KR20160075995A

KR20160075995A - 물리 채널 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160075995A
Application number: KR1020140184922A
Authority: KR
Inventors: 송영석; 이준환; 김일규; 방승찬
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-30
Also published as: US20160183228A1

Abstract

기지국은, 제1 물리 채널에 포함되는 제1 정보 및 제2 물리 채널에 포함되는 제2 정보를 위해, 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당한다. 상기 기지국은, 상기 제1 물리 채널에 포함되는 제1 파일롯 신호 및 상기 제2 물리 채널에 포함되는 상기 제1 파일롯 신호를 위해, 제2 주파수 자원과 제2 시간 자원을 할당한다. 그리고 상기 기지국은, 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 공간 다중화(spatial multiplexing)를 통해 다중 전송(multiplex transmission)한다.

Description

물리 채널 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING PHYSICAL CHANNEL}

본 발명은 물리 채널을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰, 스마트패드, 태블릿 PC 등의 사용자 수가 급격하게 증가하고, 무선 인터넷 트래픽 사용량도 기존 WCDMA(wideband code division multiple access), LTE(long term evolution), WIFI 등의 용량을 넘어선다. 그에 따라 3Gpp(3rd Generation Partnership Project) 등의 표준화 기구와 산업계에서는 기존의 셀룰러 이동 통신에 사용된 주파수 대역보다 가용 주파수 대역폭이 더 넓은 고주파수 대역을 이동 통신에 사용하는 것에 대한 관심이 커지고 있다. 3Gpp에서는 고주파수 대역을 스몰 셀(small cell)에 사용하여 통신 용량을 증가시키는 연구가 진행되고 있다. 일부 학계와 산업계는 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역의 전파 채널을 측정하여 특성을 파악하고, 이를 사용한 이동 통신 프로토타입(prototype) 장치를 만들어 시험하고 있다.

한편, 고주파수의 사용은 안테나 사이즈가 소형화될 수 있게 하여, 기지국 시스템에 많은 수의 안테나가 장착될 수 있게 한다. 다수의 안테나를 통해 하나의 섹터 내에서 다수의 빔이 전송될 수 있는데, 이는 2D 빔 형성은 물론 3D 빔 형성이 가능한 기지국 시스템의 운용도 가능하게 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다중 안테나가 장착된 통신 시스템에서 물리 채널을 효율적으로 전송할 수 있는 방법과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기지국이 물리 채널을 전송하는 방법이 제공된다. 상기 물리 채널 전송 방법은, 제1 물리 채널에 포함되는 제1 정보 및 제2 물리 채널에 포함되는 제2 정보를 위해, 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계; 상기 제1 물리 채널에 포함되는 제1 파일롯 신호 및 상기 제2 물리 채널에 포함되는 상기 제1 파일롯 신호를 위해, 제2 주파수 자원과 제2 시간 자원을 할당하는 단계; 및 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 공간 다중화(spatial multiplexing)를 통해 다중 전송(multiplex transmission)하는 단계를 포함한다.

상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 제어 정보 및 데이터 정보 중 하나일 수 있다.

상기 제1 파일롯 신호는 상기 기지국의 섹터 전역에 전송되는 셀 특정 레퍼런스 신호(Cell specific reference signal)일 수 있다.

상기 물리 채널 전송 방법은, 상기 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계 이전에, 피드백 정보를 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 상기 피드백 정보에 기초해 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단말은 제1 단말 및 제2 단말을 포함할 수 있다.

상기 피드백 정보는 상기 제1 단말로부터 수신되는 제1 피드백 정보와 상기 제2 단말로부터 수신되는 제2 피드백 정보를 포함할 수 있다.

상기 제1 피드백 정보는 다수의 빔 중 제1 빔을 나타내는 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질 정보를 포함할 수 있다.

상기 제1 빔은 상기 제1 단말에 의해 수신되는 제2 파일롯 신호에 대응할 수 있다.

상기 제2 파일롯 신호는 상기 섹터의 세분화된 영역 중 적어도 하나에 상기 제1 빔을 통해 한정되어 전송될 수 있다.

상기 결정하는 단계는, 상기 제2 피드백 정보에 상기 제1 빔 식별자가 존재하는 지를 판단하는 단계; 및 상기 제1 빔 식별자가 상기 제2 피드백 정보에 존재하지 않는 경우에, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말로 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송하기로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 빔의 채널 품질 정보는 상기 제1 빔의 SNR(Signal-to-Noise Ratio), CQI(Channel Quality Indicator), 및 RSRP(Reference Signal Received Power) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 섹터는 다수의 빔에 의해 세분화될 수 있다.

상기 다중 전송하는 단계는, 상기 섹터의 세분화된 영역 중 제1 영역 및 제2 영역을 제1 그룹으로 그룹핑하는 단계; 상기 섹터의 세분화된 영역 중 제3 영역과 제4 영역을 제2 그룹으로 그룹핑하는 단계; 및 공간 다중화를 통해 상기 제1 물리 채널을 제1 그룹에, 상기 제2 물리 채널을 상기 제2 그룹에 다중 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 물리 채널 전송 방법은, 상기 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계 이전에, 다수의 빔 중 적어도 하나를 통해서 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 상기 레퍼런스 신호의 전력에 기초해 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계는, 상기 단말 중 제1 단말로부터 상기 레퍼런스 신호 중 제1 레퍼런스 신호를 상기 다수의 빔 중 적어도 하나의 제1 빔을 통해 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 결정하는 단계는, 상기 제1 레퍼런스 신호의 수신 전력과 임계값을 비교하여, 상기 제1 빔 중 상기 제1 단말에게 유효한 제1 유효 빔을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계는, 상기 단말 중 제2 단말로부터 상기 레퍼런스 신호 중 제2 레퍼런스 신호를 상기 다수의 빔 중 적어도 하나의 제2 빔을 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 결정하는 단계는, 상기 제2 레퍼런스 신호의 수신 전력과 상기 임계값을 비교하여, 상기 제2 빔 중 상기 제2 단말에게 유효한 제2 유효 빔을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 결정하는 단계는, 상기 제1 유효 빔과 상기 제2 유효 빔 간에 중복되는 빔이 존재하지 않는 경우에, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말로 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송하기로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널 각각은 상기 제1 파일롯 신호를 위한 동일한 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 포함할 수 있다.

상기 기지국은 분산된 다수의 안테나를 운용할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말이 서비스 영역 전역에 제1 파일롯 신호를 전송하는 기지국에게 신호를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 신호 전송 방법은, 상기 기지국에 의해 상기 서비스 영역의 세분화된 제1 영역 각각에 한정되어 전송되는 제2 파일롯 신호 중 제3 파일롯 신호를 수신하는 단계; 다수의 빔 중 상기 제3 파일롯 신호에 대응하는 제1 빔을 나타내는 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계; 및 상기 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질을 포함하는 피드백 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

상기 서비스 영역은 상기 다수의 빔에 의해 다수의 상기 제1 영역으로 세분화될 수 있다.

상기 제1 빔 식별자와 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계는, 상기 제1 빔의 SNR(Signal-to-Noise Ratio), CQI(Channel Quality Indicator), 및 RSRP(Reference Signal Received Power) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계; 상기 제3 파일롯 신호가 다수이고 상기 제1 빔이 다수인 경우에, 상기 다수의 제1 빔의 채널 품질을 크기 순으로 정렬(sorting)하는 단계; 및 상기 정렬된 채널 품질 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 피드백 신호를 전송하는 단계는, 상기 선택된 채널 품질과 상기 선택된 채널 품질에 대응하는 상기 제1 빔 식별자를 포함하는 상기 피드백 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 신호 전송 방법은, 상기 기지국의 공간 다중화를 통해 전송된 제1 물리 채널 및 제2 물리 채널 중 상기 제1 물리 채널을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 물리 채널에 포함된 상기 제1 파일롯 신호를 위해 할당된 주파수 자원 및 시간 자원은 상기 제2 물리 채널에 포함된 상기 제1 파일롯 신호를 위해 할당된 주파수 자원 및 시간 자원과 동일할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 송신 장치가 제공된다. 상기 송신 장치는, 제1 물리 채널에 포함되는 제1 정보 및 제2 물리 채널에 포함되는 제2 정보를 위해, 동일한 제1 주파수-시간 자원을 할당하는 제1 할당부; 상기 제1 물리 채널에 포함되는 제1 파일롯 신호 및 상기 제2 물리 채널에 포함되는 상기 제1 파일롯 신호를 위해, 동일한 제2 주파수-시간 자원을 할당하는 제2 할당부; 및 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송하는 전송부를 포함한다.

상기 송신 장치는 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 단말로부터 수신된 피드백 정보에 기초해 결정하는 결정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 자원에 복수 단말에 대한 제어 채널 정보를 할당하고 제어 채널을 다중 전송함으로써, 제어 채널의 용량을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어 채널의 전송에 사용되는 자원을 절약할 수 있고, 절약된 자원을 트래픽 채널 전송을 위한 자원으로 이용할 수 있어 트래픽 채널의 용량을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 자원에 복수 단말에 대한 트래픽 데이터를 할당하고 동일한 파일롯을 사용하여 트래픽 채널을 다중 전송함으로써, 트래픽 채널의 쓰루풋(throughput)을 증가시킬 수 있다.

도 1은 셀룰러 이동 통신 시스템에서 기지국이 담당하는 섹터와 섹터의 세분화된 영역을 나타내는 도면이다.
도 2는 분산된 다수의 안테나를 운용하는 기지국을 나타내는 도면이다.
도 3과 도 4는 물리 채널이 다중 전송되는 영역을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 2개의 스트림을 다중 전송하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 단말이 제2 파일롯 신호에 기초한 피드백 정보를 기지국에게 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 기지국이 피드백 정보에 기초해 물리 채널을 다중 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 8은 기지국이 단말의 레퍼런스 신호에 기초해 물리 채널을 다중 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9는 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 단말의 구성을 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, 단말(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, MS, 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), 소형 기지국 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, HR-BS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 셀룰러 이동 통신 시스템에서 기지국이 담당하는 섹터(11)와 섹터(11)의 방향성 빔(directional beam)에 의해 세분화된 영역(12)을 나타내는 도면이다. 셀(10)은 다수의 섹터(11)를 포함한다.

다수의 안테나를 운용하는 기지국 시스템은 하나의 섹터(11)를 세분화해서 빔을 전송할 수 있다. 구체적으로, 기지국이 담당하는 섹터(11)는 다수의 방향성 빔을 통해 2차원적으로 다수의 영역(12)으로 세분화될 수 있다. 한편, 기지국은 3차원 빔 형성을 이용해, 3차원적으로 섹터(11)를 세분화할 수 있다. 방향성 빔은 혼(horn) 안테나로 구현될 수 있거나, 패치 어레이 안테나로 구현될 수 있다. 섹터(11)를 커버하는 다수의 방향성 빔은, 각각의 방향이 서로 다른 혼 안테나 어레이로 구현될 수 있다. 또는, 섹터(11)를 커버하는 다수의 방향성 빔은, 다수의 패치 어레이 안테나로 구현될 수 있다. 각 패치 어레이 안테나는 하나의 고정 방향성 빔을 발생시키고, 상기 혼 안테나 어레이처럼 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다. 또는, 섹터(11)를 커버하는 다수의 방향성 빔은, 패치 어레이 안테나에 아날로그 위상 변환기(phase shifter)가 결합되는 구조를 이용해, 구현될 수 있다. 또는, 섹터(11)를 커버하는 다수의 방향성 빔은, 디지털 단에서 계수를 조정해 방향성 빔을 형성하는 구조를 이용해, 구현될 수 있다.

도 2는 분산된 다수의 안테나를 운용하는 기지국을 나타내는 도면이다. 무선 서비스 영역(20)은 다수의 안테나에서 방사되는 옴니(omni) 방향의 빔에 의해 구분되는 다수의 세부 영역(21)을 포함한다. 서비스 영역(20)은 기지국이 담당하는 섹터(11)일 수 있다.

무선 트래픽의 급증으로 인해, 셀룰러 통신 시스템은 단위 면적당 기지국 수를 증가시켜 작은 셀을 배치할 수 있다. 또한, 기지국은 분산된 다수의 안테나를 운용할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 다수의 RF(Radio Frequency) 모듈(31)과 디지털 신호 처리 모듈(32)을 포함한다. 안테나와 연결된 RF(Radio Frequency) 모듈(31)은 각 세부 영역(21)에 설치되고, 디지털 신호를 처리하는 모듈(32)은 한 곳에 배치된다. 각 RF 모듈(31)과 디지털 신호 처리 모듈(32)은 서로 연동된다.

도 1 및 도 2에서 셀룰러 통신 시스템이 다중 안테나(예, 집중 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 안테나, 분산 MIMO 안테나)를 사용하는 목적 중 하나는 전체적인 쓰루풋(throughput)을 증가시키는 것이다. 쓰루풋을 증가시키기 위해서는, 기지국은 다중 전송(multiplex transmission)을 효율적으로 수행함으로써, 동시 전송되는 다중 스트림 간의 간섭을 회피하여야 한다. 간섭이 줄수록, 다중 스트림 각각의 전송 속도는 증가할 수 있다.

이하에서는 다중 안테나를 사용하는 셀룰러 통신 시스템(이하 '다중 안테나 시스템')의 다중 전송 방법에 대해서 설명한다. 또한, 기지국이 다수의 안테나를 통해 물리 채널(예, 제어 채널, 트래픽 채널)을 전송하고자 하는 경우에, 기지국이 파일롯(pilot) 신호를 시그널링하는 방법에 대해서 설명한다. 그리고 기지국이 제어 채널과 트래픽 채널을 운용하는 방법에 대해서 설명한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해서, 기지국이 담당하는 섹터(11)와 서비스 영역(20)을 섹터라 하고, 섹터(11, 20)의 모든 영역을 커버하기 위해 송신되는 방향성 빔을 빔이라 하고, 빔이 전파되는 영역을 빔 영역이라 한다. 섹터(11)의 세분화된 영역(12)과 서비스 영역(20)의 세부 영역(21)은 빔 영역이다.

도 1과 도 2에서는 LOS(Line Of Sight) 채널을 가정하여 빔 영역(12, 21)을 도시하였다. 빔의 중첩이나 건물 등에 의한 빔의 반사로 인해, 각 빔 영역(12, 21)은 다른 빔 영역(12, 21)과 중첩될 수 있다. 도 2의 빔 영역(21)은 옴니 방향성 안테나에서 방사되는 옴니 빔에 의해, 원반의 모양을 가진다.

도 3과 도 4는 물리 채널이 다중 전송되는 영역을 나타내는 도면이다.

물리 채널은 물리 채널 정보와 파일롯 신호로 구성된다. 물리 채널 정보와 파일롯 신호 각각은 자원을 할당 받는다. 도 1 및 도 2와 같은 다중 안테나 시스템에서 제1 파일롯 신호(예, C-RS: cell specific reference signal)는 섹터(11, 20) 전역에 전송되고, 복수의 제2 파일롯 신호 각각은 각 빔 영역(12, 21)에 한정되어 전송된다. 구체적으로, 제1 파일롯 신호가 전송되는 경우에, 섹터(11, 20) 내 모든 빔을 통해 동일한 시퀀스가 동시에 전송된다. 제2 파일롯 신호가 전송되는 경우에, 각 빔 별로 동일한 또는 다른 PN(Pseudo noise) 시퀀스가 사용되고 다른 자원 위치에서 전송될 수 있다. 제1 파일롯 신호는 섹터(11, 20) 전체에 전송되므로, 제어 채널이나 LTE 규격의 PBCH(physical broadcasting channel) 등과 같은 섹터(11, 20) 전체에 전송되어야 할 채널의 전송을 위한 레퍼런스 신호로 이용될 수 있다.

기지국은 통신 영역을 세분할 수 있는 특성을 이용하여 제어 채널과 트래픽 채널을 다중 전송할 수 있다. 구체적으로, 도 3은 기지국이 제1 파일롯 신호를 레퍼런스 신호로써 사용하여 제어 채널과 트래픽 채널을 다중 전송하는 경우를 예시하고 있다. 제1 파일롯 신호는 섹터(11, 20) 전체에 전송된다. 물리 채널(예, 제어 채널, 트래픽 채널)의 정보는 다중 전송되어 빔 영역(12, 21)에 각기 다른 값으로 전송되지만, 빔 영역(12, 21)이 분리될 수 있는 상황에서는 서로 간섭을 주지 않으므로, 각 단말은 수신한 물리 채널의 정보를 복조할 수 있다.

구체적으로 도 3은 기지국이 3개의 빔 영역(12, 21)에 3개의 물리 채널을 다중 전송하는 경우를 예시하고 있고, 도 4는 기지국이 2개의 빔 영역(12, 21)에 2개의 물리 채널을 다중 전송하는 경우를 예시하고 있다. 도 3과 도 4에서 섹터(11)는 빔 영역(12)에 해당하는 빔 영역(12_1~12_5)을 포함하고, 섹터(20)는 빔 영역(21)에 해당하는 빔 영역(21_1~21_7)을 포함한다.

도 3의 (A)에 예시된 바와 같이, 기지국은 3개의 빔 영역(12_1, 12_3, 12_5)에 물리 채널을 공간 다중화(spatial multiplexing)를 통해 다중 전송할 수 있다. 또는, 도 3의 (B)에 예시된 바와 같이, 기지국은 3개의 빔 영역(21_1, 21_3, 21_5)에 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송할 수 있다. 또는, 도 4의 (A)에 예시된 바와 같이, 기지국은 2개의 빔 영역(12_1, 12_2)을 하나로 묶고, 2개의 빔 영역(12_4, 12_5)를 하나로 묶어, 2개의 묶음 영역에 2개의 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송할 수 있다. 또는, 도 4의 (B)에 예시된 바와 같이, 기지국은 2개의 빔 영역(21_1, 21_2)을 하나로 묶고, 2개의 빔 영역(21_4, 21_5)를 하나로 묶어, 2개의 묶음 영역에 2개의 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 기지국이 2개의 스트림을 다중 전송하는 경우를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 5는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 기지국이 제1 스트림(STR1) 및 제2 스트림(STR2)을 공간 다중화를 통해 다중 전송하는 경우를 예시하고 있다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해, 제1 스트림(STR1)에 대응하는 물리 채널을 제1 물리 채널이라 하고, 제2 스트림(STR2)에 대응하는 물리 채널을 제2 물리 채널이라 한다.

기지국은 동일한 자원에 서로 다른 정보(예, 제어 정보, 데이터 정보)를 할당한다. 예를 들어, 제1 물리 채널과 제2 물리 채널이 제어 채널인 경우에, 기지국은 제1 물리 채널의 제어 정보와 제2 물리 채널의 제어 정보를 위해 동일한 주파수 자원(부반송파) 및 동일한 시간 자원(심볼)을 할당한다. 또는, 제1 물리 채널과 제2 물리 채널이 트래픽 채널인 경우에, 기지국은 제1 물리 채널의 데이터(트래픽) 정보와 제2 물리 채널의 데이터 정보를 위해 동일한 주파수 자원 및 동일한 시간 자원을 할당한다.

기지국은 동일한 자원에 제1 물리 채널 및 제2 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)를 할당한다. 예를 들어, 기지국은 제1 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)와 제2 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)를 위해 동일한 주파수 자원 및 동일한 시간 자원을 할당한다. 제1 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)와 제2 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)는 동일한 PN 시퀀스를 사용(포함)한다.

기지국은 제1 스트림(STR1) 및 제2 스트림(STR2)을 공간 다중화를 통해 다중 전송한다.

한편, 기지국(또는 다른 통신 장치)은 물리 채널을 다중 전송할 지를, 빔 영역(12, 21)의 중첩 여부에 따라 결정(판단)할 수 있다. 구체적으로 기지국이 빔 영역(12, 21)의 중첩 여부를 판단하는 방법에는 제1 방법과 제2 방법이 있다. 제1 방법은, 기지국이 빔 영역(12, 21)의 중첩 여부를, 단말로부터 수신되는 피드백 정보에 기초해 판단하는 방법이다. 제2 방법은, 기지국이 빔 영역(12, 21)의 중첩 여부를, 단말로부터 송신되는 레퍼런스 신호에 기초해 판단하는 방법이다. 제1 방법에 대해서 도 6 및 도 7을 참고하여 설명하고, 제2 방법에 대해서 도 8을 참고하여 설명한다. 설명의 편의를 위해서, 기지국이 다수의 빔 영역(21)을 포함하는 섹터(20)을 지원하는 경우를 가정하여 도 6 내지 도 8을 설명한다. 제1 방법 및 제2 방법은 기지국이 다수의 빔 영역(12)을 포함하는 섹터(11)를 지원하는 경우에도 적용될 수 있다.

도 6은 단말이 제2 파일롯 신호에 기초한 피드백 정보를 기지국에게 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다.

단말은 기지국에 의해 각 빔 영역(21)에 한정되어 송신되는 제2 파일롯 신호를 수신하고, 수신된 제2 파일롯 신호를 측정한다(S110). 구체적으로, 단말은 하나 또는 복수의 제2 파일롯 신호를 수신할 수 있다.

단말은 수신된 제2 파일롯 신호에 대응하는 채널 품질 값을 결정한다(S120). 구체적으로, 단말은 수신된 제2 파일롯 신호를 측정하여, 빔 영역(21)에 대한 SNR(Signal-to-Noise Ratio), CQI(channel quality indicator), RSRP(reference signal received power), 또는 이들의 조합을 결정(측정)할 수 있다. 예를 들어, 단말이 S110 과정에서 2개의 제2 파일롯 신호를 수신한 경우에, 수신된 제2 파일롯 신호 중 하나에 대응하는 빔(이하 '제1 빔')의 SNR과 나머지 하나에 대응하는 빔(이하 '제2 빔')의 SNR을 측정할 수 있다.

S120 과정에서 결정된 채널 품질 값이 복수인 경우에, 단말은 채널 품질 값을 크기 순으로 정렬(sorting)한다(S130). 예를 들어, 단말이 S120 과정에서 제1 빔의 SNR과 제2 빔의 SNR을 결정한 경우에, 제1 빔의 SNR과 제2 빔의 SNR을 크기 순으로 정렬한다.

단말은 정렬된 채널 품질 값 중에서 상위 파라미터가 지정하는 개수만큼을 선택하고, 선택된 채널 품질 값을 기지국에게 피드백한다(S140). 예를 들어, S130 과정에서 제1 빔의 SNR과 제2 빔의 SNR이 크기 순으로 정렬되고 상위 파라미터에 의해 정해진 개수가 2개인 경우에, 단말은 제1 빔의 ID와 SNR, 그리고 제2 빔의 ID와 SNR을 포함하는 피드백 정보를 생성하여 기지국에게 전송할 수 있다.

도 7은 기지국이 피드백 정보에 기초해 물리 채널을 다중 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다. 구체적으로, 도 7은 기지국이 물리 채널을 다중 전송할 지를, 도 6에서 상술한 단말의 직접적인 피드백에 기초해 결정하는 과정을 예시하고 있다.

기지국은 단말로부터 피드백 정보를 수신하여 취합한다(S210). 구체적으로, 기지국이 복수의 단말로부터 복수의 피드백 정보를 수신한 경우에, 피드백 정보를 전송한 단말의 ID와 함께 피드백 정보를 취합할 수 있다.

기지국은 물리 채널을 다중 전송할 지 또는 브로드캐스팅할 지를 피드백 정보에 기초해 결정한다(S220). 구체적으로, 기지국은 복수의 단말로부터 피드백된 빔 ID에 대응하는 빔들(21)이 상호 간섭이 적은 것으로 판단한 경우에, 피드백 정보를 전송한 단말에게 물리 채널을 다중 전송하기로 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 제1 단말로부터 제1 피드백 정보를 수신하고 제2 단말로부터 제2 피드백 정보를 수신한 경우를 가정하면, 제1 피드백 정보에 포함된 빔 ID와 제2 피드백 정보에 포함된 빔 ID 간에 중복되는 빔 ID가 없는 경우에, 기지국은 제1 피드백 정보의 빔 ID에 대응하는 빔과 제2 피드백 정보의 빔 ID에 대응하는 빔은 상호 간섭이 적은 것으로 판단할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 피드백 정보에 제1 빔 ID(제1 빔의 ID)와 제2 빔 ID(제2 빔의 ID)가 포함되어 있고, 제2 피드백 정보에 제3 빔 ID(제1 빔 ID 및 제2 빔 ID와 다름)과 제4 빔 ID(제1 빔 ID 내지 제3 빔 ID와 다름)가 포함되어 있는 경우를 가정하면, 제1 피드백 정보와 제2 피드백 정보에는 중복되는 빔 ID가 존재하지 않으므로, 기지국은 제1 단말과 제2 단말에게 물리 채널을 다중 전송하기로 결정할 수 있다.

기지국은 물리 채널을 다중 전송하기로 결정한 경우에, 제1 파일롯 신호(PL1)를 이용해 다중 전송 스케쥴링을 수행한다(S230). 구체적으로, 기지국은 도 5에서 상술한 동작을 수행할 수 있다. 그리고 다중 전송 스케쥴링 후, 기지국은 물리 채널을 공간 다중화를 통해 단말에게 다중 전송한다(S240).

도 8은 기지국이 단말의 레퍼런스 신호에 기초해 물리 채널을 다중 전송하는 과정을 나타내는 순서도이다.

단말은 기지국에게 랜덤 액세스하는 경우, 또는 기지국에게 제어 채널 또는 트래픽 채널을 전송하는 경우에, 기지국이 알고 있는 레퍼런스 신호를 기지국에게 전송한다.

기지국은 빔 영역(21)을 담당하는 각 안테나 또는 각 빔을 통해서 단말의 레퍼런스 신호를 수신한다(S310). 각 안테나 또는 각 빔은 각 빔 영역(21)에 대응할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 하나의 레퍼런스 신호를 적어도 하나의 빔 또는 안테나를 통해 수신할 수 있다. 이하에서는 '빔 또는 안테나'를 '빔/안테나'라 한다.

기지국은 각 빔/안테나를 통해 수신된 레퍼런스 신호의 전력과 임계값을 비교하여, 유효한 빔 영역(21)을 결정한다(S320). 빔 영역(21)을 결정하는 것은 빔을 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 기지국이 제1 단말에 의해 전송된 레퍼런스 신호를 복수의 빔/안테나 중 제1 빔/안테나와 제2 빔/안테나를 통해 수신한 경우를 가정하면, 제1 빔/안테나를 통해 수신된 레퍼런스 신호의 전력이 임계값 보다 크고 제2 빔/안테나를 통해 수신된 레퍼런스 신호의 전력이 임계값 보다 작은 경우에, 기지국은 다수의 빔 중 제1 빔/안테나에 대응하는 빔을 제1 단말을 위한 유효한 빔으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 기지국이 제2 단말에 의해 전송된 레퍼런스 신호를 복수의 빔/안테나 중 제3 빔/안테나와 제4 빔/안테나를 통해 수신한 경우를 가정하면, 제3 빔/안테나를 통해 수신된 레퍼런스 신호의 전력과 제4 빔/안테나를 통해 수신된 레퍼런스 신호의 전력 각각이 임계값 이상인 경우에, 기지국은 다수의 빔 중 제3 빔/안테나에 대응하는 빔과 제4 빔/안테나에 대응하는 빔을 제2 단말을 위한 유효한 빔으로 결정할 수 있다.

기지국은 복수의 단말을 위한 유효한 빔들 간에 중복이 없는 경우에, 물리 채널을 다중 전송하기로 결정할 수 있다(S330). 예를 들어, 제1 단말을 위한 유효한 빔(예, 제1 빔)과 제2 단말을 위한 유효한 빔(예, 제2 빔)이 서로 다른 경우에, 기지국은 제1 단말 및 제2 단말에게 물리 채널을 다중 전송하기로 결정할 수 있다. 기지국은 물리 채널을 다중 전송하기로 결정한 경우에, 제1 파일롯 신호(PL1)를 이용해 다중 전송 스케쥴링을 수행한다(S340). 구체적으로, 기지국은 도 5에서 상술한 동작을 수행할 수 있다. 그리고 다중 전송 스케쥴링 후, 기지국은 물리 채널을 공간 다중화를 통해 단말에게 다중 전송한다(S350).

도 9는 기지국(100)의 구성을 나타내는 도면이다.

기지국(100)은 수신부(110), 결정부(120), 제1 할당부(130), 제2 할당부(140), 전송부(150), 메모리(160), RF 변환기(170), 및 프로세서(180)를 포함한다.

수신부(110)는 기지국(100)이 제1 방법을 이용하도록 설계된 경우에, 단말로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 수신부(110)는 도 6 및 도 7에서 상술한 피드백 정보 수신과 관련된 동작을 수행할 수 있다. 또는, 수신부(110)는 기지국(100)이 제2 방법을 이용하도록 설계된 경우에, 단말로부터 레퍼런스 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 수신부(110)는 도 8에서 상술한 레퍼런스 신호 수신과 관련된 동작을 수행할 수 있다.

결정부(120)는 기지국(100)이 제1 방법을 이용하도록 설계된 경우에, 물리 채널을 다중 전송할 지 또는 브로드캐스팅할 지를, 단말의 피드백 정보에 기초해 결정할 수 있다. 구체적으로, 결정부(120)는 도 6 및 도 7에서 상술한 다중 전송 여부 결정과 관련된 동작을 수행할 수 있다. 또는 결정부(120)는 기지국(100)이 제2 방법을 이용하도록 설계된 경우에, 물리 채널을 다중 전송할 지 또는 브로드캐스팅할 지를, 단말의 레퍼런스 신호에 기초해 결정할 수 있다. 구체적으로, 결정부(120)는 도 8에서 상술한 다중 전송 여부 결정과 관련된 동작을 수행할 수 있다.

제1 할당부(130)는 동일한 주파수 자원 및 동일한 시간 자원을 서로 다른 정보(예, 제어 정보)를 위해 할당한다. 구체적으로, 제1 할당부(130)는 도 5에서 상술한 물리 채널의 정보를 위한 자원을 할당하는 것과 관련된 동작을 수행할 수 있다.

제2 할당부(140)는 동일한 주파수 자원 및 동일한 시간 자원을 복수의 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)를 위해 할당한다. 구체적으로, 제2 할당부(140)는 도 5에서 상술한 물리 채널의 제1 파일롯 신호(PL1)를 위한 자원을 할당하는 것과 관련된 동작을 수행할 수 있다.

전송부(150)는 결정부(120)가 물리 채널을 다중 전송하기로 결정한 경우에, 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송한다. 전송부(150)는 결정부(120)가 물리 채널을 브로드캐스팅하기로 결정한 경우에, 물리 채널을 브로드캐스팅한다.

메모리(160)는 프로세서(180)와 연결되고, 프로세서(180)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 변환기(170)는 프로세서(180)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다.

프로세서(180)는 도 1 내지 도 8에서 상술한, 기지국과 관련된 절차, 기능, 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 각 구성(110~170)은 프로세서(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 10은 단말(200)의 구성을 나타내는 도면이다.

단말(200)은 메모리(210), 프로세서(220), 및 RF 변환기(230)를 포함한다.

프로세서(220)는 도 1 내지 도 8에서 상술한, 단말과 관련된 절차, 기능, 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(210)는 프로세서(220)와 연결되고, 프로세서(220)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 변환기(230)는 프로세서(220)와 연결되고, 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 단말(200)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 안테나를 운용하는 기지국 또는 분산된 다수의 안테나를 운용하는 기지국을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에서, 물리 채널을 효율적으로 다중 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 기지국(100)이 물리 채널을 전송하는 경우뿐만 아니라, 단말(200)이 물리 채널을 전송하는 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 셀룰러 통신 시스템뿐만 아니라 다중 안테나가 장착된 독립적인 단말 간의 통신에도 적용될 수 있고, 이 경우에 단말은 물리 채널을 효율적으로 다중 전송할 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

기지국이 물리 채널을 전송하는 방법으로서,
제1 물리 채널에 포함되는 제1 정보 및 제2 물리 채널에 포함되는 제2 정보를 위해, 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계;
상기 제1 물리 채널에 포함되는 제1 파일롯 신호 및 상기 제2 물리 채널에 포함되는 상기 제1 파일롯 신호를 위해, 제2 주파수 자원과 제2 시간 자원을 할당하는 단계; 및
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 공간 다중화(spatial multiplexing)를 통해 다중 전송(multiplex transmission)하는 단계
를 포함하는 물리 채널 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 제어 정보 및 데이터 정보 중 하나이고,
상기 제1 파일롯 신호는 상기 기지국의 섹터 전역에 전송되는 셀 특정 레퍼런스 신호(Cell specific reference signal)인
물리 채널 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계 이전에,
피드백 정보를 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 상기 피드백 정보에 기초해 결정하는 단계
를 더 포함하는 물리 채널 전송 방법.
제3항에 있어서,
상기 단말은 제1 단말 및 제2 단말을 포함하고,
상기 피드백 정보는 상기 제1 단말로부터 수신되는 제1 피드백 정보와 상기 제2 단말로부터 수신되는 제2 피드백 정보를 포함하고,
상기 제1 피드백 정보는 다수의 빔 중 제1 빔을 나타내는 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질 정보를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 빔은 상기 제1 단말에 의해 수신되는 제2 파일롯 신호에 대응하고,
상기 제2 파일롯 신호는 상기 섹터의 세분화된 영역 중 적어도 하나에 상기 제1 빔을 통해 한정되어 전송되는
물리 채널 전송 방법.
제5항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 제2 피드백 정보에 상기 제1 빔 식별자가 존재하는 지를 판단하는 단계; 및
상기 제1 빔 식별자가 상기 제2 피드백 정보에 존재하지 않는 경우에, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말로 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송하기로 결정하는 단계를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 빔의 채널 품질 정보는 상기 제1 빔의 SNR(Signal-to-Noise Ratio), CQI(Channel Quality Indicator), 및 RSRP(Reference Signal Received Power) 중 적어도 하나를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 섹터는 다수의 빔에 의해 세분화되고,
상기 다중 전송하는 단계는,
상기 섹터의 세분화된 영역 중 제1 영역 및 제2 영역을 제1 그룹으로 그룹핑하는 단계;
상기 섹터의 세분화된 영역 중 제3 영역과 제4 영역을 제2 그룹으로 그룹핑하는 단계; 및
공간 다중화를 통해 상기 제1 물리 채널을 제1 그룹에, 상기 제2 물리 채널을 상기 제2 그룹에 다중 전송하는 단계를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 주파수 자원과 제1 시간 자원을 할당하는 단계 이전에,
다수의 빔 중 적어도 하나를 통해서 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 상기 레퍼런스 신호의 전력에 기초해 결정하는 단계
를 더 포함하는 물리 채널 전송 방법.
제9항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계는,
상기 단말 중 제1 단말로부터 상기 레퍼런스 신호 중 제1 레퍼런스 신호를 상기 다수의 빔 중 적어도 하나의 제1 빔을 통해 수신하는 단계를 포함하고,
상기 결정하는 단계는,
상기 제1 레퍼런스 신호의 수신 전력과 임계값을 비교하여, 상기 제1 빔 중 상기 제1 단말에게 유효한 제1 유효 빔을 판단하는 단계를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제10항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호를 단말로부터 수신하는 단계는,
상기 단말 중 제2 단말로부터 상기 레퍼런스 신호 중 제2 레퍼런스 신호를 상기 다수의 빔 중 적어도 하나의 제2 빔을 통해 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 결정하는 단계는,
상기 제2 레퍼런스 신호의 수신 전력과 상기 임계값을 비교하여, 상기 제2 빔 중 상기 제2 단말에게 유효한 제2 유효 빔을 판단하는 단계를 더 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제11항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 제1 유효 빔과 상기 제2 유효 빔 간에 중복되는 빔이 존재하지 않는 경우에, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말로 상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송하기로 결정하는 단계를 더 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널 각각은 상기 제1 파일롯 신호를 위한 동일한 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 포함하는
물리 채널 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 기지국은 분산된 다수의 안테나를 운용하는
물리 채널 전송 방법.
단말이 서비스 영역 전역에 제1 파일롯 신호를 전송하는 기지국에게 신호를 전송하는 방법으로서,
상기 기지국에 의해 상기 서비스 영역의 세분화된 제1 영역 각각에 한정되어 전송되는 제2 파일롯 신호 중 제3 파일롯 신호를 수신하는 단계;
다수의 빔 중 상기 제3 파일롯 신호에 대응하는 제1 빔을 나타내는 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계; 및
상기 제1 빔 식별자와 상기 제1 빔의 채널 품질을 포함하는 피드백 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 서비스 영역은 상기 다수의 빔에 의해 다수의 상기 제1 영역으로 세분화되는
신호 전송 방법.
제15항에 있어서,
상기 제1 빔 식별자와 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계는,
상기 제1 빔의 SNR(Signal-to-Noise Ratio), CQI(Channel Quality Indicator), 및 RSRP(Reference Signal Received Power) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제1 빔의 채널 품질을 판단하는 단계;
상기 제3 파일롯 신호가 다수이고 상기 제1 빔이 다수인 경우에, 상기 다수의 제1 빔의 채널 품질을 크기 순으로 정렬(sorting)하는 단계; 및
상기 정렬된 채널 품질 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함하는
신호 전송 방법.
제16항에 있어서,
상기 피드백 신호를 전송하는 단계는,
상기 선택된 채널 품질과 상기 선택된 채널 품질에 대응하는 상기 제1 빔 식별자를 포함하는 상기 피드백 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는
신호 전송 방법.
제17항에 있어서,
상기 기지국의 공간 다중화를 통해 전송된 제1 물리 채널 및 제2 물리 채널 중 상기 제1 물리 채널을 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 물리 채널에 포함된 상기 제1 파일롯 신호를 위해 할당된 주파수 자원 및 시간 자원은 상기 제2 물리 채널에 포함된 상기 제1 파일롯 신호를 위해 할당된 주파수 자원 및 시간 자원과 동일한
신호 전송 방법.
제1 물리 채널에 포함되는 제1 정보 및 제2 물리 채널에 포함되는 제2 정보를 위해, 동일한 제1 주파수-시간 자원을 할당하는 제1 할당부;
상기 제1 물리 채널에 포함되는 제1 파일롯 신호 및 상기 제2 물리 채널에 포함되는 상기 제1 파일롯 신호를 위해, 동일한 제2 주파수-시간 자원을 할당하는 제2 할당부; 및
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 공간 다중화를 통해 다중 전송하는 전송부
를 포함하는 송신 장치.
제19항에 있어서,
상기 제1 물리 채널 및 상기 제2 물리 채널을 다중 전송할 지를, 단말로부터 수신된 피드백 정보에 기초해 결정하는 결정부
를 더 포함하는 송신 장치.