KR20140084097A - 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR20140084097A
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강지원
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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 기지국이 하향링크 제어 채널을 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 생성하는 단계; 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를, 상기 하향링크 제어 채널을 위하여 설정된 하나 이상의 자원 블록 짝(pair) 내에서 서로 다른 부반송파 집합에 할당하는 단계; 및 상기 할당된 주파수 대역을 통하여, 상기 하향링크 제어 채널을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR MULTIPLEXING CONTROL INFORMATION AT BASE STATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예인 무선 통신 시스템에서 기지국이 하향링크 제어 채널을 송신하는 방법은, 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 생성하는 단계; 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를, 상기 하향링크 제어 채널을 위하여 설정된 하나 이상의 자원 블록 짝(pair) 내에서 서로 다른 부반송파 집합에 할당하는 단계; 및 상기 할당된 주파수 대역을 통하여, 상기 하향링크 제어 채널을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보는 상기 하나 이상의 자원 블록 짝의 데이터 영역에 할당되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 부반송파 집합의 크기는 상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element) 단위로 상기 부반송파 집합에 할당되고, 상기 제어 채널 요소를 구성하는 자원 요소의 개수는 상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성될 수 있다.
나아가, 상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호는 상기 하나 이상의 자원 블록 짝 내에서, 대응하는 단말을 위한 제어 정보가 할당되는 부반송파 영역에 할당되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 생성하고, 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를, 하향링크 제어 채널을 위하여 설정된 하나 이상의 자원 블록 짝(pair) 내에서 서로 다른 부반송파 집합에 할당하는 프로세서; 및 상기 할당된 주파수 대역을 통하여, 상기 하향링크 제어 채널을 송신하는 무선 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 상기 하나 이상의 자원 블록 짝의 데이터 영역에 할당하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프로세서는 상기 부반송파 집합 크기를 상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 제어 채널 요소(Control Channel Element) 단위로 상기 부반송파 집합에 할당하고, 이 경우 상기 제어 채널 요소를 구성하는 자원 요소의 개수를 상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 무선 통신 모듈은 상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 상기 프로세서는, 상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를, 상기 하나 이상의 자원 블록 짝 내에서, 대응하는 단말을 위한 제어 정보가 할당되는 부반송파 영역에 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 기지국은 효율적으로 제어 정보를 다중화하여 하향링크로 송신할 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.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다중 안테나 통신 시스템의 구성도이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향 링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타내는 도면이다.
도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.
도 11은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.
도 12는 릴레이 노드로 전송되는 R-PDCCH의 구조를 예시하는 도면이다.
도 13은 종래 기술 1)에 따라 E-PDCCH를 할당한 예를 도시한다.
도 14는 종래 기술 2)에 따라 E-PDCCH를 할당한 예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 E-PDCCH를 다중화하기 위하여, 단말 별로 DM-RS 포트를 할당한 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 다른 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 다른 예를 도시한다.
도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 E-PDCCH를 다중화하기 위하여, 단말 별로 DM-RS 포트를 할당한 예를 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Trans안테나 포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix 인덱스), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
본 발명에서 설명하는 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도가 도 4에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
Figure pct00001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure pct00002
한편, 각각의 전송 정보
Figure pct00003
에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure pct00004
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
Figure pct00005
또한,
Figure pct00006
를 전송 전력의 대각행렬
Figure pct00007
를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
Figure pct00008
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure pct00009
에 가중치 행렬
Figure pct00010
가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호(transmitted signal)
Figure pct00011
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure pct00012
는 벡터
Figure pct00013
를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서
Figure pct00014
는 i번째 송신안테나와 j번째 정보 간의 가중치를 의미한다.
Figure pct00015
는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.
Figure pct00016
일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
Figure pct00017
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00018
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13∼11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element 그룹)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산 인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE(Control Channel Element)로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타낸다. 특히, 도 6의 (a)는 기지국의 송신 안테나의 개수가 1 또는 2개인 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 기지국의 송신 안테나의 개수가 4개인 경우를 나타낸다. 송신 안테나의 개수에 따라 RS(Reference Signal) 패턴만 상이할 뿐 제어 채널과 관련된 자원 단위의 설정 방법은 동일하다.
도 6을 참조하면, 하향링크 제어 채널의 기본 자원 단위는 REG(Resource Element Group)이다. REG는 RS를 제외한 상태에서 4개의 이웃한 자원 요소(RE)로 구성된다. REG는 도면에 굵은 선으로 도시되었다. PCFICH 및 PHICH는 각각 4개의 REG 및 3개의 REG를 포함한다. PDCCH는 CCE(Control Channel Elements) 단위로 구성되며 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다.
단말은 자신에게 L개의 CCE로 이루어진 PDCCH가 전송되는지를 확인하기 위하여 M(L)(≥L)개의 연속되거나 특정 규칙으로 배치된 CCE를 확인하도록 설정된다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 고려해야 하는 L 값은 복수가 될 수 있다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 확인해야 하는 CCE 집합들을 검색 영역(search space)이라고 한다. 일 예로, LTE 시스템은 검색 영역을 표 1과 같이 정의하고 있다.
Figure pct00019
여기에서, CCE 집성 레벨 L은 PDCCH를 구성하는 CCE 개수를 나타내고, Sk (L)은 CCE 집성 레벨 L의 검색 영역을 나타내며, M(L)은 집성 레벨 L의 검색 영역에서 모니터링해야 하는 후보 PDCCH의 개수이다.
검색 영역은 특정 단말에 대해서만 접근이 허용되는 단말 특정 검색 영역(UE-specific search space)과 셀 내의 모든 단말에 대해 접근이 허용되는 공통 검색 영역(common search space)로 구분될 수 있다. 단말은 CCE 집성 레벨이 4 및 8인 공통 검색 영역을 모니터하고, CCE 집성 레벨이 1, 2, 4 및 8인 단말-특정 검색 영역을 모니터한다. 공통 검색 영역 및 단말 특정 검색 영역은 오버랩될 수 있다.
또한, 각 CCE 집성 레벨 값에 대하여 임의의 단말에게 부여되는 PDCCH 검색 영역에서 첫 번째(가장 작은 인덱스를 가진) CCE의 위치는 단말에 따라서 매 서브프레임마다 변화하게 된다. 이를 PDCCH 검색 영역 해쉬(hashing)라고 한다.
상기 CCE는 시스템 대역에 분산될 수 있다. 보다 구체적으로, 논리적으로 연속된 복수의 CCE가 인터리버(interleaver)로 입력될 수 있으며, 상기 인터리버는 입력된 복수의 CCE를 REG 단위로 뒤섞는 기능을 수행한다. 따라서, 하나의 CCE를 이루는 주파수/시간 자원은 물리적으로 서브프레임의 제어 영역 내에서 전체 주파수/시간 영역에 흩어져서 분포한다. 결국, 제어 채널은 CCE 단위로 구성되지만 인터리빙은 REG 단위로 수행됨으로써 주파수 다이버시티(diversity)와 간섭 랜덤화(interference randomization) 이득을 최대화할 수 있다.
도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향 링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향 링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
한편, 기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국과 단말 간에 릴레이 노드(Relay Node, RN)를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 릴레이 노드를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 릴레이 노드는 무선 통신 시스템에서 전파 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다.
과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 릴레이 노드 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 릴레이 노드 기술이 점차 발전함에 따라, 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 릴레이 노드를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
3GPP LTE-A(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 릴레이 노드에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 밴드에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 릴레이 노드의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex)) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.
도 8 은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8 을 참조하면, 기지국과 단말 간 링크의 연결을 포워딩(forwarding)하는 역할을 위해 릴레이 노드가 도입되면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 종류의 링크가 적용된다. 기지국과 릴레이 노드 간의 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 백홀 링크(relay backhaul link)로서 정의하여 표현한다. 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역(Frequency Division Duplex, FDD 의 경우)이나 하향링크 서브프레임(Time Division Duplex, TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 하향링크(backhaul downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역이나(FDD 의 경우) 상향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 상향링크(backhaul uplink)로 표현할 수 있다.
반면 릴레이 노드와 일련의 단말들 간에 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 액세스 링크(relay access link)로서 정의하여 표현한다. 릴레이 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역(FDD 의 경우)이나 하향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 하향링크(access downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역(FDD 의 경우)이나 상향링크 서브프레임(TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 상향링크(access uplink)로 표현할 수 있다.
릴레이 노드(RN)는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 릴레이 노드는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다.
한편, 릴레이 노드의 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 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패런트(transparent) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 셀 아이덴터티(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM 의 나머지 부분들은 릴레이 노드에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게는, 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 릴레이 노드(decode-and-forward relays), L2(제 2 계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입-2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에, 릴레이 노드는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 릴레이 노드, L3(제 3 계층) 릴레이 노드, 타입-1 릴레이 노드 및 타입-1a 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
타입-1 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈-8 에서 정의함)를 가지고, 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 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 릴레이 노드는 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 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입-1a 릴레이 노드는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 릴레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 릴레이 노드의 동작은 L1(제 1 계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입-2 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서, 별도의 물리 셀 ID 를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 릴레이 노드의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 릴레이 노드는 PDSCH 를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH 는 전송하지 않는다.
한편, 릴레이 노드가 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.
릴레이 노드에서의 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 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.
인-밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호가 릴레이 노드의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 릴레이 노드의 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, 릴레이 노드의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 릴레이 노드에서 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, 릴레이 노드가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다
도 9 는 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 9 에서는 제 1 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 제 2 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH 의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH 를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH 를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (제 2 서브프레임)상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여, 제 2 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH 가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 제 2 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비-청취 구간은 릴레이 노드가 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. 릴레이 노드 비-청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 릴레이 노드의 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, 릴레이 노드 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 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH 를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다.
현재의 무선통신환경은 M2M(Machine-to-Machine) 통신 및 높은 데이터 전송량을 요구하는 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 셀룰러 망에 대한 데이터 요구량이 매우 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위해 통신 기술은 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술 등과 한정된 주파수 내에서 데이터 용량을 높이기 위해 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등으로 발전하고 있고, 통신 환경은 사용자 주변에 액세스 할 수 있는 노드의 밀도가 높아지는 방향으로 진화한다. 이러한 높은 밀도의 노드를 갖춘 시스템은 노들 간의 협력에 의해 더 높은 시스템 성능을 보일 수 있다. 이러한 방식은 각 노드가 독립적인 기지국(Base Station (BS), Advanced BS (ABS), Node-B (NB), eNode-B (eNB), Access Point (AP) 등)으로 동작하여 서로 협력하지 않을 때보다 훨씬 우수한 성능을 갖는다.
도 10은 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 모든 노드가 하나의 컨트롤러에 의해 송수신을 관리 받아 개별 노드가 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작을 한다면, 이 시스템은 하나의 셀을 형성하는 분산 다중 노드 시스템(distributed multi node system; DMNS)으로 볼 수 있다. 이 때 개별 노드들은 별도의 Node ID 를 부여 받을 수도 있고, 별도의 Node ID 없이 셀 내의 일부 안테나처럼 동작할 수도 있다. 그러나, 노드들이 서로 다른 셀 식별자(Cell identifier; ID)를 갖는다면 이는 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 이러한 다중 셀이 커버리지에 따라 중첩 형태로 구성된다면 이를 다중 티어 네트워크(multi-tier network)라고 부른다.
한편, Node-B, eNode-B, PeNB), HeNB, RRH(Remote Radio Head), 릴레이 및 분산 안테나 등이 노드가 될 수 있으며하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 노드는 전송 포인트(Transmission Point)라 불리기도 한다. 노드(node)는 통상 일정 간격이상으로 떨어진 안테나 그룹을 일컫지만, 본 발명에서는 노드를 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹으로 정의하더라도 적용할 수 있다.
상술한 다중 노드 시스템 및 릴레이 노드의 도입으로 인하여, 다양한 통신 기법의 적용이 가능해져 채널 품질 개선이 이루어질 수 있지만, 앞서 언급한 MIMO 기법 및 셀 간 협력 통신 기법을 다중 노드 환경에 적용하기 위해서는 새로운 제어 채널의 도입이 요구되고 있다. 이러한 필요로 인해 새롭게 도입이 거론되고 있는 제어 채널이 E-PDCCH(Enhanced-PDCCH) 이며, 기존의 제어 영역(이하, PDCCH 영역)이 아닌 데이터 영역(이하 PDSCH 영역으로 기술)에 할당하는 것으로 결정되었다. 결론적으로, 이러한 E-PDCCH를 통해 각 단말 별로 노드에 대한 제어 정보를 전송이 가능해져 기존의 PDCCH 영역이 부족할 수 있는 문제 역시 해결할 수 있다. 참고로, E-PDCCH는 기존의 레거시 단말에게는 제공되지 않고, LTE-A 단말만이 수신할 수 있다.
도 11은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, E-PDCCH는 일반적으로 데이터를 전송하는 PDSCH 영역의 일부분을 정의하여 사용할 수 있으며, 단말은 자신의 E-PDCCH 유무를 검출하기 위한 블라인드 디코딩(blind decoding) 과정을 수행해야 한다. E-PDCCH는 기존의 PDCCH와 동일한 스케줄링 동작(즉, PDSCH, PUSCH 제어)을 수행하지만, RRH와 같은 노드에 접속한 단말의 개수가 증가하면 PDSCH 영역 안에 보다 많은 수의 E-PDCCH가 할당되어 단말이 수행해야 할 블라인드 디코딩의 횟수가 증가하여 복잡도가 높아질 수 있는 단점이 존재한다.
한편, E-PDCCH의 구체적인 할당 방식에 있어서는 기존의 R-PDCCH 구조를 재사용 하려는 접근 방식이 있다.
도 12는 릴레이 노드로 전송되는 R-PDCCH의 구조를 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 1st 슬롯에는 반드시 DL 그랜트(grant)만이 할당되고, 2nd 슬롯에는 UL 그랜트 또는 데이터 PDSCH가 할당될 수 있다. 이때 PDCCH 영역, CRS, DMRS 모두를 제외한 데이터 RE에 R-PDCCH를 할당하는데, R-PDCCH 복조에는 DM-RS, CRS가 모두 사용될 수 있으며, DM-RS를 이용할 경우 포트 7 과 스크램블링 ID(SCID)=0을 사용한다.
반면 CRS를 사용할 때에는 PBCH 전송 안테나가 1개일 경우에만 포트 0를 사용하고, PBCH 전송 안테나가 2개, 4개 일 경우에는 전송 다이버시티 모드로 전환하여 포트 0-1, 포트 0-3 이 모두 사용된다.
E-PDCCH의 구체적인 할당 방식에 있어서는 기존의 R-PDCCH 구조를 재사용하는 것은 결국, 슬롯 별로 DL 그랜트와 UL 그랜트를 분리하여 할당하는 것을 의미한다. 본 발명에서는 이러한 할당 기법을 종래 기술 1)로 지칭한다.
도 13은 종래 기술 1)에 따라 E-PDCCH를 할당한 예를 도시한다.
종래 기술 1)에 따르면 E-PDCCH를 할당함에 있어 서브프레임의 첫 번째 슬롯에 DL 그랜트를 할당하고, 두 번째 슬롯에 UL 그랜트를 할당한다. 여기에서는 E-PDCCH가 서브프레임 내 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에 모두 구성되는 경우를 가정한다. 이때 첫 번째 슬롯의 E-PDCCH에는 DL 그랜트를, 두 번째 슬롯의 E-PDCCH에는 UL 그랜트를 각각 나누어 할당한다.
단말은 서브프레임 내 슬롯 별로 찾아야 하는 DL 그랜트와 UL 그랜트가 나누어져 있기 때문에, 첫 번째 슬롯 내에서 검색 영역을 구성하여 DL 그랜트를 찾기 위한 블라인드 디코딩을 수행하고, 두 번째 슬롯 내에서 구성된 검색 영역에서 UL 그랜트를 찾기 위한 블라인드 디코딩을 수행한다.
한편, 현재 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크 전송 모드(Downlink Transmission Mode; DL TM)와 상향링크 전송 모드(Uplink Transmission Mode; UL TM)가 존재하며, 상위 계층 시그널링을 통해서 단말 별로 각각 1개의 TM을 설정한다. DL TM에서는 설정된 모드 별로 각 단말이 찾아야 하는 하향링크 제어 정보의 포맷, 즉 DCI 포맷(format)이 2개씩 존재한다. 반면, UL TM에서는 설정된 모드 별로 각 단말이 찾아야 하는 DCI 포맷 1개 또는 2개가 존재한다. 예를 들어 UL TM 1에서는 UL 그랜트에 해당하는 하향링크 제어 정보는 DCI 포맷 0 이며, UL TM 2에서는 UL 그랜트에 해당하는 하향링크 제어 정보는 DCI 포맷 0과 DCI 포맷 4가 존재한다. 참고로, DL TM은 모드 1 내지 모드 9까지 정의되며, UL TM은 모드 1과 모드 2 중 하나로 정의된다.
따라서 도 13와 같이 슬롯 별 단말 특정 검색 영역에서 단말 자신의 E-PDCCH를 검색하기 위해 DL 그랜 와 UL 그랜트 할당 영역에 대해 각각 수행해야 할 블라인드 디코딩의 횟수는 아래와 같다.
(1) DL 그랜트 = (후보 PDCCH의 개수) x (설정된 DL TM에서 DCI 포맷 개수) = 16 x 2 = 32
(2) UL TM 1에서의 UL 그랜트 = (후보 PDCCH의 개수) x (UL TM 1에서의 DCI 포맷 개수) = 16 x 1= 16
(3) UL TM 2에서의 UL 그랜트 = (후보 PDCCH의 개수) x (UL TM 2에서의 DCI 포맷 개수) = 16 x 2= 32
(4) 전체 블라인드 디코딩 횟수 = 첫 번째 슬롯에서의 블라인드 디코딩 횟수 + 두 번째 슬롯에서의 블라인드 디코딩 횟수
- UL TM 1: 32 + 16 = 48 회
- UL TM 2: 32 + 32 = 64 회
한편, 첫번째 슬롯에 DL 그랜트와 UL 그랜트 동시에 할당하는 방법 역시 제안되었다. 이를 설명의 편의를 위하여 종래 기술 2)라고 지칭한다.
도 14는 종래 기술 2)에 따라 E-PDCCH를 할당한 예를 도시한다.
도 14를 참조하면, E-PDCCH를 할당함에 있어 서브프레임의 첫번째 슬롯에 DL 그랜트와 UL 그랜트를 동시에 할당한다. 특히, 도 14에서는 E-PDCCH가 서브프레임 내 첫 번째 슬롯에만 구성되는 경우를 가정한다. 따라서 첫 번째 슬롯의 E-PDCCH에는 DL 그랜트와 UL 그랜트가 동시에 존재하게 되며, 단말은 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서만 DL 그랜트와 UL 그랜트를 찾기 위한 블라인드 디코딩을 수행한다.
앞서 언급한대로 3GPP LTE 시스템에서는 단말 별로 설정된 TM에 따라 찾아야 하는 DCI 포맷이 결정된다. 특히 각 DL TM별로 총 2개의 DCI 포맷 즉 DL 그랜트가 결정되게 되며, 모든 DL TM에는 폴-백(fall-back) 모드 지원을 위해 DCI 포맷 1A가 기본적으로 포함되어 있다. UL 그랜트 중 DCI 포맷 0는 DCI 포맷 1A와 동일한 길이를 가지며, 1 비트 플래그를 통하여 구분할 수 있기 때문에, 추가적인 블라인드 디코딩을 수행하지 않는다. 그러나, UL 그랜트 중 나머지 하나인 DCI 포맷 4는 추가적인 블라인드 디코딩을 수행하여야 한다.
따라서, 전체적으로 기존의 레거시(legacy) PDCCH 영역과 동일한 블라인드 디코딩을 수행하며, 단말 특정 검색 영역에서 E-PDCCH를 검색하기 위하여, 즉 DL 그랜트 및 UL 그랜트를 찾기 위하여, 수행해야 할 블라인드 디코딩 횟수는 아래와 같다.
(1) DL 그랜트: (후보 PDCCH의 개수) x (설정된 DL TM에서 DCI 포맷 개수) = 16 x 2 = 32
(2) UL TM 1에서의 UL 그랜트 = (후보 PDCCH의 개수) x (UL TM 1에서의 DCI 포맷 개수)= 0
(3) UL TM 2에서의 UL 그랜트 = (후보 PDCCH의 개수) x (UL TM 2에서의 DCI 포맷 개수)= 16 x 1 = 16
(4) 전체 블라인드 디코딩 횟수
- UL TM 1: 32 + 0 = 32 회
- UL TM 2: 32 + 16 = 48 회
한편, 기본적으로 다수 사용자를 위한 E-PDCCH는 공간 다중화 기법을 이용하여 다중화할 수 있다. 이와 별개로, 본 발명에서는 복수의 단말을 위한 E-PDCCH가 최대의 주파수 다이버시티를 획득함과 동시에 다중화될 수 있는 방안을 제시한다. 따라서, 할당된 E-PDCCH 영역을 다수의 단말이 공유하고, E-PDCCH가 할당되는 PRB(Physical Resource Block)는 주파수 영역에서 연속적으로 배치되거나 전체 대역에서 균등하게 배치되는 것으로 가정한다.
＜제 1 실시예＞
본 발명의 제 1 실시예에서는 하나 이상의 PRB 내에 할당되는 E-PDCCH의 CCE를 심볼 단위로 분할하여 할당함으로써 여러 단말들의 E-PDCCH를 다중화할 것을 제안한다. 즉, E-PDCCH가 할당되는 다수의 RB들을 다수의 단말이 공유할 때 시간축의 심볼 단위로 구분하여 단말에게 할당하여 다중화하는 것이다.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다.
도 15를 참조하면, 4개 단말의 E-PDCCH를 심볼 단위로 할당하였으며, 다수 RB에 대해서 동일한 방식으로 확장할 수 있다. 이러한 심볼 단위의 E-PDCCH 할당은 아래의 두 가지 사항을 고려해야 한다.
첫째는 채널 추정이다. E-PDCCH를 위한 채널 추정을 위해서 단말 별로 DM-RS 포트를 할당할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 E-PDCCH를 다중화하기 위하여, 단말 별로 DM-RS 포트를 할당한 예를 도시한다.
도 16에서와 같은 E-PDCCH 복호를 위해서는 이 1st 슬롯에 있는 6개의 DM-RS 심볼 들을 이용하여 최대 4개 단말이 각각 채널 추정을 수행할 수 있어야 한다. 이때 시간 축으로 인접한 2개 DM-RS 심볼들은 코드 분할 다중화(code division multiplexing; CDM) 기법을 이용하여, 도 16과 같이 UE 1과 UE 2로 구성되는 그룹 1 및 UE 3과 UE 4로 구성되는 그룹 2와 같이 2개 포트로 분할되고, 각 그룹 내에서 주파수 축으로 할당된 심볼들에는 준-직교(quasi-orthogonal) 시퀀스를 이용하여 2개의 포트를 추가로 할당할 수 있다.
실제로 기존 LTE 시스템에서는 DM-RS 할당 시에 직교 코드를 이용해서 시간 축으로 DM-RS를 다중화하고, nSCID 를 0 또는 1로 설정하여, 준-직교하는 DM-RS 할당을 수행하기 때문에 본 제안 방식에서도 이와 같은 프로세스를 그대로 이용할 수 있다.
아래 수학식 8은 LTE 시스템에서는 DM-RS 시퀀스를 생성하는 수식이다. 여기에서 nSCID = nRNTI ={0,1}로 설정하기 때문에, 준-직교하는 수도 랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence)가 생성된다.
Figure pct00020
심볼 단위의 E-PDCCH 할당을 위하여 고려하여야 하는 두 번째는, CCE를 구성하는 자원 요소(RE)의 개수의 조정이다. 일반적으로 레이트 매칭(rate-matching)을 이용하여, 단말 별로 사용할 수 있는 RE 수에 관계없이 E-PDCCH의 할당이 가능하다. 예를 들어 레이트 매칭을 이용하여 UE 1 및 UE 2에게 할당된 RB내에선 모두 각각 12개의 RE들을 사용할 수 있도록 CCE를 구성하고, UE 3 및 UE 4에게는 각각 9개의 RE들을 사용하여 CCE를 구성할 수 있다.
현재 3GPP 표준화 회의에서는 기존 하향링크 제어 정보인 DCI(Downlink Control Information) 포맷(format)을 구성하는 비트보다 적은 비트로 구성되는 콤팩트(Compact) DCI를 연구 중인데, 상대적으로 적은 RE를 사용할 수 있는 심볼 영역에 이러한 콤팩트 DCI를 할당하면 다른 단말의 E-PDCCH와 상응하는 신뢰성을 확보할 수 있다.
위에서 언급한 방식은 2nd 슬롯으로도 동일한 방식으로 확장할 수 있다.
＜제 2 실시예＞
본 발명의 제 2 실시예에서는, PRB들 내에 할당되는 E-PDCCH의 CCE를 PRB내 주파수 대역으로 분할하여 할당함으로써 여러 단말들의 E-PDCCH를 다중화하는 것을 제안한다. 즉, E-PDCCH가 할당되는 다수의 RB들을 다수의 단말이 공유할 때 주파수 축으로 구분하여 단말에게 할당하여 다중화한다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다.
도 17을 참조하면, 3개 단말을 위한 E-PDCCH를 하나의 RB 내에서 4 개의 부반송파 집합 단위로 다중화한 것을 알 수 있으며, 이때 다수 RB에 대해서도 동일한 방식으로 확장할 수 있다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 이러한 본 발명의 제 2 실시예인 주파수 분할 다중화 방식의 E-PDCCH 할당 역시 채널 추정과 CCE를 구성하는 RE 개수에 관하여 고려하여야 한다.
우선 채널 추정에 관하여 살펴본다, E-PDCCH를 위한 채널 추정을 위해서 단말 별로 DM-RS를 위한 안테나 포트를 할당할 수 있다. 그러나 제 2 실시예에서는 다중화된 E-PDCCH를 위하여 할당된 RB 내에 DM-RS도, 단말 별로 분할할 수 있기 때문에 보다 탄력적인 적용 방법이 필요하다.
예를 들어, 도 17에서와 같이 E-PDCCH 복호를 위해서는 이 1st 슬롯에 있는 6개의 DM-RS 심볼들을 이용하여 최대 3개 단말이 각각 채널 추정을 수행할 수 있어야 한다. 이때 시간 축으로 인접한 2개 DM-RS 심볼들을 이용하여 단말 별로 각각 채널 추정을 수행한다. 이 경우, 각각의 단말에게 할당되는 부반송파 집합의 크기는 단별로 유연하게 조정할 수 있으며, 만일 2개 단말이 다중화된 경우에는 모다 많은 RE를 할당 받은 단말을 위하여, 채널 추정 시 DM-RS RE들을 추가로 이용할 수 있다.
다음으로, CCE를 구성하는 RE 개수에 관하여도, 단말 별로 RE 수를 동일하게 할당할 수도 있고, 특정 단말에게 추가로 할당하여 보다 많은 RE를 사용하게 할 수 있다. 도 17는 단말 별로 사용할 수 있는 RE 개수를 동일하게 할당한 예를 나타내고 있으며, 이 경우 단말 별로 E-PDCCH의 CCE 사이즈 역시 동일하다.
위에서 언급한 방식은 도 18과 같이 2nd 슬롯으로도 동일한 방식으로 확장할 수 있다.
＜제 3 실시예＞
본 발명의 제 3 실시예에서는 1st 슬롯 및 2nd 슬롯 모두를 포함하는 PRB 짝(pair)내에서 하나 또는 복수의 부반송파 단위로 교차하여 E-PDCCH를 다중화하는 것을 제안한다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 예를 도시한다. 특히, 도 19는 2개의 단말을 위하여 다중화된 E-PDCCH를 예시한다.
이러한 방법을 통해서 RB 전체에 동일한 CCE 크기로 E-PDCCH 할당을 진행할 수 있으며, 동시에 적합한 DM-RS를 위한 안테나 포트 할당을 통한 단말의 채널 추정을 지원할 수 있다. 특히, 도 19에서는 채널 추정을 위해 단말 별로 서로 다른 DM-RS RE를 할당한 경우를 나타내고 있다.
한편, 본 발명의 제 3 실시예가 적용되는 환경에서 공간 다중화 기법을 추가로 적용하여 더 많은 단말들의 E-PDCCH를 다중화하여 전송할 수 있다. 도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 다중화된 E-PDCCH의 다른 예를 도시한다. 특히, 도 20은 도 19와 동일한 상황하에서 UE 3 및 UE 4를 위한 E-PDCCH가 공간 다중화된 예를 도시한다.
이러한 경우에도, 공간 다중화 되는 E-PDCCH 수만큼 채널 추정을 위한 DM-RS 포트 할당도 동시에 이루어져야 한다. 예를 들어 단말별로 E-PDCCH 전송이 랭크 1 또는 1개의 레이어로 전송으로 설정되었다면, 4개의 단말을 위하여 다중화된 E-PDCCH 전송에는 총 4개의 DM-RS 포트 구성이 필요하다.
도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 E-PDCCH를 다중화하기 위하여, 단말 별로 DM-RS 포트를 할당한 예를 도시한다. 현재 LTE 시스템에서 DM-RS는 최대 8개 레이어의 채널 추정을 할 수 있도록, 총 8개 안테나 포트가 지정되어 있으며, 따라서 단일 PRB 내에서 최대 8개의 단말을 위하여 E-PDCCH를 공간 다중화하여 전송할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 22 를 참조하면, 통신 장치(2200)는 프로세서(2210), 메모리(2220), RF 모듈(2230), 디스플레이 모듈(2240) 및 사용자 인터페이스 모듈(2250)을 포함한다.
통신 장치(2200)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(2200)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(2200)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(2210)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(2210)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 16 에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(2220)는 프로세서(2210)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(2230)은 프로세서(2210)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(2230)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(2240)은 프로세서(2210)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(2240)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(2250)은 프로세서(2210)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 기지국이 제어 정보를 다중화하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 하향링크 제어 채널을 송신하는 방법으로서,
    복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 생성하는 단계;
    상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를, 상기 하향링크 제어 채널을 위하여 설정된 하나 이상의 자원 블록 짝(pair) 내에서 서로 다른 부반송파 집합에 할당하는 단계; 및
    상기 부반송파 집합을 통하여, 상기 하향링크 제어 채널을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부반송파 집합의 크기는,
    상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보는,
    제어 채널 요소(Control Channel Element) 단위로 상기 부반송파 집합에 할당되고,
    상기 제어 채널 요소를 구성하는 자원 요소의 개수는,
    상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보는,
    상기 하나 이상의 자원 블록 짝의 데이터 영역에 할당되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호는,
    상기 하나 이상의 자원 블록 짝 내에서, 대응하는 단말을 위한 제어 정보가 할당되는 부반송파 영역에 할당되는 것을 특징으로 하는,
    하향링크 제어 채널 송신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 기지국 장치로서,
    복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 생성하고, 상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를, 하향링크 제어 채널을 위하여 설정된 하나 이상의 자원 블록 짝(pair) 내에서 서로 다른 부반송파 집합에 할당하는 프로세서; 및
    상기 할당된 주파수 대역을 통하여, 상기 하향링크 제어 채널을 송신하는 무선 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 부반송파 집합 크기를 상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를 제어 채널 요소(Control Channel Element) 단위로 상기 부반송파 집합에 할당하고,
    상기 제어 채널 요소를 구성하는 자원 요소의 개수를,
    상기 복수의 단말 각각에 대하여 독립적으로 구성하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 제어 정보를,
    상기 하나 이상의 자원 블록 짝의 데이터 영역에 할당하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선 통신 모듈은,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 단말 각각을 위한 참조 신호를, 상기 하나 이상의 자원 블록 짝 내에서, 대응하는 단말을 위한 제어 정보가 할당되는 부반송파 영역에 할당하는 것을 특징으로 하는,
    기지국 장치.
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