KR20130127192A

KR20130127192A - 이동통신 시스템에서 공동으로 신호를 송수신하는 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130127192A
Application number: KR1020120050939A
Authority: KR
Inventors: 정정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-22
Also published as: US9398567B2; US20130301455A1; EP2850743A4; WO2013172637A1; KR101791270B1; EP2850743A1; EP2850743B1

Abstract

본 발명은 빔 포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 통신 링크를 안정적으로 유지할 수 있는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들을 포함하는 이동통신 시스템에서 수행되는 단말의 통신 방법은, 주변 기지국들로부터 각각 참조 신호를 수신하는 과정과, 상기 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호를 근거로 상기 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의대상 기지국을 결정하는 과정과, 상기 결정된 적어도 하나의 대상 기지국에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

Description

이동통신 시스템에서 공동으로 신호를 송수신하는 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR JOINTLY TRANSMITTING/RECEIVING A SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 통신 링크를 안정적으로 유지할 수 있는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 이동통신 시스템에서 복수의 기지국들이 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

스마트폰 등과 같은 단말의 이용으로 인해 이동통신 사용자들이 사용하는 평균 데이터의 양은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이와 함께 더 높은 데이터 송신률에 대한 사용자들의 요구도 지속적으로 증가되고 있다.

일반적으로 이동통신 시스템에서 높은 데이터 송신률을 제공하는 방법으로는 더 넓은(Wide) 주파수 대역을 사용하여 통신을 제공하는 방법과 주파수 사용 효율을 높이는 방법이 있다. 그러나 후자의 방법으로 더 높은 평균 데이터 송신률을 제공하는 것은 매우 어렵다. 그 이유는 현 세대의 통신 기술들이 이미 이론적인 한계치에 가까운 주파수 사용 효율을 제공하고 있어서 기술 개량을 통해 그 이상으로 주파수 사용 효율을 높이는 것이 어렵기 때문이다.

따라서 데이터 송신률을 높이는 보다 실현 가능한 방법은 더 넓은 주파수 대역을 통해 데이터 서비스를 제공하는 것이다. 이 때 고려해야 하는 것은 가용 주파수 대역이다. 현재의 주파수 분배 정책 상 1GHz 이상의 광대역 통신이 가능한 대역은 한정적이며, 현실적으로 선택 가능한 주파수 대역은 30GHz 이상의 밀리미터파(mmW) 대역 뿐이다. 이런 높은 주파수 대역에서는 종래의 셀룰러 시스템들이 사용하는 2GHz 대역과 달리 거리에 따른 신호감쇄가 매우 심하게 발생한다. 이러한 신호감쇄로 인해 종래 셀룰러 시스템과 동일한 전력을 사용하는 기지국의 경우 서비스를 제공하는 커버리지가 상당히 감소하게 된다. 이에 따른 문제를 해결하기 위해서 송수신 전력을 좁은 공간에 집중하여 안테나의 송수신 효율을 높이는 빔포밍(Beam Forming) 기법이 널리 사용된다.

도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 포함하는 이동통신 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 기지국(110)은 각 셀(Cell)(또는 섹터)(101, 103, 105)마다 복수의 어레이 안테나들(Array0, Array1)를 사용하여 하향 송신(Tx) 빔(111)의 방향을 바꿔가며 데이터를 송신할 수 있다. 또한 단말(130)도 수신(Rx) 빔(131)의 방향을 바꿔가며 데이터를 수신할 수 있다.

상기 빔포밍 기법을 사용하여 통신을 수행하는 이동통신 시스템에서 기지국(110)과 단말(130)은 다양한 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향 중에서 최적의 채널 환경을 보여주는 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향을 선택하여 데이터 서비스를 제공한다. 상기 빔포밍 기법은 기지국(110)에서 단말(130)로 데이터를 송신하는 하향 채널은 물론 단말(130)에서 기지국(110)으로 데이터를 송신하는 상향 채널에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 빔포밍 기법에서 기지국(110)이 송신 가능한 송신 빔의 방향이 N 개이고 단말(130)이 수신 가능한 수신 빔의 방향이 M 개라고 가정했을 때, 최적의 하향 송수신 방향을 선택하는 가장 간단한 방법은 기지국(110)에서 N 개의 가능한 송신 빔 방향 각각으로 적어도 M 번 이상 사전에 약속된 신호를 송신하고, 단말(130)이 N 개의 송신 빔 각각을 M 개의 수신 빔을 이용하여 수신하는 것이다. 이와 같은 방법에서 기지국(110)은 특정 참조 신호(Reference signal)을 적어도 N X M 번 송신해야 하고, 단말(130)은 상기 참조 신호를 N X M 번 수신하여 수신 신호의 신호 세기를 측정한다. 상기 단말(130)은 N X M 번의 신호 세기 측정치 중에서 가장 강한 측정치를 보이는 방향을 최적의 송수신 빔 방향으로 결정할 수 있다.

이와 같이 기지국(110)이 송신 가능한 모든 방향으로 신호를 한번 이상 송신하는 과정을 빔 스위핑(beam sweeping) 과정이라고 하고, 단말(130)이 최적의 송수신 빔 방향을 선택하는 과정을 빔 선택(beam selection) 과정이라고 한다. 이런 최적의 하향 송수신 빔 선택 과정은 단말(130)에서 기지국(110)으로 데이터를 송신하는 상향 송수신 과정에서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 2는 빔포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 빔 폭과 앙각 및 방위각을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에서 기지국(210)은 지면으로부터 건물 등의 높이(201)의 위치에 설치되어 있으며 사전에 정해진 빔 폭(205)를 가지고 있음을 가정한다. 기지국(210)의 빔 폭(205)은 앙각(elevation angel)과 방위각(azimuth) 각각에 대해서 정의될 수 있다. 일반적으로 상기 앙각은 전파를 송수신하는 안테나가 위성을 바라보는 각도(즉, 안테나와 지면 간의 각도)를 의미하며, 도 2의 예에서 기지국(210)의 안테나는 지면을 내려다 보는 방향이므로 앙각은 참조 번호 203 즉, 기지국(210)이 설치된 건물 등의 세로 면과 송신 빔 간의 각도로 이해될 수 있다. 그리고 도 2에는 도시되지 않았으나, 상기 방위각은 송신 빔이 전파되는 수평 방향의 각도로 이해될 수 있다. 도 3은 앙각과 방위각에 따라 기지국에서 이용할 수 있는 송신 빔의 수를 예시한 도면이다.

도 3은 기지국(310)이 도 2와 같이 건물 등에 설치되며, 예컨대, 기지국(310)이 설치된 높이는 35m이고, 기지국(310)이 앙각(elevation angel)과 방위각(azimuth) 각각에 대해 5°의 빔 폭을 가지는 송신 빔을 30°의 각도와 200m의 커버리지를 가지는 하나의 섹터(sector) 내에서 송신함을 가정하여, 기지국(310)이 송신할 수 있는 송신 빔의 수를 나타낸 것이다.

구체적으로 도 3의 예에서는 기지국(310)이 송신할 수 있는 송신 빔의 수는 5° 단위의 16 개의 앙각 송신 방향과, 각 앙각 송신 방향 별로 5°단위의 6 개의 방위각 송신 방향의 곱으로 총 96 개가 되므로 송신 빔의 가능한 송신 방향은 총 96 개가 된다.

한편 기지국이 송신하는 송신 빔은 장애물이 없을 때 부채꼴의 형태를 띄며 퍼져서 전송되나 도 3의 예에서는 편의상 각각의 송신 빔이 직사각형 형태로 지면에 도달한다는 것을 가정하며, 도 3에서 직사각형 각각은 특정 방위각과 앙각을 가지는 송신 빔이 지면에 도달한 96 개의 영역을 의미한다. 상기 96 개의 송신 빔은 앙각이 높을수록 더 먼 지역까지 송신되며, 기지국에서 멀리 송신되는 송신 빔 일수록 거리가 멀어지면서 더 넓은 지역에 수신된다.

도 3의 각 직사각형 안에 적힌 비율은 해당 직사각형의 위치로 송신된 송신 빔의 수신 영역이 총 96 개의 영역에서 차지하는 면적의 비를 나타낸 것이다. 도 3에 나타난 바와 같이 동일한 빔 폭을 가지는 송신 빔이라도 앙각 및 방위각에 따라 기지국의 경계 영역에 가까운 지역으로 송신되는 송신 빔은 중심부에 가까운 지역으로 송신되는 송신 빔에 비해 매우 넓은 면적에 수신되는 것을 알 수 있다. 본 출원인의 시뮬레이션에 의하면, 35m의 기지국 높이와 200m의 커버리지를 가정한 도 3의 예에서 최대 480 배 이상의 송신 빔의 수신 영역에 있어 면적 차이가 있음을 확인하였다.

도 3의 예에 나타난 것과 같이 좁은 빔 폭의 앙각과 방위각을 가지는 송신 빔을 이용할 경우 다수의 가능한 송신 빔과 수신 영역이 기지국 내에 존재하게 된다. 특히 빔 스위핑 방식으로 송신되는 하향 동기 채널과 방송 제어 채널들을 도 3의 예와 같이 좁은(narrow) 빔 폭의 송신 빔을 이용하여 송신할 경우, 기지국 내의 모든 좁은 빔 폭의 송신 빔 방향으로 한번 이상씩 최소 96 번 이상의 반복 송신이 필요하다. 빔 스위핑 방식으로 하향 동기 채널과 방송 제어 채널들을 송신하는데 필요한 송신 회수는 기지국(110)의 커버리지 내에서 가능한 송신 빔의 수에 비례하므로 도 3과 같은 기지국에서 하향 동기 채널과 방송 제어 채널의 송신 오버헤드를 줄이는 가장 간단한 방법은 보다 적은 수의 송신 빔으로 기지국(110)의 커버리지 전 영역을 지원하는 것이다. 이를 위해서는 각 송신 빔의 빔 폭(beam width)이 넓어야 한다.

그러나 송신 빔의 빔 폭이 넓을수록 일반적으로 빔포밍 효과는 그에 비례하여 작아진다.(즉, 빔 폭이 좁을수록 빔포밍의 효과는 더 커진다.) 빔포밍 효과를 높이기 위해 빔 폭을 줄이면 하나의 기지국 영역을 지원하기 위해 필요한 송신 빔의 수는 그에 따라 늘어나게 되어 방송 유형 채널들을 전송하는데 필요한 오버헤드는 늘어난다. 이렇게 빔포밍 효과와 방송 채널 전송 오버헤드는 서로 트레이드오프 관계를 가지고 있다.

이런 문제를 효과적으로 해결하기 위해 방송 채널을 전송하는데 사용하는 빔 폭과 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 빔 폭을 다원화하는 방안이 일반적으로 사용된다. 예를 들어 60 도 빔 폭을 갖는 섹터에서 방송 채널들을 전송하기 위한 송신 빔으로 30 도의 빔 폭을 가지는 송신 빔을 사용하고, 사용자 데이터를 전송하기 위한 송신 빔으로는 10 도의 빔 폭을 가지는 송신 빔을 사용할 수 있다. 상기 예와 같이 복수의 빔 폭을 사용하는 방식에 있어서, 넓은 빔 폭을 가지는 송신 빔을 와이드빔(Narrow beam) 혹은 넓은 빔(coarse beam), 좁은 빔 폭을 가지는 송신 빔을 네로우빔(Narrow beam) 혹은 좁은 빔(fine beam)이라고 부른다.

일반적으로 좁은 송수신 빔의 경우 높은 안테나 이득(antenna gain)을 가지고 있으나 좁은 빔 폭으로 인해 송수신 빔의 방향이 어긋날 경우 통신 성능을 보장하기 어렵다. 또한 좁은 송수신 빔의 경우 송수신 범위가 제한되어 송신 빔과 수신 빔 사이에 반사체나 투과가 어려운 물체가 존재할 경우 순간적으로 통신이 단절되는 링크 불안정(link fragility)이 발생할 수 있다.

본 발명은 복수의 기지국들이 포함하는 이동통신 시스템에서 공동으로 신호를 송수신하는 통신 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 빔포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 복수의 기지국들이 공동으로(jointly) 신호를 송수신하는 효율적인 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 빔포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 복수의 기지국들이 공동으로(jointly) 신호를 송수신하기 위한 효율적인 프레임 구조를 제안한다.

본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들을 포함하는 이동통신 시스템에서 수행되는 단말의 통신 방법은, 주변 기지국들로부터 각각 참조 신호를 수신하는 과정과, 상기 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호를 근거로 상기 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의대상 기지국을 결정하는 과정과, 상기 결정된 적어도 하나의 대상 기지국에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들을 포함하는 이동통신 시스템에서 통신을 수행하는 단말은, 무선망을 통해 적어도 하나의 기지국과 통신하기 위한 송수신부와, 상기 송수신부를 통해 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호를 근거로 상기 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의대상 기지국을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 대상 기지국에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 기지국의 통신 방법은, 주변 기지국들의 각 참조 신호를 근거로 결정된 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의 대상 기지국의 정보를 단말로부터 수신하는 과정과, 상기 수신된 대상 기지국의 정보에 해당되는 적어도 하나의 주변 기지국과 협상을 수행하여 상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당을 수행하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 기지국은, 무선망을 통해 단말과 통신하며 유/무선망을 통해 주변 기지국들과 통신하기 위한 송수신부와, 상기 주변 기지국들의 각 참조 신호를 근거로 결정된 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의 대상 기지국의 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 수신된 대상 기지국의 정보에 해당되는 적어도 하나의 주변 기지국과 협상을 수행하여 상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당을 수행하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 포함하는 이동통신 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 빔포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 빔 폭과 앙각 및 방위각을 설명하기 위한 도면,
도 3은 앙각과 방위각에 따라 기지국에서 이용할 수 있는 송신 빔의 수를 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기법을 이용하는 이동통신 시스템에서 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들 중에서 공동 송수신을 위한 대상 기지국을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5의 실시 예에서 단말이 각 수신 빔 별로 수신한 참조 신호의 수신 시점의 일 예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수의 기지국들 중에서 공동 송수신을 위한 대상 기지국을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들이 이용하는 공동 송수신을 위한 자원 영역이 포함된 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 9은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들의 공동 송수신을 위한 대상 기지국 정보를 송신하는 단말의 방법을 나타낸 순서도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들의 공동 송수신을 위한 대상 기지국 정보를 수신하는 기지국의 방법을 나타낸 순서도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 공동 송수신을 위한 단말의 동작을 나타낸 순서도,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 공동 송수신을 위한 기지국의 동작을 나타낸 순서도,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 실시 예에서는 빔포밍을 이용하는 시스템에서 복수의 기지국들이 하나의 단말과 데이터 송수신 채널을 유지하면서 상기한 링크 불안정 문제를 해결하는 방안을 제안한다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 빔포밍을 사용하는 시스템에서 복수의 기지국이 하나의 단말과 공동 송신(Joint transmission), 공동 수신(Joint reception) 방식으로 데이터 송수신 채널을 효율적으로 유지하는 방안을 제안한다.

이를 위하여 본 발명의 실시 예에서는 단말이 복수의 기지국들이 송신하는 참조 신호(reference signal)(또는 파일럿 신호)를 수신하고, 각 기지국로부터 참조 신호가 수신된 수신 빔의 정보와, 각 수신된 참조 신호 간의 수신 지연, 각 수신된 참조 신호를 바탕으로 계산된 결합 이득(Combining gain) 등의 정보를 바탕으로 공동 송수신의 대상 기지국을 결정하고, 상기 결정된 대상 기지국의 정보를 서빙 기지국 또는 해당 대상 기지국으로 보고하는 방안을 제안한다.

이하 본 발명의 실시 예에서는 하나의 기지국이 복수의 섹터로 구성되는 네트워크 구조를 가정하여 본 발명에서 제안하는 동작을 설명하나 본 발명의 내용은 섹터와 기지국의 구분 없이 단일한 억세스 노드(Access node)로 구성된 네트워크 구조에서도 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기법을 이용하는 이동통신 시스템에서 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 예컨대, 하나의 프레임(frame)(401)은 5ms의 길이를 가지며, 5 개의 서브-프레임(sub-frame)(403)를 포함한다. 각각의 서브-프레임(403)은 기지국이 단말에게 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(411, 413, 415)과 단말이 기지국에게 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(421, 423, 425)을 포함한다. 도 4를 참조하면, 각 하향 링크 송신 구간(411, 413, 415)에서 일부는 스케줄링 정보를 전송하기 위한 스케줄링 영역(431, 435, 437)으로 사용되고, 또한 각 하향 링크 송신 구간(411, 413, 415)에서 다른 일부는 하향 링크 참조 신호(reference signal)를 전송하기 위한 참조신호 영역(441, 443, 445)으로 사용된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들 중에서 공동 송수신을 위한 대상 기지국을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 실시 예에서 복수의 기지국들(501 ~ 513)과 단말(521)은 공동 송신(Joint transmission) 및/또는 공동 수신(Joint reception) 방식으로 데이터 송수신 채널을 설정하며, 이를 위해 단말(521)은 복수의 기지국들(501 ~ 513)로부터 전송되는 참조신호를 각각 해당 기지국 방향의 수신 빔(RX1~RX4)을 통해 수신한다.

그리고 도 5의 예에서 복수의 기지국들(501 ~ 513) 중 서빙 기지국(501)은 단말(521)과 가장 가까운 섹터 1에서 단일 송수신(single-point transmission and reception) 방식으로 단말(521)과 데이터를 송수신함을 가정한다.

또한 도 5의 예에서 단말(521)은 예컨대, 90 도의 방위각 빔 폭을 가지는 서로 다른 4 개의 수신 빔(RX1 ~ RX4)을 사용하는 경우를 가정하며, 각각의 수신 빔의 방향에 대해 복수의 기지국들(501 ~ 513)들이 각각 서로 다른 송신 빔(501a ~ 513a)의 방향으로 전송한 참조신호들을 단말(521)이 수신함을 가정한다. 상기 방위각 빔 폭과 수신 빔의 개수는 일 예를 든 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다. 또한 상기 예에서는 특정 기지국(혹은 섹터)이 송신한 참조 신호를 하나의 수신 빔을 통해 단말이 수신하는 것을 가정하였으나 특정 기지국(혹은 섹터)이 송신한 참조 신호가 하나 이상의 수신 빔을 통해 수신되는 것도 가능할 것이다. 또한 상기 예에서 특정 기지국(혹은 섹터)이 서로 다른 방향으로 송신한 참조 신호가 단말의 하나의 수신 빔을 통해 수신되는 경우, 단말은 그 참조 신호들 중에서 신호의 세기가 가장 강한 참조 신호를 이용하여 공동 송수신 여부를 판단할 수 있다.

또한 도 5의 예는 단말(521)의 수신 빔(RX1)으로는 주변 기지국의 참조 신호가 수신되지 않았고, 수신 빔(RX2)으로는 섹터 1, 섹터 12, 섹터 13에서 송신된 참조 신호가 수신되고, 수신 빔(RX3)으로는 섹터 5, 섹터 16, 섹터 19에서 송신된 참조 신호가 수신되고, 수신 빔(RX4)으로는 섹터 9에서 송신된 참조 신호가 수신된 경우를 나타낸 것이다.

도 6은 도 5의 실시 예에서 단말이 각 수신 빔 별로 수신한 참조 신호의 수신 시점의 일 예를 나타낸 것이다.

도 6의 실시 예에서는 도 5의 각 섹터 n으로부터 수신된 참조 신호를 동일한 번호로 참조 신호 n으로 표현하였다. 도 6의 (A)는 참조 신호의 각 수신 시점에서 수신 빔(RX2)을 통해 수신된 참조 신호 1, 12, 13(즉 도 5의 섹터 1, 12, 13으로부터 각각 수신된 참조 신호)은 모두 OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 CP(cyclic prefix) 길이 내에서 수신된 경우(도 6의 (A))를 나타낸 것이다. 도 6의 (B)에서, 수신 빔(RX3)을 통해 수신된 참조 신호 5, 16, 19 의 경우, 참조 신호 5와 19은 서로 수신된 시점이 CP 길이 이내에 위치하지만, 도 6의 (C)에서, 참조 신호 5와 16의 경우는 서로 수신된 시점이 CP 길이 이상으로 차이가 나는 경우를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시 예에서 단말은 각 기지국의 참조 신호를 수신한 수신 빔 정보와 각 수신된 참조 신호 간의 수신 지연, 각 수신된 참조 신호를 바탕으로 계산한 결합 이득(Combining gain) 등의 정보를 근거로 공동(joint) 송수신을 위한 대상 기지국을 결정한다. 그리고 상기 대상 기지국의 결정을 위해 본 발명의 실시 예에서 제안하는 규칙들(조건들)은 다음과 같다.

먼저 결정 규칙 1은 아래 조건1-1 내지 조건1-3 중 적어도 하나를 만족하는 것이며, 본 실시 예는 조건1-1 내지 조건1-3을 모두 만족하는 경우를 예시로 하여 설명될 것이다.

(조건 1-1) : 주변 기지국으로부터 적어도 하나의 참조 신호가 수신되는 수신 빔이 서빙 기지국의 참조 신호가 수신되는 수신 빔과 동일함

(조건 1-2) : 상기 적어도 하나의 참조 신호의 수신 시점이 서빙 기지국으로부터 수신한 참조 신호의 수신 시점과 비교하였을 때 정해진 수신 지연 시간 이내임

(조건 1-3) : 상기 적어도 하나의 참조 신호를 송신한 주변 기지국과, 서빙 기지국이 동일한 신호를 공동 송신한 경우 그 동일한 신호들의 결합 신호의 예상되는 결합 이득(combining gain)이 목표 값 이상이거나, 혹은 단말에서 공동 수신 시 예상되는 결합 신호의 세기가 현재 서빙 기지국의 신호 세기 대비 목표 값 이상임

상기 조건 1-2에서 사용되는 수신 지연 값으로는 OFDM 송수신 기법에서 사용되는 CP 길이를 사용할 수 있다. 상기 CP 길이로는 단일 송수신 기법에서 사용하는 것과 동일한 CP 길이가 사용되거나, 공동 송수신용으로 따로 정의된 CP 길이가 사용될 수 있다.

상기 조건 1-3에서 서빙 기지국을 포함한 둘 이상의 기지국이 동일한 신호를 공동 송신했을 때 상기 예상되는 결합 신호의 세기를 구하는 방법은 예를 들어 단말이 둘 이상의 기지국으로부터 수신한 참조 신호의 세기(혹은 에너지)를 더하는 방법을 사용할 수 있다. 또한 상기 결합 이득을 구하는 방법으로 결합 신호의 예상 세기를 서빙 기지국으로부터 수신한 참조 신호의 세기와 비교하여 예상되는 결합 이득을 구하는 방법을 사용할 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하여 상기 결정 규칙 1을 보다 구체적으로 설명하면, 도 5와 도 6의 예에서 단말(521)이 단일 송수신 방식으로 데이터를 주고 받는 서빙 기지국(501)의 섹터는 섹터 1이다. 상기 단말(521)이 주변 기지국(503 ~ 513)으로부터 수신한 참조 신호들 중, 예컨대, 섹터 12와 섹터 13을 통해 수신한 참조 신호가 서빙 기지국(501)에서 수신한 참조 신호와 동일한 수신 빔(RX2)을 이용하여 수신되어 상기 조건 1-1을 만족한다.

또한 단말(521)이 상기 섹터 12와 섹터 13을 통해 수신한 참조 신호의 수신 시점을 서빙 기지국(501)의 참조 신호가 수신된 시점과 비교했을 때, 모두 CP 길이 이내에서 수신되어 상기 조건 1-2를 만족한다.

그리고 만약 섹터 1을 통해 수신된 참조 신호 1과 섹터 12를 통해 수신된 참조 신호 12의 예상되는 결합 이득이 정해진 목표 값 이상일 경우, 상기 섹터 12는 결정 규칙 1의 조건 1-1, 1-2, 1-3을 모두 만족하게 되고, 단말(521)은 참조 신호 12가 수신된 상기 섹터 12의 기지국(507)을 또는 해당 참조 신호를 공동 송수신 대상 기지국으로 서빙 기지국(501)에게 보고한다.

만약 상기 섹터 1을 통해 수신된 참조 신호 1과 상기 섹터 13을 통해 수신된 참조 신호 13의 예상되는 결합 이득이 특정 목표 값을 넘지 못한 경우, 상기 섹터 13은 상기 결정 규칙 1의 조건 1-1과 1-2는 만족하지만, 조건 1-3을 만족하지 못하므로 상기 단말(521)은 서빙 기지국(501)에게 상기 섹터 13의 기지국(509)을 공동 송수신 대상 기지국으로 보고하지 않는다.

본 발명의 실시 예에서 제안하는 공동 송수신 대상 기지국을 결정하는 결정 규칙의 또 다른 예는 다음과 같다.

결정 규칙 2는 아래 조건2-1 내지 조건2-3 중 적어도 하나를 만족하는 것이며, 본 실시 예는 조건2-1 내지 조건2-3을 모두 만족하는 경우를 예시로 하여 설명될 것이다.

(조건 2-1) : 주변 기지국으로부터 둘 이상의 참조 신호가 수신되는 수신 빔이 서빙 기지국의 참조 신호가 수신되는 수신 빔과 다름

(조건 2-2) : 상기 둘 이상의 참조 신호의 수신 시점이 특정 수신 지연 이내임

(조건 2-3) : 상기 둘 이상의 참조 신호를 송신한 주변 기지국들이 동일한 신호를 공동 송신했을 때 그 동일한 신호들의 결합 신호의 예상되는 결합 이득(combining gain)이 목표 값 이상이거나, 혹은 단말에서 공동 수신 시 예상되는 결합 신호의 세기가 현재 서빙 기지국의 신호 세기 대비 목표 값 이상임

상기 조건 2-2에서 사용되는 수신 지연 값은 상기 조건 1-2에서 사용한 값과 유사하게 단일 송수신 기법에서 사용하는 CP 길이나, 공동 송수신용으로 따로 정의된 CP 길이가 사용될 수 있다.

상기 조건 2-3에서 둘 이상의 주변 기지국이 동일한 신호를 공동 송신했을 때 예상되는 결합 신호의 세기나 예상되는 결합 이득을 구하는 방법은 상기 조건 1-3에서 사용한 방법과 동일하다. 예를 들어 상기 둘 이상의 주변 기지국으로부터 수신한 참조 신호의 세기(혹은 에너지)를 더하는 방법을 사용할 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하여 상기 결정 규칙 2를 보다 구체적으로 설명하면, 도 5와 도 6의 예에서 단말(521)이 주변 기지국으로부터 수신한 참조 신호 중, 섹터 5와 섹터 16, 19를 통해 수신한 참조 신호가 서빙 기지국(501)에서 수신한 참조 신호와 다른 수신 빔(RX3)을 통해 수신되어 상기 조건 2-1을 만족한다.

한편 단말(521)이 수신 빔(RX4)를 이용하여 섹터 9을 통해 수신한 참조 신호도 서빙 기지국(501)과 다른 수신 빔으로 수신되었으나, 수신 빔(RX4)을 통해서는 하나의 참조 신호만이 수신되어 단말(521)은 이 경우 공동 송수신 대상이 되는 복수의 참조 신호가 존재하지 않으므로 상기 결정 규칙 2를 만족하지 못하는 상기 섹터 9의 기지국(505)는 공동 송수신 대상 기지국이 아닌 것으로 결정한다.

또한 단말(521)은 섹터 5와 섹터 19를 통해 수신한 참조 신호의 수신 시점을 서로 비교했을 때, CP 길이 이내에서 수신되어 조건 2-2를 만족하는 것으로 판단한다. 마찬가지로 단말(521)은 섹터 16과 섹터 19에서 수신한 참조 신호도 CP 길이 이내에서 수신되어 조건 2-2를 만족하는 것으로 판단한다.

그리고 만약 섹터 5를 통해 수신된 상기 참조 신호 5와 섹터 19를 통해 수신된 참조 신호 19의 예상되는 결합 이득이 정해진 목표 값 이상일 경우, 섹터 5와 섹터 19는 상기 결정 규칙 2의 조건 2-1, 2-2, 2-3을 모두 만족하게 되고, 단말(521)은 참조 신호 5와 19가 수신된 상기 섹터 5와 19의 기지국들(503, 513) 또는 해당 참조 신호를 공동 송수신 대상 기지국으로 서빙 기지국(501)에게 보고한다.

만약 상기 섹터 16을 통해 수신된 참조 신호 16과 상기 섹터 19를 통해 수신된 참조 신호 19의 예상되는 결합 이득이 특정 목표 값을 넘지 못한 경우, 섹터 16과 섹터 19는 상기 조건 2-1과 2-2를 만족하지만 조건 2-3을 만족하지 못하므로 단말(521)은 서빙 기지국(501)에게 상기 섹터 16과 섹터 19의 두 기지국(511, 513)을 공동 송수신 대상 기지국으로 보고하지 않는다.

본 발명의 실시 예에서 제안하는 공동 송수신 대상 기지국을 결정하는 결정 규칙의 또 다른 한 예는 다음과 같다.

결정 규칙 3은 아래 조건3-1 내지 조건3-3 중 적어도 하나를 만족하는 것이며, 본 실시 예는 조건3-1 내지 조건3-3을 모두 만족하는 경우를 예시로 하여 설명될 것이다.

(조건 3-1) : 단말이 단일 송수신(single-point transmission and reception) 방식에 사용하는 수신 빔의 빔 폭보다 더 넓은 수신 빔을 사용했을 때, 주변 기지국으로부터 둘 이상의 참조 신호가 수신 됨

(조건 3-2) : 상기 둘 이상의 참조 신호의 수신 시점이 특정 수신 지연 이내임

(조건 3-3) : 상기 둘 이상의 참조 신호를 송신한 주변 기지국들이 동일한 신호를 공동 송신했을 때 그 동일한 신호들의 결합 신호의 예상되는 결합 이득(combining gain)이 목표 값 이상이거나, 혹은 단말에서 공동 수신 시 예상되는 신호의 세기가 현재 서빙 기지국의 신호 세기 대비 목표 값 이상임

상기 조건 3-2에서 사용되는 수신 지연 값은 상기 조건 1-2와 조건 2-2에서 사용한 값과 유사하게 단일 송수신 기법에서 사용하는 CP 길이나, 공동 송수신용으로 따로 정의된 CP 길이가 사용될 수 있다.

상기 조건 3-3에서 둘 이상의 주변 기지국이 동일한 신호를 공동 송신했을 때 예상되는 결합 신호의 세기나 예상되는 결합 이득을 구하는 방법은 상기 조건 1-3과 2-3에서 사용한 방법과 동일하다. 예를 들어 상기 둘 이상의 주변 기지국으로부터 수신한 참조 신호의 세기(혹은 에너지)를 더하는 방법을 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수의 기지국들 중에서 공동 송수신을 위한 대상 기지국을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 실시 예에서 복수의 기지국들(701 ~ 713)과 단말(721)은 공동 송신(Joint transmission) 및/또는 공동 수신(Joint reception)을 위한 데이터 송수신 채널을 설정하며, 이를 위해 단말(721)은 복수의 기지국들(701 ~ 713)로부터 전송되는 참조신호를 각각 해당 기지국 방향의 수신 빔(RX1, RX2)을 통해 수신한다.

도 7의 실시 예에서 단말(721)은 단일 송수신을 위해 통상적으로 사용하는 수신 빔보다 더 넓은 빔 폭을 가지는 수신 빔을 이용하여 주변 기지국으로부터 참조 신호를 수신한다. 예컨대, 도 7의 예에서 단말(721)은 180도의 방위각 빔 폭을 가지는 두 개의 수신 빔 RX1과 RX2를 이용하여 참조 신호를 수신한다. 각각의 수신 빔의 방향에 대해 복수의 기지국들(701 ~ 713)들이 각각 서로 다른 송신 빔(501a ~ 513a)의 방향으로 전송한 참조신호들을 단말(721)이 수신함을 가정한다.

그러나 상기 방위각 빔 폭과 수신 빔의 개수는 일 예를 든 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다. 또한 상기 예에서는 특정 기지국(혹은 섹터)이 송신한 참조 신호를 하나의 수신 빔을 통해 단말이 수신하는 것을 가정하였으나 특정 기지국(혹은 섹터)이 송신한 참조 신호가 하나 이상의 수신 빔을 통해 수신되는 것도 가능할 것이다. 또한 상기 예에서 특정 기지국(혹은 섹터)이 서로 다른 방향으로 송신한 참조 신호가 단말의 하나의 수신 빔을 통해 수신되는 경우, 단말은 그 참조 신호들 중에서 신호의 세기가 가장 강한 참조 신호를 이용하여 공동 송수신 여부를 판단할 수 있다.

도 7의 예에서 상기 단말(721)은 수신 빔 RX1을 이용하여 섹터 5와 섹터 9의 기지국(703, 705)으로부터 송신되는 참조 신호를 수신하고, 수신 빔 RX2를 이용하여 섹터 1, 섹터 12, 섹터 13, 섹터 16, 섹터 19의 기지국(707, 709, 711, 713)으로부터 송신되는 참조 신호를 수신한다.

도 7의 예에 상기 결정 규칙 3을 적용하였을 때, 수신 빔 RX1을이용하여 수신된 참조 신호 5와 참조 신호 9가 상기 조건 3-1을 만족하며, 수신 빔 RX2을 이용하여 수신되는 참조 신호 1, 참조 신호 12, 참조 신호 13, 참조 신호 16, 참조 신호 19가 상기 조건 3-1을 만족한다. 상기 단말(721)은 상기 조건 3-1을 만족하는 복수 개의 참조 신호들에 대하여 상기한 결정 규칙 1과 2의 예와 유사하게 상기 조건 3-2와 조건 3-3을 적용하고, 모든 조건을 만족하는 복수의 주변 기지국 혹은 그 참조 신호를 공동 송수신 대상 기지국으로 서빙 기지국(701)에게 보고한다.

상기한 본 발명의 실시 예에서 제안하는 방법에 따라 서빙 기지국은 단말이 보고한 공동 송수신 대상 기지국의 정보를 바탕으로 공동 송수신을 수행할 적어도 하나의 주변 기지국을 결정하고, 상기 공동 송수신을 위해 사용할 자원 영역과 해당 영역에서 사용할 물리 계층 전송 방식을 해당 주변 기지국과 협상한다.

본 발명의 실시 예에서 공동 송수신을 위한 자원 영역은 복수의 기지국들이 단말에게 스케줄링 정보를 공동으로 송신하는 하향 링크 스케줄링 영역과 하향 링크 데이터를 공동으로 송신하는 영역, 하향 링크 제어 정보를 공동으로 송신하는 영역 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 또한 복수의 기지국들이 상향 링크 데이터를 공동으로 수신하는 영역, 상향 링크 제어 정보를 공동으로 수신하는 영역 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에서 상기 공동 송수신을 위한 물리 계층 전송 방식은 단일 송수신과 같거나 다른 방식이 사용될 수 있으며, 구체적으로 CP(Cyclic prefix) 길이, 송수신 빔 폭, 송신 전력 제어 정보 등을 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 기지국들이 이용하는 공동 송수신을 위한 자원 영역이 포함된 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 상기 자원 영역은 OFDM 시스템의 경우 시간-주파수 자원 영역이 될 수 있으며, 이동통신 시스템에 적용되는 전송 방식에 따라 시간, 주파수, 코드 등 다양한 형태의 자원 조합으로 표현될 수 있다.

먼저 도 8의 예에서 예컨대, 하나의 프레임(frame)(801)은 5ms의 길이를 가지며, 5 개의 서브-프레임(sub-frame)(803)를 포함한다. 각각의 서브-프레임(803)은 기지국이 단말에게 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(811, 813, 815)과 단말이 기지국에게 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(821, 823, 825)을 포함한다. 도 8의 프레임 구조는 도 4의 프레임 구조에서와 같이 각 하향 링크 송신 구간)(811, 813, 815)에서 일부는 일반적인 스케줄링 정보를 전송하기 위한 제1 스케줄링 영역(831, 835, 837)으로 사용되고, 또한 각 하향 링크 송신 구간(811, 813, 815)에서 다른 일부는 하향 링크 참조 신호(reference signal)를 전송하기 위한 참조신호 영역(841, 843, 845)으로 사용된다.

또한 도 8의 프레임 구조에서, 공동 송수신에 참여하는 복수의 기지국들은 단일 송수신에 사용하는 제1 스케줄링 영역(831, 835, 837)에 더하여 상기 공동 송수신을 위한 제2 스케줄링 영역(851, 855, 857)을 설정한다. 상기 복수의 기지국들이 공동 송신 또는 공동 수신하는 사용자 데이터는 상기 제2 스케줄링 영역(851, 855, 857)을 통해 동적으로 스케줄링 되며, 공동 송수신되는 해당 데이터가 실제 송수신되는 자원 영역은 상기 제2 스케줄링 영역(851, 855, 857)을 통해 지시된다.

또한 도 8의 프레임 구조에서, 상기 복수의 기지국들은 하향 링크 제어 신호를 공동 송신하기 위한 공동 송신 제어 채널 영역(861, 863, 865)과, 상기 복수의 기지국들이 상향 링크 제어 신호를 공동 수신하기 위한 공동 수신 제어 채널 영역(871, 873, 875)을 설정한다. 상기 도 8의 예에서 공동 송수신이 사용되는 자원 영역은 단일 송수신이 사용되는 영역과 다른 물리 계층 전송 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어 복수의 기지국으로부터 수신되는 신호의 지연을 고려하여 단일 송수신보다 긴 CP(cyclic prefix) 길이가 사용될 수 있으며, 더 넓은 수신 영역을 보장하기 위해 단말이 더 넓은 수신 빔 폭을 사용하도록 설정될 수 있다.

상기 공동 송수신을 위한 제2 스케줄링 영역(851, 855, 857), 공동 송신 제어 채널 영역(861, 863, 865), 그리고 공동 수신 제어 채널 영역(871, 873, 875)은 통신 시스템의 운용 방식에 따라 각각 도 8의 프레임 구조에 선택적으로 포함될 수 있음은 물론이다. 다른 실시 예로 상기 제2 스케줄링 영역(851, 855, 857), 공동 송신 제어 채널 영역(861, 863, 865), 그리고 공동 수신 제어 채널 영역(871, 873, 875) 중 적어도 하나의 영역을 정해진 서브 프레임 구간에만 포함시키는 것도 가능할 것이다.

또 다른 실시 예로 도 4의 프레임 구조에서 스케줄링 영역(431, 435, 437)을 통해 단일 송수신에 사용하는 스케쥴링 정보와 공동 송수신에 사용하는 스케쥴링 정보를 함께 전송하는 것도 가능할 것이다. 이 경우 스케쥴링 정보는 단일 송수신을 위한 것인지 또는 공동 송수신을 위한 것인지 구별되게 설정될 것이다.

도 9은 본 발명의 실시 예에 따라 공동 송수신을 위한 대상 기지국 정보를 송신하는 단말의 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저 단말의 서빙 기지국은 일반적인 통신 절차에 따라 결정된 상태임을 가정한다. 도 9를 참조하면, 901 단계에서 단말은 도 4 또는 도 8의 정해진 자원 영역을 통해 주변 기지국들이 송신한 참조 신호를 정해진 시간 동안 수신하여 그 신호 세기(또는 채널 상태)를 측정한다. 상기 901 단계에서 참조 신호를 측정하는 단말의 동작은 단일 송수신에서 사용되는 물리 계층 전송 방식과 공동 송수신에 사용되는 물리 계층 전송 방식 중에서 하나 혹은 두 방식 모두를 이용하여 한 번 이상 수행될 수 있다.

이후 903 단계에서 단말은 주변 기지국으로부터 수신한 참조 신호를 이용하여 상기한 본 발명의 실시 예에서 제안하는 결정 규칙 1 내지 3 중에서 어느 한 방식을 적용하여 적어도 하나의 공동 송수신 대상 기지국들이 존재하는지 판단한다. 905 단계에서 단말은 만약 공동 송수신 대상 기지국이 존재할 경우, 907 단계에서 해당 공동 송수신 대상 기지국들에 대한 정보(이하, "대상 기지국 정보")를 서빙 기지국에게 보고한다. 이때 상기 대상 기지국 정보는 해당 대상 기지국에 대한 상기 901 단계의 측정 결과, 해당 대상 기지국의 식별 정보 등을 포함할 수 있다.

이후 909 단계에서 상기 단말은 서빙 기지국에 대한 단일 송수신 관련 신호 측정 및 보고 동작을 수행하고 측정 관련 동작을 종료한다. 상기 909 단계의 동작은 상기 901 단계의 전에 수행될 수도 있다.

한편 상기 905 단계에서 공동 송수신 대상 기지국이 존재하지 않을 경우, 단말은 바로 상기 909 단계에서 단일 송수신 관련 신호 측정 및 보고 동작을 수행하고, 측정 관련 동작을 종료한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 공동 송수신을 위한 대상 기지국 정보를 수신하는 기지국의 방법을 나타낸 순서도이다. 여기서 기지국은 단말의 서빙 기지국을 의미한다.

먼저 1001 단계에서 기지국은 도 9의 방법에 따라 단말이 송신한 단일 송수신 관련 측정 보고들을 처리한다. 이후 1002 단계에서 기지국은 단말로부터 공동 송수신을 위한 상기 대상 기지국 정보가 수신되었는 지 판단한다. 만약 상기 1002 단계에서 상기 대상 기지국 정보가 수신된 경우, 1005 단계에서 기지국은 상기 대상 기지국 정보를 근거로 해당되는 주변 기지국들과 공동 송수신을 위한 시그널링 또는 협상을 수행한다. 상기 시그널링 또는 협상에 따라 공동 송수신에 참여하는 주변 기지국이 최종 결정된다. 따라서 상기 대상 기지국 정보에 포함된 대상 기지국이라 하더라도 상기 시그널링 또는 협상에 따라 실제 공동 송수신에 참여하지 않는 대상 기지국이 존재할 수도 있다.

이후 1007 단계에서 기지국은 상기 공동 송수신을 위해 결정된 주변 기지국들 과의 협상을 통해 공동 송수신에 사용할 자원 영역 및 물리 계층 전송 방식을 결정한다. 상기 물리 계층 전송 방식에는 구체적으로 CP(Cyclic prefix) 길이, 송수신 빔 폭, 송신 전력 제어 정보 등이 포함될 수 있다. 그리고 기지국은 1009 단계에서 공동 송수신에 참여하는 기지국 정보, 공동 송수신에 사용될 자원 영역 정보(즉 자원 할당 정보) 및 물리 계층 전송 방식 정보를 포함하는 공동 송수신 관련 설정 정보를 단말에게 전송하고, 단말의 측정 보고를 처리하는 동작을 종료한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 공동 송수신을 위한 단말의 동작을 나타낸 순서도로서, 도 8의 프레임 구조가 적용됨을 가정한다.

먼저 단말은 1101 단계에서 도 10의 과정을 통해 기지국이 설정한 공동 송수신용 물리 계층 전송 방식을 적용한다. 상기 물리 계층 전송 방식에는 구체적으로 CP(Cyclic prefix) 길이, 송수신 빔 폭, 송신 전력 제어 정보 등이 포함될 수 있다. 이후 1103 단계 및 1105 단계에서 단말은 공동 송신 방식으로 송신된 도 8의 프레임에서 제2 스케줄링 영역을 수신하여 데이터 공동 송수신을 위한 스케줄링 정보가 존재하는지 판단한다. 상기 1105 단계에서 판단 결과, 데이터 공동 송수신을 위한 스케줄링 정보가 제2 스케줄링 영역에 존재하는 경우, 단말은 1107 단계에서 상기 제2 스케줄링 영역의 스케줄링 정보에 지시된 자원 영역에서 해당 물리 계층 전송 정보를 이용하여 복수의 기지국들로부터 공동으로 전송되는 하향 링크 데이터를 수신하거나 또는 복수의 기지국들에게 상향 링크 데이터를 공동으로 송신하는 동작을 수행한다. 이후 단말은 1109 단계에서 데이터 송수신과 관련된 상/하향 링크 제어 신호를 도 10의 과정을 통해 설정된 자원 영역에서 공동 송수신하는 동작을 수행한다.

한편 상기 1105 단계에서 데이터 공동 송수신을 위한 스케줄링 정보가 제2 스케줄링 영역에 존재하지 않는 경우, 단말은 상기 1107 단계의 동작을 생략하고, 바로 1109 단계로 진행하여 상/하향 링크 제어 신호를 공동 송수신한다. 다른 실시 예로 상/하향 링크 데이터만을 공동으로 송수신하거나 또는 상/하향 링크 제어 신호만을 공동으로 송수신할 수 있으며, 이 경우 상기 1107 단계와 1109 단계는 각각 선택적으로 수행될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 공동 송수신을 위한 기지국의 동작을 나타낸 순서도이다. 여기서 기지국은 단말의 서빙 기지국을 의미한다.

먼저 1201 단계에서 공동 송수신을 결정한 기지국은 도 10의 과정을 통해 설정한 공동 송수신용 물리 계층 전송 방식을 적용한다. 상기 물리 계층 전송 방식에는 구체적으로 CP(Cyclic prefix) 길이, 송수신 빔 폭, 송신 전력 제어 정보 등이 포함될 수 있다. 이후 1202 단계에서 기지국은 공동 송수신 방식으로 송수신할 데이터의 스케줄링이 필요한지 판단한다. 만약 공동 송수신할 데이터의 스케줄링이 필요하다면, 상기 기지국은 1205 단계에서 도 10의 과정을 통해 결정된 대상 기지국들과 데이터 공동 송수신에 사용될 자원 영역과 상세한 물리 계층 전송 방식을 협상한다. 이후 기지국은 도 8의 프레임에서 제 2 스케줄링 영역을 통해 상기 1205 단계에서 결정된 공동 송수신 관련 스케줄링 정보를 단말에게 송신한다. 상기 1205 단계의 동작은 혹은 그 일부는 도 10의 1007, 1009 단계에서 함께 수행될 수도 있다. 이 경우 상기 1205 단계의 동작 혹은 그 일부는 생략될 수 있다. 그리고 상기 공동 송수신 관련 스케줄링 정보는 도 10의 과정을 통해 결정된 대상 기지국을 통해서도 단말에게 전송될 수 있다.

이후 1209의 단계에서 기지국은 상기 공동 송수신 관련 스케줄링 정보에 따라 실제 상/하향 링크 데이터를 상기 결정된 대상 기지국과 함께 공동 송신, 공동 수신하는 동작을 수행한다. 그리고 1211 단계에서 상기 기지국은 데이터 송수신과 관련된 상/하향 링크 제어 신호를 도 10의 과정을 통해 설정된 자원 영역에서 공동 송수신하는 동작을 수행하고, 공동 송수신 관련 동작을 종료한다. 다른 실시 예로 상/하향 링크 데이터만을 공동으로 송수신하거나 또는 상/하향 링크 제어 신호만을 공동으로 송수신할 수 있으며, 이 경우 상기 1202 단계 내지 1209 단계와, 1211 단계의 동작은 각각 선택적으로 수행될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 13을 참조하면, 단말은 무선망을 통해 적어도 하나의 기지국으로 신호를 전송하는 송신부(1310)와, 무선망을 통해 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 수신부(1330)와, 적어도 하나의 기지국으로부터 수신된 참조 신호를 측정하는 측정부(1350)와, 도 4 내지 도 12에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따라 주변 기지국으로부터 참조 신호를 수신하여 공동 송수신을 위한 대상 기지국을 결정하고, 적어도 하나의 기지국과 단일 송수신 방식 또는 공동 송수신 방식으로 신호를 송수신하도록 상기 송신부와 상기 수신부의 동작을 제어하는 제어부(1370)를 포함한다. 도 13의 구성을 갖는 단말의 구체적인 동작은 도 9 및 도 11에서 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 14를 참조하면, 기지국은 무선망을 통해 단말에게 신호를 전송하고, 유선망/무선망을 통해 적어도 하나의 주변 기지국으로 신호를 전송하는 송신부(1410)와, 무선망을 통해 단말로부터 전송되는 신호를 수신하고, 유선망/무선망을 통해 상기 적어도 하나의 주변 기지국으로 전송되는 신호를 수신하는 수신부(1430)와, 도 4 내지 도 12에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따라 단말로부터 공동 송수신을 위한 대상 기지국 정보를 수신하여 주변 기지국과 대상 기지국의 결정을 위한 협상을 수행하고, 단일 송수신 방식 또는 공동 송수신 방식으로 신호를 송수신하도록 상기 송신부와 상기 수신부의 동작을 제어하는 제어부(1450)를 포함한다. 도 14의 구성을 갖는 기지국의 구체적인 동작은 도 10 및 도 12에서 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 본 발명의 복수의 기지국들을 통한 공동 송수신 방법을 적용하면, 이동통신 시스템에서 복수의 기지국들과 단말간의 통신 링크를 안정적으로 유지할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

복수의 기지국들을 포함하는 이동통신 시스템에서 수행되는 단말의 통신 방법에 있어서,
주변 기지국들로부터 각각 참조 신호를 수신하는 과정;
상기 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호를 근거로 상기 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의 대상 기지국을 결정하는 과정;
상기 결정된 적어도 하나의 대상 기지국에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 단말의 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수신하는 과정은 상기 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호의 신호 세기를 측정하는 과정을 더 포함하는 단말의 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 각 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말의 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말의 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 빔 폭과, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말의 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 서빙 기지국으로부터 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당 정보를 수신하는 과정; 및
상기 서빙 기지국 및 상기 대상 기지국과 상기 자원 할당 정보에 따른 자원 영역에서 상기 공동 송/수신을 수행하는 과정을 포함하는 단말의 통신 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 공동 송/수신을 위한 스케쥴링 정보는 전송 프레임의 특정 스케쥴링 영역을 통해 제공되는 단말의 통신 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 공동 송/수신되는 신호는 하향 링크 데이터, 상향 링크 데이터, 하향 링크 제어 신호, 그리고 상향 링크 제어 신호 중 적어도 하나인 단말의 통신 방법.
복수의 기지국들을 포함하는 이동통신 시스템에서 통신을 수행하는 단말에 있어서,
무선망을 통해 적어도 하나의 기지국과 통신하기 위한 송수신부; 및
상기 송수신부를 통해 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호를 근거로 상기 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의대상 기지국을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 대상 기지국에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
제 9 항에 있어서,
상기 주변 기지국들로부터 수신된 각 참조 신호의 신호 세기를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 측정부를 더 포함하는 단말.
제 9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 각 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말.
제 9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말.
제 9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 빔 폭과, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 단말.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 서빙 기지국으로부터 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당 정보를 수신하면, 상기 서빙 기지국 및 상기 대상 기지국과 상기 자원 할당 정보에 따른 자원 영역에서 상기 공동 송/수신을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 단말.
제 14 항에 있어서,
상기 공동 송/수신을 위한 스케쥴링 정보는 전송 프레임의 특정 스케쥴링 영역을 통해 제공되는 단말.
제 14 항에 있어서,
상기 공동 송/수신되는 신호는 하향 링크 데이터, 상향 링크 데이터, 하향 링크 제어 신호, 그리고 상향 링크 제어 신호 중 적어도 하나인 단말.
빔 포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
주변 기지국들의 각 참조 신호를 근거로 결정된 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의 대상 기지국의 정보를 단말로부터 수신하는 과정; 및
상기 수신된 대상 기지국의 정보에 해당되는 적어도 하나의 주변 기지국과 협상을 수행하여 상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당을 수행하는 과정을 포함하는 기지국의 통신 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 각 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국의 통신 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국의 통신 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 빔 폭과, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국의 통신 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당 정보를 전송하는 과정; 및
상기 협상된 대상 기지국과 상기 자원 할당 정보에 따른 자원 영역에서 상기 공동 송/수신을 수행하는 과정을 더 포함하는 기지국의 통신 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 공동 송/수신을 위한 스케쥴링 정보는 전송 프레임의 특정 스케쥴링 영역을 통해 제공되는 기지국의 통신 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 공동 송/수신되는 신호는 하향 링크 데이터, 상향 링크 데이터, 하향 링크 제어 신호, 그리고 상향 링크 제어 신호 중 적어도 하나인 기지국의 통신 방법.
빔 포밍을 이용하는 이동통신 시스템에서 기지국에 있어서,
무선망을 통해 단말과 통신하며 유/무선망을 통해 주변 기지국들과 통신하기 위한 송수신부; 및
상기 주변 기지국들의 각 참조 신호를 근거로 결정된 공동 송/수신을 위한 적어도 하나의 대상 기지국의 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 수신된 대상 기지국의 정보에 해당되는 적어도 하나의 주변 기지국과 협상을 수행하여 상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당을 수행하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 기지국.
제 24 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 각 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국.
제 24 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔과 서빙 기지국의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 동일 여부, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국.
제 24 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 대상 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 적어도 둘 이상의 참조 신호가 수신된 수신 빔의 빔 폭과, 상기 각 참조 신호의 수신 지연 정도, 상기 공동 송/수신 신호의 예상 결합 이득 중 적어도 하나를 근거로 결정되는 기지국.
제 24 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 단말에게 상기 공동 송/수신을 위한 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 협상된 대상 기지국과 상기 자원 할당 정보에 따른 자원 영역에서 상기 공동 송/수신을 수행하는 동작을 더 제어하는 기지국.
제 28 항에 있어서,
상기 공동 송/수신을 위한 스케쥴링 정보는 전송 프레임의 특정 스케쥴링 영역을 통해 제공되는 기지국.
제 28 항에 있어서,
상기 공동 송/수신되는 신호는 하향 링크 데이터, 상향 링크 데이터, 하향 링크 제어 신호, 그리고 상향 링크 제어 신호 중 적어도 하나인 기지국.