WO2012144709A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 보고 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 보고 방법 및 장치 Download PDF

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interference
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node
base station
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천진영
김수남
강지원
임빈철
박성호
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    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for reporting a channel quality indicator in a wireless communication system.
  • the next generation multimedia wireless communication system which is being actively researched recently, requires a system capable of processing and transmitting various information such as video, wireless data, etc., out of an initial voice-oriented service.
  • the fourth generation of wireless communication which is currently being developed after the third generation of wireless communication systems, aims to support high-speed data services of downlink 1 Gbps (Gigabits per second) and uplink 500 Mbps (Megabits per second).
  • the purpose of a wireless communication system is to enable a large number of users to communicate reliably regardless of location and mobility.
  • a wireless channel is a path loss, noise, fading due to multipath, inter-symbol interference (ISI), or mobility of UE.
  • ISI inter-symbol interference
  • There are non-ideal characteristics such as the Doppler effect.
  • Various techniques have been developed to overcome the non-ideal characteristics of the wireless channel and to improve the reliability of the wireless communication.
  • each node in a wireless communication system in which each node cooperates with each other, each node is independent of a base station (BS), an advanced BS (ABS), a Node-B (NB), an eNode-B (eNB), and an access point (AP). It has much better performance than wireless communication systems operating on the back.
  • BS base station
  • ABS advanced BS
  • NB Node-B
  • eNB eNode-B
  • AP access point
  • Inter-cell interference may operate on femto user equipment or pico user equipment, which are generally serviced by a femto cell or pico cell having a small service coverage from a macro cell.
  • 3GPP solves the inter-cell interference problem through an enhanced inter-cell interference coordination (eICIC) session.
  • eICIC enhanced inter-cell interference coordination
  • the terminal may report a channel quality indicator (CQI) to the base station.
  • CQI channel quality indicator
  • the base station may use the CQI received from the terminal for scheduling.
  • CQI channel quality indicator
  • the CQI is reported by the existing method, the channel environment improvement gain due to the inter-cell interference problem cannot be immediately reflected in the system.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for reporting channel quality indicators in a wireless communication system.
  • the present invention provides a CQI reporting method for efficiently preventing inter-cell interference occurring between each base station in a network environment in which base stations having various service coverages coexist.
  • the present invention provides a CQI reporting method that can reflect the gain of the application of the inter-cell interference reduction and mitigation method on the system immediately or with a minimum delay.
  • a method for reporting channel quality indicator (CQI) by a terminal in a multi-node system is provided.
  • the UE measures the CQI based on the final interference power with reduced interference from at least one node among a plurality of nodes receiving the signal, and reports the measured CQI to the base station.
  • the CQI reporting method may further include receiving a CQI indicator from the base station indicating whether to apply an inter-cell interference (ICI) reduction method.
  • ICI inter-cell interference
  • the CQI indicator may be 1 bit.
  • the at least one node whose interference is reduced may be one node that causes the strongest interference with the terminal.
  • the final interference power with reduced interference of the one node is Can be. only, Is the total interference power from the plurality of nodes, I m represents the interference of the one node.
  • At least one node having the reduced interference may be two nodes that cause the strongest interference with the terminal.
  • the final interference power with reduced interference of the two nodes may be. only, Is the total interference power from the plurality of nodes, I m , I n represent the interference of the two nodes, respectively.
  • a method of performing channel quality indicator (CQI) recalculation by a base station in a wireless communication system includes receiving CQIs from a plurality of terminals, and recalculating the received CQIs according to whether an inter-cell interference (ICI) reduction method is applied.
  • CQI channel quality indicator
  • Recalculation may be performed by applying the same offset to all the CQIs received from the terminals.
  • Recalculation may be performed by applying different offsets to the CQIs received from each terminal according to the channel environment of each terminal.
  • Recalculation may be performed by applying different offsets to CQIs received from each terminal according to a serving base station serving each terminal.
  • Improvements in system performance such as increased data rates, can be expected.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 6 shows an example of a multi-node system.
  • FIG. 7 shows a communication environment to which the proposed CQI reporting method is applied.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A Advanced
  • 3GPP LTE Advanced
  • 1 is a wireless communication system.
  • the wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11.
  • Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE 12 may be fixed or mobile and may have a mobile station (MS), a mobile terminal (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, or a PDA. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • the base station 11 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 12, and may be called in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. have.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like. have.
  • a terminal typically belongs to one cell, and a cell to which the terminal belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are relatively determined based on the terminal.
  • downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12
  • uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11.
  • the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12.
  • the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.
  • the wireless communication system may be any one of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a multiple-input single-output (MIS) system, a single-input single-output (SISO) system, and a single-input multiple-output (SIMO) system.
  • MIMO multiple-input multiple-output
  • MIS multiple-input single-output
  • SISO single-input single-output
  • SIMO single-input multiple-output
  • the MIMO system uses a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas.
  • the MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna.
  • the SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna.
  • the SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.
  • a transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • a receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots. Slots in a radio frame are numbered with slots # 0 through # 19. The time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI). TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission. For example, one radio frame may have a length of 10 ms, one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division (ULTIplexing) symbols in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the OFDM symbol is used to represent one symbol period since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, and may be called a different name according to a multiple access scheme.
  • SC-FDMA when SC-FDMA is used as an uplink multiple access scheme, it may be referred to as an SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • 3GPP LTE defines that one slot includes 7 OFDM symbols in a normal cyclic prefix (CP), and one slot includes 6 OFDM symbols in an extended CP. .
  • CP normal cyclic prefix
  • Wireless communication systems can be largely divided into frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the uplink transmission and the downlink transmission are time-divided in the entire frequency band, and thus the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the terminal cannot be simultaneously performed.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and N RB resource blocks in the frequency domain.
  • the number N RB of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth set in the cell. For example, in the LTE system, N RB may be any one of 60 to 110.
  • One resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the structure of the uplink slot may also be the same as that of the downlink slot.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • an exemplary resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements including 7 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain, but the number of OFDM symbols and the number of subcarriers in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the CP, frequency spacing, and the like. For example, the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP. The number of subcarriers in one OFDM symbol may be selected and used among 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • the downlink subframe includes two slots in the time domain, and each slot includes seven OFDM symbols in the normal CP.
  • the leading up to 3 OFDM symbols (up to 4 OFDM symbols for 1.4Mhz bandwidth) of the first slot in the subframe are the control regions to which control channels are allocated and the remaining OFDM symbols are the physical downlink shared channel (PDSCH). Becomes the data area to be allocated.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI a unique radio network temporary identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, a unique identifier of the terminal, for example, a cell-RNTI (C-RNTI) may be masked to the CRC.
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a paging indication identifier for example, p-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information.
  • the data region is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting data.
  • the terminal may support simultaneous transmission of the PUSCH and the PUCCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot.
  • the frequency occupied by the resource block belonging to the resource block pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the terminal may obtain a frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • Reference signal is generally transmitted in sequence.
  • the reference signal sequence may use a PSK-based computer generated sequence.
  • PSK include binary phase shift keying (BPSK) and quadrature phase shift keying (QPSK).
  • the reference signal sequence may use a constant amplitude zero auto-correlation (CAZAC) sequence.
  • CAZAC sequences are ZC-based sequences, ZC sequences with cyclic extensions, ZC sequences with truncation, etc. There is this.
  • the reference signal sequence may use a pseudo-random (PN) sequence.
  • PN sequences include m-sequences, computer generated sequences, Gold sequences, and Kasami sequences.
  • the reference signal sequence may use a cyclically shifted sequence.
  • Reference signals include cell-specific RS (CRS), multimedia broadcast and multicast single frequency network (MBSFN) reference signals, UE-specific RS, positioning reference signals (PRS), and Channel state information (CSI) can be divided into a reference signal (CSI RS).
  • CRS is a reference signal transmitted to all terminals in a cell and used for channel estimation.
  • MBSFN reference signal may be transmitted in a subframe allocated for MBSFN transmission.
  • the UE-specific reference signal is a reference signal received by a specific terminal or a specific terminal group in a cell, and may be referred to as a dedicated reference signal (DRS).
  • DRS dedicated reference signal
  • a specific terminal or a specific terminal group is mainly used for data demodulation.
  • the PRS may be used for position estimation of the terminal.
  • the CSI-RS may be relatively sparse in the frequency domain or the time domain and may be punctured in the data region of the general subframe or the MBSFN subframe. If necessary through the estimation of the CSI, CQI, PMI and RI may be reported from the terminal.
  • the technology is evolving toward increasing the density of nodes that can be connected to a user.
  • performance may be further improved by cooperation between nodes.
  • FIG. 6 shows an example of a multi-node system.
  • the multi-node system 20 may include one base station 21 and a plurality of nodes 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, and 25-5. .
  • the plurality of nodes 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, and 25-5 may be managed by one base station 21. That is, the plurality of nodes 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, and 25-5 operate as part of one cell.
  • each node 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5 may be assigned a separate node identifier or operate like some antenna group in a cell without a separate node ID. can do.
  • the multi-node system 20 of FIG. 6 may be viewed as a distributed antenna system (DAS) forming one cell.
  • DAS distributed antenna system
  • the plurality of nodes 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, and 25-5 may perform scheduling and handover (HO) of the terminal with individual cell IDs.
  • the multi-node system 20 of FIG. 6 may be viewed as a multi-cell system.
  • the base station 21 may be a macro cell, and each node may be a femto cell or a pico cell having cell coverage smaller than the cell coverage of the macro cell.
  • a multi-tier network when a plurality of cells are overlayed and configured according to coverage, it may be referred to as a multi-tier network.
  • each node 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, and 25-5 is a base station, Node-B, eNode-B, pico cell eNb (PeNB), home eNB (HeNB), It may be one of a remote radio head (RRH), a relay station (RS), and a distributed antenna. At least one antenna may be installed in one node. Nodes may also be called points.
  • a UE of 3GPP LTE may measure signal strength in the following three ways.
  • RSRP reference signal received power
  • RSSI Received signal strength indicator
  • RSRQ reference symbol received quality
  • RSRQ (dB) 10 ⁇ log 10 (No. of RBs in BW) + RSRP (in dB) -RSSI (in dB)
  • the RSRQ may be measured in units of subbands that are RB sets for measuring a corresponding measurement bandwidth or CQI.
  • Inter-cell interference may occur in a multi-node system.
  • Various techniques are under development to solve the inter-cell interference problem.
  • the terminal connected to the base station calculates and reports the CQI by the conventional method regardless of whether the inter-cell interference reduction method is applied. That is, even in a multi-node system, the UE measures a single CQI without considering a method of reducing interference between multiple nodes and cells. Accordingly, the UE cannot detect a change in various interference environments due to the application of the inter-cell interference reduction method, and always measure the CQI based on the average inter-cell interference.
  • S denotes a received signal power
  • I denotes interference power of another cell
  • N 0 denotes thermal noise.
  • CQI becomes a function of SINR.
  • the RSSI of the denominator does not change even if the inter-cell interference reduction method is applied. That is, even if the RSSI is reduced and the SINR is improved, the RSRQ measured by the UE does not change. Therefore, even if both of the ACK / NACK of the transmitted packet is detected only ACK, the modulation index (modulation order) is bound to increase gradually.
  • a node refers to an antenna group spaced apart from the DAS by a predetermined interval or more. That is, in the following specification, it is assumed that each node physically means RRH. However, the present invention is not limited thereto, and a node may be defined as any antenna group regardless of physical intervals.
  • a base station composed of a plurality of cross polarized antennas is reported to be composed of a node composed of horizontal polarized antennas and a node composed of vertical polarized antennas.
  • the present invention can be applied.
  • the present invention can be applied to a case where each node is a pico cell or femto cell having a smaller cell coverage than a macro cell, that is, a multi-cell system.
  • FIG. 7 shows a communication environment to which the proposed CQI reporting method is applied.
  • the multi-node system 100 includes one base station m 110 and a serving node 120 and a node n 121 that are multiple nodes connected to the base station m 110.
  • the serving node 120 is a node that provides a service to the terminal 130. Accordingly, the base station m 110 and the node n 121 act as interference with respect to the terminal 130.
  • the base station divides the CQI type of the terminal into a case where the inter-cell interference scheme is applied and a case where it is not, and defines and transmits the determined CQI type to the terminal.
  • the CQI type may be indicated by a 1-bit indicator. For example, when the value of the indicator is 0, the existing CQI (CQI type 1) calculated by Equation 2 is indicated. When the value of the indicator is 1, the interference power changed by the inter-cell interference reduction method is applied. The calculated CQI (CQI Type 2) may be indicated. When the number of CQI types increases, the size of the indicator may increase.
  • step S210 the UE calculates the CQI according to the received CQI type.
  • step S220 the terminal reports the calculated CQI to the base station.
  • the CQI type is 1, the CQI may be calculated and reported by Equation 2.
  • the CQI type is 2, the sum of the interference powers Can be changed. That is, as the inter-cell interference reduction method is applied, the changed interference power is reflected in the CQI calculation.
  • the terminal 130 may remove the interference from at least one cell and measure the CQI based on the applied intercell interference reduction method. For example, if the influence of the base station m (110) acting as the largest interference to the terminal 130 is removed by the applied inter-cell interference reduction method, the sum of interference powers in Equation 2 is Becomes If the interference from the base station m (110) and the node n (121) acting as the largest interference to the terminal 130 by the applied inter-cell interference reduction method is reduced by 3dB (that is, 1/2), respectively, Equation 2 The sum of the interference powers at Becomes
  • the base station may set two defined CQI types according to a situation, and may improve transmission efficiency by changing a modulation index of a packet or data that is immediately transmitted by receiving feedback of the CQI measured from the terminal.
  • the base station may not signal the CQI type to the terminal.
  • the base station may recalculate the CQI calculated by the existing method from the terminal. Accordingly, the base station can immediately reflect the change caused by the application of the inter-cell interference reduction method to the modulation index setting of the packet.
  • the terminal calculates the CQI in step S300, and transmits the CQI calculated in step 310 to the base station.
  • the base station recalculates the received CQI.
  • a batch offset may be applied to the received CQI. That is, a batch offset is applied to the feedback CQI in a situation where the inter-cell interference reduction method is applied.
  • the offset applied to the CQI received from each terminal may be determined based on link quality between the terminals.
  • link quality RSRP or a modulation and coding scheme (MCS) level may be used.
  • the terminal may determine the CQI type, calculate the CQI based on this, and report to the base station.
  • the base station may signal to the terminal whether to apply the inter-cell interference reduction method for this purpose.
  • the terminal calculates the CQI based on whether the inter-cell interference reduction method is applied and reports the calculated CQI to the base station.
  • a 1-bit CQI indicator indicating the type of CQI may be transmitted together. For example, if the value of the CQI indicator is 0, the CQI may be calculated by a conventional method. If the value of the CQI indicator is 1, the CQI may be calculated by removing interference from at least one node. This can be expressed as Equation 3.
  • the base station confirms the CQI type according to the CQI indicator received from the terminal and processes the received CQI.
  • Table 1 shows an example of the CQI type according to the value of the CQI indicator when the CQI indicator is 2 bits.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 800 includes a processor 810, a memory 820, and a radio frequency unit (RF) 830.
  • Processor 810 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810.
  • the memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810.
  • the RF unit 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 900 includes a processor 910, a memory 920, and an RF unit 930.
  • Processor 910 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910.
  • the memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910.
  • the RF unit 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processors 810 and 910 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory 820, 920 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 830 and 930 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 820, 920 and executed by the processor 810, 910.
  • the memories 820 and 920 may be inside or outside the processors 810 and 910, and may be connected to the processors 810 and 910 by various well-known means.

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Abstract

다중 노드(multi-node) 시스템에서 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator) 보고 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 상기 단말이 신호를 수신하는 복수의 노드들 중에서 적어도 하나의 노드(node)로부터의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력을 기반으로 CQI를 측정하고, 측정한 CQI를 기지국에 보고한다. 전송률 증대 등 시스템 성능의 향상을 기대할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 보고 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 보고 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 현재 3세대 무선 통신 시스템에 이어 개발되고 있는 4세대 무선 통신은 하향링크 1Gbps(Gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(Megabits per second)의 고속의 데이터 서비스를 지원하는 것을 목표로 한다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌 간 간섭(ISI; inter-symbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
한편 M2M(machine-to-machine) 통신의 도입, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 인하여 셀룰러(celluar) 망에 대한 데이터 요구량이 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위하여 다양한 기술들이 개발되고 있다. 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집합(CA; carrier aggregation) 기술, 인지 무선(CR; cognitive radio) 기술 등이 연구 중에 있다. 또한, 한정된 주파수 대역 내에서 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 연구되고 있다. 즉, 결국 무선 통신 시스템은 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 진화하게 될 것이다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 각 노드가 서로 협력하는 무선 통신 시스템은 각 노드가 독립적인 기지국(BS; base station), ABS(advanced BS), Node-B(NB), eNode-B(eNB), AP(access point) 등으로 동작하는 무선 통신 시스템보다 훨씬 우수한 성능을 가진다.
한편, 다중 노드 시스템에서는 각 노드 간에 셀간 간섭(ICI; inter-cell interference) 문제가 발생할 수 있다. 셀간 간섭은 일반적으로 매크로 셀로부터 작은 서비스 커버리지를 가지는 펨토 셀(femto cell) 또는 피코 셀(pico cell)에 의하여 서비스 되는 펨토 단말(femto user equipment) 또는 피코 단말(pico user equipment)에 대하여 작용할 수 있다. 3GPP는 향상된 ICIC(eICIC, enhanced inter-cell interference coordination) 세션을 통하여 셀간 간섭 문제를 해결하고 있다.
단말은 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator)를 기지국으로 보고할 수 있다. 기지국은 단말로부터 피드백 받은 CQI를 스케줄링에 이용할 수 있다. 그러나 셀간 간섭 문제를 해결하기 위하여 다양한 기술이 적용된 상황에서, 기존의 방법에 의하여 CQI를 보고하게 되면 셀간 간섭 문제 해결에 의한 채널 환경 개선 이득이 시스템에 즉각적으로 반영될 수 없다.
다중 노드 시스템에서 셀간 간섭 문제의 해결을 지원하기 위한 효과적인 CQI 보고 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 채널 품질 지시자 보고 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 다양한 서비스 커버리지를 가지는 기지국들이 공존하는 네트워크 환경에서, 각 기지국 사이에 발생하는 셀간 간섭을 효율적으로 방지하기 위한 CQI 보고 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 셀간 간섭 감소 및 완화 방법의 적용에 따른 이득을 시스템 상에 즉시, 또는 최소의 지연(delay)만으로 반영할 수 있는 CQI 보고 방법을 제공한다.
일 양태에 있어서,다중 노드(multi-node) 시스템에서 단말에 의한 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator) 보고 방법이 제공된다. 상기 CQI 보고 방법은 상기 단말이 신호를 수신하는 복수의 노드들 중에서 적어도 하나의 노드(node)로부터의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력을 기반으로 CQI를 측정하고, 측정한 CQI를 기지국에 보고하는 것을 포함한다.
상기 CQI 보고 방법은 셀간 간섭(ICI; inter-cell interference) 감소 방법 적용 여부를 지시하는 CQI 지시자(indicator)를 기지국으로부터 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 CQI 지시자는 1비트일 수 있다.
상기 간섭이 감소된 적어도 하나의 노드는 상기 단말에 가장 강한 간섭을 일으키는 1개의 노드일 수 있다.
상기 1개의 노드의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력은
Figure PCTKR2011008824-appb-I000001
일 수 있다. 단,
Figure PCTKR2011008824-appb-I000002
는 상기 복수의 노드들로부터의 총 간섭 전력, Im은 상기 1개의 노드의 간섭을 나타낸다.
상기 간섭이 감소된 적어도 하나의 노드는 상기 단말에 가장 강한 간섭을 일으키는 2개의 노드일 수 있다.
상기 2개의 노드의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력은 일 수 있다. 단,
Figure PCTKR2011008824-appb-I000003
는 상기 복수의 노드들로부터의 총 간섭 전력, Im, In은 각각 상기 2개의 노드의 간섭을 나타낸다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국에 의한 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator) 재계산 수행 방법이 제공된다. 상기 CQI 재계산 수행 방법은 복수의 단말들로부터 CQI들을 각각 수신하고, 셀간 간섭(ICI; inter-cell interference) 감소 방법 적용 여부에 따라 상기 수신한 CQI들에 대하여 재계산을 수행하는 것을 포함한다.
상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 모두 동일한 오프셋을 적용하여 재계산을 수행할 수 있다.
상기 각 단말의 채널 환경에 따라 상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용하여 재계산을 수행할 수 있다.
상기 각 단말을 서빙하는 서빙 기지국(serving base station)에 따라 상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용하여 재계산을 수행할 수 있다.
전송률 증대 등 시스템 성능의 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 7은 제안된 CQI 보고 방법이 적용되는 통신 환경을 나타낸다.
도 8은 제안된 CQI 보고 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 제안된 CQI 재계산 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
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 통신 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. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division ,ultiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; resource block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; cyclic prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 60 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
참조 신호(RS; reference signal)는 일반적으로 시퀀스로 전송된다. 참조 신호 시퀀스는 특별한 제한 없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다. 참조 신호 시퀀스는 PSK(phase shift keying) 기반의 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스(PSK-based computer generated sequence)를 사용할 수 있다. PSK의 예로는 BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 ZC(Zadoff-Chu) 기반 시퀀스(ZC-based sequence), 순환 확장(cyclic extension)된 ZC 시퀀스(ZC sequence with cyclic extension), 절단(truncation) ZC 시퀀스(ZC sequence with truncation) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스를 사용할 수 있다. PN 시퀀스의 예로는 m-시퀀스, 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스, 골드(Gold) 시퀀스, 카사미(Kasami) 시퀀스 등이 있다. 또, 참조 신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용할 수 있다.
참조 신호는 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific RS), MBSFN(multimedia broadcast and multicast single frequency network) 참조 신호, 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS), 포지셔닝 참조 신호(PRS; positioning RS) 및 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(CSI RS)로 구분될 수 있다. CRS는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조 신호로 채널 추정에 사용된다. MBSFN 참조 신호는 MBSFN 전송을 위해 할당된 서브프레임에서 전송될 수 있다. 단말 특정 참조 신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 수신하는 참조 신호로, 전용 참조 신호(DRS; dedicated RS)로 불릴 수 있다. DRS는 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 데이터 복조에 주로 사용된다. PRS는 단말의 위치 추정에 사용될 수 있다. CSI-RS는 주파수 영역 또는 시간 영역에서 비교적 드물게(sparse) 배치되며, 일반 서브프레임 또는 MBSFN 서브프레임의 데이터 영역에서는 생략(punctured)될 수 있다. CSI의 추정을 통해 필요한 경우에 CQI, PMI 및 RI 등이 단말로부터 보고될 수 있다.
무선 통신 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도를 높이는 방향으로 기술이 진화하고 있다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 다중 노드 시스템(20)은 하나의 기지국(21)과 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들로 구성될 수 있다. 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 기지국(21)에 의해서 관리될 수 있다. 즉, 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 셀의 일부처럼 동작을 한다. 이때 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 별도의 노드 ID(identifier)를 할당 받을 수 있고 또는 별도의 노드 ID 없이 셀 내의 일부 안테나 집단처럼 동작할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 하나의 셀을 형성하는 분산 안테나 시스템(DAS; distributed antenna system)으로 볼 수 있다.
또는 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 개별적인 셀 ID를 가지고 단말의 스케줄링 및 핸드오버(HO; handover)를 수행할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 기지국(21)은 매크로 셀(macro cell)일 수 있으며, 각 노드는 매크로 셀의 셀 커버리지(cell coverage)보다 작은 셀 커버리지를 가지는 펨토 셀(femto cell) 또는 피코 셀(pico cell)일 수 있다. 이와 같이 복수의 셀이 커버리지에 따라 오버레이(overlay)되어 구성되는 경우, 복수 계층 네트워크(multi-tier network)라 할 수 있다.
도 6에서 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 기지국, Node-B, eNode-B, 피코 셀 eNb(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 원격 무선 장비(RRH; remote radio head), 중계국(RS; relay station 또는 repeater), 분산 안테나(distributed antenna) 중 어느 하나가 될 수 있다. 하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치될 수 있다. 또한, 노드는 포인트(point)로 불릴 수 있다.
3GPP LTE의 단말은 다음 3가지 방법으로 신호의 세기를 측정할 수 있다.
1) RSRP(reference signal received power): 전 대역에 걸쳐 전송되는 CRS를 운반하는 모든 RE의 평균 수신 전력을 나타낸다. 이때 CRS 대신 CSI RS를 운반하는 모든 RE의 평균 수신 전력을 측정할 수도 있다.
2) RSSI(received signal strength indicator): 전체 대역에서 측정된 수신 전력을 나타낸다. RSSI는 신호, 간섭(interference), 열 잡음(thermal noise)을 모두 포함한다.
3) RSRQ(reference symbol received quality): CQI를 나타내며, 측정 대역폭(bandwidth) 또는 서브밴드에 따른 RSRP/RSSI로 결정될 수 있다. 즉, RSRQ는 신호 대 잡음 간섭 비(SINR; signal-to-noise interference ratio)를 의미한다. RSRP는 충분한 이동성(mobility) 정보를 제공하지 못하므로, 핸드오버 또는 셀 재선택(cell reselection) 과정에서는 RSRP 대신 RSRQ가 대신 사용될 수 있다. RSRQ는 수학식 1에 의하여 결정될 수도 있다.
<수학식 1>
RSRQ(dB)=10×log10(No. of RBs in BW)+RSRP(in dB)-RSSI(in dB)
수학식 1을 참조하면, RSRQ는 해당 측정 대역폭 또는 CQI를 측정하는 RB 집합인 서브밴드 단위로 측정될 수 있다.
다중 노드 시스템에서 셀간 간섭 문제(ICI; inter-cell interference)가 발생할 수 있다. 셀간 간섭 문제를 해결하기 위하여 다양한 기술이 개발 중에 있다. 그러나 다양한 셀간 간섭 감소 방법을 적용한다 하더라도, 기지국과 연결된 단말은 셀간 간섭 감소 방법의 적용 여부에 관계 없이 기존의 방법에 의하여 CQI를 계산하고 이를 기지국에 보고한다. 즉, 다중 노드 시스템에서도 단말은 다중 노드 및 셀간 간섭 감소 방법에 대한 고려 없이 단일 CQI를 측정한다. 이에 따라 단말은 셀간 간섭 감소 방법의 적용으로 인한 다양한 간섭 환경의 변화를 감지할 수 없게 되며, 항상 평균적인 셀간 간섭을 기반으로 CQI를 측정하게 된다.
한편, 3GPP LTE의 기존의 CQI 계산 방법은 수학식 2로 표현할 수 있다.
<수학식 2>
Figure PCTKR2011008824-appb-I000004
수학식 2를 참조하면, CQI는 RSRQ의 함수이며, RSRQ=RSRP/RSSI로 계산될 수 있다. 수학식 2에서 S는 수신 신호 전력, I는 다른 셀의 간섭 전력, N0는 열 잡음을 의미한다. 결국 CQI는 SINR의 함수가 된다. 수학식 2를 참조하면 분모의 RSSI는 셀간 간섭 감소 방법이 적용된다 하더라도 변화하지 않는다. 즉, RSSI가 작아져 SINR이 개선된다 하더라도, 단말이 측정하는 RSRQ는 변화하지 않는다. 따라서 전송되는 패킷의 ACK/NACK이 모두 ACK만 검출된다 하더라도 변조 지수(modulation order)가 점진적으로 증가할 수밖에 없다. 즉, 효율적인 셀간 간섭 감소 방법이 적용된다 하더라도 기존의 CQI 측정/보고 방법에 의하여 셀간 간섭 감소에 따른 이득을 시스템에 제대로 반영할 수 없고, 시스템에 이득이 반영된다 하더라도 극단적으로 긴 지연(delay)이 발생할 수 있다.
이하, 제안되는 CQI 보고 방법을 설명하도록 한다. 이하의 명세서에서 노드는 DAS에서 일정 간격 이상으로 떨어진 안테나 그룹을 의미한다. 즉, 이하의 명세서에서 각 노드는 물리적으로 RRH를 의미한다고 가정한다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 노드는 물리적 간격에 상관 없이 임의의 안테나 그룹으로 정의될 수 있다. 예를 들어 복수의 교차 편광된 안테나(cross polarized antenna)들로 구성된 기지국을 수평 편광된 안테나(horizontal polarized antenna)들로 구성된 노드와 수직 편광된 안테나(vertical polarized antenna)들로 구성된 노드로 이루어져 있다고 보고 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 각 노드가 셀 커버리지가 매크로 셀에 비해서 작은 피코 셀 또는 펨토 셀인 경우, 즉 다중 셀 시스템에서도 적용될 수 있다.
도 7은 제안된 CQI 보고 방법이 적용되는 통신 환경을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 다중 노드 시스템(100)은 하나의 기지국 m(110)과 기지국 m(110)에 연결된 다중 노드인 서빙 노드(120) 및 노드 n(121)을 포함한다. 서빙 노드(120)는 단말(130)에 서비스를 제공하는 노드이다. 따라서 단말(130)에 대하여 기지국 m(110)과 노드 n(121)은 간섭으로 작용하게 된다.
도 8은 제안된 CQI 보고 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S200에서 기지국은 단말의 CQI 타입을 셀간 간섭 기법이 적용된 경우와 그렇지 않은 경우로 구분하여 정의하고, 결정된 CQI 타입을 단말로 전송한다. CQI 타입은 1비트 지시자(indicator)에 의하여 지시될 수 있다. 예를 들어 지시자의 값이 0인 경우 수학식 2에 의하여 계산되는 기존의 CQI(CQI 타입 1)가 지시되며, 지시자의 값이 1인 경우 는 셀간 간섭 감소 방법에 의하여 변화한 간섭 전력을 적용하여 계산되는 CQI(CQI 타입 2)가 지시될 수 있다. CQI 타입의 개수가 많아지는 경우 지시자의 크기는 증가할 수 있다.
단계 S210에서 단말은 수신한 CQI 타입에 따라 CQI를 계산한다. 단계 S220에서 단말은 계산한 CQI를 기지국에 보고한다. CQI 타입이 1인 경우 기존의 수학식 2에 의하여 CQI가 계산되어 보고될 수 있다. CQI 타입이 2인 경우 수학식 2에서 간섭 전력의 총합인
Figure PCTKR2011008824-appb-I000005
가 변경될 수 있다. 즉, 셀간 간섭 감소 방법이 적용됨에 따라 변경된 간섭 전력이 CQI 계산에 반영된다.
도 8에서 제안된 CQI 보고 방법을 도 7에 적용하면 다음과 같다. 단말(130)은 적용되는 셀간 간섭 감소 방법을 기반으로 하여 적어도 하나의 셀로부터의 간섭을 제거하고 CQI를 측정할 수 있다. 예를 들어 적용되는 셀간 간섭 감소 방법에 의하여 단말(130)에 가장 큰 간섭으로 작용하는 기지국 m(110)의 영향이 제거되었다면, 수학식 2에서 간섭 전력의 총합은
Figure PCTKR2011008824-appb-I000006
가 된다. 적용되는 셀간 간섭 감소 방법에 의하여 단말(130)에 가장 큰 간섭으로 작용하는 기지국 m(110)과 노드 n(121)로부터의 간섭이 각각 3dB(즉, 1/2)만큼 감소하였다면, 수학식 2에서 간섭 전력의 총합은
Figure PCTKR2011008824-appb-I000007
가 된다.
이와 같이 기지국은 정의된 2가지 CQI 타입을 상황에 따라 설정할 수 있고, 단말로부터 측정되는 CQI를 피드백 받아 즉각 전송되는 패킷 또는 데이터의 변조 지수를 변화시켜 전송 효율성을 높일 수 있다.
한편, 기지국이 CQI 타입을 단말로 시그널링 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이때 기지국은 기존의 방법에 의하여 계산된 CQI를 단말로부터 피드백 받아 재계산할 수 있다. 이에 따라 기지국은 셀간 간섭 감소 방법의 적용에 따른 변화를 즉각적으로 패킷의 변조 지수 설정에 반영할 수 있다.
도 9는 제안된 CQI 재계산 수행 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단말은 단계 S300에서 CQI를 계산하며, 단계 310에서 계산된 CQI를 기지국으로 전송한다. 단계 S310에서 기지국은 수신한 CQI에 대하여 재계산을 수행한다.
기지국이 수신한 CQI를 재계산할 때 여러 가지 방법이 적용될 수 있다.
1) 수신한 CQI에 일괄적인 오프셋(offset)을 적용할 수 있다. 즉, 셀간 간섭 감소 방법이 적용된 상황에서 피드백 받은 CQI에 일괄적인 오프셋을 적용한다. 예를 들어 셀 내의 UE1, UE2 및 UE3으로부터 수신한 CQI를 각각 CQI1, CQI2, CQI3라 하고 셀간 간섭 감소 방법이 적용되었다면, 기지국에 의하여 재계산된 최종 CQI는 CQI1=f(SINR1+α1), CQI2=f(SINR2+α2), CQI3=f(SINR3+α3)이다. 이때 α1=α2=α3이다.
2) 각 단말로부터 수신한 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용할 수 있다. 즉, 셀간 간섭 감소 방법이 적용된 상황에서 각 단말로부터 피드백 받은 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용한다. 예를 들어 셀 내의 UE1, UE2 및 UE3으로부터 수신한 CQI를 각각 CQI1, CQI2, CQI3라 하고 셀간 간섭 감소 방법이 적용되었다면, 기지국에 의하여 재계산된 최종 CQI는 CQI1=f(SINR1+α1), CQI2=f(SINR2+α2), CQI3=f(SINR3+α3)이며, α1≠α2≠α3이다. 이때 각 단말로부터 수신한 CQI에 적용하는 오프셋은 단말 간의 링크 품질(link quality)을 기반으로 결정될 수 있다. 링크 품질로 RSRP 또는 MCS(modulation and coding scheme) 레벨 등이 사용될 수 있다.
3) CQI를 전송하는 단말의 서빙 기지국의 타입에 따라 서로 다른 오프셋을 적용할 수 있다. 예를 들어 서빙 기지국이 피코 기지국(pico BS) 또는 매크로 기지국(macro BS)인 경우 각각 서로 다른 오프셋을 설정할 수 있다. 피코 기지국에 의하여 서비스 되는 피코 단말로부터 수신한 CQI를 CQIpico, 매크로 기지국에 의하여 서비스 되는 매크로 단말로부터 수신한 CQI를 CQImacro라 하고 셀간 간섭 감소 방법이 적용되었다면, 기지국에 의하여 재계산된 최종 CQI는 CQIpico=f(SINRpico+α1), CQImacro=f(SINRmacro+α2)이다. 이때 α1=α2 또는 α1≠α2이다.
또는, 단말이 CQI 타입을 결정하고 이를 기반으로 CQI를 계산하고 기지국에 보고할 수 있다. 기지국은 이를 위하여 셀간 간섭 감소 방법의 적용 여부를 단말에 시그널링 할 수 있다. 단말은 셀간 간섭 감소 방법의 적용 여부를 기반으로 하여 CQI를 계산하고 계산된 CQI를 기지국으로 보고한다. 이때 CQI의 타입을 지시하는 1비트의 CQI 지시자가 함께 전송될 수 있다. 예를 들어 CQI 지시자의 값이 0이면 기존의 방법에 의하여 CQI가 계산되며, CQI 지시자의 값이 1이면 적어도 하나의 노드로부터의 간섭을 제거하여 CQI가 계산될 수 있다. 이는 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
<수학식 3>
Figure PCTKR2011008824-appb-I000008
기지국은 단말로부터 수신된 CQI 지시자에 따라 CQI 타입을 확인하고, 수신된 CQI를 처리한다.
표 1은 CQI 지시자가 2비트인 경우, CQI 지시자의 값에 따른 CQI 타입의 일 예를 나타낸다.
<표 1>
Figure PCTKR2011008824-appb-I000009
도 10은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 다중 노드(multi-node) 시스템에서 단말에 의한 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator) 보고 방법에 있어서,
    상기 단말이 신호를 수신하는 복수의 노드들 중에서 적어도 하나의 노드(node)로부터의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력을 기반으로 CQI를 측정하고,
    측정한 CQI를 기지국에 보고하는 것을 포함하는 CQI 보고 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    셀간 간섭(ICI; inter-cell interference) 감소 방법 적용 여부를 지시하는 CQI 지시자(indicator)를 기지국으로부터 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 CQI 지시자는 1비트인 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭이 감소된 적어도 하나의 노드는 상기 단말에 가장 강한 간섭을 일으키는 1개의 노드인 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 1개의 노드의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력은
    Figure PCTKR2011008824-appb-I000010
    인 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법. 단,
    Figure PCTKR2011008824-appb-I000011
    는 상기 복수의 노드들로부터의 총 간섭 전력, Im은 상기 1개의 노드의 간섭을 나타낸다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭이 감소된 적어도 하나의 노드는 상기 단말에 가장 강한 간섭을 일으키는 2개의 노드인 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2개의 노드의 간섭이 감소된 최종 간섭 전력은
    Figure PCTKR2011008824-appb-I000012
    인 것을 특징으로 하는 CQI 보고 방법. 단,
    Figure PCTKR2011008824-appb-I000013
    는 상기 복수의 노드들로부터의 총 간섭 전력, Im, In은 각각 상기 2개의 노드의 간섭을 나타낸다.
  8. 무선 통신 시스템에서 기지국에 의한 채널 품질 지시자(CQI; channel quality indicator) 재계산 수행 방법에 있어서,
    복수의 단말들로부터 CQI들을 각각 수신하고,
    셀간 간섭(ICI; inter-cell interference) 감소 방법 적용 여부에 따라 상기 수신한 CQI들에 대하여 재계산을 수행하는 것을 포함하는 CQI 재계산 수행 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 모두 동일한 오프셋을 적용하여 재계산을 수행하는 것을 특징으로 하는 CQI 재계산 수행 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 단말의 채널 환경에 따라 상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용하여 재계산을 수행하는 것을 특징으로 하는 CQI 재계산 수행 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 단말을 서빙하는 서빙 기지국(serving base station)에 따라 상기 각 단말로부터 수신한 CQI에 서로 다른 오프셋을 적용하여 재계산을 수행하는 것을 특징으로 하는 CQI 재계산 수행 방법.
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