KR20100100572A - ＣｏＭＰ 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

ＣｏＭＰ 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

이하에서는 CoMP(Coordinated Multi-Point) 통신 시스템에서 단말의 채널 품질 정보(Channel Quality Information) 송신 방법이 개시된다. 단말은 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신한다. 이후 단말은 동일한 대역을 통해 수신된 신호들이 결합된 하나의 신호에 대한 조합 채널 품질 정보를 생성하여 서빙 기지국으로 송신한다. 여기서 조합 채널 품질 정보는 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국 각각과 상기 단말 사이의 채널들이 결합된 조합 채널 정보를 이용하여 생성된다.
CoMP, joint processing, RF combining

Description

ＣｏＭＰ 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치{Method and apparatus for transmitting channel quality information in wireless communication system applied CoMP scheme}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템이 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는 경우, 단말에서 데이터를 수신한 채널 경로를 정확히 반영할 수 있는 채널 품질 정보 송신 방법에 관한 것이다.
최근에 광대역 무선이동통신 기술로서 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템이 각광받고 있다. MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하여 데이터의 통신 효율을 높이는 시스템을 말한다. MIMO 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, MIMO 기술은 수신 측에서 송신 측으로의 채널 정보의 피드백 여부에 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 1은 다중 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 적용되는 CoMP(Coordinated Multi-Point) 기법을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 다중 셀(Multi Cell) 환경에서는 인트라 기지국(110, 120) 및 인터 기지국(130)이 존재한다. LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 인트라 기지국은 몇 개의 셀(혹은 섹터)로 이루어져 있다. 특정 단말이 속한 기지국에 속한 셀 들은 상기 특정 단말과 인트라 기지국(110, 120) 관계에 있다. 즉, 단말이 속한 자신의 셀과 같은 기지국에 속하는 셀 들은 인트라 기지국(110, 120)에 해당하는 셀 들이며 다른 기지국들에 속한 셀 들은 인터 기지국(130)에 해당하는 셀들이 된다.
이와 같이, 특정 단말과 동일한 기지국을 기반으로 하고 있는 셀 들은 x2인터페이스를 통해 정보(예를 들어 데이터, 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI))를 주고 받지만, 다른 기지국을 기반으로 하고 있는 셀 들은 백 홀(140) 등을 통해서 셀 간 정보를 주고 받을 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 셀 내에 있는 단일 셀 MIMO 사용자(150)는 한 셀(섹터)에서 하나의 서빙 기지국과 통신하고, 셀 경계에 위치한 다중 셀 MIMO 사용자(160)는 다중 셀(섹터)에서 다수의 서빙 기지국과 통신할 수 있다.
조정 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point: CoMP) 기법 (이하 CoMP 기법이라 한다.)은 다중 셀 환경에서 개선된 MIMO 전송을 적용함으로써 셀 경계에 있는 사용자의 처리량을 개선하기 위한 시스템이다. CoMP 기법을 무선 통신 시스템에 적용하면 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 단말은 다중-셀 기지국(Multi-cell base-station)으로부터 공동으로 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. 나아가, 기지국은 기지국과 단말 간의 채널상태정보에 기초하여 공간 분할 다중접속(Space Division Multiple Access: SDMA) 방법을 수행할 수 있다.
이러한 CoMP 기법의 동작 모드는 데이터 공유를 통한 협력적 MIMO 형태의 연합 프로세싱 (joint processing) 모드와 협동 스케줄링/빔포밍 (coordinated scheduling/beamforming, CS/CB) 모드로 나눌 수 있다.
CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국들은 백본망(Backbone Network)을 통해 스케줄러(scheduler)에 연결된다. 스케줄러는 백본망을 통하여 각 기지국(BS1, BS2, … BSM)이 측정한 각 단말(MS1, MS2, … MSK) 및 인접 기지국 간의 채널 상태에 관한 채널 정보를 피드백 받아 동작할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러는 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국에 대하여 협력적 MIMO 동작을 위한 정보를 스케줄링 한다. 즉 스케줄러에서 각 기지국으로 협력적 MIMO 동작에 대한 지시를 직접 수행한다.
CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우에, 단말은 비록 하나 이상의 기지국으로부터 데이터를 수신하지만, 데이터를 송신하는 주파수 대역이 동일하기 때문에, 단말 입장에서는 하나의 송신 포인트로부터 데이터를 수신하는 것과 다를 바 없다.
그러나, 현재 LTE(Long Term Evolution) 표준에서는 CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우, 단말이 어떠한 기준으로 채널 품질 정보를 측정하여 생성할 것인지 정해진 바가 없다. 이 경우, 기존의 채널 품질 정보의 정의와 같이 데이터를 전송하는 기지국들과 단말 간의 각각의 채널 품질 정보는 연합 프로세싱 모드에는 적절하지 않기 때문에, 이하에서는 연합 프로세싱 모드에서 데이터가 송신되는 채널들의 조합을 명확히 반영하기 위한 채널 품질 정보 포멧(Format)을 정의하고 이를 이용한 실시예를 개시한다.
이하에서는 CoMP 통신 시스템이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우, 하나 이상의 기지국으로부터 단말로 데이터가 송신되는 동일한 대역의 채널 경로들을 채널 품질 정보에 정확히 반영하여 신뢰성을 향상시키기 위한 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 CoMP(Coordinated Multi-Point) 통신 시스템에서 단말의 채널 품질 정보(Channel Quality Information) 송신 방법은 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는, CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신하는 단계, 상기 동일한 대역을 통해 수신된 신호들이 결합된 하나의 신호에 대한 조합 채널 품질 정보를 생성하는 단계, 및 상기 조합 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 단계를 포함한다.
여기서 상기 조합 채널 품질 정보는 상기 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국 각각과 상기 단말 사이의 채널들이 결합된 조합 채널 정보를 이용하여 생성된다. 바람직하게는, 상기 조합 채널 품질 정보(
Figure 112009068977594-PAT00001
)는
Figure 112009068977594-PAT00002
에 의하여 결정되며, 여기서
Figure 112009068977594-PAT00003
또 는
Figure 112009068977594-PAT00004
는 상기 조합 채널 정보이고,
Figure 112009068977594-PAT00005
은 상기 단말에서 수신한 잡음이며,
Figure 112009068977594-PAT00006
는 상기 CoMP 세트에 포함된 기지국들을 제외한 인접 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합을 의미한다.
보다 바람직하게는, CoMP 세트가, 서빙 기지국으로부터 하나 이상의 인접 기지국을 포함하는 CoMP 후보 세트의 정보를 수신하는 단계와 상기 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들을 기 설정된 개수의 인접 기지국들로 구성된 하나 이상의 상기 CoMP 세트로 구분하는 하는 단계에 의하여 형성된다.
이 경우 상기 하나 이상의 CoMP 세트들에 대한 조합 채널 품질 정보를 송신한 후, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 CoMP 세트들 중 CoMP 송신 지시 세트의 정보를 수신하는 단계, 상기 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 인접 기지국들 각각에 대응하여 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI)들을 측정하는 단계, 및 상기 서빙 기지국으로 상기 프리코딩 행렬 인덱스들을 송신하는 단계를 더 포함한다. 여기서 상기 CoMP 송신 지시 세트는 상기 CoMP 세트들 중 상기 조합 채널 품질 정보에 기반하여 선택된 CoMP 세트를 지칭한다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 CoMP 통신 시스템에서의 단말 장치는 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는, CoMP(Coordinated Multi-Point) 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신하는 수신 모듈, 상기 동일한 대역을 통해 수신된 신호들이 결합된 하나의 신호에 대한 조합 채널 품질 정보를 생성하는 프로세서, 및 상기 조합 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함한다.
이 경우, 상기 조합 채널 품질 정보는, 상기 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국 각각과 상기 단말 사이의 채널들이 결합된 조합 채널 정보를 이용하여 생성된다. 보다 바람직하게는, 상기 조합 채널 품질 정보(
Figure 112009068977594-PAT00007
)가
Figure 112009068977594-PAT00008
에 의하여 결정되며, 여기서
Figure 112009068977594-PAT00009
또는
Figure 112009068977594-PAT00010
는 상기 조합 채널 정보이고,
Figure 112009068977594-PAT00011
은 상기 단말에서 수신한 잡음이며,
Figure 112009068977594-PAT00012
는 상기 CoMP 세트에 포함된 기지국들을 제외한 인접 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합을 의미한다.
본 발명에 따른 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치를 이용하면 단말로 데이터가 송신되는 동일한 대역의 채널 경로들을 채널 품질 정보에 정확히 반영하여 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시 적인 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.
또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 있어, 셀 또는 섹터는 기지국에 의하여 제어되는 공간을 의미한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 기지국에 의하여 제어되는 셀 또는 섹터가 하나가 존재한다고 가정하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 기지국에 의하여 제어되는 복수의 셀 또는 섹터들이 존재하는 경우도 있을 수 있다.
본 발명에 있어, CoMP 세트란 무선 통신 시스템에서 CoMP 모드로 동작하는 서빙 기지국(Serving eNB)과 인접 기지국(Neighboring eNB)들의 집합을 의미한다.
상술한 바와 같이, CoMP 기법의 동작 모드 중 하나인 연합 프로세싱 모드는 셀 경계의 데이터 전송률을 개선하기 위하여 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국이 단말로 동일한 대역을 통하여 데이터를 송신하는 것을 의미하며, 이러한 연합 프로세싱 모드는 단말 입장에서 간섭으로 간주되던 신호 즉, 인접 기지국들로부터 유입되는 신호들을 데이터 송신 신호로 전환한다는 개념에서 출발한 기법이다. 연합 프로세싱 모드의 경우, CoMP 세트에 포함된 기지국들로부터 단말로 송신되는 데이터와 피드백 정보로서 단말로부터 송신된 채널 품질 정보 및 프리코딩 행렬 인덱스는 CoMP 세트에 포함된 기지국들 즉, 서빙 기지국 및 인접 기지국들 간에 백홀(backhaul) 링크를 통하여 공유된다.
한편, 단말은 CoMP 세트에 포함된 기지국들로부터 각각 데이터를 수신하지만, 연합 프로세싱 모드에서는 데이터를 송신하는 주파수 대역이 동일하기 때문에, 단말 입장에서는 하나의 송신 포인트로부터 데이터를 수신하는 것으로 볼 수 있다. 따라서 연합 프로세싱 모드에서는 단말이 데이터를 수신하는 개개의 채널들의 결합에 기반하여 측정된, 조합된 채널(combined channel)에 대한 채널 품질 정보가 하향 링크 채널을 보다 효율적으로 나타낼 수 있다.
우선, 하나의 서빙 기지국과 하나의 인접 기지국이 CoMP 세트를 구성하여 연합 프로세싱 모드로 동작하고, 단말은 서빙 기지국의 셀 경계에 위치하여 서빙 기지국과 인접 기지국 모두로부터 동일한 주파수 대역을 통하여 동일한 데이터를 수신한다고 가정한다.
이 경우, 단말에서 측정 가능한 단말과 CoMP 세트에 포함된 기지국 간의 채 널 각각에 관한 채널 품질 정보는 아래 수학식 1 및 수학식 2와 같다. 특히 수학식 1은 단말과 서빙 기지국 간 채널의 채널 품질 정보이며, 수학식 2는 단말과 인접 기지국 간 채널의 채널 품질 정보이다.
Figure 112009068977594-PAT00013
Figure 112009068977594-PAT00014
여기서,
Figure 112009068977594-PAT00015
은 단말과 서빙 기지국 간의 채널 정보,
Figure 112009068977594-PAT00016
는 단말과 연합 프로세싱 모드로 동작 중인 인접 기지국 간의 채널 정보이다. 또한,
Figure 112009068977594-PAT00017
은 단말에서 수신한 잡음이며,
Figure 112009068977594-PAT00018
는 인접 기지국들 중 CoMP 세트에 포함된 기지국들을 제외한 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합이다.
상술한 바와 같이 연합 프로세싱 모드에서는 CoMP 세트에 포함된 기지국들이 단말로 동일한 주파수 대역을 통하여 데이터를 송신하므로, 하나의 송신 포인트로부터 데이터를 수신하는 것과 다를 바 없다. 즉 서빙 기지국과의 채널 및 연합 프로세싱 모드로 동작 중인 인접 기지국과의 채널들이 결합된 채널을 통하여 데이터를 수신하는 것으로 볼 수 있으므로, 채널들 각각에 관한 채널 정보들보다는 하나 의 조합 채널 정보가 보다 의미 있는 정보라고 볼 수 있다.
그러나, 상술한 수학식 1 및 수학식 2는 결합된 채널을 반영하지 않는다. 우선 수학식 1을 살펴보면, 단말이 인접 기지국으로부터 수신하는 신호를 간섭 신호로 간주하고 있다. 마찬가지로, 수학식 2를 살펴보면, 단말이 서빙 기지국으로부터 수신하는 신호를 간섭 신호로 간주하고 있다. 또한 수학식 1과 수학식 2의 단순 합은 채널들 각각이 전혀 연관되지 않은 경우에만 조합 채널의 채널 품질 정보를 나타낼 수 있고, 연합 프로세싱 모드로 동작 중인 CoMP 통신 시스템의 하향 링크 채널을 명확히 반영하지 못한다. 아래 수학식 3은 본 발명에서 제안하는 조합 채널 품질 정보를 나타내고 있다.
Figure 112009068977594-PAT00019
여기서
Figure 112009068977594-PAT00020
또는
Figure 112009068977594-PAT00021
는 단말과 서빙 기지국간의 채널과 단말과 인접 기지국간의 채널이 결합된 조합 채널 정보를 의미한다. 특히 수학식 3의 분모를 살펴보면, 수학식 1과 달리 단말이 인접 기지국으로부터 수신하는 신호를 간섭 신호로 판단하지 않는다. 마찬가지로, 수학식 2와 달리 단말이 서빙 기지국으로부터 수신하는 신호를 간섭 신호로 판단하지 않는다. 즉, 수학식 3의
Figure 112009068977594-PAT00022
는 단말이 하나의 송신 포인트로부터 하나의 채널(즉, 조합 채널)을 통하여 데이터를 수신하는 경우의 채널 품질 정보를 의미한다.
수학식 3은 인접 기지국이 1개인 경우를 가정하였으나, 이를 보다 일반화 하면 아래 수학식 4와 같다. 수학식 4에서
Figure 112009068977594-PAT00023
또는
Figure 112009068977594-PAT00024
는 단말과 서빙 기지국간의 채널 및 단말과 인접 기지국간의 채널들 각각이 결합된 조합 채널 정보를 의미한다. 수학식 4를 참조하면, CoMP 세트에는 하나의 서빙 기지국과 하나 이상의 인접 기지국이 포함되고, 단말로 동일한 데이터를 송신한다고 가정한다. 이 때 수학식 4의 분모에서는 전체 인접 기지국들 중 CoMP 세트에 포함된 인접 기지국들을 제외한 기지국들로부터 단말로 수신되는 신호만을 간섭 신호로 간주한다.
Figure 112009068977594-PAT00025
위에서는 CoMP 세트에 포함된 기지국들이 단말로 동일한 데이터를 송신하는 것으로 가정하였으나, 동일하지 않은 데이터를 송신하는 경우에도 조합 채널 품질 정보를 측정할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 조합 채널 품질 정보의 개수는 기지국에서 송신하는 코드워드의 개수에 의하여 결정된다. 즉, N개의 기지국이 하나의 코드워드(single codeword)를 사용하여 서로 다른 데이터를 송신하는 경우에는, 하나의 조합된 채널을 통하여 데이터를 송신하는 것과 다를 바 없기 때문에 단말은 하나의 조합 채널 품질 정보만을 측정함으로써 족하다. 이와 달리, N개의 기지국이 M개의 코드워드(multi codeword)를 사용하여 서로 다른 데이터를 송신하는 경우에는, M개의 조합된 채널을 통하여 데이터를 송신하는 것에 대응하므로, 단말은 M개 의 조합 채널 품질 정보를 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 조합 채널 품질 정보 송신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 단계 200에서 단말은 서빙 기지국으로부터 CoMP 세트에 포함된 기지국들에 관한 정보를 수신한다. 여기서 CoMP 세트는 서빙 기지국과 하나 이상의 인접 기지국으로 구성되며, 연합 프로세싱 모드로 동작할 수 있다.
계속하여, 단계 205에서 단말은 서빙 기지국과 단말 간 채널 및 CoMP 세트 기지국들과 단말간의 각각의 채널들이 결합된 조합 채널 정보(
Figure 112009068977594-PAT00026
또는
Figure 112009068977594-PAT00027
)를 측정한다. 즉, 단말은 CoMP 세트에 포함된 기지국 즉 서빙 기지국과 하나 이상의 인접 기지국으로부터 연합 프로세싱 모드로 데이터를 수신하며, 이는 단말 입장에서는 하나의 송신 포인트로부터 조합 채널을 통하여 데이터를 수신하는 것에 대응한다. 또한 단말은 단계 210에서 수신되는 잡음과 간섭을 측정한다. 여기서 간섭은 단말이 CoMP 세트에 포함된 기지국을 제외한 다른 기지국으로부터 수신되는 신호들을 의미한다.
계속하여, 단말은 단계 215에서 채널 정보들의 조합 채널 품질 정보를 생성하고, 단계 220에서 서빙 기지국으로 생성된 조합 채널 품질 정보를 송신한다. 여기서 조합 채널 품질 정보는 상술한 수학식 4에 의하여 생성되는 것이 바람직하다.
이를 보다 상세히 설명하면, 수학식 4의 분자는 서빙 기지국과 단말 간 채널 및 CoMP 세트 기지국들과 단말 간의 채널들 각각이 결합된 조합 채널 정보 (
Figure 112009068977594-PAT00028
또는
Figure 112009068977594-PAT00029
)는 조합 채널을 통해 수신되는 크기가 1인 기준 신호(reference signal)의 수신 전력을 나타낸다. 또한, 수학식 4의 분모에서,
Figure 112009068977594-PAT00030
은 단말에서 수신한 잡음 전력이며,
Figure 112009068977594-PAT00031
는 상기 인접 기지국들 중 상기 CoMP 세트 기지국들을 제외한 기지국들과 상기 단말 간의 간섭 전력들의 합을 나타낸다. 즉,
Figure 112009068977594-PAT00032
는 단말이 수신하는 잡음 및 간섭 전력들에 대한 조합된 채널을 통해 수신되는 데이터의 전력 합의 비로 표현할 수 있다.
이하에서는, 상술한 조합 채널 품질 정보를 이용하는 실시예로서, CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 CoMP 송신 지시 세트를 설정하는 방법을 설명한다.
본 실시예에 있어, 연계 정보(associated information)란 단말들과 서빙 기지국과의 통신에 인접 기지국이 미치는 간섭 레벨(interference level) 정보를 의미한다.
또한 본 실시예에 있어, CoMP 후보 세트(CoMP candidate set)란 인접 기지국들 중 CoMP 기법이 적용되기 적합한 인접 기지국들의 집합을 의미하며, CoMP 그룹이란 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들 중 서빙 기지국과 함께 기 설정된 개수로 구분된 기지국 집합을 지칭한다. 여기서 기 설정된 개수란 단말이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우 데이터를 송신하는 기지국의 개수를 의미한다.
또한 본 실시예에 있어, CoMP 송신 지시 세트(CoMP Tx indication set)란 연 합 프로세싱 모드에서 CoMP 그룹들 중 서빙 기지국에 의하여 선택된 기지국 그룹을 의미한다.
또한, CoMP 후보 세트에 포함되는 인접 기지국을 선택하는 경우에 있어, 단말(User Equipment, UE)에서 측정한 정보를 기반으로 방식과 단말과의 정보 교환 없이 서빙 기지국 자체적으로 선정하는 방식이 있을 수 있다. 본 실시예는 특히 단말에서 측정한 정보에 기반하여 CoMP 후보 세트에 포함되는 인접 기지국을 선정하는 방식에 관한 것이지만, 서빙 기지국 자체적으로 CoMP 후보 세트에 포함되는 인접 기지국들을 선정하는 방식에도 적용할 수 있음은 당업자에게 자명다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 단말(User Equipment; UE)(300)은 서빙 기지국 A(301)로부터 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들에 관한 정보를 수신한다. 본 실시예에서 인접 기지국 B(302)와 인접 기지국 C(303)가 CoMP 후보 세트로 제공된 것으로 가정한다.
단말(300)은 서빙 기지국 A(301)과 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들(302, 303)을 기 설정된 개수의 기지국을 포함하는 CoMP 그룹으로 구분한다. 본 실시예에서 기 설정된 개수가 2개라고 가정하면, 단말(300)은 서빙 기지국 A(301)과 인접 기지국 B(302)로 구성된 제 1 CoMP 그룹과 서빙 기지국 A(301)과 인접 기지국 C(302)로 구성된 제 2 CoMP 그룹으로 구분한다. 즉, 단말이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우, 제 1 CoMP 그룹에 포함된 기지국들로부터 데이터를 수신하거나 제 2 CoMP 그룹에 포함된 기지국들로부터 데이터를 수신하므로, 기지국과 단말 간의 채널들 각각 보다는 기지국과 단말간의 채널들의 조합이 실질적인 연합 프로세싱 모드의 데이터 송신 경로를 반영한다.
따라서, 단말(300)은 제 1 CoMP 그룹에 관한 제 1 조합 채널 품질 정보와 제 2 CoMP 그룹에 관한 제 2 조합 채널 품질 정보를 측정하여 서빙 기지국 A(301)로 송신하고, 서빙 기지국 A(301)는 이러한 조합 채널 품질 정보들에 기반하여 제 1 CoMP 그룹과 제 2 CoMP 그룹 중 연합 프로세싱 모드에 보다 적절한 CoMP 그룹을 CoMP 송신 지시 세트로 설정한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CoMP 송신 지시 세트를 설정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
우선 단말들은 인접 기지국들에 관한 리스트를 가지고 있어야 하며, 이를 위해 단말들은 서빙 기지국으로부터 인접 기지국에 대한 리스트를 수신하거나, 단말들이 인접 기지국들에 대한 측정을 통해 리스트를 직접 형성할 수 있다. 이후 단말들은 인접 셀 리스트에 기반하여 측정을 수행한다. 즉, 단말들은 인접 셀들에 대한 간섭 레벨(interference level)과 같은 연계 정보(associated information)의 측정을 수행한다. 이러한 연계 정보에 대한 측정 값은 다음 표 1에 기술된 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
1 인접 기지국의 RSRP (Reference Symbol Received Power)
2 인접 기지국의 RSRQ (Reference Symbol Received Quality)
3 인접 기지국의 RSSI(Reference Signal Strength Indicator),
4 인접 기지국에 추천 프리코딩 행렬 인덱스가 적용되거나 또는 제한 프리코딩 행렬 인덱스를 제외하였을 경우의 인접 기지국에 대한 CINR (Carrier to Interference plus Noise Ratio) 또는 SINR (Signal to Interference Noise Ratio)
5 인접 기지국으로부터의 PD(Propagation Delay)
6 인접 기지국에 추천 프리코딩 행렬 인덱스가 적용되거나 또는 제한 프리코딩 행렬 인덱스를 제외하였을 경우의 서빙 기지국에 대한 개선된(improved) CINR 또는 SINR
도 4를 참조하여 설명하면, 단말들은 단계 401에서 CoMP 후보 세트를 구성하는데 필요한 연계 정보를 서빙 기지국으로 보고한다. 상기 연계 정보는 앞서 언급한 인접 기지국에 대한 측정 값 중 하나 이상의 값과 해당 인접 기지국의 기지국 ID(Identification)(또는 셀 ID)를 포함할 수 있다.
계속하여, 단계 402에서 서빙 기지국은 단계 401에서 수신한 연계 정보 및 기지국 ID를 이용하여 미리 설정된 조건에 따라 CoMP 후보 세트에 포함되는 하나 이상의 인접 기지국을 선택하고, 단계 403에서 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들에 관한 정보를 단말로 송신한다. 즉, 서빙 기지국은 단계 402에서 선택된 인접 기지국들의 기지국 ID를 단말로 송신하여, 단말로 하여금 어떠한 인접 기지국들이 CoMP 후보 세트에 포함되었지 인지할 수 있도록 한다.
또한, 단계 404에서 단말은 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들을 기 설정된 개수의 기지국을 포함하는 CoMP 그룹으로 구분한다. 상술한 바와 같이 기 설정된 개수는 연합 프로세싱 모드로 동작하는 기지국의 개수를 의미하며, 서빙 기지국을 포함한다.
계속하여, 단계 405에서 단말은 단계 404에서 구분된 그룹들 각각에 대한 조합 채널 품질 정보들을 측정하여 서빙 기지국으로 송신한다. 여기서 조합 채널 품질 정보(
Figure 112009068977594-PAT00033
)는 아래 수학식 5에 의하여 측정되는 것이 바람직하다.
Figure 112009068977594-PAT00034
여기서
Figure 112009068977594-PAT00035
또는
Figure 112009068977594-PAT00036
는 해당 CoMP 그룹에 대응하는 조합 채널 정보이고,
Figure 112009068977594-PAT00037
은 단말에서 수신한 잡음이다, 또한
Figure 112009068977594-PAT00038
는 CoMP 후보 세트 기지국들 중 해당 CoMP 그룹에 포함된 기지국들을 제외한 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합이다.
단계 406에서 서빙 기지국은 수신한 조합 채널 품질 정보들에 기반하여, 단계 404에서 구분된 그룹들 중 연합 프로세싱 모드에 보다 적절한 CoMP 그룹을 CoMP 송신 지시 세트로 설정한다. 상술한 바와 같이 기지국과 단말 간의 채널들 각각 보다는 기지국과 단말간의 채널들의 조합이 실질적인 연합 프로세싱 모드의 데이터 송신 경로를 반영하기 때문이다.
계속하여 단계 407에서 서빙 기지국은 단말로 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 기지국들에 관한 정보를 송신하며, 단말은 단계 408에서 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 인접 기지국들 각각에 대응하는 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI)들을 측정하고 이를 서빙 기지국으로 송신한다. 보다 바람직하게는, 프리코딩 행렬 인덱스와 함께 대응하는 조합 채널 품질 정보를 송신할 수 있다.
단말들로부터 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 인접 기지국들 각각에 대응하는 프리코딩 행렬 인덱스들을 수신한 서빙 기지국은 단계 409에서 제 1 선택 과정을 수행한다. 즉, 서빙 기지국은 인접 기지국들에 대응하는 프리코딩 행렬 인덱스들의 수신 빈도와 상기 프리코딩 행렬 인덱스를 적용했을 경우의 연계 정보 즉, 간섭 레벨 정보를 이용하여 인접 기지국으로 송신할 프리코딩 행렬 인덱스를 선별하여 프리코딩 행렬 인덱스 리스트(PMI list)를 생성한다.
한편, 서빙 기지국이 단계 401에서 CoMP 후보 세트 구성 시 수신한 연계 정보의 경우, 시간이 지남에 따라 변하는 간섭 레벨 등을 정확하게 반영하지 못한다. 따라서, 단말들은 단계 410에서 주기적으로 또는 비주기적으로 또는 서빙 기지국의 요청에 따라 간섭 레벨과 같은 연계 정보를 서빙 기지국으로 송신하고, 이를 수신한 서빙 기지국은 CoMP 후보 세트 구성 시 수신한 연계 정보를 갱신할 수 있다.
또한 서빙 기지국은 인접 기지국으로 송신 되는 연계 정보의 양을 줄여 오버헤드를 감소시키기 위하여, 갱신된 연계 정보의 통계적 값을 추출할 수 있다. 즉, 서빙 기지국은 갱신된 연계 정보와 CoMP 후보 세트 구성 시 수신한 연계 정보의 평균 값, 합, 최대값, 최소값, 분산 값 또는 표준 편차와 같은 통계적 값을 추출할 수 있다.
계속하여, 단계 411에서 서빙 기지국은 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 각각의 인접 기지국으로 단계 409의 제 1 선택 과정에서 선별된 프리코딩 행렬 인덱스 리스트와 단계405에서 갱신된 연계 정보를 함께 전송한다. 보다 바람직하게는, 서빙 기지국은 갱신된 연계 정보를 모두 송신하는 대신 상술한 통계적 값을 송신할 수 있다. 이 경우 프리코딩 행렬 인덱스의 전송 주기와 갱신된 연계 정보의 전송주기는 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.
인접 기지국은 선별된 프리코딩 행렬 인덱스들과 연계 정보(바람직하게는 통계적 값)을 이용하여 실제 적용될 프리코딩 행렬 인덱스를 결정하는 제 2 선택 과정을 수행한다. 즉, 인접 기지국으로 송신된 프리코딩 행렬 인덱스들의 빈도가 동일한 경우에도, 인접 기지국은 갱신된 연계 정보 또는 통계적 값을 이용하여 보다 효과적인 프리코딩 행렬 인덱스를 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치의 블록 구성도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 단말 장치는 수신 모듈(510), 프로세서(520) 및 송신 모듈(530)을 포함하며, 특히 프로세서(520)는 채널 정보 측정 모듈(540), 채널 품질 정보 생성 모듈(550), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI) 측정 모듈(560)을 더 포함할 수 있다.
수신 모듈(510)은 기지국으로부터 송신되는 일반적인 데이터 이외에 CoMP 세트, CoMP 후보 세트 및 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 기지국들에 관한 정보를 수신할 수 있다. 특히 수신 모듈(510)은 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는 CoMP(Coordinated Multi-Point) 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신한다.
프로세서(520)는 단말 장치의 전반적인 동작을 제어하며, CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들을 기 설정된 개수의 기지국을 포함하는 CoMP 그룹으로 구분한다. 상술한 바와 같이 기 설정된 개수는 연합 프로세싱 모드로 동작하는 기지국 의 개수를 의미하며, 서빙 기지국을 포함한다.
또한 프로세서(520)에 포함된 채널 정보 측정 모듈(540)은 단말과 기지국 간의 채널 정보를 측정하며, 특히 무선 통신 시스템이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우, 동일한 대역을 통하여 데이터가 수신되는 단말과 복수의 기지국 간의 채널들 각각이 결합된 조합 채널 정보(
Figure 112009068977594-PAT00039
또는
Figure 112009068977594-PAT00040
)를 측정한다.
채널 품질 정보 생성 모듈(550)은 채널 정보 측정 모듈(540)에서 측정된 채널 정보들을 이용하여 채널 품질 정보를 생성한다. 특히 채널 품질 정보 생성 모듈(550)은 복수의 채널들에 관한 조합 채널 정보를 생성한다. 이러한 조합 채널 정보는 수학식 4에 의하여 생성되는 것이 바람직하다.
또한 프로세서(520)에 포함된 프리코딩 행렬 인덱스 측정 모듈(560)은 단말과 기지국 간 채널에 대하여 제한 또는 추천하고자 하는 프리코딩 행렬 인덱스를 측정한다.
송신 모듈(530)은 기지국으로 채널 정보와 채널 품질 정보를 송신할 수 있으며, 무선 통신 시스템이 연합 프로세싱 모드로 동작하는 경우, 채널 품질 정보 생성 모듈(550)에서 생성된 조합 채널 정보를 송신한다.
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.
상술한 바와 같은 CoMP 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 채널 품질 정보 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 유사한 CoMP 기법이 적용될 수 있는 다른 다양한 이동 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
도 1은 다중 셀 환경의 무선 통신 시스템에서 적용되는 CoMP(Coordinated Multi-Point) 기법을 개념적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 조합 채널 품질 정보 송신 방법을 도시하는 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개념도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CoMP 송신 지시 세트를 설정하는 방법을 도시하는 흐름도, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치의 블록 구성도이다.

Claims (9)

  1. CoMP(Coordinated Multi-Point) 통신 시스템에서 단말의 채널 품질 정보(Channel Quality Information) 송신 방법으로서,
    연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는, CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신하는 단계;
    상기 동일한 대역을 통해 수신된 신호들이 결합된 하나의 신호에 대한 조합 채널 품질 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 조합 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조합 채널 품질 정보는
    상기 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국 각각과 상기 단말 사이의 채널들이 결합된 조합 채널 정보를 이용하여 생성되는,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조합 채널 품질 정보(
    Figure 112009068977594-PAT00041
    )는
    Figure 112009068977594-PAT00042
    에 의하여 결정되는,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
    (단,
    Figure 112009068977594-PAT00043
    또는
    Figure 112009068977594-PAT00044
    는 상기 조합 채널 정보이고,
    Figure 112009068977594-PAT00045
    은 상기 단말에서 수신한 잡음이며,
    Figure 112009068977594-PAT00046
    는 상기 CoMP 세트에 포함된 기지국들을 제외한 인접 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CoMP 세트는,
    서빙 기지국으로부터 하나 이상의 인접 기지국을 포함하는 CoMP 후보 세트의 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 CoMP 후보 세트에 포함된 인접 기지국들을 기 설정된 개수의 인접 기지국들로 구성된 하나 이상의 상기 CoMP 세트로 구분하는 하는 단계에 의하여 형성되는,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 CoMP 세트들에 대한 조합 채널 품질 정보를 송신한 후, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 CoMP 세트들 중 CoMP 송신 지시 세트의 정보를 수신하는 단계;
    상기 CoMP 송신 지시 세트에 포함된 인접 기지국들 각각에 대응하여 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI)들을 측정하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국으로 상기 프리코딩 행렬 인덱스들을 송신하는 단계를 더 포함하는,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 CoMP 송신 지시 세트는
    상기 CoMP 세트들 중 상기 조합 채널 품질 정보에 기반하여 선택된 CoMP 세트인,
    단말의 채널 품질 정보 송신 방법.
  7. 연합 프로세싱(joint processing) 모드로 동작하는, CoMP(Coordinated Multi-Point) 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국으로부터 동일한 대역을 통해 신호들을 각각 수신하는 수신 모듈;
    상기 동일한 대역을 통해 수신된 신호들이 결합된 하나의 신호에 대한 조합 채널 품질 정보를 생성하는 프로세서; 및
    상기 조합 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 송신 모듈을 포함하는 CoMP 통신 시스템에서의 단말 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 조합 채널 품질 정보는,
    상기 CoMP 세트에 포함된 서빙 기지국 및 하나 이상의 인접 기지국 각각과 상기 단말 사이의 채널들이 결합된 조합 채널 정보를 이용하여 생성되는,
    CoMP 통신 시스템에서의 단말 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조합 채널 품질 정보(
    Figure 112009068977594-PAT00047
    )는
    Figure 112009068977594-PAT00048
    에 의하여 결정되는,
    단말 장치.
    (단,
    Figure 112009068977594-PAT00049
    또는
    Figure 112009068977594-PAT00050
    는 상기 조합 채널 정보이고,
    Figure 112009068977594-PAT00051
    은 상기 단말에서 수신한 잡음이며,
    Figure 112009068977594-PAT00052
    는 상기 CoMP 세트에 포함된 기지국들을 제외한 인 접 기지국들과 상기 단말 간의 간섭들의 합)
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