KR20080036939A - 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생하는 시스템 및방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생하는 시스템 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기준 신호들을 발생시키기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 이러한 본 발명은 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 임의의 기준 신호를 프리코딩하는 단계와, 상기 프리코딩된 복수 개의 기준 신호들 각각에 대해서, 대응하는 해당 물리 안테나를 통해 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초하는 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
가상 안테나들(VA1, VA2, VA3, VA4), 시간-주파수 슬롯, 기준 신호(Reference Signals),

Description

무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING REFERENCE SIGNALS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신(wireless communications)에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 기준 신호들(reference signals)을 발생시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 구현되고 있는 무선 통신 네트워크들은 기지국(base station)으로부터 자신의 서비스 영역(coverage area) 내의 가입자국들(subscriber stations)로 전송될 기준 신호들(예를 들어, 파일럿 신호들)을 제공한다. 상기 가입자국들은 채널 상태(channel conditions)를 추정(estimate)하기 위해서 상기 기준 신호들을 이용한다. 그러나, 각각의 기준 신호를 전송하기 위해서는 상당한 양의 오버헤드가 필요하다. 만약에 기준 신호가 전송될 필요가 없다면, 그 기준 신호의 전송에 할당된 시간-주파수 슬롯들은 기지국의 데이터 전송에 이용될 수 있다.
다중 물리 안테나들(multiple physical antennas)로 이루어진 안테나 어레이를 포함하는 종래 기지국들은, 현재 이용되고 있는 채널들의 수에 관계없이 상기 안테나 어레이의 각 물리 안테나를 통해 다른(different) 기준 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 안테나 어레이가 4개의 안테나들을 포함하지만 2개의 데이터 스트림들만이 전송되고 있는 경우, 상기 기지국은 여전히 각 안테나를 통해서 하나씩 총 4개의 기준 신호들을 전송한다. 그 결과, 부가적인 기준 신호들로 인해 시간-주파수 자원들이 낭비된다. 이러한 문제점에 대한 하나의 해결책으로서, 모든 데이터 스트림들보다 더 적은 수의 데이터 스트림들을 전송할 때 더 적은 수의 기준 신호들을 전송하고, 이용되지 않는 안테나들의 전원을 끄는 것이다. 그러나, 안테나들의 전원이 켜지고 꺼질 때, 이웃 셀들에 버스티 간섭(bursty interference)을 일으키게 된다. 따라서, 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 개선된 방법이 필요하다.
따라서, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 복수 개의 전송 시간 구간들에서 가변적인 수의 기준 신호들을 발생시키는 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 스케줄링된 전송 시간 구간들에 대한 가상 안테나 그룹을 생성하여 기준 신호를 발생시키는 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 상이한 이득 및 위상을 적용하여 기준 신호를 발생시키는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 방법은, 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 기준 신호를 프리코딩하는 단계와, 각 프리코딩된 기준 신호에 대해서, 해당 물리 안테나로부터 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 신호가 전송되는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 방법은, 복수 개의 TTI들을 스케줄링하는 단계와, 상기 TTI들은 복수 개의 전체 TTI들과 복수 개의 제한된 TTI들을 포함함을 특징으로 하며, 상기 전체 TTI들 각각에 대해 가능한 가상 안테나들의 전체 셋이 생성하는 단계와, 상기 제한된 TTI들 각각에 대해서 상기 가능한 가상 안테나들의 서브셋이 생성하는 단계와, 생성된 각 가상 안테나는 각 TTI 동안 해당 기준 신호를 제공하도록 동작할 수 있으며, 상기 각 기준 신호에 대해서, 해당 물리 안테나로부터 기준 신호에 기초하여 발생된 복수 개의 신호들 각각이 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 기지국은 기준 신호 스케줄러와 기준 신호 발생부와. 상기 기준 신호 스케줄러는 복수 개의 TTI들을 스케줄링하도록 동작할 수 있으며, 여기서, 상기 TTI들은 복수 개의 전체 TTI들과 복수 개의 제한된 TTI들을 포함함을 특징으로 한다. 또한, 상기 기준 신호 발생부는 상기 기준 신호 스케줄러에 연결되고, 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 기준 신호를 프리코딩하며, 각 기준 신호에 대해서, 해당 물리 안테나로부터 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 신호를 전송하도록 동작함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 가입자국은 기준 신호 디코더와, 여기서, 상기 기준 신호 디코더는 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 포함하는 복합 기준 신호를 디코딩하도록 동작함을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 사용 가능한 안테나들의 수를 고려하여 복수 개의 기준 신호를 전송하는 장점을 제공한다. 이러한, 본 발명은 현재 사용 가능한 TTI를 고려하여 가변 안테나를 사용함으로써, 특정 안테나를 위해 스케줄링된 자원블록을, 사용할 해당 안테나의 데이터 또는 제어 정보의 전송에 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 시스템 대역폭 효율성을 극대화할 수 있는 장점을 제공한다.
또한, 본 발명에서 기지국의 전체 전송 파워는 전송된 데이터 스트림 및 기준 신호의 개수에 관계없이 이용될 수 있는 장점을 제공한다. 따라서, 특정 서비스 영역에 대한 이웃 서비스 영역들의 버스트 간섭을 방지하는 장점을 제공할 수 있다.
아래 논의되는 도 1 내지 9 및 본 발명의 원리를 설명하는데 이용되는 다양한 실시예들은, 본 발명에 따른 예를 위한 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다. 당업자들은 본 발명의 원리가 적절히 배열된 모든 무선 네트워크에서 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 프리코딩된(precoded) 기준 신호들을 제공할 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 네트워크(100)의 예를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 무선 네트워크(100)는 기지국(BS, 101), 기지국(BS, 102), 및 기지국(BS, 103)을 포함하고 있다. 기지국(101)은 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신한다. 또한, 기지국(101)은 인터넷(Internet), 독점 인터넷 프로토콜(IP:Internet Protocol) 네트워크, 또는 기타 데이터 네트워크와 같은 IP 네트워크(130)와 통신한다.
기지국(102)은 기지국(101)을 통해서 자신의 서비스 영역(102) 내의 다수의 제 1 가입자국(SS:Subscriber Station)들에게, IP 네트워크(130)로의 무선 광대역 접근을 제공한다. 상기 다수의 제 1 가입자국들은 가입자국(SS, 111), 가입자국(SS,112), 가입자국(SS,113), 가입자국(SS,114), 가입자국(SS,115) 및 가입자국(SS,116)을 포함한다. 일 실시예에서, 가입자국(111)은 중소기업(SB:Small Business)에 위치할 수 있고, 가입자국(112)은 대기업(E:Enterprise)에 위치할 수 있고, 가입자국(113)은 WiFi 핫스팟(HS:Hotspot)에 위치할 수 있고, 가입자국(114)은 제 1 주거지(R:Residence)에 위치할 수 있고, 가입자국(115)은 제 2 주거지(R:Residence)에 위치할 수 있고, 가입자국(116)은 이동(M:Mobile) 장치일 수 있다.
기지국(103)은 기지국(101)을 통해서 자신의 서비스 영역(125) 내의 다수의 제 2 가입자국들에게, IP 네트워크(130)로의 무선 광대역 접근을 제공한다. 상기 다수의 제 2 가입자국들은 가입자국(SS:115)와 가입자국(SS:116)을 포함한다.
다른 실시예들에서, 기지국(101)은 더 적은 혹은 더 많은 기지국들과 통신할 수도 있다. 또한, 도 1에서는 6개의 가입자국들만 도시되었지만, 무선 네트워크(100)는 6개 이상의 가입자국들에게 무선 광대역 접근을 제공할 수도 있음이 이해될 것이다. 가입자국(115)와 가입자국(116)은 서비스 영역(120)과 서비스 영역(125) 모두의 가장자리(edge)에 있음을 유의해야 한다. 가입자국(115)와 가입자국(116) 각각은 기지국(102)과 기지국(103) 모두와 통신하며, 당업자에게 알려져 있듯이 소프트 핸드오프로 동작한다고 할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 기지국들(101-103)은 서로 통신할 수 있으며, IEEE-802.16e 표준과 같은 IEEE-802.16, 802,20, 또는 802.11 무선 도시 지역 네트워크 표 준(wireless metropolitan area network standard)을 이용하여 가입자국들(111-116)과 통신할 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에서, HIPERMAN 무선 도시 지역 네트워크 표준과 같은 다른 무선 프로토콜을 채택할 수도 있다. 기지국(101)은 직접 가시선(direct line-of-sight)을 통해 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신할 수도 있다. 기지국(102)과 기지국(103)은 각각 비가시선(non-line-of-sight)을 통해 가입자국들(111-116)과 OFDM 및/또는 OFDMA 기술들을 이용하여 통신할 수도 있다.
기지국(102)은 대기업(enterprise)과 연관된 가입자국(112)에 T1 레벨 서비스를 제공하고, 중소기업(small business)과 연관된 가입자국(111)에는 부분 T1 레벨 서비스를 제공할 수 있다. 기지국(102)은 공항, 카페, 호텔 또는 대학 캠퍼스 내에 위치할 수 있는, WiFi 핫스팟과 연관된 가입자국(113)에 무선 백홀(backhaul)을 제공할 수 있다. 기지국(102)은 가입자국들(114, 115 116)에 DSL(Digital Subscriber Line) 레벨 서비스를 제공할 수 있다.
가입자국들(111-116)은 음성, 데이터, 영상, 화상 회의(video teleconferencing) 및/또는 기타 광대역 서비스들에 접근하기 위해 네트워크(130)로의 광대역 접근을 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 가입자국들(111-116) 중 하나 이상은 WiFi WLAN의 AP(Access Point)와 연관될 수 있다. 가입자국(116)은 무선 랩탑 컴퓨터(wireless-enabled laptop computer), PDA(Personal Data Assistant), 노트북, 휴대 장치, 또는 기타 무선 장치들과 같은 많은 이동 장치들 중 하나일 수 있다. 가입자국들(114, 115)은 예를 들면, 무선 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이, 또는 다른 장치일 수 있다.
점선들은 서비스 영역들(120, 125)의 대략적인 범위(approximate extents)를 보여주고 있으며, 예시와 설명을 위해서 거의 원의 형태로 나타내져 있다. 기지국들과 연관된 서비스 영역들, 예를 들어 서비스 영역들(120, 125)은 기지국들의 구성 및 자연적이고 인공적인 장애물들과 연관된 무선 환경에서의 변화에 따라 불규칙적인 모양과 같이 다른 모양을 가질 수도 있음을 분명히 이해해야 한다.
또한, 기지국들과 연관된 서비스 영역들은 시간에 따라 일정하지 않으며, 기지국 및/또는 가입자국들의 변화하는 송신 전력 레벨들, 기상 상태 및 기타 요인에 따라 동적이다(확대, 축소, 혹은 모양이 변할 수도 있다). 일 실시예에서, 기지국들의 서비스 영역들, 예를 들어 기지국들(102, 103)의 서비스 영역들(120, 125)의 반경은 기지국들로부터 2km - 50km의 범위에 이를 수 있다.
잘 알려져 있듯이, 기지국(101, 102, 또는 103)과 같은 기지국은 서비스 영역 내에 복수 개의 섹터들을 지원하기 위해 방향성 안테나들을 이용할 수 있다. 도 1에서, 기지국들(102, 103)은 대략적으로 각각 서비스 영역들(120, 125)의 한 가운데에 위치한 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예들에서, 방향성 안테나들을 이용하여, 기지국을 서비스 영역의 가장자리, 예를 들어 원뿔(cone) 모양이나 배(pear) 모양의 서비스 영역의 끝(point)에 위치하도록 할 수도 있다.
기지국(101)으로부터 네트워크(130)로의 접속은, 중앙국(central office) 또는 영업회사의 상호접속위치(another operating company point-of-presence)에 위치한 서버들로의 광대역 접속, 예를 들면, 광섬유 라인을 포함할 수도 있다. 상기 서버들은 IP 기반의 통신을 위한 인터넷 게이트웨이로의 통신과 음성 기반 통신을 위한 PSTN(Public Switched Telephone Network) 게이트웨이로의 통신을 제공할 수 있다. 상기 서버들, 인터넷 게이트웨이 및 PSTN 게이트웨이는 도 1에 도시되어 있지 않다. 다른 실시예에서, 네트워크(130)로의 접속은 다른 네트워크 노드들 및 장비에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국들(101-103) 각각은 복수 개의 프리코딩된(precoded) 기준 신호들을 발생시키고 각 프리코딩된 기준 신호를 기지국들(101-103)의 해당 전송 안테나를 통해서 전송하기 위해 각 기준 신호를 프리코딩하도록 동작하여, 기지국들(101-103)의 전체 전송 파워(transmit power)가 기준 신호들의 수와 관계없이 실질적으로 계속 이용될 수 있다. 유사하게, 각 가입자국(111-116)은 복합(composite) 기준 신호들을 디코딩함으로써 기지국들(101-103)에 의해 전송된 프리코딩된 기준 신호들을 처리하도록 동작할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(102)을 좀 더 자세히 도시하고 있다. 기지국(102)은 예를 위한 목적으로 도시된 것이다. 그러나, 기지국(102)에 대해 도시되고 설명되는 구성요소들은 기지국들(101, 103)의 일부임을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 기지국(102)은 제어부(225), 채널 제어부(235), 송수신부 인터페이스(IF: 245), RF(Radio Frequency) 송수신부(250) 및 안테나 어레이(255)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 제어부(225)는 기지국(102)의 전반적인 동작을 제어하는 운영 프로그램을 실행할 수 있는 처리 회로와 메모리를 포함한다. 일 실시예에서, 제어부(225)는 네트워크(130)와 통신하도록 동작할 수 있다. 일반적인 상황에서, 제어부(225)는 채널 제어부(235)의 동작을 감독(direct)한다. 채널 제어부(235)는 채널 요소(240)와 같은 많은 채널 엘리먼트(요소)들을 포함하며, 각 채널 엘리먼트(요소)는 순방향 채널 및 역방향 채널에서 양방향 통신을 수행한다. 순방향 채널(또는 다운링크)은 기지국(102)으로부터 가입자국들(111-116)로의 아웃바운드(outbound) 신호들을 의미한다. 역방향 채널(또는 업링크)은 가입자국들(111-116)로부터 기지국(102)으로의 인바운드(inbound) 신호들을 의미한다. 바람직하게, 채널 엘리먼트(240)는 당업자에게 알려져 있듯이, 복조, 디코딩 및 에러 정정 동작들로 이루어진, 디지털화된 수신 신호의 정보 또는 데이터 비트들의 추출을 위한 수신 신호 처리를 포함하는 모든 기저대역(baseband) 처리를 수행한다. 송수신부 IF(245)는 채널 제어부(235)와 RF 송수신부(250) 사이에서 양방향 채널 신호들을 전송한다.
안테나 어레이(255)는 RF 송수신부(250)로부터 수신한 순방향 채널 신호들을 기지국(102)의 서비스 영역에 있는 가입자국들(111-116)로 전송한다. 또한, 안테나 어레이(255)는 기지국(102)의 서비스 영역에 있는 가입자국들(111-116)로부터 수신한 역방향 채널 신호들을 RF 송수신부(250)로 전송하도록 동작할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나 어레이(255)는 각 안테나 섹터가 약 120도의 호에 해당하는 서비스 영역에서 송수신을 담당하는 3 섹터 안테나와 같은 다중 섹터 안테나를 포함한다. 또한, RF 송수신부(250)는 전송 및 수신 동작 동안에 안테나 어레이(255)의 서로 다른 안테나들 중에서 선택하기 위한 안테나 선택부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 채널 제어부(235)는 또한 기준 신호 스케줄러(260)와 기준 신호 발생부(265)를 포함한다. 2개의 개별적인 구성요소들로서 도시되어 있지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 기준 신호 스케줄러(260)와 기준 신호 발생부(265)는 하나의 구성요소로서 구현될 수도 있다.
기준 신호 스케줄러(260)는 기지국(102)으로부터 가입자국, 예를 들어 가입자국(111)으로 전송될 기준 신호들을 위한 전송 시간 구간(Transmit Time Interval:TTI)들을 스케줄링하도록 동작할 수 있다. 특정 예에서, 각 TTI는 1.0 밀리초(millisecond)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벋어나지 않고 각 TTI는 적절한 양의 시간을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
기준 신호 발생부(265)는 각 기준 신호에 대해 가상 안테나를 생성하도록 동작할 수 있다. 기준 신호 스케줄러(260)는 각 TTI에서 각 가상 안테나 서브셋에 대해, 가상 안테나를 통한 전송을 위해 기준 신호를 스케줄링하도록 동작할 수 있다. 기준 신호 스케줄러(260)는 각 TTI 서브셋에서 각 가상 안테나에 대해, 가상 안테나를 통한 전송을 위해 기준 신호를 스케줄링하도록 동작할 수도 있다.
또한, 상기 기준 신호 스케줄러(260)는 기지국의 기준 신호의 부하를 고려하여 각 TTI에서의 가싱 안테나들의 전체 셋(Full set) 또는 서브 셋(Sub set)을 스케줄링하도록 동작할 수 있다. 상기 기준 신호 스케줄러(260)는 사용 가능한 가상 안테나들의 전송 셋을 결정하고, 해당 전송 셋의 물리 안테나들을 통해 기준 신호를 스케줄링하도록 동작할 수 있다.
즉, 상기 기준 신호 제1 내지 4에 대하여 전체 셋을 전송할 것인지 또는 서 브 셋을 전송할 것인지는 상기 기준 신호 스케줄러(260)가 결정한다. 여기서, 해당 TTI에 대하여 전체 셋과 서브 셋으로 구별하여 전송하는 이유는, 상기 기준 신호의 전송에 따른 오버헤드를 줄이고, 수신측인 가입자국의 수신 안테나를 고려하여 수신 효율을 최적화하기 위함이다.
특정 실시예에서, 기준 신호 스케줄러(260)는 또한 복합(hybrid) 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request: ARQ) 타이밍으로 특정 기준 신호들의 전송을 동기화시키도록 동작할 수도 있다. 이 실시예에서, 기준 신호 스케줄러(260)는 패킷이 후속 전송에서 재전송되어야 하는지를 결정하기 위해서 새로운 패킷 전송의 스케줄링과 후속 전송의 스케줄링 사이에 충분한 시간이 경과할 수 있도록 한다.
기준 신호 발생부(265)는 기준 신호 프리코더(270), 선택적 이득 적용기(Gain Applier: GA)/위상 변환기(Phase Shifter: PS)(275) 및 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT) 블록(280)을 포함한다. 기준 신호 프리코더(270)는 해당 가상 안테나에 대해 각 기준 신호를 프리코딩하도록 동작하여, 그 프리코딩된 기준 신호가 안테나 어레이(255)의 각 물리 안테나를 통해 전송되도록 할 수 있다. 선택적 GA/PS(275)는 이득 및/또는 위상 변환(phase shift)을 각 프리코딩된 기준 신호에 적용하도록 동작할 수 있다. 어떤 실시예들에서는, GA/PS(275)에 의해 적용된 이득 및/또는 위상 변환이 각 물리 안테나에 대해서 다를 수 있고/있거나 서브캐리어들 및 OFDM 심볼들에 따라 다를 수도 있다. 또한, 이득 및/또는 위상 변환은 가입자국들(111-116)에 따라 다를 수도 있다.
IFFT 블록(280)은 GA/PS(275)에 의해 이득 및/또는 위상 변환의 적용 후에, 각 프리코딩된 기준 신호에 대해 IFFT를 수행하도록 동작할 수 있다. 각각의 변환된 프리코딩된 기준 신호는 안테나 어레이(255)의 다른 안테나로부터 전송될 수 있다. 따라서, 기준 신호 프리코더(270)에 의해 프리코딩된 기준 신호들의 수에 관계없이, 안테나 어레이(255)의 각 안테나는 실질적으로 계속 전송되어, 기지국(102)의 전체 파워가 실질적으로 계속 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 기준 신호 발생부(265)를 자세히 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 기준 신호 발생부(265)는 4개의 가능한 가상 안테나들(305, Virtual Antenna, 이하 'VA'라 칭함), VA1, VA2, VA3 및 VA4로부터 최대 4개의 기준 신호들(310) S1, S2, S3, S4를 수신하도록 동작할 수 있는 기준 신호 프리코더(270)를 포함한다. 또한, 안테나 어레이(255)는 4개의 안테나들을 포함한다. 그러나, 기준 신호 발생부(265)가 다른 적절한 개수의 가상 안테나들(305)을 포함할 수 있으며, 그 가상 안테나들(305) 각각은 안테나 어레이(255)의 안테나들 수에 기초하여 기준 신호(310)를 제공하도록 동작할 수 있음이 이해될 것이다.
기준 신호 프리코더(270)는 기준 신호 스케줄러(260)로부터 스케줄링 신호(315)를 수신하도록 동작할 수 있다. 스케줄링 신호(315)는 TTI에 대한 자원 블록 내에서 각 가상 안테나(305)에 대해 할당된 시간-주파수 슬롯들을 식별하도록(identify) 동작할 수 있다. 상기 스케줄링 신호(315)에 기초하여, 기준 신호 발생부(315)는 특정 수의 가상 안테나들(305)을 생성하도록 동작할 수 있다.
기준 신호 프리코더(270)는 4개의 프리코딩된 기준 신호들(320) T1, T2, T3, T4를 발생시키기 위해서, 생성된 가상 안테나(305)로부터 수신된 기준 신호들(310) 각각에 프리코딩 매트릭스 P를 적용하도록 동작할 수 있다. 요구되는 경우(if desired), GA/PS(275)는 변경된(altered) 프리코딩된 기준 신호(325)를 발생시키기 위해 이득(g) 및/또는 위상 변환(
Figure 112007076217396-PAT00001
)을 각 프리코딩된 기준 신호(320)에 적용할 수도 있다. 또한, 프리코딩 매트릭스가 기준 신호 프리코더(270)에 의해 적용되기 전에 GA/PS(275)에 의해 다른 이득 및/또는 위상 변환이 적용될 수도 있음을 이해해야 할 것이다. IFFT 블록(280)은 안테나 어레이(255)의 해당 물리적 안테나를 통한 전송을 위해 변환된 프리코딩된 기준 신호(330)을 발생시키기 위해 프리코딩된 신호들(320)(또는 상기 변경된 프리코딩된 신호들(325)) 각각에 IFFT를 수행하도록 동작할 수 있다.
특정 예에서, 프리코딩 매트릭스 P는 다음과 같이 정의될 수 있는 푸리에 기반 프리코딩 매트릭스를 포함할 수도 있다.
Figure 112007076217396-PAT00002
이 예에서, 각 기준 신호(310) S에 대한 프리코딩된 기준 신호들(320) T는 다음과 같이 기준 신호(310)에 대응하는 S 벡터를 프리코딩 매트릭스에 곱함으로써 결정될 수 있다. 제 1 기준 신호(310) S1의 경우는 다음과 같다.
Figure 112007076217396-PAT00003
제 2 기준 신호(310) S2의 경우는 다음과 같다.
Figure 112007076217396-PAT00004
제 3 기준 신호(310) S3의 경우는 다음과 같다.
Figure 112007076217396-PAT00005
마지막으로, 제 4 기준 신호(310) S4의 경우는 다음과 같다.
Figure 112007076217396-PAT00006
따라서, 이 예의 경우, 스케줄링 신호(315)가 제 4 기준 신호(310) S4이 특 정 시간-주파수 슬롯에서 전송될 예정이라면, 기준 신호 프리코더(270)는 안테나 어레이(255)의 제 1 안테나를 통한 전송을 위해 S4의 프리코딩된 기준 신호(320)를 발생시키고, 안테나 어레이(255)의 제 2 안테나를 통한 전송을 위해 -jS4의 프리코딩된 기준 신호(320)를 발생시키고, 안테나 어레이(255)의 제 3 안테나를 통한 전송을 위해 -S4의 프리코딩된 기준 신호(320)를 발생시키고, 안테나 어레이(255)의 제 4 안테나를 통한 전송을 위해 jS4의 프리코딩된 기준 신호(320)를 발생시킨다. 상술한 바와 같이, 이러한 프리코딩된 기준 신호들(320)은 전송되기 전에 이득들, 위상 변환들 및/또는 IFFT 동작들을 적용받을 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 생성된 가상 안테나들(305)의 수에 기초하여, 다중 기준 신호들(310)이 아래에 도 6을 참조하여 설명될 기준 신호 구조와 같은 기준 신호 구조에 따라 서로 다른 주파수에서의 전송을 위해 동시에 프리코딩 될 수도 있음이 이해될 것이다.
또한, 기준 신호 프리코더(270)는 2개의 프리코딩된 기준 신호들(320)T1, T2를 발생시키기 위해서, 생성된 가상 안테나(305)로부터 수신된 기준 신호들(310) 각각에 프리코딩 매트릭스 P를 적용하도록 동작할 수 있다. 이때, 상기 기준 신호들(320) T1, T2에 대해서 적어도 2개의 가상 안테나들을 사용 가능하다. 즉, 임의의 두 개의 안테나들을 통해 상기 기준 신호들(320) T1, T2을 전송하거나, 또는 전체 가상 안테나들을 통해 상기 기준 신호들(320) T1, T2을 전송할 수 있다. 상기 전체 가상 안테나들은 상기 기준 신호들에 의해 그룹핑되어 전송 가능하다.
도 4는 본 발명의 이로운(advantageous) 실시예에 따른 무선 가입자국(111)을 도시하고 있다. 가입자국(111)은 안테나 어레이(405), 무선주파수(RF) 송수신부(410), 전송기(TX) 처리 회로(415), 마이크(420) 및 수신기(RX) 처리 회로(425)를 포함한다. 가입자국(111)은 또한 스피커(430), 메인 프로세서(440), 입출력(I/O) 인터페이스(IF) 445, 키보드(450), 표시부(455) 및 메모리(460)를 포함한다. 메모리(460)는 기본 운영시스템(OS) (461)과 기준 신호 디코더(462)를 포함한다.
RF 송수신부(410)는 안테나 어레이(405)로부터 무선 네트워크(100)의 기지국에 의해 전송된 착신(incoming) RF 신호를 수신한다. RF 송수신부(410)는 상기 착신 RF 신호를 하향 변환(down-convert)하여 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 또는 기저대역(baseband) 신호를 발생시킨다. IF 또는 기저대역 신호는 기저대역 또는 IF 신호를 필터링, 디코딩 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 신호를 발생시키는 RX 처리 회로(425)로 전송된다. RX 처리 회로(425)는 처리된 기저대역 신호(즉, 음성 데이터)를 스피커(430)나 후속 처리(예를 들어, 웹 브라우징)를 위해 메인 프로세서(440)로 전송한다.
TX 처리 회로(415)는 마이크(420)로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 메인 프로세서(440)로부터 다른 발신(outgoing) 기저대역 데이터(예를 들어, 웹 데이터, 이메일, 양방향(interactive) 비디오 게임 데이터)를 수신한다. TX 처리 회로(415)는 처리된 기저대역 또는 IF 신호를 발생시키기 위해 상기 발신 기저대역 데이터를 인코딩, 다중화 및/또는 디지털화한다. RF 송수신부(410) 는 TX 처리 회로(415)로부터 상기 처리된 발신 기저대역 또는 IF 신호를 수신한다. RF 송수신부(410)는 상기 기저대역 또는 IF 신호를 안테나 어레이(405)를 통해 전송되는 RF 신호로 상향변환(up-converts)한다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 메인 프로세서(440)는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러(microcontroller)이다. 메모리(460)는 상기 메인 프로세서(440)에 연결된다. 본 발명의 이로운 실시예에 따르면, 메모리(460)의 일부분은 RAM(Random Access Memory)를 포함하고 메모리(460)의 다른 부분은 ROM(Read-only Memory)로 기능하는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리를 포함한다.
메인 프로세서(440)는 가입자국(111)의 전반적인 동작을 제어하기 위해서 메모리(460)에 저장된 기본 OS(461)을 수행한다. 그러한 동작에서, 메인 프로세서(440)는 공지된 원리에 따라 RF 송수신부(410), RX 처리 회로(425) 및 TX 처리 회로(415)를 통해서 순방향 채널 신호들의 수신과 역방향 채널 신호들의 전송을 제어한다.
메인 프로세서(440)는 또한 기준 신호 디코더(462)를 실행하도록(execute) 동작할 수 있다. 기준 신호 디코더(462)는 기지국(102)으로부터 수신된 복합 기준 신호들을 디코딩하도록 동작할 수 있다. 따라서, 기준 신호 디코더(462)는 적절한 디코딩 기술을 이용하여 프리코딩된 복합 기준 신호들을 처리하고 기지국(102)에 의해 전송된 원래 기준 신호들을 식별하도록 동작할 수 있다.
프리코딩 매트릭스가 도 3과 관련하여 설명된 푸리에 기반 프리코딩 매트릭스인 경우, 2개의 기준 신호들(310)이 2개의 가상 안테나들(305)에 의해 기준 신호 프리코더(270)에 제공될 수 있으며, 상기 기준 신호들(310)은 프리코딩된 후에 4개의 물리 안테나들(255)을 통해 전송될 수 있다. 또한, 이 경우, 하나의 TTI에 걸쳐 정적인 플랫 페이딩 채널(flat-fading channel static)이 가정될 수 있다. 이 경우, 상기 2개의 가상 안테나들(305)에 대응하는 2개의 복합 채널들 hc1 및 hc2는 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00007
위 식에서, S2는 제 3 가상 안테나(305)에 의해 제공되므로, 도 3과 관련하여 설명된 예에서 S3에 대응된다(아래에 설명되는 바와 같이 GA/PS(275)는 고려되지 않았음). 또한, h1, h2, h3 및 h4는 각각 물리 안테나 1, 2, 3, 및 4로부터의 채널 이득들을 나타낸다. 시간-주파수 선택적 채널의 경우, 채널 이득들은 서브 캐리어 및/또는 OFDM 심볼에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 채널 이득 h1, ij는 i번째 서브 캐리어 및 j번째 OFDM 심볼에서 물리 안테나 1로부터의 채널 이득을 나타낼 수 있다.
제 1 및 제 3 가상 안테나들(305)을 이용하는 상기 예에서, 기준 신호 디코더(462)는 다음과 같이 복합 채널들 hc1 및 hc2를 이용하여 수신된 신호들 R1 및 R2를 디코딩하도록 동작할 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00008
하나의 가상 안테나(305)가 4개의 물리 안테나들(255)에 하나의 기준 신호(310)를 제공하는 경우, 복합 채널 hc1은 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00009
4개의 가상 안테나들(305)이 각각 4개의 물리 안테나들(255)에 해당 기준 신호(310)를 제공하도록 동작할 수 있는 경우, 상기 복합 채널들 hc1, hc2, hc3 및 hc4는 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00010
3개의 가상 안테나들(305)이 각각 4개의 물리 안테나들(255)에 해당 기준 신호(310)를 제공하도록 동작할 수 있는 경우, 상기 복합 채널들 hc1, hc2 및 hc3 는 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00011
상술된 푸리에 기반 프리코딩 매트릭스 이외의 프리코딩 매트릭스들, 예를 들어 하우스홀더(Householder) 프리코딩 매트릭스 또는 하다마드(Hadamard) 프리코 딩 매트릭스 등은 물리 안테나들(255)로부터 가상 안테나들(305)의 셋(set)을 생성하기 위해 기준 신호 프리코더(270)에 의해 이용될 수도 있다.
기준 신호 발생부(265)가 GA/PS(275)를 포함하는 실시예의 경우, 프리코딩된 기준 신호들(320)은 다중 전송 안테나들(255)로부터 전송되기 전에 이득이 곱해지고/거나 위상 변환될 수도 있다. 이 실시예의 경우, 가상 안테나 1(hc1)에 대한 복합 채널은 예를 들면, 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00012
위 식에서,
Figure 112007076217396-PAT00013
는 i번째 물리 안테나(255)에 적용되는 이득 및 위상 변환이다.
가상 안테나들(305)의 셋이 물리 안테나들(255)의 셋으로부터 생성될 때, MIMO 및 전송 다이버시티 기술들(schemes)은 가상 안테나에 기반하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 공간 다중화가 가상 안테나들(305) 또는 MIMO 계층들에 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 다중 사용자 MIMO를 위한 칼럼 선택은 단순히 가상 안테나 선택이 된다. 가상 안테나(305)를 위한 채널 품질은 해당 가상 안테나(305)를 위해 기준 신호(310)를 이용하여 추정된다. 이를 통해서 가입자국(111)의 동작을 단순화시킬 수 있다. 유사하게, 전송 다이버시티가 가상 안테나들(305)에 수행될 수도 있다. 빔형성(beamforming)이 예를 들면 프리코딩을 이용하여 가상 안테나들(305)에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 가상 안테나들(305)이 프리코딩 매트릭스 A를 이용하여 2개의 물리 안테나들로부터 생성되고 가입자국(111)이 데이터를 위해 매트릭스 B를 이용하여 프리코딩을 수행하고자 하는 경우, 가입자국(111)의 데이터 심볼들은 프리코딩 매트릭스 P=AxB에 의해 프리코딩될 수 있다. 특정 예에서, 프리코딩 매트릭스는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112007076217396-PAT00014
이는 채널 추정치(channel estimates)가 기준 신호들(310)에 적용되는 프리코딩 매트릭스 A에 기반하기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 신호 스케줄러(260)에 의해 제공되는 기준 신호 스케줄링(500)의 예를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 프리코딩된 기준 신호들(예를 들어, 변환된 프리코딩된 기준 신호들(330))은 각 TTI(505)에서 가상 안테나들(305)의 서브셋을 통해 전송되는 반면, 각 가상 안테나(305)로부터 프리코딩된 기준 신호들은 TTI들(505b)의 서브셋에 걸쳐 전송된다.
예시된 실시예의 경우, 복수 개의 제한된 TTI들(505a) 각각에서, 2개의 가상 안테나들(305) VA1 및 VA2은 전송을 위해 기준 신호들(310)을 제공한다. 또한, 복수 개의 전체 TTI들(505b) 각각에서, 4개의 가상 안테나들(305) VA1, VA2, VA3 및 VA4 모두는 전송을 위해 기준 신호들(310)을 제공한다. 참고로, VA1, VA2, VA3 및 VA4는, 파일럿 신호(Pilot) P1, P2, P3 및 P4 또는 기준 신호(Reference Signal, 이하 'RS'라 칭함)1, RS2, RS3 및 RS4로 대체하여 표현 가능하다.
여기서, "제한된 TTI"는 가능한(possible) 가상 안테나들(305)의 서브셋이 생성되는 TTI(505a)를 의미하고, "전체 TTI"는 모든 가능한 가상 안테나들(305)이 생성되는 TTI(505b)를 의미한다. 다시 설명하여, 현재 TTI를 위하여, 기준 신호 스케줄러는 모든 사용 가능한 가상 안테나들의 전체 셋을 생성하거나, 또는 일부 가상 안테나들의 서브 셋을 생성하도록 할 수 있다.
가상 안테나들(305)의 적절한 서브셋이 제한된 TTI들(505a)에서 전송을 위해 기준 신호들(310)을 제공할 수 있음을 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 예시된 실시예는 제한된 TTI들(505a)에서 2개의 가상 안테나들(305)을 포함하고 있지만, 가능한 가상 안테나들(305)의 최대 개수가 4개 일 때는 1개 또는 3개의 가상 안테나들(305)이 대신에 이용될 수도 있다. 또한, 예시된 실시예는 제한된 TTI들(505a)과 전체 TTI들(505b)가 교대로 있는 패턴을 보이지만, 어떤 패턴의 제한된 TTI들(505a)과 전체 TTI들(505b)도 발생될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 신호 스케줄러(260)에 의해 발생할 수 있는 단일 TTI에 대한 기준 신호 구조(600)의 일 예를 도시하고 있다. 예시된 실시예의 경우, 12개의 서브캐리어들의 자원 블록이 도시되어 있다. 그러나, 다른 적절한 크기의 자원 블록들이 이용될 수도 있음을 이해해야 할 것이다. 또한, 일 실시예에서, 예시된 시간의 길이는 1.0 ms TTI에 대응될 수 있다. 그러나, 다른 적절한 길이의 TTI가 이용될 수도 있음을 이해해야 할 것이다.
도 6을 참조하면, 기준 신호 구조(600)는 복수 개의 타임 슬라이스들(605)을 포함하며, 이들 각각은 복수 개의 시간-주파수 슬롯들(610)을 포함한다. 예를 들 어, 예시된 실시예는 분명하게 타임 슬라이스들(605a - 605c) 및 시간-주파수 슬롯들(610a - 610c)에 라벨을 붙였다(labels). 그러나, 기준 신호 구조(600)에서 각 칼럼은 타임 슬라이스(605)를 포함하고 각 박스(box)가 시간-주파수 슬롯(610)을 포함함을 이해해야 한다. 타임 슬라이스들(605a, 605c)은 가상 안테나들(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯들(610)을 포함하는 반면, 타임 슬라이스(605b)는 가상 안테나들(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯들(605)을 포함하지 않는다. 가상 안테나들(305)에 할당되지 않은 시간-주파수 슬롯들(605)은 'D'로 표시되어 있으며, 상기 D는 제어 정보 또는 데이터가 할당될 수 있다. 예를 들어, 시간-주파수 슬롯(610a)은 가상 안테나 2에 할당되고, 시간-주파수 슬롯(610b)은 제어 정보 또는 데이터에 할당되고, 시간-주파수 슬롯(610c)은 가상 안테나 3에 할당된다.
예시된 실시예의 경우, 기준 신호 구조(600)는 4개의 가상 안테나들(305) VA1, VA2, VA3 및 VA4에 대한 스케줄링을 포함한다. 2개의 기준 신호들(310)이 2개의 가상 안테나들(305) VA1 및 VA2에 의해 제공되는 TTI(505a)와 같은 제한된 TTI의 경우, VA3 및 VA4을 위해 스케줄된 시간-주파수 슬롯들(610)은 데이터 또는 제어 정보를 전송하는데 이용될 수 있다. 동일한 방법으로, 제한된 TTI가 단일 가상 안테나(305) VA1를 포함한다면, VA2, VA3 및 VA4를 위해 스케줄된 시간-주파수 슬롯들(610)은 데이터 또는 제어 정보를 전송하는데 이용될 수 있다. 그리고, 만약 제한된 TTI가 3개의 가상 안테나들(305) VA1, VA2 및 VA3를 포함한다면, VA4를 위해 스케줄된 시간-주파수 슬롯들(610)은 데이터 또는 제어 정보를 전송하는데 이용될 수 있다. 이런 방법에 따라, 시스템 대역폭 효율성이 극대화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기준 신호 스케줄러(260)에 의해 제공되는 기준 신호 스케줄링(700)의 예를 도시하고 있다. 도 5와 관련하여 설명된 바와 같이, 적절한 패턴의 제한 TTI들 및 전체 TTI들이 구현될 수 있다. 또한, 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 기준 신호 스케줄러(260)는 특정 기준 신호들(310)의 전송을 복합 ARQ 타이밍과 동기화하도록 동작하여, 전체 TTI에서 전송된 패킷이 후속 전체 TTI에서 재전송되어야 하는지를 결정하기 위해 전체 TTI들 사이에 충분한 시간이 경과할 수 있도록 한다.
따라서, 도 7에 예시된 바와 같이, 그러한 실시예의 경우, 후속하는 전체 TTI(705b) 이전에 전체 TTI(705a) 동안에 전송되는 제 1 패킷에 응답하여 NACK이 수신되기에 충분한 시간을 제공하기 위해서, 3개의 제한된 TTI들(705a)이 각 전체 TTI(705b)후에 제공될 수 있다. 따라서, NACK이 수신되면, 기지국(102)은 후속하는 전체 TTI(705b)에서 패킷을 재전송할 수 있다.
예시된 실시예의 경우, 제 3 및 제 4 가상 안테나들(305) VA3 및 VA4에 의해 제공되는 기준 신호들(310)은 복합 ARQ 타이밍과 동기화된다. 이 예에서, 새로운 패킷은 첫 번째 전체 TTI(705b)인 두 번째 TTI(705)에서 4개의 가상 안테나들(305)을 모두 이용하여 전송된다. 복합 ARQ 과정들의 수는 4개로 가정하여 n번째 TTI(705)에서 전송된 패킷은 (n+4)번째 TTI(705)에서 재전송될 수 있다. 따라서, 새로운 패킷 전송이 두 번째 TTI(705)에서 실패하는 경우, 기지국(102)은 그 패킷을 6 번째 TTI(705)에서 재전송할 수 있다. 전체 TTI들(705b)이 복합 ARQ 타이밍과 동기화되기 때문에, 6 번째 TTI(705)는 전체 TTI(705b)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국(102)으로부터 가입자국(111)으로의 제어 정보 및 데이터의 전송(800)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, X개의 가상 안테나들(305)은 방송 채널 (BCH) 정보와 같은 제어 정보를 전송하는데 이용되며, Y개의 가상 안테나들(305)은 데이터를 전송하는데 이용된다.
일 실시예의 경우, X는 미리 정의된 상수일 수 있으며, Y는 기지국(102)에 의해 설정된 변수일 수 있다. 예를 들면, X는 2로 정의될 수 있다. 이 특정 예에서, 기지국(102)은 항상 2개의 가상 안테나들(305)을 이용하여 제어 정보를 전송한다. 기지국(102)은 제어 정보 내에서 데이터 전송을 위한 가상 안테나들(305)의 수인 Y를 제공할 수 있다. 따라서, 가입자국(111)은 제어 정보가 2개의 가상 안테나들(305)을 통해 수신될 것이라고 가정하고 그 가정을 이용하여 제어 정보를 디코딩할 수 있다. 그러면 가입자국(111)은 디코딩된 제어 정보에 기초하여 얼마나 많은 가상 안테나들(305)이 데이터를 제공하는데 이용될 것인지를 결정할 수 있다.
일 실시예의 경우, 제어 정보는 더 높은 신뢰성을 위해 전송 다이버시티 기술(scheme)을 이용하여 전송될 수 있다. 방송 제어 채널은 TTI들(505b 또는 705b)와 같은 전체 TTI들에서 제어 정보를 운반할 수 있다. 가입자국(111)이 4개의 가상 안테나들(305)을 이용한 데이터 전송에 관심이 있는 경우, 가입자국(111)은 전체 TTI들에서 채널 품질을 측정할 수 있으며, 기지국(102)은 이에 따라 전체 TTI들에서 가입자국(111)에 데이터 전송을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국(102)에서 기준 신호들을 발생시키는 방법(900)을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 기준 신호 스케줄러(260)는 가입자국, 예를 들어 가입자국(111)과의 현재 통신 세션을 위한 TTI들 동안에 기준 신호 구조(600) 또는 기타 적절한 구조와 같은 기준 신호 구조를 발생시킨다(905 단계).
기준 신호 스케줄러(260)는 또한 현재 통신 세션을 위한 어떤 패턴의 제한된 TTI들 및 전체 TTI들을 제공하는 기준 신호 스케줄, 예를 들어 스케줄링(500 또는 700)을 발생시킨다(910 단계). 기준 신호 스케줄러(260)는 현재 TTI에서 사용 가능한 가상 안테나들의 셋을 확인한다. 즉, 현재 TTI에서 사용 가능한 모든 가상 안테나들의 전체 셋을 사용할 것인지, 또는 현재 TTI에서 일부 가능 안테나들의 서브 셋을 사용할 것인지를 스케줄링한다. 여기서 전체 셋의 가상 안테나들을 사용하는 TTI를 "전체 TTI"라 칭하며, 서브 셋의 가상 안테나들을 사용하는 TTI를 "제한된 TTI"라 혼용하여 사용한다.
현재 TTI가 TTI(505b 또는 705b)와 같이 전체 TTI인 경우(915 단계), 기준 신호 발생부(265)는 가상 안테나들의 전체 셋을 생성한다(920 단계). 그러나, 현재 TTI가 TTI(505a 또는 705a)와 같이 제한된 TTI인 경우(915 단계), 기준 신호 발생부(265)는 가능한 가상 안테나들의 서브셋을 생성한다(925 단계). 즉, 상기 TTI는 기준 신호 스케줄러(260)에 의해 발생된 기준 신호 스케줄에 기초하여 기준 신호 발생부(265)에 의해 915 단계에서 전체 TTI 또는 제한된 TTI로 식별될 수 있다. 또한, 925 단계에서 생성될 가상 안테나들(305)의 특정 셋은 기준 신호 스케줄러(260)에 의해 발생된 기준 신호 스케줄에 기초하여 결정될 수 있다.
기준 신호 프리코더(270)는 생성된 각 가상 안테나(305)로부터 기준 신 호(310)를 수신한다(930 단계). 그러면, 기준 신호 프리코더(270)는 현재 타임 슬라이스(605)의 시간-주파수 슬롯들(610)이 생성된 가상 안테나들(305) 중 어느 하나에 할당되는지를 결정한다(935 단계). 일 실시예에서, 기준 신호 프리코더(270)는 기준 신호 스케줄러(260)로부터 수신한 스케줄링 신호(315)에 기초하여 이러한 결정을 내릴 수 있다.
현재 타임 슬라이스(605)가 생성된 가상 안테나(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯(610)을 포함하는 경우(935 단계), 기준 신호 프리코더(270)는 각 수신된 기준 신호(310)에 기초하여 특정한 개수의 프리코딩된 기준 신호들(320)을 발생시키기 위해서, 상술된 푸리에 기반 프리코딩 매트릭스 또는 다른 적절한 프리코딩 매트릭스와 같은 프리코딩 매트릭스를 적용함으로써 생성된 가상 안테나(305)로부터 수신된 각 기준 신호(310)를 프리코딩한다(940 단계). 프리코딩된 기준 신호들(320)의 특정한 개수는 안테나 어레이(255)의 물리 안테나들의 개수에 대응된다. 특정 예에서, 안테나 어레이(255)는 4개의 물리 안테나들을 포함할 수 있다. 따라서, 이 경우, 특정한 개수는 4개이다.
GA/PS(275)는 각 프리코딩된 기준 신호(320)에 대해서 변경된, 프리코딩된 기준 신호(325)를 발생시키기 위해서 프리코딩된 기준 신호들(320) 중 어느 하나 또는 프리코딩된 기준 신호들(320) 모두에 이득 및/또는 위상 변환을 적용할 수 있다(945 단계). IFFT 블록(280)은 각 프리코딩된 기준 신호(320)(또는 각 변경된, 프리코딩된 기준 신호(325))를 발생시키기 위해서 프리코딩된 기준 신호들(320)에(또는 945 단계가 수행된 경우, 변경된 프리코딩된 기준 신호들(325)에) IFFT 동작 을 수행한다(950 단계). 각 변환된 프리코딩된 기준 신호(330)는 안테나 어레이(255)의 해당 물리 안테나를 통해 전송된다(955 단계).
제한된 TTI들에서, 제한된 TTI에서 생성되지 않은 가상 안테나(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯들(610)은 제어 정보 또는 데이터를 전송하는데 이용될 수 있다.
현재 타임 슬라이스(605)가 생성된 가상 안테나(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯(610)을 포함하지 않을 경우(935 단계), 또는 각 변환된 프리코딩된 기준 신호(330)가 전송된 후에(955 단계), 현재 TTI에 타임 슬라이스(605)가 남아 있는지를 결정한다(960 단계).
현재 TTI에 타임 슬라이스(605)가 남아 있는 경우(960 단계), 기준 신호 프리코더(270)는 현재 타임 슬라이스(605)가 된 후속 타임 슬라이스(605)가 생성된 가상 안테나(305)에 할당된 시간-주파수 슬롯들(610)을 포함하는지를 결정하고(935 단계), 이전과 같은 단계를 계속 수행한다.
그러나, 현재 TTI에 타임 슬라이스(605)가 남아 있지 않은 경우(960 단계), 현재 통신 세션에 TTI가 남아 있는지를 결정한다(965 단계). 현재 통신 세션에 TTI가 남아 있는 경우(965 단계), 현재 TTI가 된 후속 TTI가 전체 TTI인지 제한된 TTI인지를 결정하고(915 단계), 이전과 같은 단계를 계속 수행한다. 그러나, 현재 통신 세션에 TTI가 남아 있지 않은 경우(965 단계), 종료한다.
이런 방식으로, 기지국(102)의 전체 전송 파워는 전송된 데이터 스트림 및 기준 신호의 개수에 관계없이 이용될 수 있다. 안테나 어레이(255)의 각 물리 안테 나가 각 기준 신호(310)에 대해 변환된 프리코딩된 기준 신호(330)를 전송하므로, 각 물리 안테나는 하나의 기준 신호(310)만이 이용되는 경우에도 전송한다. 따라서, 모든 기준 신호들(310) 보다 적은 수의 기준 신호들이 존재하는 제한된 TTI들에서 오버헤드가 감소되어 데이터 전송을 위한 시간-주파수 슬롯들을 늘리면서도(freeing-up), 기지국(102)의 전체 파워는 실질적으로 계속 이용된다. 그 결과, 서비스 영역(125)과 같은 이웃 서비스 영역들에 대한 버스트한 간섭(bursty interference)을 피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 프리코딩(precoded) 기준 신호들을 제공할 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 무선 네트워크를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 신호들을 발생할 수 있는 기지국의 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기준 신호 발생부를 자세히 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기지국에 의해 발생된 프리코딩(precoded) 기준 신호들을 처리할 수 있는 가입자국의 예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기준 신호 스케줄러(scheduler)에 의해 제공되는 기준 신호 스케줄링의 예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기준 신호 스케줄러에 의해 발생될 수 있는 기준 신호 구조의 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 기준 신호 스케줄러에 의해 제공되는 기준 신호 스케줄링의 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기지국으로부터 도 4의 가입자국으로 제어 정보 및 데이터를 전송하는 것을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 기지국에서 기준 신호들을 발생시키는 방법을 나타낸 흐름도.

Claims (29)

  1. 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 방법에 있어서,
    복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 임의의 기준 신호를 프리코딩하는 단계와,
    상기 프리코딩된 복수 개의 기준 신호들 각각에 대해서, 대응하는 해당 물리 안테나를 통해 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초하는 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    변경된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 이득 및 위상 변환을 적용하는 단계와,
    변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 변환된 프리코딩된 기준 신호에 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 IFFT 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초 한 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    통신 세션을 위한 복수 개의 전송 시간 구간(TTI)들에서 기준 신호 구조를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 통신 세션을 위한 상기 TTI들은 복수 개의 제한 TTI들과 복수 개의 전체 TTI들을 포함하며, 상기 방법은 상기 통신 세션을 위해 기준 신호 스케줄을 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 기준 신호 스케줄은 특정 패턴의 제한된 TTI들과 전체 TTI들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 교대로 배열된 제한된 TTI들과 전체 TTI들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 전체 TTI들을 복합 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request: ARQ) 타이밍에 동기화시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 방법에 있어서,
    복수 개의 전체 TTI들과 복수 개의 제한된 TTI들을 포함하는 복수 개의 TTI들을 스케줄링하는 단계와,
    상기 전체 TTI들 각각에 대해 가능한 가상 안테나들의 전체 셋을 생성하고 상기 제한된 TTI들 각각에 대해서 상기 가능한 가상 안테나들의 서브셋을 생성하며, 생성된 각 가상 안테나는 각 TTI 동안 해당 기준 신호를 제공하도록 동작할 수 있는 단계와,
    각 기준 신호에 대해서, 해당 물리 안테나로부터 기준 신호에 기초하여 발생된 복수 개의 신호들 각각을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 각 기준 신호를 프리코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    변경된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 이득 및 위상 변환을 적용하는 단계와,
    변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 변환된 프리코딩된 기준 신호에 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초하여 발생된 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 IFFT 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초하여 발생된 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 TTI들에서 기준 신호 구조를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 TTI들을 스케줄링하는 단계는 특정 패턴의 제한된 TTI들과 전체 TTI들을 발생시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 교대로 배열된 제한된 TTI들과 전체 TTI들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 전체 TTI들을 복합 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request: ARQ) 타이밍에 동기화시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  16. 기지국에 있어서,
    복수 개의 전체 TTI들과 복수 개의 제한된 TTI들을 포함하는 복수 개의 TTI들을 스케줄링하도록 동작할 수 있는 기준 신호 스케줄러와,
    상기 기준 신호 스케줄러에 연결되고, 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 발생시키기 위해서 기준 신호를 프리코딩하며, 각 기준 신호에 대해서, 해당 물리 안테나로부터 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 신호를 전송하도록 동작할 수 있는 기준 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 기준 신호 발생부는, 상기 전체 TTI들 각각에 대해 가능한 가상 안테나 들의 전체 셋을 생성하고 상기 제한된 TTI들 각각에 대해서 상기 가능한 가상 안테나들의 서브셋을 생성하도록 동작할 수 있으며, 생성된 각 가상 안테나는 각 TTI 동안 해당 기준 신호를 제공하도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 기준 신호 발생부는, 변경된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 이득 및 위상 변환을 적용하고, 변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 변환된 프리코딩된 기준 신호에 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 동작을 수행하도록 동작할 수 있으며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 기준 신호 발생부는, 변환된 프리코딩된 기준 신호를 발생시키기 위해서 각 프리코딩된 기준 신호에 IFFT 동작을 수행하도록 동작할 수 있으며, 상기 프리코딩된 기준 신호에 기초한 상기 신호는 상기 변환된 프리코딩된 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 기준 신호 스케줄러는, 기준 신호 스케줄을 발생시킴으로써 상기 TTI들 을 스케줄링하도록 동작할 수 있으며, 상기 기준 신호 스케줄은 특정 패턴의 제한된 TTI들 및 전체 TTI들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 교대로 배열된 제한된 TTI들과 전체 TTI들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 전체 TTI들을 복합 자동 재전송 요구(Automatic Repeat Request: ARQ) 타이밍에 동기화시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기지국.
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 기지국은, 특정 개수의 가상 안테나들로부터 제어 정보를 전송하고 가변(variable) 개수의 가상 안테나들로부터 데이터를 전송하도록 동작할 수 있으며, 상기 제어 정보는 데이터 전송에 이용되는 상기 가변 개수의 가상 안테나들을 식별하도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기지국.
  24. 가입자국에 있어서,
    복합 기준 신호를 디코딩하도록 동작할 수 있는 기준 신호 디코더를 포함하 며, 상기 복합 기준 신호는 복수 개의 프리코딩된 기준 신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가입자국.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 프리코딩된 기준 신호들은 하나의 기준 신호를 프리코딩함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 가입자국.
  26. 제 25항에 있어서,
    각 프리코딩된 기준 신호는 해당 물리 안테나로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 가입자국.
  27. 제 24항에 있어서,
    상기 기준 신호 디코더는 특정 개수의 가상 안테나들로부터 제어 정보를 디코딩하도록 동작할 수 있으며, 상기 제어 정보는 데이터 전송을 위해 이용되는 가변 개수의 가상 안테나들을 식별하도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 가입자국.
  28. 무선 통신 시스템에서 기준 신호들을 발생시키는 방법에 있어서,
    현재 전송 시간 구간(TTI)를 확인하는 단계와,
    상기 현재 TTI에 대하여 가상 안테나들의 전체 셋을 생성하거나, 또는 가상 안테나들의 서브 셋을 생성하는 것을 스케줄링하는 단계와,
    현재 TTI를 위해 발생되는 적어도 하나의 기준 신호들을, 상기 스케줄링에 따른 가상 안테나들의 특정 셋에 대응하는 물리 안테나들에 할당하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 발생되는 적어도 하나의 기준 신호들에 대하여 상기 특정 셋에 대응하는 프리코딩을 적용하는 단계와,
    상기 프리코딩을 적용하여 이득 및 위상 변환이 변경된 기준 신호들을 발생하는 단계와,
    상기 변경된 기준 신호들을, 상기 특정 셋에 대응하여 선택된 사용 가능한 물리 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호들을 발생시키는 방법.
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