KR20110048398A - 무선통신 시스템에서 레이어를 할당하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 레이어 간 간섭 및 단말 간 간섭을 고려하여 높은 데이터율을 보장하는 레이어 할당 방법 및 장치를 개시하고 있다.
이러한 본 발명은, 적어도 두 개의 단말들 각각에 적어도 하나의 레이어를 할당하도록 레이어들을 구성하는 레이어 구성부와 상기 적어도 두개의 단말들의 레이어 간 간섭에 대한 정보를 수신하여 상기 간섭으로 발생하는 레이어들의 할당을 변경하는 레이어 변경부를 포함함을 특징으로 한다.
무선통신, MIMO, 간섭 제거(interference cancellation, IC), 레이어 할당

Description

무선통신 시스템에서 레이어를 할당하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING AT LEAST ONE LAYER OF TERMINAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서 기지국의 스케줄링에 관한 것으로, 특히 단말에게 적어도 하나 의 레이어를 할당하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
차세대 무선통신시스템의 요구조건 중 가장 중요한 조건 중 하나 는 높은 데이터 전송률 요구량을 지원할 수 있는가 하는 것이다.
이를 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission and reception), 릴레이(Relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있으나 가장 기본적이고 안정적인 해결방안은 대역폭(Bandwidth)을 늘리는 것이다.
차세대 무선통신시스템의 요구조건 중 가장 중요한 조건 중 하나 는 높은 데이터 전송률 요구량을 지원할 수 있는가 하는 것이다.
이를 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission and reception), 릴레이(Relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명은 무선통신 시스템에서 적어도 하나의 레이어를 단말에 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선통신 시스템에서 단말의 서비스 요구를 최대한 보장하는 레이어 할당 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선통신 시스템에서 상호 간섭이 존재하는 레이어 쌍을 구별된 레이어와 조합하여 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선통신 시스템에서 레이어 간 간섭 및 단말 간 간섭을 조절하여 레이어를 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선통신 시스템에서 상호 간섭이 존재하는 레이어 쌍을 구별된 레이어와 고려하여 간섭 제거를 수행하는 장치 및 방법을 제공한다.
전술한 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서, 적어도 두개의 단말들 각각에 적어도 하나 의 레이어를 할당하도록 레이어들을 구성하는 레이어 구성부 상기 적어도 두개의 단말들의 레이터들 사이 간섭에 대한 정보를 수신하여 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들에 대한 할당을 변경하는 레이어 변경부를 포함하는 기지국을 제공할 수 있다.
본 발명은, 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서, 적어도 두개의 단말들 각각에 적어도 하나 의 레이어를 할당하여 상기 적어도 두개의 단말들과 통신하는 단계 및 상기 적어도 두개의 단말들의 레이터들 사이 간섭이 발생할 경우 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 개략적으로 나 타낸 블록도이다. 본 발명에서 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템이다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.
본 발명에서의 단말(10)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국(20) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
즉, 본 발명에서 기지국(20) 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BS (Base Station), WCDMA의 Node-B 등이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
상기 단말(10)과 기지국(20)은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(업링크 또는 다운링크) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야의) 등 의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이하, 본 발명은 다중 안테나 를 사용하여 동시에 여러 단말에 정보를 전송하는 MU-MIMO 기법을 지원하는 프리코딩 방법 및 채널정보 피드백 방법에 대한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 다중 안테나 를 사용하는 무선통신 시스템에서, 효과적으로 레이어 간 간섭 및 단말 간 간섭 현상을 조절하고, 이를 통해 높은 데이터량을 얻기 위한, 레이어 할당 방안을 제공한다. 또한, 본 발명은 사용자당 2개 이상의 레이어들을 할당하는 프리코딩 방식을 고려하며, 각 사용자에 할당된 레이어들 간 간섭 제거(interference cancellation, 이하 'IC'라 칭함)을 수행한다. 또한 각 사용자에게 레이어 할당 시, 각 단말은 자신에게 할당된 레이어 간 IC를 수행하며, 이를 고려하여 기지국은 동일 사용자 및 각 사용자에게 할당할 수 있는 레이어들을 선택적으로 할당하도록 한다.
위에서 설명한 방법을 통하여, 각 사용자에게 하나의 레이어만을 할당하는 기존 빔포밍(beam forming) 기법 및 사용자 구분없이 레이어의 특성만을 고려하여 각 사용자에게 레이어를 할당하는 방식에 비하여 IC 게인 및 스케줄링 게인을 획득 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에서, 다중 안테나 를 사용하여 두개 이상의 단말들에 정보를 전송하는 무선통신 시스템의 개념도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말이 채널상태정보 리포트를 기지국에 전송하고 이를 이용하여 레이어를 할당하는 기지국의 개략적인 블록 구성도이다.
특히, 이하 설명에서는 코드북 기반 프리코딩을 사용하여 단말이 채널상태 리포트를 기지국에 전송하고, 기지국이 상기 채널상태 리포트를 기반으로 각 단말에 레이어들을 할당하고, 각 단말의 레이어들 간 간섭이 발생하는 레이어들을 임의의 동일 단말에게 할당하는 실시 예를 설명하고자 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기지국(20)은 다중 안테나 를 사용하여 두개 이상의 단말들(UE0, UE1)에 정보를 전송할 수 있다.
각 단말(UE0, UE1)이 기지국(20)에 다중접속(multiple access)한 후 기지국(20)은 채널 추정용 공통 참조신호(common reference signal)인 채널상태정보 기준신호(Channel Status Information-Reference Signal, 이하 'CSI-RS'라 칭함)을 전송하면 각 단말(UE0, UE1)은 CSI-RS를 수신한다(CSI-RS수신부(310)).
각 단말(UE0, UE1)는, 주기적으로 또는 비주기적으로 채널상태 리포트(Channel status reports)를 기지국(20)에 제공한다. 상기 채널상태 리포트는 다운링크 채널 상태를 명시적으로 보고하기 보다는, 기지국(20)이 단말에 전송할 때 사용될 전송 구조(transmission configuration)와 다운링크 채널조건에 의존하는 관련된 파라미터들(related parameters depending on the instantaneous downlink channel conditions)에 대한 추천(recommendations)을 제공하는 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 코드북 기반 프리코딩(codebook based precoding)을 사용하는 경우, 각 단말(UE0, UE1)은, 채널상태 리포트로써 다운링크 채널에 적합한 프리코더 행렬과 프리코딩 방식을 알리는 프리코더행렬정보(Precoder Matrix Information PMI)을 검색한다(PC&PDC검색부(320)).
또한, 각 단말(UE0, UE1)는, 채널상태 리포트로써 예상되는 채널 품질(channel quality)을 알리는 채널품질정보(Channel Quality Information; CQI)을 측정한다(CQI 측정부(330)). 이때, 단말(UE0, UE1)는, 상기 수신된 CSI-RS를 측정하여 CQI를 측정할 수 있다. 상기 CQI는 다운링크 채널에 적합한 변조 방식(demodulation scheme)과 코딩 레이트(coding rate)를 포함할 수 있다. 상기 CQI는 변조 방식과 코딩 레이트의 세트로 구성된 테이블을 지정하는 방식으로 다운링크 채널에 적합한 변조 방식과 코딩 레이트를 추천할 수 있다.
각 단말(UE0, UE1)는 상기 검색한 PMI와 측정된 CQI를 기지국(20)에 보고한다.
한편, 도 4는 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에서 다수의 레이어들을 할당하는 개념을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 기지국(20)은 채널상태 리포트로써 다운링크 채널에 적합한 프리코더 행렬과 프리코딩 방식을 알리는 상기 PMI와 예상되는 채널 품질(channel quality)을 알리는 CQI을 단말(10, UE0, UE1)로부터 수신한다.
기지국(20)은 각 단말로부터 수신한 채널상태 리포트, 예를 들어 PMI 및 CQI를 바탕으로 각 단말(UE0, UE1)에 대해 적합한 레이어를 구성한다(레이어 구성부(340)). 상기 구성된 레이어에 따라 기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)에 레이어를 할당하고 프리코딩 행렬을 결정하여 심볼들을 프리코딩할 수 있다.
기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)이 요구하는 레이어들의 총합이 기지국(20)이 전송할 수 있는 레이어들의 개수보다 많은 경우, 기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)이 요구하는 레이어들의 개수보다 적은 수의 레이어들을 각 단말(UE0, UE1)에 할당할 수 있다.
이때, 기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)에 다중 레이어를 통해 신호를 전송할 때 각 단말(UE0, UE1)이 수신하는 레이어들 간 간섭이 최소가 되는 프리코딩 행렬로 심볼들을 프리코딩한다.
예를 들어, 기지국(20)은 UE0의 단말에 두 개의 레이어들 L0, L1을 할당하고, UE1의 단말(UE1)에 두 개의 레이어들 L2, L3를 할당할 수 있다. 이때 기지국(20)은 4×Nt(Nt는 4 이상의 기지국의 안테나 들의 개수)의 프리코딩 행렬로 심볼을 프리코딩할 수 있다.
기지국(20)이 각 단말(UE0, UE1)에 레이어들을 할당할 때 레이어들 간 간섭이 최소가 되도록 레이어들을 할당할 수도 있으나, 기지국(20)은 단말 간 간섭이 가장 적도록 또는 각 단말의 수신 성능이 가장 좋도록 각 단말(UE0, UE1)에 레이어들을 할당할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 레이어를 할당하는 기지국을 개략적으로 도시한 도 면이다.
도 5를 참조하면, 기지국(20)은 레이어 매퍼(510)와 프리코더(520)을 포함할 수 있다. 레이어 매퍼(510)는 각 단말(UE0, UE1)에 전송할 코드워드들(CW1, CW2)을 적어도 하나 이상의 직렬/병렬 변환기(serial to parallel converter, S/P converter)를 이용하여 각각 두 개의 레이어들 L0 및 L1, L2 및 L3에 맴핑한다.
프리코더(520)는 예를 들어 4개의 안테나 들을 이용하여 각 단말(UE0, UE1)에 신호를 전송하는 경우, 4×4 프리코딩 행렬을 이용하여 상기 L0 및 L1, L2 및 L3에 맴핑된 코드워드들(CW1, CW2)을 프리코딩한 후, 4개의 안테나 포트들을 통해 단말(UE0, UE1)에 전송할 수 있다.
여기서, 도 3 및 도 6을 참조하면, 각 단말(UE0, UE1)은 주기적으로 또는 비주기적으로 채널상태 리포트로써 PMI(PMI0.1, PMI2.3)와 CQI(CQI0.1, CQI2.3)를 기지국(20)에 제공한다. 이 때, 각 단말(UE0, UE1)은 단말당 하나 의 CQI을 기지국(20)에 제공할 수도 있고, 각 레이당 당 하나 씩 CQI를 기지국(20)에 제공할 수도 있고, 또는 다수의 CQI 및 PMI을 기지국(20)에 제공할 수도 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에서 단말이 기지국으로 다중접속간섭을 리포딩하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 각 단말(UE0, UE1)은 채널상태 리포트와 함께 부가적으로 간접에 대한 정보로 다중접속간섭(Multiple Access Interference; MAI) 정보를 기지국(20)에 전송할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하여 설명하면, 이때 각 단말(UE0, UE1)은 기지국(20)으로부터 간섭을 추정할 수 있는 참조신호를 수신하여 다른 단말로부터 ILI(Inter Layer Interference)를 측정(ILI 측정부(350)하고, MAI 정보를 생성(MAI 정보 생성부(360))하여, 상기 생성된 MAI 정보를 기지국(20)에 제공할 수도 있다.
예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어 L0와 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 L2사이 간섭이 발생하는 경우, 하나 의 단말(UE0)는 자신에게 할당된 레이어 L0가 레이어 L2와 간섭이 발생하는 것을 의미하는 다중접속간섭정보 MAI0=L2를 기지국(20)에 전송한다.
한편, 다른 단말(UE1)는 자신에게 할당된 레이어 L2가 레이어 L0와 간섭이 발생하는 것을 의미하는 다중접속간섭정보 MAI2=L0를 기지국(20)에 전송한다.
즉, 기지국(20)은 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어 L0와 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 L2 간에 간섭이 발생하므로, 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어 L0을 제거하거나, 또는 반대로 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 L2를 제거하거나, 또는 두 개의 레이어 L0와 L2를 모두 제거할 수 있다.
그러나, 상기 언급한 바와 같이, 간섭이 발생하는 L0 및 L2를 무조건 제거하는 것은, 기지국(20)이 할당할 수 있는 레이어들을 한정하여 사용하게 되는 단점을 유발할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라 레이어간 간섭을 포함하되, 다른 UE에 대한 레이어 할당을 최대한 보장하는 스케줄링 방안을 설명한 도면이다.
우선, 도 3과 도 7을 참조하면, 기지국(20)은 하나 의 단말(UE0)에 대해 레이어 L0의 전송 또는 다른 단말(UE1)에 대한 레이어 L2의 전송을 제거하는 대신에, 레이어0와 레이어2을 동일 단말, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이 UE0에할당하도록 레이어를 변경할 수 있다(레이어 변경부(370)).
즉, 본 발명에 따라 기지국(20)은 적어도 2개의 단말들에게 레이어를 할당함에 있어서, 각 단말 들간에는 레이어 간섭을 최소화하며, 동일 단말(각, UE0 및 UE1)에서는 IC를 수행한 후, 최소한의 간섭을 유발하는 가능한 적어도 하나 이상의 레이어들를 할당하도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 기지국(20)은 자신이 할당 가능한 모든 레이어 L0 내지 L3을 모두 사용하여, 차세대 무선통신 시스템의 요구조건 중 하나 인 높은 데이터 전송율 요구량을 만족하도록 한다. 이때, 상기 기지국(20)은 동일 단말내에서 상호 간섭을 초래하는 레이어들에 대하여 최소한의 전송 전력을 사용하여 데이터를 전송하도록하고, 반면에 상기 다른 레이어들에 대하여 간섭을 유발하지 않는 레이어에 대하여 최대한의 전송 전력을 사용하여 데이터 전송하도록 한다.
도 8은 본 발명에 따라 동일 단말에 대하여 적어도 하나 이상의 레이어를 할당하는 기지국을 도시한 블록이다. 즉, 도 8은 도 7에 도시한 바와 같이, 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들간에 간섭이 발생하는 경우, 간섭이 발생하는 레이어들을 동일 단말에 할당하는 기지국의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 기지국(20)은 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어 L0와 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 L2사이 간섭이 발생할 경우, 기지국(20)의 레이어 매퍼(810)는 하나 의 코드워드 CW1을 S/P를 이용하여 UE0로 표시한 단말(UE0)에 할당할 레이어들 L0 내지 L2에 매핑한다. 또한, 레이어 매퍼(810)는 다른 코드워드 CW2를 다른 단말(UE1)에 할당할 단말(UE1)에 할당할 레이어 L3에 매핑한다. 여기서, 상기 L3에 할당되는 코드워드 CW2도 S/P를 통해 출력될 수 있다.
한편, L0와 L2간에 간섭이 존재한다는 것은, 두 개의 단말(UE0, UE1)에서 상기 L0와 L2를 수신할 수 있음을 의미한다. 이때, 각 단말(UE0, UE1)은 간섭 제거(Interference Cancellation)을 수행할 수 있다.
따라서, L0 내지 L2를 할당 받은 단말(UE0)는 상기 상호 간섭으로 작용하는 L0와 L2 중 수신 감도가 좋은 레이어를 먼저 복원하고, 간섭 제거(Interference Cancellation)을 수행한 후, 상기, 세 개의 L0, L1, L2을 모두 복호할 수 있다. 이에 따라 기지국(20)은 단말의 데이터 전송에 따른 통신 용량을 최대한 증가시킬 수 있다.
다시 설명하면, 기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들 간 간섭이 발생하는 경우, 간섭이 발생하는 레이어들 모두를 임의의 특정 단말에 할당 할지를 결정한다. 예를 들어, 기지국(20)은 단말들(UE0, UE1) 중 사용자의 요구에 따라 더 높은 데이터 레이트를 요구하는 단말에게 상기 상호 간섭으로 작용하는 레이어 쌍(L0와 L2)을 선택적으로 할당할 수 있다.
또한, 기지국(20)은 ILI 발생하지 않는 레이어, 예를 들어 레이어 1 및 3의 데이터량(throughput)을 비교하여, ILI 발생하지 않는 레이어 중 데이터량이 작은 단말에 상기 상호 간섭으로 작용하는 L0와 L2 를 할당할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에서 기지국(20)은, 상기 상호 간섭으로 작용하는 L0와 L2를 버리지 않고 추가적으로 사용함으로써, 각 단말(UE0, UE1)의 서비스 품질에 따른 데이터 레이트(data rate)을 최대한 보장한다.
한편, 기지국(20)은 ILI 발생하지 않는 레이어, 예를 들어 L1 및 L3의 데이터량(throughput)을 비교하여, ILI 발생하지 않는 레이어 중 데이터량이 큰 단말에 상기 상호 간섭으로 발생하는 L0와 L2를 할당할 수 도 있다. 즉, 서비스 품질에 따른 데이터량이 많은 단말의 데이터 레이트를 최대한 보장하도록 한다.
이때 프리코더(820)은 각 단말(UE0, UE1)에 할당하는 레이어들이 변경되었다고 하더라도 레이어들의 숫자는 동일하므로 위에서 설명한 바와 동일하게 4×Nt(Nt는 4 이상의 기지국의 안테나 들의 개수)의 프리코딩 행렬로 심볼을 프리코딩할 수 있다.
이하에서는 코드북 기반 프리코딩을 사용하지 않는 경우에, 단말이 채널상태 리포트를 기지국에 전송하고, 기지국이 상기 채널상태 리포트를 기반으로 각 단말에 레이어들을 할당하고, 각 단말의 레이어들 사이 간섭이 발생하는 레이어들을 동일 단말에 할당하는 실시 예들에 대하여 설명하고자 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 코드북 기반 프리코딩을 사용하지 않는 경우 단말이 채널상태 리포트를 기지국에 전송하는 무선통신 시스템의 개념도이다. 도 9에서 도시한 구성요소들 중 아래에 설명하지 않은 구성요소들은 도 3를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 각 단말(UE0, UE1)은 채널 추정용 공통 참조신호(common reference signal)인 채널상태 정보 기준신호(CSI-RS)를 수신(910)한 후, 채널품질정보(CQI)을 측정(CQI 측정부(930))한다.
단말(UE0, UE1)은 상기 측정된 CQI를 바탕으로 채널상태정보(Channel Status Information; CSI)을 생성하여 기지국(20)에 피드백한다(CSI 생성부(935)). 이때, 단말(UE0, UE1)는 PMI 대신에 상기 채널정보를 알리는 상기 CSI를 기지국(20)에 피드백 할 수 있다. 여기서, 상기 CSI 생성부(935)는 단말로 전송되는 송신측인 기지국의 레이어에 따라 구별된 다수 개의 CSI 생성부(935)을 구비할 수도 있다.
이에, 기지국(20)은 각 단말(UE0, UE1)로부터 수신한 채널상태 리포트, 예를 들어 CSI 및 CQI를 바탕으로 각 단말(UE0, UE1)에 대한 레이어들을 구성(레이어 구성부(940))하고, 구성한 레이어들을 단말들에 할당한다. 기지국(20)은 수신된 채 널상태 리포트를 바탕으로 레이어간 간섭이 가장 적은 레이어들에 대하여 미리 정해진 프리코딩 방식을 프리코딩을 설정할 수 있다.
기지국(20)은 프리코딩 방식을 설정한 후, 각 레이어당 전력을 할당한다(전력할당부(980)). 이때, 상기 전력 할당부(980)은 상기 단말(10)로부터 피드백된 CQI를 바탕으로 각 레이어당 전력을 할당한다.
한편, 각 단말(UE0, UE1)은 MAI를 수신하고 주기적으로 또는 비주기적으로 채널상태 리포트할 때, 부가적으로 다른 단말로부터 ILI(Inter Layer Interference)를 측정(ILI 측정부(950))하고, MAI 정보를 생성(MAI 정보 생성부(960))한다. 상기 MAI 정보를 기지국(20)에 피드백할 수 있다.
따라서, 기지국(20)은 상기 단말로부터 수신한 MAI 정보를 바탕으로 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 레이어를 변경하여 할당할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들 사이 간섭이 발생하는 경우, 기지국(20)은, 간섭이 발생하는 레이어들(L0 및 L2)을 동일 단말에 할당하도록 레이어들을 변경(레이어 변경부(970))한다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 코드북 기반 프리코딩을 사용하지 않는 경우, 단말이 MAI 측정용 참조신호를 전송하고 기지국이 MAI를 측정하는 무선통신 시스템을 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 10를 참조하면, 각 단말(UE0, UE1)이 주기적으로 또는 비주기적으로 채널상태 리포트할 때, 부가적으로 기지국(20)으로부터 간섭을 추정할 수 있 는 MAI 참조신호를 생성(MAI 참조신호 생성부(1060))하여 기지국(20)에 전송한다.
이에 기지국(20)은 MAI 참조신호를 수신하고, 상기 MAI 참조신호를 바탕으로 다른 단말로부터 ILI(Inter Layer Interference)를 측정(ILI 측정부(1065))하여 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들 간에 간섭이 발생하는지를 확인한다.
기지국(20)은, 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들 간에 간섭이 발생하는 경우, 간섭이 발생하는 레이어들을 동일 단말에 할당하도록 각 단말에 할당하는 레이어들을 변경(레이어 변경부(1070))한다.
본 발명에서는 기지국(20)이 4개의 레이어들을 두 개의 단말(UE0, UE1)에 할당할 경우, 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 레이어들을 통해 전송되는 신호들간 간섭이 발생할 경우에 간섭이 발생한 레이어들을 동일 단말에 할당하는 것을 설명한다.
그러나, 본 발명은 적어도 4개 이상의 레이어를 적어도 2 개 이상의 단말들에 변경하여 적용할 수 있음이 자명하다. 즉, 본 발명을 적용함에 있어서, 본 발명에 설명한 조건에 한정하지 않는다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 레이어를 할당하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 기지국(20)은 두 개의 단말(UE0, UE1)에 할당된 레이어들을 통해 전송되는 신호들 사이 간섭이 발생할 경우, 간섭이 발생한 레이어들을 동일 단말에 할당할 수도 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 기지국(20)은 하나 의 단말(UE0)에 두 개의 레 이어 L0와 L1을 할당하고 다른 단말(UE1)에 한 개의 레이어 L2를 할당한 상태에서, 도 12에 도시한 바와 같이, 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어 L0와 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 L2를 통해 전송되는 신호 사이에 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 도 13 및 도 14를 참조하면, 기지국(20)은 간섭이 발생하는 두 개의 레이어 L0와 L2를, 각각 상이한 다른 단말(UE0 와 UE1)에 각각 구별되게 할당하거나 또는 하나 의 단말(UE0)에 할당할 수 있다.
여기서, 간섭이 발생하는 두 개의 레이어 L0와 L2를, 하나 의 단말(UE0)에 할당하는 경우, 다른 단말(UE1)는 할당된 레이어가 존재하지 않기 때문에 기지국(20)과 접속이 끊기게 된다.
따라서, 각 단말(UE0, UE1)에 할당된 각 레이어들 사이 간섭이 발생하는 경우, 기지국(20)은 간섭이 발생하는 레이어들 어떤 단말에 할당할지 결정하여야 한다. 이에 기지국(20)은 사용자의 요구에 따라 단말들(UE0, UE1) 중 더 높은 데이터 레이트를 요구하는 단말에 간섭이 발생하는 레이어들 모두를 할당하거나, 또는 각 단말에 적어도 하나 의 레이어를 할당하여 어떤 단말도 기지국(20)과 접속이 끊기지 않도록 제어할 수 있다.
한편, 기지국(20)은 하나 의 단말(UE0)에 할당된 레이어와 다른 단말(UE1)에 할당된 레이어 사이 간섭이 발생할 경우에는, 두 개의 단말들 중 하나 에 할당하는 레이어를 제거하거나 또는 둘 모두를 제거하거나 또는 간섭이 발생하는 레이 어들을 동일 단말에 모두 할당할 수도 있다고 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 15는 본 발명에 따라 레이어간 간섭을 고려하여 스케줄링하는 과정을 도시한 흐름도이다. 특히, 도 15는 기지국이 ILI의 크기를 고려하여 간섭이 발생하는 레이어들을 동일 단말에 모두 할당하거나 또는 레이어들 중 하나 를 사용하지 않는 것을 도시한 것이다.
도 15를 참조하면, 기지국은 각 단말(UE0, UE1)로부터 MAI 정보를 수신하거나 또는 MAI 기준신호를 수신한다. 이때, 상기 수신한 MAI 정보 또는 MAI 기준신호를 바탕으로 기지국은 상호간에 간섭으로 작용하는 레이어들이 존재하는지 확인한다. 즉, 기지국은, 상기 MAI 정보 또는 MAI 기준신호를 통해 ILI를 측정하든 또는 ILI 정보를 획득한 경우, 확인된 ILI이 정해진 임계값을 초과하는지 확인한다(1500).
확인 한 결과, 확인된 ILI이 지나 치게 큰 경우, 예를 들어 간섭이 발생하는 레이어들을 동일 하나 의 단말에 할당하더라도 간섭 제거(Interference cancellation)을 통해 모든 레이어들로부터 신호를 복원할 수 없다고 판단되는 경우, 기지국은 간섭이 발생하는 레이어들 중 적어도 하나 를 사용하지 않도록 제거할 수도 있다(1520).
반면에, 상기 확인한 ILI이 정해진 임계값으로 초과하지 않는 경우, 상기 상호간에 간섭으로 작용하는 레이어들을 하나 의 동일 단말에 할당할 수도 있다(1510).
한편, 상기 본 발명의 실시 예들에서 두 개의 단말들(UE0, UE1)이 기지국(20) 다중접속한 경우를 예를 들어 설명하였으나, 두 개 초과의 단말들이 기지국(20)에 다중접속한 경우도 동일하게 상기 실시 예들을 적용할 수 있다.
예를 들어, 세 개의 단말들이 기지국(20)에 다중접속한 경우, 세 개의 단말들 중 두 개의 단말들에 할당된 레이어들 사이 간섭이 발생한 경우는 위에서 두 개의 단말들이 기지국에 다중접속한 경우와 동일하게 적용할 수 있다.
다른 예를 들어, 세 개의 단말들 중 세 개의 단말들에 할당된 적어도 세 개의 레이어들 사이 간섭이 발생한 경우는, 간섭이 발생하는 세 개의 레이어들을 하나 의 단말에 모두 할당하거나 또는 세 개의 레이어들 중 두 개의 레이어는 하나 의 단말에, 나 머지 하나 의 레이어는 다른 하나 의 단말에 할당할 수도 있다. 물론 기지국에 다중접속한 단말들의 수가 커지더라도 동일한 방식으로 본 실시 예들을 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 각 단말에 할당된 레이어 간 간섭이 발생할 경우에, 간섭이 발생한 레이어들을 동일한 하나 의 단말에 할당하고, 해당 단말은 신호 수신시 간섭이 발생하는 레이어들에대하여 간섭 제거를 수행하여 레이어 간 간섭을 줄일 수 있다. 이를 통해 기지국은 단말의 데이터량을 극대화할 수 있다.
즉, 기지국은 서로 다른 단말들에게 할당된 레이어간 간섭 제어를 줄이는 것에 집중하고, 이에 의해 증가하는 동일 단말에 할당된 레이어 간 간섭은 단말의 간섭 제거(IC)을 통해 제어하도록 함으로써, 무선통신 시스템 전체의 데이터율을 최대한 보장하며 시스템 전반의 간섭을 줄일 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나 로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나 의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나 지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범 위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 개략적으로 나 타낸 개념도이다.
도 2 및도4, 도 6, 도 7도는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 단말간의 통신 과정을 도시한 도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말로부터 수신된 채널상태 리포트를 이용하여 레이어를 할당하는 기지국을 포함하는 무선통신 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 레이어 할당과 관련된 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 채널상태 리포트를 이용하여 레이어를 할당하는 기지국을 포함하는 무선통신 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 단말의 MAI를 이용하여 레이어를 할당하는 기지국을 포함하는 무선통신 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 11 내지 도 14은의 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 단말과 통신방법의 개념도들이다.
도 15는 본 발명에 따라 레이어간의 간섭을 고려하여 레이어를 할당하는 스케줄링 과정을 도시한 도면이다.

Claims (15)

  1. 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서,
    적어도 두개의 단말들 각각에 적어도 하나 의 레이어를 할당하도록 레이어들을 구성하는 레이어 구성부 및
    상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 사이 간섭에 대한 정보를 수신하여 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들에 대한 할당을 변경하는 레이어 변경부를 포함하는 기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이어 변경부는 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하거나 또는 상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 사이 간섭 정도가 큰 경우 상기 레이어들 중 하나 를 제거하도록 상기 상기 레이어들을 변경하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 두개의 코드워드들을 적어도 두개의 레이어들에 매핑하는 레이어 매퍼를 추가로 포함하며,
    상기 레이어 매퍼는 상기 레이어 변경부에 의해 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이어 구성부는 상기 적어도 두개의 단말들 각각으로부터 채널상태정보를 수신하여 상기 적어도 두개의 단말들에 레이어들을 할당하도록 레이어들을 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이어 변경부는 상기 적어도 두개의 단말들 각각으로부터 다중접속간섭 정보를 수신하거나 또는 다중접속간섭 참조신호를 수신하여 다중접속간섭 정보를 측정하여 레이어들을 변경하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널상태정보는 채널품질정보(CQI) 또는 프리코더 행렬정보(PMI), 채널생태정보(CSI) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기지국.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 사이 간섭 정도가 큰 경우는,
    상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 하나 에 모두 할당하더라도 상기 레이어들에 의해 전송된 신호들을 복원할 수 없는 경우인 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서,
    적어도 두개의 단말들 각각에 적어도 하나 의 레이어를 할당하여 상기 적어도 두개의 단말들과 통신하는 단계 및
    상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 사이 간섭이 발생할 경우 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하는 단계에서,
    상기 적어도 두개의 단말들 중 더 높은 데이터 레이트를 요구하는 단말에 상기 간섭이 발생하는 레이어들 모두를 할당하거나, 상기 간섭이 발생하지 않는 레이어들이 존재할 경우에 상기 간섭이 발생하지 않는 레이어들의 데이터량이 작은 단말에 상기 간섭이 발생하는 레이어들 모두를 할당하거나, 상기 간섭이 발생하지 않는 레이어들의 데이터량이 큰 단말에 상기 간섭이 발생하는 레이어들 모두를 할당하거나, 또는 하나 의 레이어만이 할당된 단말에 상기 간섭이 발생하는 레이더들을 모두 할당하는 것 중에서 적어도 하나 임을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하는 단계에서,
    상기 간섭이 발생하는 레이어들은, 상기 적어도 두개의 단말들 각각으로부터 다중접속간섭 정보를 수신하여 결정되거나, 또는 상기 적어도 두개의 단말들 각각으로부터 다중접속간섭 참조신호를 수신하여 다중접속간섭 정보를 측정한 후 결정하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 단말들로부터 채널상태정보를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 채널상태정보는 채널품질정보(CQI) 또는 프리코더 행렬정보(PMI), 채널생태정보(CSI) 중 적어도 이상인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  13. 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서,
    적어도 두개의 단말들 각각에 적어도 하나 의 레이어를 할당하여 상기 적어도 두개의 단말들과 통신하는 단계 및
    상기 적어도 두개의 단말들의 레이터들 간에 간섭이 발생할 경우에 상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하거 나 또는 상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 간에 간섭이 정해진 임계값보다 경우에 상기 간섭이 발생하는 레이어들 중 하나 를 제거하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 단말들의 레이어들 사이 간섭 정도가 큰 경우는,
    상기 간섭이 발생하는 레이어들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 하나 에 모두 할당하더라도 상기 레이어들에 의해 전송된 신호들을 복원할 수 없는 경우인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 기지국의 단말들과 통신방법.
  15. 적어도 두개의 단말들이 기지국에 다중접속하는 무선통신 시스템에서,
    적어도 두개의 단말들과 각각 적어도 하나 의 레이어를 할당할 때 상기 적어도 두개의 단말들의 레이터들 간에 간섭이 발생함을 확인하는 단계 및
    상기 간섭이 발생하는 레이터들을 상기 적어도 두개의 단말들 중 적어도 하나 에 할당하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 다중접속방법.
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