WO2012070823A2

WO2012070823A2 - 무선 통신 시스템에서 하향링크 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2012070823A2
Application number: PCT/KR2011/008894
Authority: WO
Inventors: 서한별; 이대원; 김병훈; 김기준; 서인권
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-05-31
Also published as: EP2645605A4; US9781623B2; US20150189531A1; KR20140009983A; WO2012070823A3; KR101857659B1; US9008675B2; EP2645605A2; US20130225188A1; EP2645605B1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 하향링크 대한 측정 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 셀간 간섭 조정이 적용되는 경우에서의 하향링크 측정을 올바르고 정확하게 수행하는 방안이 제공될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 측정 방법 및 장치

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 하향링크 대한 측정(measurement) 방법 및 장치에 대한 것이다.

도 1은 매크로(macro) 기지국과 마이크로(micro) 기지국을 포함하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 본 문서에서 이종 네트워크(heterogeneous network)라는 용어는, 동일한 RAT(Radio Access Technology)를 사용하더라도 매크로 기지국(110)과 마이크로 기지국(121 및 122)이 공존하는 네트워크를 의미한다.

매크로 기지국(110)은 넓은 커버리지 및 높은 전송 전력을 가지고, 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다. 매크로 기지국(110)은 매크로 셀로 칭할 수도 있다.

마이크로 기지국(121 및 122)은, 예를 들어, 마이크로 셀(cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 홈(home) eNB(HeNB), 중계기(relay) 등으로 칭하여질 수도 있다. 마이크로 기지국(121 및 122)은 매크로 기지국(110)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서 독립적으로 작동할 수 있으며, 매크로 기지국이 커버하는 영역 내에 설치(overlay)되거나 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치 될 수 있는(non-overlay) 유형의 기지국이다. 마이크로 기지국(121 및 122)은 매크로 기지국(110)에 비하여 좁은 커버리지 및 낮은 전송 전력을 가지고 보다 적은 개수의 단말을 수용할 수 있다.

단말(131)은 매크로 기지국(110)으로부터 직접 서빙받을 수도 있고(이하 매크로-단말이라 함), 단말(132)은 마이크로 기지국(122)로부터 서빙받을 수도 있다(이하, 마이크로-단말이라 함). 어떤 경우에는, 마이크로 기지국(122)의 커버리지 내에 존재하는 단말(132)이 매크로 기지국(110)으로부터 서빙받을 수도 있다.

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

전술한 이종 네트워크에서 매크로 기지국에 의하여 서빙받는 단말이 마이크로 기지국에 인접한 경우에, 마이크로 기지국으로부터의 강한 하향링크 신호로 인하여 매크로 단말이 수신하는 매크로 기지국으로부터의 하향링크 신호에 간섭이 발생할 수 있다. 또는, 마이크로 기지국에 의해서 서빙받는 단말이 매크로 기지국의 하향링크 신호로 인하여 강한 간섭을 받을 수도 있다. 이와 같이 하나의 셀이 인접한 셀로부터 강한 간섭을 받는 경우에, 인접 셀이 일부 자원 영역(예를 들어, 일부 서브프레임)에서 자신의 전송을 제한하여 간섭을 완화/제거하는 셀간 간섭 조정(Inter-Cell Interference Coordination; ICIC)이 수행될 수 있다.

이와 같은 셀간 간섭 조정이 올바르게 수행되기 위해서는, 하향링크에 대한 측정을 올바르게 수행하는 것이 필요하다. 왜냐하면, 셀간 간섭의 정도를 정확하게 측정해야 어떤 자원에서 인접 셀의 전송 전력을 제한할지, 또는 핸드오버를 수행할지 등에 대한 결정을 할 수 있기 때문이다.

본 발명에서는 하향링크 측정을 올바르고 정확하게 수행하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 측정을 수행하는 방법은, 상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 설정된 자원 세트에 대해서 하향링크 측정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 하향링크 측정을 지원하는 방법은, 상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 단말에게 전송하는 단계; 및 상기 설정된 자원 세트에 대한 하향링크 측정의 결과를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 하향링크 측정을 수행하는 단말은, 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 기지국으로부터 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고; 상기 설정된 자원 세트에 대해서 하향링크 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 측정을 지원하는 기지국은, 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 단말에게 상기 전송 모듈을 통하여 전송하고; 상기 설정된 자원 세트에 대한 하향링크 측정의 결과를 상기 단말로부터 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 하향링크 서브프레임의 세트일 수 있다.

상기 하향링크 서브프레임 세트는 상기 이웃 셀이 ABS(Almost Blank Subframe)로 설정하는 서브프레임들에 기초하여 구성될 수 있다.

상기 하향링크 서브프레임 세트는 상기 이웃 셀이 비 ABS(non-ABS)로 설정하는 서브프레임들의 서브셋으로 구성될 수 있다.

상기 서브셋은 상기 이웃 셀이 정적으로 비 ABS로 설정하는 서브프레임들을 포함할 수 있다.

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀 별로 상이하게 설정되고, 상기 하향링크 측정은 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀에 무관하게 동일한 계산 기법에 따라 수행될 수 있다.

상기 하향링크 측정은 참조신호수신전력(RSRP), 참조신호수신품질(RSRQ) 및 수신신호강도지시자(RSSI)에 대한 측정 및 계산을 포함하고, 상기 동일한 계산 기법은 RSRQ=N*RSRP/RSSI 로 정의되고, N 은 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트의 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수일 수 있다.

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀에 무관하게 동일하게 설정되고, 상기 하향링크 측정은 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀 별로 상이한 계산 기법에 따라 수행될 수 있다.

셀 i 에 대한 상기 하향링크 측정은, 상기 셀 i 에 대한 참조신호수신전력(RSRP(i)), 상기 셀 i 에 대한 참조신호수신품질(RSRQ(i)) 및 수신신호강도지시자(RSSI)에 대한 측정 및 계산을 포함하고, 상기 셀 i 에 대한 계산 기법은 RSRQ(i)=N*RSRP(i)/(RSSI+N*c(i)*RSRP_aggressor) 로 정의되고, RSRP_aggressor 는 상기 이웃 셀의 RSRP 이고, c(i)는 RSRP_aggressor의 가중치이고, N 은 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트의 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수일 수 있다.

상기 c(i)는 양수, 음수 또는 0 의 값을 가질 수 있다.

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

본 발명에 따르면 하향링크 측정을 올바르고 정확하게 수행할 수 있는 방안이 제공될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.

도 1은 매크로(macro) 기지국과 마이크로(micro) 기지국을 포함하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템(100)을 나타내는 도면이다.

도 2는 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.

도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 6은 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.

도 7은 기존의 3GPP LTE 시스템에서 정의하는 CRS 및 DRS 패턴을 나타내는 도면이다.

도 8은 SRS 심볼을 포함하는 상향링크 서브프레임 구조를 나타내는 도면이다.

도 9는 FDD 모드 중계기의 송수신부 기능 구현의 일례를 나타내는 도면이다.

도 10는 중계기로부터 단말의 전송 및 기지국으로부터 중계기로의 하향링크 전송을 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 셀간 간섭 조정의 일례에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

도 12 는 매크로 기지국과 피코 기지국의 셀간 간섭 조정이 서브프레임 단위로 수행되는 예시를 나타내는 도면이다.

도 13 은 셀간 간섭 조정의 유형에 따라 보다 정확한 하향링크 측정을 수행하는 방안에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향링크 측정 방법에 대한 흐름도이다.

도 15 는 본 발명에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

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

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

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

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

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

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 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. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2를 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

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

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

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

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

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

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

도 3는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 N^DL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 4은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링

도 6는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 N _T개로, 수신 안테나의 수를 N _R개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(R _o)에 레이트 증가율(R _i)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.

수학식 1

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.

현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.

다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 N _T개의 송신 안테나와 N _R개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.

송신 신호를 살펴보면, N _T개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 N _T개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 2

각각의 전송 정보

는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을

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

수학식 3

또한,

는 전송 전력의 대각행렬

를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 4

전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬

가 적용되어 실제 전송되는 N _T개의 송신신호

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬

는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.

는 벡터

를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 5

여기에서,

는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.

는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.

수신신호는 N _R개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호

은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 6

다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을

로 표시하기로 한다.

에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

한편, 도 6(b)은 N _T개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 6(b)에서, 총 N _T개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 7

따라서, N _T개의 송신 안테나로부터 N _R개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 8

실제 채널에는 채널 행렬

를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. N _R개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음

은 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 9

상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.

수학식 10

한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬

의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬

에서 행의 수는 수신 안테나의 수 N _R과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N _T와 같다. 즉, 채널 행렬

는 행렬이 N _R×N _T된다.

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

의 랭크(

)는 다음과 같이 제한된다.

수학식 11

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

참조 신호 (Reference Signal; RS)

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

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

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

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

한편, DRS는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고, 해당 PDSCH가 매핑된 경우에만 DRS가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있다. DRS는 단말-특정(UE-specific) 참조신호 또는 복조용 참조신호(Demodulation Reference Signal; DMRS)라 불릴 수도 있다.

도 7은 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8)에서 정의하는 CRS 및 DRS가 하향링크 자원블록 쌍 (RB pair) 상에 매핑되는 패턴을 나타내는 도면이다. 참조신호가 매핑되는 단위로서의 하향링크 자원블록 쌍은 시간 상으로 하나의 서브프레임×주파수 상으로 12 부반송파의 단위로 표현될 수 있다. 즉, 하나의 자원블록 쌍은 시간 상으로 일반 CP의 경우(도 7(a))에는 14 개의 OFDM 심볼 길이, 확장된 CP의 경우(도 7(b))에는 12 개의 OFDM 심볼 길이를 가진다.

도 7은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 참조신호의 자원블록 쌍 상에서의 위치를 나타낸다. 도 7에서 '0', '1', '2' 및 '3' 으로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편, 도 7에서 'D'로 표시된 자원 요소는 DRS의 위치를 나타낸다.

이하에서는 CRS에 대하여 구체적으로 설명한다.

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

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

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

CRS가 자원 블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 12에 따른다.

수학식 12

수식 12에서, k 는 부반송파 인덱스이고, l은 심볼 인덱스이며, p는 안테나 포트 인덱스이다.

는 하나의 하향링크 슬롯의 OFDM 심볼의 개수이고,

는 하향링크에 할당된 자원블록의 개수이고,

는 슬롯 인덱스이고,

는 셀 ID를 의미한다. mod 는 모듈러 연산을 의미한다. 주파수 영역에서 참조신호의 위치는 V_shift 값에 의존한다. V_shift 값은 또한 셀 ID에 의존하므로, 참조신호의 위치는 셀 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.

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

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

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

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

이하에서는 DRS에 대하여 구체적으로 설명한다.

DRS (또는 단말-특정 참조신호)는 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호로, 다중안테나 전송을 할 때 특정 단말에 사용되는 프리코딩 가중치를 참조신호에도 그대로 사용함으로써 단말이 참조신호를 수신했을 때에 각 송신안테나에서 전송되는 프리코딩 가중치와 전송 채널이 결합된 균등 채널(Equivalent channel)을 추정할 수 있도록 한다.

기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8)은 최대 4 송신 안테나 전송을 지원하고, 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS가 정의되어 있다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 안테나 포트 인덱스 5 에 대한 참조신호로 표시되기도 한다. DRS가 자원블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 13 및 14에 따른다. 수식 13은 일반 CP의 경우에 대한 것이고, 수식 14는 확장된 CP의 경우에 대한 것이다.

수학식 13

수학식 14

수식 13 및 14에서, k 는 부반송파 인덱스이고, l은 심볼 인덱스이며, p는 안테나 포트 인덱스이다.

는 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내며 부반송파의 개수로 표현된다.

는 물리자원블록 넘버를 나타낸다.

는 대응하는 PDSCH 전송의 자원 블록의 대역폭을 나타낸다.

는 슬롯 인덱스이고,

한편, 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 높은 차수(order)의 MIMO, 다중-셀 전송, 발전된 MU-MIMO 등이 고려되고 있는데, 효율적인 참조신호의 운용과 발전된 전송 방식을 지원하기 위하여 DRS 기반의 데이터 복조를 고려하고 있다. 즉, 기존의 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 에서 정의하는 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS (안테나 포트 인덱스 5)와는 별도로, 추가된 안테나를 통한 데이터 전송을 지원하기 위하여 2 이상의 레이어에 대한 DRS를 정의할 수 있다.

협력형 다중-포인트 (Cooperative Multi-Point; CoMP)

3GPP LTE-A 시스템의 개선된 시스템 성능 요구조건에 따라서, CoMP 송수신 기술 (co-MIMO, 공동(collaborative) MIMO 또는 네트워크 MIMO 등으로 표현되기도 함)이 제안되고 있다. CoMP 기술은 셀-경계(cell-edge)에 위치한 단말의 성능을 증가시키고 평균 섹터 수율(throughput)을 증가시킬 수 있다.

일반적으로, 주파수 재사용 인자(frequency reuse factor)가 1 인 다중-셀 환경에서, 셀-간 간섭(Inter-Cell Interference; ICI)으로 인하여 셀-경계에 위치한 단말의 성능과 평균 섹터 수율이 감소될 수 있다. 이러한 ICI를 저감하기 위하여, 기존의 LTE 시스템에서는 단말 특정 전력 제어를 통한 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse; FFR)과 같은 단순한 수동적인 기법을 이용하여 간섭에 의해 제한을 받은 환경에서 셀-경계에 위치한 단말이 적절한 수율 성능을 가지도록 하는 방법이 적용되었다. 그러나, 셀 당 주파수 자원 사용을 낮추기보다는, ICI를 저감하거나 ICI를 단말이 원하는 신호로 재사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, CoMP 전송 기법이 적용될 수 있다.

하향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 크게 조인트-프로세싱(joint processing; JP) 기법 및 조정 스케줄링/빔포밍 (coordinated scheduling/beamforming; CS/CB) 기법으로 분류할 수 있다.

JP 기법은 CoMP 협력 단위의 각각의 포인트(기지국)에서 데이터를 이용할 수 있다. CoMP 협력 단위는 협력 전송 기법에 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 기법은 조인트 전송(Joint Transmission) 기법과 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 기법으로 분류할 수 있다.

조인트 전송 기법은, PDSCH 가 한번에 복수개의 포인트(CoMP 협력 단위의 일부 또는 전부)로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 단일 단말로 전송되는 데이터는 복수개의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 조인트 전송 기법에 의하면, 코히어런트하게(coherently) 또는 넌-코히어런트하게 (non-coherently) 수신 신호의 품질이 향상될 수 있고, 또한, 다른 단말에 대한 간섭을 능동적으로 소거할 수도 있다.

동적 셀 선택 기법은, PDSCH가 한번에 (CoMP 협력 단위의) 하나의 포인트로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 특정 시점에서 단일 단말로 전송되는 데이터는 하나의 포인트로부터 전송되고, 그 시점에 협력 단위 내의 다른 포인트는 해당 단말에 대하여 데이터 전송을 하지 않으며, 해당 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.

한편, CS/CB 기법에 의하면 CoMP 협력 단위들이 단일 단말에 대한 데이터 전송의 빔포밍을 협력적으로 수행할 수 있다. 여기서, 데이터는 서빙 셀에서만 전송되지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 해당 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의하여 결정될 수 있다.

한편, 상향링크의 경우에, 조정(coordinated) 다중-포인트 수신은 지리적으로 떨어진 복수개의 포인트들의 조정에 의해서 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 조인트 수신(Joint Reception; JR) 및 조정 스케줄링/빔포밍(coordinated scheduling/beamforming; CS/CB)으로 분류할 수 있다.

JR 기법은 PUSCH 를 통해 전송된 신호가 복수개의 수신 포인트에서 수신되는 것을 의미하고, CS/CB 기법은 PUSCH 가 하나의 포인트에서만 수신되지만 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의해 결정되는 것을 의미한다.

사운딩 참조 신호(SRS)

사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal; SRS)는 주로 기지국이 채널 품질 측정을 하여 상향링크 상에서 주파수-선택적(frequency-selective) 스케줄링을 위해 사용되며, 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보 전송과 연관되지는 않는다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, SRS는 향상된 전력 제어의 목적 또는 최근에 스케줄링되지 않은 단말들의 다양한 시작 기능(start-up function)을 지원하는 목적으로 사용될 수도 있다. 시작 기능은, 예를 들어, 초기 변조및코딩 기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 데이터 전송을 위한 초기 전력 제어, 타이밍 정렬(timing advance) 및 주파수 반-선택적 스케줄링 (서브프레임의 첫 번째 슬롯에서는 주파수 자원이 선택적으로 할당되고 두 번째 슬롯에서는 다른 주파수로 유사-무작위(pseudo-random)적으로 호핑되는 스케줄링) 등을 포함할 수 있다.

또한, SRS 는 무선 채널이 상향링크와 하향링크 간에 상호적인(reciprocal)이라는 가정하에 하향링크 채널 품질 측정을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 가정은, 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 대역을 공유하고 시간 영역에서 구별되는 시분할듀플렉스(time division duplex ;TDD) 시스템에서 특히 유효하다.

셀 내의 임의의 단말에 의하여 SRS가 전송되는 서브프레임은 셀-특정 브로드캐스트 시그널링에 의하여 지시된다. 4-비트의 셀-특정 'SrsSubframeConfiguration' 파라미터는 각각의 무선 프레임 내에서 SRS가 전송될 수 있는 서브프레임의 15 가지 가능한 구성들을 나타낸다. 이러한 구성에 의해 네트워크 배치 시나리오에 따라 SRS 오버헤드를 조정할 수 있는 유연성이 제공될 수 있다. 상기 파라미터의 나머지 하나(16 번째)의 구성은 셀 내의 SRS 전송을 완전히 끄는(switch-off) 것으로, 예를 들어, 주로 고속의 단말들을 서빙하는 셀에 적절할 수 있다.

도 8에서 도시하는 바와 같이, SRS는 항상 구성된 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼 상에서 전송된다. 따라서, SRS와 복조용 참조신호(DeModulation Reference Signal; DMRS)는 상이한 SC-FDMA 심볼 상에 위치된다. PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위해 지정된 SC-FDMA 심볼 상에서 허용되지 않으며, 이에 따라 사운딩 오버헤드가 가장 높은 경우 (즉, 모든 서브프레임에서 SRS 전송 심볼이 존재하는 경우)에도 대략 7% 를 넘지 않는다.

각각의 SRS 심볼은 주어진 시간 단위 및 주파수 대역에 대하여 기본 시퀀스(랜덤 시퀀스 또는 ZC(Zadoff-Chu)-기반 시퀀스 집합)에 의하여 생성되고, 셀 내의 모든 단말은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 시간 단위 및 동일한 주파수 대역에서 셀 내의 복수개의 단말로부터의 SRS 전송은, 해당 복수개의 단말들에게 할당되는 기본 시퀀스의 상이한 순환 시프트(cyclic shifts)에 의하여 직교적으로(orthogonally) 구별된다. 상이한 셀의 SRS 시퀀스는 셀 마다 상이한 기본 시퀀스를 할당함으로써 구별될 수 있지만, 상이한 기본 시퀀스들 간에 직교성은 보장되지 않는다.

중계기

중계기는, 예를 들어, 고속 데이터 레이트 커버리지의 확대, 그룹 이동성의 향상, 임시 네트워크 배치, 셀 경계 수율의 향상 및/또는 새로운 영역에 네트워크 커버리지를 제공하기 위하여 고려될 수 있다.

중계기는 기지국과 단말 사이의 송수신을 전달(forwarding)하는 역할을 하며, 각각의 반송파 주파수 대역에 속성이 상이한 두 종류의 링크(백홀 링크 및 액세스 링크)가 적용된다. 기지국은 도너 셀(donor cell)을 포함할 수 있다. 중계기는 도너 셀을 통하여 무선-액세스 네트워크와 무선으로 접속된다.

기지국과 중계기 간의 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 상향링크로 표현할 수 있다. 여기서, 주파수 대역은 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이고, 서브프레임은 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이다. 유사하게, 중계기와 단말(들) 간의 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 상향링크로 표현할 수 있다.

기지국에는 상향링크 수신 및 하향링크 전송의 기능이 요구되고, 단말에게는 상향링크 전송 및 하향링크 수신의 기능이 요구된다. 한편, 중계기에는 기지국으로의 백홀 상향링크 전송, 단말로부터의 액세스 상향링크 수신, 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신 및 단말로의 액세스 하향링크 전송의 기능이 모두 요구된다.

도 9은 FDD 모드 중계기의 송수신부 기능 구현의 일례를 나타내는 도면이다. 중계기의 수신 기능을 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 기지국으로부터의 하향링크 수신 신호는 듀플렉서(911)를 거쳐 FFT(Fast Fourier Transform) 모듈(912)로 전달되고 OFDMA 기저대역(Baseband) 수신 프로세스(913)가 수행된다. 단말로부터의 상향링크 수신 신호는 듀플렉서(921)를 거쳐 FFT 모듈(922)로 전달되고 DFT-s-OFDMA(Discrete Fourier Transform-spread-OFDMA) 기저대역 수신 프로세스(923)가 수행된다. 기지국으로부터의 하향링크 신호 수신 프로세스와 단말로부터의 상향링크 신호 수신 프로세스는 동시에 병렬적으로 수행될 수 있다. 한편, 중계기의 전송 기능을 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 기지국으로의 상향링크 전송 신호는 DFT-s-OFDMA 기저대역 전송 프로세스(933), IFFT(Inverse FFT) 모듈(932) 및 듀플렉서(931)를 통해 전송된다. 단말로의 하향링크 전송 신호는 OFDM 기저대역 전송 프로세스(943), IFFT 모듈(942) 및 듀플렉서(941)를 통해 전송된다. 기지국으로의 상향링크 신호 전송 프로세스와 단말로의 하향링크 신호 전송 프로세스는 동시에 병렬적으로 수행될 수 있다. 또한, 일방향으로 도시된 듀플렉서들은 하나의 양방향 듀플렉서에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉서(911)와 듀플렉서(931)는 하나의 양방향 듀플렉서로 구현될 수 있고, 듀플렉서(921)와 듀플렉서(941)는 하나의 양방향 듀플렉서로 구현될 수 있다. 양방향 듀플렉서인 경우에, 하나의 양방향 듀플렉서에서 특정 반송파 주파수 대역 상의 송수신에 연관되는 IFFT 모듈 및 기저대역 프로세스 모듈 라인이 분기되는 것으로 구현될 수도 있다.

한편, 중계기의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에 따라 동작하는 단말(이하, 레거시(legacy) 단말이라 함)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.

단말에서 중계기를 인식하는지 여부에 따라 중계기는 트랜스패런트(transparent) 중계기 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 중계기로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.

중계기의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 중계기 또는 스스로 셀을 제어하는 중계기로 구분될 수 있다.

도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기는 중계기 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 중계기 자신의 셀 아이덴터티(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM의 나머지 부분들은 중계기에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기라 한다. 바람직하게는, 이러한 중계기는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 중계기(decode-and-forward relays), L2(제2계층) 중계기들의 다양한 종류들 및 타입-2 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

스스로 셀을 제어하는 중계기의 경우에, 중계기는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고, 중계기에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 중계기에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 중계기에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 중계기, L3(제3계층) 중계기, 타입-1 중계기 및 타입-1a 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

타입-1 중계기는 인-밴드 중계기로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈-8에서 정의함)를 가지고, 중계기는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 중계기로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 중계기로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 중계기는 레거시 기지국(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 중계기는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.

타입-1a 중계기는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 중계기와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 중계기의 동작은 L1(제1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.

타입-2 중계기는 인-밴드 중계기로서, 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 중계기는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 중계기의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 중계기는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.

한편, 중계기가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정(configure)할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.

중계기에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(Time Division Multiplexing; TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).

FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 중계기의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 중계기의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.

인-밴드 중계기의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 송신단으로부터 전송되는 신호가 중계기의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 중계기의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 중계기에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 충분히 이격시켜(예를 들어, 지상/지하에) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.

이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 중계기가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 중계기로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 중계기로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 도 10에서는 제 1 서브프레임(1010)은 일반 서브프레임으로서 중계기로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 제 2 서브프레임(1020)은 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임으로서, 하향링크 서브프레임의 제어 영역(1021)에서는 중계기로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 물리하향링크제어채널(PDCCH)의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 중계기는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 중계기로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (제 2 서브프레임(1020))상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 중계기는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여, 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)에서 PDCCH가 중계기로부터 단말로 전송되므로 중계기에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 중계기는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 중계기에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.

MBSFN 서브프레임을 이용하는 제 2 서브프레임(1022)에 대하여 구체적으로 설명한다. MBSFN 서브프레임은 원칙적으로 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)를 위한 서브프레임이며, MBMS는 여러 셀에서 동시에 동일한 신호를 전송하는 서비스를 의미한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)은 중계기 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 중계기 비-청취 구간은 중계기가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1, 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 중계기 비-청취 구간(1021)에서 중계기는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역(1022)에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 중계기는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 중계기가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역(1022)의 처음 일부 구간에서 중계기가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 중계기가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 중계기의 수신/송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간(GT)이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k≥1) 개의 시간 샘플(time sample, Ts) 값으로 주어질 수 있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 중계기 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬(timing alignment) 관계에 따라서, 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간 (1022) 에서 중계기는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 이를 중계기 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다.

하향링크 측정

기지국이 단말의 핸드오버 동작 또는 셀간 간섭 조정 등을 지원하기 위해서는, 단말이 하향링크 측정을 수행하고 이를 기지국으로 보고할 필요가 있다. 하향링크 측정에는 RLM(Radio Link Monitoring)을 위한 측정, 채널상태정보(Channel State Information; CSI) 보고를 위한 측정, RRM(Radio Resource Management) 측정 등의 다양한 측정 방식 및 측정 값들이 존재한다.

RLM 측정은, 예를 들어, 무선링크실패(Radio Link Failure; RLF)를 검출하고 새로운 무선 링크를 찾는 과정에서 이용되는 하향링크 측정을 포함할 수 있다. CSI 보고를 위한 측정은, 예를 들어, 단말이 하향링크 채널의 품질을 측정하여, 적절한 랭크 지시자, 프리코딩행렬 지시자, 채널품질지시자를 선택/계산하여 보고하기 위한 측정을 포함할 수 있다. RRM 측정은, 예를 들어, 단말의 핸드오버 여부를 결정하기 위한 측정을 포함할 수 있다.

RRM 측정에는 참조신호수신전력(Reference Signal Received Power; RSRP), 참조신호수신품질(Reference Signal Received Quality; RSRQ), 수신신호강도지시자(Received Signal Strength Indicator; RSSI) 등의 측정이 포함될 수 있다.

RSRP는 측정되는 주파수 대역폭 내의 셀-특정 참조신호(Cell-specific RS; CRS)를 나르는(carry) 자원 요소의 전력의 선형 평균으로 정의된다. 단말은 특정 자원 요소 상에 매핑되어 전송되는 셀-특정 참조신호(CRS)를 검출하여 RSRP를 결정할 수 있다. RSRP 계산에는 기본적으로 안테나 포트 0 에 대한 셀-특정 참조신호(R0)가 사용될 수 있으며, 단말이 안테나 포트 1 에 대한 셀-특정 참조신호(R1)를 신뢰성 있게 검출할 수 있다면 R0 에 추가적으로 R1 을 사용하여 RSRP를 결정할 수 있다. 셀-특정 참조신호에 대한 구체적인 내용은 상기 도 7 과 관련된 설명 및 표준문서(예를 들어, 3GPP TS36.211)를 참조할 수 있다.

RSRQ는 RSRP에 측정되는 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수(N)를 승산한 값을 'E-UTRA 반송파 RSSI (E-UTRA carrier RSSI)'로 나눈 값으로 정의된다 (즉, RSRQ = N × RSRP / (E-UTRA carrier RSSI) ). 분자 (N × RSRP) 와 분모(E-UTRA carrier RSSI) 는 동일한 자원 블록 세트에 대해서 측정된다.

'E-UTRA 반송파 RSSI'는 공동-채널 서빙 및 비-서빙 셀, 인접 채널 간섭, 열 잡음 등을 포함하는 모든 소스로부터의 수신 신호에 대해, N 개의 자원 블록에 걸쳐, 측정 대역폭에서 안테나 포트 0 에 대한 참조 심볼(즉, 안테나 포트 0 에 대한 CRS)을 포함하는 OFDM 심볼들만에서 단말에 의해 측정된 총 수신 전력의 선형 평균을 포함한다.

'UTRA FDD 반송파 RSSI'는 수신기 펄스 형성 필터에 의해서 정의되는 대역폭 내에서, 수신기에서 생성되는 잡음 및 열잡음을 포함하는, 수신된 광대역 전력으로 정의된다.

'UTRA TDD 반송파 RSSI'는 특정 시간 슬롯 내에서 수신기 펄스 형성 필터에 의해서 정의되는 대역폭 내에서, 수신기에서 생성되는 잡음 및 열잡음을 포함하는, 수신된 광대역 전력으로 정의된다.

전술한 사항 이외에 하향링크 채널 측정에 대한 설명은 표준문서(예를 들어, 3GPP TS36.214)를 참조할 수 있으며, 그 구체적인 내용은 설명의 명확성을 위하여 생략한다. 그러나, 하향링크 채널 측정에 대하여 상기 표준문서에 개시된 내용은 이하에서 설명하는 본 발명의 다양한 실시형태에서 이용되는 하향링크 채널 측정에 적용될 수 있음을 밝힌다.

셀간 간섭 조정에서의 하향링크 측정

도 11 을 참조하여 셀간 간섭 조정의 일례에 대하여 설명한다.

셀간 간섭 조정의 일례에 따르면, 한 셀이 인접 셀로부터 강한 간섭을 받는 경우에 인접 셀이 일부 자원 영역에서 자신의 전송을 수행하지 않음으로써 (널(null) 신호가 전송되는 것 또는 사일런싱(silencing)되는 것으로도 표현할 수 있음), 간섭을 제거/완화할 수 있다.

사일런싱의 일례로서, 간섭을 주는 셀이 특정 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 설정(configure)할 수 있다. MBSFN 서브프레임으로 설정되는 하향링크 서브프레임에서는 제어 영역에서만 신호가 전송되고 데이터 영역에서는 신호가 전송되지 않는다. 사일런싱 동작의 다른 일례로서, 간섭을 주는 셀이 특정 서브프레임을 ABS(Almost Blank Subframe) 또는 ABS-with-MBSFN 으로 설정할 수도 있다. ABS 는 하향링크 서브프레임의 제어 영역 및 데이터 영역에서 CRS 만을 전송하고 그 외의 제어 정보 및 데이터는 전송되지 않는 서브프레임을 의미한다. 다만 ABS 에서도 PBCH, PSS, SSS 등의 하향링크 채널 및 하향링크 신호는 전송될 수 있다. ABS-with-MBSFN 는 전술한 ABS 에서 데이터 영역의 CRS 도 전송되지 않는 경우를 의미한다.

도 11 의 예시에서는 상대적으로 약한 전송 전력을 가지는 피코 기지국(pico eNB)에 연결된 단말(UE connected to pico eNB)은, 강한 전송 전력을 가지는 매크로 기지국(macro eNB)으로부터 강한 하향 링크 간섭을 받는 경우를 예시적으로 나타낸다. 이 때 일부 서브프레임에서 매크로 기지국이 자신의 하향링크 전송에 사일런싱을 수행할 수 있다. 매크로 기지국이 사일런싱을 수행하는 하향링크 서브프레임에서, 피코 기지국에 연결될 단말은 피코 기지국으로부터의 신호를 높은 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)로 수신할 수 있다.

도 12 는 매크로 기지국과 피코 기지국의 셀간 간섭 조정이 서브프레임 단위로 수행되는 예시를 나타내는 도면이다. 도 12 의 예시에서는 매크로 기지국이 매 짝수 서브프레임에서 사일런싱을 수행하고, 이에 따라 피코 기지국에서는 매 짝수 서브프레임에서 피코 기지국의 셀 경계의 단말을 높은 SINR로 스케줄링할 수 있다. 매크로 기지국이 사일런싱을 수행하지 않는 매 홀수 서브프레임에서는, 피코 기지국은 셀 중심에 위치한 단말을 스케줄링하고 셀 경계의 단말에 대해서는 높은 간섭이 예상되므로 스케줄링하지 않을 수 있다.

이와 같이 셀간 간섭 조정이 이루어지는 상황에서, 단말은 전술한 바와 같은 다양한 측정을 수행할 필요가 있다. 이는, 기지국에서는 단말로부터 보고된 측정 결과를 바탕으로 해당 단말에 대한 스케줄링, 핸드오버, 셀간 간섭 조정 등의 동작을 수행하기 때문이다. 이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 측정의 방안에 대하여 설명한다. 특히 RSRQ 및 RSSI 측정 방안에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

실시예 1

본 실시예는 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원을 기지국이 단말에게 알려주는 방안에 대한 것이다. 예를 들어, 셀간 간섭 조정이 적용되는 경우에, RSSI는 특정 하향링크 자원에 대해서 측정될 수 있고, 이에 기초하여 RSRQ의 계산이 수행될 수 있다. 이하에서는 본 실시예의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이 RSSI는 단말이 수신하는 모든 전력의 총 합으로 정의된다. 특정 셀의 관점에서 RSSI는 간섭 및 원하는 신호(desired signal)의 전력을 모두 합한 값이다. 단말은 RSSI 측정결과와 RSRP를 바탕으로 RSRQ를 계산한다. 간략하게 표현하자면, 특정 셀의 RSRQ = N*RSRP/RSSI 라고 할 수 있다. 여기서, RSRQ는 특정 셀의 신호의 SINR이라고 설명하는 것보다는, 전체 수신 전력에서 특정 셀의 신호가 차지하는 비율을 의미한다고 설명하는 것이 보다 정확하다. 또한, 특정 셀의 RSRP 값을 이용하여 SINR 값을 추출하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 12 와 같이 서브프레임 단위로 특정 셀이 사일런싱을 수행하거나 수행하지 않는 동작을 반복한다면, 각각의 서브프레임마다 단말이 수신하는 전력은 상이하게 측정된다. 즉, 도 12 의 예시에서 짝수 번째 서브프레임에서 측정한 RSSI에는 매크로 기지국으로부터의 신호가 포함되지 않지만, 홀수 번째 서브프레임에서 측정한 RSSI에는 매크로 기지국으로부터의 신호가 포함된다. 따라서, 채널이 시간에 따라 변하지 않는 것으로 가정하더라도, 짝수 번째 서브프레임과 홀수 번째 서브프레임에서 측정한 RSSI는 서로 다른 값을 가질 것이다.

이와 같이 셀간 간섭 조정(예를 들어, 이웃 셀(간섭을 유발하는 셀)의 서브프레임 단위의 사일런싱 동작)에 따라서 하나의 셀(간섭을 받는 셀)의 단말이 측정하는 RSSI 값이 시간에 따라 변화하는 경우에는, RSSI 측정 결과가 하향링크 채널 상태를 올바르게 반영하는 것이라고 할 수 없다.

이를 해결하기 위한 하나의 방안으로서, 단말이 측정을 수행할 서브프레임의 세트를 기지국이 단말에게 지시하여(indicate) 주고, 단말은 지시된 서브프레임 세트 내의 서브프레임에서만 측정을 수행하는 것을 고려할 수 있다. 서브프레임의 세트는 하나 이상의 서브프레임의 집합을 의미한다. 또한, 서브프레임 세트는 복수개가 설정될 수 있고, 각각의 세트에 속한 서브프레임은 서로 겹치지 않을 수 있다. 단말이 측정을 수행할 서브프레임 세트가 상위 집합의 일부 서브프레임(들)로 구성되는 경우, 서브프레임 세트는 서브프레임 서브셋(subset)을 의미할 수도 있다. 이하에서는 서브프레임 세트라는 용어를 주로 사용하여 설명하지만, 별도의 언급이 없는 한 서브프레임 세트라는 용어는 서브프레임 서브셋이라는 용어로 대체할 수 있다.

예를 들어, 매크로 기지국이 사일런싱을 수행하는 짝수 서브프레임에서만 단말이 RSSI 측정을 수행하고, 측정된 RSSI를 바탕으로 피코 기지국의 RSRQ를 측정하는 경우에, 측정된 RSRQ는 피코 기지국의 셀 경계에 위치한 단말에게 스케줄링되는 서브프레임(짝수 서브프레임)의 하향링크 품질을 정확하게 반영할 수 있다. 그러나, 짝수 서브프레임에서 측정된 RSSI를 바탕으로 매크로 기지국의 RSRQ를 측정하는 경우에는, 짝수 서브프레임에서 측정한 RSSI에는 매크로 기지국의 신호가 포함되지 않기 때문에, 측정된 RSRQ 값이 매크로 기지국의 실제 RSRQ 보다 매우 크게 되어서, 매크로 기지국의 RSRQ 값이 부정확해진다.

이를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 단말이 다수의 RSSI 값을 측정하고, 기지국 측에서는 각각의 셀의 RSRQ를 계산할 때에 다수의 RSSI 값 중에서 어떤 RSSI 값을 사용할지를 단말에게 알려주는 방안을 제안한다. 다수의 RSSI 값은, 예를 들어, 서로 다른 서브프레임 세트의 각각에 대해서 측정된 RSSI 값일 수 있다.

또한, 기지국은 다수의 RSSI 값의 각각이 측정될 서브프레임 세트를 상위 계층(예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 계층) 신호를 통하여 단말에게 알려줄 수 있다. 이러한 상위 계층 신호에는 비트맵 형태로 각각의 서브프레임 세트를 지시(indicate)하는 정보가 포함될 수 있다. 또한, 단말이 측정할 인접 셀의 목록에, 각각의 셀의 RSRQ 계산에 어떤 서브프레임 세트에 대해서 측정되는 RSSI 값을 사용할지를 알려주는 정보가 추가될 수 있다.

도 12 의 예시를 참조하여, 기지국은 단말에게, 짝수 서브프레임들로 구성된 서브프레임 세트_0에서 RSSI_0을 측정하고, 홀수 서브프레임들로 구성된 서브프레임 세트_1에서 RSSI_1을 측정하도록 지시할 수 있다.

또한, 기지국은 단말에게 피코 셀의 RSRQ는 RSSI_0을 사용하여 계산하고, 매크로 셀의 RSRQ는 RSSI_1을 사용하여 계산하도록 지시할 수 있다. 이에 따라, 피코 셀의 RSRQ는 셀간 간섭 조정이 수행된 서브프레임에서의 링크 품질을 반영할 수 있고, 매크로 셀의 RSRQ는 단말이 매크로 셀로 핸드오버하였을 경우에 기대되는 링크 품질을 올바로 반영할 수 있다.

모든 인접 셀의 RSRQ가 전체 서브프레임의 일부 서브프레임에서만 측정된 RSSI_0 또는 RSSI_1을 기반으로 계산되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 특정 셀의 RSRQ는 모든 서브프레임에서 측정된 RSSI를 바탕으로 계산하도록 지시할 수도 있다.

또한, 기지국은 특정 셀에 대해서 하나 이상의 RSRQ 값을 보고할 것을 지시할 수도 있다. 예를 들어, 도 12 의 피코 셀에 대해서 복수개의 RSRQ를 보고할 것을 지시할 수 있다. 복수개의 RSRQ 중 하나는 RSSI_0을 사용한 RSRQ로서 간섭 조정이 적용된 서브프레임에서의 링크 품질을 반영하는 RSRQ이고, 다른 하나는 RSSI_1을 사용한 RSRQ로서 간섭 조정이 적용되지 않는 서브프레임에서의 링크 품질을 반영한 것이다. 이러한 경우에, 피코 기지국에서는 단말이 보고한 두 종류의 RSRQ를 비교하여 해당 단말을 어떤 서브프레임에서 스케줄링하는 것이 바람직할지를 판정할 수 있다.

한편, 특정 셀이 검출된 경우에 해당 셀에 대해서 사용할 RSSI 값이 기지국으로부터 지시되어 있지 않은 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, 단말은 해당 셀에 대해서 어떤 자원 영역(예를 들어, 서브프레임 세트)에서 RSSI 측정을 수행할지를 결정하지 못하는 불명확성이 발생할 수 있다. 이러한 경우에는, 미리 정해둔 측정 방법(즉, 디폴트 측정)에 따라 RSSI가 측정/계산될 수 있다. 예를 들어, 디폴트 측정은 서빙 셀 RRM을 위한 RSSI를 사용하는 것으로 정해지거나, 또는 인접 셀 RRM을 위한 RSSI를 사용하는 것으로 정해질 수 있다. 또는, 디폴트 측정은 모든 서브프레임 상에서의 RSSI를 측정하는 것으로 정해질 수도 있다. 한편, 이와 같이 미리 정해둔 측정 방법을 이용하는 대신, 어떤 RSSI를 디폴트 측정으로 사용할지를 설정하는 메시지가 네트워크로부터 단말에게 시그널링될 수도 있다.

실시예 2

본 실시예는 RRM 측정(RSRP/RSRQ/RSSI의 측정/계산)을 위한 서브프레임 세트를 기지국이 단말에게 알려주는 방안에 대한 것이다. 즉, 전술한 실시예 1 에서와 같이 단말이 서브프레임 세트 별로 RRM 측정을 수행하기 위해서는, RRM 측정을 위한 서브프레임 세트를 단말에게 알려줄 필요가 있다. 이를 위하여, RLM 측정에 사용되도록 설정되는 서브프레임 세트 또는 CSI 측정에 사용되도록 설정되는 서브프레임 세트를 이용하여, RRM 측정을 수행하기 위해 이용되는 서브프레임 세트를 단말에게 알려줄 수 있다.

일례로서, 특정 RSSI 값을 측정할 서브프레임 세트를 나타내는 비트맵을 상위 계층 신호를 통하여 기지국이 단말에게 전송할 수 있다. RSSI 측정값에 기초하여 RSRQ 값이 계산될 수 있으며, RSSI가 측정되는 서브프레임 세트를 RRM 측정을 위한 서브프레임 세트라고 할 수 있다. 한편, 단말이 서빙 셀의 무선링크모니터링(RLM)을 위한 측정을 수행하는 서브프레임 세트가 기지국에 의해서 단말에게 설정될 수 있다. 이를 RLM 측정을 위한 서브프레임 세트라고 할 수 있다. RRM 측정을 위한 서브프레임 세트와 RLM 측정을 위한 서브프레임 세트는 별도의 신호를 통하여 단말에게 설정될 수 있다. 여기서, 인접 셀에 대한 RRM 측정 서브프레임 세트는 서빙 셀에 대한 RRM 측정 서브프레임 세트와 서로 겹치지 않는 것이 바람직할 수 있는데, 특히 피코 기지국에 속한 단말의 경우에 그러하다. 왜냐하면, 서빙 셀의 RSRQ가 정확하게 측정될 수 있는 서브프레임 세트는 인접 셀이 사일런싱을 수행하는 서브프레임 세트인 반면, 인접 셀의 RSRQ가 정확하게 측정될 수 있는 서브프레임 세트는 인접 셀이 하향링크 신호를 정상적으로 전송하는 서브프레임 세트이기 때문이다. 또는, 서빙 셀의 RLM 측정 서브프레임 세트는 인접 셀의 사일런싱이 수행되지 않는 서브프레임 세트와 겹치지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 인접 셀이 사일런싱을 수행하지 않는 서브프레임 세트에서 RLM 측정을 경우에는, 인접 셀로부터의 간섭에 의해서 단말이 서빙 셀과의 무선링크실패(RLF)로 인식하여 불필요하게 새로운 무선 링크를 찾는 동작이 수행될 수 있기 때문이다.

또는, 인접 셀에 대한 RRM 측정을 위한 서브프레임 세트를 추가적인 시그널링 없이 단말에게 알려줄 수도 있다. 예를 들어, 특정 인접 셀에 대한 RSRQ 계산을 위해 RSSI 측정이 수행되는 서브프레임 세트는, 서빙 셀에 대한 측정이 수행되는 서브프레임 세트(서빙 셀에 대한 RRM 측정을 위한 서브프레임 세트 및/또는 서빙 셀에 대한 RLM 측정을 위한 서브프레임 세트)를 제외한 나머지 서브프레임 세트(여집합)으로 설정될 수 있다.

다른 일례로서, 단말이 CSI 측정을 수행하도록 지정되는 서브프레임 세트(즉, CSI 측정 서브프레임 세트)를 이용하여, 기지국이 단말에게 RRM 측정을 위한 서브프레임 세트를 알려줄 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 복수개의 서브프레임 세트를 상위 계층 신호를 통하여 단말에게 설정하여 줄 수 있다. 또한, 하나의 동일한 서브프레임 세트에 속하는 서브프레임들에서는 셀간 간섭 환경이 동일하다고 가정하고, 해당 서브프레임들에서의 간섭 및 채널 측정을 평균화(averaging)하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 서브프레임 세트 중의 하나(CSI 서브프레임 세트 1)는 간섭을 유발하는 인접 셀이 사일런싱을 수행하는 서브프레임들을 포함하고, 다른 하나(CSI 서브프레임 세트 2)는 간섭을 유발하는 인접 셀이 정상적인 전송을 수행하는 서브프레임들을 포함하여, 채널 환경이 유사한 서브프레임들이 동일한 CSI 측정 서브프레임 세트에 포함되도록 설정될 수 있다. 도 12 의 예시에서는 CSI 서브프레임 세트 1 에 해당하는 짝수 서브프레임들은 모두 매크로 기지국이 사일런싱을 수행한다는 채널 환경의 공통점을 가지므로 CSI 측정을 평균화하는 것을 허용할 수 있고, CSI 서브프레임 세트 2 에 해당하는 홀수 서브프레임들은 매크로 기지국이 사일런싱을 수행하지 않는다는 채널 환경의 공통점을 가지므로 CSI 측정의 평균화가 허용될 수 있다. 이와 같이 CSI 측정 서브프레임 세트가 설정되는 경우에, CSI 서브프레임 세트 2 (간섭 셀이 정상적인 전송을 수행하는 서브프레임 세트)에서, 해당 간섭 셀에 대한 RSRQ를 계산하기 위한 RSSI의 측정이 수행되는 경우에 보다 정확한 측정 결과를 기대할 수 있다.

이와 같이 CSI 측정을 위해 설정된 서브프레임 세트를 이용하여 RRM 측정을 위한 서브프레임 세트를 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 특정 셀의 RSRQ 계산에 사용할 RSSI 값의 측정이 수행될 서브프레임 세트가, CSI 측정 서브프레임 세트들 중에서 어느 쪽 세트에 속하는지를 알려주는 신호를 단말에게 전송할 수 있다. 또는, 인접 셀의 RSRQ는 특정 CSI 서브프레임 세트(예를 들어, RLM 및/또는 서빙 셀의 RSRP/RSRQ 측정 서브프레임을 포함하지 않는 CSI 측정 서브프레임 세트)에서 측정된 RSSI를 사용하는 것으로 정의될 수도 있다.

실시예 3

본 실시예는 단말이 간섭을 받는 셀에 연결되어 있는지 또는 간섭을 주는 셀에 연결되어 있는지에 따라 측정 서브프레임을 정의하고 측정 동작을 수행하는 방안에 대한 것이다. 도 11 의 예시에서 단말이 피코 기지국에 연결되어 있는 경우, 및 단말이 매크로 기지국에 연결되어 있는 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 단말이 피코 기지국에 연결되어 있는 경우에는, 서빙 셀은 매크로 셀로부터 간섭을 받는 피코 셀이고, 이웃 셀은 간섭을 주는 매크로 셀이다.

이 경우에, 서빙 셀에 대한 측정은, 이웃 셀(매크로 셀)이 사일런싱을 수행하는 서브프레임에서 수행되는 것이 바람직하다. 서빙 셀이 단말에게 스케줄링하는 서브프레임은 이웃 셀의 간섭이 없는(또는 완화된) 서브프레임이므로, 서빙 셀에 대한 측정은 단말이 스케줄링 받은 서브프레임에서 수행되는 것이 실제 단말이 스케줄링되는 하향링크의 품질을 올바르게 반영할 수 있기 때문이다. 또한, 이웃 셀에 대한 측정은, 이웃 셀(매크로 셀)이 사일런싱을 수행하지 않는 서브프레임에서 수행되는 것이 바람직하다. 이웃 셀이 실제로 전송을 수행하는 서브프레임에서 측정이 수행되어야 해당 이웃 셀에 대한 하향링크 품질을 올바르게 반영할 수 있기 때문이다.

한편, 단말이 매크로 기지국에 연결되어 있는 경우에는, 서빙 셀은 다른 셀에게 간섭을 주는 매크로 셀이고, 이웃 셀은 매크로 셀로부터 간섭을 받는 피코 셀이다.

이 경우에, 서빙 셀에 대한 측정은, 서빙 셀(매크로 셀)이 사일런싱을 수행하지 않는 서브프레임에서 수행되는 것이 바람직하다. 서빙 셀이 실제로 전송을 수행하는 서브프레임에서 측정이 수행되어야 서빙 셀에 대한 하향링크 품질을 올바르게 반영할 수 있기 때문이다. 또한, 이웃 셀에 대한 측정은, 서빙 셀이 사일런싱을 수행하는 서브프레임에서 수행되는 것이 바람직하다. 이웃 셀(피코 셀)이 서빙 셀(매크로 셀)로부터의 강한 간섭을 받는 서브프레임에서 이웃 셀의 하향링크 품질을 측정하는 것은 이웃 셀의 실제 하향링크 품질을 반영할 수 없고, 서빙 셀로부터의 간섭이 제거(또는 완화)된 서브프레임에서 이웃 셀에 대한 측정이 수행되어야 해당 이웃 셀의 하향링크 품질을 올바르게 반영할 수 있기 때문이다.

전술한 바와 같이, 셀간 간섭 조정 환경에서 서빙 셀 및 이웃 셀에 대한 측정을 올바르게 수행하기 위해서는, 주변 셀이 사일런싱을 수행하지 않는 서브프레임이 무엇인지에 대한 정보가 셀들 간에 공유될 필요가 있다. 사일런싱을 수행하지 않는 서브프레임에 대한 정보로부터 곧 사일런싱이 수행되는 서브프레임에 대한 정보가 도출될 수 있다. 셀들간에 공유된 사일런싱을 수행하는(또는 수행하지 않는) 서브프레임 세트에 대한 정보에 기초하여, 각 셀의 기지국은 단말에게 어떤 서브프레임 세트에서 어떤 셀에 대한 측정을 수행할지를 알려줄 수 있다.

여기서, 사일런싱이 수행되는(또는 사일런싱이 수행되지 않는) 서브프레임에 대한 설정은 자주 변경되는 반면, RRM 측정이 수행되는 서브프레임에 대한 설정은 보다 긴 기간 동안 변경되지 않는 것이 일반적이다. 예를 들어, RRM 측정은 약 200ms 의 시간 윈도우를 사용하여 수행될 수 있고, 이 시간 윈도우 내에서 사일런싱 서브프레임에 대한 설정은 여러 번 변경될 수도 있다. 이러한 경우, 정적(static)으로 사일런싱이 수행되는 (또는 사일런싱이 수행되지 않는) 서브프레임에 대한 정보를 두 셀 간에 공유함으로써, 올바른 측정을 수행하도록 할 수 있다. 사일런싱을 수행하는 셀, 즉, 간섭을 유발하는 셀을 제 1 셀이라 하고, 간섭을 받는 셀을 제 2 셀이라고 하면, 다음과 같이 동작할 수 있다.

따라서, 제 1 셀은 정적으로 사일런싱이 수행되지 않는 것으로 설정된 서브프레임 (즉, 장기간동안 높은 확률로 사일런싱이 수행되지 않을 서브프레임)들로 구성된 서브프레임 세트를 제 2 셀에게 알려주고, 이 서브프레임 세트를 인접 셀(즉, 제 1 셀)에 대한 측정을 위한 서브프레임 세트로 이용하도록 추천할 수 있다. 또한, 제 2 셀은 제 1 셀로부터 수신한 서브프레임 세트를 제외한 서브프레임에서 서빙 셀(즉, 제 2 셀)에 대한 측정을 위한 서브프레임들을 결정할 수도 있다.

또는, 제 1 셀은 정적으로 사일런싱이 수행되는 것으로 설정된 서브프레임(즉, 장기간동안 높은 확률로 사일런싱이 수행될 서브프레임)들로 구성된 서브프레임 세트를 제 2 셀에게 알려줄 수 있고, 제 2 셀은 이 서브프레임 세트를 자신에게 연결된 단말의 서빙 셀(즉, 제 2 셀)에 대한 측정을 위한 서브프레임 세트로 이용할 수 있다. 또한, 제 2 셀은 제 1 셀로부터 수신한 서브프레임 세트를 제외한 서브프레임 세트에서 이웃 셀(즉, 제 1 셀)에 대한 측정을 위한 서브프레임들을 결정할 수도 있다.

이와 같이 사일런싱 (또는 사일런싱되지 않는) 서브프레임 세트의 설정 정보를 기지국들 간에 공유하기 위하여, 기지국들은 백홀 링크에 존재하는 X2 인터페이스를 통하여 이러한 신호를 주고 받을 수 있다.

실시예 4

본 실시예는 주파수-간 측정(inter-frequency measurement)이 수행되는 경우에 대한 측정 방안에 대한 것이다. 주파수-간 측정이란 단말이 자신이 서빙 받는 주파수 반송파(frequency carrier) 이외의 다른 주파수 반송파에 존재하는 셀에 대한 측정을 의미한다. 이러한 경우, 전술한 바와 같은 RRM 측정을 수행하는 방안을 정의하는 것이 필요하다.

서빙 셀은 현재 단말이 동작하는 주파수 반송파 상에서 정의되는 개념이므로, 서빙 반송파가 아닌 다른 주파수 반송파에는 서빙 셀이 존재하지 않고 모든 셀이 인접 셀이 된다. 따라서, 서빙 셀에 대해서 정의되는 RSRP 및 RSRQ 를 보고하는 기존의 측정 보고 동작이 적용될 수 없다. 또한, 서빙 반송파가 아닌 다른 반송파의 주파수에서의 RSSI 값은, 서빙 반송파의 주파수에서 측정되는 RSSI 값과 동일하지 않다. 따라서, 서빙 셀에 대해서 보고한 RSRP 및 RSRQ로부터 유도되는 RSSI를 서빙 반송파가 아닌 다른 주파수 반송파 상에서 사용할 수 없게 된다.

이를 해결하기 위하여, 주파수-간 측정을 수행하는 단말은 측정 대상이 되는 주파수 반송파 상에 가상의 서빙 셀이 존재하는 것으로 가정하고, 서빙 반송파 상에서의 측정과 동일한 방식으로 가상 서빙 셀에 대한 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국의 주파수-간 측정에 사용할 가상 서빙 셀의 ID와 함께 가상 서빙셀의 측정(RLM 및/또는 RRM 측정)에 사용될 서브프레임 세트를 단말에게 알려줄 수 있다. 이에 따라, 단말은 기지국이 알려준 서브프레임 세트를 사용하여, 서빙 반송파가 아닌 다른 주파수 반송파 상의 RSSI를 측정하고, 측정된 RSSI를 바탕으로 가상 서빙 셀에 대한 RSRP및 RSRQ 를 계산 및 보고할 수 있다.

이와 같이 보고된 주파수-간 측정의 결과로부터 네트워크는 단말의 서빙 반송파가 아닌 다른 반송파의 RSSI를 알 수 있으므로, 단말이 단말의 서빙 반송파가 아닌 다른 반송파의 다른 셀의 RSRP만을 보고하더라도 기본적인 RRM (예를 들어, 기본적은 RSRQ 추정치의 유도) 동작을 수행할 수 있다.

실시예 5

본 실시예는 단말이 RSSI 측정을 수행하는 서브프레임 세트는 하나만이 설정되지만, 셀 별로 RSRQ의 정의를 다르게 함으로써 각 셀에 대한 정확한 RSRQ 값을 보고하는 방안에 대한 것이다.

전술한 실시예들은 서빙 셀 및 인접 셀에 대한 RRM 측정 관련 동작(RSSI 측정 및 RSRQ 계산 등)을 위한 자원(예를 들어, 서브프레임 세트)이 셀 별로 구분되게 설정되는 (즉, 서빙 셀 및 인접 셀에 대해서 각각 제 1 및 제 2 서브프레임 세트가 설정되는) 방안에 기초한 예시들이다. 여기서, 제 1 셀은 서빙 셀이고 제 2 셀은 인접 셀일 수 있고, 또는 그 반대일 수도 있다. 한편, 본 실시예는 RRM 측정 관련 동작을 위한 자원은 셀 별로 구분이 없이 동일하게 설정하되, 셀 별로 RSRQ 정의를 상이하게 함으로써 각 셀에 최적화된 RSRQ 계산 및 보고가 수행되도록 하는 방안에 대한 것이다.

먼저, 기존의 RSRQ 정의에 따르면 RSRQ=N*RSRP/RSSI 이다. 본 실시예에 따르면 셀 별로 RSRQ의 정의를 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 셀에 대해서는 특정 자원(예를 들어, 서브프레임 세트)에 대해서 측정된 RSSI 값을 그대로 RSRQ 계산에 이용하고 (즉, RSRQ=N*RSRP/RSSI), 제 2 셀에 대해서는 동일한 특정 자원에 대해서 측정된 RSSI 값에 해당 제 2 셀에 대한 RSRP 값이 더해진 값을 RSRQ 계산에 이용하는 (즉, RSRQ=N*RSRP/(RSSI+N*RSRP)) 방식이 이용될 수 있다. RSRQ는 전체 수신 전력(RSRQ의 분모)에서 특정 셀의 신호의 전력(RSRQ의 분자)이 차지하는 비율이라고 할 수 있으므로, 셀간 간섭 조정이 적용될 때의 전체 수신 전력을 반영하기 위해서 제 2 셀의 RSRP 값을 전체 수신 전력에 고려하는 것이며, 이렇게 함으로써 보다 정확한 RSRQ 값을 계산할 수 있다. 이를 보다 일반적인 수식으로, RSRQ=N*RSRP/(RSSI+f(RSRP)) 와 같이 표현할 수도 있다.

셀 별로 어떠한 RSRQ 계산 기법이 적용되는지에 대한 지시(indication)는 기지국이 단말에게 제공하는 인접 셀의 목록(즉, 측정 대상이 되는 인접 셀의 리스트)에 포함될 수 있다.

서빙 셀이 간섭을 받는 셀이고 이웃 셀이 간섭을 주는 셀인 경우에, 이웃 셀에 대한 RSRQ 계산 기법과 서빙 셀에 대한 RSRQ 계산 기법은 상이하게 정의될 수 있다. 이하에서는 다양한 예시를 통하여 셀 별로 상이한 RSRQ 계산 기법을 정의 및 이용하는 방안들에 대하여 설명한다.

실시예 5-1

이웃 셀(간섭을 주는 셀)이 사일런싱을 수행하는 서브프레임에서 기존에 정의된 RSRQ 계산 기법으로는 간섭 셀의 정확한 RSRQ가 계산되지 않을 수도 있으므로, 이를 위한 새로운 RSRQ 계산 기법이 정의 및 이용될 수 있다. 예컨대, 도 12의 예시에서 기지국은 단말에게 RRM 측정을 수행할 자원으로서 짝수 번째 서브프레임으로 구성된 서브프레임 세트를 지시하여 줄 수 있다. 이에 따라, 단말은 서빙 셀 및 인접 셀에 대한 RRM 측정을 모두 짝수 번째 서브프레임에서만 수행하게 된다. 이 경우, 기지국은 단말에게 서빙 셀(간섭을 받는 피코 셀)에 대한 RSRQ 계산은 기존의 RSRQ 정의(RSRQ=N*RSRP/RSSI)에 따라 수행할 것을 지시하고, 이웃 셀(간섭을 주는 매크로 셀)에 대한 RSRQ 계산은 새로운 RSRQ 정의(RSRQ=N*RSRP/(RSSI+N*RSRP))에 따라 수행할 것을 지시할 수 있다. 이에 따라, 단말의 매크로 셀에 대한 RSRQ 계산 결과의 정확도가 높아질 수 있다. 왜냐하면, 도 12 의 예시에서 짝수 번째 서브프레임들에서 측정한 RSSI 값은 매크로 셀의 전송 전력이 제외된 결과이므로 실제 매크로 셀에 대한 전체 수신 전력(즉, RSRQ계산의 분모)을 올바르게 반영할 수 없는 반면, 짝수 번째 서브프레임들에서 측정한 RSSI 값에 매크로 셀의 RSRP를 더해준다면 실제 매크로 셀에 대한 전체 수신 전력의 합이 실제에 가깝게 반영될 수 있기 때문이다.

요컨대, 간섭 셀이 사일런싱을 수행하는 서브프레임에서 간섭 셀에 대한 RSRQ를 계산하는 경우에 RSRQ 계산의 분모(즉, 전체 수신 전력)에 간섭 셀의 RSRP를 가산함으로써, 간섭 셀의 RSRQ를 보다 정확하게 계산할 수 있다. 예를 들어, RSRQ=N*RSRP/(RSSI+N*a*RSRP)로 정의될 수 있으며, 여기서 a 는 특정 셀의 RSRP 측정 값으로부터 얻어지는 CRS 전송 전력과 데이터 부하에 따라 가변하는 실제 전송 전력 사이의 차이를 보정해주는 계수이며, 0≤a<1 (a 는 실수(real number)) 의 값을 가질 수 있다.

실시예 5-2

서빙 셀이 간섭을 받는 셀인 경우, 서빙 셀의 RSRQ를 보다 정확하게 측정하기 위한 RSRQ 계산 기법으로서, RSRQ=N*RSRP/(RSSI-N*b*RSRP_aggressor) 로 정의될 수 있다. 여기서, RSRP_aggressor는 단말에게 강한 간섭을 미치는 간섭 셀의 RSRP 값을 의미한다. 기지국은 단말에게 상위 계층 신호를 통하여 해당 간섭 셀을 특정하는 정보를 알려줄 수 있다.

구체적으로, RSSI는 서빙 셀에서 CRS가 전송되는 OFDM 심볼의 수신 전력 값으로 정의되고, 간섭 셀의 사일런싱 동작은 특정 하향링크 서브프레임을 ABS 서브프레임으로 설정함으로써 수행하는 것으로 가정한다. 또한, 간섭 셀의 서브프레임 경계와 서빙 셀(간섭을 받는 셀)의 서브프레임 경계가 일치하는 것을 가정한다 (즉, 서빙 셀의 CRS 전송 OFDM 심볼과 간섭 셀의 CRS 전송 OFDM 심볼은 동일한 시점에 전송된다). 이러한 경우에, 단말이 RSSI를 측정하는 서브프레임에서 간섭 셀의 사일런싱이 수행된다고 하더라도, (간섭 셀이 사일런싱을 수행하는 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 설정하지 않는 이상) 간섭 셀은 해당 서브프레임에서 CRS를 전송하므로, 단말이 측정한 RSSI 값에는 간섭 셀의 CRS의 전력이 포함된다. 이러한 경우, 간섭 셀의 CRS에 의한 간섭이 없는 상황에서의 서빙 셀의 RSRQ를 계산하기 위해서는, 단말이 측정한 RSSI 값에서 간섭 셀의 CRS의 전력 만큼을 제거하는 것이 필요하다. 이를 위하여, RSRQ=N*RSRP/(RSSI-N*b*RSRP_aggressor) 와 같이 RSRQ 계산 기법을 정의하는 경우에, 단말이 측정한 RSSI 에서 간섭 셀의 CRS에 의한 전력(RSRP_aggressor)를 차감하게 되므로, 간섭 셀의 간섭을 제외한 서빙 셀의 RSRQ의 값이 도출될 수 있다. 여기서, b 값은 간섭 셀의 RSRP에서 CRS가 차지하는 전력을 유도하기 위한 계수로서 적절한 값이 선택될 수 있다.

실시예 5-3

보다 정확한 서빙 셀의 RSRQ의 계산을 위해서 단말은 다양한 계산 기법에 따라서 획득된 RSRQ 값의 가중 평균을 취한 값을 계산할 수도 있다. 예를 들어, 일반 CP의 서브프레임(하나의 하향링크 서브프레임이 14 개의 OFDM 심볼로 구성됨)의 경우에, 한 서브프레임에서 10 개의 OFDM 심볼에서는 CRS 전송이 없으며 이를 제 1 타입 OFDM 심볼이라 한다. 또한, CRS 전송 OFDM 의 개수는 4 개이고 이를 제 2 타입 OFDM 심볼이라 한다. 단말이 서빙 셀의 RSRQ를 계산할 때에 각 OFDM 심볼의 타입을 고려하여 상이한 RSRQ 계산 기법을 적용할 수 있다. 이하의 예시에서는, RSSI는 서빙 셀에서 CRS가 전송되는 OFDM 심볼의 수신 전력 값으로 정의되고, 간섭 셀의 사일런싱 동작은 ABS 서브프레임 설정의 방식으로 동작하고, 간섭 셀의 서브프레임 경계와 서빙 셀(간섭을 받는 셀)의 서브프레임 경계가 일치하는 것을 가정한다.

구체적으로, 서빙 셀의 CRS가 전송되지 않는 제 1 타입 OFDM 심볼에 대한 서빙 셀의 RSRQ를 RSRQ1 이라고 칭하면, RSRQ1=N*RSRP/(RSSI-N*b*RSRP_aggressor)로 정의 및 계산될 수 있다. 이는 제 1 타입 OFDM 심볼에서는 간섭 셀의 CRS 도 존재하지 않고, 제 1 타입 OFDM 심볼에서 간섭 셀이 아무런 데이터 전송을 수행하지 않기 때문이다. 즉, 간섭 셀의 CRS가 존재하지 않는 실제 상황을 정확하게 반영하기 위해서 RSRQ 계산시에 전체 전송 전력에서 간섭 셀의 CRS 전력을 차감하는 것이다. 한편, 서빙 셀의 CRS가 전송되는 제 2 타입 OFDM 심볼에 대한 서빙 셀의 RSRQ를 RSRQ2 라고 칭하면, RSRQ2=N*RSRP/(RSSI)로 정의 및 계산될 수 있다. 이는 간섭 셀이 사일런싱 동작을 수행하더라도 제 2 타입 OFDM 심볼에서 간섭 셀의 CRS가 존재하기 때문에, 이러한 간섭 셀의 CRS 전력까지 포함하는 RSSI를 그대로 사용하는 것이 제 2 타입 OFDM 심볼에서의 정확한 RSRQ를 반영하기 때문이다.

단말은 RSRQ1 및 RSRQ2를 가중 평균 값을 계산하고, 그 결과를 서빙 셀의 최종적인 RSRQ 값으로서 결정할 수 있다. 즉, RSRQ=w1*RSRQ1+w2*RSRQ2 로 표현할 수 있다. 여기서, w1는 전체 OFDM 심볼 개수 중에서 제 1 타입 OFDM 심볼의 개수로 정의되고, w2는 전체 OFDM 심볼 개수 중에서 제 2 타입 OFDM 심볼의 개수로 정의될 수 있다. 위 예시에서 w1=10/14 이고, w2=4/14 일 수 있다.

전술한 실시예들에서 제안한 본 발명의 다양한 RSRQ 계산 기법들 중에서 어떤 기법을 사용할지는, 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통하여 알려줄 수 있다.

실시예 6

본 실시예는 셀 별로 전술한 RSRQ 계산 기법의 다양한 예시들의 적용을 구현하는 방안에 대한 것이다. 기본적으로 단말은 기존의 정의에 따라서 RSSI 측정을 수행한다 (즉, CRS 전송 OFDM 심볼의 총 수신 전력의 선형 평균을 측정한다). 여기서, 단말이 RSSI를 측정하는 자원(예를 들어, 서브프레임 세트)은 기지국이 전송하는 상위 계층 신호에 의해 특정 세트로 주어질 수 있다. 그리고, 셀 i 에 대한 RSRQ를 RSRQ(i)라고 표현하면, RSRQ(i)는 다음의 수학식 15 와 같이 정의될 수 있다.

수학식 15

상기 수학식 15 에서 N 은 측정되는 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수이고, RSRP(i)는 셀 i 에 대한 RSRP 값이고, RSSI는 CRS 전송 OFDM 심볼에서의 총 수신 전력의 선형 평균이다.

상기 수학식 15 에서 RSRP_aggressor는 다음과 같은 다양한 방식 중 하나로 정의될 수 있다. 일례로서, RSRP_aggressor는 동일 반송파 상에 존재하는 셀들 중에서 가장 큰 RSRP 값을 가지는 비-서빙 셀(non-serving cell)의 RSRP 값으로 정의될 수 있다. 다른 예시로서, RSRP_aggressor는 기지국이 상위 계층 신호를 통해서 지정한 특정 셀의 RSRP 값으로 정의될 수도 있다. 또 다른 예시로서, RSRP_aggressor의 값 자체가 기지국으로부터 단말에게 전달될 수도 있고, 이러한 경우 단말의 동작이 보다 간단하게 구현될 수 있다.

상기 수학식 15 에서 변수 c(i)는 RSRP_aggressor를 RSRQ(i)의 계산에 어느 정도로 반영할지를 결정하는 가중치이며, 전술한 실시예 5 에서 제안한 다양한 RSRQ 계산 기법의 선택에 따라 c(i)는 상이한 값을 가질 수 있다. c(i)의 값은 기지국이 상위 계층 신호를 통하여 단말에게 알려줄 수 있다. 또는, c(i)는 RSRQ 계산의 대상이 되는 셀의 셀 식별자(Cell_ID) 값을 이용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 변수 c(i)는 양수, 음수, 혹은 0의 값을 가질 수 있다 (즉, c(i)의 값은 {+1, -1, 0} 중에서 하나로 설정될 수 있다). 이하에서는 도 13 을 참조하여 c(i)의 값에 따른 RSRQ 계산의 예시들에 대하여 설명한다.

도 13 을 참조하여 셀간 간섭 조정의 유형에 따라 보다 정확한 하향링크 측정을 수행하는 방안에 대하여 설명한다. 도 13의 예시에서 매크로 셀이 피코 셀에게 간섭을 주는 상황을 가정하고, 도 13(a)는 매크로 셀이 ABS-with-MBSFN 서브프레임을 설정하는 사일런싱을 수행하는 예시를 나타내고 (즉, 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 CRS 만을 전송하고 데이터 영역에서는 CRS 및 데이터 모두 전송하지 않음), 도 13(b)는 매크로 셀이 MBSFN 서브프레임을 설정하지는 않지만 ABS 서브프레임을 설정하는 사일런싱을 수행하는 예시를 나타낸다 (즉, 하향링크 서브프레임의 제어 영역 및 데이터 영역 모두에서 CRS 만을 전송함).

상기 수학식 15에서 변수 c(i)가 양수로 주어지는 RSRQ 계산 기법은, 필요한 RSSI보다 측정된 RSSI가 낮게 평가(underestimate)된 것으로 간주하고 이를 보상하기 위해서 측정된 RSSI에 전력을 더해줌으로써, 측정하고자 하는 RSRQ 에 근접한 값을 도출하고자 하는 경우에 적절하다. 예를 들어, 도 13(a)의 경우에서 피코 셀의 단말이 매크로 셀에 대한 RSRQ를 측정하고자 하는 경우에 (즉, 피코 셀의 단말이 매크로 셀로 핸드오버하여 매크로 셀에 의해 스케줄링될 경우의 정확한 RSRQ 값을 계산하고자 하는 경우에), 양수 값의 c(i)가 적용될 수 있다. 도 13(a)의 예시에서, 피코 셀의 단말이 CRS 전송 OFDM 심볼에서 RSSI를 측정하는 경우에, 측정된 RSSI에는 하향링크 서브프레임의 데이터 영역의 CRS 전송 OFDM 심볼에서는 매크로 셀의 전송 전력이 포함되지 않는다. 다시 말하자면, 피코 셀의 단말이 매크로 셀에 대한 RSRQ를 계산하기 위해서는 매크로 셀이 실제로 하향링크 수행하는 경우의 RSSI에 기초하여 매크로 셀에 대한 RSRQ를 계산하는 것이 필요한데, 매크로 셀이 도 13(a)와 같이 사일런싱을 수행하는 경우에 측정된 RSSI는, 매크로 셀이 실제로 전송을 수행하는 경우의 매크로 셀의 전송 전력보다 낮게 평가(underestimate)된 값이 된다. 따라서, 이를 보상하기 위해서, 수학식 15 에서 c(i)를 양수 값으로 설정하여 계산된 RSRQ가, 매크로 셀이 실제로 전송할 때의 해당 매크로 셀에 대한 RSRQ 값을 정확하게 나타낼 수 있게 된다.

한편, 상기 수학식 15에서 변수 c(i)가 음수로 주어지는 RSRQ 계산 기법은, 필요한 RSSI보다 측정된 RSSI가 높게 평가(overestimate)된 것으로 간주하고 이를 보상하기 위해서 측정된 RSSI에서 전력을 빼줌으로써, 측정하고자 하는 RSRQ 에 근접한 값을 도출하고자 하는 경우에 적절하다. 예를 들어, 도 13(b)의 경우에서 피코 셀의 단말이 피코 셀에 대한 RSRQ를 측정하고자 하는 경우에 (즉, 피코 셀의 단말이 매크로 셀의 간섭이 존재하지 않는 경우에 피코 셀에 의해 스케줄링될 경우의 정확한 RSRQ 값을 계산하고자 하는 경우에), 음수 값의 c(i)가 적용될 수 있다. 도 13(b)의 예시에서, 피코 셀의 단말이 CRS 전송 OFDM 심볼에서 RSSI를 측정하는 경우에, 측정된 RSSI에는 매크로 셀의 CRS의 전송 전력이 포함된다. 다시 말하자면, 피코 셀의 단말이 피코 셀에 대한 RSRQ를 계산하기 위해서는 매크로 셀이 완전히 사일런싱을 수행하는 경우의 RSSI에 기초하여 피코 셀에 대한 RSRQ를 계산하는 것이 필요한데, 매크로 셀이 도 13(b)와 같이 하향링크 서브프레임의 데이터 영역에서 CRS를 전송하는 경우에 측정된 RSSI는, 매크로 셀이 완전히 사일런싱을 수행하는 경우의 매크로 셀의 전송 전력보다 높게 평가(overestimate)된 값이 된다. 따라서, 이를 보상하기 위해서, 수학식 15 에서 c(i)를 음수 값으로 설정하여 계산된 RSRQ가, 매크로 셀이 완전히 사일런싱을 수행할 때의 피코 셀에 대한 RSRQ 값을 정확하게 나타낼 수 있게 된다.

한편, 상기 수학식 15에서 변수 c(i)가 0으로 주어지는 계산 기법은, 기존의 RSRQ 정의를 그대로 사용하는 것에 해당한다. 예를 들어, 피코 셀의 단말이 도 13(a)와 같이 매크로 셀이 CRS 및 데이터를 전송하지 않는 ABS-with-MBSFN 서브프레임에서 RSSI를 측정하고 이에 대한 보상 없이 계산된 RSRQ(=N*RSRP/(RSSI+0))는, 매크로 셀이 사일런싱을 수행하였을 때의 피코 셀에 대한 RSRQ 값을 정확하게 반영할 수 있다.

이와 같이 기지국에서 단말에게 하향링크 측정을 수행할 서브프레임 세트를 설정하여 준 경우에, 해당 서브프레임 세트에서 이웃 셀의 셀간 간섭 조정 동작의 유형, 및 단말이 계산할 RSRQ가 어떤 상황에서의 하향링크 품질을 반영하는 RSRQ인지를 고려하여 적절한 RSRQ 계산 기법이 결정될 수 있다. 기지국은 결정된 RSRQ 계산 기법을 단말에게 알려줄 수 있고, 단말은 기지국이 지시한 서브프레임 세트에서 지시 받은 RSRQ 계산 기법으로 하향링크 측정을 수행할 수 있다.

이상에서는 단말이 RRM 측정을 수행함에 있어서 RSSI 측정값에 RSRP 측정값을 기반으로 하여 적절한 보상을 수행한 다음 전체적인 신호 품질을 나타내는 RSRQ를 유도하는 방법을 설명하였으나 이러한 원리는 Data 전송률 결정을 위한 CSI 측정/보고 과정에서도 동일하게 적용될 수 있다. 즉 단말은 상기 RRM에서의 RSSI에서와 같이 먼저 특정한 자원에서 간섭(혹은 간섭 신호를 포함하는 신호)의 세기를 측정한 다음에, 상기 RRM에서의 RSRP에서와 같이 특정한 기준 신호를 통해서 얻은 측정치를 기반으로 하여 상기 간섭 측정치에 대한 적절한 보상을 수행한 다음 신호 품질을 나타내는 CSI를 유도하는 것도 가능하다 .

단계 S1410에서 이웃 셀의 셀간간섭조정(ICIC)이 적용되는 자원 세트가 결정되고 그 설정 정보가 서빙 셀에게 X2 인터페이스 등을 통하여 전달될 수 있다. 여기서, ICIC가 적용되는 자원 세트는 하향링크 서브프레임 세트로 설정될 수 있다.

단계 S1420에서 서빙 셀은 이웃 셀의 ICIC 적용 자원 세트 설정 정보에 기초하여, 자신의 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트를 결정하고, 해당 하향링크 측정 자원 세트에 적용될 하향링크 측정 계산 기법을 결정하여, 결정된 결과를 단말에게 전송할 수 있다. 여기서, 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 하향링크 서브프레임의 세트로 설정될 수 있고, 예를 들어, 이웃 셀이 ABS로 설정하는 (또는, 정적으로 ABS 로 설정하는) 서브프레임들의 일부(서브셋)으로 구성될 수 있다.

단계 S1430에서 단말은 설정 받은 하향링크 측정 자원 세트에서, 지시된 하향링크 측정 계산 기법을 적용하여 하향링크 측정을 수행할 수 있다.

단계 S1440에서 단말은 하향링크 측정 결과를 기지국(서빙셀)에게 보고할 수 있고, 기지국은 하향링크 측정 결과를 고려하여 단말의 스케줄링, 핸드오버 등의 적절한 동작을 결정 및 지시할 수 있다.

단말의 입장에서는 기지국에 의하여 지시(indicate) 또는 설정(configure)되는 하향링크 측정 자원 세트 상에서 특정 셀에 대한 하향링크 측정(예를 들어, RRM 측정)을 수행하고, 해당 특정 셀에 대해서 기지국에 의하여 지시된 RRM 측정/계산 기법에 따라 하향링크 측정을 수행하는 것으로 표현할 수 있다. 여기서, 기지국이 지시/설정하여 주는 하향링크 측정 자원 세트는 전술한 실시예들에서 설명한 바와 같이 셀 별로 구분되는 서브프레임 세트로 주어질 수 있고, 기지국이 지시/설정하여 주는 RRM 측정/계산 기법은 모든 셀에 대해서 (구분 없이) 동일한 기법이 적용될 수 있다. 또는, 기지국이 지시/설정하여 주는 하향링크 측정 자원 세트는 전술한 실시예들에서 설명한 바와 같이 모든 셀에 대해서 (구분 없이) 동일한 서브프레임 세트로 주어질 수 있고, 기지국이 지시/설정하여 주는 RRM 측정/계산 기법은 셀 별로 상이한 기법이 적용될 수 있다.

도 14 와 관련하여 설명한 본 발명의 하향링크 측정 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

도 15를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(1510)는, 수신모듈(1511), 전송모듈(1512), 프로세서(1513), 메모리(1514) 및 복수개의 안테나(1515)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1515)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모듈(1511)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1512)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1513)는 기지국 장치(1510) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치(1510)는 하향링크 측정을 지원하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치의 프로세서(1513)는, 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 단말에게 상기 전송 모듈(1512)을 통하여 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1513)는, 상기 설정된 자원 세트에 대한 하향링크 측정의 결과를 상기 단말로부터 상기 수신 모듈(1511)을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

기지국 장치(1510)의 프로세서(1513)는 그 외에도 기지국 장치(1510)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1514)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 15를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(1520)는, 수신모듈(1521), 전송모듈(1522), 프로세서(1523), 메모리(1524) 및 복수개의 안테나(1525)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1525)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(1521)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1522)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1523)는 단말 장치(1520) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(1520)는 하향링크 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 단말 장치의 프로세서(1523)는, 상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 기지국으로부터 상기 수신 모듈(1521)을 통하여 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1523)는, 상기 설정된 자원 세트에 대해서 하향링크 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정될 수 있다.

단말 장치(1520)의 프로세서(1523)는 그 외에도 단말 장치(1520)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1524)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

위와 같은 기지국 장치 및 단말 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

또한, 도 15에 대한 설명에 있어서 기지국 장치(1510)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 단말 장치(1520)에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 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. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

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

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 측정을 수행하는 방법으로서,

상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 기지국으로부터 수신하는 단계; 및

상기 설정된 자원 세트에 대해서 하향링크 측정을 수행하는 단계를 포함하고,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정되는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 하향링크 서브프레임의 세트인, 하향링크 측정 수행 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 하향링크 서브프레임 세트는 상기 이웃 셀이 ABS(Almost Blank Subframe)로 설정하는 서브프레임들에 기초하여 구성되는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 하향링크 서브프레임 세트는 상기 이웃 셀이 비 ABS(non-ABS)로 설정하는 서브프레임들의 서브셋으로 구성되는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 서브셋은 상기 이웃 셀이 정적으로 ABS로 설정하는 서브프레임들을 포함하는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀 별로 상이하게 설정되고,

상기 하향링크 측정은 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀에 무관하게 동일한 계산 기법에 따라 수행되는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 하향링크 측정은 참조신호수신전력(RSRP), 참조신호수신품질(RSRQ) 및 수신신호강도지시자(RSSI)에 대한 측정 및 계산을 포함하고,

상기 동일한 계산 기법은 RSRQ=N*RSRP/RSSI 로 정의되고,

N 은 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트의 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수인, 하향링크 측정 수행 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트는 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀에 무관하게 동일하게 설정되고,

상기 하향링크 측정은 상기 하향링크 측정의 대상이 되는 셀 별로 상이한 계산 기법에 따라 수행되는, 하향링크 측정 수행 방법.
제 8 항에 있어서,

셀 i 에 대한 상기 하향링크 측정은, 상기 셀 i 에 대한 참조신호수신전력(RSRP(i)), 상기 셀 i 에 대한 참조신호수신품질(RSRQ(i)) 및 수신신호강도지시자(RSSI)에 대한 측정 및 계산을 포함하고,

상기 셀 i 에 대한 계산 기법은 RSRQ(i)=N*RSRP(i)/(RSSI+N*c(i)*RSRP_aggressor) 로 정의되고,

RSRP_aggressor 는 상기 이웃 셀의 RSRP 이고,

c(i)는 RSRP_aggressor의 가중치이고,

N 은 상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트의 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수인, 하향링크 측정 수행 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 c(i)는 양수, 음수 또는 0 의 값을 가지는, 하향링크 측정 수행 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 하향링크 측정을 지원하는 방법으로서,

상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 단말에게 전송하는 단계; 및

상기 설정된 자원 세트에 대한 하향링크 측정의 결과를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하고,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정되는, 하향링크 측정 지원 방법.
무선 통신 시스템에서 하향링크 측정을 수행하는 단말로서,

기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;

상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및

상기 수신 모듈 및 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하고;

상기 프로세서는,

상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 기지국으로부터 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고;

상기 설정된 자원 세트에 대해서 하향링크 측정을 수행하도록 구성되며,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정되는, 하향링크 측정 수행 단말.
무선 통신 시스템에서 단말의 하향링크 측정을 지원하는 기지국으로서,

단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;

상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및

상기 수신 모듈 및 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하고;

상기 프로세서는,

상기 단말이 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정을 상기 단말에게 상기 전송 모듈을 통하여 전송하고;

상기 설정된 자원 세트에 대한 하향링크 측정의 결과를 상기 단말로부터 상기 수신 모듈을 통하여 수신하도록 구성되며,

상기 하향링크 측정을 수행할 자원 세트에 대한 설정은 이웃 셀이 셀간 간섭 조정을 수행하는 자원 세트에 기초하여 상기 기지국에 의해서 결정되는, 하향링크 측정 지원 기지국.