WO2017039240A1 - 무선 통신 시스템에서 mbms 신호를 송수신하는 방법 및 이를 수행하는 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 mbms 신호를 송수신하는 방법 및 이를 수행하는 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting or receiving a multimedia broadcast / multicast service (MBMS) signal in a wireless communication system supporting non-orthogonal multiple access and an apparatus for performing the same.
  • MBMS multimedia broadcast / multicast service
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • Multiple access systems can be divided into orthogonal multiple access (OMA) and non-orthogonal multiple access (NOMA) depending on whether orthogonality is guaranteed.
  • OMA orthogonal multiple access
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • OMA can be classified into frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), code division multiple access (CDMA), and spatial division multiple access (SDMA), depending on the type of orthogonal resources. Multiple accesses are performed on the frequency domain, time domain, code domain and spatial domain.
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • SDMA spatial division multiple access
  • NOMA is a multiple access scheme in the power domain, and when used in conjunction with OMA, the spectral efficiency can be increased.
  • An object of the present invention is to provide a method for efficiently and accurately transmitting or receiving an MBMS signal in a wireless communication system supporting non-orthogonal multiple access (NOMA) and an apparatus for performing the same.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • a method for receiving a multimedia broadcast multicast service (MBMS) signal based on a non-orthogonal multiple access (NOMA) operation of a terminal is different on a power domain.
  • SFN single frequency network
  • the extended MBMS layer may be received from the serving cell except the neighbor cell.
  • a terminal receiving a multimedia broadcast multicast service (MBMS) signal based on a non-orthogonal multiple access (NOMA) operation may have different power on a power domain.
  • a receiver for receiving an MBMS signal comprising a base MBMS layer and an extended MBMS layer multiplexed by a value;
  • SFN single frequency network
  • the extended MBMS layer may be received from the serving cell except the neighbor cell.
  • the terminal may assume that the ratio of the energy per resource element (EPRE) of the power of the basic MBMS layer and the EPRE of the multimedia broadcast single frequency network (MBSFN) reference signal is 0 dB.
  • EPRE energy per resource element
  • the power of the basic MBMS layer erased from the NOMA signal may include the power of the basic MBMS layer received from the serving cell and the power of the basic MBMS layer received from the neighbor cell.
  • the terminal may measure power of the basic MBMS layer transmitted by the neighbor cell through a nulling resource in which the serving cell does not perform transmission of the basic MBMS layer.
  • the terminal may correct a power offset between the base MBMS layer and the extended MBMS layer signaled from the serving cell based on the power of the base MBMS layer received from the neighbor cell.
  • the base MBMS layer is assigned a higher power than the extension MBMS layer, and the terminal may regard the power of the extension MBMS layer as noise and obtain the base MBMS layer from the MBMS signal.
  • the terminal may improve the quality of multimedia content provided through the basic MBMS layer using the extended MBMS layer.
  • the MBMS signal is received through a physical multicast channel (PMCH), and the serving cell and the neighbor cell may be cells belonging to the same multimedia broadcast single frequency network (MBSFN) region.
  • PMCH physical multicast channel
  • MMSFN multimedia broadcast single frequency network
  • legacy terminals not supporting NOMA may not only operate correctly, but also, in the case of NOMA terminals, a basic received from a neighbor cell.
  • the power of the MBMS layer it is possible to accurately and efficiently demodulate and decode the extended MBMS layer to which low power is allocated.
  • 1 is a diagram illustrating a structure of a radio frame.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an initial access procedure and a method of transmitting / receiving signals using physical channels used in a 3GPP system.
  • FIG. 7 illustrates an example of a NOMA environment in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 illustrates coverage of a BL and an EL according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a constellation in which the constellation of BL and the constellation of EL are combined.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving an MBMS signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment in the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • the term “terminal” may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and the like.
  • a base station may also be used as a meaning of a scheduling node or a cluster header. If the base station or the relay also transmits a signal transmitted by the terminal, it can be regarded as a kind of terminal.
  • the cell names described below are applied to transmission and reception points such as a base station (eNB), a sector, a remote radio head (RRH), a relay, and the like. It may be used as a generic term for identifying a component carrier.
  • eNB base station
  • RRH remote radio head
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • NOMA technologies include Code Division Multiple Access (CDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA), and the like. It can be used with a variety of such OMA technologies.
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN-OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system). For clarity, the following description focuses on a 3GPP-based wireless communication system, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • a structure of a radio frame will be described with reference to FIG. 1.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in units of subframes, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • 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 includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • a resource block (RB) is a resource allocation unit and may include a plurality of consecutive subcarriers in one block.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration of a cyclic prefix (CP).
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first two or three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • One subframe consists of two slots.
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the radio frame type.
  • the structure of the radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain and one resource block (RB) is shown to include 12 subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto.
  • one slot includes 7 OFDM symbols in the case of a general cyclic prefix (CP), but one slot may include 6 OFDM symbols in the case of an extended-CP (CP).
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number N DL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated.
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE / LTE-A system include, for example, a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel (PHICH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • the DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH is a resource allocation and transmission format of the downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information of the uplink shared channel (UL-SCH), paging information of the paging channel (PCH), system information on the DL-SCH, on the PDSCH Resource allocation of upper layer control messages such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, transmission power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the number of CCEs required for the PDCCH may vary depending on the size and coding rate of the DCI. For example, any one of 1, 2, 4, and 8 CCEs (corresponding to PDCCH formats 0, 1, 2, and 3, respectively) may be used for PDCCH transmission, and when the size of DCI is large and / or channel state If a low coding rate is required due to poor quality, a relatively large number of CCEs may be used for one PDCCH transmission.
  • the base station determines the PDCCH format in consideration of the size of the DCI transmitted to the terminal, the cell bandwidth, the number of downlink antenna ports, the PHICH resource amount, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier called a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, the cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier P-RNTI
  • SI-RNTI system information identifier and system information RNTI
  • RA-RNTI Random Access-RNTI
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. This is called a resource block pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the transmitted packet is transmitted through a wireless channel
  • signal distortion may occur during the transmission process.
  • the distortion In order to correctly receive the distorted signal at the receiving end, the distortion must be corrected in the received signal using the channel information.
  • a method of transmitting the signal known to both the transmitting side and the receiving side and finding the channel information with the distortion degree when the signal is received through the channel is mainly used.
  • the signal is called a pilot signal or a reference signal.
  • the reference signal may be divided into an uplink reference signal and a downlink reference signal.
  • an uplink reference signal as an uplink reference signal,
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • SRS sounding reference signal
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • MBSFN Multimedia Broadcast Single Frequency Network
  • Reference signals can be classified into two types according to their purpose. There is a reference signal for obtaining channel information and a reference signal used for data demodulation. Since the former has a purpose for the UE to acquire channel information on the downlink, the UE should be transmitted over a wide band, and the UE should receive the reference signal even if the UE does not receive the downlink data in a specific subframe. It is also used in situations such as handover.
  • the latter is a reference signal transmitted together with a corresponding resource when the base station transmits a downlink, and the terminal can demodulate data by performing channel measurement by receiving the reference signal. This reference signal should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved.
  • the transmission rate can be increased by the increase rate became theoretically the rate (R i) to the maximum transfer rate (R o) multiplied by a single antenna drive.
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained. Since the theoretical capacity increase of multi-antenna systems was proved in the mid 90's, various techniques to actively lead to the actual data rate improvement have been actively studied. In addition, some technologies are already being reflected in various wireless communication standards such as 3G mobile communication and next generation WLAN.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, improvement of transmission reliability, and improvement of transmission rate. Research is being actively conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology.
  • the transmission signal when there are N T transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is N T.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information The transmit power may be different.
  • Each transmit power In this case, the transmission information whose transmission power is adjusted may be expressed as follows.
  • Weighting matrix N T transmitted signals actually applied by applying Consider the case where is configured.
  • Weighting matrix Plays a role in properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Vector It can be expressed as follows.
  • Received signal is received signal of each antenna when there are N R receiving antennas Can be expressed as a vector as
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes. From the transmit antenna j to the channel through the receive antenna i It is indicated by. Note that in the order of the index, the receiving antenna index is first, and the index of the transmitting antenna is later.
  • FIG. 5 (b) shows a channel from N T transmit antennas to receive antenna i .
  • the channels may be bundled and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from the total N T transmit antennas to the receive antenna i may be represented as follows.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
  • the channel matrix indicating the channel state The number of rows and columns of is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • Channel matrix The number of rows is equal to the number of receive antennas N R
  • the number of columns is equal to the number of transmit antennas N T. That is, the channel matrix The matrix is N R ⁇ N T.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • Channel matrix Rank of ( ) Is limited to
  • rank may be defined as the number of nonzero eigenvalues when the matrix is eigenvalue decomposition.
  • another definition of rank may be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition is performed.
  • rank in the channel matrix The physical meaning of is the maximum number of different information that can be sent on a given channel.
  • 'rank' for MIMO transmission refers to the number of paths that can independently transmit signals at specific time points and specific frequency resources, and 'number of layers' denotes each path. It indicates the number of signal streams transmitted through the system. In general, since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of ranks used for signal transmission, unless otherwise specified, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an initial access procedure and a method of transmitting / receiving signals using physical channels used in a 3GPP system.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the UE may receive the PSS and the SSS from the base station, synchronize with the base station, and obtain information such as a cell ID. Thereafter, the UE may obtain a broadcast broadcast in a cell by receiving a physical broadcast channel (PBCH) from the base station. Meanwhile, the UE may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step.
  • PBCH physical broadcast channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information on the PDCCH to obtain more specific system information. It may be (S302).
  • a physical downlink control channel (PDCCH)
  • a physical downlink control channel (PDSCH)
  • the UE may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through the Physical Random Access Channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE which has performed the above-described procedure, is then subjected to a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the UE, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the UE to the base station through the uplink or received by the UE from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the UE may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through PUSCH and / or PUCCH.
  • MBMS Multimedia Broadcast / Multicast Service
  • LTE MBMS Multimedia Broadcast / Multicast Service
  • MBSFN multicast broadcast single frequency network
  • a user equipment may incur a burden of simultaneously performing CRS based channel estimation and MBSFN RS based channel estimation.
  • a subframe in which PMCH is transmitted is called an MBSFN subframe, and a constraint is applied so that PDSCH is not transmitted in the subframe.
  • the MBSFN subframe is composed of a downlink control region and the other region in the first or second OFDM symbol, that is, the PMCH.
  • the CRS is transmitted in the control region, but the CRS is not present in the PMCH.
  • MBSFN subframes are allocated in a semi-static manner according to System Information BlockType (SIB) 2, which is system information transmitted from a higher layer, and system information can be updated at intervals of about 2 to 3 times per hour. have.
  • SIB System Information BlockType
  • the transmission pattern of the MBSFN subframe can last for a significant time.
  • data transmission for MBMS does not always occur, so some of the allocated MBSFN subframes may not be used for MBMS.
  • MBSFN subframes which are not used in LTE-A, has been discussed, and unicast data for LTE-A UEs is considered, since existing LTE UEs do not expect that unicast data will be transmitted in MBSFN subframes.
  • a method of transmitting cast data through an MBSFN subframe is proposed.
  • Non-orthogonal multiple access (NOMA)
  • Non-orthogonal multiple access (NOMA) operation is considered as one of methods for increasing system throughput and the like in a wireless communication system.
  • NOMA it is assumed that an interference cancellation receiver is basically used, and a plurality of terminals are allocated to the same frequency-time resource based on a previously considered power ratio compared to the method of allocating resources in the frequency-time domain in the conventional OFDMA system.
  • NOMA refers to a multiple access technique that can improve bandwidth efficiency by canceling interference between users considered in advance through an interference cancellation receiver, and is considered as an important candidate technology for 5G systems in the future.
  • the NOMA constellation may be referred to as a combined constellation, superposed constellation, or composite constellation.
  • the constellation may be expressed in the form of a constellation map, or may be expressed in a table format (e.g., modulation mapping table) in which IQ values and bit sequences are mapped.
  • the constellation point may be called a modulation symbol, a complex symbol, or an IQ value (i.e., I + jQ).
  • FIG. 7 illustrates an example of a NOMA environment in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the eNB may configure multiple UEs in a NOMA pair.
  • FIG. 7 it is assumed that two UEs UE1 and UE2 constitute one NOMA pair, but this is for convenience of description and excludes that a larger number of UEs constitute one NOMA pair or NOMA group. I never do that.
  • the eNB may set a different Tx power for each UE belonging to the NOMA pair and use a method of superposing and transmitting modulation symbols of each UE. In FIG. 7, relatively small transmit power is set for UE1 and relatively large transmit power is set for UE2.
  • the eNB performs QPSK modulation on an information sequence for UE1 and UE2, respectively. After setting the transmission power corresponding to each UE (b> a), the eNB adds and transmits the signals of each UE.
  • UE2 receiving the signal generated through the process as shown in FIG. 8 may regard the signal of UE1 as noise and perform a reception operation. That is, when the difference between the power of the signal for UE1 and the power of the signal for UE2 is very large, since the signal for UE1 may be regarded as noise, UE2 may receive its own signal in the same manner as before.
  • the eNB may transmit information on the UE2 signal to UE1.
  • UE1 should perform demodulation in consideration of the signal of UE2 having a relatively large power while using the same resource (e.g., time, frequency, space).
  • Content included in the information on the UE2 signal may be determined according to the type of the receiver of the UE1 (e.g., a maximum likelihood (ML) receiver, a successive interference cancellation (SIC) receiver), and the NOMA reception algorithm of the UE1).
  • the type of the receiver of the UE1 e.g., a maximum likelihood (ML) receiver, a successive interference cancellation (SIC) receiver
  • the NOMA reception algorithm of the UE1 e.g., a maximum likelihood (ML) receiver, a successive interference cancellation (SIC) receiver
  • An example of a Joint ML receiver is to calculate the distance between each point of the combined constellation plus the constellation of each UE and the received signal, so that the nearest constellation point is obtained. It is a method of estimating that this is a transmission signal.
  • the joint ML receiver may be implemented in modulation symbol units or bit units.
  • the SIC receiver generates an interference signal based on specific information on the interference, removes the interference signal from the received signal, and demodulates its own signal.
  • the SIC receiver may be implemented at a symbol level, a codeword level, or the like.
  • the symbol level SIC refers to a method of processing an interference signal only to a modulation symbol level to remove a modulation symbol of an interference signal from a received symbol. Therefore, in the symbol level SIC, the decoding of the interfering signal is not performed, but may be performed only for its own signal.
  • the codeword level SIC performs decoding as well as demodulation on an interference signal to obtain an information bit sequence (e.g., codeword).
  • the codeword level SIC then encodes and modulates the information bit sequence again (e.g., encoding and modulating the codeword like a transmitter).
  • the codeword level SIC obtains its own signal by removing from the received signal a signal multiplied by the modulation symbol generated by the modulation result and the estimated channel component.
  • NOMA can be used for the transmission of multicast signals / broadcast signals as well as unicast signals.
  • NOMA may be used for MBMS data transmission defined in LTE.
  • MBMS data is transmitted in a single frequency network (SFN) scheme, and is referred to as a multimedia broadcast single frequency network (MBSFN).
  • SFN single frequency network
  • the receiver may recognize each signal as a delayed signal by multipath in receiving each signal transmitted by the SFN method from multiple transmitters. Therefore, the coverage of the signal can be increased, and the efficiency of resource usage can be improved because the same resource is used.
  • MBSFN defined in the existing LTE system, base stations exchange transmission timing (eg, MBSFN subframe), transmission data (eg, MBMS data), etc. through backhaul communication, and transmit corresponding data at the same time. It worked.
  • MBMS data is transmitted through a physical multicast channel (PMCH).
  • PMCH physical multicast channel
  • an MBMS signal transmitted through a PMCH is divided into a base layer (BL) and an enhanced layer (EL).
  • the layer may be understood as a transmission layer or stream to which transmission symbols are mapped, and those skilled in the art may understand that the layer has a meaning different from that of layers in the physical layer, the MAC layer, the RRC layer, and the like, which are hierarchically configured.
  • the EL data may be additional information about the BL data.
  • additional information if the BL data is a video or image file having a specific resolution, the EL data may be additional information for increasing the resolution of the BL data.
  • the video or audio service may be provided through MBMS.
  • the receiving UE may improve the resolution of the video or audio by further receiving the enhancement layer as compared with the case of receiving only the base layer.
  • the EL data may be assigned different data from the BL data.
  • EL and BL data may be independently generated and transmitted to provide different services.
  • EL data may be referred to as an EL signal
  • BL data may be referred to as a BL signal. Since both the EL data and the BL data are transmitted through the PMCH, the PMCH may mean EL + BL data, EL data, or BL data in some cases.
  • the NOMA operation for the PMCH may include multiplexing the BL and the EL on the power domain.
  • the base station can multiplex different signals (e.g., MBMS signals) having different transmission powers to the same resource.
  • the UE wants to receive a high power signal (eg, BL)
  • the UE performs a reception operation according to a conventional method, but when the UE wants to receive a low power signal (eg, EL), it performs cancellation of the high power signal first. After that, the reception operation on the low power signal may be performed.
  • FIG. 9 illustrates coverage of a BL and an EL according to an embodiment of the present invention.
  • the NOMA operation between the PMCH of the EL and the PMCH of the BL may have the coverage as shown in FIG. 9, but is not limited thereto.
  • the coverage of the BL includes the coverage of the EL. That is, the BL coverage transmitted at relatively high power may cover all of the EL coverages transmitted at relatively low power.
  • the coverage of the BL in FIG. 9 is extended to the entire MBSFN region.
  • individual BL coverages of each cell may be regarded as one BL coverage.
  • the EL since the EL is transmitted at low power, there may be no gain due to SFN.
  • the coverage is small so that it cannot cover up to the cell boundary region, and EL coverage shading may occur in the boundary region between cells.
  • a shaded area in which no EL signal of any cell can reach may be generated, so that the gain of SFN transmission in the case of EL is difficult to be guaranteed.
  • the EL In order to obtain SFN gain in EL data transmission and reception, the EL also needs to be transmitted at high power as in BL. In this case, the NOMA gain may be significantly lowered because the power difference between the EL and BL is reduced.
  • power difference between RS and data in the existing PMCH is defined as follows. "For PMCH with 16QAM, 64QAM and 256QAM, the UE may assume that the ratio between PMCH EPRE (energy per RE) and MBSFN RS EPRE is 0 dB" (“For PMCH with 16QAM, 64QAM and 256QAM, the UE may assume that the ratio of PMCH EPRE to MBSFN RS EPRE is equal to 0dB ”).
  • MBSFN RS and PMCH are transmitted at substantially the same power in 16QAM, 64QAM, and 256QAM except for QPSK.
  • QPSK since a demodulation may be performed using only a phase of a received symbol, a relationship on the magnitude of power is not separately defined.
  • the UE performing the NOMA operation may perform demodulation on the EL data after canceling the BL data detected in the entire received signal (e.g. codeword-level SIC, symbol-level SIC).
  • the UE performing the NOMA operation may receive the BL and the EL data by performing ML detection based on the composite constellation considering both the BL and the EL.
  • 10 illustrates a constellation in which the constellation of BL and the constellation of EL are combined.
  • the QPSK modulation scheme is used for both the BL and the EL.
  • each bit string mapped to the illustrated combination constellation is an example for convenience of description, the present invention is not limited thereto.
  • the power of the EL corresponds to 2a 2
  • the power of the BL corresponds to 2b 2 .
  • 10 illustrates an example in which a complex constellation is configured by a simple combination of EL and BL, but an additional function may be added so that gray mapping between adjacent symbols of the complex constellation is applied for the purpose of performance improvement.
  • each quadrant represents the constellation point of the BL.
  • the four points i.e., '0000', '0010', '0011', '0001' located in the first quadrant of the combined constellation all correspond to '00' in the BL constellation.
  • four points located in the second quadrant of the combined constellation correspond to '10' in the BL constellation.
  • '0000' corresponds to '00' in the EL constellation
  • '0010' corresponds to '10' in the EL constellation
  • '0011' corresponds to '11' in the EL constellation '0001' corresponds to '01' in the EL constellation. That is, if four points located in the first quadrant are moved by ⁇ 2b of a complex symbol in consideration of the power 2b 2 of the BL, the four points moved correspond to four of the EL constellations.
  • the UE In order for these NOMA reception techniques to work correctly, the UE needs to know the correct power allocation information for both EL data and BL data. For example, when the modulation order of the EL data in the SIC receiver is larger than 2 (i.e., QPSK), if the power setting of the BL data is incorrect, the reception performance of the EL data may be greatly reduced. That is, the UE should erase the BL data from the entire received signal in consideration of the power of the BL data, but if the data is excessively erased or erased too small than the actual power of the BL data, demodulation / decoding of the EL data cannot be performed correctly. .
  • QPSK the modulation order of the EL data in the SIC receiver
  • the power setting of the BL data if the power setting of the BL data is incorrect, the reception performance of the EL data may be greatly reduced. That is, the UE should erase the BL data from the entire received signal in consideration of the power of the BL data, but if the data
  • FIG. 11 illustrates erasure of BL data.
  • NOMA symbol transmitted by the base station is '0000'
  • the BL symbol is '00'
  • the EL symbol is also '00'.
  • X 1 represents a NOMA symbol received at the UE. Since X 1 is located in quadrant 1, the UE can know that the BL symbol is '00'. Thereafter, the UE should erase the BL data in consideration of the power of the BL data.
  • the UE determines the constellation point '00' closest to the X 2 position in the EL constellation as the EL transmission symbol. As such, the UE can correctly acquire both the transmission symbol '00' of the BL and the transmission symbol '00' of the EL.
  • the power value of the BL is excessively set in the UE.
  • the UE assumes the power value of the BL to be 8b 2 (when the power value of the BL set by the eNB is 2b 2 )
  • X 1 moves to the X 3 position. do.
  • UE determines the nearest sex store '11' to the EL transmitted symbols in X 3 position in the EL properties.
  • the UE can correctly acquire the transmission symbol '00' of the BL, but incorrectly judges the transmission symbol of the EL as '11'. Since the UE uses a transmission symbol of the EL that is incorrectly determined, degradation occurs in MBMS reception, and the MBMS quality becomes worse than when only the BL is used. In other words, EL acts as noise.
  • FIG. 11 exemplifies QPSK for convenience of description, it will be understood by those skilled in the art that the accuracy of the BL power value becomes more important than that in QPSK when 16QAM, 64QAM, and 256QAM are used.
  • the PMCH can also receive legacy UEs (ie, UEs that do not support NOMA)
  • the ratio of PMCH EPRE to MBSFN RS EPRE which is an existing specification on the power of BL data that legacy UEs can receive, is 0. It is preferable that dB 'is maintained. Therefore, an advanced UE (i.e., a UE supporting NOMA) capable of further receiving EL data may assume power allocation for each layer and RS of the PMCH as follows.
  • the UE may assume that the energy or power of the MBSFN RS and PMCH BL are the same for all modulation orders including QPSK. This may be interpreted as “UE may be assumed that the ratio between the EPRE of the PMCH BL having the modulation of QPSK , 16QAM, 64QAM, 256QAM and the EPRE of MBSFN RS is 0 dB.”
  • Option 2 The UE assumes that the ratio between MBSFN RS and EPRE of PMCH BL is 0dB when the modulation orders of PMCH BL are 16 QAM, 64 QAM, 256QAM, and MBSFN RS and PMCH when the modulation order of PMCH BL is QPSK
  • the ratio between the EPREs of the BLs may be predefined or indicated by higher layer signaling.
  • the PMCH may be transmitted in the SFN method, which means that a signal transmitted from a neighbor cell (e.g., a neighbor cell included in the same MBSFN region) and a signal transmitted from a serving cell are received together.
  • a neighbor cell e.g., a neighbor cell included in the same MBSFN region
  • the BL data may be SFN, but the EL data may not be SFN.
  • the UE may obtain EL / BL data by receiving a PMCH to which NOMA operation is applied from two cells (e.g., eNB 1, eNB 2) in the MBSFN region.
  • the UE located within the EL coverage of the serving cell may receive both BL data and EL data from the serving cell (e.g., eNB 1).
  • the UE can only receive BL data from the neighbor cell (e.g., eNB 2).
  • a problem may occur in the reception performance.
  • the UE may be previously signaled of power offsets of the EL and the BL. 12, however, due to the BL signal received from the neighbor cell, the power offset of the actually received signal may appear different from the signaled value. As explained earlier, this can cause a drop in the reception performance of the SIC receiver or ML receiver. That is, since the BL signal is received by the UE from two cells (ie, SFN), the actual power difference between the BL and the EL received at the UE is greater than the power offset between the BL and the EL previously set by the UE. May appear.
  • the present invention proposes that the serving cell nulls a specific resource when transmitting the PMCH.
  • nulling may be interpreted that the serving cell does not transmit data in the corresponding resource.
  • nulling of resources may be indicated through higher layer signaling or the like.
  • the nulled resource may be signaled by combining a subframe or a subframe set in the time domain, a PRB pair set (s) and / or a RE (s) unit, etc. in the frequency domain.
  • nulling may be performed in a specific subframe (set) among subframes belonging to the MBSFN subframe set, or nulling may be performed in a specific RE (set) of all MBSFN subframes.
  • the nulled resource may be used for the purpose of measuring the power of a signal (e.g., BL signal) received by the UEs of the cell from the neighbor cell in the MBSFN region.
  • a signal e.g., BL signal
  • the UE which derives the power of the signal received from the neighbor cell except the serving cell, classifies the EL, BL power transmitted by the serving cell and the BL power transmitted from the neighbor cell in the resource to which the serving cell transmits the signal. can do.
  • the UE may use a receiver such as SIC or ML based on a power offset between the EL and the BL previously signaled from the serving cell.
  • the UE when the UE receives a location of a nulling resource from a serving cell, the UE measures the power value P1 of a BL signal transmitted by an adjacent cell in the corresponding nulling resource. In addition, the UE may determine that the power of the BL and the power of the EL differ from P1 + P2 in the actually received NOMA signal by adding the measured value of P1 to the preset power offset value P2. Thereafter, the UE can correctly receive the EL by canceling the power of the BL based on the power difference P1 + P2 between the BL and the EL.
  • the serving cell may signal UEs in the serving cell that the MBSFN RS of a specific location is nulled in advance.
  • the serving cell may inform the UE that it is nulled by designating a specific PMCH RE in advance, and the UE may assume that data (BL and EL of the serving cell) is punctured in the nulled PMCH RE.
  • the UE in order for the UE to correctly receive the EL, the UE must accurately know the power of the BL and the power of the EL among the total received power. According to the embodiment of signaling the power offset, the UE can also accurately determine the power of the EL and correctly demodulate and decode the EL based on the power of the EL. For example, even if the UE can determine the power of the BL through the ratio between the EPRE of the predefined PMCH BL and the EPRE of the MBSFN RS, it may be a problem how to define the power of the EL. The UE may simply assume that all of the remaining received power except the BL power is EL power, but the EL may be relatively small in power and greatly affected by noise power.
  • the UE may try to estimate the EL power more accurately from the BL power. That is, the UE may estimate the EL power from the BL power using the power offset between the BL and the EL and the nulled RE. In particular, if the EL is modulated based on 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM, it is more important to accurately estimate the EL power except noise.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving an MBMS signal according to an embodiment of the present invention. Content duplicated with the above description may be omitted. It is assumed that BS 1 is a serving cell and BS 2 is a neighbor cell. In addition, it is assumed that the serving cell and the neighbor cell belong to the same MBSFN region.
  • the terminal receives EL / BL power information from the serving cell (S1305).
  • the EL / BL power information may include a power ratio between EL / BL or a power offset between EL / BL.
  • the UE may receive information about nulling resources for which the serving cell does not perform transmission. For example, the UE may measure the power of the base MBMS layer transmitted by the neighbor cell through a nulling resource in which the serving cell does not perform transmission of the base MBMS layer.
  • the terminal receives an MBMS signal including a base MBMS layer and an extended MBMS layer multiplexed with different power values on the power domain (S1310 and S1315).
  • the basic MBMS layer is received from the serving cell and the neighbor cell in a single frequency network (SFN) scheme, but the extended MBMS layer can be received from the serving cell except the neighboring cell.
  • SFN single frequency network
  • the UE may acquire the extended MBMS layer by canceling power of the basic MBMS layer from the received MBMS signal (S1320) (S1325). For example, the terminal may demodulate and decode the extended MBMS layer after erasing power of the basic MBMS layer.
  • the UE may assume that the ratio of the EPRE of the energy per resource element (EPRE) of the power of the basic MBMS layer and the EPRE of the multimedia broadcast single frequency network (MBSFN) reference signal is 0 dB.
  • EPRE energy per resource element
  • MMSFN multimedia broadcast single frequency network
  • the power of the base MBMS layer canceled from the NOMA signal may include the power of the base MBMS layer received from the serving cell and the power of the base MBMS layer received from the neighbor cell.
  • the terminal may correct the power offset between the base MBMS layer and the extended MBMS layer signaled from the serving cell based on the power of the base MBMS layer received from the neighbor cell.
  • the base MBMS layer may be allocated higher power than the extended MBMS layer.
  • the terminal may regard the power of the extended MBMS layer as noise and obtain a basic MBMS layer from the MBMS signal. For example, the terminal may improve the quality of multimedia content provided through the basic MBMS layer using the extended MBMS layer.
  • the MBMS signal may be received through a physical multicast channel (PMCH).
  • PMCH physical multicast channel
  • FIG. 14 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment in the present invention.
  • the base station and the terminal illustrated in FIG. 14 may perform operations according to the above-described embodiments.
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 175, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas. Accordingly, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system. In addition, the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MIMO multiple input multiple output
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the transmission antenna 130, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the base station between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. ), And the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station perform operations of processing signals and data except for a function of receiving or transmitting a signal and a storage function of the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • the processor 155 and 180 are not specifically mentioned. Although not specifically mentioned by the processors 155 and 180, it may be said that a series of operations such as a function of receiving or transmitting a signal and a data processing other than a storage function are performed.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Landscapes

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 동작에 기반하여 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 신호를 수신하는 방법은, 전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써, 상기 확장 MBMS 레이어를 획득하는 단계를 포함하되, 상기 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되고, 상기 확장 MBMS 레이어는 상기 이웃 셀을 제외하고 상기 서빙 셀로부터 수신될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 MBMS 신호를 송수신하는 방법 및 이를 수행하는 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 비-직교 다중 접속을 지원하는 무선 통신 시스템에서 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service) 신호를 송신 또는 수신하는 방법 및 이를 수행하는 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 송신 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템은 직교성(orthogonality)가 보장되는지 여부에 따라서 직교 다중 접속(Orthogonal Multiple Access, OMA)와 비-직교 다중 접속(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)로 구분될 수 있다.
OMA의 예들로는 직교 자원의 종류에 따라 FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), CDMA(code division multiple access), SDMA(spatial division multiple access)등으로 구분할 수 있으며, 각각에 대하여 주파수 도메인, 시간 도메인, 코드 도메인 및 공간 도메인 상에서 다중 접속이 수행된다.
반면에 NOMA는 파워 도메인(power domain)에서의 다중 접속 기법으로서, OMA와 연동하여 사용될 경우, 스펙트럴 효율성(spectral efficiency)이 증가될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비-직교 다중 접속(NOMA)가 지원되는 무선 통신 시스템에서, MBMS 신호를 효율적이고 정확하게 송신 또는 수신하는 방법 및 이를 수행하는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 동작에 기반하여 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 신호를 수신하는 방법은, 전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써, 상기 확장 MBMS 레이어를 획득하는 단계를 포함하되, 상기 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되고, 상기 확장 MBMS 레이어는 상기 이웃 셀을 제외하고 상기 서빙 셀로부터 수신될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 동작에 기반하여 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 신호를 수신하는 단말은, 전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신하는 수신기; 및 상기 수신된 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써, 상기 확장 MBMS 레이어를 획득하는 프로세서를 포함하되, 상기 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되고, 상기 확장 MBMS 레이어는 상기 이웃 셀을 제외하고 상기 서빙 셀로부터 수신될 수 있다.
상기 단말은, 상기 기본 MBMS 레이어의 전력의 EPRE(energy per resource element)와 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 참조 신호의 EPRE의 비율이 0 dB라고 가정할 수 있다.
상기 NOMA 신호로부터 소거되는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력은, 상기 서빙 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력 및 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 포함할 수 있다.
상기 단말은, 상기 서빙 셀이 상기 기본 MBMS 레이어의 전송을 수행하지 않는 널링(nulling) 자원을 통해서 상기 이웃 셀이 전송하는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 측정할 수 있다.
상기 단말은, 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력에 기초하여 상기 서빙 셀로부터 시그널된 상기 기본 MBMS 레이어와 상기 확장 MBMS 레이어 간의 전력 오프셋을 보정할 수 있다.
상기 기본 MBMS 레이어에는 상기 확장 MBMS 레이어 보다 높은 전력이 할당되고, 상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어의 전력을 잡음으로 간주하고 상기 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어를 획득할 수 있다.
상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어를 이용하여 상기 기본 MBMS 레이어를 통해 제공되는 멀티미디어 컨텐츠의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 MBMS 신호는, PMCH(Physical Multicast Channel)를 통해 수신되고, 상기 서빙 셀과 상기 이웃 셀은 동일한 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 영역에서 속하는 셀들일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고 전력이 할당되는 기본 MBMS 레이어는 SFN 방식으로 전송되므로 NOMA를 지원하지 않는 레거시 단말도 올바르게 동작할 수 있을 뿐 아니라, 또한 NOMA 단말의 경우 이웃 셀에서 수신된 기본 MBMS 레이어의 전력을 고려하기 때문에 저 전력이 할당되는 확장 MBMS 레이어를 정확하고 효율적으로 복조 및 디코딩 할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 3GPP 시스템에 이용되는 초기접속 절차 및 물리 채널들을 이용한 신호 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 NOMA 환경의 일례를 나타낸다.
도 8은 NOMA 전송을 위한 동작의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 BL과 EL의 커버리지를 예시한다.
도 10은 BL의 성상과 EL의 성상이 조합된 성상을 예시한다.
도 11은 BL 데이터의 소거를 예시한다.
도 12는 PMCH에 NOMA 동작을 적용한 일 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 MBMS 신호의 송수신 방법의 흐름을 나타낸다.
도 14는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국과 단말을 예시한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 기지국이라 함은 스케줄링 수행 노드, 클러스터 헤더(cluster header) 등을 장치를 지칭하는 의미로써도 사용될 수 있다. 만약 기지국이나 릴레이도 단말이 전송하는 신호를 전송한다면, 일종의 단말로 간주할 수 있다.
이하에서 기술되는 셀의 명칭은 기지국(base station, eNB), 섹터(sector), 리모트라디오헤드(remote radio head, RRH), 릴레이(relay)등의 송수신 포인트에 적용되며, 또한 특정 송수신 포인트에서 구성 반송파(component carrier)를 구분하기 위한 포괄적인 용어로 사용되는 것일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 NOMA 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 OMA 기술과 함께 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP 기반의 무선 통신 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
LTE/LTE-A 자원 구조/채널
도 1을 참조하여 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 블록에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 개수(NDL)는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케듈링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH를 위해 필요한 CCE의 개수는 DCI의 크기와 코딩 레이트 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, PDCCH 전송에는 CCE 개수 1, 2, 4, 8(각각 PDCCH 포맷 0, 1, 2, 3에 대응)개 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, DCI의 크기가 큰 경우 및/또는 채널 상태가 좋지 않아 낮은 코딩 레이트가 필요한 경우 상대적으로 많은 개수의 CCE가 하나의 PDCCH 전송을 위해 사용될 수 있다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI의 크기, 셀 대역폭, 하향링크 안테나 포트의 개수, PHICH 자원 양 등을 고려하여 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.
참조 신호 (Reference Signal; RS)
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호(Pilot Signal) 또는 참조신호(Reference Signal)라고 한다.
다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로, 좀더 자세하게는 안테나 포트(port)별로 별도의 참조신호가 존재하여야 한다.
참조신호는 상향링크 참조신호와 하향링크 참조신호로 구분될 수 있다. 현재 LTE 시스템에는 상향링크 참조신호로써,
i) PUSCH 및 PUCCH를 통해 전송된 정보의 코히런트(coherent)한 복조를 위한 채널 추정을 위한 복조 참조신호(DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
ii) 기지국이, 네트워크가 다른 주파수에서의 상향링크 채널 품질을 측정하기 위한 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)가 있다.
한편, 하향링크 참조신호에는,
i) 셀 내의 모든 단말이 공유하는 셀-특정 참조신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)
ii) 특정 단말만을 위한 단말-특정 참조신호(UE-specific Reference Signal)
iii) PDSCH가 전송되는 경우 코히런트한 복조를 위해 전송되는 (DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
iv) 하향링크 DMRS가 전송되는 경우 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 전달하기 위한 채널상태정보 참조신호(Channel State Information- Reference Signal, CSI-RS)
v) MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 모드로 전송되는 신호에 대한 코히런트한 복조를 위해 전송되는 MBSFN 참조신호(MBSFN Reference Signal)
vi) 단말의 지리적 위치 정보를 추정하는데 사용되는 위치 참조신호(Positioning Reference Signal)가 있다.
참조신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 그 참조신호를 수신하여야 한다. 또한 이는 핸드오버 등의 상황에서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 해당 참조신호를 수신함으로써 채널 측정을 하여 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(Ro)에 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
[수학식 1]
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예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 NT개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000002
각각의 전송 정보
Figure PCTKR2016009520-appb-I000003
는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2016009520-appb-I000004
라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000005
또한,
Figure PCTKR2016009520-appb-I000006
는 전송 전력의 대각행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000007
를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000008
전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2016009520-appb-I000009
에 가중치 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000010
가 적용되어 실제 전송되는 NT개의 송신신호
Figure PCTKR2016009520-appb-I000011
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000012
는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.
Figure PCTKR2016009520-appb-I000013
는 벡터
Figure PCTKR2016009520-appb-I000014
를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000015
여기에서,
Figure PCTKR2016009520-appb-I000016
는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.
Figure PCTKR2016009520-appb-I000017
는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2016009520-appb-I000018
은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000019
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을
Figure PCTKR2016009520-appb-I000020
로 표시하기로 한다.
Figure PCTKR2016009520-appb-I000021
에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
한편, 도 5(b)은 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 NT 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000022
따라서, NT 개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000023
실제 채널에는 채널 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000024
를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2016009520-appb-I000025
은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000026
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000027
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000028
의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000029
에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT와 같다. 즉, 채널 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000030
는 행렬이 NR×NT된다.
행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬
Figure PCTKR2016009520-appb-I000031
의 랭크(
Figure PCTKR2016009520-appb-I000032
)는 다음과 같이 제한된다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2016009520-appb-I000033
랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크. 의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 문서의 설명에 있어서, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)' 는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
초기 접속 절차(Initial Access)
도 6은 3GPP 시스템에 이용되는 초기접속 절차 및 물리 채널들을 이용한 신호 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, UE는 기지국으로부터 PSS 및 SSS를 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, UE는 기지국으로부터 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, UE는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 UE는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE는 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, UE는 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 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. 특히 UE는 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 UE에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, UE가 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 UE가 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, UE는 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)
3GPP LTE 등의 무선통신 시스템에서는 브로드캐스트(broadcast) 및 멀티캐스트(multicast) 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 LTE MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)를 정의하고 있다. LTE MBMS는 다중 셀이 동기화된 하나의 단일 주파수 네트워크처럼 동작하는 구조 상에서, 즉 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임에서 브로드캐스트 및 멀티캐스트 데이터를 전송하는 무선 인터페이스(interface)를 적용한다. 한편, 물리계층의 관점에서 MBSFN 데이터는 PMCH에 대응되어 전송되며, PMCH는 다중 셀의 각 채널들이 합성된 형태의 유효 채널을 인지하게 된다. 따라서 PMCH에서는 유효 채널을 추정하기 위한 별도의 MBSFN RS을 전송한다.
이때 특정 서브프레임 내에서 PMCH와 PDSCH가 주파수 축 상에서 공존할 때, UE(user equipment)는 CRS 기반의 채널 추정과 MBSFN RS 기반 채널 추정을 동시에 수행하는 부담이 발생할 수 있다. LTE에서는 상기 문제를 해결하기 위해 PMCH가 전송되는 서브프레임을 MBSFN 서브프레임으로 명명하고 해당 서브프레임 내에서는 PDSCH가 전송되지 않도록 제약을 두었다. 따라서 MBSFN 서브프레임은 첫번째 또는 두번째 OFDM 심볼 내의 하향링크 제어영역과 그 외의 영역, 즉 PMCH로 구성되며, 제어영역에서는 CRS가 전송되는 반면 PMCH에서는 CRS가 존재하지 않는 특징을 가진다.
MBSFN 서브프레임은 상위 계층에서 전송되는 시스템 정보인 SIB(System Information BlockType) 2에 따라 준-정적(semi-static)인 방식으로 할당되며, 시스템 정보는 한 시간당 약 2 내지 3번의 간격으로 갱신될 수 있다. 따라서, MBSFN 서브프레임의 전송 패턴은 상당한 시간 동안 지속될 수 있다. 그러나 MBMS를 위한 데이터 전송이 항상 발생하는 것은 아니며, 따라서 상기 할당된 MBSFN 서브프레임들 중 일부 자원이 MBMS을 위해 사용되지 않을 수 있다.
LTE-A에서는 사용되지 않는 MBSFN 서브프레임에 대한 활용 방안이 논의되었으며, 기존 LTE UE들이 MBSFN 서브프레임에서 유니 캐스트 데이터가 전송될 것이라는 사실을 예상하지 못한다는 점을 감안하여 LTE-A UE들을 위한 유니 캐스트 데이터를 MBSFN 서브프레임을 통해 전송하는 방안이 제안된다.
NOMA(non-Orthogonal Multiple Access)
무선 통신 시스템에서 시스템 쓰루풋(system throughput) 등을 증가시키기 위한 방법 중 하나로 비-직교 다중 접속(이하, NOMA) 동작이 고려되고 있다. NOMA 에서는 기본적으로 간섭 제거 수신기가 사용된다고 전제하며, 기존 OFDMA 시스템에서 주파수-시간 영역에서 자원 할당 하던 방식에 비하여 추가적으로 사전에 고려된 전력비를 기반으로 동일 주파수-시간 자원에 복수의 단말들이 할당된다. 즉, NOMA는, 간섭 제거 수신기를 통해 사전에 고려된 사용자들 간의 간섭이 소거됨으로써 대역폭 효율을 향상시킬 수 있는 얻을 수 있는 다중 접속 기법을 말하며, 향후 5G 시스템의 중요 후보 기술로 거론되고 있다.
이하에서 사용되는 용어들 중, NOMA 성상(constellation)은 조합된 성상(combined constellation), 중첩된 성상(superposed constellation), 또는 복합 성상(composite constellation)으로 명칭 될 수도 있다. 성상(constellation)은 성상맵(constellation map) 형식으로 표현될 수도 있고, IQ value와 비트 시퀀스가 맵핑된 테이블 형식(e.g., 변조 맵핑 테이블)으로 표현될 수도 있다. 성상점은 변조 심볼, 복소 심볼, 또는 IQ value (i.e., I+ jQ)로 명칭될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 NOMA 환경의 일례를 나타낸다.
eNB는 다수의 UE들을 NOMA 쌍(pair)으로 구성할 수 있다. 도 7에서, 2개의 UE들(UE1, UE2)이 하나의 NOMA 쌍을 구성한다고 가정하지만, 이는 설명의 편의를 위함일 뿐이며 더 많은 개수의 UE들이 하나의 NOMA 쌍 또는 NOMA 그룹을 구성하는 것을 배제하지 않는다. eNB는 NOMA 쌍에 속하는 각 UE 별로 Tx 전력을 다르게 설정하고, 각 UE들의 변조 심볼들을 더해서(superpose) 전송하는 방식을 사용할 수 있다. 도 7에서, UE1에는 상대적으로 작은 전송 전력이, UE2에는 상대적으로 큰 전송 전력이 설정된다.
도 8은 NOMA 전송을 위한 동작의 일례를 나타낸다.
도 8에서, UE1과 UE2에는 각각 QPSK 변조 방식이 사용된다고 가정한다. 도 8을 참조하면, eNB는 UE1 및 UE2에 대한 정보 시퀀스(information sequence)에 대하여 각각 QPSK 변조를 수행한다. eNB는 각 UE에 대응되는 전송 전력을 설정한 후(b>a), 각 UE의 신호를 더하여(superpose) 전송한다.
도 8과 같은 과정을 통해 생성된 신호를 수신한 UE2는 UE1의 신호를 노이즈(noise)로 간주하고 수신 동작을 수행할 수 있다. 즉, UE1에 대한 신호의 파워와 UE2에 대한 신호의 파워 차이가 매우 큰 경우, UE1에 대한 신호는 잡음으로 간주할 수 있기 때문에, UE2는 기존과 동일한 방식으로 자신의 신호를 수신할 수 있다.
반면, UE1의 입장에서 UE2 신호의 전력이 상대적으로 크기 때문에, UE1이 기존과 동일한 방식으로 수신 동작을 수행하면, 복조(demodulation) 성능이 크게 감소할 수 있다. 따라서, UE2 신호에 대한 상쇄(cancellation) 또는 그에 준하는 수신 알고리듬이 수행되어야 한다. UE2 신호의 소거 또는 상쇄를 위해서 eNB는 UE1에 UE2 신호에 대한 정보를 전송할 수 있다. UE1은 동일 자원(e.g., time, frequency, space)을 사용하면서 상대적으로 큰 파워를 갖는 UE2의 신호를 고려하여 복조를 수행해야 한다.
UE2 신호에 대한 정보에 포함되는 컨텐츠는, UE1의 수신기의 타입(e.g., ML(maximum likelihood) 수신기, SIC(successive interference cancellation) 수신기), UE1의 NOMA 수신 알고리즘)에 따라서 결정될 수 있다.
(i) Joint ML 수신기의 일례는 각 UE의 성상(constellation)이 더해진(superposed) 조합된 성상(combined constellation)의 각 점과 수신 신호 간의 거리를 계산하여, 가장 거리가 가까운 성상점(constellation point)이 송신 신호라고 추정하는 방법이다. Joint ML 수신기는 변조 심볼 단위로 또는 비트 단위로 구현될 수 있다.
(ii) SIC 수신기는 간섭에 대한 구체적인 정보를 기반으로 간섭 신호를 생성하여, 수신된 신호에서 간섭 신호를 제거한 후, 자신의 신호를 복조하는 방식을 사용한다. SIC 수신기는 심볼 레벨(symbol-level), 또는 코드워드 레벨(codeword-level) 등으로 구현될 수 있다. 심볼 레벨 SIC는, 간섭 신호를 변조 심볼 레벨까지만 프로세싱하여, 수신 심볼에서 간섭 신호의 변조 심볼을 제거하는 방식을 의미한다. 따라서, 심볼 레벨 SIC에서는 간섭 신호의 디코딩은 수행되지 않고, 자신의 신호에만 디코딩 수행될 수 있다. 코드워드 레벨 SIC는 간섭 신호에 대한 복조 뿐 아니라 디코딩을 수행하여 정보 비트 시퀀스(e.g., 코드워드)를 획득한다. 이후 코드워드 레벨 SIC는, 정보 비트 시퀀스를 다시 인코딩 및 변조한다(e.g., 송신기와 같이 코드워드를 인코딩 및 변조). 코드워드 레벨 SIC는 변조 결과에 의해 생성된 변조 심볼과 추정된 채널 성분을 곱한 신호를 수신 신호에서 제거함으로써, 자신의 신호를 획득한다.
● MBMS를 위한 NOMA 동작
상술된 논의를 바탕으로 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service) 신호를 NOMA 동작에 기반하여 전송하는 방안을 살펴본다.
NOMA는 유니캐스트 신호(unicast signal) 뿐만 아니라 멀티캐스트 신호/브로드캐스트 신호의 전송에서도 사용될 수 있다. 예컨대, LTE에서 정의된 MBMS 데이터 전송에 NOMA가 사용될 수도 있다.
LTE에서의 요구 사항을 만족시키기 위해 MBMS 데이터는 SFN(single frequency network) 방식으로 전송되며, MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network)으로 지칭된다. 무선 통신 시스템에서 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network, SFN)는 다수의 송신기들이 동일 자원에서 동일한 데이터를 송신하는 기술을 의미한다. 수신기는 다수의 송신기들로부터 SFN 방식으로 전송된 각 신호를 수신함에 있어서, 각 신호들을 다중 경로(multipath)에 의해 지연된 신호로 인식할 수 있다. 따라서, 신호의 커버리지가 증가될 수 있으며, 동일 자원이 이용되므로 자원 사용의 효율이 향상될 수 있다. 기존 LTE 시스템에서 정의된 MBSFN에서는, 기지국들이 백홀 통신(backhaul communication)을 통해 전송 타이밍 (e.g., MBSFN 서브프레임), 전송 데이터 (e.g., MBMS 데이터)등을 교환하고, 동일 시점에 해당 데이터를 송신하는 방식으로 동작하였다. MBMS 데이터는 PMCH (Physical Multicast Channel)를 통해 전송된다.
이하에서는 MBMS 데이터를 나르는 PMCH에 NOMA를 적용하기 위한 방법들을 살펴본다. 이하의 설명에서는, PMCH를 통해 전송되는 MBMS 신호가 기본 레이어(base layer, BL)와 확장 레이어(enhanced layer, EL)로 구분된다고 가정한다. 여기서 레이어는 송신 심볼이 맵핑되는 송신 레이어 또는 스트림으로 이해될 수 있으며, 계층적으로 구성되는 물리 계층, MAC 계층, RRC 계층 등에서의 레이어와는 상이한 의미를 갖는다는 것을 당업자라면 이해할 수 있다.
EL 데이터는 BL 데이터에 대한 추가적인 정보(additional information)일 수 있다. 일례로 추가적인 정보(additional information)의 경우, BL 데이터가 특정 해상도의 동영상 혹은 이미지 파일이라면 EL 데이터는 BL 데이터의 해상도를 높일 수 있는 추가 정보일 수 있으며, 예컨대, MBMS를 통해 영상이나 음성 서비스를 제공받는 UE는 기본 레이어만 수신하는 경우에 비하여, 확장 레이어를 더 수신함으로써 영상 또는 음성의 해상도를 향상시킬 수 있다.
이와 달리, EL 데이터는 BL 데이터와 서로 다른 데이터가 배정(assign)될 수 있다. 예컨대, 서로 다른 서비스를 제공하기 위해 EL과 BL 데이터가 독립적으로 생성되어 전송될 수도 있다.
EL 데이터는 EL 신호로 지칭될 수 있으며, BL 데이터는 BL 신호로 지칭될 수도 있다. EL 데이터와 BL 데이터는 모두 PMCH를 통해서 전송되므로, PMCH는 경우에 따라서 EL+BL 데이터를 의미하거나, EL 데이터를 의미하거나 또는 BL 데이터를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PMCH에 대한 NOMA 동작은 BL과 EL이 전력 도메인 상에서 다중화되는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, BL와 EL에 각각 고 전력(high power)와 저 전력(low power)이 할당된다고 가정한다. 즉, 기지국은 동일 자원에 서로 다른 송신 파워를 갖는 서로 다른 신호(e.g., MBMS 신호)를 다중화 할 수 있다. UE는 고 전력 신호(e.g., BL)를 수신하고자 할 경우 기존의 방식대로 수신 동작을 수행하지만, 저 전력 신호(e.g., EL)를 수신하고자 할 경우 먼저 고 전력 신호에 대한 소거(cancellation)를 수행한 이후 저 전력 신호에 대한 수신 동작을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 BL과 EL의 커버리지를 예시한다. 예컨대, EL의 PMCH와 BL의 PMCH 간의 NOMA 동작은 도 9와 같은 커버리지를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 9를 참조하면, BL의 커버리지는 EL의 커버리지를 포함한다. 즉, 상대적으로 고 전력으로 전송되는 BL 커버리지는, 상대적으로 저전력으로 전송되는 EL 커버리지를 모두 커버할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 7개의 셀들이 하나의 MBSFN 영역(area)를 구성할 경우, 동일한 MBSFN 영역에 속하는 셀들의 동기는 일치한다고 가정할 수 있다. 따라서 도 9에서 BL의 커버리지는 MBSFN 영역 전체로 확장된다. 예컨대, 서로 동일한 동기를 갖는 다수의 셀들이 동일한 BL 신호를 동일한 자원 상에서 송신(i.e., SFN)하는 경우, 각 셀들의 개별적 BL 커버리지들이 마치 하나의 BL 커버리지와 같이 간주 될 수 있다.
반면, EL의 경우 저 전력으로 전송되므로, SFN으로 인한 이득이 없을 수 있다. 예컨대, 저 전력으로 전송되는 EL의 경우 커버리지가 작아 셀 경계 영역까지 커버할 수 없고, 셀 들간 경계 영역에서는 EL 커버리지 음영이 발생될 수도 있다. 따라서, 동기화된 다수의 셀들이 EL 데이터를 동일한 자원에서 전송하더라도, 어떠한 셀의 EL 신호도 도달할 수 없는 음영 지역이 발생될 수 있고, 따라서 EL의 경우 SFN 전송의 이득이 보장되기는 어렵다. EL 데이터 송수신에서 SFN 이득을 얻기 위해서는 EL도 BL과 같이 고 전력으로 전송하여야 하는데, 이 경우 EL과 BL 간의 전력 차이가 줄어들기 때문에 NOMA 이득이 크게 낮아질 수 있다. 즉, NOMA 동작이 원활하게 수행되기 위해서는, 전력 도메인 상에서 서로 다른 EL 신호와 BL 신호가 명확히 구분 가능하도록 충분한 전력 차이가 필요하다. 만약, EL 신호와 BL 신호가 대등한 전력을 갖는다면, 양자는 전력 도메인 상에서 구분될 수 없기 때문에 NOMA 동작이 올바르게 수행되기 어렵다.
PMCH NOMA를 위한 전력 할당
3GPP TS36.213 문서를 참조하면 기존 PMCH에서 RS와 데이터간의 전력 차이는 다음과 같이 정의되어 있다. "16QAM, 64QAM 및 256QAM인 PMCH에 대하여, UE는 PMCH EPRE(energy per RE)와 MBSFN RS EPRE 간의 비율이 0 dB라고 가정할 수 있다"(“For PMCH with 16QAM, 64QAM and 256QAM, the UE may assume that the ratio of PMCH EPRE to MBSFN RS EPRE is equal to 0dB”).
이는, QPSK를 제외한 16QAM, 64QAM, 256QAM에서는 MBSFN RS와 PMCH가 실질적으로 동일한 전력으로 전송됨을 의미한다. 단, QPSK의 경우에는 수신 심볼(received symbol)의 위상(phase)만을 이용하여 복조(demodulation)가 수행될 수 있기 때문에 전력의 크기에 대한 관계는 별도로 정의되지 않았다.
상술된 바와 같이 NOMA 동작을 수행하는 UE는 전체 수신 신호에서 검출 된 BL 데이터를 소거(cancellation)한 후에 EL 데이터에 대한 복조를 수행할 수 있다(e.g. codeword-level SIC, symbol-level SIC). 또한, NOMA 동작을 수행하는 UE는, BL과 EL를 모두 고려한 복합 성상(composite constellation)을 기반으로 ML 검출을 수행하여 BL과 EL 데이터를 수신할 수 있다.
도 10은 BL의 성상과 EL의 성상이 조합된 성상을 예시한다. 편의상 BL과 EL에 모두 QPSK 변조 방식이 사용되었다고 가정한다. 또한, 도시된 조합 성상에 맵핑된 각 비트 열은 설명의 편의를 위한 예시이므로, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 도 8과 유사하게, EL의 전력은 2a2에 대응하고, BL의 전력은 2b2에 대응한다고 가정한다. 도 10은 EL와 BL의 단순 조합에 의해 복합 성상이 구성되는 예시를 나타내지만, 성능 향상 등을 목적으로 복합 성상의 인접 심볼간 그레이 맵핑이 적용되도록 추가적인 기능이 추가될 수도 있다.
조합된 성상에서, 각 사분면은 BL의 성상점을 의미한다. 예컨대, 조합된 성상의 1 사분면에 위치한 4개의 점들 (i.e., '0000', '0010', '0011', '0001')은 모두 BL 성상의 '00'에 대응한다. 또한, 조합된 성상의 2 사분면에 위치한 4개의 점들은 BL 성상의 '10'에 대응한다.
또한, 1 사분면에 위치한 4개의 점들 중 '0000'은 EL 성상의 '00'에 대응하고, '0010'은 EL 성상의 '10'에 대응하고, '0011'은 EL 성상의 '11'에 대응하고, '0001'은 EL 성상의 '01'에 대응한다. 즉, 1 사분면에 위치한 4개의 점들을 BL의 전력 2b2을 고려하여 복소 심볼의 √2b 만큼 이동되면, 이동된 4개의 점들은 EL 성상의 4개의들에 대응한다.
이와 같은 NOMA 수신 기법들이 올바르게 동작하기 위해서는, UE가 EL 데이터와 BL 데이터 모두에 대한 정확한 전력 할당 정보를 알아야 한다. 예를 들어, SIC 수신기에서 EL 데이터의 변조 차수(modulation order)가 2(i.e., QPSK)보다 클 경우, BL 데이터의 전력 설정이 부정확하면 EL 데이터의 수신 성능이 크게 감소할 수 있다. 즉, UE가 BL 데이터의 전력을 고려하여 전체 수신 신호로부터 BL 데이터를 소거하여야 하는데, BL 데이터의 실제 전력보다 과도하게 소거되거나, 지나치게 작게 소거되는 경우 EL 데이터의 복조/디코딩이 올바르게 수행될 수 없다.
도 11은 BL 데이터의 소거를 예시한다. 편의상 도 11에도 도 10과 동일한 가정이 적용된다. 기지국이 송신한 NOMA 심볼은 '0000'이고, BL 심볼은 '00'이고, EL 심볼도 '00'이라고 가정한다.
X1은 UE에서 수신한 NOMA 심볼을 나타낸다. X1 이 1 사분면에 위치하였기 때문에, UE는 BL 심볼이 '00'이라는 것을 알 수 있다. 이후, UE는 BL 데이터의 전력을 고려하여 BL 데이터를 소거하여야 한다.
만약, UE에 BL의 전력 값 2b2가 올바르게 설정된 경우, UE가 전력 도메인에서 BL의 전력을 소거하면 X1은 X2 위치로 이동하게 된다. 이 후, UE는 EL 성상에서 X2 위치에 가장 가까운 성상점 '00'을 EL 송신 심볼로 판단한다. 이와 같이, UE는 BL의 송신 심볼 '00'과 EL의 송신 심볼 '00'을 모두 올바르게 획득할 수 있다.
이와 달리, UE에 BL의 전력 값이 과도하게 크게 설정된 경우를 가정한다. 예컨대, (eNB가 설정한 BL의 전력값이 2b2 일 경우) UE가 BL의 전력 값을 8b2으로 가정한다면, UE가 전력 도메인에서 BL의 전력을 소거하면 X1은 X3 위치로 이동하게 된다. 이 후, UE는 EL 성상에서 X3 위치에 가장 가까운 성상점 '11'을 EL 송신 심볼로 판단한다. 결국, UE는 BL의 송신 심볼 '00'은 올바르게 획득할 수 있지만, EL의 송신 심볼을 '11'로 잘못 판단하게 된다. UE는 잘못 판단된 EL의 송신 심볼을 사용하기 때문에 MBMS 수신에 열화가 발생하고, MBMS 품질은 BL만 사용할 때보다도 열악해 진다. 즉, EL은 노이즈로 작용한다.
도 11 에서는 설명의 편의상 QPSK를 예시하였지만, 16QAM, 64QAM 및 256QAM이 사용되는 경우에는 BL 전력 값의 정확도는 QPSK에서 보다 더 중요해 진다는 것을 당업자라면 이해할 수 있다.
한편, PMCH는 레거시 UE(i.e., NOMA를 지원하지 않는 UE)도 수신할 수 있기 때문에 레거시 UE가 수신할 수 있는 BL 데이터의 전력에 대한 기존 규격 내용인 'PMCH EPRE와 MBSFN RS EPRE 간의 비율은 0 dB'가 유지되는 것이 바람직하다. 따라서 EL 데이터를 더 수신할 수 있는 개선된(advanced) UE(i.e., NOMA를 지원하는 UE)는 PMCH의 각 레이어와 RS에 대한 전력 할당을 다음과 같이 가정할 수 있다.
옵션 1: UE는 MBSFN RS와 PMCH BL의 에너지 또는 전력이 QPSK를 포함하는 모든 변조 차수에 대하여 같다고 가정할 수 있다. 이는, “UE는 QPSK , 16QAM, 64QAM, 256QAM의 변조를 갖는 PMCH BL의 EPRE와 MBSFN RS의 EPRE간 비율은 0 dB라고 가정할 수 있다.”로 해석될 수 있다.
옵션 2: UE는 PMCH BL의 변조 차수가 16 QAM, 64 QAM, 256QAM 일 경우, MBSFN RS와 PMCH BL의 EPRE간 비율은 0dB라 가정하고, PMCH BL의 변조 차수가 QPSK일 경우의 MBSFN RS와 PMCH BL의 EPRE간 비율은 사전에 정의되거나 상위 계층 시그널링에 의해 지시될 수 있다.
PMCH NOMA를 위한 BL과 EL간의 전력 오프셋
상술된 바와 같이, PMCH는 SFN 방식으로 전송될 수 있으며, 이는 인접 셀(e.g., 동일 MBSFN 영역에 포함된 인접 셀)에서 송신하는 신호와 서빙 셀에서 송신하는 신호가 함께 수신됨을 의미한다.
기지국이 PMCH에 NOMA 동작을 적용하고, NOMA 이득을 확보하기 위해 BL과 EL의 전력 차이를 크게 설정할 경우, BL 데이터는 SFN되지만, EL 데이터는 SFN되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
도 12는 PMCH에 NOMA 동작을 적용한 일 예를 도시한다.
도 12를 참조하면, UE는 MBSFN 영역 내의 두 개의 셀들(e.g., eNB 1, eNB 2)로부터 NOMA 동작이 적용된 PMCH를 수신함으로써, EL/BL 데이터를 획득 할 수 있다. 서빙 셀의 EL 커버리지내에 위치한 UE는 서빙 셀(e.g., eNB 1)로부터 BL 데이터와 EL 데이터를 모두 수신할 수 있다. 하지만 UE는 인접 셀(e.g., eNB 2)로부터는 BL 데이터만 수신할 수 있다. 이와 같이 UE가 인접 셀로부터 어느 하나의 레이어의 신호 만을 SFN 방식으로 수신할 경우, 수신 성능에 문제가 발생할 수 있다.
일례로 NOMA 동작을 위해 UE는 EL과 BL의 전력 오프셋을 사전에 시그널링 받을 수 있다. 그러나 도 12의 경우, 인접 셀로부터 수신되는 BL 신호로 인해 실제 수신하는 신호의 전력 오프셋은 시그널링 받은 값과 다르게 나타날 수 있다. 이는 앞서 설명했듯이 SIC 수신기나 ML 수신기의 수신 성능을 떨어뜨리는 원인으로 작용할 수 있다. 즉, BL 신호의 경우 2개의 셀들로부터 UE에 수신되기 때문에(i.e., SFN), UE에 수신된 BL과 EL의 실제적인 전력 차이는, UE가 사전에 설정받은 BL과 EL간의 전력 오프셋 보다 더 크게 나타날 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 서빙 셀이 PMCH를 전송할 때 특정 자원을 널링(nulling)할 것을 제안한다. 이 때 널링은 해당 자원에서 서빙 셀이 데이터를 송신 하지 않는다고 해석될 수 있다.
이와 같은 자원의 널링은 상위 계층 시그널링 등을 통해 지시될 수 있다. 예컨대, 널링된 자원은 시간 도메인에서는 서브프레임 또는 서브프레임 세트, 주파수 도메인에서는 PRB 쌍(pair) 세트(들) 및/또는 RE(들) 단위 등을 조합하여 시그널링 될 수 있다. 일례로 MBSFN 서브프레임 세트에 속하는 서브프레임 중 특정 서브프레임(세트)에서 널링이 수행되거나, 모든 MBSFN 서브프레임의 특정 RE (세트)에서 널링이 수행될 수 있다.
널링된 자원은, 해당 셀의 UE들이 MBSFN 영역내의 인접 셀로부터 SFN되어 수신되는 신호(e.g., BL 신호)의 전력을 측정하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 이와 같은 방법으로 서빙 셀을 제외한 인접 셀로부터 수신된 신호의 전력을 도출한 UE는 서빙 셀이 신호를 전송하는 자원에서 서빙 셀에 의해 전송된 EL, BL 전력 및 인접 셀로부터 전송된 BL 전력을 분류할 수 있다. UE는 서빙 셀로부터 사전에 시그널링 받은 EL와 BL간의 전력 오프셋에 근거하여 SIC, ML 등의 수신기를 사용할 수 있다.
예컨대, UE는 서빙 셀로부터 널링 자원의 위치를 설정 받으면, 해당 널링 자원에서 인접 셀이 송신하는 BL 신호의 전력 값 P1을 측정한다. 또한, UE는 사전에 설정된 전력 오프셋 값 P2에 측정된 P1 값을 더하여, 실제 수신된 NOMA 신호에서 BL의 전력과 EL의 전력은 P1+P2 만큼의 차이가 있다고 판정할 수 있다. 이후, UE는 BL과 EL간의 전력 차이 P1+P2에 기초하여 BL의 전력을 소거함으로써, EL을 올바르게 수신할 수 있다.
일례로 서빙 셀은 사전에 특정 위치의 MBSFN RS가 널링됨을 서빙 셀 내의 UE들에게 시그널링 할 수 있다. 또는 서빙 셀은 특정 PMCH RE를 사전에 지정하여 널링됨을 UE에 알릴 수 있고, UE는 널링 되는 PMCH RE에서 (서빙 셀의 BL 및 EL) 데이터가 펑처링(puncturing)된다고 가정할 수 있다.
상술된 바와 같이 UE가 EL을 올바르게 수신하기 위해서는, 전체 수신 전력 중에서 BL 의 전력과 EL 의 전력을 정확히 알 수 있어야 한다. 전력 오프셋을 시그널링하는 실시예에 따르면 UE는 EL의 전력 또한 정확하게 판단할 수 있고, EL의 전력에 기초하여 EL을 올바르게 복조 및 디코딩 할 수 있다. 예컨대, UE가 사전 정의된 PMCH BL의 EPRE와 MBSFN RS의 EPRE간 비율을 통해서 BL의 전력을 파악할 수 있다고 하더라도, EL의 전력을 어떻게 정의하여야 하는지가 문제될 수 있다. UE는 간단히, 전체 수신 전력에서 BL 전력을 제외한 나머지를 모두 EL 전력이라고 가정할 수도 있겠으나, EL은 상대적으로 전력이 작아 노이즈 전력에 의한 영향을 크게 받을 수 있다. 따라서, UE는 BL 전력으로부터 EL 전력을 보다 정확하게 추정해 볼 수도 있다. 즉, UE는 BL과 EL 간의 전력 오프셋 및 널링된 RE를 이용하여, BL 전력으로부터 EL 전력을 추정할 수도 있다. 특히, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM에 기반하여 EL 이 변조된 경우라면, 노이즈를 제외하고 EL 전력을 정확히 추정하는 것은 더욱 중요하다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 MBMS 신호의 송수신 방법의 흐름을 나타낸다. 상술된 설명과 중복하는 내용은 생략될 수 있다. BS 1은 서빙 셀이고, BS 2는 이웃 셀이라고 가정한다. 또한, 서빙 셀과 이웃 셀은 동일한 MBSFN 영역에 속한다고 가정한다.
도 13을 참조하면, 단말은 서빙 셀로부터 EL/BL 전력 정보를 수신한다(S1305). EL/BL 전력 정보는 EL/BL 간의 전력 비율 또는 EL/BL 간의 전력 오프셋을 포함할 수 있다.
또한, 단말은 서빙 셀이 전송을 수행하지 않는 널링 자원에 대한 정보를 수신할 수 도 있다. 예컨대, 단말은 서빙 셀이 기본 MBMS 레이어의 전송을 수행하지 않는 널링(nulling) 자원을 통해서 이웃 셀이 전송하는 기본 MBMS 레이어의 전력을 측정할 수 있다.
단말은 전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신한다(S1310, S1315). 이 때, 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되지만, 확장 MBMS 레이어는 이웃 셀을 제외하고 서빙 셀로부터 수신될 수 있다.
단말은 수신된 MBMS 신호로부터 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써(S1320), 확장 MBMS 레이어를 획득할 수 있다(S1325). 예컨대, 단말은 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거한 뒤에 확장 MBMS 레이어를 복조 및 디코딩할 수 있다.
단말은, 기본 MBMS 레이어의 전력의 EPRE(energy per resource element)와 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 참조 신호의 EPRE의 비율이 0 dB라고 가정할 수 있다.
NOMA 신호로부터 소거되는 기본 MBMS 레이어의 전력은, 서빙 셀로부터 수신된 기본 MBMS 레이어의 전력 및 이웃 셀로부터 수신된 기본 MBMS 레이어의 전력을 포함할 수 있다. 예컨대, 단말은, 이웃 셀로부터 수신된 기본 MBMS 레이어의 전력에 기초하여 서빙 셀로부터 시그널된 기본 MBMS 레이어와 확장 MBMS 레이어 간의 전력 오프셋을 보정할 수 있다.
기본 MBMS 레이어에는 확장 MBMS 레이어 보다 높은 전력이 할당될 수 있다. 단말은, 확장 MBMS 레이어의 전력을 잡음으로 간주하고 MBMS 신호로부터 기본 MBMS 레이어를 획득할 수 있다. 예컨대, 단말은, 확장 MBMS 레이어를 이용하여 기본 MBMS 레이어를 통해 제공되는 멀티미디어 컨텐츠의 품질을 향상시킬 수 있다.
MBMS 신호는, PMCH(Physical Multicast Channel)를 통해 수신될 수 있다.
도 14는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국과 단말을 예시한다. 도 14에 도시된 기지국 및 단말은 상술된 실시예들에 따른 동작을 수행할 수 있다.
도 14를 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
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 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 동작에 기반하여 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써, 상기 확장 MBMS 레이어를 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되고,
    상기 확장 MBMS 레이어는 상기 이웃 셀을 제외하고 상기 서빙 셀로부터 수신되는, MBMS 신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 기본 MBMS 레이어의 전력의 EPRE(energy per resource element)와 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 참조 신호의 EPRE의 비율이 0 dB라고 가정하는, MBMS 신호 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 NOMA 신호로부터 소거되는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력은, 상기 서빙 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력 및 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 포함하는, MBMS 신호 수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 서빙 셀이 상기 기본 MBMS 레이어의 전송을 수행하지 않는 널링(nulling) 자원을 통해서 상기 이웃 셀이 전송하는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 측정하는, MBMS 신호 수신 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력에 기초하여 상기 서빙 셀로부터 시그널된 상기 기본 MBMS 레이어와 상기 확장 MBMS 레이어 간의 전력 오프셋을 보정하는, MBMS 신호 수신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기본 MBMS 레이어에는 상기 확장 MBMS 레이어 보다 높은 전력이 할당되고,
    상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어의 전력을 잡음으로 간주하고 상기 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어를 획득하는, MBMS 신호 수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어를 이용하여 상기 기본 MBMS 레이어를 통해 제공되는 멀티미디어 컨텐츠의 품질을 향상시키는, MBMS 신호 수신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 MBMS 신호는, PMCH(Physical Multicast Channel)를 통해 수신되고,
    상기 서빙 셀과 상기 이웃 셀은 동일한 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 영역에서 속하는 셀들인, MBMS 신호 수신 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 동작에 기반하여 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 신호를 수신하는 단말에 있어서,
    전력 도메인 상에서 상이한 전력 값으로 다중화된 기본 MBMS 레이어 및 확장 MBMS 레이어를 포함하는 MBMS 신호를 수신하는 수신기; 및
    상기 수신된 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 소거함으로써, 상기 확장 MBMS 레이어를 획득하는 프로세서를 포함하되,
    상기 기본 MBMS 레이어는 서빙 셀 및 이웃 셀로부터 SFN(single frequency network) 방식으로 수신되고,
    상기 확장 MBMS 레이어는 상기 이웃 셀을 제외하고 상기 서빙 셀로부터 수신되는, 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 기본 MBMS 레이어의 전력의 EPRE(energy per resource element)와 MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 참조 신호의 EPRE의 비율이 0 dB라고 가정하는, 단말.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 NOMA 신호로부터 소거되는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력은, 상기 서빙 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력 및 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 포함하는, 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 서빙 셀이 상기 기본 MBMS 레이어의 전송을 수행하지 않는 널링(nulling) 자원을 통해서 상기 이웃 셀이 전송하는 상기 기본 MBMS 레이어의 전력을 측정하는, 단말.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 이웃 셀로부터 수신된 상기 기본 MBMS 레이어의 전력에 기초하여 상기 서빙 셀로부터 시그널된 상기 기본 MBMS 레이어와 상기 확장 MBMS 레이어 간의 전력 오프셋을 보정하는, 단말.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 기본 MBMS 레이어에는 상기 확장 MBMS 레이어 보다 높은 전력이 할당되고,
    상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어의 전력을 잡음으로 간주하고 상기 MBMS 신호로부터 상기 기본 MBMS 레이어를 획득하는, 단말.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 확장 MBMS 레이어를 이용하여 상기 기본 MBMS 레이어를 통해 제공되는 멀티미디어 컨텐츠의 품질을 향상시키는, 단말.
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