KR20150111310A - 분산 안테나 시스템에서의 단말, 기지국 및 그 동작 방법 - Google Patents

분산 안테나 시스템에서의 단말, 기지국 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20150111310A
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Abstract

분산 안테나 시스템에서의 단말, 기지국 및 그 동작 방법이 개시된다. 기지국은 서로 다른 곳에 위치하는 제1 및 제2 송신점을 포함할 수 있다. 기지국은 단말로 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 송신한다. 단말은 수신한 기준 신호를 이용하여, 단말로 송신되는 잡은 신호와 잡음의 비인 제1 값을 계산한다. 그리고 단말은 수신한 기준 신호를 이용하여, 제1 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 계산하고 제2 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제3 값을 계산한다. 단말은 제1 내지 제3 값에 대한 정보를 기지국으로 전송한다.

Description

분산 안테나 시스템에서의 단말, 기지국 및 그 동작 방법{TERMINAL AND OPERATION METHOD THEREOF IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
분산 안테나 시스템에서의 단말, 기지국, 그리고 그 동작 방법에 관한 것이다.
4G 이후의 이동 통신 시스템은 데이터 트래픽(traffic)의 급격한 증가로 인해 3GPP LTE와 같은 4G 시스템 대비 1000배의 주파수 효율, 1000배의 에너지 효율, 그리고 1000배의 디바이스 수용 증대를 필요로 한다. 주파수 효율을 증대시키기 위한 물리계층 기술로는 네트워크 MIMO, 간섭 정렬(interference alignment), 릴레이(relay) 네트워크, 이종(heterogeneous) 네트워크, 대규모(large-scale) 안테나, 그리고 분산 안테나 시스템 등이 있다.
분산 안테나 시스템은 기지국의 기능을 무선 신호 처리부(Radio Unit, RU)와 디지털 신호 처리부(Digital Unit, DU)를 분리하고, 무선 신호 처리부(즉, 안테나 파트 또는 송신점)를 복수 개로 나누어 분산 배치하는 기술이다. 이러한 분산 안테나 시스템에서, 디지털 신호 처리부가 복수의 무선 신호 처리부를 통해 MIMO(Multi Input Multi Ouput) 전송을 하기 위해서는 채널 상태 정보를 획득하는 것이 필요하다. 채널 상태 정보를 획득하기 위해서는 많은 참조 신호(reference signal) 및 채널 상태 정보 피드백을 위한 무선 자원이 필요하다.
또한 분산 안테나 시스템에서는 동시에 수용 가능한 사용자의 수가 증가함으로 인해, 스케줄링(scheduling) 및 프리코딩(precoding) 계산 복잡도가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 분산 안테나 시스템에서 채널 상태 정보를 위한 피드백을 줄이는 단말, 기지국 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 곳에 위치하는 제1 및 제2 송신점을 포함하는 기지국과 통신하는 단말의 동작 방법이 제공된다. 상기 단말의 동작 방법은, 상기 기지국으로부터 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 수신하는 단계, 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제1 값을 계산하는 단계, 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제1 송신점으로부터의 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 계산하는 단계, 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제2 송신점으로부터의 간섭과 잡음의 비인 제3 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 제1 내지 제3 값에 대한 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기지국은 상기 제1 내지 제3 값을 이용하여, 다중 송신점 MIMO를 위한 채널 상태 정보를 계산할 수 있다.
상기 기지국은 상기 계산한 채널 상태 정보를 이용하여 상기 다중 송신점 MIMO를 위한 스케줄링을 수행할 수 있다.
상기 다중 송신점 MIMO는 상기 제1 및 제2 송신점을 통해 상기 단말과 상기 단말 외의 다른 단말로 동일한 자원으로 데이터가 전송되는 방식일 수 있다.
상기 단말의 동작 방법은, 상기 제2 값을 상기 제1 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제2 값을 제4 값으로 할당하는 단계, 그리고 상기 제3 값을 상기 제1 값으로 나눈 값이 상기 소정의 임계치보다 작은 경우, 상기 제3 값을 제5 값으로 할당하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 값에 대한 정보는 상기 제4 값에 대응되며, 상기 제3 값에 대한 정보는 상기 제5 값에 대응될 수 있다.
상기 제4 값은 및 상기 제5 값은 1비트(one bit) 정보일 수 있다.
상기 기지국은 소형 기지국이며 상기 소형 기지국은 매크로 기지국과 무선으로 연결되며, 상기 소형 기지국은 상기 무선 및 상기 매크로 기지국을 통해 백홀에 연결될 수 있다.
상기 제1 송신점과 상기 제2 송신점은 서로 다른 빌딩에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 분산 배치되는 제1 및 제2 무선 신호 처리부, 그리고 상기 제1 및 제2 무선 신호 처리부와 연결되는 디지털 처리부를 포함하는 기지국의 동작 방법이 제공된다. 상기 기지국의 동작 방법은, 단말로 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 송신하는 단계, 상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제1 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 제1 무선 신호 처리부에 의한 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 제2 무선 신호 처리부에 의한 간섭과 잡음의 비인 제3 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기지국의 동작 방법은, 상기 제1 값 내지 상기 제3 값을 이용하여, 다중 송신점 MIMO을 위한 채널 상태 정보를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기지국의 동작 방법은, 상기 계산된 채널 상태 정보를 이용하여 상기 다중 송신점 MIMO를 위한 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다중 송신점 MIMO는 상기 기지국이 상기 제1 및 제2 무선 신호 처리부를 통해 상기 단말과 상기 단말 외의 다른 단말로 동일한 자원으로 데이터를 전송하는 방식일 수 있다.
상기 기지국은 소형 기지국이며 상기 소형 기지국은 매크로 기지국과 무선으로 연결되며, 상기 소형 기지국은 상기 무선 및 상기 매크로 기지국을 통해 백홀에 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 곳에 분산 배치되어 있는 제1 및 제2 송신점을 포함하는 기지국과 통신하는 단말이 제공된다. 상기 단말은, 상기 기지국으로부터 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 수신하는 RF 모듈, 그리고 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제1 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제1 값 및 상기 제2 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 계산하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제3 값을 계산할 수 있다.
상기 RF 모듈은 상기 제1 값 내지 제3 값에 대한 정보를 상기 기지국으로 피드백할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 값을 상기 제3 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제1 값을 제4 값으로 할당하고, 상기 제2 값을 상기 제3 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제2 값을 제5 값으로 할당할 수 있다.
상기 RF 모듈은 상기 제3 값, 상기 제4 값 및 상기 제5 값을 상기 기지국으로 피드백할 수 있다.
상기 제4 값 및 상기 제5 값은 1비트 정보일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말이 모든 송신점으로부터의 채널 상태 정보를 측정하여 보고하는 것이 아니라 소정의 간섭 신호 세기만을 피드백함으로써, 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 복수의 무선 신호 처리부가 밀집되어 있는 환경을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MT-MIMO 환경에서 간섭 및 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분산 안테나 시스템에서의 단말 및 소형 기지국의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말은(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 매크로(macro) 기지국(100) 및 복수의 소형(small) 기지국(200)을 포함한다.
매크로 기지국(100)은 유선으로 백홀(코어 네트워크)에 연결되어 있으며, 복수의 소형 기지국(200)과 무선으로 연결된다. 매크로 기지국(100)은 무선 백홀 링크를 복수의 소형 기지국(200)으로 제공하며, 복수의 소형 기지국(200)은 각각 매크로 기지국(100)을 통해 무선으로 백홀에 연결된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 매크로 기지국(100)은 대규모 안테나 시스템(large-scale antenna)을 포함할 수 있다.
높은 건물에 설치되는 매크로 기지국(100)과 낮은 곳에 설치되는 소형 기지국(200)간의 채널은 송신안테나 상관(transmit antenna correlation)이 존재한다. 송신안테나 상관은 AoD(angle of departure)와 AS(angular spread)로 표현될 수 있다. 매크로 기지국(100)은 송신안테나 상관을 이용하여 소형 기지국(200)으로 빔포밍을 하면 에너지 손실을 줄이면서 데이터를 전송할 수 있다. 이를 터널 효과(tunnel effect)라고 하는데, 터널 효과를 구현하기 위해서는 소형 기지국(200)은 분산 안테나 시스템(즉, 분산 수신 안테나 어레이)으로 구현될 필요가 있다.
한편, 소형 기지국(200)의 분산 안테나 시스템으로 무선 백홀의 전송효율을 높이기 위해서는, 채널 측정을 통해 최적의 위치에 분산 안테나가 설치될 필요가 있다. 매크로 기지국(100)과 소형 기지국(100) 간의 채널은 매우 느린 페이딩 채널이고 송신 상관 행렬이 거의 변하지 않는다. 따라서, 고정된 송신 상관 행렬에 의해 최적화된 빔포밍이 가능하고, 고정형 빔포밍(아날로그 빔포밍)과 디지털 빔포밍의 혼합을 통해 대규모 안테나 시스템의 구현 복잡도 및 비용을 줄일 수 있다. 아날로그 빔포밍은 낮과 밤 시간 대의 단말 분포에 따라 semi-static하게 가변될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 소형 기지국(200)이 매크로 기지국(100)을 통해 무선으로 백홀망(코어 네트워크)에 연결되므로, 전용 유선망 구축에 따른 비용을 절감할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국(200)은 분산 안테나 시스템(분산 안테나 어레이)을 가지는데, 이에 대해서 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국(200)을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국(200)은 디지털 처리부(DU, 210) 및 복수의 무선 신호 처리부(RU, 220)을 포함한다.
복수의 무선 신호 처리부(220)는 서로 분리되어 서로 다른 빌딩에 배치될 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 건물 A에 3개의 무선 신호 처리부가 배치되고 건물 B에 3개의 무선 신호 처리부가 배치되며 건물 C에 3개의 무선 신호 처리부가 배치될 수 있다. 한편, 복수의 무선 신호 처리부(220)는 전용망을 통해 서로 연결된다. 한편, 복수의 무선 신호 처리부(220)는 각각 복수의 안테나를 포함할 수 있다.
디지털 처리부(DU, 210)는 소형 기지국(200)의 기지국 기능에서 안테나 부분을 제외한 나머지 부분에 대응된다. 본 발명의 실시예에 따른 디지털 처리부(DU, 210)는 복수의 무선 신호 처리부(200) 중에서 단말(300)과의 액세스링크 채널 상태에 따라 최적의 무선 신호 처리부를 선택할 수 있다. 즉, 디지털 처리부(DU, 210)은 단말(300)의 분포 또는 채널 상태에 따라 특정 안테나 어레이(무선 신호 처리부)의 작동을 켜거나 끌 수 있다. 이와 같이 재구성 가능한 분산 안테나를 이용한 최적의 송신점(즉, 무선 신호 처리부)을 통해, 협력 MIMO 전송이 가능하고, 단말(300)은 높은 전송율로 송수신할 수 있다. 이러한 협력 MIMO 전송은 송신점이 복수이고 수신점(단말)도 복수인 MU-MIMO(Multi User-MIMO)와 유사하나 송신점이 서로 다른 곳에 위치하므로, 이하에서는 다중 송신점 MIMO(Multi Transmitter MIMO, MT-MIMO)라 한다. 즉, MT-MIMO에서는 서로 다른 곳에 위치하는 복수의 무선 신호 처리부가 동일한 자원을 이용하여 복수의 단말(즉, 복수의 사용자(multi-user))로 데이터를 송신한다. 한편, 디지털 처리부(DU, 210)는 각 단말에 할당된 송신점을 각 단말이 인지하도록, 제어정보를 DCI(Downlink Control Information)를 통해 전송한다.
도 3은 도 2의 복수의 무선 신호 처리부(220)가 밀집되어 있는 환경을 나타내는 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이 복수의 무선 신호 처리부(220)는 각각 다른 곳에 위치하며, 서비스하는 영역이 서로 중첩되어 있다. 즉, 각 무선 신호 처리부(220)가 서비스하는 셀이 서로 중첩되어 있고 밀집되어 있다. 이러한 도 3의 환경은 셀이 서로 중첩되지 않은 일반적인 협력 전송(Cooperation Transmssion)과 달리 셀이 서로 밀집되어 중첩되어 있다. 이와 같이 셀이 서로 중첩되고 밀집된 환경에서는 복수의 무선 신호 처리부(220)가 전송하는 신호는 서로 간섭으로 작용한다. 이하에서는, 도 3과 같은 밀집된 분산 안테나 시스템 환경에서 채널 상태 정보를 피드백하는 방법을 설명한다.
한편, 아래의 설명에서, 무선 신호 처리부(200)와 송신점(transmitter point, TX point)의 용어를 혼용하여 사용한다. 송신점은 도 2 및 도 3에서의 하나의 무선 신호 처리부(RU, 220)에 대응되며, 복수의 송신점은 각각 복수의 안테나를 포함할 수 잇다.
종래에는 단말이 MU-MIMO를 위한 채널 상태 정보(CQI, Channel Quality Indication)를 직접 측정하고 보고한다. 즉, 종래에는 단말이 MU-MIMO를 위한 CQI(Channel Quality Indication)를 직접 계산하여 소형 기지국으로 피드백하나, 본 발명의 실시예에서는 단말이 MU-MIMO를 위한 CQI를 직접 계산하지 않는다. 본 발명의 실시예에서는 소형 기지국(100)이 MT-MIMO를 위한 CQI를 추정할 수 있도록, 단말이 소정의 정보(예를 들면, 아래에서 설명하는 MTI)만을 피드백한다. 송신점이 복수인 경우, 단말이 MT-MIMO를 위한 CQI를 계산하기 위해서는 송신점들의 전송 전력을 모두 알고 있어야 한다. 그러나, 송신점의 위치가 모두 다르므로 단말이 CQI를 측정하는 것은 불가능하다. 그리고 단말이 MT-MIMO를 위한 CQI를 계산하는 경우의 수가 너무 많아 피드백 부담이 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 단말이 아래에서 설명하는 소정의 정보(예를 들면, MTI)만을 피드백한다. 한편, 다중 송신점들 간에는 non-zero power CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)과 zero power CSI-RS가 적절히 할당된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 MT-MIMO를 위한 CQI를 계산하는 방법을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MT-MIMO 환경에서 간섭 및 신호를 나타내는 도면이다.
도 4에서, 송신점(Tx0) 및 송신점(Tx1)은 각각 서로 다른 곳에 위치하며 도 2의 무선 신호 처리부(200)에 각각 대응된다. 송신점(TxO)는 단말(UE)로 데이터를 전송하며 단말(UE)외의 다른 단말(도시하지 않음)로도 동일한 자원을 이용하여 데이터를 전송한다고 가정한다. 그리고 송신점(Tx1)은 단말(UE)외의 다른 단말로 동일한 자원을 이용하여 데이터를 전송한다고 가정한다. 도 4에서는 편의상 송신점이 두 개인 경우를 가정하였지만 3개 이상인 경우에도 아래에서 설명하는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있음을 당연하다.
도 4에서, 송신점(Tx0)이 다른 단말로 전송하는 신호는 단말(UE)의 입장에서는 간섭으로 작용하므로, 이러한 간섭을 Ib (0)로 나타내었다. 그리고, 송신점(Tx1)이 다른 단말로 전송하는 신호는 단말(UE)의 입장에서는 간섭으로 작용하므로, 이러한 간섭을 Ic (1)로 나타내었다. 그리고 송신점(Tx0)이 단말(UE)로 전송하는 신호를 Sa (0)로 나타내었다.
MT-MIMO를 위한 CQI를 편의상 'MT-CQI'라고 한다. 여기서, MT-CQI는 단말(UE)의 SINR(Signal Interference Noise Ratio)에 해당하므로, 소형 기지국(200)이 추정하는 MT-CQI는 아래와 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure pat00001
수학식 1에서, N은 배경 잡음과 다른 셀로 인한 간섭신호 세기를 나타내며, 상수 2는 소형 기지국(200)의 파워가 1/2씩 나누어 두 개의 데이터 스트림으로 송신되는 것을 나타내는 것으로 송신점의 개수에 따라 변경될 수 있다. 위첨자는 송신점의 인덱스를 나타내고 아래 첨자는 PMI(Precoding Matrix Index)를 나타낸다.
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 분모는 단말(UE)이 겪는 잡음과 간섭신호 세기를 나타내며, 분자는 단말(UE)이 수신하는 자신의 신호의 세기를 나타낸다. 수학식 1에서 분자와 분모를 모두 N으로 나누면, 아래의 수학식 2가 된다.
Figure pat00002
수학식 2에서 INR은 간섭대잡음비를 나타내는데 아래 정의하는 다중 송신점 간섭신호 인디케이터(Multi Transmitter Interference Indicator, MTI)로 대체할 수 있다. 그리고 SNRa (0)는 단말(UE)의 자기 신호(Sa 0)에 대한 잡음비를 나타내는 것으로 일반적인 LTE 시스템에서 사용하는 CQI에 해당한다. 따라서, 최종적으로 MT-CQI는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
수학식 2와 수학식 3을 고려하면, 효율적인 피드백을 위한 MTI는 아래의 수학식 4와 같이 각각 정의할 수 있다.
Figure pat00004
본 발명의 실시예에 따른 단말(UE)는 일반적인 LTE 시스템에서 사용되는 CQIa (0), 그리고 MTI에 대한 정보만을 계산하여, 송부한다. 다시 말하면, 단말(UE)는 자신에게 송신되는 신호(Sa 0)에 대한 잡음(N)의 비인 Sa 0/N을 계산하여 소형 기지국(200)으로 피드백한다. 그리고 단말(UE)는 송신점(Tx0)로부터의 간섭대잡음비인 Ib (0)/N, 그리고 송신점(Tx1)로부터의 간섭대잡음비인 Ic (1)/N를 각각 계산하여 소형 기지국(200)으로 피드백한다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 단말의 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.
소형 기지국(200)은 단말(UE)로부터 피드백 받은 CQIa (0), MTIb (0), 그리고 MTIb (1)를 이용하여 상기 수학식 3에 따라, 최종적으로 MT-CQI를 계산한다. 여기서, MT-CQI의 계산은 소형 기지국(200)의 디지털 처리부(210)에서 수행된다. 디지털 처리부(210)는 단말(UE)로부터 피드백 받은 정보(CQIa (0), MTIb (0), 그리고 MTIb (1))를 이용하여 MT-CQI를 계산함으로써, 다중 송심점들 간의 간섭 정도를 추정할 수 있다. 이를 통해, 디지털 처리부(210)는 다중 사용자에 대한 스케줄링 및 링크 적응을 수행할 수 있다.
단말(UE)는 다른 송신점(예를 들면, 송신점(Tx1))의 송신 전력과 관계 없이 MTI 정보만을 피드백하면, 소형 기지국(200)(즉, 디지털 처리부(DU, 210))은 모든 송신점의 데이터 스트림 당 송신 전력을 알고 있으므로 MT-CQI를 쉽게 계산할 수 있다. 즉, 소형 기지국(200)은 각 송신점에 대한 송신 전력을 알고 있으므로 유연하게 스케줄링을 할 수 있다.
예를 들면, 송신점(Tx1)이 3개의 PMI인 c, d, e를 사용하여 각각 1/3의 균등한 전력으로 송신한다고 가정한다. 이때, 단말(UE)이, CQIa (0) MTIb (0), MTIc (1), MTId (1), MTIe (1)를 피드백하면, 소형 기지국(200)는 송신점(Tx1)의 데이트 스트림 당 송신전력을 알고 있으므로 아래의 수학식 5와 같이 MT-CQI를 계산할 수 있다.
Figure pat00005
종래에는 단말이 자기의 송신점(즉, 단말의 송신점)을 제외한 다른 송신점의 전력을 알 수 없으므로, 단말이 MT-CQI를 계산하기 어려운 문제점이 있었다. 이로 인해, 단말이 다중 송신점으로부터 여러 개의 데이터 스트림을 받을 수 없었다. 그러나, 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 단순히 CQI 및 MTI만을 피드백하고, 기지국이 각 송신점의 송신 전력을 알고 있으므로 MT-CQI를 쉽게 계산할 수 있다.
한편, 단말(UE)이 소형 기지국(200)으로 피드백하는 MTI 정보는 다음의 방법을 통해 MIT 오버 헤드를 줄일 수 있다. 단말(UE)은 특정 임계치(x)를 두고 아래의 수학식 6와 같이 MTI와 SNRa (0) 의 비율을 통해 MUI를 1비트 정보로 단순화시킬 수 있다.
Figure pat00006
수학식 6에 나타낸 바와 같이, MTI와 SNRa (0) 의 비율이 임계치(x)보다 같거나 작은 경우, 단말(UE)은 MTI 정보로서 '1'을 할당한다. 그리고 MTI와 SNRa (0) 의 비율이 임계치(x)보다 큰 경우에는, 단말(UE)은 MTI 정보로서 '0'을 할당한다. 즉, 단말(UE)은 세밀한 간섭 레벨을 피드백하는 것이 아니 간섭 레벨이 매우 적은 간섭 빔과 그렇치 않은 간섭 빔으로 구분하여 피드백한다. 이와 같이 MTI 피드백 정보는 1비트 정보로 줄어들게 되므로, MTI 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.
한편, 이러한 1비트 정보는 공간 상관도(또는 angular spread)가 큰 채널에서는 MUI가 1이 될 확률이 높고 전체 비트에서 '0'의 개수가 매우 적으므로, 압축 센싱(compressive sensing) 기술을 사용하는 경우, 피드백 오버헤드를 더욱 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분산 안테나 시스템에서의 단말 및 소형 기지국의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 소형 기지국(200)은 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 단말(UE, 300)로 전송한다(S410). 여기서, 채널 상태 측정을 위한 기준 신호는 CSI-RS(Channel State Information - Reference Signal)가 될 수 있다. CSI-RS는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가지 자라면 알 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국(200)은 도 2와 같이 분산되어 있는 복수의 송신점을 가지고 있는데 이러한 복수의 송신점을 통해 CSI-RS 신호가 전송된다.
단말(UE, 300)은 소형 기지국(200)으로부터 수신한 기준 신호를 이용하여, 수학식 3의 CQIa (0)를 계산한다(S420). 상기에서 설명한 바와 같이 CQIa (0)은 단말(300)이 자신에게 송신되는 신호(Sa 0)에 대한 잡음비 즉, Sa 0/N 이다.
그리고 단말(UE, 300)은 소형 기지국(200)으로부터 수신한 기준 신호를 이용하여, 수학식 4의 MTI를 계산한다(S430). 즉, 단말(UE, 300)은 소형 기지국의 각 송신점(무선신호 처리부)에 대한 간섭대잡음비인 MTI를 계산한다. 송신점이 2개인 경우, 단말(UE, 300)은 수학식 4의 MTIb (0)( 송신점(Tx0)로부터의 간섭대잡음비인 Ib (0)/N)와 MTIb (0)(송신점(Tx1)로부터의 간섭대잡음비인 Ic (1)/N)를 계산한다.
단말(UE, 300)은 S420 단계에서 계산한 CQIa (0) 및 S430 단계에서 계산한 MTI를 소형 기지국(200)으로 피드백한다(S440).
소형 기지국(200)은 단말(UE, 300)로부터 피드백 받은 CQIa (0) 및 MTI을 이용하여, 수학식 3과 같이 MT-CQI를 계산한다(S450). 즉, 소형 기지국(200)은 각 송신점의 전력 할당 정보를 알고 있으므로 수학식 3을 적용하여 MT-CQI를 계산할 수 있다.
그리고 소형 기지국(200)은 S450 단계에서 계산한 MT-CQI를 이용하여, 다중 사용자(multi-user)에 대한 스케줄링 및 링크 적응을 수행한다(S460). 소형 기지국(200)은 MT-CQI를 통해, 복수의 송신점 중 다중 사용자에게 최적의 데이터를 전송할 송신점을 선택할 수 있으며, 다중 사용자의 선택도 가능하다. 이를 통해, 송신점과 단말간의 간섭 완화가 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(300)은 프로세서(310), 메모리(320) 및 RF 모듈(330)을 포함한다.
프로세서(310)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 절차, 방법 및 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다.
메모리(320)는 프로세서(310)와 연결되고 프로세서(310)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.
RF 모듈(330)은 안테나(도시 하지 않음)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 안테나는 단일 안테나 도는 다중 안테나(MIMO 안테나)로 구현될 수 있다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (19)

  1. 서로 다른 곳에 위치하는 제1 및 제2 송신점을 포함하는 기지국과 통신하는 단말의 동작 방법으로서,
    상기 기지국으로부터 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 수신하는 단계,
    상기 기준 신호를 이용하여, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제1 값을 계산하는 단계,
    상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제1 송신점으로부터의 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 계산하는 단계,
    상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제2 송신점으로부터의 간섭과 잡음의 비인 제3 값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 제1 내지 제3 값에 대한 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함하는 단말의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제1 내지 제3 값을 이용하여, 다중 송신점 MIMO를 위한 채널 상태 정보를 계산하는 단말의 동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 계산한 채널 상태 정보를 이용하여 상기 다중 송신점 MIMO를 위한 스케줄링을 수행하는 단말의 동작 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다중 송신점 MIMO는 상기 제1 및 제2 송신점을 통해 상기 단말과 상기 단말 외의 다른 단말로 동일한 자원으로 데이터가 전송되는 방식인 단말의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 값을 상기 제1 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제2 값을 제4 값으로 할당하는 단계, 그리고
    상기 제3 값을 상기 제1 값으로 나눈 값이 상기 소정의 임계치보다 작은 경우, 상기 제3 값을 제5 값으로 할당하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 값에 대한 정보는 상기 제4 값에 대응되며, 상기 제3 값에 대한 정보는 상기 제5 값에 대응되는 단말의 동작 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제4 값은 및 상기 제5 값은 1비트(one bit) 정보인 단말의 동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 소형 기지국이며 상기 소형 기지국은 매크로 기지국과 무선으로 연결되며, 상기 소형 기지국은 상기 무선 및 상기 매크로 기지국을 통해 백홀에 연결되는 단말의 동작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송신점과 상기 제2 송신점은 서로 다른 빌딩에 위치하는 단말의 동작 방법.
  9. 서로 분산 배치되는 제1 및 제2 무선 신호 처리부, 그리고 상기 제1 및 제2 무선 신호 처리부와 연결되는 디지털 처리부를 포함하는 기지국의 동작 방법으로서,
    단말로 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 송신하는 단계,
    상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제1 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계,
    상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 제1 무선 신호 처리부에 의한 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고
    상기 기준 신호를 이용하여 계산된, 상기 제2 무선 신호 처리부에 의한 간섭과 잡음의 비인 제3 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 기지국의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 값 내지 상기 제3 값을 이용하여, 다중 송신점 MIMO을 위한 채널 상태 정보를 계산하는 단계를 더 포함하는 기지국의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 계산된 채널 상태 정보를 이용하여 상기 다중 송신점 MIMO를 위한 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함하는 기지국의 동작 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 다중 송신점 MIMO는 상기 기지국이 상기 제1 및 제2 무선 신호 처리부를 통해 상기 단말과 상기 단말 외의 다른 단말로 동일한 자원으로 데이터를 전송하는 방식인 기지국의 동작 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기지국은 소형 기지국이며 상기 소형 기지국은 매크로 기지국과 무선으로 연결되며, 상기 소형 기지국은 상기 무선 및 상기 매크로 기지국을 통해 백홀에 연결되는 기지국의 동작 방법.
  14. 서로 다른 곳에 분산 배치되어 있는 제1 및 제2 송신점을 포함하는 기지국과 통신하는 단말로서,
    상기 기지국으로부터 채널 상태 측정을 위한 기준 신호를 수신하는 RF 모듈, 그리고
    상기 기준 신호를 이용하여, 상기 제1 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제1 값 및 상기 제2 송신점에 의한 간섭과 잡음의 비인 제2 값을 계산하는 프로세서를 포함하는 단말.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기준 신호를 이용하여, 상기 단말로 송신되는 신호와 잡음의 비인 제3 값을 계산하는 단말.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RF 모듈은 상기 제1 값 내지 제3 값에 대한 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 단말.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 값을 상기 제3 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제1 값을 제4 값으로 할당하고,
    상기 제2 값을 상기 제3 값으로 나눈 값이 소정의 임계치와 같거나 큰 경우, 상기 제2 값을 제5 값으로 할당하는 단말.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 RF 모듈은 상기 제3 값, 상기 제4 값 및 상기 제5 값을 상기 기지국으로 피드백하는 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제4 값 및 상기 제5 값은 1비트 정보인 단말.
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