KR20160138380A

KR20160138380A - Fdr 전송을 지원하는 무선접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160138380A
Application number: KR1020167020304A
Authority: KR
Inventors: 노광석; 정재훈; 한진백; 이은종; 김진민; 최국헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-12-05
Also published as: JP2017514339A; EP3125632A4; EP3125632A1; WO2015147571A1; JP6553076B2; WO2015147572A1; WO2015147569A1; CN106134275A; CN106134275B; EP3125632B1; WO2015147570A1; US20170071004A1; US10123338B2; US20170064721A1

Abstract

본 발명은 FDR (Full Duplex Radio) 전송 환경을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FDR (Full Duplex Radio)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 기지국의 자원 할당 방법은 복수의 단말 중 그룹으로 설정될 후보 단말을 선택하는 단계; 상기 후보 단말로 그룹 설정에 대한 정보를 전송하는 단계; 상기 후보 단말로부터 단말 간 간섭에 대한 간섭 정보를 수신하는 단계; 상기 간섭 정보를 기초로 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 설정하는 단계; 및 상기 그룹을 기초로 상기 복수의 단말에 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

FDR 전송을 지원하는 무선접속시스템에서 자원 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING RESOURCES IN WIRELESS ACCESS SYSTEM SUPPORTING FDR TRANSMISSION}

본 발명은 FDR (Full Duplex Radio) 전송 환경을 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, FDR 적용 시 신호를 효율적으로 수신하기 위한 자원 할당 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

본 발명의 목적은 FDR 전송을 지원하는 무선 접속 시스템에서 효율적으로 데이터를 송수신하기 위한 자원 할당 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 방법들을 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 FDR (Full Duplex Radio)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 기지국의 자원 할당 방법은 복수의 단말 중 그룹으로 설정될 후보 단말을 선택하는 단계; 상기 후보 단말로 그룹 설정에 대한 정보를 전송하는 단계; 상기 후보 단말로부터 단말 간 간섭에 대한 간섭 정보를 수신하는 단계; 상기 간섭 정보를 기초로 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 설정하는 단계; 및 상기 그룹을 기초로 상기 복수의 단말에 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 그룹은 서로 간섭이 큰 복수의 단말을 포함하도록 설정되고, 상기 자원을 할당하는 단계는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말에 대하여 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 동일한 자원에서 FD(full duplex) 모드로 동작하도록 자원을 할당할 수 있다.

상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최악 관계 (worst relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이상인 단말을 포함하도록 설정될 수 있다.

상기 그룹은 서로 간섭이 작은 복수의 단말을 포함하도록 설정되고, 상기 자원을 할당하는 단계는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말이 동일한 자원에서 FD 모드로 동작하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당할 수 있다.

상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최선 관게 (best relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이하인 단말을 포함하도록 설정될 수 있다.

상기 간섭 정보는 상기 후보 단말이 복수의 인접 단말에 대하여 측정한 간섭 측정치를 크기 순서대로 인덱싱한 값을 포함할 수 있다.

상기 후보 단말을 선택하는 단계는 상기 단말이 동일 자원에서 FD(Full Duplex) 동작 가능한지에 대한 제 1 정보, 상기 동일 자원에서 FD 동작이 가능하지 않지만 타 장치의 FD 동작을 지원하는 지에 대한 제 2 정보 및 상기 그룹핑에 참여를 요청하는 지에 대한 제 3 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 FDR (Full Duplex Radio)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 자원을 할당하는 기지국에 있어서, RF(Radio Frequency) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 복수의 단말 중 그룹으로 설정될 후보 단말을 선택하고, 상기 후보 단말로 그룹 설정에 대한 정보를 전송하고, 상기 후보 단말로부터 단말 간 간섭에 대한 간섭 정보를 수신하고, 상기 간섭 정보를 기초로 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 설정하고, 상기 그룹을 기초로 상기 복수의 단말에 자원을 할당하도록 구성될 수 있다.

상기 그룹은 서로 간섭이 큰 복수의 단말을 포함하도록 설정되고, 상기 프로세서는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말에 대하여 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 동일한 자원에서 FD(full duplex) 모드로 동작하도록 자원을 할당할 수 있다.

상기 그룹은 서로 간섭이 작은 복수의 단말을 포함하도록 설정되고, 상기 프로세서는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말이 동일한 자원에서 FD 모드로 동작하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 단말이 동일 자원에서 FD(Full Duplex) 동작 가능한지에 대한 제 1 정보, 상기 동일 자원에서 FD 동작이 가능하지 않지만 타 장치의 FD 동작을 지원하는 지에 대한 제 2 정보 및 상기 그룹핑에 참여를 요청하는 지에 대한 제 3 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.

도 1 은 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2 는 도 1 의 무선 프레임 구조에서 프레임 설정의 일례를 도시한다.
도 3 은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6 은 하나의 자원블록 상에서 CRS 및 DRS 의 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DM RS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 9 는 LTE-A 시스템에서 정의되는 ZP(Zero Power) CSI-RS 패턴의 예시를 나타내는 도면이다.
도 10 은 FDR 을 지원하는 시스템의 일례를 나타낸다.
도 11 은 장치간 간섭의 일례를 나타낸다.
도 12 는 기지국이 동일 자원 내 FD(full duplex) 모드로 동작하고 나머지 단말들이 다중 접속을 한 경우, FDMA 와 TDMA 동작의 일례를 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 제 1 실시예의 초기 그룹핑 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14 는 그룹핑 참여 여부 비트 할당에 대한 일례를 나타낸다.
도 15 는 셀 특정 그룹핑을 위한 기지국과 단말 배치 및 그룹 설정의 일례를 나타낸다.
도 16 은 각 단말이 측정한 IDI 를 기반으로 각 단말에 대해 IDI 가 큰 순서로 정렬한 것을 나타낸다.
도 17 은 도 16 의 각 열의 평균값을 나타낸다.
도 18 은 첫 번째 그룹을 설정하기 위한 단말의 선택을 예시한다.
도 19 는 그룹이 결정된 a, d, g 단말을 제외한 나머지 단말들에 대해 대상 단말을 선택한 것이다.
도 20 은 도 16 과는 반대로 IDI 를 낮은 순서로 정렬했을 때의 값이며, 최선 관계 기반의 첫 번째 그룹을 설정의 일례이다.
도 21 은 b, c 단말이 그룹으로 설정된 후, 두 번째 그룹을 설정하기 위해 b, c 단말을 제외하고 도 20 에서와 같이 대상 단말을 선택한 것이다.
도 22 는 도 21 이후의 대상 단말 선택을 나타낸다.
도 23 은 최선 관계 기반으로 설정된 그룹의 일례이다.
도 24 는 그룹핑 업데이트를 위한 제 2 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 25 는 그룹핑 참여 요청과 그룹에 포함 여부를 이용하여 그룹핑 후보 대상을 파악하는 일례를 나타낸다.
도 26 은 그룹핑 후보 단말들에게 IDI 측정을 위한 주파수를 할당하는 일례이다.
도 27 은 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작을 수행하는 일례를 나타낸다
도 28 은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

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 이용하는 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 LTE-A 표준을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1 은 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 1 은 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 프레임 구조는 TDD 시스템에 적용된다. 하나의 무선 프레임(radio frame)은 T _f = 307200·T _s = 10 ms 의 길이를 가지며, 153600·T _s = 5 ms 길이를 가지는 2 개의 하프프레임(half-frame)으로 구성된다. 각 하프프레임은 30720·T _s = 1 ms 의 길이를 가지는 5 개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1 에 해당하는 각 T _slot = 15360·T _s = 0.5 ms 의 길이를 가지는 2 개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다.

타입 2 프레임에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3 가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 포함한다. 여기서, 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. DwPTS, GP, UpPTS 은 표 1 의 special subframe 에 포함되어 있다.

도 2 는 도 1 의 무선 프레임 구조에서 프레임 설정의 일례를 도시한다.

도 2 에서, D 는 하향링크(Downlink) 전송을 위한 서브프레임, U 는 상향링크(Uplink) 전송을 위한 서브프레임, S 는 보호 시간 (guard time)을 위한 특별한 subframe 이다.

각 셀 내의 모든 단말은 공통적으로 상기 도 2 의 configuration 중에서 하나의 프레임 설정을 갖는다. 즉, 셀에 따라 프레임 설정이 달라지기 때문에 셀-특정 설정 (cell-specific configuration)이라 칭 할 수 있다.

도 3 은 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. 전송의 기본 단위는 하나의 서브프레임이 된다. 즉, 2 개의 슬롯에 걸쳐 PDCCH 및 PDSCH 가 할당된다. 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 모니터링 할 수 있다. PDCCH 는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합으로 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 순환잉여검사(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 4 는 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

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템이다. MIMO 기술은 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고, 복수개의 안테나를 통해 수신되는 복수개의 데이터 조각들을 조합하여 전체 데이터를 수신할 수 있다.

MIMO 기술에는 공간 다이버시티(Spatial diversity) 방법과 공간 다중화(Spatial multiplexing) 방법 등이 있다. 공간 다이버시티 방법은 다이버시티 이득(gain)을 통해 전송 신뢰도(reliability)를 높이거나 셀 반경을 넓힐 수 있어, 고속으로 이동하는 단말에 대한 데이터 전송에 적합하다. 공간 다중화 방법은 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다.

도 5 는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다. 도 5(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 P를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.

전송전력이 조정된 정보 벡터(information vector)

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 X를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.

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

한편, 송신신호 x 는 2 가지 경우(예를 들어, 공간 다이버시티 및 공간 다중화)에 따라 다른 방법으로 고려될 수 있다. 공간 다중화의 경우, 상이한 신호가 다중화되고 다중화된 신호가 수시 측으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소(element)가 상이한 값을 가진다. 한편, 공간 다이버시티의 경우에는, 동일한 신호가 복수개의 채널 경로를 통하여 반복적으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소가 동일한 값을 가진다. 물론, 공간 다중화 및 공간 다이버시티 방법의 조합 역시 고려할 수 있다. 즉, 동일한 신호가 예를 들어 3 개의 전송 안테나를 통해 공간 다이버시티 방법에 따라 전송되고, 나머지 신호들은 공간 다중화되어 수시 측으로 전송될 수도 있다.

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 _ij로 표시하기로 한다. h _ij에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

도 5(b)에 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시하였다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(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 H를 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.

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.

MIMO 전송에 있어서 '랭크(Rank)' 는 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.

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.

이동 통신 시스템에서 참조신호(RS)는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 하나는 채널 정보 획득을 위해 사용되는 RS 이고, 다른 하나는 데이터 복조를 위해 사용되는 RS 이다. 전자는 단말이 하향 링크 채널 정보를 획득하도록 하기 위한 RS 이므로 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 해당 RS 를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 이러한 RS 는 핸드 오버 등을 위한 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 RS 로서, 단말은 해당 RS 를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이러한 RS 는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.

기존의 3GPP LTE(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-8) 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위해서 2 가지 종류의 하향링크 RS 를 정의한다. 그 중 하나는 공용 참조신호(Common RS; CRS)이고, 다른 하나는 전용 참조신호(Dedicated RS; DRS) 이다. CRS 는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등을 위한 측정 등을 위해서 사용되고, 셀-특정(cell-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. DRS 는 데이터 복조를 위해 사용되고, 단말-특정(UE-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. 기존의 3GPP LTE 시스템에서 DRS 는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS 는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용될 수 있다.

CRS 는 셀-특정으로 전송되는 RS 이며, 광대역(wideband)에 대해서 매 서브프레임마다 전송된다. CRS 는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4 개의 안테나 포트에 대해서 전송될 수 있다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0 번과 1 번 안테나 포트에 대한 CRS 가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS 가 각각 전송된다.

도 6 은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 하나의 자원 블록 (일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CRS 및 DRS 의 패턴을 나타내는 도면이다. 도 6 에서 'R0', 'R1', 'R2' 및 'R3' 로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3 에 대한 CRS 의 위치를 나타낸다. 한편, 도 6 에서 'D'로 표시된 자원 요소는 LTE 시스템에서 정의되는 DRS 의 위치를 나타낸다.

LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서는, 하향링크에서 최대 8 개의 송신 안테나를 지원할 수 있다. 따라서, 최대 8 개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서의 하향링크 RS 는 최대 4 개의 안테나 포트에 대해서만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4 개 이상 최대 8 개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트들에 대한 RS 가 추가적으로 정의되어야 한다. 최대 8 개의 송신 안테나 포트에 대한 RS 로서, 채널 측정을 위한 RS 와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 고려되어야 한다.

LTE-A 시스템을 설계함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 역방향 호환성(backward compatibility)이다. 역방향 호환성이란, 기존의 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 올바르게 동작하도록 지원하는 것을 의미한다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE 표준에서 정의되어 있는 CRS 가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에 최대 8 개의 송신 안테나 포트에 대한 RS 를 추가하는 경우, RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, 최대 8 안테나 포트에 대한 RS 를 새롭게 설계함에 있어서 RS 오버헤드를 줄이는 것이 고려되어야 한다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되는 RS 는 크게 2 가지로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 전송 랭크, 변조및코딩방법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 프리코딩행렬인덱스(Precoding Matrix Index; PMI) 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS 인 채널상태정보-참조신호(Channel State Information RS; CSI-RS)이고, 다른 하나는 최대 8 개의 전송 안테나를 통해 전송되는 데이터를 복조하기 위한 목적의 RS 인 복조-참조신호(DeModulation RS; DM RS)이다.

채널 측정 목적의 CSI-RS 는, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS 가 채널 측정, 핸드오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS 역시 핸드오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS 가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS 와 달리, 매 서브프레임마다 전송되지 않아도 된다. 따라서, CSI-RS 의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS 는 시간 축 상에서 간헐적으로(예를 들어, 주기적으로) 전송되도록 설계될 수 있다.

만약 어떤 하향링크 서브프레임 상에서 데이터가 전송되는 경우에는, 데이터 전송이 스케줄링 된 단말에게 전용으로(dedicated) DM RS 가 전송된다. 특정 단말 전용의 DM RS 는, 해당 단말이 스케줄링 된 자원영역, 즉 해당 단말에 대한 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역에서만 전송되도록 설계될 수 있다.

도 7 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DM RS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7 에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록(일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 DM RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. DM RS 는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 4 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 7, 8, 9 및 10)에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 DM RS 는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 DM RS 들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 7 의 예시에서 DM RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 7 및 8 에 대한 DM RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 마찬가지로, 도 7 의 예시에서 DM RS 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 9 및 10 에 대한 DM RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다.

도 8 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다. 도 8 에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록(일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CSI-RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. 어떤 하향링크 서브프레임에서 도 8(a) 내지 8(e) 중 하나의 CSI-RS 패턴이 이용될 수 있다. CSI-RS 는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 8 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 및 22) 에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 15 및 16 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 17 및 18 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 3 으로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 19 및 20 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 4 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 21 및 22 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a)를 기준으로 설명한 동일한 원리가 도 8(b) 내지 8(e)에 적용될 수 있다.

도 9 는 LTE-A 시스템에서 정의되는 ZP(Zero Power) CSI-RS 패턴의 예시를 나타내는 도면이다. ZP CSI-RS 의 용도는 크게 두 가지로 분리된다. 첫 번째로 CSI-RS 성능 개선을 위한 용도로 사용된다. 즉, 한 네트워크는 다른 네트워크의 CSI-RS 측정 성능을 개선하기 위해 다른 네트워크의 CSI-RS RE 에 뮤팅(muting)을 하고 자신의 UE 가 올바르게 레이트 매칭(rate matching)을 수행할 수 있도록 뮤팅된 RE 를 ZP CSI-RS 로 설정하여 알려 줄 수 있다. 두 번째로 CoMP CQI 계산을 위한 간섭 측정의 용도로 사용된다. 즉 ZP CRS-RS RE 에 일부 네트워크가 뮤팅을 수행하고 UE 는 이 ZP CSI-RS 로부터 간섭을 측정하여 CoMP CQI 를 계산할 수 있다.

도 6 내지 9 의 RS 패턴들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 실시예들을 적용함에 있어서 특정 RS 패턴에 한정되는 것이 아니다. 즉, 도 6 내지 9 와 다른 RS 패턴이 정의 및 사용되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예들은 동일하게 적용될 수 있다.

FDR 전송 (Full Duplex Radio Transmission)

Full duplex radio(FDR) 은 전송 장치에서 같은 자원을 이용하여 송수신을 동시에 지원할 수 있는 시스템을 나타낸다. 예를 들면, FDR 을 지원하는 기지국 또는 단말은 상향/하향 링크를 주파수/시간 등으로 나누어 듀플렉싱(Duplexing)하지 않고 전송할 수 있다.

도 10 은 FDR 을 지원하는 시스템의 일례를 나타낸다.

도 10 을 참조하면, FDR 시스템에서는 크게 2 종류의 간섭이 존재한다.

첫 번째는, 자기 간섭(Intra-device interference)으로서, FDR 장치에서 송신 안테나가 전송하는 신호가 자신의 수신 안테나로 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 말한다. 일반적으로 자기 간섭(Self-interference) 신호는 자신이 수신받기를 원하는 신호(desired signal)보다 강하게 수신된다. 따라서, 간섭 상쇄 작업을 통해서 완벽히 제거하는 것이 중요하다.

두 번째는 장치 간 간섭(Inter-device interference, IDI)으로서, 기지국 또는 단말에서 전송한 상향링크 신호가 인접한 기지국 또는 단말에게 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 말한다.

기존 통신 시스템에서는 상향링크/하향링크 각각에 대해서 주파수 또는 시간 등으로 분리하는 하프 듀플렉스(Half-duplex: e.g., FDD, TDD)를 구현하였기 때문에, 상하향 링크 사이에는 간섭이 발생하지 않는다. 그러나 FDR 전송 환경에서는 상하향 링크는 동일한 주파수/시간 자원을 공유하기 때문에 FDR 장치와 인접 장치 사이에 간섭이 발생할 수 있다.

한편, 기존 통신시스템에서의 인접 셀의 간섭은 FDR 시스템에서도 여전히 유효하지만, 본 발명에서 다루지 않는다.

도 11 은 장치간 간섭의 일례를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 장치 간 간섭(Inter-device interference, IDI)은 셀(cell) 내에서 동일 자원을 사용함으로 인해 FDR 에서만 발생하는 간섭이다. 도 11 을 참조하면, UE 1 이 기지국으로 전송하는 상향링크 신호는 UE 2 에게 간섭으로 작용할 수 있다. 도 11 은 IDI 설명의 편의를 위해 2 개의 UE 를 나타낸 간단한 예시이며, 본 발명의 특징들은 UE 의 개수에 한정되지 않는다.

도 12 는 기지국이 동일 자원 내 FD(full duplex) 모드로 동작하고 나머지 단말들이 다중 접속을 한 경우, FDMA 와 TDMA 동작의 일례를 나타낸다.

FDR 시스템에서는 동일 자원 내 FD 뿐만 아니라 동일 자원을 사용하지 않는 FD 도 존재할 수 있다.

도 12 를 참조하면, 동일 자원 내 FD 동작을 하는 그룹은 총 2 개로 설정될 수 있다. 하나는 UE1, UE2 를 포함하는 그룹이며, 다른 하나는 UE3, UE4 를 포함하는 그룹이다. 동일 자원을 이용하는 각 그룹 내에서 IDI 가 발생하게 되므로, IDI 가 적게 발생하는 UE 들을 그룹으로 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들어, UE2 로 인해 발생하는 간섭이 UE1 에 비해 UE4 에 더 큰 영향을 미치는 경우, 도 12 와 같이 UE1 과 UE2 를 하나의 그룹으로 할 수 있다.

한편, UE2 로 인한 IDI 가 너무 커서 UE1 에 큰 영향을 끼친다면, UE2 와 UE1 이 동일 자원을 사용하지 않도록 설정할 수도 있다. 예를 들어 FDMA 인 경우, UE3, UE4 그룹이 같은 주파수영역을 이용하고, UE1 및 UE2 는 각각 서로 다른 주파수 영역을 이용하도록, 총 3 개의 주파수 밴드를 할당할 수 있다. 이로 인해, 자원 소비는 증가하게 되지만 전체적인 성능, 예를 들어 처리율(throughput) 면에서는 더 효율적인 전송이 가능할 수 있다.

따라서, 복수의 단말 중에서 어떠한 단말끼리 동일 자원 내 FD 동작에 포함시킬지에 대한 기술이 필요하지만, 이를 구현하는 기술이 존재하지 않는 문제점이 있다.

유사한 기술로서 셀(cell) 간 간섭을 측정하거나, 간섭에 따라 셀을 선택하는 기술이 CoMP(Coordinated Multi-Point) 분야에서 이용되었다. CoMP 에서는 셀 간 경계에 위치한 단말이 주변 셀들의 간섭을 측정하여 기지국을 결정한다. 하지만, 이 때의 간섭은 한 단말에게 미치는 여러 셀의 신호를 의미하며, 단말은 단말간 자원을 공유하지 않으므로 주변 단말에 대한 IDI 를 고려하지 않는다.

다른 기술로서 다중 사용자 MIMO 또는 Virtual MIMO 방법은 안테나가 하나인 단말들을 묶어 다수 개의 안테나를 갖는 기지국과의 가상 MIMO 시스템을 구성한 것이다. 다중 사용자 MIMO 는 DL 전송 시 단말들은 다른 단말에 대한 DL 전송 정보까지 수신하게 되어 IDI 가 발생하게 된다. 이 때, 기지국은 IDI 를 회피 하기 위하여 각 단말과 기지국과의 채널이 서로 직교(orthogonal)관계에 있는 단말들에게 스케줄링을 한다. 반면, 본 발명은 DL 전송뿐만 아니라, DL 과 UL 전송이 동시에 이루어지는 FD 에서의 IDI 에 대한 것으로 차이가 있다.

본 발명에서는 동일 자원 내 전이중(Full-duplex) 통신을 이용하는 시스템에서 단말 간 간섭 (IDI) 회피 또는 완화를 위하여 단말들의 그룹(group)을 정하고 이를 이용하여 IDI 를 측정 및 보고하는 방법을 설명한다.

본 발명에서는 동일 자원 내 FD (full duplex) 모드를 지원하는 장치(예를 들어, 기지국 또는 단말)를 FDR 장치 또는 기지국, 단말이라 칭한다.

FDR 장치는 자기 간섭 제거기(self-interference canceller)를 포함할 수 있으며, 이를 포함한 FDR 장치는 동일 자원 내 FD 모드를 동작/지원할 수 있다. 자기 간섭 제거기를 포함하지 않은 FDR 장치는 동일 자원 내 FD 모드로 동작할 수는 없지만, 동일 자원 내 FD 모드로 동작하는 FDR 장치와 정보 전송이 가능하여 FD 모드를 지원할 수 있다. 즉, 자기 간섭 제거기가 포함되지 않는 FDR 장치도 IDI 측정 및 보고 등의 행위를 할 수 있다. 도 11 의 경우, 기지국은 자기 간섭 제거기가 포함된 FDR 장치이며, UE1 과 UE2 는 자기 간섭 제거기가 포함되지 않은 FDR 장치의 예시를 나타낸다.

본 발명에서의 그룹핑(grouping)이란, 복수의 단말을 특정 기준으로 묶는 것을 의미한다.

본 발명에서는 단말이 보고하는 IDI 정보를 기초로 기지국이 그룹을 설정하는 방법을 기초로 한다. 그룹 설정의 주체가 기지국이 되는 경우, 이러한 방법을 기지국 중심(eNB centric) 그룹핑이라 칭할 수 있다.

이하에서는, 기지국에서 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황을 대표적으로 기술한다. 하지만, 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황, D2D 와 같이 기지국의 중계가 없는 상황에서 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황 등에서도 본 발명이 적용 가능하다. 이에 대한 설명은 기지국에서 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황을 설명한 후에 설명한다. 이러한 상황은 셀 내에서 동시에 발생할 수 있으며, 본 발명에서는 설명의 용이를 위해 구분하여 설명하지만, 동시에 적용될 수 있다.

1. 제 1 실시예

본 발명의 제 1 실시예는 동일 자원 내 FD 동작이 이루어 질 수 있는 상황에서 셀 내에서 동일 자원을 공유하는 그룹에 대한 초기 설정방법에 대한 것이다.

도 13 은 본 발명의 제 1 실시예의 초기 그룹핑 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.

초기 그룹핑은 셀 내에 동일 자원 내 FD 모드를 처음으로 적용하기 위한 그룹핑을 나타낸다.

초기 그룹핑 과정을 전체적으로 간략히 설명하면, 먼저 기지국은 그룹핑에 참여하고자 하는 단말을 파악한다(S131). 이 때, 기지국은 동일 자원 내 FD 모드를 운영할 수 있는 능력을 고려하여 후보 단말을 선택할 수 있다. 후보 단말들이 선택되면, 기지국은 그룹핑을 위해 필요 정보 또는 지시를 후보 단말들로 전송한다(S132). 후보 단말들은 IDI 를 측정(S133)하고, 기지국으로 IDI 에 대한 정보를 보고(reporting)한다(S134). 기지국은 보고된 정보를 기반으로 단말들을 그룹핑(S135)하고, 그룹으로 설정된 정보를 해당 단말들에게 전송(S136)한다.

이하에서는, 도 13 의 각 단계를 구체적으로 설명한다.

1.1 후보 단말 파악

먼저, S131 단계에서 기지국은 그룹으로 설정될 후보 단말들을 파악한다.

후보 단말들을 파악하기 위한 첫 번째 방법으로, 기지국은 기지국에 연결된 모든 단말로 단말이 그룹핑에 참여하는지에 대한 정보를 요청할 수 있다. 예를 들면, 상기 요청 정보는 PDCCH 혹은 E-PDCCH 의 DCI 포맷 또는 PDSCH 를 통해 전송될 수 있다. 이에 대응하여, 단말은 그룹핑에 참여할 지에 대한 여부를 응답할 수 있다. 예를 들면, 응답 정보는 PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해 전송될 수 있다.

두 번째 방법은 각 단말이 참여 요청을 전송하는 것이다. 각 단말은 전송할 데이터의 특성 등을 고려하여 동일 자원 내 FD 모드에 참여하기 위한 요청을 전송할 수 있다. 이러한 정보는 PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

세 번째 방법은, 기지국이 단말이 전송할 데이터의 특징을 알고 있거나, 동일 자원 내 FD 참여에 우호적인 단말을 인식하는 등 단말에 대한 정보를 사전에 알고 있는 경우에 대한 것이다. 예를 들면, 단말이 그룹핑에 참여할 준비가 되어 있지만 현재 동일 자원 내 FD 모드에 참여하지 않은 경우를 들 수 있다. 이 경우, 기지국은 해당하는 단말들에게 참여 여부 요청 정보를 전송할 수 있다. 이러한 정보는 PDCCH 또는 E-PDCCH 의 DCI 포맷 또는 PDSCH 를 통하여 전송될 수 있다.

여기서, 그룹핑 참여 여부에 대한 정보는 동일 자원 내 FD 모드로 동작할 수 있는(자기 간섭 제거기가 포함된) FDR 장치인지에 대한 구별, 동일 자원 내 FD 모드로 동작할 수는 없지만 동일 자원 내 FD 모드를 지원하는 FDR 장치인지에 대한 구별, FDR 장치이며 그룹핑에 참여를 요청할 지에 대한 구별에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, FDR 장치는 자기 간섭 제거기(self-interference canceller)를 포함할 수 있으며, 이를 포함한 FDR 장치는 동일 자원 내 FD 모드를 동작/지원할 수 있다. 자기 간섭 제거기를 포함하지 않은 FDR 장치는 동일 자원 내 FD 모드로 동작할 수는 없지만, 동일 자원 내 FD 모드로 동작하는 FDR 장치와 정보 전송이 가능하여 FD 모드를 지원할 수 있다. 즉, 자기 간섭 제거기가 포함되지 않는 FDR 장치도 IDI 측정 및 보고 등의 지원 행위를 할 수 있다.

이러한 세가지 정보는, UCI 포맷에 할당될 수 있다. 예를 들면, UCI 포맷에 세가지 구별 당 1 비트씩 총 3 비트가 할당될 수 있다. 각 비트는 긍정을 나타내는 경우 '1' , 부정을 나타내는 경우 '0' 으로 할당될 수 있으며, 반대로 할당될 수도 있다.

도 14 는 그룹핑 참여 여부 비트 할당에 대한 일례를 나타낸다.

예를 들면, '011' 이 할당된 경우, 도 11 의 단말들과 같이 동일 자원 내 FD 모드로 동작할 수는 없지만 동일 자원 내 FD 모드를 지원하며 현재 그룹핑에 참여하고자 하는 장치임을 나타낸다. 그룹핑에 참여하지 않는 단말에는 '000' 을 할당하여 기존 레거시(legacy) 시스템에서의 동작을 지원할 수도 있다.

FDR 장치는 전송 데이터 특성, 잔여 전력량(remain power profile), 버퍼(buffer) 상태 등을 고려하여 그룹핑 참여 요청 비트를 변경할 수 있다. 또한, 기지국에서 단말에 할당된 비트를 파악하는 시간을 줄이기 위해 FD 모드 동작과 지원을 이용하지 않도록 설정할 수도 있다.

FD 모드 동작과 지원에 대한 비트는 그룹핑에 처음 참여하거나, 그룹 설정 후 그룹에서 제외된 후 다시 그룹핑에 참여하는 경우에만 전송하는 것이 바람직하다. 그룹 설정이 완료되면, 기지국은 해당 UE_ID 와 함께 FD 모드 지원만 가능한 단말은 '0' , FD 모드 동작이 가능한 단말은 '1' 로 설정하는 형태로 관리할 수 있다.

FD 모드 동작이 가능한 단말은 추가적으로 FD 모드에서의 동작 방법을 나타내는 비트를 UCI 포맷에 할당할 수 있다. 예를 들면, 해당 비트가 '0' 이면 FD 모드 지원을 나타내고, '1' 이면 FD 모드 동작을 나타내어 동작 방법을 알려줄 수 있다. 기지국은 FD 모드로 동작하는 비트를 파악하여 자원 할당 등에 이용할 수 있다.

1.2 그룹핑을 위한 정보 전송

다음으로, S132 단계에서 기지국은 S131 단계를 기초로 선정된 후보 단말들에게 그룹핑을 위한 정보를 전송한다.

그룹핑을 위한 정보의 예로서 후보 단말에의 선정 여부, 동일하게 사용할 주파수, 그룹핑 후보 단말의 전체 개수 N 을 들 수 있다. 기지국은 그룹핑을 위한 정보를 PDCCH 의 DCI 포맷 또는 PDSCH 에 비트를 할당하여 전송할 수 있다.

기지국은 운용 가능한 단말의 개수 등으로 인해 운용 단말을 제한할 수 있다. 또한, S131 단계에서 그룹핑에 참여할 수 있다고 통지한 단말에게 그룹핑 후보 단말로 선정됐는지 여부를 알려줄 수 있다. 이 때, 기지국에 의해 후보 단말에 선정되지 못한 단말은 폴백(fallback) 모드로 동작하는 것이 바람직하다. 여기서, 폴백 모드는 기존 대로 Half-duplex 또는 다른 주파수 내 FD 모드로 동작하는 것을 나타낸다.

1.3 IDI 측정

다음으로, S133 단계에서 그룹핑 후보 단말은 자기 단말을 제외한 나머지 (N-1)개의 주변 단말들에 의한 IDI 를 측정한다. 주변 단말의 IDI 측정은 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

IDI 는 동일 자원 사용으로 발생되는 것임으로, 총 N 개의 서브프레임 동안 각 서브프레임에서 하나의 단말은 상향링크 신호 전송을, 나머지 (N-1)개의 단말은 하향링크 신호를 수신하여 IDI 의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality) 등을 측정할 수 있다.

각 대상 단말에 대한 IDI 의 크기는 측정 단말과 대상 단말간 거리, 대상 단말의 전송 전력, 대상 단말의 전송 방향을 변수로 하는 함수로 정의될 수 있다.

한편, 그룹핑 후보에 포함된 N 개 단말 모두 측정 주체 단말이 될 수 있다. 이 때, 단말 구분을 위한 서명신호(signature)를 이용할 수 있다.

1.4 IDI 정보 보고

다음으로, S134 단계에서, N 개의 단말들은 단말 식별자 또는 인덱스와 측정한 IDI 에 대한 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 측정한 IDI 에 대한 정보 전송은 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

첫 번째 방법은 대략적인 IDI 정보를 보내는 방법으로, 각 단말은 주변 단말에 대해 측정한 IDI 값을 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하고, 정렬된 순서(인덱스 값)와 해당 주변 단말의 UE_ID 를 기지국에 PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해 전송할 수 있다. 첫 번째 방법은 정렬된 순서를 전송함으로써 구체적 정보를 전송하는 것 보다 전송량을 줄일 수 있다.

두 번째 방법은 구체적 정보를 보내는 방법으로, 각 단말은 주변 단말에 대한 UE_ID 와 UE_ID 에 해당하는 측정된 IDI 값에 대한 양자화된 정보를 기지국에 PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해 전송할 수 있다.

세 번째로, 기지국의 요청 등에 의해 상기 첫 번째 방법과 두 번째 방법이 혼재된 형태가 이용될 수도 있다. 예를 들면, 첫 번째 방법과 같이 정렬된 순서와 UE_ID 를 전송함과 동시에 일부 UE_ID 에 대해서는 두 번째 방법과 같이 양자화된 정보를 전송할 수 있다. 또한, 모든 UE_ID 에 대해서 두 번째 방법의 정보는 긴 주기로 첫 번째 방법의 정보는 짧은 주기로 전송할 수도 있다.

또한, S134 단계에서 IDI 에 대한 정보뿐만 아니라 그룹핑에 반영할 만한 추가 정보를 전송할 수도 있다.

예를 들어, 단말의 IDI 처리 능력에 대한 양자화된 정보를 (PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해) 전송할 수 있다. 또는 단말이 피드백한 CSI 채널으로부터 가장 좋은 주파수 밴드 (best band), 단말의 잔여 배터리 양(remain power profile) 등을 (PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷을 통해) 전송 할 수 있다.

1.5 그룹핑 수행

다음으로, S135 단계에서, 기지국은 S134 단계에서 수신한 정보를 기초로 그룹핑을 수행하고, 각 단말에 대한 그룹 ID 를 설정한다.

그룹핑은 IDI 의 크기 또는 IDI 를 크기대로 정렬한 순서를 기준으로 수행될 수 있다. 또한, IDI 측정 값 외 정보를 추가적으로 수신하였다면, 이를 이용하여 그룹핑을 수행할 수도 있다.

기지국은 각 단말의 IDI 에 대한 특정 임계치(threshold) 또는 미리 설정된 각 그룹의 크기 등을 고려하여 그룹을 설정할 수 있다. 이 때, 임계치는 IDI 완화 또는 제거 알고리즘 성능 등에 따라 결정될 수 있다.

각 그룹의 크기 (그룹에 포함된 단말 수)는 가용 자원을 고려하여 미리 정할 수 있다. 또는 IDI 값이 특정 임계치 이상/이하인 경우에만 그룹에 포함되도록 하고, 이에 따라 그룹의 크기를 설정할 수 있다. 최소 그룹의 크기는 1 이고, IDI 값이 임계치를 많이 벗어난 경우 등에 해당하고, 특정 자원을 해당 단말에게만 할당하는 것을 나타낸다. 즉, 폴백 모드로 동작하는 것과 같게 된다.

기지국의 IDI 기반 그룹핑 방법의 첫 번째 방법으로, IDI 가 많이 발생하는 단말들의 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들면, IDI 값이 특정 임계치 이상인 단말들의 그룹을 설정할 수 있다. 이러한 그룹핑을 최악 관계(worst relation) 기반 그룹핑으로 정의할 수 있다. 즉, 서로 간섭(IDI)이 큰 단말 들을 하나의 그룹으로 묶는 것이다.

기지국의 IDI 기반 그룹핑 방법의 두 번째 방법으로, IDI 가 적게 발생하는 단말들의 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들면, IDI 값이 특정 임계치 이하인 단말들의 그룹을 설정할 수 있다. 이러한 그룹핑을 최선 관계(best relation) 기반 그룹핑으로 정의할 수 있다. 즉, 서로 간섭(IDI)이 작은 단말들을 하나의 그룹으로 묶는 것이다.

상기 두 가지 방법으로 설정된 그룹에 각각에 따라, 그룹 내 자원 할당은 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

최악 관계 그룹에서는, 그룹 내의 단말 간 IDI 값이 임계치보다 크므로, 그룹 내의 단말 간 동일 자원을 이용하는 경우 IDI 회피 기술 (예를 들어 빔 포밍 기술)을 이용할 수 있다. 또한, 그룹 내 단말들을 FDM 으로 다중화하여 간섭을 피하고, 그룹 간 단말은 동일 자원 내 FD 모드로 동작/지원하도록 설정할 수 있다. 그룹 간 단말의 동일 자원 내 FD 모드 동작/지원은 간섭 제거 기술인 SC (Successive Cancellation) 방법을 이용하는 것이 유리하다. SC 방법은 간섭 간의 신호 세기 차이가 클수록 좋은 제거 성능을 나타내기 때문이다.

최선 관계 그룹에서는, 그룹 내 단말들은 동일 자원 내 FD 모드로 동작/지원하도록 설정하고, 그룹 간 단말은 FDM 으로 다중화하여 간섭을 피하도록 할 수 있다.

상기 최악 관계 그룹 및 최선 관계 그룹 간의 동일 자원 내 FD 모드도 가능하다. 이 경우 간섭 제거 기술인 SC (Successive Cancellation) 방법을 적용하는 것이 유리하다. 상술한 바와 같이, SC 방법은 간섭 간의 신호 세기 차이가 클 수록 좋은 제거 성능을 나타낸다. 예를 들어, 제 1 단말, 제 1 단말과의 최악 관계 그룹에 포함된 제 2 단말, 최선 관계 그룹에 포함된 제 3 단말이 기지국으로부터 선택되고 세 단말이 동일 자원 내 FD 모드로 지원하는 경우, 최악 관계 그룹에서의 제 2 단말 및 최선 관계 그룹에서의 제 3 단말에 SC 방법을 차례로 적용하면 같은 관계 그룹 내 단말만을 선택한 경우보다 성능이 좋게 된다.

1.5.1 최악 관계 기반 그룹핑 예시

도 15 (a)는 셀 특정 그룹핑을 위한 기지국과 단말 8 개를 배치한 예시를 나타내고, 도 15 (b)는 최악 관계 기반 그룹핑이 완료됐을 때의 그룹 설정의 일례를 나타낸다. 여기서, 단말 간 거리에 따라 IDI 가 비례한다는 가정 하에 배치를 예시하였다.

도 16 은 도 15 (a)의 각 단말이 측정한 IDI 를 기반으로 각 단말에 대해 IDI 가 큰 순서로 정렬한 것을 나타낸다. 도 16 에서 첫 번째 열은 IDI 를 측정하고자 하는 단말을 나타내고, 첫 번째 행은 IDI 측정 대상을 나타낸다.

예를 들면, 도 16 의 두 번째 행은 a 가 다른 단말의 IDI 를 측정하였을 때, d, g, b, e, f, h, c 순서로 IDI 가 크게 측정된 것을 나타낸다. 이러한 방법은 1.4 의 IDI 정보 보고 방법에서 첫 번째 방법에 대응하며, 구체적으로 IDI 가 큰 값이 낮은 인덱스 값을 가지도록 한 것이다. 이하에서는 IDI 가 큰 값이 낮은 인덱스 값을 가지는 것을 기초로 그룹핑을 수행하지만 IDI 가 큰 값이 큰 인덱스 값을 가지는 것을 기초로 그룹핑이 수행될 수도 있다.

측정 단말과 대상 단말이 같은 경우에는 IDI 측정을 하지도 않을 뿐 아니라 의미가 없는 관계이므로 '0' 으로 표시하였다.

도 16 의 각 열의 평균 값은 도 17 과 같다. 각 열의 평균 값은 측정 단말이 전체 단말 들 중 중심으로부터 떨어진 정도를 상대적으로 나타낼 수 있다.

이하에서는, 도 15 (a)의 기지국 및 단말의 배치에서 도 16 의 측정값을 기초로 최악 관계 기반 그룹핑을 수행하여 도 15(b)와 같이 단말을 그룹핑 하는 구체적 과정을 설명한다.

도 18 은 첫 번째 그룹을 설정하기 위한 단말의 선택을 예시한다.

표 안의 숫자(인덱스 값)가 낮은 것은 대상 단말이 측정 단말에게 미치는 정도(IDI)가 크다는 것을 나타내므로, 우선 각 측정 단말에게 영향이 큰 대상 단말을 선택한다. 도 18 의 예에서 각 열마다 영향이 큰 상위 3 개 값(값이 낮은 3 개의 값)을 선택하였다. 여기서, 상위 3 개를 선택한 것은 임의로 설정한 값이며, 총 그룹 개수에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 본 예시에서는 동일 값의 경우 모두 선택하였으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 18 의 첫 번째 열에서 가장 낮은 값인 2 를 선택한다. 2 는, (행-열)로 표기할 때, (d-a), (g-a) 에서 2 개가 선택된다. 상위 3 개 값을 선택하기로 하였으므로, 다음 값인 7 을 선택하고, 동일 값은 모두 선택하므로 결과적으로 1 열에서는 모두 선택된다.

도 18 의 두 번째 열을 설명하면, 두 번째 열에서 가장 낮은 값은 1 이고 (e-b)의 한 개가 선택된다. 다음으로 낮은 값은 3 이고 동일 값을 모두 선택하면 (a-b), (d-b), (g-b), (h-b)가 선택된다.

도 18 의 세 번째 열을 설명하면, 세 번째 열에서 가장 낮은 값은 1 이고 (f-c), (h-c)의 2 개가 선택된다. 다음으로 낮은 값은 4 이고 (e-c)가 1 개 선택되어 총 3 개의 값이 선택되었다.

나머지 열도 위와 같은 방법으로 선택되고, 선택된 값은 도 18 에서 음영으로 표시하였다.

이후, 선택된 대상 단말에 대하여 각 행의 평균을 구한다. 도 18 의 가장 오른쪽 열은 해당 평균값을 나타낸다. 평균값이 낮다는 것은 측정 단말에 영향을 미치는 대상 단말의 수가 적은 것으로 판단할 수 있다. 왜냐하면, 값이 낮은 대상 단말을 3 개씩 선택했기 때문이다. 또한, 평균값이 낮다는 것은 측정 단말이 어느 한 쪽으로 치우쳐져 있는 것을 의미할 수도 있다. 도 15(a)의 예에서 한쪽으로 치우친 단말 a, d, g 의 평균값이 낮은 것을 볼 수 있다. 반대로, 평균값이 크다면 많은 단말로부터 큰 영향을 받는다는 것을 의미할 수 있다.

따라서, 첫 번째 그룹의 크기가 3 개로 정해진 경우 평균값이 가장 낮은 a, d, g 단말을 첫 번째 그룹으로 설정한다.

도 19 는 그룹이 결정된 a, d, g 단말을 제외한 나머지 단말들에 대해 도 18 에서와 같이 대상 단말을 선택한 것이다.

예를 들면, 첫 번째 열에서 가장 작은 값인 1 을 선택하고, 다음으로 작은 값인 3 을 선택한다. 세 번째 열을 예로 들면, 가장 작은 값인 1 을 선택하고, 다음으로 3 을 선택하며 동일 값을 모두 선택하였다. 이러한 방식으로 각 열에서 값을 선택한다.

다음으로, 도 18 과 마찬가지로, 선택된 대상 단말에 대해 각 행의 평균을 구한다. 도 19 의 맨 마지막 열은 해당 평균값을 나타낸다. 평균값이 낮다는 것은 측정 단말에 영향을 미치는 대상 단말의 수가 적다는 것을 의미한다. 따라서, 두 번째 그룹의 크기가 2 개로 정해진 경우 평균값이 가장 낮은 b, e 단말을 두 번째 그룹으로 설정한다.

나머지 단말에 대해서도 반복하여 그룹핑을 수행할 수 있으며, 도 15 의 실시 예에서는 총 3 개의 그룹 설정을 예시하였다.

상술한 바와 같이, 1.5.1 항목에서는 IDI 가 큰 값이 낮은 인덱스 값을 가지도록 한 것을 기초로 최악 관계 기반의 그룹핑을 설명하였지만, IDI 가 큰 값이 높은 인덱스 값을 가지도록 한 것을 기초로 최악 관계 기반의 그룹핑을 수행 할 수도 있다. 이 경우, 도 16 등에서 높은 인덱스 값을 정해진 수만큼 선택하고, 이에 대한 각 행의 평균이 높은 것을 기준으로 상술한 방법을 동일하게 적용할 수 있다.

1.5.2 최선 관계 기반 그룹핑 예시

도 20 은 도 16 과는 반대로 IDI 를 낮은 순서로 정렬했을 때의 값이며, 최선 관계 기반의 첫 번째 그룹을 설정하기 위한 것이다. 즉, 도 16 에서 1 이었던 값은 7 이 되고, 2 였던 값은 6 이 되고, 7 이었던 값은 1 이 된다. 이러한 방법은 1.4 의 IDI 정보 보고 방법에서 첫 번째 방법에 대응하며, 구체적으로 IDI 가 낮은 값이 낮은 인덱스 값을 가지도록 한 것이다. 이하에서는 IDI 가 작은 값이 낮은 인덱스 값을 가지는 것을 기초로 그룹핑을 수행하지만, IDI 가 작은 값이 큰 인덱스 값을 가지는 것을 기초로 그룹핑이 수행될 수도 있다.

표 안의 값이 낮은 것은 대상 단말이 측정 단말에게 미치는 정도가 작다는 것을 나타낸다.

먼저, 각 측정 단말에게 영향이 작은(값이 작은) 대상 단말을 선택한다. 도 20 의 예에서는 각 그룹의 크기를 2 로 설정하고, 각 열마다 값이 작은 순으로 2 개 값을 선택하였다. 여기서, 그룹 크기 및 상위 선택 값을 2 로 설정한 것은 임의의 값이며, 총 그룹 개수에 따라서도 달라질 수 있다. 또한, 본 예시에서는 동일 값이 발생했을 시 모두 선택하였으나 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 최선 관계에서는 IDI 가 가장 큰 것이 임계치 이하를 만족해야 하기 때문에 임계치에 따라 대상 단말을 선택하지 않을 수 있다. 대상 단말이 선택되지 않는 경우, 해당 단말에 각각 서로 다른 주파수/시간을 할당할 수 있다. 이하에서는 IDI 측정값이 임계치 이하인 경우에 대한 실시 예를 나타낸다.

IDI 값이 작은 것을 기준으로 낮은 값을 부여하였고, 값이 작은 2 개를 선택하였으므로, 각 열에서 선택된 단말이 많다는 것은 대상 단말이 측정 단말들과 멀리 떨어져 있음을 나타낸다. 예를 들어 대상 단말 a 는 5 개의 선택이 존재하는데 도 15 (a)에서 살펴보면 가장 자리에 있음을 알 수 있다,

최선 관계 그룹핑을 위하며, IDI 가 미치는 정도가 가장 큰 것이 되도록 작게 하기 위해, 각 열에서 선택된 단말의 수가 작고, IDI 영향이 가장 크게 미치는 단말을 선택한다. 예를 들면, 먼저 각각의 열에서 선택된 값의 개수가 작은 것은 b 와 h 이며, 각각의 열에서 선택된 값이 2 개로 작다. 이후, IDI 영향이 가장 크게 미치는 단말이란 해당 값이 큰 것을 말한다. b 단말의 열에서 선택된 값이 4 로서 h 단말의 열의 2 보다 크므로 b 를 선택한다. 즉, 도 20 에서는 b 대상 단말에 대해 c 또는 f 측정 단말이 그룹으로 묶일 수 있다.

도 21 은 b, c 단말이 그룹으로 설정된 후, 두 번째 그룹을 설정하기 위해 b, c 단말을 제외하고 도 20 에서와 같이 대상 단말을 선택한 것이다.

첫 번째 그룹핑과 마찬가지 방법을 이용하면 각 열에서 선택된 값의 수가 작은 d, g, h 중에서 해당 값이 3 으로 가장 큰 d 를 선택한다. 단말 d 의 열에서 f 가 3 으로 값이 크므로 d 와 f 를 하나의 그룹으로 설정한다.

마찬가지 방법으로 도 22 (a)는 세 번째 그룹, 도 22 (b)는 네 번째 그룹을 설정하기 위한 대상 단말 선택을 나타낸다. 이를 이용하여 도 22 (a)에서는 g, e 단말을, 도 22 (b)에서는 a, h 단말을 그룹으로 설정할 수 있다.

즉, 도 15 (a)의 경우 최선 관계 기반으로 그룹 설정을 하면 도 23 과 같이 설정될 수 있다. 즉, b 와 c 단말, d 와 f 단말, g 와 e 단말, a 와 h 단말이 하나의 그룹으로 설정된다.

상술한 바와 같이, 1.5.2 항목에서는 IDI 가 작은 값이 낮은 인덱스 값을 가지도록 한 것을 기초로 최악 관계 기반의 그룹핑을 설명하였지만, IDI 가 작은 값이 높은 인덱스 값을 가지도록 한 것을 기초로 최선 관계 기반의 그룹핑을 수행할 수도 있다. 이 경우, 도 20 등에서 높은 인덱스 값을 정해진 수만큼 선택하고 상술한 방법을 동일하게 적용할 수 있다.

또한, 인덱스 값을 이용하는 것을 대신하여 직접 양자화된 IDI 측정 값을 이용하여 그룹핑을 수행 할 수도 있다. 즉, 기지국은 직접 IDI 값을 이용하여 임계치를 만족시키는 단말들끼리 묶는 그룹핑도 가능하다. 예를 들면, 최악 관계 기반 그룹핑의 경우 특정 임계치 이상의 IDI 값을 가지는 것을 하나의 그룹으로 묶고, 최선 관계 기반 그룹핑의 경우 특정 임계치 이하의 IDI 값을 가지는 것을 하나의 그룹으로 묶을 수 있다. 이 때, 각 그룹의 크기는 미리 설정된 그룹 크기와 임계치를 동시에 만족할 수 있어야 한다. 예를 들어, 어떤 그룹의 크기는 3 으로 미리 설정되어 있는데 임계치를 만족하는 단말이 2 개뿐이라고 하면 이 그룹의 크기는 2 가 되어야 한다.

1.6 그룹핑 결과 정보 전송

다음으로, S136 단계에서 기지국은 설정 그룹에 대한 정보를 단말들에게 전송할 수 있다.

구체적으로, 설정 그룹에 대한 정보는 하향링크 전송량에 따라 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

첫 번째 방법으로, 모든 단말에게 단말 자신이 속한 그룹 ID 만을 전송할 수 있다. 예를 들면, 그룹 ID 정보를 PDCCH 의 DCI 포맷 또는 PDSCH 을 통해 비트를 할당하여 전송할 수 있다. 이를 이용하여, 각 단말은 자신이 속한 그룹 내의 단말들 외의 단말들에 대해 IDI 를 측정할 수 있다.

두 번째 방법으로, 모든 단말에게 단말 자신이 속한 그룹 ID 와 주변 그룹 ID 를 전송할 수 있다. 예를 들면, 단말 자신이 속한 그룹 ID 와 주변 그룹 ID 를 PDCCH 또는 PDSCH 를 통해 전송할 수 있다. 기지국은 보고된 IDI 정보를 이용하여 특정 임계치 이상/이하를 만족하는 그룹 ID 를 주변 그룹 ID 로 선정하여 전송한다. 이후, 그룹 ID 내 각 단말은 수신된 주변 그룹 ID 에 속한 단말들에 대해서만 IDI 를 측정함으로써 IDI 측정에 대한 부하를 줄일 수 있다.

세 번째 방법으로 모든 단말에게 모든 그룹 ID 와 해당 그룹에 속하는 UE_ID 를 전송할 수 있다. 예를 들면, 이러한 정보를 PDCCH 또는 PDSCH 를 통해 전송할 수 있다. 이를 이용하여 상기 두 번째 방법과 다르게 각 단말은 IDI 측정 시 그룹 ID 당 하나의 단말에 대한 IDI 를 측정한 뒤, 특정 임계치 이상/이하를 만족하는 그룹에 속한 단말들에 대해서만 IDI 를 측정함으로써 IDI 측정에 대한 부하를 줄일 수 있다.

한편, 단말에게 전송하는 정보에는 측정/보고 주기 정보도 포함될 수 있으며, RRC 와 같은 상위 계층 시그널링(high layer signaling)을 통하여 이러한 정보를 전송할 수 있다.

2. 제 2 실시예

본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예의 초기 그룹핑이 이루어진 이후 그룹핑 업데이트를 위한 방법에 대한 것이다.

그룹핑 업데이트는 그룹이 설정되어 동일 자원 내 FD 모드로 운영되고 있는 상황에서, IDI 재 측정 및 보고 등으로 그룹 설정의 유지 또는 업데이트가 가능한 것을 말한다. 새로운 후보 단말의 참여 또는 기 후보 단말의 그룹 탈퇴 등으로 설정된 그룹의 변화가 생길 수 있다.

도 24 는 그룹핑 업데이트를 위한 제 2 실시예를 나타내는 순서도이다.

먼저 그룹핑 업데이트 과정을 간략히 설명하면, 기지국은 그룹핑에 참여할 후보 또는 동일 자원 내 FD 모드에 참여를 중단하고자 하는 단말의 존재 여부를 확인한다(S2401). 새로운 단말 후보가 있다면, 모든 그룹에 해당 후보 단말을 IDI 측정 대상임을 추가로 알려주고, FD 모드 참여를 중단하고자 하는 단말에 대해 해당 단말을 측정하는 그룹들에 알려준다(S2403). 변경될 단말이 없다면 단말 파악 주기, IDI 측정 주기, IDI 보고 주기를 변경할 수 있다(S2404). 단말에서의 IDI 측정은 설정된 주기에 따라(S2406) 또는 기지국의 지시에 따라(S2407) 실행될 수 있다. IDI 측정 단말은 IDI 정보를 설정된 주기에 따라(S2409) 또는 기지국의 지시에 따라(S2410) 기지국에 보고할 수 있다. 기지국은 보고된 정보를 기반으로 단말들의 그룹 정보를 업데이트 한 뒤(S2411), 업데이트된 그룹 정보를 해당 단말들에게 전송한다(S2412).

이하에서는, 도 24 의 각 단계를 구체적으로 설명한다.

2.1 그룹핑 후보 단말 파악

먼저, S2401 단계에서 기지국은 그룹핑에 참여할 새로운 후보 단말 또는 동일 자원 내 FD 모드에 참여를 중단하고자 하는 단말이 존재하는지 파악한다.

FD 모드 참여 중단 단말은 fallback 모드로 동작하게 된다.

2.1.1 그룹핑 후보 단말 파악 방법

기지국은 다음과 같은 방법으로 동일 자원 내 FD 모드 참여 단말을 파악할 수 있다.

첫 번째 방법으로, FDR 장치는 해당 단말이 그룹에 포함되었는지를 나타내는 비트를 PUCCH 또는 PUSCH 의 UCI 포맷에 1 비트로 할당하고, 이 비트와 도 14 에서 그룹핑 참여 요청에 대한 비트를 동시에 이용하여 기지국에서 그룹핑 참여/제거 후보 단말을 파악한다. 예를 들어, 그룹핑 참여 요청 비트가 '1' 이고, 해당 단말이 그룹에 포함되었는지에 대한 비트가 '0' 이면, 해당 단말은 그룹핑에 참여할 새로운 후보 단말임을 알 수 있다.

도 25 는 그룹핑 참여 요청과 그룹에 포함 여부를 이용하여 그룹핑 후보 대상을 파악하는 일례를 나타낸다.

두 번째 방법으로, 도 14 에서 그룹핑 참여 요청에 대한 비트를 이용하여 기지국에서 그룹핑 참여/제거 후보 단말을 파악한다. 기지국이 설정된 그룹에 대한 그룹 ID 와 그룹에 포함된 UE_ID 를 저장하고 있는 경우, 그룹에 포함 여부에 대한 할당 비트를 대체 할 수 있다. 예를 들어, 그룹핑 참여 요청 비트가 '1' 이고 저장된 UE_ID 에 해당 단말의 UE_ID 가 존재하지 않는다면 그룹핑에 참여할 새로운 단말로 파악할 수 있다.

세 번째 방법으로, 단말이 그룹에 포함되어 있던 상태 (예를 들어, 해당 그룹 ID 수신) 를 고려하여 그룹핑 참여 요청 비트를 전송한다. 이러한 경우, 그룹에 포함 여부에 대한 할당 비트를 대체 할 수 있다. 이 때, 기지국은 그룹핑 참여 요청 비트가 '0' 이면 FD 모드 참여를 중단하는 단말로 파악하고, '1' 이면 그룹핑에 참여할 새로운 단말로 파악할 수 있다.

2.1.2 그룹핑 후보 파악 시기

기지국은 일정 주기로 그룹핑 업데이트를 수행할 수 있다. 구체적으로, 그룹핑 업데이트는 S2403, S2405 과정을 통해 FD 모드에 참여하는 단말에게 수행될 수 있다. 그룹핑 후보 단말 파악의 시기 및 동작은 다음과 같은 방법으로 이루어질 수 있다.

첫 번째 방법으로, 기지국은 그룹핑 업데이트를 수행할 때 마다 그룹핑 후보 단말을 파악한다.

두 번째 방법으로, 기지국은 후보 단말 파악 주기에 따라 주기적으로 그룹핑 후보 단말을 파악한다. 후보 단말 파악 주기는 고정되거나, 그룹이 자주 변하지 않는 환경에서는 주기를 점점 길게 변경할 수도 있다. 이 때, 그룹이 변경되거나 그룹핑 후보 단말이 파악된 경우 길어진 주기는 처음 설정된 주기로 다시 설정될 수 있다.

구체적으로, 후보 단말 파악 주기는 그룹핑 업데이트 주기에 대해 상대적으로 다음과 같은 방법으로 정해질 수 있다. 후보 단말 파악 주기의 첫 번째 방법으로, 그룹핑 업데이트 주기보다 작은 주기로 후보 단말을 파악할 수 있다. 매 후보 단말 파악 주기에 일부 그룹에 대해 FD 모드 참여 중단 단말을 미리 파악하는 경우 등에 사용할 수 있다. 후보 단말 파악 주기의 두 번째 방법으로, 그룹핑 업데이트 주기보다 큰 주기로 후보 단말을 파악할 수 있다. 이 경우, 후보 단말 파악에 대한 부하를 줄일 수 있는 장점이 있다. 후보 단말을 파악하지 않은 주기에 그룹핑 업데이트가 이루어지면, S2402 과정에서 그룹핑 대상 단말 변경이 없는 것으로 파악할 수 있다.

세 번째 방법으로, 기지국은 단말 요청 발생 시, 이에 대한 응답으로써 그룹핑 후보 단말을 파악할 수 있다. 예를 들면, 단말 전원 켜짐, 사용자의 FDR 장치 활성화 등으로 그룹핑에 새로 참여하는 단말이 요청할 수 있다. 또는, 단말 꺼짐, 사용자의 FDR 장치 비활성화, 기준 이하의 배터리 잔여량 등으로 인해 FD 모드 중단을 요청하는 단말이 요청할 수도 있다. 이에 대한 후보 단말 파악 주기는 즉시 파악 또는 일정한 설정 주기로 정해질 수 있다. 또는, 그룹 간 단말 이동이 발생한 경우에 대해서도 단말이 그룹핑 업데이트를 요청할 수도 있다.

나아가 상기 두 번째 방법 및 세 번째 방법을 동시에 이용함으로써 주기를 늘릴 수 있다. 이 경우, 후보 단말 파악을 위한 부하를 줄일 수 있는 장점이 있다.

2.1.3 단말의 그룹 이동 발생 시 그룹핑 후보 단말 파악

상기와 같이 그룹핑에 참여할 새로운 후보 단말 또는 동일 자원 내 FD 모드에 참여를 중단하고자 하는 단말의 경우뿐만 아니라, 기존 그룹 설정 단말들이 그룹 간 이동을 하는 경우에도 그룹핑 업데이트가 요구될 수 있다. 단말의 그룹 간 이동 발생 시, 동작은 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

첫 번째 방법으로, 매 그룹핑 업데이트 또는 일정 주기에 전체 단말에 대한 그룹핑 업데이트를 수행한다.

두 번째 방법으로, 단말의 상태가 일정 기준 이상 변화된 경우, 예를 들면 단말의 고속 이동의 경우, 해당 단말은 폴백 모드로 동작할 수 있다. 이는 FD 모드 참여 중단과 같은 형태로 그룹핑 업데이트 과정에서 빠지게 되고, 다음 그룹핑 업데이트 시점에 그룹핑에 참여할 새로운 후보 단말로 동작할 수 있다.

세 번째 방법으로, 그룹핑에 참여할 새로운 후보 단말이 직접 요청을 전송할 수 있다. 예를 들면, 단말은 그룹핑 참여 요청 비트를 '1' , 그룹에 포함 여부 비트는 '0' 으로 할당하여 전송할 수 있다. 기지국은 이러한 요청을 수신하면, 해당 UE_ID 를 IDI 측정 대상 리스트 내 또는 설정된 그룹 ID 가 있는 지를 검색한다. 설정된 그룹 ID 가 있지만 그룹에 포함 여부 비트는 '0' 을 수신한 경우, 그룹핑 업데이트를 수행할 수 있다.

2.1.4 그룹핑 후보 단말에 IDI 측정 주파수 할당 방법

S2401 단계에서, 기지국은 그룹핑 후보 단말들에게 IDI 측정을 위한 주파수를 도 26 와 같이 할당할 수 있다.

도 26 (a)는 모든 단말에게 IDI 측정을 위한 공통의 주파수(fco)를 할당하는 일례를 나타낸다. 이 때, 모든 단말은 S1303 과정과 같이 총 N 개의 단말이 IDI 측정하는데 N 개 서브프레임에 대한 시간이 사용된다.

도 26 (b)는 첫 번째 시간 영역과 두 번째 시간 영역에서 IDI 측정 주파수 할당을 달리하는 일례를 나타낸다.

두 번째 시간 영역에서, 그룹핑 참여 요청과 그룹에 포함 여부에 대한 비트가 모두 '1' 인 경우, 일부 시간 동안 각 그룹에 대해 배타적인 주파수(f1, f2, f3)를 할당한다. 각 그룹 내 단말들은 그룹에 할당 받은 주파수를 공통으로 사용한다.

첫 번째 시간 영역에서, 그룹핑 참여 요청 비트 '1' 이고, 그룹에 포함 여부에 대한 비트가 '0' 인 경우, 즉 그룹핑에 새로 참여할 단말이 존재하는 경우, 이러한 단말을 측정하기 위해 모든 단말들에게 공통의 주파수(fco)를 할당한다.

예를 들어, 그룹 3 개에 포함된 각 단말의 개수가 A, 새로 참여할 단말의 개수가 B 인 경우, 배타적인 주파수는 총 A 개 서브프레임 시간 동안 할당되고, 공통 주파수는 B 개 서브프레임 시간 동안 할당한다. 이 때, B 개의 단말은 B 개의 서브프레임 동안 상향링크 신호를 전송하고, 나머지 3*A+(B-1)개 단말은 같은 시간에 하향링크 신호를 수신하여 IDI 측정이 가능하다.

IDI 측정을 위한 시간은 도 26 (a) 방법에서 총 (3*A+B)개 서브프레임 시간이 소요되고, (b) 방법에서는 총 (A+B)개 서브프레임 시간이 소요된다

도 26 (b) 방법에서 그룹 내 단말이 이동하여 다른 그룹으로 재 그룹핑 될 가능성이 있는 단말의 경우, 채널 환경을 제대로 반영하지 못할 수 있으므로, 상기 두 가지 방법을 주기를 달리 하여 동시에 사용할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 단말의 그룹간 이동은 그룹핑 후보 대상 단말 변경에 포함하도록 한다.

2.2 그룹핑 대상 단말 변경

S2402, S2403 단계에서는, S2401 단계를 통해 그룹핑 후보 대상 단말 파악을 완료한 후 기지국은 다음과 같은 방법으로 변경될 단말에 대한 정보를 전송할 수 있다.

먼저, 새로 그룹핑에 참여할 단말에게 UE_ID 를 새로 할당하여 그룹핑 업데이트 대상 단말 (그룹핑에 참여하고자 하는 또 다른 새로운 단말과 FD 모드 참여를 중단할 단말을 제외한 현재 그룹 내 모든 단말)들에게 해당 UE_ID 또는 해당 UE_ID 가 포함된 IDI 측정 대상 리스트를 알려줄 수 있다. 이러한 정보는 PDCCH 또는 PDSCH 채널을 통해 전송할 수 있다. IDI 측정 대상 리스트는 그룹핑 업데이트 대상 단말들에 대한 UE_ID 또는 일부 그룹에 속한 단말의 UE_ID 를 포함할 수 있다.

또한, 스케줄링, 가용 자원 등을 고려하여 기지국은 FD 모드 참여 중단 단말을 제외한 현재 그룹 내 모든 단말 또는 변경된 단말이 속한 그룹에게 UE_ID 또는 IDI 측정 대상 리스트를 전송할 수 있다 이러한 정보는 PDCCH 또는 PDSCH 를 통해 전송할 수 있다.

S2402 단계에서, 변경될 단말이 없는 경우 IDI 측정 대상 리스트를 기지국이 PDCCH 또는 PDSCH 를 통해 전송할 수 있다. 또는, 또는 이전 IDI 측정 대상 리스트를 재사용하도록 지시하는 비트를 할당하여 PDCCH 또는 PDSCH 를 통해 전송할 수도 있다.

단말이 UE_ID 또는 IDI 측정 대상 리스트 또는 이전 리스트 재사용 지시자를 수신하지 못한 경우 (설명의 용이를 위해 IDI 측정 대상 리스트로 간주함), 이전의 리스트를 재사용할 수 있다. 이 경우, 단말에서는 FD 모드 참여 중단 단말에 대한 UE_ID 를 수신하지 못했더라도 IDI 측정 시 해당 UE_ID 가 없기 때문에 측정 값이 나타나지 않는다. 또한, 리스트를 수신하지 못한 단말은 그룹핑에 추가될 단말에 대한 UE_ID 를 수신하지 못한 경우, 측정된 총 IDI 크기를 넘는 IDI 가 있다는 것을 파악하여 기지국에 알려줄 수 있다. 또는 IDI 측정 대상 리스트를 수신하지 못한 경우 기지국에게 재전송을 요청할 수 있다.

S2404 단계에서, 단말 파악 주기, IDI 측정 주기, IDI 보고 주기 등 기지국이 주기를 정하는 것들에 대해, 변경될 단말이 없는 경우 또는 변경될 단말이 일정 시간 내에 없는 경우에는 해당 주기를 늘릴 수 있다. 이 때, 기지국은 추가적으로 그룹 설정이 변경되지 않는 경우 또는 그룹 내 IDI 정렬 순서가 변경되지 않은 경우 또는 그룹 내 특정 값 이하의 IDI 크기 변화가 발생한 경우 등을 확인하여 해당 주기를 늘릴 수 있다.

2.3 간섭 측정

S2405, S2407 단계에서, 기지국은 IDI 측정을 그룹핑 업데이트 대상 단말들에게 지시할 수 있다. 지시 받은 단말들은 IDI 를 즉시 측정할 수 있다. 또는 기지국은 FD 모드 참여 중단이 포함된 일부 그룹에 대해 IDI 측정을 지시 할 수 있다. S2406 단계와 같이 측정 주기가 존재하는 경우에도, 기지국은 IDI 측정을 지시할 수 있다. 예를 들어 측정 주기가 길고 그룹핑 대상 단말 변경이 자주 일어나지 않는 경우, 기지국은 그룹핑 대상 단말 변경이 발생한 경우 IDI 측정을 지시할 수 있다.

S2406 단계에서, S1306 또는 S2412 단계에서 기지국이 단말에게 전송하는 정보에 포함된 측정/보고 주기를 이용하거나 시스템 파라미터(system parameter)로 설정된 주기를 이용하여 IDI 를 주기적으로 측정할 수 있다. 단말에서의 IDI 의 주기적인 측정은 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

첫 번째 방법으로, 시스템 파라미터로 X 시간 또는 TTI(Transmit Time Interval) 주기를 설정하여 모든 단말에 대한 IDI 측정을 수행한다.

두 번째 방법으로, 시스템 파라미터로 X 시간 또는 TTI 와는 다른 Y 시간 또는 TTI 주기를 설정하여 FD 모드 참여 중단 단말이 포함된 일부 그룹에 대해서만 IDI 측정을 수행한다. 그룹핑 대상 단말 변경 빈도에 따라 Y＞X 인 경우도 발생할 수 있다.

또한, 상기 두 방법을 동시에 사용할 수 있으며, 이 경우 IDI 측정에 대한 부하가 줄어들 수 있다.

단말은 S2401 단계를 통해 IDI 측정을 위하여 할당 받은 주파수를 이용하여 IDI 를 측정한다.

한편, S2406, S2407 단계에서 단말은 잔여 배터리 양 등으로 인해 IDI 측정을 거부할 수도 있다.

2.4 간섭 정보 보고

다음으로, S2408, S2410 단계에서, 기지국은 측정된 IDI 정보 보고를 그룹핑 업데이트 대상 단말들에게 지시할 수 있다. 지시 받은 단말들은 측정된 IDI 정보를 즉시 보고할 수 있다. 측정 단말들 중 IDI 정렬 순서가 변경되거나 또는 특정 값 이상의 IDI 크기 변화가 발생한 그룹에 대해서만 측정된 IDI 정보를 보고할 수도 있다. S2409 단계와 같이 보고 주기가 존재하는 경우에도, S2405 에서 기지국이 FD 모드 참여 중단이 포함된 일부 그룹에 대해서만 IDI 측정을 지시한 경우 기지국은 해당 그룹들의 단말들에게 측정된 IDI 정보 보고를 지시할 수 있다.

S2409 단계에서, S136, S2412 단계에서 기지국이 단말에게 전송하는 정보에 포함된 측정/보고 주기를 이용하거나 시스템 파라미터로 설정된 주기를 이용하여 S134 와 같은 형태로 단말 인덱스와 IDI 에 대한 정보를 주기적으로 보고할 수 있다. 단말에서의 주기적인 간섭 정보 보고는 다음과 같은 방법으로 이루어 질 수 있다.

첫 번째 방법으로, 시스템 파라미터로 X 시간 또는 TTI(Transmit Time Interval) 주기를 설정하여 모든 단말에 대한 측정된 IDI 와 단말 인덱스를 보고할 수 있다.

두 번째 방법으로, 시스템 파라미터로 X 시간 또는 TTI 와는 다른 Y 시간 또는 TTI 주기를 설정하여 FD 모드 참여 중단 단말이 포함된 일부 그룹에 대해서만 측정한 IDI 와 단말 인덱스를 보고할 수 있다. 그룹핑 대상 단말 변경 빈도에 따라 Y＞X 인 경우도 발생할 수 있다.

상기 두 가지 방법을 동시에 사용할 수 있으며, 이 경우 IDI 정보 보고에 대한 부하가 줄어들 수 있다.

S2409, S2410 단계에서, IDI 정렬 순서가 변경되지 않은 경우 또는 특정 값 이하의 IDI 크기 변화가 발생한 경우에는 보고하지 않을 수 있고, 대신 이전 보고를 참고하라는 지시자를 PUCCH 또는 PUSCH 를 통해 기지국으로 전송 가능하다. 이 경우, S2411 과 S2412 단계는 생략 가능하다. S134 단계에서와 같이 IDI 에 대한 정보뿐만 아니라 그룹핑에 반영할 만한 IDI 측정 값 기반 외의 정보를 추가적으로 기지국에 전송할 수도 있다.

기지국은 일정 시간 동안 단말로부터 보고를 수신하지 못한 경우, 디폴트로 이전 보고를 참고하여 S2411, S2412 과정을 수행할 수 있다. 또는 S2411, S2412 단계를 생략할 수 있다.

상술한 바와 같이, S2406, S2407 단계에서 단말은 잔여 배터리 양 등으로 인해 IDI 측정을 거부할 수 있다. 즉, 해당 단말은 단말 간 구별 신호 전송 및 청취 시도 방법을 수행하지 않을 수 있다. 이 때, S2409, S2410 단계에서 IDI 측정을 거부했음에 대한 비트를 할당하여 PUCCH 또는 PUSCH 를 통해 전송할 수 있다. 또는, 해당 단말은 어떠한 보고도 수행하지 않고, 기지국은 수행을 기다리며 다른 단말을 통해 현저히 IDI 측정 값이 낮아진 단말을 파악할 수 있다. 이를 통하여 기지국은 파악된 단말이 IDI 측정 거부 단말임을 알 수 있게 된다.

2.5 그룹핑 정보 업데이트

S2411 단계에서, S135 단계와 같은 방법으로 그룹핑을 수행할 수 있다. 또한, 기지국은 각 단말에 대해 할당된 이전 그룹 ID 를 저장할 수 있다. 이를 통해 기지국은 그룹 ID 가 자주 변경되는 단말을 파악할 수 있으며, 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.

첫 번째로, 한 단말에 대해, 여러 개의 그룹 ID 가 할당된 경우 기지국은 해당 단말이 그룹 경계에 있음을 알 수 있다. 이러한 단말에서의 IDI 측정 값은 그룹핑에서 참고하는 임계치 등으로 이용이 가능하다.

두 번째로, 임의의 한 단말에 대해, 그룹 ID 가 일정 시간 내에 반복되지 않은 그룹 ID 가 할당된 경우 기지국은 해당 단말이 이동하고 있음을 알 수 있다. 이러한 단말이 발생하면 항상 IDI 측정/보고와 그룹핑 과정이 수행되어야 하므로, 이를 줄이기 위해 해당 단말을 폴백하게 하여 동일 자원 내 FD 모드에서 제거할 수 있다.

S2412 단계는 S136 단계와 동일하게 수행할 수 있다. 또한, S2411 단계에서 그룹핑을 수행함으로 인해 그룹핑 결과가 변하지 않는 경우, 이전에 단말들에게 전송한 그룹핑 정보를 계속 유지하라는 신호를 그룹핑 결과가 변하지 않은 그룹에 속한 단말들에게 전송할 수 있다. 이러한 정보는 PDCCH 의 DCI 포맷 또는 PDSCH 에 1 비트를 할당하여 알려줄 수 있다.

S2413 단계에서 더 이상 그룹핑 참여 요청이 없는 경우 그룹핑 업데이트를 종료한다.

본 발명은 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황에서도 적용이 가능하다.

도 27 은 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작을 수행하는 일례를 나타낸다

도 27 (a)에서와 같이 단말이 기지국으로부터 IDI 를 수신할 수 있기 때문에, 기지국을 상기 발명에서의 단말로 간주하여 본 발명을 적용할 수 있다. 이 때, 기지국 내에서의 IDI 보고 과정 및 그룹핑 결과 정보 전송은 이루어지지 않는다.

또한, 본 발명은 도 27 (b)의 D2D 와 같이 기지국의 데이터 중계가 없는 상황에서 단말이 동일 자원 내 FD 모드 동작이 이루어지는 상황에서도 적용이 가능하다. D2D 에서 기지국을 통한 데이터 전송은 수행하지 않지만, 기지국에서의 스케줄링 관리 등을 위해 단말은 기지국에 대한 피드백을 수행한다. 따라서, 본 발명의 과정이 동일하게 수행될 수 있다.

도 28 은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 28 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(2810) 및 단말(2820)을 포함한다. 기지국(2810)은 프로세서(2813), 메모리(2814) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(2811, 2812)을 포함한다. 프로세서(2813)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(2814)는 프로세서(2813)와 연결되고 프로세서(2813)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(2816)은 프로세서(2813)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(2820)은 프로세서(2823), 메모리(2824) 및 RF 유닛(2821, 2822)을 포함한다. 프로세서(2823)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(2824)는 프로세서(2823)와 연결되고 프로세서(2823)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(2821, 2822)은 프로세서(2823)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(2810) 및/또는 단말(2820)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 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, eNodeB(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 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.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims

FDR (Full Duplex Radio)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 기지국의 자원 할당 방법에 있어서,
복수의 단말 중 그룹으로 설정될 후보 단말을 선택하는 단계;
상기 후보 단말로 그룹 설정에 대한 정보를 전송하는 단계;
상기 후보 단말로부터 단말 간 간섭에 대한 간섭 정보를 수신하는 단계;
상기 간섭 정보를 기초로 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 설정하는 단계; 및
상기 그룹을 기초로 상기 복수의 단말에 자원을 할당하는 단계
를 포함하는, 자원 할당 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 그룹은 서로 간섭이 큰 복수의 단말을 포함하도록 설정되고,
상기 자원을 할당하는 단계는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말에 대하여 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 동일한 자원에서 FD(full duplex) 모드로 동작하도록 자원을 할당하는, 자원 할당 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최악 관계 (worst relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이상인 단말을 포함하도록 설정되는, 자원 할당 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 그룹은 서로 간섭이 작은 복수의 단말을 포함하도록 설정되고,
상기 자원을 할당하는 단계는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말이 동일한 자원에서 FD 모드로 동작하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하는, 자원 할당 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최선 관게 (best relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이하인 단말을 포함하도록 설정되는, 자원 할당 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 간섭 정보는 상기 후보 단말이 복수의 인접 단말에 대하여 측정한 간섭 측정치를 크기 순서대로 인덱싱한 값을 포함하는, 자원 할당 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 후보 단말을 선택하는 단계는
상기 단말이 동일 자원에서 FD(Full Duplex) 동작 가능한지에 대한 제 1 정보, 상기 동일 자원에서 FD 동작이 가능하지 않지만 타 장치의 FD 동작을 지원하는 지에 대한 제 2 정보 및 상기 그룹핑에 참여를 요청하는 지에 대한 제 3 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방법.
FDR (Full Duplex Radio)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 자원을 할당하는 기지국에 있어서,
RF(Radio Frequency) 유닛; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
복수의 단말 중 그룹으로 설정될 후보 단말을 선택하고,
상기 후보 단말로 그룹 설정에 대한 정보를 전송하고,
상기 후보 단말로부터 단말 간 간섭에 대한 간섭 정보를 수신하고,
상기 간섭 정보를 기초로 복수의 단말을 하나 이상의 그룹으로 설정하고,
상기 그룹을 기초로 상기 복수의 단말에 자원을 할당하도록 구성되는, 기지국.
제 8 항에 있어서,
상기 그룹은 서로 간섭이 큰 복수의 단말을 포함하도록 설정되고,
상기 프로세서는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말에 대하여 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 동일한 자원에서 FD(full duplex) 모드로 동작하도록 자원을 할당하는, 기지국.
제 9 항에 있어서,
상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최악 관계 (worst relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이상인 단말을 포함하도록 설정되는, 기지국.
제 8 항에 있어서,
상기 그룹은 서로 간섭이 작은 복수의 단말을 포함하도록 설정되고,
상기 프로세서는 상기 그룹에 포함된 각각의 단말이 동일한 자원에서 FD 모드로 동작하도록 자원을 할당하고, 서로 상이한 그룹 간에는 서로 다른 자원을 이용하도록 자원을 할당하는, 기지국.
제 11 항에 있어서,
상기 그룹은 상기 간섭 정보에 따른 값이 최선 관게 (best relation) 그룹 설정을 위한 임계치 이하인 단말을 포함하도록 설정되는, 기지국.
제 8 항에 있어서,
상기 간섭 정보는 상기 후보 단말이 복수의 인접 단말에 대하여 측정한 간섭 측정치를 크기 순서대로 인덱싱한 값을 포함하는, 기지국.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 단말이 동일 자원에서 FD(Full Duplex) 동작 가능한지에 대한 제 1 정보, 상기 동일 자원에서 FD 동작이 가능하지 않지만 타 장치의 FD 동작을 지원하는 지에 대한 제 2 정보 및 상기 그룹핑에 참여를 요청하는 지에 대한 제 3 정보를 수신하도록 구성되는, 기지국.