WO2010050712A2 - 무선 통신 시스템에서 신호 전송 모드 결정 기법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호 전송 모드 결정 기법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for determining a transmission mode in a wireless communication system.
  • Cellular wireless communication systems share radio resources with neighboring cells. Therefore, in a cellular wireless environment, interference occurs between different terminals existing in adjacent cells. Such interference drastically degrades the performance of the UE located at the cell boundary. Even if the channel gains are the same, the channel capacity of the cell boundary terminal is changed drastically depending on whether the terminal of the neighbor cell uses the same resource. In general, the channel capacity is determined as follows.
  • C is the channel capacity
  • represents the channel gain
  • SINR represents the signal to interference and noise ratio
  • the capacity that the terminal can actually obtain is determined by the SINR of the signal received by the base station. This relationship is similarly applied to downlink as well as uplink. For example, when the base station transmits a signal to the terminal at the cell boundary, the total capacity is limited as shown in Equation 1 due to the interference generated by the adjacent cell even if the channel of the base station and the terminal is good.
  • a method used in a wireless communication system prevents overlapping radio resources used between adjacent cells through fractional frequency reuse, fixed reuse, and the like. That is, it creates an environment in which radio resources used by a terminal at a boundary of a specific cell are not used in a neighbor cell.
  • soft frequency reuse which has the same effect by only adjusting power, is also considered.
  • Soft frequency reuse is similar to partial frequency reuse, but may provide a service to a terminal existing within a cell by adjusting power smaller than a non-use frequency region overlapping with an adjacent cell. Therefore, it is possible to increase the average capacity of the terminal in the cell on average. However, dividing the frequency resources into cells reduces the total bandwidth available to the system.
  • SDMA spatial division multiple access
  • the SDMA can reduce the interference by receiving the target signal in a state in which the interference transmitted from the adjacent cell is excluded by performing beamforming according to the position of the terminal.
  • complex signaling and incomplete coordination can lead to overall performance degradation.
  • the most passive way to cope with the interference of adjacent cells is to design all the radio resources used in each cell in a cell-specific structure. However, this method works only when the amount of traffic used in a cell is small and does not provide a fundamental solution to inter-cell interference.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for increasing the throughput for the terminal by effectively reducing the inter-cell interference in a wireless communication system. .
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for actively canceling intercell interference in a wireless communication system.
  • a method of determining a transmission mode in a wireless communication system comprising: receiving feedback information about a channel state, and applying a transmission signal to subcarriers or spreading sequences based on the feedback information
  • a transmission mode determination method comprising determining whether to transmit for each subcarrier.
  • a channel state reporting method in a wireless communication system receiving a plurality of subcarriers, determining a channel state by applying a spreading sequence for each predetermined number of subcarriers, and A channel status reporting method is provided that includes transmitting information about a channel.
  • a transmitter in a wireless communication system comprising: a Radio Frequency (RF) unit configured to transmit and receive a signal to and from a receiver, and to generate a signal for processing and transmitting the received signal to the receiver;
  • a processor configured to receive feedback information regarding a channel state from the receiver, and determine whether to transmit a transmission signal for each subcarrier or for a predetermined number of subcarriers by applying a spreading sequence based on the feedback information.
  • a transmitter configured to generate a transmission signal according to the determined transmission scheme and transmit the transmission signal to the receiver.
  • a transmitter in a wireless communication system comprising: a Radio Frequency (RF) unit configured to transmit and receive a signal to and from a receiver, and to generate a signal for processing and transmitting the received signal to the receiver;
  • RF Radio Frequency
  • a processor configured to receive a plurality of subcarriers from a receiver, and to determine a channel state by applying a spreading sequence for a predetermined number of subcarriers, and to transmit information about the channel state to the receiver.
  • a configured configured transmitter is provided.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • a transmitter may be part of a base station and a receiver may be part of a terminal.
  • the throughput for the terminal can be increased by effectively reducing inter-cell interference in a wireless communication system.
  • FIG. 1 illustrates an example in which a specific terminal receives a service from at least one base station according to a location in a cell in a multi-cell environment.
  • FIG. 3 illustrates an example of applying subcarrier aggregation to FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • radio resources used in an OFDMA system and aggregation are applied to the radio resources.
  • 5 illustrates the structure of a radio resource when aggregation is used.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a radio resource for applying aggregation when a distributed resource allocation scheme is used.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of determining a transmission mode at a transmitting side according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an example of a block diagram of a base station that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an example of a block diagram of a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an example of a block diagram of a transmitter that may be applied to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an example of a block diagram of a receiver that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates an example in which a specific terminal receives a service from at least one base station according to a location in a cell in a multi-cell environment.
  • UE (a) is a terminal belonging to a boundary of cell A and receives a service from cell A, but may also be affected by cell B because it belongs to cell B boundary.
  • the terminal b is provided with a service from the cell B as a terminal belonging to the boundary of the cell B, but may also be affected by the cell A because it belongs to the cell A boundary.
  • the terminal c1 is a terminal belonging to the boundary of the cell C and receives a service from the cell C, but may also be affected by the cell B because the terminal c1 also belongs to the boundary of the cell B.
  • the terminal c2 is a terminal belonging to the boundary of the cell C and receives a service from the cell C, but may also be affected by the neighboring cell because the terminal c2 also belongs to the boundary of another cell not shown.
  • the terminal d is provided with a service from the cell D as a terminal belonging to the boundary of the cell D
  • the terminal d may also be affected by the cell B and the cell C because the terminal d also belongs to the boundary of the cell B and the cell C. That is, terminals a, b, c1, c2, and d are terminals belonging to the boundary of at least two cells and are simultaneously affected by neighboring cells. Accordingly, the terminals can reduce the data throughput of the service received due to co-channel interference by neighboring cells. In contrast, internal users shown in FIG. 1 are not affected by neighboring cells.
  • the channel capacity may have the following relationship when no processing is performed on the subcarrier group consisting of P subcarriers and when the interference is removed.
  • h represents channel gain
  • SINR represents signal to interference and noise ratio
  • SNR represents signal to noise ratio
  • Equation 3 shows a maximum signal to interference ratio (SIR) that satisfies Equation 3 above.
  • SIR signal to interference ratio
  • FIG. 3 shows an example of applying subcarrier aggregation to FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. It is assumed that the basic communication environment is the same as that of FIG. The difference from FIG. 1 is that it is assumed that there is only one UE in each cell. In this regard, it is assumed that only UE c1 exists in cell C.
  • the rectangles shown in relation to cells A to D indicate the total frequency bands assigned to each cell.
  • cells A through D may use all of the allocated total frequency bands.
  • the cells A to D have a frequency reuse ratio of one.
  • the hatched portions in the frequency bands allocated to the cells A to D mean frequency resources used to service the terminal a, the terminal b, the terminal c1, and the terminal d, respectively.
  • terminal a and terminal b exist at the boundary between cell A and cell B, and terminal a and terminal b are provided with a service using the same frequency resource.
  • the base stations of the cell A and the cell B use subcarrier aggregation for the common frequency resource among the resources used for the terminal a and the terminal b (312, 322).
  • the terminal a and the terminal b can obtain a capacity gain by providing a service using subcarrier aggregation for the frequency resources overlapping each other with the base stations of the cell A and the cell B.
  • the terminal b and the terminal c1 exist at the boundary between the cell B and the cell C, and the terminal b and the terminal c1 are provided with services using the same frequency resource.
  • the base stations of the cell B and the cell C use subcarrier aggregation with respect to common frequency resources among resources used for the terminal b and the terminal c1 (323 and 332).
  • some of the frequency bands that Cell B uses to provide service to terminal b are independent of terminal a and terminal c1. Accordingly, the base station of the cell B does not use subcarrier aggregation for some of the resources used for the terminal b (330).
  • the frequency resource used to provide service to terminal d is not common to the frequency resource currently used by the neighboring cell. Therefore, the base station of the cell D does not use subcarrier aggregation for all the frequency resources used for the terminal d.
  • a method of determining a transmission mode in a wireless communication system comprising: receiving feedback information about a channel state, and based on the feedback information, a transmission signal for each subcarrier or a spreading sequence
  • a transmission mode determination method comprising the step of determining whether to transmit for each predetermined number of subcarriers.
  • the feedback information may be information related to a channel state determined by applying the spreading sequence to the predetermined number of subcarriers.
  • the feedback information may include at least one of a channel quality indicator (CQI), a signal to interference and noise ratio (SINR), a signal to interference ratio (SIR), a signal to noise ratio (SNR), and a modulation and coding scheme (MCS) table index. It may include one.
  • CQI channel quality indicator
  • SINR signal to interference and noise ratio
  • SIR signal to interference ratio
  • SNR signal to noise ratio
  • MCS modulation and coding scheme
  • the MCS table may further include information on aggregation in addition to information on an existing modulation order and channel coding.
  • the newly configured MCS table may further include information about aggregation for all modulation / coding combinations.
  • a problem actually arises when the terminal is at the cell edge since a high modulation order and a high code rate are often not available, it further includes information on aggregation only for cases having a low modulation order and a low code rate. can do. That is, the information on aggregation may be further included only for some combinations having a low modulation order / low code rate in the MCS table.
  • the UE can always enable the measurement of the aggregation by transmitting the MCS table index in measuring the CQI. That is, when aggregation is used in the neighbor cell and receives a lot of interference, the UE may obtain higher channel capacity by measuring aggregation and applying CQI.
  • the terminal or the base station can determine the transmission signal quality.
  • the transmission signal quality may include information about interference.
  • the terminal or the base station may calculate the SNR through the SIR and the noise level measurement through the interference measurement.
  • the feedback information may include information on transmission signal quality measured through subcarrier processing.
  • the feedback information may include information on transmission signal quality measured by applying a spreading sequence for each predetermined number of subcarriers ('aggregation based method').
  • the predetermined number of subcarriers may be adjacent or distributed in the frequency domain.
  • the predetermined number of subcarriers are adjacent in the frequency domain.
  • the information on the transmission signal quality measured by applying the spreading sequence for each predetermined number of subcarriers provides information on whether interference mitigation through aggregation is used when determining a transmission mode. Therefore, when measuring the CQI for the frequency band in the terminal or the base station, it does not rely only on the method of measuring the CQI as simple as the conventional method (i.e., determining the appropriate MCS level based on the SINR) and based on the aggregation. CQI can be measured.
  • the side in charge of transmission mode control may additionally perform aggregation-based frequency band CQI estimation.
  • a method of applying or not applying aggregation to the entire measurement band may be applied.
  • a band used for each cell is divided by a predetermined rule in advance, and a specific cell can be used independently for a specific band, it is not necessary to apply aggregation to the specific band.
  • aggregation may be performed on a band that may be used by another cell. In consideration of this, it may be considered that aggregation is applied to a specific band among the bands for measuring CQI, but aggregation is not applied to other bands.
  • a basic value for CQI measurement can be calculated as follows.
  • S is the signal strength of the subcarrier
  • I is the interference strength for the subcarrier
  • N is the noise strength for the subcarrier
  • k represents the subcarrier index
  • the value can be estimated by multiplying the masking sequence 'c' as follows.
  • c is a masking sequence of length p
  • S is the signal strength of the subcarrier
  • I is the interference strength for the subcarrier
  • N is the noise strength for the subcarrier
  • p is the number of aggregated subcarriers
  • k is an index indicating a subcarrier group composed of a predetermined number of subcarriers aggregated
  • j is an integer of 0 to p-1.
  • the masking sequence is a kind of spreading sequence.
  • the masking sequence may be a sequence having orthogonality to each other. However, it may be a sequence that is not completely orthogonal but has low cross-correlation to accommodate more terminals.
  • the masking sequence may be a sequence such as Zadoff-Chu (ZC), a constant amplitude zero autocorrelation waveform (CAZAC), a walsh, a discrete fourier transform (DFT), etc., which are complete orthogonal sequences.
  • ZC Zadoff-Chu
  • CAZAC constant amplitude zero autocorrelation waveform
  • DFT discrete fourier transform
  • It may also be a pseudo noise (PN) sequence series with low cross-correlation.
  • PN pseudo noise
  • the ZC sequence is a kind of CAZAC sequence that is an orthogonal sequence, and a complex value corresponding to each position k in each ZC sequence u may be expressed as follows.
  • N ZC is the sequence length
  • Walsh sequences of length 2 are ⁇ 1, 1 ⁇ , ⁇ 1, -1 ⁇
  • Walsh sequences of length 4 are ⁇ 1, 1, 1, 1 ⁇ , ⁇ 1, -1, 1, -1 ⁇ , ⁇ 1 , 1, -1, -1 ⁇ , and ⁇ 1, -1, -1, 1 ⁇ . Walsh sequences with longer lengths can be similarly defined.
  • the base station may inform the terminal of the masking sequence information through the control channel.
  • the information on the masking sequence may be information on a masking sequence identifier (id) or a masking sequence set.
  • the base station must transmit information on the masking sequence to the terminal.
  • cell-specific masking sequences can be defined.
  • masking sequence identifier (s) that can be used in each cell may be determined by using identifier information that can be distinguished from adjacent cells such as a cell identifier and a sector identifier. .
  • the terminal when communication between the base stations is impossible, the terminal has a masking sequence set C P ⁇ C ⁇ c 0 , c 1 , c 2 ,... , c M ⁇ may perform the operations illustrated in Equation 5 on all or at least some of the masking sequences.
  • 'c' represents a masking sequence of length P
  • P is an integer of 2 or more
  • M is an integer of 1 or more.
  • the terminal performs the task illustrated in Equation 5 using the masking sequence, it is possible for the terminal to autonomously select a masking sequence that shows the best performance. In this case, it is preferable that the terminal feeds back the SINR value and the information on the masking sequence when the best masking sequence is applied.
  • the best SINR ratio can be obtained by using a masking sequence that is orthogonal between neighboring cells. Therefore, the channel capacity can be increased as in Equation 2.
  • the system can increase the performance of the cell edge by setting the frequency reuse rate to 1, but using a transmission mode that uses aggregation for a specific band as needed.
  • each cell may transmit information in units of subcarriers.
  • the frequency resource used in the serving cell should have a feature in which resources are allocated in units of P.
  • a usage rule of a radio resource will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
  • radio resources used in an OFDMA system and aggregation are applied to the radio resources.
  • Each small box represents a resource element of time / frequency.
  • the box marked with a thick line indicates a resource allocation unit consisting of a predetermined number of subcarriers and a predetermined number of OFDMA symbols.
  • Resource allocation units vary by system. For example, in a 3GPP LTE (3rd generation partnership project long term evolution) system, a resource allocation unit includes 12 subcarriers. In addition, in the IEEE 802.16 system, a resource allocation unit is composed of 3, 6 or 18 subcarriers. Therefore, when aggregation is applied to 3GPP LTE or IEEE 802.16 system, it is good to define an aggregation unit within each resource allocation unit.
  • the resource allocation unit is composed of 12 subcarriers, so that 6 transmission signals are transmitted by performing aggregation by 2 subcarriers, or 4 transmissions are performed by aggregation by 3 subcarriers. Send a signal.
  • the resource allocation unit consists of 18 subcarriers, 9 or 6 transmission signals may be transmitted by performing aggregation on 2 or 3 subcarriers.
  • a channel measurement unit is 12 subcarriers.
  • P 3 available subcarriers in the channel measurement unit are paired to allocate a transmission signal.
  • P-paired subcarriers carry a transmission signal to which a masking sequence is applied.
  • the aggregated P subcarriers are arranged adjacent to each other in the frequency domain (parts indicated by the same hatching pattern).
  • a 2 -a 1 -a 0 , b 2 -b 1 -b 0 , c 2 -c 1 -c 0 , d 2 -d 1 -d 0 are three words carrying separate transmission signals. Indicates a drawn subcarrier. Referring to the drawings, it can be seen that three aggregated subcarriers are distributed with four subcarrier spacings in the frequency domain.
  • subcarrier groups composed of aggregated subcarriers are illustrated as being all dispersed in the frequency domain, but some subcarrier groups are arranged such that the aggregated subcarriers are adjacent to each other, and the remaining subcarrier groups are arranged such that the aggregated subcarriers are distributed. Can be arranged. When the aggregated subcarriers are distributed, some subcarriers may be adjacent and the other subcarriers may be distributed. For example, another bundle of aggregated subcarriers may be arranged between aggregated subcarriers (eg, a 2 -a 1 -b 2 -b 1 -b 0 -a 0 ).
  • At least one neighboring cell when subcarrier aggregation is used to reduce / remove intercell interference in the serving cell, it is preferable that at least one neighboring cell also uses subcarrier aggregation. For example, if aggregation is performed on P subcarriers in a serving cell, it is preferable that at least one neighbor cell allocates radio resources in units of aggregated P subcarriers. In this case, the serving cell and at least one neighboring cell should use different masking sequences. In this way, by using P subcarriers in a bundle, channel measurement through aggregation between adjacent cells is possible.
  • FIG. 5 (a) (b) can be easily applied in the case of localized resource allocation.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a radio resource for applying aggregation when the distributed resource allocation method is used.
  • portions indicated by the same hatching pattern represent aggregated subcarriers.
  • 9 or 6 subcarrier groups composed of 2 or 3 adjacent subcarriers may have a shape in which they are spread in a frequency band.
  • the subcarrier bundle may be defined only for a specific region of the total system bandwidth. For example, for localized allocation, use the definition of aggregation only for bands that can be shared with other cells, and for distributed allocation, the resource may be shared with neighboring cells. If possible, subcarrier aggregation may be defined.
  • the neighbor cell may refer to one or more cells, and the neighbor cell may refer to a small cell such as a repeater or a femto cell existing in the macro cell.
  • the party controlling the signal transmission mode should determine the transmission mode using the measured CQI information.
  • the scheduler includes consideration of the transmission mode in addition to the allocation of the terminal and the radio resource.
  • a UE transmits a simple CQI measured on a subcarrier basis to a base station BS (S710).
  • the UE may transmit at least one of SINR, SIR, SNR, and MCS table indexes together with the CQI or instead of the CQI.
  • the base station may determine whether to transmit the transmission signal for each subcarrier or for a predetermined number of subcarriers by applying a spreading sequence with reference to the received CQI information and the information illustrated in FIG. 2.
  • the above-described dose analysis can be used to determine whether to use aggregation.
  • the base station may transmit a message to the terminal instructing to feed back the aggregation CQI (S720).
  • the UE may automatically measure the aggregation CQI as needed. In this case, step S720 may be omitted.
  • the UE When the UE receives a message instructing to measure the aggregation CQI from the base station, the UE applies a masking sequence to a predetermined number of subcarriers, measures the CQI, and feeds back the base station (S730).
  • the terminal may autonomously measure the aggregation CQI and feed back to the base station regardless of the command of the base station. If it is possible to determine whether to apply the aggregation only by the simple CQI fed back in step S710, step S730 may be omitted.
  • the CQI fed back by the UE may have a structure that always includes an aggregation result.
  • step S730 may be omitted.
  • the UE In order to measure the aggregation CQI, the UE must know the masking sequence or masking sequence set to be used for the CQI measurement. For example, the masking sequence or the masking sequence set may be automatically set by the terminal according to a predetermined criterion.
  • the base station may inform the terminal of the masking sequence or the masking sequence set after performing a coordination with a neighbor cell through a backbone or the like.
  • the UE may measure CQI by applying each masking sequence and may report a CQI value corresponding to the masking sequence showing the best result.
  • the UE should feed back information on the masking sequence associated with the fed back CQI to the base station.
  • the information about the masking sequence may include a masking sequence identifier (id).
  • the base station may determine whether to perform the aggregation or change the masking sequence based on the feedback information obtained from the terminal (S740).
  • the feedback information includes at least one of a simple CQI and an aggregation CQI. That is, the base station determines the downlink transmission mode using the feedback information, and performs downlink transmission using the determined transmission mode (S750). Determination of the transmission mode may be performed under coordination between base stations. In addition, the determination of the transmission mode may be performed without cooperation between base stations. In other words, aggregation and measurement can be performed independently in each cell.
  • the CQI information on the aggregation is preferably used after the adaptation of the aggregation information in the corresponding frequency band is completed in the adjacent cell.
  • FIG. 8 shows a block diagram of a base station that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • a base station generally includes a control system 802, a baseband processor 804, a transmit circuit 806, a receive circuit 808, a multiple antenna 810, and a network interface 812.
  • the receiving circuit 808 receives the radio signal transmitted from the terminal through the multi-antenna 810.
  • low noise amplifiers and filters (not shown) amplify the signal and eliminate broadband interference.
  • Downconversioin and digitization circuits (not shown) downconvert the filtered received signal into an intermediate or baseband frequency signal and digitize it into one or more digital streams.
  • the baseband processor 804 processes the digitized received signal to extract information or data bits from the received signal. The processing includes demodulation, decoding, error correction and the like. Baseband processor 804 is typically implemented with one or more digital signal processors (DSPs). Thereafter, the received information is transmitted through the wireless network via the network interface or to another terminal served by the base station.
  • the network interface 812 interacts with a circuit switched network that forms part of a wireless network that can be connected to a central network controller and a public switched telephone network (PSTN).
  • PSTN public switched telephone network
  • the baseband processor 804 receives digitized data, which may represent voice, data or control information, from the network interface 812 under the control of the control system 802 and encodes the data for transmission.
  • the encoded data is input to the transmitting circuit 806.
  • the encoded data is modulated by a carrier having a desired transmission frequency or frequencies.
  • a power amplifier (not shown) amplifies the modulated carrier signal to a level suitable for transmission.
  • the amplified signal is delivered to the multiple antenna 810.
  • FIG. 9 is a block diagram of a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may include a control system 902, a baseband processor 904, a transmission circuit 906, a reception circuit 908, a multiple antenna 910, and a user interface circuit 912. .
  • Receiving circuit 908 receives a wireless signal containing information from multiple antennas 910 from one or more base stations.
  • a low noise amplifier and filter (not shown) amplify the signal and eliminate broadband interference.
  • the downconversion and digitization circuit (not shown) then downconverts the received signal filtered into an intermediate or baseband frequency signal.
  • the signal is then digitized into one or more digital streams.
  • Baseband processor 904 processes the digitized received signal to extract information or data bits from the received signal. The process includes demodulation, decoding, and error correction operations.
  • Baseband processor 904 is typically implemented with one or more digital signal processors (DSPs) and application specific integrated circuits (ASICs).
  • DSPs digital signal processors
  • ASICs application specific integrated circuits
  • the baseband processor 904 receives digitized data from the user interface 812 under the control of the control system 902 and may encode data for transmission, which may represent voice, data or control information.
  • the encoded data is input to the transmitting circuit 906.
  • the encoded data is modulated by a carrier having a desired transmission frequency or frequencies.
  • a power amplifier (not shown) amplifies the modulated carrier signal to a level suitable for transmission.
  • the amplified signal is delivered to the multiple antenna 910.
  • FIG. 10 shows a block diagram of a transmitter that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter structure has been described with reference to a base station, those skilled in the art will appreciate that the structure shown may be used for uplink and downlink transmission.
  • the transmission structure represents various multiple access structures including, but not limited to, code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). It was intended to be.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the network transmits data to the base station to transmit to the terminal.
  • the scheduled data which is a bit stream, is scrambled in a manner that reduces the peak to average power ratio associated with the data using the data scramble module 1004.
  • a cyclic redundancy check (CRC) for the scrambled data is determined by the CRC addition module 1006 and attached to the scrambled data.
  • CRC cyclic redundancy check
  • channel coding is performed using the channel encoder module 1008.
  • Channel coding can effectively add redundancy to the data.
  • the channel encoder module 1008 may use a turbo encoding technique.
  • the processed data bits are systematically mapped to corresponding symbols by the mapping module 1014 depending on the selected baseband modulation.
  • Quadrature amplitude modulation (QAM) or quadrature phase shift key (QPSK) modulation forms may be used.
  • the group of bits is mapped to symbols representing positions in amplitude and phase constellations.
  • the symbol block is then processed by the space time code (STC) encoder module 1018.
  • the STC encoder module 1018 will process the symbols according to the selected STC encoding mode and provide N outputs corresponding to the number of multiple transmit antennas 810 of the base station.
  • the symbol stream output from the STC encoder module 1018 is inverse Fourier transformed by the IFFT processing module 1020.
  • the prefix and RS addition module 1022 then adds a cyclic prefix (CP) and RS to the inverse Fourier transformed signal. Thereafter, the digital upconversion (DUC) module and the digital-to-analog (D / A) conversion module 1024 upconvert the previously processed signal in the digital domain to an intermediate frequency and convert it into an analog signal. The analog signal is then modulated, amplified and transmitted simultaneously at the desired RF frequency via RF module 1026 and multiple antenna 810.
  • DUC digital upconversion
  • D / A digital-to-analog
  • FIG. 11 shows a block diagram of a receiver that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • each signal is demodulated and amplified by the corresponding RF module 1102.
  • An analog-to-digital (A / D) conversion and downconversion module (DCC) 1104 digitizes and downconverts the analog signal for digital processing.
  • the digitized signal can be used in an automatic gain control module (AGC) 1106 to control the amplifier gain in the RF module 1102 based on the received signal level.
  • AGC automatic gain control module
  • the digitized signal is also supplied to the synchronization module 1108.
  • the synchronization module 1108 includes a coarse sync module 1110 that performs coarse synchronization, a fine sync module 1112 that performs fine synchronization, and a module that estimates a frequency offset or doppler effect ( 1120).
  • the result output from the synchronization module 1108 is supplied to the frame alignment module 1114, the frequency offset / Doppler correction module 1118.
  • the aligned frames are CP-removed by the prefix removal module 1116.
  • the data from which the CP has been removed is then Fourier transformed by the FFT module 1122.
  • the RS extraction module 1130 extracts and distributes the RS signals distributed in the frame to the channel estimation module 1128.
  • the channel reconstruction module 1126 reconstructs the wireless channel using the channel estimation result.
  • the channel estimate provides enough channel response information for the STC decoder 1132 to decode the symbol and recover the estimate corresponding to the transmitted bit, depending on the STC encoding used by the base station.
  • the symbols obtained from the received signal and the channel estimation result for each reception path are provided to the STC decoder 1132, and STC decoding is performed on each reception path to recover the transmitted symbols.
  • the STC decoder 1132 may implement maximum likelihood decoding (MLD) for BLAST based transmission.
  • the output of the STC decoder 1132 may be a log likelihood ratio (LLR) for each transmission bit.
  • the STC decoded symbols are arranged into symbols in their original order via the symbol deinterleaver module 1134.
  • the de-mapping module 1136 and the bit de-interleaver module 1138 then perform de-interleaving after mapping the symbols to the bit streams.
  • the bit stream processed by the rate de-matching module 1140 is provided to the channel decoder module 1142 to recover the scrambled data and the CRC checksum.
  • the channel decoder module 1142 may use turbo decoding.
  • CRC module 1144 removes the CRC checksum and checks scrambled data in a conventional manner. The CRC checked data is then restored to the original data 1148 by the descrambling module 1146.
  • the throughput of the cell edge can be increased. Aggregation can also actively eliminate interference due to adjacent cells.
  • an MCS table structure for supporting the case of frequency reuse rate 1 may be provided. In addition, it is possible to reduce the overhead required to transmit information over the control channel in order to apply aggregation.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the present invention can be applied to a wireless communication system. More specifically, the present invention can be applied to a method for determining a transmission mode in a wireless communication system.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 모드를 결정하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 전송 모드 결정 방법에 있어서, 채널 상태에 관한 피드백 정보를 수신하는 단계와, 상기 피드백 정보에 기초하여 전송신호를 부반송파 별로 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정하는 단계를 포함하는 전송 모드 결정 방법에 관한 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호 전송 모드 결정 기법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 모드를 결정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
셀룰러 무선 통신 시스템은 무선자원을 인접한 셀과 공유해서 사용한다. 따라서, 셀룰러 무선 환경에서는 인접 셀에 존재하는 서로 다른 단말간에 간섭이 발생한다. 이러한 간섭은 셀 경계에 있는 단말의 성능을 급격히 저하시킨다. 채널 이득(gain)이 동일하더라도 인접 셀의 단말이 동일한 자원을 사용하고 있는지 여부에 따라 셀 경계 단말에 대한 채널 용량(capacity)은 급격하게 변화된다. 일반적으로 채널 용량은 다음과 같이 결정된다.
[수학식1]
C = log2(1+|h|2×SINR)
여기에서, C는 채널 용량이고, |h|는 채널 이득을 나타내며, SINR은 신호 대 간섭 및 잡음 비(signal to interference and noise ratio)를 나타낸다.
즉, 채널이 아무리 좋은 상황이라 해도, 단말이 실제로 얻을 수 있는 용량은 기지국이 수신한 신호의 SINR에 의해서 결정된다. 이러한 관계는 상향링크 뿐만 아니라 하향링크에도 유사하게 적용된다. 예를 들어, 기지국이 신호를 셀 경계에 있는 단말에게 전송하는 경우 기지국과 단말의 채널이 좋아도 인접 셀에 의해 발생되는 간섭(interference)으로 인해 총 용량이 상기 수학식 1과 같이 제한된다.
이러한 문제를 피하기 위해, 무선 통신 시스템에서 사용되는 방법은 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse), 고정 재사용(fixed reuse) 등을 통해서 인접 셀간에 사용되는 무선자원이 겹치지 않도록 하고 있다. 즉, 특정 셀의 경계에 있는 단말이 사용하고 있는 무선자원이 인접 셀에서 사용되지 않는 환경을 조성한다. 무선자원에 대해서 사용을 규제하는 방법과 달리 파워 조절만으로 같은 효과를 내는 소프트 주파수 재사용(soft frequency reuse)도 고려되고 있다. 소프트 주파수 재사용은 부분 주파수 재사용과 비슷하나, 인접 셀과 겹치는 주파수 영역을 아예 안쓰기보다 파워를 작게 조절함으로써 셀 내부에 존재하는 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 평균적으로 셀 내 단말의 평균 용량을 증가시킬 수 있다. 하지만, 주파수 자원을 셀 마다 분할하여 사용하면 시스템이 사용할 수 있는 총 대역폭이 줄어들게 된다. 따라서, 인접 셀의 실제 상황과 관계 없이 시스템이 얻을 수 있는 최대 쓰루풋(throughput)이 제한된다. 다른 방법으로서, 다중안테나(multiple antenna)를 이용한 SDMA (spatial division multiple access)가 고려되고 있다. SDMA는 단말 위치에 따라 빔형성(beamforming)을 함으로써 인접 셀에서 전달되는 간섭을 최대한 배제한 상태에서 타겟 신호를 수신하여 간섭을 작게할 수 있다. 그러나, 복잡한 시그널링과 완벽하지 않은 협조(coordination)는 전체적인 성능 저하로 이어질 수 있다. 가장 소극적으로 인접 셀의 간섭에 대해 대처하는 방법은 각 셀에서 사용하는 무선자원의 구성을 모두 셀-특정(cell-specific) 구조로 디자인하는 것이다. 하지만, 이런 방법은 셀에서 사용되는 트래픽의 양이 적을 경우에만 효과가 발휘되며 셀간 간섭에 대한 근본적인 해결책을 제시하지는 못한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭을 효과적으로 감소시켜 단말에 대한 쓰루풋을 증가시키는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭을 능동적으로 해소시키는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 셀간 간섭을 능동적으로 해소하기 위해 필요한 제어 정보를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 전송 모드 결정 방법에 있어서, 채널 상태에 관한 피드백 정보를 수신하는 단계와, 상기 피드백 정보에 기초하여 전송신호를 부반송파 별로, 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정하는 단계를 포함하는 전송 모드 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 채널 상태 보고 방법에 있어서, 복수의 부반송파를 수신하는 단계와, 소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 채널 상태를 결정하는 단계와, 상기 채널 상태에 관한 정보를 전송하는 단계를 포함하는 채널 상태 보고 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 송신기에 있어서, 신호를 수신기와 송수신하도록 구성된 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛과, 수신된 신호를 처리하고 수신기로 전송하기 위한 신호를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 수신기로부터 채널 상태에 관한 피드백 정보를 수신하도록 구성되고, 상기 피드백 정보에 기초하여 전송신호를 부반송파 별로, 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정하고, 상기 결정된 전송 방식에 따라 전송신호를 생성하여 상기 수신기로 전송하도록 구성된 송신기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 송신기에 있어서, 신호를 수신기와 송수신하도록 구성된 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛과, 수신된 신호를 처리하고 수신기로 전송하기 위한 신호를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 수신기로부터 복수의 부반송파를 수신하도록 구성되고, 소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 채널 상태를 결정하도록 구성되고, 상기 채널 상태에 관한 정보를 상기 수신기로 전송하도록 구성된 구성된 송신기가 제공된다.
여기에서, 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 반대로, 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고 수신기는 단말의 일부일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭을 효과적으로 감소시켜 단말에 대한 쓰루풋을 증가시킬 수 있다.
둘째, 무선 통신 시스템에서 셀간 간섭을 능동적으로 해소시킬 수 있다.
셋째, 셀간 간섭을 능동적으로 해소하기 위해 필요한 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 다중 셀 환경에서 특정 단말이 셀 내의 위치에 따라 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 서비스를 수신하는 일 예를 나타낸다.
도 2는 특정 SNR에서 어그리게이션을 통해서 이득을 얻을 수 있는 최대 SIR값을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 부반송파 어그리게이션을 도 1에 적용하는 일 예를 나타낸다.
도 4는 OFDMA 시스템에서 사용하는 무선자원 및 상기 무선자원에 어그리게이션을 적용한 예를 나타낸다.
도 5는 어그리게이션을 사용한 경우에 무선자원의 구조를 예시한다.
도 6는 분산형 자원 할당 방식을 사용한 경우에 어그리게이션을 적용하기 위한 무선자원의 구조를 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 송신측에서 전송 모드를 결정하는 과정을 예시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국의 블록도의 예다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 단말의 블록도의 예다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 송신기의 블록도의 예다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 수신기의 블록도의 예다.
첨부 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징이 직교주파수 분할 다중접속(orthogonal frequency division multiple access; OFDMA) 시스템에 적용된 예들이다.
도 1은 다중 셀 환경에서 특정 단말이 셀 내의 위치에 따라 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 서비스를 제공받는 일 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 단말(UE) a는 셀 A의 경계에 속한 단말로서 셀 A로부터 서비스를 제공받지만, 셀 B의 경계에도 속해 있기 때문에 셀 B의 영향을 받을 수 있다. 마찬가지로, 단말 b는 셀 B의 경계에 속한 단말로서 셀 B로부터 서비스를 제공받지만, 셀 A의 경계에도 속해 있기 때문에 셀 A의 영향을 받을 수 있다. 또한, 단말 c1은 셀 C의 경계에 속한 단말로서 셀 C로부터 서비스를 제공받지만, 셀 B의 경계에도 속해 있기 때문에 셀 B의 영향을 받을 수 있다. 단말 c2는 셀 C의 경계에 속한 단말로서 셀 C로부터 서비스를 제공받지만, 도시하지 않은 다른 셀의 경계에도 속해 있기 때문에 인접 셀의 영향을 받을 수 있다. 단말 d는 셀 D의 경계에 속한 단말로서 셀 D로부터 서비스를 제공받지만, 셀 B 및 셀 C의 경계에도 속해 있기 때문에 셀 B 및 셀 C의 영향을 받을 수 있다. 즉, 단말 a, b, c1, c2 및 d는 적어도 두 셀의 경계에 속한 단말로서 인접 셀에 의해 동시에 영향받는다. 따라서, 상기 단말들은 인접 셀에 의한 공동-채널 간섭(co-channel interference)으로 수신한 서비스의 데이터 처리량이 감소할 수 있다. 반면, 도 1에 도시한 내부 사용자들은 인접 셀에 의해 영향을 받지 않는다.
인접 셀의 간섭을 제거하기 위하여, 부분 주파수 재사용, 고정 재사용, 소프트 주파수 재사용, 다중안테나를 이용한 SDMA 등이 고려되고 있다. 하지만, 이러한 소극적인 방법은 트래픽의 양이 적을 경우에만 효과가 발휘되며 셀간 간섭에 대한 근본적인 해결책을 제시하지는 못한다. 따라서, 인접 셀에서 발생하는 간섭을 능동적을 해소시킬 수 있는 방법이 필요하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 셀간 간섭을 능동적으로 해소하기 위한 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 전송신호가 길이 P의 확산 시퀀스를 이용하여 확산된 뒤, 채널 응답이 유사한 P개의 부반송파에 실려 전송된다고 가정한다. 상술한 바와 같이, 확산된 전송신호를 소정 개수의 부반송파 별로 전송하는 것을 본 발명에서는 부반송파 어그리게이션(subcarrier aggregation) 또는 간단히 어그리게이션이라고 칭한다. 이 경우, P개의 부반송파로 구성된 부반송파 집단에 대해 아무 처리도 하지 않은 경우와 간섭이 제거된 경우에 채널 용량은 다음과 같은 관계를 가질 수 있다.
[수학식2]
P×log2(1+|h|2×SINR) < log2(1+P×|h|2×SNR)
여기에서, |h|는 채널 이득을 나타내고, SINR은 신호 대 간섭 및 잡음 비를 나타내며, SNR은 신호 대 잡음 비(signal to noise ratio)를 나타낸다.
상기 식을 SINR을 기준으로 정리하면 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식3]
SINR < 1/|h|2×(1+P×|h|2×SNR)1/P
여기에서, |h|, SINR 및 SNR은 앞에서 설명한 것과 동일하다.
도 2에 상기 수학식 3을 만족하는 최대 SIR (signal to interference ratio)을 나타냈다. 도 2를 참조하여, 부반송파 어그리게이션을 통해특정 SNR에서 얻을 수 있는 최대 SIR 이득을 알 수 있다.
도 2를 참조하면, 2개나 3개의 부반송파 어그리게이션 (P 부반송파)으로 간섭을 제거할 수 있다면, 거의 모든 동작 범위에서 용량 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 하지만, 어그리게이션을 위한 부반송파의 개수(P)가 많아질수록 용량 이득을 얻기 위해서는 SIR이 더욱 작아지는 즉 간섭이 매우 심각한 영역에서만 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 2 셀 모델에서 두 단말이 셀 경계에 있다고 가정한다. 도 2를 참조하면, P=2인 경우 모든 SNR 영역에서 이득을 얻고, P=3인 경우는 SNR=-10dB 정도, P=4인 경우는 SNR=1dB 정도, P=5인 경우는 SNR=6dB 정도, P=6인 경우는 SNR=10dB 정도인 경우에 이득을 얻을 수 있다. 상술한 용량 분석에 의하면, 부반송파 어그리게이션을 통해서 간섭을 제거할 수 있다면, 주파수 재사용율이 1이더라도 FFR을 사용하는 경우와 같은 시스템 성능을 얻게 된다.
도 3에 본 발명의 일 실시예에 따라 부반송파 어그리게이션을 도 1에 적용하는 일 예를 나타낸다. 기본적인 통신 환경은 도 1과 같다고 가정한다. 도 1과 다른 점은 각각의 셀에 단말(UE)이 하나씩만 있다고 가정한 점이다. 이와 관련하여, 셀 C에는UE c1 만이 존재한다고 가정한다.
도 3을 참조하면, 셀 A 내지 D와 관련하여 표시한 직사각형은 각 셀에 할당된 총 주파수 대역을 표시한다. 도 3의 실시예에서, 셀 A 내지 D는 할당된 총 주파수 대역을 모두 사용할 수 있다. 즉, 셀 A 내지 D는 주파수 재사용율이 1이다. 셀 A 내지 D에 할당된 주파수 대역 내에서 해칭된 부분은 각각 단말 a, 단말 b, 단말 c1 및 단말 d를 서비스하는데 사용되는 주파수 자원을 의미한다. 도 1과 함께 참조하면, 셀 A 및 셀 B의 경계에는 단말 a와 단말 b가 존재하고, 단말 a와 단말 b는 동일한 주파수 자원을 이용하여 서비스를 제공받고 있다. 따라서, 셀 A와 셀 B의 기지국은 단말 a와 단말 b를 위해 사용하는 자원 중 공통되는 주파수 자원에 대하여 부반송파 어그리게이션을 사용한다(312, 322). 위와 같이, 셀 A와 셀 B의 기지국이 서로 중복되는 주파수 자원에 대해 부반송파 어그리게이션을 사용하여 서비스를 제공함으로써, 단말 a 및 단말 b는 용량 이득을 얻을 수 있다. 유사하게, 셀 B 및 셀 C의 경계에는 단말 b와 단말 c1이 존재하고, 단말 b와 단말 c1은 동일한 주파수 자원을 이용하여 서비스를 제공받고 있다. 따라서, 셀 B와 셀 C의 기지국은 단말 b와 단말 c1을 위해 사용하는 자원 중 공통되는 주파수 자원에 대하여 부반송파 어그리게이션을 사용한다(323, 332). 그러나, 셀 B가 단말 b에게 서비스를 제공하기 위해 사용하는 주파수 대역 중 일부는 단말 a 및 단말 c1과 무관하다. 따라서, 셀 B의 기지국은 단말 b를 위해 사용하는 자원 중 일부에 대해서는 부반송파 어그리게이션을 사용하지 않는다(330). 셀 D의 경우, 단말 d에게 서비스를 제공하기 위해 사용하는 주파수 자원이 인접 셀이 현재 사용하고 있는 주파수 자원과 공통되지 않는다. 따라서, 셀 D의 기지국은 단말 d를 위해 사용하는 주파수 자원 전부에 대해 부반송파 어그리게이션을 사용하지 않는다.
이하, 이와 같이 간섭에 의한 효과를 감쇄시키면서 FFR의 단점인 최대 쓰루풋을 개선시킬 수 있는 메카니즘을 제안한다. 구체적으로, 본 발명의 일 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 전송 모드 결정 방법에 있어서, 채널 상태에 관한 피드백 정보를 수신하는 단계와, 상기 피드백 정보에 기초하여, 전송신호를 부반송파 별로 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정하는 단계를 포함하는 전송 모드 결정 방법이 제공된다. 상기 피드백 정보는 상기 소정 개수의 부반송파에 상기 확산 시퀀스를 적용하여 결정된 채널 상태와 관련된 정보일 수 있다. 또한, 상기 피드백 정보는 CQI (channel quality indicator), SINR (signal to interference and noise ratio), SIR (signal to interference ratio), SNR (signal to noise ratio) 및 MCS (modulation and coding scheme) 테이블 인덱스 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 MCS 테이블은 기존의 변조 차수(modulation order), 채널 코딩에 관한 정보를 포함하는 것 외에 어그리게이션에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, MCS 테이블은 어그리게이션되는 부반송파의 개수에 관한 정보(예, P=1,2,3 등)를 더 포함할 수 있다. 새로 구성된 MCS 테이블은 모든 변조/코딩 조합에 대하여 어그리게이션에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 그러나, 실제로 문제가 생기는 것은 단말이 셀-가장자리에 있는 경우이다. 이 경우, 높은 변조 차수(high modulation order)와 높은 코드 레이트(high code rate)를 사용할 수 없는 경우가 많으므로, 낮은 변조 차수 및 낮은 코드 레이트를 가지는 경우에 대해서만 어그리게이션에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 즉, MCS 테이블 중에서 낮은 변조 차수/낮은 코드 레이트를 가지는 일부 조합에 대해서만 어그리게이션에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 단말은 CQI를 측정함에 있어서 MCS 테이블 인덱스를 전송함으로써 항상 어그리게이션에 대한 측정을 가능하게 할 수 있다. 즉, 인접 셀에서 어그리게이션을 사용하고 있고 간섭을 많이 받는 경우라면 단말은 어그리게이션을 적용하여 CQI를 측정함으로써 더 높은 채널 용량을 얻을 수 있다.
상기 피드백 정보를 산출하기 위하여, 단말 또는 기지국은 전송신호 품질을 파악할 수 있다. 상기 전송신호 품질은 간섭에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말 또는 기지국은 간섭 측정을 통해 SIR과 노이즈 레벨 측정을 통해 SNR을 계산할 수 있다. 상기 피드백 정보는 부반송파 별 프로세싱을 통해 측정한 전송신호 품질에 대한 정보를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 피드백 정보는 소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 측정한 전송신호 품질에 대한 정보를 포함할 수 있다('어그리게이션 기반 방법'). 여기에서, 상기 소정 개수의 부반송파는 주파수 영역에서 인접하거나 분산될 수 있다. 바람직하게, 상기 소정 개수의 부반송파는 주파수 영역에서 인접한다. 상기 소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 측정한 전송신호 품질에 대한 정보는 전송 모드 결정시에 어그리게이션을 통한 간섭 완화를 활용할지에 대한 정보를 제공한다. 따라서, 단말 또는 기지국에서 주파수 대역에 대한 CQI를 측정할 때, 기존의 방법처럼 단순하게 CQI를 측정하는 방법(즉, SINR을 기반으로 적절한 MCS 레벨을 결정)에만 의존하지 않고, 어그리게이션에 기반하여 CQI를 측정할 수 있다. 별도로, 전송 모드 제어를 담당하는 쪽에서 어그리게이션 기반의 주파수 대역 CQI 추정을 추가로 수행할 수 있다. CQI를 측정할 때, 전체 측정 대역에 대해서 어그리게이션을 일괄적으로 적용하거나 적용하지 않는 방법을 적용할 수 있다. 그러나, 셀 별로 사용하는 대역이 사전에 일정한 규칙에 의해서 나누어져 있고, 특정 대역에 대해서는 특정 셀이 독자적으로 사용할 수 있으면, 상기 특정 대역에 대해서는 어그리게이션을 적용할 필요가 없다. 반면, 다른 셀에서 사용하고 있을 가능성이 있는 대역에 대해서는 어그리게이션 을 수행할 수 있다. 이를 고려하면, CQI를 측정하는 대역 중에 특정 대역에 대해서는 어그리게이션을 적용하지만, 그 외의 대역에 대해서는 어그리게이션을 적용하지 않는 경우를 고려할 수 있다.
예를 들어, 하나의 측정 주파수 대역에 n개의 부반송파들이 있다고 가정하면, CQI 측정을 위한 기본 값은 아래와 같이 계산할 수 있다.
[수학식4]
Figure PCTKR2009006183-appb-I000001
여기에서, S는 부반송파의 신호 세기이고, I는 부반송파에 대한 간섭 세기이며, N는 부반송파에 대한 잡음 세기이고, k는 부반송파 인덱스를 나타낸다.
또한, 어그리게이션을 통해서 측정할 경우에는 다음과 같이 마스킹 시퀀스 'c'를 곱해서 값을 추정할 수 있다.
[수학식5]
Figure PCTKR2009006183-appb-I000002
여기에서, c는 길이가 p인 마스킹 시퀀스이고, S는 부반송파의 신호 세기이며, I는 부반송파에 대한 간섭 세기이고, N는 부반송파에 대한 잡음 세기이며, p는 어그리게이션된 부반송파의 개수이고, k는 어그리게이션된 소정 개수의 부반송파로 이루어진 부반송파 그룹을 지시하는 인덱스이고, j는 0 내지 p-1의 정수이다.
상기 마스킹 시퀀스는 일종의 확산 시퀀스이다. 마스킹 시퀀스는 서로 간에 직교성을 가지는 시퀀스일 수 있다. 그러나, 더 많은 단말을 수용하기 위해 완전히 직교하지는 않지만 상호-상관성(cross-correlation)이 작은 시퀀스일 수 있다. 예를 들어, 마스킹 시퀀스는 완전한 직교 시퀀스인 ZC(Zadoff-Chu), CAZAC(Constant amplitude zero autocorrelation waveform), 왈쉬(walsh), DFT(discrete fourier transform) 등의 시퀀스일 수 있다. 또한, 상호-상관성이 작은 PN (pseudo noise) 시퀀스 계열일 수 있다. 하지만, 상호-상관성이 작은 시퀀스는 일반적으로 큰 P 값을 갖기 어려우므로 직교 시퀀스를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 시퀀스 중에 부반송파의 사용여부를 설정할 수 있는 형태를 정의할 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 코드 비트 값이 0이 아닌 경우 신호를 전송하고 0인 경우에는 신호를 전송하지 않는 형태의 마스킹 시퀀스를 정의할 수 있다. 예를 들어, P=2인 경우에는 {1,0},{0,1}과 같이 정의할 수 있고, P=3인 경우에는 {1,0,0},{0,1,0},{0,0,1}과 같이 정의할 수 있다. 0이 아닌 값을 갖는 부반송파 위치에서는 해당 부반송파에 대한 세기(amplitude)와 위상 변조(phase modulation)를 모두 허용할 수 있다.
ZC 시퀀스는 직교 시퀀스인 CAZAC 시퀀스의 일종으로서 각각의 ZC 시퀀스(u)에서 각각의 위치(k)에 해당하는 복소수 값은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식6]
Figure PCTKR2009006183-appb-I000003
여기에서, 0≤k≤NZC-1이고, NZC는 시퀀스 길이이다.
왈시 시퀀스의 예는 다음과 같다. 길이 2인 왈쉬 시퀀스는 {1, 1}, {1,-1}이고, 길이 4인 왈쉬 시퀀스는 {1, 1, 1, 1}, {1,-1, 1,-1}, {1, 1,-1,-1}, {1,-1,-1, 1}일 수 있다. 보다 긴 길이를 갖는 왈쉬 시퀀스도 유사하게 정의될 수 있다.
기지국간에 통신을 통해서 마스킹 시퀀스에 대한 설정을 조정(coordination)하는 것이 가능한 경우에, 기지국은 해당 마스킹 시퀀스에 관한 정보를 단말에게 제어채널을 통해서 알려줄 수 있다. 예를 들어, 상기 마스킹 시퀀스에 대한 정보는 마스킹 시퀀스 식별자(id) 또는 마스킹 시퀀스 세트에 관한 정보일 수 있다. 그러나, 이 경우, 기지국은 단말에게 마스킹 시퀀스에 대한 정보를 전송하여야만 한다. 따라서, 시스템 운영을 간단히 하기 위해, 셀-특정(cell-specific) 마스킹 시퀀스를 정의할 수 있다. 예를 들어, 셀 식별자(cell id), 섹터 식별자(sector id) 등과 같이 인접 셀과 구분될 수 있는 식별자 정보를 이용해서 각 셀에서 사용할 수 있는 마스킹 시퀀스 식별자(들)이 결정될 수 있게 할 수 있다.
또한, 기지국간에 통신이 불가한 경우에는 단말은 가지고 있는 마스킹 시퀀스 세트 CP {C⊃c0, c1, c2, …, cM}에 속한 마스킹 시퀀스의 전부 또는 적어도 일부에 대해 수학식 5에 예시된 작업을 수행할 수 있다. 여기에서, 'c'는 길이 P의 마스킹 시퀀스를 나타내고, P는 2 이상의 정수이며, M은 1 이상의 정수이다. 상기 마스킹 시퀀스 집합 CP는 P에 따라 여러 개가 존재할 수 있다. 즉, P=2인 마스킹 시퀀스 집합, P=3인 마스킹 시퀀스 등이 함께 존재할 수 있다. 단말이 마스킹 시퀀스를 이용하여 수학식 5에 예시된 작업을 수행하는 경우, 단말이 자율적으로 가장 좋은 성능을 나타내는 마스킹 시퀀스를 선택하는 것이 가능하다. 이 경우, 단말은 가장 좋은 마스킹 시퀀스를 적용했을 때의 SINR 값과 해당 마스킹 시퀀스에 관한 정보를 함께 피드백하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 단말이 마스킹 시퀀스를 사용하여 CQI를 계산하면, 기지국은 단순 CQI (즉, P=1)와 어그리게이션을 통해서 얻어진 CQI (즉, P>1)를 비교해서 더 높은 용량을 얻을 수 있는 전송 모드를 구성할 수 있다. 이와 관련하여, 인접 셀도 마스킹 시퀀스를 사용하는 경우, 인접 셀간에 직교한 마스킹 시퀀스를 사용하게 되면 가장 좋은 SINR 비율을 얻을 수 있다. 따라서, 수학식 2에서와 같이 채널 용량을 증대시킬 수 있다. 또한, 시스템 입장에서는 주파수 재사용율을 1로 설정하면서도 필요에 따라서 특정 대역에 대해서 어그리게이션을 사용하는 전송 모드를 사용함으로써 셀-가장자리의 성능을 증대시킬 수 있다. 반면, 어그리게이션을 안하는 경우(즉, P=1), 각 셀은 부반송파 단위로 정보를 전송할 수 있다.
어그리게이션을 통한 채널 측정을 하기 위해서는 시스템에서 사용하는 무선자원에 일정한 사용 규칙이 있어야 한다. 예를 들어, 서빙 셀에서 사용하는 주파수 자원은 P개로 묶여진 단위로 자원이 할당되는 특징을 가져야 한다. 이하, 도 4 내지 6을 참조하여 무선자원 의 사용 규칙에 대해 구체적으로 예시한다.
도 4는 OFDMA 시스템에서 사용하는 무선자원 및 상기 무선자원에 어그리게이션을 적용한 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 주파수를 나타낸다. 각각의 작은 박스는 시간/주파수로 이루어진 자원요소를 나타낸다. 굵은 선으로 표시된 박스는 소정 개수의 부반송파 및 소정 개수의 OFDMA 심볼로 이루어진 자원할당 단위를 나타낸다. 자원할당 단위는 시스템에 따라 다르다. 예를 들어, 3GPP LTE (3rd generation partnership project Long term evolution) 시스템에서 자원할당 단위는 12개의 부반송파로 구성된다. 또한, IEEE 802.16 시스템에서 자원할당 단위는 3, 6 또는 18개의 부반송파로 구성된다. 따라서, 3GPP LTE 또는 IEEE 802.16 시스템에 어그리게이션을 적용하는 경우, 각 자원할당 단위 내에서 어그리게이션 단위를 정의하는 것이 좋다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서 자원할당 단위는 12개의 부반송파로 구성되므로, 2개의 부반송파 별로 어그리게이션을 수행하여 6개의 전송신호를 전송하거나, 3개의 부반송파 별로 어그리게이션을 수행하여 4개의 전송신호를 전송하거나. IEEE 802.16 시스템에서 자원할당 단위가 18개의 부반송파로 구성된다면, 2 또는 3개의 부반송파 별로 어그리게이션을 수행하여 9개 또는 6개의 전송신호를 전송할 수 있다.
도 5(a)(b)에 어그리게이션을 사용한 경우의 무선자원의 구조를 예시했다. 상기 도면에서 채널 측정 단위(channel measurement unit)는 12개의 부반송파이다.
도 5(a)를 참조하면, P=2인 경우에 상기 채널 측정 단위 내의 가용한 부반송파를 2개씩 짝지워서 전송신호를 할당한다. 유사하게, P=3인 경우에 상기 채널 측정 단위 내의 가용한 부반송파를 3개씩 짝지워서 전송신호를 할당한다. P가 4이상인 경우에도 유사하다. P개씩 짝지워진 복수의 부반송파에는 마스킹 시퀀스가 적용된 전송신호가 실린다. 도 5(a)에서, 어그리게이션된 P개의 부반송파는 주파수 영역에서 서로 인접하여 배치된다(동일한 해칭 패턴으로 표시된 부분).
도 5(b)는 P=3인 경우에 어그리게이션된 P개의 부반송파가 주파수 영역에서 분산 배치되는 것을 예시하고 있다. 상기 도면에서, a2-a1-a0, b2-b1-b0, c2-c1-c0, d2-d1-d0는 별개의 전송신호가 실리는 3개의 어그리게이션된 부반송파를 나타낸다. 상기 도면을 참조하면, 어그리게이션된 3개의 부반송파가 주파수 영역에서 4개의 부반송파 간격을 갖도록 분산된 것을 알 수 있다. 상기 도면에는 어그리게이션된 부반송파로 이루어진 부반송파 그룹들이 주파수 영역에서 모두 분산되는 것으로 예시되었지만, 일부 부반송파 그룹은 어그리게이션된 부반송파가 인접하도록 배치되고, 나머지 부반송파 그룹은 어그리게이션된 부반송파가 분산되도록 배치될 수 있다. 어그리게이션된 부반송파가 분산되는 경우에 일부 부반송파는 인접하고 나머지 부반송파는 분산될 수 있다. 예를 들어, 어그리게이션된 부반송파 사이에 다른 묶음의 어그리게이션된 부반송파가 배치될 수 있다(예, a2-a1-b2-b1-b0-a0).
상술한 바와 같이, 서빙 셀에서 셀간 간섭을 감소/제거시키기 위해 부반송파 어그리게이션을 사용하는 경우, 적어도 하나의 인접 셀도 부반송파 어그리게이션을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 서빙 셀에서 P개의 부반송파에 대해 어그리게이션을 수행하였으면, 적어도 하나의 인접 셀은 어그리게이션된 P개의 부반송파 단위로 무선자원을 할당하는 것이 바람직하다. 이 경우, 서빙 셀과 적어도 하나의 인접 셀은 서로 다른 마스킹 시퀀스를 사용하여야 한다. 이와 같이, P개의 부반송파를 묶어 사용함으로써, 인접 셀간에 어그리게이션을 통한 채널 측정이 가능하다.
도 5(a)(b)에서 예시한 경우는 국소형 자원 할당(localized resource allocation)의 경우에는 쉽게 적용이 가능하다. 그러나, 분산형 자원 할당(distributed resource allocation)을 활용하는 경우, 자원할당 단위를 정의할 때 부반송파들을 P개씩 묶어서 주파수 대역에 분산시키는 것이 적절한 선택이다.
도 6에 분산형 자원 할당 방식을 사용한 경우에 어그리게이션을 적용하기 위한 무선자원의 구조를 예시했다. 상기 도면에서 동일한 해칭 패턴으로 표시된 부분은 어그리게이션된 부반송파를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 자원할당 단위가 12개의 부반송파로 구성되고 P=2인 경우에 12개의 부반송파가 2개씩 묶여 주파수 대역에 분산된 것을 확인할 수 있다. 유사하게, 18개의 부반송파를 주파수 대역에 퍼트리는 경우 2 또는 3개의 인접한 부반송파로 구성된 9 또는 6개의 부반송파 그룹이 주파수 대역에 퍼져있는 형상을 가질 수 있다.
무선 자원에 대해서 어그리게이션을 고려한 부반송파 묶음을 정의할 때, 상기 부반송파 묶음은 전체 시스템 대역폭 중에서 일부 특정 영역에 대해서만 정의할 수 있다. 예를 들어, 국소형 할당(Localized allocation)의 경우 다른 셀과 공유될 수 있는 대역에 대해서만 어그리게이션에 대한 정의를 사용하고, 분산형 할당(distributed allocation)에 대해서도 해당 자원이 인접 셀과 공유될 수 있는 경우에 대해서 부반송파 어그리게이션을 정의할 수 있다. 여기에서, 인접 셀은 하나의 이상의 셀을 지칭하며, 인접 셀은 매크로 셀 내에 존재하는 중계기나 펨토 셀과 같은 작은 셀을 지칭할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 송신측에서 전송 모드를 결정하는 과정을 예시하는 흐름도이다. 신호 전송 모드를 제어하는 쪽은 측정된 CQI 정보들을 이용해서 전송 모드를 결정해야 한다. 시스템에 사용하는 주파수 재사용율이 1인 경우, 스케줄러는 단말과 무선자원의 할당 이외에 전송모드에 대한 고려도 포함한다.
도 7을 참조하면, 단말(UE)은 부반송파 단위로 측정한 단순 CQI (normal CQI)를 기지국(BS)로 전송한다(S710). 상기 도면에서는 피드백 정보로서 CQI를 예시하고 있지만, 단말은 SINR, SIR, SNR 및 MCS 테이블 인덱스 중에서 적어도 하나를 CQI와 함께 전송하거나 CQI 대신 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 CQI 정보와 도 2에 예시한 정보를 참조하여 전송신호를 부반송파 별로 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정할 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 예를 들어, P=2인 경우 모든 SNR 영역에서 이득을 얻고, P=3인 경우는 SNR=-10dB 정도, P=4인 경우는 SNR=1dB 정도, P=5인 경우는 SNR=6dB 정도, P=6인 경우는 SNR=10dB 정도인 경우에 이득을 얻을 수 있다. 상술한 용량 분석을 이용하여 어그리게이션을 사용할지 여부를 결정할 수 있다.
그러나, 채널 용량을 증가시키기 위한 전송 모드를 보다 정확히 결정하기 위해서, 어그리게이션을 적용하여 측정한 CQI (이하, 어그리게이션 CQI)를 단말로부터 피드백 받는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 기지국은 어그리게이션 CQI를 피드백할 것을 지시하는 메시지를 단말에게 전송할 수 있다(S720). 별도의 실시예로서, 단말이 어그리게이션 CQI를 측정함에 있어서, 단말 스스로 필요에 따라 어그리게이션 CQI를 자동으로 측정할 수도 있다. 이 경우, 상기 단계 S720은 생략될 수 있다.
단말은 기지국으로부터 어그리게이션 CQI를 측정하라고 지시하는 메시지를 수신하면, 소정 개수의 부반송파에 마스킹 시퀀스를 적용하여 CQI를 측정한 뒤 기지국으로 피드백한다(S730). 또는, 단말은 기지국의 명령과 무관하게 자율적으로 어그리게이션 CQI를 측정하여 기지국으로 피드백할 수 있다. 만약, 단계 S710에서 피드백 받은 단순 CQI 만으로도 어그리게이션을 적용할지 여부를 판단할 수 있다면 단계 S730은 생략될 수 있다. 다른 예로서, 단말이 어그리게이션을 적용하여 채널 상태를 항상 측정할 수 있다면 단말이 피드백하는 CQI는 항상 어그리게이션 결과를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우에도 단계 S730은 생략될 수 있다. 어그리게이션 CQI를 측정하기 위해서, 단말은 CQI 측정에 사용할 마스킹 시퀀스 또는 마스킹 시퀀스 세트를 알고 있어야 한다. 일 예로, 마스킹 시퀀스 또는 마스킹 시퀀스 세트는 미리 정해진 기준에 따라 단말이 자동으로 설정할 수 있다. 또한, 기지국이 백본 등으로 인접 셀과 협력(coordination)을 수행한 후에 단말에게 마스킹 시퀀스 또는 마스킹 시퀀스 세트를 알려줄 수 있다. 단말은 마스킹 시퀀스가 여러 개 있는 경우 각각의 마스킹 시퀀스를 적용하여 CQI를 측정하고, 가장 좋은 결과를 나타내는 마스킹 시퀀스에 해당하는 CQI 값을 보고할 수 있다. 단말이 두 개 이상의 마스킹 시퀀스를 적용하여 CQI를 측정하였다면, 단말은 피드백하는 CQI와 연관된 마스킹 시퀀스에 관한 정보를 기지국에게 피드백해줘야 한다. 마스킹 시퀀스에 관한 정보는 마스킹 시퀀스 식별자(id)를 포함할 수 있다.
그 후, 기지국은 단말로부터 얻은 피드백 정보에 기초하여 어그리게이션을 수행할지 또는 마스킹 시퀀스를 변경할지에 대한 판단을 내릴 수 있다(S740). 상기 피드백 정보는 단순 CQI 및 어그리게이션 CQI 중에서 적어도 하나를 포함한다. 즉, 기지국은 피드백 정보를 이용하여 하향링크 전송 모드를 결정하고, 결정된 전송 모드를 이용하여 하향링크 전송을 수행한다(S750). 전송 모드의 결정은 기지국간의 협력(coordination)하에 수행될 수 있다. 또한, 전송 모드의 결정은 기지국간에 협력 없이 수행될 수 있다. 즉, 각 셀에서 독립적으로 어그리게이션에 대한 측정과 변경을 수행할 수 있다. 이 경우, 특정 기지국에서 어그리게이션을 특정 단말 또는 주파수 대역에 대해서 적용하거나 해제하는 경우, 이의 변경 후 효과는 다른 기지국에 실시간으로 적용되지 않게 된다. 따라서, 기지국간의 협력이 없는 경우에 어그리게이션에 대한 CQI 정보는 인접 셀에서 해당 주파수 대역에서의 어그리게이션 정보에 대한 수정(adaptation)이 완료된 후에 사용하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국의 블록도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 기지국은 일반적으로 제어 시스템(802), 기저대역 프로세서(804), 전송 회로(806), 수신 회로(808), 다중안테나(810) 및 네트워크 인터페이스(812)를 포함한다. 수신 회로(808)는 단말로부터 전송된 무선 신호를 다중안테나(810)를 통해 수신한다. 바람직하게는, 저잡음 증폭기 및 필터(미도시)가 신호를 증폭하고 광대역 간섭을 제거한다. 하향변환(downconversioin) 및 디지털화 회로(미도시)는 필터링된 수신 신호를 중간 또는 기저대역 주파수 신호로 하향변환하고, 이를 하나 이상의 디지털 스트림으로 디지털화 한다.
기저대역 프로세서(804)는 디지털화된 수신 신호를 처리하여 수신 신호로부터 정보 또는 데이터 비트를 추출한다. 상기 처리는 복조, 디코딩, 에러 정정 등을 포함한다. 기저대역 프로세서(804)는 일반적으로 하나 이상의 디지털 신호 처리기(DSP)로 구현된다. 그 후, 수신 정보는 네트워크 인터페이스를 경유하여 무선네트워크를 통해 전송되거나 기지국이 서비스하는 다른 단말로 전송된다. 네트워크 인터페이스(812)는 중앙 네트워크 제어기 및 공중 교환 전화망(PSTN)에 연결될 수 있는 무선 네트워크의 일부를 형성하는 회선 교환망과 상호작용한다.
전송 측에서, 기저대역 프로세서(804)는 음성, 데이터 또는 제어 정보를 나타낼 수 있는 디지털화된 데이터를 제어 시스템(802)의 통제 하에 네트워크 인터페이스(812)로부터 수신하고 전송을 위해 데이터를 인코딩한다. 인코딩된 데이터는 전송 회로(806)로 입력된다. 전송 회로(806)에서, 인코딩된 데이터는 희망 전송 주파수 또는 주파수들을 가지는 반송파에 의해 변조된다. 전력 증폭기(미도시)는 변조된 반송파 신호를 전송에 적절한 수준으로 증폭한다. 증폭된 신호는 다중안테나(810)로 전달된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 단말의 블록도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단말은 제어 시스템(902), 기저대역 프로세서(904), 전송 회로(906), 수신 회로(908), 다중 안테나(910) 및 사용자 인터페이스 회로(912)를 포함할 수 있다. 수신 회로(908)는 정보를 포함하는 무선 신호를 하나 이상의 기지국으로부터 다중안테나(910)를 통해 수신한다. 바람직하게는 저잡음 증폭기 및 필터(미도시)가 신호를 증폭하고 광대역 간섭을 제거한다. 그 후, 하향변환 및 디지털화 회로(미도시)는 중간 또는 기저대역 주파수 신호로 필터링된 수신 신호를 하향변환한다. 그 후, 상기 신호는 하나 이상의 디지털 스트림으로 디지털화된다. 기저대역 프로세서(904)는 수신 신호로부터 정보 또는 데이터 비트를 추출하기 위해서 디지털화된 수신 신호를 처리한다. 상기 처리는 복조, 디코딩, 에러 정정 동작을 포함한다. 기저대역 프로세서(904)는 일반적으로 하나 이상의 디지털 신호 처리기(DSP) 및 주문형 집적 회로(ASIC)로 구현된다.
전송 측에서, 기저대역 프로세서(904)는 음성, 데이터 또는 제어 정보를 나타낼 수 있는 디지털화된 데이터를 제어 시스템(902)의 통제 하에 사용자 인터페이스(812)로부터 수신하고 전송을 위해 데이터를 인코딩한다. 인코딩된 데이터는 전송 회로(906)로 입력된다. 전송 회로(906)에서, 인코딩된 데이터는 희망 전송 주파수 또는 주파수들을 가지는 반송파에 의해 변조된다. 전력 증폭기(미도시)는 변조된 반송파 신호를 전송에 적절한 수준으로 증폭한다. 증폭된 신호는 다중안테나(910)로 전달된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 송신기의 블록도를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 송신기 구조는 기지국을 기준으로 설명되었지만, 당업자는 상향 및 하향 전송을 위해 도시된 구조를 사용할 수 있음을 알 것이다. 또한, 전송 구조는 이에 한정되지는 않지만 코드 분할 다중 접속(CDMA), 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 시간 분할 다중 접속(TDMA), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 포함하는 다양한 다중 접속 구조를 나타내도록 의도되었다.
초기에, 네트워크는 단말로 전송할 데이터를 기지국으로 전송한다. 비트 스트림인 스케쥴링된 데이터는 데이터 스크램블 모듈(1004)을 사용하여 데이터와 연관된 피크 대 평균 전력 비를 감소시키는 방식으로 스크램블된다. 스크램블된 데이터에 대한 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 CRC 부가 모듈(1006)로 결정하고 스크램블된 데이터에 첨부한다. 단말에서 데이터의 복구 및 에러 정정을 용이하게 하기 위해, 채널 인코더 모듈(1008)을 사용하여 채널 코딩을 수행한다. 채널 코딩에 의해 데이터에 효과적으로 리던던시를 더할 수 있다. 채널 인코더 모듈(1008)은 터보 인코딩 기술을 사용할 수 있다.
처리된 데이터 비트는 선택된 기저대역 변조에 의존하여 매핑 모듈(1014)에 의해 해당 심볼로 체계적으로 매핑된다. 직교 진폭 변조(QAM) 또는 직교 위상 쉬프트 키(QPSK) 변조 형태가 사용될 수 있다. 비트 그룹은 진폭및 위상 컨스텔레이션에서의 위치를 나타내는 심볼로 매핑된다. 그 후, 심볼 블럭은 공간 시간 코드(STC) 인코더 모듈(1018)에 의해 처리된다. STC 인코더 모듈(1018)은 선택된 STC 인코딩 모드에 따라 심볼을 처리하고, 기지국의 다중 송신 안테나(810)의 수에 해당하는 N개의 출력을 제공할 것이다. STC 인코더 모듈(1018)로부터 출력된 심볼 스트림은 IFFT 처리 모듈(1020)에 의해 역푸리에 변환된다. 그 후, 프리픽스(prefix) 및 RS 부가 모듈(1022)은 역푸리에 변환된 신호에 CP (cyclic prefix) 및 RS를 부가한다. 그 후, 디지털 상향변환(DUC) 모듈 및 디지털 대 아날로그(D/A) 변환 모듈(1024)은 앞에서 처리된 신호를 중간 주파수로 디지털 영역에서 상향변환하고 아날로그 신호로 변환한다. 그 후, 상기 아날로그 신호는 RF 모듈(1026) 및 다중안테나(810)를 통해 희망 RF 주파수에서 동시에 변조, 증폭 및 전송된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 수신기의 블록도를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 수신기 구조는 단말을 기준으로 설명되었지만, 당업자는 상향 및 하향 전송을 위해 도시된 구조를 사용할 수 있음을 알 것이다. 전송신호가 다중 송신 안테나(910)에 도착하면, 각각의 신호는 해당 RF 모듈(1102)에 의해 복조 및 증폭된다. 편의상, 수신기에 있는 다중 수신 경로 중 한 경로만을 도시하였다. 아날로그 대 디지털(A/D) 변환 및 하향변환 모듈(DCC)(1104)은 디지털 처리를 위해 아날로그 신호를 디지털화하고 하향변환한다. 디지털화된 신호는 수신 신호 수준에 기초하여 RF 모듈(1102)에서 증폭기 이득을 제어하기 위해 자동 이득 제어 모듈(AGC)(1106)에 사용될 수 있다.
또한, 디지털화된 신호는 동기화 모듈(1108)에 공급된다. 동기화 모듈(1108)은 대략적인 동기를 수행하는 거친 동기(Coarse Sync) 모듈(1110), 미세 동기를 수행하는 미세 동기(Fine Sync) 모듈(1112) 및 주파수 오프셋이나 도플로 효과를 추정하는 모듈(1120)을 포함할 수 있다. 동기화 모듈(1108)에서 출력된 결과는 프레임 정렬 모듈(1114), 주파수 오프셋/도플러 보정 모듈(1118)에 공급된다. 정렬된 프레임은 프리픽스 제거 모듈(1116)에 의해 CP가 제거된다. 그 후, CP가 제거된 데이터는 FFT 모듈(1122)에 의해 푸리에 변환된다. RS 추출 모듈(1130)은 프레임 내에 분산되어 있는 RS 신호를 추출하여 채널 추정 모듈(1128)로 공급한다. 그 후, 채널 재구성 모듈(1126)은 채널 추정 결과를 이용하여 무선 채널을 재구성한다. 채널 추정은 기지국이 사용하는 STC 인코딩에 따라 STC 디코더(1132)가 심볼을 디코딩하고 전송 비트에 해당하는 추정을 복구할 수 있는 충분한 채널 응답 정보를 제공한다. 수신한 신호에서 얻은 심볼 및 각 수신 경로에 대한 채널 추정 결과는 STC 디코더(1132)에 제공되고, 전송된 심볼을 복구하기 위해 각 수신 경로에 STC 디코딩을 수행한다. STC 디코더(1132)는 BLAST 기반 전송을 위한 최대 유사 디코딩(MLD)을 구현할 수 있다. STC 디코더(1132)의 출력은 전송 비트 각각을 위한 로그 유사비(LLR)일 수 있다. STC 디코딩된 심볼은 심볼 디-인터리버 모듈(1134)을 통해 원래 순서의 심볼로 정렬된다. 그 후, 디-매핑 모듈(1136) 및 비트 디-인터리버 모듈(1138)은 심볼을 비트 스트림을 매핑한 후에 디-인터리빙을 수행한다. 레이트 디-매칭 모듈(1140)에 의해 처리된 비트 스트림은 스크램블된 데이터 및 CRC 체크섬을 복구하기 위해서 채널 디코더 모듈(1142)로 제공된다. 채널 디코더 모듈(1142)은 터보 디코딩을 사용할 수 있다. CRC 모듈(1144)은 종래의 방식으로 CRC 체크섬을 제거하고 스크램블된 데이터를 체크한다. 그 후, CRC 체크된 데이터는 역스크램블링 모듈(1146)에 의해 원래의 데이터(1148)로 복구된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주파수 재사용율을 1로 하더라도 셀 가장자리의 쓰루풋을 증대시킬 수 있다. 또한, 어그리게이션을 통해 인접 셀로 인한 간섭을 능동적으로 해소할 수 있다. 또한, 주파수 재사용율 1인 경우를 지원하기 위한 MCS 테이블 구조를 제공할 수 있다. 또한, 어그리게이션을 적용하기 위해 정보를 제어 채널을 통해 전송하는데 소요되는 오버헤드를 감소시킬 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 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 모드를 결정하는 방법에 적용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 무선 통신 시스템에서의 전송 모드 결정 방법에 있어서,
    채널 상태에 관한 피드백 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 피드백 정보에 기초하여, 전송신호를 부반송파 별로 또는 확산 시퀀스를 적용하여 소정 개수의 부반송파 별로 전송할지를 결정하는 단계를 포함하는 전송 모드 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 채널 상태를 결정할 것을 지시하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 소정 개수의 부반송파에 상기 확산 시퀀스를 적용함으로써 결정되는 채널 상태와 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 CQI (channel quality indicator), SINR (signal to interference and noise ratio), SIR (signal to interference ratio), SNR (signal to noise ratio) 및 MCS (modulation and coding scheme) 테이블 인덱스 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 MCS 테이블은 확산 시퀀스가 적용되는 부반송파의 개수에 관한 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 채널 상태를 결정하는데 사용된 확산 시퀀스를 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 셀들이 공통으로 사용하고 있거나, 공통으로 사용할 가능성이 있는 특정 주파수 대역에 속해 있는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 주파수 영역에서 인접하거나 분산된 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수는 2 내지 6인 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 부반송파 그룹을 이루고, 동일한 자원할당 단위에 속하는 적어도 두개의 상기 부반송파 그룹은 주파수 영역에서 인접하거나 분산된 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 확산 시퀀스는 직교 시퀀스 및 의사 잡음 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 확산 시퀀스는 셀-특정(cell-specific)한 것을 특징으로 하는 전송 모드 결정 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서의 채널 상태 보고 방법에 있어서,
    복수의 부반송파를 수신하는 단계;
    소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 채널 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 채널 상태에 관한 정보를 전송하는 단계를 포함하는 채널 상태 보고 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    부반송파 별로 채널 상태를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 셀들이 공통으로 사용하고 있거나, 공통으로 사용할 가능성이 있는 특정 주파수 대역에 속해 있는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 주파수 영역에서 인접하거나 분산된 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 소정 개수는 2 내지 6인 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 소정 개수의 부반송파는 부반송파 그룹을 이루고, 동일한 자원할당 단위에 속하는 적어도 두개의 상기 부반송파 그룹은 주파수 영역에서 인접하거나 분산된 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 확산 시퀀스는 직교 시퀀스 및 의사 잡음 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 확산 시퀀스는 셀-특정(cell-specific)한 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 채널 상태를 결정하는 단계는 적어도 둘 이상의 서로 다른 확산 시퀀스를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 채널 상태에 대한 정보는 CQI (channel quality indicator), SINR (signal to interference and noise ratio), SIR (signal to interference ratio), SNR (signal to noise ratio) 및 MCS (modulation and coding scheme) 테이블 인덱스 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 MCS 테이블은 확산 시퀀스가 적용되는 부반송파의 개수에 관한 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 채널 상태에 관한 정보는 상기 채널 상태를 결정하는데 사용된 확산 시퀀스를 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
  25. 제13항에 있어서,
    소정 개수의 부반송파 별로 확산 시퀀스를 적용하여 채널 상태를 결정할 것을 지시하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 보고 방법.
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