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KR20170119661A - 이동 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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KR20170119661A
KR20170119661A KR1020170134912A KR20170134912A KR20170119661A KR 20170119661 A KR20170119661 A KR 20170119661A KR 1020170134912 A KR1020170134912 A KR 1020170134912A KR 20170134912 A KR20170134912 A KR 20170134912A KR 20170119661 A KR20170119661 A KR 20170119661A
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고은석
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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 기지국(eNB: Evolved Node B)이 신호를 송신하는 방법에 있어서, 다수의 무선 유닛(RU: Radio Unit)들 각각으로 동일한 제어 채널 신호를 송신하는 과정과, 상기 다수의 RU들 각각으로 서로 다른 데이터 채널 신호를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 다수의 RU들 각각으로 송신되는 데이터 채널 신호는 해당 데이터 채널 신호를 수신할 UE의 위치와, 로드 밸런싱(load balancing) 중 적어도 하나를 고려하여 결정됨을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD TO TRANSMIT/RECEIVE A SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING A PLURALITY OF RADIO UNITS}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 스마트 폰(smart phone) 가입자가 크게 증가함에 따라 사용자의 트래픽(traffic) 요구량이 급증하고 있다. 또한, 3GPP LTE(Long-Term Evolution) 이동 통신 시스템과 같이 비교적 높은 주파수 효율을 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 기반의 이동 통신 시스템이 상용화를 앞두고 있지만 트래픽 요구량 증가세를 따라잡기엔 역부족이다. 따라서, 전체 시스템 용량을 증대시키기 위해 마이크로 셀(micro-cell) 시스템 및 중계기(repeater) 시스템이 도입되는 추세에 있다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 마이크로 셀 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 마이크로 셀 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 마이크로 셀 시스템은 다수의, 일 예로 4개의 마이크로 셀들(111-1,113-1,115-1,117-1)을 포함한다. 여기서, 상기 마이크로 셀(111-1)은 마이크로 기지국(eNB: Evolved Node B, 이하 'eNB'라 칭하기로 한다)(111-2)이 서비스를 제공하는 서비스 영역이며, 상기 마이크로 셀(113-1)은 마이크로 eNB(113-2)가 서비스를 제공하는 서비스 영역이며, 상기 마이크로 셀(115-1)은 마이크로 eNB(115-2)가 서비스를 제공하는 서비스 영역이며, 상기 마이크로 셀(117-1)은 마이크로 eNB(117-2)가 서비스를 제공하는 서비스 영역이다. 또한, 상기 4개의 마이크로 셀들(111,113,115,117)은 1개의 매크로(macro) eNB(도시하지 않음)가 서비스를 제공하는 서비스 영역과 동일한 크기를 가진다고 가정하기로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 마이크로 셀 시스템에서는 시스템 용량 증대를 위해 eNB가 보다 밀집(dense)하게 설치되며, 따라서 공간적으로 셀이 더 작게 분할된다. 이렇게 셀이 더 작게 분할됨으로써 사용자가 체감하는 평균 용량은 증가하게 되지만, 셀 간 경계 지역에서는 데이터 채널의 간섭으로 인해 데이터 용량이 감소되고, 제어 채널의 간섭으로 인해 outage 발생 확률이 증가된다. 또한, 셀의 크기가 작아질수록 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 'UE'라 칭하기로 한다)는 위치 이동에 따른 핸드오버(handover)를 자주 수행하게 되므로 오버헤드(overhead)가 증가하고 통신 환경이 불안정해 진다.
다음으로 도 2를 참조하여 일반적인 중계기 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 중계기 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 중계기 시스템은 1개의 셀 내에 다수개, 일 예로 4개의 무선 유닛(RU: Radio Unit, 이하 'RU'라 칭하기로 한다)들(211,213,215,217)을 포함한다. 상기 4개의 RU들(211,213,215,217) 각각은 동일한 신호를 송/수신하며, 따라서 상기 RU들(211,213,215,217)간 경계 지역에서는 신호가 매크로 컴바이닝(macro combining)됨으로써 상기 RU들(211,213,215,217)간 경계 지역에 위치하는 UE의 용량이 향상될 뿐만 아니라 outage 발생 확률이 감소된다. 또한, UE가 상기 RU들(211,213,215,217)간을 이동할 경우에는 핸드오버를 수행할 필요가 없다.
상기에서 설명한 바와 같이 중계기 시스템은 공간적으로 떨어진 다수의 RU들을 사용하여 강전계 영역을 확장하므로 주로 coverage 확장 및 coverage hole filling에 사용된다. 하지만, 상기 중계기 시스템은 상기 마이크로 셀 시스템과는 달리 다수의 RU들이 동일한 신호를 송/수신하게 되므로 자원 효율성 및 시스템 용량이 저하된다.
상기에서 설명한 바와 같이 전체 시스템 용량을 증대시키기 위해 도입되고 있는 마이크로 셀 시스템 및 중계기 시스템은 하기와 같은 문제점들을 가진다.
첫 번째로, 상기 마이크로 셀 시스템은 셀 간 경계 지역에 위치하는 UE의 용량이 제한적이고, outage 발생 확률이 비교적 높으며, UE의 비교적 잦은 핸드오버로 인한 오버헤드 증가로 인해 통신 환경이 불안정하다.
두 번째로, 상기 중계기 시스템은 다수의 RU가 동일한 신호를 송/수신함으로써 셀 간 경계 지역에 위치하는 UE의 용량을 개선할 수 있으나, 자원 효율성이 낮아 전체 시스템 용량이 저하된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 기지국에서의 신호 송신방법은; 다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 공통 신호를 생성하는 과정과, 상기 다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 무선 유닛 특정 데이터 신호를 생성하는 과정과, 상기 공통 신호와 상기 무선 유닛 특정 데이터 신호를 다중화하는 과정과, 유선 매체를 통한 채널에서 상기 다중화된 신호를 상기 무선 유닛들 각각으로 전송하는 과정과, 하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하는 과정을 포함하며, 여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 기지국은, 신호를 송신 및 수신하는 송수신기와, 다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 공통 신호를 생성하고, 상기 다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 무선 유닛 특정 데이터 신호를 생성하고, 상기 공통 신호와 상기 무선 유닛 특정 데이터 신호를 다중화하고, 유선 매체를 통한 채널에서 상기 다중화된 신호를 상기 무선 유닛들 각각으로 전송하며, 하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하는 제어부를 포함하며, 여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 무선 유닛에서의 신호 송수신 방법은, 제 1 채널에서의 공통 신호와 제 2 채널에서의 무선 유닛 특정 데이터 신호를 기지국으로부터 수신하는 과정과, 상기 공통 신호와 상기 무선 유닛 특정 데이터 신호를 다중화하는 과정과, 하나 또는 다수의 사용자 단말들로 상기 다중화된 신호를 전송하는 과정과, 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 무선 유닛은, 신호를 송/수신하는 송수신기와, 유선 매체를 통한 제 1 채널에서의 공통 신호와 제 2 채널에서의 무선 유닛 특정 데이터 신호를 기지국으로부터 수신하고, 상기 공통 신호와 상기 무선 유닛 특정 데이터 신호를 다중화하고, 하나 또는 다수의 사용자 단말들로 상기 다중화된 신호를 전송하고, 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 수신하는 제어부를 포함하며, 여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 사용자 단말에서의 신호 수신방법은, 무선 유닛으로부터 제 1 채널에서의 공통 신호와 제 2 채널에서의 무선 유닛 특정 데이터 신호를 수신하는 과정과, 하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 수신하는 과정을 포함하며, 여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 사용자 단말은, 신호를 송/수신하는 송수신기와, 무선 유닛으로부터 제 1 채널에서의 공통 신호와 제 2 채널에서의 무선 유닛 특정 데이터 신호를 수신하고, 하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 수신하는 제어부를 포함하며, 여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 사용자 단말들에 의해 식별됨을 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 RU들이 제어 채널 신호는 동일하게 송신하면서도, 데이터 채널 신호는 독립적으로 송신하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명은 UE의 용량을 증대시킬 뿐만 아니라 outage 발생 확률을 감소시키고, UE의 잦은 핸드오버로 인한 오버헤드를 방지한다.
도 1은 일반적인 마이크로 셀 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 일반적인 중계기 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3GPP LTE 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 도 3의 eNB(311)의 제어 채널 및 데이터 채널 운용 방식을 개략적으로 도시한 도면
도 5는 도 3의 eNB(311)의 내부 구조를 도시한 도면
도 6은 도 5의 제어 채널 관리부(513)의 내부 구조를 도시한 도면
도 7은 도 5의 데이터 채널 관리부(515)의 내부 구조를 도시한 도면
도 8은 도 7의 채널 측정부(711)의 내부 구조를 도시한 도면
도 9는 도 7의 스케쥴러(713)의 동작 과정을 도시한 순서도
도 10은 도 7의 데이터 채널 생성부(717)의 내부 구조를 도시한 도면
도 11은 도 5의 다중화 및 연결부(517)의 내부 구조를 도시한 도면
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 채널(control channel) 신호는 다수의 무선 유닛(RU: Radio Unit, 이하 'RU'라 칭하기로 한다)들이 공유하여 동일하게 송수신하고, 데이터 채널(data channel) 신호는 다수의 RU들이 독립적으로 별도로 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명에서는 상기 이동 통신 시스템이 일 예로 3GPP LTE(Long-Term Evolution) 이동 통신 시스템이라고 가정하기로 한다. 하지만, 본 발명에서 제안하는 신호 송수신 장치 및 방법은 상기 3GPP LTE 이동 통신 시스템 뿐만 아니라 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템 등과 같은 다른 이동 통신 시스템에서도 사용될 수도 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3GPP LTE 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 3GPP LTE 이동 통신 시스템은 기지국(eNB: Evolved Node B, 이하 'eNB'라 칭하기로 한다)(311)과, 적어도 1개의, 일 예로 4개의 RU들(313,315,317,319)과, 적어도 1개의 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 'UE'라 칭하기로 한다)(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 eNB(311)는 제어 채널과 데이터 채널을 차등적으로 운용함으로써 전체 시스템 용량을 증대시킬 뿐만 아니라, UE의 잦은 핸드오버로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 도 3의 eNB(311)의 제어 채널 및 데이터 채널 운용 방식에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 도 3의 eNB(311)의 제어 채널 및 데이터 채널 운용 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 eNB(311)는 RU들(313,315,317,319)을 제어하며, 상기 RU들(313,315,317,319)은 상기 eNB(311)의 제어에 따라 동일한 제어 채널 신호를 공유하여 송신한다. 이와는 달리, 상기 RU들(313,315,317,319) 각각은 상기 eNB(311)의 제어에 따라 별도의 데이터 채널 신호를 송신한다.
그러면 여기서 상기 eNB(311)가 상기 RU들(313,315,317,319)의 제어 채널 신호 송신 및 데이터 채널 송신을 제어하는 방식에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 eNB(311)가 상기 RU들(313,315,317,319)의 제어 채널 신호 송신을 제어하는 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 eNB(311)는 동일한 제어 채널 신호를 상기 RU들(313,315,317,319)이 송신하도록 제어함으로써 특정 UE가 제어 채널 신호를 수신할 때 매크로 컴바이닝(macro combining) 이득을 획득할 수 있도록 한다. 이렇게, 상기 RU들(313,315,317,319)이 동일한 제어 채널 신호를 송신할 경우 제어 채널간 간섭이 발생하지 않으며, 따라서 상기 특정 UE는 매크로 컴바이닝 이득을 획득할 수 있게 되는 것이다.
두 번째로, 상기 eNB(311)가 상기 RU들(313,315,317,319)의 데이터 채널 신호 송신을 제어하는 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 eNB(311)는 상기 RU들(313,315,317,319)이 독립적으로 데이터 채널 신호를 송신하는 것을 가능하게 한다. 즉, 상기 eNB(311)는 상기 RU들(313,315,317,319) 각각이 해당 RU가 선택한 UE에게만 데이터 채널 신호를 송신하도록 제어함으로써 동일한 주파수 자원을 사용하여 서로 다른 UE를 타겟(target)으로 하는 데이터 채널 신호를 다중화하여 송신할 수 있다. 여기서, 상기 eNB(311)는 상기 RU들(313,315,317,319) 각각이 데이터 채널 신호를 송신할 UE를 UE의 위치, 로드 밸런싱(load balancing) 등과 같은 다양한 파라미터들 중 적어도 하나를 고려하여 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 eNB(311)는 상기 RU들(313,315,317,319) 각각과 최단 거리에 위치하는 UE에게 데이터 채널 신호를 송신하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 RU들(313,315,317,319)이 동일한 주파수 자원을 사용하여 서로 다른 UE를 타겟으로 하는 데이터 채널 신호를 다중화하여 송신할 수 있기 때문에 상기 RU들(313,315,317,319)간 경계 지역에서는 데이터 채널간 간섭이 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 간섭 제어 방식을 사용하여 상기 RU들(313,315,317,319)간 경계 지역의 데이터 채널간 간섭을 최소화시켜 상기 RU들(313,315,317,319)간 경계 지역에 위치하는 UE의 용량을 증가시키도록 한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 RU들(313,315,317,319)은 동일한 주파수 자원을 사용하여 서로 다른 UE를 타겟으로 하는 데이터 채널 신호를 다중화하여 송신할 수 있기 때문에 종래의 중계기 시스템에 비해 자원 효율성 및 시스템 용량이 증가된다.
그러면 여기서 도 5를 참조하여 도 3의 eNB(311)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 도 3의 eNB(311)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 eNB(311)는 디지털 유닛(DU: Digital Unit, 이하 'DU'라 칭하기로 한다)(511)을 포함하며, 상기 DU(511)는 제어 채널 관리부(513)와, 데이터 채널 관리부(515)와, 다중화 및 연결부(517)를 포함한다.
상기 제어 채널 관리부(513)는 다운링크(downlink) 제어 채널 신호를 생성한다. 여기서, 상기 제어 채널 관리부(513)는 상기 데이터 채널 관리부(515)로부터 스케줄링(scheduling) 정보를 수신하고, 상기 스케쥴링 정보에 상응하게 다운링크 제어 채널 신호를 생성한다.
상기 데이터 채널 관리부(515)는 스케쥴링 동작을 수행하고, 상기 스케쥴링 동작 수행 결과에 상응하게 스케쥴링 정보를 생성한 후 상기 제어 채널 관리부(513)로 송신한다. 또한, 상기 데이터 채널 관리부(515)는 상기 스케쥴링 정보에 상응하게 다운링크 데이터 채널 신호를 생성한다.
상기 다중화 및 연결부(517)는 상기 제어 채널 관리부(513)에서 생성한 다운링크 제어 채널 신호와 상기 데이터 채널 관리부(515)에서 생성한 다운링크 데이터 채널 신호를 다중화하여 RU들(313,315,317,319)로 송신한다. 도 5에는 도 3에서 설명한 바와 같은 3GPP LTE 이동 통신 시스템의 구조를 가정하였기 때문에 상기 다중화 및 연결부(517)에 RU들(313,315,317,319)이 연결된 경우가 도시되어 있지만, 상기 다중화 및 연결부(517)는 상기 eNB(311)가 서비스하는 셀에 포함되어 있는 RU들 모두와 연결될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 다중화 및 연결부(517)는 상기 RU들(313,315,317,319) 각각으로부터 수신한 업링크(uplink) 데이터 채널 신호를 상기 데이터 채널 관리부(515)로 송신한다.
한편, 상기 RU들(313,315,317,319) 각각은 상기 다중화 및 연결부(517)에서 송신한 다운링크 제어 채널 신호 및 다운링크 데이터 채널 신호를 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리한 후 해당 UE로 송신한다. 또한, 상기 RU들(313,315,317,319) 각각은 상기 eNB(311)와 일 예로 optic fiber를 사용하여 연결되며, 일 예로 CPRI(Common Public Radio Interface)를 사용하여 상기 eNB(311)와 신호를 송수신한다.
또한, 상기 RU들(313,315,317,319)은 공간적으로 서로 다른 영역에 강전계를 형성하는 데 기여하도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 RU들(313,315,317,319) 각각이 일 예로 전방향(omni) 안테나를 사용할 경우 상기 RU들(313,315,317,319)은 도 3에 도시한 바와 같이 공간적으로 분리되어 설치될 수도 있고, 이와는 달리 상기 RU들(313,315,317,319) 각각이 지향성(directional) 안테나를 사용할 경우 상기 RU들(313,315,317,319)은 동일한 위치에 설치될 수 있다. 여기서, 지향성 안테나를 사용하는 RU들(313,315,317,319)이 동일한 위치에 설치될 경우 상기 지향성 안테나의 bore-sight를 상이하게 설정함으로써 강전계 영역을 확장할 수도 있다.
다음으로 도 6을 참조하여 도 5의 제어 채널 관리부(513)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 도 5의 제어 채널 관리부(513)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 제어 채널 관리부(513)는 제어 채널 기준 신호(reference signal) 생성부(611)와, 제어 채널 신호 생성부(613)와, 다중화부(615)를 포함한다.
상기 제어 채널 신호 생성부(613)는 데이터 채널 관리부(515)로부터 수신한 스케쥴링 정보를 사용하여 제어 채널 신호를 생성한다. 여기서, 상기 제어 채널은 일 예로 물리 방송 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel, 이하 'PBCH'라 칭하기로 한다)과, 물리 다운링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel, 이하 'PDCCH'라 칭하기로 한다)과, 물리 제어 포맷 지시자 채널(PCFICH: Physical Control Format Indicator Channel, 이하 'PCFICH'라 칭하기로 한다) 등이 될 수 있다.
또한, 상기 제어 채널 기준 신호 생성부(611)는 UE들의 제어 채널 신호 복조에 사용되는 제어 채널 기준 신호를 생성한다. 여기서, 상기 제어 채널 기준 신호는 일 예로 Cell-specific 기준 신호 등이 될 수 있다.
또한, 상기 다중화부(615)는 상기 제어 채널 기준 신호 생성부(611)에서 생성한 제어 채널 기준 신호와 상기 제어 채널 신호 생성부(613)에서 생성한 제어 채널 신호를 다중화하여 다중화 및 연결부(517)로 출력한다.
다음으로 도 7을 참조하여 도 5의 데이터 채널 관리부(515)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 도 5의 데이터 채널 관리부(515)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 데이터 채널 관리부(515)는 채널 측정부(711)와, 스케쥴러(713)와, 채널 품질 수신부(715)와, 데이터 채널 생성부(717)와, 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)와, 다중화부(721)를 포함한다.
상기 데이터 채널 관리부(515)는 다수의 RU들 각각이 서로 다른 UE에게 독립적으로 데이터 채널 신호를 송신하는 것을 가능하도록 한다. 즉, 상기 데이터 채널 관리부(515)는 상기 eNB(311)가 동일한 주파수 자원을 재사용(reuse)하여 다수의 UE들 각각에 서로 다른 데이터 채널 신호를 송신하는 것을 가능하도록 한다. 여기서, 상기 데이터 채널 관리부(515)는 동일한 주파수 자원을 재사용하여 데이터 채널 신호를 송신하는 UE들을 가급적 공간적으로 떨어져있는 UE들로 결정하여 데이터 채널간 간섭을 최소화하도록 한다.
또한, 데이터 채널 신호는 제어 채널 신호와는 달리 모든 RU들에서 동일하게 송신되는 것이 아니기 때문에 해당 UE에서 모든 RU들에서 동일하게 송신되는 기준 신호, 일 예로 제어 채널 기준 신호의 채널 추정치만을 사용하여 상기 데이터 채널 신호를 수신할 경우 그 수신 성공률이 저하된다. 따라서, 상기 RU들 각각은 데이터 채널 신호를 송신할 UE별로 데이터 채널 기준 신호를 송신하여 해당 UE가 데이터 채널 기준 신호의 채널 추정치를 사용하여 상기 데이터 채널 신호를 수신하도록 하거나, 또는 상기 제어 채널 기준 신호와 빔포밍 웨이트 정보를 동시에 사용하여 데이터 채널 신호의 채널을 추정하도록 하는 것이 바람직하다. 이하, 설명의 편의상 본 발명의 실시예에서는 RU들 각각이 데이터 채널 기준 신호를 별도로 송신하고, UE들이 상기 데이터 채널 기준 신호를 사용하여 데이터 채널 신호를 수신하는 경우를 일 예로 하여 설명하기로 한다. 한편, 상기 데이터 채널 기준 신호는 일 예로 전용(dedicated) 기준 신호 등이 될 수 있으며, 상기 3GPP LTE 이동 통신 시스템이 Rel-8 규격(standard)을 사용할 경우 Transmission Mode 7을 사용하여 상기 전용 기준 신호를 송신할 수 있고, 이와는 달리 상기 3GPP LTE 이동 통신 시스템이 Rel-9 규격을 사용할 경우 Transmission Mode 7 또는 Transmission Mode 8을 사용하여 상기 전용 기준 신호를 송신할 수 있다.
또한, 상기 채널 품질 수신부(715)는 다중화 및 연결부(517)를 통해 각 UE가 측정하여 송신한 채널 품질 정보를 수신하고, 상기 수신한 채널 품질 정보를 상기 스케쥴러(713)로 송신한다.
그러면 여기서 도 8을 참조하여 상기 채널 측정부(711)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 도 7의 채널 측정부(711)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 채널 측정부(711)는 다수개, 일 예로 4개의 UE 신호 검출기들(811-1,811-2,811-3,811-4)과, 다수개, 일 예로 4개의 채널 정보 측정기들(813-1,813-2,813-3,813-4)을 포함한다.
먼저, 다중화 및 연결부(517)를 통해 각 RU로부터 수신된 신호, 즉 각 UE가 송신한 신호는 해당 UE 신호 검출기로 전달된다. 일 예로, RU(313)로부터 수신된 신호는 상기 UE 신호 검출기(811-1)로 전달되고, RU(315)로부터 수신된 신호는 상기 UE 신호 검출기(811-2)로 전달되고, RU(317)로부터 수신된 신호는 상기 UE 신호 검출기(811-3)로 전달되고, RU(319)로부터 수신된 신호는 상기 UE 신호 검출기(811-4)로 전달된다.
상기 UE 신호 검출기들(811-1,811-2,811-3,811-4) 각각은 다중화 및 연결부(517)로부터 전달받은 신호로부터 해당 UE 신호를 검출한 후 상기 UE 신호 검출기들(811-1,811-2,811-3,811-4) 각각에 연결되어 있는 해당 채널 정보 측정기로 상기 검출한 UE 신호를 출력한다. 즉, 상기 UE 신호 검출기(811-1)는 검출한 UE 신호를 상기 채널 정보 측정기(813-1)로 출력하고, 상기 UE 신호 검출기(811-2)는 검출한 UE 신호를 상기 채널 정보 측정기(813-2)로 출력하고, 상기 UE 신호 검출기(811-3)는 검출한 UE 신호를 상기 채널 정보 측정기(813-3)로 출력하고, 상기 UE 신호 검출기(811-4)는 검출한 UE 신호를 상기 채널 정보 측정기(813-4)로 출력한다.
상기 채널 정보 측정기들(813-1,813-2,813-3,813-4) 각각은 해당 UE 신호 검출기에서 검출한 UE 신호를 사용하여 해당 UE와 RU간의 채널 정보를 측정하고, 상기 측정한 채널 정보를 스케쥴러(713)로 출력한다. 여기서, 상기 채널 정보는 해당 UE와 RU간 채널 전력 및 채널 계수(coefficient) 등이 될 수 있다.
여기서, 상기 채널 측정부(711)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 다중화 및 연결부(517)를 통해 RU들로부터 수신된 신호는 해당 UE 신호 검출기로 출력된다. 여기서, 상기 UE 신호 검출기는 UE가 업링크로 송신한 사운딩 기준 신호(SRS: Sounding Reference Signal, 이하 'SRS'라 칭하기로 한다)를 송신하는데, 상기 UE가 송신한 SRS를 사용하여 해당 UE 신호를 검출할 수 있고, 상기 검출한 UE 신호를 해당 채널 정보 측정기로 출력한다. 상기 채널 정보 측정기는 상기 UE 신호 검출기에서 검출한 UE 신호를 사용하여 채널 정보를 측정한다.
다음으로 도 9를 참조하여 상기 스케쥴러(713)의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 도 7의 스케쥴러(713)의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 먼저 911단계에서 상기 스케쥴러(713)는 UE들 각각의 채널 품질을 사용하여 단위 자원별로 스케쥴링 메트릭(metric)을 계산한 후 913단계로 진행한다. 여기서, 상기 단위 자원은 일 예로 서브 밴드(sub-band)가 될 수 있다. 상기 913단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 단위 자원별로 최대 스케쥴링 메트릭을 가지는 UE를 결정한 후 915단계로 진행한다.
상기 915단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 UE들 각각의 UE와 RU간 채널 정보를 사용하여 해당 단위 자원에 상기 채널 품질을 사용하여 결정된, 최대 스케쥴링 메트릭을 가지는 UE 이외에 다른 UE가 추가 할당될 경우의 스케쥴링 메트릭을 계산한 후 917단계로 진행한다. 상기 917단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 단위 자원별로 최대 스케쥴링 메트릭을 가지는 UE를 추가 결정한 후 919단계로 진행한다.
상기 919단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 UE 추가 결정으로 인해 스케쥴링 메트릭이 증가하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 스케쥴링 메트릭이 증가하지 않을 경우 상기 스케쥴러(713)는 921단계로 진행한다. 상기 921단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 결정된 UE들을 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 신호를 송신할 UE들로 최종 결정한 후 스케쥴링 동작 수행을 종료한다.
한편, 상기 919단계에서 검사 결과 상기 스케쥴링 메트릭이 증가할 경우 상기 스케쥴러(713)는 923단계로 진행한다. 상기 923단계에서 상기 스케쥴러(713)는 상기 결정된 UE들을 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 신호를 송신할 UE들로 결정한 후 상기 915단계로 진행한다.
도 9에서도 설명한 바와 같이 상기 스케쥴러(713)는 UE들 각각의 채널 품질을 사용하여 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 채널 신호를 송신할, 최대 스케줄링 metric을 가지는 UE를 결정하고, UE와 RU간 채널 정보를 사용하여 상기 결정한 UE 이외에 또 다른 UE에게 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 채널 신호를 송신할 경우 스케줄링 metric의 증가 여부를 검사한다. 상기 검사 결과 스케쥴링 metric이 증가할 경우 상기 스케쥴러(713)는 상기 결정한 UE들을 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 채널 신호를 송신할 UE들로 결정하고, 또 다시 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 채널 신호를 송신할 UE의 추가 할당 여부를 판단한다. 또한, 상기 검사 결과 metric이 증가하지 않을 경우 상기 스케쥴러(713)는 상기 결정된 UE들을 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 신호를 송신할 UE들로 최종 결정한 후 스케쥴링 동작 수행을 종료한다.
이렇게, 스케쥴링 동작 수행을 종료한 스케쥴러(713)는 상기 최종 결정된 UE들에 상응하는 스케쥴링 정보를 상기 데이터 채널 생성부(717)과 제어 채널 관리부(513)로 출력한다. 상기 스케쥴러(713)는 단위 자원 별로 1개의 UE만을 결정할 수도 있고, 다수의 UE들을 동시에 결정할 수도 있다. 또한, 상기 스케쥴러(713)는 각 UE로 송신할 데이터 채널 신호를 1개의 RU가 송신하도록 할 수도 있고, 다수의 RU들이 함께 송신하도록 할 수도 있다. 또한, 상기 스케쥴러(713)는 상기 채널 정보를 데이터 채널 생성부(717)로 출력하여 필요시 데이터 채널에 적용할 빔포밍 웨이트(beamforming weight)를 결정할 수 있도록 한다.
다음으로 도 10을 참조하여 도 7의 데이터 채널 생성부(717)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 도 7의 데이터 채널 생성부(717)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 데이터 채널 생성부(717)는 빔포밍 웨이트 계산부(1011)와, 인코딩(encoding)/변조(modulation)/채널화(channelization) 처리부(1013)와, 빔포밍 처리부(1015)를 포함한다.
상기 데이터 채널 생성부(717)는 상기 스케쥴러(713)로부터 스케쥴링 정보를 수신하고, 상기 스케쥴링 정보에 상응하게 해당 단위 자원에 대해 할당된, 즉 해당 단위 자원을 사용하여 데이터 채널 신호를 송신할 UE를 타겟으로 하는 트래픽 데이터(traffic data)를 수신한다.
또한, 상기 빔포밍 웨이트 계산부(1011)는 상기 스케쥴링 정보를 사용하여 해당 데이터 채널에 사용할 빔포밍 웨이트를 생성한 후 상기 빔포밍 처리부(1015)와 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)로 출력한다.
상기 인코딩/변조/채널화 처리부(1013)는 상기 트래픽 데이터를 입력하여 인코딩/변조/채널화를 수행하여 상기 빔포밍 처리부(1015)로 출력한다.
상기 빔포밍 처리부(1015)는 상기 인코딩/변조/채널화 처리부(1013)에서 출력한 신호에 빔포밍 처리한 후 RU별로 송신할 신호를 구분하여 상기 다중화부(721)로 출력한다.
또한, 상기 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)는 데이터 채널을 위한 기준 신호, 즉 데이터 채널 기준 신호를 생성한다. 여기서, 상기 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)는 상기 빔포밍 웨이트 계산부(1011)에서 출력한 빔포밍 웨이트를 사용하여 상기 데이터 채널 기준 신호에도 데이터 채널 신호와 동일하게 빔포밍을 처리하여 상기 다중화 및 연결부(517)로 출력한다. 단, 상기에서 설명한 바와 같이 데이터 채널 기준 신호를 생성하는 대신 UE가 제어 채널 기준 신호와 빔포밍 웨이트 정보를 사용하여 데이터 채널 신호의 채널을 추정하도록 할 수도 있으며, 이 경우에는 상기 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)가 데이터 채널 기준 신호를 발생시키지 않아도 된다.
또한, 상기 다중화부(721)는 상기 데이터 채널 생성부(717)과 데이터 채널 기준 신호 생성부(719)에서 출력한 신호를 다중화하여 상기 다중화 및 연결부(517)로 출력한다.
다음으로 도 11을 참조하여 도 5의 다중화 및 연결부(517)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 도 5의 다중화 및 연결부(517)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 상기 다중화 및 연결부(517)는 제어 채널 복사부(1111)와, 다중화부(1113)를 포함한다.
상기 제어 채널 복사부(1111)는 모든 RU들 각각이 동일하게 제어 채널 신호를 송신할 수 있도록 제어 채널 신호를 복사하여 RU별 제어 채널 신호를 생성한 후 RU 별로 구분하여 상기 다중화부(1113)로 출력한다.
상기 다중화부(1113)는 상기 제어 채널 복사부(1111)에서 출력한 신호와 데이터 채널 관리부(515)에서 RU 별로 생성한 데이터 채널 신호를 입력한 후 RU 별로 각각 다중화 하여 해당 RU로 송신한다. 또한, 상기 다중화부(1113)는 RU가 UE로부터 수신한 신호를 상기 데이터 채널 관리부(515)로 출력한다.
한편, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나 RU들 각각은 각종 신호를 송신하는 송신부와, 각종 신호를 수신하는 수신부 및 상기 송신부와 수신부 각각의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 송신부와, 수신부 및 제어부가 별도의 유닛(unit)으로 구현될 수도 있고, 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.
또한, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나 UE는 각종 신호를 송신하는 송신부와, 각종 신호를 수신하는 수신부 및 상기 송신부와 수신부 각각의 동작을 제어하는 제어부와, 각종 신호를 추정하는 추정부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 송신부와, 수신부와, 제어부 및 추정부가 별도의 유닛으로 구현될 수도 있고, 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 공통 신호를 생성하는 과정과,
    상기 다수의 무선 유닛들 각각으로 전송될 무선 유닛 특정 데이터 신호를 생성하는 과정과,
    상기 다수의 무선 유닛들 각각에 대응하여 생성한 공통 신호와 무선 유닛 특정 데이터 신호를 다중화하는 과정과,
    상기 다중화된 신호를 해당 무선 유닛으로 전송하는 과정과,
    하나 또는 다수의 사용자 단말들의 채널 품질 정보를 기반으로 스케줄링 정보를 생성하는 과정을 포함하며,
    여기서, 셀은 상기 공통 신호를 기반으로 상기 하나 또는 다수의 UE들에 의해 식별되는 신호 송신 방법.
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