면 본 발명에 따른 단말 장치(1220)는, 수신모듈(1221), 전송모듈(1222), 프로세서(1223), 메모리(1224) 및 복수개의 안테나(1225)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1225)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(1221)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1222)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1223)는 단말 장치(1220) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(1220)의 프로세서(1223)는 상술한 실시예들이 적용되도록 동작할 수 있으며, 그 외에도 단말 장치(1220)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1224)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

위와 같은 전송포인트 장치 및 단말 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

또한, 도 12에 대한 설명에 있어서 전송포인트 장치(1210)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 단말 장치(1220)에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 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.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

1210 : eNB
1220 : UE

Claims (14)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 동기를 획득하는 방법에 있어서,
   매크로 셀로부터 제 1 동기 신호 및 상기 매크로 셀과 피코 셀 간의 서브프레임 차이값을 포함하는 서브프레임 오프셋 정보를 수신하는 단계;
   상기 제 1 동기 신호 및 상기 서브프레임 차이값을 기반으로 상기 피코 셀의 제 1 동기를 획득하는 단계; 및
   상기 피코 셀의 제 1 동기를 기반으로 상기 피코 셀로부터 제 1 신호를 수신하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 단말과 상기 피코 셀 간에 무선 링크 실패(radio link failure)가 발생한 경우,
   상기 매크로 셀로부터 제 2 동기 신호만을 수신하는 단계;
   상기 제 2 동기 신호 및 상기 서브프레임 오프셋 정보에 포함된 상기 서브프레임 차이값을 기반으로 상기 피코 셀의 제 2 동기를 획득하는 단계; 및
   상기 피코 셀의 제 2 동기를 기반으로 상기 피코 셀로부터 제 2 신호를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   동기 획득 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 2 동기를 획득하는 단계는,
   상기 제 2 동기 신호에 포함된 프라이머리 동기 신호를 기반으로 5ms 동기를 획득하는 단계; 및
   상기 서브프레임 차이값을 기반으로 프레임 타이밍을 획득하는 단계;
   를 포함하는, 동기 획득 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제 2 동기 신호는 세컨더리 동기 신호를 더 포함하는, 동기 획득 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 매크로 셀 및 상기 피코 셀의 서브프레임 경계(boundary)는 정렬된, 동기 획득 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 서브프레임 오프셋 정보는 상기 매크로 셀과 상기 피코 셀의 서브프레임 경계가 정렬되어 있는지 여부를 포함하는, 동기 획득 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 서브프레임 오프셋 정보는 상기 단말이 상기 매크로 셀과의 초기 접속 또는 핸드오버 과정에서 수신된 것인, 동기 획득 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 서브프레임 오프셋 정보는 셀 리스트 내 각 셀에 대한 정보에 포함된 것인, 동기 획득 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 단말은 상기 피코 셀의 순환전치(Cyclic prefix)에 관한 정보를 상기 매크로 셀로부터 획득하는, 동기 획득 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 단말은 상기 피코 셀의 순환전치 길이가 상기 매크로 셀의 순환전치 길이와 동일하다고 추정(assume)하는, 동기 획득 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 무선통신시스템에서의 단말에 있어서,
    수신 모듈; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    매크로 셀로부터 제 1 동기 신호 및 상기 매크로 셀과 피코 셀 간의 서브프레임 차이값을 포함하는 서브프레임 오프셋 정보를 수신하도록 상기 수신 모듈을 제어하고,
    상기 제 1 동기 신호 및 상기 서브프레임 차이값을 기반으로 상기 피코 셀의 제 1 동기를 획득하고,
    상기 피코 셀의 제 1 동기를 기반으로 상기 피코 셀로부터 제 1 신호를 수신하도록 상기 수신 모듈을 제어하되,
    상기 단말과 상기 피코 셀 간에 무선 링크 실패(radio link failure)가 발생한 경우,
    상기 매크로 셀로부터 제 2 동기 신호만을 수신하도록 상기 수신 모듈을 제어하고,
    상기 제 2 동기 신호 및 상기 서브프레임 오프셋 정보에 포함된 상기 서브프레임 차이값을 기반으로 상기 피코 셀의 제 2 동기를 획득하고,
    상기 피코 셀의 제 2 동기를 기반으로 상기 피코 셀로부터 제 2 신호를 수신하도록 제어하는,
    단말.
14. 삭제

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