KR20140129974A - 이종 참조신호를 고려한 스몰셀 네트워크 단말 무선 접속 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 SC-FDMA, MC-FDMA 및 OFDMA 중에서 적어도 하나를 지원하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 참조 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 공통참조신호 중 하향링크 데이터 영역 내의 참조신호를 선별하여 이를 데이터 전송을 위한 하향링크 데이터 스케쥴링 채널로 할당하는 방법을 제안하고, 나아가 공통참조신호의 일부를 선택하여 복조 참조신호로 전용하는 방법을 제안하고, 이를 통해 시스템의 오버헤드 감소 및 데이터 전송용량 증대의 효과를 기대할 수 있다. 또한, 레거시 단말의 오동작을 방지하기 위해 기지국-단말간의 관련 정보 송수신 방법을 제안하고 있다.

Description

이종 참조신호를 고려한 스몰셀 네트워크 단말 무선 접속 {Terminal Association to Small Cell Networks based on Different Reference Signals }

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 SC-FDMA, MC-FDMA 및 OFDMA 중에서 적어도 하나를 지원하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 참조 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 무선 통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다.

장기적인 미래에서 높은 경쟁력을 제공하기 위한 것으로서 E-UMTS가 있다. E-UMTS는 기존의 WCDMA UMTS에서 진화한 시스템으로 3GPP에서 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 8 또는 그이후 release를 참조할 수 있다.

E-UMTS는 크게 단말(User Equipment; UE)과 기지국, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)로 구성된다. 통상적으로 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. LTE 시스템에서는 다양한 서비스를 하향 전송하기 위해 직교주파수 분할 다중화 방식(Orthogonal frequency divisional multiplexing; OFDM)과 다중안테나(Multi-input Multi-out; MIMO)를 사용하고 있다.

OFDM은 고속 데이터 하향링크 접속 시스템을 대표한다. OFDM의 이점은 할당된 전체 스펙트럼이 모든 기지국에 의해 사용될 수 있는 높은 스펙트럼 효율성이다. OFDM 변조에서 전송 대역은 주파수 영역에서 복수의 직교하는 부반송파로 나누어지고, 시간 영역에서 복수의 심볼로 나누어진다. OFDM은 전송 대역을 복수의 부반송파로 분할하므로 부반송파 당 대역폭은 감소하고 반송파당 변조 시간은 증가한다. 상기 복수의 부반송파가 병렬로 전송되므로, 특정 부반송파의 디지털 데이터 또는 심볼 전송률은 단일 반송파보다 낮아진다.

*다중안테나(Multiple input mulple output; MIMO) 시스템은 복수의 송수신 안테나를 사용하는 통신 시스템이다. MIMO 시스템은 송수신 안테나의 수가 증가함에 따라 추가적인 주파수 대역폭의 증가없이 채널 용량을 선형적으로 증가시킬 수 있다. MIMO 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼을 이용하여 전송 신뢰도를 높일 수 있는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 복수의 송신 안테나를 사용하여 각 안테나가 동시에 별개의 데이터 스트림을 전송하여 전송 레이트를 증가시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식이 있다.

MIMO 기술은 송신단에서 채널 정보를 알고 있는지 여부에 따라 크게 개-루프(open-loop) MIMO 기술과 폐-루프(closed-loop) MIMO 기술로 분류될 수 있다. 상기 개-루프 MIMO 기술에서 송신단은 채널 정보를 알고 있지 않다. 상기 개-루프 MIMO 기술의 예로는 PARC(per antenna rate conrol), PCBRC(per common basis rate control), BLAST, STTC, 랜덤 빔포밍(random beamforming) 등이 있다. 반면, 상기 폐-루프 MIMO 기술에서 송신단은 채널 정보를 알고 있다. 폐-루프 MIMO 시스템의 성능은 상기 채널 정보를 얼마나 정확하게 알고 있느냐에 따라 좌우된다. 상기 폐-루프 MIMO 기술의 예로는 PSRC(per stream rate control), TxAA 등이 있다.

채널 정보란 복수의 송신 안테나 및 복수의 수신 안테나 간의 무선 채널 정보(예, 감쇄, 위상 편이 또는 시간지연 등)를 의미한다. MIMO 시스템에서는, 복수의 송수신 안테나 조합에 의한 다양한 스트림 경로가 존재하고, 다중 경로 시간 딜레이로 인해 채널 상태가 시간에 따라 시간/주파수 영역에서 불규칙하게 변하는 페이딩 특성을 갖는다. 따라서, 송신단은 채널 추정을 통하여 채널 정보를 산출한다. 채널 추정이란 왜곡된 전송 신호를 복원 하기 위해 필요한 채널 정보를 추정하는 것이다. 예를 들어, 채널 추정은 반송파의 크기 및 기준 위상을 추정하는 것을 말한다. 즉, 채널 추정은 무선구간 또는 무선채널의 주파수 응답을 추정하는 것이다.

채널 추정 방법으로는, 2차원 채널 추정기를 사용하여 몇 개 기지국의 참조 신호(Reference Signal; RS)를 바탕으로 기준값을 추정하는 방법이 있다. 이때, RS란 반송파 위상 동기화 및 기지국 정보 획득 등에 도움이 되도록 하기 위해, 실제로 데이터를 가지지는 않지만 높은 출력을 갖는 심볼을 말한다. 송신측 및 수신측은 이와 같은 RS를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다. RS에 의한 채널 추정은 송수신측에서 공통적으로 알고 있는 심볼을 통해서 채널을 추정하고, 그 추정치를 이용하여 데이터를 복원하는 것이다. RS는 파일롯이라고도 지칭된다.

*MIMO 시스템은 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템과 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템을 지원한다. 시분할 듀플렉스 (TDD) 시스템에서 순방향 링크 송신과 역방향 링크 송신은 동일 주파수 영역 상에 있으므로, 가역 원리 (reciprocity principle)에 의해 역방향 링크 채널로부터 순방향 링크 채널에 대해 추정을 할 수 있다..

본 발명의 목적은 공통 참조 신호를 이용하여 스몰셀에 적합한 참조 신호 전송을 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스몰셀의 채널 환경에 적합한 공통참조 신호, 복조 참조 신호 전송 및 데이터 추가 자원할당을 위한 장치를 제공하는 것이다.

통신 시스템이 발전하면서 매번 통신 기법에 대해서 새로운 시스템을 정의하기 보다는 기존 시스템의 성능을 개선시켜서 최소의 비용으로 목표를 달성하는 방법을 채용한다. 특히 통신시스템의 경우에는 단순히 단말이나 기지국의 RF 인터페이스 뿐만 아니라 모든 기반 시설에 영향을 줄 수 있으므로, 이의 변경을 최소화하는 방안이 상업적으로 의미를 갖게 되고, 이러한 환경에서 새로운 버전의 통신 시스템은 기존 시스템의 특징을 유지해야 하는 제약을 가지게 된다. 특히 주요 요구사항은 기존 시스템의 성능을 떨어뜨리지 않고 새로운 시스템의 기능을 제공하는 것이며 이러한 상황은 현재 LTE/LTE-A release 8/9/10/이후 버전의 관계에서 발생하고 있다. 이러한 상황은 IEEE 802.16m이나 그 외 통신 시스템에서도 레거시 시스템 (legacy system)의 동작을 보장해 줘야 한다는 조건이 있을 때 마찬가지로 발생한다. 성능 개선의 기본은 변조 오더 (order)를 증가시키거나 안테나 수를 늘리거나 간섭으로 인한 영향을 줄이거나 하는 등의 기법들이 필요하게 되는데, 이 경우 더 많은 참조 신호 (Reference Signal; RS)가 필요하게 된다. 즉, 더 많은 채널 정보를 파악해서 각각의 신호 성분을 구분해 낼 수 있는 장치가 마련되어야 더 많은 정보를 전달할 수 있다. 현재, LTE Rel-8은 최대 4개의 다중안테나를 지원하도록 되어 있다. 반면, LTE-A는 최대 8개의 다중안테나를 지원하는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 보통의 OFDM 기반 통신 시스템은 특정 위치에 참조 신호를 삽입하고 그 위치에서 채널 추정을 수행한다. 그리고 그외의 나머지 부반송파들은 데이터나 제어 채널용으로 사용된다. 이러한 상황에서 향후 시스템 개선을 위한 작업을 할 경우, 플렉서빌러티 (flexibility)가 이미 존재하지 않으므로 추가 참조 신호를 삽입할 수 없고, 참조 신호를 줄여서 데이터나 제어 채널용으로 사용할 수도 없다.

하지만, 스몰셀과 같이 피코셀, 펨토셀 등 100m이내의 셀 커버리지를 갖는 다양한 셀 토폴로지에서는 각 셀에서 겪는 무선채널의 지연 특성이 큰 커비리지의 셀과 상이하고, 이로 인해서 무선 채널의 주파수 선택적 특성 (frequency selectivity)을 고려하여 참조 신호의 오버헤드를 줄이고, 데이터 전송에 해당 자원을 활용하는 것이 시스템의 성능을 향상시키는 방법이다. 또한, 스몰셀로 인해 빈번한 핸드오버 발생을 줄이기 위해서 해당 스몰셀의 경우 보행자 또는 정지된 사용자가 사용하는 것이 바람직하고, 이로 인해 단말의 이동 특성이 저속/정지로 제한될 수 있다. 이 경우, 무선채널의 시간 선택적 특성 (time selectivity)가 고속 이동체와 달라, 참조신호의 재설계가 바람직하고, 이를 통해 참조신호의 오버헤드를 줄이고, 데이터 또는 제어채널로 해당 자원을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다중 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 스몰셀 환경을 고려하여 참조 신호를 효율적으로 전송/수신하는 방법 및 그의 시그널링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다중 안테나의 개수를 확장하는 경우에 참조 신호를 효율적으로 전송/수신하는 방법 및 그의 시그널링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중안테나의 개수를 확장하는 경우에 역지원성(backward compatibility)을 가지면서 참조 신호를 전송/수신하는 방법 및 그의 시그널링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 공통 참조 신호를 이용한 스몰셀에 적합한 복조 참조 신호, 데이터 추가 자원할당 방법은, 하향링크 제어 채널이 할당되는 영역과 하향링크 데이터 영역을 구분하는 단계; 상기 구분된 영역 정보를 이용하여 공통 참조 신호를 분리하는 단계; 상기 추출된 하향링크 데이터 자원영역의 참조신호를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 참조신호를 전용하여 복조 참조신호 또는 데이터 부반송파 자원으로 할당하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 측면에서 본 발명은 하향 링크용 공통 참조 신호들을 사용하는 매크로 셀을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에 있어서, 하향 링크용 공통 참조 신호들 중 일부를 단말을 위한 데이터의 전송에 사용하는 이종셀을 포함하는 셀룰러 통신 시스템을 제공한다. 무선 통신 시스템에서의 공통 참조 신호 및 데이터 전송 방법에 있어서는 공통 참조 신호 전송 자원을 제 1 전송 자원과 제 2 전송 자원으로 구분하여 서브프레임을 생성하는 단계; 제 1 전송 자원을 통해 공통 참조 신호를 할당하는 단계; 제 2 전송 자원을 통해 데이터를 할당하는 단계; 및 상기 서브프레임을 전송하는 단계를 포함하는 참조 신호 및 데이터 전송 방법을 제공한다. 이 때, 제 1 전송 자원은 하향링크 제어 채널 자원 영역 내의 공통참조신호 자원을 포함하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 및 데이터 전송 방법과 제 2 전송 자원은 하향링크 제어 채널 자원 영역 내의 공통참조신호 자원을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 참조 신호 및 데이터 전송 방법 및 제 2 전송 자원으로 전송하는 데이터는 임의의 안테나 포트에서 사용하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 및 데이터 전송 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 참조 신호 전송 방법에 있어서 공통 참조 신호 전송 자원을 제 1 전송 자원과 제 2 전송 자원으로 구분하여 서브프레임을 생성하는 단계; 제 1 전송 자원을 통해 공통 참조 신호를 할당하는 단계; 제 2 전송 자원을 통해 복조 참조 신호를 할당하는 단계; 및 상기 서브프레임을 전송하는 단계를 포함하는 참조 신호 전송 방법을 제공한다. 이 때, 상기 제 1 전송 자원은 하향링크 제어 채널 자원 영역 내의 공통참조신호 자원을 포함하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 전송 방법, 상기 제 2 전송 자원은 하향링크 제어 채널 자원 영역 내의 공통참조신호 자원을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 참조 신호 전송 방법 및 제 2 전송 자원으로 전송하는 복조 참조 신호는 직교 코드를 통해 사용자의 전송 레이어 구분에 사용하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 전송 방법을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 매크로 셀을 포함하는 복수의 기지국이 서로 다른 공통 참조 신호를 전송하는 셀룰러 통신 시스템에 있어 단말이 특정 기지국에 접속을 요청하는 단계; 단말의 요청에 따라 기지국이 공통 참조 신호의 생성 방법을 결정하는 단계; 결정된 공통 참조 신호를 포함한 서브프레임을 생성하는 셀룰러 통신 시스템을 제공한다. 단말이 특정 기지국에 접속을 요청하는 단계에서 단말의 공통 참조 신호의 수신 능력 정보를 같이 전송하는 것을 특징으로 하며, 서로 다른 공통 참조 신호는 매크로 셀의 공통 참조 신호의 일부를 데이터 또는 복조 참조 신호로 변경하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 공통 참조 신호의 생성 방법을 결정하는 것은 최소한 변형된 공통 참조 신호를 수신할 수 있는 단말이 하나 이상 존재할 때 변형된 공통 참조신호를 생성하는 것으로 공통 참조 신호의 생성 방법을 변경하는 경우, 기지국이 기존 접속 단말에게 공통 참조 신호의 변경 여부를 알려준다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 매크로 셀을 포함하는 복수의 기지국이 서로 다른 공통 참조 신호를 전송하는 셀룰러 통신 시스템에 있어 기지국이 공통 참조 신호의 전송 방식을 송신하는 단계; 단말이 특정 공통 참조 신호 전송 기지국을 선택하는 단계; 선택한 기지국으로 단말이 접속을 요청하는 단계를 포함하는 셀룰러 통신 시스템을 제공한다. 기지국이 공통참조신호 전송 방식을 송신하는 것은 기존의 공통 참조신호를 데이터 또는 복조 참조 신호로의 활용 여부를 알려 주며, 서로 다른 공통 참조 신호는 매크로 셀의 공통 참조 신호의 일부를 데이터 또는 복조 참조 신호로 변경하여 사용한다. 특정 공통 참조 신호 전송 기지국을 선택하는 단말은 해당 공통 참조 신호를 수신하고 활용할 수 있는 단말 수신 능력을 가지고 있으며, 공통 참조 신호 전송 방식을 송신하는 것은 기지국의 시스템 정보 전송 시에 해당 정보를 추가한다. 여기서, 공통 참조 신호 전송 방식을 송신하는 것은 기지국의 동기채널 전송 시에 해당 정보를 추가하는 것이 가능하다.

*본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 참조신호의 오버헤드를 줄여 데이터 전송 자원으로 활용할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 공통 참조신호를 복조 참조신호로 전용하여 추가 오버헤드 없이 특정 전송모드 지원이 가능하다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 3GPP LTE에서 사용되는 라디오 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다.
도 3은 하향링크 라디오 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임에 할당되는 제어 채널을 나타낸다.
도 5는 1개 혹은 2개의 참조신호를 사용하는 경우의 복조-참조신호(DM-RS)의 구조를 나타낸다.
도 6은 2개의 참조 신호보다 많은 참조 신호를 사용하는 경우의 복조-참조신호 (DM-RS) 의 구조를 나타낸다.
도 7은 PUSCH 전송의 경우, 슬롯 내의 상향링크 참조 신호의 구조를 나타낸다.
도 8은 주파수 영역 참조 신호 시퀀스로부터의 상향링크 참조 신호 생성과정을 나타낸다.
도 9는 공통 참조 신호 또는 셀-특정(cell-specific) reference signal (CRS)를 나타낸다.
도 10은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 참조신호의 일부를 데이터 영역으로 전용한 예를 보이고 있다.
도 11은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 PDCCH영역 밖의 참조신호의 일부를 데이터 영역으로 전용한 예를 보이고 있다.
도 12는 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 참조신호의 일부를 복조참조신호로 전용한 예를 보이고 있다.
도 13은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 PDCCH영역 밖의 참조신호의 일부를 복조 참조 신호 영역으로 전용한 예를 보이고 있다.
도 14는 다계층셀을 고려한 스몰셀 네트워크 구성도를 나타내고 있다.
도 15는 단말이 기지국에 접속하는 과정에서 공통참조신호 변형이 가능한 신규 기지국간의 동작과정을 나타낸다.
도 16은 복수의 기지국이 이종의 공통참조신호 전송 방식을 사용하는 경우, 단말의 기지국 선택 과정을 도식화 하고 있다.
도 17은 동기채널을 통해 변형된 공통참조신호 전송 지시자를 전송하는 과정을 나타내고 있다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.

첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징이 무선 통신 시스템에 적용된 예들이다. 바람직하게, 상기 무선 통신 시스템은 SC-FDMA 방식, MC-FDMA 및 OFDMA 방식 중에서 적어도 하나를 지원할 수 있다. 이하, 각종 채널을 통해 추가 참조 신호를 할당하는 방법에 대해 예시한다. 본 명세서는 3GPP LTE의 채널을 기본으로 설명하지만, 본 명세서의 예시는 IEEE 802.16(또는 이의 리비전 버전)의 제어채널이나 다른 시스템의 제어 채널을 활용한 참조 신호 자원할당 방법에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 약어는 다음과 같다.

RE: 자원요소 (Resource element)

REG: 자원요소 그룹 (Resource element group)

CCE: 제어 채널 요소 (Control channel element)

CDD: 순환 딜레이 다이버시티 (Cyclic delay diversity)

RS: 참조 신호 (Reference signal)

CRS: 셀 특정 참조 신호 (Cell specific reference signal) 또는 셀 공통 참조 신호 (Cell common reference signal)

CSI-RS: 채널 측정용 참조 신호 (Channel state information reference signal)

DM-RS: 데이터 채널 복조용 참조 신호 (Demodulation reference signal)

MIMO: 다중-입력 다중-출력 (Multi-input multi-output)

PBCH: 물리 방송 채널 (Physical broadcast channel)

PCFICH: 물리 제어 포맷 지시자 채널 (Physical control format indicator channel)

PDCCH: 물리 하향링크 제어 채널 (Physical downlink control channel)

PDSCH: 물리 하향링크 공유 채널 (Physical downlink shared channel)

PHICH: 물리 H-ARQ 지시자 채널 (Physical hybrid-ARQ indicator channel)

PMCH: 물리 멀티캐스트 채널 (Physical multicast channel)

PRACH: 물리 랜덤 억세스 채널 (Physical random access channel)

PUCCH: 물리 상향링크 제어 채널 (Physical uplink control channel)

PUSCH: 물리 상향링크 공유 채널 (Physical uplink shared channel)

도 1은 3GPP LTE에서 사용되는 라디오 프레임의 구조를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 라디오 프레임은 10ms (327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임으로구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8 (약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(resource block)을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 NDLsymb OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서 NDLRB 자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이 NRBsc 부반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서 NDLRB× NRBsc 부반송파를 포함한다. 도 2는 하향링크 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하고 자원블록이 12 부반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하향링크 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 순환전치 (Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다. 자원 그리드 상의 각 요소를 자원요소(resource element)라 하고, 하나의 OFDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지시된다. 하나의 자원블록은 NDLsymb × NRBsc 자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 (NDLRB)은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭 (bandwidth)에 종속한다.

도 3은 하향링크 라디오 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 하향링크 라디오 프레임은 균등한 길이를 가지는 10개의 서브프레임을 포함한다. 각각의 서브프레임은 L1/L2 제어 영역 (Layer 1/Layer 2 control region)과 데이터 영역(data region)을 포함한다. 이하의 설명에서 특별히 다르게 언급하지 않는 한, L1/L2 제어 영역을 간단히 제어 영역으로 지칭하도록 한다. 제어 영역은 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼로부터 시작되며 하나 이상의 OFDM 심볼을 포함한다. 제어 영역의 크기는 서브프레임 별로 독립적으로 설정될 수 있다. 제어 영역은 L1/L2 제어 신호를 전송하는데 사용된다. 이를 위해, 제어 영역에는 PCFICH, PHICH, PDCCH 등과 같은 제어 채널이 할당된다. 한편, 데이터 영역은 하향링크 트래픽을 전송하는데 사용된다. 데이터 영역에는 PDSCH가 할당된다.

도 4는 하향링크 서브프레임에 할당되는 제어 채널을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 중에서 PCFICH에 의해 설정되는 제어 영역을 위한 OFDM 심볼 수에 따라 처음 1~3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1~R4는 안테나 0~3에 대한 RS를 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. 제어영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH, PHICH, PDCCH 등이 있다.

하향링크 reference signal은 하향링크 시간-주파수 격자 내의 특정 resource element들을 점유하고 있는 기정의된 신호이다. LTE 규격에는 서로 다른 방식으로 전송되면서 이를 수신하는 단말들에게 서로 다른 목적으로 사용되는 몇 가지 종류의 하향링크 reference signal이 있다.

1)셀-특정(cell-specific) reference signal(CRS)은 매 하향링크 서브프레임마다 주파수 영역 상의 모든 resource block에 전송되어 하향링크 셀 전체 대역폭에 걸쳐 전송된다. 셀-특정 reference signal은 PMCH 및 전송모드 7, 8, 9를 사용한 PDSCH의 경우를 제외한 모든 하향링크 물리채널의 coherent한 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 전송모드 7, 8, 9는 소위 코드북에 기반하지 않는 프리코딩(non-codebook-based precoding)에 해당된다. 셀-특정 reference signal들은 단말이 채널상태 정보(channel-state information, CSI)를 획득하는 데에도 사용될 수 있다. 마지막으로, 셀-특정 reference signal에 대한 단말의 측정은 셀 선택(cell selection) 및 핸드오버 결정에 사용된다.

2)복조(Demodulation) reference signal(DM-RS) 혹은 또는 단말-특정(UE-specific) reference signal이라 불리는 reference signal은 전송모드 7, 8, 9를 사용한 PDSCH를 위한 채널 추정에 사용된다(Release 11에서 추가로 정의된 전송모드 10에서도 사용된다). 단말-특정이라는 말은 실제로 이러한 각각의 복조 reference signal이 한 단말의 채널 추정에만 사용되는 것을 목적으로 하기 때문이다. 따라서 이러한 특정 reference signal은 그 특정 단말로 전송되는 PDSCH를 위해 할당된 resource block내에서만 전송된다.

3)CSI reference signal(CSI-RS)은 복조 reference signal이 채널 추정에 사용되는 경우에 있어서 단말이 채널상태 정보(CSI)를 획득할 수 있도록 사용된다5). CSI-RS는 셀-특정 reference signal에 비하여 상당히 낮은 시간/주파수 밀도를 가지고 있어서 낮은 오버헤드를 수반한다.

*도 5는 1개 혹은 2개의 참조신호를 사용하는 경우의 복조-참조신호(DM-RS)의 구조를 나타낸다. 1개 혹은 2개의 reference signal을 사용하는 경우의 DM-RS 구조를 보이고 있다. 도에서 알 수 있듯이, resource block pair 내에 12개의 reference 심볼이 있다. 한 안테나 포트에서 reference 심볼로 사용하는 resource element를 다른 안테나 포트에서는 사용하지 않는 방식의 셀-특정 reference signal에 대비하여, 2개의 DM-RS를 사용하는 경우에 12개의 reference 심볼들이 2개의 reference signal 모두에 대하여 전송된다. 즉 양쪽 안테나 포트에서 모두 전송된다. 대신 reference signal들 사이의 간섭에 대해서는, orthogonal cover code(OCC)라고 불리는 서로 상호간 직교하는 패턴을 연속한 reference 심볼의 쌍에 적용함으로써 해결한다. 상호 직교하는 패턴에 추가하여, pseudo-random 시퀀스를 reference 심볼에 적용할 수도 있다. 이 시퀀스는 양쪽 reference signal에 동일한 것으로서 전송되는 reference signal들 사이의 직교성에는 영향을 주지 않는다. 이보다는 pseudo-random 시퀀스는 소위 MU-MIMO 전송의 경우에서 서로 다른 단말에게 전송되는 서로 다른 DM-RS들을 서로 분리하는 목적이다.

도 6은 2개의 참조 신호 보다 많은 참조 신호를 사용하는 경우의 복조-참조신호 (DM-RS) 의 구조를 나타낸다. 2개 보다 더 많은 reference signal을 지원하기 위하여 LTE release 10에 도입된 확장된 DM-RS 구조를 보이고 있다. 이 경우에는 resource block pair내에 24개의 reference 심볼이 있다. Reference signal들은 4개의 reference signal들의 그룹별로 주파수 다중화되며, 한 그룹 내 에서는 reference signal들이 4개의 reference 심볼(즉, 연속적인 reference 심볼의 두 쌍)을 커버하는 직교 패턴을 사용하여 서로 분리된다. 8개의 reference signal들 사이의 직교성을 보장하려면 채널이 직교 패턴이 적용된 reference 심볼 구간 동안에는 변하지 않아야 함에 유의한다. 실제로 4개의 reference 심볼들이 시간 축 상으로 모두 연속적인 것이 아니기 때문에, reference signal들 사이의 직교성을 잃지 않으면서 채널의 변화를 추정하는 데는 상당한 제약이 있다. 그러나 4개보다 더 많은 reference signal은 4개의 layer보다 더 큰 공간다중화의 경우에만 적용이 가능한 것으로서, 어쨌든 이미 이러한 전송모드들은 일반적으로 단말들이 이미 저속으로 움직이는 시나리오에서만 적용이 가능한 것이다. 아울러 4개 이하의 reference signal을 사용하는 경우에는 이미 reference 심볼의 쌍 사이에서 직교성을 얻을 수 있도록 직교성 패턴이 결정되었음에 유의한다. 따라서 3개 혹은 4개의 reference signal을 사용하는 경우의 채널 추정 및 채널 변화 속도에 대한 제약은 1개 혹은 2개의 reference signal을 사용하는 경우와 동일하다.

하향링크와 유사하게 LTE 상향링크에서도 reference signal들이 전송된다. LTE 상향링크에는 다음과 같은 2가지 종류의 reference signal이 있다.

1)상향링크 복조 reference signal(demodulation reference signal, DM-RS). 이는 상향링크 물리채널들(PUSCH 및 PUCCH)에 대한 coherent 복조를 위하여 기지국이 채널 추정을 하는데 사용된다. 따라서 DM-RS는 항상 PUSCH 혹은 PUCCH와 같이 전송되며, 해당 물리채널들과 동일한 대역폭으로 전송된다.

2)상향링크 sounding reference signal(SRS). 이는 기지국이 상향링크의 채널에 따른 스케줄링(channel-dependent scheduling) 및 링크 적응(link adaptation)을 위한 채널 추정을 하는데 사용된다. SRS는 전송할 데이터는 없으나 상향링크 전송이 필요한 경우에도 사용된다. 일례는 상향링크 시간 정렬(uplink-timing-alignment) 절차에 따라서 망이 상향링크 전송 시간을 조절하는 경우에는 상향링크 전송이 필요할 수 있다. 마지막으로, SRS는 상향링크/하향링크 채널 사이에 충분한 reciprocity가 있는 경우에는, 즉 상향링크와 하향링크 채널이 충분히 유사한 특성을 보이는 경우에는, 하향링크 채널상태를 추정하는데에도 사용될 수 있다. 이는 특히 하향링크와 상향링크에 같은 반송파 주파수를 사용함으로써 FDD에 비하여 훨씬 더 높은 하향링크/상향링크 reciprocity를 가진 TDD 시스템에서 관심이 높다.

상향링크 전송을 위해서는 낮은 cubic metric과 이에 따른 높은 전력증폭기의 효율이 중요하기 때문에, 상향링크 reference signal 전송에 대한 원리는 하향링크와는 다르다. 기본적으로, 동일한 단말이 reference signal을 다른 상향링크 전송들과 함께 전송하는 것은 상향링크에서는 적절치 못하 다. 대신에, 특정 OFDM 심볼들이 전적으로 DM-RS 전송에 사용되며, 따라서 상향링크 reference signal은 동일한 단말로부터의 다른 상향링크 전송들과 시간 다중화(time multiplexed)된다. 아울러 해당 심볼들에서는 reference signal의 구조 자체가 낮은 cubic metric을 보장하게 된다.

도 7은 PUSCH 전송의 경우, 슬롯 내의 상향링크 참조 신호의 구조를 나타낸다.

보다 구체적으로, PUSCH 전송의 경우 DM-RS는 각 상향링크 슬롯의 네 번째 심볼에 전송된다. 따라서 각 서브프레임 내에는 한 슬롯 당 한번씩 총 두번의 reference signal 전송이 존재한다. PUCCH 전송의 경우, reference signal 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수와 슬롯 내 이 심볼들의 정확한 위치는 서로 다른 PUCCH 포맷에 따라 달라진다. 상향링크 전송의 종류(PUSCH 혹은 PUCCH)와 관계없이, 각 reference signal 전송의 기본 구조는 동일하다.

도 8은 주파수 영역 참조 신호 시퀀스로부터의 상향링크 참조 신호 생성과정을 나타낸다.

상향링크 reference signal은 OFDM 변조기의 연속적인 입력(연속적인 부반송파)으로 매핑되는 주파수 영역 reference signal로 정의된다. 일반적으로, reference signal과 함께 전송되는 PUSCH/PUCCH 전송 주파수 대역 바깥쪽의 채널을 추정해야 할 이유는 없다. 따라서 reference signal 시퀀스의 길이에 해당하는 reference signal의 대역폭은 부반송파의 개수로 측정된 PUSCH/PUCCH 전송 대역폭과 동일해야 한다. 이는, PUSCH 전송의 경우에 있어서 가능한 PUSCH 전송 대역폭이 변함에 따라 이에 대응하는 서로 다른 길이의 reference signal 시퀀스를 생성할 수 있어야 함을 의미한다. 그러나 PUSCH 전송을 위한 상향링크 자원할당이 항상 12개의 부반송파를 가진 resource block 단위로 이루어지기 때문에 reference signal 시퀀스의 길이도 항상 12의 배수이다.

도 9는 공통 참조 신호 또는 셀-특정(cell-specific) reference signal (CRS)를 나타낸다. 그림에서와 같이 4개의 안테나 포트에 해당하는 개별 공통 참조신호는 매 하향링크 서브프레임마다 주파수 영역 상의 모든 resource block에 전송되어 하향링크 셀 전체 대역폭에 걸쳐 전송된다. 셀-특정 reference signal은 PMCH 및 전송모드 7, 8, 9를 사용한 PDSCH의 경우를 제외한 모든 하향링크 물리채널의 coherent한 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 전송모드 7, 8, 9는 소위 코드북에 기반하지 않는 프리코딩(non-codebook-based precoding)에 해당된다. 셀-특정 reference signal들은 단말이 채널상태 정보(channel-state information, CSI)를 획득하는 데에도 사용될 수 있다. 마지막으로, 셀-특정 reference signal에 대한 단말의 측정은 셀 선택(cell selection) 및 핸드오버 결정에 사용된다.

이와 같은 공통 참조 신호의 경우, 개별 안테나 당 참조신호의 오버헤드 비율이 상이하다. 예를 들어 안테나 포트 1 또는 2의 경우, 총 12 서브캐리어 x 14 OFDM 심볼로 구성된 168개의 부반송파 (1 RB 기준)에 대해 총 8개의 부반송파를 참조 신호로 활용하고 있어, 안테나 당 평균 오버헤드는 약 4.76% 이다. 하지만, 안테나 포트 2 또는 3의 경우에는 2.38%로 안테나 포트 1 또는 2의 절반 수준의 오버헤드를 가지고 있다. 이와 같이 안테나 포트 당 상이한 참조신호 오버헤드를 구성하는 것은 3개 이상의 안테나 포트를 이용하는 경우는 상대적으로 MIMO 채널 환경이 우수하고, 이로 인해, 채널 추정의 오버헤드가 낮아도 시스템의 성능 저하가 발생하지 않을 것으로 예상하기 때문이다.

스몰셀과 같이 피코셀, 펨토셀 등 100m이내의 셀 커버리지를 갖는 다양한 셀 토폴로지에서는 각 셀에서 겪는 무선채널의 지연 특성이 큰 커비리지의 셀과 상이하고, 이로 인해 크게 2가지의 채널 특성을 고려하여 참조신호를 설계하는 것이 필요하다.

1)무선 채널의 주파수 선택적 특성 (frequency selectivity): 지연 확산 (delay spread)으로 정의되는 무선 채널은 다중 경로를 통해 다양한 지연 시간을 가지고 신호가 수신되게 된다. 이로 인해, 무선 채널은 임펄스 함수 (impulse function)으로 정의되지 않고, 복수의 delay로 정의되는 지연 프로파일을 갖는다. 이는 주파수 영역에서 일정한 채널 이득을 제공하지 못하고, 주파수에서의 채널 변화를 야기하게 되어, 이를 주파수 선택적 특성을 갖는다고 한다. 스몰셀의 경우, 커버리지가 작고, 대부분 실내 등 채널 특성이 이동통신의 열악한 환경과 달라 지연확산 시간이 수 ns이하로 줄어들 수 도 있다. 이는 결국 주파수 선택적 특성이 심각하지 않아 코히어런트 대역폭 (coherent bandwidth)를 크게 갖게 되어, 인접 부반송파간의 채널 특성이 유사하게 된다. 따라서, 현재 도 9에서와 같이 주파수로 6칸 주파수 간격의 참조신호 오버헤드를 줄이는 것이 고려될 필요가 있다.

2)무선 채널의 시간 선택적 특성 (time selectivity): 스몰셀로 인해 빈번한 핸드오버 발생을 줄이기 위해서 해당 스몰셀의 경우 보행자 또는 정지된 사용자가 사용하는 것이 바람직하고, 이로 인해 단말의 이동 특성이 저속/정지로 제한될 수 있다. 이 경우, 무선채널의 변화에 영향을 주는 도플러효과가 감소하게 되어 채널의 시간 선택적 특성 (time selectivity)이 고속 이동체와 달리 인접 심볼간의 채널 변화량이 감소하게 된다. 이는 코히어런트 시간 (coherent time)이 길어져서 시간상으로 인접한 부반송파 간의 채널 변화가 적게된다. 따라서, 도 9에서와 같이 시간 간격으로 3~4 심볼간격의 참조신호는 재설계가 바람직하고, 이를 통해 참조신호의 오버헤드를 줄이고, 데이터 또는 제어채널로 해당 자원을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는 이와 같이 기존의 공통 참조신호는 안테나간 상이한 오버헤드의 구성과 시간/주파수 간의 참조 신호의 간격을 일반적인 이동통신 채널 환경에서의 지연확산과 이동속도를 고려하여 설계되어 있으므로, 스몰셀과 같이 100m 이내의 커비리지에서 참조신호의 overhead를 줄이고 이를 데이터와 제어신호 전송으로 활용하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 실시예로 다음과 같이 구성할 수 있다.

1)공통참조신호의 오버헤드 감소를 통한 PDSCH 전송 자원 추가 할당

도 10은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 참조신호의 일부를 데이터 영역으로 전용한 예를 보이고 있다. 도에서 알 수 있듯이, 스몰셀의 경우 채널 환경이 안테나 포트 2 또는 3과 유사하게, 채널의 시간/주파수 선택적 특성이 우수하므로 일부의 참조 신호를 전용하는 것이 가능하다. 도에서와 같이 하나의 서브프레임을 구성하는 처음 1~3개의 OFDM 심볼은 PDCCH와 같이 제어채널이 전송되고, 해당 채널에서의 채널 추정은 데이터 영역에 비해 상대적으로 매우 중요한 부분이므로, 해당 참조신호를 전용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 포트 2 또는 3과 동일한 오버헤드를 유지하기 위해 매 슬롯에서 2개의 참조신호를 도에서와 같이 PDCCH 영역 밖에서 선택하고, 이를 데이터용 부반송파로 전용하는 것이 가능하다. 이 경우, 참조 신호의 오버헤드는 4.76%에서 2.38%로 안테나당 감소하게 되어, 스몰셀에서 2개 이상의 안테나를 사용하는 경우, 4.76% 이상의 데이터용 자원 추가가 가능하게 된다.

도 11은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 PDCCH영역 밖의 참조신호의 일부를 데이터 영역으로 전용한 예를 보이고 있다. 도에서 알 수 있듯이, 스몰셀의 경우 채널 환경이 안테나 포트 2 또는 3과 유사하게, 채널의 시간/주파수 선택적 특성이 우수하므로 일부의 참조 신호를 전용하는 것이 가능하다. 도에서와 같이 하나의 서브프레임을 구성하는 처음 1~3개의 OFDM 심볼은 PDCCH와 같이 제어채널이 전송되고, 해당 채널에서의 채널 추정은 데이터 영역에 비해 상대적으로 매우 중요한 부분이므로, 해당 참조신호를 전용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 포트 2 또는 3과 보다는 다소 높은 참조신호 오버헤드를 구성하는 것은 현재 정의된 참조신호의 오버헤드와 동일한 효과를 기대하면서, 추가적으로 스몰셀에서만 오버헤드를 줄일 수 있다. 이 경우, 참조 신호의 오버헤드는 4.76%에서 3.57%로 안테나당 감소하게 되어, 스몰셀에서 2개 이상의 안테나를 사용하는 경우, 2.38% 이상의 데이터용 자원 추가가 가능하게 된다.

2)공통참조신호의 오버헤드 감소를 통한 복조참조신호 생성

도 12는 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 참조신호의 일부를 복조참조신호로 전용한 예를 보이고 있다. 도에서 알 수 있듯이, 스몰셀의 경우 채널 환경이 안테나 포트 2 또는 3과 유사하게, 채널의 시간/주파수 선택적 특성이 우수하므로 일부의 참조 신호를 전용하는 것이 가능하다. 도에서와 같이 하나의 서브프레임을 구성하는 처음 1~3개의 OFDM 심볼은 PDCCH와 같이 제어채널이 전송되고, 해당 채널에서의 채널 추정은 데이터 영역에 비해 상대적으로 매우 중요한 부분이므로, 해당 참조신호를 전용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 포트 2 또는 3과 동일한 오버헤드를 유지하기 위해 매 슬롯에서 2개의 참조신호를 도에서와 같이 PDCCH 영역 밖에서 선택하고, 이를 복조 참조 신호로 전용하는 것이 가능하다. 이 경우, 공통 참조 신호의 오버헤드는 4.76%에서 2.38%로 안테나당 감소하게 되어, 스몰셀에서 2개 이상의 안테나를 사용하는 경우, 4.76% 이상의 복조 참조신호 자원 추가가 가능하게 된다.

도 13은 공통 참조신호로 할당된 안테나 포트 0 또는 1에 대해서 PDCCH영역 밖의 참조신호의 일부를 복조 참조 신호 영역으로 전용한 예를 보이고 있다. 도에서 알 수 있듯이, 스몰셀의 경우 채널 환경이 안테나 포트 2 또는 3과 유사하게, 채널의 시간/주파수 선택적 특성이 우수하므로 일부의 참조 신호를 전용하는 것이 가능하다. 도에서와 같이 하나의 서브프레임을 구성하는 처음 1~3개의 OFDM 심볼은 PDCCH와 같이 제어채널이 전송되고, 해당 채널에서의 채널 추정은 데이터 영역에 비해 상대적으로 매우 중요한 부분이므로, 해당 참조신호를 전용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 포트 2 또는 3과 보다는 다소 높은 참조신호 오버헤드를 구성하는 것은 현재 정의된 참조신호의 오버헤드와 동일한 효과를 기대하면서, 추가적으로 스몰셀에서만 오버헤드를 줄일 수 있다. 이 경우, 참조 신호의 오버헤드는 4.76%에서 3.57%로 안테나당 감소하게 되어, 스몰셀에서 2개 이상의 안테나를 사용하는 경우, 2.38% 이상의 복조 참조 신호 자원 추가가 가능하게 된다.

도 12 또는 13에서와 같이 복조 참조 신호로 일부의 공통 참조 신호를 전용하는 과정에서 복수의 layer를 지원하는 경우를 고려하여 도식화한 것이다. 도 12 및 13에서 각 복조 참조신호는 layer 별로 매핑되어 전송될 수 있으며, 나아가 일부의 공통 참조 신호를 묶어서 직교코드를 통한 부호화로 layer 구분을 확장하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 12의 경우, 4개의 복조 참조신호를 묶어 길이 4의 Walsh Code와 같은 직교 부호를 통해 최대 4개의 layer를 구분하여 사용할 수 있으며, 또는 4개를 2개의 그룹으로 나누어 길이 2의 직교 부호를 통해 2개의 layer 지원도 가능하다. 나아가 도 12에서와 같이 총 8개의 복조 참조 신호에 대해서 길이 8의 직교 부호를 통해 최대 8개의 layer를 구분하여 전송하는 것도 가능하다. 도 13의 경우, 길이 3의 DFT code와 같은 직교 부호를 통해 동일한 방법으로 layer 구분이 가능하다.

이와 같이 공통 참조신호의 일부를 데이터 또는 복조 참조 신호로 전용하는 경우, 기존의 레거시 단말의 경우, 해당 참조신호의 변화를 인지하지 못할 수 있다. 이로 인해서 데이터 또는 복조 참조신호로 전용된 신호를 공통 참조 신호로 인지하는 레거시 단말은 성능 저하가 발생할 수 있다. 도 14는 다계층셀을 고려한 스몰셀 네트워크 구성도를 나타내고 있다. 스몰셀의 채널 특성을 고려한 공통참조신호 변경은 기존 단말과 진화된 단말간에 상호 인식 여부가 달라, 단말의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 도에서와 같이 기존 레거시 단말이 펨토셀과 같은 스몰셀로부터 변형된 공통참조신호를 수신하게 되면, 이를 인지하지 못하고, 데이터나 복조 참조신호 등으로 다른 목적으로 전용된 신호를 공통참조신호로 인식하고, 이를 통해 PDCCH 등을 디코딩하게 되어 성능 열화를 야기하게 된다.

위와 같은 공통 복조 신호의 용도 변경을 위해서는 해당 스몰셀에 단말이 접속할 때, 해당 기지국의 공통참조신호 전송 모드에 대한 정보 확인 및 협의과정이 요구된다. 도 15는 단말이 기지국에 접속하는 과정에서 공통참조신호 변형이 가능한 신규 기지국간의 동작과정을 나타낸다. 공통참조신호 변형 기능이 있는 신규 기지국은 이러한 변형 기능을 지원하는 단말이 접속할 때에 해당 공통참조신호 변경 기능을 사용하는 것이 바람직하다. 도에서와 같이 랜덤 접속 및 캐퍼빌러티 협상과정에서 단말의 공통참조신호 능력을 확인 후에 해당 신규 기지국은 공통참조신호 변형기능을 활성화하여 추가 데이터 또는 복조참조신호로 사용한다. 이 후, 기존 레거시 단말이 해당 기지국 접속을 요청하고, 공통참조신호 능력을 확인한 기지국이 해당 단말의 접속 허용 여부에 따라 이후 공통참조신호의 전송방식이 상이해 질 수 있다. 도에서는 해당 레거시 단말의 접속을 허용하여 기존 공통참조신호로 기지국이 전송하게 되고, 이 때에 신규 단말에게 해당 공통참조신호의 레거시 모드 전환에 대해 사전에 지시자를 전송하여 단말에게 공지한다.

도 16은 복수의 기지국이 이종의 공통참조신호 전송 방식을 사용하는 경우, 단말의 기지국 선택 과정을 도식화 하고 있다. 도에서와 같이 신규 공통참조신호 변형 기능을 지원하는 단말의 경우, 복수의 기지국 중 신규 기능의 기지국을 선택하고, 이를 통해 보다 향상된 성능을 제공받고자 한다. 이 때에, 신규 단말은 각 기지국이 전송하는 시스템 정보를 수신하고, 해당 기지국이 변형된 공통참조신호 기능을 사용하는 지를 해당 시스템 정보를 통해 획득하거나, 추가적인 지시자로 CRS mode indicator 등을 통해 기지국의 공통참조신호 변형 여부를 확인할 수 있다. 이를 통해 해당 단말은 보다 향상된 기지국을 선택하고, 해당 기지국에 랜덤 액세스 과정을 수행하게 된다. 도 16에서와 같이 시스템 정보를 통해 해당 기지국의 기능을 확인하는 경우에는 동기채널획득 이후, 시스템 정보 디코딩까지 수행해야 하고, 이 후 해당 타기지국을 검색하기 위해서는 동일한 과정을 지속적으로 반복하게 되어 시스템 효율 및 불필요한 전력/시간 소모가 야기될 수 있다.

도 17은 동기채널을 통해 변형된 공통참조신호 전송 지시자를 전송하는 과정을 나타내고 있다. 신규 단말이 보다 빠르게 신규 기지국을 검출하기 위해 P-/S-SCH와 같이 동기채넬에 피기백 (piggyback)형태의 공통참조신호 변형 지시자를 삽입하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 동기 채널의 위상천이 여부를 이용하거나, 특정 셀 ID를 확보 (reserve)하여 이를 통해 지시자 역할을 수행할 수도 있다. 또는 스크램블링과 같이 추가적인 시퀀스를 동기 신호에 삽입하여 해당 시퀀스의 검출 여부로 지시자 확인도 가능하다.

Claims (12)

1. 복수의 기지국이 공존하는 매크로 셀 내에 있는 기지국의 동작 방법에 있어서,
   복수의 공통 참조 신호 생성 방식들 중에서 하나를 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 공통 참조 신호 생성 방식에 따라, 서브프레임을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 공통 참조 신호 생성 방식들은 매크로 셀의 공통 참조 신호용 자원들을 모두 공통 참조 신호의 송신에 사용하는 제1 방식, 매크로 셀의 공통 참조 신호용 자원들의 일부를 공통 참조 신호의 송신에 사용하고 나머지를 사용자 데이터의 송신에 사용하는 제2 방식, 매크로 셀의 공통 참조 신호용 자원들의 일부를 공통 참조 신호의 송신에 사용하고 나머지를 복조용 참조 신호의 송신에 사용하는 제3 방식 중 적어도 둘을 포함하는 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 선택하는 단계는 상기 제2 방식을 지원하는 사용자 단말만이 존재할 때, 상기 제2 방식을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 선택하는 단계는 상기 제3 방식을 지원하는 사용자 단말만이 존재할 때, 상기 제3 방식을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 선택하는 단계는 접속 요청한 사용자 단말의 수신 능력 정보를 기초로 선택하는 단계를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 선택한 공통 참조 신호 생성 방식에 대한 정보를 상기 사용자 단말에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 복수의 기지국이 공존하는 매크로 셀 내에 있는 기지국의 동작 방법에 있어서,
   제1 공통 참조 신호 생성 방식으로 서브 프레임을 생성 및 송신하는 단계; 및
   공통 참조 신호 생성 방식을 변경할 이벤트가 발생하는 경우, 제2 공통 참조 신호 생성 방식으로 생성 및 송신하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서,
   사용자 단말에게 공통 참조 신호 생성 방식의 변경 여부를 통지하는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제7항에 있어서,
   사용자 단말에게 공통 참조 신호 생성 방식의 변경 여부를 통지하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 복수의 기지국들이 공존하는 매크로 셀 내에 있는 사용자 단말의 동작 방법에 있어서,
    기지국에 접속을 요청하는 단계;
    상기 기지국으로부터 복수의 공통 참조 신호 생성 방식들 중에서 선택된 공통 참조 신호 생성 방식에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 정보를 기초로, 사용자 데이터 수신을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    공통 참조 신호 생성 방식을 선택하는데 사용되는 정보를 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 정보는 상기 사용자 단말의 수신 능력을 포함하는 방법.
    

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