KR101565418B1 - 분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분산 안테나 시스템(distributed antenna system)에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법에 관한 것으로, 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송 정보를 상기 기지국의 하나 이상의 DA로 구성된 복수의 DA 그룹을 통해 셀 내에 동일하게 방송하는 단계 및 각 DA 그룹의 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 상기 기지국의 각 DA 그룹을 통해 독립적으로 방송하는 단계를 포함한다.

Description

분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법{method of transmitting and receiving signal in the distribud antenna system}

본 발명은 분산 안테나 시스템(distribud antenna system: DAS)에서 신호 송수신 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 DAS에서 기지국이 방송 정보 및 유니케스트 정보를 전송하는 방법에 관한 것이다.

정보 산업의 발달에 따라 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구되고 있고, 이를 위해 기존의 셀 내에 다수의 분산 안테나를 두어 음영지역의 해소 및 커버리지(coverage) 확장을 위한 DAS 방식이 연구되고 있다.

DAS는 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형 안테나 시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다. CAS는 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OL-MIMO(open loop-multi input multi output) , CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.

DAS는 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.

이러한 DAS는 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile satation)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템 관점에서, DAS는 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 CAS에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 CAS에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호 대 간섭 잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.

이와 같이, DAS는 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 SINR의 향상을 위해, 기존의 CAS와 병행하거나 또는 CAS를 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반이 될 수 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 DAS를 이용하는 경우, CAS와 같은 종래의 이동 통신 시스템에서 동작되는 단말에는 영향을 미치지 않고, DAS를 지원하는 기지국 및 단말을 고려하여 통신하는 방법을 제안하고자 한다.

구체적으로는, 기지국이 임의의 단말과의 통신수행을 위해 방송하는 방송 정보를 복수의 DAS용 안테나에 대해 독립적으로 구성하거나 또는 방송 정보의 전부 또는 일부를 DAS용 안테나들이 공유하도록 구성하여 신호를 송수신하는 방법을 제안하고자 한다.

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.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법은, 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA(distributed antenna) 그룹 공통 방송 정보를 상기 기지국의 복수의 DA 그룹을 통해 셀 내에 동일하게 방송하는 단계 및 각 DA 그룹의 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 상기 기지국의 각 DA 그룹을 통해 독립적으로 방송하는 단계를 포함하며, 상기 DA 그룹은 하나 이상의 DA로 구성된다.

상기 DA 그룹 특정 방송 정보는 상기 DA 그룹 각각에 독립적으로 구성된 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 DA 그룹 안테나 개수 정보 리스트를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 전송 방법은, 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹을 확인하는 단계 및 상기 특정 DA 그룹에 대해 방송된 안테나 개수 정보를 이용하여 상기 특정 DA그룹을 통해 상기 단말에 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 특정 DA 그룹의 DA 또는 안테나 순서(order)에 관한 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 신호 전송 방법은, 채널 추정에 이용되는 미드엠블(midamble)을 상기 복수의 DA 그룹 각각을 통해 방송하는 단계를 더 포함하되, 상기 미드엠블은 상기 DA 그룹의 안테나 개수를 고려하여 상기 DA 그룹별로 구성될 수 있다. 나아가, 상기 단말로부터 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 다른 실시예에 따른 DAS에서 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법은, 복수의 DA 그룹을 포함하는 상기 기지국으로부터 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송 정보를 수신하는 단계 및 상기 기지국으로부터 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에서 하향링크 전송에 사용되는 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 DA 그룹 특정 방송 정보는 상기 DA 그룹 각각에 독립적으로 구성된 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 DA 그룹 안테나 개수 정보 리스트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 신호 수신 방법은, 상기 기지국으로부터 상기 특정 그룹의 DA 또는 안테나 순서(order)에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또는, 상기 기지국으로부터 상기 특정 DA 그룹에 관한 안테나 개수 정보를 토대로 구성된 미드엠블(midamble)을 수신하는 단계 및 상기 미드엠블을 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태의 일 실시예에 따른 DAS 기지국은 하나 이상의 분산 안테나(distributed antenna: DA)로 구성되는 복수의 DA 그룹, 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송 정보 및 각 DA 그룹에서 하향링크 전송에 사용하는 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 구분하여 생성하고, 상기 DA 공통 방송 정보는 상기 복수의 DA 그룹을 통해 셀 내에 동일하게 방송하고, 상기 DA 특정 방송 정보는 상기 각 DA 그룹을 통해 독립적으로 방송하도록 수행하는 프로세서 및 상기 DA 공통 방송 정보 및 DA 특정 방송 정보를 방송하기 위한 송신 모듈을 포함한다.

상기 프로세서는 채널 추정에 이용되는 미드엠블(midamble)을 상기 DA 그룹의 안테나 개수를 고려하여 상기 DA 그룹별로 구성하고, 각 DA 그룹을 통해 상기 미드엠블을 방송하도록 수행할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 상기 DAS에 속한 단말로부터 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에 대한 채널 추정 결과 정보를 수신하기 위한 수신 모듈을 더 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태의 다른 실시예에 따른 DAS단말은 복수의 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 포함하는 기지국으로부터 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송 정보, 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에서 하향링크 전송에 사용되는 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 수신하기 위한 수신모듈 및 상기 수신모듈을 통해 수신한 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에 관한 미드엠블(midamble)을 이용하여 채널 추정을 수행하는 프로세서를 포함한다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말은 상기 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과를 상기 기지국으로 전송하기 위한 송신 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, DAS에서 기지국은 방송 정보를 방송 정보를 복수의 DAS용 안테나에 대해 독립적으로 구성하거나 또는 방송 정보의 전부 또는 일부를 DAS용 안테나들이 공유하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기지국은 해당 단말과의 통신 수행에 이용하는 안테나 개수에 관한 정보를 다양하게 구성하여 방송 정보에 포함시킬 수 있다.

본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들은 이하의 설명을 통해 또는 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 이용하는 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명하기 위한 블록 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 본 발명과 관련된 상세한 설명은 편의상 IEEE 802.16 시스템을 이용하여 설명되지만, 이는 예시로서 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템을 포함한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 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.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, Processing Server(PS) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 기지국은 CAS에 따라 셀 중앙에 위치하는 복수 개의 안테나들을 포함하며, 설명의 간명함을 위하여 DAS 안테나들에 대해서만 도시하였다. 셀 내에 위치하는 단일 기지국과 유선으로 연결된 다수의 안테나들이 셀 내 다양한 위치에 분산되어 있는 DAS는 안테나들의 수와 위치에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나들이 셀 내에서 일정 간격으로 분포되거나 또는 특정 장소에 둘 이상의 안테나가 밀집해서 위치할 수도 있다. DAS에서는 분산 안테나들이 셀 내에 어떤 형태로 위치되던지 각 안테나들의 커버리지가 오버랩되는 경우에 랭크(rank) 2 이상의 신호 전송이 가능해진다. 랭크는 하나 이상의 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있는 데이터 스트림의 수를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 하나의 셀 영역을 서비스하는 하나의 기지국이 총 8개의 안테나와 유선으로 연결되어 있고, 각 안테나들은 셀 내에서 소정 거리 이상으로 일정 간격 또는 다양한 간격으로 위치할 수 있다. DAS에서는 기지국와 연결된 안테나를 모두 사용할 필요는 없으며, 각 안테나의 신호 전송 범위, 인접 안테나와의 커버리지가 오버랩 정도와 간섭효과 및 안테나와 이동 단말 간의 거리 등을 토대로 적정수의 안테나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 셀 내에 3개의 단말(UE 1 내지 UE 3)이 위치하고, UE 1이 안테나 1,2,7,8의 신호 전송 범위 내 위치하는 경우, UE 1은 기지국 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로부터 신호를 받을 수 있다. 반면, UE1 입장에서 안테나 3,4,5,6은 안테나와 단말까지의 간격이 커서 경로 손실이 발생할 가능성이 높고 전력 소비도 증가하게 되며, 안테나 3,4,5,6으로부터 전송되는 신호는 무시할 정도로 작은 값일 수 있다. 다른 예로, UE 2는 안테나 6,7의 신호 전송 범위가 오버랩되는 부분에 위치하여 안테나 6,7을 제외하고는 다른 안테나를 통해 전송되는 신호는 무시할 정도로 매우 작거나 약하고, UE 3은 안테나 3의 인접 거리 내 위치하여 안테나 3을 통해 전송되는 신호를 독점적으로 수신할 수 있다.

도 1에 도시된 것처럼, DAS에서는 셀 내에서 다수의 안테나들의 위치가 동떨어진 경우 MIMO 시스템처럼 동작하게 된다. 기지국은 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 1을 통해서 UE 1과, 안테나 6,7 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 2는 UE 2와, 안테나 3은 UE 3과 동시에 통신할 수 있다. 이때, 안테나 4, 5는 각각 UE 3과 UE 2를 위해 송신을 해주거나 또는 꺼진 상태로 운영될 수도 있다.

즉, DAS 시스템은 단일 사용자/다수 사용자와 통신시 단말별로 송신하는 데이터 스트림 수가 다양할 수 있고, 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 이동 단말기 각각에 할당되는 안테나 또는 안테나 그룹도 다양하게 존재할 수 있다. 셀 내 위치하는 이동 단말기의 위치장소에 따라 해당 단말기와 통신을 수행하는 안테나 또는 안테나 그룹은 특정될 수 있으나, 셀 내에서의 이동 단말기 이동에 따라 적응적으로 변동될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 종래 셀 기반의 다중 안테나를 사용하는 중앙 집중형 안테나 시스템에 DAS를 적용하는 경우의 시스템 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 기지국이 서비스를 제공하는 셀영역 내에는 기지국과 인접하는 셀 영역의 센터 부분에 셀 반경에 비해 안테나 간격이 매우 작아서 경로 손실 등의 효과가 비슷한 복수 개의 중앙집중형 안테나(Centralized Antenna: CA)들이 위치할 수 있다. 또한, 상기 셀의 전반적인 영역 내에는 CA보다 안테나 간격이 넓어 경로 손실 등의 효과가 안테나별로 상이한 복수개의 분산 안테나(Distributed Antenna: DA)가 소정 거리 이상의 간격으로 떨어져 위치할 수 있다. DA는 기지국으로부터 하나의 유선으로 연결된 하나 이상의 안테나로 구성되며, 하나 이상의 DA들은 하나의 DA그룹을 형성하여 DA zone을 형성한다.

DA 그룹이란 하나 이상의 DA를 포함하는 것으로 단말의 위치 또는 수신 상태 등에 따라 변동적으로 구성되거나 또는 (MIMO에서 사용하는 최대 안테나 개수로) 고정적으로 구성될 수 있다. IEEE 802.16m을 따르는 경우 최대 안테나 개수는 8Tx가 된다. DA zone이란 DA 그룹을 형성하는 안테나들이 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 범위로 정의되며, 도 2에 도시된 셀 영역은 n개의 DA zone을 포함한다. DA zone에 속한 단말은 DA zone을 구성하는 DA 중 하나 이상과 통신을 수행할 수 있으며, 기지국은 DA zone에 속한 단말에 신호 전송시 DA 및 CA를 동시에 이용하여 송신율을 높일 수 있다.

도 2는 기존의 다중 안테나를 사용하는 CAS 구조에서 기지국과 단말이 DAS를 이용할 수 있도록 DAS를 포함하는 CAS를 도시한 것으로, CA와 DA들의 위치는 설명의 간명함을 위하여 구분되도록 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 구현 형태에 따라 다양하게 위치시킬 수 있다.

도 3은 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 이용하는 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 무선 프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 슈퍼프레임(SU0-SU3)을 포함한다. 슈퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 네 개의 5ms 프레임(F0-F3)을 포함하고 슈퍼프레임 헤더(Supuer Frame Header; SFH)로 시작한다. 슈퍼프레임 헤더는 도 3에 도시된 것처럼 첫 번째 서브프레임 내에 위치할 수 있는데, 슈퍼프레임 헤더를 통해 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)가 전송된다. 세부적으로, 슈퍼프레임 헤더는 P-SFH(primary-SFH) 및 S-SFH(secondary-SFH)로 분류될 수 있으며, P-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송되고, S-SFH는 매 프레임마다 전송될 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 일반적인 방송 정보 또는 상급 방송 정보(Advanced Broadcast Information: ABI)가 방송되는 물리 방송 채널(Physical broadcast channel)을 포함하며, 기지국과 동기를 맞춘 단말은 물리 방송 채널을 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.

IEEE 802.16m 시스템에서, 단말이 기지국과 동기를 맞추기 위해 수신하는 하향링크 동기 채널은 P-SCH(Primary-Syncronized Channel) 및 S-SCH(Secondary-Syncronized Channel)를 포함하며, 각각 PA-프리앰블(Primary Advanced Preamble) 및 SA-프리앰블(Secondary Advanced Preamble)이 전송된다. PA-프리앰블은 각 프레임의 첫번째 OFDM 심볼을 통해 전송되며, 시간/주파수 동기 및 부분 셀 식별자, 시스템 정보 등과 같은 정보 및 시스템에서 사용하는 채널 대역폭을 획득하는데 사용된다. SA-프리앰블은 셀 ID 또는 세그먼트 식별자와 같은 최종 물리 셀 식별자를 획득하는데 사용되며, RSSI(Received Signal Strength Indication) 측정 등의 용도로도 사용될 수 있다. 따라서, 단말이 전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입하는 경우, 단말은 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행하는데, 기지국으로부터 P-SCH 및 S-SCH을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고 셀 ID등의 정보를 획득할 수 있다.

프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex), H-FDD(Half Frequency Division Duplex), TDD(Time Division Duplex) 등에 적용할 수 있다. 도 4를 참조하면, FDD 모드에서는, 하향링크 전송 및 상향링크 전송이 주파수에 의해 구분되므로, 프레임은 하향링크 서브프레임(D) 또는 상향링크 서브프레임(U) 중 하나만을 포함한다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임(D)과 상향링크 서브프레임(U)으로 구분된다. 하향링크에서 상향링크로 변경되는 동안에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크에서 하향링크로 변경되는 동안에는 RTG(Receive/transmit Transition Gap)로 지칭되는 휴지 시간이 존재한다.

다시 도 3을 참조하면. 각 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 5~7개로 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다.

서브 프레임을 구성하는 OFDM 심볼 각각은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 채널 측정을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 성분을 위한 채널 부반송파로 나뉠 수 있다. OFDM 심볼을 특징짓는 파라미터는 BW, N_used, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이고, N_used는 신호 전송에 사용되는 부반송파의 개수이고, n은 샘플링 인자이다. BW, N_used 및 n은 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심볼 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 구조는 예시에 불과하다. 따라서, 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수, OFDMA 심볼의 파라미터 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(cyclic prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 도 3 및 도 4에 예시된 프레임 구조를 통해 DA zone에 진입하거나 DA zone에서 전원이 꺼진 상태에서 켜진 단말과의 통신을 수행할 수 있다. 단말은 초기 셀 탐색을 위해 상술한 것처럼 SCH를 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 시스템 정보 등을 획득할 수 있다. 동기를 맞춘 단말은 기지국에 최초 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 기지국에 임의 접속 과정(Random Access Produre)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 단말은 기지국으로 레인징 채널을 특정 시퀀스를 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말이 기지국으로 초기 레인징 신호를 전송하면, 기지국은 상기 신호를 수신한 DA들의 수신율 또는 수신전력 등을 토대로 상기 단말과의 통신에 이용할 특정 DA를 할당할 수 있다. 단말-특정 DA가 결정된 후에도, 단말의 이동 등에 따라 해당 DA를 통해 수신하는 신호가 소정의 임계치 이하 또는 이상으로 판단되면, 해당 단말과의 통신에 이용할 DA를 변경할 수 있다.

한편, 기지국은 미드엠블, 셀 공통의 시스템 파라미터 또는 시스템 설정 정보 등을 포함하는 방송 정보를 시그널링한다. 미드엠블은 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 데이터 심볼 사이에 삽입되는 동기패턴으로, 통신 과정 중 각 안테나별로 심볼을 전송할 때 채널 추정 기능을 보강하는데 이용된다. 미드엠블은 하향링크 서브프레임을 통해 전송되는 데이터 심볼에 주기적으로 또는 비주기적으로 삽입될 수 있다.

이때, 기지국마다의 고유 BS_ID에 따라 프리엠블, 미드엠블, 레이징, 퍼뮤테이션을 구성하는 방법 및 시그널링하는 방송 정보 등이 결정되는데, DAS를 이용하는 경우 기지국은 DA 간에 공유하는 시그널링 정보량에 따라 DA들이 방송하는 방송 정보를 동일하게 구성하거나 각 DA마다 독립된 방송 정보를 시그널링하도록 다양한 방법으로 구성할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 복수개의 DA들을 스케쥴링하여 단말과 통신을 수행하는 방법을 간략하게 설명하도록 한다. 이하의 본 발명의 실시예 및 도면에서는, DAS를 이용하는 기지국은 복수 개의 DA를 포함하나, 설명의 간명함을 위하여 복수 개의 DA 중 2개의 DA를 예를 들어 설명한다. 또한, DAS에 속한 복수개의 단말 중 DA1을 통해 기지국과 통신을 수행하는 단말을 UE1로, DA2를통해 기지국과 통신을 수행하는 단말을 UE2로 가정한다. 각 단말은 각 DA의 DA zone 내 위치하는 것으로 볼 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 DA1 zone 및 DA2 zone에서 각 DA를 통해 독립된 방송 정보(DA1_Specific Broadcast information, DA2_ Specific Broadcast information)를 방송하면, UE 1 및 UE 2가 이를 수신한다 (S101). 각각의 방송 정보는 각 DA를 구성하는 안테나 개수 및/또는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 방송 정보는 PA-프리엠블/SA-프리엠블, 미드엠블, ABI, 시스템 설정 정보 등을 포함하므로, 각 DA들이 독립된 기지국의 역할을 수행하게 된다. 이때, 방송 정보는 도 3에 도시된 프레임 구조에서 설명한 것처럼 SFH 및/또는 각 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에 포함되어 전송될 수 있다. 따라서, 단말은 각 DA를 독립된 기지국으로 인식하고, 각 DA zone을 서브 셀(sub-cell)로 인식하며, 상기 기지국은 다수의 기지국을 스케쥴링하는 PS 로 판단할 수 있다. UE 1 및 UE 2가 기지국과 동기를 맞추고 시스템 정보 등을 수신하는 등 통신 수행을 위한 기반동작이 수행된 이후, 기지국은 실질적으로 데이터 송수신이 수행되기 위한 AMAP-IE, MAC message, DL/UL data burst 등을 포함하는 유니케스트 정보(DA1_unicast information, DA2_ unicast information)를 각 단말에 전송한다(S102). 유니케스트 정보는 기지국이 각 단말에 대해 특정 데이터 송수신을 수행하기 위해 전송되는 것으로, 기지국은 각 DA를 통해 각 단말별로 독립된 유니케스트 정보를 전송한다. 이후, 기지국과 단말은 통신을 수행할 수 있다.

도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 단말 입장에서 복수개의 DA들은 복수 개의 기지국으로 판단되고 단말의 이동에 따라 DA zone 간의 핸드오버가 수행될 수 있다. 그러나, 상기 DA들은 기지국이 종합적으로 스케쥴링하므로 DA간 협력 동작(cooperation) 또는 간섭 회피를 위한 스케쥴링을 통해 통신 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 DA 스케쥴링 방법의 일예로, 방송 정보를 각 DA에 대해 독립적으로 구성하는 방송 정보(DA_specific Broadcast Information)와 각 DA에 공유되는 공통의 방송 정보(DA_common Broadcast Information)로 구분하여 구성할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 단말의 이동에 따른 핸드오버 과정을 간소화시키면서 단말간에 발생하는 간섭현상을 최소화하기 위하여 방송정보 특성에 따라 DA별로 독립된 방송 정보 및 DA간에 공통된 방송 정보를 결정할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 각 DA zone 을 구성하는 각 DA를 통해 공통의 방송정보(DA_common Broadcast Information)를 방송한다(S201). 이때, 본 발명의 일 실시예에 의하면, DA 공통 방송 정보는 단말이 기지국에 대해 초기 셀 탐색을 수행하기 위해 필요한 최소한의 정보로 정의된다. 예를 들어. DA 공통 방송 정보는 기지국과 단말이 동기를 맞추는데 이용되는 프리엠블, 채널 추정에 이용되는 미드엠블 및 초기 레인징 설정(initial ranging configuration) 정보를 포함할 수 있다. 따라서, UE1 및 UE2는 동일한 프리엠블을 수신하므로, 대역폭 크기, 셀 ID, 세그먼트 ID를 공유할 수 있다.

다음으로, 기지국은 DA 각각에 대해 독립적으로 구성되는 DA 특정 방송 정보 (DA_specific Broadcast Information)를 각 DA zone 에서 방송한다(S202). 즉, DA 1 zone 내 위치하는 UE1은 DA1_specific Broadcast Information를 수신하고, DA 2 zone 내 위치하는 UE2는 DA2_specific Broadcast Information를 수신할 수 있다.기지국이 DA 공통 방송 정보를 초기 셀 탐색에 이용되는 방송 정보로 구성하는 경우, DA 특정 방송 정보는 상기 DA 공통 방송 정보를 제외한 나머지 방송 정보로 구성할 수 있다. 예를 들어, DA 특정 방송 정보는 SFH, ABI에 포함되는 자원 할당 퍼뮤테이션, UL Control region 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, DA 특정 방송 정보는 각 DA zone을 구성하는 DA의 안테나 개수 정보(DA_Number of antenna)를 포함할 수 있다. 이때, DA 안테나 개수 정보는 DA zone이 하나의 DA로 구성되는 경우 DA를 구성하는 안테나 개수 정보가 될 수 있고, DA zone이 둘 이상의 DA를 포함하는 DA 그룹으로 구성되는 경우 DA 그룹의 총 안테나 개수 정보가 될 수 있다. 단말은 DA 안테나 개수 정보를 수신받음으로써, 기지국에서 채널 추정을 위해 방송하는 다양한 형태의 미드엠블 중 해당 DA에 대응되는 미드엠블을 읽을 수 있다.

기지국과 단말의 통신 수행을 위한 방송 정보 공유를 통해 동기화 일치 등의 기반동작이 수행된 이후, 기지국은 마찬가지로 AMAP-IE, MAC 메시지, DL/UL 데이터 버스트 등을 포함하는 유니케스트 정보를 각 단말에 전송한다(S203). 유니케스트 정보는 기지국이 특정 단말에 대해 특정 데이터 송수신을 수행하기 위해 전송하는 것으로, 도 6에서 UE1은 DA1을 통해 전송되는 DA1_unicast information을 수신하고, UE2는 DA2를 통해 전송되는 DA2_unicast information을 수신한다. 이후, 기지국과 각 단말은 통신을 수행할 수 있다.

도 6을 참조하여 상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국은 초기 셀 탐색을 위한 방송 정보를 복수의 DA가 공유하도록 DA 공통 방송 정보로 구성하므로, 각 DA는 동일한 ID를 갖게 된다. 따라서, 복수의 단말은 단말이 위치하는 DA zone 에 상관없이 DA 공통 방송 정보를 수신할 수 있고, 각 단말은 복수의 DA들을 구분할 수 없어 모두 동일한 기지국으로부터 신호를 수신하는 것으로 인식할 수 있다. 또한, 셀 영역 내에서 단말의 이동에 따라 위치하는 DA zone 이 달라져도 DA zone 간 핸드오버 절차가 간소화될 수 있다. 반면, DA 특정 방송 정보는 각 DA별로 독립적으로 방송되므로 자원 할당 퍼뮤테이션 또는 UL control region 또한 DA별로 다르게 할당될 수 있다. 따라서, 인접 DA간에 시그널링 또는 UL control region이 중복되어 발생하는 간섭효과를 최소화할 수 있고, DA간의 Co-operation을 위한 퍼뮤테이션이 다르기 때문에 Multi-BS MIMO 기법을 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로, DA 공통 방송 정보 및 DA 특정 방성 정보는 기지국의 DA 구성 방법에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 기지국이 복수 개의 DA들을 통해 동일한 방송 정보를 방송하는 일 예를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 기지국은 복수개의 DA를 통해 각 DA에 공통으로 구성되는 방송 정보를 방송한다(S301). 이때의 방송 정보는 도 6에서 상술한 실시예와 달리, 초기 셀 접속을 위한 방송 정보뿐만 아니라 SFH 또는 ABI에 속하는 방송 정보를 포함한다. 따라서, 상기 기지국이 서비스하는 셀 영역 내 위치하는 복수 개의 단말은 각각 현재의 위치에서 인접한 하나 이상의 DA로부터 방송 정보를 수신하며, 동일한 PA-프리엠블/SA-프리엠블, 퍼뮤테이션, 주파수 할당 정보, 초기 레인징 설정 정보, UL Control region 정보 등를 공유하고, 각 DA를 독립된 기지국으로 인식할 수 있다.

다음으로, 기지국은 각 DA를 통해 각 DA zone 내에서 안테나 개수 정보를 방송한다(S302). 안테나 개수 정보는 각 DA 별로 구성된 안테나 개수에 관한 정보(DA_특정 안테나 개수 정보)가 될 수 있다. 이 경우, 각 DA별로 독립된 안테나 개수 정보가 방송된다는 점에서 상기 안테나 개수 정보는 DA 특정 방송 정보로 볼 수 있다. 또는, 안테나 개수 정보는 DA별 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 안테나 개수 정보 리스트가 될 수 있으며, 이는 DA 공통 방송 정보로 분류될 수 있다. 이 경우, 모든 DA zone 에서 동일한 안테나 개수 정보 리스트가 방송되므로, 도 7에서 UE1 및 UE2는 모두 안테나 개수 정보 리스트를 수신할 수 있다. 동일한 안테나 개수 정보 리스트를 수신한 각 단말은 상기 단계 S301에서 수신한 방송 정보에 포함된 소정의 DA 식별정보를 토대로 상기 안테나 개수 정보 리스트에서 각 단말이 위치하는 DA zone 에 대응하는 DA 안테나 개수 정보를 도출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 MIMO 시스템을 이용하므로 하나의 안테나로 구성되는 DA의 경우 인접한 DA와 합하여 상기 안테나 개수 정보를 구성할 수 있다. 안테나 개수 정보를 전송하는 단계(S302)는 단계 S301에서 방송한 방송 정보에 포함되어 방송되거나 도 7에 도시된 것과 같이 별도로 방송될 수 있다.

이후, 기지국은 DA 안테나 개수에 따라 독립적으로 구성된 미드엠블을 각 DA를 통해 방송할 수 있다(S303). 안테나 성능 측정을 위해 방송하는 미드엠블은 각 DA를 구성하는 안테나 개수에 따라 길이 또는 포멧이 다르게 구성될 수 있고, 전송하는 데이터 심볼에 소정의 주기에 따라 삽입되거나 비주기적으로 삽입될 수 있다. 미드엠블 역시 DA zone 에서 방송된다는 점에서 방송 정보의 일종이나, 각 DA에 관한 안테나 개수 정보에 따라 독립적으로 구성된다는 점에서 DA 특정 방송 정보로 분류될 수 있다.

이때, 단말은 단계 S302에서 수신하거나 도출한 DA별 안테나 개수 정보를 토대로 상기 단말과 신호 송수신을 수행하는 DA에서의 채널 추정 동작을 수행하고, 상기 동작에 따른 채널 추정정보를 기지국으로 전송할 수 있다.

다음으로, 기지국은 각 단말로 유니케스트 정보(DA1_unicast information, DA2_unicast information 등)을 전송하고(S304), 각 단말과의 통신을 수행할 수 있다.

도 7에는 도시되어 있지 않으나, 각 DA가 둘 이상의 안테나로 구성되거나 둘 이상의 DA를 하나로 합하여 안테나 개수 정보를 전송하는 경우, 기지국은 안테나 개수에 따라 구성된 미드엠블을 통해 각 안테나의 성능을 도출하기 위해서 각 DA에서의 안테나 순서(order)를 지정할 수 있다. 지정된 DA의 안테나 순서는 기지국이 각 단말에 유니케스트 정보로 시그널링할 수 있다. 즉, 기지국은 각 단말에 할당되는 DA를 구성하는 안테나의 순서 또는 인덱스와 같은 식별정보를 시그널링할 수 있다.

또한, 도 7에서는 설명의 편의를 위하여, 안테나 개수 정보 및 미드엠블 방송 단계(S302 및 S303)을 방송 정보 방송 단계(S301)와 구분하여 도시하고 있으나, 방송 정보 방송 단계로 병합할 수 있다. 또한, 안테나 개수 정보 및 미드엠블은 SFH 및/또는 각 프레임의 첫번째 OFDM 심볼을 통해 PA-프리엠블/SA-프리엠블이 전송된 이후 시간적 순서의 제약 없이 임의의 시간에 전송될 수 있으며, 미드엠블은 복수회에 걸쳐 전송될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 동일한 방송 정보를 수신하는 단말은 각 DA들을 구분할 수 없으나, 각 DA를 통해 전송하는 신호를 단말이 소정 수신율 이상 수신하거나 단말이 전송하는 신호를 하나 이상의 DA가 소정 수신율 이상 수신하는 경우에는 단말이 전체 DA중 하나 이상의 DA를 인지할 수 있다고 가정한다. 예를 들어, 단말이 둘 이상의 DA를 인지하는 경우, 기지국은 단말이 인지한 둘 이상의 DA를 Co-operation하여 단말과 신호를 송수신할 수 있고, 각 DA를 통해 수신한 신호를 합하여 수신율을 향상시킬 수 있다. 또는, 기지국이 단말에 신호를 전송하는 경우, 기 전송한 안테나 개수 정보에 따라 소정 개수의 안테나들을 통해 신호를 전송하는 것처럼 빔 포밍(beam-forming)을 수행하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 DA1의 안테나 개수가 4임을 나타내는 안테나 개수 정보를 방송하고, DA1의 신호전송범위 내 위치하는 UE1이 상기 안테나 개수 정보를 수신한 경우, 이후 기지국이 DA1을 포함하여 둘 이상의 DA를 통해 신호를 UE1로 전송하더라도 UE1은 4개의 안테나로부터 송출되는 신호를 수신할 수 있으므로, 4개의 안테나로부터 신호가 전송되는 것처럼 빔 포밍을 수행하여 UE1로 신호를 전송할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 기지국이 하나 이상의 DA로 구성된 DA 그룹을 통해 동일한 방송 정보를 방송하는 다른 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 기지국은 하나 이상의 DA로 구성된 복수의 DA 그룹을 통해 복수의 단말에 공통적으로 구성된 방송 정보를 방송한다(S401). DA 그룹에 대해서는 도 2에서 상술하였으므로 설명의 간명함을 위하여 동일한 설명은 생략하도록 한다. 이후, 기지국은 각 DA 그룹에 관한 안테나 개수 정보를 각 DA 그룹에 대해 독립적으로 방송할 수 있다(S402). 여기서, DA 그룹의 안테나 개수 정보는 도 7에서와 같이 각 DA 그룹별로 구성되는 안테나 개수 정보 (DA group1_number of antenna, DA group2_number of antenna)가 되거나 또는 각 DA 그룹의 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 DA 그룹 안테나 정보 리스트가 될 수 있다. DA 그룹의 안테나 개수 정보 리스트를 방송하는 경우, 셀 내 위치하는 모든 단말이 동일한 정보 리스트를 수신할 수 있으므로, 도 8에 도시된 것과 달리 UE1 및 UE2가 수신한 안테나 개수 정보를 동일한 정보 리스트일 수 있다. 이 경우, 단말이 자신이 위치하는 DA zone 에 연관된 DA 그룹의 안테나 개수 정보를 도출할 수 있도록, 단계 S401에서 방송한 방송 정보에 소정의 식별정보를 포함시킬 수 있다.

한편, 기지국은 DA 그룹의 안테나 개수에 따라 구성된 미드엠블을 기지국으로 전송하기에 앞서, DA 그룹에서의 각 DA 또는 각 안테나들간의 순서를 지정하여 각 단말에 안테나 순서 정보(DA group1_order of antenna, DA group2_order of antenna)를 유니케스트 전송할 수 있다(S403). 안테나 순서 정보는 기지국이 복수 개의 DA를 스케쥴링하면서 DA들과 공유하거나 도 8에서처럼 각 단말에 유니케스트 정보로 시그널링할 수 있다. 이후, 기지국은 DA 그룹의 안테나 개수에 따라 다양하게 구성된 미드엠블(DA group1_midamble, DA group1_midamble)을 방송한다(S404). 단말은 수신한 미드엠블을 토대로 안테나 순서에 따라 각각의 안테나 성능을 측정하고, 안테나 성능 측정 결과를 기지국으로 전송할 수 있다. 한편, 미드엠블은 안테나 순서에 따라 주기적으로 심볼에 삽입될 수 있으며, 이를 수신하여 채널 추정을 수행하는 단말은 별도의 안테나 순서에 관한 정보를 전송받지 않아도 각 안테나에 대응하는 미드엠블을 통해 안테나 순서를 도출할 수 있다.

다음으로, 기지국은 각 단말로 유니케스트 정보(DA group1_unicast information, DA group2_unicast information)을 전송하고(S405), 각 단말과의 통신을 수행할 수 있다.

도 8에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 개수 정보 및 미드엠블 전송 단계(S402, S403)를 방송 정보 전송 단계(S401)와 구분하여 도시하였으나, 방송 정보에 포함시켜 방송할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 것처럼 DA 그룹에서 각 DA 또는 안테나 순서에 관한 정보(explicit information)를 유니케스트 전송하지 않고, IEEE 802.16m의 주파수 분할또는 시분할을 이용하여 DA 그룹의 안테나 순서를 지칭할 수도 있다(implicit information). 예를 들어, 기지국이 특정 단말과의 통신에 4개의 DA를 할당하는 경우. 소정의 주파수 대역을 4개의 영역으로 분할하여 각 DA에 하나씩 매핑하게 되면, DA 그룹은 4개의 DA로 구성되는 것으로 인식된다. 단말 입장에서는 DA 안테나간의 순서에 대한 정보를 별도로 제공받지 않더라도 각 DA가 사용하는 분할 주파수 영역의 순서에 따라 하나의 DA그룹을 구성하는 DA간의 안테나 순서를 도출할 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 복수의 DA를 통해 DA 공통 방송 정보를 방송하는 경우, 복수의 DA들은 동일한 퍼뮤테이션을 공유하게 되며 각 DA간의 UL Control region이 중복될 수 있다. 이런 경우, 각 DA를 통해 전송하는 데이터를 DA간에 동일한 자원 유닛에 할당하면서 중복되는 현상을 피하기 위하여, 기지국은 동일한 UL control region 내에서 인접하는 단말 간에는 제어 채널 인덱스를 다르게 할당하는 방법을 이용할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들에서는 방송 정보에 DAS 안테나 개수에 관한 정보를 포함하여 방송하는 것과 달리 별개로 각 단말에 전송하는 유니케스트 정보에 유효 안테나 개수 정보를 포함시킬 수 있다. 유효 안테나란 각 단말에서 기지국과 통신 수행시 단말 입장에서 탐색할 수 있는 안테나로서, 동일한 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 단말이라도, 셀 내에서의 단말의 위치, 기지국 안테나와의 거리 등에 따라 변동되므로 유효 안테나 개수 및 인덱스 또한 변동된다. 예를 들어, 여러 물리적 안테나들이 동일한 파일럿 패턴을 사용하는 경우 해당 단말은 하나의 안테나로부터 신호가 전송되고 있다고 볼 수 있으므로, 유효 전송 안테나 개수는 하나가 된다.

도 9는 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명하기 위한 블록 구성도이다.

단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9를 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타내며, 상술한 실시예들을 설명하기 위해 송신단은 DAS에 속한 기지국의 일 예를 나타내고, 수신단은 상기 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 복수개의 단말중 임의의 단말을 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(300, 400), 수신 모듈(310, 410), 프로세서(320, 420), 송신 모듈(330, 430) 및 메모리(350, 450)를 포함할 수 있다.

안테나(300, 400)는 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신 모듈(310, 410)로 전달하는 기능을 수행하는 수신 안테나 및 송신 모듈(330, 430)에서 생성된 신호를 외부로 전송하는 송신 안테나로 구성된다. 안테나(300, 400)는 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다. 도 9에 도시된 송신단의 안테나(300)는 기지국의 전체 안테나 중 기지국이 서비스를 제공하는 셀과 같은 특정 영역 내에서 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 DAS용 안테나로 구성되는 복수 개의 DA중에서 송신단과 수신단의 통신 수행시 채널 상태, 단말의 위치, 기지국과 단말 간의 거리 등을 토대로 선택된 하나 이상의 DA를 나타낸다. 선택된 하나 이상의 DA는 고정된 것이 아닌 수신단의 위치 변동 등에 따라 변동될 수 있다.

수신 모듈(310, 410)은 외부에서 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(320, 420)로 전달할 수 있다. 수신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 수신하기 위한 수신부로 나타낼 수도 있다.

프로세서(320, 420)는 통상적으로 송신단 또는 수신단의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.

송신 모듈(330, 430)은 프로세서(320, 420)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나에 전달할 수 있다. 송신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 전송하기 위한 송신부로 나타낼 수 있다.

메모리(340, 440)는 프로세서(320, 420)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동 단말의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, STID(station identifier), FID(flow identifier), 동작 시간 등의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(340, 440)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(harddisk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

송신단의 프로세서(320)는 기지국에 대한 전반적인 제어 동작을 수행하며, 수신단과의 통신수행에 적합한 DA 또는 DA 그룹을 선택하는 안테나 자원 할당을 수행한다. 이때, 송신단의 프로세서(320)에서 각 단말에 대하여 통신에 이용할 특정 DA를 할당하도록 결정하거나 또는 단말인 수신단으로부터 특정 DA 지정에 관한 정보를 전송받을 수 있다. 나아가, 상기 프로세서(320)는 방송정보를 생성하는 방송정보 생성모듈(321)을 포함할 수 있다. 방송정보 생성 모듈(321)은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따라 각 DA별로 독립된 방송 정보를 방송하도록 생성할 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 DA에 공통적으로 구성되는 DA 공통 방송 정보(DA_common broadcast information)와 각 DA 별로 독립적으로 구성되는 DA 특정 방송 정보(DA_specific broadcast information)를 구분하여 생성할 수 있다. 이때, 방송 정보 생성모듈(321)은 각 DA별로 독립된 DA 안테나 개수 정보를 방송하도록 하거나 모든 DA에서 DA 안테나 개수 정보 리스트를 방송하도록 수행할 수 있다. 또는, 하나 이상의 DA로 구성된 DA 그룹의 안테나 개수 정보에 대해서도 동일한 방식으로 방송하도록 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 DA를 구성하는 안테나들간의 순서 또는 DA 그룹을 구성하는 DA 또는 안테나들간의 순서를 지정하고, 안테나 순서 정보를 수신단으로 유니케스트 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 각 안테나 성능을 추정하는데 이용되는 미드엠블을 DA 안테나 개수 정보에 따라 포멧을 다르게 구성하여 기 설정된 주기에 따라 또는 비주기적으로 송신모듈(330)을 통해 각 DA zone 에서 방송하도록 수행할 수 있다.

수신단은 송신단으로부터 방송되는 방송 정보를 수신모듈(410)을 통해 수신하며, 상기 수신단과의 통신수행에 사용되는 DA 또는 DA 그룹의 안테나 개수 정보, 안테나 순서 정보 등을 수신할 수 있다.

수신단의 프로세서(420) 역시 단말의 전반적인 제어 동작을 수행하며, 수신한 방송 정보를 토대로 기지국과의 동기를 맞추는 등 통신수행에 필요한 전반적인 동작을 수행한다. 또한, 송신단으로부터 전송되는 하향링크 신호를 측정하여 단말이 탐색할 수 있는 기지국의 유효 안테나에 대한 개수 및/또는 인덱스 정보를 결정하고, 이를 다른 피드백 정보와 동시에 또는 별도로 송신모듈(430)을 통해 송신단으로 전송하도록 수행할 수 있다.

나아가, 프로세서(420)는 수신단과 연관된 특정 DA에 관한 미드엠블을 이용하여 채널 추정 또는 안테나 성능 추정을 수행하는 채널 상태 추정 모듈(421)을 포함할 수 있다.

한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (15)

1. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
   초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 분산 안테나(distributed antenna: DA) 그룹 공통 방송(broadcasting) 정보를 상기 기지국의 복수의 DA 그룹 각각을 통해 셀로 방송하는 단계;
   각 DA 그룹의 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 상기 기지국의 상기 복수의 DA 그룹의 각 DA 그룹을 통해 방송하는 단계 - 여기서, 각 DA 그룹은 하나 이상의 DA를 포함함-; 및
   상기 복수의 DA 그룹의 각 DA 그룹을 통하여 채널 추정에 이용되는 미드엠블(midamble)을 방송하는 단계를 포함하며,
   상기 미드엠블은 각각의 DA 그룹의 안테나 수를 기초로 상기 각각의 DA 그룹을 위해 설정되는, 기지국의 신호 전송 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 DA 그룹 특정 방송 정보는 상기 복수의 DA 그룹의 각 DA 그룹에 독립적으로 구성된 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 DA 그룹 안테나 개수 정보 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹을 확인하는 단계; 및
   상기 특정 DA 그룹에 대해 방송된 안테나 개수 정보를 이용하여 상기 특정 DA그룹을 통해 상기 단말에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 신호 전송 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 특정 DA 그룹의 DA 또는 안테나 순서(order)에 관한 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 단말로부터 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
7. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
   복수의 분산 안테나(distributed antenna: DA) 그룹을 포함하는 상기 기지국으로부터 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송(broadcasting) 정보를 수신하는 단계;
   상기 기지국으로부터 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에서 하향링크 전송에 이용되는 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 DA 그룹은 하나 이상의 DA로 구성됨-;
   상기 기지국으로부터 상기 특정 DA 그룹의 하향링크 전송에 이용되는 안테나 개수에 관한 정보를 기초로 설정된 미드엠블(midamble)을 수신하는 단계; 및
   상기 미드엠블을 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계를 포함하는, 단말의 신호 수신 방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 DA 그룹 특정 방송 정보는 복수의 DA 그룹의 각 DA 그룹에 독립적으로 구성된 안테나 개수 정보를 모두 포함하는 DA 그룹 안테나 개수 정보 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 기지국으로부터 상기 특정 DA 그룹의 DA 또는 안테나 순서(order)에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
10. 삭제
11. 제 7항에 있어서,
    상기 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
12. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)의 기지국에 있어서,
    복수의 분산 안테나(distributed antenna: DA) 그룹 - 여기서, 각 DA 그룹은 하나 이상의 DA를 포함함-;
    초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송(broadcasting) 정보, 각 DA 그룹의 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보 및 상기 각 DA 그룹의 안테나 개수를 고려한 각 DA 그룹의 채널 추정에 이용되는 미드엠블(midamble)을 생성하는 프로세서;
    상기 복수의 DA 그룹의 각 DA 그룹을 통하여 셀로 상기 DA 그룹 공통 방송 정보, 상기 DA 그룹 특정 방송 정보 및 상기 미드엠블을 방송하기 위한 송신 모듈; 및
    단말과 관련된 특정 DA 그룹의 채널 추정 결과를 단말로부터 수신하는 수신 모듈을 포함하는, 기지국.
13. 삭제
14. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)의 단말에 있어서,
    복수의 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 포함하는 기지국으로부터 초기 접속에 필요한 정보를 포함하는 DA 그룹 공통 방송 정보, 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에서 하향링크 전송에 사용되는 안테나 개수에 관한 정보를 포함하는 DA 그룹 특정 방송 정보를 수신하기 위한 수신모듈; 및
    상기 수신모듈을 통해 수신한 상기 단말과 연관된 특정 DA 그룹에 관한 미드엠블(midamble)을 이용하여 채널 추정을 수행하는 프로세서를 포함하며,
    상기 DA 그룹은 하나 이상의 DA로 구성되는, 단말.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 특정 DA 그룹에 관한 채널 추정 결과를 상기 기지국으로 전송하기 위한 송신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.

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