【명세서】
【발명의 명칭】
무선 접속 시스템에서 인접 샐의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하 는 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 접속 시스템에서 인접 샐의 간섭을 제거하기' 위한 제어 정보를 수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] · 도 1 은 매크로 (macro) 기지국 (eNBl)과 마이크로 (micro) 기지국 (e B2)을 포함 하는 이종 네트워크 무선 통신 시스템 (100)을 나타내는 도면이다. 본 문서에서 이종 네트워크 (heterogeneous network)라는 용어는, 동일한 RAT(Radio Access Technology) 를 사용하더라도 매크로 기지국 (110)과 마이크로 기지국 (120)이 공존하는 네트워크를 의미한다.
[3] 매크로 기지국 (110)은 넓은 커버리지 (서비스 제공 영역) 및 높은 전송 전력 을 가지고, 무선 통신 시스템의 일반적인 기지국을 의미한다. 매크로 기지국 (110)은 매크로 셀로 칭할 수도 있다. 마이크로 기지국 (120)은, 예를 들어, 마이크로 샐 (cell), 피코 셀 (pico cell), 펨토 셀 (femto cell), 홈 (home) eNB(HeNB) , 중계기 (relay) 등으로 칭하여질 수도 있다. 마이크로 기지국 (120)은 매크로 기지국 (110)의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서 독립적으로 작동할 수 있 으며, 매크로 기지국이 커버하는 영역 내에 설치 (overlay)되거나 매크로 기지국이 커 버하지 못하는 음영 지역에 설치될 수 있는 (non-over lay) 유형의 기지국이다. 마이크 로 기지국 (120)은 매크로 기지국 (110)에 비하여 좁은 커버리지 및 낮은 전송 전력을 가지고 보다 적은 개수의 단말을 수용할 수 있다.
[4] 단말 (130)은 매크로 기지국 (110)으로부터 직접 서빙받을 수도 있고 (이하 매 크로—단말이라 함), 또는 마이크로 기지국 (120)로부터 서빙받을 수도 있다 (이하, 마 이크로-단말이라 함). 어떤 경우에는, 마이크로 기지국 (120)의 커버리지 내에 존재하 는 단말 (130)이 매크로 기지국 (110)으로부터 서빙받을 수도 있다. 도 1 에서는 단말 (130)이 마이크로 기지국 (120)에 연결되어 있는 상태를 예시적으로 나타낸다.
[5] 단말의 액세스 제한 여부에 따라 마이크로 기지국은 두 가지 타입으로 분류 될 수 있다. 첫 번째 타입은 CSG(Closed Subscriber Group) 마이크로 기지국이고, 두 번째 타입은 OA (Open Access) 또는 0SG(0pen Subscriber Group) 마이크로 기지국이다. CSG 마이크로 기지국은 허가받은 특정 단말들만 서빙할 수 있고 0SG 마이크로 기지 국은 별도의 액세스 제한 없이 모든 단말들을 서빙할 수 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[6] 도 1 에서 예시적으로 나타내는 바와 같이, 이종 네트워크에서 마이크로 기 지국 (120)에 의해 서빙받는 단말 (130)이 마이크로 기지국 (120)으로부터 원하는 신호 (desired signal)을 수신하늡 경우에, 매크로 기지국 (110)으로부터의 강한 신호에 의 해 간섭 (interference)을 받는 경우가 발생할 수 있다. 또는, 매크로 기지국에 의하 여 서빙받는 단말이 마이크로 기지국에 인접한 경우에, 마이크로 기지국으로부터의 강한 신호로 인하여 단말이 수신하는 매크로 기지국으로부터의 신호에 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭을 샐간 간섭이라고 표현할 수 있으며, 전술한 예시는 기지국으 로부터 단말로의 하향링크에서 발생하는 셀간 간섭에 대한 것이다. 마찬가지로, 단말 로부터 기지국으로의 상향링크에서도 셀간 간섭이 발생할 수도 있다.
[7] 샐를러 시스템에서 인접 셀간 간섭을 완화시키거나 제거하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫번째는 인접 셀로부터 수신하는 신호의 채널 통계 특성을 이 용하여 간섭을 완화시키는 방법이다. 예를 들면, 다중 수신 안테나에 수신되는 간섭 신호의 상관 관계를 이용하여 간섭 신호를 제거하고, 나머지 신호를 결합 (combining) 하는 방법을 들 수 있다. 또한 최소 평균 제곱 에러 (腿 SE: Minimum Mean Square Error)-간섭 제거 결합 (IRC: Interference Rejection combining) 방법도 이에 해당하 는 간섭 제거 방법이다. 두번째는 인접 셀로부터 수신되는 신호를 검출하여 제거하는 방법이다. 물리 방송 채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 제거 (Cancel 1 at ion) 기 법, 공용 참조신호 (CRS: Co瞧 on Reference Signal) 제거 기법 등이 이에 해당될 수 있 다.
[8] 상술한 간섭 완화 /제거 기법들을 적용하는 경우, 인접 셀의 채널에 대하여 통계적 특성 또는 순시적 특성이 필요하다. 이때, 인접 셀의 채널 정보는 CRS 를 이 용하여 획득될 수 있다. CRS 는 셀 식별자 (Cell Identification), 슬롯 (slot) 번호,
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple) 심볼 (symbol) 번호, CP(Cycl ic Prefix) 의 길이, 하향링크 리소스 블록 (RB: Resource Block)의 수, 송신 안테나의 수의 파라 미터로 정의된다. 일반적으로, 셀를러 시스템에서 단말은 핸드오버 등올 위하여 서빙 셀 외에도 인접 셀의 수신 신호 전력 또는 품질을 추적하고 관리한다. 이 과정에서, 단말은 CRS 를 정의하기 위한 파라미터 중 하향링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 제외한 정보를 획득할 수 있다.
[9] 본 발명에서는 인접 셀의 간섭을 제거 또는 완화하기 위하여 인접 셀의 하향 링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수에 대한 정보를 효과적으로 획득하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
[10] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들 로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것 이다.
【기술적 해결방법】 [11] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접 속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보를 수신하는 방법은, 서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계; 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 증 적어도 하나가 불일치하는 경우, 상기 인 접 샐의 물리 방송 채널 (PBCH)을 수신하는 단계; 및 수신한 상기 인접 셀의 물리 방 송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정 하는 단계를 포함할 수 있다.
[12] 상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 모두가 일치하는 경우 일치값을 가지고, 적어도 하나가 불일치 하는 경우 불일치 값을 가질 수 았다.
[13] 상기 지시 정보가 상기 불일치 값을 가지는 경우, 수신한 상기 인접 셀의 물 리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수를 결정할 수 있다.
[14] 상기 지시 정보는 상기 리소스 블록 수의 일치 여부를 나타내는 제 1 정보 및 상기 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 제 2 정보를 포함할 수 있다.
[15] 상기 제 1 정보 및 제 2 정보 중 적어도 하나가 블일치를 나타내는 경우, 수신 한 상기 인접 샐의 물리 방송 채널로부터 상기 불일치에 대응하는 정보를 결정할 수 있다.
[16] 상기 지시 정보는 MIB(Master Information Block) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.
[17] 상기 지시 정보는 TKRandom Access-Radio Network Temporary Identifier) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.
[18] 상기 지시 정보는 물리 하향링크 공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 통하여 수신될 수 있다.
[19] 상기 지시 정보는 MACXMedi urn Access Control) 제어 요소 (control element)를 통하여 수신될 수 있다.
[20] 상기 지시 정보는 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.
[21] 상기 지시 정보는 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.
[22] 상기 방법은 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 상기 인접 셀의 안테나 수를 이용하여 상기 인접 셀의 CRS를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[23] 상기 방법은 상기 인접 셀의 CRS 를 이용하여 상기 인접 셀의 채널을 추정하 는 단계를 더 포함할 수 있다.
[24] 상기 방법은 추정된 상기 인접 샐의 채널을 이용하여 상기 서빙 셀로부터의 수신 신호에서 상기 인접 셀로부터의 간섭을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[25] 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 간섭을 제거 하기 위한 제어 정보를 수신하는 단말은 RF Radio Frequency) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 서빙 셀과 상기 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 상기 서빙 셀과 상기 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하고, 상기 리소스 블록 수 및 상기 안테나 수 중 적어도 하 나가 불일치하는 경우, 상기 인접 셀의 물리 방송 채널 (PBCH)을 수신하고, 수신한 상 기 인접 셀의 물리 방송 채널로부터 상기 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나를 결정하도록 구성될 수 있다.
[26] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】
[27] 본 발명에 따르면, 무선 접속 시스템에서 인접 셀의 채널을 추정하기 위하여 제어 정보를 수신할 때, 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 서빙 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수와 일치하는지 나타내는 지시 정보를 이용함으로써, 필요한 경 우에만 인접 셀의 PBCH를 검출하는 방안을 제공할 수 있다.
[28] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으 며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[29] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로 서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
[30] 도 1은 이종 네트워크 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
[31] 도 2 는 LTE 시스템의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 나타내는 도면 이다.
[32] 도 3은 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[33] 도 4는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이 다.
[34] 도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[35] 도 6은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[36] 도 7은 다중안테나를 갖는 무선톱신 시스템의 구성도이다.
[37] 도 8은 기존의 3GPPLTE 시스템에서 정의하는 CRS 및 DRS 패턴을 나타내는 도 면이다.
[38] 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 셀의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보의 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
[39] 도 10 은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시하는 도면이다.
【발명을 실시를 위한 형태】
[40] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것 들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고 려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태 로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실 시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[41] 본 명세서에서 본 발명의 실시예들올 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수 신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하 는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국 에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
[42] 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Station)'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말 (Terminal )'은 UE Jser Equipment ) , MS (Mob i le Station), MSS(Mobi le Subscriber Station), SSCSubscr iber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
[43] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제 공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범 위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[44] 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
[45] 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의 해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문 서에 의해 설명될 수 있다.
[46] 이하의 기술은 CDMA(Code Division Mult iple Access), FDMA (Frequency Division Mult iple Access) , T腿 (Time Division Mult iple Access), 0FDMA( Orthogonal Frequency Division Mult iple Access) , SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Mult iple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRA Jniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service) /EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 0FDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA( Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구 현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Teleco瞧 unicat ions System)의 일부이 다. 3GPP(3rd Generat ion Partnershi Project ) LTE ( long term evolut )n)는 E— UTRA 를 사용하는 E-UMTS( Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향 링크에서 SCᅳ FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화이다. WiMAX 는 IEEE 802.16e 규격 (WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규 격 (WirelessMANᅳ OFWA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPPLTE 및 3GPPLTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사 상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[47] 도 2 를 참조하여 LTE 시스템의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 설명 한다.
[48] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 샐에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronize ion Channel; S—SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고,
샐 식별자 (Identity; ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기자국으로부 터 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 샐 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
[49] 셀 내 방송 정보의 대표적 예로서 , 시스템 정보를 들 수 있다. 시스템 정보 는 PBCH 를 통하여 반복적으로 브로드캐스팅되며, 단말이 셀에 접속하고 셀 내에서 동작하기 위하여 필요한 정보이다. 시스템 정보는 MIB(Master Information Block)와 SIBs(System Information Blocks)을 포함한다. 표 1은 MIB의 일례를 나타낸다.
[50] 【표 1】
--ASN1 START
MasterlnformationBlock SEQUENCE { dl-Bandwidth ENUMERATED {n6, nl5, n25, n50, n75, nlOO} phich-Config PHICH-Config. systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (8)) spare BIT STRING (SIZE (10))
AS 1STOP
[51]
[52] 표 1 과 같이, MIB 는 하향링크 시스템 대역폭 (DL BW: dl-Bandwidth), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 설정 (conf igurat ion), 시스템 프레임 넘버 (SFN: System Frame Number)를 포함한다. 또한, 10 비트 (spare)는 사용되지 않고 예비 필드 (reserved field)로 남겨져 있다. 단말은 MIB 를 수신함으로써 명시적 (explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 설정에 대한 정보를 알 수 있다. PHICH 설정은 PHICH 영역이 차지하는 0FDM 심볼 개수와, 제어영역 내에서 PHICH 를 위하여 예약된 자원의 양에 대한 정보를 포함한다.
[53] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink
Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 " Γ 채 널 (Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[54] 한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 랜덤 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305) , PDCCH 및 대응하는 PDSCH 를 통해 프리앰블에 대한 웅답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH 의 경우, 추가적으로 층돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[55] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전 송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또 는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호, CQI (Channel Quality Indicator) , ΡΜΙ (Precoding Matrix Index) , SR(Schedul ing Request), RKRank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술 한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[56] 도 3을 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
[57] 셀를라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상 /하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포 함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임 (radio frame) 구조와 TDD(Time DivisionDuplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
[58] 도 3(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레 임은 시간 영역 (time domain)에서 2 개의 슬롯 (slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레 임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTKtransmission time interval)이라 하고, 예를 들 어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록 (Resource Block; RB)을 포함한다.3GPPLTE 시스템에서는 하향링크에서 0FDMA 를 사용하므로, 0FDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다.0FDM 심볼은 또한 SC— FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록 (Resource Block; RB)은 자원
할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파 (subcarrier)를 포함할 수 있다ᅳ
[59] 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP Cyclic Prefix)의 구성 (configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구 성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수 는 일반 CP 인 경우보다 적다. 확장된 CP 의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함 되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP 가 사용 될 수 있다.
[60] 일반 CP 가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 0FDM 심볼을 포함하므로, 하 나의 서브프레임은 14 개의 0FDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2 개 또는 3 개의 ( DM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나 머지 0FDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
[61] 도 3(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프 레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브 프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간 (Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pi lot Time Slot)로 구성되며 , 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구 성된다. DwPTS 는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상 향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관 계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
[62] 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임 의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하 게 변경될 수 있다.
[63] 도 4 는 하향링크 슬룻에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이 다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 0FDM 심볼을 포함하고, 하나의 자 원블록 (RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만,
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에 는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP( extended-CP)의 경우에는 하 나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소 (resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12X7 자원 요소를 포함한다. 하 향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL 의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
[64] 도 5 는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나와 서브프레 임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널 (Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스 템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널 (Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH) , 물리하향링크제어채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리魔 Q지시자채널 (Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레 임의 첫 번째 0FOM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH 는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어 정보 (Down link Control Information; DCI)라 한다. DC I는 상향링크 또는 하향링크 스 케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널 (DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공 유채널 (UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널 (PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시 스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답 (Random Access Response)과 같은 상 위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전 력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP( Voice over IP)의 활성화 등올 포함 할 수 있다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH 는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소 (Control Channel Element; CCE)의 조합 (aggregat ion)으로 전송된다. CCE 는 무선 채널의 상태 에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE 는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH 의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE 의 개수와 CCE 에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기
지국은 단말에게 전송되는 DCI 에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환 잉여검사 (Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용 도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자 (Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH 가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell -RNTI (C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지 에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자 (Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보 (보다 구체적으로 , 시스템 정보 블록 (SIB)) 에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTKSI-RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리엄블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타 내기 위해, 임의접속 -RNTKRA— RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
[65] 도 6 은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프 레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에 는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링 크공유채널 (Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서 , 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍 (RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍 에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH 에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 -호핑 (frequency— hopped)된다고 한 다.
[66] 다중안테나 (MIM0) 시스템의 모델링
[67] 도 7은 다증안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
[68] 도 7(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수 를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이 트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증 가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트 (Ro) 에 레이트 증가율 (Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
[69] 【수학식 1】 [70] ^ =τήη Ντ,Ν^
[71] 예를 들어, 4 개의 송신 안테나와 4 개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4 배의 전송 레이트를 획득할 수 있 다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질 적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연 구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다 양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[72] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다 중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다 중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되 고 있다.
[73] 다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체 적으로 설명한다. 상기 시스템에는 NT 개의 송신 안테나와 NR 개의 수신 안테나가 존 재한다고 가정한다.
[74] 송신 신호를 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정 보는 NT개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[77] 각각의 전송 정보 ^,52,'", 1^ 는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전 송 전력을 P\,A,",PNT 라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[80] 또한, 는 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있 다.
[83] 전송전력이 조정된 정보 백터 S 에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되 는 NT개의 송신신호 xi, 2,' '',^ 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬
W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할
, 2,■ X
올 한다. ^는 백터 X를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
[84] 【수학식 5]
[86] 여기에서, γνϋ는 i 번째 송신 안테나와 j 번째 정보간의 가중치를 의미한다. W는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
[87] 수신신호는 NR 개의 수신 L>테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 y^yi^'-'^yN,은 백터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
[88] 【수학식 6】
[89] y ~ , ',' ■■' y'NR
[90] 다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j 로부터 수신 안테나 i 를 거치 는 채널을 로 표시하기로 한다. 에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
[91] 한편, 도 7(b)은 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 백터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 7(b)에서,
총 NT 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i 로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타 낼 수 있다.
[92] 【수학식 7】
[93] \ "iTi =\ L"hil ' hrti2' ·.· ' h niNT 1 J
[94] 따라서 , NT개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채 널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[95] 【수 8]
[97] 실제 채널에는 채널 행렬 H를 거친 후에 백색잡음 (AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 f ,n2,-..,nNR은 다음과 같이 표현될 수 있다. [98] 【수학식 9】
[99] n = ["1, ,...,¾1ᅵ「
[100] 상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[101] 【수학식 10】
[103] 한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT와 같다. 즉, 채널 행렬 H는 행렬이 NRXNT된다.
[104] 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 랭크 (raw:(H))는 다음과 같이 제한된다.
[105] 【수학식 11】
[106] rank H)≤min(NT,NR)
[107] 랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition) 하였을 때, 0 이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해 (singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 탱크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서 로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
[108] 참조 신호 (Reference Signal; RS)
[109] 무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해 서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수 신측에서 을바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보 정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정 보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다.
[110] 다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수 신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송 신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.
[111] 하향링크 참조신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호 (Co隱 on Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호 (Dedicated Reference Signal; DRS)가 있다. 이러한 참조신호들에 의해 채널 추정 및 복조를 위한 정보가 제공될 수 있다.
[112] 수신측 (단말)은 CRS 로부터 채널의 상태를 추정하여 CQI (Channel Quality Indicator), PMKPrecoding Matrix Index) 및 /또는 RI (Rank Indicator )와 같은 채널 품 질과 관련된 지시자를 송신측 (기지국)으로 피드백할 수 있다. CRS 는 셀 -특정 (cell-specific) 참조신호라 불릴 수도 있다. 또는 CQI/PMI/RI 와 같은 채널 상태 정
보 (Channel State Information; CSI)의 피드백과 관련된 RS를 별도로 CSI-RS로 정의 할 수도 있다.
[113] 한편, DRS 는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE 를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS 의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고, 해당 PDSCH가 매핑된 경우에만 DRS가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있 다. DRS 는 단말 -특정 (UE-specific) 참조신호 또는 복조용 참조신호 (Demodulat ion Reference Signal; DMRS)라 불릴 수도 있다.
[114] 도 8은 기존의 3GPP LTE시스템 (예를 들어, 릴리즈 -8)에서 정의하는 CRS 및 DRS가 하향링크 자원블록 쌍 (RBpair) 상에 매핑되는 패턴을 나타내는 도면이다. 참 조신호가 매핑되는 단위로서의 하향링크 자원블록 쌍은 시간 상으로 하나의 서브프레 임 X주파수 상으로 12 부반송파의 단위로 표현될 수 있다. 즉, 하나의 자원블록 쌍은 시간 상으로 일반 CP의 경우 (도 8(a))에는 14 개의 OFDM심볼 길이 , 확장된 CP의 경 우 (도 8(b))에는 12 개의 OFDM심볼 길이를 가진다.
[115] 도 8 은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 참조신호의 자 원블록 쌍 상에서의 위치를 나타낸다. 도 8 에서 '0', '1', '2' 및 '3' 으로 표시된 자원 요소 (RE)는, 각각 안테나 포트 인텍스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타 낸다. 한편, 도 8에서 'D'로 표시된 자원 요소는 DRS의 위치를 나타낸다.
[116] 이하에서는 CRS에 대하여 구체적으로 설명한다.
[117] CRS 는 물리 안테나단의 채널을 추정하기 위해 사용되며, 셀 내에 있는 모든 단말 (UE)들이 공통적으로 수신할 수 있는 참조신호로서, 전대역에 걸쳐 분포한다. CRS는 채널 상태 정보 (CSI) 획득 및 데이터 복조의 목적으로 사용될 수 있다.
[118] CRS 는 송신측 (기지국)의 안테나 구성에 따라 다양한 형태로 정의된다. 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈 -8) 시스템은 다양한 안테나 구성 (Antenna conf igurat ion)을 지원하며 , 하향링크 신호 송신측 (기지국)은 단일 안테나, 2 전송 안테나, 4 전송 안테 나 등 3 종류의 안테나 구성을 가진다. 기지국이 단일 안테나 전송을 하는 경우에는 단일 안테나 포트를 위한 참조신호가 배치된다. 기지국이 2 안테나 전송을 하는 경우 에는 2 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 시간 분할 다중화 (Time Division Multiplexing) 및 /또는 주파수 분할 다증화 (Frequency Division Mult iplexing) 방식으 로 배치된다. 즉, 2 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 상이한 시간 자원 및 /또는 상이한 주파수 자원에 배치되어 서로 구별될 수 있다. 또한, 기지국이 4 안테나 전송
을 하는 경우에는 4 개의 안테나 포트를 위한 참조신호가 TDM/FDM 방식으로 배치된다. CRS 를 통해 하향링크 신호 수신측 (단말)에 의하여 추정된 채널 정보는 단일 안테나 전송 (Single Antenna Transmission), 전송 다이버시티 (Transmit diversity), 폐—루프 공간 다중화 (Closed-loop Spatial multiplexing), 개 -루프 공간 다중화 (Open-loop Spatial multiplexing), 다중-사용자 (Mult i -User) MIMO(MU-MIMO) 등의 전송 기법으로 송신된 데이터의 복조를 위해 사용될 수 있다.
[119] 다중 안테나를 지원하는 경우, 어떤 안테나 포트에서 참조신호를 전송할 때 에 참조신호 패턴에 따라 지정된 자원요소 (RE) 위치에 참조신호를 전송하고 다른 안 테나 포트를 위해 지정된 자원요소 (RE) 위치에는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
[120] CRS가 자원 블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 12에 따른다.
[121] 【수학식 12】 k― 6 m + (v + vshlft )mod 6
if p = 0 and I = 0
if p = Oand /≠0
if ;? = larid/ = 0
if p = 1 and /≠ 0
mod 2) if p = 2
3 + 3(T7S mod 2) if p -
[123]
[124] vshift =^roel,mod6
[125] 수식 12에서, k 는 부반송파 인덱스이고, 1은 심볼 인덱스이며 , p는 안테나 포트 인덱스이다.
,
ft ΚΤαβ!1
는 하향링크에 할당된 자원블록의 개수이고, 는 슬롯 인덱스이고, 는 셀
ID를 의미한다. mod 는모들러 연산을 의미한다. 주파수 영역에서 참조신호의 위치는
Vshift 값에 의존한다. Vshift 값은 또한 셀 ID에 의존하므로, 참조신호의 위치는 셀 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.
[126] 구체적으로는, CRS 를 통한 채널 추정 성능을 높이기 위해 셀 별로 CRS 의 주 파수 영역 상의 위치를 시프트 (shift)시켜 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 참조신호 가 3 부반송파 마다 위치하는 경우에, 어떤 샐은 3k 의 부반송파 상에, 다른 셀은 3k+l 의 부반송파 상에 배치 되도록 할 수 있다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참 조신호는 주파수 영역에서 6 RE 간격 (즉, 6 부반송파 간격)으로 배치되고, 다른 안테 나 포트를 위한 참조신호가 배치되는 RE 와는 주파수 영역에서 3 RE 간격을 유지한 다.
[127] 또한, CRS에 대해서 전력 부스팅 (power boosting)이 적용될 수 있다. 전력 부 스팅이란, 하나의 OFDM 심볼의 자원요소 (RE)들 중 참조신호를 위해 할당된 RE 가 아 닌 다른 RE 로부터 전력을 가져와서 참조신호를 보다 높은 전력으로 전송하는 것을 의미한다.
[128] 시간 영역에서 참조신호 위치는 각 슬롯의 심볼 인텍스 (1) 0 을 시작점으로 하여 일정한 간격으로 배치된다. 시간 간격은 CP 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4 에 위치하며, 확장된 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 3에 위치한다. 하나의 OFDM 심볼에는 최대 2개의 안테나 포트를 참조신 호만이 정의된다. 따라서 4 전송 안테나 전송 시 , 안테나 포트 0 및 1 을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4 (확장된 CP 경우는 심볼 인덱스 0 및 3)에 위치하 며, 안테나 포트 2 및 3 을 위한 참조신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1 에 위치한다. 단, 안테나 포트 2 및 3 을 위한 참조신호의 주파수 위치는 2 번째 슬롯에서는 서로 스위 칭된다.
[129] 기존의 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈 -8) 시스템보다 높은 스펙트럼 효율성 (Spectral Efficiency)를 지원하기 위하여, 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템 (예를 들어, LTE— A 시스템)을 설계할 수 있다. 확장된 안테나 구성은, 예를 들어 , 8개의 전 송 안테나 구성일 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템에서 기존의 안 테나 구성에서 동작하는 단말들을 지원, 즉, 역방향 호환성 (backward compatibility) 을 지원할 필요가 있다. 따라서, 기존의 안테나 구성에 따른 참조신호 패턴을 지원하 고, 추가적인 안테나 구성에 대한 새로운 참조신호 패턴을 설계할 필요가 있다. 여기 서 , 기존의 안테나 구성을 가진 시스템에 새로운 안테나 포트를 위한 CRS 를 추가하
게 되면 참조신호 오버헤드가 급격하게 증가하여 데이터 전송를을 떨어뜨리는 단점이 있다. 위와 같은 사항을 고려하여 3GPP LTE 의 진화인 LTE-A( Advanced) 시스템에서는 새로운 안테나 포트를 위한 채널 상태 정보 (CSI) 측정을 위한 별도의 참조신호 (CSI-RS)가 도입될 수 있다.
[130] 셀간 간섭 조정 방법
[131] 두 기지국 (eNBl 및 eNB2)이 인접하게 배치되어 두 기지국의 커버리지의 일부 가 겹치는 경우에 , 하나의 기지국으로부터 서빙받는 단말에 대해서 다른'하나의 기지 국으로부터의 강한 하향링크 신호가 간섭을 유발할 수 있다. 예를 들어, 도 1 의 예 시에서 마이크로 기지국 (120)에 의해 서빙받는 단말 (130)은 매크로 기지국 (110)으로 부터의 신호에 의해 간섭을 받을 수 있다. 이와 같이 셀간 간섭이 발생하는 경우에, 인접 샐간 간섭을 완화시키거나 제거하는 방법으로 크게 두가지를 들 수 있다. 첫번 째는 인접 셀로부터 수신하는 신호의 채널 통계 특성을 이용하여 간섭을 완화시키는 방법이다. 예를 들면, 다중 수신 안테나에 수신되는 간섭 신호의 상관 관계를 이용하 여 간섭 신호를 제거하고, 나머지 신호를 결합 (combining)하는 방법을 들 수 있다. 또한 최소 평균 제곱 에러 (匪 SE: Minimum Mean Square Error)-간섭 제거 결합 (IRC: Interference Rejection combining) 방법도 이에 해당하는 간섭 제거 방법이다. 두번 째는 인접 셀로부터 수신되는 신호를 검출하여 제거하는 방법이다. 물리 방송 채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 제거 (Cancel lat ion) 기법, 공용 참조신호 (CRS: Co画 on Reference Signal) 제거 기법 등이 이에 해당될 수 있다.
[132] 상술한 간섭 완화 /제거 기법들을 적용하는 경우, 인접 셀의 채널에 대하여 통계적 특성 또는 순시적 특성 등의 채널 정보가 필요하다. 이때, 인접 셀의 채널 정 보는 CRS를 이용하여 획득될 수 있다. CRS는 셀 식별자 (Cell Identification), 슬롯 (slot) 번호, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple) 심볼 (symbol) 번호, CP Cyclic Prefix)의 길이, 리소스 블록 (RB: Resource Block)의 수, 송신 안테나의 수 의 파라미터로 정의된다. 일반적으로, 셀를러 시스템에서 단말은 핸드오버 등을 위하 여 서빙 셀 외에도 인접 셀의 수신 신호 전력 또는 품질을 추적하고 관리한다. 이 과 정에서, 단말은 CRS 를 정의하기 위한 파라미터 중 하향링크 .리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 제외한 정보를 획득할 수 있다.
[133] 종래에는 인접 셀의 리소스 블록 수와 송신 안테나 수를 알기 위하여, 추가 적으로 인접 셀의 PBCH 를 블라인드 (blind) 검출해야 하는 문제점이 있었다. 예를 들
면, 안테나수를 1로 가정하고 PBCH의 검출을 시도하고, 실패하면 안테나 수를 2로 가정하고 PBCH 의 검출을 시도하는 방식이다. 이러한 검출 과정은 무선 자원을 낭비 하는 결과를 가져온다.
[134] 본 발명에 따르면 인접 셀의 간섭을 제거 또는 완화하기 위하여 인접 셀의 하향링크 리소스 블록 수와 송신 안테나 수에 대한 정보를 효과적으로 획득할 수 있 다.
[135] 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 샐의 간섭을 제거하기 위한 제어 정보의 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
[136] 이하에서는, 도 9를 참조하여 , 단말이 매번 인접 셀의 PBCH를 검출하지 않고 효율적으로 제어 정보를 수신할 수 있는 방법을 설명한다.
[137] 먼저, 단말은 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수의 일치 여부 및 서빙 셀 과 인접 셀의 안테나 수의 일치 여부를 나타내는 지시 정보를 서빙 셀로부터 수신한 다 (S901). 즉, 본 발명에 따르면 매번 인접 샐의 PBCH 를 검출하는 것이 아니라 지시 정보를 기초로 필요한 경우에만 인접 셀의 PBCH를 검출할 수 있다.
[138] 예를 들면, 지시 정보는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블특 수 및 안테나 수 가 모두 일치하는 경우에 "0" 을 가지고, 그 외의 경우 "1" 을 가지는 1 비트의 정 보일 수 있다. 단말은 지시 정보가 "0" 인 경우에는 서빙 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수로부터 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수를 알 수 있으므로 인접 셀 의 PBCH 를 검출하지 않아도 된다. 반면, 지시 정보가 "1" 인 경우에는 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 서빙 셀의 해당 정보와 일치하지 않 으므로 인접 셀의 PBCH를 검출한다.
[139] 또한, 지시 정보는 리소스 블록 수와 안테나 수에 각각 1 비트씩을 할당하여, 각각의 일치 여부를 알 수 있는 2 비트의 정보일 수 있다. 예를 들면, 서빙 셀과 인 접 셀의 리소스 블록 수와 안테나 수가 모두 일치하면 "00" 을 가지고, 리소스 블록 수는 상이하고 안테나 수가 일치하면 "01" 을 가지고, 리소스 블록 수는 일치하고 안테나 수가 상이하면 "10" 을 가지고, 리소스 블록 수와 안테나 수가 모두 상이하 면 "11" 을 가질 수 있다. 리소스 블록 수는 다르지만, 안테나 수가 일치하는 경우 에는 PBCH 검출 과정에서 안테나 수를 알기 위한 블라인드 검출 과정을 거치지 않을 수 있다.
[140] 또한, 지시 정보를 전달하는 메시지는 이하에서 설명하는 여러 메시지 중 하 나가 될 수 있다. 다만, 지시 정보는 이하의 메시지뿐만 아니라, 지시 정보를 전달할 수 있는 다양한 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.
[141] 먼저, 지시 정보는 MIB (Master Information Block) 메시지에 포함되어 전송 될 수 있다.
[142] 표 2는 1비트의 지시 정보를 포함하는 MIB 메시지의 일례를 나타낸다.
[143] 【표 2】
ASN1 START
MasterlnformationBlock SEQUENCE { dl-Bandwidth ENUMERATED {n6, nl5, n25, n50, n75, nlOO} phich-Config PHICH-Config: systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (8))
BW Ant BIT STRING (SIZE(l)) spare BIT STRING (SIZE (9))
•AS 1STOP
[144]
[145] 즉, 표 2의 MIB 메시지는, 표 1의 MIB 메시지에서 1비트인 "BW_Ant" 를 지 시 정보로 추가한 MIB 메시지이다. 단말은 수신한 표 2 의 MIB 메시지로부터 "BW_Ant" 를 확인하여 인접 셀의 PBCH 를 검출해야 하는지 판단할 수 있다. 예를 들 면 "BW_Ant" 가 "0" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 일치하는 것으로 판단하고, 인접 셀의 PBCH 를 검출하지 않을 수 있다. 반면, "BW_Ant" 가 "1" 인 경우에는 서빙 샐과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 상이한 것으로 판단하고 인접 셀의 PBCH를 검출할 수 있다.
[146] 표 3은 2비트의 지시 정보를 포함하는 MIB 메시지의 일례를 나타낸다.
[147] 【표 3】
•ASN1 START
MasterlnformationBlock ::= SEQUENCE { dl-Bandwidth ENUMERATED {n6, nl5, n25, n50, n75, nlOO} phich-Config PHICH-Config: systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (8));
BW Ant BIT STRING (SIZE (2)) spare BIT STRING (SIZE (8))
--ASN1STOP
[148]
[149] 즉, 표 3의 MIB 메시지는, 표 1의 MIB 메시지에서 2비트인 "BW_Ant" 를 지 시 정보로 추가한 MIB 메시지이다. 단말은 수신한 표 3 의 MIB 메시지로부터 "BW_Ant" 를 확인하여 인접 셀의 PBCH 를 검출해야 하는지 판단할 수 있다. 예를 들 면, "BW_Ant" 가 "00" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 일치하는 것으로 판단하고, 인접 셀의 PBCH를 검출하지 않을 수 있다. "BW_Ant' 가 "01" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수는 상이하고 안테나 수는 일치하는 것으로 판단하여 안테나 수를 알기 위한 블라인드 검출 과정 없이 PBCH 를 수신하여 리소스 블록 수를 알 수 있다. "BW_Ant" 가 "11" 인 경우에는 서빙 셀과 인접 셀의 리소스 블록 수 및 안테나 수가 모두 일치하지 않는 것으로 판단하고, 블 라인드 검출 과정을 통하여 인접 셀의 PBCH 를 수신하여 안테나 수 및 리소스 블록 수를 알 수 있다.
[150] 또한, 지시 정보는 SIB(System Information Block) 메시지에 포함되어 전송될 수 있다ᅳ 예를 들면, SIB Typel 부터 SIB Typel3 까지 중에서 유보된 (reserved) 비트 에 지시 정보를 할당하는 방식으로 SIB 메시지를 이용할 수 있다. 이때, 1 비트 또는 2 비트에 지시 정보를 할당할 수 있으며, MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방식으 로 1비트 또는 2비트에 할당할 수 있다.
[151] 또한, 지시 정보는 RA-RNTI (Random Access - Radio Network Temporary Identifier)에 포함되어 전송될 수 있다. 이 방법은 서빙 샐이 인접 셀 리스트 (list) 또는 추적 영역 (tracking area) 내의 인접 셀의 리소스 블록 수와 안테나 수 정보를 RA-RNTI를 이용하여 PDCCH를 수신하는 단말들에게 알려주는 방법이다. 이때, 1비트 또는 2비트에 지시 정보를 할당할 수 있으며 , MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방 식으로 1비트 또는 2비트에 할당할 수 있다.
[152] 또한, 지시 정보는 단말에 특정된 채널 (예를 들면, PDSCH), RRC 시그널링 메 시지 중에서 유보된 영역, 또는 MAC(Medium Access Control) 요소 (element) 메시지 중 에서 유보된 영역에 할당되어 전송될 수 잇다. 이때, 1비트 또는 2비트에 지시 정보 를 할당할 수 있으며, MIB 메시지에서 설명한 바와 동일한 방식으로 1비트 또는 2비 트에 할당할 수 있다.
[153] 또한, 단말은 서빙 셀로부터 지시 정보를 주기적으로 수신할 수 있다. 이 경 우 단말의 요청 여부와 무관하게 주기적으로 지시 정보를 전송함으로써 단말이 지시 정보를 요청하는 과정을 생략할 수 있다. 반대로, 단말은 비주기적으로 지시 정보가 필요할 경우 서빙 셀에 요청하여 지시 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 지시 정보가 이용되는 경우가 빈번하지 않을 때 지시 정보가 빈번하게 전송되어 무선 자원이 낭비 되는 것을 방지할 수 있다.
[154] 또한, 단말은 복수의 인접 셀이 존재하는 경우, 복수의 인접 셀에 대한 각각 의 지시 정보를 수신하고, 각각의 지시정보와 함께 각각의 인접 셀을 식별할 수 있는 식별자를 수신할 수 있다. 예를 들면, 인접 셀이 2 개인 경우, 지시 정보를 위하여 할당된 비트 영역 내에서, 첫번째 비트 영역에 계 1 인접 셀에 대한 지시 정보, 두번 째 비트 영역에 제 1 인접 셀의 셀 식별자, 세번째 비트 영역에 제 2 인접 셀에 대한 지시 정보, 네번째 비트 영역에 제 2 인접 셀의 셀 식별자를 순서대로 할당할 수 있 다.
[155] 다음으로, 단말은 수신한 지시 정보에 따라 리소스 블록 수 및 안테나 수 중 적어도 하나가 불일치 하는 경우, 인접 셀의 PBCH 를 수신하고 (S903), 리소스 블록 수 및 안테나 수를 결정한다 (S905). 예를 들면, 지시 정보가 1 비트로서 모두 일치 또는 적어도 하나의 불일치를 나타내는 경우, 수신한 지시 정보가 적어도 하나의 불 일치를 나타내는 값을 가질 때, PBCH를 블라인드 검출하여 안테나 수 및 리소스 블록 수를 검출한다. 또한, 지시 정보가 2 비트로서 리소스 블록 수 및 안테나 수 각각의
일치 여부를 나타낼 수 있을 때에는 불일치하는 정보만을 수신할 수 있다. 예를 들면, 안테나 수는 일치하고 리소스 블록 수만 불일치하는 경우, 안테나 수의 검출을 위한 블라인드 검출 과정 없이 인접 셀의 PBCH 를 수신하여 리소스 블록 수를 결정할 수 있다.
[156] 다음으로, 단말은 인접 셀의 리소스 블톡 수 및 인접 셀의 안테나 수를 이용 하여 인접 셀의 CRS 를 수신할 수 있다 (S907). 상술한 바와 같이 CRS 를 정의하는 정 보 중 리소스 블록 수 및 안테나 수를 제외한 셀 식별자, 슬롯 번호, OFDM 심볼 번호, CP 의 길이는 알고 있으므로, 리소스 블톡 수 및 안테나 수를 알면 인접 셀의 CRS 를 수신할 수 있다.
[157] 다음으로, 단말은 인접 셀의 CRS 를 이용하여 인접 셀의 채널을 추정할 수 있 다 (S909). 단말이 인접 셀의 CRS 를 이용하여 인접 셀의 채널을 추정하면 상술한 여 러 간섭 조정 기법 중 하나를 적용하여 서빙 셀로부터의 수신 신호에서 인접 셀로부 터의 간섭을 조정할 수 있다 (S911).
[158] 도 10은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
[159] 도 10 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 110) 및 단말 (UE, 120)을 포함한다. 하향링크에서 송신기는 기지국 (110)의 일부이고 수신기는 단말 (120)의 일 부이다. 상향링크에서 송신기는 단말 (120)의 일부이고 수신기는 기지국 (110)의 일부 이다. 기지국 (110)은 프로세서 (112), 메모리 (114) 및 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 유닛 (116)을 포함한다. 프로세서 (112)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법 들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (114)는 프로세서 (112)와 연결되고 프로세서 (112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (116)은 프로세서 (112)와 연 결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 단말 (120)은 프로세서 (122), 메모리 (124) 및 RF 유닛 (126)을 포함한다. 프로세서 (122)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방 법들을 구현하도톡 구성될 수 있다. 메모리 (124)는 프로세서 (122)와 연결되고 프로세 서 (122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (126)은 프로세서 (122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 (110) 및 /또는 단말 (120)은 단 일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
[160] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지
않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들 의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함 될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청 구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거 나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[161] 본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동 작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국 을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단 말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트 워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있 다. 또한, 단말은 UECUser Equi ment), MS (Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
[162] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs pplication specific integrated circuits) , DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices), PLDs( rogrammable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로 세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[163] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단 에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[164] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구 체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범
위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[165] 본 발명에서 제안하는 방안은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설 명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것아 가 능하다.