KR102573992B1 - 무선 네트워크에서 cqi를 전송 및 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 네트워크에서 cqi를 전송 및 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 무선 통신 시스템에서 단말의 CQI 전송 방법에 관한 것으로, 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하는 단계; 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위하여, 상기 추정된 채널에 기반하여 상기 서빙 기지국 및 상기 간섭 기지국에 대한 CQI(channel quality information) 관련 정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 CQI 관련 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 다만, 상기 실시 예에 한정되지 않으며 다른 실시 예가 가능하다.

Description

무선 네트워크에서 CQI를 전송 및 처리하는 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING AND TRANSMITTING CQI IN A WIRELESS NETWORK}
본 발명은 셀룰러(cellular) 통신 환경에서 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 경우에 대한, 채널을 추정하여 CQI(channel quality information)를 전송하고, 수신한 상기 CQI를 처리하는 기술에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
최근, 셀룰러 네트워크에서 인접 셀에 의한 간섭 신호의 영향을 크게 감소시킬 수 있는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)기술이 제안되었다. 도 1은 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩을 적용할 수 있는 간섭 환경을 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 기지국 (base station, 이하 BS 또는 셀 등으로 불릴 수 있다) 1(100) 은 셀 1(110), 기지국 2(101)은 셀 2(111), 기지국 3(102)는 셀 3(112)에 위치해 있으며, 단말 (mobile station, 이하 MS 또는 터미널(terminal), UE(user equipment) 등으로 불릴 수 있다) 1(120)은 기지국 1(100)과 기지국 3(102)이 전송하는 신호를 수신하고, 단말 2(121)은 기지국 2(101)가 전송하는 신호를 수신한다. 이 때, 단말 2(121)는 기지국 1(100)과 기지국 3(102)이 전송하는 신호를 함께 수신하게 되며 이는 단말 2(121)에게 간섭으로 작용하게 된다.
이러한 상황에서 적용될 수 있는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 방법을 표 1을 기반으로 설명한다.
[표 1]
송신기 1은 코드워드 (codeword) X1을 수신기 1로, 송신기 2는 코드워드 X2 를 수신기 2로 전송한다. 이 때 송신기는 기지국이 될 수 있고, 수신기는 단말이 될 수 있다. 송신기는 하나의 메시지를 다수의 블록에 걸쳐 전송하고, 다수의 블록에 걸쳐 전송하기 위해 다수의 레이어 (layer) 를 중첩 (superposition) 해 코드워드를 형성한다. 구체적으로, 송신기 1은 U와 V 코드워드를 중첩 코딩 (superposition coding) 해 X1 코드워드를 생성하고, 송신기 2는 기존 방식으로 코드워드 X2를 전송한다. 이 때 U 코드워드와 V 코드워드는 각각 하나의 레이어라고 할 수 있다. 여기서 코드워드는 인코더 아웃풋(encoder output)을 의미하거나, 인코더 아웃풋이 변조를 거친 후의 전송 심볼을 의미한다. (예를 들면 QAM 심볼).
송신기 1은 첫 번째 블록인 블록 1에서 송수신기 모두가 미리 알고 있는 (known) 메시지 1을 코드워드 U(1) 로 코딩하고, 수신기로 전송하고자 하는 m11 메시지를 코드워드 V(1) 로 코딩한 후, U(1) 및 V(1) 을 중첩 코딩하여 코드워드 X1(1) 를 생성해 수신기 1로 전송한다. 두 번째 블록인 블록 2에서는 m11 메시지를 코드워드 U(2) 로 코딩하고, m12 메시지를 코드워드 V(2) 로 코딩한 후, U(2) 및 V(2) 을 중첩 코딩하여 코드워드 X1(2) 를 생성해 수신기 1로 전송한다. 송신기 1은 동일한 방식으로 블록 b-1까지 생성한 코드워드를 수신기 1로 전송하고, 마지막 블록인 b 블록에서는 m1, b-1 메시지를 코드워드 U(b) 로 코딩하고, 송수신기 모두가 미리 알고 있는 메시지 1을 코드워드 V(b) 로 코딩한 후, U(b) 및 V(b) 을 중첩 코딩하여 코드워드 X1(b) 를 생성해 수신기 1로 전송한다.
송신기 2는 블록 1에서 m21 메시지를 코드워드 X2(1) 로 코딩해 수신기 2로 전송하고, 블록 2에서 m22 메시지를 코드워드 X2(2) 로 코딩해 수신기 2로 전송한다. 송신기 2는 동일한 방식으로 블록 b까지 생성한 코드워드를 수신기 2로 전송한다.
송신기가 같은 메시지를 2개의 블록에 걸쳐 전송했기 때문에 수신기는 2개의 블록에 걸쳐서 전송된 중첩된 수신 신호를 활용해 디코딩 (decoding) 을 수행한다. 송신기 1에서 전송한 신호가 원하는 채널인 송신기 1에서 수신기 1을 통과하고 송신기 2에서 전송한 신호가 간섭채널인 송신기2 에서 수신기 1을 통과하여 중첩된 신호와 잡음이 더해진 수신신호 Y1을 수신기 1이 수신한다. 송신기 2에서 전송한 신호가 원하는 채널인 송신기 2에서 수신기 2를 통과하고 송신기 1에서 전송한 신호가 간섭채널인 송신기 1에서 수신기 2를 통과하여 중첩된 신호와 잡음이 더해진 수신신호 Y2을 수신기 2가 수신한다. 수신기 1은 블록 1과 블록 2에서 수신된 Y1(1)과 Y1(2)에 기반해 미리 알고 있는 메시지 1을 활용해 U(1)을 무효화 (cancellation) 하고 V(1)을 잡음 (noise) 으로 취급해 수신기 1 입장에서 간섭 신호인 X2(1) 를 디코딩한다. 이후 메시지 1을 이용해 U(1) 을 무효화하고 전 단계에서 디코딩한 X2(1) 를 무효화하고 V(2)와 X2(2)를 잡음으로 취급해 원하는 신호인 [V(1) U(2)] 를 디코딩해 메시지 m11을 복원한다. 블록 3에 중첩된 수신 신호 Y1(3) 이 수신되면 U(2), 즉 m11을 미리 알고 있는 메시지로 취급해 동일한 동작을 반복한다. 마지막 블록 b에서 중첩된 수신 신호 Y1(b) 가 수신기에 수신되면 동일한 동작을 반복하되 V(b)가 미리 알고 있는 메시지이므로 이 정보를 무효화할 수 있다.
수신기 2 역시 수신기 1과 유사한 동작을 반복한다. 수신기 2는 블록 1과 블록 2에서 수신된 Y2(1)과 Y2(2)에 기반해 미리 알고 있는 메시지 1을 활용해 U(1)을 무효화 (cancellation) 하고 X2(1), V(2), X2(2)를 잡음으로 취급하고 수신기 1 입장에서 간섭 신호인 [V(1) U(2)] 를 디코딩해 메시지 m11을 복원한다. 이후 메시지 1을 이용해 U(1)을 무효화 (cancellation) 하고 전 단계에서 디코딩한 V(1) 을 무효화해 X2(1)을 디코딩하여 메시지 m21을 복원한다. 수신기 1과 마찬가지로 수신기 2는 동일한 동작을 반복하며, 마지막 블록 b에서는 미리 알고 있는 메시지를 포함한 V(b)를 무효화 할 수 있음을 이용해 디코딩을 수행한다.
타 셀 간섭 신호가 존재하는 다중 셀 환경 하에서 우수한 성능을 보장하는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(SWSC) 기술 사용 시 필요한 CQI (channel quality indicator)의 형태, 단말에서의 CQI 생성 방법, 단말의 CQI feedback 방법 및 기지국에서의 CQI 처리 방법을 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 CQI 전송 방법은, 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하는 단계; 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위하여, 상기 추정된 채널에 기반하여 상기 서빙 기지국 및 상기 간섭 기지국에 대한 CQI(channel quality information) 관련 정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 CQI 관련 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 CQI 처리 방법은, 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 상기 기지국이 기준 신호를 단말로 전송하는 단계; 상기 단말로부터, 상기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI 관련 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 CQI 관련 정보에 기반하여 상기 단말이 달성 가능한 전송률 영역(rate region) 정보를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말은, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하고, 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위하여, 상기 추정된 채널에 기반하여 상기 서빙 기지국 및 상기 간섭 기지국에 대한 CQI(channel quality information) 관련 정보를 생성하며, 상기 생성된 CQI 관련 정보를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국은, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 상기 기지국이 기준 신호를 단말로 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI 관련 정보를 수신하며, 상기 수신한 CQI 관련 정보에 기반하여 상기 단말이 달성 가능한 전송률 영역(rate region) 정보를 확인하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 수신기에 의해 달성 가능한 전송률 영역에 대한 정보를 효과적으로 송신단에게 전달함으로써 슬라이딩 위도우 중첩 코딩 기법의 우수한 성능을 셀룰러 환경에서 사용할 수 있다.
도 1은 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩을 적용할 수 있는 간섭 환경을 도시한 도면이다.
도 2는 자기 기지국 신호와 간섭 기지국 신호를 단말이 수신하는 개념도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술에 있어 다양한 디코딩 순서를 나타내는 도면이다.
도 4는 디코딩 순서 별로 결정되는 단말의 달성 가능한 전송률 정보를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술을 적용하는 자기 기지국 및 간섭 기지국에 대하여 CQI를 생성하여 피드백하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 달성 가능한 전송률 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 한 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 또 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시 예에 따른 디코딩 순서 별 CQI 정보 생성을 위한 등가 채널(equivalent channel)을 나타내는 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 자기(serving) 기지국 및 간섭(interference) 기지국에 대한 CQI pair 정보를 생성하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용된 상황에서 CQI를 계산하는 방법의 한 예시를 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 수신한 CQI 정보를 이용하여 두 개의 단말에게 MCS((modulation and coding scheme)를 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 한 실시 예에 따른 CQI 정보에 기반하여 결정된 단말의 전송률 영역 정보의 한 예시를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 한 실시 예에 따른 CQI 정보에 기반하여 결정된 단말의 전송률 영역 정보의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기 및 수신기의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용되었다.
본 발명 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 발명 가운데 "제 1, " "제2, " "첫째, " 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 발명의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 송신기는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하여 신호를 송신하는 장치로 예컨대 기지국을 포함할 수 있고, 수신기는 상기 신호를 수신하는 장치로 예컨대 단말을 포함할 수 있다.
도 2는 자기 기지국 신호(X1)와 간섭 기지국 신호(X2)를 단말이 수신(Y1)하는 개념도를 나타낸다. (자기 기지국(200) = 송신기1, 간섭 기지국(201) = 송신기2, 단말(211) = 수신기) 이 때, 송신기1과 송신기2가 각각 코드워드 X1과 X2를 중첩 코딩하여 전송하면, 수신기는 도 3a 내지 도 3d에서 나타난 4가지 디코딩 순서 가운데 1개 이상을 선택하여 수신한 신호에 대한 디코딩을 진행할 수 있다. SWSC 전송 시 디코딩 순서의 개수는 SWSC 송신의 구조에 따라서 달라질 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술의 중요한 특징인 다양한 디코딩 순서 동작을 나타낸다. 예컨대, X1(C1,1)은 자기 기지국의 C1,1 메시지의 코드워드를 의미하고, X2(C2,1)은 간섭 기지국의 C2,1 메시지의 코드워드를 의미한다.
도 3a는 제 1 디코딩 순서를 도시한 것이다. 상기 제 1 디코딩 순서에 따르면, 수신기는 수신된 신호에 대해, X1(C1,1), X1(C1,2), X2(C2,1), X1(C1,3), X1(C2,2) 순으로 순차적으로 디코딩한다.
도 3b는 제 2 디코딩 순서를 도시한 것이다. 상기 제 2 디코딩 순서에 따르면, 수신기는 수신된 신호에 대해, X1(C1,1), X2(C2,1), X1(C1,2), X2(C2,2), X1(C1,3), X2(C2,3) 순으로 순차적으로 디코딩한다.
도 3c는 제 3 디코딩 순서를 도시한 것이다. 상기 제 3 디코딩 순서에 따르면, 수신기는 수신된 신호에 대해, X2(C2,1), X1(C1,1), X2(C2,2), X1(C1,2), X2(C2,3), X1(C1,3) 순으로 순차적으로 디코딩한다.
도 3d는 제 4 디코딩 순서를 도시한 것이다. 상기 제 4 디코딩 순서에 따르면, 수신기는 수신된 신호에 대해, X2(C2,1), X2(C2,2), X1(C1,1), X2(C2,3), X1(C1,2) 순으로 순차적으로 디코딩한다.
슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술을 사용하면, 수신기에서 선택한 디코딩 순서에 따라서 전송 가능한 전송률 조합(rate pair)이 달라지게 된다.
도 4는 디코딩 순서 별로 달라지는 수신기의 달성 가능한 전송률 조합을 도시한 것이다. 여기서 R1은 자기 기지국 신호(X1) 디코딩 시 달성 가능한 전송률을 의미하고, R2는 간섭 기지국 신호(X2) 디코딩 시 달성 가능한 전송률을 의미한다. 도 4가 단말(UE1)이 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 도시한 것이라고 할 때, 도 4의 a, b, c, d는 차례대로 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d의 디코딩 순서 별 달성 가능한 전송률 영역(달성 가능한 전송량 영역(achievable rate region)으로 대체될 수 있다)을 나타낸다. 이처럼 디코딩 순서 별로 달성 가능한 전송률 영역이 달라지는 이유는, 디코딩 순서 별로 디코딩을 시작할 때에 느껴지는 간섭의 정도가 다르기 때문이다.
슬라이딩 윈도우 중첩 코딩은 페이딩(fading) 이 없는 부가 백색 가우시안 잡음 (additive white Gaussian noise, AWGN) 간섭 환경에서 물리계층의 이론적인 임계치 성능에 도달하게 해주는 코딩 방법으로 높은 효율을 보인다. 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술은 3GPP Rel. 12에서 표준화된 이 분야의 종래 기술인 NAICS (Network assisted interference cancellation and suppression) 기술보다 우수한 성능을 가진다. NAICS에서 제안되고 표준화되었던 간섭 제어 기술들은 간섭 신호의 QAM 심볼 레벨에서 간섭을 제어하는데 그치는 반면에, 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술은 코드워드 레벨에서 간섭 신호를 제어하기 때문이다. 또한 간섭 환경에서 이론적인 임계치 성능을 달성하는 특징은 기타 다른 코드워드 레벨 간섭 제어 기술들보다 우수한 성능을 보장한다.
슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기법의 우수한 성능을 셀룰러 환경에서 사용하기 위해서는 단말이 달성 가능한 전송률 영역에 대한 정보를 효과적으로 기지국(송신단)에게 전달할 수 있어야 한다. 특히, 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기법은 이론적인 임계치 성능을 달성하므로 이론적인 달성 가능한 전송률 영역에 대한 정보를 기지국에게 전달해야 할뿐만 아니라 디코딩 순서 별로 달성 가능한 다양한 전송률 영역에 대한 정보 역시 기지국에게 전달하는 것이 바람직하다. LTE를 비롯한 셀룰러 통신에서는 MCS (modulation and coding scheme) 형태로 몇 가지 전송률을 미리 결정해놓음으로써, 송신단과 수신단이 간단한 MCS index만으로 전송률 수치를 서로 전달할 수 있게 한다. 여기서 단말이 기지국에게 전달하는 달성 가능한 전송률 정보를 CQI(channel quality indicator)라고 한다. LTE에서 정의하는 CQI는 미리 정의된 MCS level들 중에서 실제 전송 시 단말에서 오류가 발생할 확률이 10% 이하라고 판단(예상)되는 MCS level들 중에서 가장 높은 MCS level을 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술을 적용하는 자기(serving) 기지국 및 간섭(interference) 기지국에 대하여 CQI를 생성하여 피드백하는 동작을 나타내는 도면이다.
단말(501)은 509 단계에서 자기 기지국(503)으로부터 채널 추정을 위한 신호(예컨대, 기준 신호)를 수신하고 511 단계에서 이웃에 위치한 간섭 기지국(505)로부터 채널 추정을 위한 신호(예컨대, 기준 신호)를 수신할 수 있다.513 단계에서 단말(501)은 상기 수신한 기준 신호들에 기반하여 상기 자기 기지국(503) 및 상기 간섭 기지국(505)에 대한 채널을 추정할 수 있다.
515 단계에서 단말(501)은 상기 추정된 채널에 기반하여 상기 자기 기지국(503) 및 상기 간섭 기지국(505)에 대한 CQI 정보(CQI 관련 정보)를 생성할 수 있다. 아래에서 자세하게 검토하겠지만, 예컨대, 단말(501)은 상기 추정된 채널을 등가 채널로 변환하고, 상기 등가 채널을 이용하여 SWSC와 관련한 적어도 하나의 디코딩 순서 각각에 대한 CQI 정보를 생성할 수 있다.
그리고, 517 단계에서 생성된 CQI 정보를 기지국(503)으로 전송할 수 있다.
상기 적어도 하나의 디코딩 순서는, 예컨대, 앞서 도 3a 내지 도 3d에서 설명한 디코딩 순서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 생성되는 CQI 정보는, 예컨대, 종래 기술에 따라 계산된 각 링크(기지국과의 링크 및 간섭 기지국과의 링크) 별 CQI 값(CQI pair로도 지칭), 간섭 신호를 고려하여 계산된 각 링크 별 CQI 값, 각 디코딩 순서에 기반하여 획득한 링크 별 CQI 값, X1 과 X2를 joint 디코딩하여 달성할 수 있는 sum rate을 의미하는 sum rate CQI 값, 및 CQI 오프셋(offset) 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 단말(501)은 기지국(503)이 단말의 전송률 영역 정보를 알 수 있도록, 상기 CQI 값들 및 CQI 오프셋 값들 중 소정 규칙에 기반하여 복수의 값들을 선택하고, 선택된 값들을 포함하는 CQI 정보를 기지국(503)으로 전송할 수 있다.
519 단계에서 기지국(503)은 수신한 CQI 정보에 기반하여 단말(501)의 전송률 영역 정보를 확인할 수 있다. 기지국(503)은 수신한 CQI 정보에 기반하여 스케줄링을 수행(MCS 할당)할 수도 있다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말(501)이 달성 가능한 전송률 영역을 설명하기 위한 도면이다.
500은 단말의 달성 가능한 전송률 영역을 나타낸다. 단말은 기지국에 전송률 영역을 알려줄 수 있도록 CQI 정보를 피드백할 수 있는데, 상황에 따라서 다른 CQI 정보를 피드백할 수 있다.
예컨대, low overhead/low performance를 구현하는 상황에서는, 501과 같이 단말이 SWSC 전송임을 고려하지 않고 자기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI 정보를 피드백할 수 있다. 자세한 내용은 아래 도 6에서 설명하기로 한다.
high overhead/high performance를 구현하는 상황에서는 502과 같이 SWSC 전송을 고려하여 디코딩 순서 별 자기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI 정보를 피드백할 수 있다. 자세한 내용은 아래 도 7 및 도 8에서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 한 예시를 나타내는 도면이다.
본 예시는, 예컨대 단말이 주기적으로 측정하는 SIR(signal-to-interference ratio)/INR(interference-to-noise ratio) 정보를 기반으로 간섭이 비교적 약할 때(예컨대, SIR/INR이 기준 값보다 작을 때) 적용될 수 있다.
기지국이 단말의 전송률 영역 알 수 있기 위해서는, 단말은 아래 5가지 CQI 값 중에서 적합한 3가지를 CQI 정보로 기지국에 전송해야 한다.
1) Desired link CQI_1 = I(X1;Y1|X2)
2) Desired link CQI_2 = I(X1;Y1)
3) INTF link CQI_1 = I(X2;Y1|X1)
4) INTF link CQI_2 = I(X2;Y1)
5) Sum rate CQI = I(X1, X2 | Y1)
상기 I(X1;Y1)은 X1과 Y1의 상호 정보량(mutual information)을 의미한다.
Desired link CQI_2는 기존 방법에 의해 측정된 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI를 의미하고, Desired link CQI_1은 간섭 기지국 신호(X2)에 의한 간섭이 고려된 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI를 의미한다.
그리고, INTF link CQI_2는 기존 방법에 의해 측정된 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI를 의미하고, INTF link CQI_1은 자기 기지국 신호(X1)에 의한 간섭이 고려된 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI를 의미한다.
Sum rate CQI는 단순히 기존의 링크 별 CQI의 sum이 아니고, 이론적으로 X1과 X2를 동시에 joint decoding할 때에 달성할 수 있는 sum rate을 의미한다.
예) Sum rate = Desired link CQI_1 + INTF link CQI_2
= Desired link CQI_2 + INTF link CQI_1
위에서 적합한 3가지 CQI를 전송하게 되면, 기지국은 도 6에서 a, b값을 알 수 있기 때문에 단말의 전송률 영역(rate region) 정보를 확인할 수 있다.
예를 들어, Sum rate CQI, Desired link CQI_1, Desired link CQI_2를 전송하는 경우에는 다음과 같은 전송 방법들이 가능하다.
첫째, Sum rate CQI, Desired link CQI_1, Desired link CQI_2의 값을 그대로 CQI 정보로써 피드백할 수 있다. LTE 처럼 CQI index 1개를 4 bits으로 표현 시 12 bits가 필요하다.
둘째, 피드백 데이터 양을 줄이기 위해서 sum rate CQI >= Desired link CQI_1 >= Desired link CQI_2와 같은 관계를 이용하여 하나의 CQI 및 offset 2개를 전송할 수 있다. 본 예시와 같이 전송할 경우 offset을 2 bits으로 표현한다면, 8 bits가 필요하다. 기지국은 수신한 CQI 및 2개의 offset 값을 이용하여 아래와 같이 전송률 영역을 확인할 수 있다.
예1) Sum rate CQI, Sum rate CQI-offset1, Sum rate CQI-offset1-offset2
예2) Desired link CQI_1+offst1, Desired link CQI_1, Desired link CQI_1-offset2)
예3) Desired link CQI_2+offst1+offset2, Desired link CQI_2+offst1, Desired link CQI_2
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
본 예시는, 예컨대 단말이 주기적으로 측정하는 SIR(signal-to-interference ratio)/INR (interference-to-noise ratio) 정보를 기반으로 간섭이 비교적 클 때(예컨대, SIR/INR이 기준 값보다 클 때) 적용될 수 있다.
본 예시는 SWSC 전송을 고려하여 디코딩 순서 별 CQI를 계산하는 것을 특징으로 하는데, 다양한 디코딩 순서 별로 달성 가능한 전송률의 합(sum rate)이 일정하다고 가정한다. Sum rate CQI는 기준이 되는 하나의 값으로서, 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 달성 가능한 전송률은 sum rate CQI와 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI를 이용하여 구할 수 있다.
예를 들면, 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 달성 가능한 CQI는 sum rate CQI와 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI를 전송률로 환산한 후에 sum rate desired rate 형태로 확인할 수 있다. 도 7을 참조하면, 기지국은 sum rate CQI와 자기 기지국 신호(X1)의 디코딩 순서 별 CQI 값들을 이용하여 a, b, c, d 값을 확인함으로써, 단말의 전송률 영역을 알 수 있다.
본 예시에 따라 단말이 전송하는 CQI는 Sum rate CQI, Desired link CQI_1, Desired link CQI_2, Desired link CQI_3, Desired link CQI_4이며, 다음과 같은 전송 방법들을 고려할 수 있다.
첫째, Sum rate CQI, Desired link CQI_1, Desired link CQI_2, Desired link CQI_3, Desired link CQI_4의 값을 그대로 CQI 정보로써 피드백할 수 있다.
둘째, 피드백 데이터 양을 줄이기 위해서, sum rate CQI >= Desired link CQI_1 >= Desired link CQI_2 >= Desired link CQI_3 >= Desired link CQI_4와 같은 관계를 이용하여 하나의 CQI 및 offset 4개를 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 CQI 및 2개의 offset 값을 이용하여 아래와 같이 전송률 영역을 확인할 수 있다.
예1) Sum rate CQI, Sum rate CQI-offset1, Sum rate CQI-offset1-offset2, Sum rate CQI-offset1-offset2-offset3, Sum rate CQI-offset1-offset2-offset3-offset4
예2) Desired link CQI_4+offset1+offset2+offset3+offset4, Desired link CQI_4+offset1+offset2+offset3, Desired link CQI_4+offset1+offset2, Desired link CQI_4+offset1, Desired link CQI_4
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 기술이 적용되는 상황에서 CQI 정보 피드백의 또 다른 예시를 나타내는 도면이다.
단말이 주기적으로 측정하는 SIR(signal-to-interference ratio)/INR (interference-to-noise ratio) 정보를 기반으로 간섭이 비교적 클 때(SIR 클 때, INR 클 때) 적용될 수 있다.
본 예시는 SWSC 전송을 고려하여 디코딩 순서 별 CQI를 계산하는 것을 특징으로 한다. 본 예시에 따르면, 자기 기지국 신호(X1)에 대한 다양한 디코딩 순서 별로 달성 가능한 전송률 및 간섭 기지국 신호(X2)에 대한 다양한 디코딩 순서 별로 달성 가능한 전송률을 조합하여 CQI 정보로 전송할 수 있다.
예컨대, Desired link CQI들은 Desired link CQI_1 >= Desired link CQI_2 >= Desired link CQI_3 >= Desired link CQI_4의 관계에 있으므로 다음과 같은 전송 방법들이 가능할 수 있다.
첫째, Desired link CQI_1, Desired link CQI_2, Desired link CQI_3, Desired link CQI_4를 그대로 CQI 정보로써 피드백할 수 있다.
둘째, 피드백 데이터 양을 줄이기 위해서 하나의 CQI 및 offset 3개를 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 하나의 CQI 및 3개의 offset 값을 이용하여 아래와 같이 전체 Desired link CQI 을 획득할 수 있다.
예) Desired link CQI_4+offset1+offset2+offset3, Desired link CQI_4+offset1+offset2, Desired link CQI_4+offset1, Desired link CQI_4
예컨대, INTF link CQI들은 INTF link CQI_1 >= INTF link CQI_2 >= INTF link CQI_3의 관계에 있으므로 다음과 같은 전송 방법들이 가능할 수 있다.
첫째, INTF link CQI_1, INTF link CQI_2, INTF link CQI_3를 그대로 CQI 정보로써 피드백할 수 있다.
둘째, 피드백 데이터 양을 줄이기 위해서 하나의 CQI 및 offset 2개를 전송할 수 있다. 기지국을 수신한 하나의 CQI 및 2개의 offset 값을 이용하여 아래와 같이 INTF link CQI 값을 획득할 수 있다.
예) INTF link CQI_3+offset1+offset2, INTF link CQI_3+offset1, INTF link CQI_3
도 8을 참조하면, 기지국은 자기 기지국 신호(X1)의 디코딩 순서 별 CQI 값 및 간섭 기지국 신호(X2)의 디코딩 순서 별 CQI 값들을 이용하여 a, b, c, d 값을 확인함으로써, 단말의 전송률 영역을 알 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시 예에 따른 디코딩 순서 별 CQI 정보 생성을 위한 등가 채널(equivalent channel)을 나타내는 도면이다. 도 9a 내지 도 9d는 각각 도 3a 내지 도 3d의 디코딩 순서에 대응한다.
본 발명의 실시 예에 따른 SWSC를 위한 PHY abstraction은 자기 기지국 신호와 간섭 기지국 신호가 겪는 등가(equivalent) 채널 별로 수행되어야 하며, 결과로 나오는 CQI pair들은 디코딩 순서 별로 계산된다.
SWSC 기술에 따르면, 수신단에서의 디코딩 순서 별로 자기 기지국 신호와 간섭 기지국 신호가 겪는 등가 채널이 다르며, 그 결과 자기 기지국 신호와 간섭 기지국 신호의 디코딩 capability가 다를 수 있다. 소정 디코딩 순서에 따라 sequential하게 진행되는 디코딩 과정에서, 이전에 디코딩된 신호는 무효화되는데 이 것이 디코딩 순서 별로 다른 모양을 가지기 때문이다.
도 9a를 참조하면, 간섭 기지국 신호(X2)를 복호하지 않는 제 1 디코딩 순서에 따르는 경우, 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI 값만 존재하고 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI 값은 존재하지 않는다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 1 및 블록 2와 관련하여 C1,1 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 미리 알고 있는 Known 값을 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 자기 기지국 신호(X1)에 대한 제 1 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
도 9b를 참조하면, 제 2 디코딩 순서에 따르는 경우, 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI 값 및 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI 값, 즉 CQI pair 값이 존재한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C1,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C1,1 메시지에 대한 코드워드 및 C2,1에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 자기 기지국 신호(X1)에 대한 제 2 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C2,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C1,1 메시지에 대한 코드워드, C1,2에 대한 코드워드, C2,1에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 간섭 기지국 신호(X2)에 대한 제 2 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
도 9c를 참조하면, 제 3 디코딩 순서에 따르는 경우, 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI 값 및 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI 값, 즉 CQI pair 값이 존재한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C1,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C1,1 메시지에 대한 코드워드, C2,1에 대한 코드워드 및 C2,2에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 자기 기지국 신호(X1)에 대한 제 3 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C2,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C1,1 메시지에 대한 코드워드 및 C2,1에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 간섭 기지국 신호(X2)에 대한 제 3 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
도 9d를 참조하면, 제 4 디코딩 순서에 따르는 경우, 자기 기지국 신호(X1)와 관련한 CQI 값 및 간섭 기지국 신호(X2)와 관련한 CQI 값, 즉 CQI pair 값이 존재한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C1,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C1,1 메시지에 대한 코드워드, C2,1에 대한 코드워드, C2,2에 대한 코드워드 및 C2,3에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 자기 기지국 신호(X1)에 대한 제 4 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
수신기, 예컨대 단말은 블록 2 및 블록 3과 관련하여 C2,2 메시지에 대한 코드워드 디코딩을 가정함에 있어, 이전에 디코딩될 C2,1에 대한 코드워드를 무효화하여 등가 채널을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 등가 채널 별로 PHY abstraction을 수행하여 간섭 기지국 신호(X2)에 대한 제 4 디코딩 순서에 상응하는 CQI 값을 생성한다.
도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 자기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI pair 정보를 생성하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
수신기, 예컨대 단말은 자기 기지국 신호의 Desired channel 및 간섭 기지국 신호의 INTF channel을 수신하면, 앞서 도 9a 내지 도 9d에서 설명한 것과 같이, 수신한 채널을 디코딩 순서에 따른 등가 채널로 변환(1001)할 수 있다.
자기 기지국과 관련하여, 임의 코드워드를 포함하는 앞 블록(1002)의 등가 채널과 뒷 블록(1003)의 등가 채널을 이용하여 CQI를 생성할 수 있는데, 디코딩 순서에 따라 복수개의 CQI(CQI_D1-D4)가 생성된다. 단말은 생성된 복수개의 CQI에 기반하여, 자기 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 디코딩(1006)을 수행할 수 있다.
간섭 기지국과 관련하여, 임의 코드워드를 포함하는 앞 블록(1004)의 등가 채널과 뒷 블록(1005)의 등가 채널을 이용하여 CQI를 생성할 수 있는데, 디코딩 순서에 따라 복수개의 CQI(CQI_I2-I4)가 생성된다. 단말은 생성된 복수개의 CQI에 기반하여, 간섭 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 디코딩(1007)을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 CQI를 계산하는 과정의 한 예시를 나타내는 순서도이다.
수신기, 예컨대 단말은 1101 단계에서 자기 기지국 신호 및 간섭 기지국 신호(예컨대, 기준 신호)를 수신하여 채널 추정을 수행할 수 있고, 1103 단계에서 추정된 채널들을 등가 채널들로 변환할 수 있다. 그리고, 1105 단계에서 수신기는 모든 등가 채널들에 대해 MMSE PHY abstraction 또는 IAD PHY abstraction을 수행할 수 있다. 이후 수신기는 1107 단계에서 모든 디코딩 순서에 대하여 관련 등가 채널들의 SNR 또는 MI(Mutual Information)를 컴바이닝(combining)할 수 있다. 수신기는 1109 단계에서, MIB(Mutual Information per Bit)에 기반하여 Effective SNR를 획득하고, 1111 단계에서, 획득된 Effective SNR에 기반하여 모든 디코딩 순서에 대한 CQI pair를 생성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 수신한 CQI 정보를 이용하여 두 개의 단말에게 MCS(modulation and coding scheme)를 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
수신기, 예컨대 기지국은 수신한 CQI pair 정보를 이용하여 joint하게 2개의 단말(서빙 단말 및 간섭 기지국의 서빙 단말)에게 MCS를 할당할 수 있다.
도 12를 참조하면, 예컨대 2개의 단말(UE1, UE2)에 대한 디코딩 순서 별 CQI pair를 획득한 경우, 기지국은 서빙 단말(UE1)과 관련하여 a, b, c, d의 달성 가능한 전송률 지점을 확인할 수 있고, 이웃 기지국의 서빙 단말(UE2)과 관련하여 e, f, g, h의 달성 가능한 전송률 지점을 확인할 수 있다. 이렇게 확인된 UE1 과 UE2의 전송률 지점에 기반하는 달성 가능한 전송률 pair는 도 15에 도시된 바와 같다. 이는 일반적인 LTE에서 달성 가능한 전송률 pair보다 다양하게 확인된다.
기지국은 상기 2개 단말(UE1 및 UE2)의 CQI pairs를 단말 별 PF(proportional fair) metric을 고려하여 PF pair로 변환할 수 있다. 그리고, 2개 단말의 PF pairs를 이용하여 joint하게 2개의 단말의 MCS를 할당할 수 있다. SWSC 사용 시 전송 가능한 MCS pair는 UE1의 PF pair와 UE2의 PF pair의 component 별 최소 값(minimum)으로 결정될 수 있다. 기지국은 단말 별 다양한 디코딩 순서들에 따른 전송률 pair 중에서 위에서 결정된 최소 값(minimum)의 합이 가장 큰 전송률 pair를 선택할 수 있다.
도 13은 본 발명의 한 실시 예에 따른 CQI 정보에 기반하여 결정된 단말의 전송률 영역 정보의 한 예시를 나타내는 도면이다. 도 13은 기지국이 획득한 두 개의 단말(UE1 및 UE2)의 CQI pair 정보가 모두 디코딩 순서와 관련이 없는 경우의 전송률 영역을 나타낸다.
1300은 UE1의 CQI pair 정보에 기반하여 획득되는, 기지국과 간섭 기지국이 전송하는 데이터에 대한 UE1이 수신 가능한 데이터 양을 의미한다. 1301은 UE2의 CQI pair 정보에 기반하여 획득되는, 기지국과 간섭 기지국이 전송하는 데이터에 대한 UE2가 수신 가능한 데이터 양을 의미한다. 1300과 1301에 모두 해당 하는 영역이 SWSC에서 UE1과 UE2가 함께 달성 가능한 전송률 영역이다.
도 14는 본 발명의 한 실시 예에 따른 CQI 정보에 기반하여 결정된 단말의 전송률 영역 정보의 다른 예시를 나타내는 도면이다. 도 14는 기지국이 획득한 두 개의 단말(UE1 및 UE2)의 CQI pair 정보 중 하나는 디코딩 순서와 관련이 없는 것이고, 다른 하나는 디코딩 순서와 관련이 있는 것인 경우의 전송률 영역을 나타낸다.
1400은 UE1의 CQI pair 정보에 기반하여 획득되는, 기지국과 간섭 기지국이 전송하는 데이터에 대한 UE1이 수신 가능한 데이터 양을 의미한다. 1401는 UE2의 디코딩 순서와 관련한 CQI pair 정보(a, b, c, d)를 나타낸다. 이는 기지국과 간섭 기지국이 전송하는 데이터에 대한 UE2가 수신 가능한 데이터 양을 의미한다. 1400과 1401에 모두 해당 하는 영역이 SWSC에서 UE1과 UE2가 함께 달성 가능한 전송률 영역이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기(1500) 및 수신기(1530)의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다. 상기 송신기(1500)는 예컨대 기지국일 수 있고, 상기 수신기(130)는 예컨대 단말일 수 있다.
상기 송신기(1500)는 제어부(1510) 및 송수신부(1520)를 포함할 수 있다.
송수신부(1520)는 제어부(1510)의 제어에 의해 수신기(1530)와 신호를 송수신한다.
제어부(1510)는 본 명세서에서 설명한 기지국의 동작을 구현하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(1510)는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용한다. 제어부(1510)는 채널 추정을 위한 서빙 기지국 신호(예컨대, 기준 신호)를 단말로 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 기지국 및 간섭 기지국에 대한 CQI 관련 정보를 수신하며, 상기 수신한 CQI 관련 정보에 기반하여 상기 단말이 달성 가능한 전송률 영역(rate region) 정보를 확인하도록 제어할 수 있다.
상기 수신기(1530)는 제어부(1550) 및 송수신부(1540)를 포함할 수 있다.
송수신부(1540)는 제어부(1550)의 제어에 의해 송신기(1500)와 신호를 송수신한다.
제어부(1550)는 본 명세서에서 설명한 단말의 동작을 구현하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(1550)는 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하고, 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위하여, 상기 추정된 채널에 기반하여 상기 서빙 기지국 및 상기 간섭 기지국에 대한 CQI(channel quality information) 관련 정보를 생성하며, 상기 생성된 CQI 관련 정보를 서빙 기지국으로 전송하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 사용된 용어 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 CQI(channel quality information) 전송 방법에 있어서,
    슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하는 단계;
    상기 추정된 채널에 대한 SIR(signal-to-interference ratio)이 기준 값보다 작은지 여부를 확인하는 단계;
    상기 추정된 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 작은 경우, 상기 SWSC의 디코딩 순서를 고려하지 않고 상기 추정된 채널에 대한 적어도 하나의 CQI 값을 확인하는 단계;
    상기 추정된 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 추정된 채널에 대한 복수의 CQI 값을 확인하되, 상기 복수의 CQI 값 각각은 복수의 SWSC의 디코딩 순서 중에서 기존에 적용된 상기 SWSC의 디코딩 순서와 다른 SWSC 디코딩 순서를 적용함으로써 확인되는, 단계;
    상기 적어도 하나의 CQI 값 또는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하되, 상기 정보는 상기 단말의 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위해 사용되는, 단계; 및
    상기 서빙 기지국에게 상기 피드백 정보를 전송하는 단계를 포함하는 CQI 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 서빙 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 서빙 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 및 상기 서빙 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 중 적어도 세 개의 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 전송 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 서빙 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 간섭 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국의 CQI(channel quality information) 처리 방법에 있어서,
    상기 기지국 및 간섭 기지국에 관련된 채널을 추정하기 위한 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)이 적용된 기준 신호를 단말로 전송하는 단계;
    상기 단말로부터, 상기 채널에 대한 적어도 하나의 CQI 값 또는 복수의 CQI 값에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하되, 상기 채널에 대한 SIR(signal-to-interference ratio)이 기준 값보다 작은 경우 상기 SWSC의 디코딩 순서를 고려하지 않고 확인되는 상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보가 상기 피드백 정보에 포함되고, 상기 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 큰 경우 복수의 SWSC의 디코딩 순서 중에서 기존에 적용된 상기 SWSC의 디코딩 순서와 다른 SWSC 디코딩 순서를 적용함으로써 확인되는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보가 상기 피드백 정보에 포함되는, 단계; 및
    상기 적어도 하나의 CQI 값 또는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보에 기초하여 상기 단말의 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 을 확인하는 단계를 포함하는 CQI 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 및 상기 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 중 적어도 세 개의 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 처리 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 처리 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 간섭 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 처리 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)을 적용하는 서빙 기지국 및 간섭 기지국의 채널을 추정하고,
    상기 추정된 채널에 대한 SIR(signal-to-interference ratio)이 기준 값보다 작은지 여부를 확인하고;
    상기 추정된 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 작은 경우, 상기 SWSC의 디코딩 순서를 고려하지 않고 상기 추정된 채널에 대한 적어도 하나의 CQI(channel quality information) 값을 확인하고;
    상기 추정된 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 추정된 채널에 대한 복수의 CQI 값을 확인하되, 상기 복수의 CQI 값 각각은 복수의 SWSC의 디코딩 순서 중에서 기존에 적용된 상기 SWSC의 디코딩 순서와 다른 SWSC 디코딩 순서를 적용함으로써 확인되고;
    상기 적어도 하나의 CQI 값 또는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 생성하되, 상기 정보는 상기 단말의 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 나타내기 위해 사용되고; 그리고
    상기 서빙 기지국에게 상기 피드백 정보를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 서빙 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 서빙 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 및 상기 서빙 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 중 적어도 세 개의 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 서빙 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 간섭 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 기지국 및 간섭 기지국에 관련된 채널을 추정하기 위한 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩 (sliding-window superposition coding, SWSC)이 적용된 기준 신호를 단말로 전송하고;
    상기 단말로부터, 상기 채널에 대한 적어도 하나의 CQI 값 또는 복수의 CQI 값에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신하되, 상기 채널에 대한 SIR(signal-to-interference ratio)이 기준 값보다 작은 경우 상기 SWSC의 디코딩 순서를 고려하지 않고 확인되는 상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보가 상기 피드백 정보에 포함되고, 상기 채널에 대한 SIR이 상기 기준 값보다 큰 경우 복수의 SWSC의 디코딩 순서 중에서 기존에 적용된 상기 SWSC의 디코딩 순서와 다른 SWSC 디코딩 순서를 적용함으로써 확인되는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보가 상기 피드백 정보에 포함되고; 그리고
    상기 적어도 하나의 CQI 값 또는 상기 복수의 CQI 값에 대한 정보에 기초하여 상기 단말의 달성 가능한 전송률 영역(rate region)을 을 확인하도록 제어하는 제어부를 포함하는 기지국.
  17. 삭제
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 상기 기지국에 의한 간섭을 고려하여 상기 간섭 기지국에 대해 측정된 CQI, 및 상기 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 중 적어도 세 개의 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 기지국과 상기 간섭 기지국의 신호를 조인트 디코딩할 때 달성할 수 있는 sum rate CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 CQI 값에 대한 정보는,
    상기 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI, 및 상기 간섭 기지국에 대하여 복수의 SWSC 디코딩 순서 각각을 적용하였을 때 측정되는 복수의 CQI 값의 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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