WO2012134131A2 - 이동 셀 핸드오버 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2012134131A2
WO2012134131A2 PCT/KR2012/002182 KR2012002182W WO2012134131A2 WO 2012134131 A2 WO2012134131 A2 WO 2012134131A2 KR 2012002182 W KR2012002182 W KR 2012002182W WO 2012134131 A2 WO2012134131 A2 WO 2012134131A2
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mobile repeater
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    • H04B7/18539—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for performing mobile cell related handover.
  • the repeater is an entity having a function of transmitting and receiving a signal between the macro base station and the terminal, and may be introduced for expanding service coverage and improving cell boundary yield.
  • the cell formed by the repeater may have mobility, which may be referred to as a mobile cell.
  • an unnecessary handover process may be performed if the existing handover operation is followed.
  • An object of the present invention is to provide a method in which handover related to mobile cell can be performed efficiently and accurately.
  • a method of performing a mobile repeater handover by a terminal comprising: reporting information on a state of the terminal with respect to the mobile repeater handover to a serving base station; And performing the mobile repeater handover based on a handover command from the serving base station determined based on the state of the terminal.
  • a method for supporting a mobile repeater handover comprising: receiving information on a state of a terminal for the mobile repeater handover; And determining whether to perform handover based on the state of the terminal and transmitting a handover command to the terminal.
  • the terminal apparatus for performing a mobile repeater handover a transmission module for transmitting a signal to the network; A receiving module for receiving a signal from a network; And a processor controlling the terminal device including the transmission module and the reception module.
  • the processor is configured to report information on a state of the terminal to the mobile repeater handover to a serving base station through the transmission module;
  • the mobile repeater handover may be configured based on a handover command from the serving base station determined based on the state of the terminal.
  • a base station apparatus supporting a mobile repeater handover a transmission module for transmitting a signal to the terminal; A receiving module for receiving a signal from the terminal; And a processor controlling the base station apparatus including the transmitting module and the receiving module.
  • the processor is configured to receive information on a state of a terminal with respect to the mobile repeater handover through the receiving module; It may be configured to determine whether to perform a handover based on the state of the terminal, and transmit a handover command to the terminal through the transmission module.
  • the state of the terminal is one of a first state in which the terminal has the same expected movement path as the expected movement path of the mobile repeater, or a second state in which the terminal has a different expected movement path than the expected movement path of the mobile repeater. Can be.
  • the mobile repeater handover is a handover from the mobile repeater to another base station, when the state of the terminal is the first state, the mobile repeater handover is not performed, and when the second state is the mobile repeater handover Can be performed.
  • the mobile repeater handover is a handover from another base station to the mobile repeater
  • the mobile repeater handover is performed when the state of the terminal is the first state
  • the mobile repeater handover is performed when the second state is the second state. It may not be performed.
  • the state of the terminal may be determined by one or more of information input from a user of the terminal, identification information preset for the terminal, or a sensing result of the terminal. ,
  • the information input from the user of the terminal may be a response of the user to a request for confirmation of the state of the terminal.
  • the predetermined identification information may include at least one of an expected movement path of the mobile repeater, identification information of the mobile repeater, identification information of a mobile means equipped with the mobile repeater, time or place.
  • the sensing result of the terminal may be a result of sensing a signal from the mobile repeater or a device located with the mobile repeater, or the terminal predicts a moving path, a departure time, a departure place, an arrival time, or an arrival place of the mobile repeater. It may be one or more of the results of sensing the medium containing information on one or more of the.
  • the state of the terminal may be one of a first state in which the mobile repeater handover is allowed or a second state in which the mobile repeater handover is prohibited.
  • the mobile repeater handover may be a handover from the mobile repeater to another base station or a handover from the other base station to the mobile repeater.
  • a method may be provided in which a mobile cell can efficiently and accurately perform an associated handover.
  • 1 illustrates 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.
  • 6 is a diagram illustrating resource division for transmission to a relay.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a handover process.
  • FIG 8 and 9 are views illustrating various handover situations that may occur when a mobile repeater is introduced.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a mobile repeater handover method according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a terminal apparatus and a base station 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.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a 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. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of 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 (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • RN relay node
  • RS relay station
  • 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
  • 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.
  • a structure of a radio frame will be described with reference to FIG. 1.
  • 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 normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, 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 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, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • One subframe consists of two slots.
  • 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 general 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 N DLs of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 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.
  • 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 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.
  • the UE may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • the 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.
  • 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 cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier P-RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB))
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI Random Access-RNTI
  • RA-RNTI may be masked to the CRC to indicate a random access response that is a response to transmission of a random access preamble of the terminal.
  • 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 physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • 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.
  • the number of transmit antennas N T As shown in Fig. 5 (a), the number of transmit antennas N T , The number of receiving antennas N R Increasing the number of channels increases the theoretical channel transmission capacity in proportion to the number of antennas, as opposed to using multiple antennas only at the transmitter or receiver. Therefore, the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved. As the channel transmission capacity increases, the transmission rate is theoretically the maximum transmission rate when using a single antenna ( R o Rate of increase in R i Can be multiplied by
  • 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 transmission signal when there are N T transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is N T.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information The transmit power may be different.
  • Each transmit power In this case, the transmission information whose transmission power is adjusted may be expressed as follows.
  • Weighting matrix N T transmitted signals actually applied by applying Consider the case where is configured.
  • Weighting matrix Plays a role in properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Vector It can be expressed as follows.
  • Received signal is received signal of each antenna when there are N R receiving antennas Can be expressed as a vector as
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes. From the transmit antenna j to the channel through the receive antenna i It is indicated by. Note that in the order of the index, the receiving antenna index is first, and the index of the transmitting antenna is later.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a channel from N T transmit antennas to receive antenna i .
  • the channels may be bundled and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from the total N T transmit antennas to the receive antenna i may be represented as follows.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the received signal may be expressed as follows through the above-described mathematical modeling.
  • the channel matrix indicating the channel state The number of rows and columns of is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • Channel matrix The number of rows 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 The matrix is 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.
  • Channel matrix Rank of ( ) Is limited to
  • 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.
  • 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
  • existing LTE system is located in a cell-boundary in an environment that is limited by interference by 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 with 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 the 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.
  • a PUSCH is received 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.
  • 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 channel state information (CSI) fed back may include a rank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI), and a channel quality indicator (CQI).
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix index
  • CQI channel quality indicator
  • 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
  • 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 is a value that reflects the received SINR that can be obtained when the base station configures the spatial channel using the 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
  • the precoding information fed back by the receiver may be indicated by a combination of two PMIs.
  • One of the two PMIs (first PMI) has the property of long term and / or wideband and may be referred to as W1.
  • the other one of the two PMIs (second PMI) has a short term and / or subband attribute and may be referred to as W2.
  • W1 reflects the frequency and / or time average characteristics of the channel.
  • W1 reflects the characteristics of a long term channel in time, reflects the characteristics of a wideband channel in frequency, or reflects the characteristics of a wideband channel in frequency while being long term in time. It can be defined as.
  • W1 is referred to as channel state information (or long term-wideband PMI) of long term-wideband attribute.
  • W2 reflects a relatively instantaneous channel characteristic compared to W1.
  • W2 is a channel that reflects the characteristics of a short term channel in time, reflects the characteristics of a subband channel in frequency, or reflects the characteristics of a subband channel in frequency while being short term in time. It can be defined as status information.
  • W1 is referred to as channel state information (or short-term subband PMI) of short-term-subband attribute.
  • the precoding matrices representing the channel information of each attribute are There is a need to construct separate codebooks that are constructed (ie, the first codebook for W1 and the second codebook for W2).
  • the form of the codebook configured as described above may be referred to as a hierarchical codebook.
  • determining a codebook to be finally used using the hierarchical codebook may be referred to as hierarchical codebook transformation.
  • a codebook may be converted using a long term covariance matrix of a channel as shown in Equation 12 below.
  • W1 long-term wide-band PMI
  • a codebook eg, a first codebook
  • W2 short-term subband PMI
  • W1 corresponds to a precoding matrix included in the first codebook that reflects channel information of the long-term-band attribute.
  • W2 short-term subband PMI
  • W2 represents a codeword constituting a codebook (for example, a second codebook) made to reflect channel information of short-term-subband attributes. That is, W2 corresponds to a precoding matrix included in the second codebook reflecting channel information of short-term subband attributes.
  • W represents the codeword of the converted final codebook.
  • norm (A) means a matrix in which norm is normalized to 1 for each column of the matrix A.
  • W1 and W2 may have a structure as shown in Equation 13 below.
  • W1 may be defined as a block diagonal matrix, and each block is the same matrix X i .
  • One block X i may be defined as a matrix of size (Nt / 2) ⁇ M. Where Nt is the number of transmit antennas.
  • the M value can be determined so that the feedback overhead does not increase too much while maintaining proper feedback accuracy.
  • W2 Represents a predetermined phase value, respectively.
  • 1 ⁇ k, l, m ⁇ M and k, l, m are integers, respectively.
  • the codebook structure shown in Equation 13 above uses a cross-polarized (X-pol) antenna configuration, where the spacing between antennas is dense (typically, the distance between adjacent antennas is less than half the signal wavelength). It is a structure designed to reflect the correlation characteristics of the channel occurring in the case).
  • the cross-polar antenna configuration can be shown in Table 1 below.
  • the 8Tx cross-polar antenna configuration may be expressed as being composed of two antenna groups having polarities perpendicular to each other.
  • Antennas of antenna group 1 (antennas 1, 2, 3, 4) have the same polarity (eg vertical polarization) and antennas of antenna group 2 (antennas 5, 6, 7, 8) have the same polarity ( For example, it may have horizontal polarization.
  • the two antenna groups are co-located.
  • antennas 1 and 5 may be installed at the same position
  • antennas 2 and 6 may be installed at the same position
  • antennas 3 and 7 may be installed at the same position
  • antennas 2 and 8 may be installed at the same position.
  • the antennas in one antenna group have the same polarity as a uniform linear array (ULA), and the correlation between antennas in one antenna group has a linear phase increment characteristic.
  • the correlation between antenna groups has a phase rotated characteristic.
  • Equation 14 shows an example in which the final codeword W is determined by multiplying the W1 codeword by the rank 1 and the W2 codeword.
  • Equation 14 the final codeword is represented by a vector of Nt ⁇ 1, and a higher vector ( ) And subvector ( Structured as two vectors of).
  • Parent vector ) Represents the correlation characteristics of the horizontal polarity antenna group of the cross polarity antenna
  • the lower vector ( ) Represents the correlation characteristics of the vertical polar antenna group.
  • single-cell MU-MIMO can be enabled by using high accuracy channel feedback, and similarly, high accuracy channel feedback is required in CoMP operation.
  • CoMP JT operation since several base stations cooperatively transmit the same data to a specific UE, it may theoretically be regarded as a MIMO system in which a plurality of antennas are geographically dispersed. That is, even in the case of MU-MIMO operation in CoMP JT, as in single-cell MU-MIMO, high level of channel information accuracy is required to avoid co-scheduling between UEs.
  • CoMP CB operation sophisticated channel information is required to avoid interference caused by the neighboring cell to the serving cell.
  • Repeaters may be considered, for example, to extend high data rate coverage, improve group mobility, ad hoc network deployment, improve cell boundary yield and / or provide network coverage in new areas.
  • the relay plays a role of forwarding transmission and reception between the base station and the terminal, and two types of links (backhaul link and access link) having different attributes are applied to each carrier frequency band.
  • the base station may comprise a donor cell.
  • the repeater is wirelessly connected to the radio-access network through the donor cell.
  • the backhaul link between the base station and the repeater may be represented as a backhaul downlink when using a downlink frequency band or a downlink subframe resource, and as a backhaul uplink when using an uplink frequency band or an uplink subframe resource.
  • the frequency band is a resource allocated in the frequency division duplex (FDD) mode
  • the subframe is a resource allocated in the time division duplex (TDD) mode.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the access link between the repeater and the terminal (s) uses downlink frequency band or downlink subframe resources, it is expressed as access downlink, and when uplink frequency band or uplink subframe resource is used, access uplink. Can be represented by a link.
  • the base station requires a function of uplink reception and downlink transmission
  • the terminal requires a function of uplink transmission and downlink reception.
  • the repeater requires all the functions of backhaul uplink transmission to the base station, access uplink reception from the terminal, backhaul downlink reception from the base station, and access downlink transmission to the terminal.
  • the band (or spectrum) of the repeater the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is called 'in-band', and the backhaul link and the access link operate in different frequency bands. This is called an 'out-band'.
  • a terminal operating according to an existing LTE system eg, Release-8 (hereinafter referred to as a legacy terminal) should be able to access the donor cell.
  • the repeater may be classified as a transparent repeater or a non-transparent repeater.
  • a transparent means a case in which a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a repeater
  • a non-transient refers to a case in which a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a repeater.
  • the repeater may be divided into a repeater configured as part of the donor cell or a repeater controlling the cell by itself.
  • the repeater configured as part of the donor cell may have a repeater identifier (ID), but does not have the repeater's own cell identity.
  • ID a repeater identifier
  • RRM Radio Resource Management
  • a relay configured as part of the donor cell.
  • such a repeater can support legacy terminals.
  • various types of smart repeaters, decode-and-forward relays, L2 (second layer) repeaters, and type-2 repeaters are examples of such repeaters.
  • the repeater controls one or several cells, each of the cells controlled by the repeater is provided with a unique physical layer cell identity, and may use the same RRM mechanism. From a terminal perspective, there is no difference between accessing a cell controlled by a repeater and accessing a cell controlled by a general base station.
  • the cell controlled by this repeater may support the legacy terminal.
  • self-backhauling repeaters, L3 (third layer) repeaters, type-1 repeaters and type-1a repeaters are such repeaters.
  • the type-1 repeater controls the plurality of cells as an in-band repeater, each of which appears to be a separate cell from the donor cell from the terminal's point of view. Also, the plurality of cells have their own physical cell IDs (defined in LTE Release-8), and the repeater may transmit its own synchronization channel, reference signal, and the like. In the case of single-cell operation, the terminal may receive scheduling information and HARQ feedback directly from the relay and transmit its control channel (scheduling request (SR), CQI, ACK / NACK, etc.) to the relay.
  • the type-1 repeater appears to be a legacy base station (base stations operating according to the LTE Release-8 system). That is, it has backward compatibility.
  • the type-1 repeater may be seen as a base station different from the legacy base station, thereby providing performance improvement.
  • the type-1a repeater has the same features as the type-1 repeater described above in addition to operating out-band.
  • the operation of the type-1a repeater may be configured to minimize or eliminate the impact on L1 (first layer) operation.
  • the type-2 repeater is an in-band repeater and does not have a separate physical cell ID and thus does not form a new cell.
  • the type 2 repeater is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal is not aware of the presence of the type 2 repeater.
  • the type-2 repeater may transmit a PDSCH, but not at least CRS and PDCCH.
  • resource partitioning In order for the repeater to operate in-band, some resources in time-frequency space must be reserved for the backhaul link and these resources can be configured not to be used for the access link. This is called resource partitioning.
  • the backhaul downlink and the access downlink may be multiplexed in a time division multiplexing (TDM) scheme on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul downlink or the access downlink is activated at a specific time).
  • TDM time division multiplexing
  • the backhaul uplink and access uplink may be multiplexed in a TDM manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul uplink or access uplink is activated at a particular time).
  • Backhaul link multiplexing in FDD may be described as backhaul downlink transmission is performed in a downlink frequency band, and backhaul uplink transmission is performed in an uplink frequency band.
  • Backhaul link multiplexing in TDD may be described as backhaul downlink transmission is performed in a downlink subframe of a base station and a repeater, and backhaul uplink transmission is performed in an uplink subframe of a base station and a repeater.
  • an in-band repeater for example, when a backhaul downlink reception from a base station and an access downlink transmission to a terminal are simultaneously performed in a predetermined frequency band, a signal transmitted from the transmitting end of the repeater is received at the receiving end of the repeater. This may result in signal interference or RF jamming at the RF front-end of the repeater. Similarly, if the reception of the access uplink from the terminal and the transmission of the backhaul uplink to the base station are simultaneously performed in a predetermined frequency band, signal interference may occur at the RF front end of the repeater.
  • simultaneous transmission and reception in one frequency band in a repeater is sufficient separation between the received signal and the transmitted signal (e.g., with sufficient geographical separation of the transmit and receive antennas (e.g., ground / underground)). If is not provided, it is difficult to implement.
  • a first subframe 1010 is a general subframe, and a downlink (ie, access downlink) control signal and data are transmitted from a repeater to a terminal, and the second subframe 1020 is a multicast broadcast single frequency (MBSFN).
  • MBSFN multicast broadcast single frequency
  • a control signal is transmitted from the repeater to the terminal in the control region 1021 of the downlink subframe, but no transmission is performed from the repeater to the terminal in the remaining region 1022 of the downlink subframe.
  • the legacy UE since the physical downlink control channel (PDCCH) is expected to be transmitted in all downlink subframes (in other words, the repeater receives the PDCCH in every subframe and the legacy UEs in their area measure the measurement function). It is necessary to support to perform the (), to transmit the PDCCH in all downlink subframes for the correct operation of the legacy terminal.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the repeater needs to perform access downlink transmission instead of receiving the backhaul downlink.
  • the PDCCH is transmitted from the repeater to the terminal in the control region 1021 of the second subframe, backward compatibility with respect to the legacy terminal served by the repeater may be provided.
  • the repeater may receive the transmission from the base station while no transmission is performed from the repeater to the terminal. Accordingly, through this resource partitioning scheme, it is possible to prevent access downlink transmission and backhaul downlink reception from being simultaneously performed in the in-band repeater.
  • MBSFN subframe is a subframe for MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast Service) in principle, and MBMS means a service for transmitting the same signal simultaneously in multiple cells.
  • the control region 1021 of the second subframe may be referred to as a relay non-hearing section.
  • the repeater non-listening period means a period in which the repeater transmits the access downlink signal without receiving the backhaul downlink signal. This interval may be set to 1, 2 or 3 OFDM lengths as described above.
  • the repeater may perform access downlink transmission to the terminal and receive the backhaul downlink from the base station in the remaining area 1022.
  • the guard time GT needs to be set so that the repeater performs transmission / reception mode switching in the first partial section of the backhaul downlink reception region 1022.
  • a guard time GT for the reception / transmission mode switching of the repeater may be set.
  • the length of this guard time may be given as a value in the time domain, for example, may be given as k (k ⁇ 1) time sample (Ts) values, or may be set to one or more OFDM symbol lengths. have.
  • the guard time of the last part of the subframe may not be defined or set.
  • Such guard time may be defined only in a frequency domain configured for backhaul downlink subframe transmission in order to maintain backward compatibility (when a guard time is set in an access downlink period, legacy terminals cannot be supported).
  • the repeater may receive the PDCCH and the PDSCH from the base station.
  • the PDCCH transmitted from the base station to the repeater in the data region (transmission gap of FIG. 6) of the backhaul downlink subframe may be referred to as a relay-PDCCH (R-PDCCH) to distinguish it from the PDCCH.
  • R-PDCCH relay-PDCCH
  • a handover is automatically tuned to a new call channel of a neighboring base station when the UE (UE) in a state where a call is connected moves out of the serving base station to a neighboring base station service area. It is the function to keep the call status continuously.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a handover process.
  • the terminal When the serving base station satisfies a criterion designated by the serving eNB or a specific event occurs, the terminal transmits a measurement report message to the serving base station (S110).
  • the serving base station refers to a network node where a connection with the terminal is established before performing the handover.
  • the serving base station makes a handover decision when it is determined that the handover is necessary by referring to the measurement report message from the terminal (S115).
  • the serving base station transmits a handover preparation message including UE context information to the target eNB (S120).
  • the target base station means a base station that manages a new cell to which the terminal moves through handover.
  • the UE context information includes information related to a quality of service (QoS), a radio bearer type, etc., which the terminal has received from the serving base station.
  • QoS quality of service
  • radio bearer type etc.
  • the target base station determines whether to accept the handover request in consideration of its wired and wireless resources. If it is determined to accept the handover, secure resources for connection with the terminal (S125), and transmits the resource configuration information for the terminal to the serving base station with a new temporary identifier (C-RNTI) for the terminal (S130). .
  • C-RNTI temporary identifier
  • the serving base station transmits a handover command to the terminal (S140) and starts transmitting user data to the target base station.
  • the terminal performs signaling on the first layer (Layer 1) and the second layer (Layer 2) to reset the wireless environment including timing synchronization with the target base station (S150).
  • the terminal receives timing information from the target base station, after which the terminal transmits a handover confirmation message to the target base station (S160).
  • the target base station sends a handover end message indicating the success of the handover to the serving base station (S170). Thereafter, the serving base station releases all resources for the terminal.
  • the target base station requests the core network CN to update the location of the terminal (S180).
  • the core network then switches the path setting for the terminal and transfers user data previously transmitted to the serving base station to the target base station (S190).
  • the target base station becomes a new serving base station for the terminal.
  • a mobile relay refers to a repeater that performs a function of transmitting and receiving a signal between a macro base station and a terminal, but does not have a fixed position, similar to a general repeater.
  • a repeater mounted on a means of transportation may correspond to a mobile repeater.
  • the cell (ie, mobile cell) formed by the repeater mounted on the means of movement may comprise the interior and adjacent positions of the means of movement.
  • the mobile repeater may function to serve a terminal located mainly inside the moving means.
  • the mobile repeater By arranging the mobile repeater, it is possible to solve the problem of the service provided by the macro base station (or fixed base station) for the terminal inside the mobile means. For example, the loss of signal strength caused by the vehicle body, window, etc. of the vehicle can be solved.
  • the loss of signal strength caused by the vehicle body, window, etc. of the vehicle can be solved.
  • this simultaneous handover situation may be group mobility. This can be solved simply.
  • FIGS. 8 and 9 are views illustrating various handover situations that may occur when a mobile repeater is introduced.
  • the mobile repeater in the example of FIGS. 8 and 9 is a repeater mounted on a bus and the bus stop is included in the coverage of the macro base station.
  • FIG. 8 exemplarily illustrates a handover situation when UE1 and UE2 wait for a bus at a bus stop.
  • UE1 and UE2 are served by the macro base station, and the mobile repeater shows a situation of moving along the positions of UE1 and UE2.
  • each of UE1 and UE2 may detect a strong signal from the mobile repeater and report it to the serving base station (ie, macro base station). According to the handover operation based on the strength of the existing received signal, the serving base station performs an operation of handing over each of the UE1 and the UE2 to the cell of the mobile relay.
  • the serving base station ie, macro base station
  • UE1 rides on a bus, but UE2 does not ride on a bus. In this case, since UE1 rides on the bus and moves with the mobile repeater, it is appropriate to operate the UE1 from the macro base station to the mobile repeater.
  • UE2 when not riding on the bus as in UE2, since the signal strength from the macro base station is higher than the signal strength from the mobile repeater, UE2 can be handed over again from the mobile repeater to the macro base station. will be. In such a case, handing over by UE2 to a mobile cell that has stayed for a while may increase network load and becomes unnecessary operation.
  • FIG. 9 exemplarily illustrates a handover situation when a bus on which UE1 and UE2 boards arrives at a bus stop.
  • UE1 and UE2 are served by a mobile repeater, and the mobile repeater, UE1 and UE2 are moving along a bus stop.
  • each of UE1 and UE2 may detect a strong signal from the macro base station and report it to the serving base station (ie, mobile repeater). According to the handover operation based on the strength of the existing received signal, the serving base station performs an operation of handing over each of the UE1 and the UE2 to the cell of the macro base station.
  • the serving base station ie, mobile repeater
  • UE2 moves on a bus as it is, but UE1 shows a situation of getting off at a bus stop.
  • the mobile repeater since the mobile repeater is far from the UE1 and the UE1 is located within the coverage of the macro base station, the UE1 handing over from the mobile repeater to the macro base station would be a proper operation.
  • the situation where handover is performed when the conventional scheme is followed is determined by the mobile repeater.
  • a related handover ie, when the mobile repeater becomes a serving base station or a target base station in a handover situation
  • it is necessary to further consider the expected position of the terminal ie, when the mobile repeater becomes a serving base station or a target base station in a handover situation
  • a handover from a mobile repeater to another base station or a handover from another base station to a mobile base station is referred to as a mobile repeater handover.
  • whether to perform a mobile repeater handover may be determined in consideration of whether the terminal moves with the corresponding mobile repeater. Specifically, handover by additionally considering whether the terminal served by the other base station will ride on the mobile means equipped with the mobile repeater or whether the terminal served by the mobile repeater will get off the mobile means equipped with the mobile repeater. It is necessary to determine whether to perform, it is possible to reduce unnecessary handover operation.
  • the terminal informs the user that the corresponding handover is possible, and receives an input from the user (for example, whether the user has boarded or disembarked on a vehicle in which the mobile repeater is installed). Receive the input) and transmit it to the base station.
  • the base station may determine whether to handover based on the input from the user delivered by the terminal.
  • the mobile repeater handover may be performed, for example, when a mobile repeater approaches the terminal and a strong signal of the mobile repeater is measured, or a base station (for example, a macro base station) in which the mobile station moves with the mobile repeater is measured. It may be performed when a strong signal from another base station is measured in the
  • the notification of the handover possibility may be provided to the user in various ways.
  • a notification method for confirming (or getting off) may be applied.
  • the expected moving path of the terminal and the expected moving path of the mobile repeater are the same.
  • the expected moving path of the terminal and the expected moving path of the mobile repeater are different.
  • the state of the terminal it is expressed as getting on or off from the user's point of view.
  • the mobile repeater is not handover (that is, both the serving base station and the target base station in the handover is not a mobile repeater) to the user
  • the notification may not be notified.
  • the notification may be notified to the user only when the time at which the signal strength of the base stations other than the serving base station is maintained above the predetermined strength exceeds the predetermined threshold.
  • the mobile repeater handover possibility notification function may be activated or deactivated directly by the user, or may be activated or deactivated transparently to the user by a predetermined criterion.
  • the handover possibility notification function may be activated when the user stays at the vehicle ride place for a predetermined time or more, and the handover possibility notification is received from a point in time when the user leaves the vehicle ride place for a predetermined time or more. The function may be deactivated.
  • the user sets in advance the identification information of the mobile repeater (or the mobile means equipped with the mobile repeater), and in the case of the mobile repeater handover corresponding to the identification information, whether or not to hand over to the user.
  • the handover may be performed without requiring confirmation (or confirmation of whether to ride / get off).
  • identification information of a mobile repeater may include a bus or subway line number (or an estimated route), a vehicle identification number, a mobile repeater identification number (eg, a cell ID), Information about the moving direction, time, place, and the like may be included.
  • the cell ID of the mobile repeater may be assigned to be distinguished from a general base station (eg, macro base station). For example, a specific area may be defined as a cell ID for a mobile repeater among all areas of an identifier that may be allocated as a cell ID. In this case, only the cell ID may determine whether the cell is a cell of the mobile repeater.
  • the identification information may be composed of a combination of one or more identification information.
  • the identification information may be configured such that handover is performed on all vehicles belonging to a specific route regardless of the direction, time, and location of the movement.
  • the identification information may be configured such that handover is performed only in a specific moving direction, a specific time, and a specific place among all vehicles belonging to a specific route.
  • the handover always performed according to the identification information may correspond to a handover from another base station to a mobile repeater or a handover from a mobile repeater to another base station.
  • a handover may always be attempted assuming that the vehicle is equipped with a mobile means equipped with a mobile repeater corresponding to predetermined identification information. If a specific time zone (for example, the time of work) and / or specific stop information (for example, a stop near the home) is additionally set, the mobile repeater when the mobile repeater of the corresponding condition is approached As always, handover may be performed.
  • a specific time zone for example, the time of work
  • specific stop information for example, a stop near the home
  • a handover may always be attempted assuming getting off from a moving means equipped with a mobile repeater corresponding to predetermined identification information.
  • a specific time zone for example, home time zone
  • specific station information for example, subway station near the home
  • handover may always be performed from the mobile repeater to the other base station.
  • the identification information has been exemplarily described as being configured in the manner of a white list for specifying the case of handover permission, in some cases, the identification information may also be configured in the manner of a black list for specifying the case of prohibition of handover. . However, in the case of the mobile repeater handover mounted on the public transportation means, it is common to allow handover only in some cases, so that the identification information may be configured in a white list manner.
  • the predetermined identification information may be dynamically changed by the user in some cases.
  • the identification information may be stored in a terminal and / or a network.
  • the terminal may operate to report the handover related information (for example, measurement information) to the base station only when the terminal matches the identification information so that unnecessary handover is not performed.
  • the terminal reports the handover related information to the network (for example, the serving base station), but if the corresponding handover information in the serving base station does not match the identification information set by the user You may decide not to do a handover.
  • a macro base station related to handover with a mobile repeater for example, a macro base station including a location of a specific bus stop in coverage, a macro base station including a location of a specific subway station in coverage
  • a mobile repeater for example, a macro base station including a location of a specific bus stop in coverage, a macro base station including a location of a specific subway station in coverage
  • the present embodiment it is possible to determine whether the user approaches or moves away from the mobile repeater by a sensor mounted on the terminal, and handover to / from the mobile repeater can be performed based on this.
  • the user may receive a signal from a specific signal generator disposed at the inlet / outlet of the moving repeater itself or the moving means equipped with the repeater.
  • the sensor of the terminal can be detected by the terminal.
  • the terminal including the bus charge card determines whether to ride / disembark on / off a specific bus through short-range communication with a card reader mounted on the bus. can do.
  • the signal generated from the signal generator or the card reader may include information (for example, route information, etc.) identifying the corresponding bus.
  • the departure and arrival times of the corresponding means of transportation may be determined by reading ticket information through the terminal or receiving an electronic ticket recognizable by the terminal.
  • the terminal can grasp.
  • the terminal may grasp information about a departure place and an arrival place from the ticket information, and may operate to perform a mobile repeater handover at a corresponding time at the corresponding location.
  • the terminal may extract the destination information from the ticket information and indirectly obtain information about the base station located at the corresponding destination or indirectly through a query and response process through a server located in the network. have.
  • the terminal senses whether the terminal is getting on or off and reports to the base station, so that the mobile repeater handover process is performed.
  • a sensor located in the mobile repeater or the mobile unit equipped with the mobile repeater
  • a mobile repeater handover process may be initiated at the network side based on sensing of boarding / unloading. For example, in the case of riding the terminal, the mobile repeater becomes the target base station, and the mobile repeater may request a handover of the terminal to the serving base station.
  • the mobile repeater when the terminal gets off, the mobile repeater becomes a serving base station, and the mobile repeater may initiate a handover procedure to a target base station (for example, a macro base station including a corresponding place as coverage).
  • a target base station for example, a macro base station including a corresponding place as coverage.
  • a method of receiving a user's input regarding whether to ride / get off as described in the above-described embodiments with respect to a mobile repeater handover (Example 1), to / from a mobile repeater corresponding to identification information preset by the user /
  • the manner of supposing to get off (embodiment 2) and / or the manner of sensing whether a user rides / disembles (embodiment 3) may be used as triggering information for performing an operation other than handover.
  • the terminal may perform an operation such as changing a ring tone to a vibration or executing an application that provides route information of the vehicle. have.
  • the terminal may obtain location information and destination arrival time information of the corresponding mobile means through signal exchange with communication equipment such as a mobile repeater.
  • the user may be informed whether the user is near the destination based on the obtained information.
  • the terminal may be switched from the operation mode at the time of boarding to the normal operation mode before boarding.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a mobile repeater handover method according to the present invention.
  • the serving base station may be a mobile repeater and the target base station may be a macro base station, or the serving base station may be a macro base station and the target base station may be a mobile repeater.
  • the handover associated with the mobile repeater in this way is referred to as mobile repeater handover as described above.
  • the UE may determine its state for the mobile repeater handover.
  • the state of the terminal may simply correspond to a state of whether to allow the mobile repeater handover. More specifically, the state of the terminal is a first state in which the expected movement path of the mobile repeater and the expected movement path of the terminal are equal to each other (for example, when the user of the terminal rides / rides on the moving means equipped with the mobile repeater). State) or a second state different from each other (for example, a state in which the user of the terminal gets off / disembarked from the moving means equipped with the mobile repeater).
  • the state of the terminal may be determined based on various embodiments of the present invention (for example, user input, preset identification information, and sensing of the terminal), and a redundant description thereof will be omitted.
  • step S1020 the UE may transmit information on the state determined for the mobile repeater handover to the serving base station, and in step S1030, the serving base station may receive it.
  • Step S1020 may be transmitted together with the measurement result of the terminal (for example, S110 of FIG. 7) for the neighbor base stations of the terminal, or may be transmitted separately.
  • the serving base station may determine whether to perform the handover of the terminal based on the state information of the terminal for the mobile repeater handover received from the terminal. For example, if the serving base station is a macro base station and the target base station is a mobile repeater, the handover is allowed if the state of the terminal indicates that it has the same expected path as the mobile repeater, and the state of the terminal is different from that of the mobile repeater. Indication of having a movement path may determine that handover is not allowed.
  • the serving base station is a mobile repeater and the target base station is a macro base station
  • the state of the terminal indicates that the mobile station has the same expected path as the mobile repeater, handover is not allowed, and the state of the terminal is different from the mobile repeater. Indicating having a path may determine to allow handover.
  • step S1050 the serving base station may transmit a handover command to the terminal based on the determination of the handover permission. If it is determined that the handover is allowed, a procedure for securing a resource for the terminal in the target base station may be performed before step S1050 is performed (for example, S120 to S130 of FIG. 7). If handover is not allowed, step S1050 may not be performed.
  • the terminal, the serving base station, and the target base station that receive the handover command may perform a subsequent handover procedure (eg, S150 to S190 of FIG. 7).
  • the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be simultaneously applied, and overlapping descriptions are provided for clarity. Omit.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a terminal apparatus and a base station apparatus according to the present invention.
  • the terminal device 1110 may include a reception module 1111, a transmission module 1112, a processor 1113, a memory 1114, and a plurality of antennas 1115.
  • the plurality of antennas 1115 refers to a terminal device that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 1111 may receive various signals, data, and information from another device (for example, a base station or a repeater).
  • the transmission module 1112 may transmit various signals, data, and information to other devices.
  • the processor 1113 may control operations of the entire terminal device 1110.
  • the terminal device 1110 may be configured to perform a mobile repeater handover.
  • the processor 1113 of the terminal device 1110 may be configured to report information about a state of the terminal to the mobile repeater handover to a serving base station.
  • the processor 1113 may be configured to perform the mobile repeater handover based on a handover command from the serving base station determined based on the state of the terminal.
  • the processor 1113 of the terminal device 1110 performs a function of processing the information received by the terminal device 1110, information to be transmitted to the outside, and the memory 1114 performs a predetermined time for calculating the processed information and the like. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the base station apparatus 1120 may include a receiving module 1121, a transmitting module 1122, a processor 1123, a memory 1124, and a plurality of antennas 1125.
  • the plurality of antennas 1125 refers to a base station apparatus that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 1121 may receive various signals, data, and information from another device (terminal, another base station or repeater).
  • the transmission module 1122 may transmit various signals, data, and information to other devices.
  • the processor 1123 may control operations of the base station apparatus 1120.
  • the base station apparatus 1120 may be configured to support mobile repeater handover.
  • the processor 1123 of the base station apparatus 1120 may be configured to receive information about the state of the terminal for the mobile repeater handover.
  • the processor 1123 may include determining whether to perform a handover based on a state of the terminal and transmitting a handover command to the terminal.
  • the base station apparatus 1120 of FIG. 11 may correspond to another base station involved in mobile repeater handover or may correspond to the mobile repeater apparatus itself.
  • the processor 1123 of the base station apparatus 1120 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 1120, information to be transmitted to the outside, and the memory 1124. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • terminal device and the base station devices as described above may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time. Omit.
  • the description of the base station apparatus may be equally applicable to a relay apparatus as a downlink transmitting entity or an uplink receiving entity, and the description of the transmitting and receiving apparatus is a downlink receiving entity or uplink transmitting entity.
  • the same can be applied to the terminal device or the repeater device as a.
  • 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 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 이동 셀 관련 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 방법은, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를 서빙 기지국에게 보고하는 단계; 및 상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이동 셀 관련 핸드오버가 효율적이고 정확하게 수행될 수 있는 방안이 제공될 수 있다.

Description

이동 셀 핸드오버 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 이동 셀 관련 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
중계기는 매크로 기지국과 단말 간의 신호 송수신을 전달하는 기능을 하는 개체로서, 서비스 커버리지의 확대, 셀 경계 수율의 향상 등을 위하여 도입될 수 있다.
중계기의 위치가 시간에 따라 가변하는 경우, 중계기에 의해서 형성되는 셀은 이동성을 가질 수 있으며, 이를 이동 셀(mobile cell)이라고 칭할 수 있다.
다른 셀로부터 이동 셀로 단말이 핸드오버하거나 이동 셀로부터 다른 셀로 단말이 핸드오버 하는 경우에, 기존의 핸드오버 동작을 그대로 따르는 경우에는 불필요한 핸드오버 과정이 수행될 수 있다.
본 발명은 이동 셀 관련 핸드오버가 효율적이고 정확하게 수행될 수 있는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 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 단말이 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 방법은, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를 서빙 기지국에게 보고하는 단계; 및 상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 중계기 핸드오버를 지원하는 방법은, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 단말의 상태에 기초하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고 상기 단말에게 핸드오버 명령을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 단말 장치는, 네트워크로 신호를 전송하는 전송 모듈; 네트워크로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 단말 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를, 상기 전송 모듈을 통하여 서빙 기지국에게 보고하고; 상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하도록 구성될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 중계기 핸드오버를 지원하는 기지국 장치는, 단말로 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 단말로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 기지국 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태에 대한 정보를, 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고; 상기 단말의 상태에 기초하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 핸드오버 명령을 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.
상기 단말의 상태는, 상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로와 동일한 예상 이동 경로를 가지는 제 1 상태, 또는 상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로와 상이한 예상 이동 경로를 가지는 제 2 상태 중 하나일 수 있다.
상기 이동 중계기 핸드오버가 상기 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버인 경우, 상기 단말의 상태가 제 1 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되지 않고, 상기 제 2 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행될 수 있다.
상기 이동 중계기 핸드오버가 다른 기지국으로부터 상기 이동 중계기로의 핸드오버인 경우, 상기 단말의 상태가 제 1 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되고, 상기 제 2 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되지 않을 수 있다.
상기 단말의 상태는, 상기 단말의 사용자로부터 입력된 정보, 상기 단말에 대해 미리 설정된 식별 정보, 또는 상기 단말의 센싱 결과 중 하나 이상에 의해서 결정될 수 있다. ,
상기 단말의 사용자로부터 입력된 정보는, 상기 단말의 상태의 확인 요청에 대한 상기 사용자의 응답일 수 있다.
상기 미리 설정된 식별 정보는, 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로, 상기 이동 중계기의 식별 정보, 상기 이동 중계기가 장착된 이동 수단의 식별 정보, 시간 또는 장소 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 단말의 센싱 결과는, 상기 이동 중계기 또는 상기 이동 중계기와 함께 위치하는 장치로부터의 신호를 센싱한 결과, 또는 상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로, 출발 시간, 출발 장소, 도착 시간 또는 도착 장소 중 하나 이상에 대한 정보를 담은 매체를 센싱한 결과 중 하나 이상일 수 있다.
상기 단말의 상태는, 상기 이동 중계기 핸드오버가 허용되는 제 1 상태 또는 상기 이동 중계기 핸드오버가 금지되는 제 2 상태 중 하나일 수 있다.
상기 이동 중계기 핸드오버는, 상기 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버, 또는 상기 다른 기지국으로부터 상기 이동 중계기로의 핸드오버일 수 있다.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
본 발명에 따르면 이동 셀이 관련된 핸드오버를 효율적이고 정확하게 수행할 수 있는 방안이 제공될 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 설명한다.
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 중계기에 대한 전송을 위한 자원 분할을 나타내는 도면이다.
도 7은 핸드오버 과정을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 8 및 9는 이동 중계기가 도입되는 경우에 발생할 수 있는 다양한 핸드오버 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 이동 중계기 핸드오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치의 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 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.
본 명세서에서 '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 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.
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.
또한, 본 발명의 실시예들은 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 1를 참조하여 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
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 OFDMA 를 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 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 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.
일반 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 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 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, 일반 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 있다. 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 프리앰블(random access preamble)의 전송에 대한 응답인 임의접속응답(random access response)을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 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 N T 개로, 수신 안테나의 수를 N R 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(R o )에 레이트 증가율(R i )이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2012002182-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 N T 개의 송신 안테나와 N R 개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, N T 개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 N T 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2012002182-appb-M000002
각각의 전송 정보
Figure PCTKR2012002182-appb-I000001
는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2012002182-appb-I000002
라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2012002182-appb-M000003
또한,
Figure PCTKR2012002182-appb-I000003
는 전송 전력의 대각행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000004
를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2012002182-appb-M000004
전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2012002182-appb-I000005
에 가중치 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000006
가 적용되어 실제 전송되는 N T 개의 송신신호
Figure PCTKR2012002182-appb-I000007
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000008
는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.
Figure PCTKR2012002182-appb-I000009
는 벡터 를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2012002182-appb-M000005
여기에서,
Figure PCTKR2012002182-appb-I000011
는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.
Figure PCTKR2012002182-appb-I000012
는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
수신신호는 N R 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2012002182-appb-I000013
은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2012002182-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
Figure PCTKR2012002182-appb-I000014
로 표시하기로 한다.
Figure PCTKR2012002182-appb-I000015
에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
한편, 도 5(b)은 N T 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 N T 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2012002182-appb-M000007
따라서, N T 개의 송신 안테나로부터 N R 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2012002182-appb-M000008
실제 채널에는 채널 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000016
를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. N R 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2012002182-appb-I000017
은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2012002182-appb-M000009
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2012002182-appb-M000010
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000018
의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000019
에서 행의 수는 수신 안테나의 수 N R 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N T 와 같다. 즉, 채널 행렬
Figure PCTKR2012002182-appb-I000020
는 행렬이 N R ×N T 된다.
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
Figure PCTKR2012002182-appb-I000021
의 랭크(
Figure PCTKR2012002182-appb-I000022
)는 다음과 같이 제한된다.
수학식 11
Figure PCTKR2012002182-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.
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 서빙 셀에서만 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.
하향링크 채널상태정보(CSI) 피드백
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.
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.
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. 일반적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수신 SINR 을 반영하는 값이 된다.
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 의 조합에 의해서 지시될 수 있다. 2 개의 PMI 중 하나(제 1 PMI)는, 장기간 및/또는 광대역(long term and/or wideband)의 속성을 가지고, W1으로 지칭될 수 있다. 2 개의 PMI 중 다른 하나(제 2 PMI)는, 단기간 및/또는 서브대역(short term and/or subband)의 속성을 가지고, W2으로 지칭될 수 있다. W1 및 W2의 조합(또는 함수)에 의해서 최종적인 PMI가 결정될 수 있다. 예를 들어, 최종 PMI 를 W 라 하면, W=W1*W2 또는 W=W2*W1 과 같이 정의될 수 있다.
여기서, W1 은 채널의 주파수 및/또는 시간상 평균적인 특성을 반영한다. 다시 말하자면, W1 은 시간 상에서 장기간(long term) 채널의 특성을 반영하거나, 주파수 상에서 광대역(wideband) 채널의 특성을 반영하거나, 또는 시간상에서 장기간인 동시에 주파수 상에서 광대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W1 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해서, 본 문서에서는 W1 를 장기간-광대역 속성의 채널 상태 정보(또는, 장기간-광대역 PMI)라고 한다.
한편, W2 는 W1 에 비하여 상대적으로 순간적인(instantaneous) 채널 특성을 반영한다. 다시 말하자면, W2 는 시간 상에서 단기간(short term) 채널의 특성을 반영하거나, 주파수 상에서 서브대역(subband) 채널의 특성을 반영하거나, 또는 시간상에서 단기간인 동시에 주파수 상에서 서브대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W2 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해서, 본 문서에서는 W1 를 단기간-서브대역 속성의 채널 상태 정보(또는, 단기간-서브대역 PMI)라고 한다.
채널 상태를 나타내는 2 개의 서로 다른 속성의 정보(예를 들어, W1 및 W2)로부터 하나의 최종 프리코딩 행렬(W)을 결정할 수 있도록 하기 위해서, 각각의 속성의 채널 정보를 나타내는 프리코딩 행렬들로 구성되는 별도의 코드북 (즉, W1 에 대한 제 1 코드북 및 W2 에 대한 제 2 코드북)을 구성할 필요가 있다. 이와 같이 구성되는 코드북의 형태를 계층적 코드북(hierarchical codebook)이라 할 수 있다. 또한, 계층적 코드북을 이용하여 최종 사용될 코드북을 결정하는 것을, 계층적 코드북 변환(hierarchical codebook transformation)이라 할 수 있다.
계층적 코드북 변환 방식의 일례로서, 다음 수학식 12 와 같이 채널의 장기간 공분산 행렬(long term covariance matrix)을 이용하여 코드북을 변환할 수 있다.
수학식 12
Figure PCTKR2012002182-appb-M000012
상기 수학식 12 에서 W1(장기간-광대역 PMI)은 장기간-광대역 속성의 채널 정보를 반영하기 위해 만들어진 코드북(예를 들어, 제 1 코드북)을 구성하는 요소(즉, 코드워드(codeword))를 나타낸다. 즉, W1은 장기간-광대역 속성의 채널 정보를 반영하는 제 1 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬에 해당한다. 한편, W2(단기간-서브대역 PMI)는 단기간-서브대역 속성의 채널 정보를 반영하기 위해서 만들어진 코드북(예를 들어, 제 2 코드북)을 구성하는 코드워드를 나타낸다. 즉, W2는 단기간-서브대역 속성의 채널 정보를 반영하는 제 2 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬에 해당한다. W는 변환된 최종 코드북의 코드워드를 나타낸다. norm(A)는 행렬 A의 각각의 열(column)별 norm이 1로 정규화(normalization)된 행렬을 의미한다.
W1과 W2는 예시적으로 다음의 수학식 13과 같은 구조를 가질 수 있다.
수학식 13
Figure PCTKR2012002182-appb-M000013
상기 수학식 13 에서 W1는 블록대각행렬(block diagonal matrix) 형태로서 정의될 수 있고, 각각의 블록은 동일한 행렬(X i )이다. 하나의 블록(X i )은 (Nt/2)×M 크기의 행렬로서 정의될 수 있다. 여기서, Nt 는 전송 안테나의 개수이다. 상기 수학식 13 에서 W2의
Figure PCTKR2012002182-appb-I000023
(p=k, l, ..., m)는 M×1 크기의 벡터이며, M 개의 벡터 성분 중에서 p 번째 성분은 1 이고, 나머지 성분들은 0 인 벡터를 나타낸다.
Figure PCTKR2012002182-appb-I000024
가 W1과 곱해지는 경우에 W1의 열들(columns) 중에서 p 번째 열이 선택되므로, 이러한 벡터를 선택 벡터(selection vector)라고 할 수 있다. 여기서, M 값이 커질수록 장기간-광대역(long term/wideband) 채널을 표현하기 위해 한번에 피드백 되는 벡터의 수가 많아지게 되며, 이에 따라 피드백 정확도가 높아지게 된다. 하지만 M 값이 커질 수록, 낮은 빈도로 피드백되는 W1의 코드북 크기(codebook size)는 줄어들고, 높은 빈도로 피드백되는 W2의 코드북 크기가 늘어남에 따라 결과적으로 피드백 오버헤드가 늘어나게 된다. 즉, 피드백 오버헤드와 피드백 정확도 간에 트레이드-오프(tradeoff)가 존재한다. 따라서, 적절한 피드백 정확도를 유지하면서도 피드백 오버헤드가 너무 크게 증가하지 않도록 M 값을 결정할 수 있다. 한편, W2 에서
Figure PCTKR2012002182-appb-I000025
,
Figure PCTKR2012002182-appb-I000026
,
Figure PCTKR2012002182-appb-I000027
는 각각 소정의 위상값을 나타낸다. 상기 수학식 13 에서 1≤k,l,m≤M 이고, k, l, m 은 각각 정수(integer)이다.
상기 수학식 13 과 같은 코드북 구조는, 크로스-극성(cross polarized; X-pol) 안테나 구성(configuration)을 사용하면서 안테나 간 간격이 조밀한 경우(통상적으로, 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우)에 발생하는 채널의 상관(correlation) 특성을 잘 반영하도록 설계한 구조이다. 예를 들어, 크로스-극성 안테나 구성은 다음의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2012002182-appb-T000001
상기 표 1에서 8Tx 크로스-극성 안테나 구성은, 2 개의 서로 직교하는 극성을 가지는 안테나 그룹으로 구성된다고 표현할 수 있다. 안테나 그룹 1 (안테나 1, 2, 3, 4)의 안테나들은 동일한 극성(예를 들어 수직 극성(vertical polarization))을 가지고 안테나 그룹 2(안테나 5, 6, 7, 8)의 안테나들은 동일한 극성(예를 들어 수평 극성(horizontal polarization))을 가질 수 있다. 또한, 두 안테나 그룹은 동일한 위치에 위치한다(co-located). 예를 들어, 안테나 1 과 5 는 동일한 위치에 설치되고, 안테나 2 과 6 은 동일한 위치에 설치되고, 안테나 3 과 7 은 동일한 위치에 설치되고, 안테나 2 과 8 은 동일한 위치에 설치될 수 있다. 달리 표현하자면, 하나의 안테나 그룹 내의 안테나들은 ULA(Uniform Linear Array)와 같이 동일한 극성을 가지고, 하나의 안테나 그룹 내의 안테나 간의 상관(correlation)은 선형 위상 증가(linear phase increment) 특성을 가진다. 또한, 안테나 그룹 간의 상관은 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다.
코드북은 채널을 양자화(quantization)한 값이기 때문에, 실제 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 이와 같이 실제 채널 특성이 상기 수학식 13 과 같이 설계된 코드북의 코드워드에 반영되었음을 설명하기 위해서, 랭크 1 코드북을 예시적으로 설명한다. 아래의 수학식 14 는 랭크 1 인 경우의 W1 코드워드와 W2 코드워드의 곱으로 최종 코드워드(W)가 결정되는 예시를 나타낸 것이다.
수학식 14
Figure PCTKR2012002182-appb-M000014
상기 수학식 14 에서 최종 코드워드는 Nt×1 의 벡터로 표현되며, 상위 벡터(
Figure PCTKR2012002182-appb-I000028
)와 하위 벡터(
Figure PCTKR2012002182-appb-I000029
)의 두 개의 벡터로 구조화되어 있다. 상위 벡터(
Figure PCTKR2012002182-appb-I000030
)는 크로스 극성 안테나의 수평 극성 안테나 그룹의 상관 특성을 나타내고, 하위 벡터 (
Figure PCTKR2012002182-appb-I000031
)는 수직 극성 안테나 그룹의 상관 특성을 나타낸다. 또한,
Figure PCTKR2012002182-appb-I000032
는 각각의 안테나 그룹 내의 안테나 간 상관 특성을 반영하여 선형 위상 증가를 갖는 벡터(예를 들어, DFT 행렬)로 표현할 수 있다.
전술한 바와 같은 코드북을 이용하는 경우에 단일 코드북을 이용하는 경우에 비하여 높은 정확도의 채널 피드백이 가능해진다. 이와 같이 높은 정확도의 채널 피드백을 이용하여 단일-셀 MU-MIMO가 가능해질 수 있고, 이와 유사한 이유로 CoMP 동작에서도 높은 정확도의 채널 피드백이 요구된다. 예를 들어, CoMP JT 동작의 경우 여러 기지국이 특정 UE에게 동일한 데이터를 협력 전송하므로 이론적으로 복수개의 안테나가 지리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주할 수 있다. 즉, CoMP JT에서 MU-MIMO 동작을 하는 경우에서도, 단일-셀 MU-MIMO와 마찬가지로, 공동-스케줄링(co-scheduling)되는 UE간 간섭을 피하기 위해 높은 수준의 채널 정보의 정확도가 요구된다. 또한, CoMP CB 동작의 경우 역시 인접 셀이 서빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채널 정보가 요구된다.
중계기
중계기는, 예를 들어, 고속 데이터 레이트 커버리지의 확대, 그룹 이동성의 향상, 임시 네트워크 배치, 셀 경계 수율의 향상 및/또는 새로운 영역에 네트워크 커버리지를 제공하기 위하여 고려될 수 있다.
중계기는 기지국과 단말 사이의 송수신을 전달(forwarding)하는 역할을 하며, 각각의 반송파 주파수 대역에 속성이 상이한 두 종류의 링크(백홀 링크 및 액세스 링크)가 적용된다. 기지국은 도너 셀(donor cell)을 포함할 수 있다. 중계기는 도너 셀을 통하여 무선-액세스 네트워크와 무선으로 접속된다.
기지국과 중계기 간의 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 백홀 상향링크로 표현할 수 있다. 여기서, 주파수 대역은 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이고, 서브프레임은 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 할당되는 자원이다. 유사하게, 중계기와 단말(들) 간의 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역 또는 하향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 하향링크로 표현하고, 상향링크 주파수 대역 또는 상향링크 서브프레임 자원을 이용하는 경우에는 액세스 상향링크로 표현할 수 있다.
기지국에는 상향링크 수신 및 하향링크 전송의 기능이 요구되고, 단말에게는 상향링크 전송 및 하향링크 수신의 기능이 요구된다. 한편, 중계기에는 기지국으로의 백홀 상향링크 전송, 단말로부터의 액세스 상향링크 수신, 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신 및 단말로의 액세스 하향링크 전송의 기능이 모두 요구된다.
중계기의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에 따라 동작하는 단말(이하, 레거시(legacy) 단말이라 함)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.
단말에서 중계기를 인식하는지 여부에 따라 중계기는 트랜스패런트(transparent) 중계기 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 중계기로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
중계기의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 중계기 또는 스스로 셀을 제어하는 중계기로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기는 중계기 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 중계기 자신의 셀 아이덴터티(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 (RRM의 나머지 부분들은 중계기에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기라 한다. 바람직하게는, 이러한 중계기는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 중계기(decode-and-forward relays), L2(제2계층) 중계기들의 다양한 종류들 및 타입-2 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 중계기의 경우에, 중계기는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고, 중계기에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 아이덴터티가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 중계기에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 중계기에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 중계기, L3(제3계층) 중계기, 타입-1 중계기 및 타입-1a 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.
타입-1 중계기는 인-밴드 중계기로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE 릴리즈-8에서 정의함)를 가지고, 중계기는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 중계기로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 중계기로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 중계기는 레거시 기지국(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 중계기는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입-1a 중계기는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 중계기와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 중계기의 동작은 L1(제1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입-2 중계기는 인-밴드 중계기로서, 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 중계기는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 중계기의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 중계기는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.
한편, 중계기가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정(configure)할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.
중계기에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(Time Division Multiplexing; TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).
FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 중계기의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 중계기의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.
인-밴드 중계기의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 송신단으로부터 전송되는 신호가 중계기의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 중계기의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 중계기에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 충분히 이격시켜(예를 들어, 지상/지하에) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 중계기가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 중계기로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 중계기로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 도 6에서는 제 1 서브프레임(1010)은 일반 서브프레임으로서 중계기로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 제 2 서브프레임(1020)은 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임으로서, 하향링크 서브프레임의 제어 영역(1021)에서는 중계기로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 물리하향링크제어채널(PDCCH)의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 중계기는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 중계기로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (제 2 서브프레임(1020))상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 중계기는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여, 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)에서 PDCCH가 중계기로부터 단말로 전송되므로 중계기에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역(1022)에서는 중계기로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 중계기는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 중계기에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 제 2 서브프레임(1022)에 대하여 구체적으로 설명한다. MBSFN 서브프레임은 원칙적으로 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)를 위한 서브프레임이며, MBMS는 여러 셀에서 동시에 동일한 신호를 전송하는 서비스를 의미한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역(1021)은 중계기 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 중계기 비-청취 구간은 중계기가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1, 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 중계기 비-청취 구간(1021)에서 중계기는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역(1022)에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 중계기는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 중계기가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역(1022)의 처음 일부 구간에서 중계기가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 중계기가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 중계기의 수신/송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간(GT)이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k≥1) 개의 시간 샘플(time sample, Ts) 값으로 주어질 수 있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 중계기 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬(timing alignment) 관계에 따라서, 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간 (1022) 에서 중계기는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 특히, 백홀 하향링크 서브프레임의 데이터 영역(도 6의 전송 갭)에서 기지국으로부터 중계기로 전송되는 PDCCH를 기존이 PDCCH와 구별하기 위하여 R-PDCCH(Relay-PDCCH)라고 표현할 수도 있다.
핸드오버
무선 통신 시스템에서의 핸드오버란 호(call)가 연결되어 있는 상태인 단말(UE)이 서빙 기지국의 서비스 지역을 벗어나 인접 기지국 서비스 지역으로 이동할 때 이동 단말이 상기 인접 기지국의 새로운 통화 채널에 자동 동조되어 지속적으로 통화 상태가 유지되도록 하는 기능을 말한다.
도 7은 핸드오버 과정을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
서빙 기지국(serving eNB)이 지정한 기준에 만족하거나 특정 이벤트가 발생하면, 단말은 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S110). 상기 서빙 기지국은 핸드오버 수행 전에 상기 단말과 연결이 설정되어 있는 네트워크 노드를 의미한다. 서빙 기지국은 단말로부터의 측정 보고 메시지를 참고하여 핸드오버가 필요한 상황이라 판단되면 핸드오버 결정을 내린다(S115).
서빙 기지국은 타겟 기지국(target eNB)에 UE 문맥(context) 정보를 포함하는 핸드오버 준비 메시지를 전송한다(S120). 타겟 기지국은 핸드오버를 통해 단말이 이동하게 되는 새로운 셀을 관장하는 기지국을 의미한다. UE 문맥 정보는 단말이 서빙 기지국으로부터 수신하던 서비스의 품질(QoS), 무선 베어러 타입 등과 관련된 정보가 포함된다.
타겟 기지국은 자신의 유무선 자원(resource)를 고려하여 핸드오버 요구에 대한 수용여부를 결정한다. 핸드오버를 수용할 것으로 결정한 경우 단말과의 연결을 위한 자원을 확보하고(S125), 단말에 대한 새로운 임시 식별자(C-RNTI)와 함께 단말에 대한 자원 설정 정보를 서빙 기지국에 전달한다(S130).
상기 서빙 기지국은 단말에 핸드오버 명령을 송신하며(S140), 타겟 기지국에게 사용자 데이터의 전송을 시작한다. 단말은 대상 기지국과의 타이밍 동기화를 포함하는 무선환경을 재설정하기 위해 제1계층(Layer 1) 및 제2계층(Layer 2)에 관한 시그널링(signaling)을 진행한다(S150). 단말은 타겟 기지국으로부터 타이밍 정보를 수신하고, 그 후에 단말은 타겟 기지국으로 핸드오버 확인 메시지를 송신한다(S160).
타겟 기지국은 서빙 기지국에 핸드오버의 성공을 알리는 핸드오버 종료 메시지를 보낸다(S170). 이후 서빙 기지국은 단말에 대한 모든 자원을 해제한다. 타겟 기지국은 코어 네트워크(CN)에 단말의 위치를 갱신하도록 요청한다(S180). 코어 네트워크는 이후에 단말에 대한 경로 설정을 전환(switch)하여 기존에 상기 서빙 기지국에 전달하던 사용자 데이터를 타겟 기지국으로 전달한다(S190). 핸드오버 절차가 완료되면 타겟 기지국은 단말에 대해서 새로운 서빙 기지국이 된다.
이동 중계기
이동 중계기(mobile relay)는, 일반적인 중계기와 마찬가지로 매크로 기지국과 단말 사이의 신호 송수신을 전달하는 기능을 수행하면서도, 그 위치가 고정되어 있지 않은 중계기를 의미한다.
예를 들어, 이동 수단(개인차량, 버스, 기차 등)에 장착되는 중계기가 이동 중계기에 해당할 수 있다. 이동 수단에 장착되는 중계기에 의해 형성되는 셀(즉, 이동 셀)은, 해당 이동 수단의 내부 및 인접한 위치를 포함할 수 있다. 바람직하게는 이동 중계기는 주로 이동 수단의 내부에 위치한 단말을 서빙하는 기능을 할 수 있다.
이동 중계기를 배치함으로써, 이동 수단 내부의 단말에 대해서 매크로 기지국(또는 고정된 기지국)이 제공하는 서비스의 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 이동 수단의 차체, 창문 등에 의해 유발되는 신호 세기의 손실이 해결될 수 있다. 또한, 다수의 단말이 함께 이동하는 경우에 다수의 단말이 동시에 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로 핸드오버하는 상황이 발생할 수 있는데, 이동 중계기를 이용하는 경우 이러한 동시 다발적인 핸드오버 상황을 그룹 이동성(group mobility)을 이용하여 간단하게 해결할 수 있다.
한편, 이동 중계기의 위치는 시간에 따라 가변하는 특성을 가지기 때문에, 기존의 시스템에서 고려하지 않은 문제점이 유발될 수도 있다. 예를 들어, 이동 중계기를 고려하지 않은 기존의 핸드오버 동작이 그대로 적용되는 경우, 오히려 단말과 네트워크 모두에서 불필요한 절차가 수행될 수도 있다. 따라서, 이동 중계기를 도입하는 경우에는 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안이 제공되어야 한다.
도 8 및 9는 이동 중계기가 도입되는 경우에 발생할 수 있는 다양한 핸드오버 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 8 및 9의 예시에서 이동 중계기는 버스에 장착된 중계기이고, 매크로 기지국의 커버리지에 버스 정류장이 포함되는 예시적인 상황을 가정한다.
도 8은 UE1 및 UE2가 버스 정류장에서 버스를 기다리는 경우의 핸드오버 상황을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 8(a)의 예시에서 UE1 및 UE2는 매크로 기지국에 의해서 서빙받고 있고, 이동 중계기는 UE1 및 UE2의 위치를 항하여 이동 중인 상황을 나타낸다.
도 8(b)는 이동 중계기가 UE1 및 UE2의 위치에 도착한 상황을 나타낸다. 이 경우, UE1 및 UE2의 각각은 이동 중계기로부터의 강한 신호를 감지할 수 있고, 이를 서빙 기지국(즉, 매크로 기지국)에게 보고할 수 있다. 기존의 수신 신호의 강도를 기준으로 하는 핸드오버 동작에 따른다면, 서빙 기지국은 UE1 및 UE2의 각각을 이동 중계기의 셀로 핸드오버시키는 동작을 수행하게 된다.
도 8(c)의 예시에서 UE1은 버스에 승차하지만, UE2는 버스에 승차하지 않는 상황을 나타낸다. 이 경우, UE1은 버스에 승차하여 이동 중계기와 함께 이동하게 되므로, UE1이 매크로 기지국으로부터 이동 중계기로 핸드오버한 것은 적절한 동작이 될 것이다.
그러나, 도 8(c)의 예시에서 UE2와 같이 버스에 승차하지 않는 경우, 매크로 기지국으로부터의 신호 강도가 이동 중계기로부터의 신호 강도에 비하여 높아지므로, UE2는 다시 이동 중계기로부터 매크로 기지국으로 핸드오버될 것이다. 이러한 경우에는 잠시 머물렀다 떠나는 이동 셀로 UE2가 핸드오버하는 것은 네트워크 부하를 증가시킬 수 있고, 불필요한 동작이 된다.
한편, 도 9는 UE1 및 UE2가 승차한 버스가 버스 정류장에 도착하는 경우의 핸드오버 상황을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 9(a)의 예시에서 UE1 및 UE2는 이동 중계기에 의해서 서빙받고 있고, 이동 중계기, UE1 및 UE2는 버스 정류장을 항하여 이동 중인 상황을 나타낸다.
도 9(b)는 이동 중계기, UE1 및 UE2가 버스 정류장에 도착한 상황을 나타낸다. 이 경우, UE1 및 UE2의 각각은 매크로 기지국으로부터의 강한 신호를 감지할 수 있고, 이를 서빙 기지국(즉, 이동 중계기)에게 보고할 수 있다. 기존의 수신 신호의 강도를 기준으로 하는 핸드오버 동작에 따른다면, 서빙 기지국은 UE1 및 UE2의 각각을 매크로 기지국의 셀로 핸드오버시키는 동작을 수행하게 된다.
도 9(c)의 예시에서 UE2는 그대로 버스에 승차한 채로 이동하지만, UE1은 버스 정류장에서 하차하는 상황을 나타낸다. 이 경우, 이동 중계기는 UE1과 멀어지고 UE1은 매크로 기지국의 커버리지 내에 위치하게 되므로, UE1이 이동 중계기로부터 매크로 기지국으로 핸드오버한 것은 적절한 동작이 될 것이다.
그러나, 도 8(c)의 예시에서 UE2와 같이 버스에서 하차하지 않는 경우, 이동 기지국이 장착된 이동 수단이 매크로 기지국으로부터 멀어질수록 이동 중계기의 신호 강도가 매크로 기지국으로부터의 신호 강도에 비하여 높아지므로, UE2는 다시 매크로 기지국으로부터 이동 중계기로 핸드오버될 것이다. 이러한 경우에는 UE2가 잠시 머무르는 매크로 셀로 UE2가 핸드오버하는 것은 네트워크 부하를 증가시킬 수 있고, 불필요한 동작이 된다.
도 8 및 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 기존의 방식에 따르는 경우 핸드오버가 수행되는 상황(예를 들어, 서빙 기지국이 아닌 다른 기지국으로부터의 신호 강도가 더 높은 경우 등)이 이동 중계기가 관련된 핸드오버인 경우(즉, 핸드오버 상황에서 이동 중계기가 서빙 기지국 또는 타겟 기지국이 되는 경우), 단말의 예상 위치를 추가적으로 고려하는 것이 필요하다. 본 문서에서는 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버 또는 다른 기지국으로부터 이동 기지국으로의 핸드오버를 통칭하여 '이동 중계기 핸드오버'라고 칭한다.
이를 위하여, 이동 중계기 핸드오버의 수행 여부를, 단말이 해당 이동 중계기와 함께 이동할 것인지 여부를 고려하여 결정할 수 있다. 구체적으로, 다른 기지국에 의해 서빙 받던 단말이 이동 중계기가 장착된 이동 수단에 승차할 것인지 여부 또는 이동 중계기에 의해 서빙 받던 단말이 이동 중계기가 장착된 이동 수단에서 하차할 것인지 여부를 추가적으로 고려하여 핸드오버 수행 여부를 결정하여야, 불필요한 핸드오버 동작을 줄일 수 있게 된다.
실시예 1
본 실시예에 따르면, 이동 중계기 핸드오버의 경우, 단말은 해당 핸드오버가 가능함을 사용자에게 알려주고, 사용자로부터의 입력을 받아 (예를 들어, 해당 이동 중계기가 설치된 차량에 승차/혹은 하차했는지 여부를 입력 받아) 기지국으로 전달할 수 있다. 기지국은 단말이 전달한 사용자로부터의 입력에 기초하여 핸드오버 여부를 결정할 수 있다.
이동 중계기 핸드오버가 가능한 상황은, 예를 들어, 단말을 향하여 이동 중계기가 접근하여 이동 중계기의 강한 신호가 측정되는 경우, 또는 이동 중계기와 함께 이동하는 단말이 다른 기지국(예를 들어, 매크로 기지국)에 접근하여 다른 기지국의 강한 신호가 측정되는 경우에 수행될 수 있다.
또한, 핸드오버 가능성의 알림은 사용자에게 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 이동 중계기로 또는 다른 기지국으로 핸드오버 할 것인지에 대한 확인을 구하는 알림 방식, 또는 사용자가 해당 이동 중계기가 장착된 이동 수단에 승차할 것인지(또는 승차하였는지) 또는 해당 이동 수단으로부터 하차할 것인지(또는 하차하였는지)에 대한 확인을 구하는 알림 방식 등이 적용될 수 있다.
여기서, 단말의 사용자가 이동 수단에 승차하는 것은, 상기 단말의 예상 이동 경로와 이동 중계기의 예상 이동 경로가 동일한 상태라고 표현할 수 있다. 유사하게, 단말의 사용자가 이동 수단에서 하차하는 것은, 상기 단말의 예상 이동 경로와 이동 중계기의 예상 이동 경로가 상이한 상태라고 표현할 수 있다. 본 문서에서는 이러한 단말의 상태를 간략하게 표현하기 위하여 사용자의 입장에서 승차 또는 하차하는 것으로 표현한다.
한편, 전술한 이동 중계기 핸드오버 가능성 알림이 불필요하게 수행되는 경우를 최소화하기 위하여, 이동 중계기 핸드오버가 아닌 경우(즉, 핸드오버에서의 서빙 기지국 및 타겟 기지국 모두 이동 중계기가 아닌 경우)에는 사용자에게 상기 알림이 통지되지 않을 수도 있다. 또한, 서빙 기지국 이외의 다른 기지국의 신호 강도가 소정의 세기 이상으로 유지되는 시간이 소정의 임계치를 초과하는 경우에만 상기 알림이 사용자에게 통지되도록 할 수도 있다.
또한, 위와 같은 이동 중계기 핸드오버 가능성 알림 기능은 사용자에 의해 직접적으로 활성화 또는 비활성화되거나, 또는 소정의 기준에 의하여 사용자에게 투명하게 활성화 또는 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 이동 수단 승차 장소에 소정의 시간 이상 머무르는 경우 상기 핸드오버 가능성 알림 기능이 활성화될 수 있고, 사용자가 이동 수단 승차 장소에서 떠난지 소정의 시간 이상이 되는 시점에서부터 상기 핸드오버 가능성 알림 기능이 비활성화될 수도 있다.
실시예 2
본 실시예에 따르면, 사용자가 이동 중계기(또는 이동 중계기가 장착된 이동 수단)의 식별 정보를 사전에 설정하여 두고, 상기 식별 정보에 해당하는 이동 중계기 핸드오버의 경우에는 사용자에게 핸드오버 여부에 대한 확인(또는 승차/하차 여부에 대한 확인)을 요구하지 않고 핸드오버가 수행될 수 있다.
예를 들어, 이동 중계기(또는 이동 중계기가 장착된 이동 수단)의 식별 정보는 버스나 지하철의 노선 번호 (또는 예상 경로), 차량 식별번호, 이동 중계기의 식별 번호(예를 들어, 셀 ID), 이동 방향, 시간, 장소 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 이동 중계기의 셀 ID는 일반적인 기지국(예를 들어, 매크로 기지국)과 구분되도록 할당될 수 있다. 예를 들어, 셀 ID로 할당될 수 있는 식별자의 전체 영역 중에서 특정 영역을 이동 중계기용 셀 ID로 정의할 수 있다. 이 경우, 셀 ID 만으로 해당 셀이 이동 중계기의 셀인지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 상기 식별 정보는 하나 이상의 식별 정보의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 특정 노선에 속하는 모든 차량에 대해서는 이동 방향, 시간, 장소에 무관하게 핸드오버가 수행되도록 상기 식별 정보가 구성될 수 있다. 또는, 특정 노선에 속하는 모든 차량 중에서, 특정 이동방향, 특정 시간 및 특정 장소에 해당하는 경우에만 핸드오버가 수행되도록 상기 식별 정보가 구성될 수도 있다. 여기서 상기 식별정보에 따라 항상 수행되는 핸드오버는 다른 기지국으로부터 이동 중계기로의 핸드오버 또는 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버에 해당할 수 있다.
예를 들어, 사전에 설정된 식별 정보에 해당하는 이동 중계기가 장착된 이동 수단으로는 승차하는 것을 가정하고 항상 핸드오버가 시도될 수 있다. 만약, 특정 시간대(예를 들어, 출근 시간대) 및/또는 특정 정류장 정보(예를 들어, 자택 근처의 정류장)가 추가적으로 설정되어 있는 경우라면, 이에 부합하는 조건의 이동 중계기가 접근하는 경우 해당 이동 중계기로 항상 핸드오버가 수행될 수 있다.
다른 예시로서, 사전에 설정된 식별 정보에 해당하는 이동 중계기가 장착된 이동 수단으로부터는 하차하는 것을 가정하고 항상 핸드오버가 시도될 수 있다. 여기서, 특정 시간대(예를 들어, 퇴근 시간대) 및/또는 특정 역 정보(예를 들어, 자택 근처의 지하철 역)가 추가적으로 설정되어 있는 경우라면, 이에 부합하는 조건의 이동 중계기를 장착한 이동 수단이 다른 기지국에 접근하는 경우, 해당 이동 중계기로부터 다른 기지국으로 항상 핸드오버가 수행될 수 있다.
전술한 식별 정보는 핸드오버 허용의 경우를 특정하는 화이트 리스트의 방식으로 구성되는 경우를 예시적으로 설명하였지만, 경우에 따라서는 핸드오버 금지의 경우를 특정하는 블랙 리스트의 방식으로도 구성될 수도 있다. 다만, 대중 교통 수단에 장착된 이동 중계기 핸드오버의 경우에는, 몇몇 경우에 대해서만 핸드오버를 허용하는 것이 일반적이므로 화이트 리스트 방식으로 식별 정보가 구성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 미리 설정되어 있는 식별정보는, 경우에 따라서 사용자에 의해서 동적으로 변경될 수도 있다.
상기 식별 정보는 단말 및/또는 네트워크에 저장될 수 있다. 단말에 식별 정보가 저장되는 경우, 단말은 상기 식별 정보에 부합하는 경우에만 핸드오버 관련 정보(예를 들어, 측정 정보)를 기지국에게 보고하도록 동작하여 불필요한 핸드오버가 수행되지 않도록 할 수 있다. 네트워크에 식별 정보가 저장되는 경우, 단말은 핸드오버 관련 정보를 네트워크(예를 들어, 서빙 기지국)으로 보고하지만, 서빙 기지국에서 해당 핸드오버 관련 정보가 사용자가 설정한 식별정보에 부합하지 않는 경우에는 핸드오버를 하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 식별정보를 이용하여, 이동 중계기와의 핸드오버에 관련된 매크로 기지국(예를 들어, 특정 버스 정류장의 위치를 커버리지에 포함하는 매크로 기지국, 특정 지하철 역의 위치를 커버리지에 포함하는 매크로 기지국)은 미리 해당 단말의 인증을 준비하여 둠으로써 핸드오버에 소요되는 시간을 감소시킬 수도 있다.
실시예 3
본 실시예에 따르면, 단말에 장착된 센서에 의해서 사용자가 이동 중계기에 접근하는지 또는 멀어지는지 여부를 결정할 수 있으며, 이에 기초하여 해당 이동 중계기로의/으로부터의 핸드오버가 수행될 수 있다.
예를 들어, 이동 중계기가 장착된 이동 수단에 사용자가 승차/하차하는 것은, 상기 이동 중계기 자체 또는 상기 이동 중계기가 장착된 이동 수단의 입구/출구에 배치된 특정 신호 발생기로부터의 신호를 해당 사용자의 단말의 센서가 센싱함으로써 해당 단말이 파악할 수 있다. 예를 들어, 이동 중계기가 장착된 이동 수단이 버스인 경우에는, 버스 요금 과금 카드를 포함한 단말은 버스에 장착된 카드 리더기와의 근거리 통신을 통하여 특정 버스로의/으로부터의 승차/하차 여부를 판정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 신호 발생기 또는 카드 리더기로부터 발생하는 신호에는 해당 버스를 식별하는 정보(예를 들어, 노선 정보 등)가 포함될 수 있다.
또는, 열차, 비행기 선박 등과 같이 출발 및 도착 시간이 사전에 정해져 있는 경우에는, 단말을 통하여 티켓 정보를 읽어 들이거나, 단말이 인식 가능한 전자 티켓을 수신하는 방식으로 해당 이동 수단의 출발 및 도착 시간을 단말이 파악할 수 있다. 이 경우, 단말이 주변 기지국의 신호 강도를 측정하는 중에 상기 출발 또는 도착 시간에 해당하여 특정 기지국 신호가 강해지면 (이는, 승차 또는 하차의 경우에 해당함을 파악하고) 해당 기지국으로 핸드오버(즉, 이동 중계기 핸드오버)를 수행할 수 있다. 또는, 단말은 상기 티켓 정보로부터 출발 장소 및 도착 장소에 대한 정보를 파악할 수 있고, 해당 위치에서 해당 시간에는 이동 중계기 핸드오버를 수행하도록 동작할 수도 있다. 예를 들어, 단말은 티켓 정보로부터 도착지 정보를 추출하고, 해당 도착지에 위치한 기지국에 대한 정보를 직접적으로 또는 네트워크에 위치한 서버를 통한 질의(query) 및 응답(response) 과정을 통해서 간접적으로 획득할 수도 있다.
전술한 예시에서는 단말이 승차/하차 여부를 센싱하고 기지국으로 보고하여 이동 중계기 핸드오버 과정이 수행되는 것으로 설명하였지만, 반대로 이동 중계기(또는 이동 중계기가 장착된 이동 수단)에 함께 위치하는 센서가 단말의 승차/하차 여부를 센싱하고 이에 기초하여 네트워크 측에서 이동 중계기 핸드오버 과정이 개시될 수도 있다. 예를 들어, 단말의 승차의 경우에는 이동 중계기가 타겟 기지국이 되며, 이동 중계기가 서빙 기지국으로 해당 단말의 핸드오버 요청을 할 수도 있다. 또는, 단말의 하차의 경우에는 이동 중계기가 서빙 기지국이 되며, 이동 중계기가 타겟 기지국(예를 들어, 해당 장소를 커버리지로 포함하는 매크로 기지국)으로의 핸드오버 절차를 개시할 수도 있다. 어떤 경우에든 사용자의 승차/하차 여부가 사용자의 개입 없이 결정되고, 이에 기초하여 이동 중계기 핸드오버가 수행된다는 점에서는 동일하다.
실시예 4
이동 중계기 핸드오버와 관련하여 전술한 실시예들에서 설명한, 승차/하차 여부에 대한 사용자의 입력을 받는 방식 (실시예 1), 사용자가 미리 설정한 식별 정보에 해당하는 이동 중계기로/로부터 승차/하차하는 것으로 가정하는 방식 (실시예 2), 및/또는 사용자의 승차/하차 여부가 센싱되는 방식(실시예 3)은, 핸드오버 이외의 동작 수행을 위한 트리거링 정보로서 사용될 수도 있다.
예를 들어, 이동 중계기가 장착된 이동 수단에 사용자가 승차하는 것으로 결정되는 경우, 단말은 전화 착신음을 진동으로 변경하거나, 해당 차량의 노선 정보를 제공하는 애플리케이션을 실행시키는 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 단말은 이동 중계기 등의 통신 장비와의 신호 교환을 통해서 해당 이동 수단의 위치 정보 및 목적지 도달 예상 시간 정보 등을 획득할 수도 있다. 또한, 획득한 정보를 바탕으로 사용자에게 목적지 부근에 인접했는지 여부를 알려줄 수도 있다.
한편, 이동 중계기가 장착된 이동 수단으로부터 사용자가 하차하는 것으로 결정되는 경우, 단말은 승차시의 동작 모드에서 승차 이전의 일반적인 동작 모드로 전환될 수도 있다.
도 10은 본 발명에 따른 이동 중계기 핸드오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10의 예시에서 서빙 기지국이 이동 중계기이고 타겟 기지국이 매크로 기지국이거나, 또는 서빙 기지국이 매크로 기지국이고 타겟 기지국이 이동 중계기일 수 있다. 이와 같이 이동 중계기가 관련된 핸드오버를, 전술한 바와 같이 이동 중계기 핸드오버라 칭한다.
단계 S1010에서 단말은 이동 중계기 핸드오버에 대한 자신의 상태(state)를 결정할 수 있다. 단말의 상태는 간략하게는 이동 중계기 핸드오버의 허용 여부에 대한 상태에 해당할 수 있다. 보다 구체적으로는, 단말의 상태는, 이동 중계기의 예상 이동 경로와 단말의 예상 이동 경로가 서로 동일한 제 1 상태 (예를 들어, 단말의 사용자가 이동 중계기가 장착된 이동 수단에 승차할/승차한 상태) 또는 서로 상이한 제 2 상태(예를 들어, 단말의 사용자가 이동 중계기가 장착된 이동 수단에서 하차할/하차한 상태)일 수 있다.
단계 S1010에서 단말의 상태는, 전술한 본 발명의 다양한 실시예들(예를 들어, 사용자 입력, 미리 설정된 식별 정보, 단말의 센싱)에 기초하여 결정될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.
단계 S1020에서 단말은 이동 중계기 핸드오버에 대해서 결정된 상태에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송할 수 있고, 단계 S1030에서 서빙 기지국은 이를 수신할 수 있다. 단계 S1020은 단말의 주변 기지국에 대한 단말의 측정 결과(예를 들어, 도 7의 S110)와 함께 전송될 수도 있고, 또는 별도로 전송될 수 있다.
단계 S1040에서 서빙 기지국은 단말로부터 수신된 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태 정보에 기초하여 해당 단말의 핸드오버 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 서빙 기지국이 매크로 기지국이고 타겟 기지국이 이동 중계기인 경우에, 단말의 상태가 이동 중계기와 동일한 예상 경로를 가지는 것을 나타내는 경우라면 핸드오버를 허용하고, 단말의 상태가 이동 중계기와 상이한 예상 이동 경로를 가지는 것을 나타내면 핸드오버를 허용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 또는, 서빙 기지국이 이동 중계기이고 타겟 기지국이 매크로 기지국인 경우에, 단말의 상태가 이동 중계기와 동일한 예상 경로를 가지는 것을 나타내는 경우라면 핸드오버를 허용하지 않고, 단말의 상태가 이동 중계기와 상이한 예상 이동 경로를 가지는 것을 나타내면 핸드오버를 허용하는 것으로 결정할 수 있다.
단계 S1050에서 서빙 기지국은 핸드오버 허용에 대한 결정에 기초한 핸드오버 명령을 단말에게 전송할 수 있다. 핸드오버를 허용하는 것으로 결정하는 경우, 단계 S1050이 수행되기 전에 타겟 기지국에서의 단말을 위한 자원 확보 등을 위한 절차가 수행될 수 있다(예를 들어, 도 7의 S120 내지 S130). 만약 핸드오버를 허용하지 않는 경우 단계 S1050은 수행되지 않을 수 있다.
단계 S1060에서, 핸드오버 명령을 수신한 단말, 서빙 기지국 및 타겟 기지국은 후속 핸드오버 절차를 수행할 수 있다 (예를 들어, 도 7의 S150 내지 S190).
본 발명에 따른 이동 중계기 핸드오버 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(1110)는, 수신모듈(1111), 전송모듈(1112), 프로세서(1113), 메모리(1114) 및 복수개의 안테나(1115)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1115)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(1111)은 다른 장치(예를 들어, 기지국 또는 중계기)로부터의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1112)은 다른 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1113)는 단말 장치(1110) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
단말 장치(1110)는 이동 중계기 핸드오버를 수행하도록 구성될 수 있다. 단말 장치(1110)의 프로세서(1113)는, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를 서빙 기지국에게 보고하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1113)는, 상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하도록 구성될 수 있다.
단말 장치(1110)의 프로세서(1113)는 그 외에도 단말 장치(1110)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1114)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 11를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(1120)는, 수신모듈(1121), 전송모듈(1122), 프로세서(1123), 메모리(1124) 및 복수개의 안테나(1125)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1125)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모듈(1121)은 다른 장치(단말, 다른 기지국 또는 중계기)로부터 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1122)은 다른 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1123)는 기지국 장치(1120) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
기지국 장치(1120)는 이동 중계기 핸드오버를 지원하도록 구성될 수 있다. 기지국 장치(1120)의 프로세서(1123)는, 상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태에 대한 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1123)는, 상기 단말의 상태에 기초하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고 상기 단말에게 핸드오버 명령을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
도 11의 기지국 장치(1120)은 이동 중계기 핸드오버에 관여하는 다른 기지국에 해당하거나 또는 이동 중계기 장치 자체에 해당할 수 있다.
기지국 장치(1120)의 프로세서(1123)는 그 외에도 기지국 장치(1120)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1124)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
위와 같은 단말 장치 및 기지국 장치들의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
또한, 도 11에 대한 설명에 있어서 기지국 장치에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 송수신 장치에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 단말 장치 또는 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 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 Signal Processors), DSPDs(Digital Signal 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 정신 및 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 (13)

  1. 단말이 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 방법으로서,
    상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를 서빙 기지국에게 보고하는 단계; 및
    상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는, 핸드오버 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 상태는,
    상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로와 동일한 예상 이동 경로를 가지는 제 1 상태, 또는 상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로와 상이한 예상 이동 경로를 가지는 제 2 상태 중 하나인, 핸드오버 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 중계기 핸드오버가 상기 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버인 경우,
    상기 단말의 상태가 제 1 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되지 않고, 상기 제 2 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되는, 핸드오버 수행 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 중계기 핸드오버가 다른 기지국으로부터 상기 이동 중계기로의 핸드오버인 경우,
    상기 단말의 상태가 제 1 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되고, 상기 제 2 상태인 경우 상기 이동 중계기 핸드오버가 수행되지 않는, 핸드오버 수행 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 상태는,
    상기 단말의 사용자로부터 입력된 정보,
    상기 단말에 대해 미리 설정된 식별 정보, 또는
    상기 단말의 센싱 결과
    중 하나 이상에 의해서 결정되는, 핸드오버 수행 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단말의 사용자로부터 입력된 정보는,
    상기 단말의 상태의 확인 요청에 대한 상기 사용자의 응답인, 핸드오버 수행 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 식별 정보는,
    상기 이동 중계기의 예상 이동 경로, 상기 이동 중계기의 식별 정보, 상기 이동 중계기가 장착된 이동 수단의 식별 정보, 시간 또는 장소 중 하나 이상을 포함하는, 핸드오버 수행 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 단말의 센싱 결과는,
    상기 이동 중계기 또는 상기 이동 중계기와 함께 위치하는 장치로부터의 신호를 센싱한 결과, 또는
    상기 단말이 상기 이동 중계기의 예상 이동 경로, 출발 시간, 출발 장소, 도착 시간 또는 도착 장소 중 하나 이상에 대한 정보를 담은 매체를 센싱한 결과 중 하나 이상인, 핸드오버 수행 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 상태는,
    상기 이동 중계기 핸드오버가 허용되는 제 1 상태 또는 상기 이동 중계기 핸드오버가 금지되는 제 2 상태 중 하나인, 핸드오버 수행 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 중계기 핸드오버는,
    상기 이동 중계기로부터 다른 기지국으로의 핸드오버, 또는
    상기 다른 기지국으로부터 상기 이동 중계기로의 핸드오버인, 핸드오버 수행 방법.
  11. 이동 중계기 핸드오버를 지원하는 방법으로서,
    상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 단말의 상태에 기초하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고 상기 단말에게 핸드오버 명령을 전송하는 단계를 포함하는, 핸드오버 지원 방법.
  12. 이동 중계기 핸드오버를 수행하는 단말 장치로서,
    네트워크로 신호를 전송하는 전송 모듈;
    네트워크로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 단말 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 상기 단말의 상태에 대한 정보를, 상기 전송 모듈을 통하여 서빙 기지국에게 보고하고;
    상기 단말의 상태에 기초하여 결정되는 상기 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령에 기초하여 상기 이동 중계기 핸드오버를 수행하도록 구성되는, 핸드오버 수행 단말 장치.
  13. 이동 중계기 핸드오버를 지원하는 기지국 장치로서,
    단말로 신호를 전송하는 전송 모듈;
    상기 단말로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 기지국 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 중계기 핸드오버에 대한 단말의 상태에 대한 정보를, 상기 수신 모듈을 통하여 수신하고;
    상기 단말의 상태에 기초하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 핸드오버 명령을 전송하도록 구성되는, 핸드오버 지원 기지국 장치.
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