KR20130018220A

KR20130018220A - 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭 조정에 대한 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130018220A
Application number: KR1020127012233A
Authority: KR
Inventors: 서인권; 서한별; 김병훈; 김기준; 김학성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2013-02-20
Also published as: WO2011122833A3; CA2784035A1; US20160119907A1; JP5830522B2; JP2013524616A; AU2011233858B2; CN105813108B; JP2016036167A; CA2784035C; CN103039107A; US20150055502A1; WO2011122833A2; EP2553970A2; EP2553970B1; US9161236B2; JP2017092997A; KR101850720B1; JP6408049B2; JP6100862B2; CN103039107B

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭 조정에 대한 측정 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 1 기지국이 단말의 측정을 지원하는 방법은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하는 단계와, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하는 단계와, 측정 대상에 대한 정보를 단말에게 전송하는 단계와, 단말로부터 측정 대상에 대한 측정 결과를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 셀간 간섭 조정에 대한 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPRATUS FOR MEASUREMENT FOR INTER-CELL INTERFERENCE COORDINATION IN RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭 조정(inter-cell interference coordination)에 대한 측정(measurement) 방법 및 장치에 대한 것이다.

도 1은 매크로(macro) 기지국과 마이크로(micro) 기지국을 포함하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 본 문서에서 이종 네트워크(heterogeneous network)라는 용어는, 동일한 RAT(Radio Access Technology)를 사용하더라도 매크로 기지국(110)과 마이크로 기지국(121 및 122)이 공존하는 네트워크를 의미한다.

매크로 기지국(110)은 넓은 커버리지 및 높은 전송 전력을 가지고, 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다. 매크로 기지국(110)은 매크로 셀로 칭할 수도 있다.

마이크로 기지국(121 및 122)은, 예를 들어, 마이크로 셀(cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 홈(home) eNB(HeNB), 중계기(relay) 등으로 칭하여질 수도 있다. 마이크로 기지국(121 및 122)은 매크로 기지국(110)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서 독립적으로 작동할 수 있으며, 매크로 기지국이 커버하는 영역 내에 설치(overlay)되거나 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치 될 수 있는(non-overlay) 유형의 기지국이다. 마이크로 기지국(121 및 122)은 매크로 기지국(110)에 비하여 좁은 커버리지 및 낮은 전송 전력을 가지고 보다 적은 개수의 단말을 수용할 수 있다.

단말(131)은 매크로 기지국(110)으로부터 직접 서빙받을 수도 있고(이하 매크로-단말이라 함), 단말(132)은 마이크로 기지국(122)로부터 서빙받을 수도 있다(이하, 마이크로-단말이라 함). 어떤 경우에는, 마이크로 기지국(122)의 커버리지 내에 존재하는 단말(132)이 매크로 기지국(110)으로부터 서빙받을 수도 있다.

단말의 액세스 제한 여부에 따라 마이크로 기지국은 두 가지 타입으로 분류될 수 있다. 첫 번째 타입은 CSG(Closed Subscriber Group) 마이크로 기지국이고, 두 번째 타입은 OA (Open Access) 또는 OSC(Open Subscriber Group) 마이크로 기지국이다. CSG 마이크로 기지국은 허가 받은 특정 단말들만 서빙할 수 있고, OSG 마이크로 기지국은 별도의 액세스 제한 없이 모든 단말들을 서빙할 수 있다.

한편, 기지국과 단말 간의 무선 링크(Radio Link)는 다양한 원인에 의해서 그 품질이 저하될 수 있다. 단말이 기지국으로부터의 제어 신호를 수신할 수 없는 경우 또는 수신 신호의 품질이 현저하게 저하되는 경우를, 무선 링크 실패(Radio Link Failure; RLF)라 할 수 있다. 무선 링크 실패(RLF)를 처리하기 위해서 단말은 우선 물리 계층에서의 문제를 검출하고 물리 계층 문제의 복구를 시도하며, 복구에 실패하는 경우에는 RLF 를 검출한 것으로 판단하고 기지국으로 연결 재확립 요청(connection re-establishment request)을 전송할 수 있다.

전술한 이종 네트워크에서 매크로 기지국에 의하여 서빙받는 단말이 마이크로 기지국에 인접한 경우에, 마이크로 기지국으로부터의 강한 하향링크 신호로 인하여 매크로 단말이 수신하는 매크로 기지국으로부터의 하향링크 신호에 간섭이 발생할 수 있다. 또는, 마이크로 기지국에 의해서 서빙받는 단말이 매크로 기지국의 하향링크 신호로 인하여 강한 간섭을 받을 수도 있다. 이러한 간섭을 방지하기 위해서 예를 들어 매크로 기지국과 마이크로 기지국이 서로 구별되는 시간 또는 주파수 자원 영역(예를 들어 서로 다른 서브프레임 또는 서로 다른 자원블록)을 이용하는 것을 고려할 수 있다.

이와 같이 셀간 간섭을 회피하기 위한 방법을 적용하더라도, 매크로 기지국의 커버리지 내에 존재하는 매크로-단말이 마이크로 기지국으로부터의 간섭으로 인해서 매크로 기지국과의 무선 링크 실패(RLF)를 검출하고 매크로 기지국과 통신할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 특정 구간에서 마이크로 기지국이 송수신을 수행하는 경우에, 매크로-단말이 해당 특정 구간에서 매크로 기지국으로부터의 신호를 측정하게 되면, 해당 특정 구간을 제외한 구간에서는 매크로 기지국의 송수신에 문제가 없더라도 매크로-단말은 매크로 기지국과의 RLF 를 검출하게 될 수 있다.

본 발명에서는 단말이 다양한 하향링크 측정(예를 들어, RLF 검출에 대한 RLM(Radio Link Monitoring)을 위한 측정, 채널상태정보(Channel State Information; CSI) 보고를 위한 측정, 간섭의 측정, RRM(Radio Resource Management) 측정(참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP), 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ), 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI) 등의 측정))을 수행하는 자원 영역을 지정하여 줌으로써, 셀간 간섭 조정(ICIC)이 적용되는 경우에 단말이 정확하게 하향링크 측정을 수행하도록 하여, 시스템 효율을 높이는 방법 및 장치를 기술적 과제로 한다.

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.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 1 기지국이 단말의 측정을 지원하는 방법은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하는 단계; 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하는 단계; 상기 측정 대상에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 상기 측정 대상에 대한 측정 결과를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 측정을 수행하는 방법은, 제 1 기지국으로부터 측정 대상에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 측정 대상에 대한 측정을 수행하는 단계; 및 상기 측정의 결과를 상기 제 1 기지국에게 전송하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 측정 대상은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 측정을 지원하는 장치는, 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 통한 제 1 기지국의 송수신을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하고, 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하고, 상기 측정 대상에 대한 정보를 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 전송하고, 상기 단말로부터 상기 측정 대상에 대한 측정 결과를 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측정을 수행하는 단말은, 제 1 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 제 1 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 기지국으로부터 측정 대상에 대한 정보를 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고, 상기 측정 대상에 대한 측정을 수행하고, 상기 측정의 결과를 상기 제 1 기지국에게 상기 전송 모듈을 통하여 전송하도록 구성될 수 있으며, 상기 측정 대상은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 결정될 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.

상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 간섭을 받지 않는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함할 수 있다. 또는, 상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 일정한 간섭을 받는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함할 수 있다.

상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임, 제어 영역, 데이터 영역, 슬롯, OFDM 심볼, 자원 블록 및 안테나 포트 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임, 제어 영역, 데이터 영역, 슬롯, OFDM 심볼, 자원 블록 및 안테나 포트 중에서 하나 또는 복수개의 조합을 통해서 단말이 측정을 수행할 영역을 제한할 수 있다. 또한, 상기 측정 대상에 대한 정보는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 전송될 수 있다.

상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 2 기지국의 하나 이상의 하향링크 서브프레임의 각각이, 일반 서브프레임, ABS(Almost Blank Subframe), MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network) 서브프레임, 또는 ABS-with-MBSFN 로 설정되는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임 경계와 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 경계의 오프셋(offset)을 포함할 수 있다.

상기 측정 결과는, RLM(Radio Link Monitoring), CSI(Channel State Information), 간섭(Interference) 및 RRM(Radio Resource Management)에 대한 측정 결과 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 RRM에 대한 측정 결과는 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ)을 포함하고, 상기 RSRQ 는 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP) 및 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI)에 의해서 측정되며, 상기 RSRQ, RSRP 및 RSSI 중 하나 이상을 위한 상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 특정 하향링크 서브프레임의 모든 OFDM 심볼로 상기 단말에 의한 측정이 수행되는 영역을 제한할 수 있다.

상기 제 1 기지국은 상기 제 2 기지국으로부터 간섭을 받는 기지국일 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 셀간 간섭 조정(ICIC)이 적용되는 경우에 단말이 정확하게 하향링크 측정을 수행할 수 있는 방법 및 장치가 제공되어, 시스템 효율을 높이는 효과를 얻을 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.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 이종 네트워크 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 7은 기존의 3GPP LTE 시스템에서 정의하는 CRS 및 DRS 패턴을 나타내는 도면이다.
도 8은 SRS 심볼을 포함하는 상향링크 서브프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 FDD 모드 중계기의 송수신부 기능 구현의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 중계기로부터 단말의 전송 및 기지국으로부터 중계기로의 하향링크 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 커버리지 홀을 나타내는 도면이다.
도 12 내지 18 은 단말의 하향링크 측정에 사용되는 자원에 대한 본 발명의 예시들을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 간섭 셀 서브프레임의 설정에 따른 간섭량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀간 간섭 조정에 대한 단말의 하향링크 측정 방법 및 이를 지원하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 기지국 장치 및 단말 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

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.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2 를 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (Subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.

일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 2(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 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. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 N^DL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

다중안테나( MIMO ) 시스템의 모델링

도 6은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 N _T 개로, 수신 안테나의 수를 N _R 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(R _o )에 레이트 증가율(R _i )이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 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, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.

다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 N _T 개의 송신 안테나와 N _R 개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.

송신 신호를 살펴보면, N _T 개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 N _T 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

각각의 전송 정보

는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을

라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

또한,

는 전송 전력의 대각행렬

를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.

전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬

가 적용되어 실제 전송되는 N _T 개의 송신신호

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬

는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.

는 벡터

를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기에서,

는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.

는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.

수신신호는 N _R 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호

은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.

다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을

로 표시하기로 한다.

에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

한편, 도 6(b)은 N _T 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 6(b)에서, 총 N _T 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, N _T 개의 송신 안테나로부터 N _R 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.

실제 채널에는 채널 행렬

를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. N _R 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음

은 다음과 같이 표현될 수 있다.

상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.

한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬

의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬

에서 행의 수는 수신 안테나의 수 N _R 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N _T 와 같다. 즉, 채널 행렬

는 행렬이 N _R ×N _T 된다.

행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬

의 랭크(

)는 다음과 같이 제한된다.

랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.

참조 신호 ( Reference Signal ; RS )

무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다.

다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.

하향링크 참조신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호(Common Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal; DRS)가 있다. 이러한 참조신호들에 의해 채널 추정 및 복조를 위한 정보가 제공될 수 있다.

수신측(단말)은 CRS로부터 채널의 상태를 추정하여 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신측(기지국)으로 피드백할 수 있다. CRS는 셀-특정(cell-specific) 참조신호라 불릴 수도 있다. 또는 CQI/PMI/RI 와 같은 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)의 피드백과 관련된 RS를 별도로 CSI-RS로 정의할 수도 있다.

한편, DRS는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고, 해당 PDSCH가 매핑된 경우에만 DRS가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있다. DRS는 단말-특정(UE-specific) 참조신호 또는 복조용 참조신호(Demodulation Reference Signal; DMRS)라 불릴 수도 있다.

도 7은 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8)에서 정의하는 CRS 및 DRS가 하향링크 자원블록 상에 매핑되는 패턴을 나타내는 도면이다. 참조신호가 매핑되는 단위로서의 하향링크 자원블록은 시간 상으로 하나의 서브프레임 × 주파수 상으로 12 부반송파의 단위로 표현될 수 있다. 즉, 하나의 자원블록은 시간 상으로 일반 CP의 경우(도 7(a))에는 14 개의 OFDM 심볼 길이, 확장된 CP의 경우(도 7(b))에는 12 개의 OFDM 심볼 길이를 가진다.

도 7은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 참조신호의 자원블록 상 위치를 나타낸다. 도 7에서 '0', '1', '2' 및 '3' 으로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편, 도 7에서 'D'로 표시된 자원 요소는 DRS의 위치를 나타낸다.

이하에서는 CRS에 대하여 구체적으로 설명한다.

CRS는 물리 안테나단의 채널을 추정하기 위해 사용되며, 셀 내에 있는 모든 단말(UE)들이 공통적으로 수신할 수 있는 참조신호로서, 전대역에 걸쳐 분포한다. CRS는 채널 상태 정보 (CSI) 획득 및 데이터 복조의 목적으로 사용될 수 있다.

CRS는 송신측(기지국)의 안테나 구성에 따라 다양한 형태로 정의된다. 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 시스템은 다양한 안테나 구성(Antenna configuration)을 지원하며, 하향링크 신호 송신측(기지국)은 단일 안테나, 2 전송 안테나, 4 전송 안테나 등 3 종류의 안테나 구성을 가진다. 기지국이 단일 안테나 전송을 하는 경우에는 단일 안테나 포트를 위한 참조신호가 배치된다. 기지국이 2 안테나 전송을 하는 경우에는 2개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 시간분할다중화(Time Division Multiplexing) 및/또는 주파수분할다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 배치된다. 즉, 2 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 상이한 시간 자원 및/또는 상이한 주파수 자원에 배치되어 서로 구별될 수 있다. 또한, 기지국이 4 안테나 전송을 하는 경우에는 4개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 TDM/FDM 방식으로 배치된다. CRS를 통해 하향링크 신호 수신측(단말)에 의하여 추정된 채널 정보는 단일 안테나 전송(Single Antenna Transmission), 전송 다이버시티(Transmit diversity), 폐-루프 공간 다중화(Closed-loop Spatial multiplexing), 개-루프 공간 다중화(Open-loop Spatial multiplexing), 다중-사용자(Multi-User) MIMO(MU-MIMO) 등의 전송 기법으로 송신된 데이터의 복조를 위해 사용될 수 있다.

다중 안테나를 지원하는 경우, 어떤 안테나 포트에서 참조신호를 전송할 때에 참조신호 패턴에 따라 지정된 자원요소(RE) 위치에 참조신호를 전송하고, 다른 안테나 포트를 위해 지정된 자원요소(RE) 위치에는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.

CRS가 자원 블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 12에 따른다.

수식 12에서, k 는 부반송파 인덱스이고, l은 심볼 인덱스이며, p는 안테나 포트 인덱스이다.

는 하나의 하향링크 슬롯의 OFDM 심볼의 개수이고,

는 하향링크에 할당된 자원블록의 개수이고,

는 슬롯 인덱스이고,

는 셀 ID를 의미한다. mod 는 모듈러 연산을 의미한다. 주파수 영역에서 참조신호의 위치는 V_shift 값에 의존한다. V_shift 값은 또한 셀 ID에 의존하므로, 참조신호의 위치는 셀 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.

구체적으로는, CRS를 통한 채널 추정 성능을 높이기 위해 셀 별로 CRS의 주파수 영역 상의 위치를 시프트(shift)시켜 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 참조신호가 3 부반송파 마다 위치하는 경우에, 어떤 셀은 3k 의 부반송파 상에, 다른 셀은 3k+1의 부반송파 상에 배치 되도록 할 수 있다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조신호는 주파수 영역에서 6 RE 간격(즉, 6 부반송파 간격)으로 배치되고, 다른 안테나 포트를 위한 참조신호가 배치되는 RE 와는 주파수 영역에서 3 RE 간격을 유지한다.

또한, CRS에 대해서 전력 부스팅(power boosting)이 적용될 수 있다. 전력 부스팅이란, 하나의 OFDM 심볼의 자원요소(RE)들 중 참조신호를 위해 할당된 RE가 아닌 다른 RE로부터 전력을 가져와서 참조신호를 보다 높은 전력으로 전송하는 것을 의미한다.

시간 영역에서 참조신호 위치는 각 슬롯의 심볼 인덱스 (l) 0을 시작점으로 하여 일정한 간격으로 배치된다. 시간 간격은 CP 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4에 위치하며, 확장된 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 3에 위치한다. 하나의 OFDM 심볼에는 최대 2개의 안테나 포트를 참조신호만이 정의된다. 따라서 4 전송 안테나 전송 시, 안테나 포트 0 및 1을 위한 참조신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4 (확장된 CP 경우는 심볼 인덱스 0 및 3)에 위치하며, 안테나 포트 2 및 3을 위한 참조신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1에 위치한다. 단, 안테나 포트 2 및 3을 위한 참조신호의 주파수 위치는 2 번째 슬롯에서는 서로 스위칭된다.

기존의 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 시스템보다 높은 스펙트럼 효율성(Spectral Efficiency)를 지원하기 위하여, 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템(예를 들어, LTE-A 시스템)을 설계할 수 있다. 확장된 안테나 구성은, 예를 들어, 8개의 전송 안테나 구성일 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템에서 기존의 안테나 구성에서 동작하는 단말들을 지원, 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 지원할 필요가 있다. 따라서, 기존의 안테나 구성에 따른 참조신호 패턴을 지원하고, 추가적인 안테나 구성에 대한 새로운 참조신호 패턴을 설계할 필요가 있다. 여기서, 기존의 안테나 구성을 가진 시스템에 새로운 안테나 포트를 위한 CRS를 추가하게 되면 참조신호 오버헤드가 급격하게 증가하여 데이터 전송률을 떨어뜨리는 단점이 있다. 위와 같은 사항을 고려하여 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 새로운 안테나 포트를 위한 채널 상태 정보(CSI) 측정을 위한 별도의 참조신호 (CSI-RS)가 도입될 수 있다.

이하에서는 DRS에 대하여 구체적으로 설명한다.

DRS (또는 단말-특정 참조신호)는 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호로, 다중안테나 전송을 할 때 특정 단말에 사용되는 프리코딩 가중치를 참조신호에도 그대로 사용함으로써 단말이 참조신호를 수신했을 때에 각 송신안테나에서 전송되는 프리코딩 가중치와 전송 채널이 결합된 균등 채널(Equivalent channel)을 추정할 수 있도록 한다.

기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8)은 최대 4 송신 안테나 전송을 지원하고, 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS가 정의되어 있다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 안테나 포트 인덱스 5 에 대한 참조신호로 표시되기도 한다. DRS가 자원블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 13 및 14에 따른다. 수식 13은 일반 CP의 경우에 대한 것이고, 수식 14는 확장된 CP의 경우에 대한 것이다.

수식 13 및 14에서, k 는 부반송파 인덱스이고, l은 심볼 인덱스이며, p는 안테나 포트 인덱스이다.

는 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내며 부반송파의 개수로 표현된다.

는 물리자원블록 넘버를 나타낸다.

는 대응하는 PDSCH 전송의 자원 블록의 대역폭을 나타낸다.

는 슬롯 인덱스이고,

한편, 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 높은 차수(order)의 MIMO, 다중-셀 전송, 발전된 MU-MIMO 등이 고려되고 있는데, 효율적인 참조신호의 운용과 발전된 전송 방식을 지원하기 위하여 DRS 기반의 데이터 복조를 고려하고 있다. 즉, 기존의 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 에서 정의하는 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS (안테나 포트 인덱스 5)와는 별도로, 추가된 안테나를 통한 데이터 전송을 지원하기 위하여 2 이상의 레이어에 대한 DRS를 정의할 수 있다.

협력형 다중-포인트 ( Cooperative Multi - Point ; CoMP )

3GPP LTE-A 시스템의 개선된 시스템 성능 요구조건에 따라서, CoMP 송수신 기술 (co-MIMO, 공동(collaborative) MIMO 또는 네트워크 MIMO 등으로 표현되기도 함)이 제안되고 있다. CoMP 기술은 셀-경계(cell-edge)에 위치한 단말의 성능을 증가시키고 평균 섹터 수율(throughput)을 증가시킬 수 있다.

일반적으로, 주파수 재사용 인자(frequency reuse factor)가 1 인 다중-셀 환경에서, 셀-간 간섭(Inter-Cell Interference; ICI)으로 인하여 셀-경계에 위치한 단말의 성능과 평균 섹터 수율이 감소될 수 있다. 이러한 ICI를 저감하기 위하여, 기존의 LTE 시스템에서는 단말 특정 전력 제어를 통한 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse; FFR)과 같은 단순한 수동적인 기법을 이용하여 간섭에 의해 제한을 받은 환경에서 셀-경계에 위치한 단말이 적절한 수율 성능을 가지도록 하는 방법이 적용되었다. 그러나, 셀 당 주파수 자원 사용을 낮추기보다는, ICI를 저감하거나 ICI를 단말이 원하는 신호로 재사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, CoMP 전송 기법이 적용될 수 있다.

하향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 크게 조인트-프로세싱(joint processing; JP) 기법 및 조정 스케줄링/빔포밍 (coordinated scheduling/beamforming; CS/CB) 기법으로 분류할 수 있다.

JP 기법은 CoMP 협력 단위의 각각의 포인트(기지국)에서 데이터를 이용할 수 있다. CoMP 협력 단위는 협력 전송 기법에 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 기법은 조인트 전송(Joint Transmission) 기법과 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 기법으로 분류할 수 있다.

조인트 전송 기법은, PDSCH 가 한번에 복수개의 포인트(CoMP 협력 단위의 일부 또는 전부)로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 단일 단말로 전송되는 데이터는 복수개의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 조인트 전송 기법에 의하면, 코히어런트하게(coherently) 또는 넌-코히어런트하게 (non-coherently) 수신 신호의 품질이 향상될 수 있고, 또한, 다른 단말에 대한 간섭을 능동적으로 소거할 수도 있다.

동적 셀 선택 기법은, PDSCH가 한번에 (CoMP 협력 단위의) 하나의 포인트로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 특정 시점에서 단일 단말로 전송되는 데이터는 하나의 포인트로부터 전송되고, 그 시점에 협력 단위 내의 다른 포인트는 해당 단말에 대하여 데이터 전송을 하지 않으며, 해당 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.

한편, CS/CB 기법에 의하면 CoMP 협력 단위들이 단일 단말에 대한 데이터 전송의 빔포밍을 협력적으로 수행할 수 있다. 여기서, 데이터는 서빙 셀에서만 전송되지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 해당 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의하여 결정될 수 있다.

한편, 상향링크의 경우에, 조정(coordinated) 다중-포인트 수신은 지리적으로 떨어진 복수개의 포인트들의 조정에 의해서 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 조인트 수신(Joint Reception; JR) 및 조정 스케줄링/빔포밍(coordinated scheduling/beamforming; CS/CB)으로 분류할 수 있다.

JR 기법은 PUSCH 를 통해 전송된 신호가 복수개의 수신 포인트에서 수신되는 것을 의미하고, CS/CB 기법은 PUSCH 가 하나의 포인트에서만 수신되지만 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의해 결정되는 것을 의미한다.

사운딩 참조 신호( SRS )

사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal; SRS)는 주로 기지국이 채널 품질 측정을 하여 상향링크 상에서 주파수-선택적(frequency-selective) 스케줄링을 위해 사용되며, 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보 전송과 연관되지는 않는다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, SRS는 향상된 전력 제어의 목적 또는 최근에 스케줄링되지 않은 단말들의 다양한 시작 기능(start-up function)을 지원하는 목적으로 사용될 수도 있다. 시작 기능은, 예를 들어, 초기 변조및코딩 기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 데이터 전송을 위한 초기 전력 제어, 타이밍 정렬(timing advance) 및 주파수 반-선택적 스케줄링 (서브프레임의 첫 번째 슬롯에서는 주파수 자원이 선택적으로 할당되고 두 번째 슬롯에서는 다른 주파수로 유사-무작위(pseudo-random)적으로 호핑되는 스케줄링) 등을 포함할 수 있다.

또한, SRS 는 무선 채널이 상향링크와 하향링크 간에 상호적인(reciprocal)이라는 가정하에 하향링크 채널 품질 측정을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 가정은, 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 대역을 공유하고 시간 영역에서 구별되는 시분할듀플렉스(time division duplex ;TDD) 시스템에서 특히 유효하다.

셀 내의 임의의 단말에 의하여 SRS가 전송되는 서브프레임은 셀-특정 브로드캐스트 시그널링에 의하여 지시된다. 4-비트의 셀-특정 'srsSubframeConfiguration' 파라미터는 각각의 무선 프레임 내에서 SRS가 전송될 수 있는 서브프레임의 15 가지 가능한 구성들을 나타낸다. 이러한 구성에 의해 네트워크 배치 시나리오에 따라 SRS 오버헤드를 조정할 수 있는 유연성이 제공될 수 있다. 상기 파라미터의 나머지 하나(16 번째)의 구성은 셀 내의 SRS 전송을 완전히 끄는(switch-off) 것으로, 예를 들어, 주로 고속의 단말들을 서빙하는 셀에 적절할 수 있다.

도 8에서 도시하는 바와 같이, SRS는 항상 구성된 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼 상에서 전송된다. 따라서, SRS와 복조용 참조신호(DeModulation Reference Signal; DMRS)는 상이한 SC-FDMA 심볼 상에 위치된다. PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위해 지정된 SC-FDMA 심볼 상에서 허용되지 않으며, 이에 따라 사운딩 오버헤드가 가장 높은 경우 (즉, 모든 서브프레임에서 SRS 전송 심볼이 존재하는 경우)에도 대략 7% 를 넘지 않는다.

각각의 SRS 심볼은 주어진 시간 단위 및 주파수 대역에 대하여 기본 시퀀스(랜덤 시퀀스 또는 ZC(Zadoff-Chu)-기반 시퀀스 집합)에 의하여 생성되고, 셀 내의 모든 단말은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 시간 단위 및 동일한 주파수 대역에서 셀 내의 복수개의 단말로부터의 SRS 전송은, 해당 복수개의 단말들에게 할당되는 기본 시퀀스의 상이한 순환 시프트(cyclic shifts)에 의하여 직교적으로(orthogonally) 구별된다. 상이한 셀의 SRS 시퀀스는 셀 마다 상이한 기본 시퀀스를 할당함으로써 구별될 수 있지만, 상이한 기본 시퀀스들 간에 직교성은 보장되지 않는다.

중계기

중계기는, 예를 들어, 고속 데이터 레이트 커버리지의 확대, 그룹 이동성의 향상, 임시 네트워크 배치, 셀 경계 수율의 향상 및/또는 새로운 영역에 네트워크 커버리지를 제공하기 위하여 고려될 수 있다.

중계기는 기지국과 단말 사이의 송수신을 전달(forwarding)하는 역할을 하며, 각각의 반송파 주파수 대역에 속성이 상이한 두 종류의 링크(백홀 링크 및 액세스 링크)가 적용된다. 기지국은 도너 셀(donor cell)을 포함할 수 있다. 중계기는 도너 셀을 통하여 무선-액세스 네트워크와 무선으로 접속된다.

기지국과 중계기 간의 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 상향링크로 표현할 수 있다. 여기서, 주파수 대역은 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이고, 서브프레임은 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이다. 유사하게, 중계기와 단말(들) 간의 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 상향링크로 표현할 수 있다.

기지국에는 상향링크 수신 및 하향링크 전송의 기능이 요구되고, 단말에게는 상향링크 전송 및 하향링크 수신의 기능이 요구된다. 한편, 중계기에는 기지국으로의 백홀 상향링크 전송, 단말로부터의 액세스 상향링크 수신, 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신 및 단말로의 액세스 하향링크 전송의 기능이 모두 요구된다.

도 9는 FDD 모드 중계기의 송수신부 기능 구현의 일례를 나타내는 도면이다. 중계기의 수신 기능을 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 기지국으로부터의 하향링크 수신 신호는 듀플렉서(911)를 거쳐 FFT(Fast Fourier Transform) 모듈(912)로 전달되고 OFDMA 기저대역(Baseband) 수신 프로세스(913)가 수행된다. 단말로부터의 상향링크 수신 신호는 듀플렉서(921)를 거쳐 FFT 모듈(922)로 전달되고 DFT-s-OFDMA(Discrete Fourier Transform-spread-OFDMA) 기저대역 수신 프로세스(923)가 수행된다. 기지국으로부터의 하향링크 신호 수신 프로세스와 단말로부터의 상향링크 신호 수신 프로세스는 동시에 병렬적으로 수행될 수 있다. 한편, 중계기의 전송 기능을 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 기지국으로의 상향링크 전송 신호는 DFT-s-OFDMA 기저대역 전송 프로세스(933), IFFT(Inverse FFT) 모듈(932) 및 듀플렉서(931)를 통해 전송된다. 단말로의 하향링크 전송 신호는 OFDM 기저대역 전송 프로세스(943), IFFT 모듈(942) 및 듀플렉서(941)를 통해 전송된다. 기지국으로의 상향링크 신호 전송 프로세스와 단말로의 하향링크 신호 전송 프로세스는 동시에 병렬적으로 수행될 수 있다. 또한, 일방향으로 도시된 듀플렉서들은 하나의 양방향 듀플렉서에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉서(911)와 듀플렉서(931)는 하나의 양방향 듀플렉서로 구현될 수 있고, 듀플렉서(921)와 듀플렉서(941)는 하나의 양방향 듀플렉서로 구현될 수 있다. 양방향 듀플렉서인 경우에, 하나의 양방향 듀플렉서에서 특정 반송파 주파수 대역 상의 송수신에 연관되는 IFFT 모듈 및 기저대역 프로세스 모듈 라인이 분기되는 것으로 구현될 수도 있다.

한편, 중계기의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에 따라 동작하는 단말(이하, 레거시(legacy) 단말이라 함)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.

단말에서 중계기를 인식하는지 여부에 따라 중계기는 트랜스패런트(transparent) 중계기 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 중계기로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.

중계기의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 중계기 또는 스스로 셀을 제어하는 중계기로 구분될 수 있다.

도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기는 중계기 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 중계기 자신의 셀 아이덴터티(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM의 나머지 부분들은 중계기에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기라 한다. 바람직하게는, 이러한 중계기는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 중계기(decode-and-forward relays), L2(제2계층) 중계기들의 다양한 종류들 및 타입-2 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

스스로 셀을 제어하는 중계기의 경우에, 중계기는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고, 중계기에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 중계기에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 중계기에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 중계기, L3(제3계층) 중계기, 타입-1 중계기 및 타입-1a 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

타입-1 중계기는 인-밴드 중계기로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈-8에서 정의함)를 가지고, 중계기는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 중계기로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 중계기로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 중계기는 레거시 기지국(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 중계기는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.

타입-1a 중계기는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 중계기와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 중계기의 동작은 L1(제1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.

타입-2 중계기는 인-밴드 중계기로서, 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 중계기는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 중계기의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 중계기는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.

한편, 중계기가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.

중계기에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(Time Division Multiplexing; TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).

FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 중계기의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 중계기의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.

인-밴드 중계기의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 송신단으로부터 전송되는 신호가 중계기의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 중계기의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 중계기에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 충분히 이격시켜(예를 들어, 지상/지하에) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.

이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 중계기가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 중계기로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 중계기로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 도 10에서는 제 1 서브프레임(1010)은 일반 서브프레임으로서 중계기로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 제 2 서브프레임(1020)은 MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network) 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역(1021)에서는 중계기로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 물리하향링크제어채널(PDCCH)의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 중계기는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 중계기로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (제 2 서브프레임(1020))상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 중계기는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여, 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)에서 PDCCH가 중계기로부터 단말로 전송되므로 중계기에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 중계기는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 중계기에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.

MBSFN 서브프레임을 이용하는 제 2 서브프레임(1022)에 대하여 구체적으로 설명한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)은 중계기 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 중계기 비-청취 구간은 중계기가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1, 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 중계기 비-청취 구간(1021)에서 중계기는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역(1022)에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 중계기는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 중계기가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역(1022)의 처음 일부 구간에서 중계기가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 중계기가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 중계기의 수신/송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간(GT)이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k=1) 개의 시간 샘플(time sample, Ts) 값으로 주어질 수있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 중계기 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬(timing alignment) 관계에 따라서, 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간 (1022) 에서 중계기는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 이를 중계기 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다.

무선 링크 실패( RLF ) 관련 동작

기지국과 단말간의 무선 링크 실패(Radio Link Failure; RLF)가 발생할 수 있다. 무선 링크 실패란 기지국과 단말 간의 무선 링크의 품질이 저하되어 신호 송수신이 어려운 상태를 의미한다. 이하에서는 RLF 를 검출하고 새로운 무선 링크를 찾는 과정에 대해서 설명한다.

3GPP LTE 시스템에서는 기지국과 단말 간의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 RRC_CONNECTED 상태와 RRC_IDLE 상태로 정의할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태는 기지국과 단말 간의 RRC 연결이 확립된(established) 상태를 의미하고, 단말은 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다. RRC_IDLE 상태는 기지국과 단말 간의 RRC 연결이 해제된(released) 상태를 의미한다.

무선 링크 실패(RLF) 관련 동작은, (1) RRC_CONNECTED 상태에서 물리 계층 문제(physical layer problems)의 검출, (2) 물리 계층 문제의 복구(recovery) 및 (3) RLF 검출로 설명할 수 있다.

(1) 단말이 N310 으로 정의되는 소정의 값 만큼 연속적인 "out-of-sync" 지시(indications)를 하위 계층으로부터 받게 되면, 단말은 T310이라고 정의되는 타이머를 구동시킨다. "out-of-sync" 지시는 단말이 서빙 기지국으로부터의 신호를 측정하여, 채널 품질이 일정한 레벨 이하로 떨어지는 경우에 발생하는 이벤트이다. 여기서, 채널 품질은 기지국으로부터의 하향링크 신호 중에서 셀-특정 참조신호(CRS)를 이용하여 측정되는 SNR(Signal-to-Noise Ratio)로부터 측정될 수 있다. 또는, "out-of-sync" 지시는 하위 계층(물리 계층)에서 수신하는 PDCCH의 복조가 불가능하거나 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)가 낮을 때 상위 계층으로 제공될 수 있다. 또한, N310 및 T310는 상위계층 파라미터로서 미리 정의된 값으로 주어질 수 있다.

(2) T310 타이머가 구동되고 있는 중에 단말이 N311 로 정의되는 소정의 값 만큼 연속적인 "in-sync" 지시(indications)를 하위계층으로부터 받게 되면, 단말은 T310 타이머를 정지한다. N311은 상위계층 파라미터로서 미리 정의된 값으로 주어질 수 있다.

(3) 단말은 T310 타이머의 만료(expiry) 시에 RLF 가 검출된 것으로 판단하고, 연결 재확립 과정(connection re-establishment procedure)을 개시한다. T310 타이머가 만료되는 것은 T310 타이머가 구동 중간에 정지하지 않고 정해진 시간(T310)에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 연결 재확립 과정이란, 단말이 기지국으로 'RRC 연결 재확립 요청' 메시지를 보내고, 기지국으로부터 'RRC 연결 재확립' 메시지를 수신하고, 기지국으로 'RRC 연결 재확립 완료' 메시지를 보내는 과정이다. RLF 관련 동작에 대한 구체적인 사항은 3GPP 표준 문서 TS36.331의 5.3.11 절을 참고할 수 있다.

전술한 바와 같이, RLF 과정은 송신기와 수신기 사이의 링크 상황이 악화되면, 단말이 내부 타이머를 동작시키는 동안에 링크 악화 상태가 지속되는 경우에, 새로운 링크를 찾는 과정이라 할 수 있다. 기존의 3GPP LTE 표준에 따른 시스템에서는 기지국과 단말 간의 링크(Uu 링크)에 대한 예측이 어렵기 때문에, 전술한 바와 같이, N310, N311, T310 등의 파라미터에 기초하여 RLF 검출 여부를 판정하게 된다.

셀간 간섭 조정을 위한 측정 동작 ( operation of measurement for ICIC )

도 1을 다시 참조하여 매크로 기지국으로부터 매크로-단말로의 하향링크에 대한 마이크로 기지국의 셀간 간섭이 발생하는 경우에 대해 설명한다. 예를 들어, 마이크로 기지국(122)은 특정 단말에게만 액세스를 허용하는 CSG 셀인 것으로 가정한다. 또한, 단말(132)은 매크로 기지국(110)에 의해 서빙받는 매크로-단말인 것으로 가정한다. 즉, 단말(132)은 마이크로 기지국(122)의 CSG 에 포함되지 않는 것으로 가정한다. 이 경우, 단말(132)은 마이크로 기지국(122)의 커버리지 내에 위치하지만, 해당 마이크로 기지국(122)에 액세스할 수 없으므로, 멀리 떨어진 매크로 기지국(110)과 송수신을 수행할 수 있다. 그 결과 단말(132)은 하향링크 수신에 있어서 마이크로 기지국(122)으로부터 매우 강한 간섭을 받게 된다.

이러한 셀간 간섭을 조정하기 위한 여러가지 방안을 고려할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 기지국이 매크로 기지국에게 간섭을 주는 경우를 가정하여 설명한다. 셀간 간섭 조정 방안으로, 마이크로 기지국과 마이크로-단말 간의 상향링크/하향링크 전송 자원을 시간/공간적으로 시프트시킴으로써 매크로 기지국과 매크로-단말 간의 상향링크/하향링크 품질에 미치는 영향을 줄이는 방안, 매크로 기지국의 하향링크 신호 중에서 매크로-단말과의 무선 링크를 유지하는데 필수적인 부분(예를 들어, CRS)에 대해서는 마이크로 기지국의 하향링크에서 펑처링함으로써 영향을 줄이는 방안 등을 고려할 수 있다. 또한, 매크로 기지국에 대한 마이크로 기지국의 영향을 줄이기 위한 방법의 하나로, 마이크로 기지국은 특정 구간(예를 들어, 시간 상에서 홀수번째 서브프레임 또는 주파수 상에서 일부 RB)에서만 전송을 하도록 하는 방안도 고려할 수 있다.

그러나 위와 같은 셀간 간섭 조정 방안들을 적용하는 경우에도 매크로 기지국과 매크로-단말의 RLF 가 발생할 수도 있다. 예를 들어, 매크로-단말이 매크로 기지국으로부터 멀리 떨어져 위치하며 매크로 기지국에 의해 서빙 받는 경우에, 매크로-단말에 인접한 마이크로 기지국으로부터의 강한 간섭에 의해서, 매크로-단말이 매크로 기지국과의 무선링크품질이 매우 낮은 것으로 검출할 수 있다. RLF가 발생할 경우, 매크로-단말은 매크로 기지국과의 무선 링크가 송수신에 적합하지 않다고 판단하여, 적합한 새로운 셀을 찾기 위한 과정을 수행하게 된다. 특히, 전술한 셀간 간섭 조정 방안 중에서 마이크로 기지국이 특정 구간에서만 전송을 수행하는 방안을 적용하는 경우에, 해당 특정 구간을 제외한 나머지 구간에서는 매크로 기지국의 동작에 문제가 없음에도 불구하고, 단말이 RLF 를 검출하고 다른 셀을 찾는 과정이 수행되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 경우에, 마이크로 기지국의 커버리지 및 그 주변 영역은 매크로 기지국의 커버리지에 속함에도 불구하고 매크로 단말과 매크로 기지국 간의 송수신이 수행되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같이 매크로 기지국의 송수신이 마이크로 기지국에 의해 방해되는 영역을 커버리지 홀(coverage hole)이라고 표현할 수 있다.

도 11 은 커버리지 홀을 나타내는 도면이다. 도 11 에서 도시하는 바와 같이, 매크로 기지국의 커버리지 내에 복수개의 마이크로 기지국이 존재하는 경우에, 마이크로 기지국의 강한 간섭으로 인해서 매크로-단말과 매크로 기지국의 송수신이 방해되는 커버리지 홀이 발생할 수 있다.

전술한 바와 같이 기존의 셀간 간섭 조정(ICIC) 방안이 적용되는 경우에도, 단말이 기존의 방식과 동일하게 무선 링크를 측정한다면 위와 같은 커버리지 홀의 발생과 같은 문제를 해결할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 셀간 간섭으로 인해 발생할 수 있는 RLF로 인한 커버리지 홀을 방지하거나 또는 CSI 측정, RRM 측정 등에 대해서 단말이 무선 링크의 채널 품질을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위하여, 기지국으로부터 단말로의 하향링크 채널 품질을 단말이 측정할 때에, 측정의 대상이 되는 자원 영역을 지정하는 방안에 대하여 제안한다. 본 발명에 따르면, 단말이 측정할 하향링크 자원(시간 자원, 주파수 자원 및/또는 공간 자원)에 대하여 시그널링함으로써, 셀간 간섭이 크게 작용하는 경우에도 단말이 무선 자원의 품질을 올바르게 측정할 수 있도록 하며, 불필요한 RLF 발생 등의 문제를 방지할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 다양한 실시예들은 매크로 기지국의 커버리지 내에 예를 들어 CSG 셀들이 존재하는 경우에 효과적일 수 있다.

이하의 설명에서는 명확성을 위해서 서로 간섭을 주고 받는 2 개의 셀을 가정하고, 간섭을 받는 셀(피해 셀(victim cell)로도 표현할 수 있음)이 자신이 서빙하는 단말(피해 단말(victim UE)로도 표현할 수 있음)에게 해당 단말이 측정할 하향링크 자원을 시그널링하는 방안에 대하여 설명한다. 여기서, 간섭을 주는 셀은 간섭 셀(interfering cell) 또는 침해 셀(aggressor cell)로도 표현할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국과 펨토 기지국이 공존하는 네트워크의 경우에는 펨토 기지국의 커버리지 내에 위치하는 매크로 단말이 피해 단말이 되고, 펨토 셀이 침해 셀이 될 수 있다. 또는, 매크로 기지국과 피코 기지국이 공존하는 네트워크의 경우에는 피코 기지국의 확장된 영역 내에서 피코 기지국에 의해 서빙받는 단말이 피해 단말이 되고, 매크로 기지국이 침해 셀이 될 수 있다.

전술한 예시에서는 설명의 편의를 위하여 매크로 기지국이 피해 셀이고 마이크로 기지국이 간섭 셀인 경우를 가정하여 설명하였지만, 그 외의 경우에도 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 기지국으로부터의 하향링크 신호를 마이크로-단말이 측정하는 경우에, 매크로 기지국으로부터의 강한 간섭이 존재하는 경우에도 본 발명에서 설명하는 동일한 원리가 적용될 수 있다. 또는, 2 개의 매크로 셀 간에 간섭이 존재하는 경우에도 본 발명에서 설명하는 동일한 원리가 적용될 수 있다. 즉, 임의의 2 개의 셀 간에 간섭이 발생할 수 있는 경우에 본 발명의 다양한 실시예들이 적용될 수 있음을 명시한다.

또한, 전술한 예시에서는 본 발명의 원리가 적용될 수 있는 경우로서, 셀간 간섭이 크게 작용하는 경우에 피해 단말에서 불필요한 RLF 를 검출하는 것을 방지하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 하향링크 측정 자원을 지정한다는 기본 원리는, 셀간 간섭이 존재하는 경우에 피해 단말이 하향링크 측정을 정확하고 효율적으로 수행하도록 할 수도 있고, 어떤 단말에 인접한 이웃 셀로부터의 하향링크를 측정하는 자원을 지정하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 제안하는 하향링크 측정 자원의 지정 방안은, 단말의 다양한 하향링크 측정 기법(scheme)에 적용될 수 있음을 밝힌다.

달리 표현하자면, 본 발명에서 단말의 하향링크 측정은, RLF 를 방지하기 위한 RLM(Radio Link Monitoring), 채널상태정보(Channel State Information; CSI) 보고를 위한 측정, 간섭의 측정, RRM(Radio Resource Management) 측정 등을 모두 포함하는 개념이다. RRM 측정은, 예를 들어, 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP), 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ), 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI) 등의 측정을 포함할 수 있다.

하향링크 측정 자원의 지정

본 발명에서는 단말의 측정에 사용되는 자원(시간 자원, 주파수 자원 및/또는 공간 자원) 영역을 다음과 같이 지정하는 것을 제안한다. 측정에 사용될 자원의 지정은 기지국으로부터의 물리 계층 시그널링 또는 상위 계층 시그널링에 의해 단말에게 알려질 수 있다.

(1) 서브프레임의 지정

단말이 특정 하향링크 서브프레임에서만 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다. 특정 서브프레임은, 예를 들어, 간섭 셀의 하향링크 전송이 없는 서브프레임으로 지정될 수 있다. 또한, 지정되는 특정 서브프레임은 하나 이상의 서브프레임일 수 있다.

(2) 제어 영역/데이터 영역의 지정

단말이 임의의 하향링크 서브프레임의 PDCCH 영역 (혹은 제어(control) 영역) 또는 PDSCH 영역 (혹은 데이터(data) 영역)에서만 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다.

(3) 슬롯의 지정

단말이 임의의 하향링크 서브프레임의 특정 슬롯에서만 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다.

(4) OFDM 심볼의 지정

단말이 임의의 하향링크 서브프레임의 특정 OFDM 심볼에서만 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다. 여기서 지정되는 OFDM 심볼은 하나 이상의 OFDM 심볼일 수 있다.

(5) 자원블록(RB)의 지정

단말이 주파수 자원 상에서 특정 RB 에서만 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다. 여기서 지정되는 특정 RB 는 하나 이상의 RB 일 수 있다.

또는, 비트맵(bitmap) 방식으로 특정 RB 를 지정할 수도 있다. 또한, 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해서 묶음(bundle) 단위로 (복수개의 RB의 묶음 형식으로) 시그널링할 수도 있다. 또는, 측정되는 RB 영역의 시작과 끝을 시그널링할 수도 있다. 또한, 시작 RB 인덱스와 끝 RB 인덱스의 오프셋 값을 이용하여 시그널링할 수도 있다.

(6) 전송 안테나 포트의 지정

단말이 특정 안테나 포트에서 전송되는 참조신호만을 사용하여 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수 있다. 예를 들어, 안테나 포트 0 에 할당되는 CRS (도 7 의 "0"으로 표시된 RE) 만을 사용하여 하향링크 채널 품질을 측정하도록 하거나, 또는 안테나 포트 0 및 1 에 할당되는 CRS (도 7 의 "0" 및 "1"로 표시된 RE) 만을 사용하여 하향링크 채널 품질을 측정하도록 지정할 수 있다.

단말의 하향링크 측정에 사용되는 자원의 지정에 대한 상기 (1) 내지 (6) 의 예시는 단독으로 또는 조합으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 특정 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서 특정 RB 에서만 하향링크 측정을 수행하도록 시그널링할 수 있다. 또는, 특정 하향링크 서브프레임의 제어 영역의 안테나 포트 0 및 1 의 CRS 만을 이용하여 하향링크 채널 품질을 측정하도록 시그널링할 수도 있다. 또는, 상기 (1) 의 하향링크 서브프레임에 대한 지정 방안과 상기 (3) 의 OFDM 심볼에 대한 지정 방안을 조합하는 경우, 특정 하향링크 서브프레임에서의 특정 OFDM 심볼(들)에서 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수도 있고, 또는 특정 하향링크 서브프레임의 모든 OFDM 심볼에서 하향링크 측정을 수행하도록 지정할 수도 있다. 나아가, 복수개의 조합을 적용하는 경우 자원요소(RE) 단위로 하향링크 측정 영역을 지정할 수도 있다. 이에 따라서, 셀간 간섭이 크게 작용하는 경우에 기지국은 단말이 채널 품질(channel quality)을 측정할 하향링크 자원 영역(예를 들어, 다른 셀로부터의 간섭의 영향이 없는 자원 영역을 지정)을 지정함으로써, 기지국과 단말 간의 무선 링크를 정확하게 측정할 수 있다. (예를 들어, 불필요하게 RLF 가 검출되지 않도록 하여 무선 링크를 유지할 수 있다.) 또는, 피해 단말에 인접한 간섭 셀로부터의 하향링크 신호가 없는 부분에서 하향링크 측정을 하도록 하여 피해 단말이 CSI 를 정확하게 산출하거나, RSRP, RSSI, RSRQ 등과 같은 RRM 측정을 정확하게 하도록 할 수도 있다.

도 12 및 13 을 참조하여 본 발명에 따라 단말의 하향링크 측정에 사용되는 자원을 지정하는 구체적인 예시에 대해서 설명한다.

도 12 의 실시예는 1.4MHz의 채널 대역폭의 짝수 번째 서브프레임에서만 하향링크 측정을 수행하고 (1.4MHz 대역폭 내에서는 전체 RB(6RB)를 사용함), 각 RB 내에서는 제어 영역(PDCCH 영역)내의 CRS(또는, OFDM 심볼 인덱스 0 및 1 에 존재하는 CRS)만을 이용해서 하향링크 측정을 수행하는 것을 지정하는 경우를 나타낸다. 여기서, 단말이 하향링크 측정을 수행할 안테나 포트를 추가적으로 지정할 수도 있다. 예를 들어, 안테나 포트 0 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우에, 하나의 RB당 2개의 RE(도 12 에서 R0 로 표시되어 있는 RE)만을 이용한 하향링크 측정이 수행될 것이 시그널링될 수도 있다. 또는, 안테나 포트 2 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우에, 하나의 RB당 2개의 RE(도 12 에서 R2 로 표시되어 있는 RE)만을 이용한 하향링크 측정이 수행될 것이 시그널링될 수도 있다.

도 13(a) 및 13(b)의 실시예는 짝수 번째 서브프레임에서만 하향링크 측정을 수행하는 점은 도 12 의 실시예와 동일하지만, 1.4MHz의 채널 대역폭 (6RB) 중에서 4RB 에 대해서만 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우를 나타낸다. 이는, 예를 들어, 6RB 중 피해 셀이 아래쪽의 4RB를 사용하여 전송하고 간섭 셀이 위쪽 2RB를 사용하여 전송하는 경우(또는 간섭 셀이 2RB 이상을 사용하여 전송하는 경우를 포함)에 피해 단말이 측정할 하향링크 주파수 자원을 지정하는 경우에 해당할 수 있다. 여기서, 도 13(a) 의 실시예는 하향링크 서브프레임의 데이터 영역(PDSCH 영역)에서 안테나 포트 1 에 할당된 CRS 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우를 나타낸다. 도 13(b)의 실시예는 하향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯에서 안테나 포트 1 에 할당된 CRS 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우를 나타낸다. 또는, 도 13(a) 및 13(b)와 같은 하향링크 측정 자원의 지정은, 하향링크 서브프레임의 특정 OFDM 심볼에 존재하는 CRS RE 를 지정하는 것으로도 표현할 수 있다. 예를 들어, 도 13(a) 의 경우에는 OFDM 심볼 인덱스 4, 7 및 11 에서 안테나 포트 1 에 할당된 CRS 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우에 해당하고, 도 13(b) 의 경우에는 OFDM 심볼 인덱스 7 및 11 에서 안테나 포트 1 에 할당된 CRS 만에 대해서 하향링크 측정을 수행할 것이 지정되는 경우에 해당할 수 있다.

전술한 예시에서는 본 발명의 원리를 명확하게 설명하기 위하여 단말이 하향링크 채널 품질을 측정하기 위해 CRS 를 사용하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 사항은, 단말에서 수행되는 다양한 하향링크 측정(RLM을 위한 측정, CSI 측정, 간섭 측정, RRM 측정)이 수행될 자원 영역을 시그널링하는 것에 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 단말이 다양한 하향링크 측정을 수행할 특정 시간 자원(예를 들어, 서브프레임, 제어 영역/데이터 영역, 슬롯 또는 OFDM 심볼), 특정 주파수 자원(예를 들어, RB) 및/또는 특정 공간 자원(예를 들어, 안테나 포트)을 시그널링할 수 있다.

하향링크 CSI 측정을 위한 자원의 지정

이하에서는 본 발명의 일 실시예로서 단말이 채널상태정보(CSI)를 산출하는 경우에 하향링크 측정 자원을 지정하는 방안에 대하여 설명한다.

강화된 셀간간섭조정(enhanced ICIC; eICIC) 방안 중 하나로서, 간섭을 유발하는 셀(간섭 셀)에서 MBSFN 서브프레임을 설정(configure)할 수 있다. MBSFN 서브프레임은 원칙적으로 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)를 위한 서브프레임이며, MBMS는 여러 셀에서 동시에 동일한 신호를 전송하는 서비스를 의미한다. MBSFN 서브프레임으로 설정되는 하향링크 서브프레임에서는 제어 채널을 전송하는 OFDM 심볼 위치에서만 CRS 를 전송하고, 데이터 영역에서는 CRS를 전송하지 않는다. 또한, 간섭 셀의 하향링크 서브프레임과 간섭을 받는 셀(피해 셀)의 하향링크 서브프레임의 경계가 정렬(align)되어 있다고 가정한다. 이에 따라, 간섭을 받는 셀(피해 셀)의 입장에서는, 제어 영역(PDCCH 영역)에서만 간섭 셀의 CRS 에 의한 간섭을 받게 되고 데이터 영역(PDSCH 영역)에서는 간섭 셀의 CRS 에 의한 간섭을 받지 않게 된다. 이러한 경우, 피해 단말이 피해 셀로부터의 PDSCH 전송을 위한 CSI 를 산출 및 보고할 때에, 제어 영역에 영향을 미치는 간섭 셀의 CRS 간섭을 고려하지 않아도 된다. 또한, 피해 단말이 보다 정확한 CSI를 산출 및 보고하기 위해서는 해당 서브프레임(간섭 셀이 MBSFN 서브프레임으로 설정한 하향링크 서브프레임과 정렬된 피해 셀의 하향링크 서브프레임)의 PDSCH 영역에 있는 CRS (즉, 피해 셀로부터의 CRS) 만을 이용하여 CSI 를 산출할 수 있다.

이와 같은 단말의 하향링크 측정 동작이 수행되기 위해서 기지국은 해당 단말이 데이터 영역에서만 하향링크 측정을 수행할 것을 지정 및 시그널링할 수 있다. 즉, 전술한 하향링크 측정에 이용된 자원을 지정하는 (2) 번 방안을 적용할 수 있다.

또한, 단말이 CSI를 산출할 때에 수신 신호의 SINR을 측정할 수 있는데, SINR을 산출하기 위해서는 신호 성분 및 간섭 성분(또는 간섭 및 잡음 성분)을 추정(estimation)해야 한다. 전술한 바와 같이, 간섭 셀이 특정 하향링크 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 설정하여 데이터 영역에서 데이터 및 CRS 를 전송하지 않는 경우(또는 널 자원요소(Null RE)를 전송하는 경우), 간섭 셀의 상기 특정 하향링크 서브프레임과 정렬된 피해 셀의 하향링크 서브프레임에서, 피해 단말은 데이터 영역의 CRS 만을 이용하여 간섭 추정을 수행할 수 있다. (예를 들어, 피해 단말은 피해 셀로부터 수신하는 하향링크 서브프레임의 데이터 영역의 CRS 를 추출하고 남은 성분들을 간섭 성분으로서 측정할 수 있다.) 이 때 신호 성분의 측정은 데이터 영역 및 제어 영역의 하향링크 신호를 모두 이용하거나, 또는 특정 영역 (예를 들어, 데이터 영역)의 하향링크 신호만을 이용하여 수행될 수도 있다.

전술한 실시예에서는 간섭 셀이 MBSFN 서브프레임을 설정하는 경우를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니고, 일반 서브프레임, ABS(Almost Blank Subframe), ABS-with-MBSFN 의 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 즉, 단말이 하향링크 CSI 를 보다 정확하게 측정하도록 하기 위해서, 기지국이 하향링크 측정을 수행할 자원 영역을 지정 및 시그널링해줄 수 있다. 여기서, ABS 는 하향링크 서브프레임의 제어 영역 및 데이터 영역에서 CRS 만을 전송하고 PDCCH 및 PDSCH 는 전송하지 않는 경우를 의미한다. 다만 ABS 에서도 PBCH, PSS, SSS 등의 하향링크 채널 및 하향링크 신호는 전송될 수 있다. 또한, ABS-with-MBSFN 는 전술한 ABS 에서 데이터 영역의 CRS 도 전송하지 않는 경우를 의미한다.

전술한 예시들에서는 하향링크 CSI 측정을 위해 CRS 를 사용하는 것으로 설명하였지만, 하향링크 CSI 측정을 위해 CSI-RS 를 사용하는 경우에도 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 단말이 확장된 안테나 구성을 가지는 기지국으로부터의 CSI-RS 에 기초하여 하향링크 CSI 를 보다 정확하게 측정하도록 하기 위해서, 기지국이 하향링크 측정을 수행할 자원 영역을 지정 및 시그널링해줄 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 간섭 셀의 전송 안테나 개수가 피해 셀의 전송 안테나 개수보다 적을 경우(또는 간섭 셀의 전송 안테나 개수가 제한되는 경우)에 피해 단말의 하향링크 측정 자원을 지정하는 방안에 대해서 설명한다. 이 경우, 피해 단말은 간섭 셀에서 사용하지 않는 안테나 포트의 CRS를 이용하여 간섭 측정 수행하고, 그 결과를 CSI 산출에 적용할 수 있다. 특히, 간섭 셀이 특정 하향링크 서브프레임을 ABS 로 설정하는 경우에, 피해 단말이 CSI-RS를 이용하여 하향링크 CSI 를 산출할 때에, CSI-RS 가 전송되지 않는 하향링크 서브프레임에서 간섭 셀이 사용하지 않는 안테나 포트의 CRS 를 이용하여 간섭을 측정할 수 있다.

전술한 예시들에서는 본 발명의 원리를 명확하게 설명하기 위하여 단말이 하향링크 CSI 를 측정하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 사항은, 단말에서 수행되는 다양한 하향링크 측정(RLM을 위한 측정, CSI 측정, 간섭 측정, RRM 측정)이 수행될 자원 영역을 시그널링하는 것에 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 단말이 다양한 하향링크 측정을 수행할 특정 시간 자원(예를 들어, 서브프레임, 제어 영역/데이터 영역, 슬롯 또는 OFDM 심볼), 특정 주파수 자원(예를 들어, RB) 및/또는 특정 공간 자원(예를 들어, 안테나 포트)을 시그널링할 수 있다.

도 14 내지 18 을 참조하여 본 발명에 따른 셀간 간섭 조정에 대한 하향링크 측정 자원이 지정되는 예시들에 대하여 설명한다.

도 14는 간섭을 주고 받는 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 일치하고 2 개의 셀의 CRS 전송 자원 요소가 겹치는 경우에, 간섭을 받는 피해 셀에서 피해 단말에게 하향링크 측정을 수행할 자원을 지정하는 예시를 나타낸다. 도 14 의 예시에서는 피해 셀의 안테나 구성이 4 전송 안테나이고, 간섭 셀의 안테나 구성이 2 전송 안테나인 경우를 나타낸다. 추가적으로, 도 14 의 예시에서는 간섭 셀의 하향링크 서브프레임은 ABS 로 설정된 경우를 나타낸다. 이에 따라, 간섭 셀의 안테나 포트 0 및 1 에 할당되는 CRS 와 피해 셀의 안테나 포트 0 및 1 에 할당되는 CRS 는 충돌하게 된다. 이 경우, 피해 셀은 피해 단말에게 하향링크 서브프레임에서 안테나 포트 2 및 3 에 할당되는 CRS 만을 이용하여 하향링크 측정을 수행할 것을 시그널링할 수 있다.

도 15는 간섭을 주고 받는 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 일치하고 2 개의 셀의 CRS 전송 자원 요소가 겹치는 경우에, 간섭을 받는 피해 셀에서 피해 단말에게 하향링크 측정을 수행할 자원을 지정하는 예시를 나타낸다. 도 15 의 예시에서는 피해 셀 및 간섭 셀의 안테나 구성은 모두 4 전송 안테나인 경우를 나타낸다. 추가적으로, 도 15 의 예시에서는 간섭 셀의 하향링크 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로 설정된 경우를 나타낸다. 이에 따라, 간섭 셀의 하향링크 서브프레임의 제어 영역의 CRS 와 피해 셀의 하향링크 서브프레임의 제어 영역의 CRS 는 충돌하게 된다. 이 경우, 피해 셀은 피해 단말에게 하향링크 서브프레임에서 데이터 영역의 CRS 만을 이용하여 하향링크 측정을 수행할 것을 시그널링할 수 있다.

도 16은 간섭을 주고 받는 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 3 OFDM 심볼의 오프셋(offset)만큼 시프트된 경우에, 간섭을 받는 피해 셀에서 피해 단말에게 하향링크 측정을 수행할 자원을 지정하는 예시를 나타낸다. 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 3 OFDM 심볼의 오프셋만큼 시프트됨으로써, 피해 단말의 PDCCH 영역을 보호하거나 또는 CRS 충돌을 방지할 수 있다. 도 16 의 예시에서는 피해 셀 및 간섭 셀의 안테나 구성은 모두 4 전송 안테나인 경우를 나타낸다. 추가적으로, 도 16 의 예시에서는 간섭 셀의 하향링크 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로 설정된 경우를 나타낸다. 이에 따라, 피해 셀의 PDSCH 영역의 일부가 간섭 셀의 PDCCH 및 CRS 에 의해 간섭을 겪게 된다. 이 경우, 피해 셀은 피해 단말에게 하향링크 서브프레임에서 두 번째 슬롯의 CRS 만을 이용하여 하향링크 측정을 수행할 것을 시그널링할 수 있다. 또는, 간섭 셀의 이전 서브프레임의 마지막 3 개의 OFDM 심볼 (도 16 의 아래 도면의 처음 3 개의 OFDM 심볼)이 피해 셀의 PDCCH 영역에 전혀 영향을 주지 않는다면, 피해 셀은 피해 단말이 PDCCH 영역의 CRS 도 측정에 사용하도록 지정할 수도 있다. 즉, 피해 셀은 피해 단말에게 하향링크 서브프레임에서 제어 영역의 CRS 및 두 번째 슬롯의 CRS 을 이용하여 하향링크 측정을 수행할 것을 시그널링할 수 있다.

도 17은 간섭을 주고 받는 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 일치하고 2 개의 셀의 CRS 전송 자원 요소가 겹치는 경우에, 간섭을 받는 피해 셀에서 피해 단말에게 하향링크 측정을 수행할 자원을 지정하는 예시를 나타낸다. 도 17 의 예시에서는 피해 셀 및 간섭 셀의 안테나 구성은 모두 4 전송 안테나인 경우를 나타낸다. 추가적으로, 도 17 의 예시에서는 간섭 셀의 하향링크 서브프레임은 ABS-with-MBSFN 서브프레임으로 설정된 경우를 나타낸다. 이에 따라, 간섭 셀의 하향링크 서브프레임의 제어 영역의 CRS 와 피해 셀의 하향링크 서브프레임의 제어 영역의 CRS 는 충돌하게 된다. 이 경우, 피해 셀은 피해 단말에게 하향링크 서브프레임에서 데이터 영역의 CRS 만을 이용하여 하향링크 측정을 수행할 것을 시그널링할 수 있다.

도 18은 간섭을 주고 받는 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 2 OFDM 심볼만큼 시프트된 경우에, 간섭을 받는 피해 셀에서 피해 단말에게 하향링크 측정을 수행할 자원을 지정하는 예시를 나타낸다. 2 개의 셀의 하향링크 서브프레임의 경계(boundary)가 시프트됨으로써, 피해 단말의 PDCCH 영역을 보호하거나 또는 CRS 충돌을 방지할 수 있다. 도 18의 예시에서는 간섭 셀이 2 개의 연속하는(consecutive) 서브프레임을 ABS 로 설정하는 경우를 나타낸다. 도 18 의 예시에서, 간섭 셀의 ABS 와 겹치는 피해자 셀의 하향링크 서브프레임 심볼에서 하향링크 측정이 수행되도록 지정될 수 있다. 예를 들어, 도 18 의 예시에서, 피해자 셀의 n 번째 하향링크 서브프레임의 전체가 간섭 셀의 ABS 구간에 포함되는 경우, 피해자 셀의 n 번째 하향링크 서브프레임에서는 서브프레임 전체의 CRS 를 측정에 사용할 수 있고, 피해자 셀의 n-1 번째 하향링크 서브프레임에서는 PDCCH 영역의 CRS(또는 이용가능한 OFDM 심볼의 CRS)를 측정에 사용할 수 있고, 피해자 셀의 n+1 번째 하향링크 서브프레임에서는 PDCCH 영역의 CRS(또는 이용가능한 OFDM 심볼의 CRS)를 측정에 사용할 수 있다.

도 14 내지 18 의 예시들에 있어서 하향링크 측정은 RLM을 위한 측정, CSI 측정, 간섭 측정, RRM 측정 등을 모두 포함할 수 있다.

하향링크 측정 자원 지정의 시그널링

이하에서는, 셀간 간섭 조정(ICIC)의 경우에 하향링크 측정이 수행되는 자원을 지정하는 전술한 바와 같은 다양한 방안들에 적용될 수 있는 시그널링 방안에 대하여 구체적으로 설명한다. 기지국은 단말의 하향링크 측정에 사용되는 자원(시간 자원, 주파수 자원 및/또는 공간 자원) 영역을 나타내는 정보를 물리 계층 시그널링 또는 상위 계층 시그널링을 이용하여 단말에게 알려줄 수 있다.

예를 들어, 단말에 의해 수행되는 측정을 시그널링하는 메시지로서 기존의 3GPP LTE 표준문서 (예를 들어, TS36.331) 에서 정의하는 RRCConnectionReconfiguration message 를 사용하는 것을 고려할 수 있다. 표 1 에서 나타내는 바와 같이, 현재 정의되어 있는 RRCConnectionReconfiguration message 내의 measConfig 정보요소(Information Element; IE)를 통해서 측정 대상(Measurement Objects)이 시그널링될 수 있다.

표 1을 참조하여, 현재 LTE 표준에서 정의하고 있는 바에 따르면, MeasObjectEUTRA IE를 통해 단말이 측정 정보를 알 수 있다. 현재 LTE 표준에 따르면 각 셀의 전체 대역폭(full bandwidth)에 대해 측정을 수행하므로 MeasObjectEUTRA 내의 allowedMeasBandwidth는 각 대역폭 별로 전체 RB (예를 들어, 1.4MHz 대역폭은 6RB, 3MHz 대역폭은 15RB,...)가 시그널링되는 것으로 정의되어 있다.

본 발명에서 제안하는 바에 따라서 셀간 간섭 조정(ICIC) 측면에서 단말이 하향링크 자원 중 일부(예를 들어, 일부 RB)만을 이용하여 채널 품질을 측정하도록 하기 위해서는, 기존의 RRC 메시지에서 정의되는 MeasObjectEUTRA IE에 추가적인 정보가 정의될 필요가 있다.

예를 들어, 하향링크 측정이 수행될 자원으로서 PDCCH/PDSCH를 구분하여 지정하거나 또는 제 1 슬롯/제 2 슬롯을 구분하여 지정하는 경우에는, 1-비트 크기의 필드를 추가할 수 있다. 또한, 하향링크 측정이 수행될 자원으로서 특정 RB를 지정하는 경우에는, 비트맵(bitmap)을 이용해서 시그널링하는 방식, 여러 개의 RB를 묶음(bundle) 형식으로 시그널링하는 방식, 또는 시작 및 끝 RB 를 직접 시그널링하는 방식 또는 시작 RB 인덱스와 끝 RB 인덱스의 오프셋 값을 이용하여 시그널링하는 방식 등에 따라 비트 필드를 구성할 수 있다. 이와 유사하게, 하향링크 측정이 수행될 자원으로서 특정 안테나 포트 또는 OFDM 심볼을 지정하는 필드를 구성할 수 있다. 이와 같이 하향링크 측정이 수행될 자원을 단말에게 지시하는 시그널링 방안은, 단독으로 또는 여러 개의 조합으로 구성될 수 있다.

이하에서는, 셀간 간섭 조정(ICIC)의 경우에 하향링크 측정이 수행되는 자원을 지정하는 전술한 바와 같은 다양한 방안들에 적용될 수 있는 또 다른 시그널링 방안에 대하여 설명한다.

간섭 셀은 피해 셀에게 자신의 서브프레임 설정(subframe configuration)이 일반 서브프레임(normal subframe)인지 ABS(여기서, ABS 는 ABS-with-MBSFN 을 포함함)인지를 비트맵 방식으로 시그널링할 수 있다. 여기서, 비트맵은 2 개의 비트맵(제 1 비트맵 및 제 2 비트맵)의 조합으로 시그널링될 수 있다. 제 1 비트맵은 어떤 서브프레임이 ABS으로 설정(configure)되는지 여부를 알려주는 비트맵이며, 이후 일반 서브프레임으로 변환될 수 있는 서브프레임이 무엇인지 알려주는 역할을 한다. 제 2 비트맵은 피해 셀에서 측정에 사용될 서브프레임을 알려주는 비트맵이며, 제 1 비트맵의 부분집합(subset)으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 제 2 비트맵을 통해 시그널링되는 서브프레임, 즉, 피해 셀에 속한 단말의 측정에 사용될 서브프레임을 간섭 셀이 ABS-with-MBSFN 서브프레임(즉, 제어 영역의 CRS 만 전송하는 서브프레임)으로 한정하는 것을 제안한다. 이는, 간섭 셀이 ABS-with-MBSFN 으로 설정하는 모든 서브프레임의 부분집합으로 제 2 비트맵이 구성되는 것을 의미한다.

유연한(flexible) 측정을 위해서, 간섭 셀이 ABS-with-MBSFN 서브프레임으로 지정한 서브프레임에서만 단말이 측정을 수행하도록 할 수 있다. 이 경우, 전술한 특정 자원에서 하향링크 측정을 수행하도록 하는 시그널링 방안을 이용해서, CRS 간섭이 존재하는 영역에 대한 측정 및 CRS 간섭이 존재하지 않는 영역에 대한 측정을 서빙 셀(피해 셀)의 판단에 따라서 필요에 따라 유연하게 적용할 수 있다.

RRM 측정을 위한 자원의 지정

RRM을 위한 측정은, 예를 들어, 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP), 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ) 등으로 구분될 수 있고, RSRQ는 RSRP와 E-UTRA 반송파 수신신호강도지시자(E-UTRA Carrier Received Signal Strength Indicator; RSSI)의 조합을 통해서 측정될 수 있다.

이하에서는, 전술한 측정 자원 지정(또는 측정 제한(measurement restriction))에 대한 다양한 실시예들을 RRM 측정에 적용하는 구체적인 방안에 대하여 설명한다.

기존의 3GPP LTE 표준문서 (예를 들어, TS36.214)에서 "E-UTRA 반송파 RSSI는 공동-채널(co-channel) 서빙 및 비-서빙 셀, 인접 채널 간섭, 열 잡음 등을 포함하는 모든 소스로부터의 수신 신호에 대해, N 개의 자원 블록에 걸쳐, 측정 대역폭에서 안테나 포트 0 에 대한 참조 심볼을 포함하는 OFDM 심볼들만에서 단말에 의해 측정된 총 수신 전력([W] 단위)의 선형 평균을 포함한다. (E-UTRA Carrier Received Signal Strength Indicator (RSSI), comprises the linear average of the total received power (in [W]) observed only in OFDM symbols containing reference symbols for antenna port 0, in the measurement bandwidth, over N number of resource blocks by the UE from all sources, including co-channel serving and non-serving cells, adjacent channel interference, thermal noise etc.)" 라고 정의한다. 달리 표현하자면, 안테나 포트 0 에 대한 CRS가 전송되는 OFDM 심볼의 전력(power)를 RSSI라 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 강화된 셀간간섭조정(eICIC) 방안으로서, 지배적인 간섭(dominant interference)의 영향을 줄이기 위해 간섭 셀이 ABS 나 ABS-with-MBSFN 서브프레임을 설정하고 해당 서브프레임에서 피해 셀이 측정 및/또는 송신을 수행하는 방안이 적용될 수 있다. 이는 시간분할다중화(TDM) 방식의 셀간간섭조정 방안의 일례이다.

그러나, 위와 같은 TDM 방식의 해법은, 특정 자원요소(RE) 또는 특정 OFDM 심볼에만 지배적인 간섭이 작용하는 문제점을 가지고 있다. 또한, 간섭을 줄이기 위해서 간섭 셀이 어떤 서브프레임을 ABS 로 설정하는지 ABS-with-MBSFN 로 설정하는지에 따라 간섭의 양이 크게 변화할 수 있다. eICIC 방안은 피해 셀에 대해 지배적인 간섭을 주지 않기 위한 것임을 고려하면, 위와 같은 TDM 방식의 해법이 적용된 서브프레임에서는 지배적인 간섭이 없는 측정이 수행되는 것이 바람직하다. 또는, 기지국의 보상(compensation)을 용이하게 하기 위해서 일정한 수준의 간섭 레벨을 유지하도록 측정하는 것이 중요하다.

도 19는 간섭 셀 서브프레임의 설정에 따른 간섭량의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 19의 예시에서 예를 들어 간섭 셀은 매크로 기지국이 될 수 있고, 피해 셀은 피코 기지국이 될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 간섭을 주고 받는 임의의 2 개의 셀에 대해서 이하에서 설명하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.

도 19(a)의 예시(피해 셀(victim cell)의 CRS와 침해 셀(aggressor cell)의 CRS가 충돌하는 경우를 예시하였으나, CRS가 충돌하지 않는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있음은 자명하다)에서와 같이 간섭 셀의 서브프레임 설정이 ABS 인 경우에는 피해 셀의 모든 CRS 가 간섭의 영향을 받게 된다. 한편, 도 19(b)의 예시에서와 같이 간섭 셀의 서브프레임 설정이 ABS-with-MBSFN 인 경우에는 피해 셀의 제어 영역의 CRS 들만이 간섭의 영향을 받게 된다. 따라서, 간섭 셀의 서브프레임 설정이 ABS인 경우(도 19(a))가 ABS-with-MBSFN 인 경우(도 19(b))에 비해서 간섭의 양이 크게 증가하게 된다. 또한, 간섭 셀의 서브프레임 설정의 변화에 따른 간섭의 증가는 특정 RE 또는 특정 OFDM 심볼에만 집중되는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 간섭 셀의 하향링크 서브프레임을 ABS-with-MBSFN 으로 설정하는 경우에 피해 셀에 대한 간섭의 양을 크게 줄일 수 있어서 피해 셀의 성능을 높일 수 있지만, MBSFN 설정의 제약(예를 들어, 하나의 무선 프레임에서 서브프레임 인덱스 0, 4, 5 및 9 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로 설정할 수 없음)이 존재하기 때문에 모든 서브프레임을 항상 MBSFN 서브프레임으로 사용할 수는 없다. 따라서, 간섭 셀이 피해 셀에게 시그널링하는 ABS 패턴에는 ABS 와 ABS-with-MBSFN 서브프레임이 혼재할 수 있으며, 이 경우에 간섭의 변동(fluctuation) 등으로 인하여 측정의 정확성이 크게 감소하고 측정에 대한 불명확성이 발생하는 문제가 있다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 단말의 하향링크 측정이 수행될 자원을 지정 및 시그널링 하는 방안에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시예들은 CRS 가 전송되는 RE들을 이용한 측정 및 OFDM 심볼에 대한 측정 모두에 적용될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 하향링크 측정은, CSI 측정, 간섭 측정, RLM 을 위한 측정, RRM 측정(RSRP, RSSI 등의 측정)을 모두 포함한다.

일례로서, 피해 셀은, 간섭 셀이 ABS-with-MBSFN 으로 설정하는 서브프레임에서만 피해 단말이 하향링크 측정을 수행하도록 하고, 이 때 측정은 하향링크 서브프레임의 데이터 영역(PDSCH 영역)에서만 수행하도록 지정 및 시그널링할 수 있다. 이에 따라, 간섭 셀에서 Null RE 만이 전송되는 (즉, 아무것도 전송되지 않는) 영역에서 피해 셀의 하향링크 측정이 수행될 수 있으므로, 간섭 셀로부터의 지배적인 간섭에 의한 영향을 제거할 수 있다. 다시 말하자면, 간섭 셀에 의해서 실질적으로 간섭을 받지 않는 피해 셀의 하향링크 자원을 피해 단말의 하향링크 측정 대상으로 지정 및 시그널링할 수 있다.

다른 예로서, 간섭 셀의 서브프레임들이 ABS 및 ABS-with-MBSFN 이 혼재하는 방식으로 설정된 경우에, 해당 서브프레임들을 모두 하향링크 측정에 이용하기 위해서, 피해 셀은 해당 서브프레임들에서 간섭의 양이 일정한 OFDM 심볼에 대해서만 피해 단말이 하향링크 측정을 수행하도록 지정 및 시그널링할 수 있다. 이러한 방안은 OFDM 심볼의 전력을 측정하는 RSSI 측정의 경우에 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 19 에서 간섭 셀의 서브프레임 설정과 관계 없이 일정한 간섭 레벨을 유지하는 OFDM 심볼은 하향링크 서브프레임의 OFDM 심볼 인덱스 0, 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 12, 13 이다. 따라서, 기지국이 해당 OFDM 심볼들(OFDM 심볼 인덱스 0, 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 12, 13)만을 이용하여 단말이 하향링크 측정(예를 들어, RSSI 측정)을 수행하도록 지정 및 시그널링하면, 측정 결과는 간섭 셀의 서브프레임 설정에 관계 없이 일정한 간섭 레벨을 유지할 수 있다. 또한, 기지국은 해당 OFDM 심볼들(OFDM 심볼 인덱스 0, 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 12, 13)의 하나 이상의 일부만을 이용하여 단말이 하향링크 측정을 수행하도록 지정 및 시그널링할 수도 있다. 다시 말하자면, 간섭 셀에 의해서 일정하게 간섭을 받는 피해 셀의 하향링크 자원을 피해 단말의 하향링크 측정 대상으로 지정 및 시그널링할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 셀간 간섭 조정에 대한 단말의 하향링크 측정 방법 및 이를 지원하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 단계 S2010, S2020, S2030 및 S2050 은 제 1 셀에서 단말의 하향링크 측정을 지원하는 방법의 구체적인 단계에 대응하고, 단계 S2030, S2040 및 S2050 은 단말에서 제 1 셀의 하향링크 측정을 수행하는 방법의 구체적인 단계에 대응할 수 있다. 이하에서는 각 단계의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

도 20 을 참조하여 설명하는 본 발명의 하향링크 측정 방법 및 측정 지원 방법에 있어서, 간섭을 주고 받는 2 개의 셀, 즉, 제 1 셀 및 제 2 셀이 존재하는 것을 가정한다. 이하에서는, 제 1 셀(또는 제 1 기지국)이 피해 셀이고 제 2 셀(또는 제 2 기지국)이 간섭 셀인 경우를 가정하여 설명한다. 또한, 단말은 제 1 셀(피해 셀)에 의해 서빙받고, 제 2 셀(간섭 셀)로부터의 간섭에 영향을 받는 피해 단말인 것으로 가정한다.

단계 S2010 에서 제 1 셀은 제 2 셀로부터 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 또는 제 1 셀은 제 2 셀이 미리 정해진 패턴에 따라서 하향링크 서브프레임을 설정하는 경우 등에는, 제 2 셀의 하향링크 설정 정보를 제 2 셀로부터 직접 수신하지 않고도 묵시적으로(implicitly) 획득할 수도 있다. 여기서, 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 설정 정보는, 제 2 셀의 각각의 하향링크 서브프레임이, 일반 서브프레임인지, ABS인지, MBSFN 서브프레임인지, 또는 ABS-with-MBSFN인지를 나타내는 정보일 수 있다. 또한, 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 설정을 통해서 제 1 셀은 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 타이밍을 알 수 있다. 이에 따라, 제 1 셀은 제 1 셀과 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 경계가 어느 정도의 오프셋으로 시프트 되는지를 알 수 있다. 결과적으로, 제 1 셀은 자신의 하향링크 자원 (시간, 주파수 및/또는 공간 자원) 중에서 제 2 셀로부터의 간섭에 영향을 받는 자원이 무엇인지를 알 수 있다.

단계 S2020 에서 제 1 셀은 제 2 셀의 하향링크 서브프레임 설정에 대한 정보에 기초하여 단말이 자신의 하향링크 자원 중에서 측정을 수행할 자원, 즉, 측정 대상(measurement objects)을 결정할 수 있다. 즉, 제 1 셀이 측정 대상을 결정함에 있어서, 제 2 셀로부터의 간섭에 의해 영향을 받는 자원 영역들을 고려할 수 있다. 예를 들어, 제 1 셀은, 제 2 셀로부터 실질적으로 간섭을 받지 않는 자원을 측정 대상으로 결정할 수 있다. 또는, 제 1 셀은 제 2 셀에 의해서 일정한(constant) 간섭을 경험하는 자원을 측정 대상으로 결정할 수도 있다.

단계 S2030 에서 기지국은 측정 대상에 대한 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 측정 대상에 대한 정보는 단말이 측정을 수행하도록 지정되는 제 1 셀의 하향링크 자원을 특정하는 정보일 수 있으며, 예를 들어, RRC 시그널링을 통해서 단말에게 전송될 수 있다. 측정 대상에 대한 정보는, 시간 자원에 대한 정보 예를 들어, 어떤 하향링크 서브프레임인지, 제어 영역 또는 데이터 영역인지, 어떤 슬롯인지, 어떤 OFDM 심볼인지를 나타내는 정보에 대한 하나 이상의 조합으로 표현될 수 있다. 추가적으로, 측정 대상에 대한 정보는, 시간 자원에 대한 정보, 주파수 자원에 대한 정보 (어떤 RB인지), 공간 자원에 대한 정보 (어떤 안테나 포트인지) 중 하나 이상의 조합으로 표현될 수 있다. 이에 따라, 제 1 셀은 단말이 하향링크 측정을 수행해야 할 자원을 RE 단위로 알려줄 수 있다.

단계 S2040 에서 단말은 제 1 셀로부터 지시 받은 측정 대상에 대해서 측정을 수행할 수 있다. 단말이 수행하는 측정은, RLM을 위한 측정, CSI 보고를 위한 측정, 간섭의 측정, RRM 측정(RSRP, RSSI 등의 측정)을 모두 포함할 수 있다. 단말이 어떤 측정을 수행할지는 제 1 셀에 의해서 지시될 수 있다.

단계 S2050 에서 단말은 측정 결과를 제 1 셀에게 보고할 수 있다. 또한, 제 1 셀과 단말이 실제로 통신을 수행하는 하향링크 자원을 특정하여 해당 자원에 대해서만 측정 결과를 고려할 수 있으므로 정확하고 효율적인 측정 결과가 제공될 수 있고, 불필요한 RLF 역시 방지할 수 있다. 이에 따라서, 셀간 간섭이 크게 작용하는경우에 보다 효율적으로 채널 품질 등의 측정 결과를 활용할 수 있다.

도 20 과 관련하여 설명한 본 발명의 하향링크 측정 방법 및 측정 지원 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

도 21은 본 발명에 따른 기지국 장치(2110) 및 단말 장치(2120)에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.

도 21을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(2110)는, 수신모듈(2111), 전송모듈(2112), 프로세서(2113), 메모리(2114) 및 복수개의 안테나(2115)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(2115)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모듈(2111)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(2112)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(2113)는 기지국 장치(2110) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치(2110)는, 단말 장치의 측정을 지원하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치(2110)는 다른 기지국으로부터 간섭의 영향을 받는 기지국일 수 있다. 기지국 장치(2110)의 프로세서(2113)는, 간섭을 유발하는 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(2113)는, 간섭을 주는 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 기지국 장치(2110)의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(2113)는, 결정된 측정 대상에 대한 정보를 전송 모듈(2112)을 통하여 단말(2120)에게 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(2113)는, 단말(2120)로부터 측정 대상에 대한 측정 결과를 수신 모듈(2111)을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다.

기지국 장치(2110)의 프로세서(2113)는 그 외에도 기지국 장치(2110)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(2114)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 21를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(2120)는, 수신모듈(2121), 전송모듈(2122), 프로세서(2123), 메모리(2124) 및 복수개의 안테나(2125)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(2125)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(2121)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 수신모듈(2122)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(2123)는 단말 장치(2120) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(2120)는, 기지국 장치(2110)로부터의 하향링크에 대한 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 단말 장치(2120)는 다른 기지국으로부터 간섭의 영향을 받는 단말일 수 있다. 단말 장치(2120)의 프로세서(2123)는, 기지국 장치(2110)로부터 측정 대상에 대한 정보를 수신 모듈(2221)을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(2123)는, 지정된 측정 대상에 대한 측정을 수행하고, 그 결과를 기지국 장치(2110)으로 전송 모듈(2122)를 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 측정 대상은, 간섭을 주는 다른 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 기지국 장치(2110)의 하향링크 자원 중에서 결정될 수 있다.

단말 장치(2120)의 프로세서(2123)는 그 외에도 단말 장치(2120)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(2124)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

위와 같은 기지국 장치(2110) 및 단말 장치(2120)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

또한, 도 21의 기지국 장치(2110)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도 21의 단말 장치(2110)에 대한 설명은 상향링크 전송 주체 또는 하향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 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.

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.

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 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

2110 eNB 2120 UE
2111, 2121 수신 모듈
2112, 2122 전송 모듈
2113, 2123 프로세서
2114, 2124 메모리

Claims

무선 통신 시스템에서 제 1 기지국이 단말의 측정을 지원하는 방법으로서,
제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하는 단계;
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하는 단계;
상기 측정 대상에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계; 및
상기 단말로부터 상기 측정 대상에 대한 측정 결과를 수신하는 단계를 포함하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 간섭을 받지 않는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 일정한(constant) 간섭을 받는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임, 제어 영역, 데이터 영역, 슬롯, OFDM 심볼, 자원 블록 및 안테나 포트 중에서 하나 또는 복수개의 조합을 통하여 상기 단말에 의한 측정이 수행되는 영역을 제한하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상에 대한 정보는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 전송되는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 2 기지국의 하나 이상의 하향링크 서브프레임의 각각이, 일반 서브프레임, ABS(Almost Blank Subframe), MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network) 서브프레임, 또는 ABS-with-MBSFN 로 설정되는 것을 포함하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임 경계와 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 경계의 오프셋(offset)을 포함하는, 측정 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 결과는, RLM(Radio Link Monitoring), CSI(Channel State Information), 간섭 및 RRM(Radio Resource Management)에 대한 측정 결과 중 하나 이상을 포함하는, 측정 지원 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 RRM에 대한 측정 결과는 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ)을 포함하고, 상기 RSRQ 는 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP) 및 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI)에 의해서 측정되며,
상기 RSRQ, RSRP 및 RSSI 중 하나 이상을 위한 상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 특정 하향링크 서브프레임의 모든 OFDM 심볼로 상기 단말에 의한 측정이 수행되는 영역을 제한하는, 측정 지원 방법.
무선 통신 시스템에서 단말이 측정을 수행하는 방법으로서,
제 1 기지국으로부터 측정 대상에 대한 정보를 수신하는 단계;
상기 측정 대상에 대한 측정을 수행하는 단계; 및
상기 측정의 결과를 상기 제 1 기지국에게 전송하는 단계를 포함하고,
상기 측정 대상은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 결정되는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 간섭을 받지 않는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함하는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 대상은, 상기 제 2 기지국으로부터 일정한(constant) 간섭을 받는 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원을 포함하는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임, 제어 영역, 데이터 영역, 슬롯, OFDM 심볼, 자원 블록 및 안테나 포트 중에서 하나 또는 복수개의 조합을 통하여 상기 단말에 의한 측정이 수행되는 영역을 제한하는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 대상에 대한 정보는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 수신되는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 2 기지국의 하나 이상의 하향링크 서브프레임의 각각이, 일반 서브프레임, ABS(Almost Blank Subframe), MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network) 서브프레임, 또는 ABS-with-MBSFN 로 설정되는 것을 포함하는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정은, 상기 제 1 기지국의 하향링크 서브프레임 경계와 상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 경계의 오프셋(offset)을 포함하는, 측정 수행 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 결과는, RLM(Radio Link Monitoring), CSI(Channel State Information), 간섭 및 RRM(Radio Resource Management)에 대한 측정 결과 중 하나 이상을 포함하는, 측정 수행 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 RRM에 대한 측정 결과는 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ)을 포함하고, 상기 RSRQ 는 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP) 및 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI)에 의해서 측정되며,
상기 RSRQ, RSRP 및 RSSI 중 하나 이상을 위한 상기 측정 대상에 대한 정보는, 상기 제 1 기지국의 특정 하향링크 서브프레임의 모든 OFDM 심볼로 상기 단말에 의한 측정이 수행되는 영역을 제한하는, 측정 수행 방법.
단말의 측정을 지원하는 장치로서,
단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;
상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및
상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 통한 제 1 기지국의 송수신을 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 대한 정보를 획득하고,
상기 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 측정 대상(measurement objects)을 결정하고,
상기 측정 대상에 대한 정보를 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 전송하고,
상기 단말로부터 상기 측정 대상에 대한 측정 결과를 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성되는, 측정 지원 장치.
측정을 수행하는 단말로서,
제 1 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;
상기 제 1 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및
상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 제 1 기지국으로부터 측정 대상에 대한 정보를 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고,
상기 측정 대상에 대한 측정을 수행하고,
상기 측정의 결과를 상기 제 1 기지국에게 상기 전송 모듈을 통하여 전송하도록 구성되며,
상기 측정 대상은, 제 2 기지국의 하향링크 서브프레임 설정(configuration)에 기초하여 상기 제 1 기지국의 하향링크 자원 중에서 결정되는, 측정 수행 단말.