KR20140062314A - 빔 포빙을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 방법은, 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하는 과정과, 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하는 과정과, 상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 수신하는 과정을 포함한다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서 복수의 기지국들이 단말에 대해 스케줄링(scheduling) 및/또는 제어 신호(control signal)를 효율적으로 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
스마트폰 등과 같은 단말의 이용으로 인해 이동통신 사용자들이 사용하는 평균 데이터의 양은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이와 함께 더 높은 데이터 송신률에 대한 사용자들의 요구도 지속적으로 늘어나고 있다. 일반적으로 높은 데이터 송신률을 제공하는 방법으로는 더 넓은(Wide) 주파수 대역을 사용하여 통신을 제공하는 방법과 주파수 사용 효율을 높이는 방법이 있다.
그러나 후자의 방법으로 더 높은 평균 데이터 송신률을 제공하는 것은 매우 어려운데, 그 이유는 현 세대의 통신 기술들이 이미 이론적인 한계치에 가까운 주파수 사용 효율을 제공하고 있어서 기술 개량을 통해 그 이상으로 주파수 사용 효율을 높이는 것이 어렵기 때문이다. 따라서 데이터 송신률을 높이는 실현 가능한 방법은 더 넓은 주파수 대역을 통해 데이터 서비스를 제공하는 방향이라 할 수 있다. 이 때 고려해야 하는 것은 가용 주파수 대역이다.
현재의 주파수 분배 정책 상 1GHz 이상의 광대역 통신이 가능한 대역은 한정적이며, 현실적으로 선택 가능한 주파수 대역은 30GHz 이상의 밀리미터파(mmW) 대역 뿐이다. 이런 높은 주파수 대역에서는 종래의 셀룰러 시스템들이 사용하는 2GHz 대역과 달리 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 심하게 발생한다. 이러한 신호감쇄로 인해 종래 셀룰러 시스템과 동일한 전력을 사용하는 기지국의 경우 서비스를 제공하는 커버리지가 상당히 감소하게 된다. 이에 따른 문제를 해결하기 위해서 송수신 전력을 좁은 공간에 집중하여 안테나의 송수신 효율을 높이는 빔포밍(Beam Forming) 기법이 널리 사용된다.
도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국(110)은 각 셀(Cell)(또는 섹터)(101, 103, 105)마다 복수의 어레이 안테나들(Array0, Array1)를 사용하여 하향 송신(Tx) 빔(111)의 방향을 바꿔가며 데이터를 송신할 수 있다. 또한 단말(130)도 수신(Rx) 빔(131)의 방향을 바꿔가며 데이터를 수신할 수 있다.
상기 빔포밍 기법을 사용하여 통신을 수행하는 시스템에서 기지국(110)과 단말(130)은 다양한 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향 중에서 최적의 채널 환경을 보여주는 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향을 선택하여 데이터 서비스를 제공한다. 이러한 과정은 기지국(110)에서 단말(130)로 데이터를 송신하는 하향 채널뿐 아니라 단말(130)에서 기지국(110)으로 데이터를 송신하는 상향 채널에도 동일하게 적용된다.
도 2는 상기 빔포밍 기법을 사용하여 통신을 수행하는 시스템에서 기지국(110)이 특정 빔 폭(beam width)을 가지는 송신 빔을 통해 신호를 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2에서 기지국(110)은 지면으로부터 일정 높이(201)의 위치에 설치되어 있으며 사전에 정해진 빔 폭(203)를 가지고 있는 것을 도시하고 있다. 기지국의 빔 폭(203)은 앙각(elevation angel)과 방위각(azimuth) 각각에 대해서 정의될 수 있다. 또한 도 2는 기지국(110)의 송신 빔이 특정 앙각(205)에 해당하는 방향으로 송신되는 것을 도시하고 있다. 그리고 도 2에는 도시되지 않았으나, 상기 방위각은 송신 빔이 전파되는 수평 방향의 각도로 이해될 수 있다.
도 3은 도 2와 같은 방식으로 설치된 기지국(110)에서 기지국(110)이 설치된 높이(201)가 35m이고, 기지국(110)이 앙각(elevation angel)과 방위각(azimuth) 각각에 대해 5°의 빔 폭을 가지는 송신 빔을 예컨대, 30°의 각도와 200m의 커버리지를 가지는 하나의 섹터(sector) 내에서 송신했을 때, 기지국(110)이 송신할 수 있는 송신 빔의 수와 이를 수신하는 단말의 수신 빔의 수를 예를 들어 나타내는 도면이다. 도 3의 예에서는 앙각(elevation angel)과 방위각(azimuth) 각각에 대해 5°의 빔 폭을 가지는 96개의 송신 빔을 이용하여 30°의 각도와 200m의 커버리지를 가지는 하나의 섹터(sector)를 구성하는 경우를 도시하고 있다.
빔 포밍 시스템에서 단말은 물리적인 공간의 제약과 성능 상의 제약, 가격의 제약 등으로 인해 일반적으로 기지국처럼 좁은 빔 폭을 가지는 많은 수의 송수신 빔을 형성하는 것이 어렵다. 상기 도 3의 예에서는 단말(130)이 4개의 수신 빔(RX1, RX2, RX3, RX4)을 형성하여 기지국(110)이 송신한 송신 빔을 수신하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우 각 수신 빔의 방위각 빔 폭은 대략 90°정도를 나타내게 된다.
상기 빔 포밍을 사용하는 시스템에서 일반적으로 좁은 송신 빔의 경우 높은 안테나 이득(antenna gain)을 가지고 있으나 좁은 빔 폭으로 인해 송수신 빔의 방향이 어긋날 경우 통신 성능을 보장하기 어려운 단점이 있다. 또한 송수신 범위가 제한되어 송신 빔과 수신 빔 사이에 반사체나 투과가 어려운 물체가 끼어들 경우 순간적으로 통신이 단절되는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 일반적으로 링크 불안정(link fragility) 문제라고 정의한다. 상기 링크 불안정 문제를 해결하는 일반적인 방법으로 하나의 단말이 복수의 기지국과 데이터 송수신 채널을 유지하는 방안이 사용된다.
도 4a는 일반적인 빔 포핑 시스템에서 복수의 기지국들이 단말과 데이터 송수신 채널을 유지하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 단말(421)이 수신 신호 세기를 기준으로 하나 이상의 주변 기지국들(411, 413, 415, 417)(Cell-0, Cell-4, Cell-5, Cell-11))을 하나의 서빙 기지국 그룹(Serving base station group 혹은 Cloud cell)으로 묶고, 그 그룹에 속하는 기지국들(411, 413, 415, 417)의 신호를 주기적으로 측정하여 데이터 송수신 채널을 유지하는 경우를 예시한 도면이다.
도 4a의 예에서 빔 포밍 시스템은 상기 단말(421)의 주변 기지국들(411, 413, 415, 417) 중에서 신호의 세기가 가장 강한 기지국(411)(Cell-0)를 상기 단말(421)의 서빙 기지국(Serving base station)으로 선택하고 그 이외의 기지국(413, 415, 417)(Cell-4, Cell-5, Cell-11)을 스케줄링 후보 기지국(scheduling candidate base station)으로 구분할 수 있다. 상기 단말(421)은 정상적인 채널 상황에서는 기지국(411)(Cell-0)를 통해 제어 신호와 데이터를 송수신하며, 그와 동시에 스케줄링 후보 기지국들인 기지국(413, 415, 417)(Cell-4, Cell-5, Cell-11)의 신호도 주기적으로 측정하여 해당 기지국들(413, 415, 417)(Cell-4, Cell-5, Cell-11)과 데이터 송수신 채널을 유지한다. 이와 같은 동작을 통해 빔 포밍 시스템은 상기 단말(411)과 기지국(411)(Cell-0) 사이의 링크가 불안정할 경우, 단말(421)은 서빙 기지국 그룹에 속하는 다른 기지국(413, 415, 417)(Cell-4, Cell-5, Cell-11)을 통해서 데이터 송수신을 계속할 수 있다.
빔 포밍 시스템에서 단말은 일반적으로 물리적인 공간의 제약과 성능 상의 제약, 가격의 제약 등으로 인해 특정 송수신 시점에 제한된 수의 송수신 빔만을 생성할 수 있다. 도 4a의 예는 단말(421)이 매 송수신 시점에서 하나의 수신 빔만을 형성하는 것을 가정하고 있다. 상기 단말(421)은 형성 가능한 하나의 수신 빔을 이용하여 데이터 송수신에 대한 스케줄링 정보를 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들(411, 413, 415, 417)(Cell-0, Cell-4, Cell-5, Cell-11)로부터 수신하여야 한다.
만약 상기 서빙 기지국 그룹에 속하는 둘 이상의 기지국이 해당 단말(421)에게 스케줄링 정보를 송신할 경우, 상기 단말(421)은 그 기지국들(411, 413, 415, 417)(Cell-0, Cell-4, Cell-5, Cell-11)이 송신한 스케줄링 정보를 하나의 수신 빔을 이용하여 각각 서로 다른 시점에서 수신하여야 한다. 이를 위해서 서빙 기지국 그룹에 속하는 각 기지국들(411, 413, 415, 417)(Cell-0, Cell-4, Cell-5, Cell-11)의 스케줄링 정보 송신 시점은 서로 다르게 정의되어야 하며, 단말(421)은 각 시점마다 매 기지국들이 스케줄링 정보를 송신하였는지 판단하여야 한다. 이렇게 기지국들 사이의 스케줄링 시점을 충돌이 발생하지 않게 정의하는 것은 일반적으로 어려운 일이며, 또한 단말(421)이 서빙 기지국 그룹에 속하는 각 기지국 별로 스케줄링 정보를 수신할 경우, 단말(421)의 전력 소모가 매우 증가하는 문제가 발생한다. 이런 문제를 해결하기 위하여 서빙 기지국 그룹에 속하는 특정 기지국을 지정하여 해당 단말에 대한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신하는 기지국으로 사용할 수 있다. 도 4a의 예에서는 서빙 기지국인 기지국(411)(Cell-0)가 해당 단말(421)에 대한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신 하는 경우를 도시하고 있다.
도 4b는 일반적인 빔 포핑 시스템에서 단말이 복합 재전송(HARQ: Hybrid automatic retransmit request)를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4b의 (A)를 참조하면, 상기 단말(421)은 예컨대, 서브프레임 0에서 서빙 기지국(411)(Cell-0)로부터 스케줄링 정보를 수신하여 해당 서브프레임에 상기 스케줄링 정보가 지시하는 서빙 기지국(411)(Cell-0)로부터 송신된 데이터 패킷을 수신한다.
도 4b의 (B)를 참조하면,상기 단말(421)이 첫 번째 데이터 패킷의 복호화에 실패한 경우를 가정한다. 이후 상기 단말(421)은 서브프레임 3에서 서빙 기지국(411)(Cell-0)로부터 스케줄링 정보를 수신하여 상기 스케줄링 정보가 지시하는 기지국(413)(Cell-5)로부터 첫 번째 복합 재전송 패킷을 수신한다. 도 4b의 (C)를 참조하면, 상기 단말(421)이 기지국(413)(Cell-5)로부터 수신한 첫 번째 복합 재전송 패킷의 복호화도 실패한 경우를 가정한다. 이후 상기 단말(421)은 서브프레임 7에서 서빙 기지국(411)(Cell-0)로부터 스케줄링 정보를 수신하여 상기 스케줄링 정보가 지시하는 기지국(417)(Cell-7)로부터 두 번째 복합 재전송 패킷을 수신한다.
도 4a 및 도 4b에서 도시한 것과 같이 서빙 기지국 그룹에 속하는 특정 기지국을 지정하여 해당 단말에 대한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신하는 기지국으로 사용할 경우, 해당 기지국과 단말 사이의 링크가 불안정해질 경우 스케줄링 및/또는 제어 신호 자체의 송수신이 힘들어져 데이터 통신을 지속하는 것이 어려워질 수 있다. 또한 서빙 기지국 그룹에 속하는 다른 기지국의 채널 상황이 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하는 서빙 기지국보다 더 좋을 경우에도 서빙 기지국을 통해 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신하여야 하므로 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신하는 채널의 성능이 최적화되지 못하는 문제가 발생한다.
본 발명은 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 복수의 기지국들이 단말에 대해 스케줄링(scheduling) 및/또는 제어 신호(control signal)를 효율적으로 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 효율적으로 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 방법은, 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하는 과정과, 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하는 과정과, 상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 수신하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 수신하는 단말은, 서빙 기지국과 적어도 하나의 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 및/또는 제어 신호와, 데이터를 수신하는 수신부와, 상기 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하고, 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하며, 상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 상기 서빙 기지국을 제외한 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 스케줄링 채널을 전송하는 방법은, 서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하는 과정과, 상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 주 스케줄링 채널을 전송하는 과정과, 상기 기지국이 서빙 기지국 그룹에 속하면서 상기 서빙 기지국이 아니고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 부 스케줄링 채널을 전송하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 전송하는 기지국은, 무선망을 통해 스케줄링 관련 정보와 데이터를 전송하는 송신부와, 서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 통신을 위한 통신 인터페이스와, 상기 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하고, 상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 주 스케줄링 채널을 전송하고, 상기 기지국이 상기 서빙 기지국 그룹에 속하면서 상기 서빙 기지국이 아니고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 부 스케줄링 채널을 전송하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 방법은, 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하는 과정과, 상기 주 스케줄링 채널로부터 수신되는 스케줄링 정보에 해당 단말이 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보가 포함되어 있는 지 판단하는 과정과, 상기 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보가 상기 스케줄링 정보에 포함되지 않은 경우 상기 주 스케줄링 채널과 상기 서빙 기지국을 제외한 적어도 하나의 기지국으로부터 전송되는 부 스케줄링 채널의 수신 동작을 계속 수행하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 스케줄링 채널을 전송하는 방법은, 서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하는 과정과, 상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정되지 않은 경우, 스케줄링 정보에 상기 단말이 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보를 포함하여 주 스케줄링 채널을 전송하는 과정을 포함한다.
도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 포함하는 일반적인 빔 포밍 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 기지국이 특정 빔 폭을 가지는 송신 빔을 통해 신호를 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 일반적인 빔 포밍 시스템에서 기지국이 송신할 수 있는 송신 빔의 수와 이를 수신하는 단말의 수신 빔의 수를 예를 들어 나타내는 도면,
도 4a는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 복수의 기지국들이 단말과 데이터 송수신 채널을 유지하는 일 예를 나타낸 도면,
도 4b는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 단말이 HARQ를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 방향 별 스케줄링 채널의 예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 수신 빔 방향 별 부 스케줄링 채널을 도 6의 프레임 구조를 이용하여 나타낸 도면,
도 8는 본 발명의 실시 예에 따라 부 스케줄링 채널에서 서로 다른 기지국이 단말에게 데이터 송신을 스케줄링 한 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 HARQ를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 수신하는 단말의 동작을 나타낸 흐름도,
도 11은 본 발명에서 제안하는 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 송신하는 기지국의 동작을 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 동작을 나타낸 흐름도,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 기지국이 스케줄링 채널을 송신하는 동작을 나타낸 흐름도,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 스케줄링 채널을 결합 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 기지국이 특정 빔 폭을 가지는 송신 빔을 통해 신호를 전송하는 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 일반적인 빔 포밍 시스템에서 기지국이 송신할 수 있는 송신 빔의 수와 이를 수신하는 단말의 수신 빔의 수를 예를 들어 나타내는 도면,
도 4a는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 복수의 기지국들이 단말과 데이터 송수신 채널을 유지하는 일 예를 나타낸 도면,
도 4b는 일반적인 빔 포밍 시스템에서 단말이 HARQ를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 방향 별 스케줄링 채널의 예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 수신 빔 방향 별 부 스케줄링 채널을 도 6의 프레임 구조를 이용하여 나타낸 도면,
도 8는 본 발명의 실시 예에 따라 부 스케줄링 채널에서 서로 다른 기지국이 단말에게 데이터 송신을 스케줄링 한 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 HARQ를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 수신하는 단말의 동작을 나타낸 흐름도,
도 11은 본 발명에서 제안하는 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 송신하는 기지국의 동작을 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 동작을 나타낸 흐름도,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 기지국이 스케줄링 채널을 송신하는 동작을 나타낸 흐름도,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 스케줄링 채널을 결합 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에서는 빔포밍을 사용하는 시스템에서 복수의 기지국이 하나의 단말에 대해 효율적으로 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송수신 할 수 있는 방안을 제안한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서는 특정 단말에 대해 서빙 기지국에서 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하는 주 스케줄링 및/또는 제어 채널(이하, 주 스케줄링 채널)에 더하여, 단말의 수신 빔 방향 별로 부 스케줄링 및/또는 제어 채널(이하, 부 스케줄링 채널)을 설정하는 방법을 제안한다. 단말의 수신 빔 방향 별로 정의되는 상기 부 스케줄링 채널은 서로 다른 시간, 주파수 자원, 송수신 빔을 사용하여 송수신될 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 특정 기지국이 상기 단말에게 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신할 때, 그 기지국과 단말 사이의 최적의 수신 빔에 해당하는 (주 혹은 부) 스케줄링 및 제어 채널을 통하여 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하는 방법을 제안한다. 또한 상기 기지국이 상기 단말의 서빙 기지국일 경우 주 스케줄링 채널을 이용하여 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하고, 서빙 기지국이 아닐 경우 최적의 (주 혹은 부) 스케줄링 및 제어 채널을 통해 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 상기 단말이 특정 스케줄링 시점에서 어떤 기지국으로부터도 스케줄링 되지 않았을 경우, 서빙 기지국이 주 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 되지 않았다는 정보(Not scheduled indication)를 송신하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 단말이 주 스케줄링 채널과 단말의 수신 빔 별로 정의된 부 스케줄링 채널을 이용하여 서로 다른 기지국이 송신한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 효과적으로 수신하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 실시 예에서는 단말이 수신 빔 방향 별로 정의된 부 스케줄링 채널을 그 채널에 대응되는 수신 빔을 이용하여 서로 다른 시간 혹은 주파수 자원에서 수신하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 실시 예에서는 상기 단말이 각 기지국 별로 최적의 송수신 빔을 측정하고 그 정보를 주기적으로 각 기지국에게 보고하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 상기 단말의 특정 부 스케줄링 채널이 상기 단말에게 스케줄링 된 데이터 송수신 영역과 시간, 주파수, 송수신 빔 측면에서 충돌이 발생한 경우, 해당 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명에서는 상기 단말이 주 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 되지 않았다는 정보(Not scheduled indication)를 수신한 경우, 모든 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하는 방법을 제안한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 방향 별 스케줄링 채널을 예를 들어 도시한 도면이다.
도 5의 예는 단말(521)이 4개의 수신 빔(RX1 ~ RX4)(531, 533, 535, 537)방향을 가지고 있으며, 기지국들 중 가장 가까운 섹터 1(Sector 1)이 상기 단말(521)의 서빙 기지국(511)인 경우의 예이다. 상기 단말(521)은 서빙 기지국(511)인 섹터 1이 송신하는 주 스케줄링 채널을 섹터 1에 대해 최적인 수신 빔(RX2)(533)를 이용하여 수신한다. 이에 더하여 상기 단말(521)은 수신 빔 방향 별로 정의된 부 스케줄링 채널을 각각의 수신 빔(RX1 ~ RX4)(531, 533, 535, 537)을 이용하여 수신한다. 상기 단말(521)이 주 스케줄링 채널을 수신하는 수신 빔(RX2)(533)에 대해서는 부 스케줄링 채널이 따로 정의되지 않을 수 있다. 이 경우 상기 단말(521)은 주 스케줄링 채널의 자원 영역을 통해 서빙 기지국 이외의 기지국(예컨대, 도 5의 수신 빔(RX2) 방향에서는 참조 번호 513)이 송신하는 스케줄링 및/또는 제어 신호를 수신 빔(RX2)를 이용하여 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 하나의 프레임(frame)(601)은 예컨대, 5ms의 길이를 가지며 5개의 서브-프레임(sub-frame)(603)으로 구성되어 있다. 여기서 프레임(601)의 길이와 서브 프레임(603)의 개수는 일 예를 나타낸 것일 뿐 본 발명의 실시 예가 도 6의 실시 예에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다.
각각의 서브-프레임(603)은 기지국에서 단말을 향해 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(611, 613, 615)과 단말에서 기지국을 향해 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(621, 623, 625)으로 나뉘어진다. 도 6을 참조하면, 하향 링크 송신 구간(611, 613, 615)의 일부는 스케줄링 정보를 전송하기 위한 스케줄링 영역(631, 633, 635)으로 사용되고, 또한 하향 링크 송신 구간(611, 613, 615)의 일부는 하향 참조 신호(reference signal)를 송신하기 위한 참조신호 영역(651, 653, 655)으로 사용된다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 수신 빔 방향 별 부 스케줄링 채널을 도 6의 프레임 구조를 이용하여 설명한 도면이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 프레임(701)의 기본적인 구조는 도 6에서 설명한 프레임(601)의 구조와 동일하다. 즉 하나의 프레임(frame)(701)은 예컨대, 5ms의 길이를 가지며 5개의 서브-프레임(sub-frame)(703)으로 구성된다. 각각의 서브-프레임(703)은 기지국에서 단말을 향해 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(711)과 단말에서 기지국을 향해 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(721)으로 나뉘어진다. 그리고 하향 링크 송신 구간(721)의 일부는 하향 참조 신호(reference signal)를 송신하기 위한 참조신호 영역(751)으로 사용된다.
그리고 하기 실시 예들에서 주/부 스케줄링 채널과 그 주/부 스케쥴링 채널이 전송되는 영역은 설명의 편의를 위해 동일한 참조 번호를 부여하기로 한다.
도 6의 실시 예에서는 스케줄링 정보를 전송하기 위해 스케줄링 채널(즉 스케줄링 영역((631, 633, 635)) 만을 이용하였으나, 도 7a 및 도 7b의 실시 예는 스케줄링 채널 외에도 일반적인 제어 신호를 송수신 하는 채널과 그 자원 영역을 이용하여 스케줄링 및/또는 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 7a의 스케줄링 영역(731)은 프레임 구조에서 서빙 기지국이 단말에게 스케줄링 정보를 전송하는데 사용하는 스케줄링 채널이 전송되는 영역으로 본 실시 예에서는 이 채널(영역)을 주 스케줄링 채널로 정의한다. 단말은 주 스케줄링 채널(731)을 서빙 기지국에 대해 최적인 수신 빔을 이용하여 수신한다. 도 7a의 실시 예에서 서빙 기지국에 대한 단말의 최적의 수신 빔은 설명의 편의를 위해 예컨대, 도 5의 실시 예에서 수신 빔 2번(RX beam 2)(533)임을 가정한다. 단말은 수신 빔 2번(533)을 이용하여 주 스케줄링 채널(731)을 수신한다. 또한 본 실시 예에서는 주 스케줄링 채널(701)에 더하여 단말의 수신 빔 방향 별로 부 스케줄링 채널(733, 735, 737)을 설정한다. 예컨대, 도 7a에서 참조 번호 733은 단말의 수신 빔 1번에 대한 부 스케줄링 채널이 전송되는 영역을 나타내며, 참조 번호 735는 단말의 수신 빔 3번에 대한 부 스케줄링 채널이 전송되는 영역을 나타내고, 참조 번호 737은 단말의 수신 빔 4번에 대한 부 스케줄링 채널이 전송되는 영역을 나타낸다.
상기 단말은 주 스케줄링 채널(731)에 더하여 각 수신 빔 방향 별로 정의된 부 스케줄링 채널(733, 735, 737)을 각 스케줄링 채널에 대응되는 수신 빔을 이용하여 수신하여 단말 주변의 서로 다른 기지국이 송신한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 효과적으로 수신할 수 있다. 도 7a의 예는 상기 단말이 주 스케줄링 채널(731)을 수신하는 수신 빔 RX2에 대해서는 부 스케줄링 채널이 따로 정의되지 않은 경우의 예이다. 이 경우 상기 단말은 주 스케줄링 채널(731)의 자원 영역을 통해 서빙 기지국 이외의 기지국이 송신하는 스케줄링 채널을 수신 빔 RX2를 이용하여 수신할 수 있다. 도 7a는 단말의 수신 빔 별 부 스케줄링 채널들(733, 735, 737)이 동일한 주파수 자원을 이용하여 서로 다른 시점에 설정된 경우의 예를 도시하고 있으나 부 스케줄링 채널들(733, 735, 737)은 서로 다른 주파수 자원 상에서 설정될 수도 있다.
상기한 도 7a의 실시 예에서 단말의 수신 빔 별 부 스케줄링 채널은 단말의 주위에 존재하는 서빙 기지국 그룹(혹은 클라우드 셀)과 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들의 채널 상태를 고려하여 설정될 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 제안하는 방법에서 단말의 수신 빔 별 부 스케줄링 채널은 단말이 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들(서빙 기지국 혹은 스케줄링 후보 기지국들) 각각에 대해 측정한 최적의 수신 빔과 그 수신 성능을 바탕으로, 더 수신 성능이 우수한 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 정보가 수신되는 수신 빔에 대해 부 스케줄링 채널을 시간, 주파수 자원 상에서 더 우선적으로 설정할 수 있다.
도 7b는 도 5에서 예시한 위치에 존재하는 단말에 대해서, 수신 빔 방향 별로 부 스케줄링 채널을 상기 단말의 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들의 채널 상태를 고려하여 설정한 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 7b에서 도 7a와 동일한 참조 번호에 대해서는 그 설명이 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5의 예에서는 상기 단말의 서빙 기지국 그룹이 단말의 주변에 존재하는 섹터 1, 섹터 5, 섹터 9, 섹터 12로 구성되고 각 기지국으로부터 수신되는 신호의 세기는 섹터 1, 섹터 9, 섹터 5, 섹터 12의 순인 것을 가정한다. 또한 섹터 1은 수신 빔 2(RX2)(533)를 이용하여 수신 하였을 때 가장 수신 신호의 세기가 강하고, 섹터 9는 수신 빔 4(RX4)(537), 섹터 5는 수신 빔 3(RX3)(535), 섹터 12는 수신 빔 1(RX1)(531)을 이용하여 수신하였을 때, 수신 신호의 세기가 가장 강한 것을 가정한다. 상기 예에서는 단말에 대해 가장 신호 수신 성능이 우수한 섹터 1의 기지국(511)이 서빙 기지국으로 선택될 수 있고, 이 경우 나머지 섹터 5, 9, 12의 기지국들은 스케줄링 후보 기지국이 된다. 상기의 예에서 단말은 서빙 기지국인 섹터 1의 기지국(511)에 대해 최적인 수신 빔 2(RX2)(533)를 이용하여 주 스케줄링 채널을 수신하고, 나머지 수신 빔 1, 수신 빔 3, 수신 빔 4(531, 535, 537)를 이용하여 각 수신 빔 별로 설정된 부 스케줄링 채널을 수신한다. 상기 예에서 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널을 설정할 때, 더 수신 성능이 우수한 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 정보가 수신되는 수신 빔에 대해 부 스케줄링 채널을 시간, 주파수 자원 상에서 더 우선적으로 설정할 수 있다. 예를 들어 도 7b의 실시 예는 상기 단말의 서빙 기지국 외에 가장 수신 신호가 강한 섹터 9와 섹터 9에 대한 최적의 수신 빔인 수신 빔 4(RX4)(537)에 대한 부 스케줄링 채널을 다른 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널보다 시간적으로 더 우선적으로 참조 번호 743의 영역에 설정한 예를 도시하고 있다. 또한 도 7b의 실시 예는 섹터 9 다음으로 수신 신호가 강한 섹터 5와 섹터 5에 대한 최적의 수신 빔인 수신 빔 3에 대한 부 스케줄링 채널을 수신 빔 4에 대한 부 스케줄링 채널 다음으로 참조 번호 745의 영역에 설정하고, 마지막으로 수신 빔 1에 대한 부 스케줄링 채널을 참조번호 747의 영역에 설정한 예를 도시하고 있다.
본 발명에서 제안하는 방법에 따라 단말의 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널을 설정할 경우, 기지국은 단말에게 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신할 때, 그 기지국과 단말 사이의 최적의 수신 빔에 해당하는 (주 혹은 부) 스케줄링 채널을 통하여 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신할 수 있다. 기지국이 단말의 서빙 기지국일 경우 주 스케줄링 채널을 이용하여 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하고, 기지국이 서빙 기지국이 아닐 경우 최적의 (주 혹은 부) 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신할 수 있다.
또한 본 발명에 제안하는 방법에 따라 단말의 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널을 설정할 경우, 단말은 주 스케줄링 채널과 단말의 수신 빔 별로 정의된 부 스케줄링 채널을 이용하여 서로 다른 기지국이 송신한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 수신할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 방법에서 단말은 기지국의 부 스케줄링 채널 선택을 돕기 위하여 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들 각각에 대해 최적의 송수신 빔을 측정하고 그 정보를 주기적으로 각 기지국에게 보고하여야 한다. 또한 본 발명에서 제안하는 방법에서 단말은 특정 부 스케줄링 채널이 상기 단말에게 스케줄링 된 데이터 송수신 영역과 시간, 주파수, 송수신 빔 측면에서 충돌이 발생한 경우, 해당 부 스케줄링 채널의 수신을 생략할 수 있다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 따라 부 스케줄링 채널에서 서로 다른 기지국이 단말에게 데이터 송신을 스케줄링 한 예를 도시한 도면이다. 도 8의 실시 예에서 부 스케줄링 채널은 도 7b의 예와 같이 설정된 경우를 가정한다.
도 8을 참조하면, 단말은 주 스케줄링 채널(831)을 통해 서빙 기지국으로부터 데이터 송수신에 대한 스케줄링 정보를 수신하였다. 여기서 상기 주 스케줄링 채널(831)을 통해 수신되는 스케줄링 정보는 참조 번호 833의 영역에서 데이터를 수신하는데 필요한 정보(831a)를 포함하는 것을 가정한다. 상기 단말은 상기 정보(831a)에서 수신한 스케줄링 정보에 따라 상기 영역(833)에서 서빙 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 영역(833)과 겹친 수신 빔 4(RX4)(도 7b의 참조 번호 743 참조)에 대한 부 스케줄링 채널의 수신을 생략한다. 상기 영역(833)의 데이터를 수신한 이후 단말은 남은 자원 영역에서 부 스케줄링 채널의 수신을 계속 시도할 수 있다.
도 8의 예에서 상기 단말은 수신 빔 3(RX3)(도 7b의 참조 번호 745 참조)에 대한 부 스케줄링 채널의 영역(835)을 통해 서빙 기지국이 아닌 다른 기지국으로부터 데이터 송수신에 대한 스케줄링 정보를 수신할 수 있다. 상기 영역(835)에서 수신되는 상기 스케줄링 정보는 영역(837)에서 데이터를 수신하는데 필요한 스케줄링 정보(835a)를 포함하는 것을 가정한다. 이 경우 상기 단말은 영역(835)에서 수신한 스케줄링 정보(835a)에 따라 영역(837)에서 데이터를 수신하고, 상기 영역(837)과 중복되는 부 스케줄링 채널의 수신을 생략한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 포핑 시스템에서 단말이 HARQ를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 예를 나타낸 도면으로서, 도 9의 실시 예에서 단말은 주 혹은 부 스케줄링 채널을 이용하여 데이터 패킷을 HARQ 기법을 통해 서빙 기지국 그룹에 속하는 기지국들로부터 수신한다.
도 9의 (A)를 참조하면, 단말(921)은 예컨대, 프레임을 구성하는 다수의 서브 프레임들 중 제1 서브프레임에서 주 스케줄링 채널을 통해 서빙 기지국(911)(Cell-0)으로부터 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 스케줄링 정보에 따라 데이터 패킷을 수신한다. 도 9의 예에서는 상기 단말(921)이 첫 번째 데이터 패킷의 복호화에 실패한 경우를 가정한다. 이후 상기 단말(921)은 제2 서브프레임에서 도 9의 (B)와 같이 기지국(913)(Cell-5)로부터 부 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 정보를 수신하고 상기 스케줄링 정보에 따라 기지국(913)(Cell-5)로부터 첫 번째 복합 재전송 패킷을 수신한다. 도 9의 (C)의 예에서는 상기 단말(921)이 첫 번째 복합 재전송 패킷의 복호화도 실패한 경우를 가정한다. 이후 상기 단말(921)은 제3 서브프레임에서 기지국(913)(Cell-7)로부터 부 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 정보를 수신하고 상기 스케줄링 정보에 따라 기지국(913)(Cell-5)로부터 두 번째 복합 재전송 패킷을 수신한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 수신하는 단말의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단말은 1001 단계에서 먼저 서빙 기지국으로부터 주 스케줄링 채널을 수신한다. 1003 단계에서 단말이 주 스케줄링 채널을 수신하는 데에는 서빙 기지국의 신호가 가장 강하게 수신된 최적의 수신 빔이 사용된다. 이후 단말은 하기 1003 단계 내지 1009 단계의 동작을 단말의 각 수신 빔 별로 수행한다.
구체적으로 상기 단말은 1003 단계에서 수신 빔 i(여기서 "i"는 각 수신 빔의 인덱스)에 대해 사전에 설정된 부 스케줄링 채널의 시간, 주파수, 송수신 빔 자원 정보 중 적어도 하나(이하, "부 스케줄링 채널의 자원")를 판단하고 1005 단계에서 상기 부 스케줄링 채널의 자원이 단말에게 스케줄링 된 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하는지 판단한다.
만약 상기 1005 단계에서 수신 빔 i에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 단말에게 스케줄링된 데이터 송수신 자원과 충돌하는 경우 단말은 해당 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하고, 다음 수신 빔 i+1에 대해 상기 1003 단계로 이동하여 이후 동작을 반복한다. 상기 1005 단계에서 수신 빔 i에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 단말에게 스케줄링된 데이터 송수신 자원과 충돌하지 않은 경우, 상기 단말은 1007 단계에서 상기 1003 단계에서 판단한 부 스케줄링 채널의 자원에서 수신 빔 i를 이용해 부 스케줄링 채널을 수신한다. 이후 상기 단말은 1009 단계에서 모든 수신 빔들에 대해 상기한 수신 동작을 완료하였는 지 판단하고, 모든 수신 빔들에 대해 상기한 수신 동작이 완료된 경우 스케줄링 채널의 수신 동작을 종료한다.
한편 상기 1009 단계에서 모든 수신 빔들에 대해 부 스케줄링 채널의 수신 동작이 완료되지 않은 경우 상기 1011 단계로 이동하여 다음 수신 빔 i+1에 대해 상기 1003 단계 내지 1009 단계의 동작을 수행한다.
본 실시 예에서는 단말이 수신 가능한 모든 수신 빔들에 대해 상기 수신 동작을 수행하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시 예를 나타낸 것이며, 다른 실시 예로 주 스케줄링 채널의 수신이 성공한 경우, 부 스케줄링 채널을 수신하지 않거나 또는 전체 수신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 정해진 값 이상인 적어도 하나의 수신 빔에 대해 부 스케줄링 채널의 수신 동작이 수행되도록 실시하는 것도 가능할 것이다.
도 11은 본 발명에서 제안하는 수신 빔 별 부 스케줄링 채널을 송신하는 기지국의 동작을 도시한 흐름도이다.
먼저 도 11의 실시 예는 하나의 단말에 대해 수행되는 동작을 예시하고 있으나, 기지국은 해당 기지국을 스케줄링 후보로 서빙 기지국 그룹에 포함하는 모든 단말들에 대해 도 11의 동작을 반복하여 수행한다.
도 11을 참조하면, 1101 단계에서 기지국은 단말에 대해 그 단말의 서빙 기지국 그룹에 포함된 다른 기지국들과 스케줄링에 관한 협상을 수행한다. 상기 협상에는 데이터 및 스케줄링 정보를 송수신할 기지국, 데이터 송수신 시점, 데이터 송수신에 사용될 자원, 데이터 송수신에 사용될 송수신 빔, 데이터 송수신에 사용될 다중 안테나 설정 정보 등이 협상 대상으로 포함될 수 있다. 상기 기지국은 1103 단계에서 상기 1101 단계의 협상 결과, 해당 단말에 대한 스케줄링 정보를 상기 기지국에서 송신하기로 결정된 경우, 즉 해당 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 1105 단계에서 상기 기지국이 해당 단말의 서빙 기지국인지 판단한다. 만약 상기 기지국이 해당 단말의 서빙 기지국인 경우, 1107 단계에서 상기 기지국은 주 스케줄링 채널을 통해 상기 1101 단계에서 협상된 스케줄링 정보를 송신한다. 상기 스케줄링 정보에는 데이터의 송수신 시점, 데이터가 송수신 되는 자원 정보 및 송수신 빔 정보, 데이터 송수신에 사용되는 다중 안테나 설정 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
한편 상기 기지국은 상기 1105 단계의 판단 결과 해당 단말의 서빙 기지국이 아닌 경우, 1109 단계에서 해당 단말의 부 스케줄링 채널들 중 해당 단말이 상기 기지국의 신호를 가장 잘 수신할 수 있는 최적 부 스케줄링 채널을 해당 단말이 주기적으로 보고한 서빙 기지국 그룹의 수신 신호 측정 결과를 바탕으로 선택하고, 선택된 부 스케줄링 채널이 설정된 자원 영역을 파악한다. 이후 상기 기지국은 1111 단계에서 상기 선택된 부 스케줄링 채널과 그 채널이 설정된 자원 영역에서 상기 1101 단계에서 협상된 해당 단말의 스케줄링 정보를 송신한다. 상기 스케줄링 정보에는 데이터의 송수신 시점, 데이터가 송수신 되는 자원 정보 및 송수신 빔 정보, 데이터 송수신에 사용되는 다중 안테나 설정 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 단말의 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널이 설정되어 있는 상황에서, 기지국들이 특정 단말을 특정 시점에서 스케줄링 하지 않았거나 그 단말에 대해 제어 신호를 송신하지 않을 경우, 그 단말이 불필요하게 부 스케줄링 채널을 수신하는 부담을 줄이기 위해 상기 특정 단말이 서빙 기지국의 주 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보(Not scheduled indication)를 상기 특정 단말에게 송신하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 다른 실시 예에서는 단말이 주 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보(Not scheduled indication)를 수신한 경우, 모든 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하는 방법을 제안한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 프레임(1201)의 기본적인 구조는 도 7a에서 설명한 프레임(701)의 구조와 동일하다. 즉 하나의 프레임(frame)(1201)은 예컨대, 5ms의 길이를 가지며 5개의 서브-프레임(sub-frame)(1203)으로 구성된다. 각각의 서브-프레임(1203)은 기지국에서 단말을 향해 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(1211)과 단말에서 기지국을 향해 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(1221)으로 나뉘어진다. 그리고 스케줄링 영역(1231)은 프레임 구조에서 기지국이 단말에게 스케줄링 정보를 전송하는데 사용하는 주 스케줄링 채널이 전송되는 영역이고, 하향 링크 송신 구간(1221)의 일부는 하향 참조 신호(reference signal)를 송신하기 위한 참조신호 영역(1251)으로 사용된다.
도 12를 참조하여 특정 단말이 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보(Not scheduled indication)를 송수신하는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기로 한다. 본 다른 실시 예에서 제안하는 방법에서 기지국들이 특정 단말을 특정 시점에서 스케줄링 하지 않았거나 그 특정 단말에 대해 제어 신호를 송신하지 않을 경우, 도 12의 주 스케줄링 채널(1231)을 통해 상기 특정 단말의 서빙 기지국이 그 특정 단말을 스케줄링 하지 않았음을 지시하는 정보(Not scheduled indication)(1231a)를 송신한다. 주 스케줄링 채널(1231)을 통해 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보(1231a)를 수신한 단말은 해당 서브 프레임에서 부 스케줄링 채널을 수신하는 동작을 생략한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 단말은 1301 단계에서 먼저 서빙 기지국으로부터 주 스케줄링 채널을 수신한다. 상기 1301 단계에서 단말이 주 스케줄링 채널을 수신하는 데에는 서빙 기지국의 신호가 가장 강하게 수신된 최적의 수신 빔이 사용된다. 이후 상기 단말은 1303 단계에서 주 스케줄링 채널을 통해 도 12에서 설명한 스케줄링 되지 않았다는 정보(즉 Not scheduled indication)를 수신하였는지 판단한다. 만약 상기 스케줄링 되지 않았다는 정보를 수신한 경우 상기 단말은 이후 스케줄링 채널의 수신 동작을 종료한다. 만약 상기 스케줄링 되지 않았다는 정보를 수신하지 않은 경우, 즉 상기 단말이 정상적으로 스케줄링되는 경우, 상기 단말은 1305 단계에서 예컨대, 도 9의 실시 예에서 설명한 주/부 스케줄링 채널의 송수신 동작을 계속해서 수행한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 기지국이 스케줄링 채널을 송신하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
먼저 도 14의 실시 예는 하나의 단말에 대해 수행되는 동작을 예시하고 있으나, 기지국은 해당 기지국을 스케줄링 후보로 서빙 기지국 그룹에 포함하는 모든 단말들에 대해 도 11의 동작을 반복하여 수행한다.
도 14를 참조하면, 상기 기지국은 1401 단계에서 단말에 대해 그 단말의 서빙 기지국 그룹에 포함된 기지국들과 스케줄링에 관한 협상을 수행한다. 상기 협상에는 데이터 및 스케줄링 정보를 송수신할 기지국, 데이터 송수신 시점, 데이터 송수신에 사용될 자원, 데이터 송수신에 사용될 송수신 빔, 데이터 송수신에 사용될 다중 안테나 설정 정보 등이 협상 대상으로 포함될 수 있다. 상기 기지국은 1403 단계에서 상기 1401 단계의 협상 결과, 해당 단말에 대한 데이터 및/또는 제어 신호의 송수신이 스케줄링 된 경우, 1409 단계에서 주/부 스케줄링 채널의 송신 및/또는 데이터 채널 송수신 동작을 수행한다. 만약 1403 단계의 판단 결과 해당 단말에 대한 데이터 송수신이 스케줄링 되지 않은 경우, 1405 단계에서 상기 기지국은 해당 단말의 서빙 기지국인지 판단한다. 만약 상기 기지국이 해당 단말의 서빙 기지국인 경우, 1407 단계에서 상기 기지국은 주 스케줄링 채널을 통해 해당 단말에게 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보(즉 Not scheduled indication)를 송신한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 단말의 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널이 설정되어 있는 상황에서, 기지국들이 특정 단말의 스케줄링 채널의 수신 성능을 향상시키기 위해 동일한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 서로 다른 기지국들이 주/부 스케줄링 채널을 통해 단말에게 결합 송신(joint transmission)하는 방법을 제안한다. 또한 본 실시 예에서는 단말이 스케줄링 및/또는 제어 신호의 수신 성능을 향상시키기 위해 주/부 스케줄링 채널을 통해 서로 다른 기지국으로부터 수신된 스케줄링 및/또는 제어 신호를 결합 수신(joint reception) 및 결합 복호화(joint decoding)하는 동작을 제안한다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 스케줄링 채널을 결합 송수신하기 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 프레임(1501)의 기본적인 구조는 도 7a에서 설명한 프레임(701)의 구조와 동일하다. 즉 하나의 프레임(frame)(1501)은 예컨대, 5ms의 길이를 가지며 5개의 서브-프레임(sub-frame)(1503)으로 구성된다. 각각의 서브-프레임(1503)은 기지국에서 단말을 향해 신호를 송신하는 하향 링크 송신 구간(Down Link)(1511)과 단말에서 기지국을 향해 신호를 송신하는 상향 링크 송신 구간(Up Link)(1521)으로 나뉘어진다. 그리고 스케줄링 영역(1531)은 프레임 구조에서 기지국이 단말에게 스케줄링 정보를 전송하는데 사용하는 주 스케줄링 채널이 전송되는 영역이고, 하향 링크 송신 구간(1521)의 일부는 하향 참조 신호(reference signal)를 송신하기 위한 참조신호 영역(1551)으로 사용된다.
도 15의 예에서 기지국들이 특정 단말의 스케줄링 채널에 대해 결합 송신(joint transmission)을 결정한 경우, 상기 단말의 서빙 기지국은 주 스케줄링 채널을 통해 상기 단말의 스케줄링 및/또는 제어 신호를 송신하고, 서빙 기지국 그룹의 후보 기지국들은 그 기지국과 단말 사이의 최적의 수신 빔에 해당하는 (주 혹은 부) 스케줄링 채널을 통하여 동일한 스케줄링 및/또는 제어 신호를 결합 송신한다. 도 15의 예에서 단말은 주/부 스케줄링 채널(1531, 1533, 1535, 1537)을 통해 서로 다른 기지국으로부터 수신된 스케줄링 및/또는 제어 신호를 결합 수신(joint reception) 및 결합 복호화(joint decoding)하는 동작을 수행한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 16을 참조하면, 기지국은 무선망을 통해 스케줄링 및/또는 제어 신호와, 데이터를 전송하는 송신부(1610)와, 무선망을 통해 상기 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 수신부(1630)를 포함한다. 또한 도 16의 기지국은 도 5 내지 도 15에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따라 설정된 주/부 스케줄링 채널을 통해 단말에게 스케줄링 및/또는 제어 신호를 전송하고, 하향 링크 구간에서 데이터를 전송하도록 상기 송신부(1610)의 동작을 제어하고, 상기 수신부(1630)의 수신 동작을 제어하는 제어부(1650)을 포함한다. 예컨대, 상기 제어부(1650)는 서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하고, 상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 주 스케줄링 채널을 전송하고, 상기 기지국이 서빙 기지국 그룹에 속하나 서빙 기지국이 아니고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 부 스케줄링 채널을 전송하는 동작을 제어한다. 도 16의 구성을 갖는 기지국의 구체적인 동작은 도 5 내지 도 15에서 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한 도시되지는 않았으나 상기 기지국은 다른 기지국과 스케줄링 협상 등을 위한 통신 인터페이스를 포함한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 17을 참조하면, 단말은 무선망을 통해 기지국으로 데이터를 전송하는 송신부(1710)와, 무선망을 통해 상기 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 및/또는 제어 신호와, 데이터를 수신하는 수신부(1730)를 포함한다. 또한 단말은 상기 기지국으로부터 도 5 내지 도 15에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따라 설정된 주/부 스케줄링 채널을 통해 스케줄링 및/또는 제어 신호를 수신하고, 다운 링크 구간에서 데이터를 수신하도록 상기 수신부(1730)의 동작을 제어하고, 상향 링크 구간에서 데이터를 전송하도록 상기 송신부(1710)의 동작을 제어하는 제어부(1750)을 포함한다. 예컨대, 상기 제어부(1750)는 상기 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하고, 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하며, 상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국으로부터 수신하는 동작을 제어한다. 도 15의 구성을 갖는 단말의 구체적인 동작은 도 5 내지 도 15에서 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (24)
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 방법에 있어서,
서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하는 과정;
각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하는 과정; 및
상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 수신하는 과정을 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널의 자원은, 주변 기지국들로부터의 수신 신호들에 대한 상기 단말의 수신 성능을 근거로 선택된 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 할당되는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널은 서빙 기지국 그룹에 속하는, 상기 서빙 기지국을 제외한, 적어도 하나의 기지국이 전송하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 상기 적어도 하나의 기지국의 신호 세기를 측정하여 그 측정 결과를 해당 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 송수신 자원과 상기 부 스케줄링 채널의 자원이 충돌하는 수신 빔에 대해서는 상기 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하는 과정을 더 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 주 스케줄링 채널과 상기 부 스케줄링 채널을 통해 전송되는 정보 중 적어도 하나는 서빙 기지국 그룹에 속하는, 상기 서빙 기지국을 제외한, 적어도 하나의 기지국과의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 더 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 주 스케줄링 채널을 통해 수신된 정보와 상기 각 수신 빔별 부 스케줄링 채널을 통해 수신된 정보를 결합하여 복호화하는 과정을 더 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 수신하는 단말에 있어서,
서빙 기지국과 적어도 하나의 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 및/또는 제어 신호와, 데이터를 수신하는 수신부; 및
상기 서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하고, 각 수신 빔 별로 부 스케줄링 채널의 자원을 판단하며, 상기 판단 결과 상기 각 수신 빔 별로 데이터 송수신 자원과 충돌이 발생하지 않는 부 스케줄링 채널을 상기 서빙 기지국을 제외한 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
- 제 8 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널의 자원은, 상기 적어도 하나의 기지국으로부터의 수신 신호들에 대한 상기 단말의 수신 성능을 근거로 선택된 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 할당되는 단말.
- 제 8 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널은 서빙 기지국 그룹에 속하는, 상기 서빙 기지국을 제외한, 적어도 하나의 기지국이 전송하는 단말.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상기 적어도 하나의 기지국의 신호 세기를 각각 측정하여 그 측정 결과를 해당 기지국으로 전송하는 동작을 더 제어하는 단말.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 데이터 송수신 자원과 상기 부 스케줄링 채널의 자원이 충돌하는 수신 빔에 대해서는 상기 부 스케줄링 채널의 수신을 생략하도록 더 제어하는 단말.
- 제 8 항에 있어서,
상기 주 스케줄링 채널과 상기 부 스케줄링 채널을 통해 전송되는 정보 중 적어도 하나는 상기 서빙 기지국을 제외한 상기 적어도 하나의 기지국과의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 더 포함하는 단말.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주 스케줄링 채널을 통해 수신된 정보와 상기 각 수신 빔별 부 스케줄링 채널을 통해 수신 정보를 결합하여 복호화하는 동작을 더 제어하는 단말.
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 스케줄링 채널을 전송하는 방법에 있어서,
서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하는 과정;
상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 주 스케줄링 채널을 전송하는 과정; 및
상기 기지국이 서빙 기지국 그룹에 속하면서 상기 서빙 기지국이 아니고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 부 스케줄링 채널을 전송하는 과정을 포함하는 스케줄링 채널을 전송하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널의 자원은, 주변 기지국들로부터의 수신 신호들에 대한 상기 단말의 수신 성능을 근거로 선택된 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 할당되는 스케줄링 채널을 전송하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 서빙 기지국이 아닌 기지국은 상기 단말로부터 해당 기지국의 신호 세기에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 단말의 각 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널 중 최적의 부 스케줄링 채널을 선택하는 스케줄링 채널을 전송하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 주 스케줄링 채널과 상기 부 스케줄링 채널을 통해 전송되는 정보 중 적어도 하나는 상기 서빙 기지국이 아닌 기지국과의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 더 포함하는 스케줄링 채널을 전송하는 방법.
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 채널을 전송하는 기지국에 있어서,
무선망을 통해 스케줄링 관련 정보와 데이터를 전송하는 송신부;
서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 통신을 위한 통신 인터페이스; 및
상기 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하고, 상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 주 스케줄링 채널을 전송하고, 상기 기지국이 서빙 기지국 그룹에 속하면서 서빙 기지국이 아니고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정된 경우, 부 스케줄링 채널을 전송하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 기지국.
- 제 19 항에 있어서,
상기 부 스케줄링 채널의 자원은, 주변 기지국들로부터의 수신 신호들에 대한 상기 단말의 수신 성능을 근거로 선택된 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널의 자원이 할당되는 기지국.
- 제 19 항에 있어서,
상기 서빙 기지국이 아닌 기지국은 상기 단말로부터 해당 기지국의 신호 세기에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 단말의 각 수신 빔에 대한 부 스케줄링 채널 중 최적의 부 스케줄링 채널을 선택하는 기지국.
- 제 19 항에 있어서,
상기 주 스케줄링 채널과 상기 부 스케줄링 채널을 통해 전송되는 정보 중 적어도 하나는 상기 서빙 기지국이 아닌 기지국과의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 더 포함하는 기지국.
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 스케줄링 채널을 수신하는 방법에 있어서,
서빙 기지국이 전송하는 주 스케줄링 채널을 수신하는 과정;
상기 주 스케줄링 채널로부터 수신되는 스케줄링 정보에 해당 단말이 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보가 포함되어 있는 지 판단하는 과정; 및
상기 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보가 상기 스케줄링 정보에 포함되지 않은 경우 상기 주 스케줄링 채널과 상기 서빙 기지국을 제외한 적어도 하나의 기지국으로부터 전송되는 부 스케줄링 채널의 수신 동작을 계속 수행하는 과정을 포함하는 스케줄링 채널을 수신하는 방법.
- 빔 포밍을 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 스케줄링 채널을 전송하는 방법에 있어서,
서빙 기지국 그룹에 속하는 적어도 하나의 다른 기지국과 단말에 대한 스케줄링을 협상하는 과정; 및
상기 기지국이 서빙 기지국이고 상기 단말에 대한 스케줄링이 결정되지 않은 경우, 스케줄링 정보에 상기 단말이 스케줄링 되지 않았음을 지시하는 정보를 포함하여 주 스케줄링 채널을 전송하는 과정을 포함하는 스케줄링 채널을 전송하는 방법.
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