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.
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 "가지다" 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 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 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.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station: BS)(20)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..
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 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 UE을 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.
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 UE에 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 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)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.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 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 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 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, CP의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 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.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 UE에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 UE의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
표 1
UL-DL 설정 | 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) | 서브프레임 인덱스 |
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
0 | 5 ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | U |
1 | 5 ms | D | S | U | U | D | D | S | U | U | D |
2 | 5 ms | D | S | U | D | D | D | S | U | D | D |
3 | 10 ms | D | S | U | U | U | D | D | D | D | D |
4 | 10 ms | D | S | U | U | D | D | D | D | D | D |
5 | 10 ms | D | S | U | D | D | D | D | D | D | D |
6 | 5 ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | D |
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, UE은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
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 NRB 개의 자원블록(RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 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. 즉, OFDM 심벌의 수는 전술한 CP의 길이에 따라 변경될 수 있다. 특히, 3GPP LTE에서는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 7개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로, 그리고 확장 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 6개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로 정의하고 있다.
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: RE)라 한다.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5에서는 노멀 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다. 그러나, 순환 전치(Cyclic Prefix: CP)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 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(RE)를 포함할 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 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 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 첫 번째 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 복호를 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 첫 번째 서브프레임의 두 번째 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.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, UE은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
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.
기지국은 UE에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(radio network temporary identifier: RNTI)가 마스킹된다. 특정 UE을 위한 PDCCH라면 UE의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(system information block: SIB)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 복호를 사용한다. 블라인드 복호는 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(RNTI)를 CRC에 마스킹한다.
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 UE에 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.
UE이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 전송시간구간(TTI) 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI (rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7의 (a)을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 UE에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, UE에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 도 7의 (b)을 참조하면, 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에서는 UE에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier: CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, UE에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속되어 있는 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
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 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 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. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.
특정 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, UE은 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. UE은 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.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. UE은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(System Information: SI)를 수신할 수 있다. 반면, UE은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 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.
서빙 셀은 반송파 집성이 설정되지 않거나 반송파 집성을 제공할 수 없는 UE인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. 반송파 집성이 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 UE에게 설정된 셀을 나타내며 복수로 구성될 수 있다. 하나의 서빙 셀은 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 {하향링크 요소 반송파, 상향링크 요소 반송파}의 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 서빙 셀은 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수로 구성된 집합으로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(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.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 8을 참조하면, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 UE은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/복호를 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 UE 특정적(UE-specific), UE 그룹 특정적(UE group-specific), 또는 셀 특정적(cell-specific)으로 설정될 수 있다.
도 8에서는 3개의 DL CC(DL CC A, DL CC B, DL CC C)가 집성되고, DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 예를 나타내고 있다. UE은 DL CC A의 PDCCH를 통해 DL CC A, DL CC B, DL CC C의 PDSCH에 대한 DL 그랜트를 수신할 수 있다. DL CC A의 PDCCH를 통해 전송되는 DCI에는 CIF가 포함되어 어느 DL CC에 대한 DCI인지를 나타낼 수 있다.
한편, 서브프레임에는 다양한 참조 신호(reference signal, RS)가 전송된다.
참조 신호는 일반적으로 시퀀스로 전송된다. 참조 신호 시퀀스는 특별한 제한 없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다. 참조 신호 시퀀스는 PSK(phase shift keying) 기반의 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스(PSK-based computer generated sequence)를 사용할 수 있다. PSK의 예로는 BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 ZC(Zadoff-Chu) 기반 시퀀스(ZC-based sequence), 순환 확장(cyclic extension)된 ZC 시퀀스(ZC sequence with cyclic extension), 절단(truncation) ZC 시퀀스(ZC sequence with truncation) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스를 사용할 수 있다. PN 시퀀스의 예로는 m-시퀀스, 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스, 골드(Gold) 시퀀스, 카사미(Kasami) 시퀀스 등이 있다. 또, 참조 신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용할 수 있다.
하향링크 참조 신호는 셀 특정 참조 신호(cell-specific RS, CRS), MBSFN(multimedia broadcast and multicast single frequency network) 참조 신호, 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS, URS), 포지셔닝 참조 신호(positioning RS, PRS) 및 CSI 참조 신호(CSI-RS)로 구분될 수 있다. CRS는 셀 내 모든 UE에게 전송되는 참조 신호로, CRS는 CQI 피드백에 대한 채널 측정과 PDSCH에 대한 채널 추정에 사용될 수 있다. MBSFN 참조 신호는 MBSFN 전송을 위해 할당된 서브프레임에서 전송될 수 있다. URS는 셀 내 특정 UE 또는 특정 UE 그룹이 수신하는 참조 신호로, 복조 참조 신호(demodulation RS, DM-RS)로 불릴 수 있다. DM-RS는 특정 UE 또는 특정 UE 그룹이 데이터 복조에 주로 사용된다. PRS는 UE의 위치 추정에 사용될 수 있다. CSI-RS는 LTE-A UE의 PDSCH에 대한 채널 추정에 사용된다. CSI-RS는 주파수 영역 또는 시간 영역에서 비교적 드물게(sparse) 배치되며, 일반 서브프레임 또는 MBSFN 서브프레임의 데이터 영역에서는 생략(punctured)될 수 있다.
도 9는 기지국이 하나의 안테나 포트를 사용하는 경우, CRS가 RB에 맵핑되는 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, R0은 기지국의 안테나 포트 번호 0에 의해 전송되는 CRS가 매핑되는 RE를 나타낸다.
CRS를 위한 참조신호(RS) 시퀀스 rl,ns(m)은 다음과 같이 정의된다.
여기서, m=0,1,...,2NmaxRB-1, NmaxRB는 RB의 최대 개수, ns는 무선 프레임 내 슬롯 번호, l은 슬롯 내 OFDM 심벌 번호이다.
의사 난수 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i)는 다음과 같은 길이 31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의되고, 출력 c(n)은 다음과 같이 정의된다.
여기서, Nc=1600, 첫번째 m-시퀀스는 x1(0)=1, x1(n)=0, m=1,2,...,30을 이용하여 초기화된다. 두번째 m-시퀀스는 각 OFDM 심벌의 시작에서 cinit=210(7(ns+1)+l+1)(2Ncell
ID+1)+2Ncell
ID+NCP로 초기화된다. Ncell
ID는 셀의 물리 셀 ID (Physical Cell Identity: PCI)이다. NCP는 정규 CP에서 1이고, 확장 CP에서 0이다.
CRS는 PDSCH 전송을 지원하는 셀 내의 모든 하향링크 서브프레임에서 전송된다. CRS는 안테나 포트 0 내지 3 상으로 전송될 수 있으며, CRS는 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다.
셀 ID(identity)를 기반으로 하는 시드(seed) 값에서 생성된 유사 랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence) rl,ns(m)는 아래의 수학식 3과 같이 복수 값 변조 심벌(complex-valued modulation symbol) a(p)
k,l로 자원 맵핑된다.
여기서, ns는 하나의 무선 프레임 내의 슬롯 번호이고, p는 안테나 포트이며, ℓ 은 슬롯 내의 OFDM 심벌 번호이다. k는 부반송파 인덱스이다. ℓ,k는 다음 식과 같이 표현된다.
위 수학식에서 p는 안테나 포트를 나타내고, ns는 슬롯 번호 0또는 1을 나타낸다.
k는 셀 ID(NCell ID)에 따라 6개의 쉬프트된 인덱스를 가진다. 따라서, 6의 배수인 0, 6, 12 의 셀 ID를 갖는 셀들은 서로 동일한 부반송파 위치 k에서 CRS를 전송한다.
위 수학식에 나타난 ℓ 은 안테나 포트 p에 따라 결정되는데, 가능한 ℓ 의 값은 0,4,7,11이다. 따라서, CRS는 0,4,7, 11 심볼 상에서 전송된다.
하나의 안테나 포트의 CRS에 할당된 자원 요소(RE)는 다른 안테나 포트의 전송에 사용될 수 없고, 영(zero)로 설정되어야 한다. 또한, MBSFN(multicast-broadcast single frequency network) 서브프레임에서 CRS는 non-MBSFN 영역에서만 전송된다.
도 10a는 차세대 무선 통신 시스템을 위한 새로운 반송파를 예시적으로 나타낸다.
기존 3GPP LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템은 하향링크 반송파를 통해 기준신호, 동기 신호, 제어채널 등이 전송된다. 이와 같이, 3GPP LTE/LTE-A에 기반하는 하향링크 반송파를 기존(legacy) 반송파라고 한다. 그러나, LTE/LTE-A 이후의 차세대 무선 통신 시스템에서는 복수의 서빙셀 간의 간섭을 완화하고 반송파의 확장성을 향상하기 위해 새로운 반송파를 도입할 수 있다. 이를 확장 반송파(extension carrier) 또는 NCT(new carrier type)이라고 한다. 확장 반송파에 기반하는 셀을 확장 셀이라고 한다.
이러한 NCT는, 기존 매크로 셀(200)에 의해서 사용될 수 있다. 또한, NCT는, 기존 매크로 셀(200) 커버리지 내에 위치하되, 저전력 송신 파워를 갖는 하나 이상의 소규모 셀(300)(또는 피코셀, 펨토셀 또는 마이크로 셀이라고도 함)에 의해서 사용될 수 있다.
NCT가 프라이머리 셀(즉, PCell)로서 사용될 수도 있으나, NCT는 주로 기존 형태의 프라이머리 셀(즉, PCell)과 함께 세컨더리 셀(즉, SCell)로만 사용되는 것을 고려한다. 프라이머리 셀(즉, PCell)에서 기존 형태의 서브프레임이 사용되고, 세컨더리 셀(즉, SCell)에서 NCT 서브프레임이 사용되는 경우, 서브프레임에 대한 설정이 세컨더리 셀(즉, SCell)을 통해 시그널링될 수 있다. 상기 NCT 서브프레임이 사용되는 세컨더리 셀(즉, SCell)은 상기 프라이미리 셀(즉, PCell)에 의해서 활성화될 수 있다.
위와 같이 NCT가 세컨더리 셀로만 사용될 경우에는, 기존의 UE들을 고려하지 않기 때문에, 기존의 UE들은 NCT를 사용하는 세컨더리 셀을 셀 검출, 셀 선택, 셀 재선택을 수행할 필요가 없다. 또한 세컨더리 셀로만 사용되는 NCT는 기존의 UE들이 인식할 수 없기 때문에, 기존의 세컨더리 셀에 비해 불필요한 요소들을 줄일 수 있어, 보다 효율적인 운용이 가능해 진다.
또한, NCT에서는 고정적인 높은 빈도(density)로 전송되는 CRS의 전송이 생략 또는 대폭 축소된다. 기존 반송파에서 CRS는 전 시스템 대역에 걸쳐 모든 하향링크 서브프레임에서 전송되는 것과 대조적으로, NCT에서 CRS는 전송되지 않거나, 또는 시스템 대역의 일부에 걸쳐 특정 하향링크 서브프레임에서 전송될 수 있다. 따라서, NCT에서 CRS는 복조에 사용되지 않고, 동기 트랙킹에만 사용될 수 있으며, 이런 점에서 CRS는 TRS(tracking RS) 또는 eSS(Enhanced synchronization signal) 또는 RCRS(Reduced CRS)라고 불릴 수 있다.
이러한 TRS는 1개의 RS 포트를 통해 전송될 수 있다. 이러한 TRS는 전 주파수 대역 또는 일부 주파수 대역을 통해 전송될 수 있다.
기존 반송파에서 PDCCH는 CRS를 기반으로 복조되지만, NCT에서 PDCCH는 전송되지 않을 수 있다. NCT에서 데이터 복조는 DMRS(또는 URS)만이 사용된다.
따라서, UE는 DMRS(또는 URS)에 기반하여, 하향링크 데이터를 수신하고, 상대적으로 낮은 빈도로 전송되는 CSI-RS에 기반하여 채널 상태를 측정한다.
NCT를 이용하게 되면, 참조 신호로 인한 오버헤드가 최소화되므로, 수신 성능이 향상되고, 효율적인 무선 자원의 사용이 가능하다.
도 10b는 차세대 무선 통신 시스템으로 될 가능성이 있는 매크로 셀과 소규모 셀의 혼합된 이종 네트워크의 환경을 도시한 도면이다.
도 10b를 참조하면, 매크로 셀(200)은 하나 이상의 소규모 셀(300a, 300b, 300c, 300d)과 중첩된 이종 네트워크 환경이 나타나 있다. 매크로 셀(200)의 서비스는 매크로 기지국(Macro eNodeB, MeNB)에 의해 제공된다. 본 명세서에서 매크로 셀과 매크로 기지국은 혼용될 수 있다. 매크로 셀(200)에 접속된 UE은 매크로 UE(Macro UE)로 지칭될 수 있다. 매크로 UE은 매크로 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하고, 매크로 기지국에게 상향링크 신호를 전송한다.
이와 같은 이종 네트워크에서는 상기 매크로셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 소규모 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 매크로셀의 커버리지 빈틈을 메꿀 수 있다. 또한, 상기 소규모 셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 매크로 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 전체적인 성능을 향상(boosting)시킬수 있다.
한편, 상기 소규모 셀은 현재 LTE/LTE-A로 배정된 주파수 대역을 사용하거나, 혹은 더 높은 주파수 대역(예컨대 3.5GHz 이상의 대역)을 사용할 수도 있다.
다른 한편, 향후 LTE-A 시스템에서는 상기 소규모 셀은 독립적으로는 사용되지 못하고, 매크로 셀의 도움 하에 사용될 수 있는 매크로 셀-보조 소규모 셀(macro-assisted small cell)로만 사용하는 것도 고려하고 있다.
이러한 소규모 셀들(300a, 300b, 300c, 300d)은 서로 비슷한 채널 환경을 가질 수 있고, 서로 근접한 거리에 위치하기 때문에 소규모 셀들 간의 간섭이 큰 문제가 될 수 있다.
이러한 간섭 영향을 줄이기 위해, 소규모 셀(300b, 300c)은 자신의 커버리지를 확장하거나 축소할 수 있다. 이와 같이 커버리지의 확장 및 축소를 셀 숨쉬기(cell breathing)이라고 한다. 예컨대 도시된 바와 같이, 상기 소규모셀(300b, 300c)은 상황에 따라 온(on)되거나, 혹은 오프(off)될 수 있다.
다른 한편, 상기 소규모 셀은 현재 LTE/LTE-A로 배정된 주파수 대역을 사용하거나, 혹은 더 높은 주파수 대역(예컨대 3.5GHz 이상의 대역)을 사용할 수도 있다.
한편, UE는 상기 매크로 셀과 소규모셀에 이중 연결(dual connectivity)할 수도 있다. 상기 이중 연결(dual connectivity)을 가능한 시나리오들이 도 11a 내지 도 11d에 나타내었다.
도 11a 및 도 11b는 매크로 셀과 소규모 셀에 대해 가능한 이중 연결의 시나리오들을 나타낸다.
도 11a에 도시된 것과 같이 UE는 매크로 셀을 제어 평면(Control-plane: 이하 ‘C-plane’이라 함)으로 설정받고, 소규모 셀을 사용자 평면(User-plane 이하 ‘U-plane’이라 함)으로 설정받을 수 있다.
또는 도 11b에 도시된 바와 같이, UE는 소규모 셀을 C-plane으로 설정받고, 매크로 셀을 U-plane으로 설정받을 수 있다. 본 명세서에서는 편의를 위해, C-Plane의 셀을 ‘C-Cell’이라 명칭하고, U-Plane의 셀을 ‘U-Cell’이라 하겠다.
여기서, 언급한 C-Plane이라 함은, RRC 연결 설정 및 재설정, RRC 유휴 모드, 핸드오버를 포함한 이동성, 셀 선택, 재선택, HARQ 프로세스, 반송파 집성(CA)의 설정 및 재설정, RRC 설정을 위한 필요한 절차, 랜덤 액세스 절차 등을 지원하는 것을 의미한다. 그리고 언급한 U-Plane이라 함은 애플리케이션의 데이터 처리, CSI 보고, 애플리케이션 데이터에 대한 HARQ 프로세스, 멀티캐스팅/브로드캐스팅 서비스 등을 지원하는 것을 의미한다.
UE의 관점에서, C-plane 및 U-plne의 설정은 다음과 같다. C-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, U-Cell은 세컨더리 셀로 설정될 수 있다. 혹은 반대로, U-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, C-Cell은 세컨더리 셀로 설정될 수 있다. 혹은 C-Cell은 별도로 특별하게 처리하고, U-Cell은 프라이머리 셀로 설정될 수도 있다. 혹은, C-Plane 및 U-Cell은 모두 프라이머리 셀로 설정될 수 있다. 다면, 본 명세서에서 설명의 편의상 C-Cell은 프라이머리 셀로 설정되고, U-Cell은 세컨더리 셀로 설정되는 것으로 가정하여 이하 설명된다.
도 12는 측정 및 측정 보고 절차를 나타낸다.
이동 통신 시스템에서 UE(100)의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 도 12에 도시된 바와 같이 UE(100)은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)(200)에 대한 품질 및 이웃 셀(300)에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. UE(100)은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 UE에게 최적의 이동성을 제공한다. 흔히 이러한 목적의 측정을 무선 자원 관리 측정(radio resource management: RRM)라고 일컫는다.
한편, UE(100)는 CRS에 기반하여 프라이머리 셀(Pcell)의 하향링크 품질을 모니터링 한다. 이를 RLM(Radio Link Monitoring)이라고 한다. RLM을 위해서, UE(100)는 하향링크 품질을 추정하고, 상기 추정된 하향링크 품질을 임계값과 비교한다.
이때, UE(100)은 다음 3가지 방법으로 측정을 수행할 수 있다.
1) RSRP(reference signal received power): 전 대역에 걸쳐 전송되는 CRS를 운반하는 모든 RE의 평균 수신 전력을 나타낸다. 이때 CRS 대신 CSI RS를 운반하는 모든 RE의 평균 수신 전력을 측정할 수도 있다.
2) RSSI(received signal strength indicator): 전체 대역에서 측정된 수신 전력을 나타낸다. RSSI는 신호, 간섭(interference), 열 잡음(thermal noise)을 모두 포함한다.
3) RSRQ(reference symbol received quality): CQI를 나타내며, 측정 대역폭(bandwidth) 또는 서브밴드에 따른 RSRP/RSSI로 결정될 수 있다. 즉, RSRQ는 신호 대 잡음 간섭 비(SINR; signal-to-noise interference ratio)를 의미한다. RSRP는 충분한 이동성(mobility) 정보를 제공하지 못하므로, 핸드오버 또는 셀 재선택(cell reselection) 과정에서는 RSRP 대신 RSRQ가 대신 사용될 수 있다.
RSRQ = RSSI/RSSP로 산출될 수 있다. 또는 RSRQ = N*RSSI/RSSP로 산출될 수도 있다. 여기서 N은 RSSI를 측정하는 대역폭에 관련된 변수(예컨대 PRB 개수) 또는 함수일 수 있다.
도 12에서는 예시적으로 UE(100)의 서빙 셀이 매크로 셀(200)이고 이웃 셀이 소규모 셀(300)인 것으로 나타나 있다. 따라서, 상기 서빙셀인 매크로 셀(200) 및 이웃셀인 소규모 셀(300)이 각기 CRS(Cell-specific Reference Signal)를 전송하면, 상기 UE(100)은 상기 CRS를 통하여, 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 포함하는 RRC 측정 보고 메시지를 서빙셀인 매크로 셀(200)로 전송한다.
그런데, 만약 상기 매크로 셀(200)이 LTE/LTE-A로 배정된 주파수 대역(예컨대, 2GHz)에서 동작하고 상기 소규모 셀(300)은 더 높은 주파수 대역(예컨대 3.5GHz 이상의 대역)에서 동작하는 경우, 상이한 주파수 간(Inter-frequency) 측정을 수행해야 한다.
이때, 차기 시스템에서 각 UE는 셀 어소시에이션(cell association), 예컨대 셀 선택 및 재선택을 결정할 때, 인접 주파수(intra-frequency)의 셀에 대해서는 RSRP를 기준으로 할 수 있으며, 상이한 주파수(inter-frequency)의 셀에 대해서는 RSRQ를 기준으로 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 RSRQ=RSSI/RSSP또는 RSRQ=N*RSSI/RSSP로 산출되는데, 상기 RSSI는 해당 주파수 혹은 대역에서 셀 부하(cell loading), 예컨대 트래픽의 존재 유무 혹은 트래픽의 양에 따라서 변화할 수 있다. 일례로 매크로 셀에 트래픽이 많은 경우에는, 상기 매크로 셀의 RSSI는 소규모 셀에 비해서 높게 나타날 수 있다. 따라서, 서로 다른 주파수(Inter-frequency)를 갖는 셀들 혹은 셀 그룹들 사이에서 하나를 선택할 때에는, 셀 부하(cell loading)도 함께 고려된다고 볼 수 있다.
그러나 인접 주파수(intra-frequency)에서 동작하는 두 셀들 중 어느 하나를 선택 및 재선택할 때에는 RSRP를 기준으로 하므로, 셀 부하 정도가 고려되지 않는 단점이 있다.
또한, 이와 같이 셀 부하 정도가 고려되지 않는 것은, 셀 선택 및 재선택시 뿐만 아니라, 이중 연결(dual connectivity) 혹은 반송파 집성(CA)를 위해 추가할 세컨더리 셀을 선택할 경우에도 마찬가지이다. 여기서 상기 세컨더리 셀의 추가를 위해서, UE는 주변의 이웃 셀들의 정보(예컨대, RRM 측정 결과)를 서빙 셀에 전송하고, 상기 서빙 셀이 최종적으로 상기 세컨더리 셀을 선택하는 것일 수 있다.
이하, 전술한 단점을 해결하기 위한 본 명세서의 개시들에 대해서 설명하기로 한다.
<본 명세서의 개시에 따른 방안
본 명세서의 개시들에 따르면, 인접한 주파수(intra-frequency)에서 동작하는 복수의 셀들 중에서 UE가 하나 이상을 선택함에 있어서, 셀 부하 정보가 고려될 수 있도록 하는 방안들이 제시된다. 본 명세서의 개시들에 따른 방안들은 세부적으로 UE가 셀 부하 정보를 획득하는 경우와 UE가 셀 부하 정보를 알 필요가 없는 경우(셀 부하에 따라서 RRM의 대상이 되는 기준(reference)를 설정하는 방안)로 나누어 기술하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 셀 부하 정보(이하 트래픽의 양)라는 용어는 해당 셀에 대응되는 전체 RB(Resource Block)에서 사용 중인 RB의 개수로 표현할 수도 있고, 복수의 서브프레임 동안(이하 트래픽 측정 구간)에 서브프레임 당 평균적으로 사용중인 RB로 표현될 수도 있다. 상기 사용중인 RB라 함은 SCH, PBCH, (E-)PDCCH, PDSCH 등을 포함한 RB로 정의될 수도 있고, UE 특정적(UE-specific) 채널(예컨대, USS(UE-specific Search Sapce) PDCCH, 그리고 이에 대응되는 PDSCH, DMRS 등)이 포함된 RB로 정의될 수 도 있다. 또한, 셀 부하 정보는 측정 구간 동안 관측한 과거 혹은 현재의 값일 수도 있고, 보간법(interpolation), 보외(extrapolation) 등의 기법을 이용하여 추정한 예측 값일 수도 있다.
1. 본 명세서의 제1 개시에 따라 UE가 셀 부하 정보를 추가로 활용하는 방안
차기 시스템에서 각 UE는 서빙셀로부터의 상위 계층 시그널로부터 상기 이웃셀의 셀 부하 정보(예컨대, 트래픽 양 정보)를 획득하거나 혹은 이웃 셀의 탐색 신호로부터, 상기 이웃셀의 셀 부하 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 명세서의 제1 개시에 따른 방안을 나타낸 예시적 흐름도이다.
도 13을 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 예시적으로 매크로 셀(200)과 소규모 셀(300)이 나타나 있다.
이때, 만약 상기 UE(100)의 서빙 셀이 상기 매크로 셀(200)인 경우, 상기 매크로 셀(200)의 상위 계층 시그널로부터 이웃셀인 상기 소규모 셀(300)의 부하 정보를 획득할 수 있다.
혹은, 상기 UE(100)는 상기 이웃셀인 소규모 셀(300)의 탐색 신호로부터 부하 정보를 획득할 수 있다. 이는, 상기 UE(100)의 서빙 셀이 아직 정해져 있지 않은 경우에 유용할 수 있다. 상기 UE(100)는 상기 탐색 신호에 포함된 부하 정보를 추출하는 것일 수 있다. 혹은 상기 탐색 신호가 상기 부하 정보에 따라 그 전송 패턴이 달라질 수 있는 경우, 상기 UE(100)는 수신되는 탐색 신호의 패턴에 따라서 부하 정보를 간접적으로 도출할 수 도 있다.
상기 UE(100)는 상기 획득한 셀 부하 정보를 통해 인접한 주파수(intra-frequency)상에서 동작하는 복수의 셀들 중에서 부하가 적은 셀을 선택함으로써, 로드 밸런싱(load balancing) 효과를 획득할 수 있다.
다음은 UE(100)가 획득한 셀 부하 정보를 활용한 셀 어소시에이션(cell association) 방법에 대한 구체적인 방안들이다.
제1 방안으로서, UE(100)는 셀들 간의 RRM을 위한 참조신호(예컨대, CRS)에 대한 RSRP를 비교하기에 앞서, 셀 부하 정보를 먼저 고려할 수 있다. 상기 셀 부하 정보는 미리 혹은 상위 계층 시그널을 통해서 트래픽 양에 따라서 몇 단개(level)로 나눌 수 있으며, 트래픽의 양이 특정한 상한 임계값(미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정된 임계값) 이하인 경우에 대응되는 셀들에 대해서만 UE(100)가 RSRP 비교를 통한 셀 어소시에이션(cell association)을 수행하도록 한다. 또는, UE(100)는 상기 해당 셀들에 대한 RRM 측정 결과(예컨대, RSRP)를 서빙 셀로 전송하고, 서빙 셀은 이중 연결(dual-connectivity) 혹은 반송파 집성(CA)를 위한 셀을 선택하여 UE에게 알려 줄 수도 있다. 상기 트래픽의 양은 특정 측정 구간 동안 해당 셀에서 사용 중인 서브프레임(예약된 서브프레임 포함)과 RB의 개수나 퍼센테이지(percentage)(전체 RB 대비)로 표현될 수 있다. 상기 상한 임계값 대신에, 사용중인 자원의 비율이 가장 낮은 것을 기준으로 정의되는 하한 임계값 (미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정된 개수)이 사용될 수도 있다. 상기 임계값들은 미리 지정하거나 상위 계층 시그널에서 설정할 수 있다.
제2 방안으로서, UE(100)는 셀들 간의 RRM을 위한 참조 신호(예컨대, CRS)에 대한 RSRP들을 비교하여, RSRP의 값이 특정 임계값 값(미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정)을 넘는 셀들을 결정한다. 다음으로, 상기 UE(100)는 결정된 셀들에 대해서 셀 부하 정보를 비교하여 셀 어소시에이션(association)을 수행할 수 있다. 상기 셀 부하 정보는 특정 측정 구간 동안 해당 셀에서 사용 중인 서브프레임(예약된 서브프레임 포함)과 RB의 개수 혹은 퍼센테이지(전체 RB 대비)를 포함할 수 있다. 상기 결정된 셀들 중에서 자원 사용률이 가장 낮은 셀이 최종 셀로 선택될 수도 있고, 상위 계층 시그널에서 설정할 수 있는 여유(margin) 값을 도입하여 자원 사용률이 낮은 셀들 중에서 일부 셀이 최종 셀로 선택되도록 할 수도 있다.
제3 방안으로서, UE(100)가 셀 부하 기반 셀 어소시에이션(association)을 수행함에 있어서 RRM을 위한 참조신호(RS)에 대한 RSRP와 셀 부하 정보(예를 들어 자원 사용률)를 동시에 고려할 수 있다. 동시에 고려하는 일례를 설명하면 다음과 같다. 먼저, a) UE(100)는 RSRP, RSRQ, RSSI, 그리고 해당 셀의 스케줄링 정보를 기반으로 임시 SINR을 계산하고, b) 자원 사용률 혹은 해당 셀에서 사용 가능한 자원의 양(예를 들어 평균 RB 개수, 대역폭(BW) 크기)를 이용하여 메트릭(metric)을 계산하고, c) 상기 계산된 메트릭에 기초하여 셀 선택을 수행한다. 예시적으로, 셀i에 대한 임시 SINR은 다음 수학식 6로 표현할 수 있다.
N은 RSSI 측정 대역폭(BW)에 대응되는 RB개수이며, M_{sc}는 RB당 부반송파(subcarrier) 개수로서, 예컨대 12일 수 있다. M_{used,i}는 전체 대역폭(BW)에 대해서 셀 i에서 사용된 RRM 참조신호(RS)개수와 데이터에 사용된 RB 개수의 합이다. RRM 참조신호(RS)의 전송 파워(Tx power)와 데이터의 전송 파워간의 비율이 0dB가 아닌 경우에는, 상기 수학식 2는 해당 파워 비율에 맞게 재조정 될 수도 있다. 상기 셀i에 대한 메트릭(metric)은 용량(capacity)을 고려하기 위한 것으로 다음의 수학식 7으로 표현할 수 있다.
상기 B_i는 해당 셀에서 사용되지 않은(스케줄링과 예약 여부를 고려함) RB의 평균값일 수도 있고, 해당 평균 값으로부터 계산한 대역폭(BW) 값일 수도 있다. 또는 B_i는 자원 사용률의 역수나 상수 값에서 자원 사용률을 뺄셈한 형태를 고려할 수도 있다. 이중 연결(Dual-connectivity) 혹은 반송파 집성(CA)를 위한 셀을 선택 과정에서 UE는 상기 메트릭에 근거하여 전체 혹은 일부 셀에 대한 RRM 측정 결과(예컨대, RSRP, RSRQ, RSSI)를 서빙 셀로 전송하는 것을 고려할 수도 있다.
지금까지 설명한 제1 내지 제3 방안들에 대해서 설명하면서, 상기 RRM을 위한 참조 신호는 CRS인 것으로 언급하였으나, 상기 참조신호는 CSI-RS일 수도 있다. 예컨대, 클러스터 단위 혹은 인접 주파수(intra-frequency)로 동작하는 복수의 셀들이 동일한 물리적 셀 ID를 사용하는 경우에는, 상기 CRS 대신에 CSI-RS에 대한 RSRP가 사용될 수 있다.
2. 본 명세서의 제2 개시에 따라 셀 부하 정보에 따른 RRM 기준(reference) 설정 방법
본 명세서의 제2 개시에 따르면, UE(100)가 셀 부하 정보를 직접적으로 획득하지 못할지라도, 셀 어소시에이션(association)을 위한 결정시에 셀 부하를 고려하도록 할 수 있다. 구체적으로, 비록 UE(100)가 셀 부하 정보를 직접적으로 획득하지 못할 지라도, UE(100)가 셀 어소시에이션(association)을 위한 결정시에 셀 부하 정보를 고려할 수 있도록, 각 셀은 RRM 측정(예컨대, RSRP, RSRQ, RSSI 등) 결과 자체가 셀 부하(트래픽 정보)에 종속적(dependent)이 되도록, 참조 신호의 전송을 설정할 수 있다. 보다 구체적인 방안들을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 14a는 본 명세서의 제2 개시의 제1 방안에 따라 셀 부하 정도에 따라 참조신호의 전송 파워가 조절되도록 하는 방안을 나타낸 예시도이다.
도 14a를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국의 셀은 RRM을 위한 참조 신호(RS)의 전송 파워를 결정함에 있어서 셀 부하(트래픽의 양)을 고려할 수 있다. 상기 셀은 소규모 셀일 수도 있고, 혹은 상위 계층 시그널을 통해서 설정되는 셀일 수 있다.
구체적으로, 해당 셀의 트래픽이 증가할수록 상기 참조 신호(RS)에 대응되는 전송 파워는 감소되도록 결정될 수 있다. 따라서, 이와 같이 부하가 커질 수록, 상기 참조신호(RS)의 전송파워가 작아지고 그에 따라 상기 참조신호(RS)에 대한 RSRP도 작아지므로, 상기 UE(100)가 해당 셀을 선택할 가능성도 줄어들 게 된다.
이와 같은 셀 부하 기반으로 전송파워를 감소시키는 방안은 RRM을 위한 참조 신호(RS)외에도 동기 신호, 예컨대 PSS(Primary Synch Signal)/SSS(Secondary Synch Signal), 탐색 신호(Discovery Signal: DS)와 그리고 UE가 셀에 접속하는 과정에 활용되는 채널(예컨대, PBCH, SIB1, RAR)에더 적용될 수 있다. 이하, 구체적인 예들에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째 예로서, 특정 측정 구간 동안 측정한 셀 부하 정보(예를 들어 자원 사용률)를 몇 개의 단계로 나누고, 각 단계 별로 RRM 참조신호(RS)의 전송 파워 감소 정도를 결정한다. 일례로 특정 측정 구간 동안에 서브프레임당 평균 RB 개수가 절반 이상인 경우에는 RRM 참조신호(RS)의 전송 파워를 절반 줄이는 것을 고려할 수 있다. 상기 전송 파워의 감소 정도는 상위 계층 시그널을 통해서 각 셀 부하 단계 별로 정해질 수도 있고, 상위 계층 시그널을 통해서 수신되는 파워 감소 파라미터 세트에 따라 결정될 수도 있다.
두 번째 예로서, 특정 측정 구간 동안 측정한 셀 부하 정보(예를 들어 자원 사용률)를 몇 개의 단계로 나누고, 각 단계별로 RRM 참조신호(RS)의 전송 파워 감소 정도를 결정한다. 일례로 특정 측정 구간 동안에 서브프레임당 평균 RB 개수가 절반 이상인 경우에는 RRM 참조신호(RS)의 전송 파워를 절반 줄이는 것을 고려할 수 있다. 그런데, 상기 참조신호가 특정 채널의 복조(demodulation)에 활용되고, 상기 특정 채널은 셀-특정적(cell-specific)인 경우에는 상기 참조신호(RS)에 대한 파워 감소는 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 참조신호(RS)가 CRS이고, PBCH 혹은 SIB1이 전송되는 서브프레임#0, 서브프레임#5에서는 CRS의 전송 파워를 감소시키지 않을 수 있다. 즉, MIB, SIB1 등과 같은 주요 정보를 보호하기 위해서, 상기 서브프레임들 상에서는 CRS의 전송 파워가 감소되지 않을 수 있다.
세 번째 예로서, 특정 측정 구간 동안 측정한 셀 부하 정보(예를 들어 자원 사용률)를 몇 개의 단계로 나누고, 각 단계 별로 PSS 및/또는 SSS의 전송 파워 감소 정도를 결정한다. 이때, UE(100)가 이미 해당 셀에 참여(camp on)한 경우에는, 상기 UE(100)는 해당 셀의 ID를 알고 있기 때문에 상대적으로 낮은 파워로도 상기 PSS/SSS를 검출할 수 있다. 반면에 PSS/SSS를 낮게 조정된 전송 전력으로 전송하는 셀에 새로이 참여(camp on)할 UE는 해당 셀을 검출할 확률이 낮아진다. 이를 통해 인접한 주파수(intra-frequency)상에서 동작하는 복수의 셀들간에 로드 밸런싱(load balancing) 효과를 누릴 수 있다.
도 14b는 본 명세서의 제2 개시의 제2 방안에 따라 셀 부하 정도에 따라 참조신호의 생성 방식을 다르게 하는 방안들을 나타낸 예시도이다.
도 14b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국의 셀은 참조 신호(RS)의 시퀀스를 생성함에 있어서, 셀 부하 정보를 고려할 수 있다. 상기 셀은 소규모 셀일 수도 있고, 혹은 상위 계층 시그널을 통해서 설정되는 셀일 수 있다.
구체적으로, 도 14b의 (a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국의 셀은 물리 셀ID 또는 참조 신호(RS)ID와 셀 부하 정보에 기초하여, 참조 신호 시퀀스를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 셀 부하 정보가 수학식 1에 나타난 의사 난수 시퀀스(pseudo-random sequence)에 추가적으로 입력된다.
혹은 도 14b의 (b)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국의 셀은 물리 셀ID 또는 참조 신호(RS)ID에 기초하여 참조 신호 시퀀스를 생성하고, 또한 셀 부하 정보에 기초하여 왜곡(잡음) 신호 시퀀스를 생성한 후, 상기 둘을 합산할 수 있다. 상기 합산된 신호에서 상기 왜곡(잡음) 신호 시퀀스는 해당 셀의 트래픽 양이 증가될수록 증가될 수 있다. 이와 같이 왜곡(잡음) 신호가 많이 섞인 참조 신호는 UE(100)가 올바르게 검출할 수 없게 된다. 그러나, 상기 왜곡(잡음) 시퀀스는 셀-특정적(cell-specific) 상위 계층 시그널을 통해 해당 셀에 이미 참여(camp on)중인 UE들에게는 전달될 수 있다. 따라서, 기존에 참여중인 UE는 상기 왜곡(잡음) 신호를 제거하고, 상기 참조신호를 수신할 수 있다. 이와 같은 방안을 통해 인접한 주파수(intra-frequency)상에서 동작하는 복수의 셀들간에 로드 밸런싱(load balancing) 효과를 누릴 수 있다.
상기 UE(100)가 왜곡(잡음) 신호에 대한 제거(IC: interference Cancellation)을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록, 해당 셀은 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스에 대한 정보를 상기 UE(100)로 전달해줄 수 있다. 이하에서는, 셀 부하 정보에 기반하여 왜곡(잡음) 신호가 섞인 참조신호(RS)의 전송 방법에 대한 보다 구체적인 예이다.
첫 번째 예로서, 해당 셀은 셀-특정적(Cell-specific) 상위 계층 시그널을 통해서 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스에 대한 정보를 참여(camp on) 중인 UE에게 전달할 수 있다. 상기 전달되는 정보는 상기 시퀀스 생성 시에 활용될 수 있는 시드(seed) 값을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 해당 셀은 참조신호(RS)에 대응되는 변조 심볼들(modulated symbols)에 상기 왜곡(잡음) 신호를 합산한다. 상기 왜곡(잡음) 신호의 전송 파워는 셀 부하 정보(예컨대, 자원 사용률)를 기반으로 결정될 수 있다. 일례로 해당 셀에서 측정 구간 동안의 서브프레임당 평균 사용 RB의 개수가 증가함에 따라서 왜곡(잡음) 신호의 전송 파워가 높아지도록 설정한다. 상기 평균 사용 RB의 개수가 일정 수준 아래로 떨어질 경우에는 왜곡(잡음) 신호의 전송 파워를 0으로 설정한다. 이를 통해 이미 참여(camp on) 중인 UE는 상기 수신한 정보를 이용하여, 상기 왜곡(잡음) 신호를 제거한 후, 상기 참조신호(RS)만의 RSRP를 추정할 수 있다. 반면에 새로운 UE의 경우에는 왜곡(잡음) 신호로 인하여 참조신호(RS)를 검출할 가능성이 낮아진다.
두 번째 예로서, 셀은 셀-특정적(cell-specific) 상위 계층 시그널을 통해서 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스에 대한 정보를 참여(camp on)중인 UE에게 알려 준다. 상기 전달되는 정보는 상기 시퀀스의 생성 시에 활용될 수 있는 시드(seed) 값을 포함할 수 있다. 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스는 상기 참조신호(RS)의 시퀀스에 대한 추가적인 스크램블링(scrambling) 시퀀스의 역할을 하며, 해당 스크램블링 수행 여부는 셀 부하(트래픽 양)에 따라서 결정되도록 한다. 일례로 셀의 자원 사용률이 미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정된 임계값을 넘어가는 경우에는 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스를 활용한 스크램블링을 수행하여 새로운 UE의 유입을 방지하도록 한다. 이미 해당 셀에 참여(camp on)한 UE는 스크램블링 유무에 대한 블라인드 디코딩(blind detection)을 통해서 참조신호(RS)를 검출해 낼 수 있다. 상기 추가적인 스크램블링은 참조신호(RS)의 시드 값 혹은 시퀀스를 변경하는 것일 수 있다.
세 번째 예로서, 셀은 셀-특정적(cell-specific) 상위 계층 시그널을 통해서 왜곡(잡음) 신호에 대한 정보를 참여(camp on) 중인 UE에게 알려 준다. 상기 전달되는 정보는 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스 생성 시에 활용될 수 있는 시드(seed) 값을 포함할 수 있다. 이어서, 해당 셀은 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스를 PSS 및/또는 SSS에 합산한다. 왜곡(잡음) 신호의 전송 파워는 셀 부하 정보(예를 들어 자원 사용률)를 기반으로 결정될 수 있다. 일례로 해당 셀에서 측정 구간 동안의 서브프레임당 평균 사용 RB의 개수가 증가함에 따라서 왜곡(잡음) 신호의 전송 파워가 높아질 수 있다. 상기 평균 사용 RB의 개수가 일정 수준 아래로 떨어질 경우에는 왜곡(잡음) 신호의 전소 파워는 0으로 결정될 수 있다. 이를 통해 이미 참여(camp on) 중인 UE는 상기 전달받은 정보와 이미 알고 있는 PSS 및/또는 SSS를 이용하여, 시간/주파수 트래킹을 수행할 수 있으며, 그 외의 UE는 왜곡(잡음) 신호가 합산된 PSS/SSS을 통해서는 적합한 동기를 수행할 수 없다.
네 번째 예로서, 셀은 셀-특정적(cell-specific) 상위 계층 시그널을 통해서 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스를 참여(camp on)중인 UE에게 전달해 줄 수 있다. 상기 전달되는 정보는 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스 생성 시에 활용될 수 있는 시드 값을 포함할 수 있다. 상기 왜곡(잡음) 신호의 시퀀스는 PSS 및/또는 SSS에 대한 추가적인 스크램블링 시퀀스의 역할을 하며, 해당 스크램블링의 수행 여부는 셀 부하(트래픽 양)에 따라서 결정될 수 있다. PSS의 경우에는 3개의 PSS 후보들 중 하나를 선택하여 변경할 수도 있다. SSS의 경우에도 SSS를 결정하는 파라미터의 전체 혹은 일부를 변경하는 것으로 구현할 수도 있다. 상기 셀 부하에 의한 변경 방식은 실제 측정된 셀 부하에 따라서 자동으로 변경되는 절차를 고려할 수도 있고, 기지국이 측정한 셀 부하 정보를 참조하되 각 시퀀스 혹은 파라미터들의 변경은 독립적으로 수행될 수도 있다.
도 15는 본 명세서의 제3 개시에 따른 방안을 나타낸 예시도이다.
도 15를 참조하면, UE(100)의 서빙셀은 매크로 셀(200)이고, 상기 매크로 셀 내에는 여러 소규모 셀(300a, 300b)이 존재한다.
이러한 상황에서 UE(100)는 상기 매크로 셀 및 적어도 하나의 소규모 셀에 이중 연결(dual-connectivity)하거나, 적어도 하나의 소규모 셀을 세컨더리 셀로 추가할 수 있다. 이러한 경우에 상기 적어도 하나의 소규모 셀을 셀 선택을 위한 RRM 측정 기준에 대해서 상기 서빙 셀(200)은 상기 UE(100)에게 알려줄 수 있다. 이러한 상기 측정 기준에 따라서 RRM 측정 결과(예컨대, RSRP, RSRQ, RSSI)는 셀 부하 정보를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 이때, 상기 측정 기준을 위한 참조신호(RS)를 따로 설계할 수 있으며, 이하 로드 밸런싱 참조신호(Load Balancing Reference Signal: LBRS)으로 부르기로 한다. 상기 LBRS의 전송은 물리 셀 ID와 셀 부하 정보에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 전송 서브프레임, 전송 RB, 전송 파워등이 달라질 수 있다. 보다 구체적인 예로, 인접한 주파수(intra-frequency) 상에서 동작하는 복수의 셀들에 대해서 복수의 PRB 세트를 만들 수 있으며, 각 셀은 물리 셀 ID에 따라 미리 지정된 PRB 세트 상에서만 LBRS를 전송할 수 있다. 예를 들어, 물리 셀 ID의 modulo 값이 0에 해당하는 셀은 미리 나뉘어진 PRB 세트들 중에서 첫 번째에 대응되는 PRB 세트 상에서 해당 셀의 LBRS를 전송할 수 있다. 그리고 상기 해당 셀은 셀 부하 정보에 따라서 상기 LBRS의 전송 파워를 결정할 수도 있다. 상기 셀 부하는 현재 해당 셀에서 사용 중인 RB 개수일 수도 있고, 측정 구간 동안 서브프레임당 사용 중인 RB 개수의 평균값일 수도 있으며, 보간법(interpolation), 보외법(extrapolation) 등의 기법을 이용하여 추정한 예측 값일 수도 있다. 상기 셀 부하(이하 트래픽의 양)가 미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정한 값보다 작은 경우에는 LBRS의 전송 파워는 비영전력(non-zero power)로 결정될 수도 있고, 혹은 해당 셀이 셀 부하 값을 참조하되 독립적으로 비영전력(non-zero power)으로 결정하도록 할 수도 있다. 반대로 셀 부하가 미리 혹은 상위 계층 시그널에서 설정한 값보다 큰 경우에는 해당 LBRS의 전송 파워를 영 전력(zero power)로 설정할 수도 있고, 혹은 해당 셀이 독립적으로 영 전력(zero power)으로 설정할 수도 있다. 상기의 경우에 UE는 LBRS에 대응되는 RE들에 대해서 관측을 수행함으로써 직간접적으로 셀 부하 정보를 활용할 수 있는 여지가 있다.
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 16은 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200/300)은 프로세서(processor, 201/301), 메모리(memory, 202/302) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 203/303)을 포함한다. 메모리(202/302)는 프로세서(201/301)와 연결되어, 프로세서(201/301)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203/303)는 프로세서(201/301)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201/301)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(201/301)에 의해 구현될 수 있다.
MTC 기기(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
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. 실시예가 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.