WO2016043523A1 - 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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김병훈
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    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals in a wireless communication system supporting a carrier aggregation technique.
  • Multi-Input Multi-Output (MIMO) technology is a technology that improves the transmission and reception efficiency of data by using a multi-transmission antenna and a multi-reception antenna, away from the use of one transmission antenna and one reception antenna.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • the receiving end When using a single antenna, the receiving end receives data through a single antenna path, but when using multiple antennas, the receiving end receives data through multiple paths. Therefore, the data transmission speed and the transmission amount can be improved, and the coverage can be increased.
  • channel status information is fed back from the MIMO receiver and used by the MIMO transmitter.
  • the receiver may determine the CSI by performing channel measurement using a predetermined reference signal (RS) from the transmitter.
  • RS reference signal
  • An object of the present invention is to provide a method for effectively transmitting and receiving signals in a wireless communication system supporting a carrier aggregation technique.
  • An object of the present invention is to provide a method for effectively transmitting and receiving signals using carrier sensing (CS).
  • CS carrier sensing
  • An object of the present invention is to provide a method for effectively transmitting and receiving signals using CS.
  • a method for a terminal to transmit and receive a signal with a base station includes a channel configured for a predetermined frequency region of an unlicensed frequency band. Performing primary carrier detection with respect to the first carrier; Performing secondary carrier detection on a subchannel when the channel is in an IDLE state as a result of the primary carrier detection; And when the subchannel is in an IDLE state according to the secondary carrier detection result, performing one of an uplink signal transmission and a downlink signal reception from the base station on the subchannel.
  • a method for transmitting and receiving a signal with a terminal by a base station in a wireless communication system supporting a carrier aggregation technique in a channel set for a predetermined frequency region of the unlicensed frequency band Performing primary carrier detection with respect to the first carrier; Performing secondary carrier detection on a subchannel when the channel is in an IDLE state as a result of the primary carrier detection; And when the subchannel is in the IDLE state according to the secondary carrier detection result, performing one of downlink signal transmission and uplink signal reception from the terminal on the subchannel.
  • the performing of the primary carrier detection may include measuring a first received power in a channel; And comparing the measured received power with a first threshold value preset for the first carrier detection.
  • performing the secondary carrier detection comprises: measuring a second received power in the second region; And comparing the measured received power with a second preset threshold value for the second carrier detection.
  • the performing of the secondary carrier detection may further include detecting a signal of a neighbor cell or a neighbor terminal in the second region.
  • the second received power may be measured with respect to the signal of the neighboring base station or the neighboring terminal.
  • the performing of the secondary carrier detection may be performed without detecting a signal of a neighbor base station or a neighbor terminal.
  • the subchannel is determined to be in a BUSY state, and if the second power is greater than the second threshold, the subchannel is determined to be in an IDLE state. It is characterized by.
  • the second threshold value for the subchannel may be set to a value smaller than the first threshold value for the channel.
  • the subchannel may be included in the channel, or the subchannel may be located in a different band from the channel.
  • the first threshold may be set to a value equal to a threshold when a signal other than Wi-Fi is transmitted among preset thresholds in the Wi-Fi system.
  • the wireless communication system is characterized in that the LTE system or LTE-A system.
  • a terminal supporting a carrier aggregation technique in a wireless communication system performs primary carrier detection on a channel set for a predetermined frequency region of an unlicensed frequency band. And when the channel is in the IDLE state as a result of the primary carrier detection, a processor configured to perform secondary carrier detection on a subchannel, wherein the processor is further configured to determine that the subchannel is in the IDLE state according to the secondary carrier detection result.
  • the transmission / reception module may be configured to control one of the uplink signal transmission and the downlink signal reception from the base station on the subchannel.
  • a base station supporting a carrier aggregation technique a transmission and reception module; And a processor for performing primary carrier detection on a channel set for a predetermined frequency region of an unlicensed frequency band, and performing secondary carrier detection on a subchannel when the channel is in an IDLE state as a result of the primary carrier detection.
  • the processor controls the transmission / reception module to perform either a downlink signal transmission or an uplink signal reception from the terminal on the subchannel when the subchannel is in the IDLE state according to the secondary carrier detection result. It can be set to.
  • signals may be effectively transmitted and received using carrier channel sensing (CS).
  • CS carrier channel sensing
  • 1 is a diagram for explaining the 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 exemplary pattern of CRS and DRS on one resource block pair.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a DMRS pattern.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of a CSI-RS pattern.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a method in which a CSI-RS is periodically transmitted.
  • 10 is a diagram for explaining carrier aggregation.
  • FIG. 11 is a diagram for describing cross-carrier scheduling.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a communication form of a terminal according to an unlicensed band and a licensed band according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a resource region in which carrier sensing (CS) of the present invention can be performed.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving a signal through a two-step CS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates an embodiment of an operation according to a method of performing a two-step CS according to the present invention.
  • 16 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a base station apparatus and a terminal apparatus according to 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 is a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), a remote radio head (RRD), a transmission point (TP) It may be replaced by terms such as a reception point (RP).
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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 3GPP LTE and 3GPP LTE-A systems, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • 1 is a diagram for explaining the structure of a radio frame.
  • 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 slot.
  • 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 when an OFDM symbol is configured by a normal CP, the number of OFDM symbols included in one slot may be seven. If the OFDM symbol is configured by an extended CP, the length of one OFDM symbol is increased, so 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 slot When a regular CP is used, one slot includes 7 OFDM symbols, so 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, downlink pilot time slot (DwPTS), guard period (GP), and uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • One subframe consists of two slots.
  • a subframe consisting of DwPTS, GP, and UpPTS may be referred to as a special subframe.
  • 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 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 of NDLs of resource blocks included in a downlink slot depends on a downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • 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.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), and a Physical HARQ Indicator Channel.
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • 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).
  • 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, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • 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 format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • 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
  • CCE control channel element
  • One CCE includes a plurality of (eg, nine) Resource Element Groups (REGs), and one REG includes four neighboring REs in a state excluding the reference signal RS.
  • REGs Resource Element Groups
  • the number of CCEs required for a specific PDCCH depends on the DCI payload, cell bandwidth, channel coding rate, etc., which are the size of control information.
  • the number of CCEs for a specific PDCCH may be defined according to the PDCCH format as shown in Table 1 below.
  • PDCCH may use any one of four formats, which is unknown to the UE. Therefore, the UE should decode without knowing the PDCCH format, which is called blind decoding. However, since it is a heavy burden for the UE to decode all possible CCEs used for downlink for each PDCCH format, a search space is defined in consideration of the scheduler limitation and the number of decoding attempts.
  • the search space is a combination of candidate PDCCHs consisting of CCEs that the UE should attempt to decode on an aggregation level.
  • the combination level and the number of PDCCH candidates may be defined as shown in Table 2 below.
  • the terminal has a plurality of search spaces according to each combination level.
  • the search space may be divided into a terminal-specific search space and a common search space.
  • UE-specific search space is for specific UEs, where each UE monitors UE-specific discovery space (attempting to decode a combination of PDCCH candidates according to a possible DCI format) to identify the RNTI and CRC masked on the PDCCH. If valid, the control information can be obtained.
  • the common search space is for a case where a plurality of terminals or all terminals need to receive the PDCCH, such as dynamic scheduling or paging message for system information.
  • the common search space may be used for a specific terminal for resource management.
  • the common search space may overlap with the terminal-specific search space.
  • the UE attempts to decode the search space, and the number of decoding attempts is determined by a transmission mode determined through DCI format and RRC (Radio Resource Control) signaling.
  • an enhanced PDCCH (EPDCCH) will be described.
  • EPDCCH corresponds to a new type of control channel that carries DCI, such as scheduling assignment for a terminal, and may be introduced to effectively support techniques such as inter-cell interference coordination (ICIC), CoMP, MU-MIMO, and the like.
  • ICIC inter-cell interference coordination
  • CoMP CoMP
  • MU-MIMO MU-MIMO
  • Such an EPDCCH is allocated to a time-frequency resource region (for example, the data region of FIG. 3) except for a region (for example, the control region of FIG. 3) defined for PDCCH transmission in an existing LTE / LTE-A system.
  • a region for example, the control region of FIG. 3
  • legacy-PDCCH legacy-PDCCH
  • the resource element mapping of the EPDCCH is mapped to OFDM symbols except for the first N (eg, N ⁇ 4) OFDM symbols of the downlink subframe in the time domain and semi-statically allocated in the frequency domain. It can be expressed as being mapped to a set of resource blocks (RBs).
  • the E-PHICH may be defined as a new control channel carrying HARQ ACK / NACK information for uplink transmission, and information about a resource region used for downlink control channel transmission may be defined.
  • the E-PCFICH may be defined as a new control channel to carry.
  • Such EPDCCH, E-PHICH and / or E-PCFICH may be collectively referred to as an enhanced-control channel.
  • Enhanced REG can be used to define the mapping of enhanced-control channels to resource elements.
  • PRB pair physical resource block pair
  • the number of remaining REs except for the REs to which a DMRS (DeModulation Reference Signal) is mapped on one PRB is numbered from 0 to 15.
  • the order of numbering follows first in the order of increasing frequency and then in the order of increasing time. For example, REs numbered i constitute one EREG i.
  • the enhanced-control channel may be transmitted using an aggregation of one or a plurality of Enhanced CCEs (ECCEs).
  • Each ECCE may include one or a plurality of EREGs.
  • the number of EREGs per ECCE may be, for example, 4 or 8 (4 for a subframe of a regular CP).
  • the ECCEs available for the enhanced-control channel may be numbered from 0 to N ECCE -1.
  • the value of N ECCE may be, for example, 1, 2, 4, 8, 16 or 32.
  • the number of REs of a PRB pair configured for transmission of an enhanced-control channel may be defined as the number of REs satisfying the following conditions i), ii) and iii). i) be part of one of the 16 EREGs of the PRB pair, ii) not used for Cell-specific Reference Signal (CRS) or Channel State Information-Reference Signal (CSI-RS), and iii) Enhanced-control Belong to an OFDM symbol above the index of the OFDM symbol at which the channel starts.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • the enhanced-control channel may be mapped to REs in a localized or distributed manner.
  • the enhanced-control channel may be mapped to REs that satisfy the following conditions a) to d).
  • a) is part of an EREG allocated for transmission;
  • b) is not part of a Physical Broadcast Channel (PBCH) or a PRB pair used for transmission of synchronization signals;
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • CRS or specific Not be used for CSI-RS for the terminal, and d) belong to an OFDM symbol above the index of the OFDM symbol at which the enhanced-control channel is started.
  • Allocation of the enhanced-control channel may be performed as follows.
  • One or a plurality of enhanced-control channel-PRB-sets may be configured for the terminal through higher layer signaling from the base station.
  • the Enhanced-Control Channel-PRB-Set may be for monitoring the EPDCCH.
  • cross interleaving may or may not be applied to RE mapping of the enhanced-control channel.
  • one enhanced-control channel may be mapped to a specific set of resource blocks, and the number of resource blocks constituting the set of resource blocks may be an aggregation level 1, 2, 4 or It can correspond to eight. In addition, no other enhanced-control channel is transmitted in the corresponding resource block set.
  • a plurality of enhanced-control channels may be multiplexed and interleaved together and mapped onto resource blocks allocated for enhanced-control channel transmission. That is, a plurality of enhanced-control channels may be represented as being mapped together on a specific resource block set.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • 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 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.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • 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 communication method in a multi-antenna system will be described in more detail using mathematical modeling. It is assumed that there are NT transmit antennas and NR receive antennas in the system.
  • the transmission signal when there are NT transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is NT.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information s1, s2, ..., sNT may have a different transmission power. If each transmission power is P1, P2, ..., PNT, transmission information whose transmission power is adjusted may be expressed as follows.
  • NT matrixes x1, x2, ..., xNT which are actually transmitted by applying a weighting matrix W are configured.
  • the weighting matrix W plays a role in properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • x1, x2, ..., xNT can be expressed as follows using the vector X.
  • Wij means a weight between the i th transmit antenna and the j th information.
  • W is also called a precoding matrix.
  • the received signals may be expressed as vectors as received signals y 1, y 2,.
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes.
  • a channel passing from the transmitting antenna j to the receiving antenna i will be denoted as hij. Note that in hij, the order of the index is the receive antenna index first, and the index of the transmit antenna is later.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a channel from NT transmit antennas to receive antenna i.
  • the channels may be bundled and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from a total of NT transmit antennas to a receive antenna i may be represented as follows.
  • the real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix H.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the white noises n1, n2, ..., nNR added to each of the NR receive antennas may be expressed as follows.
  • the received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H 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 H is matrix 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.
  • the rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • 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.
  • 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.
  • RSs can be classified into two types according to their purpose.
  • One is an RS used for channel information acquisition, and the other is an RS used for data demodulation. Since the former is an RS for allowing the terminal to acquire downlink channel information, the former should be transmitted over a wide band, and even if the terminal does not receive downlink data in a specific subframe, it should be able to receive and measure the corresponding RS.
  • Such RS is also used for measurement for handover and the like.
  • the latter is an RS that is transmitted together with the corresponding resource when the base station transmits a downlink, and the terminal can estimate the channel by receiving the corresponding RS, thus demodulating data. This RS should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • the existing 3GPP LTE (eg, 3GPP LTE Release-8) system
  • two types of downlink RSs are defined for unicast services.
  • One of them is a common RS (CRS) and the other is a dedicated RS (DRS).
  • CRS is used for measurement of channel state information, measurement for handover, and the like, and may be referred to as cell-specific RS.
  • DRS is used for data demodulation and may be referred to as UE-specific RS.
  • DRS is used only for data demodulation, and CRS can be used for both purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • the CRS is a cell-specific RS and is transmitted every subframe for a wideband.
  • the CRS may be transmitted for up to four antenna ports according to the number of transmit antennas of the base station. For example, if the number of transmitting antennas of the base station is two, CRSs for antenna ports 0 and 1 are transmitted, and if four, CRSs for antenna ports 0 to 3 are transmitted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary pattern of CRS and DRS on one resource block pair.
  • CRS and DRS on one resource block pair (14 OFDM symbols in time ⁇ 12 subcarriers on frequency in the case of a regular CP) in a system that the base station supports four transmit antennas Represents the pattern of.
  • resource elements RE denoted by 'R0', 'R1', 'R2' and 'R3' indicate positions of CRSs for antenna port indexes 0, 1, 2, and 3, respectively.
  • the resource element denoted as 'D' in FIG. 6 indicates the position of the DRS defined in the LTE system.
  • LTE-A system of the advanced evolution of the LTE system can support up to eight transmit antennas in the downlink. Therefore, RS for up to eight transmit antennas should also be supported. Since the downlink RS in the LTE system is defined for up to four antenna ports only, if the base station has four or more up to eight downlink transmission antennas in the LTE-A system, RSs for these antenna ports must be additionally defined. do. As RS for up to eight transmit antenna ports, both RS for channel measurement and RS for data demodulation should be considered.
  • Backward compatibility means that the existing LTE terminal supports to operate correctly in the LTE-A system. From the point of view of RS transmission, if RS is added for up to eight transmit antenna ports in the time-frequency domain where CRS defined in the LTE standard is transmitted every subframe over the entire band, the RS overhead becomes excessively large. do. Therefore, in designing RS for up to 8 antenna ports, consideration should be given to reducing RS overhead.
  • RS newly introduced in LTE-A system can be classified into two types. One of them is RS for channel measurement for selection of transmission rank, modulation and coding scheme (MCS), precoding matrix index (PMI), etc. State Information RS (CSI-RS), and the other is a demodulation-reference signal (DMRS), which is an RS for demodulating data transmitted through up to eight transmit antennas.
  • MCS modulation and coding scheme
  • PMI precoding matrix index
  • CSI-RS State Information RS
  • DMRS demodulation-reference signal
  • the CSI-RS for channel measurement purposes is characterized in that the CRS in the existing LTE system is designed for channel measurement-oriented purposes, unlike the CRS used for data demodulation at the same time as the channel measurement, handover, etc. have.
  • the CSI-RS may also be used for the purpose of measuring handover. Since the CSI-RS is transmitted only for the purpose of obtaining channel state information, unlike the CRS in the existing LTE system, the CSI-RS does not need to be transmitted every subframe.
  • the CSI-RS may be designed to be transmitted intermittently (eg, periodically) on the time axis.
  • a dedicated DMRS is transmitted to a terminal scheduled for data transmission.
  • DMRS may be referred to as UE-specific RS.
  • the DMRS dedicated to a specific terminal may be designed to be transmitted only in a resource region to which the terminal is scheduled, that is, in a time-frequency region in which data for the terminal is transmitted.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a DMRS pattern defined in an LTE-A system.
  • a position of a resource element in which a DMRS is transmitted is transmitted on one resource block pair (14 OFDM symbols in time x 12 subcarriers in frequency in case of a regular CP) in which downlink data is transmitted.
  • DMRS may be transmitted for four antenna ports (antenna port indexes 7, 8, 9 and 10) which are additionally defined in the LTE-A system.
  • DMRSs for different antenna ports may be distinguished by being located in different frequency resources (subcarriers) and / or different time resources (OFDM symbols) (ie, may be multiplexed in FDM and / or TDM schemes).
  • DMRSs for different antenna ports located on the same time-frequency resource may be distinguished from each other by orthogonal codes (ie, may be multiplexed in a CDM manner).
  • DMRSs for antenna ports 7 and 8 may be located in resource elements (REs) indicated as DMRS CDM group 1, and they may be multiplexed by an orthogonal code.
  • DMRSs for antenna ports 9 and 10 may be located in resource elements indicated as DMRS group 2 in the example of FIG. 7, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • the channel information estimated using the DMRS (or terminal-specific RS) in the terminal is precoded channel information.
  • the UE can easily perform data demodulation using the precoded channel information estimated through DMRS.
  • the terminal cannot know the precoding information applied to the DMRS, the terminal cannot obtain channel information that is not precoded from the DMRS.
  • the UE may acquire channel information that is not precoded using a separate reference signal other than DMRS, that is, the aforementioned CSI-RS.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of a CSI-RS pattern defined in an LTE-A system.
  • FIG. 8 shows the location of a resource element in which a CSI-RS is transmitted on one resource block pair in which downlink data is transmitted (14 OFDM symbols in time and 12 subcarriers in frequency).
  • the CSI-RS may be transmitted for eight antenna ports (antenna port indexes 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, and 22) which are additionally defined in the LTE-A system.
  • CSI-RSs for different antenna ports may be divided into being located in different frequency resources (subcarriers) and / or different time resources (OFDM symbols) (ie, may be multiplexed in FDM and / or TDM schemes).
  • CSI-RSs for different antenna ports located on the same time-frequency resource may be distinguished from each other by orthogonal codes (ie, multiplexed in a CDM manner).
  • CSI-RSs for antenna ports 15 and 16 may be located in resource elements (REs) indicated as CSI-RS CDM group 1, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 17 and 18 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 2, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 19 and 20 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 3, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 21 and 22 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 4, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • the same principle described with reference to FIG. 8 (a) may be applied to FIGS. 8 (b) to 8 (e).
  • the RS patterns of FIGS. 6 to 8 are merely exemplary and are not limited to specific RS patterns in applying various embodiments of the present invention. That is, even when RS patterns different from those of FIGS. 6 to 8 are defined and used, various embodiments of the present invention may be equally applied.
  • the base station should transmit CSI-RS for all antenna ports.
  • Transmitting CSI-RS for each subframe for up to 8 transmit antenna ports has a disadvantage in that the overhead is too large. Therefore, CSI-RS is not transmitted every subframe but is transmitted intermittently on the time axis. Can be reduced. Accordingly, the CSI-RS may be periodically transmitted with an integer multiple of one subframe or may be transmitted in a specific transmission pattern.
  • the period or pattern in which the CSI-RS is transmitted may be configured by a network (for example, a base station).
  • a network for example, a base station.
  • the UE In order to perform the measurement based on the CSI-RS, the UE must know the CSI-RS configuration of each CSI-RS antenna port of the cell (or transmission point (TP)) to which it belongs.
  • the CSI-RS configuration includes a downlink subframe index in which the CSI-RS is transmitted and a time-frequency position of the CSI-RS resource element (RE) in the transmission subframe (for example, FIGS. 8A to 8E).
  • CSI-RS pattern a sequence used for CSI-RS purposes
  • CSI-RS sequence a sequence used for CSI-RS purposes
  • a predetermined rule based on a slot number, a cell ID, a CP length, and the like. Generated
  • a plurality of CSI-RS configurations may be used in any base station, and the base station may inform the CSI-RS configuration to be used for the terminal (s) in the cell among the plurality of CSI-RS configurations.
  • the plurality of CSI-RS configurations may or may not include one CSI-RS configuration in which the terminal assumes that the transmission power of the CSI-RS is non-zero, and the terminal transmits 0 It may or may not include one or more CSI-RS settings that assume power.
  • each bit of a parameter for example, a 16-bit bitmap ZeroPowerCSI-RS parameter
  • a parameter for example, a 16-bit bitmap ZeroPowerCSI-RS parameter
  • each bit of a parameter for example, a 16-bit bitmap ZeroPowerCSI-RS parameter
  • a CSI-RS configuration of 0 transmit power by an upper layer is set according to the CSI-RS configuration (or CSI-RS configuration).
  • REs to which the CSI-RS may be allocated the UE may assume that transmission power in the CSI-RS REs of the CSI-RS configuration corresponding to the bit set to 1 in the corresponding parameter is 0. have.
  • CSI-RSs for each antenna port may be multiplexed in an FDM, TDM and / or CDM scheme using orthogonal frequency resources, orthogonal time resources, and / or orthogonal code resources. have.
  • the base station informs the UEs in the cell of the CSI-RS information (CSI-RS configuration)
  • the time information includes subframe numbers through which CSI-RSs are transmitted, periods through which CSI-RSs are transmitted, subframe offsets through which CSI-RSs are transmitted, and CSI-RS resource elements (RE) of a specific antenna.
  • OFDM symbol numbers to be transmitted may be included.
  • the information about the frequency may include a frequency spacing through which the CSI-RS resource element (RE) of a specific antenna is transmitted, an offset or shift value of the RE on the frequency axis, and the like.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a method in which a CSI-RS is periodically transmitted.
  • the CSI-RS may be periodically transmitted with an integer multiple of one subframe (eg, 5 subframe periods, 10 subframe periods, 20 subframe periods, 40 subframe periods, or 80 subframe periods). .
  • one radio frame includes 10 subframes (subframe numbers 0 to 9).
  • the transmission period of the CSI-RS of the base station is 10 ms (ie, 10 subframes), and the CSI-RS transmission offset is 3.
  • the offset value may have a different value for each base station so that CSI-RS of several cells may be evenly distributed in time.
  • the offset value may have one of 0 to 9.
  • the offset value may have one of 0 to 4
  • the offset value is one of 0 to 19.
  • the offset value When CSI-RS is transmitted in a period of 40 ms, the offset value may have one of 0 to 39. When CSI-RS is transmitted in a period of 80 ms, the offset value is one of 0 to 79. It can have a value of. This offset value indicates the value of the subframe where the base station transmitting the CSI-RS at a predetermined period starts the CSI-RS transmission.
  • the terminal When the base station informs the transmission period and the offset value of the CSI-RS, the terminal may receive the CSI-RS of the base station at the corresponding subframe location by using the value. The terminal may measure the channel through the received CSI-RS and report information such as CQI, PMI and / or Rank Indicator (RI) to the base station as a result.
  • CQI CQI
  • PMI PMI
  • RI RI
  • CSI CSI
  • the information related to the CSI-RS is cell-specific information and may be commonly applied to terminals in a cell.
  • the CSI-RS transmission period and offset may be separately designated for each CSI-RS configuration. For example, as described below, the CSI-RS configuration indicating a CSI-RS transmitted with zero transmission power and the CSI-RS configuration indicating a CSI-RS transmitted with non-zero transmission power. A separate CSI-RS transmission period and offset may be set for the configuration.
  • the CSI-RS may be set to be transmitted only in some subframes.
  • the CSI subframe set CCSI, 0 and CCSI, 1 may be set by the higher layer.
  • the CSI reference resource ie, a predetermined resource region on which the CSI calculation is based
  • the UE may perform a trigger (or CSI calculation) on a CSI reference resource existing in a subframe not belonging to any of the CSI subframe sets. Is not allowed to expect.
  • the CSI reference resource may be configured on a valid downlink subframe.
  • the valid downlink subframe may be configured as a subframe satisfying various requirements. One of the requirements would be, in the case of periodic CSI reporting, a subframe belonging to a set of CSI subframes linked to the periodic CSI report if a CSI subframe set is configured for the terminal.
  • the UE may derive the CQI index in consideration of the following assumptions (see 3GPP TS 36.213 for details):
  • PBCH physical broadcast channel
  • the ratio of PDSCH Energy Per Resource Element (EPRE) to CSI-RS EPRE follows a predetermined rule.
  • DMRS overhead is assumed to correspond to the most recently reported rank.
  • the DMRS overhead is two or more antenna ports (i.e., rank 2 or less) as described in FIG. 7, but the DMRS overhead on one RB pair is 12 RE, but three or more antennas For a port (i.e., rank 3 or higher), 24 RE, so the CQI index can be calculated assuming the DMRS overhead corresponding to the most recently reported rank value.
  • the transmission mode may be the default mode
  • the ratio of PDSCH EPRE to cell-specific reference signal EPRE follows a predetermined rule.
  • the base station can inform the terminal using Radio Resource Control (RRC) signaling. That is, information on the CSI-RS configuration may be provided to each of the terminals in the cell by using dedicated RRC signaling. For example, in a process of establishing a connection with a base station through an initial access or handover, the base station may inform the terminal of the CSI-RS configuration through RRC signaling. . Alternatively, when the base station transmits an RRC signaling message for requesting channel state feedback based on the CSI-RS measurement, the base station may inform the terminal of the CSI-RS configuration through the corresponding RRC signaling message.
  • RRC Radio Resource Control
  • the MIMO scheme may be divided into an open-loop scheme and a closed-loop scheme.
  • the open-loop MIMO scheme means that the transmitter performs MIMO transmission without feedback of the channel state information from the MIMO receiver.
  • the closed-loop MIMO scheme means that the transmitter performs MIMO transmission by receiving the channel state information from the MIMO receiver.
  • each of the transmitter and the receiver may perform beamforming based on channel state information in order to obtain a multiplexing gain of the MIMO transmit antenna.
  • the transmitting end eg, the base station
  • the terminal may perform estimation and / or measurement on the downlink channel using the CRS and / or CSI-RS.
  • the channel state information (CSI) fed back to the base station by the terminal may include a rank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI) and a channel quality indicator (CQI).
  • RI is information about channel rank.
  • the rank of the channel means the maximum number of layers (or streams) that can transmit different information through the same time-frequency resource. Since the rank value is determined primarily by the long term fading of the channel, it can be fed back over a generally longer period (ie less frequently) compared to PMI and CQI.
  • PMI is information about a precoding matrix used for transmission from a transmitter and is a value reflecting spatial characteristics of a channel.
  • Precoding means mapping a transmission layer to a transmission antenna, and a layer-antenna mapping relationship may be determined by a precoding matrix.
  • the PMI corresponds to a precoding matrix index of a base station preferred by the terminal based on a metric such as a signal-to-interference plus noise ratio (SINR).
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • a scheme in which a transmitter and a receiver share a codebook including various precoding matrices in advance, and a method of feeding back only an index indicating a specific precoding matrix in the corresponding codebook may be used.
  • the PMI may be determined based on the most recently reported RI.
  • CQI is information indicating channel quality or channel strength.
  • CQI may be expressed as a predetermined MCS combination. That is, the fed back CQI index indicates a corresponding modulation scheme and code rate.
  • the CQI sets a specific resource region (eg, a region specified by a valid subframe and / or a physical resource block) as a CQI reference resource, and assumes that a PDSCH transmission exists in the corresponding CQI reference resource. It can be calculated assuming that the PDSCH can be received without exceeding the probability (eg, 0.1).
  • the CQI is a value that reflects the received SINR that can be obtained when the base station configures the spatial channel using the PMI.
  • the CQI may be calculated based on the most recently reported RI and / or PMI.
  • MU-MIMO multiuser-MIMO
  • LTE-A systems systems that support extended antenna configurations (eg, LTE-A systems) are considering acquiring additional multiuser diversity using a multiuser-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MU-MIMO multiuser-MIMO
  • a new CSI feedback scheme that improves the CSI composed of the existing RI, PMI, and CQI may be applied.
  • the precoding information fed back by the receiving end may be indicated by a combination of two PMIs (eg, i1 and i2).
  • PMIs eg, i1 and i2
  • more sophisticated PMIs can be fed back, and more sophisticated CQIs can be calculated and reported based on these sophisticated PMIs.
  • the CSI may be periodically transmitted through the PUCCH or aperiodically through the PUSCH.
  • the first PMI e.g., W1
  • the second PMI e.g., W2
  • CQI is fed back
  • WB wideband
  • various reporting modes can be defined.
  • the CQI calculation will be described in detail on the assumption that the downlink receiver is a terminal.
  • the content described in the present invention can be equally applied to a repeater as a downlink receiver.
  • a method of setting / defining a resource (hereinafter, referred to as a reference resource) as a reference for calculating the CQI when the UE reports the CSI will be described. First, the definition of CQI will be described in more detail.
  • the CQI reported by the UE corresponds to a specific index value.
  • the CQI index is a value indicating a modulation technique, a code rate, and the like corresponding to a channel state.
  • CQI indices and their interpretation may be given as in Table 3 below.
  • the UE determines the highest CQI index that satisfies a predetermined requirement among the CQI indexes 1 to 15 of Table 3 for each CQI value reported in the uplink subframe n.
  • the predetermined requirement is that a single PDSCH transmission has a combination of modulation scheme (eg MCS) and transport block size (TBS) corresponding to the corresponding CQI index and occupies a group of downlink physical resource blocks called CQI reference resources. It can be determined that a block can be received with a transport block error probability not exceeding 0.1 (ie, 10%). If the CQI index 1 also does not satisfy the above requirement, the terminal may determine that the CQI index 0.
  • MCS modulation scheme
  • TBS transport block size
  • the UE may perform channel measurement for calculating a CQI value reported in uplink subframe n based only on the CSI-RS.
  • the terminal may perform channel measurement for CQI calculation based on the CRS.
  • the combination of modulation scheme and transport block size may correspond to one CQI index.
  • the combination may be signaled for transmission on PDSCH in a CQI reference resource according to an associated transport block size table, a modulation scheme is indicated by the corresponding CQI index, and a combination of transport block size and modulation scheme is referenced to the reference.
  • the requirement is to have an effective channel code rate as close as possible to the code rate indicated by the corresponding CQI index. If two or more combinations of transport block sizes and modulation schemes are close to the same rate as the code rate indicated by the corresponding CQI index, the transport block size may be determined to be the smallest combination.
  • the CQI reference resource is defined as follows.
  • the CQI reference resource is defined as a group of downlink physical resource blocks corresponding to a band to which the derived CQI value is related.
  • the CQI reference resource in the time domain is defined as a single downlink subframe n-nCQI_ref.
  • nCQI_ref is determined to be the smallest value among 4 or more values and the downlink subframe n-nCQI_ref corresponds to a valid downlink subframe.
  • nCQI_ref is a valid downlink corresponding to a CQI request (or a CQI request received) in an uplink DCI format (ie, a PDCCH DCI format for providing uplink scheduling control information to the UE).
  • the same downlink subframe as the subframe is determined as the CQI reference resource.
  • nCQI_ref is 4 and downlink subframe n-nCQI_ref corresponds to a valid downlink subframe, where downlink subframe n-nCQI_ref is a random access response grant. It may be received after a subframe corresponding to a CQI request in (or a CQI request received).
  • the CQI reference resource is defined as any RI and PMI predicated by the CQI.
  • the UE may assume the following: (1) The first 3 OFDM symbols of a downlink subframe are used for control signaling. (2) There is no resource element used by the main synchronization signal, the floating signal or the physical broadcast channel. (3) It has a CP length of non-MB subframe N subframe. (4) The redundancy version is zero. (5) When CSI-RS is used for channel measurement, the ratio of PDSCH Energy Per Resource Element (EPRE) to CSI-RS EPRE has a predetermined value signaled by a higher layer.
  • EPRE PDSCH Energy Per Resource Element
  • PDSCH transmission schemes defined for each transmission mode are currently configured for the corresponding UE (may be the default mode).
  • PDSCH EPRE vs. CRS EPRE can be determined according to certain requirements. For more details regarding the definition of CQI, refer to 3GPP TS36.213.
  • the downlink receiving end (for example, the terminal) sets a specific single subframe in the past as a CQI reference resource based on a time point when performing a current CQI calculation, and when the PDSCH is transmitted from the base station in the corresponding CQI reference resource.
  • the CQI value may be calculated to satisfy the condition that the error probability does not exceed 10%.
  • the sounding reference signal is transmitted through an SC-FDMA symbol located last on the time axis in one subframe. SRSs of multiple terminals transmitted in the last SC-FDMA of the same subframe can be distinguished according to frequency location / sequence.
  • the sounding reference signal (SRS) is not related to uplink data and / or control information transmission and is mainly used for evaluating channel quality to enable frequency-selective scheduling on uplink. However, SRS may also be used for other purposes, such as providing various functions for the recently unscheduled terminal or improving power control.
  • SRS is a reference signal used for uplink channel measurement, and is a pilot signal transmitted by each terminal to a base station, and is used by the base station to estimate a channel state from each terminal to the base station. The channel for transmitting the SRS may have a different transmission bandwidth and transmission period for each terminal according to each terminal state. Based on the channel estimation result, the base station may determine which UE's data channel is scheduled for every subframe.
  • the SRS can be used to estimate downlink channel quality.
  • TDD time division duplex
  • the subframe in which the SRS is transmitted by the terminal in the cell may be indicated by cell-specific broadcast signaling.
  • a 4-bit cell-specific 'srssubframeConfiguration' parameter indicates a set of 15 possible subframes in which an SRS can be transmitted within each radio frame. This configuration provides flexibility in adjusting SRS overhead. As shown in FIG. 9, the UE can transmit the SRS through the last SC-FDMA symbol in the configured subframe.
  • the SRS and the demodulation reference signal are located in different SC-FDMA symbols in a subframe.
  • Sounding reference signals of various terminals transmitted in the last SC-FDMA of the same subframe may be distinguished according to frequency positions. Since PUSCH data of the UE is not transmitted through an SC-FDMA symbol designed for SRS, in the worst case, 7% sounding overhead is generated by having an SRS symbol in every subframe.
  • the SRS is generated by a Constant Amplitude Zero Auto Correlation (CAZAC) sequence or the like, and sounding reference signals transmitted from various terminals are CAZAC sequences having different cyclic shift values ( ⁇ ).
  • CAZAC Constant Amplitude Zero Auto Correlation
  • the SRS transmission of the terminal only supports periodic SRS transmission, through which the base station can estimate the uplink channel quality of each terminal.
  • the channel estimated by the base station is used for functions such as frequency dependent scheduling, link level adaptation, timing estimation, and UL power control.
  • the base station transmits the SRS uplink configuration to each terminal through UE-specific or cell-specifically through higher layer signaling (eg, RRC signaling) through SRS parameters. I can send it.
  • the 3GPP LTE Release 10 system supports aperiodic SRS transmission for more adaptive uplink channel quality estimation and efficient SRS resource usage than the existing system.
  • a method of triggering the aperiodic SRS transmission is still under discussion, and as an example, the base station may trigger by a DL / UL grant in the PDCCH. That is, the base station may transmit through a DL grant or a UL grant including an aperiodic SRS transmission triggering indicator for triggering aperiodic SRS transmission of the UE, or may be defined and transmitted in a new message format.
  • CoMP transmission and reception techniques also referred to as co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO, etc.
  • CoMP technology can increase the performance of the terminal located in the cell-edge (cell-edge) and increase the average sector throughput (throughput).
  • inter-cell interference may reduce performance and average sector yield of a terminal located in a cell boundary.
  • ICI inter-cell interference
  • the existing LTE system is located in a cell-boundary in an environment limited by interference using a simple passive technique such as fractional frequency reuse (FFR) through UE-specific power control.
  • FFR fractional frequency reuse
  • the method for the terminal to have a proper yield performance has been applied.
  • CoMP transmission scheme may be applied.
  • CoMP schemes applicable to downlink can be classified into joint processing (JP) techniques and coordinated scheduling / beamforming (CS / CB) techniques.
  • JP joint processing
  • CS / CB coordinated scheduling / beamforming
  • the JP technique may use data at each point (base station) of the CoMP cooperative unit.
  • CoMP cooperative unit means a set of base stations used in a cooperative transmission scheme.
  • the JP technique can be classified into a joint transmission technique and a dynamic cell selection technique.
  • the joint transmission technique refers to a technique in which a PDSCH is transmitted from a plurality of points (part or all of CoMP cooperative units) at a time. That is, data transmitted to a single terminal may be simultaneously transmitted from a plurality of transmission points. According to the joint transmission technique, the quality of a received signal may be improved coherently or non-coherently, and may also actively cancel interference to other terminals.
  • Dynamic cell selection scheme refers to a scheme in which PDSCH is transmitted from one point (of CoMP cooperative units) at a time. That is, data transmitted to a single terminal at a specific time point is transmitted from one point, and other points in the cooperative unit do not transmit data to the corresponding terminal at that time point, and a point for transmitting data to the corresponding terminal is dynamically selected Can be.
  • CoMP cooperative units may cooperatively perform beamforming of data transmission for a single terminal.
  • data is transmitted only in a serving cell, but user scheduling / beamforming may be determined by coordination of cells of a corresponding CoMP cooperative unit.
  • coordinated multi-point reception means receiving a signal transmitted by coordination of a plurality of geographically separated points.
  • CoMP schemes applicable to uplink may be classified into joint reception (JR) and coordinated scheduling / beamforming (CS / CB).
  • the JR scheme means that a signal transmitted through a PUSCH is received at a plurality of reception points, while the CS / CB scheme receives a PUSCH only at one point, but user scheduling / beamforming is determined by coordination of cells of a CoMP cooperative unit. It means to be.
  • the terminal can be jointly supported data from a multi-cell base station.
  • each base station can improve the performance of the system by simultaneously supporting one or more terminals using the same radio frequency resource (Same Radio Frequency Resource).
  • the base station may perform a space division multiple access (SDMA) method based on channel state information between the base station and the terminal.
  • SDMA space division multiple access
  • a serving base station and one or more cooperating base stations are connected to a scheduler through a backbone network.
  • the scheduler may operate by receiving feedback of channel information about channel states between respective terminals and the cooperative base stations measured by each base station through the backbone network.
  • the scheduler may schedule information for collaborative MIMO operation for the serving base station and one or more cooperating base stations. That is, the scheduler may directly give an indication of the cooperative MIMO operation to each base station.
  • the CoMP system may be referred to as operating as a virtual MIMO system by combining a plurality of cells into one group, and basically, a communication technique of a MIMO system using multiple antennas may be applied.
  • a cell may be understood as a combination of downlink resources and uplink resources.
  • the uplink resource is not an essential element, and thus, the cell may be composed of only the downlink resource or the downlink resource and the uplink resource.
  • the downlink resource may be referred to as a downlink component carrier (DL CC) and the uplink resource may be referred to as an uplink component carrier (UL CC).
  • DL CC downlink component carrier
  • UL CC uplink component carrier
  • the DL CC and the UL CC may be represented by a carrier frequency, and the carrier frequency means a center frequency in a corresponding cell.
  • a cell may be classified into a primary cell (PCell) operating at a primary frequency and a secondary cell (SCell) operating at a secondary frequency.
  • PCell and SCell may be collectively referred to as a serving cell.
  • the terminal may perform an initial connection establishment (initial connection establishment) process, or the cell indicated in the connection reset process or handover process may be a PCell. That is, the PCell may be understood as a cell that is the center of control in a carrier aggregation environment to be described later.
  • the UE may receive and transmit a PUCCH in its PCell.
  • the SCell is configurable after the Radio Resource Control (RRC) connection is established and can be used to provide additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the remaining serving cells except the PCell may be viewed as SCells.
  • the UE In the RRC_CONNECTED state, but the UE is not configured carrier aggregation or does not support carrier aggregation, there is only one serving cell consisting of a PCell.
  • the network may configure one or more SCells in addition to the PCell initially configured in the connection establishment process.
  • 10 is a diagram for explaining carrier aggregation.
  • Carrier aggregation is a technology introduced to use a wider band in order to meet the demand for high speed data rates.
  • Carrier aggregation may be defined as an aggregation of two or more component carriers (CCs) having different carrier frequencies or two or more cells.
  • CCs component carriers
  • FIG. 10A illustrates a subframe when one CC is used in an existing LTE system
  • FIG. 10B illustrates a subframe when carrier aggregation is used.
  • three CCs of 20 MHz are used to support a total bandwidth of 60 MHz. Where each CC may be continuous in frequency or may be non-continuous
  • the terminal may simultaneously receive and monitor downlink data through a plurality of DL CCs.
  • the linkage between each DL CC and UL CC may be indicated by system information.
  • the DL CC / UL CC link may be fixed in the system or configured semi-statically.
  • the frequency band that a specific UE can monitor / receive may be limited to M ( ⁇ N) CCs.
  • Various parameters for carrier aggregation may be set in a cell-specific, UE group-specific or UE-specific manner.
  • FIG. 11 is a diagram for describing cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling means, for example, including all downlink scheduling allocation information of another DL CC in a control region of one DL CC among a plurality of serving cells, or a DL CC of any one of a plurality of serving cells. This means that the uplink scheduling grant information for the plurality of UL CCs linked with the DL CC is included in the control region of the UE.
  • a carrier indicator field (CIF) will be described.
  • the CIF may or may not be included (e.g., defined as 3 bit size) or included (e.g., defined as 0 bit size) in the DCI format transmitted over the PDCCH, and if included, cross-carrier scheduling Indicates that this has been applied. If cross-carrier scheduling is not applied, downlink scheduling allocation information is valid on a DL CC through which current downlink scheduling allocation information is transmitted.
  • the uplink scheduling grant is also valid for one UL CC linked with the DL CC through which the downlink scheduling assignment information is transmitted.
  • the CIF indicates a CC related to downlink scheduling allocation information transmitted on the PDCCH in any one DL CC.
  • downlink allocation information for DL CC B and DL CC C that is, information about PDSCH resources, is transmitted through a PDCCH in a control region on DL CC A.
  • the UE monitors the DL CC A to know the resource region of the PDSCH and the corresponding CC through the CIF.
  • Whether CIF is included or not included in the PDCCH may be set semi-statically and may be UE-specific activated by higher layer signaling.
  • the PDCCH on a particular DL CC may allocate PDSCH resources on that same DL CC and allocate PUSCH resources on a UL CC linked to the particular DL CC.
  • the same coding scheme, CCE-based resource mapping, DCI format, and the like as the existing PDCCH structure may be applied.
  • the PDCCH on a specific DL CC may allocate PDSCH / PUSCH resources on one DL / UL CC indicated by the CIF among a plurality of merged CCs.
  • the CIF may be additionally defined in the existing PDCCH DCI format, may be defined as a fixed 3-bit field, or the CIF position may be fixed regardless of the DCI format size.
  • the same coding scheme, CCE-based resource mapping, DCI format, and the like as the existing PDCCH structure may be applied.
  • the base station can allocate a set of DL CC to monitor the PDCCH. Accordingly, the burden of blind decoding of the terminal can be reduced.
  • the PDCCH monitoring CC set is a part of the total merged DL CCs and the UE may perform detection / decoding of the PDCCH only in the corresponding CC set. That is, in order to schedule PDSCH / PUSCH for the UE, the base station may transmit the PDCCH only on the PDCCH monitoring CC set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set may be configured as UE-specific or UE group-specific or cell-specific. For example, when three DL CCs are merged as in the example of FIG.
  • DL CC A may be set to the PDCCH monitoring DL CC.
  • the PDCCH on each DL CC may only schedule PDSCH in DL CC A.
  • the PDCCH on DL CC A may schedule not only DL CC A but also PDSCH on another DL CC.
  • PDCCH may not be transmitted to DL CC B and DL CC C.
  • the QC or QCL (Quasi Co-Located) relationship can be described in terms of a signal or a channel.
  • the large scale properties of the signal received on one antenna port can be inferred from the signal received on the other antenna port, it can be said that these two antenna ports are QCLed.
  • the large-scale characteristics of the signal may include at least one of delay spread, Doppler shift, frequency shift, average received power, and received timing. Can be.
  • these two antenna ports are QCLed if the large-scale characteristics of the channel on which the symbol on one antenna port is transmitted can be inferred from the characteristics of the channel on which the symbol on the other antenna port is transmitted.
  • the large scale characteristics of the channel may include one or more of delay spread, Doppler spread, Doppler shift, average gain, and average delay. .
  • the terminal may assume that two antenna ports for which the QCL hypothesis holds are present at the same transmission point (TP).
  • TP transmission point
  • the specific CSI-RS antenna port, the specific downlink DMRS antenna port, and the specific CRS antenna port may be set to be QCLed. This may be the case when a specific CSI-RS antenna port, a specific downlink DMRS antenna port, and a specific CRS antenna port are from one serving cell.
  • the CSI-RS antenna port and the downlink DMRS antenna port may be set to be QCL.
  • the UE may be informed that the specific CSI-RS antenna port and the specific DMRS antenna port are QCLed. This may be the case when the specific CSI-RS antenna port and the specific DMRS antenna port are from any one TP.
  • the UE may increase performance of channel estimation through DMRS using large-scale characteristic information of a channel acquired using CSI-RS or CRS.
  • the delay spread of the channel estimated through the CSI-RS can be used to suppress the interference of the channel estimated from the DMRS.
  • the UE transmits power-delay-profile, delay spreading and Doppler spectrum, and Doppler spreading estimation result for one antenna port to another antenna port.
  • the terminal may perform time and frequency synchronization with respect to one antenna port, and then apply the same synchronization to demodulation of another antenna port.
  • the terminal may average reference signal received power (RSRP) measurements for two or more antenna ports.
  • RSRP reference signal received power
  • the UE may receive DL scheduling grant information through a specific DMRS-based DL-related DCI format (eg, DCI format 2C) through a PDCCH (or EPDCCH). .
  • the terminal performs data demodulation after performing channel estimation on the scheduled PDSCH through the configured DMRS sequence.
  • a specific RS eg, a specific CSI-RS, a specific CRS, or its own DL serving cell CRS, etc.
  • the UE can improve the performance of the DMRS-based reception by applying large-scale characteristic estimates, such as delay spread estimated from the port of the specific RS, when the channel is estimated through the corresponding DMRS port.
  • CSI-RS or CRS is a cell-specific signal transmitted over the entire band in the frequency domain, and thus it is possible to more accurately grasp the large-scale characteristics of the channel than the DMRS transmitted in the terminal-specific manner.
  • the CRS is a reference signal that is broadcasted at a relatively high density over the entire band in every subframe, an estimate of the large-scale characteristics of the channel can generally be obtained more stably from the CRS.
  • the DMRS is UE-specifically transmitted only in a specific scheduled RB, the accuracy of the large characteristic estimate of the channel is inferior to that of the CRS or CSI-RS.
  • the terminal is scheduled a plurality of PRBG.
  • the precoding matrix used for transmission by the base station may change in units of physical resource block groups (PRBGs)
  • the effective channel received by the terminal may vary in units of PBRGs. Therefore, even when estimating large channel characteristics based on DMRS over a wide band, the accuracy may be degraded.
  • PRBGs physical resource block groups
  • the UE may not assume that the APs have the same large channel characteristics with respect to non-quasi-co-located (NQC) antenna ports (APs).
  • NQC non-quasi-co-located
  • the UE independently for timing acquisition and tracking, frequency offset estimation and compensation, delay estimation, and Doppler estimation independently for each NQC AP. It must be dealt with.
  • the QCL may be provided to the UE through downlink control information (eg, a PQI field (PDSCH RE mapping and QCL indicator field) of DCI format 2D).
  • a PQI field PDSCH RE mapping and QCL indicator field
  • parameter sets for QCL configuration may be preset by an upper layer, and a specific parameter set may be indicated among the QCL parameter sets through the PQI field of DCI 2D.
  • a method of transmitting and receiving a signal between a carrier sensing terminal and a base station in a wireless communication system to which a carrier aggregation method using an unlicensed band according to the present invention is applied a 3GPP LTE system is assumed as an example of a cellular network, and an IEEE 802.11 system is described as an example of a WLAN.
  • the present invention proposes a carrier detection method for effectively controlling channel access between cells in a carrier aggregation situation of a licensed band and an unlicensed band.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a communication form of an eNB and a UE according to an unlicensed band and a licensed band according to an embodiment of the present invention.
  • a carrier aggregation situation of an LTE band and an unlicensed band, which are licensed bands, is shown.
  • the system is constructed such that the cellular network is constructed using the licensed spectrum only for a specific user and uses the spectrum that is allowed to all users for the purpose of data offloading, etc. of the cellular network. It is.
  • the UE is configured to perform wireless communication through two component carriers (CCs) in each of a licensed band and an unlicensed band, but this is merely exemplary and the present invention.
  • the scope of the present invention is not limited, and the schemes proposed in the present invention can be extended even in a situation where a plurality of licensed bands and a plurality of unlicensed bands are used as a carrier aggregation technique.
  • the carrier of the licensed band may be interpreted as a primary CC (which may be referred to as a primary CC; PCC or PCell), and the carrier of the unlicensed band may be interpreted as a secondary CC (can be referred to as a secondary CC; SCC or SCell).
  • the unlicensed band is a band that can be used without a license for the purpose of reinforcing exhausted frequency resources of various devices, so that the LTE system and the Wi-Fi system can coexist, and a competition-based random access scheme is applied.
  • the eNB determines the state of the unlicensed band through carrier sensing (CS) prior to data transmission and reception.
  • CS carrier sensing
  • the eNB checks whether the current channel state of the SCell is busy or idle, and if it is determined to be 'idle', the eNB schedules via the PCell's (E) PDCCH (ie, cross carrier scheduling (CCS)) or the SCell's PDCCH.
  • E PCell's
  • CCS cross carrier scheduling
  • the channel is determined to be 'busy', and if it is less than or equal to the reference value, it is determined as 'idle'.
  • the reference value to be used is referred to as a threshold or CCA threshold. If the received signal power of the channel is greater than or equal to a predetermined reference value and determined to be in the 'idle' state, the eNB may transmit a signal.
  • the eNB may set a transmission opportunity (TxOP: transmission opportunity or RRP: reserved resource period) interval consisting of M consecutive subframes, and the eNB may inform the UE in advance of the M value and M subframe usages. Can be.
  • TxOP transmission opportunity
  • RRP reserved resource period
  • the use of a subframe may be informed through higher layer signaling using a PCell or may be informed through a physical control channel and / or a physical data channel.
  • the UE may perform CS and determine whether to transmit a signal according to an eNB's instruction.
  • the WiFi base station performs CS before transmitting a signal.
  • a threshold value may be applied differently depending on whether a valid WiFi signal is detected. If no valid WiFi signal is detected, the WiFi base station compares the received power and the first CCA threshold (eg, -62 dBm) to determine whether it is busy / idle. On the other hand, if a valid WiFi signal is detected by comparing the received power and the second CCA threshold value (eg -82 dBm) to determine whether busy / idle.
  • the first CCA threshold eg, -62 dBm
  • the first CCA threshold is generally greater than the second CCA threshold.
  • CS operation in a WiFi system is based on a signal received over the entire channel bandwidth. It may work.
  • the LTE signal that does not use the WiFi signal is subject to the first CCA threshold. Therefore, in order for the LTE system to access the channel in a fair manner with the WiFi system, it is desirable to apply a similarly high threshold. However, even when the LTE system detects signals from other LTE systems, maintaining such a high threshold may cause excessive interference to the LTE system. In particular, two LTE systems may have a series of inter-cell interference cooperation (ICIC: inter If cell interference coordination can be performed, simultaneous transmission can be performed while avoiding interference.
  • ICIC inter-cell interference cooperation
  • the present invention proposes a CS and channel access method that enables an ICIC operation with another LTE system while enabling a fair channel access with a WiFi system.
  • the present invention proposes a CS composed of two stages combined with ICIC operation.
  • the eNB or UE preferentially determines whether overall transmission is possible according to a fairness with WiFi through the first CS stage (hereinafter referred to as first CS stage), and then details the second stage CS (hereinafter referred to as second CS stage) in detail.
  • first CS stage the first CS stage
  • second CS stage the second stage CS stage
  • the eNB or the UE does not immediately start transmission using the corresponding resource as a result of the CS, but takes a series of random backoff operations to perform a randomly determined number of 'idle'.
  • a CS result must be observed before it can operate.
  • This random backoff process may appear in the first CS step process.
  • the CS and the transmission operation may occur in the second CS step without a separate random backoff. That is, the idle channel may be searched a predetermined number of times through the first CS stage to proceed to the second CS stage. Alternatively, if the 'idle' is found in the first CS stage, the process proceeds to the second CS stage immediately, where the random backoff may be performed.
  • the CS performing method of the second step may operate as follows according to the resource configuration for the carrier detection in each step.
  • a resource set for the first CS step is referred to as a first CS resource
  • a resource set for the second CS step is referred to as a second CS resource.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a resource region in which carrier sensing (CS) of the present invention can be performed.
  • FIG. 13A illustrates a case where the second CS resources appear continuously
  • FIG. 13B illustrates a case where the second CS resources appear discontinuously.
  • the first CS resource is represented as a relatively large bandwidth frequency domain, and the frequency domain corresponding to the first CS resource is divided into a plurality of frequency groups, and each frequency group is configured for the second CS stage. It is a unit of 2 CS resources.
  • the frequency domain of the first CS resource is referred to as a "channel” or the "first frequency domain”
  • each frequency group targeted for the second CS stage is referred to as a "subchannel" or "second frequency domain”.
  • one subchannel may be configured to use continuous frequency resources, and as shown in (b) of FIG. 13, a form of discontinuous resources for frequency diversity It may be configured as.
  • the eNB or the UE when one channel is divided into four subchannels, the eNB or the UE performs one first CS step for the channel and then performs the second CS step four times for each subchannel. do.
  • the eNB or the UE first uses the threshold for the first CS phase while performing the first CS phase on a relatively large bandwidth channel.
  • the threshold for the first CS step is referred to as a first threshold (or Th1).
  • the first threshold has a value similar to the first CCA threshold used in the CS of the WiFi for the fair channel occupancy between the two.
  • the frequency location of the channel targeted for the first CS stage or the size of the frequency domain may be set to be the same as the channel targeted for the CS in WiFi, thereby inducing a fair channel occupation of the two companies.
  • the eNB or the UE When the eNB or the UE determines that the channel is idle in the first CS stage, the eNB or the UE expects to transmit a signal using one or several subchannels of the corresponding channel, and performs the second CS stage.
  • CS is performed for each subchannel.
  • ICIC for ICIC with another LTE system, it is determined whether another LTE system is transmitting a signal in an individual subchannel, and it is determined that the other LTE system is not transmitting a signal. Only subchannels that are idle are considered to be idle. The specific method is as follows.
  • the second CS step may be performed by detecting a signal unique to the LTE system, or may be performed without detecting another LTE signal.
  • a method of performing a second CS step using signals specific to an LTE system will be described.
  • signals specific to LTE systems can be used to determine the presence of LTE signals.
  • the signal unique to the LTE system may be a demodulation reference signal transmitted by each eNB or UE, a synchronization signal for synchronization, or a preamble indicating the existence of the LTE signal by being preceded by a series of LTE transmission signals. And / or a control signal indicating a location of a signal transmission resource at a later point in time.
  • the eNB or the UE may perform the second CS step by determining a property of a signal to be used by the neighboring eNB or the UE in advance and determining whether the corresponding signal exists in each subchannel. More specifically, the eNB or the UE may consider the subchannel to be busy when the reception power of a signal unique to the LTE system known in advance in a specific subchannel is greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the threshold value used in the second CS step is referred to as a second threshold value (or Th2).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of performing a two-step CS according to an embodiment of the present invention.
  • the first CS step and the second CS step may be performed as follows.
  • the eNB or the UE performs primary carrier detection on the first frequency region that is an unlicensed frequency band.
  • a first reception power in a first frequency domain is measured, and in operation S1405, the measured reception power is compared with a first threshold value that is set for the first carrier detection.
  • the first received power is greater than the first threshold, it is determined as 'busy'.
  • the first received power is smaller than the first threshold, it is determined as 'idle'.
  • the eNB or the UE declares 'busy' in step S1407 and terminates carrier detection in step S1423.
  • step S1409 a signal transmitted from a neighbor eNB or a neighbor UE is detected in subchannel #n.
  • the transmitted signal may be detected based on a demodulation reference signal, a preamble, a synchronization signal, a control signal, and the like.
  • operation S1411 a second reception power that is a reception power of the detected signal is measured.
  • operation S1403 the measured second received power is compared with a second threshold set for the second carrier detection.
  • the second threshold value may be set to a value smaller than the first threshold value.
  • the eNB or the UE When the second received power is greater than the second threshold value, the eNB or the UE declares 'busy' for the subchannel #n in step S1415 and terminates carrier detection in step S1423.
  • the second received power is smaller than the second threshold, that is, when the subchannel #n is in the 'idle' state, in step S1417, the eNB or the terminal declares 'idle' for the subchannel #n.
  • step S1421 the second CS for the other subchannels is repeated while changing n. For example, when a total of N subchannels from subchannel # 0 to subchannel # N-1 are included in the first control region or channel, n is increased from 1 to 0 for subchannel N-1. CS is performed for each subchannel until channel detection is completed.
  • repeating the second CS for the subchannel means repeating the steps corresponding to S1409 to S1421.
  • step S1421 when n reaches N, channel detection ends in step S1423.
  • one of uplink signal transmission and downlink signal reception may be performed from the base station on at least one subchannel detected as idle.
  • the second threshold value may be set to lower the threshold value relative to the first threshold value, thereby operating to avoid the existing LTE system. More specifically, when a channel is divided into N subchannels, when the power corresponding to the first threshold is evenly distributed over the entire channel, the power received through each subchannel is the first threshold at a log scale. The value is -10 * log10 (N). In this case, by setting the second threshold to a value smaller than this value and eventually passing the first CS stage, the second CS stage is performed by applying a more conservative criterion, thereby subchanneling existing LTE transmissions. It is to transmit its own signal using only subchannels which are sure that there is no existing LTE transmission while keeping the interference at a low enough level.
  • the second threshold may be fixed to one value, but may be adjusted under mutual agreement in consideration of an acceptable level of interference between neighboring eNBs and / or UEs.
  • an acceptable level of interference may be set differently for each subchannel, each subchannel of the second threshold used in the second CS stage may be set differently.
  • an acceptable level of interference is set differently for each subchannel. For example, a particular subchannel may not be used and thus may be subjected to high interference, while another subchannel may be used for transmission to an interference sensitive UE so that the interference is kept low. There is a case.
  • the second threshold may be set to infinity so that the subchannel is always available for transmission.
  • the second threshold value of a specific subchannel may mean that the eNB / UE has been given priority to use the subchannel. That is, it may mean that the corresponding subchannel can always be used regardless of whether other eNB / UE is used. Even in this case, it may be assumed that the channel is found to be idle at least in the first CS stage. This priority may be granted on a per operator basis.
  • each eNB informs the neighboring eNB of the second threshold value it is setting for each subchannel, or signals that the neighboring eNB raises or lowers the second threshold value used in each subchannel. Can be sent.
  • a subchannel that is found idle in the second CS phase is only allowed to use it for transmission, and the traffic state of the corresponding eNB / UE or resource coordination with other eNBs and / or UEs. It is also possible to operate so that some of the idle subchannels are not used for transmission.
  • FIG. 15 illustrates an embodiment of an operation according to a method of performing a two-step CS.
  • the CS operation of the eNB e.g., eNB1 in FIG. 15
  • the following description may be applied to the case in which the CS operation is performed in the UE.
  • signals from a WiFi access point are transmitted in subchannel # 0 and subchannel # 2
  • signals from WiFi AP and eNB2 are transmitted in subchannel # 1 and subchannel # 3. to be.
  • the reception power at the eNB1 is equal to or less than a first threshold value.
  • a reception power of the two subchannels is higher than a second threshold value, respectively. Is in.
  • the WiFi AP and the eNB2 transmit at the same time, it is assumed that the signal reception power of the corresponding channel detected by the eNB1 in the first CS step is still below the first threshold.
  • the eNB1 determines that the channel is idle through the first CS step and transmits a signal.
  • the eNB1 determines that the subchannels # 0 and # 2 are idle and transmits its own subchannel candidate. The final selection is made, and the interference of the eNB2 signal in progress in the subchannels # 1 and # 3 is not affected.
  • the second CS step may be performed using only received power in each subchannel without signal detection. Basically, follow the operation described in 1-1, but omit the step of detecting the signals of the neighbor eNB and / or the UE (step 1409 of FIG. 14) and compare the received power measurement in each subchannel with the second threshold. There is a difference in performing the second CS step in the form.
  • the eNB and / or the UE wants to transmit a signal using only some subchannels in one channel, it is based on the received power in the entire channel including the subchannels. It is to perform the first CS step. This is for equal channel occupancy with other systems that want to use the full bandwidth of the channel as described above.
  • the subjects of the first CS step and the second CS step may be different.
  • the eNB designates a specific subchannel as a transmission resource of a specific UE, and the UE that receives it determines to be idle by performing a second CS step on the corresponding subchannel.
  • Signal transmission may be performed according to an eNB indication.
  • a specific eNB / UE may be assigned a specific channel as a channel having priority, and the remaining channels may be opportunistically used through a two-phase CS.
  • a particular operator may be assigned that channel as having priority and be made available to eNBs and / or UEs belonging to that operator preferentially.
  • other channels except for the specific channel may be used opportunistically.
  • the remaining channels # 1,... , # (K-1) corresponds to a resource to which the eNB / UE has not been given priority.
  • the remaining channels # 1,... , # (K-1) can be used opportunistically by applying the principles of the two step CS described above.
  • the eNB / UE performs the first CS step using the first threshold value in the channel # 0 to which it has been given priority, and if it is found to be idle, then the channel # 1,...
  • the second CS step may be performed using the second threshold in # (K-1), and the channel finally determined to be idle may be used for transmission.
  • the eNB and / or the second threshold may be based on the detection of the previously detected LTE signal or by using the second threshold smaller than the first threshold.
  • the form of using the second threshold value smaller than the first threshold value may be applied under the assumption that the bandwidth of each channel is the same.
  • the channel that is not given priority only when the channel to which the eNB or UE is given priority is idle Since CS is performed, eventually, when the priority channel is busy, as an alternative, there is an effect of blocking the operation of occupying the non-priority channel.
  • operator B has a priority on channel # 1 and installs a large number of eNBs
  • operator B has a priority on channel # 2 and installs a small number of eNBs.
  • eNBs of operator A would prefer to use channel # 1 first and as a result, the probability that channel # 1 would be busy would be high.
  • operator A's eNBs can use channel # 2 regardless of the state of channel # 1 (idle or busy), even if operator B's eNBs have higher priority, a large number of eNBs of operator A do not have priority Causes the performance of operator B to deteriorate.
  • the second CS step may be performed using the second threshold value in # (K-1), and the channel finally determined to be idle may be used for transmission, and the second threshold value may be compared with the first threshold value.
  • channel # 1 By using a small value, channel # 1,..., To which eNB and / or UE itself is not given priority. May operate to maximize the signal of other eNBs and / or UEs that may exist in # (K-1).
  • the eNB / UE may perform channel 1 CS using the first threshold value in channel # 0 where it has been prioritized, and then perform channel 1 where it has not been given priority to the channel # 0.
  • the second CS step may be performed using the second threshold in # (K-1), and the channel finally determined to be idle may be used for transmission, in which case channel # 0 to which the user has been given priority Since priority is used, it is possible to reduce the probability of using other channels.
  • the problem of occupying a channel having the same priority as described above can be solved to some extent by simply setting a CCA threshold value, it is not necessary to perform a two-step CS. In this case, independent CS may be performed for each channel. However, since there may be a difference in the priority of the eNB or the UE or the degree of interference acceptance of the neighbor eNB or the UE for each channel, the CCA threshold may be set differently for each channel. Of course, for this, eNBs may exchange appropriate information through a backhaul signal in advance.
  • 16 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a terminal apparatus and a base station apparatus according to the present invention.
  • the base station apparatus 10 may include a receiving module 11, a transmitting module 12, a processor 13, a memory 14, and a plurality of antennas 15.
  • the reception module 11 may receive various signals, data, and information from an external device (eg, a terminal).
  • the transmission module 12 may transmit various signals, data, and information to an external device (eg, a terminal).
  • the processor 13 may control the overall operation of the base station apparatus 10.
  • the plurality of antennas 15 means that the base station apparatus 10 supports MIMO transmission and reception.
  • the base station apparatus 10 may be configured to perform carrier detection on a predetermined frequency region.
  • the processor 13 performs the two-step CS to control the transmission module 12 to transmit a downlink signal to the terminal device 20 or receive an uplink signal from the terminal device 20 through an idle channel. can do.
  • the processor 13 of the base station apparatus 10 performs a function of processing information received by the base station apparatus 10, information to be transmitted to the outside, and the like. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal device 20 may include a reception module 21, a transmission module 22, a processor 23, a memory 24, and a plurality of antennas 25.
  • the reception module 21 may receive various signals, data, and information from an external device (eg, a base station).
  • the transmission module 22 may transmit various signals, data, and information to an external device (eg, a base station).
  • the processor 23 may control operations of the entire terminal device 20.
  • the plurality of antennas 25 means that the terminal device 20 supports MIMO transmission and reception.
  • the terminal device 20 may be configured to perform carrier detection on a predetermined frequency region.
  • the processor 23 performs the two-step CS to control the transmission module 22 to transmit an uplink signal to the base station apparatus 10 or receive a downlink signal from the base station apparatus 10 through an idle channel. can do.
  • the processor 23 of the terminal device 20 performs a function of processing the information received by the terminal device 20, information to be transmitted to the outside, etc., and the memory 24 stores the calculated information and the like for a predetermined time. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • a downlink transmission entity or an uplink reception entity is mainly described using a base station
  • a downlink reception entity or uplink transmission entity is mainly described using a terminal as an example.
  • the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the description of the base station is a cell, an antenna port, an antenna port group, an RRH, a transmission point, a reception point, an access point, a repeater, or the like as a downlink transmission entity to a terminal or an uplink reception entity from a terminal.
  • the repeater becomes a downlink transmission entity to the terminal or an uplink reception entity from the terminal, or when the repeater becomes an uplink transmission entity to the base station or a downlink reception entity from the base station,
  • the principles of the present invention described through various embodiments may be equally applied.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

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Abstract

본 출원에서는 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은 비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하는 단계; 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 단계; 및 상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
다중 입출력(Multi-Input Multi-Output; MIMO) 기술은 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 기술이다. 단일 안테나를 사용하면 수신단은 데이터를 단일 안테나 경로(path)를 통해 수신하지만, 다중 안테나를 사용하면 수신단은 여러 경로를 통해 데이터를 수신한다. 따라서, 데이터 전송 속도와 전송량을 향상시킬 수 있고, 커버리지(coverage)를 증대시킬 수 있다.
MIMO 동작의 다중화 이득을 높이기 위해서 MIMO 수신단으로부터 채널상태정보(Channel Status Information; CSI)를 피드백 받아 MIMO 송신단에서 이용할 수 있다. 수신단에서는 송신단으로부터의 소정의 참조신호(Reference Signal; RS)를 이용하여 채널 측정을 수행함으로써 CSI를 결정할 수 있다.
본 발명에서는 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 효과적으로 송수신하는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 반송파 검출 (CS: Channel Sensing)을 이용하여 신호를 효과적으로 송수신하는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 CS를 이용하여 신호를 효과적으로 송수신하는 방안을 제공하는 것을 목적으로 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.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법은, 비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하는 단계; 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 단계; 및 상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국이 단말과 신호를 송수신하는 방법은, 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하는 단계; 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 단계; 및 상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 단말로부터 하향링크 신호 송신 또는 상향링크 신호 수신 중 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.
상기 1차 반송파 검출을 수행하는 단계는, 채널에서의 제 1 수신 전력을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수신 전력과 상기 1차 반송파 검출에 대하여 기설정된 제 1 임계값을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 2차 반송파 검출을 수행하는 단계는, 상기 제 2 영역에서의 제 2 수신 전력을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수신 전력과 상기 2차 반송파 검출에 대한 기설정된 제 2 임계값을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 2차 반송파 검출을 수행하는 단계는, 상기 제 2 영역에서 이웃 셀 또는 이웃 단말의 신호를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 2 수신 전력은 상기 이웃 기지국 또는 이웃 단말의 신호에 대하여 측정된 것일 수 있다.
또는, 상기 2 차 반송파 검출을 수행하는 단계는, 이웃 기지국 또는 이웃 단말의 신호를 검출하지 않고 수행될 수도 있다.
상기 제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값 보다 큰 경우, 상기 서브채널은 BUSY 상태인 것으로 결정되고, 상기 제 2 전력이 상기 제 2 임계값 보다 큰 경우, 상기 서브채널은 IDLE 상태인 것으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 서브채널에 대한 제 2 임계값은 상기 채널에 대한 제 1 임계값보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 서브채널은 상기 채널에 포함되거나, 상기 서브채널은 상기 채널과 서로 다른 대역에 위치할 수 있다.
상기 제 1 임계값은 Wi-Fi 시스템에서 기설정된 임계값 중 Wi-Fi 이외의 신호가 전송되는 경우의 임계값과 동일한 값으로 설정될 수 있다.
상기 무선 통신 시스템은 LTE 시스템 또는 LTE-A 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 반송파 집성 기법을 지원하는 단말은, 비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하고, 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송파 집성 기법을 지원하는 기지국은, 송수신 모듈; 및 비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하고, 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 단말로부터 하향링크 신호 송신 또는 상향링크 신호 수신 중 하나를 수행하도록 상기 송수신 모듈을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
본 발명에 따르면 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 효과적으로 송수신할 수 있다.
또는, 본 발명에 따르면 반송파 검출 (CS: Channel Sensing)을 이용하여 신호를 효과적으로 송수신할 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 구조에 대하여 설명하기 위한 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 하나의 자원블록 쌍 상에서의 CRS 및 DRS의 예시적인 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7은 DMRS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 9는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 반송파 병합을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 크로스-반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태인 비면허 대역 및 면허 대역에 따른 단말의 통신 형태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 반송파 검출 (CS: Channel Sensing)이 수행될 수 있는 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예로서, 2단계 CS를 통해 신호를 송수신하는 방법의 흐름도이다.
도 15는 본 발명에 따라 2 단계 CS를 수행하는 방법에 따른 동작의 일 실시예를 나타낸다.
도 16은 본 발명에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
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), 원격 무선 헤드(Remote Radio Head; RRD), 전송 포인트(TP), 수신 포인트(RP) 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.
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 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 무선 접속 시스템에 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 LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 프레임의 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
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 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA를 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 슬롯에서 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 정규 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 정규 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우에는 하나의 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 정규 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.
정규 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 하프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS, GP 및 UpPTS 로 구성되는 서브프레임은, 특별 서브프레임(special subframe)이라고 칭할 수 있다. 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, 정규 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 NDL의 개수는 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 Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다.
3GPP LTE 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 스케줄링 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 있고, 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. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다.
기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 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.
PDCCH 프로세싱
PDCCH를 자원요소 상에 매핑할 때 연속된 논리할당단위인 제어채널요소(CCE)가 사용된다. 하나의 CCE는 복수(예를 들어, 9개)의 자원요소그룹(REG)을 포함하고, 하나의 REG는 참조 신호(RS)를 제외한 상태에서 이웃하는 네 개의 RE로 구성된다.
특정한 PDCCH를 위해 필요한 CCE의 개수는 제어정보의 크기인 DCI 페이로드, 셀 대역폭, 채널 부호화율 등에 따라 달라진다. 구체적으로 특정한 PDCCH를 위한 CCE의 개수는 다음 표 1과 같이 PDCCH 포맷에 따라 정의될 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2015009733-appb-T000001
PDCCH는 네 가지 포맷 중 어느 하나의 포맷이 사용될 수 있는데, 이는 단말에게 알려지지 않는다. 따라서 단말의 입장에서는 PDCCH 포맷을 알지 못한 채 디코딩을 수행하여야 하는데, 이를 블라인드 디코딩이라 한다. 다만, 단말이 하향링크에 사용되는 가능한 모든 CCE를 각 PDCCH 포맷에 대하여 디코딩하는 것은 큰 부담이 되므로, 스케줄러에 대한 제약과 디코딩 시도 횟수를 고려하여 탐색 공간(Search Space)이 정의된다.
즉, 탐색 공간은 조합레벨(Aggregation Level) 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 후보(candidate) PDCCH의 조합이다. 여기서 조합레벨 및 PDCCH 후보의 수는 다음 표 2와 같이 정의될 수 있다.
표 2
Figure PCTKR2015009733-appb-T000002
상기 표 2에서 알 수 있듯이 4가지의 조합레벨이 존재하므로, 단말은 각 조합레벨에 따라 복수개의 탐색 공간을 갖게 된다. 또한, 표 5에서 나타내는 바와 같이 탐색 공간은 단말-특정 탐색 공간과 공통 탐색 공간으로 구분될 수 있다. 단말-특정 탐색 공간은 특정한 단말들을 위한 것으로서 각 단말은 단말-특정 탐색 공간을 모니터링(가능한 DCI 포맷에 따라 PDCCH 후보의 조합에 대해 디코딩을 시도하는 것)하여 PDCCH에 마스킹되어 있는 RNTI 및 CRC를 확인하여 유효하면 제어정보를 획득할 수 있다.
공통 탐색 공간은 시스템 정보에 대한 동적 스케줄링이나 페이징 메시지 등 복수개의 단말 또는 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 할 필요가 있는 경우를 위한 것이다. 다만, 공통 탐색 공간은 자원 운용상 특정 단말을 위한 것으로 사용될 수도 있다. 또한, 공통 탐색 공간은 단말-특정 탐색 공간과 오버랩될 수도 있다.
상술한 바와 같이 단말은 탐색 공간에 대해 디코딩을 시도하는데, 이 디코딩 시도의 횟수는 DCI 포맷 및 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 결정되는 전송모드(Transmission mode)로 결정된다. 반송파 병합(Carrier Aggregation)이 적용되지 않는 경우, 단말은 공통 탐색 공간에 대해 PDCCH 후보 6개 각각에 대해 두 가지의 DCI 크기(DCI 포맷 0/1A/3/3A 및 DCI 포맷 1C)를 고려하여야 하므로 최대 12번의 디코딩 시도가 필요하다. 단말 특정 탐색 공간에 대해서는, PDCCH 후보 수(6 + 6 + 2 + 2 = 16) 에 대해 두 가지의 DCI 크기를 고려하므로 최대 32번의 디코딩 시도가 필요하다. 따라서 반송파 병합이 적용되지 않는 경우 최대 44회의 디코딩 시도가 필요하다.
개선된(Enhanced) 제어채널
개선된 제어 채널의 일례로서, EPDCCH(Enhanced PDCCH)에 대해서 설명한다.
앞서 설명된 DCI 포맷들에 포함된 제어정보들은 LTE/LTE-A에 정의된 PDCCH를 통해 전송되는 것을 위주로 설명되었으나, PDCCH가 아닌 다른 하향링크 제어 채널, 예를 들어, EPDCCH에 적용이 가능하다. EPDCCH는 단말을 위한 스케줄링 할당 등의 DCI를 나르는(carry) 제어 채널의 새로운 형태에 해당하고, 셀간 간섭 조정(ICIC), CoMP, MU-MIMO 등의 기법을 효과적으로 지원하기 위하여 도입될 수 있다.
이러한 EPDCCH는 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 PDCCH 전송을 위해 정의되는 영역(예를 들어, 도 3 의 제어 영역)을 제외한 시간-주파수 자원 영역(예를 들어, 도 3의 데이터 영역)에 할당된다는 점에서 기존의 PDCCH와 구별된다 (이하에서는, 기존의 PDCCH를 EPDCCH와 구분하기 위해, 레거시-PDCCH(legacy-PDCCH)라 칭한다). 예를 들어, EPDCCH의 자원 요소 매핑은, 시간 영역에서는 하향링크 서브프레임의 처음 N(예를 들어, N≤4)개의 OFDM 심볼을 제외한 OFDM 심볼에 매핑되고, 주파수 영역에서는 반-정적으로 할당된 자원블록(RB)의 세트에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다.
또한, EPDCCH가 도입되는 이유와 유사하게, 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 정보를 나르는 새로운 제어 채널로서 E-PHICH가 정의될 수 있고, 하향링크 제어 채널 전송에 사용되는 자원 영역에 대한 정보를 나르는 새로운 제어 채널로서 E-PCFICH가 정의될 수도 있다. 이러한 EPDCCH, E-PHICH 및/또는 E-PCFICH를 통칭하여 Enhanced-제어채널이라고 칭할 수 있다.
EREG(Enhanced REG)는 Enhanced-제어채널들의 자원 요소에의 매핑을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 물리자원블록 쌍(PRB pair)에 대해서, 16개의 EREG들(즉, EREG 0부터 EREG 15)이 존재할 수 있다. 하나의 PRB 상에서 DMRS(DeModulation Reference Signal)가 매핑된 RE들을 제외한 나머지 RE들에 대해서 0부터 15까지 번호가 매겨진다. 번호가 매겨지는 순서는 먼저 주파수가 증가하는 순서에 따르고 그 후 시간이 증가하는 순서에 따른다. 예를 들어, i 라는 번호가 매겨진 RE들이 하나의 EREG i를 구성한다.
Enhanced-제어 채널은 하나 또는 복수개의 ECCE(Enhanced CCE)들의 조합(aggregation)을 사용하여 전송될 수 있다. 각각의 ECCE는 하나 또는 복수개의 EREG를 포함할 수 있다. ECCE 당 EREG의 개수는, 예를 들어, 4 또는 8일 수 있다 (정규 CP의 서브프레임의 경우에는 4).
Enhanced-제어 채널에 대해 이용가능한 ECCE들은 0부터 NECCE-1까지 번호 매겨질 수 있다. NECCE의 값은, 예를 들어, 1, 2, 4, 8, 16 또는 32일 수 있다.
Enhanced-제어 채널의 전송을 위해 설정된 PRB 쌍의 RE들의 개수는 다음의 조건들 i), ii) 및 iii)을 만족하는 RE들의 개수로 정의될 수 있다. i) PRB 쌍의 16 개의 EREG들 중의 하나의 일부일 것, ii) CRS(Cell-specific Reference Signal) 또는 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)를 위해 사용되지 않을 것, 및 iii) Enhanced-제어 채널이 시작되는 OFDM 심볼의 인덱스 이상의 OFDM 심볼에 속할 것.
또한, Enhanced-제어 채널은 로컬(localized) 방식 또는 분산(distributed) 방식으로 RE들에 매핑될 수 있다. Enhanced-제어 채널은, 다음의 조건들 a) 내지 d)를 만족하는 RE들에 매핑될 수 있다. a) 전송을 위해 할당된 EREG의 일부일 것, b) 물리브로드캐스트채널(Physical Broadcast Channel; PBCH) 또는 동기 신호(synchronization signal)의 전송에 이용되는 PRB 쌍의 일부가 아닐 것, c) CRS 또는 특정 단말에 대한 CSI-RS를 위해 사용되지 않을 것, 및 d) Enhanced-제어 채널이 시작되는 OFDM 심볼의 인덱스 이상의 OFDM 심볼에 속할 것.
Enhanced-제어 채널의 할당은 다음과 같이 수행될 수 있다. 기지국으로부터의 상위 계층 시그널링을 통해서 단말에게 하나 또는 복수개의 Enhanced-제어 채널-PRB-세트를 설정하여 줄 수 있다. 예를 들어, EPDCCH의 경우에는 Enhanced-제어 채널-PRB-세트는 EPDCCH의 모니터링을 위한 것일 수 있다.
또한, Enhanced-제어 채널의 RE 매핑에는 크로스 인터리빙(cross interleaving)이 적용되거나 적용되지 않을 수 있다.
크로스 인터리빙이 적용되지 않는 경우, 하나의 Enhanced-제어 채널은 자원블록의 특정 세트에 매핑될 수 있으며, 자원블록의 세트를 구성하는 자원블록들의 개수는 조합레벨(aggregation level) 1, 2, 4 또는 8에 대응할 수 있다. 또한, 다른 Enhanced-제어 채널이 해당 자원블록 세트에서 전송되지 않는다.
크로스 인터리빙이 적용되는 경우, 복수개의 Enhanced-제어 채널들이 함께 다중화 및 인터리빙되어, Enhanced-제어 채널 전송을 위해 할당된 자원블록 상에 매핑될 수 있다. 즉, 특정 자원블록 세트 상에서 복수개의 Enhanced-제어 채널이 함께 매핑되는 것으로 표현할 수도 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.
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
Figure PCTKR2015009733-appb-M000001
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 PCTKR2015009733-appb-M000002
각각의 전송 정보 s1, s2, ..., sNT는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을 P1, P2, ..., PNT 라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2015009733-appb-M000003
또한,
Figure PCTKR2015009733-appb-I000001
는 전송 전력의 대각행렬 P를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2015009733-appb-M000004
전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2015009733-appb-I000002
에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 NT개의 송신신호 x1, x2, ..., xNT 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬 W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다. x1, x2, ..., xNT 는 벡터 X 를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2015009733-appb-M000005
여기에서, Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다. W는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 y1, y2, .., yNR 은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2015009733-appb-M000006
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 hij로 표시하기로 한다. hij 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 PCTKR2015009733-appb-M000007
따라서, NT 개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2015009733-appb-M000008
실제 채널에는 채널 행렬 H를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 n1, n2, ..., nNR은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2015009733-appb-M000009
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2015009733-appb-M000010
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT와 같다. 즉, 채널 행렬 H는 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 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
수학식 11
Figure PCTKR2015009733-appb-M000011
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.
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 참조 신호 (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 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.
이동 통신 시스템에서 참조신호(RS)는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 하나는 채널 정보 획득을 위해 사용되는 RS이고, 다른 하나는 데이터 복조를 위해 사용되는 RS이다. 전자는 단말이 하향 링크 채널 정보를 획득하도록 하기 위한 RS이므로 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 해당 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 이러한 RS는 핸드 오버 등을 위한 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 RS로서, 단말은 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이러한 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
기존의 3GPP LTE(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-8) 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위해서 2 가지 종류의 하향링크 RS 를 정의한다. 그 중 하나는 공용 참조신호(Common RS; CRS)이고, 다른 하나는 전용 참조신호(Dedicated RS; DRS) 이다. CRS 는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등을 위한 측정 등을 위해서 사용되고, 셀-특정(cell-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. DRS 는 데이터 복조를 위해 사용되고, 단말-특정(UE-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. 기존의 3GPP LTE 시스템에서 DRS 는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용될 수 있다.
CRS는 셀-특정으로 전송되는 RS 이며, 광대역(wideband)에 대해서 매 서브프레임마다 전송된다. CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대해서 전송될 수 있다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다.
도 6은 하나의 자원블록 쌍 상에서의 CRS 및 DRS의 예시적인 패턴을 나타내는 도면이다.
도 6의 참조신호 패턴의 예시에서는, 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 하나의 자원블록 쌍(정규 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CRS 및 DRS의 패턴을 나타낸다. 도 6에서 'R0', 'R1', 'R2' 및 'R3' 로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편, 도 6에서 'D'로 표시된 자원 요소는 LTE 시스템에서 정의되는 DRS의 위치를 나타낸다.
LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서는, 하향링크에서 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있다. 따라서, 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서의 하향링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대해서만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트들에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS로서, 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 고려되어야 한다.
LTE-A 시스템을 설계함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 역방향 호환성(backward compatibility)이다. 역방향 호환성이란, 기존의 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 올바르게 동작하도록 지원하는 것을 의미한다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE 표준에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS를 추가하는 경우, RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, 최대 8 안테나 포트에 대한 RS를 새롭게 설계함에 있어서 RS 오버헤드를 줄이는 것이 고려되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되는 RS는 크게 2 가지로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 전송 랭크, 변조및코딩기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 프리코딩행렬인덱스(Precoding Matrix Index; PMI) 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS인 채널상태정보-참조신호(Channel State Information RS; CSI-RS)이고, 다른 하나는 최대 8 개의 전송 안테나를 통해 전송되는 데이터를 복조하기 위한 목적의 RS 인 복조-참조신호(DeModulation RS; DMRS)이다.
채널 측정 목적의 CSI-RS는, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS가 채널 측정, 핸드오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS 역시 핸드오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS와 달리, 매 서브프레임마다 전송되지 않아도 된다. 따라서, CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로(예를 들어, 주기적으로) 전송되도록 설계될 수 있다.
만약 어떤 하향링크 서브프레임 상에서 데이터가 전송되는 경우에는, 데이터 전송이 스케줄링된 단말에게 전용으로(dedicated) DMRS가 전송된다. 즉, DMRS는 단말-특정(UE-specific) RS라고 칭할 수도 있다. 특정 단말 전용의 DMRS는, 해당 단말이 스케줄링된 자원영역, 즉 해당 단말에 대한 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역에서만 전송되도록 설계될 수 있다.
도 7은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DMRS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록 쌍(정규 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 DMRS가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. DMRS는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 4 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 7, 8, 9 및 10)에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 DMRS는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 DMRS들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 7 의 예시에서 DMRS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 7 및 8 에 대한 DMRS들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 마찬가지로, 도 7 의 예시에서 DMRS 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 9 및 10 에 대한 DMRS들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다.
기지국에서 DMRS를 전송함에 있어서, 데이터에 대해서 적용되는 프리코딩과 동일한 프리코딩이 DMRS에 적용된다. 따라서, 단말에서 DMRS(또는 단말-특정 RS)를 이용하여 추정되는 채널 정보는 프리코딩된 채널 정보이다. 단말은 DMRS를 통하여 추정한 프리코딩된 채널 정보를 이용하여, 데이터 복조를 용이하게 수행할 수 있다. 그러나, 단말은 DMRS에 적용된 프리코딩 정보를 알 수 없으므로, DMRS로부터는 프리코딩되지 않은 채널 정보를 획득할 수 없다. 단말은, DMRS 이외의 별도의 참조신호, 즉, 전술한 CSI-RS를 이용하여 프리코딩되지 않은 채널 정보를 획득할 수 있다.
도 8은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 8에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록 쌍(정규 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CSI-RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. 어떤 하향링크 서브프레임에서 도 8(a) 내지 8(e) 중 하나의 CSI-RS 패턴이 이용될 수 있다. CSI-RS 는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 8 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 및 22) 에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 15 및 16 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 17 및 18 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 3 으로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 19 및 20 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 4 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 21 및 22 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a)를 기준으로 설명한 동일한 원리가 도 8(b) 내지 8(e)에 적용될 수 있다.
도 6 내지 8 의 RS 패턴들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 실시예들을 적용함에 있어서 특정 RS 패턴에 한정되는 것이 아니다. 즉, 도 6 내지 8 과 다른 RS 패턴이 정의 및 사용되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예들은 동일하게 적용될 수 있다.
CSI-RS 설정(configuration)
전술한 바와 같이, 하향링크에서 최대 8 개의 전송 안테나를 지원하는 LTE-A 시스템에서 기지국은 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 매 서브프레임마다 전송하는 것은 오버헤드가 너무 큰 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되어야 그 오버헤드를 줄일 수 있다. 이에 따라, CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나, 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다.
이 때 CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 네트워크(예를 들어, 기지국)가 설정(configure) 할 수 있다. CSI-RS에 기초한 측정을 수행하기 위해서 단말은 반드시 자신이 속한 셀(또는 송신 포인트(TP))의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS 설정(configuration)을 알고 있어야 한다. CSI-RS 설정에는, CSI-RS가 전송되는 하향링크 서브프레임 인덱스, 전송 서브프레임 내에서 CSI-RS 자원요소(RE)의 시간-주파수 위치(예를 들어, 도 8(a) 내지 8(e)와 같은 CSI-RS 패턴), 그리고 CSI-RS 시퀀스(CSI-RS 용도로 사용되는 시퀀스로서, 슬롯 번호, 셀 ID, CP 길이 등에 기초하여 소정의 규칙에 따라 유사-랜덤(pseudo-random)하게 생성됨) 등이 포함될 수 있다. 즉, 임의의(given) 기지국에서 복수개의 CSI-RS 설정(configuration)이 사용될 수 있고, 기지국은 복수개의 CSI-RS 설정 중에서 셀 내의 단말(들)에 대해 사용될 CSI-RS 설정을 알려줄 수 있다.
복수개의 CSI-RS 설정들은, 단말이 CSI-RS의 전송 전력이 0이 아닌(non-zero) 것으로 가정하는 CSI-RS 설정을 하나를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 또한, 단말이 0의 전송 전력으로 가정하는 CSI-RS 설정을 하나 이상을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상위 계층에 의해서 0의 전송전력의 CSI-RS 설정에 대한 파라미터(예를 들어, 16-비트 비트맵 ZeroPowerCSI-RS 파라미터)의 각각의 비트는 CSI-RS 설정(또는 CSI-RS 설정에 따라 CSI-RS가 할당될 수 있는 RE들)에 대응할 수 있고, 단말은 해당 파라미터에서 1로 설정되는 비트에 대응하는 CSI-RS 설정의 CSI-RS RE들에서의 전송 전력이 0인 것으로 가정할 수 있다.
또한, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 구별될 필요가 있으므로, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 가 전송되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 도 8 과 관련하여 설명한 바와 같이, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 직교하는 주파수 자원, 직교하는 시간 자원 및/또는 직교하는 코드 자원을 이용하여 FDM, TDM 및/또는 CDM 방식으로 다중화될 수 있다.
CSI-RS에 관한 정보(CSI-RS 설정(configuration))를 기지국이 셀 내의 단말들에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간-주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, 시간에 대한 정보에는, CSI-RS가 전송되는 서브프레임 번호들, CSI-RS 가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브프레임 오프셋, 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소(RE)가 전송되는 OFDM 심볼 번호 등이 포함될 수 있다. 주파수에 대한 정보에는 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소(RE)가 전송되는 주파수 간격(spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 시프트 값 등이 포함될 수 있다.
도 9는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기(예를 들어, 5 서브프레임 주기, 10 서브프레임 주기, 20 서브프레임 주기, 40 서브프레임 주기 또는 80 서브프레임 주기)를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다.
도 9에서는 하나의 무선 프레임이 10 개의 서브프레임(서브프레임 번호 0 내지 9)로 구성되는 것을 도시한다. 도 9 에서는, 예를 들어, 기지국의 CSI-RS의 전송 주기가 10ms (즉, 10 서브프레임) 이고, CSI-RS 전송 오프셋(Offset)은 3 인 경우를 도시한다. 여러 셀들의 CSI-RS가 시간 상에서 고르게 분포할 수 있도록 상기 오프셋 값은 기지국마다 각각 다른 값을 가질 수 있다. 10ms의 주기로 CSI-RS가 전송되는 경우, 오프셋 값은 0 내지 9 중 하나를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들어 5ms의 주기로 CSI-RS가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~4 중 하나의 값을 가질 수 있고, 20ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~19 중 하나의 값을 가질 수 있고, 40ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~39 중 하나의 값을 가질 수 있으며, 80ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~79 중 하나의 값을 가질 수 있다. 이 오프셋 값은, 소정의 주기로 CSI-RS 를 전송하는 기지국이 CSI-RS 전송을 시작하는 서브프레임의 값을 나타낸다. 기지국이 CSI-RS의 전송 주기와 오프셋 값을 알려주면, 단말은 그 값을 이용하여 해당 서브프레임 위치에서 기지국의 CSI-RS를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 CSI-RS를 통해 채널을 측정하고 그 결과로서 CQI, PMI 및/또는 RI(Rank Indicator) 와 같은 정보를 기지국에게 보고할 수 있다. 본 문서에서 CQI, PMI 및 RI 를 구별하여 설명하는 경우를 제외하고, 이들을 통칭하여 CQI (또는 CSI) 라 칭할 수 있다. 또한, CSI-RS 에 관련된 상기 정보들은 셀-특정 정보로서, 셀 내의 단말들에게 공통으로 적용될 수 있다. 또한, CSI-RS 전송 주기 및 오프셋은 CSI-RS 설정(configuration) 별로 별도로 지정될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이 0의 전송 전력으로 전송되는 CSI-RS 를 나타내는 CSI-RS 설정(configuration) 및 0이 아닌(non-zero) 전송 전력으로 전송되는 CSI-RS 를 나타내는 CSI-RS 설정(configuration) 에 대해서 별도의 CSI-RS 전송 주기 및 오프셋이 설정될 수 있다.
PDSCH가 전송될 수 있는 모든 서브프레임에서 전송되는 CRS와 달리, CSI-RS는 일부 서브프레임에서만 전송되는 것으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층에 의해서 CSI 서브프레임 세트 CCSI,0 및 CCSI,1 이 설정될 수 있다. CSI 레퍼런스 자원(즉, CSI 계산의 기준이 되는 소정의 자원 영역)은 CCSI,0 또는 CCSI,1 중 하나에 속할 수 있고, CCSI,0 및 CCSI,1 의 모두에 동시에 속하지는 않을 수 있다. 이에 따라, CSI 서브프레임 세트 CCSI,0 및 CCSI,1 이 상위 계층에 의해서 설정되는 경우에, 단말은 CSI 서브프레임 세트 중 어디에도 속하지 않는 서브프레임에 존재하는 CSI 레퍼런스 자원에 대한 트리거(또는 CSI 계산에 대한 지시)를 받을 것으로 예상하는 것이 허용되지 않는다.
또한, CSI 레퍼런스 자원은 유효한 하향링크 서브프레임 상에서 설정될 수 있다. 유효한 하향링크 서브프레임은 다양한 요건을 만족하는 서브프레임으로서 설정될 수 있다. 그 요건들 중 하나는, 주기적 CSI 보고의 경우에, 단말에 대해서 CSI 서브프레임 세트가 설정된다면 주기적 CSI 보고에 연결(link)되는 CSI 서브프레임 세트에 속하는 서브프레임일 것이다.
또한, CSI 레퍼런스 자원에서, 단말은 다음과 같은 가정들을 고려하여 CQI 인덱스를 도출할 수 있다 (자세한 사항은 3GPP TS 36.213을 참조한다):
- 한 서브프레임의 처음 3 개의 OFDM 심볼들은 제어 시그널링에 의해 점유됨
- 주 동기신호(primary synchronization signal), 부(secondary) 동기 신호 또는 물리방송채널(PBCH)에 의해 사용되는 자원요소는 없음
- 비-MB서브프레임N(non-Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임의 CP 길이
- 리던던시 버전(Redundancy Version)은 0 임
- 채널 측정을 위해 CSI-RS가 사용되는 경우, PDSCH EPRE(Energy Per Resource Element) 대 CSI-RS EPRE의 비(ratio)는 소정의 규칙에 따름
- 전송모드 9(즉, 최대 8 레이어 전송을 지원하는 모드)에서의 CSI 보고의 경우에, 단말에 대해 PMI/RI 보고가 설정되면, DMRS 오버헤드는 가장 최근에 보고된 랭크에 일치하는 것으로 가정함(예를 들어, DMRS 오버헤드는 도 7에서 설명한 바와 같이 2개 이상의 안테나 포트(즉, 랭크 2 이하)의 경우에는 하나의 자원블록 쌍 상에서의 DMRS 오버헤드가 12 RE이지만, 3개 이상의 안테나 포트(즉, 랭크 3 이상)의 경우에는 24 RE이므로, 가장 최근에 보고된 랭크 값에 대응하는 DMRS 오버헤드를 가정하여 CQI 인덱스를 계산할 수 있다.)
- CSI-RS 및 0-전력 CSI-RS에 대해서 RE가 할당되지 않음
- PRS(Positioning RS)에 대해서는 RE가 할당되지 않음
- PDSCH 전송 기법은 단말에 대해 현재 설정된 전송 모드(디폴트 모드일 수 있음)에 따름
- PDSCH EPRE 대 셀-특정 참조신호 EPRE의 비(ratio)는 소정의 규칙에 따름
이러한 CSI-RS 설정은, 예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 이용하여 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다. 즉, 전용(dedicated) RRC 시그널링을 사용하여 CSI-RS 설정에 대한 정보가 셀 내의 단말들 각각에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 단말이 초기 액세스 또는 핸드오버를 통해서 기지국과 연결(connection)을 확립(establish)하는 과정에서, 기지국이 해당 단말에게 RRC 시그널링을 통해 CSI-RS 설정(configuration)을 알려 주도록 할 수 있다. 또는 기지국이 단말에게 CSI-RS 측정에 기반한 채널 상태 피드백을 요구하는 RRC 시그널링 메시지를 전송할 때에, 해당 RRC 시그널링 메시지를 통해 CSI-RS 설정(configuration)을 해당 단말에게 알려 주도록 할 수도 있다.
채널상태정보(CSI)
MIMO 방식은 개-루프(open-loop) 방식과 폐-루프(closed-loop) 방식으로 구분될 수 있다. 개-루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보의 피드백이 없이 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐-루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보를 피드백 받아 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐-루프 MIMO 방식에서는 MIMO 송신 안테나의 다중화 이득(multiplexing gain)을 얻기 위해서 송신단과 수신단의 각각이 채널 상태정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 수신단(예를 들어, 단말)이 채널상태정보를 피드백할 수 있도록 송신단(예를 들어, 기지국)은 수신단(예를 들어, 단말)에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당할 수 있다.
단말은 CRS 및/또는 CSI-RS를 이용하여 하향링크 채널에 대한 추정 및/또는 측정을 수행할 수 있다. 단말에 의해서 기지국으로 피드백되는 채널상태정보(CSI)는 랭크 지시자(RI), 프리코딩 행렬 인덱스(PMI) 및 채널품질지시자(CQI)를 포함할 수 있다.
RI는 채널 랭크에 대한 정보이다. 채널의 랭크는 동일한 시간-주파수 자원을 통해서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 레이어(또는 스트림)의 최대 개수를 의미한다. 랭크 값은 채널의 장기간(long term) 페이딩에 의해서 주로 결정되므로, PMI 및 CQI 에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따라(즉, 덜 빈번하게) 피드백될 수 있다.
PMI는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이며, 채널의 공간 특성을 반영하는 값이다. 프리코딩이란 전송 레이어를 송신 안테나에 매핑시키는 것을 의미하며, 프리코딩 행렬에 의해 레이어-안테나 매핑 관계가 결정될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR) 등의 측정값(metric)을 기준으로 단말이 선호하는(preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스에 해당한다. 프리코딩 정보의 피드백 오버헤드를 줄이기 위해서, 송신단과 수신단이 여러 가지 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 미리 공유하고 있고, 해당 코드북에서 특정 프리코딩 행렬을 지시하는 인덱스만을 피드백하는 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, PMI는 가장 최근에 보고된 RI에 기초하여 결정될 수 있다.
CQI는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQI는 미리 결정된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인덱스는 해당하는 변조기법(modulation scheme) 및 코드 레이트(code rate)를 나타낸다. CQI는 특정 자원 영역(예를 들어, 유효한 서브프레임 및/또는 물리자원블록에 의해 특정되는 영역)을 CQI 레퍼런스 자원으로 설정하고, 해당 CQI 레퍼런스 자원에서 PDSCH 전송이 존재하는 것으로 가정하여, 소정의 에러확률(예를 들어, 0.1)을 넘지 않고 PDSCH가 수신될 수 있는 경우를 가정하여 계산될 수 있다. 일반적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수신 SINR 을 반영하는 값이 된다. 예를 들어, CQI는 가장 최근에 보고된 RI 및/또는 PMI에 기초하여 계산될 수 있다.
확장된 안테나 구성을 지원하는 시스템(예를 들어, LTE-A 시스템)에서는 다중사용자-MIMO (MU-MIMO) 방식을 이용하여 추가적인 다중사용자 다이버시티를 획득하는 것을 고려하고 있다. MU-MIMO 방식에서는 안테나 영역(domain)에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다중사용자 중 하나의 단말이 피드백하는 채널상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하는 경우에 다른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서, MU-MIMO 동작이 올바르게 수행되기 위해서는 단일사용자-MIMO (SU-MIMO) 방식에 비하여 보다 높은 정확도의 채널상태정보가 피드백되어야 한다.
이와 같이 보다 정확한 채널상태정보를 측정 및 보고할 수 있도록, 기존의 RI, PMI 및 CQI 로 구성되는 CSI 를 개선한 새로운 CSI 피드백 방안이 적용될 수 있다. 예를 들어, 수신단이 피드백하는 프리코딩 정보가 2 개의 PMI(예를 들어, i1 및 i2)의 조합에 의해서 지시될 수 있다. 이에 따라 보다 정교한 PMI가 피드백될 수 있으며, 이러한 정교한 PMI에 기초하여 보다 정교한 CQI가 계산 및 보고될 수 있다.
한편, CSI는 주기적으로 PUCCH를 통하여 전송되거나, 비주기적으로 PUSCH를 통하여 전송될 수 있다. 또한, RI, 제 1 PMI(예를 들어, W1), 제 2 PMI(예를 들어, W2), CQI 중에서 어느 것이 피드백되는지와, 피드백되는 PMI 및/또는 CQI가 광대역(WB)에 대한 것인지 또는 서브대역(SB)에 대한 것인지에 따라, 다양한 보고 모드가 정의될 수 있다.
CQI 계산
이하에서는 하향링크 수신단이 단말인 경우를 가정하여 CQI 계산에 대하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명에서 설명하는 내용은 하향링크 수신 주체로서의 중계기에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
단말이 CSI를 보고할 때 CQI를 계산하는 기준이 되는 자원(이하에서는, 레퍼런스 자원(reference resource)라 칭함)을 설정/정의하는 방안에 대하여 설명한다. 먼저, CQI의 정의에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
단말이 보고하는 CQI는 특정 인덱스 값에 해당한다. CQI 인덱스는 채널 상태에 해당하는 변조기법, 코드 레이트, 등을 나타내는 값이다. 예를 들어, CQI 인덱스들 및 그 해석은 다음의 표 3과 같이 주어질 수 있다.
표 3
Figure PCTKR2015009733-appb-T000003
시간 및 주파수에서 제한되지 않는 관찰에 기초하여, 단말은 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 각각의 CQI 값에 대해서 상기 표 3의 CQI 인덱스 1 내지 15 중에서 소정의 요건을 만족하는 가장 높은 CQI 인덱스를 결정할 수 있다. 소정의 요건은, 해당 CQI 인덱스에 해당하는 변조 기법(예를 들어, MCS) 및 전송 블록 크기(TBS)의 조합을 가지고, CQI 레퍼런스 자원이라고 칭하여지는 하향링크 물리 자원 블록들의 그룹을 차지하는 단일 PDSCH 전송 블록이 0.1(즉, 10%)을 넘지 않는 전송 블록 에러 확률로 수신될 수 있는 것으로 정해질 수 있다. 만약 CQI 인덱스 1도 상기 요건을 만족하지 않는 경우에는 단말은 CQI 인덱스 0으로 결정할 수 있다.
전송 모드 9(최대 8 레이어 전송에 해당함) 및 피드백 보고 모드의 경우에, 단말은 CSI-RS에만 기초해서 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 CQI 값을 계산하기 위한 채널 측정을 수행할 수 있다. 다른 전송 모드 및 해당하는 보고 모드들의 경우에, 단말은 CRS에 기초하여 CQI 계산을 위한 채널 측정을 수행할 수 있다.
아래의 요건이 모두 만족하는 경우에, 변조 기법 및 전송 블록 크기의 조합은 하나의 CQI 인덱스에 해당할 수 있다. 관련된 전송 블록 크기 테이블에 따라서 CQI 레퍼런스 자원에서의 PDSCH 상에서의 전송에 대해서 상기 조합이 시그널링될 수 있고, 변조 기법이 해당 CQI 인덱스에 의해서 지시되고, 그리고, 전송 블록 크기 및 변조 기법의 조합이 상기 레퍼런스 자원에 적용되는 경우에, 해당 CQI 인덱스에 의해 지시되는 코드 레이트에 최대한 가까운 유효 채널 코드 레이트를 가지는 것이 위 요건에 해당한다. 만약 전송 블록 크기 및 변조 기법의 조합의 2 개 이상이 해당 CQI 인덱스에 의해 지시되는 코드 레이트에 동일한 정도로 가까운 경우에는, 전송 블록 크기가 최소인 조합으로 결정될 수 있다.
CQI 레퍼런스 자원은 다음과 같이 정의된다.
주파수 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은, 도출된 CQI 값이 관련된 대역에 해당하는 하향링크 물리 자원 블록들의 그룹으로 정의된다.
시간 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은, 단일 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 로 정의된다. 여기서, 주기적 CQI 보고의 경우에는, nCQI_ref 는 4 이상의 값 중에서 가장 작은 값이면서, 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 가 유효한 하향링크 서브프레임에 해당하는 값으로 결정된다. 비주기적 CQI 보고의 경우에는, nCQI_ref 는 상향링크 DCI 포맷(즉, 상향링크 스케줄링 제어 정보를 단말에게 제공하기 위한 PDCCH DCI 포맷)에서의 CQI 요청에 해당하는(또는 CQI 요청이 수신된) 유효한 하향링크 서브프레임과 동일한 하향링크 서브프레임이 CQI 레퍼런스 자원으로 결정된다. 또한, 비주기적 CQI 보고의 경우에, nCQI_ref 는 4이고 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 는 유효한 하향링크 서브프레임에 해당하며, 여기서 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 는 임의접속응답그랜트(random access response grant)에서의 CQI 요청에 해당하는 (또는 CQI 요청이 수신된) 서브프레임 이후에 수신될 수 있다. 여기서, 유효한 하향링크 서브프레임이란, 해당 단말에 대해서 하향링크 서브프레임으로 설정되고, 전송 모드 9를 제외하고는 MB서브프레임N 서브프레임이 아니고, DwPTS의 길이가 7680*Ts (Ts=1/(15000×2048)초)이하인 경우에 DwPTS 필드를 포함하지 않으며, 그리고, 해당 단말에 대해서 설정된 측정 갭에 속하지 않는 하향링크 서브프레임을 의미한다. 만약 CQI 레퍼런스 자원을 위한 유효한 하향링크 서브프레임이 없는 경우에는, 상향링크 서브프레임 n에서 CQI 보고는 생략될 수 있다.
레이어 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은, CQI가 전제로 하는 임의의 RI 및 PMI로 정의된다.
CQI 레퍼런스 자원에서 단말이 CQI 인덱스를 유도하기 위해서 다음의 사항들을 가정할 수 있다: (1) 하향링크 서브프레임의 처음 3 OFDM 심볼은 제어 시그널링의 용도로 사용된다. (2) 주동기신호, 부동기신호 또는 물리방송채널에 의해서 사용되는 자원 요소는 없다. (3) 비-MB서브프레임N 서브프레임의 CP 길이를 가진다. (4) 리던던시 버전은 0이다. (5) 채널 측정을 위해서 CSI-RS가 사용되는 경우, PDSCH EPRE(Energy Per Resource Element) 대 CSI-RS EPRE의 비율은 상위 계층에 의해 시그널링되는 소정의 값을 가진다. (6) 전송 모드 별로 정의된 PDSCH 전송 기법(단일 안테나 포트 전송, 전송 다이버시티, 공간 다중화, MU-MIMO 등)이 해당 단말에 대해서 현재 설정되어 있다 (디폴트 모드일 수 있음). (7) 채널 측정을 위해서 CRS가 사용되는 경우에, PDSCH EPRE 대 CRS EPRE는 소정의 요건에 따라서 결정될 수 있다. CQI 정의에 관련된 보다 구체적인 사항은 3GPP TS36.213을 참조할 수 있다.
요컨대, 하향링크 수신단(예를 들어, 단말)은 현재 CQI 계산을 수행하는 시점을 기준으로 과거의 특정한 단일 서브프레임을 CQI 레퍼런스 자원으로 설정하고, 해당 CQI 레퍼런스 자원에서 기지국으로부터 PDSCH가 전송되었을 때 그 에러 확률이 10%를 넘지 않을 조건을 만족하도록 CQI 값을 계산할 수 있다.
사운딩 참조 신호
사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal: SRS)는 하나의 서브프레임에서 시간 축 상에서 가장 마지막에 위치하는 SC-FDMA 심볼을 통하여 전송된다. 동일한 서브프레임의 마지막 SC-FDMA로 전송되는 여러 단말의 SRS들은 주파수 위치/시퀀스에 따라 구분이 가능하다. 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)는 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보 전송과 관련이 없으며, 주로 상향링크 상에서 주파수-선택적 스케줄링이 가능하도록 채널 품질을 평가하는데 사용된다. 그러나, SRS는 최근에 스케줄링되지 않은 단말에 대해서는 다양한 기능들을 제공하거나 전력 제어를 향상시키는 등과 같은 다른 목적으로 사용될 수도 있다. SRS는 상향링크 채널 측정에 사용되는 참조신호로, 각 단말이 기지국으로 전송하는 파일럿 신호로서, 각 단말로부터 기지국까지의 채널 상태를 기지국이 추정하는데 이용된다. SRS를 전송하는 채널은 각 단말 상태에 따라 각 단말마다 서로 다른 전송 대역폭 및 전송 주기를 가질 수 있다. 채널 추정 결과를 바탕으로 기지국은 매 서브프레임마다 어떤 단말의 데이터 채널을 스케줄링할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
무선채널은 상향링크 및 하향링크 간에 상호적 관계(reciprocal)에 있다는 가정하에서 SRS는 하향링크 채널 품질을 추정하는데 사용될 수 있다. 이러한 가정은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 영역을 공유하며 시간 영역에서는 분리된 시간 분할 듀플렉스(Time Division Duplex, TDD) 시스템에서 유효하다. 셀 내 단말에 의해 SRS가 전송되는 서브프레임은 셀-특정(cell-specific) 방송 시그널링에 의해 지시될 수 있다. 4 비트 크기의 셀-특정 'srssubframeConfiguration' 파라미터가 각 무선 프레임 내에서 SRS가 전송될 수 있는 15개의 가능한 서브프레임 세트를 지시한다. 이러한 구성은 SRS 오버헤드를 조정하는데 있어 유연성을 제공한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 단말은 SRS를 구성된 서브프레임에서 마지막 SC-FDMA 심볼을 통해 전송할 수 있다.
따라서, SRS 및 데이터 복조용 참조신호(DeModulation-Reference Signal, DM-RS)는 서브프레임에서 서로 다른 SC-FDMA 심볼에 위치하게 된다. 동일한 서브프레임의 마지막 SC-FDMA로 전송되는 여러 단말의 사운딩 참조신호들은 주파수 위치에 따라 구분이 가능하다. 단말의 PUSCH 데이터는 SRS를 위해 설계된 SC-FDMA 심볼을 통해서는 전송되지 않기 때문에, 최악의 경우 매 서브프레임 마다 SRS 심볼을 가짐으로써 7%의 사운딩 오버헤드가 발생하게 된다. SRS는 카작(Constant Amplitude Zero Auto Correlation, CAZAC) 시퀀스 등에 의해서 생성되며, 여러 단말로부터 전송된 사운딩 참조신호들은 서로 다른 순환 천이(cyclic shift) 값(α)을 갖는 CAZAC 시퀀스이다.
앞서 언급한 바와 같이, 3GPP LTE Release 8/9 시스템의 경우, 단말의 SRS 전송은 오직 주기적 SRS 전송만을 지원하며, 이를 통해 기지국은 각 단말의 상향링크 채널 품질을 추정할 수 있다. 이때, 기지국이 추정한 채널은 주파수 의존 스케줄링(frequency dependent scheduling), 링크 레벨 적응(link level adaptation), 타이밍 추정(timing estimation) 그리고, 상향링크 전력 제어(UL power control) 등의 기능을 위해 사용된다. 기지국은 SRS 상향링크 구성(configuration)을 SRS 파라미터를 통해 단말-특정(UE-specific) 하게 또는 셀-특정(Cell-specific)하게 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링) 등을 통해 각 단말에게 전송해 줄 수 있다.
3GPP LTE Release 10 시스템은 기존 시스템 보다 더욱 적응적인(adaptive) 상향링크 채널 품질 추정 및 효율적인 SRS 자원 사용을 위해 비주기적(aperiodic) SRS 전송을 지원한다. 비주기적 SRS 전송의 트리거링(triggering) 방법에 대해서는 현재에도 논의가 진행 중이고, 일 예로서 기지국이 PDCCH 내의 DL/UL grant에 의해서 트리거링할 수 있다. 즉, 기지국이 단말의 비주기적 SRS 전송을 트리거링하는 비주기적 SRS 전송 트리거링 지시자를 포함하는 DL grant 또는 UL grant를 통해 전송하거나, 또는 새로운 메시지 포맷으로 정의하여 전송해 줄 수 있다.
협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point: CoMP)
3GPP LTE-A 시스템의 개선된 시스템 성능 요구조건에 따라서, CoMP 송수신 기술 (co-MIMO, 공동(collaborative) MIMO 또는 네트워크 MIMO 등으로 표현되기도 함)이 제안되고 있다. CoMP 기술은 셀-경계(cell-edge)에 위치한 단말의 성능을 증가시키고 평균 섹터 수율(throughput)을 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 주파수 재사용 인자(frequency reuse factor)가 1 인 다중-셀 환경에서, 셀-간 간섭(Inter-Cell Interference; ICI)으로 인하여 셀-경계에 위치한 단말의 성능과 평균 섹터 수율이 감소될 수 있다. 이러한 ICI를 저감하기 위하여, 기존의 LTE 시스템에서는 단말 특정 전력 제어를 통한 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse; FFR)과 같은 단순한 수동적인 기법을 이용하여 간섭에 의해 제한을 받은 환경에서 셀-경계에 위치한 단말이 적절한 수율 성능을 가지도록 하는 방법이 적용되었다. 그러나, 셀 당 주파수 자원 사용을 낮추기보다는, ICI를 저감하거나 ICI를 단말이 원하는 신호로 재사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, CoMP 전송 기법이 적용될 수 있다.
하향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 크게 조인트-프로세싱(joint processing; JP) 기법 및 조정 스케줄링/빔포밍 (coordinated scheduling/beamforming; CS/CB) 기법으로 분류할 수 있다.
JP 기법은 CoMP 협력 단위의 각각의 포인트(기지국)에서 데이터를 이용할 수 있다. CoMP 협력 단위는 협력 전송 기법에 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 기법은 조인트 전송(Joint Transmission) 기법과 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 기법으로 분류할 수 있다.
조인트 전송 기법은, PDSCH 가 한번에 복수개의 포인트(CoMP 협력 단위의 일부 또는 전부)로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 단일 단말로 전송되는 데이터는 복수개의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 조인트 전송 기법에 의하면, 코히어런트하게(coherently) 또는 넌-코히어런트하게 (non-coherently) 수신 신호의 품질이 향상될 수 있고, 또한, 다른 단말에 대한 간섭을 능동적으로 소거할 수도 있다.
동적 셀 선택 기법은, PDSCH가 한번에 (CoMP 협력 단위의) 하나의 포인트로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 특정 시점에서 단일 단말로 전송되는 데이터는 하나의 포인트로부터 전송되고, 그 시점에 협력 단위 내의 다른 포인트는 해당 단말에 대하여 데이터 전송을 하지 않으며, 해당 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.
한편, CS/CB 기법에 의하면 CoMP 협력 단위들이 단일 단말에 대한 데이터 전송의 빔포밍을 협력적으로 수행할 수 있다. 여기서, 데이터는 서빙셀(serving-cell)에서만 전송되지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 해당 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의하여 결정될 수 있다.
한편, 상향링크의 경우에, 조정(coordinated) 다중-포인트 수신은 지리적으로 떨어진 복수개의 포인트들의 조정에 의해서 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 조인트 수신(Joint Reception; JR) 및 조정 스케줄링/빔포밍(coordinated scheduling/beamforming; CS/CB)으로 분류할 수 있다.
JR 기법은 PUSCH 를 통해 전송된 신호가 복수개의 수신 포인트에서 수신되는 것을 의미하고, CS/CB 기법은 PUSCH 가 하나의 포인트에서만 수신되지만 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의해 결정되는 것을 의미한다.
이러한 CoMP 시스템을 이용하면, 단말은 다중-셀 기지국(Multi-cell base station)으로부터 공동으로 데이터를 지원받을 수 있다. 또한, 각 기지국은 동일한 무선 주파수 자원(Same Radio Frequency Resource)을 이용하여 하나 이상의 단말에 동시에 지원함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 기지국은 기지국과 단말 간의 채널상태정보에 기초하여 공간 분할 다중접속(Space Division Multiple Access: SDMA) 방법을 수행할 수도 있다.
CoMP 시스템에서 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국들은 백본망(Backbone Network)을 통해 스케줄러(scheduler)에 연결된다. 스케줄러는 백본망을 통하여 각 기지국이 측정한 각 단말 및 협력 기지국 간의 채널 상태에 관한 채널 정보를 피드백 받아 동작할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러는 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국에 대하여 협력적 MIMO 동작을 위한 정보를 스케줄링할 수 있다. 즉, 스케줄러에서 각 기지국으로 협력적 MIMO 동작에 대한 지시를 직접 내릴 수 있다.
상술한 바와 같이 CoMP 시스템은 복수개의 셀들을 하나의 그룹으로 묶어 가상 MIMO 시스템으로 동작하는 것이라 할 수 있으며, 기본적으로는 다중 안테나를 사용하는 MIMO 시스템의 통신 기법이 적용될 수 있다.
반송파 병합
반송파 병합을 설명하기에 앞서 LTE-A에서 무선자원을 관리하기 위해 도입된 셀(Cell)의 개념에 대해 먼저 설명한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 이해될 수 있다. 여기서 상향링크 자원은 필수 요소는 아니며 따라서 셀은 하향링크 자원 단독 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 이루어질 수 있다. 하향링크 자원은 하향링크 구성반송파(Downlink component carrier; DL CC)로 상향링크 자원은 상향링크 구성반송파(Uplink component carrier; UL CC)로 지칭될 수 있다. DL CC 및 UL CC는 반송파 주파수(carrier frequency)로 표현될 수 있으며, 반송파 주파수는 해당 셀에서의 중심주파수(center frequency)를 의미한다.
셀은 프라이머리 주파수(primary frequency)에서 동작하는 프라이머리 셀(primary cell, PCell)과 세컨더리 주파수(secondary frequency)에서 동작하는 세컨더리 셀(secondary cell, SCell)로 분류될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀(serving cell)로 통칭될 수 있다. PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재설정 과정 또는 핸드오버 과정에서 지시된 셀이 PCell이 될 수 있다. 즉, PCell은 후술할 반송파 병합 환경에서 제어관련 중심이 되는 셀로 이해될 수 있다. 단말은 자신의 PCell에서 PUCCH를 할당 받고 전송할 수 있다. SCell은 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정이 이루어진 이후 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 반송파 병합 환경에서 PCell을 제외한 나머지 서빙 셀을 SCell로 볼 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 병합이 설정되지 않았거나 반송파 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 반송파 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 반송파 병합을 지원하는 단말을 위해 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 구성할 수 있다.
도 10은 반송파 병합을 설명하기 위한 도면이다.
반송파 병합은 높은 고속 전송률에 대한 요구에 부합하기 위해 보다 넓은 대역을 사용할 수 있도록 도입된 기술이다. 반송파 병합은 반송파 주파수가 서로 다른 2개 이상의 구성반송파(component carrier, CC)들 또는 2 개 이상의 셀들의 병합(aggregation)으로 정의될 수 있다. 도 10을 참조하면, 도 10(a)는 기존 LTE 시스템에서 하나의 CC를 사용하는 경우의 서브프레임을 나타내고, 도 10(b)는 반송파 병합이 사용되는 경우의 서브프레임을 나타낸다. 도 10(b)에는 예시적으로 20MHz의 CC 3개가 사용되어 총 60MHz의 대역폭을 지원하는 것을 도시하고 있다. 여기서 각 CC는 주파수 상에서 연속적일 수도 있고, 또한 비 연속적일 수도 있다
단말은 하향링크 데이터를 복수개의 DL CC를 통해 동시에 수신하고 모니터링할 수 있다. 각 DL CC와 UL CC 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 또한, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다.
도 11은 크로스-반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)을 설명하기 위한 도면이다.
크로스-반송파 스케줄링이란, 예를 들어, 복수의 서빙 셀 중 어느 하나의 DL CC의 제어영역에 다른 DL CC의 하향링크 스케줄링 할당 정보를 모두 포함하는 것, 또는 복수의 서빙 셀 중 어느 하나의 DL CC의 제어영역에 그 DL CC와 링크되어 있는 복수의 UL CC에 대한 상향링크 스케줄링 승인 정보를 모두 포함하는 것을 의미한다.
크로스-반송파 스케줄링과 관련하여, 반송파 지시자 필드(carrier indicator field, CIF)에 대해 설명한다. CIF는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷에 포함되거나 (예를 들어, 3 비트 크기로 정의됨) 또는 포함되지 않을 수 있으며(예를 들어, 0 비트 크기로 정의됨), 포함된 경우 크로스-반송파 스케줄링이 적용된 것을 나타낸다. 크로스-반송파 스케줄링이 적용되지 않은 경우에는 하향링크 스케줄링 할당 정보는 현재 하향링크 스케줄링 할당 정보가 전송되는 DL CC상에서 유효하다. 또한 상향링크 스케줄링 승인은 하향링크 스케줄링 할당 정보가 전송되는 DL CC 와 링크된 하나의 UL CC에 대해 유효하다.
크로스-반송파 스케줄링이 적용된 경우, CIF는 어느 하나의 DL CC에서 PDCCH를 통해 전송되는 하향링크 스케줄링 할당 정보에 관련된 CC를 지시한다. 예를 들어, 도 11을 참조하면 DL CC A 상의 제어 영역 내 PDCCH를 통해 DL CC B 및 DL CC C에 대한 하향링크 할당 정보, 즉 PDSCH 자원에 대한 정보가 전송된다. 단말은 DL CC A를 모니터링하여 CIF를 통해 PDSCH의 자원영역 및 해당 CC를 알 수 있다.
PDCCH에 CIF가 포함되거나 또는 포함되지 않는지는 반-정적으로 설정될 수 있고, 상위 계층 시그널링에 의해서 단말-특정으로 활성화될 수 있다.
CIF가 비활성화(disabled)된 경우에, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 해당 동일한 DL CC 상의 PDSCH 자원을 할당하고, 특정 DL CC에 링크된 UL CC 상의 PUSCH 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 기존의 PDCCH 구조와 동일한 코딩 방식, CCE 기반 자원 매핑, DCI 포맷 등이 적용될 수 있다.
한편, CIF가 활성화(enabled)되는 경우에, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 복수개의 병합된 CC들 중에서 CIF가 지시하는 하나의 DL/UL CC 상에서의 PDSCH/PUSCH 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 기존의 PDCCH DCI 포맷에 CIF가 추가적으로 정의될 수 있으며, 고정된 3 비트 길이의 필드로 정의되거나, CIF 위치가 DCI 포맷 크기에 무관하게 고정될 수도 있다. 이 경우에도, 기존의 PDCCH 구조와 동일한 코딩 방식, CCE 기반 자원 매핑, DCI 포맷 등이 적용될 수 있다.
CIF가 존재하는 경우에도, 기지국은 PDCCH를 모니터링할 DL CC 세트를 할당할 수 있다. 이에 따라, 단말의 블라인드 디코딩의 부담이 감소할 수 있다. PDCCH 모니터링 CC 세트는 전체 병합된 DL CC의 일부분이고 단말은 PDCCH의 검출/디코딩을 해당 CC 세트에서만 수행할 수 있다. 즉, 단말에 대해서 PDSCH/PUSCH를 스케줄링하기 위해서, 기지국은 PDCCH를 PDCCH 모니터링 CC 세트 상에서만 전송할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 단말-특정 또는 단말 그룹-특정 또는 셀-특정으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 예시에서와 같이 3 개의 DL CC가 병합되는 경우에, DL CC A 가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정될 수 있다. CIF가 비활성화되는 경우, 각각의 DL CC 상의 PDCCH는 DL CC A에서의 PDSCH만을 스케줄링할 수 있다. 한편, CIF가 활성화되면 DL CC A 상의 PDCCH는 DL CC A는 물론 다른 DL CC에서의 PDSCH도 스케줄링할 수 있다. DL CC A가 PDCCH 모니터링 CC로 설정되는 경우에는 DL CC B 및 DL CC C 에는 PDCCH가 전송되지 않을 수 있다.
QCL (Quasi Co-location)
QC 또는 QCL (Quasi Co-Located) 관계는 신호에 대한 관점 또는 채널에 대한 관점에서 설명할 수 있다.
하나의 안테나 포트 상에서 수신되는 신호의 대규모 특성(large scale properties)이 다른 안테나 포트 상에서 수신되는 신호로부터 유추(infer)될 수 있는 경우에, 이들 두 안테나 포트가 QCL된 것이라고 할 수 있다. 여기서, 신호의 대규모 특성이란, 지연 확산(delay spread), 도플러 시프트(Doppler shift), 주파수 시프트(frequency shift), 평균 수신 전력(average received power), 수신 타이밍(received timing) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
또는, 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 전송되는 채널의 대규모 특성이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 전송되는 채널의 특성으로부터 유추될 수 있는 경우에, 이들 두 안테나 포트가 QCL된 것이라고 할 수 있다. 여기서, 채널의 대규모 특성이란 지연 확산(delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 시프트(Doppler shift), 평균 이득(average gain), 및 평균 지연(average delay) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 QC 또는 QCL 이라는 용어를 사용함에 있어서, 위에서 설명하는 신호 관점 또는 채널 관점의 정의를 구분하지는 않는다.
단말의 입장에서 QCL에 대한 가정이 성립하는 안테나 포트들 간에는, 실제로는 두 안테나 포트가 co-located 되어 있지 않더라도 마치 co-located 되어 있는 것으로 가정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 QCL 가정이 성립하는 두 안테나 포트들이 동일한 전송 포인트(TP)에 존재하는 것으로 가정할 수 있다.
예를 들어, 특정 CSI-RS 안테나 포트와, 특정 하향링크 DMRS 안테나 포트와, 특정 CRS 안테나 포트가 QCL되어 있는 것으로 설정될 수 있다. 이는, 특정 CSI-RS 안테나 포트와, 특정 하향링크 DMRS 안테나 포트와, 특정 CRS 안테나 포트가 하나의 서빙셀(serving-cell)로부터의 것인 경우일 수 있다.
또한, CSI-RS 안테나 포트와 하향링크 DMRS 안테나 포트가 QCL되어 있는 것으로 설정될 수도 있다. 예를 들어, 복수개의 TP가 참여하는 CoMP 상황에서, 어떤 CSI-RS 안테나 포트가 실제로 어떤 TP로부터 전송되는 것인지는 단말에게 명시적으로 알려지지 않는다. 이 경우에, 특정 CSI-RS 안테나 포트와 특정 DMRS 안테나 포트가 QCL되어 있는 것을 단말에게 알려줄 수 있다. 이는 상기 특정 CSI-RS 안테나 포트와 특정 DMRS 안테나 포트가 어떤 하나의 TP로부터의 것인 경우일 수도 있다.
이러한 경우, 단말은 CSI-RS 또는 CRS를 이용하여 획득한 채널의 대규모 특성 정보를 이용해서, DMRS를 통한 채널 추정의 성능을 높일 수 있다. 예를 들어, CSI-RS를 통해서 추정된 채널의 지연 확산을 이용해서, DMRS로부터 추정된 채널의 간섭을 억제하는 등의 동작을 할 수 있다.
예를 들어, 지연 확산 및 도플러 확산에 대하여, 단말은 어떤 하나의 안테나 포트에 대한 전력-지연-프로파일(power-delay-profile), 지연 확산 및 도플러 스펙트럼, 도플러 확산 추정 결과를, 다른 안테나 포트에 대한 채널 추정 시 사용되는 위너 필터(Wiener filter) 등에 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 주파수 시프트 및 수신 타이밍에 대해서, 단말은 어떤 하나의 안테나 포트에 대한 시간 및 주파수 동기화(synchronization)를 수행한 후, 동일한 동기화를 다른 안테나 포트의 복조에 적용할 수 있다. 또한, 평균 수신 전력에 대해서, 단말은 2 개 이상의 안테나 포트들에 대해서 참조신호수신전력(reference signal received power; RSRP) 측정을 평균화할 수 있다.
예를 들어, 단말이 PDCCH(혹은 EPDCCH)를 통해 특정 DMRS 기반 DL 관련 DCI 포맷(DMRS-based DL-related DCI format) (예를 들어, DCI 포맷 2C)을 통하여 DL 스케줄링 그랜트 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 설정된 DMRS 시퀀스를 통해 해당 스케줄링된 PDSCH에 대한 채널 추정을 수행한 후 데이터 복조를 수행한다. 예를 들어, 만일 단말이 이러한 DL 스케줄링 그랜트로부터 받은 DMRS 포트 설정이 특정 RS(예를 들어, 특정 CSI-RS, 특정 CRS, 또는 자신의 DL 서빙셀 CRS, 등) 포트와 QCL된 것으로 가정할 수 있다면, 단말은 해당 DMRS 포트를 통한 채널 추정시 상기 특정 RS의 포트로부터 추정했던 지연 확산 등의 대규모 특성 추정치를 그대로 적용하여 DMRS-기반 수신의 성능을 향상시킬 수가 있다.
이는, CSI-RS 또는 CRS는 주파수 도메인에서 전대역에 걸쳐서 전송되는 셀-특정 신호이므로, 단말-특정으로 전송되는 DMRS에 비하여 채널의 대규모 특성을 보다 정확하게 파악할 수 있기 때문이다. 특히, CRS는 매 서브프레임에서 전 대역에 걸쳐서 상대적으로 높은 밀도로 브로드캐스트되는 참조신호이기 때문에, 일반적으로 채널의 대규모 특성에 대한 추정치는 CRS로부터 안정적으로 보다 정확하게 획득할 수 있다. 반면에 DMRS는 스케줄링된 특정 RB에서만 단말-특정으로 전송되므로 채널의 대규모 특성 추정치의 정확도가 CRS 또는 CSI-RS에 비하여 떨어진다. 또한, 단말이 다수의 PRBG를 스케줄링 받은 경우라고 하더라도. 기지국이 송신에 사용한 프리코딩 행렬은 물리 자원 블록 그룹(PRBG) 단위로 변할 수도 있으므로 단말에게 수신되는 유효 채널은 PBRG 단위로 달라질 수 있다. 따라서, 넓은 대역에 걸쳐 DMRS를 기반으로 대규모 채널 특성을 추정하더라도 그 정확성이 떨어질 수 있다.
한편, 단말은 QCL 되어 있지 않은 (non-quasi-co-located; NQC) 안테나 포트(AP)들에 대해서는, 해당 AP들이 동일한 대규모 채널 특성을 가지는 것으로는 가정할 수 없다. 이 경우에 단말은 타이밍 획득 및 추적(timing acquisition and tracking), 주파수 오프셋 추정 및 보상(frequency offset estimation and compensation), 지연 추정(delay estimation), 및 도플러 추정(Doppler estimation) 등에 대하여 NQC AP 별로 독립적으로 처리해야 한다.
QCL 여부는 하향링크 제어 정보(예를 들어, DCI 포맷 2D의 PQI 필드 (PDSCH RE 매핑 및 QCL 지시자 필드))를 통해서 단말에게 제공될 수 있다. 구체적으로, QCL 설정에 대한 파라미터 세트들이 상위계층에 의해서 미리 설정되어 있고, DCI 2D의 PQI 필드를 통해서 상기 QCL 파라미터 세트 들 중에서 특정 하나의 파라미터 세트가 지시될 수 있다.
이하에서는, 본 발명인 비면허 대역(unlicensed band) 을 이용한 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 반송파 검출 (Carrier Sensing)단말과 기지국 간의 신호 송수신 방법을 제안한다. 본 발명에서는 셀룰러 네트워크의 예로 3GPP LTE 시스템을 가정하며 WLAN의 예로 IEEE 802.11 시스템을 가정하여 설명하나, 이는 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 면허 대역 (licensed band)과 비 면허 대역(unlicensed band)의 반송파 집성 상황 하에서, 셀 간의 채널 접속을 효과적으로 조절하는 반송파 검출 방법을 제안한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태인 비면허 대역 및 면허 대역에 따른 eNB와 단말의 통신 형태를 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 면허 대역인 LTE 대역과 비 면허 대역의 반송파 집성 상황을 나타낸다. 구체적으로, 셀룰러 네트워크가 특정 사용자 에게만 허가된 스펙트럼(licensed spectrum)을 이용하여 구축되어 있는 상태에서 셀룰러 네트워크의 데이터 오프로딩(data offloading) 등의 목적으로 모든 사용자에게 허가된 스펙트럼을 이용하도록 시스템이 구축되어 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 UE가 면허 대역과 비 면허 대역 각각에서 두 개의 구성 반송파 (component carrier; CC)를 통하여 무선 통신을 수행 하도록 설정된 상황을 가정하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명에서 제안하는 방식들은 다수 개의 면허 대역과 다수 개의 비 면허 대역들이 반송파 집성 기법으로 이용되는 상황에서도 확장 적용이 가능하다. 여기서, 면허 대역의 반송파는 주구성 반송파(Primary CC; PCC 혹은 PCell로 부를 수 있음), 비 면허 대역의 반송파는 부구성 반송파(Secondary CC; SCC 혹은 SCell로 부를 수 있음)로 해석될 수 있다.
비 면허 대역은 다양한 장치들이 고갈된 주파수 자원을 보강하는 등의 목적으로 면허 없이 사용 가능한 대역이므로, LTE시스템과 Wi-Fi 시스템의 공존이 가능하며, 경쟁 기반의 임의 접속 방식의 동작이 적용된다. 일 예로, 하향 링크의 경우 eNB는 데이터 송수신에 앞서 반송파 검출 (CS: carrier sensing)을 통해 비 면허 대역의 상태를 판단한다. eNB는 SCell의 현재 채널 상태가 busy인지 idle인지를 체크하고 ''idle' 이라고 판단되면, eNB는 PCell의 (E)PDCCH를 통해 (즉, cross carrier scheduling (CCS)) 혹은 SCell의 PDCCH를 통해 스케줄링 그랜트 (grant) 를 전송하고, 데이터 송수신을 시도할 수 있다.
반송파 검출을 수행하는 일 예로, 현재 채널에서 측정된 수신 신호 전력이 일정 기준 값 이상이면 채널이 'busy', 기준 값 이하이면 'idle'로 판단한다. 여기서, 사용하는 기준 값을 이하 임계 값 (threshold) 또는 CCA 임계값 이라 칭한다. 채널의 수신 신호 전력이 일정 기준 값 이상이어서 'idle'상태로 판단되면 eNB는 신호를 송신할 수 있다.
이 경우, eNB는 M개의 연속된 서브프레임으로 구성된 전송 기회 (TxOP: transmission opportunity 혹은 RRP: reserved resource period) 구간을 설정할 수 있으며, M값 및 M개의 서브프레임 용도를 사전에 eNB가 UE에게 알려 줄 수 있다. 일 예로, 서브프레임 용도를 PCell을 이용하여 상위 계층 시그널링 통해 알려주거나 물리 제어 채널 및/또는 물리 데이터 채널을 통해 알려줄 수 있다.
한편, 상향 링크의 경우에는 UE가 CS를 수행하고 eNB의 지시에 따라서 신호를 송신할 지 여부를 결정할 수 있다.
본 발명에서의 동작을 설명하기 전에 비 면허 대역에서 동작하는 WiFi 시스템의 CS에 대해서 먼저 설명한다. WiFi 기지국(STA: Station)은 신호를 송신하기 전에 CS를 수행한다. 다만, CS를 수행함에 있어, 유효한 WiFi 신호가 검출되었는지 여부에 따라서 임계값이 달리 적용될 수 있다. WiFi 기지국은 유효한 WiFi 신호가 검출되지 않은 경우에는 수신 전력과 제 1 CCA 임계값 (예를 들어, -62 dBm) 을 비교하여 busy/idle 여부를 결정한다. 한편, 유효한 WiFi 신호가 검출된 경우에는 수신 전력과 제 2 CCA 임계값(예를 들어 -82 dBm)을 비교하여 busy/idle 여부를 결정한다.
WiFi의 경우 제 1 CCA 임계값이 제 2 CCA 임계값보다 큰 것이 일반적이다. 이를 통해, 현재 진행 중인 전송이 간섭에 취약한 WiFi 신호임을 파악한 WiFi 기지국이 보다 보수적으로 전송을 시도함으로써 현재 진행 중인 WiFi 신호를 더욱 잘 보호하는 효과를 얻을 수 있다.
특정 주파수 채널을 통해 전송되는 WiFi 신호는 사전에 정해진 해당 채널의 대역폭(예를 들어 20 MHz 채널 단위)의 전체를 사용하는 것이 일반적이므로 WiFi 시스템에서 CS 동작은 채널 대역폭 전체에서 수신된 신호를 기반으로 동작할 수도 있다.
이하에서는, LTE 시스템이 상기 설명한 CS 원리를 적용하는 WiFi 시스템과 비 면허 대역에서 효과적으로 공존하기 위한 요구 사항을 설명한다. LTE 시스템이 비 면허 대역에서 WiFi 시스템과 효과적으로 공존하기 위해서는, 먼저 기본적인 채널 접속이 WiFi 시스템과 공평할 것이 요구된다. 즉 LTE가 채널을 사용할 수 있는 확률과 WiFi가 채널을 사용할 수 있는 확률이 비슷한 수준으로 유지되는 것이 바람직하다.
WiFi는 WiFi 신호 이외의 신호가 전송되는 경우에는 제 2 CCA 임계값에 비해 더 높은 제 1 CCA 임계값을 사용하기 때문에, WiFi 신호를 사용하지 않는 LTE 신호는 제 1 CCA 임계값의 적용 대상이 된다. 따라서 LTE 시스템이 WiFi 시스템과 공평하게 채널을 접속하기 위해서는 일차적으로 비슷한 수준의 높은 임계값을 적용하는 것이 바람직하다. 그러나 LTE 시스템이 다른 LTE 시스템으로부터의 신호를 검출한 경우에도 이렇게 높은 임계값을 유지한다면 해당 LTE 시스템으로 과도한 간섭을 유발할 가능성이 생기는데, 특히 두 LTE 시스템이 일련의 인터-셀 간섭 협력 (ICIC: inter-cell interference coordination)를 수행할 수 있다면 적절하게 간섭을 피해가면서 동시 전송을 수행할 수 있게 된다.
이를 위하여 본 발명에서는 WiFi 시스템과의 공평한 채널 접속을 가능하게 하면서도 다른 LTE 시스템과의 ICIC 동작을 가능하게 하는 CS 및 채널 접속 방식을 제안한다. 구체적으로 본 발명에서는 ICIC 동작과 결합된 형태의 두 단계로 구성된 CS를 제안한다. eNB 또는 UE는 우선적으로 제 1 CS 단계 (이하 제 1 CS 단계라 지칭함)를 통하여 WiFi와 공평한 기준에 따라 전체적인 송신 가능 여부를 가결정한 다음 2 단계 CS (이하 제 2 CS 단계라 지칭함)를 세부적인 전송 자원 단위마다 수행함으로써 이전에 전송 중인 LTE 신호와의 ICIC를 수행하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 구체적인 사항은 다음에 설명하듯이 제 1 CS 단계의 자원과 제 2 CS 단계의 자원 사이의 상관 관계에 의해서 상이하게 나타날 수 있다. 설명의 편의를 위하여 생략하였으나, 이하의 단계에서 eNB나 UE는 CS 결과 해당 자원을 이용하여 곧바로 전송을 개시하는 것이 아니라 일련의 랜덤 백오프 (random backoff) 동작을 취하여, 랜덤하게 결정된 횟수 이상 'idle'한 CS 결과가 관찰되어야 전송을 수행할 수 있도록 동작할 수 있다. 이 랜덤 백오프 과정은 제 1 CS 단계 과정에서 나타날 수도 있으며 이 경우, 제 2 CS 단계에서는 별도의 랜덤 백오프 없이 CS 및 전송 동작이 일어날 수도 있다. 즉 제 1 CS 단계를 통하여 랜덤하게 정해진 횟수만큼 idle channel이 발견되어야 제 제 2 CS 단계로 진행될 수 있다. 또는 제 1 CS 단계에서 'idle'발견되면 곧바로 제 2 CS 단계로 진행하되 여기서 랜덤 백오프 진행될 수도 있다.
여기서, 2 단계의 CS 수행방법은 각 단계에서의 반송파 검출을 위한 자원 구성에 따라서 다음과 같이 동작할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제 1 CS 단계에 대하여 설정된 자원은 제 1 CS 자원이라 지칭하고, 제 2 CS 단계에 대하여 설정된 자원은 제 2 CS 자원이라 지칭한다.
<제 1 실시예: 제 1 CS 자원이 제 2 CS 자원을 포함하는 경우>
도 13은 본 발명의 반송파 검출 (CS: Channel Sensing)이 수행될 수 있는 자원 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 13의 (a)는 제 2 CS 자원이 연속하도록 나타나는 경우를 나타내고, 도 13의 (b)는 제 2 CS 자원이 불연속하게 나타나는 경우를 도시한다.
도 13을 참조하면, 제 1 CS 자원은 상대적으로 큰 대역폭의 주파수 영역으로 나타나며, 제 1 CS 자원에 해당하는 주파수 영역은 복수의 주파수 그룹으로 분리되고 각 주파수 그룹이 제 2 CS 단계를 위하여 설정된 제 2 CS 자원의 단위가 된다. 이하에서는 제 1 CS 자원의 주파수 영역을 “채널” 또는 “제 1 주파수 영역”이라 지칭하고 제 2 CS 단계의 대상이 되는 각 주파수 그룹을 “서브채널” 또는 “제 2 주파수 영역” 이라고 지칭한다. 도 13의 (a)에 나타난 바와 같이, 하나의 서브채널은 연속한 주파수 자원을 이용하는 형태로 구성될 수도 있으며, 도 13의 (b)에 나타난 바와 같이, 주파수 다이버시티를 위해 불연속한 자원의 형태로 구성될 수도 있다.
도 13에서와 같이 하나의 채널이 네 개의 서브채널로 나뉘는 경우에 eNB 또는 UE는 채널에 대해서 한 번의 제 1 CS 단계를 수행한 다음 제 2 CS 단계를 각 서브채널 별로 총 네 번에 걸쳐 수행하게 된다.
eNB나 UE는 먼저 상대적으로 큰 대역폭의 채널에서 제 1 CS 단계를 수행하면서 제 1 CS 단계용 임계값을 이용한다. 여기서, 제 1 CS 단계용 임계값은 제 1 임계값(또는 Th1)이라 지칭한다. 상기 설명한 바와 같이 제 1 임계값은 WiFi의 CS에서 사용한 제 1 CCA 임계값과 비슷한 값을 가지는 것이 바람직한데 이는 둘 사이의 공평한 채널 점유를 위해서이다. 또한 제 1 CS 단계의 대상이 되는 채널의 주파수 위치나 주파수 영역의 크기는 WiFi에서 CS의 대상이 되는 채널과 동일하도록 설정되어 둘 사의 공평한 채널 점유를 유도할 수 있다.
eNB나 UE는 제 1 CS 단계에서 채널이 idle하다고 판단되면 잠재적으로 해당 채널의 서브채널 중 하나 혹은 여럿을 사용하여 신호를 전송할 수 있을 것으로 기대하고 제 2 CS 단계를 수행한다.
제 2 CS 단계에서는 각 서브채널별로 CS를 수행하는데, 특히 다른 LTE 시스템과의 ICIC를 위해서 개별 서브채널에서 다른 LTE 시스템이 신호를 송신 중인지를 판단하고 다른 LTE 시스템이 신호를 송신 중이지 않은 것으로 판단되는 서브채널만을 idle한 것으로 판단하는 것이다. 구체적인 방법은 아래와 같다
제 2 CS 단계는 LTE 시스템 고유의 신호를 검출하여 수행될 수도 있으나, 다른 LTE 신호의 검출 없이 수행될 수도 있다. 우선, LTE 시스템 고유의 신호를 사용하여 제 2 CS 단계를 수행하는 방법을 설명한다.
1-1) LTE 시스템 고유의 signal을 사용하여 제 2 CS 단계를 수행하는 방법
한 가지 방법으로 LTE 시스템 고유의 신호를 사용하여 LTE 신호의 존재 여부를 파악할 수 있다. 이 LTE 시스템 고유의 신호는 각 eNB 또는 UE가 전송하는 복조 참조 (demodulation reference) 신호나 동기를 위한 동기화 (synchronization) 신호, 또는 일련의 LTE 전송 신호 앞에 붙어서 LTE 신호의 존재성을 나타내는 프리앰블이나 해당 시점 그리고/또는 후행하는 시점에서의 신호 전송 자원의 위치를 알리는 제어 신호일 수 있다.
eNB나 UE는 사전에 이웃한 eNB 또는 UE가 사용할 신호의 속성을 파악하고 해당 신호가 각 서브채널에 존재하는지 여부를 판단하는 과정을 통하여 제 2 CS 단계를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 eNB 또는 UE는 특정 서브채널에서 사전에 알려진 LTE 시스템 고유의 신호의 수신 전력이 소정 임계값 이상이 되면 해당 서브채널을 busy라 간주할 수 있다. 여기서, 제 2 CS 단계에서 사용되는 임계값을 제 2 임계값 (또는 Th2)이라 지칭한다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예 따라 2 단계의 CS를 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14를 참조하면 제 1 CS 단계 및 제 2 CS 단계는 다음과 같이 수행될 수 있다.
S1403 및 S1405 단계에서, eNB 또는 UE는 비 면허 주파수 대역인 제 1 주파수 영역에 대하여 1차 반송파 검출을 수행한다. S1403 단계에서, 제 1 주파수 영역에서의 제 1 수신 전력을 측정하고, S1405 단계에서 상기 측정된 수신 전력과 상기 1 차 반송파 검출에 대하여 기설정된 제 1 임계값을 비교하는 단계를 수행한다.여기서, 제 1 수신 전력이 상기 제 1 임계값보다 큰 경우에는, 'busy'로 판단하고, 반대로 상기 제 1 수신 전력이 상기 제 1 임계값보다 작은 경우에는 'idle'로 판단한다.
제 1 수신 전력이 상기 제 1 임계값보다 큰 경우, s1407 단계에서 상기 eNB 또는 단말은 'busy'를 선언하고 s1423 단계에서 반송파 검출을 종료한다.
상기 1차 반송파 검출 결과 상기 제 1 주파수 영역이 'idle' 상태인 경우, S1409, S1411, S1413 단계와 같이, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행할 수 있다. S1409 단계에서, 서브채널 #n에서 이웃 eNB 또는 인접 UE로부터 송신되는 신호를 검출한다. 여기서, 송신되는 신호는 앞서 설명한 바와 같이 복조 참조 신호, 프리앰블, 동기화 신호, 제어 신호 등에 기반하여 검출될 수 있다. S1411 단계에서, 상기 검출된 신호에 대한 수신 전력인 제 2 수신 전력을 측정한다. S1403 단계에서, 상기 측정된 제 2 수신 전력과 상기 2차 반송파 검출에 대하여 기설정된 제 2 임계값을 비교한다. 여기서, 제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값보다 큰 경우에는, 'busy'로 판단하고, 반대로 상기 제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값보다 작은 경우에는 'idle'로 판단한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 2 임계값은 상기 제 1 임계값보다 작은 값으로 설정될 수 있다.
제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값보다 큰 경우, s1415 단계에서 상기 eNB 또는 단말은 상기 서브채널 #n에 대하여 'busy'로 선언하고 s1423 단계에서 반송파 검출을 종료한다. 제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값보다 작은 경우 즉, 서브채널 #n이 'idle' 상태인 경우, S1417 단계에서 상기 eNB 또는 단말은 상기 서브채널 #n에 대하여 'idle'을 선언한다.
이후, S1421 단계에서 n을 변경시키면서 다른 서브채널에 대한 제 2 CS 를 반복한다. 예를 들어, 서브채널 #0부터 서브채널 #N-1까지 총 N개의 서브채널이 제 1 제어 영역 또는 채널에 포함되는 경우, n을 0에서 시작하여 1씩 증가시키면서 서브채널 N-1에 대한 채널 검출이 완료될 때까지 각각의 서브채널에 대한 CS를 수행한다. 여기서, 서브채널에 대한 제 2 CS를 반복한다는 것은, S1409 내지 S1421 에 해당하는 단계를 반복하여 수행하는 것을 의미한다. S1421 단계에서, n이 N에 도달한 경우 S1423 단계에서 채널 검출을 종료한다.
이후, 상기 idle로 검출된 적어도 하나의 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행할 수 있다.
이 때 제 2 임계값은 제 1 임계값에 비해서 상대적으로 임계값을 낮추도록 설정함으로써 기존에 존재하는 LTE 시스템을 회피하도록 동작할 수 있다. 보다 구체적으로 한 채널이 N개의 서브채널로 나뉠 경우, 제 1 임계값에 해당하는 전력을 채널 전체에 골고루 분포할 경우에 각 서브채널을 통하여 수신되는 전력은 로그 스케일 (log scale)에서 제 1 임계값 ㅡ10*log10(N)이 된다. 이 경우, 제 2 임계값을 이 값보다 작은 값으로 설정하여 결국 제 1 CS 단계를 통과한 상황에서 보다 보수적인 기준을 적용하여 제 2 CS 단계를 수행함으로써, 기존의 LTE 전송이 존재하는 서브채널로의 간섭을 충분히 적은 수준으로 유지하면서 기존의 LTE 전송이 없는 것이 확실한 서브채널만을 사용하여 자신의 신호를 송신하는 것이다.
이 때 제 2 임계값은 한 가지 값으로 고정될 수도 있지만, 인접한 eNB 및/또는 UE 사이의 수용 가능한 간섭 수준을 고려하여 상호 협의 하에 조절될 수도 있다. 즉, 인접 eNB 및/또는 UE가 높은 간섭을 수용할 수 있다면 더 높은 값을 쓰되 간섭에 민감하다는 사실을 알려오면 더 작은 값을 쓸 수 있다. 물론 이러한 수용 가능한 간섭 수준은 서브채널마다 다르게 설정될 수 있으므로 제 2 CS 단계에서 사용하는 제 2 임계값 각 서브채널별도 다르게 설정될 수 있다. 수용 가능한 간섭 수준이 서브채널마다 다르게 설정되는 일 예로, 특정 서브채널은 사용되지 않아서 높은 간섭을 겪어도 무관한 반면, 다른 서브채널은 간섭에 민감한 UE로의 전송에 사용되어 간섭이 낮은 수준으로 유지되어야 하는 경우가 있다.
극단적인 경우로 특정 서브채널에서는 제 2 임계값을 무한대로 설정하여 해당 서브채널은 항상 전송으로 사용 가능하도록 동작할 수도 있다. 특히 특정 서브채널의 제 2 임계값이 무한대로 설정된 경우는 해당 eNB/UE가 해당 서브채널을 사용하는데 우선권을 부여받았음을 의미할 수 있다. 즉 다른 eNB/UE의 사용 여부와 무관하게 해당 서브채널을 항상 사용할 수 있음을 의미할 수 있다. 이 경우에도 적어도 제 1 CS 단계에서 채널이 idle하다고 판명된 것을 전제로 할 수 있다. 이러한 우선권은 오퍼레이터 (operator) 별로 부여될 수도 있다.
이러한 협의를 위해서 각 eNB는 자신이 각 서브채널 별로 설정 중인 제 2 임계값을 인접 eNB로 알리거나, 혹은 인접 eNB에게 사용하는 각 서브채널에서 사용하는 제 2 임계값을 높이거나 낮출 것을 요구하는 신호를 송신할 수 있다. 이러한 동작에 있어서 제 2 CS 단계에서 idle하다고 판명된 서브채널은 그것을 전송에 사용할 가능성이 허용된다는 것일 뿐, 해당 eNB/UE의 트래픽 (traffic) 상태나 다른 eNB 및/또는 UE와의 자원 협력 (resource coordination) 관계를 감안하여 idle한 서브채널 중 일부를 전송에 사용하지 않도록 동작하는 것도 가능하다.
도 15는 2 단계 CS를 수행하는 방법에 따른 동작의 일 실시예를 나타낸다. 도 15 에서는 eNB의 CS 동작 (도 15에서는 eNB1)을 전제로 설명하였으나, 아래에서 설명하는 내용은 UE에서 CS 동작을 수행하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 서브채널 #0, 서브채널 #2에서는 WiFi AP (Access Point)로부터의 신호가 전송되고, 서브채널 #1, 서브채널 #3에서는 WiFi AP 및 eNB2부터의 신호가 전송되는 상황이다.
또한, 인접한 WiFi AP (Access Point) 에서 20 MHz의 채널 전체를 사용하여 신호를 전송하는 경우에 eNB1에서의 수신 전력이 제 1 임계값 이하가 되는 상황이다. 또한, 다른 인접한 eNB2 에서 4개의 서브채널 중 두 개의 서브채널 (서브채널 #1, #3)에서 신호를 전송하는 경우에 해당 두개의 서브채널에서의 수신 전력이 각각 제 2 임계값 보다는 높게 나타나는 상황에 있다. WiFi AP와 eNB2가 동시에 전송할 때 eNB1이 제 1 CS 단계 과정에서 검출한 해당 채널 전체의 신호 수신 전력은 여전히 제 1 임계값 이하라고 가정한다.
이 경우 eNB1은 제 1 CS 단계를 통하여 채널이 idle하다고 판단하고 신호를 송신하는데 제 2 CS 단계에서는 도 15에 도시된 것과 같이 서브채널 #0과 #2를 idle하다고 판단하여 자신의 전송 서브채널 후보로써 최종 선택하게 되며, 서브채널 #1과 #3에서 진행중인 eNB2의 신호에는 간섭을 미치지 않게 된다.
1-2) 신호 검출 과정 없이 서브채널에서의 수신 전력만으로 제 2 CS 단계를 수행하는 방법
1-1을 통하여 설명한 방식은 신호 검출 과정을 거치므로 LTE 신호의 존재 여부를 보다 확실하게 파악할 수 있으나 검출 과정에서의 구현 복잡도, 검출의 신뢰성, 그리고 배터리 소모의 측면에서 문제가 발생할 수 있다. 이를 완화하기 위해서 신호 검출 과정 없이 각 서브채널에서의 수신 전력만으로 제 2 CS 단계를 수행할 수도 있다. 기본적으로는 1-1을 통하여 설명한 동작을 따르되 인접 eNB 및/또는 UE의 신호를 검출하는 단계(도 14의 1409 단계)를 생략하고 각 서브채널에서의 수신 전력 측정치를 제 2 임계값과 비교하는 형태로 제 2 CS 단계를 수행하는 것이 차이가 있다.
방법 1-1 내지 1-2에서의 특징적인 동작으로, 비록 eNB 및/또는 UE는 한 채널 내의 일부 서브채널만을 사용하여 신호를 송신하고자 하더라도 해당 서브채널을 포함하는 전체 채널에서의 수신 전력을 바탕으로 제 1 CS 단계를 수행한다는 점이다. 이는 상기 설명한 바와 같이 해당 채널의 전 대역폭을 사용하고자 하는 다른 시스템과의 공평한 채널 점유를 위함이다.
한편, UE가 eNB로 신호를 송신하는 상향 링크의 경우에는 제 1 CS 단계와 제 2 CS 단계의 주체가 상이할 수도 있다. 일 예로 eNB가 먼저 제 1 CS 단계를 수행하여 idle하고 판단되면 특정 서브채널을 특정 UE의 전송 자원으로 지정해주며, 이를 수신한 UE가 해당 서브채널에 대해서 제 2 CS 단계를 수행하여 역시 idle하다고 판단되면 eNB 지시에 따라서 신호 송신을 수행할 수 있다.
<제 2 실시예: 제 1 CS 자원이 제 2 CS 자원을 포함하지 않는 경우>
상기 설명한 2 단계 CS를 제 1 CS 자원이 제 2 CS 자원을 포함하지 않는 경우로 확장하는 것도 가능하다. 일 예로 전체 비 면허 대역이 K개의 채널로 구성되어 있다고 가정하자.
이 때 특정 eNB/UE는 특정한 채널을 우선권을 가지는 채널로 할당 받을 수 있으며 나머지 채널은 2 단계 CS를 통해 기회적으로 사용할 수 있다. 예를 들어 특정 오퍼레이터가 해당 채널을 우선권을 가지는 것으로 할당 받고 해당 오퍼레이터에 속하는 eNB 및/또는 UE들이 우선적으로 사용하도록 할 수 있다. 또한, 비 면허 대역에서 상기 특정한 채널을 제외한 나머지 채널에 대하여는 기회적으로 사용하도록 할 수 있다. 편의상 채널 #0에서 특정 eNB/UE가 우선권을 받았다고 가정하면, 나머지 채널 #1, …, #(K-1)은 해당 eNB/UE가 우선권을 부여 받지 못한 자원에 해당한다. 이 경우, 나머지 채널인 #1, … , #(K-1)은 상기 설명한 두 단계 CS의 원리를 적용하여 기회적으로 사용될 수 있다.
즉, eNB/UE는 자신이 우선권을 부여 받은 채널 #0에서 제 1 임계값을 이용하여 제 1 CS 단계를 수행한 다음 idle한 것으로 판명되면 자신이 우선권을 부여 받지 않은 채널 #1, …, #(K-1)에서 제 2 임계값을 이용하여 제 2 CS 단계를 수행하고 최종적으로 idle한 것으로 판단된 채널을 송신의 용도로 활용할 수 있다.
특히 앞에서 설명한 바와 같이 제 2 임계값을 이용하는 제 2 CS 단계에서는, 사전에 파악한 LTE 신호의 검출을 기반으로 하거나, 제 2 임계값을 제 1 임계값에 비해 작은 값을 사용함으로써, eNB 및/또는 UE 자신이 우선권을 부여 받지 않은 채널 #1, …, #(K-1)에서 존재할 수 있는 다른 eNB 및/또는 UE의 신호를 최대한 보호하도록 동작할 수 있다. 여기서, 제 2 임계값을 제 1 임계값에 비해 작은 값을 사용하는 형태는, 각 채널의 대역폭이 같다는 가정하에서 적용될 수도 있다.
이와 같은 동작에 의하면, 제 1 CS 자원이 제 2 CS 자원을 포함하지 않는 경우에도 2 단계의 CS를 수행하는 동작에서는 eNB 또는 UE가 우선권을 부여 받은 채널이 idle한 경우에만 우선권을 부여 받지 않은 채널에 대한 CS가 수행되므로, 결국 우선권 채널이 busy한 경우에 그 대안으로써 우선권을 부여 받지 않은 채널을 점유하는 동작을 차단하는 효과가 있다.
이는 특히 동일 비 면허 대역에서 복수의 오퍼레이터가 동작할 때 eNB 또는 UE의 분포 정도가 상이한 경우에 효과적일 수 있다. 일 예로, 오퍼레이터 A가 채널 #1에 우선권을 가지고 많은 수의 eNB를 설치한 상황에서 오퍼레이터 B가 채널 #2에 우선권을 가지고 적은 수의 eNB를 설치한 상황을 가정할 수 있다.
이 경우, 오퍼레이터 A의 eNB들은 채널 #1을 우선적으로 사용하려 할 것이며 그 결과로 채널 #1이 busy할 확률이 높아질 것이다. 이 경우 오퍼레이터 A의 eNB들이 채널 #1의 상태 (idle 또는 busy)와 무관하게 채널 #2를 사용할 수 있다면, 비록 오퍼레이터 B의 eNB들이 더 우선권을 가진다고 하더라도 우선권을 가지지 않는 많은 수의 오퍼레이터 A의 eNB가 전송하게 되어 오퍼레이터 B의 성능이 열화되는 문제가 발생한다.
따라서 상기 설명한 2 단계의 CS를 적용함으로써 오퍼레이터 A가 오퍼레이터 B에게 우선권이 있는 채널 #2를 사용할 확률을 자신이 우선권을 가지는 채널 #1을 사용할 확률보다 항상 작거나 같도록 유지하는 것이 도움이 될 수 있다. 나아가 특정 eNB 또는 UE가 자신이 우선권을 가지지 않는 채널에서 전송을 하는 시점에서는 반드시 우선권을 가지는 채널에서도 전송을 수행하도록 규정할 수 있다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이 eNB/UE는 자신이 우선권을 부여 받은 채널 #0에서 제 1 임계값을 이용하여 제 1 CS 단계를 수행한 다음 idle한 것으로 판명된 경우에 자신이 우선권을 부여 받지 않은 채널 #1, …, #(K-1)에서 제 2 임계값을 이용하여 제 2 CS 단계를 수행하고 최종적으로 idle한 것으로 판단된 채널을 송신의 용도로 활용할 수 있으며, 제 2 임계값을 제 1 임계값에 비해 작은 값을 사용함으로써, eNB 및/또는 UE 자신이 우선권을 부여 받지 않은 채널 #1, …, #(K-1)에서 존재할 수 있는 다른 eNB 및/또는 UE의 신호를 최대한 보호하도록 동작할 수 있다.
다른 일 예로, eNB/UE는 자신이 우선권을 부여 받은 채널 #0에서 제 1 임계값을 이용하여 제 1 CS 단계를 수행한 다음 busy한 것으로 판명된 경우에 한하여 자신이 우선권을 부여 받지 않은 채널 #1, …, #(K-1)에서 제 2 임계값을 이용하여 제 2 CS 단계를 수행하고 최종적으로 idle한 것으로 판단된 채널을 송신의 용도로 활용할 수 있으며, 이 때에는 자신이 우선권을 부여 받은 채널 #0을 우선적으로 사용하므로 다른 채널의 사용 확률을 줄일 수 있게 된다.
만일 상기 설명한 것과 같은 우선권을 가지는 채널의 점유 문제를 단순한 CCA 임계값 설정만으로도 어느 정도 해결 가능하다면 2 단계의 CS를 반드시 수행할 필요는 없다. 이 경우에는 각 채널 별로 독립적인 CS를 수행할 수 있다. 다만, 각 채널 별로 eNB 또는 UE의 우선권이나 인접 eNB 또는 UE의 간섭 수용 정도에 차이가 있을 수 있으므로 CCA 임계값을 각 채널 별로 상이하게 설정할 수 있다. 물론 이를 위하여 eNB들은 사전에 백홀 신호를 통하여 적절한 정보를 교환할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 16을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(10)는, 수신 모듈(11), 전송 모듈(12), 프로세서(13), 메모리(14) 및 복수개의 안테나(15)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(11)은 외부 장치(예를 들어, 단말)로부터 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송 모듈(12)은 외부 장치(예를 들어, 단말)로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(13)는 기지국 장치(10) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 복수개의 안테나(15)는 기지국 장치(10)가 MIMO 송수신을 지원하는 것을 의미한다.
본 발명의 일례에 따른 기지국 장치(10)는, 소정 주파수 영역에 대하여 반송파 검출 (CARRIER SENSING)을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(13)는, 2 단계의 CS를 수행하여 idle 상태의 채널을 통하여 단말 장치(20)로 하향링크 신호를 송신 또는 단말 장치(20)로부터 상향링크 신호를 수신하도록 전송 모듈(12)을 제어할 수 있다. 기지국 장치(10)의 프로세서(13)는 그 외에도 기지국 장치 (10)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(14)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 16을 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(20)는, 수신 모듈(21), 전송 모듈(22), 프로세서(23), 메모리(24) 및 복수개의 안테나(25)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(21)은 외부 장치(예를 들어, 기지국)로부터 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송 모듈(22)은 외부 장치(예를 들어, 기지국)로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(23)는 단말 장치(20) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 복수개의 안테나(25)는 단말 장치(20)가 MIMO 송수신을 지원하는 것을 의미한다.
본 발명의 일례에 따른 단말 장치(20)는 소정 주파수 영역에 대하여 반송파 검출 (CARRIER SENSING)을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(23)는, 2 단계의 CS를 수행하여 idle 상태의 채널을 통하여 기지국 장치(10)로 상향링크 신호를 송신 또는 기지국 장치(10)로부터 하향링크 신호를 수신하도록 전송 모듈(22)를 제어할 수 있다.
단말 장치(20)의 프로세서(23)는 그 외에도 단말 장치(20)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(24)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
위와 같은 기지국 장치(10) 및 단말 장치(20)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 하향링크 전송 주체(entity) 또는 상향링크 수신 주체는 주로 기지국을 예로 들어 설명하였고, 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체는 주로 단말을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 기지국에 대한 설명은 셀, 안테나 포트, 안테나 포트 그룹, RRH, 전송 포인트, 수신 포인트, 액세스 포인트, 중계기 등이 단말로의 하향링크 전송 주체가 되거나 단말로부터의 상향링크 수신 주체가 되는 경우에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 중계기가 단말로의 하향링크 전송 주체가 되거나 단말로부터의 상향링크 수신 주체가 되는 경우, 또는 중계기가 기지국으로의 상향링크 전송 주체가 되거나 기지국으로부터의 하향링크 수신 주체가 되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예를 통하여 설명한 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital 신호 Processors), DSPDs(Digital 신호 Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 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.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국과 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하는 단계;
    상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 단계; 및
    상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행하는 단계를 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 반송파 검출을 수행하는 단계는,
    상기 채널에서의 제 1 수신 전력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수신 전력과 상기 1차 반송파 검출에 대하여 기설정된 제 1 임계값을 비교하는 단계를 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 반송파 검출을 수행하는 단계는,
    상기 제 2 영역에서의 제 2 수신 전력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수신 전력과 상기 2차 반송파 검출에 대한 기설정된 제 2 임계값을 비교하는 단계를 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 반송파 검출을 수행하는 단계는,
    상기 제 2 영역에서 이웃 셀 또는 이웃 단말의 신호를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 수신 전력은 상기 이웃 기지국 또는 이웃 단말의 신호에 대하여 측정되는,
    신호 송수신 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 2 차 반송파 검출을 수행하는 단계는,
    이웃 기지국 또는 이웃 단말의 신호를 검출하지 않고 수행되는,
    신호 송수신 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 수신 전력이 상기 제 2 임계값 보다 큰 경우, 상기 서브채널은 BUSY 상태인 것으로 결정되고,
    상기 제 2 전력이 상기 제 2 임계값 보다 큰 경우, 상기 서브채널은 IDLE 상태인 것으로 결정되는,
    신호 송수신 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 서브채널에 대한 제 2 임계값은 상기 채널에 대한 제 1 임계값보다 작은 값으로 설정되는,
    신호 송수신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브채널은 상기 채널에 포함되는,
    신호 송수신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브채널은 상기 채널과 서로 다른 대역에 위치하는,
    신호 송수신 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 임계값은 Wi-Fi 시스템에 대하여 기설정된 임계값 중 Wi-Fi 이외의 신호가 전송되는 경우의 임계값과 동일한 값으로 설정되는,
    신호 송수신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 LTE 시스템 또는 LTE-A 시스템인,
    신호 송수신 방법.
  12. 반송파 집성 기법을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말과 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하는 단계;
    상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 단계; 및
    상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 단말로부터 하향링크 신호 송신 또는 상향링크 신호 수신 중 하나를 수행하는 단계를 포함하는,
    신호 송수신 방법.
  13. 반송파 집성 기법을 지원하는 단말에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하고, 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 기지국으로부터 상향링크 신호 송신 또는 하향링크 신호 수신 중 하나를 수행하도록 상기 송수신 모듈을 제어하는,
    단말.
  14. 반송파 집성 기법을 지원하는 기지국에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    비 면허 주파수 대역의 소정 주파수 영역에 대해 설정된 채널에 대하여 1차 반송파 검출을 수행하고, 상기 1차 반송파 검출 결과 상기 채널이 IDLE 상태인 경우, 서브채널에 대하여 2차 반송파 검출을 수행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 2차 반송파 검출 결과에 따라 상기 서브채널이 IDLE 상태인 경우, 상기 서브채널 상에서 상기 단말로부터 하향링크 신호 송신 또는 상향링크 신호 수신 중 하나를 수행하도록 상기 송수신 모듈을 제어하는,
    신호 송수신 방법.
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