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WO2012115427A2 - 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Publication number
WO2012115427A2
WO2012115427A2 PCT/KR2012/001301 KR2012001301W WO2012115427A2 WO 2012115427 A2 WO2012115427 A2 WO 2012115427A2 KR 2012001301 W KR2012001301 W KR 2012001301W WO 2012115427 A2 WO2012115427 A2 WO 2012115427A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
channel
control channel
terminal
base station
precoding matrix
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/001301
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012115427A3 (ko
Inventor
김형태
박종현
이승민
서인권
최영섭
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020137019736A priority Critical patent/KR101871721B1/ko
Priority to US13/982,246 priority patent/US9066334B2/en
Publication of WO2012115427A2 publication Critical patent/WO2012115427A2/ko
Publication of WO2012115427A3 publication Critical patent/WO2012115427A3/ko

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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/024—Co-operative use of antennas of several sites, e.g. in co-ordinated multipoint or co-operative multiple-input multiple-output [MIMO] systems
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    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829—Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1861—Physical mapping arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving control channels in a multi-cell cooperative wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is an access gateway (AG) located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an eNB, and a network (E-UTRAN) and connected to an external network.
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20Mhz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest) related information.
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink UL data for uplink (UL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, and the like.
  • the core network may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • a method for receiving a control channel by a terminal includes: receiving a common control channel from a base station; Determining an effective channel between the base station and the terminal according to a flag bit of the terminal indicated by the common control channel; And receiving a terminal specific control channel from the base station based on the effective channel.
  • the terminal specific control channel may be spatially multiplexed with terminal specific control channels of other terminals controlled by the base station.
  • receiving a reference signal from said base station And measuring a channel state between the base station and the terminal using the reference signal.
  • the determining of the effective channel may include: determining the effective channel by applying the calculated precoding matrix to the measured channel state when the flag bit is 1; And when the flag bit is 0, determining the effective channel by applying an identity matrix to the measured channel state.
  • the precoding matrix for the terminal specific control channel is the same as the precoding matrix for the data channel.
  • a terminal apparatus in a wireless communication system includes a receiving module for receiving a common control channel from a base station; And a processor for determining an effective channel between the base station and the terminal according to a flag bit of the terminal indicated by the common control channel, wherein the receiving module is configured to generate a terminal specific control channel from the base station based on the effective channel. It is characterized by receiving.
  • the receiving module receives a reference signal from the base station, and the processor measures the channel state between the base station and the terminal using the reference signal.
  • the processor calculates a precoding matrix for the terminal specific control channel based on the estimated channel state, and the terminal device transmits the calculated precoding matrix to the base station. Characterized in that it further comprises.
  • the processor applies the calculated precoding matrix to the measured channel state to determine the valid channel, and when the flag bit is 0, the measured channel state.
  • the effective channel is determined by applying an identity matrix to the.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in the LTE system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a general CRS pattern when four transmit antenna ports in an LTE system.
  • FIG. 8 illustrates a CRS pattern for transmit antenna port 0 in an LTE system.
  • FIG 9 illustrates a configuration of a heterogeneous network to which a CoMP technique can be applied.
  • FIG. 10 illustrates a multi-rank control channel transmission scheme in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, but this is an exemplary embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD scheme or the TDD scheme.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in the Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme in the downlink, and modulated in the Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) scheme in the uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the second layer provides unnecessary control for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth air interface. It performs header compression function that reduces information.
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connected (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast. Traffic Channel
  • FIG. 3 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE acquires more specific system information by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to a physical downlink control channel (PDCCH) and information on the PDCCH. It may be (S302).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 ⁇ Ts) and is composed of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x Ts).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 OFDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 OFDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (RSs) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in a control region based on a Cell ID (Cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • the RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier x one OFDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the PHICH is a physical hybrid automatic repeat and request (HARQ) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, the PHICH indicates a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is scrambled cell-specifically.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink-shared channel (DL-SCH), an uplink scheduling grant, and HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • Paging channel (PCH) and downlink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C", that is, a transmission format. It is assumed that information about data transmitted using information (eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.) is transmitted through a specific subframe.
  • RTI Radio Network Temporary Identity
  • the terminal in the cell monitors the PDCCH using the RNTI information it has, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive the PDCCH, and through the information of the received PDCCH " Receive the PDSCH indicated by B " and " C ".
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region to which a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region to which a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NACK used for HARQ, Channel Quality Indicator (CQI) indicating downlink channel status, RI (Rank Indicator) for MIMO, and Scheduling Request (SR), which is an uplink resource allocation request. There is this.
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • the reference signal will be described below.
  • the correct signal can be received by finding out the channel information and correcting the distortion of the transmission signal by the channel information in the received signal.
  • it is mainly used to transmit the signal that is known to both the transmitter and the receiver and to find out the information of the channel with the degree of distortion of the signal when the signal is received through the channel.
  • a signal known to both the transmitting side and the transmitting side is called a pilot signal or a reference signal.
  • the present invention intends to improve transmission and reception efficiency by adopting multiple transmission antennas and multiple reception antennas, instead of using one transmission antenna and one reception antenna. If the transmitter or receiver uses multiple antennas to increase capacity or improve performance, a separate reference signal exists for each transmit antenna since the correct signal can be received by knowing the channel condition between each transmit and receive antenna. shall.
  • reference signals can be classified into two types according to their purpose. There is a reference signal for the purpose of channel information acquisition and a reference signal used for data demodulation. In the former, since the UE has a purpose for acquiring downlink channel information, it should be transmitted over a wide band, and a UE that does not receive downlink data in a specific subframe should be able to receive the reference signal and perform channel measurement. do. It is also used for measurement for mobility management such as handover.
  • the latter is a reference signal transmitted together when the base station transmits downlink data, and the UE can perform channel estimation by receiving the reference signal, thus demodulating the data.
  • This reference signal should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • a common reference signal (Common RS, CRS) for measurement associated with channel state information acquisition and handover
  • a UE-specific RS also referred to as a dedicated reference signal, used for data demodulation It can be divided into.
  • the UE-specific reference signal is used only for data demodulation, and the CRS is used for two purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • This CRS is a cell specific reference signal and is transmitted every subframe over a wide band.
  • the CRS is transmitted based on 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. 7 illustrates a general CRS pattern when four transmit antenna ports are used in an LTE system.
  • a reference signal for one antenna port in a frequency axis is mapped and transmitted to one RE per 6 REs. Since one RB consists of 12 REs in frequency, two REs per RB are used for one antenna port.
  • FIG 8 is a diagram illustrating a CRS pattern for transmit antenna port 0 in the LTE system.
  • the base station should be designed to support up to eight transmit antennas in downlink. Therefore, reference signal transmission for up to eight transmit antennas should also be supported.
  • LTE-A backward compatibility
  • the LTE terminal must work well in the LTE-A system, and the system must also support it.
  • additional RSs for up to eight transmit antenna ports should be additionally defined in the time-frequency domain in which the CRS defined in the LTE system is transmitted every subframe over the entire band.
  • the newly designed reference signal in LTE-A system is divided into two categories.
  • Reference signal for channel measurement CSI-RS; Channel State Information-RS
  • eight transmit antennas for selection of MCS, PMI, etc.
  • the CSI-RS for channel measurement purposes is for measurement-oriented purposes for channel estimation, whereas the conventional CRS is used for data demodulation while performing the purposes of channel estimation, handover, etc. There are features that are designed. Of course, this may also be used for the purpose of measuring handover and the like. Since the CSI-RS is transmitted only for the purpose of obtaining information on the channel state, unlike the CRS, the CSI-RS does not need to be transmitted every subframe.
  • a DM-RS is transmitted as a dedicated reference signal to a UE scheduled in a corresponding time-frequency domain. That is, the DM-RS transmitted to a specific UE is transmitted only in a region where the UE is scheduled, that is, a time-frequency region for receiving data.
  • the LTE-A system which is a standard of the next generation mobile communication system, is expected to support a CoMP (Coordinated Multi Point) transmission method, which was not supported in the existing standard, to improve the data rate.
  • the CoMP transmission scheme refers to a transmission scheme in which two or more base stations or cells cooperate with each other to communicate with a terminal in order to improve communication performance between a terminal and a base station (cell or sector) in a shaded area.
  • CoMP transmission can be divided into CoMP-Joint Processing (CoMP-JP) and CoMP-Coordinated Scheduling / beamforming (CoMP-CS / CB) schemes through data sharing. .
  • CoMP-JP CoMP-Joint Processing
  • CoMP-CS / CB CoMP-Coordinated Scheduling / beamforming
  • the terminal may simultaneously receive data from each base station that performs the CoMP transmission scheme, and combine the received signals from each base station to improve reception performance.
  • Joint Transmission JT
  • one of the base stations performing the CoMP transmission scheme may also consider a method for transmitting data to the terminal at a specific time point (DPS; Dynamic Point Selection).
  • DPS Dynamic Point Selection
  • the UE may receive data through one base station, that is, a serving base station, through beamforming.
  • each base station may simultaneously receive a PUSCH signal from the terminal (Joint Reception; JR).
  • JR Joint Reception
  • cooperative scheduling / beamforming scheme CoMP-CS / CB
  • only one base station receives a PUSCH, where the decision to use the cooperative scheduling / beamforming scheme is determined by the cooperative cells (or base stations). Is determined.
  • the CoMP technique can be applied to heterogeneous networks as well as homogeneous networks composed only of macro eNBs.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a heterogeneous network to which a CoMP technique can be applied.
  • FIG. 9 illustrates a network including a radio remote head (RRH) and the like 902 for transmitting and receiving a signal with a macro eNB 901 at a relatively low transmission power.
  • RRH radio remote head
  • the pico cell or RRH located within the coverage of the macro eNB may be connected to the macro eNB by an optical cable.
  • RRH may also be referred to as a micro eNB.
  • This CoMP scenario is to cover the coverage hole of a specific area through the added RRHs compared to a system where only eNB exists and utilize multiple transmission points (TPs) including RRHs.
  • TPs transmission points
  • RRHs can be classified into two types, one of which is a case where each RRHs are all given a cell-ID different from a macro eNB, and each of the RRHs can be regarded as another small cell. In another case, each of the RRHs operates with the same cell identifier as the macro eNB.
  • each RRH and macro eNB are given different cell identifiers, they are recognized as independent cells by the UE. At this time, the UE located at the boundary of each cell receives severe interference from neighbor cells, and various CoMP schemes have been proposed to reduce the interference effect and increase the transmission rate.
  • This cooperative communication can be made for both data transmission and control information transmission. For example, if a serving cell transmits data and control information in a beam that is orthogonal to the dominant channel direction of a particular UE and is orthogonal to the dominant channel direction of the neighboring cell UE, the serving cell transmits data and control information to the UE at high data rates with little interference to the neighboring cell. Downlink signal transmission may be provided. In this case, unlike the existing system, the serving cell must also precode the control information. For this purpose, the serving cell can operate a multi-rank control channel transmission using spatial resources, which is a method proposed by the present invention.
  • each RRH and macro eNB are given the same cell identifier, as described above, each RRH and macro eNB are recognized as one cell by the UE.
  • UE receives data from eNB with each RRH and macro, and in case of data channel, precoding used for data transmission of each UE is simultaneously applied to reference signal so that each UE can estimate its own real channel through which data is transmitted. Can be.
  • the reference signal to which precoding is applied is the above-described DM-RS.
  • each eNB can reuse the data channel used by the neighbor eNBs. For example, referring to FIG. 9, one data channel transmitted by an eNB in one mark and six data channels transmitted by each of six RRHs may exist, such that there may be a total of seven data channels. As the data channel increases, the number of UEs scheduled from the macro eNB and the RRH within the coverage of the macro eNB increases, which increases the overhead of the control channel.
  • control channel receives the macro eNB and the RRH based on one common cell-specific reference signal (CRS), unlike the data channel, even if the number of micro eNBs such as the RRH has the same cell identifier, Only the control channel will be present. Therefore, it is necessary to increase the transmission capacity of the control channel, and it is possible to operate the multi-rank control channel transmission utilizing spatial resources according to the present invention.
  • CRS cell-specific reference signal
  • an eNB refers to an RRH which is a macro eNB or a micro eNB.
  • the eNB transmits a reference signal such as CRS or CSI-RS to the UE.
  • the UE measures a control channel (H) to which precoding is not applied in step 1005, and determines a PMI (hereinafter referred to as CPMI) to be used for UE-specific control channel transmission based on the measured channel.
  • H control channel
  • CPMI PMI
  • the CPMI may be selected as a value having a high correlation with the direction of the measured right dominant singular vector of the channel. Additionally, when the channel from the neighboring base station is measured, the CPMI may be compared with the direction of the postal eigenvector of the adjacent channel. It can be chosen to have a low correlation.
  • the terminal feeds back the CPMI to the eNB in step 1010. Meanwhile, the UE may not additionally feedback the CPMI under the assumption that it is the same as the PMI for the data channel.
  • the eNB performs multi-user MIMO scheduling on a UE Specific Control Channel (UC) with reference to CPMI fed back from the UE in step 1015. That is, by minimizing interference by allowing terminals reporting CPMI orthogonal to each other to transmit the same control channel.
  • Multiple ranks of the control channel may be used for control channel transmission of a plurality of different UEs, such as MU-MIMO, or may be used for transmitting multiple streams for transmitting control information to one UE, such as SU-MIMO.
  • the eNB transmits a CPMI flag for each UE through a common control channel (CC).
  • the CPMI flag is preferably configured with 1 bit for each UE. If the value is '1', it indicates that the terminal specific control channel is precoded and transmitted using the last CPMI received from the UE. 0 'means that precoding is not performed on the UE specific control channel as in the conventional method. For example, when 10 UEs receive a service from a specific cell, and among these, UE-specific control channels for UE1 and UE2 are spatial multiplexed through CPMI, the CPMI flag set may be configured as shown in Table 1 below.
  • the eNB performs downlink transmission based on the reference signal in step 1015.
  • the UE measures the control channel using the CRS in step 1030. Thereafter, in step 1035, the UE blindly decodes a common search space to obtain the common control information.
  • the UE checks its CPMI flag to determine whether the UE-specific search region to which the UE-specific control channel is transmitted is precoded. That is, when the flag value is '1', the UE generates an effective channel of the terminal specific control channel by multiplying the CPMI most recently fed back to the eNB by the estimated channel H.
  • the base station informs the UE of the finally determined index information of the CPMI with the CPMI flag set, and the UE multiplies the CPMI of the index by the estimated channel H to generate an effective channel of the terminal specific control channel.
  • the flag value is '0'
  • the effective channel of the terminal specific control channel is generated by multiplying the unit matrix by the estimated channel H.
  • the UE blindly decodes the UE-specific search region using the effective channel generated in step 1040 to obtain its UE-specific control channel.
  • FIG. 11 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 1100 includes a processor 1110, a memory 1120, an RF module 1130, a display module 1140, and a user interface module 1150.
  • the communication device 1100 is illustrated for convenience of description and some modules may be omitted. In addition, the communication device 1100 may further include necessary modules. In addition, some modules in the communication device 1100 may be classified into more granular modules.
  • the processor 1110 is configured to perform an operation according to an embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. In detail, the detailed operation of the processor 1110 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • the memory 1120 is connected to the processor 1110 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • the RF module 1130 is connected to the processor 1110 and performs a function of converting a baseband signal into a radio signal or converting a radio signal into a baseband signal. To this end, the RF module 1130 performs analog conversion, amplification, filtering and frequency up-conversion, or a reverse process thereof.
  • the display module 1140 is connected to the processor 1110 and displays various information.
  • the display module 1140 may use well-known elements such as, but not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • the user interface module 1150 is connected to the processor 1110 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad and a touch screen.
  • Certain operations described in this document as being performed by a base station may in some cases be performed by an upper node thereof. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), 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.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. 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.
  • control channel transmission and reception method and apparatus for the same in the multi-cell cooperative wireless communication system as described above have been described with reference to the example applied to the 3GPP LTE system, but it is possible to apply to various wireless communication systems in addition to the 3GPP LTE system.

Landscapes

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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 제어 채널을 수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 기지국으로부터 공통 제어 채널을 수신하는 단계, 상기 공통 제어 채널에서 지시하는 상기 단말의 플래그 비트에 따라 상기 기지국과 상기 단말 간의 유효 채널을 결정하는 단계, 및 상기 유효 채널에 기반하여, 상기 기지국으로부터 단말 특정 제어 채널을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 단말 특정 제어 채널은 상기 기지국의 제어를 받는 다른 단말들의 단말 특정 제어 채널들과 공간 다중화된 것을 특징으로 한다.

Description

다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 제어 채널을 수신하는 방법은, 기지국으로부터 공통 제어 채널을 수신하는 단계; 상기 공통 제어 채널에서 지시하는 상기 단말의 플래그 비트에 따라 상기 기지국과 상기 단말 간의 유효 채널을 결정하는 단계; 및 상기 유효 채널에 기반하여, 상기 기지국으로부터 단말 특정 제어 채널을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 단말 특정 제어 채널은 상기 기지국의 제어를 받는 다른 단말들의 단말 특정 제어 채널들과 공간 다중화된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 단계; 및 상기 참조 신호를 이용하여, 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널 상태를 측정하는 단계를 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 추정된 채널 상태에 기반하여, 상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 유효 채널을 결정하는 단계는, 상기 플래그 비트가 1인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 상기 산출된 프리코딩 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 단계; 및 상기 플래그 비트가 0인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 단위 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다만, 상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬은 데이터 채널을 위한 프리코딩 행렬과 동일하다고 가정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서의 단말 장치는, 기지국으로부터 공통 제어 채널을 수신하는 수신 모듈; 상기 공통 제어 채널에서 지시하는 상기 단말의 플래그 비트에 따라 상기 기지국과 상기 단말 간의 유효 채널을 결정하는 프로세서를 포함하고, 상기 수신 모듈은, 상기 유효 채널에 기반하여, 상기 기지국으로부터 단말 특정 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수신 모듈은 상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 참조 신호를 이용하여, 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널 상태를 측정하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 추정된 채널 상태에 기반하여, 상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬을 산출하고, 상기 단말 장치는 상기 산출된 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 송신하기 위한 송신 모듈을 더 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 프로세서는, 상기 플래그 비트가 1인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 상기 산출된 프리코딩 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하고, 상기 플래그 비트가 0인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 단위 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널을 보다 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.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트가 4개인 경우 일반적인 CRS 패턴을 예시하는 도면.
도 8은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트 0에 대한 CRS 패턴을 예시하는 도면.
도 9는 CoMP 기법이 적용될 수 있는 이종 네트워크의 구성을 예시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다중 랭크 제어 채널 송신 기법을 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향 링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
이하, 참조 신호에 대하여 설명한다.
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송 과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 이렇게 왜곡된 신호를 수신 측에서 올바로 수신하기 위해서는, 채널의 정보를 알아내어 수신 신호에서 그 채널 정보만큼 전송 신호의 왜곡을 보정함으로써 올바른 신호를 수신할 수 있다. 이렇게 채널의 정보를 알아내기 위해서는 송신 측과 수신 측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여 그 신호가 채널을 통해 수신될 때 그 신호의 왜곡 정도를 가지고 채널의 정보를 알아내는 방법을 주로 사용하는데, 이때 전송되는 송신 측과 수신 측이 모두 알고 있는 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 혹은 참조 신호 (Reference Signal) 라고 한다.
또한 최근 대부분의 이동통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 지금까지 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 효율을 향상시키고자 한다. 송신 측 혹은 수신 측에서 다중 안테나를 사용하여 용량 증대 혹은 성능 개선을 꾀하는 경우, 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있으므로, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.
무선 통신 시스템에서 참조 신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조 신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조 신호가 있다. 전자는 UE가 하향링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 참조 신호를 수신하고 채널 측정을 수행할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 이동성 관리를 위한 측정을 위해서도 사용된다.
후자는 기지국이 하향링크 데이터를 송신하는 경우 함께 송신하는 참조 신호로서, UE는 해당 참조 신호를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조 신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
LTE 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위해서 두 가지 종류의 하향링크 참조 신호가 정의되어 있다. 구체적으로, 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등과 연관된 측정을 위한 공통 참조 신호 (Common RS, CRS)와 데이터 복조를 위해 사용되고 전용(dedicated) 참조 신호라고도 불리우는 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS)로 구분될 수 있다.
LTE 시스템에서 단말 특정 참조 신호는 데이터 복조용으로만 사용되며, CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 사용된다. 이 CRS는 셀 특정 참조 신호로서 광대역에 걸쳐 매 서브프레임마다 전송된다. 또한, CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 기반하여 전송된다. 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 7은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트가 4개인 경우 일반적인 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, LTE 시스템에서 CRS가 시간-주파수 자원에 맵핑되는 경우, 주파수 축에서 한 안테나 포트에 대한 참조 신호는 6 RE 당 1개의 RE에 맵핑되어 전송된다. 한 RB가 주파수 상에서 12개의 RE로 구성되어 있으므로 한 안테나 포트에 대한 RE는 한 RB당 2개의 RE가 사용된다.
도 8은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트 0에 대한 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
한편, LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서 기지국은 하향링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있도록 디자인되어야 한다. 따라서 최대 8개 송신 안테나에 대한 참조 신호 전송 역시 지원되어야 한다.
LTE 시스템에서 하향링크 참조 신호는 최대 4개의 안테나 포트에 대한 참조 신호만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트에 대한 참조 신호가 추가적으로 정의되어야 한다. 또한, 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 참조 신호는 위에서 설명한 채널 측정을 위한 참조 신호와 데이터 복조를 위한 참조 신호 두 가지가 모두 정의되어야 한다.
LTE-A 시스템을 디자인 함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 하향 호환성(backward compatibility), 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무 무리 없이 잘 동작해야 하고, 시스템 또한 이를 지원해야 한다는 것이다. 참조 신호 전송 관점에서 보았을 때, LTE 시스템에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 추가적으로 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 기존 LTE 시스템의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 참조 신호 패턴을 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서 LTE-A 시스템에서 새로이 디자인되는 참조 신호는 크게 두 가지 분류로 나누게 되는데, MCS, PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 참조 신호(CSI-RS; Channel State Information-RS)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 참조 신호(DM-RS; Demodulation?RS)이다.
채널 측정 목적의 CSI-RS는, 기존의 CRS가 채널 추정을 위한 측정, 핸드 오버 등의 측정 등의 목적을 수행함과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 추정을 위한 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. 물론 이 또한 핸드 오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS는 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로, CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 된다.
또한, 데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 전용 참조 신호로서, DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE에게 송신되는 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.
한편, 차세대 이동통신 시스템의 표준인 LTE-A 시스템에서는 데이터 전송률 향상을 위해 기존 표준에서는 지원되지 않았던 CoMP(Coordinated Multi Point) 전송 방식을 지원할 것으로 예상된다. 여기서, CoMP 전송 방식은 음영 지역에 있는 단말 및 기지국(셀 또는 섹터) 간의 통신성능을 향상시키기 위해 2개 이상의 기지국 혹은 셀이 서로 협력하여 단말과 통신하기 위한 전송 방식을 말한다.
CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협력적 MIMO 형태의 조인트 프로세싱(CoMP-Joint Processing, CoMP-JP) 및 협력 스케줄링/빔포밍(CoMP-Coordinated Scheduling/beamforming, CoMP-CS/CB) 방식으로 구분할 수 있다.
하향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 단말은 CoMP전송 방식을 수행하는 각 기지국으로부터 데이터를 순간적으로 동시에 수신할 수 있으며, 각 기지국으로부터의 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다 (Joint Transmission; JT). 또한, CoMP전송 방식을 수행하는 기지국들 중 하나가 특정 시점에 상기 단말로 데이터를 전송하는 방법도 고려할 수 있다 (DPS; Dynamic Point Selection). 이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 단말은 빔포밍을 통해 데이터를 순간적으로 하나의 기지국, 즉 서빙 기지국을 통해서 수신할 수 있다.
상향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 각 기지국은 단말로부터 PUSCH 신호를 동시에 수신할 수 있다 (Joint Reception; JR). 이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 하나의 기지국만이 PUSCH를 수신하는데 이때 협력 스케줄링/빔포밍 방식을 사용하기로 하는 결정은 협력 셀(혹은 기지국)들에 의해 결정된다.
한편, CoMP 기법은 마크로 eNB로만 구성된 동종 네트워크뿐만 아니라, 이종 네트워크 간에도 적용될 수 있다.
도 9는 CoMP 기법이 적용될 수 있는 이종 네트워크의 구성을 예시하는 도면이다. 특히, 도 9에서 마크로 eNB(901)과 상대적으로 적은 전송 전력으로 신호를 송수신하는 RRH(radio remote head) 등(902)으로 구성된 네트워크를 도시하고 있다. 여기서 마크로 eNB의 커버리지 내에 위치한 피코 셀 또는 RRH는 마크로 eNB과 광 케이블 등으로 연결될 수 있다. 또한, RRH는 마이크로 eNB로도 지칭할 수 있다.
도 9를 참조하면, RRH의 송신 전력은 마크로 eNB의 송신 전력에 비해 상대적으로 낮기 때문에, 각 RRH의 커버리지는 마크로 eNB의 커버리지에 비하여 상대적으로 작다는 것을 알 수 있다.
이와 같은 CoMP 시나리오에서 추구하고자 하는 바는 기존의 마크로 eNB만 존재하는 시스템 대비 추가된 RRH들을 통해 특정 지역의 커버리지 홀(coverage hole)을 커버하거나, RRH를 포함하는 다수의 전송 포인트(TP)들을 활용하여 서로 간의 협조적인 전송을 통해 전체적인 시스템 쓰루풋(throughput)이 증대되는 이득을 기대할 수 있다.
한편, 도 9에서 RRH들은 두 가지로 분류될 수 있으며, 하나는 각 RRH들이 모두 마크로 eNB과 다른 셀 식별자(cell-ID)를 부여받은 경우로서 각 RRH들을 또 다른 소형 셀로 간주할 수 있는 경우이고, 또 하나는 각 RRH들이 모두 마크로 eNB과 동일한 셀 식별자를 가지고 동작하는 경우이다.
각 RRH와 마크로 eNB이 다른 셀 식별자를 부여받은 경우, 이들은 UE에게 독립적인 셀로 인식된다. 이때 각 셀의 경계에 위치한 UE는 인접 셀로부터 심한 간섭을 받게 되는 데, 이러한 간섭 효과를 줄이고 전송률을 높이고자 다양한 CoMP 기법이 제안되고 있다.
이러한 협력 통신은 데이터 전송과 제어 정보 전송에 대해 모두 이루어질 수 있다. 예를 들어 특정 UE의 우세한(dominant) 채널 방향과 일치하면서 인접 셀 UE의 우세한 채널 방향과 직교하는 빔으로 서빙 셀이 데이터와 제어 정보를 전송할 경우, 인접 셀에 작은 간섭을 주면서 높은 전송률로 UE에게 하향링크 신호 전송을 제공할 수 있다. 이 경우 기존 시스템과 다르게 서빙 셀은 제어 정보에도 프리코딩을 수행해야 하며 이를 위해 본 발명에서 제안하는 방식인, 공간 자원을 활용한 다중 랭크 제어 채널 송신을 운용할 수 있다.
다음으로, 각 RRH와 마크로 eNB이 같은 셀 식별자를 부여받은 경우, 상술한 바와 같이 각 RRH와 마크로 eNB은 UE에게 하나의 셀로 인식된다. UE는 각 RRH와 마크로 eNB로부터 데이터를 수신하게 되며, 데이터 채널의 경우 각 UE의 데이터 전송을 위해 사용된 프리코딩을 참조 신호에도 동시에 적용하여 각 UE는 데이터가 전송되는 자신의 실제 채널을 추정할 수 있다. 여기서, 프리코딩이 적용되는 참조 신호가 상술한 DM-RS이다.
이 때문에 동일한 셀 식별자를 갖는 복수의 eNB(마크로 eNB 및 RRH와 같은 마이크로 eNB)가 존재하더라도, 각 eNB는 인접 eNB가 사용한 데이터 채널을 재사용(re-use)할 수 있다. 예를 들어 도 9를 참조하면, 1개의 마크로 eNB이 전송하는 1개의 데이터 채널과 6개의 RRH 각각이 전송하는 6개의 데이터 채널이 존재하여 총 7개의 데이터 채널이 존재할 수 있다. 데이터 채널이 늘어남에 따라 마크로 eNB의 커버리지 내에서 마크로 eNB 및 RRH로부터 스케줄링받는 단말의 수가 늘어나게 되며, 이는 제어 채널의 오버헤드를 증가시키게 된다.
그러나, 제어 채널은 데이터 채널과 달리 마크로 eNB 와 RRH가 하나의 공통된 CRS (cell-specific reference signal)에 기반하여 수신하기 때문에, RRH와 같은 마이크로 eNB 의 개수가 증가하더라도 동일한 셀 식별자를 갖는다면 하나의 제어 채널만이 존재하게 된다. 따라서 제어 채널의 전송 용량 증가가 필요하며, 본 발명에서 하는, 공간 자원을 활용한 다중 랭크 제어 채널 송신을 운용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다중 랭크 제어 채널 송신 기법을 설명하는 도면이다. 특히, 도 10에서 eNB는 마크로 eNB 또는 마이크로 eNB 인 RRH를 지칭한다.
도 10을 참조하면, 단계 1000에서 eNB는 UE에게 CRS 또는 CSI-RS와 같은 참조 신호를 송신한다. 참조 신호를 수신한 UE는 단계 1005에서 프리코딩이 적용되지 않은 제어 채널(H)을 측정하고, 측정된 채널을 바탕으로 단말 특정(UE-specific) 제어 채널 전송에 사용될 PMI (이하, CPMI)를 선정한다. 상기 CPMI 는 측정된 채널의 우편향 고유 벡터(right dominant singular vector)의 방향과 높은 상관관계를 갖는 값으로 선택될 수 있으며, 추가적으로 인접 기지국으로부터의 채널이 측정되었을 경우 인접 채널의 우편향 고유 벡터의 방향과 낮은 상관관계를 갖는 값으로 선택될 수 있다.
계속하여, 단말은 단계 1010에서 상기 CPMI를 eNB로 피드백한다. 한편, 단말은 CPMI를 데이터 채널을 위한 PMI와 같다는 가정하에 추가적으로 피드백 하지 않을 수도 있다.
한편, eNB는 단계 1015에서 UE로부터 피드백 받은 CPMI를 참조하여, 단말 특정 제어 채널(UE Specific Control Channel; 이하 UC)에 다중 사용자 MIMO 스케줄링을 수행한다. 즉, 서로 직교하는 CPMI를 보고한 단말들이 동일한 제어 채널을 함께 전송하도록 함으로서 간섭을 최소화한다. 제어 채널의 다중 랭크는, MU-MIMO와 같이 서로 다른 복수 UE의 제어 채널 전송을 위해 사용될 수 있고, 또는 SU-MIMO와 같이 한 UE에게 제어 정보를 송신하는 다중 스트림을 전송하기 위하여 사용될 수도 있다.
또한, eNB는 단계 1020에서 공통 제어 채널(Common Control Channel; 이하 CC)을 통하여 UE 별 CPMI 프래그를 전송한다. CPMI 프래그는 각 UE당 1 비트로 구성하는 것이 바람직하고, 그 값이 ‘1’ 일 경우 해당 UE로부터 수신한 마지막 CPMI를 이용하여 단말 특정 제어 채널을 프리코딩하여 전송했다는 것을 나타내며, 그 값이 ‘0’일 경우 기존 방식처럼 단말 특정 제어 채널에 프리코딩을 수행하지 않았음을 의미한다. 예를 들어 특정 셀로부터 10명의 UE가 서비스를 받고, 이 중 UE1과 UE2에 대한 단말 특정 제어 채널이 CPMI를 통해 공간 다중화(SDMA) 되었을 경우 CPMI 플래그 세트는 아래 표 1과 같이 구성될 수 있다.
표 1
UE1 UE2 UE3 UE4 UE5 UE6 UE7 UE8 UE9 UE10
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
계속하여, eNB는 단계 1015에서 참조 신호에 기반한 하향링크 전송을 수행한다.
한편, UE은 단계 1030에서CRS를 이용하여 제어 채널을 측정한다. 이후, 단계 1035에서 UE는 공통 검색 영역(Common search space)를 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 상기 공통 제어 정보를 획득한다. 여기서, UE는 자신의 CPMI 플래그를 확인하여 단말 특정 제어 채널이 전송되는 단말 특정 검색 영역이 프리코딩되었는지 여부를 파악한다. 즉, 플래그 값이 ‘1’인 경우, UE는 eNB로 가장 최근에 피드백한 CPMI 를 추정된 채널(H)과 곱하여 상기 단말 특정 제어 채널의 유효 채널을 생성한다. 또는 기지국은 최종 결정된 CPMI의 index 정보를 CPMI 플래그 세트와 함께 UE에게 알려주고, UE는 해당 index의 CPMI를 추정된 채널(H)과 곱하여 상기 단말 특정 제어 채널의 유효 채널을 생성한다. 또한, 플래그 값이 ‘0’인 경우, 단위 행렬과 추정된 채널(H)과 곱하여 상기 단말 특정 제어 채널의 유효 채널을 생성한다.
마지막으로, UE은 단계 1040에서 앞서 생성한 유효 채널을 이용하여 단말 특정 검색 영역을 블라인드 디코딩하여, 자신의 단말 특정 제어 채널을 획득한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 11을 참조하면, 통신 장치(1100)는 프로세서(1110), 메모리(1120), RF 모듈(1130), 디스플레이 모듈(1140) 및 사용자 인터페이스 모듈(1150)을 포함한다.
통신 장치(1100)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1100)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1100)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1110)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1110)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 10에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(1120)는 프로세서(1110)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1130)은 프로세서(1110)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1130)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1140)은 프로세서(1110)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1140)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1150)은 프로세서(1110)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 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. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 다중 셀 협력 무선 통신 시스템에서 제어 채널 송수신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 제어 채널을 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 공통 제어 채널을 수신하는 단계;
    상기 공통 제어 채널에서 지시하는 상기 단말의 플래그 비트에 따라 상기 기지국과 상기 단말 간의 유효 채널을 결정하는 단계; 및
    상기 유효 채널에 기반하여, 상기 기지국으로부터 단말 특정 제어 채널을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 참조 신호를 이용하여, 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널 상태를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 추정된 채널 상태에 기반하여, 상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유효 채널을 결정하는 단계는,
    상기 플래그 비트가 1인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 상기 산출된 프리코딩 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 단계; 및
    상기 플래그 비트가 0인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 단위 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬은,
    데이터 채널을 위한 프리코딩 행렬과 동일한 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 특정 제어 채널은,
    상기 기지국의 제어를 받는 다른 단말들의 단말 특정 제어 채널들과 공간 다중화된 것을 특징으로 하는,
    제어 채널 수신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서의 단말 장치로서,
    기지국으로부터 공통 제어 채널을 수신하는 수신 모듈;
    상기 공통 제어 채널에서 지시하는 상기 단말의 플래그 비트에 따라 상기 기지국과 상기 단말 간의 유효 채널을 결정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 수신 모듈은,
    상기 유효 채널에 기반하여, 상기 기지국으로부터 단말 특정 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신 모듈은상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 참조 신호를 이용하여, 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널 상태를 측정하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 추정된 채널 상태에 기반하여, 상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬을 산출하고,
    상기 단말 장치는,
    상기 산출된 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 송신하기 위한 송신 모듈을 더 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 플래그 비트가 1인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 상기 산출된 프리코딩 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하고,
    상기 플래그 비트가 0인 경우, 상기 측정된 채널 상태에 단위 행렬을 적용하여, 상기 유효 채널을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 단말 특정 제어 채널을 위한 프리코딩 행렬은,
    데이터 채널을 위한 프리코딩 행렬과 동일한 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 단말 특정 제어 채널은,
    상기 기지국의 제어를 받는 다른 단말 장치들의 단말 특정 제어 채널들과 공간 다중화된 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
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