KR20160014617A - 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법은, 서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계, 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널(PBCH)을 수신하는 단계, 및 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVING CONTROL INFORMATION FOR REMOVING INTERFERENCE OF ADJACENT CELL IN WIRELESS ACCESS SYSTEM}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

도 1 은 매크로(macro) 기지국(eNB1)과 마이크로(micro) 기지국(eNB2)을 포함하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 본 문서에서 이종 네트워크(heterogeneous network)라는 용어는, 동일한 RAT(Radio Access Technology)를 사용하더라도 매크로 기지국(110)과 마이크로 기지국(120)이 공존하는 네트워크를 의미한다.

매크로 기지국(110)은 넓은 커버리지(서비스 제공 영역) 및 높은 전송 전력을 가지고, 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다. 매크로 기지국(110)은 매크로 셀로 칭할 수도 있다. 마이크로 기지국(120)은, 예를 들어, 마이크로 셀(cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 홈(home) eNB(HeNB), 중계기(relay) 등으로 칭하여질 수도 있다. 마이크로 기지국(120)은 매크로 기지국(110)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서 독립적으로 작동할 수 있으며, 매크로 기지국이 커버하는 영역 내에 설치(overlay)되거나 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치될 수 있는(non-overlay) 유형의 기지국이다. 마이크로 기지국(120)은 매크로 기지국(110)에 비하여 좁은 커버리지 및 낮은 전송 전력을 가지고 보다 적은 개수의 단말을 수용할 수 있다.

단말(130)은 매크로 기지국(110)으로부터 직접 서빙받을 수도 있고(이하 매크로-단말이라 함), 또는 마이크로 기지국(120)로부터 서빙받을 수도 있다(이하, 마이크로-단말이라 함). 어떤 경우에는, 마이크로 기지국(120)의 커버리지 내에 존재하는 단말(130)이 매크로 기지국(110)으로부터 서빙받을 수도 있다. 도 1 에서는 단말(130)이 마이크로 기지국(120)에 연결되어 있는 상태를 예시적으로 나타낸다.

단말의 액세스 제한 여부에 따라 마이크로 기지국은 두 가지 타입으로 분류될 수 있다. 첫 번째 타입은 CSG(Closed Subscriber Group) 마이크로 기지국이고, 두 번째 타입은 OA(Open Access) 또는 OSG(Open Subscriber Group) 마이크로 기지국이다. CSG 마이크로 기지국은 허가받은 특정 단말들만 서빙할 수 있고, OSG 마이크로 기지국은 별도의 액세스 제한 없이 모든 단말들을 서빙할 수 있다.

도 1 에서 예시적으로 나타내는 바와 같이, 이종 네트워크에서 마이크로 기지국(120)에 의해 서빙받는 단말(130)이 마이크로 기지국(120)으로부터 원하는 신호(desired signal)을 수신하는 경우에, 매크로 기지국(110)으로부터의 강한 신호에 의해 간섭(interference)을 받는 경우가 발생할 수 있다. 또는, 매크로 기지국에 의하여 서빙받는 단말이 마이크로 기지국에 인접한 경우에, 마이크로 기지국으로부터의 강한 신호로 인하여 단말이 수신하는 매크로 기지국으로부터의 신호에 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭을 셀간 간섭이라고 표현할 수 있으며, 전술한 예시는 기지국으로부터 단말로의 하향링크에서 발생하는 셀간 간섭에 대한 것이다. 마찬가지로, 단말로부터 기지국으로의 상향링크에서도 셀간 간섭이 발생할 수도 있다.

셀룰러 시스템에서 인접 셀간 간섭을 완화시키거나 제거하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫번째는 인접 셀로부터 수신하는 신호의 채널 통계 특성을 이용하여 간섭을 완화시키는 방법이다. 예를 들면, 다중 수신 안테나에 수신되는 간섭 신호의 상관 관계를 이용하여 간섭 신호를 제거하고, 나머지 신호를 결합(combining)하는 방법을 들 수 있다. 또한 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error)-간섭 제거 결합(IRC: Interference Rejection combining) 방법도 이에 해당하는 간섭 제거 방법이다. 두번째는 인접 셀로부터 수신되는 신호를 검출하여 제거하는 방법이다. 물리 방송 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel) 제거(Cancellation) 기법, 공용 참조신호(CRS: Common Reference Signal) 제거 기법 등이 이에 해당될 수 있다.

상술한 간섭 완화/제거 기법들을 적용하는 경우, 인접 셀의 채널에 대하여 통계적 특성 또는 순시적 특성이 필요하다. 이때, 인접 셀의 채널 정보는 CRS 를 이용하여 획득될 수 있다. CRS 는 셀 식별자(Cell Identification), 슬롯(slot) 번호, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple) 심볼(symbol) 번호, CP(Cyclic Prefix)의 길이, 하향링크 리소스 블록(RB: Resource Block)의 수, 송신 안테나의 수의 파라미터로 정의된다. 일반적으로, 셀룰러 시스템에서 단말은 핸드오버 등을 위하여 서빙 셀 외에도 인접 셀의 수신 신호 전력 또는 품질을 추적하고 관리한다. 이 과정에서, 단말은 CRS 를 정의하기 위한 파라미터 중 하향링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 제외한 정보를 획득할 수 있다.

본 발명에서는 인접 셀의 간섭을 제거 또는 완화하기 위하여 인접 셀의 하향 링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수에 대한 정보를 효과적으로 획득하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

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.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법은, 서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계; 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널(PBCH)을 수신하는 단계; 및 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 모두가 일치하는 경우 일치값을 가지고, 적어도 하나가 불일치 하는 경우 불일치 값을 가질 수 있다.

상기 지시 정보가 상기 불일치 값을 가지는 경우, 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수를 결정할 수 있다.

상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수의 일치 여부를 나타내는 제 1 정보 및 상기 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 제 2 정보를 포함할 수 있다.

상기 제 1 정보 및 제 2 정보 중 적어도 하나가 불일치를 나타내는 경우, 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 불일치에 대응하는 정보를 결정할 수 있다.

상기 지시 정보는 MIB(Master Information Block) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.

상기 지시 정보는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.

상기 지시 정보는 물리 하향링크 공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 통하여 수신될 수 있다.

상기 지시 정보는 MAC(Medium Access Control) 제어 요소(control element)를 통하여 수신될 수 있다.

상기 지시 정보는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.

상기 지시 정보는 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.

상기 방법은 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 상기 인접 셀의 안테나 수를 이용하여 상기 인접 셀의 CRS 를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 인접 셀의 CRS 를 이용하여 상기 인접 셀의 채널을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 추정된 상기 인접 셀의 채널을 이용하여 상기 서빙 셀로부터의 수신 신호에서 상기 인접 셀로부터의 간섭을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 단말은 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하고, 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널(PBCH)을 수신하고, 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 채널을 추정하기 위하여 제어 정보를 수신할 때, 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 서빙 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수와 일치하는지 나타내는 지시 정보를 이용함으로써, 필요한 경우에만 인접 셀의 PBCH 를 검출하는 방안을 제공할 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.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1 은 이종 네트워크 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2 는 LTE 시스템의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 나타내는 도면이다.
도 3 은 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 5 는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6 은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7 은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 8 은 기존의 3GPP LTE 시스템에서 정의하는 CRS 및 DRS 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보의 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10 은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시하는 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

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 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 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. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화이다. WiMAX 는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2 를 참조하여 LTE 시스템의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 설명한다.

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 식별자(Identity; ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.

셀 내 방송 정보의 대표적 예로서, 시스템 정보를 들 수 있다. 시스템 정보는 PBCH 를 통하여 반복적으로 브로드캐스팅되며, 단말이 셀에 접속하고 셀 내에서 동작하기 위하여 필요한 정보이다. 시스템 정보는 MIB(Master Information Block)와 SIBs(System Information Blocks)을 포함한다. 표 1 은 MIB 의 일례를 나타낸다.

표 1 과 같이, MIB 는 하향링크 시스템 대역폭(DL BW: dl-Bandwidth), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 설정(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN: System Frame Number)를 포함한다. 또한, 10 비트(spare)는 사용되지 않고 예비 필드(reserved field)로 남겨져 있다. 단말은 MIB 를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 설정에 대한 정보를 알 수 있다. PHICH 설정은 PHICH 영역이 차지하는 OFDM 심볼 개수와, 제어영역 내에서 PHICH 를 위하여 예약된 자원의 양에 대한 정보를 포함한다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 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 랜덤 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 PDSCH 를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH 의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), SR(Scheduling Request), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH 를 통해 전송할 수 있다.

도 3 을 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 3(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP 에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP 인 경우보다 적다. 확장된 CP 의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP 가 사용될 수 있다.

일반 CP 가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2 개 또는 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 3(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS 는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 4 는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL 의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 5 는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리 HARQ 지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH 는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH 는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH 를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI 는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH 는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH 를 모니터링할 수 있다. PDCCH 는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE 는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH 를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE 는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH 의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE 의 개수와 CCE 에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI 에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환 잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC 는 PDCCH 의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH 가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC 에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH 가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. PDCCH 가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다.

도 6 은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH 와 PUSCH 를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH 는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH 에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링

도 7 은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.

도 7(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(Ro)에 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.

예를 들어, 4 개의 송신 안테나와 4 개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4 배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 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, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.

다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 NT 개의 송신 안테나와 NR 개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.

송신 신호를 살펴보면, NT 개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 NT 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

각각의 전송 정보

는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을

라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

또한,

는 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.

전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬 W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.

는 벡터 X 를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기에서, W _ij는 i 번째 송신 안테나와 j 번째 정보간의 가중치를 의미한다. W는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.

수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호

은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.

다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j 로부터 수신 안테나 i 를 거치는 채널을 h _ij 로 표시하기로 한다. h _ij 에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

한편, 도 7(b)은 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 7(b)에서, 총 NT 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i 로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, NT 개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.

실제 채널에는 채널 행렬 H 를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음

은 다음과 같이 표현될 수 있다.

상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.

한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT 와 같다. 즉, 채널 행렬 H는 행렬이 NR×NT 된다.

행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.

랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0 이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0 이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.

참조 신호 (Reference Signal; RS)

무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다.

다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.

하향링크 참조신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호(Common Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal; DRS)가 있다. 이러한 참조신호들에 의해 채널 추정 및 복조를 위한 정보가 제공될 수 있다.

수신측(단말)은 CRS 로부터 채널의 상태를 추정하여 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신측(기지국)으로 피드백할 수 있다. CRS 는 셀-특정(cell-specific) 참조신호라 불릴 수도 있다. 또는 CQI/PMI/RI 와 같은 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)의 피드백과 관련된 RS 를 별도로 CSI-RS 로 정의할 수도 있다.

한편, DRS 는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE 를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS 의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고, 해당 PDSCH 가 매핑된 경우에만 DRS 가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있다. DRS 는 단말-특정(UE-specific) 참조신호 또는 복조용 참조신호(Demodulation Reference Signal; DMRS)라 불릴 수도 있다.

도 8 은 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8)에서 정의하는 CRS 및 DRS 가 하향링크 자원블록 쌍 (RB pair) 상에 매핑되는 패턴을 나타내는 도면이다. 참조신호가 매핑되는 단위로서의 하향링크 자원블록 쌍은 시간 상으로 하나의 서브프레임×주파수 상으로 12 부반송파의 단위로 표현될 수 있다. 즉, 하나의 자원블록 쌍은 시간 상으로 일반 CP 의 경우(도 8(a))에는 14 개의 OFDM 심볼 길이, 확장된 CP 의 경우(도 8(b))에는 12 개의 OFDM 심볼 길이를 가진다.

도 8 은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 참조신호의 자원블록 쌍 상에서의 위치를 나타낸다. 도 8 에서 '0', '1', '2' 및 '3' 으로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3 에 대한 CRS 의 위치를 나타낸다. 한편, 도 8 에서 'D'로 표시된 자원 요소는 DRS 의 위치를 나타낸다.

이하에서는 CRS 에 대하여 구체적으로 설명한다.

CRS 는 물리 안테나단의 채널을 추정하기 위해 사용되며, 셀 내에 있는 모든 단말(UE)들이 공통적으로 수신할 수 있는 참조신호로서, 전대역에 걸쳐 분포한다. CRS 는 채널 상태 정보 (CSI) 획득 및 데이터 복조의 목적으로 사용될 수 있다.

CRS 는 송신측(기지국)의 안테나 구성에 따라 다양한 형태로 정의된다. 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 시스템은 다양한 안테나 구성(Antenna configuration)을 지원하며, 하향링크 신호 송신측(기지국)은 단일 안테나, 2 전송 안테나, 4 전송 안테나 등 3 종류의 안테나 구성을 가진다. 기지국이 단일 안테나 전송을 하는 경우에는 단일 안테나 포트를 위한 참조신호가 배치된다. 기지국이 2 안테나 전송을 하는 경우에는 2 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing) 및/또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 배치된다. 즉, 2 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 상이한 시간 자원 및/또는 상이한 주파수 자원에 배치되어 서로 구별될 수 있다. 또한, 기지국이 4 안테나 전송을 하는 경우에는 4 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 TDM/FDM 방식으로 배치된다. CRS 를 통해 하향링크 신호 수신측(단말)에 의하여 추정된 채널 정보는 단일 안테나 전송(Single Antenna Transmission), 전송 다이버시티(Transmit diversity), 폐-루프 공간 다중화(Closed-loop Spatial multiplexing), 개-루프 공간 다중화(Open-loop Spatial multiplexing), 다중-사용자(Multi-User) MIMO(MU-MIMO) 등의 전송 기법으로 송신된 데이터의 복조를 위해 사용될 수 있다.

다중 안테나를 지원하는 경우, 어떤 안테나 포트에서 참조신호를 전송할 때에 참조신호 패턴에 따라 지정된 자원요소(RE) 위치에 참조신호를 전송하고, 다른 안테나 포트를 위해 지정된 자원요소(RE) 위치에는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.

CRS 가 자원 블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 12 에 따른다.

수식 12 에서, k 는 부반송파 인덱스이고, l 은 심볼 인덱스이며, p 는 안테나 포트 인덱스이다.

는 하나의 하향링크 슬롯의 OFDM 심볼의 개수이고,

는 하향링크에 할당된 자원블록의 개수이고, n _s 는 슬롯 인덱스이고,

는 셀 ID 를 의미한다. mod 는 모듈러 연산을 의미한다. 주파수 영역에서 참조신호의 위치는 Vshift 값에 의존한다. Vshift 값은 또한 셀 ID 에 의존하므로, 참조신호의 위치는 셀 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.

구체적으로는, CRS 를 통한 채널 추정 성능을 높이기 위해 셀 별로 CRS 의 주파수 영역 상의 위치를 시프트(shift)시켜 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 참조신호가 3 부반송파 마다 위치하는 경우에, 어떤 셀은 3k 의 부반송파 상에, 다른 셀은 3k+1 의 부반송파 상에 배치 되도록 할 수 있다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조신호는 주파수 영역에서 6 RE 간격(즉, 6 부반송파 간격)으로 배치되고, 다른 안테나 포트를 위한 참조신호가 배치되는 RE 와는 주파수 영역에서 3 RE 간격을 유지한다.

또한, CRS 에 대해서 전력 부스팅(power boosting)이 적용될 수 있다. 전력 부스팅이란, 하나의 OFDM 심볼의 자원요소(RE)들 중 참조신호를 위해 할당된 RE 가 아닌 다른 RE 로부터 전력을 가져와서 참조신호를 보다 높은 전력으로 전송하는 것을 의미한다.

시간 영역에서 참조신호 위치는 각 슬롯의 심볼 인덱스 (l) 0 을 시작점으로 하여 일정한 간격으로 배치된다. 시간 간격은 CP 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4 에 위치하며, 확장된 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 3 에 위치한다. 하나의 OFDM 심볼에는 최대 2 개의 안테나 포트를 참조신호만이 정의된다. 따라서 4 전송 안테나 전송 시, 안테나 포트 0 및 1 을 위한 참조신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4 (확장된 CP 경우는 심볼 인덱스 0 및 3)에 위치하며, 안테나 포트 2 및 3 을 위한 참조신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1 에 위치한다. 단, 안테나 포트 2 및 3 을 위한 참조신호의 주파수 위치는 2 번째 슬롯에서는 서로 스위칭된다.

기존의 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 시스템보다 높은 스펙트럼 효율성(Spectral Efficiency)를 지원하기 위하여, 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템(예를 들어, LTE-A 시스템)을 설계할 수 있다. 확장된 안테나 구성은, 예를 들어, 8 개의 전송 안테나 구성일 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템에서 기존의 안테나 구성에서 동작하는 단말들을 지원, 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 지원할 필요가 있다. 따라서, 기존의 안테나 구성에 따른 참조신호 패턴을 지원하고, 추가적인 안테나 구성에 대한 새로운 참조신호 패턴을 설계할 필요가 있다. 여기서, 기존의 안테나 구성을 가진 시스템에 새로운 안테나 포트를 위한 CRS 를 추가하게 되면 참조신호 오버헤드가 급격하게 증가하여 데이터 전송률을 떨어뜨리는 단점이 있다. 위와 같은 사항을 고려하여 3GPP LTE 의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 새로운 안테나 포트를 위한 채널 상태 정보(CSI) 측정을 위한 별도의 참조신호(CSI-RS)가 도입될 수 있다.

셀간 간섭 조정 방법

두 기지국(eNB1 및 eNB2)이 인접하게 배치되어 두 기지국의 커버리지의 일부가 겹치는 경우에, 하나의 기지국으로부터 서빙받는 단말에 대해서 다른 하나의 기지국으로부터의 강한 하향링크 신호가 간섭을 유발할 수 있다. 예를 들어, 도 1 의 예시에서 마이크로 기지국(120)에 의해 서빙받는 단말(130)은 매크로 기지국(110)으로부터의 신호에 의해 간섭을 받을 수 있다. 이와 같이 셀간 간섭이 발생하는 경우에, 인접 셀간 간섭을 완화시키거나 제거하는 방법으로 크게 두가지를 들 수 있다. 첫번째는 인접 셀로부터 수신하는 신호의 채널 통계 특성을 이용하여 간섭을 완화시키는 방법이다. 예를 들면, 다중 수신 안테나에 수신되는 간섭 신호의 상관 관계를 이용하여 간섭 신호를 제거하고, 나머지 신호를 결합(combining)하는 방법을 들 수 있다. 또한 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error)-간섭 제거 결합(IRC: Interference Rejection combining) 방법도 이에 해당하는 간섭 제거 방법이다. 두번째는 인접 셀로부터 수신되는 신호를 검출하여 제거하는 방법이다. 물리 방송 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel) 제거(Cancellation) 기법, 공용 참조신호(CRS: Common Reference Signal) 제거 기법 등이 이에 해당될 수 있다.

상술한 간섭 완화/제거 기법들을 적용하는 경우, 인접 셀의 채널에 대하여 통계적 특성 또는 순시적 특성 등의 채널 정보가 필요하다. 이때, 인접 셀의 채널 정보는 CRS 를 이용하여 획득될 수 있다. CRS 는 셀 식별자(Cell Identification), 슬롯(slot) 번호, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple) 심볼(symbol) 번호, CP(Cyclic Prefix)의 길이, 리소스 블록(RB: Resource Block)의 수, 송신 안테나의 수의 파라미터로 정의된다. 일반적으로, 셀룰러 시스템에서 단말은 핸드오버 등을 위하여 서빙 셀 외에도 인접 셀의 수신 신호 전력 또는 품질을 추적하고 관리한다. 이 과정에서, 단말은 CRS 를 정의하기 위한 파라미터 중 하향링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 제외한 정보를 획득할 수 있다.

종래에는 인접 셀의 리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 알기 위하여, 추가적으로 인접 셀의 PBCH 를 블라인드(blind) 검출해야 하는 문제점이 있었다. 예를 들면, 안테나 수를 1 로 가정하고 PBCH 의 검출을 시도하고, 실패하면 안테나 수를 2 로 가정하고 PBCH 의 검출을 시도하는 방식이다. 이러한 검출 과정은 무선 자원을 낭비하는 결과를 가져온다.

본 발명에 따르면 인접 셀의 간섭을 제거 또는 완화하기 위하여 인접 셀의 하향링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수에 대한 정보를 효과적으로 획득할 수 있다.

도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어정보의 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는, 도 9 를 참조하여, 단말이 매번 인접 셀의 PBCH 를 검출하지 않고, 효율적으로 제어 정보를 수신할 수 있는 방법을 설명한다.

먼저, 단말은 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 서빙 셀과 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 서빙 셀로부터 수신한다(S901). 즉, 본 발명에 따르면 매번 인접 셀의 PBCH 를 검출하는 것이 아니라 지시 정보를 기초로 필요한 경우에만 인접 셀의 PBCH 를 검출할 수 있다.

예를 들면, 지시 정보는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 모두 일치하는 경우에 "0" 을 가지고, 그 외의 경우 "1" 을 가지는 1 비트의 정보일 수 있다. 단말은 지시 정보가 "0" 인 경우에는 서빙 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수로부터 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수를 알 수 있으므로 인접 셀의 PBCH 를 검출하지 않아도 된다. 반면, 지시 정보가 "1" 인 경우에는 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 서빙 셀의 해당 정보와 일치하지 않으므로 인접 셀의 PBCH 를 검출한다.

또한, 지시 정보는 리소스 블록 수와 안테나 수에 각각 1 비트씩을 할당하여, 각각의 일치 여부를 알 수 있는 2 비트의 정보일 수 있다. 예를 들면, 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수와 안테나 수가 모두 일치하면 "00" 을 가지고, 리소스 블록 수는 상이하고 안테나 수가 일치하면 "01" 을 가지고, 리소스 블록 수는 일치하고 안테나 수가 상이하면 "10" 을 가지고, 리소스 블록 수와 안테나 수가 모두 상이하면 "11" 을 가질 수 있다. 리소스 블록 수는 다르지만, 안테나 수가 일치하는 경우에는 PBCH 검출 과정에서 안테나 수를 알기 위한 블라인드 검출 과정을 거치지 않을 수 있다.

또한, 지시 정보를 전달하는 메시지는 이하에서 설명하는 여러 메시지 중 하나가 될 수 있다. 다만, 지시 정보는 이하의 메시지뿐만 아니라, 지시 정보를 전달할 수 있는 다양한 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

먼저, 지시 정보는 MIB (Master Information Block) 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

표 2 는 1 비트의 지시 정보를 포함하는 MIB 메시지의 일례를 나타낸다.

즉, 표 2 의 MIB 메시지는, 표 1 의 MIB 메시지에서 1 비트인 "BW_Ant" 를 지시 정보로 추가한 MIB 메시지이다. 단말은 수신한 표 2 의 MIB 메시지로부터 "BW_Ant" 를 확인하여 인접 셀의 PBCH 를 검출해야 하는지 판단할 수 있다. 예를 들면, "BW_Ant" 가 "0" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 일치하는 것으로 판단하고, 인접 셀의 PBCH 를 검출하지 않을 수 있다. 반면, "BW_Ant" 가 "1" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 상이한 것으로 판단하고 인접 셀의 PBCH 를 검출할 수 있다.

표 3 은 2 비트의 지시 정보를 포함하는 MIB 메시지의 일례를 나타낸다.

즉, 표 3 의 MIB 메시지는, 표 1 의 MIB 메시지에서 2 비트인 "BW_Ant" 를 지시 정보로 추가한 MIB 메시지이다. 단말은 수신한 표 3 의 MIB 메시지로부터 "BW_Ant" 를 확인하여 인접 셀의 PBCH 를 검출해야 하는지 판단할 수 있다. 예를 들면, "BW_Ant" 가 "00" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 일치하는 것으로 판단하고, 인접 셀의 PBCH 를 검출하지 않을 수 있다. "BW_Ant" 가 "01" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수는 상이하고 안테나 수는 일치하는 것으로 판단하여 안테나 수를 알기 위한 블라인드 검출 과정 없이 PBCH 를 수신하여 리소스 블록 수를 알 수 있다. "BW_Ant" 가 "11" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 모두 일치하지 않는 것으로 판단하고, 블라인드 검출 과정을 통하여 인접 셀의 PBCH 를 수신하여 안테나 수 및 리소스 블록 수를 알 수 있다.

또한, 지시 정보는 SIB(System Information Block) 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 예를 들면, SIB Type1 부터 SIB Type13 까지 중에서 유보된(reserved) 비트에 지시 정보를 할당하는 방식으로 SIB 메시지를 이용할 수 있다. 이때, 1 비트 또는 2 비트에 지시 정보를 할당할 수 있으며, MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방식으로 1 비트 또는 2 비트에 할당할 수 있다.

또한, 지시 정보는 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifier)에 포함되어 전송될 수 있다. 이 방법은 서빙 셀이 인접 셀 리스트(list) 또는 추적 영역(tracking area) 내의 인접 셀의 리소스 블록 수와 안테나 수 정보를 RA-RNTI 를 이용하여 PDCCH 를 수신하는 단말들에게 알려주는 방법이다. 이때, 1 비트 또는 2 비트에 지시 정보를 할당할 수 있으며, MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방식으로 1 비트 또는 2 비트에 할당할 수 있다.

또한, 지시 정보는 단말에 특정된 채널(예를 들면, PDSCH), RRC 시그널링 메시지 중에서 유보된 영역, 또는 MAC(Medium Access Control) 요소(element) 메시지 중에서 유보된 영역에 할당되어 전송될 수 잇다. 이때, 1 비트 또는 2 비트에 지시 정보를 할당할 수 있으며, MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방식으로 1 비트 또는 2 비트에 할당할 수 있다.

또한, 단말은 서빙 셀로부터 지시 정보를 주기적으로 수신할 수 있다. 이 경우, 단말의 요청 여부와 무관하게 주기적으로 지시 정보를 전송함으로써 단말이 지시 정보를 요청하는 과정을 생략할 수 있다. 반대로, 단말은 비주기적으로 지시 정보가 필요할 경우 서빙 셀에 요청하여 지시 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 지시 정보가 이용되는 경우가 빈번하지 않을 때 지시 정보가 빈번하게 전송되어 무선 자원이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 단말은 복수의 인접 셀이 존재하는 경우, 복수의 인접 셀에 대한 각각의 지시 정보를 수신하고, 각각의 지시정보와 함께 각각의 인접 셀을 식별할 수 있는 식별자를 수신할 수 있다. 예를 들면, 인접 셀이 2 개인 경우, 지시 정보를 위하여 할당된 비트 영역 내에서, 첫번째 비트 영역에 제 1 인접 셀에 대한 지시 정보, 두번째 비트 영역에 제 1 인접 셀의 셀 식별자, 세번째 비트 영역에 제 2 인접 셀에 대한 지시 정보, 네번째 비트 영역에 제 2 인접 셀의 셀 식별자를 순서대로 할당할 수 있다.

다음으로, 단말은 수신한 지시 정보에 따라 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치 하는 경우, 인접 셀의 PBCH 를 수신하고(S903), 리소스 블록 수 및 안테나 수를 결정한다(S905). 예를 들면, 지시 정보가 1 비트로서 모두 일치 또는 적어도 하나의 불일치를 나타내는 경우, 수신한 지시 정보가 적어도 하나의 불일치를 나타내는 값을 가질 때, PBCH 를 블라인드 검출하여 안테나 수 및 리소스 블록 수를 검출한다. 또한, 지시 정보가 2 비트로서 리소스 블록 수 및 안테나 수 각각의 일치 여부를 나타낼 수 있을 때에는 불일치하는 정보만을 수신할 수 있다. 예를 들면, 안테나 수는 일치하고 리소스 블록 수만 불일치하는 경우, 안테나 수의 검출을 위한 블라인드 검출 과정 없이 인접 셀의 PBCH 를 수신하여 리소스 블록 수를 결정할 수 있다.

다음으로, 단말은 인접 셀의 리소스 블록 수 및 인접 셀의 안테나 수를 이용하여 인접 셀의 CRS 를 수신할 수 있다(S907). 상술한 바와 같이 CRS 를 정의하는 정보 중 리소스 블록 수 및 안테나 수를 제외한 셀 식별자, 슬롯 번호, OFDM 심볼 번호, CP 의 길이는 알고 있으므로, 리소스 블록 수 및 안테나 수를 알면 인접 셀의 CRS 를 수신할 수 있다.

다음으로, 단말은 인접 셀의 CRS 를 이용하여 인접 셀의 채널을 추정할 수 있다(S909). 단말이 인접 셀의 CRS 를 이용하여 인접 셀의 채널을 추정하면 상술한 여러 간섭 조정 기법 중 하나를 적용하여 서빙 셀로부터의 수신 신호에서 인접 셀로부터의 간섭을 조정할 수 있다(S911).

도 10 은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

도 10 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(110)의 일부이고 수신기는 단말(120)의 일부이다. 상향링크에서 송신기는 단말(120)의 일부이고 수신기는 기지국(110)의 일부이다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 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 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

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.

본 발명에서 제안하는 방안은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

1. 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법에 있어서,
   서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계;
   상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널(PBCH)을 수신하는 단계; 및
   수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하는 단계
   를 포함하는, 제어 정보 수신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 모두가 일치하는 경우 일치값을 가지고, 적어도 하나가 불일치 하는 경우 불일치 값을 가지는, 제어 정보 수신 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 지시 정보가 상기 불일치 값을 가지는 경우, 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수를 결정하는, 제어 정보 수신 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수의 일치 여부를 나타내는 제1 정보 및 상기 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 제2 정보를 포함하는, 제어 정보 수신 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 정보 및 제2 정보 중 적어도 하나가 불일치를 나타내는 경우, 수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 불일치에 대응하는 정보를 결정하는, 제어 정보 수신 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 MIB(Master Information Block) 메시지를 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier) 메시지를 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 물리 하향링크 공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 지시 정보는 MAC(Medium Access Control) 제어 요소(control element)를 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 지시 정보는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 지시 정보는 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 수신되는, 제어 정보 수신 방법.
12. 제1항에 있어서,
    상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 상기 인접 셀의 안테나 수를 이용하여 상기 인접 셀의 CRS를 수신하는 단계를 더 포함하는, 제어 정보 수신 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 인접 셀의 CRS를 이용하여 상기 인접 셀의 채널을 추정하는 단계를 더 포함하는, 제어 정보 수신 방법.
14. 제13항에 있어서,
    추정된 상기 인접 셀의 채널을 이용하여 상기 서빙 셀로부터의 수신 신호에서 상기 인접 셀로부터의 간섭을 조정하는 단계를 더 포함하는, 제어 정보 수신 방법.
15. 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 단말에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하고,
    상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널(PBCH)을 수신하고,
    수신한 상기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는, 단말.

Images