KR20140018975A - 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 할당 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널을 할당하는 방법 및 장치가 제공된다. 기지국은 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 전송될 수 있는 CRS 자원 요소(RE; resource element)들에 하향링크 제어 채널을 할당하고, 상기 할당된 하향링크 제어 채널을 통해 하향링크 제어 신호를 단말로 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING A DOWNLINK CONTROL CHANNEL IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 현재 3세대 무선 통신 시스템에 이어 개발되고 있는 4세대 무선 통신은 하향링크 1Gbps(gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(megabits per second)의 고속의 데이터 서비스를 지원하는 것을 목표로 한다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌 간 간섭(ISI; inter-symbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
한편 M2M(machine-to-machine) 통신의 도입, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 인하여 셀룰러(celluar) 망에 대한 데이터 요구량이 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위하여 다양한 기술들이 개발되고 있다. 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집합(CA; carrier aggregation) 기술, 인지 무선(CR; cognitive radio) 기술 등이 연구 중에 있다. 또한, 한정된 주파수 대역 내에서 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 연구되고 있다. 즉, 결국 무선 통신 시스템은 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 진화하게 될 것이다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 각 노드가 서로 협력하는 무선 통신 시스템은 각 노드가 독립적인 기지국(BS; base station), ABS(advanced BS), Node-B(NB), eNode-B(eNB), AP(access point) 등으로 동작하는 무선 통신 시스템보다 훨씬 우수한 성능을 가진다.
무선 통신 시스템의 성능 개선을 위하여, 셀 내 복수의 노드를 구비한 분산 다중 노드 시스템(DMNS; distributed multi node system)이 적용될 수 있다. 다중 노드 시스템은 분산 안테나 시스템(DAS; distributed antenna system), 무선 원격 장비(RRH; radio remote head) 등을 포함할 수 있다. 또한, 이미 개발되었거나 향후에 적용이 가능한 다양한 MIMO(multiple-input multiple-output) 기법과 협력 통신 기법들을 분산 다중 노드 시스템에 적용하기 위한 표준화 작업이 진행 중이다. 다중 노드 시스템에 의해서 링크 품질(link quality)의 개선이 예상되나, 다양한 MIMO 기법 및 협력 통신 기법을 다중 노드 시스템에 적용하기 위하여 새로운 제어 채널의 도입이 요구된다.
이에 따라, 다중 노드 시스템을 위한 새로운 제어 채널을 효율적으로 할당하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 채널 할당 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 e-PDCCH(enhanced physical downlink control channel) 등의 새롭게 도입되는 하향링크 제어 채널을 기존의 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 사용하던 자원 요소에 할당하는 방법을 제안한다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국에 의한 하향링크 제어 채널을 할당하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 전송될 수 있는 CRS 자원 요소(RE; resource element)들에 하향링크 제어 채널을 할당하고, 상기 할당된 하향링크 제어 채널을 통해 하향링크 제어 신호를 단말로 전송하는 것을 포함한다.
상기 하향링크 제어 채널은 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PDCCH(enhanced physical downlink control channel)일 수 있다.
상기 e-PDCCH는 적어도 하나의 자원 블록(RB; resource block) 내의 최대 36개의 CRS RE들에 할당될 수 있다.
상기 e-PDCCH는 적어도 하나의 RB 내의 CRS RE들 및 상기 CRS RE들에 인접한 RE들 중 일부에 할당될 수 있다.
상기 e-PDCCH는 상기 CRS RE를 포함하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 중 일부 OFDM 심벌에 할당될 수 있다.
상기 e-PDCCH는 최대 36개의 RE에 할당될 수 있다.
상기 하향링크 제어 채널은 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PCFICH(enhanced physical control format indicator channel)일 수 있다.
상기 e-PCFICH는 최대 16개의 RE에 할당될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 하향링크 신호를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 전송될 수 있는 CRS 자원 요소(RE; resource element)들을 통해 복수의 노드들 중 제1 노드로부터 CRS를 수신하고, 상기 CRS RE들을 통해 상기 복수의 노드들 중 제2 노드로부터 하향링크 신호를 수신하고, 상기 CRS에 의한 간섭을 제거하여 상기 수신한 하향링크 신호를 디코딩하는 것을 포함하되, 상기 복수의 노드들은 동일한 셀 ID(identifier)를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 하향링크 신호는 PDSCH(physical downlink shared channel)를 통해 수신되는 하향링크 데이터일 수 있다.
상기 하향링크 신호는 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PDCCH(enhanced physical downlink control channel) 또는 e-PCFICH(enhanced physical control format indicator channel)를 통해 수신되는 하향링크 제어 신호일 수 있다.
상기 방법은 상기 CRS에 대한 정보를 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 상기 CRS에 대한 정보를 기반으로 할 수 있다.
상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 네트워크에 의해 지시될 수 있다.
상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 특정 서브프레임에서 항상 수행될 수 있다.
다중 노드 시스템을 위한 e-PDCCH를 효율적으로 할당할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 CRS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 10은 DMRS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 11은 CSI RS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 12는 PCFICH, PDCCH 및 PDSCH가 서브프레임에 맵핑되는 일 예를 나타낸다.
도 13은 e-PDCCH를 통한 자원 할당의 일 예를 나타낸다.
도 14는 제안된 데이터 수신 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 15는 제안된 데이터 수신 방법에 따라 CRS RE를 이용하여 데이터를 수신하는 경우의 일 예를 나타낸다.
도 16은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 17은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법에 따라 CRS RE에 하향링크 제어 채널이 할당된 경우의 일 예를 나타낸다.
도 18은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법에 따라 CRS RE에 하향링크 제어 채널이 할당된 경우의 또 다른 예를 나타낸다.
도 19는 제안된 하향링크 제어 채널 수신 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
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 통신 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(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 ＃0부터 ＃19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; resource block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; cyclic prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
무선 통신 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도를 높이는 방향으로 기술이 진화하고 있다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 다중 노드 시스템(20)은 하나의 기지국(21)과 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들로 구성될 수 있다. 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 기지국(21)에 의해서 관리될 수 있다. 즉, 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 셀의 일부처럼 동작을 한다. 이때 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 별도의 노드 ID(identifier)를 할당 받을 수 있고 또는 별도의 노드 ID 없이 셀 내의 일부 안테나 집단처럼 동작할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 하나의 셀을 형성하는 분산 다중 노드 시스템(DMNS; distributed multi node system)으로 볼 수 있다.
또는 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 개별적인 셀 ID를 가지고 단말의 스케줄링 및 핸드오버(HO; handover)를 수행할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 기지국(21)은 매크로 셀(macro cell)일 수 있으며, 각 노드는 매크로 셀의 셀 커버리지(cell coverage)보다 작은 셀 커버리지를 가지는 펨토 셀(femto cell) 또는 피코 셀(pico cell)일 수 있다. 이와 같이 복수의 셀이 커버리지에 따라 오버레이(overlay)되어 구성되는 경우, 복수 계층 네트워크(multi-tier network)라 할 수 있다.
도 6에서 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 기지국, Node-B, eNode-B, 피코 셀 eNb(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 무선 원격 장비(RRH; radio remote head), 중계국(RS; relay station 또는 repeater), 분산 안테나(distributed antenna) 중 어느 하나가 될 수 있다. 하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치될 수 있다. 또한, 노드는 포인트(point)로 불릴 수 있다. 이하의 명세서에서 노드는 DMNS에서 일정 간격 이상으로 떨어진 안테나 그룹을 의미한다. 즉, 이하의 명세서에서 각 노드는 물리적으로 RRH를 의미한다고 가정한다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 노드는 물리적 간격에 상관 없이 임의의 안테나 그룹으로 정의될 수 있다. 예를 들어 복수의 교차 편광된 안테나(cross polarized antenna)들로 구성된 기지국을 수평 편광된 안테나(horizontal polarized antenna)들로 구성된 노드와 수직 편광된 안테나(vertical polarized antenna)들로 구성된 노드로 이루어져 있다고 보고 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 각 노드가 셀 커버리지가 매크로 셀에 비해서 작은 피코 셀 또는 펨토 셀인 경우, 즉 다중 셀 시스템에서도 적용될 수 있다. 이하의 설명에서 안테나는 물리적인 안테나뿐만 아니라 안테나 포트, 가상(virtual) 안테나, 안테나 그룹 등으로 대체될 수 있다.
먼저, 참조 신호에 대해서 설명한다.
참조 신호(RS; reference signal)는 일반적으로 시퀀스로 전송된다. 참조 신호 시퀀스는 특별한 제한 없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다. 참조 신호 시퀀스는 PSK(phase shift keying) 기반의 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스(PSK-based computer generated sequence)를 사용할 수 있다. PSK의 예로는 BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 ZC(Zadoff-Chu) 기반 시퀀스(ZC-based sequence), 순환 확장(cyclic extension)된 ZC 시퀀스(ZC sequence with cyclic extension), 절단(truncation) ZC 시퀀스(ZC sequence with truncation) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스를 사용할 수 있다. PN 시퀀스의 예로는 m-시퀀스, 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스, 골드(Gold) 시퀀스, 카사미(Kasami) 시퀀스 등이 있다. 또, 참조 신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용할 수 있다.
하향링크 참조 신호는 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific RS), MBSFN(multimedia broadcast and multicast single frequency network) 참조 신호, 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS), 포지셔닝 참조 신호(PRS; positioning RS) 및 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(CSI RS)로 구분될 수 있다. CRS는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조 신호로, CRS는 CQI(channel quality indicator) 피드백에 대한 채널 측정과 PDSCH에 대한 채널 추정에 사용될 수 있다. MBSFN 참조 신호는 MBSFN 전송을 위해 할당된 서브프레임에서 전송될 수 있다. 단말 특정 참조 신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 수신하는 참조 신호로, 복조 참조 신호(DMRS; demodulation RS)로 불릴 수 있다. DMRS는 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 데이터 복조에 주로 사용된다. PRS는 단말의 위치 추정에 사용될 수 있다. CSI RS는 LTE-A 단말의 PDSCH에 대한 채널 추정에 사용된다. CSI RS는 주파수 영역 또는 시간 영역에서 비교적 드물게(sparse) 배치되며, 일반 서브프레임 또는 MBSFN 서브프레임의 데이터 영역에서는 생략(punctured)될 수 있다. CSI의 추정을 통해 필요한 경우에 CQI, PMI 및 RI 등이 단말로부터 보고될 수 있다.
CRS는 PDSCH 전송을 지원하는 셀 내의 모든 하향링크 서브프레임에서 전송된다. CRS는 안테나 포트 0 내지 3 상으로 전송될 수 있으며, CRS는 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다. CSI RS는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V10.1.0 (2011-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 6.10.1절을 참조할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 CRS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 7은 기지국이 하나의 안테나 포트를 사용하는 경우, 도 8은 기지국이 2개의 안테나 포트를 사용하는 경우, 도 9는 기지국이 4개의 안테나 포트를 사용하는 경우에 CRS가 RB에 맵핑되는 패턴의 일 예를 나타낸다. 또한, 상기의 CRS 패턴은 LTE-A의 특징을 지원하기 위하여 사용될 수도 있다. 예를 들어 협력적 다중 지점(CoMP; coordinated multi-point) 전송 수신 기법 또는 공간 다중화(spatial multiplexing) 등의 특징을 지원하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, CRS는 채널 품질 측정, CP 검출, 시간/주파수 동기화 등의 용도로 사용될 수 있다.
도 7 내지 9를 참조하면, 기지국이 복수의 안테나 포트를 사용하는 다중 안테나 전송의 경우, 안테나 포트마다 하나의 자원 그리드가 있다. 'R0'은 제1 안테나 포트에 대한 참조 신호, 'R1'은 제2 안테나 포트에 대한 참조 신호, 'R2'은 제3 안테나 포트에 대한 참조 신호, 'R3'은 제4 안테나 포트에 대한 참조 신호를 나타낸다. R0 내지 R3의 서브프레임 내 위치는 서로 중복되지 않는다. ℓ은 슬롯 내 OFDM 심벌의 위치로 노멀 CP에서 ℓ은 0부터 6의 사이의 값을 가진다. 하나의 OFDM 심벌에서 각 안테나 포트에 대한 참조 신호는 6 부반송파 간격으로 위치한다. 서브프레임 내 R0의 수와 R1의 수는 동일하고, R2의 수와 R3의 수는 동일하다. 서브프레임 내 R2, R3의 수는 R0, R1의 수보다 적다. 한 안테나 포트의 참조 신호에 사용된 자원 요소는 다른 안테나의 참조 신호에 사용되지 않는다. 안테나 포트 간 간섭을 주지 않기 위해서이다.
CRS는 스트림의 개수에 관계 없이 항상 안테나 포트의 개수만큼 전송된다. CRS는 안테나 포트마다 독립적인 참조 신호를 갖는다. CRS의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치 및 시간 영역의 위치는 단말에 관계 없이 정해진다. CRS에 곱해지는 CRS 시퀀스 역시 단말에 관계 없이 생성된다. 따라서, 셀 내 모든 단말들은 CRS를 수신할 수 있다. 다만, CRS의 서브프레임 내 위치 및 CRS 시퀀스는 셀 ID에 따라 정해질 수 있다. CRS의 서브프레임 내 시간 영역 내 위치는 안테나 포트의 번호, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 개수에 따라 정해질 수 있다. CRS의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치는 안테나의 번호, 셀 ID, OFDM 심벌 인덱스(ℓ), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 따라 정해질 수 있다.
CRS 시퀀스는 하나의 서브프레임 내 OFDM 심벌 단위로 적용될 수 있다. CRS 시퀀스는 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스, CP의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 하나의 OFDM 심벌 상에서 각 안테나 포트 별 참조 신호 부반송파의 개수는 2개이다. 서브프레임이 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다고 할 때, 하나의 OFDM 심벌 상에서 각 안테나별 참조 신호 부반송파의 개수는 2×NRB이다. 따라서, CRS 시퀀스의 길이는 2×NRB가 된다.
수학식 1은 CRS 시퀀스 r(m)의 일 예를 나타낸다.
Figure pct00001
여기서, m은 0,1,...,2NRB max-1이다. 2NRB max은 최대 대역폭에 해당하는 자원 블록의 개수이다. 예를 들어, 3GPP LTE에서 2NRB max은 110이다. c(i)는 PN 시퀀스로 모조 임의 시퀀스로, 길이-31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 수학식 2는 골드 시퀀스 c(n)의 일 예를 나타낸다.
Figure pct00002
여기서, Nc=1600이고, x1(i)은 제1 m-시퀀스이고, x2(i)는 제2 m-시퀀스이다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스 또는 제2 m-시퀀스는 매 OFDM 심벌마다 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심벌 인덱스, CP의 종류 등에 따라 초기화(initialization)될 수 있다.
2NRB max보다 작은 대역폭을 갖는 시스템의 경우, 2×2NRB max 길이로 생성된 참조 신호 시퀀스에서 2×NRB 길이로 일정 부분만을 선택해서 사용할 수 있다.
주파수 홉핑(frequency hopping)이 CRS에 적용될 수 있다. 주파수 홉핑 패턴은 하나의 무선 프레임(10 ms)을 주기로 할 수 있으며, 각 주파수 홉핑 패턴은 하나의 셀 ID 그룹(cell identity group)에 대응된다.
PDSCH 전송을 지원하는 반송파(carrier) 상의 무선 프레임 내에서 적어도 하나의 하향링크 서브프레임이 상위 계층(higher layer)에 의해서 MBSFN 서브프레임으로 구성될 수 있다. 각 MBSFN 서브프레임은 비-MBSFN 영역과 MBSFN 영역으로 나뉠 수 있다. 비-MBSFN 영역은 MBSFN 서브프레임 내에서 처음 1개 또는 2개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있다. 비-MBSFN 영역에서의 전송은 무선 프레임 내의 제1 서브프레임(서브프레임 ＃0)에서 사용되는 것과 동일한 CP를 기반으로 수행될 수 있다. MBSFN 영역은 비-MBSFN 영역으로 사용되지 않는 OFDM 심벌들로 정의될 수 있다. MBSFN 참조 신호는 PMCH(physical multicast channel)가 전송되는 경우에만 전송되며, 안테나 포트 4 상으로 전송된다. MBSFN 참조 신호는 확장 CP에서만 정의될 수 있다.
DMRS는 PDSCH 전송을 위하여 지원되며, 안테나 포트 p=5, p=7,8 또는 p=7,8,...,v+6 상으로 전송된다. 이때 v는 PDSCH 전송에 사용되는 레이어의 개수를 나타낸다. DMRS는 집합 S 내에 있는 어느 하나의 안테나 포트 상으로 하나의 단말로 전송된다. 이때 S={7,8,11,13} 또는 S={9,10,12,14}이다. DMRS는 PDSCH의 전송이 대응되는 안테나 포트와 관련되는(associated) 경우에만 PDSCH의 복조를 위하여 존재하며 유효하다. DMRS는 대응되는 PDSCH가 맵핑된 RB에서만 전송된다. DMRS는 안테나 포트에 관계 없이 물리 채널 또는 물리 신호 중 어느 하나가 전송되는 자원 요소에서는 전송되지 않는다. DMRS는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V10.1.0 (2011-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 6.10.3절을 참조할 수 있다.
도 10은 DMRS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 10은 노멀 CP 구조에서 DMRS를 위한 사용되는 자원 요소들을 나타낸다. Rp는 안테나 포트 p 상의 DMRS 전송에 사용되는 자원 요소를 나타낸다. 예를 들어 R5는 안테나 포트 5에 대한 DMRS가 전송되는 자원 요소를 지시한다. 또한, 도 10을 참조하면, 안테나 포트 7 및 8에 대한 DMRS는 각 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 첫 번째, 6번째 및 11번째 부반송파(부반송파 인덱스 0, 5, 10)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 7 및 8에 대한 DMRS는 길이 2의 직교 시퀀스에 의해서 구분될 수 있다. 안테나 포트 9 및 10에 대한 DMRS는 각 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 2번째, 7번째 및 12번째 부반송파(부반송파 인덱스 1, 6, 11)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 9 및 10에 대한 DMRS는 길이 2의 직교 시퀀스에 의해서 구분될 수 있다. 또한, S={7,8,11,13} 또는 S={9,10,12,14}이므로, 안테나 포트 11 및 13에 대한 DMRS는 안테나 포트 7 및 8에 대한 DMRS가 맵핑되는 자원 요소에 맵핑되며, 안테나 포트 12 및 14에 대한 DMRS는 안테나 포트 9 및 10에 대한 DMRS가 맵핑되는 자원 요소에 맵핑된다.
CSI RS는 1개, 2개, 4개 또는 8개의 안테나 포트를 통하여 전송된다. 이때 사용되는 안테나 포트는 각각 p=15, p=15, 16, p=15,...,18 및 p=15,...,22이다. CSI RS는 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다. CSI RS는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V10.1.0 (2011-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 6.10.3절을 참조할 수 있다.
CSI RS의 전송에 있어서, 이종 네트워크(HetNet; heterogeneous network) 환경을 포함하여 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭(ICI; inter-cell interference)을 줄이기 위하여 최대 32개의 서로 다른 구성(configuration)이 제안될 수 있다. CSI RS 구성은 셀 내의 안테나 포트의 개수 및 CP에 따라 서로 다르며, 인접한 셀은 최대한 다른 구성을 가질 수 있다. 또한, CSI RS 구성은 프레임 구조에 따라 FDD 프레임과 TDD 프레임에 모두 적용하는 경우와 TDD 프레임에만 적용하는 경우로 나눠질 수 있다. 하나의 셀에서 복수의 CSI RS 구성이 사용될 수 있다. non-zero 전송 파워를 가정하는 단말에 대하여 0개 또는 1개의 CSI 구성이, zero 전송 파워를 가정하는 단말에 대하여 0개 또는 여러 개의 CSI 구성이 사용될 수 있다. 단말은 TDD 프레임의 특수 서브프레임(special subframe), CSI RS의 전송이 동기화 신호(synchronization signal), PBCH(physical broadcast channel), 시스템 정보 블록 타입 1(SystemInformationBlockType1)과 충돌하는 서브프레임 또는 페이징 메시지가 전송되는 서브프레임에서는 CSI RS를 전송하지 않는다. 또한, S={15}, S={15, 16}, S={17, 18}, S={19, 20} 또는 S={21, 22}인 집합 S에서, 하나의 안테나 포트의 CSI RS가 전송되는 자원 요소는 PDSCH나 다른 안테나 포트의 CSI RS의 전송에 사용되지 않는다.
도 11은 CSI RS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 11은 노멀 CP 구조에서 CSI RS를 위한 사용되는 자원 요소들을 나타낸다. Rp는 안테나 포트 p 상의 CSI RS 전송에 사용되는 자원 요소를 나타낸다. 도 14를 참조하면, 안테나 포트 15 및 16에 대한 CSI RS는 제1 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 3번째 부반송파(부반송파 인덱스 2)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 17 및 18에 대한 CSI RS는 제1 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 9번째 부반송파(부반송파 인덱스 8)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 19 및 20에 대한 CSI RS는 안테나 포트 15 및 16에 대한 CSI RS가 전송되는 동일한 자원 요소를 통해, 안테나 포트 21 및 22에 대한 CSI RS는 안테나 포트 17 및 18에 대한 CSI RS가 전송되는 동일한 자원 요소를 통해 전송된다.
한편, RB를 PDSCH에 할당함에 있어서 분산되게 할당하거나 연속되게 할당할 수 있다. 주파수 영역 내에서 순서대로 인덱싱 된 RB를 물리 RB(PRB; physical RB)라 하고, PRB를 다시 맵핑하여 얻어진 RB를 가상 RB(VRB; virtual RB)라 한다. 가상 PRB를 할당함에 있어서 2가지 할당 타입이 지원될 수 있다. 국소 타입(localized type) VRB는 주파수 영역 내에서 순서대로 인덱싱 된 PRB를 1대1로 직접 맵핑(direct mapping)하여 얻어질 수 있다. 분산 타입(distributed type) VRB는 PRB를 특정 규칙에 의하여 분산 및 인터리빙(interleaving)하여 맵핑하여 얻어질 수 있다. VRB의 타입을 지시하기 위하여, PDSCH를 할당하기 위하여 PDCCH를 통하여 전송되는 DCI 포맷 1A, 1B, 1C 및 1D는 Localized/Distributed VRB assignment flag를 포함한다. Localized/Distributed VRB assignment flag를 통해 VRB가 국소 타입인지 분산 타입인지가 지시될 수 있다.
이하 PCFICH(physical control format indicator channel)에 대해서 설명한다.
도 12는 PCFICH, PDCCH 및 PDSCH가 서브프레임에 맵핑되는 일 예를 나타낸다.
3GPP LTE는 단말을 제어하는 하향링크 제어 신호를 전송하기 위하여 PDCCH를 할당한다. 복수의 단말의 PDCCH들이 맵핑되는 영역을 PDCCH 영역 또는 제어 영역이라 할 수 있다. PCFICH는 서브프레임 내에서 PDCCH의 할을 위하여 사용되는 OFDM 심벌의 개수에 대한 정보를 나른다. PDCCH 가 할당되는 OFDM 심벌의 개수에 대한 정보를 제어 포맷 지시자(CFI; control format indicator)라 할 수 있다. 셀 내의 모든 단말들은 PDCCH가 할당되는 영역을 탐색해야 하며, 이에 따라 CIF는 셀 특정(cell-specific)한 값으로 설정될 수 있다. 일반적으로 PDCCH가 할되는 제어 영역은 하향링크 서브프레임의 가장 앞쪽의 OFDM 심벌들에 할당되며, PDCCH는 최대 3개의 OFDM 심벌들에 할당될 수 있다.
도 12를 참조하면, CIF가 3으로 설정되며, 이에 따라 PDCCH는 서브프레임 내에서 앞에서 3개의 OFDM 심벌들 내에 할당된다. 단말은 제어 영역 내에서 자신의 PDCCH를 검출하며, 해당 제어 영역에서 검출한 PDCCH를 통해서 자신의 PDSCH를 찾을 수 있다.
종래의 PDCCH는 일정 영역 내에서 전송 다이버시티(transmission diversity)를 이용하여 전송되었을 뿐, 빔포밍(beamforming), MU(multi user)-MIMO(multiple-input multiple-output), 최적 대역 선택(best band selection) 등 PDSCH에 지원되는 다양한 기법들은 적용되지 않는다. 또한, 시스템 성능의 향상을 위하여 분산 다중 노드 시스템이 도입되는 경우, 복수의 노드들 또는 복수의 RRH의 셀 ID가 동일하면 PDCCH의 용량이 부족해지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 기존의 PDCCH 외에 새로운 제어 채널이 도입될 수 있다. 이하의 설명에서 새롭게 정의되는 제어 채널을 e-PDCCH(enhanced PDCCH)라 한다. e-PDCCH는 PDCCH가 할당되는 기존의 제어 영역이 아닌 데이터 영역에 할당될 수 있다. e-PDCCH가 정의됨에 따라 각 단말 별로 각 노드에 대한 제어 신호를 전송할 수 있고, 기존의 PDCCH 영역이 부족할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.
PDCCH가 할당되는 제어 영역이 PCFICH에 의해서 지시되는 것과 마찬가지로, e-PDCCH가 할당되는 영역을 지시하는 새로운 채널이 정의될 수 있다. 즉, e-PDCCH가 할당되는 영역을 지시하는 e-PCFICH(enhanced PCFICH)가 새롭게 정의될 수 있다. e-PCFICH는 e-PDCCH를 검출하기 위하여 필요한 일부 또는 모든 정보를 나를 수 있다. e-PDCCH는 기존의 제어 영역 내의 공통 탐색 영역(CSS; common search space)에 할당되거나, 데이터 영역에 할당될 수 있다.
도 13은 e-PDCCH를 통한 자원 할당의 일 예를 나타낸다.
e-PDCCH는 기존의 제어 영역이 아닌 데이터 영역의 일부에 할당될 수 있다. e-PDCCH는 기존의 레거시 단말에게는 제공되지 않으며, 3GPP LTE rel-11을 지원하는 단말(이하, rel-11 단말)이 탐색할 수 있다. rel-11 단말은 자신의 e-PDCCH 검출을 위한 블라인드 디코딩(blind decoding)을 수행한다. e-PDCCH를 검출하기 위한 최소한의 영역 정보는 새롭게 정의되는 e-PCFICH 또는 기존의 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 데이터 영역에 할당된 e-PDCCH에 의해서 PDSCH가 스케줄링 될 수 있다. 기지국은 스케줄링 된 PDSCH를 통해서 각 단말로 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 다만, 각 노드에 접속한 단말의 수가 증가하면 e-PDCCH가 데이터 영역 내에서 차지하는 부분이 커지게 된다. 이에 따라 단말이 수행해야 할 블라인드 디코딩의 수도 증가하게 되며, 복잡도가 높아질 수 있는 단점이 존재한다.
다중 노드 시스템에서는 기존에 정의된 CRS가 전송되지 않을 수 있다. 이에 따라 CRS가 전송되는 데에 사용되던 자원 요소(이하, CRS RE)들이 다양한 용도로 사용될 수 있다. 이하에서, 다중 노드 시스템 내의 복수의 노드들 중 일부의 노드들만이 CRS를 전송하고 나머지 노드들은 CRS를 전송하지 않는 경우, CRS를 전송하지 않는 노드에서 CRS RE들을 재활용하는 방법을 설명하도록 한다. 이하에서 CRS RE는 데이터 영역 내의 CRS RE 중 일부 또는 전체이거나, 제어 영역 내의 CRS RE 중 일부 또는 전체일 수 있다.
먼저, CRS RE에 PDSCH가 할당되는 경우를 설명한다.
도 14는 제안된 데이터 수신 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S100에서 단말은 제1 노드로부터 CRS RE를 통해 CRS를 수신한다. 단계 S110에서 단말은 상기 CRS에 대한 정보를 수신한다. 단계 S120에서 단말은 제2 노드로부터 CRS RE를 통해 데이터를 수신한다. 단계 S130에서 단말은 상기 CRS에 대한 정보를 기반으로 상기 CRS에 의한 간섭을 제거하고, 상기 수신한 데이터를 디코딩한다.
도 15는 제안된 데이터 수신 방법에 따라 CRS RE를 이용하여 데이터를 수신하는 경우의 일 예를 나타낸다.
CRS RE는 PDSCH의 할당에 사용되거나, 그대로 널(null) 상태로 있을 수 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID를 사용하는 DMNS 시스템에서, 일부의 노드들은 임의의 서브프레임 내의 CRS RE를 통해 CRS를 전송하고, 나머지 노드들은 상기 임의의 서브프레임 내의 CRS RE를 통해 PDSCH를 전송할 수 있다. 예를 들어, 동일한 셀 ID를 가지는 제1 노드와 그보다 높은 전송 전력을 가지는 제2 노드가 존재하며, 임의의 서브프레임에서 제2 노드는 CRS RE를 통해 CRS를 전송하고 제1 노드는 CRS를 전송하지 않는다고 가정한다. 제1 노드의 CRS RE는 PDSCH 등과 같은 데이터 전송에 사용되거나, 널 상태로 남을 수 있다. 제1 노드의 CRS RE가 PDSCH 등의 데이터 전송에 사용되는 경우는, 제1 노드의 커버리지(coverage) 내에 CRS를 기반으로 데이터를 디코딩 하는 단말이 없는 경우일 수 있다. 제1 노드의 CRS RE가 널 상태로 있는 경우는, 제1 노드의 커버리지 내에 CRS를 기반으로 데이터를 디코딩 하는 단말이 존재하는 경우일 수 있다. 한편, 제1 노드의 단말뿐만 아니라 제2 노드의 단말도 CRS RE를 통해 데이터를 수신할 수 있다. 제2 노드가 CRS RE를 이용하여 CRS를 전송하고 있다 하더라도, 제2 노드의 단말이 CRS를 기반으로 채널 추정을 수행하여 데이터를 디코딩 하는 전송 모드(transmission mode)가 아닌 경우에는 CRS RE를 통해 데이터를 수신할 수 있다.
도 15를 참조하면, 매크로 노드는 CRS RE를 이용하여 그대로 CRS를 전송하고, 제1 노드는 CRS RE를 이용하여 데이터를 전송한다. 이와 같이 하나의 노드가 CRS RE를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 인접 노드에서 전송하는 CRS는 CRS RE를 이용하여 데이터를 수신하는 LTE rel-11 단말에 대하여 간섭으로 작용할 수 있다. 즉, LTE re1-11 단말은 매크로 노드에서 전송되는 CRS를 간섭으로 느낄 수 있다. 이때 단말이 CRS에 대한 정보를 알고 있다면, 간섭 제거(interference cancellation)를 수행할 수 있다. CRS에 대한 정보는 CRS가 전송되는지 여부, CRS 시퀀스의 구성에 필요한 슬롯 번호, OFDM 심벌 번호, 셀 ID, NCP(노멀 CP일 때 1, 확장 CP일 때 0) 등을 포함할 수 있다. 단말은 CRS RE를 통해 데이터가 전송되는지 및/또는 간섭으로 작용하는 CRS가 전송되는지에 대한 정보를 e-PDCCH 또는 RRC 시그널링 등을 통하여 수신할 수 있다. CRS RE에서 데이터가 전송되는지 여부 및 해당 CRS RE를 통해 CRS가 전송되는지 여부에 따라, CRS 간섭 제거를 수행한 후 또는 CRS 간섭 제거 없이 데이터를 디코딩 하거나, CRS RE를 데이터 디코딩에서 제외시킬 수 있다.
단말은 CRS RE를 통해 데이터가 전송되는지 또는 간섭으로 작용하는 CRS가 전송되는지에 대한 정보를 서브프레임의 종류에 따라 다르게 수신할 수 있다. 단말은 MBSFN 서브프레임에서, 데이터 디코딩에 사용되지 않는 또는 간섭으로 작용할 수 있는 CRS의 존재 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. CRS RE를 통해 CRS가 전송된다면, CRS 간섭 제거를 수행한 후 데이터를 디코딩 할 수 있다. 단말은 MBSFN 서브프레임 이외의 서브프레임에서, CRS RE를 통해 데이터가 전송되는지에 대한 정보를 수신할 수 있다. CRS를 기반으로 하여 데이터를 디코딩 해야 하는 전송 모드가 아니라면 CRS 간섭 제거를 수행할 수 있다.
한편, 단말은 PBCH가 할당되는 서브프레임 등 CRS가 반드시 전송되어야 하는 서브프레임에서는 기지국으로부터 수신하는 CRS에 대한 정보에 관계 없이 CRS RE를 통해 데이터가 전송되지 않는다고 가정할 수 있다. 예를 들어, PBCH가 할당되는 서브프레임에서는 CRS RE를 통하여 데이터를 전송하지 않는 것이 바람직하다. PBCH 는 네트워크 진입(network entry)를 하는 단말들이 반드시 읽어야 할 필요가 있는 채널인데, 네트워크는 이러한 단말들의 위치를 정확히 파악하기 힘들며 해당 단말들이 어느 노드의 커버리지 내에 있는지를 알기도 어렵다. CRS RE를 통해 데이터를 전송하는 것은 CRS를 반드시 수신하여 PBCH를 디코딩 해야 하는 단말들에게 악영향을 미치므로, PBCH가 할당되는 서브프레임에서는 CRS RE를 통하여 데이터를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 페이징 채널(paging channel)이 할당되는 서브프레임에서도 CRS RE를 통하여 데이터를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 네트워크는 아이들 모드(idle mode)에 있는 단말이 어느 노드의 커버리지 내에 있는지 알기 어렵기 때문이다.
또는, CRS가 반드시 전송되어야 하는 서브프레임에서도 CRS RE를 통해 데이터가 전송될 수 있다. 예를 들어 PBCH와 같이 서브프레임 내의 2번째 슬롯의 1∼4번째 OFDM 심벌과 6RB의 고정된 자원에서만 전송되는 채널의 경우, 그 외의 자원 내에 있는 CRS RE를 통해 상황에 따라 데이터가 전송될 수도 있다.
이하, CRS RE에 e-PDCCH, e-PCFICH 등의 새롭게 도입되는 하향링크 제어 채널이 할당되는 경우를 설명한다.
도 16은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S200에서 기지국은 RB 내의 CRS RE에 하향링크 제어 채널을 할당한다. 단계 S210에서 기지국은 할당된 하향링크 제어 채널을 통해 하향링크 제어 신호를 전송한다.
예를 들어, 동일한 셀 ID를 가지는 제1 노드와 제2 노드가 존재하며, 임의의 서브프레임에서 제1 노드는 CRS RE를 통해 CRS를 전송하고 제2 노드는 CRS를 전송하지 않는다고 가정한다. 제2 노드의 CRS RE는 e-PDCCH 또는 e-PCFICH 등의 하향링크 제어 채널을 위하여 사용되거나 널 상태로 될 수 있다. 즉, 제2 노드의 단말은 CRS RE를 통해 e-PDCCH 또는 e-PCFICH를 수신할 수 있다. 제2 노드의 단말은 제1 노드로부터 CRS가 전송되는지 여부에 따라, e-PDCCH 또는 e-PCFICH를 디코딩 할 때 CRS RE에서 CRS를 검출하여 제거할 수 있다. 이는 기지국에 의해서 지시될 수 있고, 또는 특정 서브프레임에서 기지국의 지시에 관계 없이 항상 수행될 수 있다. 예를 들어, PBCH가 할당되는 서브프레임에서는 CRS가 항상 전송되므로, 단말은 e-PDCCH 또는 e-PCFICH를 디코딩 할 때 CRS RE에서 CRS를 검출하여 제거할 수 있다.
도 17은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법에 따라 CRS RE에 하향링크 제어 채널이 할당된 경우의 일 예를 나타낸다.
도 17-(a)는 2RB에 걸친 48개의 CRS RE 중 36개의 CRS RE를 사용하여 e-PDCCH를 할당하는 경우를 나타낸다. e-PDCCH가 PDCCH와 같이 36개의 RE를 포함하는 CCE 단위로 구성된다면, e-PDCCH는 2RB 내의 48개의 CRS RE 중 36개의 RE에 할당될 수 있다. e-PDCCH가 할당되고 남은 CRS RE들은 널 상태로 남을 수 있다. 도 17-(b)는 1RB 내의 24개의 CRS RE 및 그에 인접한 RE들에 e-PDCCH를 할당하는 경우를 나타낸다. 기지국은 24개의 CRS RE 외에 제1 슬롯의 6번째 OFDM 심벌의 3번째, 6번째, 9번째 및 12번째 부반송파에 대응되는 자원 요소들과 제2 슬롯이 6번째 및 7번째 OFDM 심벌의 3번째, 6번째, 9번째 및 12번째 부반송파에 대응되는 자원 요소들을 포함하여 e-PDCCH를 할당할 수 있다. 한편, e-PCFICH가 PCFICH와 같이 16개의 RE로 구성된다면, e-PCFICH는 1개의 RB 내의 24개의 CRS RE 중 16개의 CRS RE에 할당될 수 있다. e-PCFICH가 할당되고 남은 CRS RE들은 널 상태로 남을 수 있다.
도 18은 제안된 하향링크 제어 채널 할당 방법에 따라 CRS RE에 하향링크 제어 채널이 할당된 경우의 또 다른 예를 나타낸다.
CRS RE가 위치하는 OFDM 심벌 중 일부 OFDM 심벌 전체에 하향링크 제어 채널을 할당할 수 있다. 도 18을 참조하면, e-PDCCH는 CRS RE가 위치하는 OFDM 심벌 중 4번째, 7번째 및 11번째 OFDM 심벌에 할당된다. 이에 따라 e-PDCCH를 할당하기 위한 36개의 RE, 즉 1개의 CCE가 확보된다. 이때 e-PDCCH는 DMRS를 이용하여 디코딩 될 수 있다. PDSCH를 할당 받은 VRB 내에서 e-PDCCH 또는 e-PCFICH 등의 하향링크 제어 채널이 할당된 RE는 PDSCH가 할당되는 RE에서 제외된다.
도 19는 제안된 하향링크 제어 채널 수신 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S300에서 단말은 제1 노드로부터 CRS RE를 통해 CRS를 수신한다. 단계 S310에서 단말은 상기 CRS에 대한 정보를 수신한다. 단계 S320에서 단말은 제2 노드로부터 CRS RE를 통해 하향링크 제어 채널을 수신한다. 단계 S330에서 단말은 상기 CRS에 대한 정보를 기반으로 상기 CRS에 의한 간섭을 제거하고, 상기 수신한 하향링크 제어 채널을 디코딩한다.
한편, 이상의 설명에서 다중 노드 시스템에서 각 노드들이 CRS RE를 데이터 또는 하향링크 제어 채널을 위하여 재활용하는 방법을 설명하였으나, 기존의 CRS를 읽어야 하는 LTE rel-8 단말에게는 CRS RE를 통해 전송되는 데이터 또는 하향링크 제어 채널 등이 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서 CRS RE를 통해 전송되는 데이터 또는 하향링크 제어 채널 등이 LTE rel-8 단말에게 심한 간섭으로 작용한다고 판단되는 경우, 해당 영역에서 CRS RE를 재활용하지 않고 널 상태로 놓아둘 수 있다. 이때 해당 영역은 시간, 주파수, 공간 등의 영역일 수 있다. 즉, 시간 영역에서 특정 서브프레임, 주파수 영역에서 특정 RB 또는 공간 영역에서 특정 레이어에서 CRS RE가 재활용되지 않고 널 상태에 있을 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국에 의한 하향링크 제어 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 전송될 수 있는 CRS 자원 요소(RE; resource element)들에 하향링크 제어 채널을 할당하고,
    상기 할당된 하향링크 제어 채널을 통해 하향링크 제어 신호를 단말로 전송하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하향링크 제어 채널은 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PDCCH(enhanced physical downlink control channel)인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 e-PDCCH는 적어도 하나의 자원 블록(RB; resource block) 내의 최대 36개의 CRS RE들에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 e-PDCCH는 적어도 하나의 RB 내의 CRS RE들 및 상기 CRS RE들에 인접한 RE들 중 일부에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 e-PDCCH는 상기 CRS RE를 포함하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 중 일부 OFDM 심벌에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 e-PDCCH는 최대 36개의 RE에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하향링크 제어 채널은 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PCFICH(enhanced physical control format indicator channel)인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 e-PCFICH는 최대 16개의 RE에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 하향링크 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific reference signal)가 전송될 수 있는 CRS 자원 요소(RE; resource element)들을 통해 복수의 노드들 중 제1 노드로부터 CRS를 수신하고,
    상기 CRS RE들을 통해 상기 복수의 노드들 중 제2 노드로부터 하향링크 신호를 수신하고,
    상기 CRS에 의한 간섭을 제거하여 상기 수신한 하향링크 신호를 디코딩하는 것을 포함하되,
    상기 복수의 노드들은 동일한 셀 ID(identifier)를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하향링크 신호는 PDSCH(physical downlink shared channel)를 통해 수신되는 하향링크 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 하향링크 신호는 다중 노드 시스템을 위한 하향링크 제어 채널인 e-PDCCH(enhanced physical downlink control channel) 또는 e-PCFICH(enhanced physical control format indicator channel)를 통해 수신되는 하향링크 제어 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 CRS에 대한 정보를 수신하는 것을 더 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 상기 CRS에 대한 정보를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 네트워크에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 CRS에 의한 간섭을 제거하는 것은 특정 서브프레임에서 항상 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
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