KR20170027317A

KR20170027317A - 밀리미터웨이브를 지원하는 무선접속시스템에서 새로운 상향링크 참조신호 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170027317A
Application number: KR1020167033608A
Authority: KR
Inventors: 최국헌; 정재훈; 한진백; 이은종; 김진민; 노광석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-03-09
Also published as: WO2016003168A1; EP3166245A4; CN106507695B; EP3166245B1; EP3166245A1; CN106507695A; US20170126379A1; US10225056B2; KR102367885B1

Abstract

본 발명은 새로운 상향링크 참조신호를 정의하고, 이를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다. 본 발명의 일 실시예로서 밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선접속시스템에서 단말이 밀리미터웨이브 참조신호(mW-RS)를 전송하는 방법은, 소정 개수의 서브프레임에서 하향링크 참조신호를 수신하여 둘 이상의 수신전력을 측정하는 단계와 둘 이상의 수신전력간 차이값을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단하는 단계와 mW-RS 를 전송하는 것으로 결정되면 mW-RS 를 전송하는 단계를 포함하되, mW-RS 는 무선 채널의 상태가 LoS(Light of Sight) 상태와 NLoS(Non-LoS) 상태 간의 천이가 발생하였는지 여부를 측정하기 위해 전송된다.

Description

밀리미터웨이브를 지원하는 무선접속시스템에서 새로운 상향링크 참조신호 전송 방법 및 장치{NEW UPLINK REFERENCE SIGNAL TRANSMISSION METHOD AND DEVICE IN MILLIMETRE-WAVE-SUPPORTING WIRELESS ACCESS SYSTEM}

본 발명은 밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, LoS 상태와 NLoS 상태간 천이 여부를 검출하기 위한 새로운 상향링크 참조신호를 정의하고, 이를 전송하는 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.

최근 모바일 스마트 기가 및 서비스의 새로운 패러다임 진화에 따른 초연결(Hyper connection) 사회로의 진입과 빅데이터 출현으로 인해 모바일 트래픽은 해마다 2 배씩 증가하고 있다. 통신 업계에서는 10 년 뒤 모바일 트래픽이 현재의 1,000 배 이상 증가할 것으로 예상하고 있으며, 이처럼 급격히 증가하는 모바일 트래픽으로 인해 모바일 망 사업자의 부담이 가중되고 있다. 추가 주파수 확보가 제한된 기존의 기존 이동통신 시스템으로는 이러한 모바일 트래픽 폭증에 따른 트래픽 용량 증대를 수용할 수 없다. 따라서, 광대역폭 확보가 가능한 밀리미터파 기반의 5 세대 이동통신 기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 mmWave 를 지원하는 무선 접속 시스템에 관한 것으로, LoS 상태와 NLoS 상태간 천이 여부를 검출하기 위한 새로운 상향링크 참조신호를 정의하고, 이를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.

본 발명의 목적은 mmWave 시스템에서 효율적으로 신호를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 mmWave 시스템에서 LoS 에서 NLoS 환경으로의 천이를 빠르게 검출하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 mmWave 시스템에서 사용되는 새로운 상향링크 참조 신호를 구성 및 전송하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 시스템에 대한 변경을 최소화하면서, mmWave 시스템에 적합한 채널상태를 측정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 방법들이 적용되는 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.

본 발명은 새로운 상향링크 참조신호를 정의하고, 이를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.

본 발명의 일 양태로서 밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선접속시스템에서 단말이 밀리미터웨이브 참조신호(mW-RS)를 전송하는 방법은, 소정 개수의 서브프레임에서 하향링크 참조신호를 수신하여 둘 이상의 수신전력을 측정하는 단계와 둘 이상의 수신전력간 차이값을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단하는 단계와 mW-RS 를 전송하는 것으로 결정되면 mW-RS 를 전송하는 단계를 포함하되, mW-RS 는 무선 채널의 상태가 LoS(Light of Sight) 상태와 NLoS(Non-LoS) 상태 간의 천이가 발생하였는지 여부를 측정하기 위해 전송된다.

상기 방법은 소정 서브프레임에서 채널품질지시자(CQI) 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, mW-RS 는 소정 서브프레임 바로 다음 서브프레임에서 전송될 수 있다.

이때, CQI 정보는 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 1 비트의 플레그를 더 포함할 수 있다.

또는, CQI 정보는 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 플레그, mW-RS 가 전송되는 길이를 나타내는 필드, mW-RS 의 개수를 나타내는 필드, mW-RS 가 주기적으로 전송되는지 여부를 나타내는 필드, 및 mW-RS 의 전송이 해제 또는 계속되는지 여부를 나타내는 필드 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 CQI 정보 및 mW-RS 를 기반으로 보정된 변조및코딩방식(MCS)를 지시하는 인덱스(I_MCS)를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선접속 시스템에서 밀리미터웨이브 참조신호(mW-RS)를 전송하기 위한 단말은 송신기, 수신기 및 이러한 송신기 및 수신기를 제어하여 mmWave 를 지원하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 수신기를 이용하여 소정 개수의 서브프레임에서 하향링크 참조신호를 수신하고 둘 이상의 수신전력을 측정하며; 둘 이상의 수신전력간 차이값을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단하고; mW-RS 를 전송하는 것으로 결정되면 송신기를 제어하여 mW-RS 를 전송하도록 제어하되, mW-RS 는 무선 채널의 상태가 LoS(Light of Sight) 상태와 NLoS(Non-LoS) 상태 간의 천이가 발생하였는지 여부를 측정하기 위해 전송될 수 있다.

이때, 상기 프로세서는 소정 서브프레임에서 송신기를 제어하여 채널품질지시자(CQI) 정보를 전송하도록 더 구성될 수 있다.

mW-RS 는 소정 서브프레임 바로 다음 서브프레임에서 전송될 수 있다.

또는, CQI 정보는 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 플레그, mW-RS 가 전송되는 길이를 나타내는 필드,mW-RS 의 개수를 나타내는 필드, mW-RS 가 주기적으로 전송되는지 여부를 나타내는 필드 및 mW-RS 의 전송이 해제 또는 계속되는지 여부를 나타내는 필드 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 프로세서는 CQI 및 mW-RS 를 기반으로 보정된 변조및코딩방식(MCS)를 지시하는 인덱스(I_MCS)를 수신기를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, LoS-NLoS 간 천이를 단말 및/또는 기지국에서 바로 확인할 수 있다.

둘째, 기존 CQI 전송을 고려하여 mW-RS 를 설계함으로서 레가시 시스템을 지원할 수 있다.

셋째, LoS-NLoS 간 천이 발생시, 해당 채널 환경에 맞도록 즉시 적응적으로 MCS 등 스케줄링 정보를 보정할 수 있다. 이를 통해 효율적인 통신이 가능하다.

본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되고, 첨부된 도면들은 본 발명에 대한 다양한 실시예들을 제공한다. 또한, 첨부된 도면들은 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시 형태들을 설명하기 위해 사용된다.
도 1 은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 무선 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4 는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5 는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 SRS 전송 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 8 은 주기적, 비주기적 SRS 전송의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 실내에서 mmWave 신호가 전송되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 사람에 의해 mmWave 신호의 감쇄가 발생하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 11 은 주파수에 따른 LoS/NLoS 전이 시간의 변화와 수신 전력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12 는 mmWave 하향링크 수신 신호 변화로 인해 이전 CQI 피드백을 기반으로 동작시 신호 검출이 실패할 수 있음을 나타내기 위한 도면이다.
도 13 은 LoS/NLoS 천이 발생시 새로운 mW-RS 를 기반으로 기지국에서 수신전력을 측정 및 스케줄링정보를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는 DL-RS, SRS 및 mW-RS 가 할당되는 위치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15 는 mW-RS 를 전송하는 방법을 시간 상에서 나타낸 도면이다.
도 16 은 mW-RS 의 전송 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은 mW-RS 의 전송 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은 LoS/NLoS 를 측정하기 위해 SRS 및 mW-RS 를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면 중 하나이다.
도 19 는 LoS/NLoS 를 측정하기 위해 SRS 및 mW-RS 를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면 중 다른 하나이다.
도 20 은 도 19 에서 설명한 SRS 와 mW-RS 를 전송하는 시간적 순서를 도시한 도면이다.
도 21 은 mW-RS 의 활성화 여부를 나타내는 플레그를 포함하는 CQI 페이로드 및 RRC 구성에 따른 전송의 일례를 나타내기 위한 도면이다.
도 22 는 LoS/NLoS 천이 발생시 새로운 mW-RS 를 기반으로 기지국에서 수신전력을 측정 및 스케줄링정보를 보정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23 은 mW-RS 에 대한 구성 정보를 포함하는 CQI 페이로드의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 24 는 mW-RS 에 대한 구성 정보를 포함하는 CQI 페이로드의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 25 는 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 26 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 27 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 또 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 28 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 또 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 29 에서 설명하는 장치는 도 1 내지 도 28 에서 설명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다.

이하에서 상세히 설명하는 본 발명의 실시예들은 새로운 상향링크 참조신호를 정의하고, 이를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치들에 관한 것이다.

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.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 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 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 단말(Terminal)은 사용자 기기(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 가입자 단말(SS: Subscriber Station), 이동 가입자 단말(MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 발명의 실시예들은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예들이 사용될 수 있는 무선 접속 시스템의 일례로 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대해서 설명한다.

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 적용될 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 LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE 시스템이 개량된 시스템이다. 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예들을 3GPP LTE/LTE-A 시스템을 위주로 기술하지만 IEEE 802.16e/m 시스템 등에도 적용될 수 있다.

1. 3GPP LTE/LTE_A 시스템

무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

1.1 시스템 일반

도 1 은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.

한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16 과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송 (S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.

LIE 시스템에서 UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 2 는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 2(a)는 타입 1 프레임 구조(frame structure type 1)를 나타낸다. 타입 1 프레임 구조는 전이중(full duplex) FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과 반이중(half duplex) FDD 시스템 모두에 적용될 수 있다.

하나의 무선 프레임(radio frame)은 T _f = 307200·T _s = 10 ms 의 길이를 가지고, T _slot = 15360·T_s = 0.5 ms 의 균등한 길이를 가지며 0 부터 19 의 인덱스가 부여된 20 개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 2 개의 연속된 슬롯으로 정의되며, i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1 에 해당하는 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 여기서, T_s 는 샘플링 시간을 나타내고, T_s=1/(15kHz×2048)=3.2552×10^-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE 는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

전이중 FDD 시스템에서는 각 10ms 구간 동안 10 개의 서브프레임은 하향링크 전송과 상향링크 전송을 위해 동시에 이용될 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반면, 반이중 FDD 시스템의 경우 단말은 전송과 수신을 동시에 할 수 없다.

상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2(b)는 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 307200·T _s = 1 ms 의 길이를 가지는 5 개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2_i 와 2_i+1 에 해당하는 각 T _slot = 15360·T _s = 0.5 ms 의 길이를 가지는 2 개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, T_s 는 샘플링 시간을 나타내고, T_s=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다.

타입 2 프레임에는 DwPTS(Dowxilink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3 가지의 필드로 구성되는 특별 서브프레임을 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.

다음 표 1 는 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS 의 길이)을 나타낸다.

도 3 은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 3 을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12 개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL 은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 4 를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH 이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH 이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH 와 PUSCH 을 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH 에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB 들은 2 개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH 에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

도 5 는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 5 를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 OFDM 심볼 인덱스 0 부터 최대 3 개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH 이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH, PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH 는 서브 프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

1.2 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 환경

1.2.1 CA 일반

3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; Rel-8 또는 Rel-9) 시스템(이하, LTE 시스템)은 단일 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 여러 대역으로 분할하여 사용하는 다중 반송파 변조(MCM: Multi-Carrier Modulation) 방식을 사용한다. 그러나, 3GPP LTE-Advanced 시스템(이하, LTE-A 시스템) 에서는 LTE 시스템보다 광대역의 시스템 대역폭을 지원하기 위해서 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 결합하여 사용하는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation)과 같은 방법을 사용할 수 있다. 캐리어 병합은 반송파 집성, 반송파 정합, 멀티 컴포넌트 캐리어 환경(Multi-CC) 또는 멀티캐리어 환경이라는 말로 대체될 수 있다.

본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다) 수가 동일한 경우를 대징적(symmetric) 병합이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 병합이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.

두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1 개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다.

예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz 보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

또한, 위와 같은 캐리어 병합은 인트라-밴드 CA(Intra-band CA) 및 인터-밴드CA(Inter-band CA)로 구분될 수 있다. 인트라-밴드 캐리어 병합이란, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC 들이 주파수상에서 인접하거나 근접하여 위치하는 것을 의미한다. 다시 말해, DL CC 및/또는 UL CC 들의 캐리어 주파수가 동일한 밴드 내에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 반면, 주파수 영역에서 멀리 떨어져 있는 환경을 인터-밴드 CA(Inter-Band CA)라고 부를 수 있다. 다시 말해, 다수의 DL CC 및/또는 UL CC 들의 캐리어 주파수가 서로 다른 밴드들에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 이와 같은 경우, 단말은 캐리어 병합 환경에서의 통신을 수행하기 위해서 복수의 RF(radio frequency)단을 사용할 수도 있다.

LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1 개의 DL CC 와 1 개의 UL CC 를 가질 수 있다. 그러나, 특정 단말이 2 개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC 를 가지며 UL CC 의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는, 그 반대로 DL CC 와 UL CC 가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC 의 수보다 UL CC 가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다.

또한, 캐리어 결합(CA)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 캐리어 결합에서 말하는 '셀(Cell)'은 주파수 관점에서 설명되는 것으로, 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 지리적 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다. 이하, 상술한 인트라-밴드 캐리어 병합을 인트라-밴드 다중 셀이라고 지칭하며, 인터-밴드 캐리어 병합을 인터-밴드 다중 셀이라고 지칭한다.

LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P 셀과 S 셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P 셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P 셀과 하나 이상의 S 셀이 포함된다.

서빙 셀(P 셀과 S 셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId 는 셀의 물리 계층 식별자로 0 부터 503 까지의 정수값을 가진다. SCellIndex 는 S 셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1 부터 7 까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex 는 서빙 셀(P 셀 또는 S 셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0 부터 7 까지의 정수값을 가진다. 0 값은 P 셀에 적용되며, SCellIndex 는 S 셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex 에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P 셀이 된다.

P 셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P 셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P 셀에서만 PUCCH 를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P 셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P 셀만을 변경할 수도 있다.

S 셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P 셀은 하나만 할당되며, S 셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S 셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P 셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S 셀에는 PUCCH 가 존재하지 않는다.

E-UTRAN 은 S 셀을 캐리어 병합 환경을 자원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S 셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN 은 관련된 S 셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.

초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN 은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P 셀에 부가하여 하나 이상의 S 셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P 셀 및 S 셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 6 은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6(a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC 와 UL CC 가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz 의 주파수 범위를 가질 수 있다.

도 6(b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 6(b)의 경우에 20MHz 의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC 와 UL CC 가 각각 3 개씩 있으나, DL CC 와 UL CC 의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3 개의 CC 를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.

만약, 특정 셀에서 N 개의 DL CC 가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC 를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC 에 우선순위를 주어 주된 DL CC 를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE 는 L 개의 DL CC 는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.

하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH 가 전송되는 DL CC 와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC 간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ 를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.

1.3 사운딩 참조 신호 (SRS)

1.3.1 LTE/LTE-A 시스템의 SRS

도 7 은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 SRS 전송 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.

SRS 는 상향링크 상에서 주파수-선택적(Frequency-Selective) 스케줄링을 가능하게 하기 위한 채널 품질 추정을 위해 사용된다. 이때, SRS 전송은 상향링크 데이터 전송 및/또는 상향링크 제어정보 전송과 관계 없이 수행된다. 다만, SRS 는 전력 제어 향상을 위한 목적 또는 근래 스케줄링되지 않은 단말들에 대한 다양한 신규 기능들을 제공하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 신규 기능들은 초기 MCS (Modulation and Coding Scheme) 선택, 데이터 전송을 위한 초기 전력 제어, 시간 우선 (TA: Timing Advanced) 및 소위 주파수 준 선택적 스케줄링을 포함한다. 이때, 주파수 준 선택적 스케줄링은 주파수 자원이 서브프레임의 첫 번째 슬롯에 선택적으로 할당되고 의사 랜덤하게 두 번째 슬롯의 다른 주파수로 호핑되는 것을 의미한다.

또한, SRS 는 무선 채널의 상향링크 및 하향링크가 서로 상호적이라는 가정 하에 하향링크 채널 품질 추정을 위해서 사용될 수 있다. 이런 가정은 상향링크 및 하향링크에서 동일한 주파수 스팩트럼을 공유하고 시간 영역에서 분리되어 있는 시간 분할 다중(TDD) 시스템에 특히 유효하다.

셀들 내에서 어떠한 단말이 전송하는 SRS 가 전송되는 서브프레임들은 셀 특정 방송 시그널링(Cell-Specific broadcast signaling)에 의해 지시된다. 셀 특정 'srsSubframeConfiguration' 파라미터는 각 무선 프레임 내에서 SRS 가 전송될 수 있는 15 개의 가능한 서브프레임들의 집합을 지시한다. 이러한 구성은 배치 시나리오 상에 따른 SRS 오버헤드를 조정하는데 유연성을 줄 수 있다. 셀 내에서 16 번째 구성은 주로 고속 단말에 대한 접근으로, 셀 내에서 SRS 를 완전히 오프하도록 변경한다.

SRS 전송은 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼에 구성된다. 그러므로, SRS 및 DM-RS 는 서로 다른 SC-FDMA 심볼들에 위치한다. 또한, PUSCH 데이터 전송은 SRS 에 할당된 SC-FDMA 심볼 상에는 허락되지 않으며, 최악의 경우에 SRS 오버헤드는 매 서브프레임에서 약 7% 정도 발생할 수 있다.

각 SRS 심볼은 주어진 시간 구간 및 대역폭에서 기본 시퀀스들에 의해 생성되고, 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시퀀스를 이용한다. 이때, 셀 내에서 다수의 단말들로부터의 SRS 전송들은 각각 기본 시퀀스의 서로 다른 순환 천이에 의해 직교적으로 구분될 수 있다. 다른 셀들로부터의 SRS 시퀀스들은 셀들 간에 서로 다른 기본 시퀀스들을 할당함으로써 구분될 수 있다. 다만, 기본 기퀀스들 간에는 직교성이 보장되지는 않는다.

1.3.2 단말 사운딩 신호 전송 방법

이하에서는 단말이 사운딩 참조 신호를 전송하는 방법들에 대해서 설명한다.

단말은 두 가지 트리거 타입에 기반하여 서빙 셀마다 SRS 자원 상에서 SRS 를 전송할 수 있다. 트리커 타입 0 (trigger type 0)은 상위 계층 시그널링에 의해 지시되는 주기적 SRS 전송 방법을 의미하고, 트리거 타입 1 (trigger type 1)은 FDD 및 TDD 방식에 대해 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI 포맷 0/4/1A 또는 TDD 방식에 대해 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI 포맷 2B/2C/2D 을 통해 요청되는 비주기적 SRS 전송 방법을 의미한다.

트리거 타입 0 및 1 에 따른 SRS 전송이 동일한 서빙 셀 내의 동일한 서브프레임에서 발생하는 경우에, 단말은 트리거 타입 1 에 따른 SRS 전송만을 수행한다. 단말은 각 서빙 셀마다 트리거 타입 0 및/또는 트리거 타입 1 에 대한 SRS 파라미터로 구성될 수 있다. 이하에서는 트리거 타입 0 및/또는 트리거 타입 1 에 대해 상위 계층 신호에 의해 서빙 셀 특정 또는 반-정적으로 구성되는 SRS 파라미터들에 대해 설명한다.

3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.2 절에 정의된 전송 콤브

(Transmission comb)는 트리거 타입 0 및 각각의 트리거 타입 1 에 대해 구성된다.

3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.2 절에 정의된 물리 자원 블록 할당 시작(Starting physical resource block assignment) n _RRC 파라미터는 트리거 타입 0 및 각각의 트리거 타입 1 에 대해 구성된다.

트리거 타입 0 에 대해서 지속 시간(duration) 파라미터는 단일 서브프레임 또는 해제될 때까지 무기한으로 대해 구성될 수 있다.

트리거 타입 0 에 대해서 SRS 전송 주기 T _SRS 및 SRS 서브프레임 오프셋 T _offset 을 나타내는 srs-ConfigIndex I_SRS 파라미터는 이하에서 설명할 표 7 및 8 에 정의되어 있고, 트리거 타입 1 에 대해서 SRS 전송 주기 T _SRS,1 및 SRS 서브프레임 오프셋 T _offset,1를 나타내는 srs-ConfigIndex I_SRS 파라미터는 이하에서 설명할 표 2 및 3 에 정의되어 있다.

3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.2 절에 정의된 SRS 대역폭 B _SRS 파라미터는 트리거 타입 0 및 각각의 트리거 타입 1 에 대해 구성된다.

3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.2 절에 정의된 주파수 홉핑 대역폭 b _hop 파라미터는 트리거 타입 0 에 대해 구성된다.

3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.1 절에 정의된 순환 천이

파라미터는 트리거 타입 0 및 각각의 트리거 타입 1 에 대해 구성된다.

안테나 포트 번호 N _p 파라미터는 트리거 타입 0 및 각각의 트리거 타입 1 에 대해 구성된다.

트리거 타입 1 및 DCI 포맷 4 를 위해 세 개의 SRS 파라미터 집합들(예를 들어, srs-ConfigApDCI-Format4)이 상위 계층 신호에 의해 구성된다. DCI 포맷 4 에 포함된 2 비트의 SRS 요청 필드는 다음 표 2 에 주어진 SRS 파라미터 집합을 지시한다.

트리거 타입 1 및 DCI 포맷 0 에 대해서 하나의 SRS 파라미터 집합 srs-ConfigApCDI-Format0 이 상위 계층 시그널링에 의해 구성된다. 트리거 타입 1 및 DCI 포맷 1A/2B/2C/2D 에 대해서 하나의 공통 SRS 파라미터 집합 srs-ConfigApCDI-Format1a2b2c 는 상위 계층 시그널링에 의해 구성된다.

DCI 포맷 0/1A/2B/2C/2D 에 포함된 1 비트의 SRS 요청 필드가 '1'로 설정되면 트리거 타입 1 을 트리거할 수 있다 (즉, 포지티브 SRS 요청). 단말이 상위 계층 시그널링에 의해 DCI 포맷 0/1A/2B/2C/2D 에 대해 SRS 파라미터들로 구성되면, 프레임 구조 타입 1 에 대해 DCI 포맷 0/1A 내에 1 비트의 SRS 요청 필드가 포함되고, 프레임 구조 타입 2 에 대해 DCI 포맷 0/1A/2B/2C/2D 내에 1 비트의 SRS 요청 필드가 포함된다.

서빙 셀 특정 SRS 전송 대역 C _SRS 및 서빙 셀 특정 SRS 전송 서브프레임들은 상위 계층 시그널링(예를 들어, MAC, RRC 메시지 등)에 의해 구성된다.

전송 안테나 선택을 지원하는 단말에 대해서 주어진 서빙 셀에 대해 안테나 선택이 활성화되면, 시간 n _SRS 에 전송되는 SRS 를 전송하는 단말 안테나의 인덱스는 다음 수학식 1 또는 수학식 2 와 같이 주어진다.

수학식 1 은 사운딩 대역의 일부 또는 전부에 대해서 주파수 호핑이 비활성화된 경우 (즉, b _hop ≥ B _SRS)의 단말 안테나 인덱스를 나타낸다.

수학식 2 는 주파수 호핑이 활성화 된 경우 (즉, b _hop ＜ B _SRS)의 단말 안테나 인덱스를 나타낸다. 수학식 1 및 2 에서 파라미터 값들 B _SRS, b _hop, N _b, 및 n _SRS 은 3GPP TS 36.211 규격 문서의 5.5.3.2 절을 참조할 수 있다. 또한, 단일 SRS 전송이 단말에 구성된 경우를 제외하고

로 설정된다. 이때, N _b 값에 관계 없이

임을 가정한다. 만약, 단말이 하나 이상의 서빙셀들로 구성되면, 단말은 서로 다른 안테나 포트들을 통해 동시에 SRS 를 전송하는 것으로 기대하지 않는다.

단말이 서빙셀에서 N _p 개의 안테나 포트들 상에서 SRS 을 전송하도록 구성될 수 있다. N _p 값은 상위 계층 신호로 단말에 알려질 수 있다. PUSCH 전송모드 1 에 대해서, N _p ∈ {0,1,2,4} 이고, 두 개의 안테나 포트로 구성된 PUSCH 에 대한 PUSCH 전송 모드 2 에 대해서 N _p ∈ {0,1,2} 이고, PUSCH 를 위해 구성된 4 안테나 포트에 대해 N _p ∈ {0,1,4} 이다.

서빙셀의 다중 안테나 포트들 상에서 SRS 를 전송하도록 구성된 단말은 해당 서빙 셀의 동일 서브프레임의 하나의 SC-FDAM 심볼 내에서 구성된 전송 안테나 포트들 모두에 대해 SRS 를 전송해야 한다. SRS 전송 대역폭 및 시작 물리 자원 블록 할당 파라미터들은 해당 서빙 셀의 구성된 모든 안테나 포트들에 대해서 동일하게 설정된다.

다중 시간 우선 그룹(TAG: Timing Advanced Group)들로 구성되지 않은 단말은 SRS 및 PUSCH 전송이 동일한 심볼에서 중복될 때 마다 SRS 를 전송하지 않는다. TAG 는 캐리어 결합(CA) 환경에서 기지국과 상향링크 동기를 맞추기 위한 TA 가 동일한 서빙 셀들의 그룹을 의미한다.

TDD 에 대해서, 주어진 서빙 셀의 UpPTS 내에 SC-FDMA 심볼이 하나 존재하면, SC-FDMA 심볼은 SRS 전송을 위해 사용될 수 있다. 주어진 서빙 셀의 UpPTS 내에 SC-FDMA 심볼이 두 개 존재하면, 두 개의 SC-FDAM 심볼들이 동일 단말에 할당될 수 있고, 모두 SRS 전송에 사용될 수 있다.

다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 트리거 타입 0 SRS 전송과 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송이 충돌하면 트리거 타입 0 SRS 전송을 수행하지 않는다. 다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 트리거 타입 1 SRS 전송과 PUCCH 포맷 2a/2b 전송 또는 HARQ 정보 전송을 위한 PUCCH 포맷 2 전송이 충돌하면 트리거 타입 1 SRS 전송을 수행하지 않는다. 다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 HARQ 정보 전송을 제외한 PUCCH 포맷 2 전송과 트리거 타입 1 SRS 전송이 충돌하면 HARQ 정보 전송을 제외한 PUCCH 포맷 2 전송을 수행하지 않는다.

ackNackSRS-SimultaneousTransmission 파라미터가 'FALSE'로 설정되면, 다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 SRS 전송과 HARQ-ACK 정보 전송을 위한 PUCCH 전송 및/또는 포지티브 SR 이 충돌하면 SRS 전송을 수행하지 않는다. ackNackSRS-SimultaneousTransmission 파라미터가 'TRUE'로 설정되면, 다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 SRS 전송과 HARQ-ACK 정보 전송을 위한 PUCCH 전송 및/또는 축소된 포맷을 사용하는 포지티브 SR 이 충돌하면 SRS 전송을 수행한다.

다중 TAG 로 구성되지 않은 단말은 동일 서브프레임 내에서 SRS 전송과 HARQ 정보 전송을 위한 PUCCH 전송 및/또는 일반 PUCCH 포맷을 사용하는 포지티브 SR 이 충돌하면 SRS 전송을 수행하지 않는다.

UpPTS 에서 SRS 전송 구간이 프리엠블 포맷 4 를 위한 PRACH 영역과 중첩되거나 서빙 셀 내에 구성된 상향링크 시스템 대역폭의 범위를 초과하면, 단말은 SRS 전송을 수행하지 않는다.

상위 계층에 의해 제공되는 ackNackSRS-SimultaneousTransmission 파라미터에 의해 동일 서브프레임 내에서 단말이 HARQ-ACK 정보를 포함하는 PUCCH 와 SRS 를 동시에 전송할지 여부가 결정된다. 만약 단말이 동일 서브프레임에서 PUCCH 를 통한 HARQ-ACK 및 SRS 를 전송하도록 구성되면, 프라이머리 셀의 셀 특정 SRS 서브프레임들에서 단말은 축소된 PUCCH 포맷을 이용하여 HARQ-ACK 및 SR 을 전송한다. 이때, SRS 위치에 상응하는 HARQ-ACK 또는 SR 심볼은 펑쳐링된다. 단말이 프라이머리 셀의 셀 특정 SRS 서브프레임 내에서 SRS 전송을 하지 않는 경우에도, 축약된 PUCCH 포맷은 해당 서브프레임 내에서 사용된다. 그렇지 않으면, 단말은 일반 PUCCH 포맷 1/1a/1b 또는 일반 PUCCH 포맷 3 을 HARQ-ACK 및 SR 전송에 사용한다.

SRS 주기 T _SRS 파라미터 및 SRS 서브프레임 오프셋 T _offset 파라미터에 대한 트리거 타입 0 SRS 구성은 다음 표 3 및 4 에 FDD 및 TDD 에 대해서 각각 정의되어 있다.

SRS 전송주기 파라미터 T _SRS 는 서빙 셀에 특정되고, {2, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320} ms 의 집합 또는 서브프레임들로부터 선택된다. TDD 에서 2ms 의 T _SRS 주기 파라미터에 대해서 두 개의 SRS 자원들은 주어진 해당 서빙 셀에서 UL 서브프레임들을 포함하는 하프 프레임 내에 구성된다.

T _SRS＞ 2 인 TDD 또는 FDD 에 대해, 주어진 서빙 셀 내에서 트리거 타입 0 인 SRS 전송 인스턴스들(instances)은 (10·n _f + k _SRS - T _offset)modT _SRS = 0 을 만족하는 서브프레임들로 결정된다. 이때, FDD 에 대해서 k _SRS = {0,1,...,9} 는 프레임 내의 서브프레임 인덱스를 의미하고, TDD 에 대해 k _SRS 는 다음 표 5 에 의해 정의된다. 또한, T _SRS = 2 인 TDD 에 대해 SRS 전송 인스턴스는 (k _SRS - T _offset)mod5 = 0 를 만족하는 서브프레임들이다.

서빙셀 내에서 트리거 타입 1 인 SRS 전송에 대해, SRS 전송 주기 T _SRS,1 및 SRS 서브프레임 오프셋 T _offset,1 은 다음 표 6 및 7 에 FDD 및 TDD 로 각각 정의된다.

SRS 전송에 대한 주기 파라미터 T _SRS,1 는 서빙 셀 특정 값이고 서브프레임들 또는 {2, 5, 10} ms 집합으로부터 선택된다. TDD 에서 2ms 의 SRS 전송주기에 대해서, 두 개의 SRS 자원들은 주어진 서빙 셀에서 UL 서브프레임들을 포함하는 하프 프레임 내에 구성된다.

서빙셀 c 에서 타입 1 SRS 전송으로 구성되고 캐리어 지시자 필드에 의해 구성되지 않은 단말은 서빙셀 c 상에서 PUSCH/PDSCH 를 스케줄링하는 PDCCH/EPDCCH 내의 포지티브 SRS 요청을 검출하는 경우 서빙셀 c 에서 SRS 를 전송한다.

서빙셀 c 에서 타입 1 SRS 전송으로 구성되고 캐리어 지시자 필드에 의해 구성된 단말은 PUSCH/PDSCH 를 스케줄링하는 PDCCH/EPDCCH 내의 포지티브 SRS 요청의 검출시 캐리어 지시자 필드와 상응하는 서빙셀 c 상에서 SRS 를 전송한다.

서빙셀 c 에서 타입 1 SRS 전송으로 구성된 단말이 서빙셀 c 의 서브프레임 n 에서 포지티브 SRS 요청을 검출하면 FDD 및 T _SRS,1＞ 2 인 TDD 에 대해 n + k,k ≥ 4 및 (10·n _f + k _SRS - T _offset,1)modT _SRS,1 = 0 을 만족하는 첫 번째 서브프레임 내에서 SRS 전송을 시작한다. 또는, 단말은 T _SRS,1 = 2 인 TDD 에 대해서 (k _SRS - T _offset,1)mod5 = 0 을 만족하는 첫 번째 서브프레임에서 SRS 전송을 시작한다. 이때, FDD 에 대해 프레임 n _f 내에서 k _SRS = {0,1,...,9} 는 서브프레임 인덱스를 나타낸다.

트리거 타입 1 SRS 전송으로 구성된 단말은 동일 서빙 셀 및 동일 서브프레임에 대해 상위 계층 시그널링에 의해 다른 값으로 구성된 트리거 타입 1 SRS 전송 파라미터와 관련된 타입 1 SRS 트리거링 이벤트를 수신하는 것으로 기대하지 않는다.

단말은 동일 서브프레임 내에서 랜덤 접속 과정에 기반한 경쟁의 일부로 동일한 전송 블록의 재전송 또는 임의 접속 응답에 상응하는 PUSCH 전송과 SRS 가 충돌하면 SRS 를 전송하지 않는다.

1.3.3 주기적 SRS 전송 및 비주기적 SRS 전송

도 8(a)는 주기적 SRS 전송의 개념을 나타내는 도면이고, 도 8(b)는 비주기적 SRS 전송의 개념을 나타내는 도면이다. 이때, 주기적 SRS 전송은 트리거 타입 0 인 SRS 전송을 의미하고, 비주기적 SRS 전송은 트리거 타입 1 인 SRS 전송을 의미한다.

먼저 주기적 SRS 전송에 대해서 설명한다. 도 8(a)를 참조하면, SRS 전송을 위한 SRS 전송 파라미터들은 기지국으로부터 상위계층 시그널(예를 들어, RRC 신호)를 통해 단말에 전송된다 (S810).

SRS 전송 파라미터는 하나의 SRS 전송이 차지하는 대역폭을 나타내는 SRS 전송 대역폭 파라미터, SRS 전송이 주파수 상으로 호핑하는 주파수 영역을 나타내는 호핑 대역폭 파라미터, 주파수 영역 상 SRS 전송이 시작하는 위치를 나타내는 주파수 위치(frequency position) 파라미터, SRS 전송 위치 또는 패턴을 나타내기 위한 전송 콤브(transmission comb) 파라미터, SRS 간 구별을 위한 순환 천이(cyclic shift) 파라미터, SRS 전송 주기를 나타내는 주기 파라미터 및 SRS 가 전송되는 서브프레임을 지시하는 서브프레임 오프셋 파라미터가 포함될 수 있다. 이때, 서브프레임 오프셋 파라미터는 셀 특정 SRS 서브프레임 또는 단말 특정 SRS 서브프레임 등을 지시할 수 있다.

단말은 SRS 전송 파라미터를 기반으로 2ms 내지 160ms 의 정해진 시간 간격에서 주기적으로 SRS 전송을 수행할 수 있다 (S830).

이때, SRS 심볼들은 PUSCH 전송에 사용되면 안되므로, 셀 내 모든 단말들은 해당 셀 내 어떤 서브프레임에서 SRS 전송이 일어나는지 여부를 미리 알고 있을 수 있다.

다음으로 비주기적 SRS 전송에 대해서 설명한다. 비주기적 SRS 전송은 스케줄링 승인의 일부로써 PDCCH 상의 시그널링으로 트리거된다. 비주기적 SRS 전송의 주파수 영역 구조는 주기적 SRS 와 동일하다. 다만, 비주기적 SRS 가 언제 전송되는지는 상위 계층 시그널링을 통해 단말 별로 설정된다.

도 8(b)를 참조하면, SRS 전송을 위한 SRS 전송 파라미터들은 기지국으로부터 상위계층 시그널(예를 들어, RRC 신호)를 통해 단말에 전송된다 (S820).

이때, 비주기적 SRS 전송에서 사용되는 SRS 전송 파라미터들은 기본적으로 주기적 SRS 전송에 사용되는 SRS 전송 파라미터들과 동일하다.

기지국은 비주기적 SRS 전송을 요구하는 경우에, SRS 요청 필드가 설정된 PDCCH 신호 또는 E-PDCCH 신호를 단말에 전송한다. 이때, E-PDCCH 신호는 PDSCH 영역을 통해 전송되는 제어 정보를 의미한다. 또한, PDCCH 신호에 대한 설명은 상술한 1 절을 참조할 수 있다 (S840).

S840 단계에서 명시적으로 비주기적 SRS 전송을 요구 받은 단말은 해당 서브프레임에서 비주기적 SRS 전송을 수행할 수 있다 (S860).

2. 밀리미터 웨이브(mmWave)

2.1 LoS (Line of Sight)와 NLoS (Non Line of Sight)의 특성

mmWave 신호는 쉐도잉(shadowing)에 매우 민감하다. 예를 들어, mmWave 신호는 벽 등의 장애물로 인해 40dB 내지 80dB 의 신호 감쇄가 발생하고, 사람의 몸 그 자체에 의해서도 20 내지 35 dB 의 신호 감쇄 쉽게 발생할 수 있다. 또한, 사람의 몸 및 많은 외부의 물질들은 매우 mmWave 신호의 전달에 대해서 매우 심각한 전파 지연을 발생시킬 수 있다.

도 9 는 실내에서 mmWave 신호가 전송되는 상황을 설명하기 위한 도면이고, 도 10 은 사람에 의해 mmWave 신호의 감쇄가 발생하는 경우를 나타내는 도면이다.

일반적으로 사람이 달릴 때 14.4km/h 정도, 걸을 때는 4.8km/h 정도 속도로 이동하며, 단거리 달리기 선수가 달릴 때 평균 약 10m/s 정도로 이동하는 것을 가정한다. 이러한 정보를 기반으로 도 9 에서 도시한 실내 환경에서 mmWave 신호의 전파 감쇄를 측정하여 도 10 과 같은 결과를 얻을 수 있다. mmWave 신호의 전파 감쇄를 측정하기 위한 측정 파라미터는 다음과 같다.

(1) Agilent E8361A vector network analyzer

(2) Vertical polarized circular horn antennas : 20dBi

(3) Half beamwidth : 10 degree

도 10(a)는 장애 물체가 없는 LoS 환경에서 mmWave 신호를 측정한 결과이며, 도 10(b)는 사람의 몸에 의한 전파 감쇄가 발생하는 NLoS 환경에서의 mmWave 신호를 측정한 결과이다. 도 10 을 참조하면 LoS/NLoS 환경의 차이가 5m 이내에서 약 15dB 차이가 난다. 28GHz 대역에서는 100m 거리에서 LoS/NLoS 전력 손실 차는 약 43dB 가 발생할 수 있다.

도 9 및 도 10 에서 0.6 m/s 로 움직이는 사람에 의한 LoS 에서 NLoS 로의 (LoS/NLoS) 전이 시간(transition time)은 약 150ms 정도이다. 따라서, 10m/s 로 움직이는 물체의 LoS/NLoS 전이 시간 변화는

정도로 나타낼 수 있다. 만약, 사람 손의 갑작스런 스윙이나, 다른 특수한 상황에서는 이러한 전이 시간 변화는 더 짧아 질 수 있다. 따라서 이러한 LoS/NLoS 환경의 전이 시간 구간은 단말의 움직임과 환경 변화에 의해 발생하기 때문에, LoS/NLoS 변화를 예측하기가 매우 어렵다.

도 11 은 주파수에 따른 LoS/NLoS 전이 시간의 변화와 수신 전력과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 11 에서 가로 축은 시간 영역을 세로 축은 주파수 영역을 나타낸다.

도 11 을 참조하면, LoS 에서 NLoS 로의 전이 시간은 주파수가 높은 환경에서는 매우 급격히 변화하고, 주파수가 낮은 환경에서는 그 변화율이 낮아진다. 그러나, 주파수가 낮은 환경에서는 LoS/NLoS 간 전력 차가 작아질 수 있다.

도 11 과 같이 LoS 에서 NLoS 또는 NLoS 에서 LoS 로 변할 때 전력 감쇄나 증가하는 시간은 어떻게 LoS 에서 NLoS 로 변화하는지에 따라 변경될 수 있다. 고주파 영역에서, LoS/NLoS 천이 시 수신 신호 감쇄 폭은 커지고, 저주파에서는 수신 신호 감쇄 폭이 작거나 거의 나타나지 않는다. 인접한 밴드 사이에서는 어느 시간 t 에서 순간 전력 감소 기울기는 거의 비슷하게 발생한다.

상술한 바와 같이, mmWave 시스템은 초고주파 대역에서 동작할 가능성이 매우 크다. 즉, mmWave 신호에 대해 LoS/NLoS 간 천이는 외부 환경에 매우 민감하게 변동할 수 있다.

도 12 는 mmWave 하향링크 수신 신호 변화로 인해 이전 CQI 피드백을 기반으로 동작시 신호 검출이 실패할 수 있음을 나타내기 위한 도면이다.

도 12 는 8 HARQ 절차에 의해서 CQI 를 통해 얻어진 채널 정보를 디코딩하고, 그 정보를 통해 DCI 포맷, MCS(modulation and coding scheme) 및 RV(redundancy version) 등의 정보를 결정하는 과정을 나타낸다. 이때의 mmWave 링크에서 LoS 에서 NLoS 로 변하는 천이 시간(transition time) 이 발생 했을 때, CQI 정보가 쓸모 없게(outdated) 되는 상황을 확인할 수 있다.

하향링크 전송이 시작되는 시간은 4 TTI (LTE 기준 4ms)정도라고 할 때, 이러한 LoS/NLoS 간 천이가 발생하게 되면, 기존 시스템에서 가장 최신에 검출된 CQI 정보는 mmWave 특성 상 LoS 가 NLoS 상황으로 변할 때 잘못된 채널 정보를 가지게 될 가능성이 매우 크다. 따라서, 기지국은 잘못된 MCS 및 RV 등 스케줄링 정보를 단말에게 전송하게 되어 신호 검출에 대해 실패 가능성이 많아지고, 시스템 내 처리량(throughput) 성능 열화를 유발할 수 있다.

mmWave 하향링크의 채널 변화를 극복하는 가장 간단한 해결 방법은 단말이 CQI 피드백을 더 자주 보내도록 설정하는 것이다. LTE 시스템의 FDD 기준으로 볼 때 CQI 보고시 가장 작은 주기는 2 개 서브프레임 주기이다. 하지만, 기지국에서 수신한 CQI 를 디코딩하기 위한 비용 효율(Cost efficient) 측면에서 (빠른 처리 시간(processing time) 요구) 부담이 될 수 있다. 또한, 기지국이 새로운 CQI 피드백을 기지국이 수신하여 디코딩하는데 필요한 시간에 다시 LoS/NLoS 간 천이가 발생함으로써, 새로 수신한 CQI 마저도 쓸모 없게 되는 현상이 발생 할 수 있다. 게다가, CQI 는 SINR(signal-to-noise-plus-interference ratio) 기반 정보를 피드백하는 지시자로써, 기지국이 수신한 CQI 자체에는 이미 수신 신호에 대한 간섭에 의한 정보도 포함되어 있다.

따라서, 단말 및/또는 기지국에서 LoS/NLoS 천이를 구별하기 위해서는 해당 시점에서 수신 전력 기반의 측정으로 판단하는 것이 바람직하다. 수신 전력 기반의 채널 정보를 보내기 위한 방법으로, 단말이 하향링크 참조신호의 RSRP 를 측정하여 보고하는 피드백 방법이 있다. 다만, RSRP 는 일반적으로 긴 시간 구간(long term)에 대한 채널 측정에 바람직하다. 왜냐하면, 단말이 RSRP 를 측정하는데 걸리는 최대 허용 시간은 200ms 로 mmWave 시스템 관점에서는 너무 긴 시간이다. 즉, LoS/NLoS 천이는 짧은 시간 구간(short term)에서의 채널 측정 관점에서 판단해야 하기 때문에, 기존의 채널 상황을 보고하는 방법으로는 mmWave 시스템의 LoS/NLoS 천이를 검출하고 이에 따른 MCS 등을 조절하기 어렵다.

이하에서는 기지국이 LoS 에서 NLoS 로 변화하는 상황을 바로 검출할 수 있도록 새로운 참조 신호를 구성하는 방법들에 대해서 설명한다. 또한, 기지국에서 이러한 참조신호 및 최근에 수신한 CQI 를 현재 채널 상태에 맡게 보정함으로써, 기존의 CQI 보고 주기는 유지함으로써 레가시 시스템을 보장하고, mmWave 시스템에서 채널의 심대한 천이를 극복할 수 있는 방법들에 대해서 설명한다.

3. 새로운 상향링크 참조신호

3.1 LoS/NLoS 측정 방법 및 MCS 보정 방법

본 발명의 실시예들은 mmWave 시스템의 하향링크가 LoS 에서 NLoS 상황으로 급격하게 변하는 상황이 발생할 때, mmWave 기지국이 즉각적인(instantaneous) 하향링크 채널 변화를 극복하기 위해, 단말에서 사용할 새로운 상향링크 참조신호를 구성하는 방법들 및 새로운 참조 신호들을 이용한 데이터 전송 방법들에 대해서 설명한다.

LTE/LTE-A 시스템에서 SRS(sounding reference signal)는 상향링크의 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용된다. 이때, 기지국은 SRS 를 토대로 측정한 채널 정보를 기반으로 추산된 상향링크 제어 정보를 단말에게 제공하기 위해 사용된다.

이와는 달리, 본 발명의 실시예들에서 제안 하는 새로운 상향링크 참조신호는 mmWave 하향링크에서 LoS 에서 NLoS 로 또는 반대 상황이 심대하고 급변하게 발생 될 때 생기는 채널 변화를 빠르게 기지국이 예측하고, 보정하기 위해 전송되는 상향링크 참조신호이다. 본 발명의 실시예들에서는 이러한 새로운 상향링크 참조 신호를 mmWave 참조신호(mW-RS: mmWave Reference Signal)라고 정의한다. 이때, mW-RS 는 기지국에서 채널 상태를 판단하기 위한 CQI 정보를 조정하기 위해 사용되는 의미에서 CQI 보조 RS(CQI assistant RS)로 불릴 수 있다.

기지국은 mmWave UL-RS 를 기반으로 측정한 채널 정보와 가장 최근에 획득한 CQI 정보를 기반으로, 하향링크 채널에 대해서 보정된 스케줄링정보(예를 들어, MCS 와 RV 등)를 단말에 전송할 수 있다.

도 13 은 LoS/NLoS 천이 발생시 새로운 mW-RS 를 기반으로 기지국에서 수신전력을 측정 및 스케줄링정보를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예들에서 제안되는 mW-RS 의 전송은 단말에서 자체적으로 트리거하거나 기지국에서 트리거할 수 있다. mmWave 단말은 mmWave 동작을 지원하는 단말을 의미한다. 이하에서 설명하는 단말은 별다른 정의가 없는 한 mmWave 단말을 의미한다.

도 13 을 참조하면, 기지국은 mW-RS 를 구성하기 위해 필요한 mW-RS 구성 정보 및/또는 mW-RS 가 전송되는 시간 간격에 대한 정보를 포함하는 상위계층 신호(예를 들어, RRC 신호)를 단말에 전송할 수 있다 (S1301).

기지국은 하향링크 참조신호를 단말에 전송하고, 단말은 하향링크 참조신호를 기반으로 수신전력을 측정할 수 있다. 이때, 하향링크 참조신호의 일례로 셀 특정 참조신호(CRS: Cell-specific RS)를 예로 들 수 있다. CRS 는 서브프레임의 각 슬롯당 1 OFDM 심볼에서 전송된다(S1303, S1305, S1307, S1309).

단말은 소정 시간 구간에서 수신한 CRS 들을 기반으로 수신전력을 측정하여 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 단말은 각 슬롯마다 수신한 CRS 를 기반으로 수신전력을 측정하거나, 서브프레임 단위로 수신된 CRS 들을 기반으로 수신전력을 측정할 수 있다. 따라서, 단말은 측정한 수신전력들의 크기를 비교하여 LoS/NLoS 천이가 발생하였는지 확인하고, mW-RS 의 전송 여부를 판단할 수 있다 (S1311).

다만, mmWave 환경에서 LoS/NLoS 천이는 불특정하고 매우 빠르게 발생하므로, 수신전력을 측정하여 비교하는 시간 구간의 길이는 길지 않은 것이 바람직하다.

S1311 단계에서, S1305 단계 및 S1309 단계에서 측정한 수신전력들의 차이가 크지 않은 경우에는 단말은 LoS/NLoS 간 천이가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우에는 단말은 레가시 시스템에서 정해진 주기 또는 요청에 따라 해당 채널에 대한 CQI 를 포함하는 CSI 를 기지국에 보고할 수 있다. 이러한 경우에는 단말은 mW-RS 를 전송하지 않는다.

그러나, S1305 단계 및 S1309 단계에서 측정한 수신전력들의 차이가 큰 경우에는 단말은 LoS/NLoS 간 천이가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우에는 단말은 S1311 단계에서 mW-RS 의 전송을 결정할 수 있다.

S1313 단계는 단말이 CSI 를 기지국으로 보고하는 과정이다. 본 발명의 실시예들에서 CSI 는 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있다.

또한, 단말이 S1311 단계에서 LoS-NLoS 간 천이가 발생하였음을 인식하였으므로, 기지국으로 mW-RS 를 생성 및 전송할 수 있다 (S1315).

기지국은 수신한 mW-RS 를 기반으로 수신전력을 측정하여 현재 단말과의 채널 상태를 확인할 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크의 채널은 서로 유사함을 가정한다. 기지국은 S1313 단계에서 주기적 또는 비주기적으로 CSI 를 수신하여 해당 채널에 대한 롱텀 채널 정보인 CQI 를 획득할 수 있다. 또한, 기지국은 S1315 단계에서 수신한 mW-RS 를 기반으로 측정한 수신전력을 기반으로 현재 채널의 상태를 알 수 있다. 따라서, 기지국은 CQI 를 기반으로 MCS 를 선택하되, S1315 단계에서 측정한 수신전력을 기반으로 선택한 MCS 를 보정할 수 있다 (S1317).

즉, 기지국은 S1317 단계에서 최근에 수신한 CQI 정보와 mW-RS 를 기반으로 측정한 수신전력을 기반으로 이후 전송할 데이터에 적용될 MCS 를 결정할 수 있다. 이후, 기지국은 LoS-NLoS 간 천이에 따라 조정된 MCS 를 지시하는 MCS 인덱스(IMCS)를 단말에 전송할 수 있다 (S1319).

3.2 mW-RS 할당 위치

도 14 는 DL-RS, SRS 및 mW-RS 가 할당되는 위치의 일례를 나타내는 도면이다.

도 14 는 기본적으로 도 2 (a)에서 설명한 LTE 시스템의 프레임 구조를 갖는 것을 가정한다. 즉, 하나의 서브프레임은 1ms 단위로 두 개의 슬롯으로 구성되며, 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼로 구성되는 것을 가정한다. 또한, CQI 는 주기적으로 보고되고, 그 주기는 2 서브프레임인 것을 가정한다.

도 14 를 참조하면, DL-RS(예를 들어, CRS, DM-RS, CSI-RS 등)는 매 서브프레임의 매 슬롯에서 1 개의 OFDM 을 이용하여 전송된다. 또한 SRS 는 도 7 에서 설명한 방법과 같이 전송될 수 있다. 이때, 본 발명에서 제안하는 mW-RS 는 CQI 가 전송된 서브프레임의 다음 서브프레임에서 각 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. 이때, mW-RS 는 n 개의 RB 로 구성될 수 있다.

도 14 는 도 13 에서 설명한 방법에 적용될 수 있다. 예를 들어, S1313 단계에서 CSI 가 보고되는 서브프레임(SF: SubFrame)이 SF#n 이면, mW-RS 가 전송되는 SF 는 SF#n+1 로 설정될 수 있다. 또한, mW-RS 는 일정 간격으로 소정 횟수만큼 전송될 수 있다.

도 15 는 mW-RS 를 전송하는 방법을 시간 상에서 나타낸 도면이다.

도 15 를 참조하면, 서브프레임의 기본 구조는 도 14 와 동일하다. 다만, 도 15 에서는 설명의 편의를 위해 슬롯 번호로 구분되어 있다. 도 15 는 도 13 에서 설명한 방법을 시간 슬롯 상에서 나타낸 것이다. 도 15 에서는 슬롯 0(slot 0)의 네 번째 OFDM 심볼에서부터 LoS/NLoS 천이가 발생하는 경우를 가정한다.

단말은 슬롯 0 에서 전송된 CRS 를 기반으로 수신전력 A1 을 측정하고, 슬롯 1 에서 전송된 CRS 를 기반으로 수신전력 A2 를 측정한다. 이와 같이 수신전력 A3, A4 및 A0 가 측정될 수 있다. 즉, 단말은 측정한 수신전력들을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단할 수 있다.

본 실시예의 다른 측면으로, 도 15 에서 A0, A1 및 A2 는 mW-RS 2 개가 전송된 이후의 하향링크 참조신호에 대한 수신 전력이라고 가정한다. 단말은 수신전력 간의 차 A0-A1 이 A1-A2 또는 A0-A2 와 비슷하지 않으면, 하향 링크 채널이 LoS 에서 NLoS 로의 천이 또는 NLoS 에서 LoS 로 천이가 발생하였음을 인지하고, 바로 제안한 참조 신호를 상향링크를 통해 전송할 수 있다. 만약, 수신전력 간의 차가 비슷하다면, 단말은 mW-RS 를 상향링크를 통해 전송하지 않는다.

도 15 에서 설명한 내용은 S1303 단계 내지 S1315 단계의 설명에 참조될 수 있다.

3.3 mW-RS 전송 간격

도 16 은 mW-RS 의 전송 위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 17 은 mW-RS 의 전송 간격을 설명하기 위한 도면이다.

도 16 은 CQI 전송 주기를 서브프레임 단위로 설명하고 있다. 종례 기술에서는 CQI 보고 주기가 5 프레임마다인 것을 예로 들 수 있다. 이때, 도 16(a)는 mmWave 시스템에서 LoS/NLoS 천이를 검출하기 위해 CQI 주기를 줄이는 방법에 대해 도시되어 있다. 다만, mmWave 하향링크의 채널 변화를 극복하기 위해 CQI 주기를 빠르게 가져 가는 방법은 기지국이 CQI 피드백을 처리하는 시간 동안 변화하는 채널 변화를 예측하기가 어렵고, 상향링크 오버헤드 관점에서도 좋은 방법이 아니다.

또한, CQI 가 전송되는 서브프레임에서 mW-RS 를 배치 하지 않은 이유는 도 17 과 같이 mW-RS 간에 적절한 간격을 유지하여 배치해야, 기지국 및/또는 단말에서 LoS/NLoS 천이를 확인 할 수 있기 때문이다.

만약, CQI 가 전송되는 서브프레임의 두 번째 슬롯에서 mW-RS 가 전송된다면, mW-RS 간의 전송 간격을 유지 하기 어렵고 리소스 효율 측면에서도 중복 낭비가 발생할 수 있다. 그러나, 더 정밀한 하향링크 채널 추정을 위해서 일정한 조건 하에 CQI 가 포함된 서브프레임에서도 mW-RS 가 할당되고 전송될 수 있다.

도 16(b)는 mW-RS 는 CQI 가 전송되는 서브프레임(또는, 심볼) 다음에 할당되는 경우를 나타낸다. CQI 가 주기적 또는 비주기적으로 전송되는 경우, 해당 CQI 가 전송된 다음 서브프레임에서 두 개의 슬롯에서 각각 1 회씩 두 번 전송될 수 있다.

도 17 은 LoS 에서 NLoS 로 변하는 채널을 고려 할 때 mW-RS 의 간격을 고려하는 방법을 나타낸 것이다. mW-RS 신호들의 간격은 다음 수학식 3 의 조건을 고려하여 설계되고, RRC 를 통해 미리 설정될 수 있다.

수학식 3 을 참조하면,

는 노이즈 변동 시간, RS _period 는 mW-RS 의 전송 주기,

는 링크가 LoS 에서 NLoS 또는 그 반대로 완전히 포화(saturation)되는 시간을 나타낸다.

두 개의 mW-RS 간 간격이 수학식 3 의 조건보다 멀어지면, LoS 에서 NLoS 로 변화하는 정도를 예측 할 때, 도 17(b)와 같이 천이 구간을 넘어 NLoS 상태로 어느 정도 지난 상태에서 두 참조 신호간의 전력 차를 구할 가능성이 커지므로 천이 구간 내의 전력 차의 계산에 오류가 날수 있다.

반대로 두 개의 mW-RS 간 간격을 너무 가까이 두면, 도 17(c)과 같이 순간적인 노이즈 또는 기대하지 않은 환경적인 변화에 의한 감쇄나 증가하는 정도에 이 측정값이 민감해 질 수 있기 때문에 실제 채널을 추정할 때 문제가 될 수 있다. 따라서, 적절한 참조신호 간격을 유지하면, 이 기울기가 LoS/NLoS 천이하는 구간에서 상당히 유사하게(높은 correlation) 나타날 수 있다.

LoS 에서 NLoS 로 또는 그 반대로 변할 때의 전력 손실 기울기(단말이 CRS 를 기반으로 측정)가 이 변화시간 동안에 상당한 연관성(correlation)을 갖는 특성을 보인다면 새로운 mW-RS 를 낮은 밀도로 구성할 수 있다.

다음 수학식 4 는 mW-RS 가 배치되는 서브프레임을 결정하기 위한 방법을 정의한다.

수학식 4 는 CQI 가 피드백되는 서브프레임의 다음 서브프레임에서 mW-RS 를 할당하기 위한 수학식이다. 수학식 4 는 LTE/LTE-A 시스템에서 주기적 CQI 보고시 CQI 가 할당되는 서브프레임의 위치를 결정하기 위한 수식에 1 을 추가한 것이다. 수학식 4 를 통해, 주기적 CQI 피드백의 경우에 쉽게 mW-RS 가 할당되는 서브프레임의 위치를 찾을 수 있고, 기지국은 쉽게 mW-RS 를 디코딩하여 수신전력을 측정할 수 있다.

비주기적 CQI 피드백의 경우에도, 기지국은 PDCCH 에 포함되는 CSI 요청 필드를 통해 CQI 가 비주기적으로 보고되는 서브프레임을 확인할 수 있으므로, 단말에서 CQI 보고 트리거가 발생한 서브프레임의 다음 서브프레임에서 mW-RS 를 전송할 수 있다.

따라서, 기지국은 주기적 또는 비주기적 CQI 보고에서 mW-RS 의 전송 위치를 쉽게 알 수 있다. 기본적으로 mW-RS 의 전송 주기는 CQI 피드백의 전송 주기보다 짧은 주기로 구성될 수 있다.

3.4 SRS 와 mW-RS 를 이용하는 방법

이하에서는 본 발명의 실시예들 중 하나로서 기지국에서 LoS/NLoS 천이를 검출하기 위해 mW-RS 뿐 아니라 기존의 SRS 를 함께 이용하는 방법들에 대해서 설명한다.

도 18 은 LoS/NLoS 를 측정하기 위해 SRS 및 mW-RS 를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면 중 하나이다.

도 18 을 참조하면, 단말은 CQI 가 전송되는 다음 서브프레임부터 소정 개수의 mW-RS 를 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말은 연속한 4 개의 슬롯 (즉, 2 서브프레임)에서 mW-RS 를 기지국으로 전송할 수 있다.

따라서, 기지국은 4 개의 mW-RS 를 기반으로 수신전력(D1)을 측정할 수 있다. 또한, 기지국은 CQI 가 전송되는 서브프레임에서 함께 전송되는 SRS 를 기반으로 수신전력(D2)을 측정할 수 있다.

기지국은 SRS 및 mW-RS 를 이용하여 측정한 수신전력을 기반으로 순간 수신전력 차(Instanteneous power level difference)를 구하고, 이것을 통해 하향 링크가 LoS 에서 NLoS 로 변하는 순간을 판단할 수 있다. 따라서, 기지국은 최근에 획득한 CQI 나 다른 MCS, RV 등의 정보에 대해 기지국이 측정한 수신전력을 보정하여, LoS/NLoS 천이 상황에 적합한 DCI 포멧을 결정 및 하향링크로 전송할 수 있다.

본 실시예의 다른 측면으로, LoS/NLoS 천이 시간이 4 서브프레임 길이 보다 길고, mW-RS 를 할당하고자 하는 서브프레임에 이미 SRS 가 할당되어 있다면 상향링크 SRS (2ms SRS configuration)를 활용 할 수 도 있다.

도 19 는 LoS/NLoS 를 측정하기 위해 SRS 및 mW-RS 를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면 중 다른 하나이다.

본 실시예의 또 다른 측면으로, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 TA(time advance)가 되었다는 가정하에, LoS/NLoS 천이 시간이 2 서브프레임 길이 보다 짧을 경우, SRS 가 할당되는 슬롯의 바로 앞 슬롯의 마지막 SC-FDMA 심볼에 mW-RS 가 할당될 수 있다.

단말이 mW-RS 를 기지국에 전송하면, 기지국은 mW-RS 를 기반으로 수신 전력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 mW-RS 와 자도프추(Zedoff-chu) 시퀀스에 연관 시퀀스를 콘벌루션(convolution)하여, mW-RS 를 송신한 단말이 누구인지 확인할 수 있으며, mW-RS 들의 수신 전력의 평균을 구한다. 이후 기지국은 mW-RS 와 동일 서브프레임에서 수신한 SRS 의 수신전력에 대한 평균 차를 구하고, 하향링크에 데이터가 보내지는 시간을 예측할 수 있다. 따라서, 기지국은 최근에 수신한 CQI 정보를 이용하여 다음 수학식 5 와 같이 새로운 MCS 를 도출하고 하향링크로 계산된 MCS 정보를 전송할 수 있다.

도 19 에서 설명한 SRS 및 mW-RS 를 수신한 기지국은 수신 전력을 측정함과 동시에 CQI 를 갱신하는 처리 시간(processing time)이 필요하다. 이 처리 시간은 길지 않은 것이 바람직하다.

수학식 5 에서, I _MCS,present 는 현재 상태에서 최근의 CQI 를 통해 결정된 MCS 인덱스이고, D _SRS 는 기지국이 단말로부터 수신한 SRS 와 mW-RS 간의 수신전력 차를 의미한다. P _min(I _MCS,present) 는 현재 MCS 를 만족하게 하는 최소 수신 전력을 의미하고, I _MCS,new 는 기지국이 LoS/NLoS 천이 환경을 고려하여 단말에 전송하는 새로운 MCS 인덱스를 의미하며,

은 기지국이 D _SRS 를 수신한 시간에서부터 하향링크로 전송이 시작되는 시간 사이의 수신 전력 차이를 의미한다.

기지국은 상향링크 참조신호들(SRS, mW-RS 등)의 전력 차 기울기가 유사하지 않다면, 참조신호들의 전력 차나 D _SRS,i 를 계속 누적하여, 개루프의 반복적인 (recursive) 형태로 I _MCS,new 를 계속하여 구할 수 있다. 수학식 6 은 기지국에서 반복적인 형태로 참조신호들로부터 측정한 수신 전력을 누적하여 새로운 MCS 인덱스를 도출하는 방법을 정의한다.

기지국은 추가적으로 주파수간의 천이 기울기 차이를 고려하여, 오프셋 α 를 적용함으로써 더욱 정밀하게 MCS 레벨을 예측 할 수 있다. 다음 수학식 7 은 오프셋을 적용한 MCS 인덱스 도출 방법을 정의한다.

이때, 오프셋 α 는 상향링크 및 하향링크의 주파수 차를 고려하여, 기지국이 RRC 계층을 통해 단말에 에 미리 설정해 줄 수 있다.

도 20 은 도 19 에서 설명한 SRS 와 mW-RS 를 전송하는 시간적 순서를 도시한 도면이다. 즉, 단말은 SRS 가 전송되는 서브프레임에서 mW-RS 를 함께 전송함으로써 기지국이 LoS-NLoS 간 천이를 확인할 수 있게 한다.

3.5 상향링크 동기화

상술한 mW-RS 를 적용하기 위해서는 단말과 기지국 간의 수신 동기화가 필요하다. 이러한 동기화가 되지 않으면, 기지국은 언제 mW-RS 가 전송되는 여부를 확인할 수 없다. 기지국은 mmWave 단말과 상향링크 동기를 맞추기 위해, mW-RS 구성 정보 및 동기 관련 정보를 포함하는 RRC 신호를 반 정적 방법으로 전송할 수 있다.

3.6 CQI 를 이용한 mW-RS 전송 방법

단말은 CQI 를 포함하는 CSI 를 피드백하는 경우, CQI 페이로드에 mW-RS 의 구성을 활성화/비활성화(enable/disable)하는지 여부를 나타내는 플레그(flag)을 추가할 수 있다. 이때, mW-RS 에 대한 구성정보는 시그널링 오버헤드를 고려하여 기지국 또는 네트워크에서 RRC 를 통해 단말에 미리 전송될 수 있으며, RRC 를 통해 전송되는 구성정보는 다음과 같다

(1) mW-RS 의 총 전송 길이

(2) mW-RS 의 주파수 축 RB 개수

(3) mW-RS 의 전송 횟수

(4) mW-RS 의 총 전송 길이 내에서 실제 mW-RS 가 전송되는 구간

(5) mW-RS 가 전송되는 서브프레임 인덱스

(6) mW-RS 의 할당 위치

(7) CQI 피드백이 이후 전송될 mW-RS 가 언제 전송될지 나타내기 위한 오프셋 값

도 21 은 mW-RS 의 활성화 여부를 나타내는 플레그를 포함하는 CQI 페이로드 및 RRC 구성에 따른 전송의 일례를 나타내기 위한 도면이다.

도 21(a)는 1 비트의 플레그를 포함하는 CQI 페이로드를 나타낸다. 1 비트의 플레그가 '1'로 설정되면 mW-RS 가 활성화됨을 의미하고, '0'으로 설정되면 mW-RS 가 비활성화되는 것을 의미한다.

도 21(b)는 CQI 피드백 및 mW-RS 신호의 전송 방법의 일례를 나타낸다. 도 21(b)를 참조하면, CQI 피드백이 2 서브프레임에서 수행되고, 후속하는 4 슬롯에서는 mW-RS 가 전송되지 않으며, 이후 10 슬롯에서 mW-RS 가 전송되는 경우를 확인할 수 있다.

상술한 방법은 오버헤드 관점에서는 장점을 가지고 있지만, LoS/NLoS 가 다양하게 변하는 환경에서는 숏 텀(short term)으로 천이 관련 정보를 기지국에 제공해야 한다. 따라서, CQI 페이로드에 LoS/NLoS 천이를 적응적으로 대응하기 위한 최소한의 정보를 추가하고, 나머지 필요한 정보는 RRC 를 통해, 단말에 미리 알려줄 수 있다.

본 실시예의 다른 측면으로, LoS/NLoS 를 적응적으로 대응하기 위해서, 단말이 전송할 CQI 페이로드에 상술한 플레그뿐 아니라 mW-RS 에 대한 구정 정보를 더 포함시키는 방법에 대해서 설명한다. 이때, 추가되는 mW-RS 에 대한 구성 정보는 다음과 같다.

(1) mW-RS 의 전송 길이

(2) mW-RS 의 개수

(3) mW-RS 의 활성화/비활성화 플레그

(4) mW-RS 의 주기 패턴

(5) 오버헤드를 줄이기 위한 mW-RS 해제/연결 플레그

도 22 는 LoS/NLoS 천이 발생시 새로운 mW-RS 를 기반으로 기지국에서 수신전력을 측정 및 스케줄링정보를 보정하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 22 를 참조하면, mmWave 단말은 하향링크 참조신호(예를 들어, CRS)을 수신할 수 있다 (S2200).

단말은 수신된 시간 축에서 일정 간격으로 전송되는 CRS 들의 수신전력 차를 측정할 수 있다 (S2210)

S2210 단계에서, P_RS(n)은 시간 n 또는 서브프레임 n 에서 CRS 의 수신전력을 의미하고, P_RS(n-1)은 시간 n 바로 이전 서브프레임 n-1 에서 CRS 에 대한 수신전력을 의미한다.

단말은 CRS 기반으로 측정한 수신전력을 S2220 단계에 도시한 조건이 맞는지 확인한다 (S2220).

만약, S2220 단계의 조건이 만족하면 단말은 LoS/NLoS 천이가 발생한 것으로 판단하여 mW-RS 를 전송하는 것을 결정하고, 조건이 만족하지 않으면 단말은 mW-RS 를 전송하지 않는 것으로 결정할 수 있다 (S2230, S2235).

단말이 mW-RS 를 전송하는 경우에는, 단말은 주기적 또는 비주기적 CQI 전송 이후의 다음 서브프레임에서 mW-RS 를 전송한다. 또한, 단말은 mW-RS 의 전송 여부를 알리기 위해, 주기적 또는 비주기적 CQI 전송시, CQI 페이로드에 1 비트의 플레그 또는 상술한 mW-RS 구성 정보를 포함하여 전송할 수 있다 (S2240, S2255).

기지국은 주기적 또는 비주기적 CQI 를 수신한 후, 페이로드에 포함된 플레그를 통해 다음 서브프레임에 mW-RS 가 전송되는지 여부를 확인할 수 있다. 또한, CQI 페이로드에 mW-RS 구성 정보가 포함된 경우, 구성 정보에 따라 mW-RS 를 수신할 수 있다 (S2250).

기지국은 LoS/NLoS 천이 여부를 mW-RS 에 대한 수신전력을 측정함으로써 확인할 수 있다. 또한, 기지국은 수신한 최근의 CQI 를 통해 획득한 채널 정보와 mW-RS 를 통해 획득한 수신 전력에 기반하여 LoS/NLoS 천이 환경에 적합한 스케줄링 정보를 구성하여 단말에 전송할 수 있다 (S2260).

3.6.1 주기적 mW-RS 전송 방법

이하에서는 mW-RS 를 주기적으로 전송하는 방법에 대해서 설명한다.

도 23 은 mW-RS 에 대한 구성 정보를 포함하는 CQI 페이로드의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.

단말이 mW-RS 를 주기적으로 전송하는 경우, 단말은 mW-RS 에 대한 구성 정보를 CQI 페이로드에 포함하여 전송할 수 있다. 이때, mW-RS 에 대한 구성 정보는 다음과 같다.

(1) 참조신호 전송 길이 필드: 만약 mW-RS 길이 정보를 서브프레임 단위로 (1 subframe, 2 subframe, 에서 7 subframe 까지) 구성하는 경우에는 3 비트의 전송 길이 필드가 필요하다. 이때, 서브프레임 전송 길이 인덱스는 RRC 신호를 통해 미리 구성될 수 있다.

(2) 참조신호 전송 개수 필드: 몇 개의 슬롯 이후에 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 7 서브프레임의 참조신호 전송에서, 4 개의 슬롯을 제외한 나머지 슬롯에서 mW-RS 가 전송되는 것을 나타내기 위해 4 bit 로 표현될 수 있다.

(3) 참조신호 주기 패턴: 주기는 RRC 에서 제공하고, 주기를 줄 것인지 안줄 것인지에 대한 1 비트 플레그를 CQI 페이로드에 추가 한다.

즉, CQI 페이로드에는 최종 9 개의 추가 비트가 더 포함될 수 있다.

예를 들어, 플레그 필드는 다음 서브프레임에서 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내고, 주기 필드는 mW-RS 가 주기적으로 전송되는지 여부를 나타낸다. 또한, 참조신호개수 필드는 전송되는 mW-RS 가 몇 개인지 여부를 나타낸다.

3.6.2 비주기적 mW-RS 전송 방법

도 24 는 mW-RS 에 대한 구성 정보를 포함하는 CQI 페이로드의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.

단말은 mW-RS 를 비주기적으로 구성 및 전송할 수 있다. 이때, 단말은 mW-RS 를 전송하고자 하는 경우 비트맵을 이용하여 언제 mW-RS 가 전송되는지를 나타낼 수 있다.

도 24(a) 에서 CQI 페이로드에는 참조신호길이 필드와 14 비트의 비트맵이 더 포함될 수 있다. 참조신호길이 필드는 mW-RS 가 전송되는 서브프레임의 길이를 의미하며, 4 비트의 크기를 갖는다. 또한, 4 비트가 '1111'로 설정되는 경우 CQI 가 전송되는 서브프레임 이후 7 개 서브프레임에서 mW-RS 가 전송될 수 있음을 나타낸다. 이때, 비트맵에서 '0'으로 설정된 슬롯은 mW-RS 가 전송되지 않고, '1'로 설정된 슬롯에서 mW-RS 가 전송된다. 즉, 도 24(b)를 참조하면, 비트맵이 '001100000000'로 설정되면, CQI 전송 서브프레임 이후 세 번째 및 네 번째 슬롯에서만 mW-RS 가 전송되고 나머지 슬롯에서는 전송되지 않는다.

3.7 mW-RS 전송 방법

이하에서는 mW-RS 가 전송될 필요가 있을 때 CQI 전송을 수행하지 않는 경우를 설명한다.

도 25 는 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.

도 25 는 mW-RS 전송을 CQI 피드백보다 우선하는 경우를 나타낸다. 도 25(a)는 CQI 전송과 mW-RS 전송이 함께 이뤄지는 경우를 나타내고, 도 25(b)는 CQI 전송 이후 mW-RS 가 전송되는 경우 다음 주기에서 CQI 전송을 수행하지 않는 것을 나타낸다. 도 25 에서 CQI 전송 주기는 5 서브프레임을 가정한다.

도 26 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.

도 26 의 경우, CQI 피드백을 mW-RS 전송보다 우선시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 26(a)는 도 25(a)와 동일하다. 다만, 도 26(b)에서 mW-RS 의 길이가 CQI 피드백 주기보다 긴 경우에, CQI 피드백이 전송되는 서브프레임에서 단말은 mW-RS 를 전송하지 않을 수 있다.

도 27 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 또 다른 하나를 나타내는 도면이다.

도 27 을 참조하면, CQI 피드백이 mW-RS 와 동일한 서브프레임에서 전송되는 경우, CQI 피드백과 mW-RS 의 중복을 막기 위해 CQI 전송 주기를 재설정하는 방법을 나타낸다.

도 27 을 참조하면, CQI 전송 주기에 mW-RS 가 전송될 필요가 있으면, 해당 주기에서 CQI 를 전송하지 않고, CQI 전송 주기를 늘려, mW-RS 전송을 위해 할당된 서브프레임 이후에 CQI 가 피드백 되도록 설정될 수 있다.

도 28 은 mW-RS 전송시 CQI 피드백 운용 방법 중 또 다른 하나를 나타내는 도면이다.

도 28 을 참조하면, CQI 피드백이 mW-RS 와 동일한 서브프레임에서 전송되는 경우, CQI 피드백과 mW-RS 의 중복을 막기 위해 mW-RS 의 길이를 재조정할 수 있다.

4. 구현 장치

도 29 에서 설명하는 장치는 도 1 내지 도 28 에서 설명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다.

단말(UE: User Equipment)은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국(eNB: e-Node B)은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다.

즉, 단말 및 기지국은 정보, 데이터 및/또는 메시지의 전송 및 수신을 제어하기 위해 각각 송신기(Transmitter: 2940, 2950) 및 수신기(Receiver: 2950, 2970)를 포함할 수 있으며, 정보, 데이터 및/또는 메시지를 송수신하기 위한 안테나(2900, 2910) 등을 포함할 수 있다.

또한, 단말 및 기지국은 각각 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 프로세서(Processor: 2920, 2930)와 프로세서의 처리 과정을 임시적으로 또는 지속적으로 저장할 수 있는 메모리(2980, 2990)를 각각 포함할 수 있다.

상술한 단말 및 기지국 장치의 구성성분 및 기능들을 이용하여 본원 발명의 실시예들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 기지국의 프로세서는 상술한 1 절 내지 5 절에 개시된 방법들을 조합하여, 스몰셀들간 미리 SRS 전송을 위한 상향링크 채널영역을 할당할 수 있다. 또한, 기지국의 프로세서는 송신기를 제어하여 할당한 채널영역에 대한 자원할당정보를 상위 계층 시그널을 이용하여 단말에 명시적으로 전송할 수 있다. 또한, 단말의 프로세서는 상위 계층 시그널을 통해 수신한 SRS 전송 파라미터에 기반하여 SRS 를 생성하고, SRS 전송 파라미터가 나타내는 채널 영역을 통해 SRS 를 전송할 수 있다. 상세한 내용은 제 1 절 내지 제 5 절을 참조할 수 있다.

단말 및 기지국에 포함된 송신기 및 수신기는 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및/또는 채널 다중화 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도 29 의 단말 및 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에서 단말로 개인휴대단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, 개인통신서비스(PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰 또는 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.

여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(2980, 2990)에 저장되어 프로세서(2920, 2930)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

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 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선 접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims

밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선접속시스템에서 단말이 밀리미터웨이브 참조신호(mW-RS)를 전송하는 방법에 있어서,
소정 개수의 서브프레임에서 하향링크 참조신호를 수신하여 둘 이상의 수신전력을 측정하는 단계;
상기 둘 이상의 수신전력간 차이값을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 mW-RS 를 전송하는 것으로 결정되면 상기 mW-RS 를 전송하는 단계를 포함하되,
상기 mW-RS 는 무선 채널의 상태가 LoS(Light of Sight) 상태와 NLoS(Non-LoS) 상태 간의 천이가 발생하였는지 여부를 측정하기 위해 전송되는, mW-RS 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
소정 서브프레임에서 채널품질지시자(CQI) 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는, mW-RS 전송 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 mW-RS 는 상기 소정 서브프레임 바로 다음 서브프레임에서 전송되는, mW-RS 전송 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CQI 정보는 상기 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 1 비트의 플레그를 더 포함하는, mW-RS 전송 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CQI 정보는 상기 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 플레그, 상기 mW-RS 가 전송되는 길이를 나타내는 필드, 상기 mW-RS 의 개수를 나타내는 필드, 상기 mW-RS 가 주기적으로 전송되는지 여부를 나타내는 필드, 및 상기 mW-RS 의 전송이 해제 또는 계속되는지 여부를 나타내는 필드 중 하나 이상을 더 포함하는, mW-RS 전송 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CQI 정보 및 상기 mW-RS 를 기반으로 보정된 변조및코딩방식(MCS)를 지시하는 인덱스(I_MCS)를 수신하는 단계를 더 포함하는, mW-RS 전송 방법.
밀리미터웨이브(mmWave)를 지원하는 무선접속시스템에서 밀리미터웨이브 참조신호(mW-RS)를 전송하기 위한 단말은,
송신기;
수신기; 및
상기 송신기 및 상기 수신기를 제어하여 상기 mmWave 를 지원하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는:
상기 수신기를 이용하여 소정 개수의 서브프레임에서 하향링크 참조신호를 수신하고 둘 이상의 수신전력을 측정하며;
상기 둘 이상의 수신전력간 차이값을 기반으로 mW-RS 를 전송할지 여부를 판단하고; 및
상기 mW-RS 를 전송하는 것으로 결정되면 상기 송신기를 제어하여 상기 mW-RS 를 전송하도록 제어하되,
상기 mW-RS 는 무선 채널의 상태가 LoS(Light of Sight) 상태와 NLoS(Non-LoS) 상태 간의 천이가 발생하였는지 여부를 측정하기 위해 전송되는, 단말.
제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는 소정 서브프레임에서 상기 송신기를 제어하여 채널품질지시자(CQI) 정보를 전송하도록 더 구성되는, 단말.
제 8 항에 있어서,
상기 mW-RS 는 상기 소정 서브프레임 바로 다음 서브프레임에서 전송되는, 단말.
제 8 항에 있어서,
상기 CQI 정보는 상기 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 1 비트의 플레그를 더 포함하는, 단말.
제 8 항에 있어서,
상기 CQI 정보는 상기 mW-RS 가 전송되는지 여부를 나타내는 플레그, 상기 mW-RS 가 전송되는 길이를 나타내는 필드, 상기 mW-RS 의 개수를 나타내는 필드, 상기 mW-RS 가 주기적으로 전송되는지 여부를 나타내는 필드, 및 상기 mW-RS 의 전송이 해제 또는 계속되는지 여부를 나타내는 필드 중 하나 이상을 더 포함하는, 단말.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 CQI 정보 및 상기 mW-RS 를 기반으로 보정된 변조및코딩방식(MCS)를 지시하는 인덱스(I_MCS)를 상기 수신기를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말.