KR20100091095A - 하향링크 ｍｉｍｏ 시스템에 있어서, 참조 신호 전송 방법 - Google Patents

하향링크 ｍｉｍｏ 시스템에 있어서, 참조 신호 전송 방법 Download PDF

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KR20100091095A
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Abstract

본 발명은 총 M개의 기지국 송신 안테나 중 N개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록 (Resource Block; RB)을 그룹화(grouping)하는 단계; 및 상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 그룹으로 결정된 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록은 특정 주기로 상기 제2 사용자 기기에게 전송되고, 상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록의 각각에는 상기 M을 상기 소정 개수로 나눈 값에 해당하는 서로 다른 송신 안테나 포트에 해당하는 공통 참조 신호가 사상된다.
CRS, DRS, 그룹화(grouping)

Description

하향링크 ＭＩＭＯ 시스템에 있어서, 참조 신호 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING REFERENCE SIGNALS IN DOWNLINK MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT}
본 발명은 다중 안테나(MIMO)통신 시스템에 있어서, 기존 시스템에 안테나가 추가되는 환경에서 효율적으로 참조 신호(Reference Signal)를 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.
LTE 물리 구조
3GPP(3rd Generation Project Partnership) LTE(Long Term Evolution)는 FDD (Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 (type 1) 무선 프레임 구조 (Radio Frame Structure)와 TDD (Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조 (Radio Frame Structure)를 지원한다.
도 1은 타입 1 무선 프레임의 구조를 도시한다. 타입 1 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되며, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯(Slot)으로 구성된다.
도 2는 타입 2 무선 프레임의 구조를 도시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 즉, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
도 3은 LTE 하향링크의 슬롯 구조를 나타낸다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이 각 슬롯(slot)에서 전송되는 신호는
Figure 112009069270052-PAT00001
Figure 112009069270052-PAT00002
개의 부반송파(subcarrier)와
Figure 112009069270052-PAT00003
개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(symbol)로 구성되는 자원 격자 (Resource Grid)에 의해 묘사될 수 있다. 여기서,
Figure 112009069270052-PAT00004
은 하향링크에서의 자원 블록 (Resource Block; RB)의 개수를 나타내고,
Figure 112009069270052-PAT00005
는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,
Figure 112009069270052-PAT00006
는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
도 4는 LTE 상향링크 슬롯 구조를 나타낸다. 상기 도 8에 도시된 바와 같이 각 슬롯에서 전송되는 신호는
Figure 112009069270052-PAT00007
Figure 112009069270052-PAT00008
개의 부반송파와
Figure 112009069270052-PAT00009
개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원 격자에 의해 묘사될 수 있다. 여기서,
Figure 112009069270052-PAT00010
은 상향링크에서의 RB의 개수를 나타내고,
Figure 112009069270052-PAT00011
는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,
Figure 112009069270052-PAT00012
은 하나의 상향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
자원 요소(Resource Element)는 상기 상향링크 슬롯과 하향링크 슬롯 내에서 인덱스 (a, b)로 정의되는 자원 단위로 1개의 부반송파와 1개의 OFDM심볼을 나타낸다. 여기서, a는 주파수 축 상의 인덱스이고, b은 시간 축 상의 인덱스이다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상기 도 5에서 하나의 서브프레임 안에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분에 위치한 최대 3개의 OFDM 심볼은 제어 채널에 할당된 제어 영역에 대응한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH)에 할당된 데이터 영역에 대응한다. 3GPP LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel)과 PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
다중 안테나( MIMO ) 기술의 정의
MIMO는 Multiple-Input Multiple-Output의 준말로 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중송신안테나와 다중수신안테나를 채택하여 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 무선통신시스템의 송신 단(transmitter) 혹은 수신 단(receiver)에서 다중안테나를 사용하여 용량을 증대시키거나 성능을 개선하는 기술이다. 여기서는 MIMO를 다중안테나라고 칭하기로 한다.
다중안테나 기술이란, 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 상기 다중안테나 기술은 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있기 때문에 이동 통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신기술이다. 상기 기술은 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 이른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술로 관심을 모으고 있다.
도 6은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적으로 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서 전송률(transmission rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시키는 것이 가능하다. 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송률은 이론적으로 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송률(
Figure 112009069270052-PAT00013
)에 하기의 수학식 1의 증가율(
Figure 112009069270052-PAT00014
)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
Figure 112009069270052-PAT00015
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 대하여 이론상 4배의 전송률을 획득할 수 있다. 이와 같은 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90년대 중반에 증명된 이후 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위하여 다양한 기술들이 현재까 지 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.
3 GPP LTE 하향링크 시스템에서의 단말기 전용 참조 신호 할당 방식
상기에서 설명한 3GPP LTE가 지원하는 무선 프레임 구조 중에서 FDD에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 자세히 살펴보면, 10msec 동안의 시간에 한 개의 프레임이 전송되는데 이 프레임은 1msec의 구간에 걸쳐 이루어져 있는 10개의 서브 프레임으로 구성된다. 한 개의 서브 프레임은 14개 혹은 12개의 OFDM심볼로 구성되며 한 개의 OFDM심볼에서 부반송파의 개수를 128, 256, 512, 1024, 1536, 2048 중의 하나로 선정하여 사용하게 된다.
도 7은 1TTI(Transmission Time Interval)가 14개의 OFDM 심볼을 갖는 표준 순환전치(normal Cyclic Prefix; normal CP)를 사용하는 서브프레임에 있어서 단말기 전용의 하향링크 참조 신호 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 7에서 R5는 단말기 전용의 참조 신호를 나타내며
Figure 112009069270052-PAT00016
은 서브프레임 상의 OFDM 심볼의 위치를 나타낸다.
도 8은 1TTI가 12개의 OFDM심볼을 가지는 확장 순환 전치(extended Cyclic Prefix; extended CP)를 사용하는 서브프레임에 있어서, 단말기 전용의 하향링크 참조 신호의 구조를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 1TTI가 14개의 OFDM 심볼을 갖는 경우 각각, 1, 2, 4개의 송신 안테나를 갖는 시스템을 위한 단말기 공통의 하향링크 참조 신호의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 9내지 도 11에서, R0 는 송신안테나 0에 대한 파일럿 심볼을 나타내며, R1은 송신안테나 1, R2는 송신안테나 2 그리고 R3는 송신안테나 3에 대한 파일럿 심볼을 각각 가리킨다. 각 송신안테나의 파일럿 심볼이 사용된 부반송파에는 파일럿 심볼을 전송하는 송신안테나를 제외한 다른 모든 송신안테나와의 간섭을 없애기 위해 신호를 전송하지 않는다.
상기 도 7과 도 8은 단말기 전용의 하향링크 참조 신호의 구조로서 상기 도 9내지 도 11의 단말기 공통의 하향링크 참조 신호와 동시에 사용될 수 있다. 예를 들면, 제어정보가 전송되는 첫 번째 슬롯의 OFDM 심볼 0, 1, 2번에서는 상기 도 9내지 도 11의 단말기 공통의 하향링크 참조 신호를 사용하고, 나머지 OFDM 심볼에서는 단말기 전용의 하향링크 참조 신호를 사용 할 수 있다. 또한, 미리 정의된 시퀀스(예, Pseudo-random (PN), m-sequence 등)를 셀 별 하향링크 참조 신호에 곱하여 전송함으로써 수신기에서 인접 셀로부터 수신되는 파일럿 심볼의 신호의 간섭을 감소시켜 채널추정 성능을 향상시킬 수 있다. PN 시퀀스는 하나의 서브프레임내의 OFDM 심볼단위로 적용되며, 셀 ID와 서브프레임 번호 그리고 OFDM심볼 위치, 단말기의 ID에 따라 다른 PN 시퀀스가 적용될 수 있다.
하나의 일례로, 상기 도 9의 1Tx 파일럿 심볼의 구조의 경우 파일럿 심볼을 포함하는 특정 OFDM 심볼에 하나의 송신안테나의 파일럿 심볼이 2개 사용되고 있음을 알 수 있다. 3GPP LTE 시스템의 경우 여러 종류의 대역폭으로 구성된 시스템이 있는데 그 종류는 6 RB(Resource Block) 내지 110 RB이다. 따라서, 파일럿 심볼을 포함하는 하나의 OFDM심볼에 1개의 송신안테나의 파일럿 심볼의 개수는
Figure 112009069270052-PAT00017
이며 각 셀 별 하향링크 참조 신호에 곱하여 사용되는 시퀀스는
Figure 112009069270052-PAT00018
의 길이를 가져야 한다. 이때,
Figure 112009069270052-PAT00019
는 대역폭에 따른 RB의 개수를 나타내며 시퀀스는 이진시퀀스 또는 복소시퀀스 등을 사용할 수 있다. 아래의 수학식 2의
Figure 112009069270052-PAT00020
은 복소시퀀스의 하나의 일례를 보이고 있다.
Figure 112009069270052-PAT00021
위의 수학식 2에서
Figure 112009069270052-PAT00022
는 최대 대역폭에 해당하는 RB의 개수이므로 상기 설명을 따르면 110으로 결정할 수 있고
Figure 112009069270052-PAT00023
는 PN 시퀀스로 길이-31의 Gold 시퀀스로 정의될 수 있다. 단말기 전용 하향링크 참조 신호의 경우 상기 수학식 1은 아래의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009069270052-PAT00024
상기 수학식 3에서,
Figure 112009069270052-PAT00025
는 특정 단말기가 할당 받은 하향링크 데이터에 해당하는 RB의 개수를 나타낸다. 따라서 단말기가 할당 받는 양에 따라 시퀀스의 길이가 달라질 수 있다.
LTE 시스템을 개선한 시스템을 3GPP LTE-Advanced(이하, LTE-A라 하기로 한다) 시스템이라 할 때, LTE-A 시스템에서 기지국에서 단말기로 참조 신호를 전송하는 경우에, 기존 LTE 단말기에게 영향을 최소화하면서 참조신호의 오버헤드(overhead)를 최소화하는 방법이 마련되어야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 데이터 스트림을 전송을 가능하게 하는 단말기 전용의 하향링크 참조 신호의 구조를 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 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른, 총 M개의 기지국 송신 안테나 중 N개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법은 기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록(Resource Block; RB)을 그룹화(grouping)하는 단계; 및 상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원 블록을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 그룹으로 결정된 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록은 특정 주기로 상기 제2 사용자 기기에게 전송되고, 상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록의 각각에는 상기 M을 상기 소정 개수로 나눈 값에 해당하는 서로 다른 송신 안테나 포트에 해당하는 공통 참조 신호가 사상된다.
상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해질 수 있다.
상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최후로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해질 수 있다.
상기 소정 개수의 서브프레임은 시간 축 상에서 서로 연속한(contiguous)할 수 있다.
상기 소정 개수의 서브프레임의 각각은 소정 오프셋(offset)만큼 시간 축 상에서 서로 떨어져 있을 수 있다.
상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2일 수 있다.
상기 주기에 따라 그룹에 포함되는 서브프레임 상의 공통 참조 신호의 패턴은 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 총 M개의 송신 안테나 중 N개의 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법은 기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 서브프레임 상의 소정 개수의 자원 블록(Resource Block; RB)들을 그 룹화(grouping)하는 단계; 및 상기 서브프레임을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 자원 블록들의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 송신 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상된다.
상기 M개의 송신 안테나 포트 중 상기 자원 블록 별로 할당되는 송신 안테나 포트의 개수는 서로 상이할 수 있다.
상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른, 총 M개의 송신 안테나 중 N개의 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법은 기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 소정 개수의 서브프레임과 상기 소정 개수의 서브프레임의 각각에 포함된 특정 개수의 자원 블록들을 그룹화(grouping)하는 단계; 및 상기 소정 개수의 서브프레임을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 그룹으로 결정된 소정 개수의 서브프레임은 특정 주기로 상기 제2 사용자 기기에게 전송되고, 상기 자원 블록들의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나에 대한 참조 신호가 분산되어 사상된다.
상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해질 수 있다.
상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최후로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해질 수 있다.
상기 소정 개수의 서브프레임은 시간 축 상에서 서로 연속한(contiguous)할 수 있다.
상기 소정 개수의 서브프레임의 각각은 소정 오프셋(offset)만큼 시간 축 상에서 서로 떨어져 있을 수 있다.
상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2일 수 있다.
상기 서브프레임의 각각에는 상기 M개의 송신안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상되고, 상기 서브프레임에 포함된 상기 특정 개수의 자원 블록의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상될 수 있다.
상기 자원 블록의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 기존 시스템의 사용자 기기와 새로 시스템에 추가된 사용자 기기 모두에게 효율적으로 파일럿 심볼을 전송할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 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 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"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.
우선, 파일롯 심볼의 구조에 대하여 설명하기 전에 참조 신호의 유형에 대하여 설명하기로 한다.
단말기 전용 참조 신호(Dedicated Reference Signal; DRS)는 주로 복 조(demodulation)를 위하여 사용되며 프리코딩된 RS(precoded RS)와 프리코딩되지 않은 RS(non-precoded RS)로 정의될 수 있다. 도 12는 프리코딩된 RS가 사용될 때의 다중안테나 송신기의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 12에서, Nt는 물리안테나의 개수를 나타내며, K는 공간다중화율(spatial multiplexing rate)을 나타낸다.
상기 도 12에 도시된 바와 같이, 프리코딩된 RS가 사용되면 참조 신호도 프리코딩(precoding)되어 전송되며 공간다중화율 K에 해당하는 개수만큼의 참조 신호가 전송된다. 이때, K는 항상 물리안테나인 Nt보다 작거나 같다.
공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)는 복조 또는 측정(measurement) 용도로 사용할 수 있으며, 모든 단말기가 공유하여 사용한다. 도 13은 CRS가 사용될 때의 다중안테나 송신기의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 13에 도시된 바와 같이, RS는 다중안테나 기법에 영향을 받지 않고 그대로 안테나로 송신된다. 따라서, 단말기의 공간다중화율에 상관없이 항상 Nt개의 RS가 송신된다.
이하에서는 LTE-A 시스템에서 CRS와 DRS를 각각 측정 용도와 복조 용도로 사용하는 경우에 기존 LTE 단말기에게 최소의 영향을 주면서 RS 오버헤드를 최소화할 수 있는 방법에 대하여 알아보기로 한다.
도 14는 LTE 무선 프레임(radio frame) 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 14에서 볼 수 있듯이 하나의 무선 프레임은 열 개의 서브프레임(subframe)로 구성되어 있으며 하나의 서브프레임은 1ms이다. LTE 시스템의 경우 0번째 송신 안테나, 0번째 및 1번째 송신 안테나, 0번 내지 3번의 송신 안테나의 CRS가 각각 송신안테나의 개수에 따라 모든 송신안테나에서 전송되며, 상기 CRS는 측정 용도 또는 복조 용도로 사용이 가능하다. 따라서, DRS의 도움 없이 데이터의 송신 및 수신이 가능하며 각 단말기가 사용한 프리코딩 정보와 랭크 (또는 스트림(stream) 개수 또는 공간다중화율) 등이 제어채널을 통해 전송되어야 한다.
추가적으로, 상기 도 7과 도 8의 DRS가 단일 스트림 빔포밍(beamforming) 용도로 사용되어, 프리코딩, 랭크 정보(rank information) 없이 송신되도록 구성할 수 있다.
하지만 랭크가 1보다 큰 경우를 위해서는 항상 CRS를 이용하여 데이터를 송신해야 한다. 도 15는 CRS와 단일 스트림 빔포밍을 위한 DRS가 동시에 사용된 경우의 RS 구조의 일례를 도시한 도면이다. 이때, 상기 도 15는 CRS가 안테나 포트(antenna port) 0 내지 3까지 모두 전송되는 경우를 도시하고 있지만, 안테나 포트 0, 안테나 포트 0 내지 1의 CRS만 전송되는 CRS 구조의 구성이 가능하다. 상기 도 15에서, DRS는 사용자기기 특정 RS(User Equipment-specific Reference Signal; UE-specific RS)와 동일한 의미이며, R5는 LTE 시스템에서의 안테나 포트 5의 DRS를 의미한다.
이와 같이 LTE 시스템에서는 안테나 포트가 0 내지 5까지 정의되어 있으며, 안테나 포트 0 내지 3은 CRS를 위하여 정해져 있고, 안테나 포트 4는 MBSFN(Multi-media Broadcast over a Single Frequency Network) 서브프레임을 위한 안테나 포트로 또 다른 형태의 RS 구조가 정의되어있다. 따라서, LTE-A 단말의 최대 8(송신안테나의 개수)x8(공간다중화율) 전송을 위해서는 DRS 안테나 포트 0 내지 7과 CRS 안테나 포트 0 내지 7이 추가로 정의되어야 한다.
이하에서, LTE 시스템의 안테나 포트 0 내지 5는 LTE port #0~5라 하고, LTE-A 시스템의 CRS와 DRS는 각각 LTE-A C_port #0~7과 D_port #0~7로 구분하기로 한다. 또한, LTE port #5 와 LTE-A D_port #0가 같다는 의미는 각각 안테나 포트를 위한 RS의 위치가 동일함을 의미하는 것으로 한다.
우선, LTE-A C_port #0~7과 관련하여 CRS 전송에 관하여 설명하기로 한다.
1. CRS 전송( LTE -A C_ port #0~7)
LTE-A 시스템에서는 RS 오버헤드를 최소로 하기 위하여 'pecoded DRS'를 복조(demodulation) 용도로 사용하고 CRS를 측정(measurement) 용도로 구분하여 사용할 수 있다. 이때, 추가적인 RS 오버헤드를 줄이기 위하여 CRS를 낮은 듀티싸이클(low duty cycle)로 전송하도록 구성할 수 있다. 도 16은 무선 프레임 상에서 소정 주기로 전송되는 CRS를 설명하기 위한 도면이다. DRS는 매 서브프레임 마다 각 단말기를 위하여 전송되고 CRS는 상기 도 16에 도시된 바와 같이 소정 주기마다 전송되도록 구성하면 CRS로 인하여 발생하는 추가적인 오버헤드(overhead)를 최소로 하면서 DRS를 통하여 스트림(stream)의 개수만큼의 RS를 전송하여 RS 오버헤드를 최소로 할 수 있다. 상기 도 16은 하나의 예로서, CRS의 전송주기가 5ms인 경우를 나타내고 있지만, 전송 주기는 10ms, 20ms, 30ms등 여러 가지로 구성하고 기지국이 임의로 결정하여 사용할 수 있다.
상기 도 16에서 모든 서브프레임은 LTE 단말기 지원을 위한 송신안테나 개수만큼 1Tx (LTE port #0), 2Tx (LTE port #0~1) 그리고 4Tx (LTE port #0~3)의 CRS를 항상 전송하고, LTE-A 단말기가 할당된 경우 LTE-A D_port #0~7은 해당 서브프 레임에서 해당 단말기가 할당된 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)에만 전송이 된다. 또한 LTE-A C_port #0~7의 경우 듀티싸이클에 따라 정해진 시간구간에 맞춰서 해당 서브프레임에 전송된다. 이때, LTE-A C_port #0~7은 크게 다음의 두 가지 방법으로 전송할 것을 제안한다.
(1) LTE 시스템과 안테나 포트를 공유하여 CRS를 전송하는 방법.
LTE port #0~3이 항상 모든 서브프레임에 전송되는 경우 LTE-A C_port #0~3은 LTE port #0~3과 동일하게 사용되며, 이때, LTE port #0~3은 항상 전송되고 있으므로 LTE-A C_port #0~3은 추가적으로 전송되지 않아도 된다. 따라서 추가적인 CRS LTE-A C_port #4~7만 따로 정의하여 전송할 수 있다. 또한, LTE port #0만 전송되거나 LTE port #0~1만 전송되는 경우 각각 LTE-A C_port #0만 동일하게 사용되거나 LTE-A C_port #0~1만 동일하게 사용되도록 구성하고 나머지 CRS는 추가적으로 정의되어 전송되도록 구성하여 사용할 수 있다.
(2) LTE 시스템의 안테나 포트와 독립하여 CRS 전송하는 방법.
LTE port #0~3과 상관없이 정해진 주기에 항상 LTE-A C_port #0~7이 모두 전송되도록 구성할 수 있다. 이때 정해진 주기에 모든 LTE-A C_port #0~7이 하나의 서브프레임안에서 모두 전송될 수도 있고 연속되는 다수의 서브프레임안에서 전송되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, LTE-A C_port 는 특정 자원블록에서만 전송될 수도 있고 모든 자원블록에 전송 될 수도 있다. 또한, LTE-A C_port #0~7은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 영역을 통하여 전송될 수도 있고 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 영역을 통하여 전송될 수도 있다. 이에 대한 각각의 경우를 실시예를 통하여 설명하도록 한다.
제1 실시예
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀티싸이클에 따라 하나의 서브프레임에서 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이, LTE-A C_port #0~7의 전송주기가 결정되면 해당주기의 서브프레임에서만 LTE-A C_port #0~7의 RS가 전송된다. 이때, 해당 서브프레임에서 LTE-A C_port #0~7은 PDCCH 또는 PDSCH 영역에 전송되거나 해당 서브프레임의 특성에 따라 PDCCH와 PDSCH 중 하나로 결정하여 사용할 수도 있다. 각각 PDCCH와 PDSCH에 C_port #0~7을 전송하는 방법을 설명하면 아래와 같다.
1) PDCCH를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 방법
도 17은 LTE 시스템에서 1Tx 또는 2Tx인 경우의 제어채널의 자원 구성을 도시한 도면이다. 도 18은 LTE 시스템에서 4Tx인 경우의 제어채널의 자원 구성을 도시한 도면이다. PDCCH 영역의 자원은 RS를 제외한 연속된 4개의 RE로 구성된 REG(Resource Element Group)가 기본단위로 구성되며 PDCCH 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel) 등의 제어채널에 따라서 REG를 구성하는 방법이 다르다. 상기 도 17과 도 18에서 RS0, RS1, RS2, RS3는 각각 LTE port #0, 1, 2, 3을 의미하며 각 서브프레임의 첫 1 내지 3개의 OFDM 심볼이 PDCCH 전송을 위하여 전송될 수 있으며, 상기 도 17과 도 18에서는 3개의 OFDM 심볼이 PDCCH를 위하여 사용된 경우를 나타낸다. 하향링크 제어를 위한 채널의 자원 할당 단위는 CCE (Control Channel Element) 이며, CCE는 9개의 REG로 구성된다. 따라서 하나의 CCE를 LTE-A port #0~7를 위하여 할당하면 총 9개의 REG를 사용하여 전송하게 된다.
CCE를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우 RS 전송방법은 다음과 같이 여러 가지 형태로 구성할 수 있다. 기본적으로 4개의 LTE-A C_port를 하나의 REG에 전송할 수 있으므로 구현을 간단화하기 위하여 LTE-A C_port #0~3을 LTE-A C_port #G1이라 하고 나머지 LTE-A C_port #4~7을 LTE-A C_port #G2로 정의할 수 있다. 여기서 G1은 LTE-A C_port #0~3을 나타내고 G2는 LTE-A C_port #4~7을 나타내지만, G1과 G2는 상기와는 다른 형태의 상호 독립적인 안테나 그룹으로 구성된 두 개의 그룹을 나타낼 수 있다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE-A C_port를 REG 단위에 맞추어 두 개의 그룹으로 구성하는 방식을 설명하는 도면이다.
상기 도 19에서 두 그룹을 CCE에 적용하는 방법으로 순차적인 그룹 스위칭(switching)하는 방법과 CCE 단위로 적용하는 방법을 고려할 수 있다. 또는 CCE에 따라서 순서를 바꿔서 적용하는 것도 가능하다. 가장 기본적으로 사용할 수 있는 방법은 G1과 G2를 각각의 CCE 안에서 순차적으로 스위칭하는 방법이다. 일례로, 4개의 CCE가 LTE-A C_port #0~7를 위해 사용된다고 가정하면 각각의 RS는 4개의 CCE(1) 내지 CCE(4)에 아래의 표 1과 같이 매핑(mapping)이 가능하다. 이때, CCE는 논리적 또는 물리적 CCE 모두에 해당할 수 있다.
REG1 REG2 REG3 REG4 REG5 REG6 REG7 REG8 REG9
CCE(1) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
CCE(2) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
CCE(3) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
CCE(4) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
상기 표 1의 방식의 경우 하나의 CCE가 홀수개의 REG를 가지고 있으므로 특정 LTE-A C_port 그룹은 상대적으로 적은 양의 RS가 전송되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 아래의 표 2와 같이 CCE의 인덱스에 따라서 시작 그룹을 다르게 적용하여 상기 단점을 해소할 수 있다.
REG1 REG2 REG3 REG4 REG5 REG6 REG7 REG8 REG9
CCE(1) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
CCE(2) G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2
CCE(3) G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1
CCE(4) G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2
상기 표 2에서는 CCE(1)과 CCE(3)에서는 시작 그룹을 G1으로 하고 CCE(2)와 CCE(4)에서는 시작 그룹을 G2로 하여, G1과 G2가 전체 CCE에 대하여 동일한 비율로 할당되어 동일한 양의 RS가 전송되도록 구성하였다.
한편, 아래의 표 3에서와 같이 CCE의 인덱스에 따라 특정 LTE-A C_port 그룹만 전송되도록 구성할 수도 있다.
REG1 REG2 REG3 REG4 REG5 REG6 REG7 REG8 REG9
CCE(1) G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1
CCE(2) G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2
CCE(3) G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1
CCE(4) G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2
상기 표 1 내지 표 3은 하나의 실시예로서 본 발명은 상기 표 1 내지 표 3에 국한되지 않으며, 본 발명은 LTE-A C_port를 CCE에 할당하는 다양한 방식을 포함한다.
2) PDSCH를 이용하여 C_port #0~7을 전송하는 방법
PDSCH 영역으로 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 경우, LTE-A 단말기는 해당 RS의 전송위치를 알고 있으므로 특정 RE를 정해놓고 LTE-A C_port를 전송하는데 아무런 문제가 없다. 하지만, LTE 단말기의 경우는 LTE-A C_port #0~7을 볼 수 없으므로 해당 RS는 LTE 단말기에게 간섭(interference)로 작용한다. 따라서, 이 간섭량을 줄일 수 있는 여러가지 방법을 적용할 수 있다. 우선, LTE-A C_port #0~7의 RS 전력을 LTE port #0~3에 비해 항상 작도록 구성할 수 있다. 이와는 별개로, LTE-A C_port #0~7을 하나 이상의 그룹으로 나눈 뒤 특정 자원블럭 (RB)에서는 특정 LTE-A C_port 그룹을 전송하도록 구성할 수도 있다. 예를 들면, LTE-A C_port #0~3을 G1이라 하고 LTE-A C_port #4~7을 G2라 하면, LTE-A C_port가 전송되는 서브프레임에서 n-번째 자원블록에서는 G1이 전송되고 n+1-번째 자원블록에서는 G2가 전송되도록 구성할 수 있다. 추가적으로 LTE-A C_port #0~7을 모두 하나의 RB에 전송하지만 매 RB마다 전송하지 않고 특정 RB에만 전송하도록 구성할 수도 있다.
제2 실시예
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀티싸이클에 따라 하나의 서브프레임 그룹에서 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
하나의 서브프레임에 모든 LTE-A C_port #0~7의 RS를 전송하기에 PDCCH 또는 PDSCH의 사용 가능한 REG 또는 RE의 개수가 부족할 수 있다. 또는, 해당 RS가 LTE 단말기에게 주는 간섭의 양이 너무 커서 이에 대한 문제를 해결하기 위하여 LTE-A C_port #0~7의 개수를 줄여서 사용할 수 있다. 따라서 하나의 서브프레임 또는 하나의 자원 블록(Resource Block; RB)에 모든 LTE-A C_port #0~7을 전송하지 않고 하나 이상의 서브프레임 또는 RB를 그룹으로 정의하여 전송할 것을 제안한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 서브프레임으로 이루어진 그룹을 이용하여 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 20에서는 그룹의 시작 서브프레임을 기준으로 듀티싸이클이 결정되도록 구성할 수 있다.
상기 도 20에서는 2개의 서브프레임을 하나의 그룹으로 정의하고 상기 하나의 그룹의 첫 번째 서브프레임에 LTE-A C_port #0~3을 전송하고 상기 하나의 그룹의 두 번째 서브프레임에 LTE-A C_port #4~7을 전송하는 형태로 구성하였으나 상호 독립적인 안테나 포트를 그룹으로 구성할 수 있다. 또한 N 개의 서브프레임을 그룹으로 결정하는 경우, 8/N 개의 상호 독립적인 안테나로 구성된 N개의 서브프레임을 그룹으로 구성하여 전송할 수 있다. 본 방식을 적용함에 있어서 상기 실시예 1의 PDCCH 와 PDSCH에 전송하는 기법을 적용할 수 있다. 이는, 모든 N개의 안테나 포트 그룹이 동일한 듀티싸이클을 가지고 전송되지만, 각 안테나 포트 그룹은 첫 번째 포트 그룹을 기준으로 정수 값의 오프셋(offset)을 가지며, 오프셋에 해당하는 개수의 서브프레임 뒤에 CRS가 전송되는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 서브프레임 별로 CRS 패턴은 동일하게 구성될 수도 있고 다르게 구성될 수도 있다.
도 21은 하나의 서브프레임을 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 도면이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임을 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 21에서 하나의 서브프레임에 포함된 LTE-A CRS(상기 도 21에서 C4 내지 C7으로 표시)를 상기 도 22에서 두 개의 그룹으로 구분하여 각 그룹에 포함된 LTE-A CRS를 연속된 두 개의 서브프레임에 전송한다.
또한, 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다. 상세히 설명하면 상기 도 23은 2개의 RB중 하나의 RB에 LTE-A C_port #0~3을 전송하고 나머지 RB에 LTE-A C_port #4~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 23에 도시된 바와 같이, RB #n에서는 CRS group 1 (e.g., C_port #0~3) 을 전송하고 RB # n+1에서는 CRS group 2 (e.g., C_port #4~7)를 전송하는 형태로 구성할 수 있다. 상기 도 23의 각 RB당 LTE-A CRS 개수와 위치 등은 변경이 가능하며 CRS 그룹 역시 N개로 구성이 가능하다. N개의 CRS 그룹의 경우 N개의 RB를 그룹으로 지정하여 전송할 수 있다. 추가적으로 N개의 CRS group이 만들어지는 경우 각 CRS group 별로 C-port의 개수가 다를 수 있으며, CRS group에 따라 할당되는 LTE-A CRS의 개수가 다를 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 24에 도시된 바와 같이, 다수의 서브프레임과 다수의 RB가 LTE-A C_port #0~7을 전송하기 위한 그룹으로 구성될 수 있다. 상기 도 24에서는 서브프레임 #k의 RB#n은 RB #n에서는 CRS 그룹 1 (e.g., C_port #0~3) 을 전송하고 RB # n+1에서는 CRS 그룹 2 (e.g., C_port #4~7)를 전송하고, 서브프레임 #k+1의 RB #n에서는 CRS 그룹 1 (e.g., C_port #0~3)을 전송하고 RB # n+1에서는 CRS 그룹 2 (e.g., C_port #4~7)를 전송하도록 구성한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 25에 도시된 바와 같이, LTE-A CRS 그룹 1 내지 4가 서브프레임 #k의 RB#1 및 RB#2와 서브프레임 #k+1의 RB#1 및 RB#2를 각각 할당받아, 하나의 그룹을 형성하도록 구성된다. 이때, 각 RB에는 서로 다른 CRS 그룹이 사상되도록 구성된다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다. 특히, 상기 도 26은 4개의 CRS 그룹에 포함되는 CRS들이 다수의 서브프레임과 다수의 RB로 분산되어 사상되는 구조를 도시하고 있다. 상기 도 24는 4개의 그룹을 예로 들고 있지만, 상기 도 26은 N개의 CRS 그룹에도 적용 가능하다.
추가적으로, 듀티싸이클 마다 또는 m(m은 소정의 정수) 듀티 사이클 주기마다 안테나 포트 그룹의 서브프레임의 위치가 교환(swapping)되거나 안테나 포트 그룹의 개수가 3개 이상인 경우 순환적으로 서브프레임의 위치가 변경되도록 구성할 수 있다.
아래의 표 4는 Rel-8 시스템에서 TDD(Time Division Duplex) 시스템의 상향링크 및 하향링크 서브프레임의 구성을 나타내고 있다. FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과는 달리 하나의 무선 프레임에서 하향링크 CSI-RS를 전송할 수 있는 서브프레임이 제한되어 있음을 알 수 있다.
Figure 112009069270052-PAT00026
상기 표 4에서, D는 하향링크 서브프레임을 나타내고, U는 상향링크 서브프레임을 나타내며, S는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 이 경우 둘 이상의 안테나 포트 그룹을 하나의 듀티싸이클 내에 전송하기 위하여는 상기 표 4의 하향링크 및 상향링크 구성에 따라 적용 가능한 구성(configuration)과 적용 가능하지 않은 구성을 구분하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 구성 3, 4 및 5에서는 다중 안테나 그룹을 이용하여 하나 이상의 서브프레임을 통하여 RS를 전송하고 나머지 구성에서는 안테나 포트 그룹을 정하지 않고 하나의 하향링크 서브프레임(D)에 모든 송신안테나의 RS를 전송할 수 있다. 또는 스페셜 서브프레임(S)을 하향링크 서브프레임(D)와 같이 사용하여 전송하는 방법도 적용할 수도 있다.
상기 표 4에서 볼 수 있듯이 구성에 따라서 스위칭 포인트(switching point)의 주기가 다르게 설정될 수 있다. 이때, 최소 듀티싸이클은 스위칭 포인트의 주기와 같거나 크도록 설정하여 사용할 수 있다.
한편, 아래의 표 5는 N개의 서브프레임이 그룹으로 결정된 경우 각 서브프레임의 위치에 따라 전송되는 안테나 포트의 위치를 설명하고 있다. 표 5의 경우는 2개의 서브프레임을 그룹으로 할당하고 각 서브프레임에 2개의 CCE를 사용할 때를 가정한다.
REG1 REG2 REG3 REG4 REG5 REG6 REG7 REG8 REG9
CCE(1)
1st subframe		 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1
CCE(2)
1st subframe		 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1
CCE(1)
2nd subframe		 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2
CCE(2)
2nd subframe		 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2
즉, 상기 표 5의 방법은 특정 LTE-A C_port 그룹은 해당 서브프레임에서 CCE에 개수에 상관없이 모든 CCE에 전송되는 방식이다. 여기서 G1은 LTE-A C_port #0~3을 나타내고 G2는 LTE-A C_port #4~7을 나타낼 수도 있고 상기와는 다른 형태의 상호 독립적인 안테나 그룹으로 구성된 두 개의 그룹을 나타낼 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시에에 따른 적어도 하나 이상의 서브프레임으로 이루어진 그룹을 이용하여 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 상기 도 22에서는 그룹의 첫 번째 서브프레임을 기준으로 듀티싸이클을 구성하였지만 상기 도 27에서는 이전 그룹의 마지막 서브프레임과 다음 주기의 그룹의 첫 서브프레임을 기준으로 듀티싸이클을 구성한다.
상기 방법들 중에서 서브프레임 그룹안에서 전송되는 G1과 G2는 서로 다른 서브프레임에서 같은 CCE를 사용하거나 같은 PDSCH의 RE 위치를 사용하도록 구성할 수도 있고, G1과 G2가 서로 상호 직교(orthogonal)하도록 구성할 수도 있다. 이는 두 개의 그룹으로 나눠서 사용하는 방법에 한정되지 않으며, LTE-A C_port #0~7을 N개의 그룹으로 나누어 사용하는 것도 가능하다.
제3 실시예
상기 제1 실시예와 같이 하나의 서브프레임에 모든 CRS 안테나 포트인 LTE-A C_port #0~7을 전송하도록 구성하는 경우, LTE 단말기와의 간섭을 최소화하기 위하여 서브프레임 안에서 RS 오버헤드(overhead)를 최소화하도록 구성하였기 때문에 채널추정성능 향상이 필요하다. 따라서 본 실시예에서는 상기 제1 실시예의 구성을 이용하되, 채널추정성능향상을 위하여 k개의 서브프레임 동안 CRS를 반복하여 전송할 것을 제안한다. k는 1 내지 K(K>1) 중 하나의 값을 갖도록 설정되며, k=1은 반복 없이 하나의 서브프레임 동안 CRS를 전송하는 것을 의미한다.
본 실시예는 상기 제1실시예에 설명된 모든 방법을 적용할 수 있다. 또한, k개의 서브프레임을 하나의 그룹으로 보고 상기 도 20과 도 25에서와 같이 듀티싸이클을 구성할 수 있다. 이때, 반복되는 서브프레임의 CRS 패턴은 동일할 수도 있고 주파수 축 또는 시간 축으로 천이(shift)된 형태로 구성될 수도 있다. 또는, CRS 그룹 간에 교환(swapping)되는 형태로 구성될 수 있다.
한편, MBSFN(Multi-Media Broadcast over a Single Frequency Network) 서브프레임을 이용하여 LTE-A 온리 서브프레임(LTE-A only subframe)을 구성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. LTE-A 온리 서브프레임은 LTE-A 단말을 지원하는 서브프레임으로 정의하기로 한다. LTE 시스템에서 MBSFN 서브프레임이 정의되어 있으며, MBSFN 서브프레임에서는 LTE 단말기가 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 전송을 할 수 없도록 구성되어 있다. 하지만 서브프레임의 0 내지 1 번째 OFDM 심볼에 제어 채널의 전송은 가능하다. 따라서, MBSFN 서브프레임에 LTE-A PDSCH 전송이 가능하도록 설정하면, LTE-A 단말기는 LTE port #0~3의 영향 없이 LTE-A C_port #0~7과 LTE-A D_port #0~7을 이용하여 데이터를 송신 및 수신할 수 있는 장점이 있다. 따라서 기지국은 LTE 단말기에게 해당 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 정의해놓고 LTE-A 단말기에게는 PDSCH 전송이 가능한 LTE-A 온리 서브프레임으로 정의하여 사용할 수 있다. 이 경우, PDSCH 영역에 LTE port #0~3가 존재하지 않으므로 LTE-A 단말기를 위한 LTE-A D_port #0~7을 각 단말기의 랭크, 레이어의 개수, 공간다중화율에 따라서 전송하고 LTE-A 단말기는 이를 이용하여 복조를 할 수 있다.
이때, CRS는 듀티싸이클에 따라 전송되는데 상기 설명된 각 실시예와 같이 LTE-A C_port #0~7이 전송되는데 다수의 서브프레임을 그룹화하여 사용하는 경우 G1과 G2가 그룹 안의 특정 서브프레임에 전송되는 방식을 유지하다가 듀티싸이클에 LTE-A 온리 서브프레임이 존재하는 경우 G1과 G2가 함께 전송되는 구조로 구성하여 사용할 수 있다. 예를 들면, LTE-A C_port #0~3이 G1으로 그룹핑되어 서브프레임 그룹의 첫 번째 서브프레임으로 전송되고 LTE-A C_port #0~4가 G2로 그룹핑되어 나머지 서브프레임으로 전송되다가 LTE-A 온리 서브프레임에서 같이 동시에 전송되는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 각 그룹 G1, G2는 서로 시간 및 주파수 또는 코드 영역에서 직교(orthogonal)하도록 설계되어야 한다.
지금까지 LTE-A C_port #0~7의 전송에 관하여 설명하였다. 이하에서는 LTE-A DRS의 전송에 관하여 설명하기로 한다.
2. DRS 전송( LTE -A D_ port #0~7)
이하에서는 'pecoded DRS'와 'non-precoded DRS'를 서브프레임에 따라 또는 랭크, 레이어의 개수 또는 공간다중화율에 따라 적절히 조합하여 사용하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
추가적으로 LTE-A D_port #0~7의 오버헤드를 최소화하기 위하여 서브프레임, LTE-A 단말기 또는 무선 프레임 등에 따라 랭크를 제한할 수 있도록 구성할 수 있다. 'pecoded DRS'와 'non-precoded DRS'의 구성방법은 아래의 표 6과 같이 구성할 수 있다.
LTE-A only subframe Other subframes
Precoded DRS For all layers (rank 1~rank 7) Up to 4 layers (i.e., rank 1~rank 4)
Non-precoded DRS None Higher than 4 layers (i.e., rank 5~rank 8)
상기 표 6과 같이 시스템을 구성하면 LTE-A 온리 서브프레임에서는 LTE-A D_port #0~7이 LTE port #0~3과 독립적으로 구성된다. 다른 서브프레임에서는 랭크 5 내지 8을 지원해야 할 때, LTE-A D_port 0~3이 LTE port #0~3과 공유되고 나머지 LTE-A D-port #4~7이 프리코딩되지 않고 전송되어 총 8개 송신안테나의 채널을 수신할 수 있다. 하지만, 이 경우, 프리코딩 정보와 랭크 정보가 단말기에게 송신되어야 한다.
위와 같은 방법을 적용하는 경우 시스템이 복잡해지는 단점이 있으므로 서브프레임에서 LTE-A 단말이 수신할 수 있는 최대 레이어의 개수를 4로 제한하면 상기 표 6에서 'non-precoded DRS'를 사용하지 않고 DRS 오버헤드를 줄일 수 있다. 따라서, 아래의 표 7과 같이 LTE-A 단말은 LTE-A 온리 서브프레임(MBSFN 서브프레임)에서만 최대 8개의 레이어 전송이 가능하고 나머지 서브프레임에서는 최대 4개의 레이어까지만 송신이 가능하도록 구성할 수 있다.
LTE-A only subframe Other subframes
Precoded DRS Up to 8 layers (rank 1~rank 7) Up to 4 layers (i.e., rank 1~rank 4)
Non-precoded DRS None None
도 28은 기지국과 사용자 기기에 적용 가능하고 상기에서 설명한 방법을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 25에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 처리 유닛(101), 메모리 유닛(102), RF(Radio Frequency) 유닛(103), 디스플레이 유닛(104)과 사용자 인터페이스 유닛(105)을 포함한다. 물리 인터페이스 프로토콜의 계층은 상기 처리 유닛(101)에서 수행된다. 상기 처리 유닛(101)은 제어 플레인(plane)과 사용자 플레인(plane)을 제공한다. 각 계층의 기능은 처리 유닛(101)에서 수행될 수 있다. 메모리 유닛(102)은 처리 유닛(101)과 전기적으로 연결되어 있고, 오퍼레이팅 시스템(operating system), 응용 프로그램(application) 및 일반 파일을 저장하고 있다. 만약 상기 디바이스(100)가 사용자 기기라면, 디스플레이 유닛(104)은 다양한 정보를 표시할 수 있으며, 공지의 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)등을 이용하여 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스 유닛(105)은 키패드, 터치 스크린 등과 같은 공지의 사용자 인터페이스와 결합하여 구성될 수 있다. RF 유닛(103)은 처리 유닛(101)과 전기적으로 연결되어 있고, 무선 신호를 전송하거나 수신한다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에서 사용자 기기(User Equipment; UE)는 이동 단말(MS: Mobile Station), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 또는 단말(Mobile Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.
한편, 본 발명의 UE로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템의 단말기, 기지국, 또는 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.
도 1은 타입 1 무선 프레임의 구조를 도시한다.
도 2는 타입 2 무선 프레임의 구조를 도시한다.
도 3은 LTE 하향링크의 슬롯 구조를 나타낸다.
도 4는 LTE 상향링크 슬롯 구조를 나타낸다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 7은 1TTI(Transmission Time Interval)가 14개의 OFDM 심볼을 갖는 표준 순환전치(normal Cyclic Prefix; normal CP)를 사용하는 서브프레임에 있어서 단말기 전용의 하향링크 참조 신호 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 1TTI가 12개의 OFDM심볼을 가지는 확장 순환 전치(extended Cyclic Prefix; extended CP)를 사용하는 서브프레임에 있어서, 단말기 전용의 하향링크 참조 신호의 구조를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 1TTI가 14개의 OFDM 심볼을 갖는 경우 각각, 1, 2, 4개의 송신 안테나를 갖는 시스템을 위한 단말기 공통의 하향링크 참조 신호의 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 프리코딩된 RS가 사용될 때의 다중안테나 송신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 LTE 무선 프레임(radio frame) 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 CRS와 단일 스트림 빔포밍을 위한 DRS가 동시에 사용된 경우의 RS 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 무선 프레임 상에서 소정 주기로 전송되는 CRS를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 LTE 시스템에서 1Tx 또는 2Tx인 경우의 제어채널의 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 LTE 시스템에서 4Tx인 경우의 제어채널의 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE-A C_port를 REG 단위에 맞추어 두 개의 그룹으로 구성하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 서브프레임으로 이루어진 그룹을 이용하여 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 21은 하나의 서브프레임을 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임을 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 RB를 이용하여 LTE-A C_port #4~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 서브프레임과 RB를 이용하여 LTE-A C_port #0~7을 전송하는 경우의 RS의 구조를 도시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시에에 따른 적어도 하나 이상의 서브프레임으로 이루어진 그룹을 이용하여 LTE-A C_port #0~7를 전송하는 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 28은 기지국과 사용자 기기에 적용 가능하고 상기에서 설명한 방법을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.

Claims (18)

  1. 총 M개의 기지국 송신 안테나 중 N개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 기지국 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법으로서,
    기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록(Resource Block; RB)을 그룹화(grouping)하는 단계; 및
    상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원 블록을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 그룹으로 결정된 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록은 특정 주기로 상기 제2 사용자 기기에게 전송되고,
    상기 소정 개수의 서브프레임 또는 자원블록의 각각에는 상기 M을 상기 소정 개수로 나눈 값에 해당하는 서로 다른 송신 안테나 포트에 해당하는 공통 참조 신호가 사상되는,
    참조 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 최초로 전송 되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해지는,
    참조 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최후로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해지는,
    참조 신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수의 서브프레임은 시간 축 상에서 서로 연속한(contiguous),
    참조 신호 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수의 서브프레임의 각각은 소정 오프셋(offset)만큼 시간 축 상에서 서로 떨어져 있는,
    참조 신호 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2인,
    참조 신호 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주기에 따라 그룹에 포함되는 서브프레임 상의 공통 참조 신호의 패턴은 서로 상이한,
    참조 신호 전송 방법.
  8. 총 M개의 송신 안테나 중 N개의 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법으로서,
    기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 서브프레임 상의 소정 개수의 자원 블록(Resource Block; RB)들을 그룹화(grouping)하는 단계; 및
    상기 서브프레임을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 자원 블록들의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 송신 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상되는,
    참조 신호 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 M개의 송신 안테나 포트 중 상기 자원 블록 별로 할당되는 송신 안테나 포트의 개수는 서로 상이한,
    참조 신호 전송 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2인,
    참조 신호 전송 방법.
  11. 총 M개의 송신 안테나 중 N개의 송신 안테나를 지원하는 제1 사용자 기기와 상기 M(M>N)개의 송신 안테나를 지원하는 제2 사용자 기기를 지원하는 하향링크 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템에 있어서, 채널 측정을 위한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 방법으로서,
    기지국에서, 상기 M개의 송신안테나에 대한 공통 참조 신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송하기 위해 소정 개수의 서브프레임과 상기 소정 개수의 서브프레임의 각각에 포함된 특정 개수의 자원 블록들을 그룹화(grouping)하는 단계; 및
    상기 소정 개수의 서브프레임을 상기 제2 사용자 기기에게 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 그룹으로 결정된 소정 개수의 서브프레임은 특정 주기로 상기 제2 사용 자 기기에게 전송되고, 상기 자원 블록들의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나에 대한 참조 신호가 분산되어 사상되는,
    참조 신호 전송 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해지는,
    참조 신호 전송 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 특정 주기는 상기 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최초로 전송되는 서브프레임과 다음 주기의 그룹에 포함된 소정 개수의 서브프레임 중 최후로 전송되는 서브프레임 사이의 간격을 기준으로 정해지는,
    참조 신호 전송 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 소정 개수의 서브프레임은 시간 축 상에서 서로 연속한(contiguous),
    참조 신호 전송 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    기 소정 개수의 서브프레임의 각각은 소정 오프셋(offset)만큼 시간 축 상에서 서로 떨어져 있는,
    조 신호 전송 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 N은 4이고, 상기 M은 8이고, 상기 소정 개수는 2인,
    참조 신호 전송 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 서브프레임의 각각에는 상기 M개의 송신안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상되고, 상기 서브프레임에 포함된 상기 특정 개수의 자원 블록의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상되는,
    참조 신호 전송 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 자원 블록의 각각에는 상기 M개의 송신 안테나 포트 중 서로 다른 안테나 포트에 대한 참조 신호가 사상되는,
    참조 신호 전송 방법.
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