WO2012173434A2 - 무선 접속 시스템에서 무선 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 접속 시스템에서 무선 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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정만영
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    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference

Definitions

  • the present invention relates to a wireless access system, and more particularly, to a method and apparatus for supporting radio resource allocation in a wireless access system that supports operation in an unlicensed band.
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.lib provides a transmission rate of 11 Mbps, and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802 J g applies Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz, providing a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11 ⁇ employs multiple input multiple output-OFDM (MIM0-0FDM), which provides a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11 ⁇ supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case 600 Mbps.
  • TV White Space is a frequency allocated to broadcast TV, which includes a UHFOJltra High Frequency (VHF) band and a very high frequency (VHF) band, and operates in a corresponding frequency band.
  • VHF UHFOJltra High Frequency
  • VHF very high frequency
  • the licensed device may include a TV, a wireless microphone, and the like, and the licensed device may also be referred to as a licensed user, an incumbent user, or a primary user.
  • Unlicensed devices that want to use the TV WS band must provide protection for licensed devices. Therefore, the unlicensed device must check whether the licensed device occupies the corresponding band in order to obtain available channel information before starting to transmit a signal in the TV WS band.
  • the unlicensed device may perform spectrum sensing to determine whether the corresponding band is used by the licensed device.
  • Spectrum sensing mechanisms include an energy detection method and a feature detection method.
  • the unlicensed device may determine that the licensed device is using the specific channel when the strength of the signal received on the specific channel is greater than or equal to a predetermined value or when a digital TV (DTV) preamble is detected. If it is determined that the licensed device is in use in a channel immediately adjacent to the channel currently being used, the transmission power of the unlicensed device should sometimes be lowered depending on the amount of interference radiated to the adjacent band.
  • DTV digital TV
  • an unlicensed device in the TV S band relies only on frequency sensing to obtain available channel information
  • the unlicensed device may be used for operation in the TV WS band.
  • the burden of sensing increases, and the procedure can be delayed.
  • an unlicensed device may access a geo-location database through an Internet or private network to obtain channel list information available in the area.
  • the geographic location database is a database that stores and manages information on registered licensed devices, channel usage information dynamically changing according to the geographical location and channel usage time of licensed devices.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently allocating radio resources to a terminal operating as an unlicensed device in a wireless access system, which preferably supports operation in an unlicensed band. Suggest.
  • An aspect of the present invention provides a method for allocating radio resources in a wireless access system supporting a TV White Space (TV WS) band. Allocating an available frequency band not used by a licensed device among the bands to the terminal, and when there is a reception band of another device in an adjacent band of the available frequency band, a portion adjacent to the adjacent band among the available frequency bands
  • a method comprising: setting a guard band in a band of A, allocating a radio resource to a terminal in a frequency band excluding a guard band in an available frequency band, and receiving uplink data from the terminal through a radio resource;
  • the guard band is determined using the allocation position of radio resources, the amount of radio resources and the transmission power of the terminal.
  • a radio frequency (RF) unit and a TV WS band licensed device for transmitting and receiving radio signals are used. Assigns available frequency bands that are not available to the terminal, and if a reception band of another device exists in an adjacent band of the available frequency bands, sets a guard band in a portion of the available frequency bands adjacent to the adjacent band, And a processor for allocating radio resources to the terminal in a frequency band other than the guard band and receiving uplink data from the terminal through the radio resource, wherein the guard band includes a radio resource allocation position, a quantity of radio resources, and a transmission power of the terminal. Is determined using.
  • the terminal receives information on whether there is a reception band of the other device in the adjacent band from the terminal or the network.
  • the information on whether there is a reception band of another device in the adjacent band received from the terminal indicates whether the power measurement value of the adjacent band belongs to a preset range.
  • the guard band is set only in a part of bands adjacent to any one adjacent band of the adjacent adjacent bands of the available frequency band.
  • the transmit power of the terminal is the maximum transmit power allowed for the terminal.
  • a radio resource can be efficiently allocated to a terminal operating as an unlicensed device in a radio access system, preferably a radio access system supporting operation in an unlicensed band.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • 4 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP LTE system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 6 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot.
  • 10 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIM0) communication system.
  • 11 is a view Tosa the channel to receive antenna i in ⁇ ⁇ transmit antennas.
  • FIG. 12 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block (RB) pair defined in a 3GPP LTE system.
  • RB downlink resource block
  • FIG 13 shows an uplink subframe including an SRS symbol.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of relay node resource partitioning.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of carrier aggregation used in a component carrier (CC) and an LTE_A system of an LTE system.
  • CC component carrier
  • LTE_A LTE_A system of an LTE system.
  • 16 shows a subframe structure of an LTE-A system according to cross carrier scheduling.
  • FIG. 17 illustrates an example of coexistence with another service such as DTV through an available channel in a DTV reception band.
  • FIG. 18 illustrates a wireless LAN when a WLAN or LTE / LTE-A service coexists with a DTV service. Or it is a diagram illustrating the effect of interference by LTE / LTE-A transmission.
  • 19 is a diagram illustrating an uplink resource allocation method for controlling interference radiated to an adjacent band according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is a diagram illustrating an example of setting a guard band in an available frequency band according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 illustrates a processor structure of a base station or a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • Certain operations described in the document as being performed by a base station may, in some cases, be performed by an upper node of the base station. That is, it is apparent that various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (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 UE Jser Equiment (MS), Mobile Station (MS), Mobile Subscriber Station (MSS), SSCSubscriber Station (STA), and STA (Station).
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802 system, the 3GPP system, the 3GPP LTE and the LTE-Advanced (LTE-A) system, and the 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 this document may 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 single
  • CDMA may be implemented by radio technology such as UTRACUniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in a wireless technology 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
  • 0FDMA may be implemented by a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like.
  • UTRA is part of the Universal Mobile 6 (UMTS) ⁇ 1111 ⁇ 10115 System.
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of Evoided UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs 0FDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is the evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • a WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • a BSS is a set of stations (STAs) that can successfully communicate with each other through synchronization.
  • 1 illustrates two BSSs and two STAs connected to each BSS. The oval in FIG. 1 indicates the coverage area of the BSS, which is called a basic service area (BSA). If the STA moves beyond the BSA, the STA can no longer communicate directly with other STAs present in the BSA.
  • BSA basic service area
  • IBBS Independent BSS
  • IBBS Infrastructure BSS
  • IBBS is the most basic of WLAN system
  • FIG. 1 In IBBS, direct communication between STAs is possible, and such a type of operation between STAs is called an ad hoc network.
  • the STA In order to access the BSS, the STA must perform a procedure for synchronizing with the base station. In addition, in order to access all the services of the infrastructure BSS, the STA must be associated with a base station. This linkage procedure is performed dynamically and involves the use of the Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the direct distance that can be supported between the STA and the STA may be physically limited. Depending on the network, this distance may be fragmented, but not so fragmented that an extension of coverage may be required.
  • the BSS may be configured as an element in an extended form of a network composed of a plurality of BSSs.
  • the architectural element used to interconnect the BSSs is referred to as a distribution system (DS).
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS does not necessarily need to be a network, and there is no limitation on its form as long as it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • a distribution system medium (DSM) and a wireless medium may be logically divided. Each logical medium serves a different purpose by different elements of the architecture.
  • DS manages seamless integration of multiple BSSs and address mapping to destinations The mobility of the device is supported by providing the logical services required for this purpose.
  • An access point is an entity that supports an associated STA to access a distribution system through a WM. Data is moved between the BSS and the DS through the AP. In this case, since all APs can be STAs, APs are entities having addresses. However, the addresses used by the AP for communication through the network and communication through the DSM need not be the same.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • a DS and a BSS may be used to form a wireless network having an arbitrary size and complexity, and this network type is called an extended service set (ESS) network.
  • An ESS means a plurality of BSSs connected through a DS and does not include a DS. Since the ESS network has the same Logical Link Control (LLC) layer as the IBSS network, an STA belonging to an ESS can move from one BSS to another BSS within the same ESS transparently to the LLC. .
  • LLC Logical Link Control
  • BSSs may be partially overlapped to form physically continuous coverage.
  • the BSSs since the logical distance between the BSSs is not limited, the BSSs may not be physically connected.
  • BSSs may not be physically combined to avoid unnecessary duplication.
  • an IBBS or ESS network when the ad hoc network operates in a location having an ESS network, or when a WLAN system network that is physically overlapped is configured in a different structure, or when a plurality of different access or security policies are required in the same location, Or more) an IBBS or ESS network has one (or more) ESS It can exist in the same physical space as the network.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the STA is a logical entity that includes Medium Access Control (MAC) and a Physical Layer (Physical Layer) interface to the wireless medium, and includes an AP Stat ion (AP STA) and a non-AP Stat ion (AP STA).
  • MAC Medium Access Control
  • AP STA AP Stat ion
  • AP STA non-AP Stat ion
  • AP STA non-AP Stat ion
  • a portable terminal operated by a user is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA may be a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber unit. It may also be called another name (Mobile Subscriber Unit).
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to it to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), a femto BS, or a site controller.
  • FIG. 5 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP LTE system and a general signal transmission method using the same.
  • an initial cell search operation such as synchronizing with a base station is performed in step S51.
  • the UE transmits a main synchronization channel (P-SCH: Receives a Primary Synchronization Channel and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) to synchronize with the base station and obtain information such as a Sal ID.
  • P-SCH Receives a Primary Synchronization Channel and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH)
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) signal from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the UE may check the downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the physical downlink control channel information in step S52. Specific system information can be obtained.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure as described in steps S53 to S56 to complete the access to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S53), and a response message to the preamble through the physical downlink control channel and the physical downlink shared channel. Can be received (S54).
  • PRACH physical random access channel
  • the UE performs contention resolution such as transmitting an additional physical random access channel signal (S55) and receiving a physical downlink control channel signal and a corresponding physical downlink shared channel signal (S56). Procedure).
  • the terminal which has performed the above-described procedure is then a general uplink / downlink signal transmission procedure for the physical downlink control channel signal and / or the physical downlink shared channel signal.
  • a reception S57 and a transmission of a physical uplink shared channel (PUSCH) signal and / or a physical uplink control channel (PUCCH) signal (S58) may be performed.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • UCI uplink control information
  • HARQ-ACK / NACK Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement / Negative-ACK
  • SR Scheduling Request
  • CQI Channel Quality Indication
  • PMI Precoding Matrix Indication
  • RI Rank Indication
  • UCI is generally transmitted periodically through the PUCCH, but may be transmitted through the PUSCH when control information and traffic data should be transmitted at the same time.
  • the UCI may be aperiodically transmitted through the PUSCH by a request / instruction of the network.
  • FIG. 6 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken to transmit one subframe is called a TTKtransmission 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 orthogonal frequency division multiplexing (0FDM) symbols in the time domain. Since 3GPP LTE uses 0FDMA in downlink, the 0FDM symbol is for representing one symbol period. The 0FDM symbol may be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • resource A resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the structure of the radio frame is only one example, and the number of subcarriers included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols and one resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, but is not limited thereto. .
  • Each element on the resource grid is called a resource element, and one resource block includes 12 X 7 resource elements.
  • the number N DL of resource blocks included in the downlink pilot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which a PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) is allocated. data region).
  • Examples of downlink control channels used in 3GPP LTE include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical hybrid-ARQ indicator channel (PHICH).
  • PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • the PHICH is a male answer channel for the uplink, and carries an ACK (Acknowledgement) / NACK (Not-Acknowledgement) signal for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • PDCCH is a resource allocation and transmission format of DL-SCH (Downlink Shared Channel) (also referred to as a downlink grant), resource allocation information of UL-SCH (Uplink Shared Channel) (this is also called an uplink grant), and PCH ( Paging information in paging channel, system information in DL-SCH, resource allocation for upper-layer control message such as random access response transmitted in PDSCH, arbitrary terminal It can carry a set of transmission power control commands for the individual terminals in the group, activation of VoIPCVoice over IP).
  • the plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH consists of a collection of one or a plurality of consecutive CCE control channel elements.
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to the state of a radio channel.
  • the CCE is referred to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits of the PDCCH are determined according to the association between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the terminal and attaches a CRCCCyclic Redundancy Check to the control information.
  • the CRC is masked by a unique identifier (referred to as RNTKRadio Network Temporary Identifier) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTKRadio Network Temporary Identifier a unique identifier
  • a unique identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indication identifier for example, P-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • the system information more specifically, the PDCCH for the system information block (SIB), the system information identifier and the system information RNTI (SI-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SIB system information block
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a control region (PUCCHCPhysical Uplink Control Channel) carrying uplink control information is allocated to the control region.
  • the data region is allocated a Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) that carries user data.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block (RB) pair in a subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots. This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • MIM0 Multi -Input Multi -Output
  • MIMO technology generally uses multiple transmit (Tx) antennas and multiple receive (Rx) antennas away from the ones that generally used one transmit antenna and one receive antenna.
  • the MIM0 technology is a technique for increasing capacity or individualizing performance by using multiple input / output antennas at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • MIM0 will be referred to as "multi-input / output antenna”.
  • the multi-input / output antenna technology does not rely on one antenna path to receive one total message, and collects a plurality of pieces of data received through several antennas to complete complete data.
  • multiple input / output antenna technology can increase the data rate within a specific system range, and can also increase the system range through a specific data rate.
  • MIM0 communication technology is the next generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters, and attracts attention as a technology that can overcome the transmission limitations of other mobile communication depending on the limit situation due to the expansion of data communication. have.
  • MIM0 multiple input / output antenna
  • 10 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIM0) communication system: 10, the number of transmission antennas ⁇ ⁇ dogs, received when increased the number of antennas of the open-circuit N R at the same time, the transmitter or only a large number of theoretical channel transmission in proportion to the number of antennas, unlike in the case that will be served by the antenna receiver Since the capacity is increased, it is possible to improve the transfer rate and to significantly improve the frequency efficiency.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may theoretically increase by multiplying the maximum transmission rate Ro in the case of using one antenna by the following rate increase rate Ri.
  • the technique of the multi-input / output antennas is a spatial diversity scheme that improves transmission reliability by using symbols that have passed through various channel paths, and a transmission rate is improved by simultaneously transmitting a plurality of data symbols by using a plurality of transmit antennas. It can be divided into spatial multiplexing method. In addition, researches on how to appropriately combine these two methods to obtain the advantages of each are being studied in recent years.
  • the spatial multiplexing technique is a method of transmitting different data streams at each transmitting antenna, and at the receiver, mutual interference occurs between data transmitted simultaneously from the transmitter.
  • the receiver removes this interference using an appropriate signal processing technique and receives it.
  • the noise cancellation schemes used here include MLDCmaximum likelihood detection (ZDC) receivers, zero-forcing (ZF) receivers, minimum mean square error (MMSE) receivers, U-Diagonal-Bel 1 Laboratories Layered Space-Time (VLAST), and V-BLASTC Vertical. -Be 11 Laboratories Layered Space-Time, etc.
  • ZDC maximum likelihood detection
  • ZF zero-forcing
  • MMSE minimum mean square error
  • VLAST U-Diagonal-Bel 1 Laboratories Layered Space-Time
  • V-BLASTC Vertical U-Diagonal-Bel 1 Laboratories Layered Space-Time
  • VLAST U-Diagonal-Bel 1 Laboratories Layered Space-Time
  • the transmission power in each of the transmission information Si, S2, S NT is different, and if each transmission power,? 2, P NT , the transmission power can be represented by the following vector.
  • the information vector S whose transmission power has been adjusted is then rapidly weighted to form the ⁇ ⁇ transmission signals, ⁇ 2 ,..., ⁇ ⁇ , which are actually transmitted.
  • the weight matrix plays a role of properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • This transmission signal,) 3 ⁇ 4 is used with vector X. It can be expressed as:
  • Wij represents a weight between the i th transmit antenna and the j th transmission information.
  • W represents this as a matrix.
  • Such a matrix W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the above-described transmission signal (X) can be considered divided into the case of using the spatial diversity and the case of using the spatial multiplexing.
  • the elements of the information vector s all have different values, while using spatial diversity causes the same signal to be sent through multiple channel paths.
  • the elements of the information vector s therefore all have the same value.
  • a method of combining spatial multiplexing and spatial diversity is also conceivable. That is, for example, a case may be considered in which the same signal is transmitted by using spatial diversity through three transmission antennas, and the remaining signals are spatially multiplexed by different signals.
  • the reception signal is represented by the vector y of the reception signals, y 2 ,..., Yi «of each antenna as follows.
  • each channel may be classified according to a transmit / receive antenna index, and a channel passing from the transmit antenna j to the receive antenna i is denoted by. Note that the order of the index of the receiver antenna index first, the index of the transmission antenna later.
  • These channels can be grouped together and displayed in vector and matrix form.
  • An example of the vector display is described below.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a channel from N T transmit antennas to a receive antenna i.
  • a channel arriving from the total N T antennas to the reception antenna i may be expressed as follows.
  • Equation (7) when all the channels passing through the N R receive antennas from ⁇ ⁇ transmit antennas are represented as shown in Equation (7), they can be expressed as follows.
  • each of the multiple input / output antenna communication systems may be represented through the following relationship.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other.
  • the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • the tank when the matrix is subjected to eigen value decomposition, the tank may be defined as the number of eigenvalues that are not zero among eigen values.
  • a tank when a tank is singular value decomposition (SVD), it can be defined as the number of non-zero singular values. Therefore, the physical meaning of the tank in the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel.
  • 'Rank' for MIM0 transmission refers to the number of paths that can independently transmit a signal at a specific time point and a specific frequency resource, and 'number of layers' is transmitted through each path.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits a number of layers corresponding to the number of tanks used for signal transmission, unless otherwise specified, a tank has the same meaning as the number of layers.
  • the signal may be distorted during transmission.
  • the distortion of the received signal must be corrected using the channel information.
  • Channel information In order to detect, a signal transmission method known to both a transmitting side and a receiving side and a method of detecting channel information using a distorted degree when a signal is transmitted through a channel are mainly used.
  • the above-mentioned signal is called a pilot signal or a reference signal RS.
  • each transmit antenna When transmitting and receiving data using multiple input / output antennas, a channel state between a transmitting antenna and a receiving antenna must be detected in order to receive a signal accurately. Therefore, each transmit antenna must have a separate reference signal.
  • the downlink reference signal includes a common reference signal (CRS: common RS) shared by all terminals in one cell and a dedicated reference signal (DRS) for only a specific terminal.
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated reference signal
  • the receiving side measures the channel state from the CRS, and feeds back an indicator related to the channel quality such as the CQKChannel Quality Indicator), the PMK Precoding Matri Index), and / or the RKRank Indicator to the transmitting side (ie, the base station).
  • CRS is also referred to as cell-specific RS.
  • a reference signal related to CQI / PMI / RI related to feedback of channel state information (CSI) may be defined as CSI-RS.
  • the DRS may be transmitted through resource elements when data demodulation on the PDSCH is needed.
  • the UE may receive the presence or absence of a DRS through a higher layer and is valid only when a corresponding PDSCH is mapped.
  • the DRS may be referred to as a UE-specific RS or a demodulation reference signal (DMRS).
  • 12 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block (RB) pair defined in a 3GPP LTE system.
  • a downlink resource block pair may be represented by 12 subcarriers in one subframe X frequency domain in a time domain in a unit in which a reference signal is mapped.
  • one resource block pair on the time axis has a length of 14 OFDM symbols in case of normal cyclic prefix (normal CP) (FIG. 12 (a)), and an extended cyclic prefix In case of Extended Cyclic Prefix (CP), it has a length of 12 OFDM symbols (FIG. 12 (b)). '0' in the resource block grid
  • Resource elements (REs) described as '2' and '3' refer to the position of the CRS at antenna port indexes '0', '1', '2' and '3', respectively. Indicates the location of the DRS.
  • the CRS is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in the entire frequency band as a reference signal that can be commonly received by all terminals located in a cell.
  • CRS may be used for channel quality information (CSI) and data demodulation.
  • CSI channel quality information
  • the CRS is defined in various formats depending on the antenna arrangement at the transmitting side (base station).
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports various antenna arrangements, and the downlink signal transmitting side has three types of antenna arrangements such as three single transmit antennas, two transmit antennas, and four transmit antennas. .
  • the reference signal for the single antenna port is arranged.
  • reference signals for two transmit antenna ports are arranged using time division multiplexing (TDM) and / or FDM frequency division multiplexing (FDM) scheme. That is, the reference signals for the two antenna ports are each distinct Different time resources and / or different frequency resources are allocated for this purpose.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • reference signals for the four transmit antenna ports are arranged using the TDM and / or FDM scheme.
  • the channel information measured by the receiving side (terminal) of the downlink signal may be transmitted using a single transmit antenna transmission, transmit diversity, closed-loop spatial multiplexing, open-loop spatial multiplexing or It may be used to demodulate data transmitted using a transmission scheme such as a multi-user multi-input / output antenna (Mult i-User MIM0).
  • the reference signal when multiple input / output antennas are supported, when a reference signal is transmitted from a specific antenna port, the reference signal is transmitted at a location of resource elements specified according to a pattern of the reference signal and at a location of resource elements specified for another antenna port. Not sent. That is, reference signals between different antennas do not overlap each other.
  • mapping CRSs to resource blocks are defined as follows.
  • Equation 12 k and 1 represent the subcarrier index and the heartbull index, respectively.
  • P is an antenna port. " ⁇ in one downlink slot
  • N RB represents the number of radio resources allocated to the downlink.
  • n s represents a slot index and N! D represents a cell ID.
  • mod stands for modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the V shift value in the frequency domain. Since V shif t depends on the cell ID, the position of the reference signal has various frequency shift values depending on the cell.
  • the position of the CRS may be shifted in the frequency domain according to sal in order to improve channel estimation performance through the CRS.
  • reference signals in one cell are allocated to a 3k th subcarrier, and reference signals in another cell are allocated to a 3k + l th subcarrier.
  • the reference signals are arranged at six resource element intervals in the frequency domain, and are separated at three resource element intervals from the reference signal allocated to another antenna port.
  • reference signals are arranged at constant intervals starting from symbol index 0 of each slot.
  • the time interval is defined differently depending on the cyclic prefix length.
  • the reference signal In the case of general cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 4 of the slot, and in the case of extended cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 3 of the slot.
  • the reference signal for the antenna port having the maximum of two antenna ports is defined in one OFDM symbol.
  • the reference signals for reference signal antenna ports 0 and 1 are located at symbol indices 0 and 4 (symbol indices 0 and 3 for extended cyclic prefix) of slots,
  • the reference signal for is located at symbol index 1 of the slot.
  • Antenna port The positions in the frequency domain of the reference signal for 2 and 3 are swapped with each other in the second slot.
  • DRS is used to demodulate data. Precoding weights used for a specific terminal in multiple I / O antenna transmission are used without change to estimate a channel combined with the transmission channel transmitted from each transmission antenna when the terminal receives the reference signal.
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports up to four transmit antennas, and a DRS for tank 1 beamforming is defined.
  • the DRS for tank 1 bump forming also indicates the reference signal for antenna port index 5.
  • Equation 13 shows a case of a general cyclic prefix
  • Equation 14 shows a case of an extended cyclic prefix
  • Equations 12 to 14 k and p represent subcarrier indexes and antenna ports, respectively.
  • ns denotes the number of downlink RBs, the number of slot indices, and the number of cell IDs.
  • RS position in terms of frequency domain
  • Equations 13 and 14 k and 1 represent a subcarrier index and a symbol index, respectively, and p represents an antenna port.
  • Nsc represents a resource block size in the frequency domain and is represented by the number of subcarriers.
  • ' lpRB is the number of physical resources
  • Nrb represents a frequency band of a resource block for PDSCH transmission.
  • n s represents a frequency band of a resource block for PDSCH transmission.
  • N 1D denotes a cell ID
  • mod stands for modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the V shift value in the frequency domain.
  • V sh ift depends on the cell ID
  • the position of the reference signal has various frequency shift values depending on the cell.
  • CoMP is also called MIMO, collaborative MIMO, network MIMO, etc.
  • CoMP is expected to improve the performance of the terminal located at the cell boundary, and improve the throughput of the average cell (sector).
  • inter-cell interference reduces performance and average cell (sector) efficiency of a terminal located at a cell boundary in a multi-cell environment having a frequency reuse index of 1.
  • a simple passive method such as Fractional Frequency Reuse (FFR) is used in the LTE system so that the UE located at the cell boundary has an appropriate performance efficiency in an interference-limited environment.
  • FFR Fractional Frequency Reuse
  • a method of reusing inter-sal interference or mitigating inter-cell interference as a signal that the terminal needs to receive is more advantageous.
  • CoMP transmission scheme may be applied to achieve the above object.
  • CoMP schemes that can be applied to the downlink may be classified into a joint processing (JP) scheme and a coordinated scheduling / beamforming (CS / CB) scheme.
  • JP joint processing
  • CS / CB coordinated scheduling / beamforming
  • data can be used at each point (base station) in CoMP units.
  • CoMP unit means a set of base stations used in the CoMP scheme.
  • the JP method can be further classified into a joint transmission method and a dynamic cell selection method.
  • the associated transmission scheme refers to a scheme in which a signal is simultaneously transmitted through a PDSCH from a plurality of points, which are all or part of a CoMP unit. That is, data transmitted to a single terminal may be simultaneously transmitted from a plurality of transmission points.
  • coherently or non-intrusive Coherently can improve the quality of the signal transmitted to the terminal, and can actively remove the interference with another terminal.
  • the dynamic cell selection method refers to a method in which a signal is transmitted through a PDSCH from a single point in a CoMP unit. That is, data transmitted to a single terminal at a specific time is transmitted from a single point, and data is not transmitted to the terminal at another point in the CoMP unit.
  • the point for transmitting data to the terminal may be dynamically selected.
  • the CoMP unit performs coordination for data transmission to a single terminal. That is, although only the serving cell transmits data to the terminal, user scheduling / beamforming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a CoMP unit.
  • CoMP reception means receiving a signal transmitted by cooperation between a plurality of geographically separated points.
  • CoMP schemes applicable to uplink may be classified into JRCJoint Reception (CSC) and Coordinated Scheduling / Beamforming (CS / CB) schemes.
  • the JR scheme refers to a scheme in which a plurality of points in which C is a whole or a part in a unit of «s receives a signal transmitted through the PDSCH.
  • the CS / CB scheme receives a signal transmitted through the PDSCH only at a single point, but user scheduling / beamforming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a CoMP unit.
  • SRS is mainly used for measuring channel quality in order to perform frequency-selective scheduling of uplink and is not related to transmission of uplink data and / or control information. Do not. However, the present invention is not limited thereto, and the SRS may be used for various other purposes for supporting various start-up functions of power control, enhancement, or recently unscheduled terminals. Examples of start-up functions include initial modulation and coding scheme (MCS), initial power control for data transmission, timing advance, and frequency-selective scheduling. May be included.
  • MCS initial modulation and coding scheme
  • frequency semi-selective scheduling refers to scheduling in which a frequency resource is selectively allocated to a first slot of a subframe, and a frequency slot is allocated by randomly leaping to another frequency in a second slot.
  • the SRS may be used to measure downlink channel quality under the assumption that the radio channel is reciprocal between uplink and downlink. This assumption is particularly valid in a time division duplex (TDD) system in which uplink and downlink share the same frequency spectrum and are separated in the time domain.
  • Subframes of SRS transmitted by a user equipment in a cell It can be represented by a cell-specific broadcast signal. 4-bit cell-The specific 'srsSubframeConfiguration' parameter indicates an array of 15 possible subframes through which the SRS can be transmitted over each radio frame.
  • FIG 13 shows an uplink subframe including an SRS symbol.
  • the SRS is always the last SC-FDMA on the arranged subframe. Sent via symbol
  • the SRS and DMRS are located in different SC-FDMA symbols.
  • PUSCH data transmissions are not allowed in certain SC-FDMA symbols for SRS transmissions.
  • sounding overheads may be reduced even when the sounding overhead is the highest, that is, even when all subframes contain SRS symbols. Does not exceed about 7>.
  • Each SRS symbol is generated by a basic sequence (a set of sequences based on a random sequence or Zadoff? Ch (ZC)) for a given time unit and frequency band, and all terminals in the same cell use the same basic sequence.
  • SRS transmissions from a plurality of terminals in the same cell at the same frequency band and at the same time are orthogonal to each other by different cyclic shifts of the basic sequence to distinguish them from each other.
  • SRS sequences from different cells can be distinguished by different base sequences being assigned to each cell, but orthogonality between different base sequences is not guaranteed.
  • the relay node transmits data transmitted and received between the base station and the terminal through two different links (backhaul link and access link).
  • the base station may comprise a donor cell.
  • the relay node is wirelessly connected to the radio access network through the donor cell.
  • the band (or spectrum) of the relay node the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is called 'in-band', and the frequency in which the backhaul link and the access link are different from each other.
  • the case of operating in band is called 'out-band'.
  • Both existing and LTE in-band and out-band cases A terminal operating according to the system (e.g., release-8) (hereinafter referred to as a legacy terminal) must be able to access the donor cell.
  • the relay node may be classified as a transparent relay node or a non-transparent relay node.
  • a transparent means a case where a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a relay node
  • a non-transparent means a case where a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a relay node.
  • the relay node may be divided into a relay node configured as part of a donor cell or a relay node controlling a cell by itself.
  • the relay node configured as part of the donor cell may have a relay node identifier, but does not have a cell identity of the relay node itself.
  • RRM Radio Resource Management
  • a relay node configured as part of the donor cell even though the remaining parts of the RRM are located in the relay node.
  • a relay node can support legacy terminals.
  • smart repeaters decode one and one forward relay nodes, various types and type-2 relay nodes of L2 (layer 2) relay nodes can be connected to these relay nodes. Corresponding.
  • the relay node controls one or more cells, and each cell controlled by the relay node is provided with a unique physical layer sal identifier. Also, cells controlled by the relay node Each may use the same RRM mechanism. From a terminal perspective, there is no difference between accessing a cell controlled by a relay node and accessing a cell controlled by a general base station.
  • the cell controlled by the relay node may support the legacy terminal. For example, self-backhauling relay nodes, L3 (third layer) relay nodes, type-1 relay nodes and type-la relay nodes are such relay nodes.
  • the type-1 relay node is an in-band relay node that controls a plurality of cells, each of which appears to be a separate cell from the donor cell from the terminal's point of view.
  • the plurality of cells have their own physical cell ID (which is defined in LTE Release-8), and the relay node may transmit its own synchronization channel, reference signal, etc.
  • the terminal may Receive scheduling information and HARQ feedback directly from the relay node and transmit its control channel (scheduling request (SR), CQI, ACK / NACK, etc.) to the relay node.
  • SR scheduling request
  • CQI CQI
  • ACK / NACK etc.
  • the type-1 relay node is seen as a legacy base station (base station operating in accordance with the LTE Release-8 system). That is, backward compatibility. Meanwhile, for terminals operating according to the LTE-A system, the type-1 relay node may be seen as a base station different from the legacy base station, and may provide a performance improvement.
  • the type-la relay node has the same features as the type-1 relay node described above in addition to operating out-band.
  • the operation of the type-la relay node may be configured to minimize or eliminate the impact on L1 (first layer) operation.
  • Type-2 relay nodes are in-band relay nodes, and have a separate physical cell ID. It does not form a new cell.
  • the type-2 relay node is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal is not aware of the existence of the type-2 relay node.
  • a Type # 2 relay node may transmit a PDSCH but not at least CRS and PDCCH.
  • resource partitioning In order for the relay node to operate in-band, some resources in the time-frequency space must be reserved for the backhaul link and these resources can be set 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 multiplexed (TDM) manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul downlink or access downlink is activated at a particular time).
  • TDM time division multiplexed
  • 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 downlink transmission may be performed in a downlink frequency band
  • backhaul uplink transmission may be performed in an uplink frequency band
  • backhaul link multiplexing in TDD backhaul downlink transmission may be performed in a downlink subframe of a base station and a relay node
  • backhaul uplink transmission may be performed in an uplink subframe of a base station and a relay node.
  • an in-band relay node for example, backhaul downlink reception from a base station and access downlink transmission to a terminal are performed in the same frequency band.
  • signal interference may occur at the receiving end of the relay node by a signal transmitted from the transmitting end of the relay node. That is, signal interference or RF jamming may occur at the RF front-end of the relay node.
  • signal interference may also occur when the backhaul uplink transmission to the base station and the access uplink reception from the terminal are simultaneously performed in the same frequency band.
  • a sufficient separation between the received signal and the transmitted signal e.g., a geographically separated space such as installing a transmitting antenna and a receiving antenna on the ground / underground
  • a sufficient separation between the received signal and the transmitted signal e.g., a geographically separated space such as installing a transmitting antenna and a receiving antenna on the ground / underground
  • One way to solve this problem of signal interference is to operate the relay node so that it does not transmit a signal to the terminal while receiving a signal from the donor cell. That is, a gap can be created in the transmission from the relay node to the terminal, and the terminal (including the legacy terminal) can be configured not to expect any transmission from the relay node during this gap. This gap can be set by configuring a Multicast Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) subframe.
  • MBSFN Multicast Broadcast Single Frequency Network
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of relay node resource partitioning.
  • a downlink (ie, access downlink) control signal and data are transmitted from a relay node to a terminal as a first subframe, and a second subframe is a MBSFN subframe in a control region of a downlink subframe.
  • the control signal is transmitted from the relay node to the terminal, but no transmission is performed from the relay node to the terminal in the remaining areas of the downlink subframe.
  • the legacy UE since the legacy UE expects the transmission of the PDCCH in all downlink subframes (that is, the relay node needs to support legacy terminals in its area to perform the measurement function by receiving the PDCCH in every subframe). Therefore, for correct operation of the legacy UE, it is necessary to transmit the PDCCH in all downlink subframes.
  • N l, 2 or 3 OFDM symbol intervals of the subframe.
  • the node needs to do access downlink transmission rather than receive the backhaul downlink.
  • the relay node since the PDCCH is transmitted from the relay node to the terminal in the control region of the second subframe, backward compatibility with respect to the legacy terminal served by the relay node may be provided.
  • the relay node may receive the transmission from the base station while no transmission is performed from the relay node 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 at the in-band relay node.
  • the control region of the second subframe may be referred to as a relay node non-hearing section.
  • the relay node non-hearing interval means a period in which the relay node transmits the access downlink signal without receiving the backhaul downlink signal.
  • the interval may be set to 2 or 3 OFDM lengths as described above.
  • the relay node may perform access downlink transmission to the terminal and receive the backhaul downlink from the base station in the remaining areas. At this time, since the relay node cannot simultaneously transmit and receive in the same frequency band, it takes time for the relay node to switch from the transmission mode to the reception mode.
  • guard time needs to be set for the relay node to transmit / receive mode switching in the first partial section of the backhaul downlink reception region.
  • a guard time for switching the reception / transmission mode of the relay node may be set.
  • This length of guard time may be given as a value in the time domain, for example, may be given as k (k> l) 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 relay node may receive the PDCCH and the PDSCH from the base station. This may be expressed as a relay-PDCCH (R-PDCCH) and an R-PDSCH (Relay-PDSCH) in the sense of a relay node dedicated physical channel.
  • the communication environment considered in the embodiments of the present invention is a multi-carrier. Includes all supported environments. That is, a multicarrier system or a carrier aggregation (CA) system used in the present invention means at least one having a bandwidth smaller than a target band when configuring a target broadband to support the broadband.
  • the system refers to a system that uses a component carrier (CC) to aggregate.
  • CC component carrier
  • the multi-carrier means the aggregation of carriers (or carrier aggregation), and the aggregation of carriers means not only merging between contiguous carriers but also merging between non-contiguous carriers.
  • the number of component carriers aggregated between downlink and uplink may be set differently.
  • the case where the number of downlink component carriers (hereinafter referred to as 'DL CC') and the number of uplink component carriers (hereinafter referred to as 'UL CC') is the same is called symmetric aggregation. This is called asymmetric aggregation.
  • Such carrier aggregation may be commonly used with terms such as carrier aggregation, bandwidth aggregation, spectrum aggregation, and the like.
  • Carrier aggregation in which two or more component carriers are combined, aims to support up to 100 z z bandwidth in an LTE-A system.
  • the bandwidth of the combining carrier may be limited to the bandwidth used by the existing system in order to maintain backward compatibility with the existing IMT system.
  • the existing 3GPP LTE system supports ⁇ 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 ⁇ MHz bandwidth
  • the 3GPP LTE-advanced system ie LTE-A
  • Only bandwidths can be used to support bandwidths greater than 20 Hz z.
  • the carrier aggregation system used in the present invention may support carrier aggregation by defining a new bandwidth regardless of the bandwidth used in the existing system.
  • the LTE-A system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • the carrier aggregation environment described above may be referred to as a multiple cell environment.
  • a cell is defined as a combination of a downlink resource (DL CC) and an uplink resource (UL CC), but the uplink resource is not an essential element. Therefore, the cell may be configured with only downlink resources, or with downlink resources and uplink resources.
  • DL CC downlink resource
  • UL CC uplink resource
  • the uplink resource is not an essential element. Therefore, the cell may be configured with only downlink resources, or with downlink resources and uplink resources.
  • When a specific UE has only one configured serving cell it may have one DL CC and one UL CC, but when a specific UE has two or more configured serving cells, as many DLs as the number of SALs Has a CC and the number of UL CCs may be the same or less.
  • DL CC and UL CC may be configured. That is, when a specific UE has a plurality of configured serving cells, a carrier aggregation environment in which UL ( X is larger than the number of DL CCs may also be supported. That is, carrier aggregation may include carrier frequencies (center frequencies of cells). ) May be understood as a merge of two or more different cells, wherein the term 'cell' should be distinguished from 'cell' as an area covered by a commonly used base station.
  • PCell Primary Cell
  • SCell Secondary Cell
  • P cells and S cells may be used as a serving cell.
  • PCell means a cell operating on a primary frequency (or primary CO).
  • the UE may be used to perform an initial connection establishment procedure or a connection reset procedure. It may also refer to a cell indicated in the handover process.
  • p-cell refers to a cell which is the center of control-related communication among serving cells configured in a carrier aggregation environment.
  • the SCell may mean a cell operating on a secondary frequency (or a secondary CO. Only one PCSell may be allocated to a specific UE, and the SCells may be assigned one or more cells. It is configurable and can be used to provide additional radio resources PUCCH is not present in the remaining cells except the Pcell, that is, the Scell, among serving cells configured in the carrier aggregation environment.
  • the primary component carrier may be used in the same sense as the PCell
  • the secondary component carrier may be used in the same sense as the SCell.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of carrier aggregation used in a component carrier (CC) and an LTE A system of an LTE system.
  • CC component carrier
  • LTE LTE A system of an LTE system.
  • Figure 15 (a) shows a single carrier structure used in the LTE system.
  • Component carriers include a DL CC and an UL CC.
  • One component carrier may have a frequency range of 20 MHz.
  • Figure 15 (b) shows a carrier aggregation structure used in the LTE A system.
  • three component carriers having a frequency size of 2 (MHz) are combined.
  • the UE may simultaneously monitor three CCs, receive downlink signals / data, and transmit uplink signals / data.
  • the network may transmit M (M ⁇ N) DL CCs can be allocated.
  • the UE may monitor only M limited DL CCs and receive a DL signal.
  • the network may assign L (L ⁇ M ⁇ N) DL CCs to allocate a primary DL CC to the UE, in which case the UE must monitor the L DL CCs. This method can be equally applied to uplink transmission.
  • the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource may be indicated by a higher layer message or system information such as an RRC message.
  • a combination of DL resources and UL resources may be configured by a linkage defined by SIB2 (System Information Block Type2).
  • SIB2 System Information Block Type2
  • the linkage may mean a mapping relationship between a DL (X and a UL CC using the UL grant) in which a PDCCH carrying a UL grant is transmitted, and a DL CC (or UL CC) and HARQ in which data for HARQ is transmitted. It may mean a mapping relationship between UL CCs (or DL CCs) through which an ACK / NACK signal is transmitted.
  • Cross carrier scheduling may be referred to as cross component carrier scheduling (Cross Component Carrier Scheduling) or cross cell scheduling (Cross Cell Scheduling).
  • a PUSCH transmitted in accordance with a PDCCH (DL Grant) and a PDSCH in the same DL CC or a PDCCH JL Grant transmitted in a DL CC receives an UL Grant. It means that the transmission through the UL CC linked to the DL CC.
  • a PUSCH transmitted according to PDCCiKDL Grant) and a PDSCH are transmitted to different DL CCs or PDCCH L Grants transmitted from DL CCs, respectively, other than a UL CC linked to a DL CC having received an UL grant. Means to be transmitted through the CC.
  • cross-carrier scheduling is UE-specific may be activated or deactivated and may be known for each UE semi-statically through higher layer signaling (eg, RRC signaling).
  • higher layer signaling eg, RRC signaling
  • a carrier indicator field (CIF: Carrier Indicator Field) indicating a PDSCH / PUSCH indicated by the corresponding PDCCH is transmitted to the PDCCH.
  • the PDCCH may allocate PDSCH resource or PUSCH resource to one of a plurality of component carriers using CIF. That is, CIF is set when a PDSCH or a PUSCH resource is allocated to one of DL / UL CCs in which a PDCCH on a DL CC is multi-aggregated.
  • the DCI format of LTE-A Release-8 may be extended according to CIF.
  • the set CIF may be fixed as a 3 bit field or the position of the set CIF may be fixed regardless of the DCI format size.
  • the PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE) of LTE-A Release-8 may be reused.
  • the PDCCH on the DL CC allocates PDSCH resources on the same DL CC or PUSCH resources on a single linked UL CC, CIF is not configured.
  • the same PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE) and DCI format as the LTE-A Release-8 may be used.
  • the UE needs to monitor PDCCHs for a plurality of DCIs in the control region of the monitoring CC according to a transmission mode and / or bandwidth for each CC. Therefore, it is necessary to configure the search space and PDCCH monitoring that can support this.
  • the terminal DL CC set represents a set of DL CCs scheduled for the terminal to receive a PDSCH
  • the terminal UL CC set represents a set of UL CCs scheduled for the UE to transmit a PUSCH.
  • the PDCCH monitoring set represents a set of at least one DL CC for performing PDCCH monitoring.
  • the PDCCH monitoring set may be the same as the UE DL CC set or may be a subset of the UE DL CC set.
  • the PDCCH monitoring set may include at least one of DL CCs in the terminal DL CC set. Alternatively, the PDCCH monitoring set may be defined separately regardless of the UE DL CC set.
  • the DL CC may be set such that self-scheduling for the linked UL COll is always possible.
  • the UE DL CC set, the UE UL CC set, and the PDCCH monitoring set may be configured UE-specifically, UE group-specifically, or cell-specifically.
  • cross-carrier scheduling When cross-carrier scheduling is deactivated, it means that the PDCCH monitoring set is always the same as the UE DL CC set. In this case, an indication such as separate signaling for the PDCCH monitoring set is not necessary.
  • the PDCCH monitoring set when cross-carrier scheduling is activated, is preferably defined in the terminal DL CC set. That is, in order to schedule PDSCH or PUSCH for the UE, the base station transmits the PDCCH through only the PDCCH monitoring set. 16 illustrates a subframe structure of an LTE-A system according to cross carrier scheduling.
  • DL CC 'A' represents a case in which a PDCCH monitoring DL CC is configured. If CIF is not used, each DL CC may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH without CIF. On the other hand, when the CIF is used through higher layer signaling, only one DL CC 'A' may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH or PDSCH of another CC using the CIF. At this time, DL CCs 'B' and 'C' which are not configured as PDCCH monitoring DL CCs do not transmit the PDCCH.
  • the present invention minimizes performance degradation due to interference that a neighboring DTV receiver, WLAN, or LTE / LTE-A receiver may receive when the WLAN or LTE / LTE-A terminal operates in a transmission mode in a white space (WS) band.
  • WS white space
  • This is for controlling adjacent channel interference by out-of-band radiated power on the transmitting side. That is, by limiting resource allocation in a frequency domain in a manner of restricting transmission data allocation in a transmission band channel, adjacent band leakage interference due to out-of-band radiated power is enjoyed, and transmission of a terminal such as WLAN or LTE / LTE-A in WS is performed. This is for minimizing the influence on the adjacent reception bands so that they can coexist without problems.
  • TV white space TV WS
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to an unlicensed band that is not licensed exclusively for use by a specific system or device. Of course it can.
  • WLAN or LTE / LTE-A service which is a cellular service in the TV WS band
  • adjacent WLAN and LTE / LTE-A are caused by out-of-band unnecessary emission emitted from the serving terminal.
  • the reception performance of the receiver or DTV receiver may be affected.
  • a wireless LAN or LTE / LTE-A terminal transmits and receives a database or carrier sensing method on a TV WS, and a transmission / reception channel band is a UHF reception band of a DTV (for example, 470 to 698 MHz).
  • a transmission / reception channel band is a UHF reception band of a DTV (for example, 470 to 698 MHz).
  • Some of the empty unit channel (for example, 6) z) is made on, and the terminal transmitting and receiving in this band can apply an RF front-end filter such as a duplex filter (duplex filter). Most likely not. Therefore, it must be dealt with separately from the out-of-band emission characteristic by RF filter.
  • out-of-band radiation from the transmit antenna port to the receive antenna port is generally attenuated by about 45 to 50 dB compared to the transmit band. It is highly likely that terminals operating on the TV WS band will not benefit from the reception band protection.
  • FIG. 17 illustrates an example of coexistence with another service such as DTV through an available channel in a DTV reception band.
  • the WLAN or LTE / LTE—A terminal may be one of the available channels. You can use the band allocated to you. In this case, the WLAN or LTE / LTE-A terminal first performs front-end filtering that covers the entire TV WS band, and then performs an available channel available from the base station. It can receive data and coexist with DTV or other WLAN devices without the help of RF filtering.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the influence of interference due to WLAN or LTE / LTE-A transmission when WLAN or LTE / LTE-A service and DTV service coexist.
  • a wireless LAN terminal supports at least one of 5 MHz, 10 MHz, and 20 MHz
  • an LTE / LTE-A terminal supports 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz, etc.
  • the carrier set when the carrier set does not support 6 It supports one of the two channel bandwidths, and if the carrier set is supported, theoretically, it can support up to 100 MHz, but considering the bandwidth secured by the actual service provider, it can occupy a bandwidth of up to 40 ⁇ z, and several TV WS channels in succession Depending on whether it is not used by the licensed device, 5 MHz, 10 MHz, or higher frequency bandwidth can be supported with 5 MHz as the default bandwidth.
  • the WLAN or LTE / LTE-A terminal uses a 5 MHz frequency band in channel 40 and operates in a reception mode. In the channels 41 and 42, the WLAN or LTE / LTE-A terminal uses a frequency band of 10 MHz. It demonstrates that it is operating in transmission mode.
  • out-of-band radiation by transmission of the WLAN or LTE / LTE-A terminal may affect the reception of the DTV receiver or the reception of another WLAN or LTE / LTE-A terminal.
  • 18 illustrates a wireless LAN operating in a transmission mode on channels 41 and 42
  • the influence of interference on reception of a wireless LAN or an LTE / LTE-A terminal or a DTV receiver on a channel 43 operating in a reception mode on channel 40 due to out-of-band radiation by transmission of the LTE / LTE-A terminal is illustrated.
  • the present invention controls the interference that leaks out of band to protect the DTV reception performance when the WLAN terminal or the LTE / LTE-A terminal operates without the help of the front-end filter in the DTV reception band.
  • 19 is a diagram illustrating an uplink resource allocation method for controlling interference radiated to an adjacent band according to an embodiment of the present invention.
  • the base station determines whether a reception channel exists in an adjacent band of an available frequency band allocated to the terminal (S1901).
  • the available frequency band allocated to the terminal may consist of at least one unit channel of the corresponding unlicensed band (for example, DTV reception band).
  • the base station can check the existence of the reception channel in the adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal from the network to confirm the information received from the network or through information shared with the neighboring base station, and also in FIG. 19. Not shown but available from the terminal to the terminal Information about adjacent bands of the frequency band may be received and confirmed. In addition, the combination of one or more of the above-described schemes may determine whether a reception channel exists in an adjacent band of an available frequency band allocated to the terminal.
  • the base station can check the frequency used by the licensed device in the corresponding unlicensed band using a database.
  • the network can identify the frequency allocated to the DTV receiver in the service area thereof.
  • the TV WS band may be different for each country, and the network may check information on the frequency band allocated to the DTV receiver according to the corresponding region.
  • the base station may receive information determined based on a database from the network and check whether a reception channel exists in an adjacent band of an available frequency band allocated to the terminal.
  • each base station on the network can check the usage information of the unlicensed device other than the licensed device in the adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal in the coverage (Sal or BSA) serviced by the base station, and the base stations are used for each of these frequency bands. By sharing the information with each other, it is possible to determine whether the adjacent band is used. For example, in the case of the TV WS band, the base station can determine whether the unlicensed devices such as the LTE / LTE-A terminal and the other wireless LAN terminal other than the DTV receiver are using the adjacent band with information shared with the neighboring base station.
  • the terminal detects the presence of a receiving channel of the licensed device or the unlicensed device in the adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal, and in the adjacent band Information about the detected reception channel may be transmitted to the base station.
  • the UE scans X adjacent bands based on its available frequency band among all DTV reception bands, measures power, compares the measured power value with a reference value for the reception area, and then enters the adjacent band. You can check whether the device is performing a reception service.
  • the terminal may perform a frequency scan for each basic frequency unit in the corresponding unlicensed band, and the number of adjacent bands to be scanned may be set in advance.
  • the terminal may determine that another device is receiving a service in an adjacent band, and the terminal may be larger than the specific threshold value (Th-high [dBm]).
  • Th-low [dBm] a specific threshold value
  • the terminal may determine that another device is receiving a service in an adjacent band, and the terminal may be larger than the specific threshold value (Th-high [dBm]).
  • Th-high [dBm] a specific threshold value
  • the power measurement value is small, it may be determined that another device is performing a reception service in an adjacent band.
  • a power measurement value exists between a specific range, for example, Th-low [dBm] and Th-high [dBm]
  • the reference value for the reception area may be different for each service provided in the corresponding unlicensed band.
  • the reference value for the reception area may be different according to each service band, such as a DTV reception band or an Industrial Scientific and Medical Equity (ISM) band.
  • the terminal detects the presence of a reception channel in an adjacent band of the available frequency band allocated thereto and transmits the detected information to the base station, so that the base station exists in the adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal. It can be determined. That is, the information determining whether there is a reception band of another device in the adjacent band transmitted by the terminal to the base station means information indicating whether the value of the power measured in the adjacent band is within a preset reference value. .
  • the base station having determined that a reception channel exists in an adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal, sets a predetermined band of the available frequency band as a guard band (S1903). For example, if the base station determines that the DTV receiver, the wireless LAN, or the LTE / LTE-A terminal receives a service in an adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal, the base station is assigned to a frequency band of some of the available frequency bands allocated to the terminal. By allocating all radio resources only and the remaining frequency bands as guard bands, the influence of interference by adjacent out-of-band radiation can be reduced. That is, when the reception channel exists in the adjacent band of the available frequency band allocated to the terminal, the base station may limit a portion of the radio resource allocation in the available frequency band allocated to the terminal.
  • 20 is a diagram illustrating an example of setting a guard band in an available frequency band according to an embodiment of the present invention.
  • a predetermined frequency band on the right side of the allocated band is a guard band (GB: Guard band) does not allocate resources and allocates uplink radio resources in the remaining frequency bands not set as guard bands.
  • GB Guard band
  • the base station may determine whether to set the guard band in consideration of the location of the available frequency band (or radio resource) allocated to the terminal.
  • the size of the guard band can be obtained as a function of the radio resource allocated by the terminal and the transmission power of the terminal. That is, it can be derived as a function of power of uplink resource allocation bandwidth and band.
  • This function is preferably designed based on the level of interference of information that the radiated interference of the band will not affect the reception of the DTV receiver, WLAN or LTE / LTE-A terminal.
  • the guard band size can be calculated using the amount of interference on the reception channel of the adjacent band derived from the radio resource allocated by the terminal and the transmission power of the terminal using the above-described function.
  • the guard band is calculated and the resources are not allocated in the guard band. That is, assuming that the UE transmits at maximum power, the guard band size is changed according to the effect of the UE transmission on the reception performance of the adjacent band. Can be calculated.
  • radio resources may be allocated to all available frequency bands if the transmission of the terminal in the current available frequency band does not affect the reception performance of the adjacent band receiver.
  • the base station that sets a guard band as a guard band in an available frequency band allocated to the terminal transmits information on a frequency band for which the guard band is not set, that is, uplink resource allocation information to the terminal (S1905).
  • the base station transmits information on the guard band set in the available frequency band allocated to the terminal to the terminal.
  • the terminal may check uplink resources allocated to the terminal.
  • the base station allocates uplink resources to the terminal in the entire available frequency band without setting the guard band, and uplink to the terminal Link resource allocation information may be transmitted.
  • the base station transmitting the uplink resource allocation information to the terminal receives the uplink data from the terminal through the corresponding resource (S1907).
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station 210 and a plurality of terminals 220 located in an area of a base station 210.
  • the base station 210 includes a processor 211, a memory 212, and a radio frequency unit 213.
  • Processor 211 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 211.
  • the memory 212 is connected to the processor 211 and stores various information for driving the processor 211.
  • the RF unit 213 is connected to the processor 211 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 220 includes a processor 221, a memory 222, and an RF unit 223.
  • Processor 221 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 221.
  • the memory 222 is connected to the processor 221 to provide various information for driving the processor 221. Save it.
  • the RF unit 223 is connected to the processor 221 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the memory 212, 222 may be inside or outside the processor 211, 221 and may be connected to the processor 211, 221 by various well-known means. Also, the base station 210 and / or the terminal 220 may have a single antenna or multiple antennas.
  • the processors 211 and 221 may have a multi-layer (mult i layer) structure, but among these layers, the MAC sublayer and the physical layer are shown in more detail, particularly in the data link layer (DLL).
  • DLL data link layer
  • FIG. 22 illustrates a processor structure of a base station or a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the physical layer 2220 may include a PLCP entity (Physical Layer Convergence Procedure Entity) 2221 and a PMD entity (Physical Medium Dependent Entity) 2222.
  • PLCP entity Physical Layer Convergence Procedure Entity
  • PMD entity Physical Medium Dependent Entity
  • Both the MAC sublayer 2210 and the physical layer 2220 may include a conceptual management entity, and may be referred to as a MAC sublayer management entity (MLME) 2211 and a physical layer management entity (PLME) 2223, respectively.
  • MLME MAC sublayer management entity
  • PLME physical layer management entity
  • a SME 2230 may exist in each terminal.
  • SME 2230 is a management entity that is independent of each layer and collects layer-based state information from multiple layer management entities, or Set the values of specific parameters in the hierarchy. SME 2230 may perform this function on behalf of general system management entities and may implement standard management protocols.
  • FIG. 22 shows an example of exchanging GET / SET primitives.
  • XX— GET The request primitive is used to request the value of MIB at t r i but e (management information base attribute), XX-GET.
  • the confirm primitive returns the value of the MIB at tribute if the status is 'SUCCESS', and otherwise returns an error indication in the status field.
  • XX-SET The request primitive is used to request that the specified MIB attibute be set to a given value. If the MIB attribute implies a specific action, this request requests the execution of that particular action.
  • XX-SET The confirm primitive is 'SUCCESS', which means that the specified MIB attribute is set to the requested value. In other cases, the status field indicates an error condition. If this MIB attribute means a specific operation, this primitive can confirm that the operation was performed.
  • the MLME 2211, the SME 2230, the PLME 2223, and the SME 2230 may use the various primitives described above as MLME ⁇ SA MLME ⁇ Service Access Point 2250), PLME_SAP (PLME_Service Access Point, 2260).
  • primitives may be exchanged between the MLME 2211 and the PLME 2223 through the MLME-PLME_SAP (MLME-PLME_Service Access Point) 2270.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field-programmable gate array
  • processors digital signal processors
  • controller a microcontroller
  • microprocessor programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the data transmission / reception scheme in the wireless access system of the present invention has been described with reference to the example applied to the 3GPP LTE system or the IEEE 802 system, but can be applied to various wireless access systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 비면허 대역에서의 동작을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, TV 화이트 스페이스(TV WS: TV White Space) 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법에 있어서, TV WS 대역 중 면허 받은 기기(licensed device)에 의해 이용되지 않는 가용 주파수 대역을 단말에 할당하는 단계, 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는 경우, 가용 주파수 대역 중 인접 대역과 인접한 일부의 대역에 보호 대역(guard band)을 설정하는 단계, 가용 주파수 대역에서 보호 대역을 제외한 주파수 대역에서 단말에 무선 자원을 할당하는 단계 및 무선 자원을 통해 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 보호 대역은 무선 자원의 할당 위치, 무선 자원의 양 및 단말의 송신 파워를 이용하여 결정된다.

Description

【명세서 J
【발명의 명칭】
무선 접속 시스템에서 무선 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】'
본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 비면허 대역 (unlicensed band)에서 동작을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
무선랜 (WLAN: wireless local area network) 기술에 대한 표준은 IEEE( Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역 (unlicensed band)을 이용하고 IEEE 802.lib는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고， IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802 J g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM: Orthogonal frequency-division multiplexing)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11η은 다중입출력 0FDM(MIM0-0FDM: multiple input multiple output-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림 (spatial, stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11η에서는 채널 대역폭 (channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며， 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
한편， TV 화이트 스페이스 (TV WS: TV White Space)는 브로드캐스트 TV에 할당된 주파수로서 UHFOJltra High Frequency) 대역 및 VHF(very high frequency) 대역을 포함하고, 해당 주파수 대역에서 동작하는 면허 기기 (licensed device)의 통신을 저해하지 않는다는 조건 하에서 비면허 기기의 사용이 허가된 주파수 대역을 의미한다. 즉， 해당 주파수 대역에서 면허 기기가 사용 증이지 않은 가용 채널 (available channel) 또는 가용 주파수 대역을 비면허 기기 (unlicensed device)로서 동작하는 기기가 사용할 수 있다. 여기서， 면허 기기에는 TV, 무선 마이크 등이 있을 수 있으며， 면허 기기는 허가된 사용자 (licensed user), 재임중인 사용자 ( incumbent user) 또는 주 사용자 (primary user) 등으로도 불릴 수도 있다
TV WS 대역을 사용하기 원하는 비면허 기기는 면허 기기에 대한 보호 기능을 제공해야 한다. 따라서， 비면허 기기는 TV WS 대역에서 신호의 전송을 시작하기 전에 가용 채널 정보를 획득하기 위해 반드시 면허 기기가 해당 대역을 점유하고 있는지 여부를 확인해야 한다.
이를 위하여， 비면허 기기는 스펙트럼 센싱 (spectrum sensing)을 수행하여 해당 대역이 면허 기기에 의해 사용되고 있는지 여부를 확인할 수도 있다. 스펙트럼 센싱 메커니즘 (mechanism)에는 에너지 검출 (Energy Detection) 방식， 피쳐 검출 (Feature Detection) 방식 등이 있다. 비면허 기기는 특정 채널에서 수신된 신호의 강도가 일정 값 이상이거나, DTV(Digital TV) 프리앰블 (Preamble)이 검출되면 면허 기기가 특정 채널을 사용 중인 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 현재 사용 중인 채널과 바로 인접해 있는 채널에서 면허 기기가 사용 중인 것으로 판단되면, 인접 대역으로 방사되는 간섭량의 정도에 따라 때로는 비면허 기기의 전송 전력을 낮추어야 한다.
다만， TV S 대역에서 비면허 기기가 가용 채널 정보를 획득하기 위해 주파수 센싱에만 의존하는 경우， 비면허 기기는 TV WS 대역에서의 동작을 위한 센싱으로 인한 부담이 가중되고， 절차가 지연될 수 있다. 따라서, 비면허 기기는 인터넷 흑은 전용망을 통해 지리적 위치 데이터베이스 (geo— location database)에 접속하여 해당 지역에서 사용 가능한 채널 리스트 정보를 얻어 올 수도 있다. 지리적 위치 데이터베이스는 등록된 면허 기기들의 정보와 면허 기기들의 지리적 위치 및 채널 사용 시간에 따라 동적으로 변화하는 채널 사용 정보를 저장하고 관리하는 데이터베이스이다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명의 목적은 무선 접속 시스템에 있어서， 바람직하게 비면허 대역에서의 동작을 지원하는 무선 접속 시스템에서 비면허 기기 (unlicensed device)로서 동작하는 단말에 효율적으로 무선 자원을 할당하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
또한， 본 발명의 목적은 비면허 대역의 가용 주파수 대역에서 동작하는 단말에 의하여 가용 주파수 대역 외 방사되는 파워에 의한 인접 대역 누설 간섭을 최소화하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
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.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 양상은, TV 화이트 스페이스 (TV WS: TV White Space) 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법에 있어서， TV WS 대역 중 면허 받은 기기 (licensed device)에 의해 이용되지 않는 가용 주파수 대역을 단말에 할당하는 단계， 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는 경우， 가용 주파수 대역 중 인접 대역과 인접한 일부의 대역에 보호 대역 (guard band)을 설정하는 단계， 가용 주파수 대역에서 보호 대역을 제외한 주파수 대역에서 단말에 무선 자원을 할당하는 단계 및 무선 자원을 통해 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하되， 보호 대역은 무선 자원의 할당 위치， 무선 자원의 양 및 단말의 송신 파워를 이용하여 결정된다.
본 발명의 다른 양상은, TV 화이트 스페이스 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 기지국에 있어서， 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 TV WS 대역 증 면허 받은 기기에 의해 이용되지 않는 가용 주파수 대역을 단말에 할당하고， 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는 경우， 가용 주파수 대역 중 인접 대역과 인접한 일부의 대역에 보호 대역을 설정하며, 가용 주파수 대역에서 보호 대역을 제외한 주파수 대역에서 단말에 무선 자원을 할당하고， 무선 자원을 통해 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 프로세서를 포함하되， 보호 대역은 무선 자원의 할당 위치， 무선 자원의 양 및 단말의 송신 파워를 이용하여 결정된다. 바람직하게, 단말 또는 네트워크로부터 상기 단말이 상기 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 정보를 수신한다. 바람직하게， 단말로부터 수신한 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 정보는 인접 대역의 파워 측정 값이 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 지시한다. 바람직하게， 타 기지국과 공유하는 TV WS 대역의 사용 정보를 통해 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역의 존재 여부를 판단한다.
바람직하게, 가용 주파수 대역의 양 옆의 인접 대역 중 어느 하나의 인접 대역에 인접한 일부의 대역에만 보호 대역을 설정한다.
바람직하게， 단말의 송신 파워는 단말에 허용된 최대 송신 파워이다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면， 무선 접속 시스템， 바람직하게는 비면허 대역에서의 동작을 지원하는 무선 접속 시스템에서 비면허 기기로서 동작하는 단말에 효율적으로 무선 자원을 할당할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면， 비면허 대역의 가용 주파수 대역에서 동작하는 단말에 주파수 영역에서 무선 자원 할당을 제한함으로써 가용 주파수 대역 외 방사되는 파워에 의한 인접 대역 누설 간섭을 최소화할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 무선랜 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 4는 무선랜 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 5는 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (resource grid)를 예시한 도면이다.
도 8은 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 9는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 10은 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도이다. 도 11은 Ντ개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도사한 도면이다.
도 12는 3GPP LTE 시스템에서 정의된 하향링크 자원 블록 (RB) 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 나타낸 도면이다.
도 13은 SRS심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 나타낸다.
도 14는 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 15는 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어 (CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는도면이다.
도 16은 크로스 캐리어 스케즐링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 17은 DTV 수신 대역에서 가용 채널 (available channel)을 통해 DTV와 같은 다른 서비스와 공존하는 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 무선랜 또는 LTE/LTE-A 서비스와 DTV 서비스가 공존할 때 무선랜 또는 LTE/LTE-A송신에 의한 간섭의 영향을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 인접 대역으로 방사되는 간섭을 제어하기 위하여 상향링크 자원 할당 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명꾀 일실시예에 따른 가용 주파수 대역에서 보호 대역을 설정하는 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 또는 단말의 프로세서 구조를 예시한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하， 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나， 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
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 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Stat ion)'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 Jser Equi ment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SSCSubscriber Station), STA(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.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP시스템 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한， 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA (code division multiple access) , FDMA( frequency division multiple access) , TDMA(time division multiple access), 0FDMA( orthogonal frequency division multiple access) , SC-FDMA( single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 ᅵ접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRACUniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service )/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 0FDMA는 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 6 )隱1111 ^10115 System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE (long term evolution)은 E— UTRA를 사용하는 E-UMTS(EvoIved UMTS)의 일부로써， 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A( Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
1. 본발명이 적용될수 있는무선랜 (WLAN) 시스템 일반
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트 (BSS: Basic Service Set)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이투어서 서로 통신할 수 있는 스테이션 (STA)의 집합이다. 도 1에서는 2개의 BSS와 각 BSS에 접속한 2개의 STA를 예시한다. 도 1에서 타원형의 표시는 BSS의 커버리지 영역을 나타내며, 이는 기본 서비스 영역 (BSA: Basic Service Area)이라 불린다. STA가 BSA를 넘어서 이동하는 경우， STA는 BSA에 존재하는 다른 STA와 더 이상 직접적인 통신을 할 수 없다.
BSS는 독립 BSS IBBS: Independent BSS)와 인프라스트럭처 BSS( Infrastructure BSS)로 구분된다. IBBS는 무선랜 시스템의 가장 기본적인 타입으로， 도 1에서는 IBBS를 나타낸다. IBBS에서는 STA들 간 직접적인 통신이 가능하며, 이와 같은 STA 간 동작의 타입은 애드 훅 네트워크 (ad hoc network)라고 불린다.
STA가 BSS에 접속하기 위해서는 기지국과 동기를 맞추는 절차를 수행해야 한다. 또한， 인프라스트럭처 BSS의 모든 서비스에 접근하기 위해， STA는 기지국과 연계 (association)되어야 한다. 이러한 연계 절차는 동적으로 수행되며, 분배 시스템 서비스 (DSS: Distribution System Service)의 사용을 포함한다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
STA와 STA 간 지원될 수 있는 직접적인 거리는 물리적으로 제한될 수 있다. 네트워크에 따라 이러한 거리는 층분할 수도 있으나， 층분하지 않아 커버리지의 확장이 요구될 수 있다. 이에， BSS는 복수의 BSS들로 구성되는 네트워크의 확장된 형태에서의 일 요소로 구성될 수 있다. 이와 같이， BSS들을 상호 연결시키기 위해 사용되는 아키텍처 요소를 분배 시스템 (DS: Distribution System)이라 칭한다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘 (mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬 (mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고， AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다. 무선랜 시스템에서는 분배 시스템 매체 (DSM: Distibution System Medium)와 무선 매체 (丽: Wireless Medium)가 논리적으로 구분될 수 있다. 각 논리적 매체는 아키텍처의 서로 다른 요소에 의하여 서로 다른 목적으로 사용된다. DS가 복수의 BSS들의 심리스 (seamless)한 통합과 목적지에의 주소 매핑을 관리하기 위하여 필요한 논리적 서비스를 제공함으로써 장치의 이동성이 지원된다.
액세스 포인트 (AP: Access Point)는 연계된 STA가 WM을 통해 분배 시스템에 접근할 수 있도록 지원하는 개체이다. 이러한 AP를 통하여 BSS와 DS 간에 데이터가 이동된다. 여기서， 모든 AP는 STA가 될 수 있으므로 AP 또한 주소를 가지는 개체이다. 다만， 觀을 통한 통신과 DSM을 통해 통신을 위해 AP에 의해 사용되는 주소는 서로 동일할 필요는 없다.
도 3은 무선랜 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
DS와 BSS를 이용하여 임의의 크기와 복잡도를 가지는 무선 네트워크를 형성할 수 있으며， 이러한 네트워크 타입을 확장 서비스 세트 (ESS: Extended Service Set) 네트워크라고 칭한다. ESS는 DS를 통하여 연결된 복수의 BSS들을 의미하며， DS를 포함하지 않는다. ESS 네트워크는 IBSS 네트워크와 동일한 논리적 링크 제어 (LLC: Logical Link Control) 계층을 가지므로， ESS에 속한 STA는 LLC에 트랜스페런트 (transparent)하게 동일한 ESS 내에서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
물리적으로 연속적인 커버리지를 형성하기 위해 BSS들은 부분적으로 오버랩 (overlap)될 수 있다. 그리고, BSS들 간의 논리적인 거리는 제한이 없으므로 BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있다. 또한， 불필요한 중복을 피하기 위해 BSS들은 물리적으로 결합되지 않을 수 있다. 또한， 애드 훅 네트워크가 ESS 네트워크를 가지는 위치에서 동작하는 경우 또는 물리적으로 오버랩되는 무선랜 시스템 네트워크가 서로 다른 구조로 설정된 경우 또는 동일한 위치에서 복수의 서로 다른 접속 또는 보안 정책이 필요한 경우를 위해 하나 (또는 그 이상) IBBS 또는 ESS 네트워크는 하나 (또는 그 이상)의 ESS 네트워크로서 물리적으로 동일한 공간에 존재할 수 있다.
도 4는 무선랜 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 DS를 포함하는 인프라스트럭처 BSS를 예시한다. 도 4에서 ESS는 BSS 1과 BSS 2로 구성된다. STA는 매체 접속 제어 (MAC: Medium Access Control)와 무선 매체에 대한 물리층 (Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서 AP STA(AP Stat ion)과 비 AP STA(Non-AP Stat ion)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써， 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말 (terminal)， 무선 송수신 유닛 (WTRU: Wireless Transmit /Receive Unit), 사용자 장비 (UE: User Equipment) 이동국 (MS: Mobile Station), 휴대용 단말 (Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛 (Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 그리고， AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템 (DS: Distribution System)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기， 기지국 (BS: Base Station), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 펨토 BS(Femto BS) 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
2. 본 발명이 적용될 수 있는 3GPP LTE/LTE-A시스템 일반
2. 1. 시스템 일반
도 5는 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나， 새로이 셀에 진입한 단말은 S51 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 샐 ID 등의 정보를 획득한다.
그 후， 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 샐 탐색을 마친 단말은 S52 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S53 내지 단계 S56과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고 (S53), 물리하향링크제어채널 및 이에 대웅하는 물리하향링크공유 채널올 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S54). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송 (S55) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신 (S56)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및 /또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신 (S57) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및 /또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송 (S58)을 수행할수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보 (UCI: Uplink Control Informat ion)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automat ic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negat ive-ACK) , SR (Scheduling Request ) , CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만， 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청 /지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 6은 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면， 무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역 (time domain)에서 2개의 슬롯 (slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTKtransmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고， 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 0FDMA를 사용하므로 0FDM 심볼은 하나의 심볼 구간 (symbol period)을 표현하기 위한 것이다. 0FDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록 (resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파 (subcarrier)를 포함한다.
무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포한되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (resource grid)를 예시한 도면이다.
도 7을 참조하면， 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나， 이에 한정되는 것은 아니다. .
자원 그리드 상에서 각 요소 (element)를 자원 요소 (resource element)라고 하고， 하나의 자원 블톡은 12 X 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 술롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭 (bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 8은 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 8을 참조하면， 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역 (control region)이고， 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역 (data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수 (즉， 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 웅답 채널이고， HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not- Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보 (downlink control information, DCI)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보， 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 (Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷 (이를 하향링크 그랜트라고도 한다.) , UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보 (이를 상향링크 그랜트라고도 한다.)， PCH (Paging Channel)에서의 페이징 (paging) 정보， DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답 (random access response)과 같은 상위 레이어 (upper- layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당， 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합， VoIPCVoice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율 (coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹 (resource element group)들에 대웅된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고， 제어 정보에 CRCCCyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자 (owner)나 용도에 따라 고유한 식별자 (이를 RNTKRadio Network Temporary Identifier)라고 한다 J가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자， 예를 들어 C-R TKCell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자， 예를 들어 P-RNTI(Paging- RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보， 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록 (system information block, SIB)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자， SI-RNTI (system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 웅답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI (random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 9는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 9를 참조하면， 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCHCPhysical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 (RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계 (slot boundary)에서 주파수 도약 (frequency hopping)된다고 한다.
2.2. MIM0(Multi -Input Multi -Output) MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여， 다중 송신 (Tx) 안테나와 다중 수신 (Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIM0 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 "MIM0"를 "다중 입출력 안테나 "라 칭하기로 한다. 더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지 (total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며， 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로， 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율올 증가시킬 수 있으며， 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIM0 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.
한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나 (MIM0) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 10은 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도이다: 도 10을 참조하면， 송신 안테나의 수를 Ντ개로， 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면， 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로， 전송 레이트 (transfer rate)를 향상시키고， 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우， 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트 (Ro)에 다음과 같은 레이트 증가율 (Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
【수학식 1】
Ri二 min (NTf NR )
즉， 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티 (spatial diversity) 방식과， 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱 (spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째로， 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과， 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트텔리스 (Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트텔리스 부호 방식이 우수하지만， 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수 (Ντ)와 수신 안테나 수 ( )의 곱 (NTXNR)에 해당되는 양을 얻올 수 있다.
둘째로， 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데， 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLDCmaximum likelihood detection) 수신기, ZF( zero-forcing) 수신기， MMSE(minimum mean square error) 수신 기， 으 BLAST (Diagonal -Bel 1 Laboratories Layered Space-Time) , V- BLASTC Vertical -Be 11 Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로， 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 먼저， 도 10에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.
먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개 이므로， 이를 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수학식 2]
Figure imgf000023_0001
한편, 각각의 전송 정보 Si, S2, SNT에 있어 전송 전력을 달리 있으며， 이때 각각의 전송 전력을 ， ?2, PNT라 하면， 전송 전력이 전송 정보는 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수학식 3】
Figure imgf000023_0002
또한， 를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수학삭 4】
Figure imgf000023_0003
한편， 전송 전력이 조정된 정보 백터 S는 그 후 가중치 행렬 W가 급해져 실제 전송되는 Ντ개의 전송 신호 ， χ2, ..., χΝΤ를 구성한다. 여기서， 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 , )¾를 백터 X를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 5】
X
Figure imgf000024_0001
여기서, Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며,
W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)라 부른다.
한편， 상술한 바와 같은 전송 신호 (X)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.
공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로， 정보 백터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 백터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론， 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 흔합하는 방법도 고려 가능하다. 즉， 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로， 수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우， 각 안테나의 수신신호 , y2, · .. , yi«을 백터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다. 【수 61
Figure imgf000025_0001
한편， 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며， 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 로 표시하기로 한다. 여기서， 의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저， 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 백터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 백터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 11은 Ντ개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이 총 Ντ개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
【수학식 7]
Figure imgf000025_0002
또한， 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 Ντ개의 송신 안테나로부터 NR개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 8]
Figure imgf000026_0001
한편， 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해 1지게 되므로， NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n2, nNR을 백터로 표현하면 다음과 같다.
【수학식 9】
ΪΓ
n 꼐, ,η
상술한 바와 같은 전송 신호， 수신 신호， 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.
Figure imgf000026_0002
하펴 ；대널의 상태를 나타내는 채널 행렬
안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같아지고， 열의 수는 송신 안테나의 수 Ντ와 같아 지게 된다. 즉， 채널 행렬 Η는 NRXNT 행렬이 된다. 일반적으로， 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서， 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크 (rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
【수학식 11]
rank(H ≤ min(NT , NR )
또한， 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposit ion)를 하였을 때， 탱크는 고유치 (eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 탱크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값 (singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서， 채널 행렬에서 탱크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어， MIM0 전송에 대한 '탱크 (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 탱크 수에 대웅하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 탱크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
2. 3. 참조신호 (RS: Reference Signal)
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에， 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호 (RS)라고 한다.
다증 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때， 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.
하향 참조 신호는 하나의 셀 내 모든 단말이 공유하는 공통 참조 신호 (CRS: common RS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조 신호 (DRS: dedicated RS)가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조 ( demodulation)와 채널 축정 (channel measurement)을 위한 정보를 제공할 수 있다.
수신 측 (즉， 단말)은 CRS로부터 채널 상태를 측정하고， CQKChannel Quality Indicator), PMKPrecoding Matri Index) 및 /또는 RKRank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측 (즉， 기지국)으로 피드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호 (cell-specific RS)라고도 한다. 반면， 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 CQI/PMI/RI와 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS를 단말 특정 참조 신호 (UE- specific RS) 또는 복조 참조 신호 (Demodulation RS, DMRS)라고 할 수 있다. 도 12는 3GPP LTE 시스템에서 정의된 하향링크 자원 블록 (RB) 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면， 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 X 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉， 시간 축 (X축) 상에서 하나의 자원 블톡 쌍은 일반 순환 전치 (normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고 (도 12의 (a)), 확장 순환 전치 (extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다 (도 12의 (b)). 자원 블록 격자에서 '0'，
'2' 및 '3'으로 기재된 자원 요소들 (REs)은 각각 안테나 포트 인덱스 '0', '1', '2' 및 '3'의 CRS의 위치를 의미하며， 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다.
이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면， CRS는 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용되고， 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보 (CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 전송 측 (기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포떳으로 정의된다. 3GPP LTE 시스템 (예를 들어， 릴리즈 -8)에서는 다양한 안테나 배열을 지원하고， 하향링크 신호 송신 측은 3개의 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 기지국이 단일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된다. 기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우， 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시분할 다중화 (TDM: Time Division Multiplexing) 및 /또는 주파수 분할 다중화 (FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및 /또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다. 게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우， 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및 /또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향링크 신호의 수신 측 (단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티， 폐쇄 루프 공간 다중화 (closed-loop spatial multiplexing), 개방 루프 공간 다중화 (open-loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자 -다중 입출력 안테나 (Mult i -User MIM0)와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다.
다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때， 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않는다. 즉， 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다.
자원 블록에 CRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다.
【수학식 12】
Figure imgf000030_0001
3 + 3(«s mod 2) ii = 3 vm =NID mod 6
수학식 12에서， k 및 1 은 각각 부반송파 인덱스 및 심불 인덱스를 나타내고， p 는 안테나 포트를 나타낸다 . "→ 은 하나의 하향링크 슬롯에서의
OFDM 심볼의 수를 나타내고, N RB 은 하향링크에 할당된 무선 자원의 수를 나타낸다. ns 는 슬롯 인덱스를 나타내고， N!D 은 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모듈로 (modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 Vshift 값에 따라 달라진다. Vshift 는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한주파수 편이 (frequency shift) 값을 가진다.
보다 구체적으로, CRS를 통해 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 CRS의 위치는 샐에 따라 주파수 영역에서 편이될 수 있다. 예를 들어, 참조 신호가 3개의 부 반송파의 간격으로 위치하는 경우， 하나의 셀에서의 참조 신호들은 3k 번째 부반송파에 할당되고, 다른 셀에서의 참조 신호는 3k+l 번째 부반송파에 할당된다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호들은 주파수 영역에서 6개의 자원 요소 간격으로 배열되고, 또 다른 안테나 포트에 할당된 참조 신호와는 3개의 자원 요소 간격으로 분리된다.
시간 영역에서 참조 신호는 각 슬롯의 심볼 인덱스 0 에서부터 시작하여 동일 간격 (constant interval)으로 배열된다. 시간 간격은 순환 전치 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4에 위치하고， 확장 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 3에 위치한다. 2개의 안테나 포트 중 최대값을 가지는 안테나 포트를 위한 참조 신호는 하나의 OFDM 심블 내에 정의된다. 따라서， 4개의 송신 안테나 전송의 경우， 참조 신호 안테나 포트 0 과 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4 (확장 순환 전치의 경우 심볼 인덱스 0 과 3)에 위치하고， 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1에 위치한다. 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호의 주파수 영역에서의 위치는 2번째 슬롯에서 서로 맞바꿔진다.
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면， DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화 (precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상웅하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.
3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈 -8)은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고， 탱크 1 빔포밍 (beamforming)을 위한 DRS가 정의된다. 탱크 1 범포밍을 위한 DRS는 또한 안테나포트 인덱스 5를 위한 참조 신호를 나타낸다.
자원 블록에 DRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다. 수학식 13은 일반 순환 전치인 경우를 나타내고， 수학식 14는 확장 순환 전치인 경우를 나타낸다.
【수학식 13] = (人 -')腸 dN +Ns ᅳ" PRB
Figure imgf000032_0001
【수학식 14】 k = (k')moc\N!:B +M^ sc -n "PRB
z, ί 3«'+vshift if 1 = 4
[3ni'+(2 + vshlft )mod 3 if / = 1
Figure imgf000033_0001
m'=0,l,...,4iV^DSCH-l
상기 수학식 12내지 수학식 14에서， k 및 p는 각각 부반송파 인덱스 및 안테나 포트를 나타낸다. ns, 는 각각 하향링크에 할당된 RB의 수， 슬롯 인덱스의 수， 셀 ID의 수를 나타낸다. RS의 위치는 주파수 도메인 관점에서
Vshift 값에 따라 달라진다.
수학식 13 및 14에서， k 및 1 은 각각 부반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를 나타내고， p 는 안테나 포트를 나타낸다. Nsc 은 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내고, 부반송파의 수로써 표현된다. 'lpRB 은 물리 자원 블특의 수를
PDSCH
나타낸다. Nrb 은 PDSCH 전송을 위한 자원 블록의 주파수 대역을 나타낸다. ns
cell
는 슬롯 인덱스를 나타내고， N 1D 은 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모들로 (modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 Vshift 값에 따라 달라진다.
Vshift 는 샐 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이 (frequency shift) 값을 가진다.
2. 4. COMP Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)
LTE-advanced의 요구에 발맞춰, 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP 전송이 제안되었다. CoMP는 c으 MIMO, collaborative MIMO, network MIMO 등으로도 불린다. CoMP는 셀 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀 (섹터)의 수신율 (throughput)을 향상시킬 것으로 예상된다.
일반적으로， 셀 간 간섭 (Inter-Cell Interference)은 주파수 재사용 지수가 1 인 다중-셀 환경에서 셀 경계에 위치한 단말의 성능 및 평균 셀 (섹터) 효율을 떨어뜨린다. 샐 간 간섭을 완화시키기 위해， 간섭 제한적인 (interference- limited) 환경에서 셀 경계에 위치한 단말이 적정한 성능 효율을 가지도록 LTE 시스템에서는 부분 주파수 재사용 (FFR: Fractional Frequency Reuse)과 같은 단순한 수동적인 방법이 적용되었다. 그러나, 각 샐 당 주파수 자원의 사용을 감소시키는 대신， 단말이 수신해야 하는 신호 (desired signal)로써 샐 간 간섭을 재 사용하거나 셀 간 간섭을 완화시키는 방법이 보다 이익이 된다. 상술한 목적을 달성하기 위하여 CoMP 전송 방식이 적용될 수 있다.
하향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JP( Joint Processing) 방식과 CS/CB(Coordinated Schedul ing/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.
JP 방식에서, 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트 (기지국)에서 사용될 수 있다. CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 방식은 다시 연합 전송 (joint transmission) 방식과 동적 샐 선택 (dynamic cell selection) 방식으로 분류할 수 있다.
연합 전송 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 동시에 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 단일의 단말에 전송되는 데이터는 복수의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 이와 같은 연합 전송 방식을 통해 가간섭적 (coherently) 내지 비간섭적 (non- coherently)이든 무관하게 단말에 전송되는 신호의 품질을 높일 수 있으며, 또 다른 단말과의 간섭을 적극적으로 제거할 수 있다.
동적 셀 선택 방식은 CoMP 단위에서 단일의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 전송되는 방식을 의미한다. 즉， 특정 시간에 단일의 단말에 전송되는 데이터는 단일의 포인트로부터 전송되고, CoMP 단위 내 다른 포인트에서는 상기 단말로 데이터를 전송하지 않는다. 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.
CS/CB 방식에 따르면， CoMP 단위는 단일의 단말로의 데이터 전송을 위하여 협력하여 범포밍을 수행하게 된다. 즉， 서빙 셀에서만 단말로 데이터를 전송하지만， 사용자 스케줄링 /빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
상향링크의 경우 CoMP 수신은 지리적으로 분리된 복수의 포인트 간의 협력에 의하여 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JRCJoint Reception) 방식과 CS/CB (Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.
JR 방식은 C이 «Ρ 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트가 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하는 방식을 의미한다. CS/CB 방식은 단일의 포인트에서만 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하게 되나， 사용자 스케줄링 /빔포밍은 CoMP단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
2. 5. 사운딩 참조신호 (SRS: Sounding Reference Signal)
SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품질 측정에 사용되며， 상향링크 데이터 및 /또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는다. 그러나， 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의, 향상 또는 최근에 스케줄되어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트-업 (start-up) 기능을 지원하기 위한 다양한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 스타트ᅳ업 기능의 일례로， 초기의 변조 및 부호화 방식 (MCS: Modulation and Coding Scheme) , 데이터 전송을 위한 초기의 전력 제어, 타이밍 전진 (timing advance) 및 주파수 반ᅳ 선택적 (semi— selective) 스케줄링이 포함될 수 있다. 이때， 주파수 반-선택적 스케줄링은 서브 프레임의 처음의 슬롯에 선택적으로 주파수 자원을 할당하고, 두번째 슬롯에서는 다른 주파수로 의사 랜덤 (pseud으 rendomly)하게 도약하여 주파수 자원을 할당하는 스케즐링을 말한다.
또한， SRS는 상향링크와 하향링크 간에 무선 채널이 상호적 (reciprocal)인 가정하에 하향링크 채널 품질을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가정은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고， 시간 영역에서는 분리된 시분할 듀플레스 (TDD: Time Division Duplex) 시스템에서 특히 유효하다 셀 내에서 어떠한 단말에 의하여 전송되는 SRS의 서브 프레임들은 셀 -특정 방송 신호에 의하여 나타낼 수 있다. 4비트 셀 -특정 'srsSubframeConfiguration' 파라미터는 SRS가 각 무선 프레임을 통해 전송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들에 의하여， 운용 시나리오 (deployment scenario)에 따라 SRS 오버헤드 (overhead)의 조정에 대한 유동성을 제공하게 된다. 이 중 16번째 배열은 셀 내에서 완전하게 SRS의 스위치를 오프하며, 이는 주로 고속 단말들을 서빙하는 서빙 셀에 적합하다.
도 13은 SRS심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 나타낸다.
도 13을 참조하면， SRS는 배열된 서브 프레임 상에서 항상 마지막 SC-FDMA 심볼을 통해 전송된다. 따라서， SRS와 DMRS는 다른 SC-FDMA 심볼에 위치하게 된다. PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위한 특정의 SC-FDMA 심훌에서는 허용되지 않으며 , 결과적으로 사운딩 (sounding) 오버헤드가 가장 높은 경우 즉， 모든 서브 프레임에 SRS 심볼이 포함되는 경우라도 사운딩 오버헤드는 약 7 >를 초과하지 않는다.
각 SRS 심볼은 주어진 시간 단위와 주파수 대역에 관한 기본 시뭔스 (랜덤 시뭔스 또는 Zadoffᅳ Ch(ZC)에 기초한 시뭔스 세트)에 의하여 생성되고， 동일 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때， 동일한 주파수 대역과 동일한 시간에서 동일 셀 내의 복수의 단말로부터의 SRS 전송은 기본 시퀀스의 서로 다른 순환 이동 (cyclic shift)에 의해 직교 (orthogonal)되어 서로 구별된다. 각각의 셀 마다 서로 다른 기본 시퀀스가 할당되는 것에 의하여 서로 다론 셀로부터의 SRS 시뭔스가 구별될 수 있으나， 서로 다른 기본 시뭔스 간에 직교성은 보장되지 않는다.
2. 6. 릴레이 노드 (RN: Relay Node)
릴레이 노드는 기지국과 단말 간의 송수신되는 데이터를 두 개의 다른 링크 (백홀 링크 및 액세스 링크)를 통해 전달한다. 기지국은 도너 (donor) 셀을 포함할 수 있다. 릴레이 노드는 도너 셀을 통해 무선으로 무선 액세스 네트워크에 연결된다.
한편， 릴레이 노드의 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 모두 기존와 LTE 시스템 (예를 들어， 릴리즈 -8)에 따라 동작하는 단말 (이하, 레거시 (legacy) 단말이라 한다.)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.
단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패런트 (transparent) 릴레이 노드 또는 넌ᅳ트랜스패런트 (non-transparent) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고， 넌- 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
릴레이 노드의 제어와 관련하여， 도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자 (relay ID)를 가질 수는 있지만， 릴레이 노드 자신의 셀 식별자 (cell identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면， RRM의 나머지 부분들이 릴레이 노드에 위치하더라도 도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게, 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터 (Smart repeaters) , 디코드一앤一포워드 릴레이 노드 (decode一 and一 forward relays) , L2(제 2계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입 -2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에 릴레이 노드는 하나 또는 복수 개의 샐들을 제어하고， 릴레이 노드에 의해 .제어되는 샐들 각각에 고유의 물리계층 샐 식별자가 제공된다. 또한, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각은 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어， 셀프-백홀링 (Self-backhauling) 릴레이 노드, L3(제 3계층) 릴레이 노드， 타입 -1 릴레이 노드 및 타입 -la 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
타입 -1 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서 복수개의 샐들을 제어하고， 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한， 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(이는 LTE 릴리즈 -8에서 정의됨)를 가지고， 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널， 참조신호 등을 전송할 수 있다ᅳ 단일-셀 동작의 경우에， 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널 (스케줄링 요청 (SR), CQI, ACK/NACK등)을 전송할 수 있다. 또한， 레거시 단말 (LTE 릴리즈 -8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입 -1 릴레이 노드는 레거시 기지국 (LTE 릴리즈ᅳ8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉， 역방향 호환성 (backward compatibility)을 가진다. 한편， LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는， 타입 -1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여， 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입 -la 릴레이 노드는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입 -1 릴레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입 -la 릴레이 노드의 동작은 L1 (제 1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입 -2 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서， 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며， 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입 -2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입 -2 릴레이 노드의 존재를 인지하지 못한다. 타입ᅳ2 릴레이 노드는 PDSCH를 전송할 수 있지만， 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.
한편， 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할 (resource partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화 (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 다증화는， 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고， 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행될 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는， 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행될 수 있다.
인ᅳ밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어， 동일한 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면， 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호에 의하여 릴레이 노드의 수신단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 즉， 릴레이 노드의 RF 전단 (front -end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍 (jamming)이 발생할 수 었다. 유사하게， 동일한 주파수 대역에서 기지국으로의 백홀 상향링크 전송과 단말로부터의 액세스 상향링크 수신이 동시에 이루어지는 경우도 신호 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 릴레이 노드에서 동일한 주파수 대역에서의 동시에 신호를 송수신하기 위해서， 수신 신호와 송신 신호간에 층분한 분리 (예를 들어 , 송신 안테나와 수신 안테나를 지상 /지하에 설치하는 것과 같이 지리적으로 층분히 이격시켜 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 릴레이 노드가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉， 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭 (gap)을 생성하고， 이 갭 동안에는 단말 (레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다
도 14는 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 14에서， 첫번째 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크 (즉， 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고， 두번째 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서， 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 릴레이 노드는 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 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (두번째 서브프레임)상에서도， 서브프레임의 처음 N (N=l, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야 할 필요가 있다. 이에 대하여, 두번째 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서， 이러한 자원 분할 방식을 통해서， 인 -밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 두번째 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 두번째 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비ᅳ청취 (non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다ᅳ 이 구간은 전술한 바와 같이 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때， 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서， 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신 /수신 모드 스위칭을 하도톡 가드 시간 (GT: guard time)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도， 릴레이 노드의 수신 /송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고， 예를 들어， k (k>l) 개의 시간 샘플 (Ts: time sample) 값으로 주어질 수 있고， 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬 (timing alignment) 관계에 따라 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 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay- PDSCH)로 표현할 수도 있다.
2. 7. 캐리어 병합 (Carrier Aggregation) 환경
2. 7. 1. 캐리어 병합 일반
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어 (Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉， 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합 (CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭 (bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어 (CC: Component Carrier)를 병합 (aggregat ion)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합 (또는， 반송파 집성)을 의미하며， 이때 캐리어의 병합은 인접한 (contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한 (non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어 (이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어 (이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적 (symmetric) 집성이라고 하고， 그 수가 다른 경우를 비대칭적 (asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성 (bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성 (spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 흔용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100丽 z 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때， 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성 (backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4， 3， 5, 10, 15， 20}MHz 대역폭을 지원하몌 3GPP LTE- advanced 시스템 (즉， LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20腿 z보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀 (cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀 (multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원 (DL CC)과 상향링크 자원 (UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서， 셀은 하향링크 자원 단독， 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀 (configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나， 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 샐의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는， 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉， 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL (X가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합 (carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수 (셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서， 말하는 '셀 (Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀 (PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀 (SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P샐과 S셀은 서빙 셀 (Serving Cell)로 사용될 수 있다. P셀은 프라이머리 주파수 (또는， primary CO 상에서 동작하는 샐을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정 (initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재ᅳ설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며， 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한， p셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다.
S셀은 세컨더리 주파수 (또는， Secondary CO 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P샐은 하나만 할당되며， S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들， 즉 S셀에는 PUCCH가존재하지 않는다.
이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어 (PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어 (SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 15는 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어 (CC) 및 LTE A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 15의 (b)는 LTE A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 15의 (b)의 경우에 2(MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나， DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고， 하향링크 신호 /데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호 /데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는， 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때， 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며， 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수 (또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수 (또는, UL CC) 사이의 링키지 (linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어， SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로， 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL (X와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며， HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK신호가 전송되는 UL CC (또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
2. 7. 2. 크로스 캐리어 스케줄링 (Cross Carrier Scheduling)
캐리어 병합 시스템에서는 캐리어 (또는 반송파) 또는 서빙 셀 (Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링 (Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링 (Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포년트 캐리어 스케줄링 (Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링 (Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.
자가 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 동일한 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH JL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL Grant를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCiKDL Grant)와 PDSCH가 각각 다른 DL CC로 전송되거나， DL CC에서 전송된 PDCCH L Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL 그랜트를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케즐링 여부는 단말 특정 (UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링 (예를 들어， RRC signaling)을 통해서 반정적 (semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우， PDCCH에 해당 PDCCH가 지시하는 PDSCH/PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드 (CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉， DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된다. 이 경우， LTE-A Release-8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한， LTE-A Release-8의 PDCCH 구조 (동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.
반면， DL CC 상에서의 PDCCH가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF가 설정되지 않는다. 이 경우， LTE-A Release-8과 동일한 PDCCH 구조 (동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및 /또는 대역폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DCI에 대한 PDCCH를 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서， 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서， 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도톡 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고， 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전송하도록 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합 (monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집합을 나타낸다. PDCCH모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나， 단말 DL CC 집합의 부집합 (subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는. DL CC는 링크된 UL COll 대한 자기-스케줄링 (self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한， 단말 DL CC 집합， 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정 (UE-specific), 단말 그룹 특정 (UE group- specific) 또는 샐 특정 (Cell-specific)하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나， 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송한다. 도 16은 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 16을 참조하면， LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 DL CC가 결합되어 있으며， DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타낸다. CIF가 사용되지 않는 경우， 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우， 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때， PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH를 전송하지 않는다.
3. 무선 자원 할당방법
본 발명은 화이트 스페이스 (WS) 대역에서 WLAN 혹은 LTE/LTE-A 단말이 송신 모드로 동작할 경우 인접에 있는 DTV 수신기， WLAN 혹은 LTE/LTE-A 수신기가 받을 수 있는 간섭에 의한 성능 열화를 최소화 하기 위하여 송신측의 대역 외 방사 파워에 의한 인접 채널 간섭을 제어하기 위한 것이다. 즉， 송신 대역 채널에서 송신 데이터 할당을 주파수 영역에서 제약하는 방식으로 자원 할당에 제한을 가함으로써 대역 외 방사 파워에 의한 인접 대역 누설 간섭을 즐여 WS에서 WLAN 이나 LTE/LTE-A 등의 단말의 송신이 인접 수신 대역에 미치는 영향을 최소화 하여 문제없이 공존하도록 하기 위한 것이다.
이하, 설명의 편의를 위해 TV 화이트 스페이스 (TV WS)를 예시하여 설명하지만， 이에 한정되는 것은 아니며 특정 시스템 혹은 장치에게 독점적으로 사용할 수 있도록 허가되지 않은 비면허 주파수 대역 (unlicensed band)에서도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다. 현재， TV WS 대역에서 무선랜 (WLAN) 서비스나 셀를러 (cellular) 서비스인 LTE/LTE-A 서비스를 할 경우, 서비스 하는 단말에서 방사되는 대역 외 불요 발사에 의해 인접한 WLAN, LTE/LTE-A 수신기 혹은 DTV 수신기의 수신 성능이 영향을 받을 수 있다.
이는 특히 TV WS 상에서 데이터 베이스 방식 혹은 캐리어 센싱 (carrier sensing) 방식으로 무선랜이나 LTE/LTE-A 단말이 송수신을 하는 경우， 송수신 채널 대역은 DTV의 UHF 수신 대역 (예를 들어， 470~698MHz) 중 일부 비어 있는 단위 채널 (예를 들어, 6腿 z)상에서 이루어 지며， 이러한 대역에서 송수신하는 단말은 듀플렉스 필터 (duplex filter)와 같은 RF 프론트 -엔드 필터 (RF front -end filter)를 적용할 수 없을 가능성이 높다. 따라서 RF 필터에 의한 대역 외 방사 특성과는 별개로 다루어 져야 한다. 즉， 듀폴렉스 필터와 같이 송수신 대역 전체를 관장하는 프론트 -엔드 필터가 있으면 송신 안테나 포트에서 수신 안테나 포트로 들어가는 대역 외 방사가 송신 대역에 비해 일반적으로 약 45~50dB 정도 감쇠 되는데 이와 같은 전력 감쇠에 의한 수신 대역 보호의 이득을 TV WS 대역 상에서 동작하는 단말들은 누릴 수 없을 가능성이 높다.
도 17은 DTV 수신 대역에서 가용 채널 (available channel)을 통해 DTV와 같은 다른 서비스와 공존하는 예를 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면， DTV의 수신 대역에서 DTV에 의해 사용되지 않는 복수 개의 가용 채널 (도 17에서 TV WS로 표시된 대역)이 존재할 수 있으며， 무선랜 또는 LTE/LTE— A 단말은 이러한 가용 채널 중 자신에게 할당된 대역을 사용할 수 있다. 이 경우， 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말은 TV WS 대역 전체를 관할하는 프론트ᅳ엔트 필터링을 먼저 수행하고， 기지국으로부터 사용 가능한 가용 채널에 대한 데이터를 받아서 RF 필터링의 도움 없이 DTV나 다른 무선랜 장치와 공존할 수 있다.
도 18은 무선랜 또는 LTE/LTE-A 서비스와 DTV 서비스가 공존할 때 무선랜 또는 LTE/LTE-A송신에 의한 간섭의 영향을 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면， DTV 수신 대역에서 644-650 MHz, 662-668 MHz 주파수 대역은 면허 기기인 DTV가 각각 채널 43， 46으로 사용하고 있다. IEEE 802.11a 표준에 의하면, 무선랜 단말은 5MHZ, 10MHz, 20MHz 중 적어도 하나를 지원하며， LTE/LTE-A 단말은 캐리어 집합을 지원하지 않을 경우 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz 15MHz, 20MHz 등 6개의 채널 대역폭 중 하나를 지원하며, 캐리어 집합을 지원할 경우, 이론상으로 100MHz 까지 지원할 수 있으나 실제 사업자이 확보하고 있는 대역을 감안할 경우 대체로 40讓 z 까지의 대역폭을 차지할 수 있으며, 연속적으로 몇 개의 TV WS 채널이 면허 기기에 의해 사용되지 않는지에 따라 5MHz를 기본 대역폭으로 하여 5MHz, 10MHz 또는 그 이상의 주파수 대역폭을 지원할 수 있다. 도 18에서는 채널 40에서는 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말이 5MHz의 주파수 대역을 이용하며 수신 모드로 동작하고 있고， 채널 41 및 42에서는 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말이 10MHz의 주파수 대역올 이용하며 전송 모드로 동작하고 있음을 예시하고 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 무선랜 또는 LTE/LTE— A 단말이 프로트 -엔드 필터의 도움 없이 DTV 수신 서비스와 공존하게 되면 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말의 송신에 의한 대역 외 방사 (00BE: Out Of Band Emission)으로 인하여 DTV 수신기의 수신이나 다른 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말의 수신에 간섭의 영향이 미칠 수 있다. 도 18에서는 채널 41 및 42에서 전송 모드로 동작하는 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말의 송신에 의한 대역 외 방사로 인하여 채널 40에서 수신 모드로 동작하는 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말 혹은 채널 43에서의 DTV 수신기의 수신에 간섭의 영향올 예시한다. 이러한 간섭의 영향은 크게 무선랜 또는 LTE/LTE-A 단말이 사용하는 대역의 인접 대역에 대한 대역 외 방사 특성인 ACLRCAdjacent Channel Leakage Ratio), 수신단에서 인접 대역에 간섭이 있을 때 자기 신호를 신뢰성 있게 수신할 수 있게 하는 ACS(Adjacent Channel Selectivity), 그리고 두 개 이상의 간섭 신호가 수신 대역에 영향을 미치는 IM( Inter-modulation)에 의한 영향 등으로 생각할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 DTV 수신 대역에서 프론트 -엔트 필터의 도움 없이 무선랜 단말이나 LTE/LTE-A 단말이 동작할 경우 DTV 수신 성능을 보호하기 위해 대역 외로 새어 나가는 간섭의 제어를 위한 네트워크 스케즐링 방법을 제안한다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 인접 대역으로 방사되는 간섭을 제어하기 위하여 상향링크 자원 할당 방법을 예시하는 도면이다.
도 19을 참조하면， 기지국은 단말에게 할당된 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널이 존재하는지 여부를 확인한다 (S1901). 이때， 단말에게 할당된 가용 주파수 대역은 해당 비면허 대역 (예를 들어, DTV 수신 대역)의 적어도 하나 이상의 단위 채널로 구성될 수 있다.
기지국은 단말에 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널의 존재 여부를 네트워크가 데이터 베이스 기반으로 판단한 정보를 네트워크로부터 수신하여 확인하거나 인접 기지국과 공유하는 정보를 통해 확인할 수 있으며， 또한 도 19에서 도시하지 않았지만 단말로부터 해당 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에 대한 정보를 수신하여 확인할 수도 있다. 또한， 상술한 방식 중 하나 이상의 방식을 조합하여 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에 수신 채널의 존재 여부를 판단할 수도 있다.
먼저， 네트워크가 데이터 베이스를 기반으로 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에 수신 채널의 존재 여부를 판단하는 방법을 살펴본다. 기지국은 해당 비면허 대역에서 면허 기기가 사용하는 주파수를 데이터 베이스를 이용하여 확인할 수 있다. 예를 들어, TV WS 대역의 경우， 네트워크는 자신이 서비스하는 지역에서의 DTV수신기에 할당되는 주파수를 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이， TV WS 대역은 각 국가 마다 상이할 수 있으며， 네트워크는 해당 지역에 따른 DTV수신기에 할당되는 주파수 대역에 대한 정보를 확인할 수 있다. 이처럼， 기지국은 네트워크로부터 데이터 베이스를 기반으로 판단한 정보를 수신하여 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에 수신 채널의 존재 여부를 확인할 수 있다.
또한, 네트워크 상의 각 기지국은 자신이 서비스하는 커버리지 (샐 또는 BSA)에서 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 면허 기기 외의 비면허 기기의 사용 정보를 확인할 수 있으며， 기지국 간에 이와 같은 주파수 대역 별로 사용 정보를 서로 공유함으로써 인접 대역에 대한 사용 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, TV WS 대역의 경우， 기지국은 DTV수신기 외의 무선랜 단말 흑은 LTE/LTE-A 단말 등과 같은 비면허 기기가 인접 대역을 사용하고 있는지 인접 기지국과 공유하는 정보를 통해 확인할 수 있다.
또한， 단말이 자신이 할당 받은 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 면허 기기 혹은 비면허 기기의 수신 채널의 존재 여부를 감지하고， 인접 대역에서 감지한 수신 채널에 대한 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 예를 들어， 단말은 전체 DTV 수신 대역 중 자신이 할당 받은 가용 주파수 대역을 기준으로 인접 대역 X개를 주파수 스캔하여 파워를 측정하고 측정한 파워 값과 수신 영역에 대한 기준값을 비교하여 인접 대역에서 타 기기가 수신 서비스를 수행하고 있는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서， 단말은 해당 비면허 대역에서 기본 주파수 단위 별로 주파수 스캔을 수행할 수 있으며， 스캔하는 인접 대역의 개수는 사전에 설정될 수 있다. 단말은 특정 임계값 (Th-low[dBm]) 보다 파워 측정 값이 큰 경우에 인접 대역에서 타 기기가 수신 서비스를 하고 있다고 판단할 수 있고， 또한 특정 임계값 (Th-high[dBm]) 보다 파워 측정 값이 작은 경우에 인접 대역에서 타 기기가 수신 서비스를 수행하고 있다고 판단할 수도 있다. 또한， 특정 범위 예를 들어 Th-low[dBm]과 Th-high[dBm] 사이에 파워 측정 값이 존재하게 되면 인접 대역에서 타 기기가 수신 서비스를 수행하고 있다고 판단할 수도 있다. 여기서， 수신 영역에 대한 기준값은 해당 비면허 대역에서 제공하는 서비스마다 상이할 수 있다. 예를 들어， DTV 수신 대역， ISM( Industrial Scientific and Medical equi ment) 대역 등 각 서비스 대역에 따라 수신 영역에 대한 기준값이 상이할 수 있다. 이처럼， 단말은 자신이 할당 받은 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널의 존재 여부를 감지하고， 감지한 정보를 기지국으로 전송함으로써, 기지국은 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉， 단말이 기지국으로 전송하는 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는지 여부를 판단한 정보는 인접 대역에서의 파워를 측정한 값이 미리 설정된 기준값의 범위 내에 속하는지 여부를 지시하는 정보를 의미한다. 단말에게 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널이 존재함을 판단한 기지국은 해당 가용 주파수 대역의 일정 대역을 보호 대역 (guard band)으로 설정한다 (S1903). 예를 들어， 기지국은 단말에 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 DTV 수신기나 무선랜 혹은 LTE/LTE-A 단말이 서비스를 수신한다고 판단하면, 단말에게 할당한 가용 주파수 대역 중 일부의 주파수 대역에 대해서만 모든 무선 자원 (radio resource)를 할당하고 나머지 주파수 대역은 보호 대역으로 할당함으로써 인접 대역 외 방사에 의한 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 즉， 기지국은 단말에 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널이 존재하면， 단말에 할당한 가용 주파수 대역에서 일정 부분을 무선 자원의 할당에 제한을 가할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 가용 주파수 대역에서 보호 대역을 설정하는 예를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면， 가용 주파수 대역 (도 10에서 TV WS 대역) 우측에 DTV 수신기나 WLAN 혹은 LTE/LTE-A 단말의 수신 대역이 감지되면 할당 받은 대역의 오른편 일정 주파수 대역은 보호대역 (GB: Guard Band)으로 할당하여 자원을 할당하지 않으며， 보호 대역으로 설정되지 않은 나머지 주파수 대역에서 상향링크 무선 자원을 할당한다. 다만, 단말에 할당된 TV WS 대역폭의 왼편과 같이 DTV 수신기나 WLAN 혹은 LTE/LTE-A 단말의 수신 대역이 감지되지 않는 경우에는 보호 대역을 설정하지 않음으로써 주어진 대역의 사용 효율을 최대화할 수 있다. 이처럼， 기지국은 단말에 할당하는 가용 주파수 대역 (또는 무선 자원)의 위치를 고려하여 보호 대역의 설정 여부를 결정할 수 있다.
보호 대역의 크기를 산출하는 방법을 살펴보면, 단말에 할당하는 무선 자원의 주파수 영역에서의 양과 해당 단말의 송신 파워에 따라 대역 외 방사 값이 결정되므로, 보호 대역의 크기는 해당 단말에서 할당되는 무선 자원과 해당 단말의 송신 파워의 함수로서 구할 수 있다. 즉 , 상향링크 자원 할당 대역폭과 대역의 전력 함수로서 도출될 수 있다. 이 함수는 대역 의 방사된 간섭이 DTV 수신기나 WLAN, LTE/LTE-A 단말의 수신에 영향을 주지 않을 정보의 간섭의 레벨을 기준으로 설계함이 바람직하다. 다시 말해， 상술한 함수를 이용하여 단말에서 할당되는 무선 자원과 해당 단말의 송신 파워의 값으로 도출된 인접 대역의 수신 채널에 미치는 간섭의 양을 이용하여 보호 대역의 크기를 산출할 수 있다.
여기서, 단말에 할당된 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신이 감자된 경우, 송신 단말의 전력이 최악의 시나리오 (Worst Case Scenario)를 가정하여 인접 대역 수신 성능에 영향을 줄 수 있다고 판단되면 이 시나리오 하에서 보호 대역을 계산하여 보호 대역 안에는 자원을 할당하지 않는다 /즉， 단말이 최대의 파워 (maximum power)로 송신을 한다는 가정 하에 단말의 송신이 인접 대역의 수신 성능에 미치는 영향에 따라 보호 대역의 크기를 산출할 수 있다. 다만， 인접 대역에 수신이 감지 되더라도 현재 가용 주파수 대역에서의 단말의 송신이 인접 대역 수신기의 수신 성능에 영향을 주지 않을 정도의 전력이라면 가용 주파수 전체 대역에 모두 무선 자원을 할당 할 수도 있다.
다시 도 19를 참조하면, 단말에 할당된 가용 주파수 대역에서 일정 부분을 보호 대역으로 설정한 기지국은 보호 대역이 설정되지 않은 주파수 대역에 대한 정보， 즉 상향링크 자원 할당 정보를 단말에 전송한다 (S1905). 여기서， 기지국은 단말에 할당된 가용 주파수 대역에서 설정된 보호 대역에 대한 정보를 단말에 전송함으로써 단말이 자신에게 할당된 상향링크 자원을 확인할 수도 있다.
반면, S1901 단계에서 단말에 할당한 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 수신 채널이 존재하지 않는다고 판단한 경우， 기지국은 보호 대역을 설정하자 않고 가용 주파수 대역 전체에서 단말에 상향링크 자원을 할당하고， 단말에게 상향링크 자원 할당 정보를 전송할 수도 있다.
이후, 단말에게 상향링크 자원 할당 정보를 전송한 기지국은 해당 자원을 통해 단말로부터 상향링크 데이터를 수신한다 (S1907).
4. 본발명이 적용될 수 있는장치 일반
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 21을 참조하면， 무선 통신 시스템은 기지국 (210)과 기지국 (210) 영역 내에 위치한 다수의 단말 (220)을 포함한다.
기지국 (210)은 프로세서 (processor, 211)， 메모리 (memory, 212) 및 RF부 (radio frequency unit, 213)을 포함한다. 프로세서 (211)는 제안된 기능， 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (211)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (212)는 프로세서 (211)와 연결되어， 프로세서 (211)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (213)는 프로세서 (211)와 연결되어， 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
단말 (220)은 프로세서 (221)， 메모리 (222) 및 RF부 (223)을 포함한다. 프로세서 (221)는 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (221)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (222)는 프로세서 (221)와 연결되어， 프로세서 (221)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (223)는 프로세서 (221)와 연결되어， 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
메모리 (212, 222)는 프로세서 (211， 221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고， 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서 (211, 221)와 연결될 수 있다. 또한， 기지국 (210) 및 /또는 단말 (220)은 한 개의 안테나 (single antenna) 또는 다중 안테나 (multiple antenna)를 가질 수 있다.
이하， 상술한 기지국 또는 단말의 각 구성 요소 중 프로세서 (211， 221)에 관하여 보다 상세히 설명한다. 프로세서 (211， 221)은 다중 계층 (mult i layer) 구조를 가질 수 있으나， 이들 계층 중에서 특히 데이터 링크 계층 (DLL: Data Link Layer)에서 MAC부계층과 물리 계층을 보다 상세히 도시한다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 또는 단말의 프로세서 구조를 예시한다.
도 22를 참조하면, 물리 계층 (2220)은 PLCP 개체 (Physical Layer Convergence Procedure Entity, 2221)와 PMD 개체 (Physical Medium Dependent Entity, 2222)를 포함할 수 있다. MAC 부계층 (2210)과 물리 계층 (2220) 모두 개념상의 관리 개체를 포함할 수 있으며， 각각 MLME(MAC Sublayer Management Entity, 2211)과 PLME (Physical Layer Management Entity, 2223)로 지칭할 수 있다. 이들 개체 (2211， 2221)은 계층 관리 함수의 동작을 통해 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다.
정확한 MAC 동작을 제공하기 위하여， SME(Station Management Entity, 2230)가 각 단말 내에 존재할 수 있다. SME(2230)는 각 계층과 독립적인 관리 개체로서 여러 계층 관리 개체들로부터 계층 기반 상태 정보를 수집하거나 각 계층의 특정 파라미터들의 값을 설정한다. SME(2230)는 일반 시스템 관리 개체들올 대신하여 이러한 기능을 수행할 수 있으며, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
위와 같은 다양한 개체들은 다양한 방법으로 상호 작용 (interact)할 수 있으며， 도 22에서는 GET/SET프리미티브 (primitive)를 교환하는 예를 나타낸다. XX— GET. request 프리미티브는 MIB at t r i but e ( management information base attribute)의 값을 요청하기 위해 사용되고， XX-GET. confirm 프리미티브는 상태가 'SUCCESS'라면， 해당 MIB at tribute의 값을 리턴 (return)하고, 그 외의 경우에는 상태 필드에 오류 표시를 하여 리턴한다. XX-SET. request 프리미티브는 지정된 MIB attibute를 주어진 값으로 설정하도록 요청하기 위해 사용된다. MIB attribute가 특정 동작으로 의미하고 있다면, 이 요청은 그 특정 동작의 실행을 요청한다. 그리고， XX-SET. confirm 프리미티브는 상태가 ' SUCCESS '라면， 이는 지정된 MIB attribute가 요청된 값으로 설정되었음을 의미한다. 그 외의 경우에는， 상태 필드는 오류 상황을 나타낸다. 이 MIB attribute가 특정 동작을 의미한다면， 이 프리미티브는 해당 동작의 수행된 것을 확인해 줄 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이 MLME(2211)와 SME(2230), PLME(2223)와 SME (2230)는 상술한 다양한 프리미티브를 각각 MLMEᅳ SA MLMEᅳ Service Access Point 2250)， PLME_SAP(PLME_Service Access Point, 2260)를 통해 교환할 수 있다. 그리고， MLME(2211)와 PLME(2223) 간에는 MLME-PLME_SAP(MLME-PLME_Service Access Point, 2270)을 통해 프리미티브를 교환할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다 .
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어, 하드웨어， 펌웨어 (fir丽 are), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specific integrated circuits) , DSPs(digi tal signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices) , PLDs( programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트롤러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여 , 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서， 상술한 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.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 무선 접속 시스템에서 데이터 송수신 방안은 3GPP LTE 시스템 내지 IEEE 802 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 II
TV 화이트 스페이스 (TV WS: TV White Space) 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 방법에 있어서，
상기 TV WS 대역 중 면허 받은 기기 (licensed device)에 의해 이용되지 않는 가용 주파수 대역을 단말에 할당하는 단계;
상기 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는 경우, 상기 가용 주파수 대역 중 상기 인접 대역과 인접한 일부의 대역에 보호 대역 (guard band)을 설정하는 단계 ;
상기 가용 주파수 대역에서 상기 보호 대역을 제외한 주파수 대역에서 상기 단말에 무선 자원을 할당하는 단계； 및
상기 무선 자원을 통해 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하되，
상기 보호 대역은 상기 무선 자원의 할당 위치, 상기 무선 자원의 양 및 상기 단말의 송신 파워를 이용하여 결정되는， 무선 자원 할당 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 단말 또는 네트워크로부터 상기 단말이 상기 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 .정보를 수신하는 단계를 더 포함하는， 무선 자원 할당 방법ᅳ
【청구항 3]
제 2항에 있어서， 상기 단말로부터 수신한 상기 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 정보는 상기 인접 대역의 파워 측정 값이 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 지시하는， 무선 자원 할당 방법 .
【청구항 4】
제 1항에 있어서，
타 기지국과 공유하는 상기 TV WS 대역의 사용 정보를 통해 상기 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는， 무선 자원 할당 방법 .
【청구항 51
제 1항에 있어서,
상기 가용 주파수 대역의 양 옆의 인접 대역 중 어느 하나의 인접 대역에 인접한 일부의 대역에만 상기 보호 대역올 설정하는, 무선 자원 할당 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서，
상기 단말의 송신 파워는 상기 단말에 허용된 최대 송신 파워인， 무선 자원 할당 방법 .
【청구항 7]
TV 화이트 스페이스 (TV WS: TV White Space) 대역을 지원하는 무선 접속 시스템에서 무선 자원을 할당하는 기지국에 있어서，
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 ; 및
상기 TV WS 대역 중 면허 받은 기기 (licensed device)에 의해 이용되지 않는 가용 주파수 대역을 단말에 할당하고， 상기 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 타 기기의 수신 대역이 존재하는 경우， 상기 가용 주파수 대역 중 상기 인접 대역과 인접한 일부의 대역에 보호 대역 (guard band)을 설정하며， 상기 가용 주파수 대역에서 상기 보호 대역을 제외한 주파수 대역에서 상기 단말에 무선 자원을 할당하고， 상기 무선 자원올 통해 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 프로세서를 포함하되，
상기 보호 대역은 상기 무선 자원의 할당 위치, 상기 무선 자원의 양 및 상기 단말의 송신 파워를 이용하여 결정되는， 기지국.
【청구항 8】
제 7항에 있어서，
상기 단말 또는 네트워크로부터 상기 단말이 상기 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 정보를 수신하는, 기지국.
【청구항 91
제 8항에 있어서，
상기 단말로부터 수신한 상기 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부에 대한 정보는 상기 인접 대역의 파워 측정 값이 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 지시하는, 기지국.
【청구항 10]
제 7항에 있어서，
타 기지국과 공유하는 상기 TV WS 대역의 사용 정보를 통해 상기 가용 주파수 대역의 인접 대역에서 상기 타 기기의 수신 대역의 존재 여부를 판단하는 기지국.
[청구항 11】 거 17항에 있어서,
상기 가용 주파수 대역의 양 옆의 인접 대역 증 어느 하나의 인접 대역에 인접한 일부의 대역에만 상기 보호 대역을 설정하는， 기지국.
【청구항 12】:
거 17항에 있어서,
상기 단말의 송신 파워는 상기 단말에 허용된 최대 송신 파워인, 기지국.
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