WO2014069929A1 - 간섭 제거 수신 방법 및 단말 - Google Patents

간섭 제거 수신 방법 및 단말 Download PDF

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WO2014069929A1
WO2014069929A1 PCT/KR2013/009823 KR2013009823W WO2014069929A1 WO 2014069929 A1 WO2014069929 A1 WO 2014069929A1 KR 2013009823 W KR2013009823 W KR 2013009823W WO 2014069929 A1 WO2014069929 A1 WO 2014069929A1
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WO
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interference
frequency domain
cell
signal
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PCT/KR2013/009823
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English (en)
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정만영
이상욱
황진엽
양윤오
임수환
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엘지전자 주식회사
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    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/03592—Adaptation methods
    • H04L2025/03598—Algorithms
    • H04L2025/03605—Block algorithms

Definitions

  • the present disclosure relates to an interference cancellation reception method and a terminal.
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink and single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) in uplink.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • OFDM converts serially input data into N parallel data and transmits the data on N orthogonal subcarriers. Subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension.
  • OFDMA refers to a multiple access method for realizing multiple access by independently providing each user with a part of subcarriers available in a system using OFDM as a modulation scheme.
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • the interference can be further increased by such a small cell, therefore, the interference cancellation function is urgently needed.
  • interference estimation support information may be received from a serving cell.
  • the interference estimation support information includes information for a time domain and information for a frequency domain, and the information for the time domain includes a section of a radio frame or subframe in a time domain in which coherence of an interference signal is maintained.
  • the information for the frequency domain may indicate a section in the frequency domain where coherence of the interference signal is maintained.
  • an interference signal flowing from a neighbor cell is estimated using information for a time domain and information for a frequency domain in the interference estimation support information, and the serving cell is removed by removing the estimated interference. The signal from can be detected.
  • the terminal includes a radio receiver and an interference estimator that controls the radio receiver and estimates an interference signal introduced from a neighbor cell using interference estimation support information received from a serving cell.
  • the interference estimation support information includes information for a time domain and information for a frequency domain, and the information for the time domain includes a section of a radio frame or subframe in a time domain in which coherence of an interference signal is maintained.
  • the information for the frequency domain may indicate a section in the frequency domain in which coherence of the interference signal is maintained.
  • the terminal may include an interference cancellation unit for detecting a signal from the serving cell by removing the estimated interference signal.
  • the interference estimation support information may be generated by information obtained by the serving cell from the neighbor cell.
  • the information for the time domain may be represented by an integer multiple of 10 ms, which is the length of the radio frame.
  • the interval in the frequency domain indicated by the information for the frequency domain may be represented by the number of resource blocks (RBs).
  • RBs resource blocks
  • the number of RBs indicated by the information for the frequency domain may be any one of 1,2,4,8.
  • the information for the frequency domain may be represented by 2 bits. 1 when the value of the 2 bits is '00', 2 when the value of the 2 bits is '01', 4 when the value of the 2 bits is '10', and 2 If the bit value is '11', 8 can be indicated.
  • the interference estimation support information may be received through a broadcast channel or received through an RRC signal.
  • the reception performance can be further improved through the interference cancellation function.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 is an antenna configuration diagram of a multi-antenna system.
  • 3 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • FIG. 7 is a comparative example of a conventional single carrier system and a carrier aggregation system.
  • FIG. 8 illustrates a heterogeneous network including a macro cell and a small cell.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a structure of a UE according to one disclosure of the present specification.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating the operation of the interference canceling unit illustrated in FIG. 9 in a block form.
  • 11A and 11B are flowcharts illustrating a method according to the first embodiment presented herein.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the UE includes a terminal, a mobile equipment (ME), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device (wireless). It may be called a Device, a Handheld Device, or an Access Terminal (AT).
  • the terminal may be a portable device having a communication function such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a wireless modem, a laptop, or the like, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device. .
  • base station refers to a fixed station (fixed station) to communicate with the wireless device, in other terms such as eNB (evolved-NodeB), BTS (Base Transceiver System), Access Point (Access Point) Can be called.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • Access Point Access Point
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • 1 is a wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE 10 may be fixed or mobile, and may include a terminal, a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device (UE). It may be called other terms such as a wireless device, a personal digital assistant, a wireless modem, a handheld device, and the like.
  • the base station 20 generally refers to a fixed station for communicating with the terminal 10 and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNodeB), a base transceiver system (BTS), and an access point. have.
  • eNodeB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE 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 20 to the UE 10
  • uplink means communication from the UE 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the UE 10.
  • the transmitter may be part of the UE 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • the wireless communication system includes 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.
  • the transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
  • FIG. 2 is an antenna configuration diagram of a multi-antenna system.
  • the theoretical channel transmission capacity is proportional to the number of antennas, unlike when only a plurality of antennas are used in a transmitter or a receiver As a result, the transmission rate (or transmission rate) can be improved, and the frequency efficiency can be significantly improved.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may theoretically increase as the maximum rate R1 is multiplied by the following rate increase rate Ri when one antenna is used. That is, for example, in a MIMO communication system using four transmit antennas and four receive antennas, a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained.
  • the research trends related to multi-antennas to date include information theory aspects related to calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, and transmission reliability and transmission rate Active research is being conducted from various viewpoints, such as the study of space-time signal processing technology.
  • a reception signal input to each reception antenna may be expressed as follows.
  • the channel between each transmit / receive antenna can be distinguished according to the transmit / receive antenna index, and the channel passing from the transmit antenna j to the receive antenna i is represented by h ij .
  • the transmission signal x may be expressed as Equation 3.
  • W ij of the precoding matrix W denotes a weight between the i th transmission antenna and the j th information, wherein the transmission power of each transmitted signal is P 1 , P 2 , ... P NT , Transmission information whose transmission power is adjusted may be represented by a diagonal matrix P as follows.
  • a wireless communication system can be largely divided into a frequency division duplex (FDD) method and a time division duplex (TDD) method.
  • 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.
  • 3 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots. Slots in a radio frame are numbered from 0 to 19 slots.
  • 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.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • an uplink slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and includes N UL resource blocks (RBs) in a frequency domain. do.
  • the OFDM symbol is for representing one symbol period, and may be referred to as an SC-FDMA symbol, an OFDMA symbol, or a symbol period according to a system.
  • the RB includes a plurality of subcarriers in the frequency domain in resource allocation units.
  • the number N UL of resource blocks included in an uplink slot depends on an uplink transmission bandwidth set in a cell. 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 subcarriers and the OFDM symbols in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols or the number of subcarriers included in the resource block may be variously changed. The number of OFDM symbols may change depending on the length of a cyclic prefix (CP). 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.
  • CP cyclic prefix
  • a resource grid for one uplink slot may be applied to a resource grid for a downlink slot.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 10
  • the radio frame includes 10 subframes indexed from 0 to 9.
  • One subframe includes two consecutive slots.
  • the radio frame includes 20 slots.
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain.
  • OFDM symbol is only for representing one symbol period in the time domain, since 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink (DL), multiple access scheme or name There is no limit on.
  • OFDM symbol may be called another name such as a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • One slot includes 7 OFDM symbols as an example, but the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the length of a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 12 resource elements (REs). can do.
  • the DL (downlink) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) and another control channel are allocated to the control region, and a PDSCH is allocated to the data region.
  • PDCH physical downlink control channel
  • a physical channel in 3GPP LTE is a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical downlink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical channel (PCFICH). It may be divided into a Control Format Indicator Channel (PHICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical downlink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical channel
  • It may be divided into a Control Format Indicator Channel (PHICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PHICH Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • blind decoding is used to detect the PDCCH.
  • Blind decoding is a method of demasking a desired identifier in a cyclic redundancy check (CRC) of a received PDCCH (referred to as a candidate PDCCH) and checking a CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the wireless device, attaches the CRC to the DCI, and masks a unique identifier (referred to as Radio Network Temporary Identifier (RNTI)) to the CRC according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the uplink channel includes a PUSCH, a PUCCH, a sounding reference signal (SRS), and a physical random access channel (PRACH).
  • PUSCH PUSCH
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • SRS sounding reference signal
  • PRACH physical random access channel
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information is allocated to the control region.
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) for transmitting data (in some cases, control information may also be transmitted).
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • 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 a first slot and a second slot.
  • the frequency occupied by RBs belonging to the RB 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.
  • FIG. 7 is a comparative example of a conventional single carrier system and a carrier aggregation system.
  • a general FDD wireless communication system supports only one carrier for uplink and downlink to a user equipment.
  • the bandwidth of the carrier may vary, but one carrier is assigned to the terminal.
  • a general FDD wireless communication system performs data transmission and reception through one downlink band and one uplink band corresponding thereto.
  • the base station and the terminal transmit and receive data and / or control information scheduled in subframe units. Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • the uplink / downlink subframe carries signals through various physical channels.
  • 5 illustrates the FDD scheme for the sake of convenience, the above description may be applied to the TDD scheme by dividing the radio frame into uplink / downlink in the time domain.
  • Such a single carrier system may correspond to an example of communication in an LTE system.
  • the 3GPP LTE system supports up to 20MHz, although the uplink bandwidth and the downlink bandwidth may be different.
  • CA Carrier aggregation
  • a carrier aggregation (CA) system refers to a system in which one or more carriers having a bandwidth smaller than a target broadband is configured to configure the broadband when the wireless communication system attempts to support the broadband.
  • CA carrier aggregation
  • LTE-A LTE-Advanced
  • CA carrier aggregation
  • the carrier aggregation (CA) system may be referred to by other names such as a multiple carrier system, a bandwidth aggregation system, and the like.
  • a terminal may simultaneously transmit or receive one or a plurality of carriers according to capacity. That is, in a carrier aggregation (CA) system, a plurality of component carriers (CCs) may be allocated to a terminal.
  • the component carrier used in the present specification means a carrier used in a carrier aggregation system and may be abbreviated as a carrier.
  • a component carrier may refer to a frequency block or a center carrier of a frequency block for carrier aggregation according to a context, and these may be mixed with each other.
  • FIG. 7B may correspond to an example of communication in the LTE-A system.
  • the UE may support a bandwidth of 60 MHz. Or, for example, if five CCs are allocated as granularity in a carrier unit having a 20 MHz bandwidth, a bandwidth of up to 100 MHz may be supported.
  • FIG. 5B illustrates a case where the bandwidth of the uplink component carrier and the bandwidth of the downlink component carrier are the same for convenience. However, the bandwidth of each component carrier can be determined independently.
  • the target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • 3GPP LTE systems can support bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz.
  • the bandwidth of the uplink component carrier may be configured as 5 MHz (UL CC0) + 20 MHz (UL CC1) + 20 MHz (UL CC2) + 20 MHz (UL CC3) + 5 MHz (UL CC4).
  • the bandwidth may be configured by defining a new bandwidth without using the bandwidth of the existing system as it is.
  • FIG. 7B illustrates a case where the number of uplink component carriers and the number of downlink component carriers are symmetrical for convenience. As described above, the case where the number of downlink component carriers and the number of downlink component carriers are the same is called symmetric aggregation, and the case where the number is different is called asymmetric aggregation.
  • Asymmetric carrier aggregation may occur due to the limitation of available frequency bands or may be artificially established by network configuration. For example, even if the entire system band is composed of N CCs, a frequency band that a specific UE can receive may be limited to M ( ⁇ N) CCs.
  • Various parameters for carrier aggregation may be set in a cell-specific, UE group-specific, or UE-specific manner.
  • a carrier aggregation (CA) system may be classified into a continuous carrier aggregation system in which each carrier is continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which each carrier is separated from each other.
  • a guard band may exist between each carrier.
  • a multi-carrier system or a carrier aggregation system it should be understood to include both the case where the component carrier is continuous and the case where it is discontinuous.
  • a cell may mean a pair of downlink frequency resources and uplink frequency resources.
  • the cell may mean a combination of a downlink frequency resource and an optional uplink frequency resource.
  • one DL CC or a pair of UL CCs and DL CCs may correspond to one cell.
  • one cell basically includes one DL CC and optionally includes a UL CC.
  • a terminal communicating with a base station through a plurality of DL CCs receives a service from a plurality of serving cells.
  • the downlink is composed of a plurality of DL CCs, but only one CC may be used for the uplink.
  • the terminal may be said to be provided with a service from a plurality of serving cells for the downlink, and the terminal may be said to be provided with a service from only one serving cell for the uplink.
  • the terminal in order to transmit and receive packet data through a cell, the terminal must first complete configuration for a specific cell.
  • the configuration refers to a state in which reception of system information necessary for data transmission and reception for a corresponding cell is completed.
  • the configuration may include a general process of receiving common physical layer parameters required for data transmission and reception, media access control (MAC) layer parameters, or parameters required for a specific operation in the RRC layer.
  • MAC media access control
  • the cell in the configuration complete state may exist in an activation or deactivation state.
  • activation means that data is transmitted or received or is in a ready state.
  • the UE may monitor or receive a control channel (PDCCH) and a data channel (PDSCH) of an activated cell in order to identify resources (which may be frequency, time, etc.) allocated thereto.
  • PDCCH control channel
  • PDSCH data channel
  • the terminal may receive system information (SI) required for packet reception from the deactivated cell.
  • SI system information
  • the terminal does not monitor or receive the control channel (PDCCH) and data channel (PDSCH) of the deactivated cell in order to check the resources (may be frequency, time, etc.) allocated to them.
  • the activation / deactivation of the component carrier can be identified with the concept of the activation / deactivation of the serving cell. For example, assuming that serving cell 1 is configured of DL CC1, activation of serving cell 1 means activation of DL CC1. If the serving cell 2 assumes that DL CC2 and UL CC2 are configured to be configured, activation of serving cell 2 means activation of DL CC2 and UL CC2. In this sense, each component carrier may correspond to a serving cell.
  • the concept of the serving cell which is generally understood in the prior art can be changed, it can be divided into primary cell (secondary cell) and secondary cell (secondary cell) again.
  • the primary cell refers to a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which the terminal performs an initial connection establishment procedure or connection reestablishment with the base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • a primary component carrier refers to a component carrier (CC) corresponding to a primary cell.
  • the PCC is a CC in which the terminal initially makes a connection (connection or RRC connection) with the base station among several CCs.
  • the PCC is a special CC that manages a connection (Connection or RRC Connection) for signaling regarding a plurality of CCs and manages UE context, which is connection information related to a terminal.
  • the PCC is connected to the terminal and always exists in the active state in the RRC connected mode.
  • the downlink component carrier corresponding to the primary cell is called a downlink primary component carrier (DL PCC), and the uplink component carrier corresponding to the primary cell is called an uplink major component carrier (UL PCC).
  • DL PCC downlink primary component carrier
  • U PCC uplink major component carrier
  • Secondary component carrier refers to a CC corresponding to the secondary cell. That is, the SCC is a CC allocated to the terminal other than the PCC, and the SCC is an extended carrier for the additional resource allocation other than the PCC and may be divided into an activated or deactivated state.
  • the downlink component carrier corresponding to the secondary cell is referred to as a DL secondary CC (DL SCC), and the uplink component carrier corresponding to the secondary cell is referred to as an uplink secondary component carrier (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC uplink secondary component carrier
  • the primary cell and the secondary cell have the following characteristics.
  • the primary cell is used for transmission of the PUCCH.
  • the primary cell is always activated, while the secondary cell is a carrier that is activated / deactivated according to specific conditions.
  • RLF Radio Link Failure
  • the primary cell may be changed by a security key change or a handover procedure accompanying a RACH (Random Access CHannel) procedure.
  • NAS non-access stratum
  • the primary cell is always configured with a pair of DL PCC and UL PCC.
  • a different CC may be configured as a primary cell for each UE.
  • the primary cell can be replaced only through a handover, cell selection / cell reselection process.
  • RRC signaling may be used to transmit system information of a dedicated secondary cell.
  • a plurality of component carriers (CCs), that is, a plurality of serving cells may be supported.
  • Such a carrier aggregation system may support cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is a resource allocation of a PDSCH transmitted on another component carrier through a PDCCH transmitted on a specific component carrier and / or other components other than the component carrier basically linked with the specific component carrier.
  • a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier That is, the PDCCH and the PDSCH may be transmitted through different downlink CCs, and the PUSCH may be transmitted through another uplink CC other than the uplink CC linked with the downlink CC through which the PDCCH including the UL grant is transmitted. .
  • a carrier indicator indicating a DL CC / UL CC through which a PDSCH / PUSCH for which PDCCH provides control information is transmitted is required.
  • a field including such a carrier indicator is hereinafter called a carrier indication field (CIF).
  • a carrier aggregation system supporting cross carrier scheduling may include a carrier indication field (CIF) in a conventional downlink control information (DCI) format.
  • CIF carrier indication field
  • DCI downlink control information
  • 3 bits may be extended, and the PDCCH structure may include an existing coding method, Resource allocation methods (ie, CCE-based resource mapping) can be reused.
  • FIG. 8 illustrates a heterogeneous network including a macro cell and a small cell.
  • next generation communication standards including 3GPP LTE-A, heterogeneous networks in which small cells with low power transmission power, such as picocells, femtocells or microcells, overlap in existing macro cell coverage are discussed.
  • a macro cell may overlap one or more micro cells.
  • the service of the macro cell is provided by the macro base station (Macro eNodeB, MeNB).
  • the macro cell and the macro base station may be used interchangeably.
  • the terminal connected to the macro cell may be referred to as a macro UE.
  • the macro terminal receives a downlink signal from the macro base station and transmits an uplink signal to the macro base station.
  • the small cell is also referred to as femto cell, pico cell or micro cell.
  • the service of the small cell is provided by a pico base station (Pico eNodeB), a home base station (Home eNodeB, HeNB), a relay node (Relay Node, RN) and the like.
  • a pico base station (Pico eNodeB), a home base station (Home eNodeB, HeNB), and a relay node (Relay Node, RN) are collectively referred to as a home base station (HeNB).
  • the micro cell and the home base station may be used interchangeably.
  • inter-cell interference becomes a problem because macro cells and small cells overlap. As shown, when the terminal is at the boundary between the macro cell and the small cell, the downlink signal from the macro cell may act as interference. Similarly, downlink signals of small cells can also act as interference.
  • the connection with the small cell 200-1 may be lost due to the interference from the macro cell 200. This means that the coverage of the small cell 200-1 is smaller than expected.
  • the connection with the macro cell 200 may be lost due to interference from the small cell 200-1. This means that a shadow area occurs in the macro cell 200.
  • 3GPP attempts to solve such inter-cell interference problem by time division.
  • eICIC enhanced inter-cell interference coordination
  • the time division scheme introduced in LTE Release-10 is called enhanced inter-cell interference coordination (ICIC), which means that it has evolved compared to the existing frequency division scheme. It is called a primary cell, and the interfering cell is defined as a victim cell or a secondary cell, and in a specific subframe, an attacker cell or a primary cell performs data transmission. By stopping, the terminal can maintain the connection with the victim cell (Victim cell) or the secondary cell in the subframe. In other words, when heterogeneous cells coexist with one another, one cell stops transmitting signals to a terminal which receives a very high interference in a certain area so that the interference signal is hardly transmitted.
  • IIC enhanced inter-cell interference coordination
  • the essential control information is, for example, a cell-specific reference signal (CRS).
  • CRS cell-specific reference signal
  • the CRS signal is present in the 0, 4, 7, 11th OFDM symbols in each subframe on the time axis. Therefore, only the CRS signal is transmitted on the 0, 4, 7, 11th OFDM symbols in the ABS frame.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a structure of a UE according to one disclosure of the present specification.
  • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is used for downlink, whereas Single-Carrier (SC) -FDMA similar to OFDM (OF) is used for uplink.
  • SC Single-Carrier
  • SC-FDMA may also be referred to as DFT-s OFDM.
  • the SC-FDMA transmission scheme it is possible to avoid the non-linear distortion interval of the power amplifier (power amplifier), and thus the transmission power efficiency can be increased in the terminal with limited power consumption. Accordingly, user throughput may be high.
  • SC-FDMA is also very similar to OFDM in that signals are divided into subcarriers using Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse-FFT (IFFT).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • IFFT Inverse-FFT
  • a problem in the conventional OFDM transmitter is that signals carried on each subcarrier on the frequency axis are converted into signals on the time axis by the IFFT. That is, since the IFFT is performed in the same parallel operation, an increase in Peak to Average Power Ratio (PAPR) occurs.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • SC-FDMA is performed by IFFT after DFT spreading unlike OFDM. That is, a transmission scheme in which IFFT is performed after DFT spreading is called SC-FDMA. Therefore, SC-FDMA is also called DFT spread OFDM (DFT-s-OFDM) in the same sense.
  • DFT-s-OFDM DFT spread OFDM
  • SC-FDMA are similar to that of OFDM, which provides robustness for multipath channels, and at the same time fundamentally solves the disadvantage of increasing PAPR through conventional IFFT operation, enabling efficient power amplifiers. It was made.
  • the UE 100 includes an RF unit 110.
  • the RF unit 110 includes a transmitter 111 and a receiver 112.
  • the transmitter 111 includes a Discrete Fourier Transform (DFT) unit 1111, a subcarrier mapper 1112, an IFFT unit 1113, a CP inserter 11144, and a wireless transmitter 1115.
  • the transmitting end 111 of the RF unit 110 may be, for example, a scramble unit (scramble unit), a modulation mapper (modulation mapper), a layer mapper (not shown) and a layer permutator (not shown); It may further include a layer permutator, which may be disposed before the DFT unit 1111.
  • the transmitter of the RF unit 110 first passes the information through the DFT 1111 before mapping the signal to the subcarrier. After subcarrier mapping of the signal spread (or precoded in the same sense) by the DFT unit 1111 through the subcarrier mapper 1112, the time axis is again passed through an inverse fast fourier transform (IFFT) unit 1113. Make it a signal of the award.
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • the peak-to-average power ratio (PAPR) of the time domain signal after the IFFT unit 1113 is decreased.
  • PAPR peak-to-average power ratio
  • SC-FDMA PAPR or CM (cubic metric) may be lowered.
  • the DFT unit 1111 outputs complex-valued symbols by performing a DFT on the input symbols. For example, when N tx symbols are input (where N tx is a natural number), the DFT size is N tx .
  • the DFT unit 1111 may be called a transform precoder.
  • the subcarrier mapper 1112 maps the complex symbols to each subcarrier in the frequency domain. The complex symbols may be mapped to resource elements corresponding to resource blocks allocated for data transmission.
  • the subcarrier mapper 1112 may be called a resource element mapper.
  • the IFFT unit 53 performs an IFFT on the input symbol and outputs a baseband signal for data which is a time domain signal.
  • the CP inserter 1114 copies a part of the rear part of the base band signal for data and inserts it in the front part of the base band signal for data.
  • ISI Inter-symbol interference
  • ICI inter-carrier interference
  • the 3GPP camp has been actively standardizing LTE-Advanced, which is an improvement of LTE, and has adopted a clustered DFT-s-OFDM scheme that allows non-contiguous resource allocation. have.
  • the clustered DFT-s OFDM transmission scheme is a variation of the conventional SC-FDMA transmission scheme.
  • the clustered DFT-s OFDM transmission scheme divides the data symbols passed through the precoder into a plurality of sub-blocks and maps the data symbols separated from each other in the frequency domain.
  • An important feature of the clustered DFT-s-OFDM scheme is that it enables frequency selective resource allocation, which can flexibly cope with a frequency selective fading environment.
  • the LTE system maintains a single carrier characteristic in the uplink, whereas the LTE-A system allows a case in which DFT_precoding data is discontinuously allocated on the frequency axis or simultaneously transmitted by the PUSCH and the PUCCH.
  • the receiving end 112 of the RF unit 110 includes a wireless receiving unit 1121, CP removal unit 1122, FFT unit 1123, equalizer 1124 and interference cancellation unit 1125 and the like.
  • the wireless receiving unit 1121, the CP removing unit 1122, and the FFT unit 1123 of the receiving end perform reverse functions of the wireless transmitting unit 1115, the CP insertion unit 1114, and the IFF unit 1113 at the transmitting end 111. Perform.
  • the interference canceller 1125 removes or mitigates the interference included in the received signal.
  • the interference cancellation unit 1125 is added to cope with the recent surge in wireless data demand and to remove interference as shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating the operation of the interference canceling unit illustrated in FIG. 9 in a block form.
  • the receiver 112 to which the interference canceller 1125 is added may be conceptually implemented by subtracting an interference signal from a received signal.
  • IC Interference Cancellation
  • IRC Interference Rejection Combiner
  • the complexity of the receiver to which the interference canceling unit 1125 is added depends on the maximum number of cells to be interference canceled and the type of signal to be removed.
  • FIG. 10 an operation of performing interference cancellation on up to two interference sources is shown as a block.
  • the signal to be subjected to interference cancellation may be a Cell-specific Reference Signal (CRS), a Physical Broadcasting Channel (PBCH), a Sync Channel (SCH), a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), or the like.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • PBCH Physical Broadcasting Channel
  • SCH Sync Channel
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • the receiver the so-called IC receiver, or the IRC receiver, to which the interference canceling unit 1125 is added, may cope with the recently exploding wireless data demand.
  • the reception signal (Y) is generally expressed as follows for the transmission signal (X) and the channel (H).
  • the equalizer 1124 illustrated in FIG. 9 performs equalization by multiplying an equalizer coefficient W with respect to the received signal Y and may be expressed as follows.
  • the equalization coefficient (W) is typically obtained by a minimum mean squared error (MMSE) criterion, and can be obtained from the estimated channel H as follows.
  • MMSE minimum mean squared error
  • R N + 1 means a covariance matrix of the received interference.
  • SFBC Space Frequency Block Code
  • CDD Large Delay Cyclic Delay Diversity
  • Closed Loop MIMO different precodings may be applied on a physical downlink shared channel (PDSCH) allocated to one UE in units of at least 6 physical resource blocks (PRBs) on a frequency basis.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PRBs physical resource blocks
  • the statistical characteristics of the interference signal transmitted from the neighboring base station may be changed in each worst case in each PRB and in every subframe of 1 ms in time.
  • the interference estimation should be made in every subframe in time in every RB in frequency.
  • the covariance matrix of the received interference changes according to the variation of the statistical characteristics of the transmission signal including the transmission mode and the precoding. Therefore, when using the IRC reception algorithm, there is a problem in that interference estimation can only be performed on signals in one PRB in frequency and in one subframe in time.
  • the eNodeB proposes to send additional signaling to the UE so that the UE can know the statistical characteristics of the interference signal introduced into the cell.
  • 11A and 11B are flowcharts illustrating a method according to the first embodiment presented herein.
  • a serving cell is a small cell 200-1 and a neighbor cell is a macro cell 200.
  • a serving cell is a macro cell 200, and a neighbor cell is a cell. The situation which is a small cell 200-1 is shown.
  • the serving cell exchanges information with a neighboring cell through an X2 interface to check a resource allocation state of the neighboring cell, thereby identifying characteristics of an interference signal introduced into the cell.
  • the interference cancellation assistance information is transmitted to the UE 100.
  • the statistical characteristic herein refers to a coherence section in the frequency unit and time unit of the interference signal.
  • the interference estimation / removal assistance information may be broadcast to all UEs in a cell on a broadcast channel, such as a PBCH.
  • the interference estimation / removal support information may be delivered to a specific UE through an RRC signal.
  • the specific UE may be in an RRC connected state.
  • the specific UE may be a UE capable of IC / IRC.
  • the serving cell transmits a UE capability inquiry message to the UE 100 and receives UE capability information in response thereto.
  • the UE performance information includes IC / IRC capability.
  • the interference estimation / removal support information transmitted by the serving cell to the UE 100 includes information for a frequency domain and information for a time domain.
  • Information for the frequency domain may be referred to as NoiseCoherenceF for example.
  • Information for the time domain may be referred to as NoiseCoherenceT, for example.
  • the information for the frequency domain may include information on the number of PRBs to be averaged in the frequency domain.
  • the information for the time domain may include information about the number of radio frames / subframes belonging to the moving window section in the time domain or alpha coefficient information of an alpha tracker used as an IIR filter.
  • NoiseCoherenceF may be represented by 2 bits as shown in Table 1 below.
  • the two bits may indicate values of 1,2,4,8. For example, when the value of 2 bits is 00, 1 may be indicated, 01 may indicate 2, 10 may indicate 4, and 11 may indicate 8.
  • NoiseCoherenceT may be expressed as an integer multiple of 10 ms corresponding to the length of one radio frame, as shown in Table 1 below.
  • the interference estimation is not performed in one PRB unit and one subframe unit as in the past, but within the interference estimation / removal support information.
  • interference may be estimated using both samples belonging to a shorter section in frequency / time. Therefore, reliability can be improved.
  • the equalizer 1124 of the receiver 112 of the UE 100 estimates the interference using all the samples belonging to the shorter interval in frequency / time, and thereby the receiver of the UE 100.
  • the interference canceller 1125 of 112 may increase the reliability of the interference canceller.
  • This improved reliability may improve the performance of the UE 100 to demodulate the signal.
  • the value of the channel quality indicator (CQI) increases toward the good side, so that the UE 100 reports a higher modulation and coding scheme (MCS) when reporting channel state information (CSI).
  • MCS modulation and coding scheme
  • CSI channel state information
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the serving cell not only obtains resource allocation information from the neighbor cell, but also actively requests the neighbor cell to restrict resource allocation.
  • the serving cell may actively transmit a request to the neighbor cell to limit the minimum resource allocation interval in frequency and time.
  • the neighbor cell collects more data through buffering at a time when a smaller amount of data transmission is required than the minimum resource allocation interval, or transmits a plurality of terminals requesting a small amount of data transmission to adjacent frequencies.
  • embodiments described so far may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. Specifically, this will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 200 includes a processor 201, a memory 202, and an RF unit 203.
  • the memory 202 is connected to the processor 201 and stores various information for driving the processor 201.
  • the RF unit 203 is connected to the processor 201 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 201 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 51.
  • the wireless device 100 includes an RF unit 110, a processor 120, a memory 130 and.
  • the memory 130 is connected to the processor 121 and stores various information for driving the processor 121.
  • the RF unit 110 is connected to the processor 120 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 120 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the wireless device may be implemented by the processor 120.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit 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 memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 간섭 제거 수신 방법을 제공한다. 상기 간섭 제거 수신 방법에 따르면, 서빙셀로부터 간섭 추정 지원 정보가 수신될 수 있다. 상기 간섭 추정 지원 정보는 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 포함하고, 상기 시간 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 시간 영역에서의 무선 프레임 또는 서브프레임의 구간을 지시하고, 상기 주파수 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 주파수 영역에서의 구간을 지시할 수 있다. 상기 간섭 제거 수신 방법에 따르면, 상기 간섭 추정 지원 정보 내의 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 이용하여, 이웃셀로부터 유입되는 간섭 신호가 추정되고, 상기 추정된 간섭이 제거됨으로써 상기 서빙셀로부터의 신호가 검출될 수 있다.

Description

간섭 제거 수신 방법 및 단말
본 명세서의 개시는 간섭 제거 수신 방법 및 단말에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. OFDMA 이해하기 위해서는 OFDM을 알아야 한다. OFDM은 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(inter-symbol interfe nce) 효과를 감쇄시킬 수 있어, 사용되고 있다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하여, N개의 직교 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지한다. 한편, OFDMA은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다.
최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)의 개발이 완료되고 있다.
또한, 최근에는 매크로셀과 소규모셀이 공존하는 이종 네트워크에 대한 논의가 진행중이다. 특히 매크로셀에 접속된 단말을 소규모셀로 분산시킴으로써, 트래픽을 우회시키기 위한 논의가 진행중이다.
한편, 이와 같은 소규모셀에 의해 간섭은 더욱더 증가될 수 있으며, 그에 따라 간섭 제거 기능이 절실히 필요한 실정이다.
따라서, 본 명세서의 개시는 간섭을 효율적으로 제거할 수 있는 방법 및 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 간섭 제거 수신 방법을 제공한다. 상기 간섭 제거 수신 방법에 따르면, 서빙셀로부터 간섭 추정 지원 정보가 수신될 수 있다. 상기 간섭 추정 지원 정보는 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 포함하고, 상기 시간 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 시간 영역에서의 무선 프레임 또는 서브프레임의 구간을 지시하고, 상기 주파수 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 주파수 영역에서의 구간을 지시할 수 있다. 상기 간섭 제거 수신 방법에 따르면, 상기 간섭 추정 지원 정보 내의 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 이용하여, 이웃셀로부터 유입되는 간섭 신호가 추정되고, 상기 추정된 간섭이 제거됨으로써 상기 서빙셀로부터의 신호가 검출될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 다른 일 개시는 무선 통신 시스템의 단말을 제공한다. 상기 단말은 무선 수신부와, 상기 무선 수신부를 제어하여, 서빙셀로부터 수신된 간섭 추정 지원 정보를 이용하여 이웃셀로부터 유입되는 간섭 신호를 추정하는 간섭 추정부를 포함한다. 상기 간섭 추정 지원 정보는 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 포함하고, 상기 시간 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 시간 영역에서의 무선 프레임 또는 서브프레임의 구간을 지시하고, 상기 주파수 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 주파수 영역에서의 구간을 지시할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상기 추정된 간섭 신호를 제거함으로써 상기 서빙셀로부터의 신호를 검출하는 간섭 제거부를 포함할 수 있다.
상기 간섭 추정 지원 정보는 상기 서빙셀이 상기 이웃셀로부터 획득한 정보에 의해서 생성될 수 있다.
상기 시간 영역을 위한 정보는 상기 무선 프레임의 길이인 10ms의 정수배로 표현될 수 있다.
상기 주파수 영역을 위한 정보가 지시하는 주파수 영역에서의 구간은 리소스 블록(RB)의 개수로 표현될 수 있다.
상기 주파수 영역을 위한 정보에 의해 지시되는 상기 RB의 개수는 1,2,4,8 중 어느 하나일 수 있다.
상기 주파수 영역을 위한 정보는 2비트로 표현될 수 있다. 상기 2비트 의 값이‘00’인 경우 1을 지시하고, 상기 2비트 의 값이 ‘01’인 경우 2를 지시하고, 상기 2비트 의 값이 ‘10’인 경우 4를 지시하고, 상기 2비트 의 값이 ‘11’인 경우 8을 지시할 수 있다.
상기 간섭 추정 지원 정보는 브로드캐스트 채널을 통해서 수신되거나, RRC 시그널을 통해 수신될 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 간섭 제거 기능을 통하여 보다 수신 성능을 높일 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 다중안테나 시스템의 안테나 구성도이다.
도 3은 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 8은 매크로 셀과 소규모 셀을 포함하는 이종 네트워크를 도시한 도면이다.
도 9는 본 명세서의 일 개시에 따른 UE의 구조를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 9에 도시된 간섭 제거부의 동작을 블록화하여 나타낸 블록도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 명세서에서 제시되는 제1 실시예에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 명세서에서 제시되는 제2 실시예에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 도면에서는 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 상기 UE는 단말(Terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 무선 모뎀(Wireless Modem), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
그리고 이하에서 사용되는 기지국이라는 용어는 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(20; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. UE(10; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 단말(terminal), 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(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE가 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.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE (10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE (10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
한편, 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 다중안테나 시스템의 안테나 구성도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(또는 전송율)을 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
채널 전송 용량의 증가에 따른 전송율은 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(RO)에 다음과 같은 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 이론적으로 증가할 수 있다. 즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2013009823-appb-M000001
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, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
일반적인 MIMO 채널(channel) 환경을 갖는 단말 구조에서 각 수신 안테나에 들어오는 수신신호는 다음과 같이 표현 될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2013009823-appb-M000002
여기서 각 송수신 안테나간의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j 로부터 수신 안테나 i 를 거치는 채널을 hij 로 표시되며, 만일 송신 할 때 LTE 와 같이 프리코딩(precoding) 기법(scheme)을 사용할 경우 송신신호 x 는 수식 3과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2013009823-appb-M000003
여기서 프리코딩 행렬(precoding matrix) W의 Wij는 i 번째 송신안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미하며, 이때 각 송신되는 신호의 전송 전력을 P1, P2, ... PNT 라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 대각 행렬 P로 나타낼 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2013009823-appb-M000004
한편, 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.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 3은 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3을 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.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NUL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 시스템에 따라 SC-FDMA 심벌, OFDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원블록은 자원 할당 단위로 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NUL 은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 부반송파의 수와 OFDM 심벌의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록이 포함하는 OFDM 심벌의 수 또는 부반송파의 수는 다양하게 변경될 수 있다. OFDM 심벌의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 따라서, 무선 프레임은 20개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 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(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7 12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 디코딩을 사용한다. 블라인드 디코딩은 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 7은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 이때, 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다.
즉, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 수행한다. 기지국과 단말은 서브프레임 단위로 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 상/하향링크 서브프레임은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 나른다. 도 5은 편의상 FDD 방식을 위주로 설명했지만, 상술한 내용은 무선프레임을 시간 영역에서 상/하향링크로 구분함으로써 TDD 방식에도 적용될 수 있다.
도 7의 (a)에 나타난 바와 같이, 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 하는 것을 단일 반송파 시스템이라고 한다.
이러한 단일 반송파 시스템은 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다. 이러한 3GPP LTE 시스템은 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만 최대 20MHz을 지원한다.
한편, 높은 데이터 전송률이 요구되고 있다. 이를 위한 가장 기본적이고 안정적인 해결 방안은 대역폭을 늘리는 것일 것이다.
그러나 주파수 자원은 현재를 기준으로 포화상태이며 다양한 기술들이 광범위한 주파수 대역에서 부분 부분 사용되고 있는 실정이다. 이러한 이유로 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위하여 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작할 수 있는 기본적인 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 도입하고 있다.
즉, 반송파 집성(CA) 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.
이러한 캐리어 집성(CA) 기술은 LTE-Advanced(이하, LTE-A한다) 시스템에서도 채용되고 있다. 그리고, 반송파 집성(CA) 시스템은 다중 반송파 시스템(multiple carrier system), 대역폭 집합(Bandwidth aggregation) 시스템 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
반송파 집성(CA) 시스템에서 단말은 용량에 따라서 하나 또는 복수의 반송파를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다. 즉, 반송파 집성(CA) 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(component carrier : CC)가 할당될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 요소 반송파는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 또한, 요소 반송파(component carrier)는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 주파수 블록 또는 주파수 블록의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.
도 7의 (b)는 LTE-A 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 상/하향링크에 각각 예를 들어, 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당되는 경우 단말에게 60MHz의 대역폭을 지원할 수 있다. 또는, 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다. 도 5(b)는 편의상 상향링크 요소 반송파의 대역폭과 하향링크 요소 반송파의 대역폭이 모두 동일한 경우를 도시하였다. 그러나, 각 요소 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 1개 이상의 요소 반송파를 집성할 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원할 수 있다. 따라서, 예를 들어 상향링크 요소 반송파의 대역폭은 5MHz(UL CC0) + 20MHz(UL CC1) + 20MHz(UL CC2) + 20MHz(UL CC3) + 5MHz(UL CC4)와 같이 구성될 수 있다. 그러나, 하위 호환성(backward compatibility)을 고려하지 않는다면, 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
도 7의 (b)는 편의상 상향링크 요소 반송파과 개수와 하향링크 요소 반송파의 개수가 서로 대칭인 경우를 도시하였다. 이와 같이, 향링크 요소 반송파과 개수와 하향링크 요소 반송파의 개수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 일 예로, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 반송파 집성에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정 방식으로 설정될 수 있다.
한편, 반송파 집성(CA) 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 연속 반송파 집성 시스템에서 각 반송파 사이에 가드 밴드(guard band)가 존재할 수 있다. 이하에서 단순히 다중 반송파 시스템 또는 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 반송파 집성(CA) 기술에 의해, 종래 일반적으로 이해되던 셀(Cell)의 개념도 바뀌고 있다. 즉, 반송파 집성(CA) 기술에 의하면, 셀(Cell)이라 함은 한 쌍의 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다.
바꿔 말하면, 반송파 집성(CA) 기술에 따르면, 하나의 DL CC 또는 UL CC와 DL CC의 쌍(pair)이 하나의 셀에 대응될 수 있다. 혹은 하나의 셀은 하나의 DL CC를 기본적으로 포함하고 임의로(Optional) UL CC를 포함한다. 따라서, 복수의 DL CC를 통해 기지국과 통신하는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다. 이때, 하향링크는 복수의 DL CC로 구성되나, 상향링크는 하나의 CC만이 이용될 수 있다. 이 경우, 단말에서 하향링크에 대해서는 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있고, 상향링크에 대해서는 하나의 서빙 셀로부터만 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
한편, 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC(media access control) 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화 상태의 셀과는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능하다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
따라서, 반송파 집성(CA) 기술에 따르면, 요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙 셀의 활성화/비활성화의 개념과 동일 시 될 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙 셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결 설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 서빙 셀(cell)에 대응될 수 있다.
다른 한편, 반송파 집성(CA) 기술에 의해, 종래 일반적으로 이해되던 서빙 셀(serving cell)의 개념이 바뀌어, 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell)로 재차 구분되어질 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.
세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 요소 반송파(component carrier: CC)를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다. 프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다.
SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화 혹은 비활성화 상태로 나뉠 수 있다. 세컨더리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 세컨더리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.
프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)된다. 넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다. 여섯째, FDD 시스템의 경우 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다. 일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다. 여덟째, 프라이머리 셀은 핸드오버, 셀 선택/셀 재선택 과정을 통해서만 교체될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 하향링크 CC를 통해 전송될 수 있고, UL 그랜트를 포함하는 PDCCH가 전송된 하향링크 CC와 링크된 상향링크 CC가 아닌 다른 상향링크 CC를 통해 PUSCH가 전송될 수 있다. 이처럼 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템에서는 PDCCH가 제어정보를 제공하는 PDSCH/PUSCH가 어떤 DL CC/UL CC를 통하여 전송되는지를 알려주는 반송파 지시자가 필요하다. 이러한 반송파 지시자를 포함하는 필드를 이하에서 반송파 지시 필드(carrier indication field, CIF)라 칭한다.
교차 반송파 스케줄링을 지원하는 반송파 집성 시스템은 종래의 DCI(downlink control information) 포맷에 반송파 지시 필드(CIF)를 포함할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템 예를 들어 LTE-A 시스템에서는 기존의 DCI 포맷(즉, LTE에서 사용하는 DCI 포맷)에 CIF가 추가되므로 3 비트가 확장될 수 있고, PDCCH 구조는 기존의 코딩 방법, 자원 할당 방법(즉, CCE 기반의 자원 맵핑)등을 재사용할 수 있다.
한편, 최근에는 매크로셀과 소규모셀이 공존하는 이종 네트워크에 대한 논의가 진행중이다. 특히 매크로셀에 접속된 단말을 소규모셀로 분산시킴으로써, 트래픽을 우회시키기 위한 논의가 진행중이다.
도 8은 매크로 셀과 소규모 셀을 포함하는 이종 네트워크를 도시한 도면이다.
3GPP LTE-A를 비롯한 차세대 통신 표준에서는 기존 매크로 셀 커버러지 내에 저전력 송신 파워를 갖는 소규모 셀, 예컨대 피코셀, 펨토셀 또는 마이크로 셀이 중첩되어 존재하는 이종 네트워크가 논의되고 있다.
도 8을 참조하면, 매크로 셀은 하나 이상의 마이크로 셀과 중첩될 수 있다. 매크로 셀의 서비스는 매크로 기지국(Macro eNodeB, MeNB)에 의해 제공된다. 본 명세서에서 매크로 셀과 매크로 기지국은 혼용될 수 있다. 매크로 셀에 접속된 단말은 매크로 단말(Macro UE)로 지칭될 수 있다. 매크로 단말은 매크로 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하고, 매크로 기지국에게 상향링크 신호를 전송한다.
상기 소규모 셀은 펨토 셀, 피코 셀 또는 마이크로 셀로도 지칭된다. 소규모 셀의 서비스는 피코 기지국(Pico eNodeB), 홈 기지국(Home eNodeB, HeNB), 릴레이 노드(Relay Node, RN) 등에 의해 서비스가 제공된다. 편의상, 피코 기지국(Pico eNodeB), 홈 기지국(Home eNodeB, HeNB), 릴레이 노드(Relay Node, RN)를 홈 기지국(HeNB)으로 통칭한다. 본 명세서에서 마이크로 셀과 홈 기지국은 혼용될 수 있다.
이종 네트워크에서는 매크로 셀과 소규모 셀이 중첩되므로 셀간 간섭이 문제가 된다. 도시된 바와 같이, 단말이 매크로 셀과 소규모 셀의 경계에 있는 경우, 매크로 셀로부터의 하향링크 신호는 간섭으로 작용할 수 있다. 유사하게, 소규모 셀의 하향링크 신호도 역시 간섭으로 작용할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 소규모 셀(200-1)에 접속한 단말(100)이 소규모 셀 경계면에 있을 때 매크로 셀(200)로부터의 간섭으로 인해 소규모 셀(200-1)과의 접속이 끊어질수 있는데, 이는 곧 소규모 셀(200-1)의 커버리지가 예상보다 작아짐을 의미한다.
또 다른 예로 매크로셀(200)에 접속한 단말(100)이 소규모 셀(200-1)영역에 있을 때 소규모 셀(200-1)로부터의 간섭으로 인해 매크로셀(200)과의 접속이 끊어질 수 있는데, 이는 곧 매크로 셀(200) 내에 음영지역이 발생함을 의미한다.
이러한 간섭 문제를 해결하는 가장 근본적인 방법은 이종망 간에 주파수를 서로 다르게 사용하는 것이다. 그러나, 주파수는 희소하고 값비싼 자원이기 때문에 사업자에게는 주파수 분할을 통한 해결 방법이 그다지 환영받지 못하였다.
따라서, 3GPP에서는 이러한 셀 간의 간섭(inter-cell interference) 문제를 시간분할을 통해 해결하고자 하였다.
이에 따라 최근 3GPP 에서는 간섭 협력 방법의 하나로써 eICIC(enhanced inter-cell interference coordination) 에 대한 활발한 연구가 수행되고 있다.
LTE Release-10에 도입된 시간분할 방식은 기존의 주파수 분할 방식에 대비하여 진화했다는 의미로 enhanced ICIC(Enhanced inter-cell interference Coordination)라고 불리는데, 간섭을 일으키는 셀을 각각 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀(Primary Cell)이라고 하고, 간섭을 받는 셀을 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀(Secondary Cell)로 정의하고, 특정 서브프레임에서는 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀이 데이터 전송을 중지하여, 단말이 해당 서브프레임에서 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀과 접속을 유지할 수 있게 하는 방법이다. 즉, 이 방법은 이종의 셀이 서로 공존할 경우, 어느 영역에서 상당히 높은 간섭을 받는 단말에 대해서 한쪽 셀이 신호의 전송을 잠시 중단함으로써 간섭 신호를 거의 보내지 않게 한다.
한편, 상기 데이터 전송이 중지되는 특정 서브프레임을 ABS(Almost Blank Subframe)라고 하며, 상기 ABS에 해당하는 서브프레임에서는 꼭 필요한 제어 정보 외에는 어떠한 데이터도 전송도 되지 않는다. 상기 꼭 필요한 제어 정보는 예를 들어, 공동 기준신호(CRS: Cell-specific Reference Signal)이다. 현재 3GPP LTE/LTE-A 규격에서 상기 CRS 신호는 시간 축으로 각 서브 프레임 내의 0, 4, 7, 11 번째 OFDM 심볼에 존재한다. 따라서 ABS가 적용된 서브프레임에서는 0, 4, 7, 11 번째 OFDM 심볼 상에서 CRS 신호만이 전송되게 된다.
이상과 같이, 셀 간의 간섭(inter-cell interference) 문제를 eICIC 기법을 통해 해결하는 것 외에, UE(100)에 간섭 제거 기능을 추가하는 방안이 있을 수 있다. 이하에서는, 간섭 제거 기능을 추가하는 방안에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 명세서의 일 개시에 따른 UE의 구조를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
LTE(Long-Term Evolution) 또는 LTE-A에서는 하향링크에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)가 사용되지만, 상향링크에는 OFDM(과 유사한 SC(Single-Carrier)-FDMA가 사용된다.
SC-FDMA는 DFT-s OFDM(DFT-spread OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피할 수 있고, 따라서 전력 소모가 제한된 단말에서 전송 전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughput)이 높아질 수 있다.
SC-FDMA 역시 FFT(Fast Fourier Transform)와 IFFT(Inverse-FFT)를 사용하여 부반송파에 나누어 신호를 전달하는 점에서, OFDM과 매우 유사하다. 그러나, 기존의 OFDM 송신기에서 문제가 되었던 것은 주파수 축상의 각 부반송파에 실려 있던 신호들이 IFFT에 의하여 시간 축의 신호로 변환된다는 데에 있다. 즉, IFFT가 병렬의 동일한 연산이 수행되는 형태이기에 PAPR(Peak to Average Power Ratio)의 증가가 발생하는 것이다. 이러한 PAPR의 증가를 방지하기 위해, SC-FDMA는 OFDM과 달리 DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행한다. 즉, DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. 따라서, SC-FDMA는 동일한 의미로 DFT spread OFDM(DFT-s-OFDM)으로도 불린다.
이와 같은, SC-FDMA의 장점은 OFDM과 비슷한 구조를 가짐으로써 다중 경로 채널에 대한 강인성을 얻는 동시에, 기존의 OFDM이 IFFT 연산을 통해 PAPR이 증가하는 단점을 근본적으로 해결함으로써 효율적인 전력증폭기 사용을 가능하게 하였다.
도 9를 참조하면, UE(100)는 RF부(110)을 포함한다. 상기 RF부(110)는 송신단(111)과 수신단(112)를 포함한다. 상기 송신단(111)은 DFT(Discrete Fourier Transform)부(1111), 부반송파 맵퍼(1112), IFFT부(1113) 및 CP 삽입부(11144), 무선 송신부(1115)를 포함한다. 상기 RF부(110)의 송신단(111)은 예컨대 스크램블 유닛(미도시; scramble unit), 모듈레이션 맵퍼(미도시; modulation mapper), 레이어 맵퍼(미도시; layer mapper) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시; layer permutator)를 더 포함할 수 있으며, 이는 상기 DFT부(1111)에 앞서 배치될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 PAPR의 증가를 방지하기 위해서, 상기 RF부(110)의 송신단은 부반송파에 신호를 매핑하기 이전에 먼저 정보를 DFT(1111)를 거치도록 한다. DFT부(1111)에 의해 spreading(스프레딩)(또는 동일한 의미로 프리코딩) 된 신호를 부반송파 매퍼(1112)를 통해 부반송파 매핑을 한 뒤에 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(1113)를 거쳐 시간축상의 신호로 만들어준다.
즉, DFT부(1111), 부반송파 맵퍼(1112) 및 IFFT부(1113)의 상관관계에 의해 SC-FDMA에서는 IFFT부(1113) 이 후의 시간 영역 신호의 PAPR(peak-to-average power ratio)이 OFDM과는 달리 크게 증가하지 않아 송신 전력 효율 측면에서 유리하게 된다. 즉, SC-FDMA에서는 PAPR 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다.
DFT부(1111)는 입력되는 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(complex-valued symbol)을 출력한다. 예를 들어, Ntx 심벌들이 입력되면(단, Ntx는 자연수), DFT 크기(size)는 Ntx이다. DFT부(1111)는 변환 프리코더(transform precoder)라 불릴 수 있다. 부반송파 맵퍼(1112)는 상기 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑시킨다. 상기 복소수 심벌들은 데이터 전송을 위해 할당된 자원 블록에 대응하는 자원 요소들에 맵핑될 수 있다. 부반송파 맵퍼(1112)는 자원 맵퍼(resource element mapper)라 불릴 수 있다. IFFT부(53)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 데이터를 위한 기본 대역(baseband) 신호를 출력한다. CP 삽입부(1114)는 데이터를 위한 기본 대역 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 데이터를 위한 기본 대역 신호의 앞부분에 삽입한다. CP 삽입을 통해 ISI(Inter-Symbol Interference), ICI(Inter-Carrier Interference)가 방지되어 다중 경로 채널에서도 직교성이 유지될 수 있다.
한편, 3GPP 진영에서는 LTE를 보다 개선한, LTE-Advanced의 표준화를 활발히 진행하고 있으며, 비연속적(non-contiguous)인 자원할당을 허용하는 클러스터된(clustered) DFT-s-OFDM 방식이 채택된 바 있다.
클러스터된(clustered) DFT-s OFDM 전송 방식은 기존의 SC-FDMA 전송 방식의 변형으로, 프리코더를 거친 데이터 심벌들을 복수의 서브 블록으로 나누고 이를 주파수 영역에서 서로 분리시켜 맵핑하는 방법이다. 상기 클러스터된(clustered) DFT-s-OFDM 방식의 중요한 특징은, 주파수 선택적 자원할당을 가능하게 함으로서, 주파수 선택적인 페이딩(frequency selective fading) 환경에 유연하게 대처할 수 있다는 점이라 할 수 있다.
이때, LTE-Advanced의 상향링크 액세스 방식으로 채택된 clustered DFT-s-OFDM 방식에서는 종래 LTE의 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA와는 다르게 비연속적인 자원 할당이 허용되므로, 전송되는 상향링크 데이터가 여러 개의 클러스터 단위로 분할되어질 수 있다.
즉, LTE 시스템은 상향링크의 경우 단일 반송파 특성을 유지하도록 되어 있는 반면, LTE-A 시스템에서는 DFT_precoding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하는 경우를 허용하고 있다.
다른 한편, 상기 RF부(110)의 수신단(112)는 무선 수신부(1121), CP 제거부(1122), FFT부(1123), 등화부(1124) 그리고 간섭 제거부(1125) 등을 포함한다. 상기 수신단의 무선 수신부(1121), CP 제거부(1122), FFT부(1123)는 상기 송신단(111)에서의 무선 송신부(1115), CP 삽입부(1114), IFF부(1113)의 역기능을 수행한다.
상기 간섭 제거부(1125)는 수신되는 신호에 포함되어 있는 간섭을 제거 또는 완화한다.
이러한 상기 간섭 제거부(1125)는 최근 폭증하는 무선 데이터 요구량에 대처하기 위함과 아울러 도 8에서와 같이 간섭을 제거하기 위하여 추가된 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 간섭 제거부의 동작을 블록화하여 나타낸 블록도이다.
간섭 제거부(1125)가 추가된 수신부(112), 소위 IC(Interference Cancellation) 수신부 또는 IRC(Interference Rejection Combiner) 수신부는 개념적으로 수신 신호에서 간섭 신호를 차감함으로써 구현할 수 있다.
이때, 간섭 제거부(1125)가 추가된 수신부의 복잡도는, 간섭 제거의 대상이 되는 셀의 최대 개수와 제거할 신호의 종류에 따라 좌우된다. 도 10에서는 최대 2개의 간섭원에 대하여 간섭 제거를 수행하는 동작을 블록으로 나타내었다.
간섭 제거의 대상이 되는 신호는 CRS(Cell-specific Reference Signal), PBCH(Physical Broadcasting Channel), SCH(Sync Channel), PDSCH(Physical downlink shared channel 등이 될 수 있다.
위와 같이 간섭 제거부(1125)가 추가된 수신부, 소위 IC 수신부 또는 IRC 수신부는 최근 폭증하는 무선 데이터 요구량을 대처할 수 있다. 특히, 복잡도의 큰 증가 없이 수신 성능의 향상을 얻을 수 있어, 특히 인접 기지국에서 오는 간섭이 주된 환경하에서 큰 성능 이득을 얻을 수 있다.
한편, 일반적으로 무선 전송 시스템에서 수신 신호(Y)는 송신 신호(X)와 채널(H) 에 대하여 다음과 같이 표현된다.
수학식 5
Figure PCTKR2013009823-appb-M000005
도 9에 도시된 상기 등화부(1124)는 상기 수신 신호 Y에 대하여 등화(Equalizer) 계수(W)를 곱하여 등화를 수행하게 되며 다음과 같이 표현할 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2013009823-appb-M000006
이때 등화 계수(W)는 통상적으로 MMSE(minimum mean squared error) 기준에 의하여 구하게 되며, 추정된 채널 H 로부터 다음과 같이 구할 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2013009823-appb-M000007
여기에서
Figure PCTKR2013009823-appb-I000001
는 수신 신호의 잡음 변화(Noise Variance)를 의미한다.
그런데, IRC가 추가됨으로써, 위 수학식은 아래의 수학식으로 대체되어 표시될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2013009823-appb-M000008
위 수학식 에서 RN+1는 수신된 간섭(Interference)의 공분산 행렬(Covariance matrix)를 의미한다. 위 2개의 수학식에서 W MMSE 와 W IRC 는 실질적으로 거의 동일한 과정을 통하여 구현되는 것을 알 수 있으며, 실질적인 차이는 수신 신호의 간섭을 추정하는 방법만 존재한다.
그런데, LTE/LTE-A의 경우 SFBC(Space Frequency Block Code), Large Delay CDD (Cyclic Delay Diversity), 클로즈드 루프(Closed Loop) MIMO 기술을 포함하는 다양한 전송 모드(Transmission Mode)가 적용되어 있고, 특히 클로즈드 루프 MIMO 를 사용하는 경우 하나의 UE에 할당된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에 대해서 주파수 상에서 최소 6 PRB(Physical resource block) 단위로 서로 다른 프리코딩(Precoding)이 적용될 수 있다.
따라서 LTE/LTE-A에서 인접 기지국에서 송신되어 유입된 간섭 신호의 통계적 특성은 최악의 경우 주파수 상으로 각 PRB 마다, 시간상으로 1 ms 단위의 매 서브프레임 마다 변경될 수 있다.
그러므로, 간섭 추정은 주파수 상으로는 매 RB 마다 시간상으로 매 서브프레임 마다 이루어져야 할 것이다.
그런데 IRC 수신 알고리즘을 사용하는 경우 전송 모드와 프리코딩(Precoding)을 포함한 송신 신호의 통계적 특성의 변동에 따라 수신된 간섭(Interference)의 공분산 행렬(Covariance Matrix)이 변화한다. 따라서, IRC 수신 알고리즘을 사용하는 경우 주파수 상으로 하나의 PRB 내의, 시간상으로 하나의 서브프레임(subframe) 내의 신호에 대해서만 간섭 추정을 수행할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
결과적으로, 인접 eNodeB에서 유입되는 간섭 성분이 큰 환경하에서는 어느 정도의 성능 이득을 얻을 수 있지만, 백색 잡음이 큰 환경하에서는 간섭 추정(Interference Estimation)의 정확도 감소로 인하여 기존 MMSE 알고리즘 대비 성능 열화가 발생하게 된다.
따라서, 본 명세서에서는 IRC에서 사용되는 간섭 추정 기법의 정확도를 향상시키기 위하여, 셀 내로 유입되는 간섭 신호의 통계적 특성을 UE가 알 수 있도록 eNodeB가 추가적인 시그널링을 UE에게 전송하는 것을 제안한다.
도 11a 및 도 11b는 본 명세서에서 제시되는 제1 실시예에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 11a을 참조하면 서빙셀이 소규모셀(200-1)이고, 이웃셀이 매크로셀(200)인 상황을 나타내져 있고, 도 11b를 참조하면 서빙셀이 매크로셀(200)이고, 이웃셀이 소규모셀(200-1)인 상황을 나타내져 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 서빙셀은 X2 인터페이스를 통해 이웃셀과 정보를 교환하여, 이웃셀의 자원 할당 상태를 확인하고, 이를 통해 셀 내로 유입되는 간섭 신호의 특성을 파악한 후, 간섭 추정/제거 지원 정보(interference cancellation assistance information)를 UE(100)로 전달한다. 여기에서 말하는 통계적 특성은 간섭 신호의 주파수 단위 및 시간 단위에서의 코히런스(Coherence) 구간을 의미한다.
상기 간섭 추정/제거 지원 정보는 브로드캐스트 채널, 예컨대 PBCH를 통해 셀 내 모든 UE들로 브로드캐스트될 수 있다. 또는, 상기 간섭 추정/제거 지원 정보는 RRC 시그널을 통해 특정 UE에게 전달될 수 있다. 상기 특정 UE는 RRC 연결 상태에 있는 것일 수 있다.
상기 특정 UE는 IC/IRC가 가능한 UE일 수 있다. 이를 확인하기 위해, 상기 서빙셀은 UE 성능(capability) 조회 메시지를 상기 UE(100)로 전송하고, 그에 대한 응답으로 UE 성능(capability) 정보를 수신한다. 상기 UE 성능 정보는 IC/IRC capability를 포함한다.
상기 서빙셀이 상기 UE(100)로 전달하는 상기 간섭 추정/제거 지원 정보는 주파수 영역을 위한 정보와, 시간 영역을 위한 정보를 포함한다. 상기 주파수 영역을 위한 정보는 예시적으로 NoiseCoherenceF로 지칭될 수 있다. 상기 시간 영역을 위한 정보는 예시적으로 NoiseCoherenceT로 지칭될 수 있다.
상기 주파수 영역을 위한 정보, 예컨대 NoiseCoherenceF는 주파수 영역에서 평균을 취할 PRB의 개수 정보를 포함할 수 있다.
상기 시간 영역을 위한 정보, 예컨대 NoiseCoherenceT는 시간 영역에서 Moving Window 구간에 속하는 무선프레임/서브프레임의 개수 정보 혹은 IIR 필터로써 사용되는 alpha tracker의 알파 계수(alpha coefficient) 정보를 포함할 수 있다.
예컨대, NoiseCoherenceF는 아래의 표 1과 같이 2비트로 표현될 수 있다. 상기 2비트는 1,2,4,8의 값을 지시할 수 있다. 예시적으로 2비트의 값이 00인 경우 1을 지시하고, 01인 경우 2를 지시하고, 10인경우 4를 지시하고, 11인 경우 8을 지시할 수 있다.
예컨대, NoiseCoherenceT는 아래의 표 1과 같이 하나의 무선 프레임의 길이에 해당하는 10ms의 정수배 단위로 표현될 수 있다.
표 1
NoiseCoherenceF 1,2,4,8 (2 bits)
NoiseCoherenceT 10ms, 20ms, 30ms. ...
IC/IRC가 가능한 UE(100)가 상기 간섭 추정/제거 지원 정보를 수신하면, 간섭 추정을 기존과 같이 하나의 PRB 단위 그리고 하나의 서브프레임 단위로 하는 것이 아니라, 상기 간섭 추정/제거 지원 정보 내의 상기 주파수 영역을 위한 정보와 상기 시간 영역을 위한 정보를 고려하여 주파수/시간 상에서 더 넒은 더 넒은 구간에 속한 샘플을 모두 사용하여 간섭을 추정할 수 있다. 따라서, 신뢰도가 향상될 수 있다.
다시 말해서, 상기 UE(100)의 수신단(112)의 등화부(1124)는 주파수/시간 상에서 더 넒은 더 넒은 구간에 속한 샘플을 모두 사용하여 간섭을 추정하고, 이를 통해 상기 UE(100)의 수신단(112)의 간섭제거부(1125)는 간섭 제거의 신뢰도를 높일 수 있다.
이렇게 향상된 신뢰도는 UE(100)가 신호를 복조하는 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 하향링크 채널에서의 잡음이 저하됨으로써, CQI(Channel Quality Indicator)의 값이 좋은 쪽으로 증가하므로, UE(100)가 CSI(Channel State Information)를 보고 시 더 높은 MCS(Modulation and Coding Scheme)를 서빙셀에 요청할 수 있게 된다. 따라서 이상과 같은 방법으로 전체적인 단말의 수신 성능 향상 및 전송 속도 향성을 얻게 된다.
도 12는 본 명세서에서 제시되는 제2 실시예에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 12에 도시된 제2 실시예는, 도 11에 도시된 제1 실시예와 같이 서빙셀이 이웃셀로부터 자원 할당 정보를 얻는 것에 그치지 않고, 능동적으로 이웃셀에게 자원 할당을 제한하라는 요청을 할 수 있도록 한다. 즉, 서빙셀은 능동적으로 이웃셀에게 최소 자원 할당 구간을 주파수 및 시간 상에서 제한하라는 요청을 전송할 수 있다. 이러한 요청에 따라 이웃셀은 최소 자원 할당 구간보다 작은 량의 데이터 전송이 필요한 경우 버퍼링을 통하여 더 많은 데이터를 모은 후 한번에 전송 한다든지, 혹은 작은 량의 데이터 전송을 요청하는 복수의 단말을 인접한 주파수-시간 자원 영역에 할당하고 동일한 전송 모드 혹은 Precoding 을 적용한다든지 하는 동작을 수행하여, 간섭의 통계적 동질 구간을 최대한 크게 유지할 수 있다.
지금까지 설명한 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
무선기기(100)는 RF부(110), 프로세서(120), 메모리(130) 및 을 포함한다. 메모리(130)는 프로세서(121)와 연결되어, 프로세서(121)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(110)는 프로세서(120)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(120)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 무선기기의 동작은 프로세서(120)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 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.

Claims (12)

  1. 서빙셀로부터 간섭 추정 지원 정보를 수신하는 단계와, 상기 간섭 추정 지원 정보는 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 포함하고, 상기 시간 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 시간 영역에서의 무선 프레임 또는 서브프레임의 구간을 지시하고, 상기 주파수 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 주파수 영역에서의 구간을 지시하고;
    상기 간섭 추정 지원 정보 내의 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 이용하여, 이웃셀로부터 유입되는 간섭 신호를 추정하는 단계와;
    상기 추정된 간섭을 제거함으로써 상기 서빙셀로부터의 신호를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 추정 지원 정보는 상기 서빙셀이 상기 이웃셀로부터 획득한 정보에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시간 영역을 위한 정보는
    상기 무선 프레임의 길이인 10ms의 정수배로 표현되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보가 지시하는 주파수 영역에서의 구간은
    리소스 블록(RB)의 개수로 표현되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보에 의해 지시되는 상기 RB의 개수는
    1,2,4,8 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보는
    2비트로 표현되고,
    상기 2비트 의 값이‘00’인 경우 1을 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘01’인 경우 2를 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘10’인 경우 4를 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘11’인 경우 8을 지시하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 간섭 추정 지원 정보는
    브로드캐스트 채널을 통해서 수신되거나, RRC 시그널을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거 수신 방법.
  8. 무선 통신 시스템의 단말로서,
    무선 수신부와;
    상기 무선 수신부를 제어하여, 서빙셀로부터 수신된 간섭 추정 지원 정보를 이용하여 이웃셀로부터 유입되는 간섭 신호를 추정하는 간섭 추정부와,
    상기 간섭 추정 지원 정보는 시간 영역을 위한 정보와 주파수 영역을 위한 정보를 포함하고, 상기 시간 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 시간 영역에서의 무선 프레임 또는 서브프레임의 구간을 지시하고, 상기 주파수 영역을 위한 정보는 간섭 신호의 코히런스(Coherence)가 유지되는 주파수 영역에서의 구간을 지시하고; 그리고
    상기 추정된 간섭 신호를 제거함으로써 상기 서빙셀로부터의 신호를 검출하는 간섭 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시간 영역을 위한 정보는
    상기 무선 프레임의 길이인 10ms의 정수배로 표현되는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제8항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보가 지시하는 주파수 영역에서의 구간은
    리소스 블록(RB)의 개수로 표현되는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제10항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보에 의해 지시되는 상기 RB의 개수는
    1,2,4,8 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제10항에 있어서, 상기 주파수 영역을 위한 정보는
    2비트로 표현되고,
    상기 2비트 의 값이‘00’인 경우 1을 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘01’인 경우 2를 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘10’인 경우 4를 지시하고,
    상기 2비트 의 값이 ‘11’인 경우 8을 지시하는 것을 특징으로 하는 단말.
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