KR102024609B1 - 매시브 mimo를 지원하는 무선 통신 시스템에서 참조 신호의 생성 방법 - Google Patents

매시브 mimo를 지원하는 무선 통신 시스템에서 참조 신호의 생성 방법 Download PDF

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Abstract

데이터 전송에 이용되는 안테나 포트의 수가 9 이상인 경우에 적용되는 참조 신호 시퀀스를 생성하고, 참조 신호 시퀀스를 복수의 안테나 포트 각각에 할당된 자원 영역에 매핑시키고, 참조 신호 시퀀스가 매핑된 서브프레임을 단말로 전송하는 참조 신호 생성 방법에서, 복수의 안테나 포트 중에서 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역과 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역은 동일하며, 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스와 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 CDM 방식으로 다중화되는 참조 신호 생성 방법이 개시된다.

Description

매시브 MIMO를 지원하는 무선 통신 시스템에서 참조 신호의 생성 방법{REFERENCE SIGNAL GENERATION METHOD IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING MASSIVE MIMO}
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 안테나를 포함하여 매시브 MIMO 를 지원하는 무선 통신 시스템에서 참조 신호를 생성하는 방법 및 그 장치에 대한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 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 등이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 매시브 MIMO 가 지원되는 환경에서 다중 스트림 전송을 위한 참조 신호를 설계하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 역방향 호환성(backward compatibility)을 유지하면서도 새로운 통신 시스템에 활용되는 참조 신호를 설계하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 서브프레임 내에 전송되는 다른 신호들에 대한 영향을 최소화하도록 참조 신호를 구성하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 참조 신호 생성 방법은, 데이터 전송에 이용되는 안테나 포트의 수가 9 이상인 경우에 적용되는 참조 신호 시퀀스를 생성하는 단계, 참조 신호 시퀀스를 복수의 안테나 포트 각각에 할당된 자원 영역에 매핑시키는 단계, 및 참조 신호 시퀀스가 매핑된 서브프레임을 단말로 전송하는 단계를 포함하고, 복수의 안테나 포트 중에서 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역과 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역은 동일하며, 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스와 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 CDM(Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화된다.
참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역은 서브프레임의 2번째 슬롯의 3번째 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 및 4번째 OFDM 심볼 상에서 정의될 수 있다.
복수의 안테나 포트 각각에 대한 참조 신호 시퀀스는 연속하는 두 OFDM 심볼에 대하여 4 개의 서브캐리어 간격으로 배치된 총 6 개의 자원 요소(Resource Element, RE)에 매핑될 수 있다.
복수의 안테나 포트는 안테나 포트 인덱스 23 내지 30의 8개 안테나 포트들로 구성되며, 9번째 안테나 포트의 인덱스는 23 이고, 10 번째 안테나 포트의 인덱스는 24일 수 있다.
안테나 포트 인덱스가 25, 26 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역이 동일하며 CDM 방식으로 다중화되고, 안테나 포트 인덱스가 27, 28 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역이 동일하며 CDM 방식으로 다중화되고, 안테나 포트 인덱스가 29, 30 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역이 동일하고 CDM 방식으로 다중화될 수 있다.
8 개의 안테나 포트 중에서 사용되지 않는 안테나 포트가 존재하는 경우, 사용되지 않는 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역에는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 매핑되어 전송될 수 있다.
8 개의 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역이 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)가 매핑되는 자원 영역과 겹치는 경우, CSI-RS는 드롭(drop)될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 기지국은, 송신부, 수신부, 및 송신부 및 수신부와 연결되어 참조 신호를 생성하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 데이터 전송에 이용되는 안테나 포트의 수가 9 이상인 경우에 적용되는 참조 신호 시퀀스를 생성하고, 참조 신호 시퀀스를 복수의 안테나 포트 각각에 할당된 자원 영역에 매핑하고, 참조 신호 시퀀스가 매핑된 서브프레임을 단말로 전송하도록 송신부를 제어하며, 복수의 안테나 포트 중에서 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역과 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스가 매핑되는 자원 영역은 동일하며, 9 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스와 10 번째 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 CDM(Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화된다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 매시브 MIMO 환경에서 설계된 참조 신호를 이용하여 효율적인 통신 수행이 가능하게 된다.
둘째로, 새로운 참조 신호가 설계됨에도 역방향 호환성을 유지할 수 있어, 레거시 단말들과의 통신 수행 또한 보장된다.
셋째로, 추가적인 참조 신호의 설계가 CRS, CSI-RS 등의 전송에 미치는 영향을 최소화할 수 있어, 참조 신호 구성의 오버헤드가 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 프레임의 구조의 일예를 나타내는 도면이다.
도 3는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일예를 나타내는 도면이다.
도 6은 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE- 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일예를 나타내는 도면이다.
도 7은 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 8은 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서빙셀 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 9는 CA 환경을 기반으로 동작하는 CoMP 시스템의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 셀 특정 참조 신호(CRS: Cell specific Reference Signal)가 할당된 서브프레임의 일예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 단말 특정 참조 신호(UE-RS: User Equipment specific Reference Signal)가 할당된 서브프레임의 일예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 CSI-RS가 안테나 포트의 개수에 따라 할당된 서브프레임들의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 레거시 PDCCH(Legacy PDCCH), PDSCH 및 E-PDCCH가 다중화되는 일예를 나타내는 도면이다.
도 14는 안테나 틸팅의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 15는 능동 안테나 시스템(AAS: Active Antenna System)의 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 AAS에 기반한 단말 특정적 빔 전송의 예시를 나타내는 도면이다.
도 17은 AAS에 기반한 2차원 빔 전송의 예시를 나타내는 도면이다.
도 18과 도 19는 제안하는 실시 예에 따른 RS 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 20은 제안하는 RS 구성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 21은 일 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 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 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 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 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(Advanced Base Station, ABS) 또는 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, '이동국(Mobile Station, MS)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(Advanced Mobile Station, AMS), 단말(Terminal) 또는 스테이션(STAtion, STA) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
또한, 디바이스가 '셀'과 통신을 수행한다는 기재는 디바이스가 해당 셀의 기지국과 신호를 송수신하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 디바이스가 신호를 송신하고 수신하는 실질적인 대상은 특정 기지국이 될 수 있으나, 기재의 편의상 특정 기지국에 의해 형성되는 셀과 신호를 송수신하는 것으로 기재될 수 있다. 마찬가지로, '매크로 셀' 및/또는 '스몰 셀' 이라는 기재는 각각 특정한 커버리지(coverage)를 의미할 수 있을 뿐 아니라, '매크로 셀을 지원하는 매크로 기지국' 및/또는 '스몰 셀을 지원하는 스몰 셀 기지국'을 의미할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 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.
1. 3GPP LTE/LTE-A 시스템
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
1.1 시스템 일반
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2(a)는 타입 1 프레임 구조(frame structure type 1)를 나타낸다. 타입 1 프레임 구조는 전이중(full duplex) FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과 반이중(half duplex) FDD 시스템 모두에 적용될 수 있다.
하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지고, Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 균등한 길이를 가지며 0부터 19의 인덱스가 부여된 20개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 2개의 연속된 슬롯으로 정의되며, i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 여기서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz*2048)=3.2552*10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
전이중 FDD 시스템에서는 각 10ms 구간 동안 10개의 서브프레임은 하향링크 전송과 상향링크 전송을 위해 동시에 이용될 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반면, 반이중 FDD 시스템의 경우 단말은 전송과 수신을 동시에 할 수 없다.
상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 프레임 구조는 TDD 시스템에 적용된다. 하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지며, 153600*Ts = 5ms 길이를 가지는 2개의 하프프레임(half-frame)으로 구성된다. 각 하프프레임은 30720*Ts = 1ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 각 Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 길이를 가지는 2개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz*2048)=3.2552*10-8(약 33ns)로 표시된다.
타입 2 프레임에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3가지의 필드로 구성되는 특별 서브프레임을 포함한다. 여기서, 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.
다음 표 1는 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
Figure 112017013085616-pct00001
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 X 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH가 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH가 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이러한 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 OFDM 심볼 인덱스 0부터 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH, PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
1.2 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)
1.2.1 PDCCH 일반
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(즉, 하향링크 그랜트(DL-Grant)), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(즉, 상향링크 그랜트(UL-Grant)), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 여부에 관한 정보 등을 나를 수 있다.
복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(REG: resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다
1.2.2 PDCCH 구조
복수의 단말에 대한 다중화된 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있다. PDCCH는 하나 또는 2 이상의 연속적인 CCE의 집합(CCE aggregation)으로 구성된다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 각 REG에는 4개의 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 심볼이 매핑 된다. 참조 신호(RS: Reference Signal)에 의하여 점유된 자원 요소들은 REG에 포함되지 않는다. 즉, OFDM 심볼 내에서 REG의 총 개수는 셀 특정 참조 신호가 존재하는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 4개의 자원 요소를 하나의 그룹에 매핑하는 REG의 개념은 다른 하향링크 제어 채널(예를 들어, PCFICH 또는 PHICH)에도 적용될 수 있다. PCFICH 또는 PHICH에 할당되지 않는 REG를 NREG라 하면 시스템에서 이용 가능한 CCE의 개수는 NCCE = floor(NREG/9)이며, 각 CCE는 0부터 NCCE-1 까지 인덱스를 가진다.
단말의 디코딩 프로세스를 단순화하기 위해서, n개의 CCE를 포함하는 PDCCH 포맷은 n의 배수와 동일한 인덱스를 가지는 CCE부터 시작될 수 있다. 즉, CCE 인덱스가 i인 경우 imod(n) = 0 을 만족하는 CCE부터 시작될 수 있다.
기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며, 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라고 부른다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다. 예를 들어, 양호한 하향링크 채널 상태(기지국에 가까운 경우)를 가지는 단말을 위한 PDCCH는 하나의 CCE만으로 충분할 수 있다. 반면, 좋지 않은 채널 상태(셀 경계에 있는 경우)를 가지는 단말의 경우는 8개의 CCE들이 충분한 강인함(robustness)을 위하여 요구될 수 있다. 게다가, PDCCH의 파워 레벨도 채널 상태에 매칭되어 조절될 수 있다.
다음 표 2는 PDCCH 포맷을 나타내며, CCE 집합 레벨에 따라 표 2과 같이 4가지의 PDCCH 포맷이 지원된다.
PDCCH 포맷 CCE 개수 (n) REG 개수 PDCCH 비트 수
0 1 9 72
1 2 18 144
2 4 36 288
3 8 72 576
단말마다 CCE 집합 레벨이 다른 이유는 PDCCH에 실리는 제어정보의 포맷 또는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 다르기 때문이다. MCS 레벨은 데이터 코딩에 사용되는 코드 레이트(code rate)와 변조 차수(modulation order)를 의미한다. 적응적인 MCS 레벨은 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용된다. 일반적으로 제어정보를 전송하는 제어채널에서는 3~4개 정도의 MCS 레벨을 고려할 수 있다.
제어정보의 포맷을 설명하면, PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI)라고 한다. DCI 포맷에 따라 PDCCH 페이로드(payload)에 실리는 정보의 구성이 달라질 수 있다. PDCCH 페이로드는 정보 비트(information bit)를 의미한다. 다음 표 3은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
DCI 포맷 내용
Format 0 Resource grants for PUSCH transmissions (uplink)
Format 1 Resource assignments for single codeword PDSCH transmission (transmission modes 1, 2 and 7)
Format 1A Compact signaling of resource assignments for sigle codeword PDSCH (all modes)
Format 1B Compact resource assignments for PDSCH using rank-1 closed loop precoding (mode 6)
Format 1C Very compact resource assignments for PDSCH (e.g., paging/broadcast system information)
Format 1D Compact resource assignments for PDSCH using multi-user MIMO(mode 5)
Format 2 Resource assignments for PDSCH for closed loop MIMO operation (mode 4)
Format 2A resource assignments for PDSCH for open loop MIMO operation (mode 3)
Format 3/3A Power control commands for PUCCH and PUSCH with 2-bit/1-bit power adjustment
Format 4 Scheduling of PUSCH in one UL cell with multi-antenna port transmission mode
표 3을 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 0, 하나의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL-SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2, 개루프(Openloop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A가 있다. DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케줄링을 위해 사용될 수 있다.
DCI 포맷에 따라 PDCCH 페이로드 길이가 달라질 수 있다. 또, PDCCH 페이로드의 종류와 그에 따른 길이는 간단한(compact) 스케줄링인지 여부 또는 단말에 설정된 전송 모드(transmission mode) 등에 의해 달라질 수 있다.
전송 모드는 단말이 PDSCH를 통한 하향링크 데이터를 수신하기 위해 설정(configuration)될 수 있다. 예를 들어, PDSCH를 통한 하향링크 데이터는 단말에 대한 스케줄된 데이터(scheduled data), 페이징, 랜덤 액세스 응답 또는 BCCH를 통한 브로드캐스트 정보 등이 있다. PDSCH를 통한 하향링크 데이터는 PDCCH를 통해 시그널되는 DCI 포맷과 관계가 있다. 전송 모드는 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 단말에 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다. 전송 모드는 싱글 안테나 전송(Single antenna transmission) 또는 멀티 안테나(Multi-antenna) 전송으로 구분할 수 있다.
단말은 상위 계층 시그널링을 통해 반정적(semi-static)으로 전송 모드가 설정된다. 예를 들어, 멀티 안테나 전송에는 전송 다이버시티(Transmit diversity), 개루프(Open-loop) 또는 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화(Spatial multiplexing), MU-MIMO(Multi-user-Multiple Input Multiple Output) 또는 빔 형성(Beamforming) 등이 있다. 전송 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키는 기술이다.
DCI 포맷은 단말에 설정된 전송 모드에 종속된다(depend on). 단말은 자신에게 설정된 전송 모드에 따라 모니터링하는 참조(Reference) DCI 포맷이 있다. 단말에 설정되는 전송 모드는 다음과 같이 10개의 전송 모드를 가질 수 있다.
(1) 전송모드 1: 단일 안테나 포트; 포트 0
(2) 전송모드 2: 전송 다이버시티(Transmit Diversity)
(3) 전송모드 3: 개루프 공간 다중화 (Open-loop Spatial Multiplexing)
(4) 전송모드 4: 폐루프 공간 다중화 (Closed-loop Spatial Multiplexing)
(5) 전송모드 5: 다중 사용자 MIMO
(6) 전송모드 6: 폐루프, 랭크 = 1 프리코딩
(7) 전송모드 7: 코드북에 기반하지 않는, 단일 레이어 전송을 지원하는 프리코딩
(8) 전송모드 8: 코드북에 기반하지 않는, 두 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
(9) 전송모드 9: 코드북에 기반하지 않는, 여덟 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
(10) 전송모드 10: 코드북에 기반하지 않는, CoMP를 위해 사용되는, 여덟 개까지 레이어를 지원하는 프리코딩
1.2.3 PDCCH 전송
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(예를 들어, RNTI(Radio Network Temporary Identifier))가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자(예를 들어, C-RNTI(Cell-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자(예를 들어, P-RNTI(Paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(예를 들어, SI-RNTI(System Information RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
이어, 기지국은 CRC가 부가된 제어정보를 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 이때, MCS 레벨에 따른 코드 레이트로 채널 코딩을 수행할 수 있다. 기지국은 PDCCH 포맷에 할당된 CCE 집합 레벨에 따른 전송률 매칭(rate matching)을 수행하고, 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심볼들을 생성한다. 이때, MCS 레벨에 따른 변조 서열을 사용할 수 있다. 하나의 PDCCH를 구성하는 변조 심볼들은 CCE 집합 레벨이 1, 2, 4, 8 중 하나일 수 있다. 이후, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원요소에 맵핑(CCE to RE mapping)한다.
1.2.4 블라인드 디코딩(BS: Blind Decoding)
하나의 서브프레임 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있다. 즉, 하나의 서브프레임의 제어영역은 인덱스 0 ~ NCCE,k-1 을 가지는 복수의 CCE로 구성된다. 여기서, NCCE,k는 k번째 서브프레임의 제어 영역 내의 총 CCE의 개수를 의미한다. 단말은 매 서브프레임마다 복수의 PDCCH들을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 모니터링되는 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH들의 각각의 디코딩을 시도하는 것을 말한다.
서브프레임 내에서 할당된 제어영역에서 기지국은 단말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH가 어느 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩(BD)이라 한다. 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자(UE ID)를 디 마스킹(De-Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다.
활성 모드(active mode)에서 단말은 자신에게 전송되는 데이터를 수신하기 위해 매 서브프레임의 PDCCH를 모니터링한다. DRX 모드에서 단말은 매 DRX 주기의 모니터링 구간에서 깨어나(wake up) 모니터링 구간에 해당하는 서브프레임에서 PDCCH를 모니터링한다. PDCCH의 모니터링이 수행되는 서브프레임을 non-DRX 서브프레임이라 한다.
단말은 자신에게 전송되는 PDCCH를 수신하기 위해서는 non-DRX 서브프레임의 제어영역에 존재하는 모든 CCE에 대해 블라인드 디코딩을 수행해야 한다. 단말은 어떤 PDCCH 포맷이 전송될지 모르므로, 매 non-DRX 서브프레임 내에서 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 CCE 집단 레벨로 PDCCH를 모두 디코딩해야 한다. 단말은 자신을 위한 PDCCH가 몇 개의 CCE를 사용하는지 모르기 때문에 PDCCH의 블라인드 디코딩이 성공할 때까지 가능한 모든 CCE 집단 레벨로 검출을 시도해야 한다.
LTE 시스템에서는 단말의 블라인드 디코딩을 위해서 서치 스페이스(SS: Search Space) 개념을 정의한다. 서치 스페이스는 단말이 모니터링하기 위한 PDCCH 후보 세트를 의미하며, 각 PDCCH 포맷에 따라 상이한 크기를 가질 수 있다. 서치 스페이스는 공용 서치 스페이스(CSS: Common Search Space)와 단말 특정 서치 스페이스(USS: UE-specific/Dedicated Search Space)로 구성될 수 있다.
공용 서치 스페이스의 경우, 모든 단말이 공용 서치 스페이스의 크기에 대하여 알 수 있으나, 단말 특정 서치 스페이스는 각 단말마다 개별적으로 설정될 수 있다. 따라서, 단말은 PDCCH를 디코딩하기 위해 단말 특정 서치 스페이스 및 공용 서치 스페이스를 모두 모니터링해야 하며, 따라서 하나의 서브프레임에서 최대 44번의 블라인드 디코딩(BD)을 수행하게 된다. 여기에는 상이한 CRC 값(예를 들어, C-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI, RA-RNTI)에 따라 수행하는 블라인드 디코딩은 포함되지 않는다.
서치 스페이스의 제약으로 인하여, 기지국은 주어진 서브프레임 내에서 PDCCH를 전송하고자 하는 단말들 모두에게 PDCCH를 전송하기 위한 CCE 자원이 확보될 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 왜냐하면, CCE 위치가 할당되고 남은 자원들은 특정 단말의 서치 스페이스 내에 포함되지 않을 수 있기 때문이다. 다음 서브프레임에도 계속될 수 있는 이러한 장벽을 최소화하기 위하여 단말 특정 도약(hopping) 시퀀스가 단말 특정 서치 스페이스의 시작 지점에 적용될 수 있다.
표 4는 공용 서치 스페이스와 단말 특정 서치 스페이스의 크기를 나타낸다.
PDCCH 포맷 CCE 개수 (n) CSS에서 후보 개수 USS에서 후보 개수
0 1 - 6
1 2 - 6
2 4 4 2
3 8 2 2
블라인드 디코딩을 시도하는 횟수에 따른 단말의 부하를 경감하기 위해, 단말은 정의된 모든 DCI 포맷에 따른 서치를 동시에 수행하지 않는다. 구체적으로, 단말은 단말 특정 서치 스페이스(USS)에서 항상 DCI 포맷 0 과 1A에 대한 서치를 수행한다. 이때, DCI 포맷 0과 1A는 동일한 크기를 가지나, 단말은 PDCCH에 포함된 DCI 포맷 0과 1A를 구분하는데 사용되는 플래그(flag for format 0/format 1A differentiation)를 이용하여 DCI 포맷을 구분할 수 있다. 또한, 단말에 DCI 포맷 0과 DCI 포맷 1A외에 다른 DCI 포맷이 요구될 수 있는데, 그 일례로 DCI 포맷 1, 1B, 2가 있다.
공용 서치 스페이스(CSS)에서 단말은 DCI 포맷 1A와 1C를 서치할 수 있다. 또한 단말은 DCI 포맷 3 또는 3A를 서치하도록 설정될 수 있으며, DCI 포맷 3과 3A는 DCI 포맷 0과 1A와 동일한 크기를 가지나, 단말은 단말 특정 식별자가 아닌 다른 식별자에 의하여 스크램블된 CRC를 이용하여 DCI 포맷을 구별할 수 있다.
서치 스페이스 는 집합 레벨
Figure 112017013085616-pct00002
에 따른 PDCCH 후보 세트를 의미한다. 서치 스페이스의 PDCCH 후보 세트 m에 따른 CCE는 다음과 같은 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112017013085616-pct00003
여기서, M(L)은 서치 스페이스에서 모니터하기 위한 CCE 집합 레벨 L에 따른 PDCCH 후보들의 개수를 나타내며,
Figure 112017013085616-pct00004
이다. i는 PDCCH 에서 각 PDCCH 후보에서 개별 CCE를 지정하는 인덱스로서 i = 0, ..., L-1이다.
Figure 112017013085616-pct00005
이며, ns는 무선 프레임 내에서 슬롯 인덱스를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 단말은 PDCCH를 디코딩하기 위해 단말 특정 서치 스페이스 및 공용 서치 스페이스를 모두 모니터링한다. 여기서, 공용 서치 스페이스(CSS)는 {4, 8}의 집합 레벨을 갖는 PDCCH들을 지원하고, 단말 특정 서치 스페이스(USS)는 {1, 2, 4, 8}의 집합 레벨을 갖는 PDCCH들을 지원한다. 표 5는 단말에 의하여 모니터링되는 PDCCH 후보를 나타낸다.
Figure 112017013085616-pct00006
수학식 1을 참조하면, 공용 서치 스페이스의 경우 2개의 집합 레벨, L=4 및 L=8에 대해 Yk는 0으로 설정된다. 반면, 집합 레벨 L에 대해 단말 특정 서치 스페이스의 경우 Yk는 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112017013085616-pct00007
여기서,
Figure 112017013085616-pct00008
이며, nRNTI는 RNTI 값을 나타낸다. 또한, A = 39827이고, D = 65537이다.
2. 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 환경
2.1 CA 일반
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; Rel-8 또는 Rel-9) 시스템(이하, LTE 시스템)은 단일 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 여러 대역으로 분할하여 사용하는 다중 반송파 변조(MCM: Multi-Carrier Modulation) 방식을 사용한다. 그러나, 3GPP LTE-Advanced 시스템(이하, LTE-A 시스템) 에서는 LTE 시스템보다 광대역의 시스템 대역폭을 지원하기 위해서 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 결합하여 사용하는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation)과 같은 방법을 사용할 수 있다. 캐리어 병합은 반송파 집성, 반송파 정합, 멀티 컴포넌트 캐리어 환경(Multi-CC) 또는 멀티캐리어 환경이라는 말로 대체될 수 있다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 병합이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 병합이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다.
예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
또한, 위와 같은 캐리어 병합은 인트라-밴드 CA(Intra-band CA) 및 인터-밴드 CA(Inter-band CA)로 구분될 수 있다. 인트라-밴드 캐리어 병합이란, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC들이 주파수상에서 인접하거나 근접하여 위치하는 것을 의미한다. 다시 말해, DL CC 및/또는 UL CC들의 캐리어 주파수가 동일한 밴드 내에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 반면, 주파수 영역에서 멀리 떨어져 있는 환경을 인터-밴드 CA(Inter-Band CA)라고 부를 수 있다. 다시 말해, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC들의 캐리어 주파수가 서로 다른 밴드들에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 이와 같은 경우, 단말은 캐리어 병합 환경에서의 통신을 수행하기 위해서 복수의 RF(radio frequency)단을 사용할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있다. 그러나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다.
또한, 캐리어 결합(CA)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 캐리어 결합에서 말하는 '셀(Cell)'은 주파수 관점에서 설명되는 것으로, 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 지리적 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다. 이하, 상술한 인트라-밴드 캐리어 병합을 인트라-밴드 다중 셀이라고 지칭하며, 인터-밴드 캐리어 병합을 인터-밴드 다중 셀이라고 지칭한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(P셀: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(S셀: Secondary Cell)을 포함한다. P셀(PCell)과 S셀(SCell)은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhyS셀 Id는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. S셀 Index는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, S셀Index는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다.
E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling)을 전송할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE-A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일예를 나타내는 도면이다.
도 6(a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 6(b)는 LTE-A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 6(b)의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L=M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
2.2 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling)
캐리어 병합 시스템에서는 캐리어(또는 반송파) 또는 서빙 셀(Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링(Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링(Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링(Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.
자가 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 동일한 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL Grant를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 각각 다른 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL 그랜트를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정(UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 반정적(semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH에 해당 PDCCH가 지시하는 PDSCH/PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드(CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된다. 이 경우, LTE Release-8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한, LTE Release-8의 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.
반면, DL CC 상에서의 PDCCH가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE Release-8과 동일한 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및/또는 대역폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DCI에 대한 PDCCH를 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도록 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전송하도록 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합(monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합(subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는 DL CC는 링크된 UL CC에 대한 자기-스케줄링(self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정(UE-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 셀 특정(Cell-specific)하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 하향링크 컴포넌트 캐리어(DL CC)가 결합되어 있으며, DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타낸다. CIF가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH를 전송하지 않는다.
도 8은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서빙셀 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
캐리어 결합(CA)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 기지국 및/또는 단말들은 하나 이상의 서빙 셀들로 구성될 수 있다. 도 8에서 기지국은 A셀, B셀, C셀 및 D셀 등 총 4개의 서빙셀을 지원할 수 있으며, 단말 A는 A셀, B셀 및 C셀로 구성되고, 단말 B는 B셀, C셀 및 D셀로 구성되며, 단말 C는 B셀로 구성된 경우를 가정한다. 이때, 각 단말에 구성된 셀들 중 적어도 하나는 P셀로 설정될 수 있다. 이때, P셀은 항상 활성화된 상태이며, S셀은 기지국 및/또는 단말에 의해 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
도 8에서 구성된 셀은 기지국의 셀 중에서 단말로부터의 측정 보고(measurement report) 메시지를 기반으로 CA에 셀 추가가 가능한 셀로서 단말별로 설정 가능하다. 구성된 셀은 PDSCH 신호 전송에 대한 ACK/NACK 메시지 전송을 위한 자원을 미리 예약해 둔다. 활성화된 셀(Activated cell)은 구성된 셀들 중에서 실제 PDSCH 신호 및/또는 PUSCH 신호를 전송하도록 설정된 셀이며, CSI 보고 및 SRS(Sounding Reference Signal) 전송을 수행하게 된다. 비활성화된 셀(De-Activated cell)은 기지국의 명령 또는 타이머 동작에 의해서 PDSCH/PUSCH 신호 송수신을 수행하지 않도록 구성되는 셀이며, CSI 보고 및 SRS 전송도 중단된다.
2.3 CA 환경 기반의 CoMP 동작
이하에서는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 협력적 다중 포인트(CoMP: Cooperative Multi-Point) 전송 동작에 대해서 설명한다.
LTE-A 시스템에서 LTE에서의 CA(carrier aggregation) 기능을 이용하여 CoMP 전송을 구현할 수 있다. 도 9는 CA 환경을 기반으로 동작하는 CoMP 시스템의 개념도이다.
도 9에서, P셀로 동작하는 캐리어와 S셀로 동작하는 캐리어는 주파수 축으로 동일한 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 지리적으로 떨어진 두 eNB에 각각 할당된 경우를 가정한다. 이때, UE1의 서빙 eNB를 P셀로 할당하고, 많은 간섭을 주는 인접셀을 S셀로 할당할 수 있다. 즉, 하나의 단말에 대해서 P셀의 기지국과 S셀의 기지국이 서로 JT(Joint Transmission), CS/CB 및 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 등 다양한 DL/UL CoMP 동작을 수행할 수 있다.
도 9는 하나의 단말(e.g., UE1)에 대해 두 개의 eNB들이 관리하는 셀들을 각각 P셀과 S셀로써 결합하는 경우에 대한 예시를 나타낸다. 다만, 다른 예로서 3개 이상의 셀이 결합될 수 있다. 예를 들어, 세 개 이상의 셀들 중 일부 셀들은 동일 주파수 대역에서 하나의 단말에 대해 CoMP 동작을 수행하고, 다른 셀들은 다른 주파수 대역에서 단순 CA 동작을 하도록 구성되는 것도 가능하다. 이때, P셀은 반드시 CoMP 동작에 참여할 필요는 없다.
2.4 참조신호(RS: Reference Signal)
이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 참조신호들에 대해서 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 셀 특정 참조 신호(CRS: Cell specific Reference Signal)가 할당된 서브프레임의 일예를 나타내는 도면이다.
도 10에서는 시스템에서 4개 안테나를 지원하는 경우에 CRS의 할당 구조를 나타낸다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 CRS는 디코딩 및 채널 상태 측정을 목적으로 사용된다. 따라서, CRS는 PDSCH 전송을 지원하는 셀(cell) 내 모든 하향링크 서브프레임에서 전체 하향링크 대역폭에 걸쳐 전송되며, 기지국(eNB)에 구성된 모든 안테나 포트에서 전송된다.
구체적으로 CRS 시퀀스는 슬롯 ns에서 안테나 포트 p를 위한 참조 심볼들로서 사용되는 복소 변조 심볼(complex-valued modulation symbols)에 맵핑된다.
UE는 CRS를 이용하여 CSI를 측정할 수 있으며, CRS를 이용하여 CRS를 포함하는 서브프레임에서 PDSCH를 통해 수신된 하향링크 데이터 신호를 디코딩할 수 있다. 즉, eNB는 모든 RB에서 각 RB 내 일정한 위치에 CRS를 전송하고 UE는 상기 CRS를 기준으로 채널 추정을 수행한 다음에 PDSCH를 검출하였다. 예를 들어, UE는 CRS RE에서 수신된 신호를 측정한다. UE는 CRS RE별 수신 에너지와 PDSCH이 맵핑된 RE별 수신 에너지에 대한 비를 이용하여 PDSCH가 맵핑된 RE로부터 PDSCH 신호를 검출할 수 있다.
이와 같이, CRS를 기반으로 PDSCH 신호가 전송되는 경우에, eNB는 모든 RB에 대해서 CRS를 전송해야 하므로 불필요한 RS 오버헤드가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 3GPP LTE-A 시스템에서는 CRS 외에 UE-특정 RS(이하, UE-RS) 및 채널상태정보 참조신호(CSI-RS: Channel State Information Reference Signal)를 추가로 정의한다. UE-RS는 복조를 위해 사용되고, CSI-RS는 채널 상태 정보를 획득하기(derive) 위해 사용된다.
UE-RS 및 CRS는 복조를 위해 사용되므로 용도의 측면에서 복조용 RS라고 할 수 있다. 즉, UE-RS는 DM-RS(DeModulation Reference Signal)의 일종으로 볼 수 있다. 또한, CSI-RS 및 CRS는 채널 측정 혹은 채널 추정에 사용되므로 용도의 측면에서는 채널 상태 측정용 RS라고 할 수 있다.
2.4.1 UE-RS
도 11은 UE-RS를 예시한 것이다. 특히, 도 11은 정규 CP를 갖는 정규 하향링크 서브프레임의 일 자원블록 쌍 내 RE들 중 UE-RS에 의해 점유되는 RE 들을 예시한 것이다.
UE-RS는 PDSCH의 전송을 위해 지원되며, 안테나 포트 p = 5, p = 7, p = 8 혹은 p = 7,8,...,v+6 (여기서, v 는 상기 PDSCH 의 전송을 위해 사용되는 레이어의 개수)에서 전송된다. UE-RS는 PDSCH 전송이 해당 안테나 포트와 연관되면 존재하고, PDSCH의 복조(demodulation)를 위해서만 유효한(valid) 참조(reference)가 된다. UE-RS는 해당 PDSCH가 맵핑된 RB들 상에서만 전송된다. 즉, UE-RS는 PDSCH의 존재 유무와 관계없이 매 서브프레임마다 전송되도록 설정된 CRS와 달리, PDSCH가 스케줄링된 서브프레임에서 PDSCH가 맵핑된 RB(들)에서만 전송되도록 설정된다. 또한 UE-RS는, PDSCH의 레이어의 개수와 관계없이 모든 안테나 포트(들)을 통해 전송되는 CRS와 달리, PDSCH의 레이어(들)에 각각 대응하는 안테나 포트(들)을 통해서만 전송된다. 따라서 CRS에 비해 RS의 오버헤드가 감소될 수 있다.
아래의 표 6은 정규 CP인 경우 UE-RS의 생성에 사용되는 직교 커버 코드(Orthogonal Cover Code, OCC)를 나타낸다.
Antenna port P
Figure 112017013085616-pct00009
7 [ +1 +1 +1 +1 ]
8 [ +1 -1 +1 -1 ]
9 [ +1 +1 +1 +1 ]
10 [ +1 -1 +1 -1 ]
11 [ +1 +1 -1 -1 ]
12 [ -1 -1 +1 +1 ]
13 [ +1 -1 -1 +1 ]
14 [ -1 +1 +1 -1 ]
2.4.2 CSI-RS
도 12는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 CSI-RS가 안테나 포트의 개수에 따라 할당된 서브프레임들의 일예를 나타내는 도면이다.
CSI-RS는 복조 목적이 아니라 무선 채널의 상태 측정을 위해 3GPP LTE-A 시스템에서 도입된 하향링크 참조신호이다. 3GPP LTE-A 시스템은 CSI-RS 전송을 위해 복수의 CSI-RS 설정들을 정의하고 있다. CSI-RS 전송이 구성된 서브프레임들에서 CSI-RS 시퀀스는 안테나 포트 p 상의 참조 심볼들로서 사용되는 복소 변조 심볼들에 따라 맵핑된다.
도 12(a)는 CSI-RS 구성들 중 2개의 CSI-RS 포트들에 의한 CSI-RS 전송에 이용 가능한 20가지 CSI-RS 구성 0~19를 나타낸 것이고, 도 12(b)는 CSI-RS 구성들 중 4개의 CSI-RS 포트들에 의해 이용 가능한 10가지 CSI-RS 구성 0~9를 나타낸 것이며, 도 12(c)는 CSI-RS 구성 중 8개의 CSI-RS 포트들에 의해 이용 가능한 5가지 CSI-RS 구성 0~4를 도시한 것이다.
여기서 CSI-RS 포트는 CSI-RS 전송을 위해 설정된 안테나 포트를 의미한다. CSI-RS 포트의 개수에 따라 CSI-RS 구성이 달라지므로 CSI-RS 구성 번호가 동일하다고 하더라도 CSI-RS 전송을 위해 구성된 안테나 포트의 개수가 다르면 다른 CSI-RS 구성이 된다.
한편 CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되도록 구성된 CRS와 달리 다수의 서브프레임들에 해당하는 소정 전송 주기마다 전송되도록 설정된다. 따라서, CSI-RS 구성은 자원 블록 쌍 내에서 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치뿐만 아니라 CSI-RS가 설정되는 서브프레임에 따라서도 달라진다.
또한, CSI-RS 구성 번호가 동일하다고 하더라도 CSI-RS 전송을 위한 서브프레임이 다르면 CSI-RS 구성도 다르다고 볼 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 전송 주기(TCSI-RS)가 다르거나 일 무선 프레임 내에서 CSI-RS 전송이 구성된 시작 서브프레임(ΔCSI-RS)이 다르면 CSI-RS 구성이 다르다고 볼 수 있다.
이하에서는 (1) CSI-RS 구성 번호가 부여된 CSI-RS 구성과 (2) CSI-RS 구성 번호, CSI-RS 포트의 개수 및/또는 CSI-RS가 구성된 서브프레임에 따라 달라지는 CSI-RS 구성을 구분하기 위하여, 후자 (2)의 구성을 CSI-RS 자원 구성(CSI-RS resource configuration)이라고 칭한다. 전자(1)의 설정은 CSI-RS 구성 또는 CSI-RS 패턴이라고도 칭한다.
eNB는 UE에게 CSI-RS 자원 구성을 알려줄 때 CSI-RS들의 전송을 위해 사용되는 안테나 포트의 개수, CSI-RS 패턴, CSI-RS 서브프레임 구성(CSI-RS subframe configuration) ICSI-RS, CSI 피드백을 위한 참조 PDSCH 전송 전력에 관한 UE 가정 (UE assumption on reference PDSCH transmitted power for CSI feedback) Pc, 제로 파워 CSI-RS 구성 리스트, 제로 파워 CSI-RS 서브프레임 구성 등에 관한 정보를 알려 줄 수 있다.
CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스 ICSI-RS는 CSI-RS들의 존재(occurrence)에 대한 서브프레임 구성 주기 TCSI-RS 및 서브프레임 오프셋 ΔCSI-RS을 특정하기 위한 정보이다. 다음 표 7은 TCSI-RS 및 ΔCSI-RS에 따른 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스 ICSI-RS을 예시한 것이다.
CSI-RS-SubframeConfigICSI-RS CSI-RS periodicity TCSI-RS (subframes) CSI-RS subframe offsetΔCSI-RS (subframes)
0-4 5 ICSI-RS
5-14 10 ICSI-RS - 5
15-34 20 ICSI-RS - 15
35-74 40 ICSI-RS - 35
75-154 80 ICSI-RS - 75
이때, 다음 수학식 3를 만족하는 서브프레임들이 CSI-RS를 포함하는 서브프레임들이 된다.
Figure 112017013085616-pct00010
3GPP LTE-A 시스템 이후에 정의된 전송 모드(예를 들어, 전송 모드 9 혹은 그 외 새로이 정의되는 전송 모드)로 설정된 UE는 CSI-RS를 이용하여 채널 측정을 수행하고 UE-RS를 이용하여 PDSCH를 복호할 수 있다.
3GPP LTE-A 시스템 이후에 정의된 전송 모드(예를 들어, 전송 모드 9 혹은 그 외 새로이 정의되는 전송 모드)로 설정된 UE는 CSI-RS를 이용하여 채널 측정을 수행하고 UE-RS를 이용하여 PDSCH를 복호할 수 있다.
2.5 Enhanced PDCCH (EPDCCH)
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 복수의 콤퍼넌트 캐리어(CC: Component Carrier = (serving) cell)에 대한 결합 상황에서의 크로스 캐리어 스케줄링(CCS: Cross Carrier Scheduling) 동작을 정의하면, 하나의 스케줄되는 CC (i.e. scheduled CC)는 다른 하나의 스케줄링 CC (i.e., scheduling CC)로부터만 DL/UL 스케줄링을 받을 수 있도록 (즉, 해당 scheduled CC에 대한 DL/UL grant PDCCH를 수신할 수 있도록) 미리 설정될 수 있다. 이때, 스케줄링 CC는 기본적으로 자기 자신에 대한 DL/UL 스케줄링을 수행할 수 있다. 다시 말해, 상기 CCS 관계에 있는 스케줄링/스케줄되는 CC를 스케줄하는 PDCCH에 대한 서치 스페이스(SS: Search Space)는 모든 스케줄링 CC의 제어채널 영역에 존재할 수 있다.
한편, LTE 시스템에서 FDD DL 캐리어 또는 TDD DL 서브프레임들은 각 서브프레임의 첫 n개(n<=4)의 OFDM 심볼을 각종 제어 정보 전송을 위한 물리 채널인 PDCCH, PHICH 및 PCFICH 등의 전송에 사용하고 나머지 OFDM 심볼들을 PDSCH 전송에 사용하도록 구성된다. 이때, 각 서브프레임에서 제어채널 전송에 사용하는 OFDM 심볼의 개수는 PCFICH 등의 물리 채널을 통해 동적으로 또는 RRC 시그널링을 통한 반 정적인 방식으로 단말에게 전달될 수 있다.
한편, LTE/LTE-A 시스템에서는 DL/UL 스케줄링 및 각종 제어 정보를 전송하기 위한 물리채널인 PDCCH는 제한된 OFDM 심볼들을 통해서 전송되는 등의 한계가 있으므로 PDCCH와 같이 PDSCH와 분리된 OFDM 심볼을 통해 전송되는 제어 채널 대신에 PDSCH와 FDM/TDM 방식으로 조금 더 자유롭게 다중화되는 확장된 PDCCH(i.e. E-PDCCH)를 도입할 수 있다. 도 13은 LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 레거시 PDCCH(Legacy PDCCH), PDSCH 및 E-PDCCH가 다중화되는 일예를 나타내는 도면이다.
3. 매시브(Massive) MIMO 환경
이하의 도 14 내지 도 17에서는 매시브 MIMO(Massive MIMO) 환경에 대해 설명한다.
도 14는 안테나 틸팅의 예시들을 나타내는 도면이다. 종래의 셀룰러 시스템에서 기지국은 기계적 틸팅(mechanical tilting) 또는 전기적 틸팅(electrical tilting)을 이용하여 안테나의 빔 전송 방향을 조절하였다. 이러한 안테나 틸팅을 통해 셀 간 간섭을 줄이고, 셀 내 단말들의 SINR을 향상시킬 수 있었다. 그러나, 기계적 틸팅의 경우 초기 안테나 설치시 빔 방향이 고정되는 단점이 있고, 전기적 틸팅의 경우 위상 시프트(phase shift) 모듈을 이용하여 틸팅 각도를 조절할 수 있지만 매우 제한적인 수직방향 빔포밍(vertical beamforming)만이 가능하다는 한계가 있다. 도 14(a)는 안테나 틸팅이 이루어지지 않는 경우, 도 14(b)는 기계적 틸팅이 이루어지는 경우, 도 14(c)는 전기적 틸팅(또는, 전기적 틸팅과 기계적 틸팅)이 이루어지는 경우를 각각 도시한다.
도 15는 능동 안테나 시스템(AAS: Active Antenna System)의 구현 예를 나타내는 도면이다.
AAS는 도 15(a)에 도시된 종래의 수동 안테나 시스템(PAS: Passive Antenna System)과는 달리, 안테나 모듈 각각이 전력 증폭기를 비롯한 RF 모듈을 포함하는 것을 말한다. 도 15(b)가 AAS의 구현 예를 도시하며, 각 안테나 모듈들은 능동 소자를 포함하고 있어 안테나 모듈 각각이 스스로 전력과 위상의 조절이 가능하다는 장점이 있다.
종래의 MIMO 안테나 구조는 ULA(Uniform Linear Array)와 같은 선형적인 구조(즉, 안테나의 1차원 배열)를 고려하였다. 이러한 1차원 배열 구조에서는 안테나들의 빔포밍 결과가 2차원 평면 내에 존재하게 되며, 종래의 PAS 기반 MIMO 구조에서도 마찬가지이다. PAS 기반 MIMO 구조에서 수직 또는 수평 안테나 배열이 존재하지만, 안테나들이 하나의 RF 모듈에 의해 제어되어 수직방향 빔포밍이 불가능하거나 간단한 기계적 틸팅만이 가능하였다.
한편, AAS 기반의 안테나 구조에서는 안테나 마다 각각 RF 모듈이 독립적으로 설치되어, 수직방향과 수평방향 모두에 대해 빔포밍이 가능해졌다. 이러한 특징을 엘리베이션 빔포밍(elevation beamforming)이라 한다. 엘리베이션 빔포밍이 가능해짐에 따라, 안테나들의 빔포밍 결과가 3차원 공간에 표현되는 3D 빔포밍이 가능해졌다. 즉, 3D 빔포밍은 1차원 안테나 배열 구조가 2차원 안테나 배열 구조로 진화함에 따라 가능해진 것이다. 한편, AAS 에서 안테나의 배열은 도 15(b)에 도시된 바와 같이 평면(planar) 형상을 지닐 수도 있지만, 등각(conformal)의 링(ring) 형상을 지닐 수도 있다. 즉, 3D 빔포밍은 AAS 에서 안테나 배열이 기존의 일직선이 아닌 2차원 또는 3차원으로 진화함에 따라, MIMO 프로세싱 절차가 3차원 공간상에서 이루어짐을 의미한다.
도 16은 AAS에 기반한 단말 특정적 빔 전송의 예시를 나타내는 도면이다. 3D 빔포밍으로 인하여, 기지국은 단말이 기지국의 좌우로 이동하는 경우뿐 아니라, 앞뒤로 이동하는 경우 까지 빔포밍 할 수 있게 된다. 이에 따라, 단말 특정적인 빔포밍 및 전송이 가능해진다.
도 17은 AAS에 기반한 2차원 빔 전송의 예시를 나타내는 도면이다.
상술한 AAS 기반의 2차원 안테나 어레이는, 실외에 위치한 기지국이 실외에 위치한 단말에 전송하는 경우에 적용될 수 있을 뿐 아니라, 실외 기지국이 실내 단말에 전송하는 O2I (Outdoor to Indoor) 환경과 실내 기지국이 실내 단말에 전송하는 환경 (Indoor Hotspot)에도 적용될 수 있다.
상술한 내용은, 도 17에 도시된 바와 같이 셀 내 많은 건물들이 존재하는 셀 환경을 고려할 때, 기지국은 수평 방향의 빔 조향 뿐만 아니라, 건물 높이에 따른 다양한 단말 높이를 고려한 수직 방향의 빔 조향 또한 고려할 필요가 있다는 점을 반영하는 것이다. 이러한 셀 환경을 고려할 때, 종래의 무선 채널 환경과는 달리 높이에 따른 음영/경로 손실 변화, 페이딩 특성 변화(LoS/NloS(Line-of-sight/Non-Line-of-sight), DoA(direction of arrival) 등)가 추가적으로 고려되어야 한다. 이를 위해, 3GPP LTE Rel-12 표준화 아이템으로서 3D 채널 모델에 대한 연구와 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
4. 제안하는 RS 구성 방법
도 18과 도 19는 제안하는 실시 예에 따른 RS 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 레이어 수가 9 이상인 다중 스트림 전송이 이루어지는 경우에 있어서 적용될 수 있는 새로운 RS 구성 방법을 제안한다. 제안하는 RS 구성 방법은 UE-RS 에 대해 적용될 수 있으며, 종래의 UE-RS 할당 패턴과 CDM(Code Division Multiplexing) 방식을 이용하여 RS를 다중화하는 형태로 수행된다. 또한,제안하는 방법은 9 번째 레이어부터는 추가적으로 UE-RS 를 할당함으로써, 주파수축 상에서 안테나 포트 당 RS 밀도(density)를 종래와 동일하게 유지할 수 있다.
먼저, 일 실시 예에 의하면, 레이어의 수가 9 이상인 경우에 대해서 추가로 안테나 포트를 정의하며, 레이어의 인덱스와 안테나 포트의 인덱스는 아래의 표 8에 나타난 바와 같이 구현될 수 있다.
레이어 인덱스 안테나 포트 인덱스
9 23
10 24
11 25
12 26
13 27
14 28
15 29
16 30
표 8에서 레이어 인덱스는 단말이 사용하는 최대 랭크 수와 일치한다. 예를 들어 단말이 사용하는 랭크가 11인 경우, 9/10/11 번째 레이어는 23/24/25 안테나 포트에 각각 대응된다. 이때, 1 내지 8 번째 레이어는 기존의 안테나 포트를 재사용한다.
도 18은 표 8에서 상술한 실시 예에 따라, 안테나 포트 23 내지 30 에 대한 RS 매핑 예시를 도시한다. 도 18에서, 안테나 포트 23/24에 대하여 RS들이 동일한 위치(즉, 동일한 RE)에 매핑된다. 이를 통해, 랭크 9/10의 전송은 동일한 RS 오버헤드를 가지게 된다. 또한, 안테나 포트 25/26에 대하여 RS들이 동일한 RE에 매핑되며, 안테나 포트 27/28과 29/30 각각에 대하여 RS들이 동일한 RE에 매핑된다.
한편, 안테나 포트 23/25/27/29 들에 대한 RS들은 서로 다른 주파수축 상에 매핑된다. 즉, 안테나 포트 23/25/27/29 (또는, 24/26/28/30) 들에 대해서는 RS들이 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 구분된다.
이하에서는, 도 19를 통해 동일한 위치에 매핑되는 RS들의 구분 방법에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 안테나 포트 23/25/27/29 (또는, 24/26/28/30) 의 RS들은 FDM 방식으로 구분된다. 그러나, 안테나 포트 23/24 (또는, 25/26, 27/28, 29/30)에 해당하는 RS들은 도 18에 도시된 바와 같이 자원 영역(예를 들어, 서브프레임)에서 동일한 위치에 매핑된다. 따라서, 이러한 RS들을 구분하기 위한 방법이 요구된다.
도 19에 도시된 실시 예는, 단말이 16 레이어를 사용하는 경우, 하나의 RB에 할당된 UE-RS들을 나타낸다. 도 19에서 빗금으로 표시된 RE들은 종래의 안테나 포트 7 내지 14를 위한 UE-RS가 배치되는 RE를 나타낸다.
한편, 도 19에서 오버랩된 2 개의 영역(2*12=24 개의 RE로 구성되는)은 이상에서 제안한 안테나 포트 23 내지 30을 위해 할당된 RE들을 나타낸다. 오버랩된 2 개의 영역은, 대응되는 위치에 대해 서로 다른 코드를 이용해 생성된 UE-RS가 할당됨을 나타낸다. 다시 말해서, RB 또는 서브프레임에서 동일한 위치가 할당된 안테나 포트 23, 24 의 UE-RS들은 CDM 방식으로 서로 구분된다. 마찬가지로, 안테나 포트 25/26, 27/28, 29/30 의 UE-RS들도 CDM 방식으로 서로 구분된다.
단말이 16 레이어를 사용하는 경우, 기존의 8 레이어에 비해 UE-RS 의 오버헤드가 2배로 늘게 된다. 반면에, 안테나 포트 당 RS 밀도는 종래와 동일하게 구현되는 조건을 만족하기 위해, 동일한 RE를 공유하는 두 안테나 포트를 구분하는 과정에서 CDM 방식의 다중화가 적용됨을 나타낸다.
도 19에 도시된 바와 같이, 안테나 포트 23 내지 30에서 이용되는 UE-RS의 위치는 서브프레임 내의 두 번째 슬롯에서 3, 4 번째 OFDM 심볼이 될 수 있다. 구체적으로, 각 안테나 포트에 대하여 시간축 상의 연속하는 두 OFDM 심볼이 4 개의 서브캐리어마다 반복되는 형태로 UE-RS가 매핑될 수 있다. 이러한 위치가 선택되는 이유로, 종래의 CRS 및 DMRS와 겹치지 않는다는 것을 첫 번째로 들 수 있다. 또한, 해당 위치는 종래의 CSI-RS와 위치가 겹칠 수 있지만, CSI-RS의 드롭(drop)을 통해 해결 가능하다.
한편, 수신기(단말)는 UE-RS에 해당하는 2 개의 RE로부터 CDM 방식으로 다중화된 2 개의 안테나 포트를 추정하는데(동일한 RE에 매핑된), 이러한 두 RE의 채널의 상관관계가 높을수록 추정 성능이 향상된다. 구체적으로, 안테나 포트 추정 과정은 안테나 포트에 대응하는 유효 채널(effective channel) 추정을 의미한다.
상술한 바와 같이 UE-RS는 시간축 상으로 인접한 2 개의 OFDM 심볼에 해당하는 RE에 할당되기 때문에, 단말의 이동 속도가 느린 경우 두 RE의 채널은 매우 유사하다. 따라서, 단말의 안테나 포트 추정시 두 RE의 채널이 달라서 발생하는 성능 열화가 최소화될 수 있다.
한편, 추정된 안테나 포트에 대한 결과는 인터폴레이션(interpolation) 되어, 다른 RE에서의 안테나 포트 추정 과정에 이용된다. 예를 들어, 도 18의 안테나 포트 23에 대해서, 수신기는 6 개의 RE로부터 3 개의 안테나 포트 값을 추정하여 획득하며, 3 개의 추정된 결과 값으로부터 전체 RB에서의 하나의 안테나 포트 값을 획득한다. 단말의 이동 속도가 빠르다면 인터폴레이션 과정과 추정 결과에 따른 안테나 포트 값이 오차가 클 수 있지만, 단말의 이동 속도가 느린 경우에는 2 개의 UE-RS 만으로도 충분히 높은 안테나 포트 추정이 가능하게 된다.
이하에서는 UE-RS의 생성 과정에 대한 구체적인 실시 예를 설명한다. 구체적으로, 이상에서 설명한 안테나 포트 23 내지 30의 UE-RS가 매핑되는 RE에 실리는 RS 시퀀스의 생성 과정에 대해 설명한다. 먼저, UE-RS의 시퀀스(RS sequence)
Figure 112017013085616-pct00011
는 아래의 수학식 4에 따라 정의된다.
Figure 112017013085616-pct00012
수학식 4에서
Figure 112017013085616-pct00013
는 수도(pseudo)-랜덤 시퀀스의 i 번째 요소를 나타내며, ETSI TS 136,211-7.2에 정의된다. 한편, 수학식 4에 따라 생성된 RS 시퀀스는 아래의 수학식 5에 따라 정의되는 데이터 심볼로써 기지국에 의해 전송된다.
Figure 112017013085616-pct00014
수학식 5에서 k는 주파수 축의 위치, l은 시간 축의 위치, p는 안테나 포트, nPRB는 단말에 할당된 RB인덱스, ns는 슬롯 인덱스를 각각 나타낸다. 그리고, 수학식 5에서
Figure 112017013085616-pct00015
는 하나의 안테나 포트를 위해 주파수 축 상에서 3 개의 RE가 정의됨을 나타낸다. 또한,
Figure 112017013085616-pct00016
에서 '4'는 이러한 3 개의 RE가 주파수축 상에서 4 개의 서브캐리어 간격으로 분포됨을 나타내며, k'는 안테나 포트에 따라 대응하는 RE의 위치가 주파수 축을 따라 이동하는 값을 의미한다.
수학식 5에서
Figure 112017013085616-pct00017
는 동일한 RE 위치에 매핑되는 두 개의 안테나 포트를 구분하기 위한 코드(CDM 방식)를 나타내며, 아래의 표 9에 따라 정의된다.
안테나 포트 p
Figure 112017013085616-pct00018
23 [ +1 +1 ]
24 [ +1 -1 ]
25 [ -1 -1 ]
26 [ -1 +1 ]
27 [ +1 +1 ]
28 [ +1 -1 ]
29 [ -1 -1 ]
30 [ -1 +1 ]
한편, 표 9 에 정의된 내용은 단순한 예시에 불과하며, 아래의 표 10과 같이 정의될 수도 있다.
안테나 포트 p
Figure 112017013085616-pct00019
23 [ +1 +1 ]
24 [ +1 -1 ]
25 [ +1 +1 ]
26 [ +1 -1 ]
27 [ -1 -1 ]
28 [ -1 +1 ]
29 [ -1 -1 ]
30 [ -1 +1 ]
일 실시 예에 의하면, 안테나 포트 23 내지 30 중에서 사용되지 않는 안테나 포트가 존재하는 경우, 해당 안테나 포트에 할당된 RE에 대해서는 PDSCH를 매핑할 수 있다.
예를 들어, 단말의 랭크가 10 인 경우, 안테나 포트 7 내지 13 및 안테나 포트 23, 24 가 사용된다. 이러한 경우, 안테나 포트 25 내지 30 은 사용되지 않으므로, 기지국은 해당 안테나 포트의 UE-RS는 할당하지 않게 된다. 대신에, 기지국은 안테나 포트 25 내지 30의 UE-RS에 대응하는 RE 위치에 PDSCH를 매핑하여 단말로 전송할 수도 있다.
한편, 이상에서는 안테나 포트 23 내지 30 에 대해 UE-RS를 새롭게 정의하였으나, 이러한 안테나 포트의 인덱스는 단순한 예시에 불과하다. 즉, 제안한 UE-RS 구성 방법은 안테나 포트 23 내지 30 이외의 안테나 포트 인덱스에 대해서도 적용될 수 있다.
도 20은 제안하는 RS 구성 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 20에서는 상술한 실시 예에 따른 RE 구성 방법을 시계열적인 흐름에 따라 설명한다. 따라서, 도 20에서 명시적으로 도시되거나 설명되지 않는다 하더라도, 이상의 도 18 및 도 19에서 설명한 내용들이 도 20에도 동일하거나 유사하게 적용될 수 있음은 쉽게 알 수 있다.
먼저, 기지국은 UE-RS를 생성한다(S2010). 이러한 과정은 앞서 수학식 4 및 5에서 설명한 바와 같이, 초기 값으로부터 RS 시퀀스를 생성하는 과정을 통해 수행될 수 있다. 이어서, 기지국은 생성된 UE-RS를 기설정된 자원 영역에 매핑한다(S2020). 안테나 포트의 인덱스에 따라 UE-RS가 매핑되는 자원 영역이 미리 결정되며, 이러한 매핑 관계는 수학식 5에 정의된 바에 따라 결정된다.
한편, UE-RS는 서브프레임의 2번째 슬롯에 포함된 3번째 및 4 번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있으며, 하나의 안테나 포트에 대한 UE-RS들은 4 개의 서브캐리어 간격으로 매핑될 수 있다. 2 개의 연속한 OFDM 심볼에 매핑되는 UE-RS들은 4개의 서브캐리어 간격으로 3번 반복되어, 총 12개의 UE-RS가 하나의 서브프레임에 매핑된다. 한편, 서브프레임에서 동일한 RE에 대해 두 개의 안테나 포트가 할당되며, 두 안테나 포트에 대응하는 UE-RS들은 CDM 방식으로 다중화되어 매핑된다.
이어서, 기지국은 RS가 매핑된 서브프레임을 단말로 전송하며(S2030), 단말은 수신된 데이터 신호를 디코딩한다(S2040). 데이터 신호를 디코딩 하는 과정에서 단말은 기지국에 의해 생성/매핑된 UE-RS를 참조하게 된다.
5. 장치 구성
도 21은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다. 도 21에서 단말(100) 및 기지국(200)은 각각 무선 주파수(RF) 유닛(110, 210), 프로세서(120, 220) 및 메모리(130, 230)를 포함할 수 있다. 도 21에서는 단말(100)과 기지국(200) 간의 1:1 통신 환경만을 도시하였으나, 다수의 수신기와 다수의 송신기 간에도 통신 환경이 구축될 수 있다. 또한, 도 21에 도시된 기지국(200)은 매크로 셀 송신기와 스몰 셀 송신기에 모두 적용될 수 있다.
각 RF 유닛(110, 210)은 각각 송신부(112, 212) 및 수신부(114, 214)를 포함할 수 있다. 단말(100)의 송신부(112) 및 수신부(114)는 기지국(200) 및 다른 수신기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(120)는 송신부(112) 및 수신부(114)와 기능적으로 연결되어 송신부(112) 및 수신부(114)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(112)로 전송하며, 수신부(114)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행한다.
필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 단말(100)은 이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
기지국(200)의 송신부(212) 및 수신부(214)는 다른 송신기 및 수신기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(220)는 송신부(212) 및 수신부(214)와 기능적으로 연결되어 송신부(212) 및 수신부(214)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(212)로 전송하며 수신부(214)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(220)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(230)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(200)은 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
단말(100) 및 기지국(200) 각각의 프로세서(120, 220)는 각각 단말(100) 및 기지국(200)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 220)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 230)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 230)는 프로세서(120, 220)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(120, 220)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 220)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시 예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(120, 220)에 구비될 수 있다.
한편, 상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같은 시퀀스 생성 방법은 3GPP LTE, LTE-A 에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, LTE/LTE-A 시스템 이외에도 IEEE 802.16x를 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나를 포함하는 기지국이 단말 특정 참조 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    데이터 전송에 이용되는 복수의 안테나 포트들을 위한 참조 신호 시퀀스들을 생성하는 단계;
    상기 생성된 참조 신호 시퀀스들을 각각의 상기 복수의 안테나 포트들에 할당된 자원 영역에 매핑하는 단계; 및
    상기 생성된 참조 신호 시퀀스들이 매핑된 서브프레임을 통해 단말로 상기 단말 특정 참조신호를 포함한 하향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 안테나 포트들은 9개 초과의 안테나 포트들을 포함하고,
    상기 복수의 안테나 포트들 중 8개 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 매핑되는 심볼 구간은 상기 복수의 안테나 포트들 중 나머지 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 매핑되는 심볼 구간과 상이하고,
    상기 복수의 안테나 포트들 중 9 번째 안테나 포트를 위한 자원 영역과 10 번째 안테나 포트를 위한 자원 영역은 동일하며,
    상기 9 번째 안테나 포트를 위한 참조 신호 시퀀스와 상기 10 번째 안테나 포트를 위한 참조 신호 시퀀스는 CDM(Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되고,
    상기 8개 안테나 포트들은 길이-4 직교 커버 코드 (orthogonal cover code, OCC)에 기초하여 다중화되고, 상기 나머지 안테나 포트들은 길이-2 OCC에 기초하여 다중화되는 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들을 위한 상기 자원 영역은 상기 서브프레임의 2번째 슬롯의 3번째 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 및 4번째 OFDM 심볼 상에서 정의되는 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들 각각에 대한 참조 신호 시퀀스는 상기 서브프레임의 두 연속하는 OFDM 심볼 내 4 개의 서브캐리어 간격으로 배치된 3 개의 부반송파 상 자원 요소들(Resource Elements, REs)에 매핑되는 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들은 안테나 포트 인덱스 23 내지 30로 인덱싱되고,
    상기 9번째 안테나 포트의 인덱스는 23 이고, 상기 10 번째 안테나 포트의 인덱스는 24인 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    안테나 포트 인덱스가 25, 26 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되고,
    안테나 포트 인덱스가 27, 28 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되고,
    안테나 포트 인덱스가 29, 30 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되는 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들 중 사용되지 않는 안테나 포트를 위한 자원 영역 상에 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 매핑하여 전송하는 것을 더 포함하는, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)가 매핑되는 자원 영역과 겹치는 경우, 상기 CSI-RS는 드롭(drop)되는 것인, 단말 특정 참조 신호 전송 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나를 포함하고 단말 특정 참조 신호를 전송하는 기지국에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 참조 신호를 생성하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    데이터 전송에 이용되는 복수의 안테나 포트들을 위한 참조 신호 시퀀스들을 생성하고,
    상기 생성된 참조 신호 시퀀스들을 각각의 상기 복수의 안테나 포트들에 할당된 자원 영역에 매핑하고,
    상기 생성된 참조 신호 시퀀스들이 매핑된 서브프레임을 통해 상기 단말로 상기 단말 특정 참조 신호를 포함한 하향링크 신호를 전송하도록 상기 송신부를 제어하며,
    상기 복수의 안테나 포트들은 9개 초과의 안테나 포트들을 포함하고,
    상기 복수의 안테나 포트들 중 8개 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 매핑되는 심볼 구간은 상기 복수의 안테나 포트들 중 나머지 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 매핑되는 심볼 구간과 상이하고,
    상기 복수의 안테나 포트들 중 9 번째 안테나 포트를 위한 자원 영역과 10 번째 안테나 포트를 위한 자원 영역은 동일하며,
    상기 9 번째 안테나 포트를 위한 참조 신호 시퀀스와 상기 10 번째 안테나 포트를 위한 참조 신호 시퀀스는 CDM(Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되고,
    상기 8개 안테나 포트들은 길이-4 직교 커버 코드 (orthogonal cover code, OCC)에 기초하여 다중화되고, 상기 나머지 안테나 포트들은 길이-2 OCC에 기초하여 다중화되는 것인, 기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들을 위한 상기 자원 영역은 상기 서브프레임의 2번째 슬롯의 3번째 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 및 4번째 OFDM 심볼 상에서 정의되는 것인, 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들 각각에 대한 참조 신호 시퀀스는 상기 서브프레임의 두 연속하는 OFDM 심볼 내 4 개의 서브캐리어 간격으로 배치된 3 개의 부반송파 상 자원 요소들(Resource Elements, REs)에 매핑되는 것인, 기지국.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들은 안테나 포트 인덱스 23 내지 30로 인덱싱되고,
    상기 9번째 안테나 포트의 인덱스는 23 이고, 상기 10 번째 안테나 포트의 인덱스는 24인 것인, 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    안테나 포트 인덱스가 25, 26 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되고,
    안테나 포트 인덱스가 27, 28 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되고,
    안테나 포트 인덱스가 29, 30 인 두 안테나 포트에 대한 참조 신호 시퀀스는 동일한 자원 영역에 매핑되어 CDM 방식으로 다중화되는 것인, 기지국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들 중 사용되지 않는 안테나 포트를 위한 자원 영역 상에 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 매핑하여 전송하는 것을 더 포함하는, 기지국.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 나머지 안테나 포트들을 위한 자원 영역이 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)가 매핑되는 자원 영역과 겹치는 경우, 상기 CSI-RS는 드롭(drop)되는 것인, 기지국.
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