KR20100064334A - 무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신시스템에서 제어 정보 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하는 단말의 제어 정보 수신 방법에 있어서, 단말은 서빙 기지국으로부터 상기 복수의 셀에서 전송하는 데이터에 대한 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 수신한다.
하향링크 제어 정보, CoMP

Description

무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법{METHOD OF CONTROL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신시스템에서 제어 정보 전송 방법에 관한 것이다.
다중안테나(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기술은 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 무선통신시스템의 송신단 혹은 수신단에서 다중안테나를 사용하여 용량증대 혹은 성능개선을 꾀하는 기술이다.
다중안테나 기술이란, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술이다. 다중안테나는 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있어 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용될 수 있다. 다중안테나 기술은 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 다다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술로 관심을 모으고 있다.
도 1은 일반적인 다중안테나 통신 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 송신 안테나를 NT 개로 늘리고, 수신 안테나를 NR 개로 동시에 늘리면, 송신기 또는 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트이 향상되고, 주파수 효율을 획기적으로 향상된다. 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(R0)에 수학식 1의 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 다중안테나 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개 이므로, 수학식 2와 같이 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00002
한편, 각각의 전송 정보에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure 112009073159794-PAT00003
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 수학식 3과 같다.
Figure 112009073159794-PAT00004
그리고, 전송 전력이 조정된 전송 정보 벡터를 전송 전력 대각행렬 P에 관한 식으로 나타내면 수학식 4와 같다.
Figure 112009073159794-PAT00005
그리고, 전송 전력이 조정된 전송 정보 벡터에 가중치 행렬(W)을 곱하면 NT개의 송신신호가 생성된다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보 각각을 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 하는 행렬로서, 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고도 불린다.
NT개의 송신 신호를
Figure 112009073159794-PAT00006
라 하면, 송신 신호 벡터 x는 수학식 5와 같다. 수학식 5에서, wij는 i번째 송신안테나와 j번재 정보간의 가중치를 의미한다.
Figure 112009073159794-PAT00007
다음은 수신 신호에 대해 살펴본다. NR개의 수신안테나가 있는 경우 각 수신안테나의 수신 신호를
Figure 112009073159794-PAT00008
라 하면, 수신 신호 벡터는 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00009
그리고, 다중안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 채널은 송신안테나와 수신안테나의 인덱스로 나타낼 수 있는데, 송신안테나 j와 수신안테나 i 사이의 채널을 hij로 표시하기로 한다. 이러한 채널은 복수의 송신안테나와 복수의 수신안테나 사이의 채널을 한데 묶어서 벡터 또는 행렬 형태로도 표시할 수 있다.
도 2는 NT개의 송신안테나와 수신안테나 i 사이의 채널을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 NT개의 송신안테나와 수신안테나 i 사이의 채널은 수학식 7과 같이 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00010
그리고, NT개의 송신안테나와 NR개의 수신안테나 사이의 채널은 수학식 8과 같이 행렬로 나타낼 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00011
수신 신호는 송신 신호가 채널을 거치고 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진 신호이다. NR개의 수신안테나에서 수신된 수신 신호 각각에 더해진 백색 잡음을
Figure 112009073159794-PAT00012
라 하면 백색 잡음 벡터는 수학식 9와 같다.
Figure 112009073159794-PAT00013
따라서, 수신 신호 벡터는 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009073159794-PAT00014
다중안테나 시스템은 동일 데이터 전송 여부에 따라 공간 다중화 기법과 공간 다이버시티 기법으로 나눌 수 있다.
공간 다중화 기법은 다수의 송신 안테나를 통하여 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가하지 않고서도 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 방식을 말한다. 공간 다이버시티 기법은 다수의 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 송신 다이버시티를 얻을 수 있는 방식을 말한다. 이러한 공간 다이버시티 기법의 일 예로 시공간 채널 코딩(Space Time Channel coding)이 있다.
또한, 다중안테나 기술은 수신측에서 송신측으로의 채널 정보의 피드백 여부 에 따라 개루프 방식 및 폐루프 방식으로 구분할 수 있다. 개루프 방식에는 송신단에서 정보를 병렬로 전송하며 수신단에서는 ZF(Zero Forcing), MMSE(Minimum Mean Square Error)방식을 반복 사용하여 신호를 검출하고 송신 안테나 수만큼 정보량을 늘릴 수 있는 블라스트(BLAST) 및 공간 영역을 이용하여 전송 다이버시티와 부호화 이득을 얻을 수 있는 STTC(Space-Time Trellis Code) 방식 등이 있다. 그리고, 폐루프 방식에는 TxAA(Transmit Antenna Array) 방식 등이 있다.
도 3은 기존의 인트라 기지국(intra eNB)과 인터 기지국(inter eNB)의 CoMP(Coordinated Multi-Point)를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 다중 셀(Multi Cell) 환경에서 인트라 기지국(310, 320) 및 인터 기지국(330)이 존재한다. LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 인트라 기지국은 몇 개의 셀(혹은 섹터)로 이루어져 있다. 일반적으로 물리적으로 같은 위치에 있는 셀들을 인트라셀이라 하고, 다른 위치에 있는 셀 들은 인터셀이라 한다.. 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 셀 내에 있는 단일 셀 MIMO 사용자는 한 셀(섹터)에서 하나의 서빙 셀과 통신하고, 셀 경계에 위치한 다중 셀 MIMO 사용자는 다중 셀(섹터)에서 다수의 서빙 기지국과 통신할 수 있다.
협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point: CoMP) 시스템(이하 "CoMP 시스템"이라 한다)은 다중 셀 환경에서 개선된 MIMO 전송을 적용함으로써 셀 경계에 있는 사용자의 데이터 전송 효율을 개선하기 위한 시스템이다. CoMP 시스템을 적용하면 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)을 줄일 수 있다. 이러한 CoMP 시스템을 이용하면, 단말은 다중-셀(Multi-cell base-station)으로부터 공 동으로 데이터를 지원받을 수 있다. 또한, 각 기지국은 동일한 무선 주파수 자원(Same Radio Frequency Resource)을 이용하여 하나 이상의 단말(MS1, MS2, … MSK)에 동시에 지원함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 기지국은 기지국과 단말 간의 채널상태정보에 기초하여 공간 분할 다중접속(Space Division Multiple Access: SDMA) 방법을 수행할 수 있다.
CoMP 방식은 데이터 공유를 통한 협력적 MIMO 형태의 연합 프로세싱(joint processing)과 협력 스케줄링 방식/빔포밍 방식(coordinated scheduling scheme/beamforming scheme)으로 나눌 수 있다.
CoMP 시스템에서 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국들은 유선망 또는 무선망을 통해 스케줄러(scheduler)에 연결된다. 스케줄러는 백본망을 통하여 각 단말(MS1, MS2, … MSK) 및 협력 기지국 간의 채널 상태에 관한 채널 정보를 피드백 받아 동작할 수 있다.
무선 통신 시스템에서 기지국은 단말로 하향링크 제어 정보를 전송하고, 단말은 기지국으로 상향링크 제어 정보를 전송하므로, CoMP 시스템에서 제어 정보 전송 방법이 필요하다.
위에서 설명한 바와 같이, CoMP 시스템이 등장함에 따라 CoMP 시스템에서 제어 정보를 전송하는 방법이 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 CoMP 모드로 동작하는 무선 통신시스템에서 제어 정보 전 송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하는 단말의 제어 정보 수신 방법에 있어서, 단말은 서빙 기지국으로부터 상기 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 수신한다.
이때, 상기 단말은 상기 복수의 셀로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송할 수 있다.
또한, 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스 및 상기 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송할 수 있다.
또한, 상기 하향링크 제어 정보는 상기 복수의 셀 중 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 셀의 정보를 포함하고, 상기 단말은 상기 하향링크 채널 상태가 가장 좋 은 셀로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 CoMP 모드로 동작하는 단말의 제어 정보 수신 방법에 있어서, 단말은 상기 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 기지국 중 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 기지국의 정보를 프리코딩 행렬의 인덱스를 이용하여 전송하고, 상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 수신한다.
이때, 상기 단말은 상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 제어 정보 전송 방법에 있어서, 서빙 기지국은 복수의 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하는 단말에게 상기 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 전송한다.
이때, 상기 서빙 기지국은 상기 단말에게 하향링크 데이터를 전송하고, 상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 단말로부터 수신할 수 있다.
또한, 상기 서빙 기지국은 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스 및 상기 서빙 기 지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 상기 단말로부터 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 서빙 기지국이 단말에게 하향링크 제어 정보를전송하도록 규정함으로써 CoMP 모드로 동작하는 무선 통신시스템에서 제어 정보 전송 방법을 제공한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
기지국은 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH)을 통해 하향링크 제어 정보를 단말에게 전송하고, 단말은 상향링크 제어 채널 (physical uplink control channel, PUCCH)을 통해 상향링크 제어 정보를 기지국에게 전송한다. 먼저, 하향링크 제어 정보와 상향링크 제어 정보에 대해 설명한다.
하향링크 제어 정보는 하향링크 또는 상향링크로 전송되는 데이터에 대한 제어 정보를 포함한다. 따라서, 단말은 하향링크 제어 채널을 검출하여 단말에게 전송되는 데이터가 있는지 또는 단말이 데이터를 전송할지를 판단한다. 일반적으로 하향링크 제어 채널은 매 서브프레임(subframe)마다 전송되며, 단말은 단말 ID를 이용하여 랜덤 함수(random function)를 동작시켜 하향링크 제어 채널이 자신에게 전송되었는지를 판별한다.
기지국은 일정한 개수의 주파수 영역의 자원을 기본 단위로 하여 하향링크 제어 채널을 생성하는데, LTE 시스템에서는 36개의 주파수 영역 자원을 하나의 제어 채널 요소(control channel element, 이하 "CCE"라 함)로 하여 제어정보를 전송 한다. 단말에게 전송되는 데이터 정보량과 채널 상황, 동작 모드 등을 고려하면, CCE를 여러 개 모아서 제어 정보를 전송할 수 있다. LTE 시스템에서는 1, 2, 4, 8개의 CCE를 모아서 제어정보를 전송할 수 있도록 정의하고 있다.
그리고, 하향링크 제어 정보는 하향링크 전 대역에 거쳐서 전송되도록 주파수 영역에서 인터리빙된다. 그런데, 단말의 처리 능력이 제한되어 있기 때문에 가능한 하향링크 제어채널의 위치를 모두 찾아서 자기 신호 유무를 판단하는 것은 실제적으로 어렵다. 따라서, 단말에게 제어정보가 전송되는 위치를 단말 ID를 이용한 랜덤 함수로 지정하여 단말은 해당 위치에 대해서만 자신에게 전송되는 하향링크 제어신호의 유무를 판단한다.
하향링크 제어 정보는 하향링크 데이터에 대한 제어 정보와 상향링크 데이터에 대한 제어 정보로 나눌 수 있다. 하향링크 데이터에 대한 제어정보는 자원 할당에 대한 정보, 변조 및 코딩에 관한 정보, HARQ(Hybrid automatic repeat request) 프로세스에 관한 정보, 새로운 데이터 지시자(new data indicator), 리던던시 버전(redundancy version)에 대한 정보, 전력제어에 대한 정보를 포함한다. 그리고, 다중 안테나를 지원하는 경우 프리코딩에 관련된 정보도 추가로 포함한다. 하향링크 데이터에 대한 제어정보는 동작 모드에 따라서 서로 다르게 정의된다.
상향링크 데이터에 대한 제어 정보는 자원 할당에 대한 정보, 홉핑 정보(hopping information), 변조 및 코딩에 대한 정보, HARQ 프로세스에 대한 정보, 새로운 데이터 지시자, 전력 제어 정보, 복조를 위한 레퍼런스 신호의 자원에 관한 정보, 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, 이하 "CQI"라 함) 전송 요청 정보를 포함한다. 그리고, 상향링크에서 다중 안테나 전송을 지원할 경우 프리코딩 관련 정보도 포함한다.
상향링크 제어 정보는 하향링크로 전송된 데이터에 대한 확인 응답(acknowledge/non-acknowledge, ACK/NACK) 및 하향링크 채널 상태를 알려주는 CQI 정보를 포함한다.
확인 응답은 일반적으로 특정한 주파수 영역의 자원을 여러 사용자가 공유하여 사용하는 코드 분할 다중화(code division multiplexing, CDM) 방법으로 전송되고, 특정 주파수 영역으로 사용자를 수용할 수 없는 경우에는 주파수 영역에서 자원을 더 할당하는 주파수 분할 다중화 (frequency division multiplexing, FDM) 방법이 추가로 사용된다. 확인 응답이 코드 분할 다중화 방법으로 전송될 때, CAZAC 시퀀스가 사용된다. 이때, 한 cell에서 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스(base sequence)는 같고, 서로 다른 단말은 서로 다른 순환 이동(cyclic shift) 값을 사용한다. 단말이 사용할 순환 이동 값은 하향링크 제어 채널이 전송되는 CCE들의 첫번째 CCE 인덱스에 따라 결정된다.
CQI가 전송될 때 사용되는 CAZAC 시퀀스도 기본 시퀀스는 확인 응답이 전송될 때 사용되는 기본 시퀀스와 같고, 사용될 순환 이동 값과 주파수 영역의 위치는 미리 예약되어 있다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 제1 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에서 단말은 협력하는 복수의 기지국 중 하나의 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다. 이때, 하향링크 제어 정보를 전송하는 기지국을 서빙 기지국이라하고, 서빙 기지국은 단말의 초기 접속 후에 결정될 수 있다. 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 기지국들은 데이터와 스케줄링 정보를 공유한다. 그리고, 단말의 CoMP 모드에 협력하는 기지국 모두가 하향링크 데이터를 단말에게 전송할 수도 있고, 단말의 CoMP 모드에 협력하는 기지국 중 일부가 하향링크 데이터를 단말에게 전송할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말은 서빙 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다(S410).
이때, 단말은 서빙 기지국의 하향링크 제어 채널만을 탐색하여 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는지를 판단한다. 단말의 CoMP 모드에 협력하는 셀들 중 복수의 셀이 하향링크 데이터를 단말에게 전송하는 경우, 서빙 기지국은 단말에게 복수의 셀에서 전송되는 하향링크 데이터에 대한 하향링크 제어 정보를 전송한다.
단말에게 전송되는 제어 정보는 하나의 하향링크 제어 채널을 통해 전송될 수도 있고, 복수의 하향링크 제어 채널을 통해 전송될 수도 있다. 즉, 단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 셀이 2 개이면, 1개 또는 2 개의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보가 1개 또는 2 개의 하향링크 제어 채널을 통해 전송될 수 있다.
단말은 수신한 하향링크 제어 채널을 이용하여 적어도 하나 이상의 셀로부터 하향링크 데이터를 수신한다(S420).
그리고, 단말은 상향링크 제어 정보를 전송한다(S430). 상향링크 제어 정보는 하향링크 데이터에 대한 확인응답, 하향링크의 채널 상태를 나타내는 CQI 및 스케줄링 요청(scheduling request, 이하 "SR"라 함)을 포함한다.
먼저, 단말에게 복수의 셀에서 하향링크 데이터를 전송하는 경우, 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보가 하나의 하향링크 제어 채널을 통해 전송된 경우를 살펴본다.
단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고 서빙 기지국이 전송한 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스를 이용하여 순환 이동 값을 결정하여 수신한 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송한다. 그리고, 확인 응답의 전송에 사용되는 주파수 영역의 위치 및 직교 커버(orthogonal cover)도 서빙 기지국이 전송한 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된다.
단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고, 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 서빙 기지국이 미리 지정해 놓은 주파수 영역의 위치를 통해 CQI 및 SR를 전송한다. 이때, 복수의 셀로부터 하향링크 데이터를 받은 경우에는 하향링크 데이터를 전송한 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송한다.
다음, 단말에게 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보가 복수의 하향링크 제어 채널을 통해 전송된 경우를 살펴본다.
확인 응답을 전송할 때, 단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고, 복수의 하향링크 제어 채널 중 임의의 하향링크 제어 채널의 첫번째 CCE 인덱스에 따라 순환 이동 값, 직교 커버 및 주파수 영역을 결정한다.
그리고, 단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고, 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 서빙 기지국이 미리 지정해 놓은 주파수 영역의 위치를 통해 CQI 및 SR를 전송한다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에서 단말은 협력하는 복수의 셀 중 하나의 셀로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다. 이때, 하향링크 제어 정보를 전송하는 기지국을 서빙 기지국이라하고, 서빙 기지국은 단말의 초기 접속 후에 결정될 수 있다. 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀들은 데이터와 스케줄링 정보를 공유한다. 그리고, 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 셀이 하향링크 데이터를 단말에게 전송한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 단말은 서빙 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다(S510).
하향링크 제어 정보는 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀들 중에서 하향링크 채널 상태가 가장 좋아 하향링크 데이터를 전송하는 셀에 대한 정보를 포함한다.
하향링크 제어 정보는 하향링크 데이터를 전송하는 셀의 셀 ID를 포함할 수도 있고, 프리코딩 행렬을 이용해 하향링크 데이터를 전송하는 셀을 나타낼 수도 있다.
프리코딩 행렬을 이용해 하향링크 데이터를 전송하는 셀을 나타내는 경우를 살펴본다.
단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀들이 협력하여 프리코딩을 적용하는 다중안테나 전송을 한다고 가정한다. 단말의 CoMP 모드에 협력하는 셀이 2 개이고, 두 개의 셀이 각각 송신 안테나가 2 개라면, 전체 송신 안테나는 4 개이고, 4개의 송신 안테나를 사용하는 프리코딩 행렬에 셀 선택 정보가 포함되도록 디자인할 수 있다.
예를들어, 랭크(rank)가 1인 경우, {[1 1 0 0], [1 -1 0 0], [1 j 0 0], [1 -j 0 0], [0 0 1 1], [0 0 1 1], [0 0 1 j], [0 0 1 -j]}와 같은 프리코딩 행렬을 추가하게 되면 2 개의 셀 중 선택된 셀에 대한 정보를 전송하는 효과가 있다. 다른 랭크에 해당하는 프리코딩 행렬도 같은 원칙으로 디자인하면 선택된 셀에 관련한 정보를 전송할 수 있다.
단말은 수신한 하향링크 제어 채널을 이용하여 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 셀로부터 하향링크 데이터를 수신한다(S520).
그리고, 단말은 상향링크 제어 정보를 전송한다(S530). 상향링크 제어 정보는 하향링크 데이터에 대한 확인응답, 하향링크의 채널 상태를 나타내는 CQI 및 스케줄링 요청(scheduling request, 이하 "SR"라 함)을 포함한다.
단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고 서빙 기지국이 전송한 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스를 이용하여 순환 이동 값을 결정하여 수신한 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송한다. 그리고, 확인 응답의 전송에 사용되는 주파수 영역의 위치 및 직교 커버(orthogonal cover)도 서빙 기지국이 전송한 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된다.
단말은 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고, 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 서빙 기지국이 미리 지정해 놓은 주파수 영역의 위치를 통해 CQI 및 SR를 전송한다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 제3 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에서 단말은 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀 모두 또는 일부로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다. 하향링크 제어 정보를 전송한 셀은 하향링크 데이터를 단말에게 전송한다. 이때, 협력하는 복수의 기지국들은 데이터와 스케줄링 정보를 공유한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단말은 복수의 셀로부터 하향링크 제어 정보를 수신한다(S610).
단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 복수의 셀 각각은 하향링크 제어 정보를 단말에게 전송한다.
단말은 수신한 하향링크 제어 채널을 이용하여 복수의 셀로부터 하향링크 데이터를 수신한다(S620).
예를 들어, 2 개의 셀이 단말에게 하향링크 제어 정보 및 하향링크 데이터를 전송하는 경우, 제1 셀이 특정 주파수 영역의 자원을 단말에게 할당하면, 제2 셀은 그 영역을 제2 셀의 단말들에게 할당하지 않을 수 있다. 그리고, 제2 셀이 제1 셀이 할당한 자원과 중복되지 않도록 추가적으로 단말에게 자원을 할당하고, 제1 셀이 그 영역을 제1 셀의 단말들에게 할당하지 않으면, 단말은 제1 셀과 제2 셀의 협력으로 많은 자원을 할당받아 데이터를 수신할 수 있다. 제1 셀 및 제2 셀은 다른 셀이 사용하는 자원이라도 셀의 중심 등 인접 셀의 간섭의 영향이 그다지 크지 않다고 판단하는 경우, 단말에게 할당할 수도 있다.
그리고, 단말은 상향링크 제어 정보를 전송한다(S630). 상향링크 제어 정보는 하향링크 데이터에 대한 확인응답, 하향링크의 채널 상태를 나타내는 CQI 및 스케줄링 요청(scheduling request, 이하 "SR"라 함)을 포함한다.
위에서 설명한 바와 같이, 확인 응답이 전송될 때 사용되는 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스는 셀마다 다르고, 사용되는 순환 이동 값은 하향링크 제어 채널이 전송되는 CCE들의 첫번째 CCE 인덱스에 따라 결정된다. 그리고, CQI가 전송될 때 사용되는 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스도 셀마다 다르고, 사용될 순환 이동 값과 주파수 영역의 위치는 기지국에 의해 미리 예약되어 있다.
본 발명의 제3 실시예와 같이 경우, 확인 응답 및 CQI는 다음과 같은 방법으로 전송될 수 있다.
먼저, 확인 응답의 전송 방법을 살펴보면, 단말에게 하향링크 제어 채널을 전송한 복수의 기지국 중 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 사용하고, 서빙 기지국의 하향링크 제어 채널의 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값, 직교 커버, 주파수 영역을 이용하여 확인 응답을 전송할 수 있다.
또는, 단말은 복수의 셀 각각이 전송한 하향링크 데이터에 대해 복수의 셀 각각의 기본 시퀀스 및 복수의 셀 각각의 하향링크 제어 채널의 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값, 직교 커버, 주파수 영역을 이용하여 확인 응답을 전송할 수도 있다. 이 경우, 복수의 셀에 대한 확인 응답을 동시에 전송하는 경우는 싱글 캐리어(single carrier) 성질을 위반할 수 있다.
다음, CQI 전송 방법을 살펴본다.
복수의 셀의 하향링크 채널에 대한 CQI 정보를 동시에 전송하는 경우를 살펴보면, 단말에게 하향링크 제어 채널을 전송한 복수의 셀 중 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 사용하고, 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 CQI 정보를 전송할 수 있다. 이때, 전송되는 CQI 정보는 복수의 셀의 CQI 정보를 모두 포함한다.
또는, 단말은 복수의 셀 각각의 기본 시퀀스 및 복수의 셀 각각이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값 및 주파수 자원을 이용하여 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송할 수도 있다.
복수의 셀의 하향링크 채널에 대한 CQI 정보를 서로 다른 시각에 전송하는 경우를 살펴보면, 복수의 셀 각각의 기본 시퀀스 및 복수의 셀 각각이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값 및 주파수 자원을 이용하여 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송한다.
그리고, 단말은 SR을 서빙 기지국의 기본 시퀀스 및 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 미리 지정된 주파수 자원으로 전송한다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 제4 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제4 실시예에서 단말은 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀 중 채널 상태가 가장 좋은 셀의 정보를 전송한 후, 채널 상태가 가장 좋은 셀로부터 하향링크 제어 정보 및 하향링크 데이터를 수신한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 단말은 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 셀 중 채널 상태가 가장 좋은 셀에 대한 정보를 전송한다(S710).
채널 상태가 가장 좋은 셀에 대한 정보를 전송할 때, 단말은 채널 상태가 가장 좋은 셀의 셀 ID를 전송하거나, 프리코딩 행렬의 인덱스를 이용하여 채널 상태가 가장 좋은 셀에 대한 정보를 전송할 수 있다.
프리코딩 행렬의 인덱스를 이용하는 경우를 살펴본다.
복수의 셀이 협력하여 프리코딩을 적용하는 다중안테나 전송을 하는 경우, 프리코딩 행렬의 인덱스를 이용하여 하향링크 채널 상태가 좋은 셀을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 협력하는 셀이 2 개이고 2 개의 셀의 송신 안테나가 각각 2 개일 때, 전체 송신 안테나 수는 4 개가 된다. 이 때, 4개의 송신 안테나를 사용하는 프리코딩 행렬에 선택 정보가 포함되도록 프리코딩 행렬을 디자인할 수 있다. 예를 들어, 랭크 1인 경우, {[1 1 0 0], [1 -1 0 0], [1 j 0 0], [1 -j 0 0], [0 0 1 1], [0 0 1 1], [0 0 1 j], [0 0 1 -j]}와 같은 프리코딩 행렬을 추가하게 되면 2 개의 셀 중 선택된 셀에 대한 정보를 프리코딩 행렬의 인덱스를 이용해 전송할 수 있다. 다른 랭크에 해당하는 프리코딩 행렬도 같은 원칙으로 디자인하면 선택된 셀에 관련한 정보를 프리코딩 행렬을 이용하여 전송할 수 있다.
단말은 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀로부터 하향링크 제어 정보를 수신하고(S720), 하향링크 데이터를 수신한다(S730).
그리고, 단말은 상향링크 제어 정보를 전송한다(S740). 상향링크 제어 정보는 하향링크 데이터에 대한 확인응답, 하향링크의 채널 상태를 나타내는 CQI 및 SR을 포함한다.
단말은 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀이 전송한 하향링크 제어 채널의 CCE 인덱스를 이용하여 순환 이동 값을 결정하여 수신한 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송한다. 그리고, 확인 응답의 전송에 사용되는 주파수 영역의 위치 및 직교 커버(orthogonal cover)도 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀이 전송한 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된다.
단말은 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀의 기본 시퀀스를 CAZAC 시퀀스의 기본 시퀀스로 이용하고, 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 상기 채널 상태가 가장 좋은 셀이 미리 지정해 놓은 주파수 영역의 위치를 통해 CQI 및 SR를 전송한다.
한편, 도 8은 사용자 기기 또는 기지국에 적용 가능하고 본 발명을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 디바이스(600)는 처리 유닛(601), 메모리 유닛(602), RF(Radio Frequency) 유닛(603), 디스플레이 유닛(604)과 사용자 인터페이스 유닛(605)을 포함한다. 물리 인터페이스 프로토콜의 계층은 상기 처리 유닛(601)에서 수행된다. 상기 처리 유닛(601)은 제어 플레인(plane)과 사용자 플레인(plane)을 제공한다. 각 계층의 기능은 처리 유닛(601)에서 수행될 수 있다. 메모리 유닛(602)은 처리 유닛(601)과 전기적으로 연결되어 있고, 오퍼레이팅 시스템(operating system), 응용 프로그램(application) 및 일반 파일을 저장하고 있다. 만약 상기 디바이스(600)가 사용자 기기라면, 디스플레이 유닛(604)은 다양한 정보를 표시할 수 있으며, 공지의 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)등을 이용하여 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스 유닛(605)은 키패드, 터치 스크린 등과 같은 공지의 사용자 인터페이스와 결합하여 구성될 수 있다. RF 유닛(603)은 처리 유닛(601)과 전기적으로 연결되어 있고, 무선 신호를 송신하거나 수신한다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
도 1은 일반적인 다중안테나 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 NT개의 송신안테나와 수신안테나 i 사이의 채널을 나타낸 도면이다.
도 3은 기존의 인트라 기지국(intra eNB)과 인터 기지국(inter eNB)의 CoMP(Coordinated Multi-Point)를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 제어 정보 수신 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 사용자 기기 또는 기지국에 적용 가능하고 본 발명을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서 복수의 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하는 단말의 제어 정보 수신 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 상기 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 수신하는 단계를 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 셀로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스 및 상기 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 지정한 자원을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하향링크 제어 정보는 상기 복수의 셀 중 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 셀의 정보를 포함하고,
    상기 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 셀로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point, 이하 "CoMP"라 함) 모드로 동작하는 단말의 제어 정보 수신 방법에 있어서,
    상기 단말의 CoMP 모드에 협력하는 복수의 기지국 중 하향링크 채널 상태가 가장 좋은 기지국의 정보를 프리코딩 행렬의 인덱스를 이용하여 전송하는 단계; 및
    상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국으로부터 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 수신하는 단계를 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 채널 상태가 가장 좋은 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 서빙 기지국의 제어 정보 전송 방법에 있어서,
    복수의 셀로부터 동시에 하향링크 데이터를 수신하는 단말에게 상기 복수의 셀에서 전송되는 데이터에 대한 제어 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 하향링크 제어 채널을 통해 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말에게 하향링크 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 하향링크 제어 채널의 첫 번째 CCE 인덱스에 따라 결정된 순환 이동 값 및 상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스를 이용하여 상기 하향링크 데이터에 대한 확인 응답을 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 전송 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 서빙 기지국의 기본 시퀀스 및 상기 서빙 기지국이 미리 예약해 놓은 순환 이동 값을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 전송 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 지정한 자원을 이용하여 상기 복수의 셀 각각의 하향링크 채널의 CQI를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 전송 방법
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