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WO2014116050A1 - 셀 디스커버리 방법 - Google Patents

셀 디스커버리 방법 Download PDF

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Publication number
WO2014116050A1
WO2014116050A1 PCT/KR2014/000695 KR2014000695W WO2014116050A1 WO 2014116050 A1 WO2014116050 A1 WO 2014116050A1 KR 2014000695 W KR2014000695 W KR 2014000695W WO 2014116050 A1 WO2014116050 A1 WO 2014116050A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discovery signal
discovery
cell
resource
signal
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/000695
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
고영조
안재영
서방원
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to US14/763,092 priority Critical patent/US10212646B2/en
Priority claimed from KR1020140008665A external-priority patent/KR20140095994A/ko
Publication of WO2014116050A1 publication Critical patent/WO2014116050A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0069—Cell search, i.e. determining cell identity [cell-ID]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J2211/00—Orthogonal indexing scheme relating to orthogonal multiplex systems
    • H04J2211/001—Orthogonal indexing scheme relating to orthogonal multiplex systems using small cells within macro cells, e.g. femto, pico or microcells

Definitions

  • the present invention relates to mobile communication technology, and more particularly, to a cell discovery method.
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • the cell discovery method according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention is a cell discovery method of a small cell in a network in which a macro cell and at least one small cell is overlapped, the macro cell is used If the carrier frequency is different from the carrier frequency used by the small cell, the small cell transmits a discovery signal using the carrier frequency used by the macro cell.
  • the position of the frequency domain of the resource for transmitting the discovery signal may correspond to six or less resource blocks located in the middle of the transmission band of the macro cell.
  • the position of the subframe in which the discovery signal is transmitted may be the same as the subframe in which the cell search signal is transmitted.
  • the resource to which the discovery signal is transmitted includes a Cell-specific Reference Signal (CRS), a Primary Synchronization Signal (PSS), a Secondary Synchronization Signal (SSS), and a Physical Broadcast Channel (PBCH) within a subframe in which the discovery signal is transmitted.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • the discovery signal may be composed of a primary discovery signal and a secondary discovery signal, and the primary discovery signal and the secondary discovery signal may be transmitted through different symbols.
  • the main discovery signal sequence may be generated using a Zadoff-Chu sequence in a frequency domain, and may be generated using a root index value different from the root index applied to the PSS.
  • the sequence of the sub-discovery signal is a scrambling sequence
  • And physical-layer identity Can be generated by differently setting the relationship between the SSS sequence generation or by setting the relationship between the physical layer cell ID group and the parameters m 0 and m 1 differently from the SSS sequence generation.
  • the cell discovery method according to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention is a cell discovery method of a small cell in a network in which a macro cell and at least one small cell overlapping, the small cell is the The discovery signal is transmitted using a carrier frequency of the small cell that is different from the carrier frequency used by the macro cell.
  • the small cell when the small cell is in the dormant state, the small cell is a physical downlink control channel (PDCCH), a primary synchronization signal (PSS), and a secondary SSSS (SSS) used by neighboring small cells in a subframe in which the discovery signal is transmitted.
  • the discovery signal may be transmitted by using two neighboring symbols in time among symbols in which a synchronization signal (PBCH) and a physical broadcast channel (PBCH) are not transmitted.
  • PBCH synchronization signal
  • PBCH physical broadcast channel
  • the small cell when the small cell is in an active state, the small cell may transmit the discovery signal by using symbols different from symbols used by other neighboring cells to transmit the discovery signal.
  • the cell discovery method according to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention is a cell discovery method that is applied to a network in which cells of different sizes overlap each other, at least one cell of a predetermined number And constructing a discovery signal using a channel state information reference signal (CSI-RS) resource corresponding to an antenna port, and transmitting resource configuration information of the discovery signal to a terminal.
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • one cell configures a discovery signal using one antenna port in one subframe, but the one antenna port corresponds to CSI-RS resources for four antenna ports. can do.
  • the transmitting of the resource setting information of the discovery signal to the terminal may include at least one of sequence setting information of the discovery signal, subframe setting information, and resource information of transmitting the discovery signal within a subframe. Can be.
  • the resource of the discovery signal may be set differently for each discovery signal, all discovery signals may be set identically, or may be set differently for each divided discovery signal group.
  • the cell discovery method according to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention is a cell discovery method applied to a network in which cells of different sizes overlap each other, having a predefined subframe interval Configuring a discovery hopping process comprised of subframes and determining resources in the time and frequency domain to which a discovery signal is to be transmitted in the configured discovery hopping process.
  • the determining of the resource in the time and frequency domain may include determining that only one discovery signal is transmitted at one unit transmission time, or use a plurality of discovery signals with different frequency resources at one unit transmission time. To be sent.
  • the determining of the resources of the time and frequency domain may include: mapping a predetermined row of the latin vibration matrix to a time domain resource of the discovery signal, and converting a predetermined latin vibration matrix of the plurality of different latin vibration matrices into the discovery signal.
  • the time and frequency domain resources of the discovery signal may be determined in correspondence with the frequency domain resources.
  • the determining of the resources in the time and frequency domains may include distributing a plurality of resources constituting the discovery signal in a frequency domain.
  • the cell discovery method for achieving the object of the present invention, the cell discovery method performed in the terminal, receiving the resource and sequence information of the discovery signal from the base station, and the received information Measuring a discovery signal corresponding to a discovery target resource and a sequence based on the measurement result; and reporting the measurement result to the base station.
  • the measuring of the discovery signal may include receiving signal strength indicator (RSSI) of the discovery signal, reference signal received power (RSRP) of the discovery signal, and receiving a reference signal of the discovery signal. It may include at least one of Quality Reference Signal Received Quality (RSRQ).
  • RSSI signal strength indicator
  • RSRP reference signal received power
  • RSSI Quality Reference Signal Received Quality
  • a cell discovery signal design method based on a synchronization signal a cell discovery signal design method based on a CSI-RS (Channel State Information Reference Signal), a cell discovery signal transmission and reception resource setting method, a cell discovery signal A resource and sequence allocation method, a cell discovery signal reception, measurement, and reporting method, and a terminal discovery method by a cell in detail.
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • cell discovery can be efficiently performed in a cellular mobile communication system.
  • FIG. 1 illustrates a state of a cell and whether a discovery signal is transmitted from a cell discovery perspective.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a case in which small cells are disposed within coverage of a macro cell.
  • FIG 3 shows an example of a method of transmitting a discovery signal using subframe 0 in a subframe structure having a general CP.
  • FIG. 4 shows an example of a method of transmitting a discovery signal using subframe 5 in a subframe structure having a general CP.
  • FIG. 5 shows an example of a method of transmitting a discovery signal using subframe # 0 or # 5 in a subframe structure having an extended CP.
  • FIG. 6 shows another example of a method for transmitting a discovery signal using subframe 0 in a subframe structure having a general CP.
  • FIG. 7 illustrates a method of transmitting a discovery signal using subframe 5 in a subframe structure having a general CP.
  • FIG. 8 illustrates a method of transmitting a discovery signal using subframe 0 in a subframe structure having an extended CP.
  • FIG. 9 shows a method of transmitting a discovery signal using subframe 5 in a subframe structure having an extended CP.
  • 11 shows the location of CSI-RS resources when there are four CSI-RS antenna ports.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a subframe allocation method for discovery signal transmission.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a frequency domain resource mapping method of a discovery signal.
  • 15 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a time domain for mapping of a discovery signal.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a cell discovery method by a terminal.
  • 17 is a conceptual diagram illustrating a time domain allocation method of discovery resources using a Latin square matrix.
  • 18 is a conceptual diagram illustrating a method of multiplexing resources for a discovery signal.
  • 19 is a conceptual diagram illustrating a region overlap problem of a cell discovery signal.
  • 20 is a conceptual diagram illustrating a method for setting a resource for CSI-RS-based discovery signal transmission and an RSSI measurement resource.
  • 21 is a conceptual diagram illustrating a distance estimation method between a terminal and a small cell.
  • terminal used in the present application is a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal, a user equipment (UE), a user terminal (UT: User Terminal), a wireless terminal, Access Terminal (AT), Subscriber Unit, Subscriber Station (SS), Wireless Device, Wireless Communication Device, Wireless Transmit / Receive Unit (WTRU), Mobile Node, Mobile Or other terms.
  • MS mobile station
  • MT mobile terminal
  • UE user equipment
  • UT User Terminal
  • AT Access Terminal
  • SS Subscriber Unit
  • Wireless Device Wireless Communication Device
  • WTRU Wireless Transmit / Receive Unit
  • the 'base station' used in the present application generally refers to a fixed point for communicating with a terminal, and includes a base station, a Node-B, an eNode-B, and a BTS. It may be called other terms such as (Base Transceiver System), Access Point.
  • the 'transmission point' used in the present application is provided with at least one transmitting and receiving antenna, and a transmission and reception device capable of transmitting and receiving information with the base station connected to the base station and the optical fiber, microwave (Microwave), etc. And a remote radio head (RRH), a remote radio unit (RRU), a distributed antenna, and the like.
  • the base station may also be included in the transmission point.
  • embodiments of the present invention described below are standard documents disclosed in at least one of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 system, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, the 3GPP LTE system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems. Can be supported by them. 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 standard documents. In addition, all terms used in the present invention can be described by the above standard documents.
  • Cell discovery refers to a process in which a UE receives a discovery signal transmitted by a cell and discovers the existence of a cell.
  • the cell discovery signal refers to a physical channel or a physical signal transmitted by a cell for cell discovery.
  • the cell discovery signal is used to transmit information including cell ID or cell index information, cell state information, and the like.
  • UE discovery refers to a process in which a base station receives a terminal discovery signal transmitted by a terminal and discovers the existence of the terminal.
  • the terminal discovery signal means a physical channel or a physical signal transmitted by the terminal for discovery.
  • the base station may obtain information including the serving cell of the terminal, the terminal scheduling ID, etc. from the terminal discovery signal and estimate the proximity of the terminal.
  • FIG. 1 illustrates a state of a cell and whether a discovery signal is transmitted from a cell discovery perspective.
  • a cell in a Dormant_0 state transmits no signal.
  • a cell in a Dormant_1 state periodically transmits its cell discovery signal and no other signal.
  • a cell in the Active_0 state transmits various physical signals and channels necessary to operate as a cell, but does not transmit its own cell discovery signal.
  • the cell in the Active_1 state transmits various physical signals and channels necessary to operate as a cell, and periodically transmits its own cell discovery signal.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a case in which small cells are disposed within coverage of a macro cell.
  • a carrier frequency used by the macro cell 110 is F1 and a carrier frequency used by the small cells 120 is F2.
  • Ideal backhaul or non-ideal backhaul is formed between the macro cell 110 and the small cells 120 and between the small cell 120 and the small cell 120.
  • the discovery signal can be designed according to the following two scenarios according to whether the macro cell 110 and the small cell 120 use the same carrier frequency.
  • the small cell 120 may transmit a discovery signal in a dormant state. Meanwhile, when the small cell 120 is in an active state, two discovery signal transmission methods may be considered as follows according to whether a discovery signal is transmitted.
  • the discovery signal is not transmitted when the small cell 120 is active.
  • the following two discovery signal transmission methods may be considered according to the carrier frequency used by the small cell 120 to transmit the discovery signal.
  • the small cell 120 transmits a discovery signal using the carrier frequency F1 used by the macro cell 110.
  • the small cell 120 transmits a discovery signal using the carrier frequency F2 assigned to it.
  • the cell discovery method may be classified into a case in which the macro cell operates in FDD and a case in which TDD operates.
  • the following two methods may be considered depending on the carrier frequency used by the small cell to transmit the discovery signal.
  • a small cell transmits a discovery signal using F1, which is a carrier frequency used by a macro cell.
  • the small cell transmits a discovery signal using F2, which is a carrier frequency assigned to the small cell.
  • the position in the frequency domain and the time domain in the radio resource to which the discovery signal is transmitted must be determined.
  • the resource to be used for discovery signal transmission preferably belongs to six or less resource blocks (RBs) located in the middle of a transmission bandwidth of a cell.
  • RBs resource blocks
  • the same resource allocation can be used for the discovery signal regardless of the transmission band of the cell. Since the UE can detect the discovery signal assuming the same resource allocation regardless of the transmission band of the cell, the complexity of the discovery signal detection of the UE can be reduced.
  • a Cell Search Signal Primary Synchronization Signal
  • PSS Secondary Synchronization Signal
  • the discovery signal may be used for cell search instead of cell search signals.
  • the UE may easily detect the discovery signal and the cell search signal together. That is, the positions of the resource blocks (RBs) through which the discovery signal is transmitted may be transmitted using six middle RBs in the transmission band, similarly to the transmission of the PSS and SSS.
  • the location of the frequency domain where the discovery signal is transmitted may be determined in advance in a standard or a method in which the macro cell base station informs the terminal through RRC signaling.
  • the position of the subframe in which the discovery signal is transmitted, the time position in the subframe, the subframe number, and the like should be determined.
  • DRX Continuous Reception
  • one radio frame is composed of 10 subframes, and when 10 subframes are assigned numbers from 0 to 9, the PSS / SSS is subframe 0 of every frame. Frame and subframe # 5. Therefore, the discovery signal can also be designed to transmit using some of the subframes 0 and 5.
  • the discovery signal is periodically transmitted, the information on the transmission period and the offset may be informed to the terminal by the macro base station through the RRC signaling.
  • the discovery signal can be designed to be transmitted to the remaining symbols except for the first four OFDM symbols in a subframe.
  • the UE may be designed to estimate the cell index and synchronization for the cell using the discovery signal.
  • the discovery signal may be configured to be transmitted in two neighboring OFDM symbols, as in the conventional PSS and SSS, respectively, in one OFDM symbol.
  • the UE estimates time and frequency synchronization with respect to the small cell signal using the discovery signal and obtains a cell ID of the small cell.
  • the present invention provides a discovery signal design method as described below in consideration of the frequency domain position, the time position in a subframe, the subframe number, etc., to which the discovery signal is transmitted.
  • 3 to 5 are conceptual views illustrating a discovery signal design method according to an exemplary embodiment of the present invention, which illustrates a discovery signal design method when a small cell uses a carrier frequency of a macro cell.
  • the number of the subframe in which the discovery signal is transmitted is subframe number 0 or 5
  • the position of the frequency domain is the middle N resource blocks (RBs) of the macro cell system bandwidth, as shown in FIGS. 3 to 5.
  • the discovery signal can be transmitted in the same manner.
  • FIG. 3 illustrates a resource location for transmission of a discovery signal when a discovery signal is transmitted using subframe 0 in a subframe structure having a normal Cyclic Prefix (CP).
  • CP Cyclic Prefix
  • CRSs cell-specific reference signals
  • PSS and SSS are transmitted to OFDM symbols 5 and 6, and a physical broadcast channel (PBCH) is transmitted to OFDM symbols 7 to 10, it is preferable not to transmit a discovery signal to these symbols.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the positions of the OFDM symbols capable of transmitting the discovery signal are symbols 2, 3, 12, and 13.
  • the symbols capable of transmitting the discovery signal are symbols 2 and 3 (Candidate 1), 12 and 13 symbols (Candidate 2).
  • FIG. 4 illustrates a resource location for transmission of a discovery signal when a discovery signal is transmitted using subframe 5 in a subframe structure having a normal CP.
  • the PBCH is not transmitted in subframe # 5.
  • the discovery signal is transmitted to OFDM symbols 2 and 3 (Candidate 1) or 9 times. 10 and OFDM symbols (Candidate 2) or 12 and 13 OFDM symbols (Candidate 3).
  • FIG. 5 shows a resource location for discovery signal transmission when a discovery signal is transmitted using subframe # 0 or # 5 in a subframe structure having an extended CP.
  • CRS may be transmitted in OFDM symbols 0, 1, 3, 6, 7, and 9 and PSS / SSS may be transmitted in OFDM symbols 4 and 5, and thus, CRS and PSS.
  • PSS / SSS may be transmitted in OFDM symbols 4 and 5, and thus, CRS and PSS.
  • the positions of the OFDM symbols to which the discovery signal can be transmitted are 10 and 11 symbols.
  • the terminal performs an operation of searching for a discovery signal in the OFDM symbols.
  • the small cell may transmit a discovery signal in a dormant state.
  • the following two methods may be considered depending on whether a discovery signal is transmitted.
  • Method 1 The discovery signal is not transmitted when the small cell is active.
  • Method 2 The discovery signal is transmitted even when the small cell is active.
  • This method allows a discovery signal to be transmitted only when the small cell is in the dormant state.
  • the small cell When the small cell is in a dormant state and transmits a discovery signal using a carrier frequency assigned thereto, the small cell transmits a discovery signal in subframe 0 and a discovery signal in subframe 5 as described above. This may be considered.
  • FIG. 6 illustrates a method of transmitting a discovery signal using subframe 0 in a subframe structure having a general CP.
  • neighboring small cells may transmit the PDCCH in OFDM symbols 0, 1, 2, and 3. Therefore, in order not to affect the PDCCH detection performance of the UEs present in neighboring small cells, it is preferable not to transmit a discovery signal in the 0 to 3 OFDM symbol intervals.
  • the neighboring small cells can transmit the PSS / SSS in OFDM symbols # 5 and # 6, the discovery signals are also applied to these symbols in order not to affect the PSS / SSS detection performance of terminals existing in the neighboring small cells. It is preferable not to transmit it.
  • the PBCHs of other cells are transmitted in OFDM symbols # 7 to # 10, it is preferable not to transmit a discovery signal even in periods 7 through 10.
  • candidates for transmitting the discovery signal are two OFDM symbols adjacent to one of OFDM symbols 11 to 13 as shown in FIG. 6. do.
  • 12 and 13 (Candidate 1) are illustrated as candidate symbols.
  • the small cell may be configured to transmit a discovery signal in candidate OFDM symbols.
  • the UE When the UE searches for a discovery signal in the subframe illustrated in FIG. 6 (that is, subframe 0), the UE may search for the candidate OFDM symbols.
  • FIG. 7 illustrates a method of transmitting a discovery signal using subframe 5 in a subframe structure having a general CP.
  • the discovery signal may be additionally transmitted in the seventh to tenth OFDM symbol intervals.
  • candidates for transmitting a discovery signal are OFDM symbols 8 and 9 (Candidate 1), 10 and 11 (Candidate 2), and 12 and 13 (Candidate) as shown in FIG. 3) becomes.
  • the small cell may transmit a discovery signal in OFDM symbols corresponding to one of the three candidates.
  • the UE When the UE searches for a discovery signal in the subframe illustrated in FIG. 7 (that is, subframe # 5), the UE may search among the candidates.
  • FIG. 8 illustrates a method of transmitting a discovery signal using subframe 0 in a subframe structure having an extended CP.
  • neighboring small cells may transmit a PDCCH in OFDM symbols 0, 1, 2, and 3, and neighboring small cells may transmit PSS / SSS in OFDM symbols 4 and 5, Since small cells can transmit PBCH in OFDM symbols 6 to 9, in order to avoid affecting PDCCH, PSS / SSS, and PBCH detection performance of terminals existing in neighboring small cells, OFDM symbol intervals 0 to 9 are used. It is preferable not to transmit a discovery signal. As described above, since the discovery signal is preferably transmitted over two OFDM symbols, candidates for transmitting the discovery signal are OFDM symbols 10 and 11 (Candidate 1) as shown in FIG. 8. The small cell may transmit a discovery signal using the candidate OFDM symbols.
  • the UE When the UE searches for a discovery signal in subframe 0 having an extended CP, the UE may search for the candidate.
  • FIG. 9 shows a method of transmitting a discovery signal using subframe 5 in a subframe structure having an extended CP.
  • neighboring small cells can transmit a PDCCH in OFDM symbols 0, 1, 2, and 3, and neighboring small cells can transmit PSS / SSS in OFDM symbols 4 and 5, In order not to affect the PDCCH and PSS / SSS detection performance of terminals existing in the small cell, it is preferable not to transmit a discovery signal in the OFDM symbol period.
  • candidates for transmitting the discovery signal are OFDM symbols 6 and 7 (Candidate 1) and 8 as shown in FIG. And No. 9 (Candidate 2) and No. 10 and No. 11 (Candidate 3).
  • the small cell may transmit a discovery signal using OFDM symbols corresponding to one candidate among the three candidates.
  • the UE When the UE searches for a discovery signal in subframe 5 having an extended CP, the UE may search among the candidates.
  • This method is a method of transmitting a discovery signal when the small cell is not only dormant but also active.
  • the reason why the discovery signal is transmitted even when the small cell is active is to improve cell index detection performance of terminals belonging to the small cell.
  • the neighboring cells may transmit the PSS / SSS at the same OFDM symbol position. As a result, when a cell having a greater signal strength than other cells exists among neighboring cells, the PSS / SSS detection performance of the UE with respect to other cells is deteriorated.
  • the discovery signal is designed such that neighboring cells transmit the discovery signal at different OFDM symbol positions. If necessary, specific cells may perform neighboring cells transmitting nothing with respect to a resource for transmitting a discovery signal. This improves the detection performance of the discovery signal of the terminal.
  • the position of the OFDM symbol in which the discovery signal is transmitted may be configured as shown in FIGS. 6 to 9.
  • the discovery signal is applied by the same method as in the case of "the small cell transmits the discovery signal using the carrier cell F1 of the macro cell” among the aforementioned methods. Can be designed and transmitted.
  • the discovery signal Since the discovery signal performs a function similar to the synchronization signal defined in the 3GPP LTE standard, it can be designed in a structure similar to the existing PSS / SSS. That is, the discovery signal is composed of a primary discovery signal (PDS: Primary Discovery Signal, hereinafter abbreviated as 'PDS') and a secondary discovery signal (SDS: Secondary Discovery Signal, hereinafter abbreviated as 'SDS'), and the PDS and The SDS may be configured to be transmitted at different OFDM symbol positions.
  • the PDS may be designed to perform a function similar to the PSS and to have the same structure as the PSS (ie, a sequence length, a resource element mapping method, and the like).
  • SDS can be designed to have the same structure as SSS. Through this, the existing PSS / SSS detection algorithm can be similarly applied to PDS / SDS detection.
  • the sequence of the PDS / SDS should be designed to be different from the sequence of the PSS / SSS.
  • PDS / SDS and Cell ID The relationship may be set as in Equation 1 similarly to the relationship between the PSS / SSS and the cell ID.
  • Equation 1 Represents an integer value between 0 and 167, Represents a value of any one of 0, 1, and 2.
  • the sequence d (n) for the PDS may use the frequency domain Zadoff-Chu sequence shown in Equation 2 like the PSS.
  • the Zadoff-Chu root sequence index u may be given as shown in FIG. In FIG. 10, A1, A2, and A3 are integer values existing between 0 and 61, and values except 25, 29, and 34 are used. In this case, the reason for excluding 25, 29, and 34 is that the PSS uses these values.
  • Equation 3 , , , , , , , , , , , are the sequences generated by the m-sequence, m 0 and m 1 are the physical-layer cell-identity group Parameters derived from the scrambling sequence Wow Is the physical-layer identity Related parameters. Therefore, the following three methods may be considered for generating the SDS sequence differently from the SSS sequence.
  • Equation 5 when L is less than 7, since the same pair as the (m 0 , m 1 ) pair existing when the existing SSS occurs, it is preferable to use an integer value of 7 or more and 29 or less.
  • the method of applying both Method 1 and Method 2 above is to generate an SDS sequence by applying both the offset K presented in Method 1 and the offset L presented in Method 2.
  • NZP non-zero power
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • the number of antenna ports supported by CSI-RS is 1, 2, 4, and 8.
  • the CSI-RS resources occupied by each antenna port occupy two resource elements (REs) per one resource block (RB), but the two resource elements have the same position on the frequency axis.
  • 11 shows the location of CSI-RS resources when there are four CSI-RS antenna ports.
  • resource elements (REs) in which numbers are written represent resources to which a CSI-RS can be transmitted, and one CSI-RS port is written with 0, 1 and 2, 3 among resource elements indicated by the same pattern. It is transmitted through four resource elements.
  • resource elements (REs) configured as shown in FIG. 11 be called CSI-RS resource groups.
  • the discovery signal based on the CSI-RS can be designed as follows.
  • Discovery signals based on the CSI-RS can basically reuse the resource allocation and sequence generation methods of the CSI-RS.
  • the discovery signal of one cell may use CSI-RS resources corresponding to four antenna ports. That is, the discovery signal for one antenna port may be configured to occupy and use CSI-RS resources (four resource elements) corresponding to four antenna ports.
  • the density on the frequency axis is only one resource element (RE) per one resource block (RB), which may cause a large measurement error for the discovery signal.
  • the density on the frequency axis is preferably configured to be at least two resource elements per one resource block, as in the case of the CRS.
  • the discovery signal of one cell uses only one antenna port in one subframe, and the resources used by the one antenna port are CSI-RS resources (that is, four REs for four antenna ports). ) Can be configured to
  • the discovery signal overhead when transmitting a discovery signal to CSI-RS resources corresponding to eight antenna ports Has the disadvantage of becoming too large. Therefore, it is preferable to transmit the discovery signal using CSI-RS resources corresponding to four antenna ports rather than eight antenna ports.
  • a total of 10 CSI-RS configuration methods for the location of CSI-RS resources in a subframe can be performed in the case of FDD, and in the case of TDD 16 kinds are possible. If the CSI-RS configuration method supported by the existing LTE standard is applied as it is, FDD can transmit a total of 10 discovery signals within the same subframe, and even TDD can detect up to 10 discovery signals according to CRS configuration. The signal may be transmitted in the same subframe.
  • Another CSI-RS-based discovery signal design method has an advantage of maintaining backward compatibility by designing not to affect legacy terminals supporting the existing standard. That is, by setting resources to which the discovery signal is transmitted as Zero Power CSI-RS resources to the existing LTE Release-10 / 11 terminals and applying PDSCH rate matching to the resources, the discovery signal is released in LTE Release-10 / 11. It may not affect the operation of the terminals supporting the standard.
  • the base station may inform the terminal of the resource configuration information for the discovery signal.
  • the base station should also inform the terminal of the sequence information used by each discovery signal.
  • the UE may only notify initialization parameters necessary for sequence generation.
  • the sequence information informed by the base station to the terminal is a physical cell ID or a virtual cell ID as an initialization parameter for generating a sequence. It can consist of values.
  • Equation 6 n s denotes a slot number in one frame, and l denotes an OFDM symbol number in a slot.
  • the pseudo-random sequence c (i) is the same as defined in the 3GPP LTE specification.
  • the pseudo random sequence is initialized by a c init value for each OFDM symbol as shown in Equation (7).
  • N CP is 1 for a general CP and 0 for an extended CP.
  • the setting for the discovery signal may include a setting for a sequence and a resource setting (subframe number and resource position in a subframe).
  • a method of setting a sequence of discovery signals is as follows.
  • the setting information for the sequence of the discovery signal means an initialization parameter for the sequence.
  • the base station informs the terminal of initialization parameters for each discovery signal configuration resource.
  • the initialization parameter may be one of a total of 504 numbers from 0 to 503. If the base station does not inform the terminal of the initialization parameters, the terminal needs to perform blind detection on 504 initialization values, thereby greatly improving the complexity of the terminal. Therefore, it is preferable that the base station notifies the terminal of the initialization parameter.
  • the discovery signal resource setting method may consider three methods as follows.
  • the base station informs the terminal of the subframe configuration information and the resource configuration information in the subframe for each discovery signal.
  • the position of the subframe in which the discovery signal is transmitted may be indicated by period information and offset information.
  • the period for the subframe that transmits the discovery signal may be indicated by one of values such as 20, 40, 80, 160, and the like.
  • the unit of the period is a subframe, and a period of 20 means that the discovery signal is transmitted every 20 subframes.
  • the unit of the offset for the transmission position of the discovery signal may be set to a subframe.
  • the method (1) has the advantage of freely setting the subframe period, offset, resource location within the subframe, etc. for each discovery signal, while having a large signaling overhead.
  • the base station provides information on all discovery signals to the terminal using one configuration information.
  • the configuration information may include a subframe number where the discovery signals are transmitted and resource information within the subframe.
  • the setting information on the subframe number in which the discovery signal is transmitted may be composed of a period and an offset.
  • the subframe period may be expressed as one of values of 20, 40, 80, 160, etc. in subframe units.
  • the offset information may also be configured in subframe units.
  • the discovery resource configuration information in the subframe may utilize existing Zero Power CSI-RS resource configuration information.
  • the configuration information of the existing ZP CSI-RS resource is composed of a 16-bit bitmap, and the base station informs the terminal of the ZP CSI-RS resource configuration information by transmitting the bitmap information to the terminal.
  • the discovery resource configuration information may be informed to the terminal through a 16-bit bitmap.
  • Each bit in the bitmap may be configured to comply with the 3GPP LTE standard, and may indicate whether a discovery signal exists in a corresponding resource by setting each bit value to 0 or 1.
  • the method (2) has an advantage that the number of bits required for signaling is smaller than that of the method (1), but has a disadvantage in that flexible configuration is difficult.
  • Method (3) a method in which a base station informs a user equipment of resource configuration information about discovery signals using a plurality of ZP CSI-RS configuration information
  • the discovery signals are divided into a plurality of groups, and for the discovery signals belonging to each group, the base station informs the user equipment of the resource configuration information on the discovery signal using one ZP CSI-RS resource configuration information.
  • ZP CSI-RS resource configuration information as many as the number of groups is required.
  • Discovery signal transmission resources can be set to satisfy the following characteristics for backward compatibility.
  • the resources defined by one ZP CSI-RS configuration information are configured to include all discovery transmission resources.
  • more discovery signals may be configured to the UE.
  • subframes through which discovery signals to be monitored or measured are transmitted may be repeated with a certain period on the time axis.
  • the cell discovery signal may be transmitted using a downlink frequency band in the case of a cell using the FDD scheme.
  • a cell discovery signal may be transmitted using a downlink subframe or a special subframe.
  • the UE discovery signal may use an uplink frequency band when using FDD and transmit a discovery signal by using an uplink subframe or a special subframe when using TDD.
  • the resources allocated to the cell discovery signal transmission may be used in advance by defining a range of time-frequency resources commonly applied between cells. For this purpose, subframe synchronization between cells must be correct.
  • the UE may receive discovery signals of several cells in a short time by multiplexing and transmitting a plurality of cell discovery signals within a predetermined range of the same time-frequency resource. Can be.
  • a method for allocating a resource used for cell discovery signal transmission that is, a discovery resource
  • a discovery subframe a subframe in which the cell discovery signal can be transmitted.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a subframe allocation method for discovery signal transmission.
  • subframes having a constant subframe interval may be designated as a discovery subframe, and the designated discovery subframes may configure a discovery hopping process.
  • a plurality of independent discovery hopping processes may be configured. 12 illustrates discovery hopping process 0 and discovery hopping process 1 as examples of a discovery hopping process.
  • the time-frequency resource used for transmitting one discovery signal may be determined by the following discovery hopping process number and discovery resource index.
  • One discovery signal may use one or a plurality of resource block (RB) ranges on the frequency axis, and one or a plurality of OFDM symbols on the time axis.
  • RB resource block
  • the sequence of discovery signals should be configured to correspond one-to-one with cell ID (or cell index) information. Accordingly, the terminal detects the received sequence of discovery signals and can know the cell ID (or cell index) information corresponding to the detected sequence. In addition, the UE may estimate the proximity of the corresponding cell by measuring the detected sequence.
  • mapping a frequency domain resource of a discovery signal will be described, and a matter to be considered when mapping a frequency domain resource of a discovery signal will be described.
  • the frequency domain resource mapping method of the discovery signal may be classified into the following two methods.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a frequency domain resource mapping method of a discovery signal.
  • Method A As shown in Fig. 11A, only one discovery signal is transmitted in one unit transmission time interval.
  • discovery signals of other cells adjacent to one cell are allocated to different positions in time. However, if two cells are so far apart that their effects on each other are negligible, the same resource may be used to transmit a plurality of discovery signals.
  • Method B As shown in FIG. 11B, a plurality of discovery signals mapped to different frequency resources are simultaneously transmitted in one unit transmission time interval. At this time, the reception power of a cell close to a predetermined cell is so large that the discovery signal of another cell having a relatively low reception power may not be normally detected. That is, even when AGC (Automatic Gain Control) adaptation is properly performed in the terminal, the effective number of bits of the analog-to-digital converter (ADC) is reduced (that is, due to a resolution limit) to have a low reception power. The discovery signal may not be properly detected at the terminal.
  • AGC Automatic Gain Control
  • time-base hopping to resources for discovery signal transmission. If the two cells are so far apart that their effects on each other are negligible, the discovery resource can be transmitted using the same resource.
  • the time base discovery resource may be allocated using the Latin square matrix for the above-described [Method A] and [Method B].
  • a Latin square matrix of size N ⁇ N has the following characteristics:
  • Each element of each row has a value of 1, 2, or N, and elements within the same row have different values. That is, each of the numbers 1, 2, and N in a row exists once.
  • each element constituting each column is 1, 2,... , N has one value and elements in the same column have different values. That is, in one column 1, 2,... Each number in N exists once.
  • N ⁇ N matrices can be made by performing a cyclic shift on the positions of the columns except for the first column of the symmetric N ⁇ N Latin square matrix with natural order. Since one matrix can be obtained for each cyclic shift, new (N-2) matrices can be generated through the cyclic shift, and each generated matrix becomes a Latin square matrix satisfying the above characteristics. Thus, the total number of Latin square matrices is (N-1) including natural ordered and symmetric Latin square matrices.
  • the (N-1) Latin square matrices further satisfy the following feature.
  • the features of the Latin square matrix can be used for time domain resource mapping of a discovery signal.
  • Rows of the Latin square matrix may correspond to a time base resource mapping pattern of the discovery signal. That is, when N rows belonging to one Latin square matrix are mapped to time-base resource mapping patterns of N discovery signals, the N discovery signals are mapped to resources that do not overlap each other on the time axis. Therefore, even if they are mapped to the same resource on the frequency axis, the N discovery signals do not overlap each other in the time-frequency resource space because they do not overlap each other on the time axis.
  • different Latin square matrices can correspond to different frequency resources.
  • a total of (N-1) Latin square matrices can be obtained for order N, so allocate a total of (N-1) non-overlapping resources on the frequency axis and assign each resource to the (N-1) Latin square matrices.
  • FIG. 14 illustrates an example of a 4 ⁇ 4 Latin square matrix, and when N is 4, a total of three Latin square matrices generated by the cyclic shift method described above are illustrated.
  • 15 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a time domain for mapping of a discovery signal.
  • one period of the discovery hopping process may include L discovery frames, and each discovery frame may again include L unit transmission intervals.
  • One discovery signal may have a time range corresponding to a unit transmission interval, and a unit transmission interval may be It may consist of OFDM symbols. That is, one discovery signal is a discovery signal unit transmission period. It can be transmitted over OFDM symbols.
  • a total of (L ⁇ 1) Latin square matrices may be generated, and a total of L ⁇ (L ⁇ 1) rows may be obtained from the matrix.
  • the location on the time axis of the discovery resource may be determined by T (m). That is, the discovery signal transmission resource corresponding to the discovery resource index m is located in the unit transmission section corresponding to the discovery signal transmission section index T (m) [i] value in the discovery frame i.
  • a plurality of discovery signals may be transmitted using the same frequency resource in one unit transmission section.
  • the frequency domain resources used for discovery signal transmission are the same. If q is used to map discovery signal resources using two random rows belonging to different Latin square matrices, the same unit transmission interval used by the same two discovery signals may occur once during the discovery hopping process. If q is used to map discovery signal resources using two arbitrary rows belonging to the same latin square matrix, the unit transmission intervals used by the two discovery signals do not overlap each other.
  • the frequency resource may be determined according to the index q value of the Latin square matrix. In other words, if q is different, different frequency resources are used. If q is used to map discovery signal resources using two random rows belonging to different Latin square matrices, the same unit transmission interval used by the two discovery signals may occur once during the discovery hopping process. If q is used to map discovery signal resources using two arbitrary rows belonging to the same latin square matrix, the unit transmission intervals used by the two discovery signals do not overlap each other.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a cell discovery method by a terminal.
  • the terminal A 130 is located at the cell center of the small cell SO 120.
  • the terminal A 130 may receive the discovery signal transmitted by the small cell S0 120 at a very large signal level. If neighboring small cells transmit the discovery signal using the same resource as the discovery resource used by the small cell S0 120, the terminal A 130 detects the remaining discovery signals except for the discovery signal of the small cell S0 120. You may not be able to. In order to solve such a problem, it is preferable that small cells adjacent to each other transmit discovery signals using resources that do not overlap each other in time.
  • the terminal A 130 may be small due to interference from the discovery signal transmitted from the small cell S0 120.
  • the discovery signal transmitted by cell S4 124 may not be detected.
  • a region in which a discovery resource of one small cell and a discovery resource of another small cell overlap in time is minimized by using a Latin square matrix.
  • 17 is a conceptual diagram illustrating a time domain allocation method of discovery resources using a Latin square matrix.
  • the discovery of the small cell S0 120 is performed in discovery frames 0, 1, 2, and 3, respectively.
  • the unit transmission intervals through which signals are transmitted are 1, 2, 3 and 4, respectively.
  • the unit transmission intervals used by the discovery signal of the small cell S4 124 are 2, 4, 3, and 4 in the discovery frames 0, 1, 2, and 3, respectively. It becomes 1. That is, the discovery resources used by the two small cells 120 and 124 overlap only in one unit transmission section of the four unit transmission sections (the discovery frame 2 to the third unit transmission section).
  • the terminal A 130 may detect this signal in three unit transmission intervals among four unit transmission intervals in which the discovery signal of the small cell S4 14 is transmitted. Can be.
  • mapping the discovery signals of a plurality of cells to resources in the time domain when different rows of one Latin square matrix are used, transmission intervals do not overlap each other on the time axis.
  • the small cells S0 120, S1 121, S2 122, and S3 123 map resources using rows A, B, C, and D of the Latin square matrix of FIG. 14, respectively. In this case, the transmission sections of the discovery signals do not overlap each other on the time axis.
  • small cells are grouped by region, and small cells belonging to the same group determine time base resources using rows belonging to the same Latin square matrix, and small cells belonging to different groups Different Latin square matrices can be used to determine time base resources.
  • the small cells 120, 121, 122, and 123 belonging to the same macro cell 110 are grouped to belong to the same group, the small cells 120, 121, 122, and 123 within the macro cell 110 are included.
  • Small cells in the same macro cell use different rows of the Latin square matrix with the same q value to allow discovery resources to be mapped.
  • Adjacent macro cells allow the small cells in the cell to use a Latin square matrix with different q values. That is, if the small cells belong to different neighboring macro cells, the Latin square matrix having different q values is used.
  • One macro cell can be divided into sections so that other sections use different Latin square matrices.
  • the terminal may receive latin vibration matrix information used by neighboring cells of the terminal from the base station, and detect the discovery signal using the base station. Alternatively, even if the base station does not transmit the latin dust matrix information to the terminal, if the terminal knows the frequency and temporal range of the discovery resource, the cell discovery signal may be detected through blind detection.
  • the discovery resource may be frequency division multiplexed (FDM) with the cellular mobile communication resource in the subframe.
  • FDM frequency division multiplexed
  • FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating a multiplexing method of resources for a discovery signal, and illustrates a multiplexing method of discovery resources and cellular resources in a discovery subframe in which a discovery signal may be transmitted. Meanwhile, the entire uplink band may be allocated as a resource for transmission of a discovery signal.
  • a D-REG is a discovery resource group and one discovery signal may occupy one or a plurality of discovery resource groups.
  • Frequency hopping may be applied to resource mapping of the discovery signal to obtain a frequency diversity effect.
  • Frequency hopping may be performed in units of D-REG. That is, the frequency diversity effect can be obtained by evenly distributing the positions on the frequency axis of the plurality of D-REGs constituting one discovery signal. For example, as shown in FIG. 16B, a frequency diversity effect can be obtained by dropping a position on a frequency between two D-REGs belonging to the same discovery signal.
  • Discovery signal resources are preferably spatially reused to increase frequency utilization efficiency.
  • a problem may occur in that transmission regions of discovery signals transmitted by each cell overlap.
  • 19 is a conceptual diagram illustrating a region overlap problem of a cell discovery signal.
  • the terminal is located in the discovery signal arrival regions of the cell A 210 and the cell B 220. If the discovery signal sequences used by the cell A 210 and the cell B 220 are the same, the terminal 230 receives a signal that is the sum of two discovery signals transmitted by the cell A 210 and the cell B 220. Since the discovery signal is detected using this, ambiguity occurs in the identification of a cell ID or an index according to the discovery signal detection.
  • the base stations managing the cell A 210 and the cell B 220 cooperate with each other to orthogonal discovery signal resources in each cell
  • the sequence of discovery signals used by the two cells is set differently in advance, the terminal located in the overlapped area can alleviate the problem caused by the overlap of the signal arrival areas when the UE located in the overlapped area receives the discovery signal. That is, the sequence detected by the terminal may have a one-to-one correspondence with a cell ID or a cell index.
  • the base station delivers discovery sequence information necessary for the terminal to receive the discovery signal to the terminal.
  • This information may include a base sequence for which a discovery signal is available and information for determining a cyclic shift.
  • the terminal may attempt to detect the discovery signal based on the discovery sequence information received from the base station.
  • Cell discovery signal discovery and reception performed by the UE may be classified into discovery and reception for blind discovery and discovery and reception for assisted discovery.
  • the discovery resource range for blind discovery should inform the terminal by the base station.
  • the base station may inform the discovery hopping process number, resource indexes, and sequence information for the terminal to perform discovery and reception for each terminal.
  • the measurement of the discovery signal includes received signal strength indicator (RSSI: Received Signal Strength Indicator) of the discovery signal, reference signal received power (RSRP) of the discovery signal, and reference signal received quality (RSRQ) of the discovery signal. ) May be included.
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • RSRP reference signal received power
  • RSSQ reference signal received quality
  • the RSSI (D-RSSI) of the discovery signal is measured for resource elements (REs) for transmission of discovery signals corresponding to discovery resources (discovery hopping process number and discovery resource index) designated by a higher layer.
  • Received power per resource element including contributions from all signal sources such as serving cell, adjacent channel interference, thermal noise, and the like.
  • the RSRP of the discovery signal refers to a reception power per resource element of a discovery signal corresponding to a discovery resource (discovery hopping process number and discovery resource index) and a discovery signal sequence designated by an upper layer.
  • the RSRQ (D-RSRQ) of the discovery signal may be defined as (N ⁇ RSRP) / D-RSSI.
  • N means the number of resource blocks (RBs) in the bandwidth in which D-RSSI measurement is performed.
  • D-RSRP and D-RSSI measurement is preferably performed to target the same resource block sets.
  • the terminal performs RSRP (D-RSRP) measurement on a discovery signal corresponding to a specific discovery resource and a sequence indicated by the base station.
  • the base station informs the terminal of discovery resources and sequence information to perform measurement.
  • the UE performs RSRP (D-RSRP) measurement of discovery signals corresponding to each discovery resource and sequence and reports the result to the base station.
  • the base station can be used for cell selection, inter-cell interference control, etc. using the measurement results.
  • RSRQ which considers interference amount
  • the RSRQ value can be obtained from the RSSI value and the RSRP value.
  • the CRS-based RSRQ defined in the existing LTE standard measures and receives a reference signal corresponding to antenna port 0 or antenna ports 0 and 1 among CRSs transmitted by a cell that is a target of RSRP measurement.
  • RSSI is obtained by measuring the total received power received in OFDM symbols corresponding to antenna port 0 in the CRS.
  • RSRP may be measured by receiving the CSI-RS based discovery signal. That is, the RSRP may be calculated by receiving a CSI-RS signal used for discovery and measurement instead of the CRS.
  • resources used for CSI-RS signal transmission used for discovery and measurement purposes are preferably not used by neighboring cells for transmission. Therefore, similar to the case of the CRS, accurate RSSI measurement may be difficult if the RSSI measurement is performed using the total reception power received in the OFDM symbols to which the CSI-RS configured for discovery and measurement purposes are transmitted. In consideration of this, it is desirable to set resources for RSSI measurement separately.
  • the terminal may be configured to measure the RSSI only from the resources set by the base station for RSSI measurement.
  • the resource setting for RSSI measurement may simply use an existing non-zero power (NZP) CSI-RS resource setting method or a ZP (zero power) CSI-RS resource setting method.
  • the terminal can obtain the RSSI by measuring the total received power received from the configured resource elements (REs).
  • CSI-RS resources used for RSRP measurement of each cell are resources that a real cell uses CSI-RS for transmission.
  • the resources used for RSSI measurement correspond to the resources used by the cells for data transmission.
  • FIG. 20 is a conceptual diagram illustrating a method for setting a resource for CSI-RS-based discovery signal transmission and an RSSI measurement resource.
  • FIG. 20 illustrates an example of a CSI-RS-based discovery signal resource and an RSSI measurement resource used by two neighboring transmission points. It is shown.
  • the transmission point A and the transmission point B transmit NZP CSI-RS, which is a CSI-RS based discovery signal, using different resources, and the transmission point A transmits the CSI-RS based discovery signal of the transmission point B. Muting the corresponding resource (muting), and the transmission point B mutes the resource corresponding to the CSI-RS-based discovery signal of the transmission point A.
  • the RSSI measurement resource is used by allocating the same resource regardless of the transmission point.
  • the terminal measures the RSRP for the transmission point A using the discovery signal resources of the transmission point A.
  • the terminal measures the RSRP for the transmission point B using the discovery signal resources of the transmission point B.
  • the terminal measures the RSSI using the resources for the
  • the terminal performs discovery signal RSSI (D-RSSI) measurement on discovery signals belonging to a range of discovery resources specified and the lowest discovery signal RSSI (D-). Transmit a discovery signal corresponding to the RSSI) value, or report using the discovery hopping process number and resource index for several discovery resources corresponding to the lowest discovery signal RSSI (D-RSSI) value, or along with the corresponding discovery signal
  • the RSSI (D-RSSI) measurement result may be reported to the base station in charge of controlling the cell.
  • the base station may determine the discovery resource to be used for cell discovery signal transmission based on the reported discovery and measurement results.
  • D-RSRP Discovery Reference Signal Received Power
  • the discovery reference signal received power (D-RSRP) for the discovery signal may be defined as follows.
  • D-RSRP is defined as the linear average of the power distribution (unit [W]) of the resource elements carrying the discovery signal, corresponding to the discovery sequence.
  • DS resources for which the UE performs D-RSRP measurement are DS resource elements corresponding to a discovery hopping process number and discovery resource index designated in an upper layer.
  • the DS sequence in which the UE performs D-RSRP measurement may also be configured by a higher layer.
  • D-RSSI Discovery Received Signal Strength Indicator
  • the RSSI (Discovery Received Signal Strength Indicator) for the discovery signal may be defined as follows.
  • D-RSSI is the total received power (in [units of unit [s]) of the resource elements carrying the discovery signal, including contributions from all signal sources including serving and non-serving cells, adjacent channel interference, thermal noise, and the like. W]) is defined as the linear mean.
  • the discovery signal resource for which the UE performs D-RSSI measurement is a discovery resource element corresponding to a discovery hopping process number and discovery resource index designated by a higher layer.
  • the reference point for the D-RSSI may be an antenna connector of the terminal.
  • the macro base station may provide configuration information on discovery signals to the terminals.
  • the configuration information may include at least one of a period and offset of a discovery signal for a discovery signal, OFDM symbol position information in a subframe, and frequency information (resource block number).
  • the macro base station may inform the terminal of the configuration information by using RRC signaling.
  • the terminal receives the discovery signal according to the configuration information provided from the macro base station and detects or measures necessary information.
  • the information detected or measured by the terminal may include at least one of the following information.
  • the quality of the received signal measured using the discovery signal which is similar to the signal-to-interference plus noise (SINR).
  • the discovery signal is considered a desired signal, not an interference signal.
  • the discovery signal is considered an interference signal.
  • One method of measuring the amount of interference by the discovery signal is to obtain a modified RSSI value by adding the discovery signal strength to the previously measured RSSI, and calculate the modified RSRQ using the modified RSSI value.
  • the terminal reports the detected or measured information using the discovery signal to the macro base station according to the configuration information provided from the macro base station.
  • the UE transmits a preamble using a physical random access channel (PRACH), and the cells monitor and detect the preamble to determine whether the UE exists in the vicinity.
  • PRACH physical random access channel
  • the UE Even if the UE detects a discovery signal and discovers a cell, if the cell found by the UE is in a dormant state, the UE cannot know a random access preamble transmission resource that can be used to access the found cell. In this case, the terminal may attempt random access to a neighbor cell (small cell or macro cell) in an active state.
  • a neighbor cell small cell or macro cell
  • the small cells in the dormant state can confirm the presence of the terminal close to the self by monitoring the random access channel transmitted by the terminal to the cells in the active state.
  • the small cells are separated from the UE based on the preamble received signal. There is a disadvantage that can not be determined.
  • the terminal may transmit the fixed power to a specific size without using power control when transmitting the preamble. That is, in order to enable the small cells to determine the distance from the terminal, the terminal transmits the random access preamble at a predetermined transmission power of a predetermined size according to the configuration information of the base station.
  • the preamble sequence used for transmission may be one of sequences used by the serving cell of the terminal, and the preamble index may be set by the base station or use a predetermined preamble index. If the small cells around the preamble index information are known, the small cells can be used to estimate the distance to the terminal.
  • a PRACH resource for allowing cells to discover a terminal may be separately configured and operated. That is, the preamble transmission for the purpose of discovery is to use a PRACH resource configured separately.
  • the small cells After detecting the PRACH transmitted by the UE, the small cells may perform the following measurement and transfer the measurement results to the macro cell or the small cells.
  • Receive timing of the detected PRACH (for example, when a downlink subframe transmission timing of a small cell or a macro cell is set as the origin, a point when the detected PRACH is first received)
  • the macro cell knows the strength of the radio link between the terminal and the small cell from the PRACH reception power of the terminal measured by the small cell. Can be.
  • the macro cell may instruct the terminal to transmit the PRACH and may receive a PRACH transmitted by the terminal to estimate a propagation delay for the macro cell of the terminal.
  • the macro cell may estimate the approximate distance between the terminal and the small cell using the propagation delay value of the macro cell of the terminal and the PRACH reception timing measurement result of the small cell, and also estimate the approximate location of the terminal. .
  • 21 is a conceptual diagram illustrating a distance estimation method between a terminal and a small cell.
  • the macro cell Value It can be estimated by the value. Even when the downlink subframe transmission timings of the small cell and the macro cell do not match, when the timing difference is known, the macro cell The value can be estimated. Macro cells are The approximate distance between the terminal and the small cell can be estimated from the.
  • Another method for discovering a terminal in which a small cell is located is to use an aperiodic sounding reference signal (SRS) or a periodic SRS.
  • SRS aperiodic sounding reference signal
  • the UE uses a constant transmission power without applying the open circuit power control during SRS transmission.
  • the terminal transmits the SRS using the SRS sequence or the predetermined SRS sequence set by the base station.
  • the SRS resource may be an aperiodic or periodic SRS resource defined in the existing LTE standard.
  • SRS resources for UE discovery may be separately set and operated. That is, SRS transmission for the purpose of discovery is to use SRS resources set separately for discovery.
  • the cell in the dormant state recognizes that the terminal exists around the monitoring, it can change from the dormant state to the active state using this information.

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Abstract

셀 디스커버리 방법이 개시된다. 매크로 셀과 적어도 하나의 소형 셀이 중첩되어 배치된 네트워크에서 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 소형 셀이 사용하는 캐리어 주파수가 서로 다른 경우, 소형 셀이 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수를 이용하여 디스커버리 신호를 전송하거나, 소형 셀은 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 다른 소형 셀의 캐리어 주파수를 사용하여 디스커버리 신호를 전송한다.

Description

셀 디스커버리 방법
본 발명은 이동 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀 디스커버리 방법에 관한 것이다.
휴대 가능한 이동 단말 및 태블릿 PC의 광범위한 보급과 무선 인터넷 기술을 근간으로 하는 모바일 컴퓨팅의 급속한 확대로 인하여 무선 네트워크 용량의 획기적인 증대가 요구되고 있다.
많은 연구들에서 향후 모바일 사용자들의 트래픽 사용량은 급격하게 증가할 것으로 예측되고 있다. 이와 같은 폭발적인 트래픽 증가에 따른 요구사항을 충족시키기 위한 대표적인 해결책은 진화된 물리계층 기술을 적용하거나 추가적인 스펙트럼을 할당하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 물리계층 기술은 이론적인 한계점에 도달하고 있고, 추가적인 스펙트럼의 할당을 통한 셀룰러망의 용량 증대는 근본적인 해결책이 될 수 없다.
따라서, 데이터 요구량이 많은 위치에 소형 셀을 다층으로 배치하고 매크로 기지국 및 소형 셀 기지국의 밀접한 협력을 통해 무선 네트워크의 용량을 증가시키기 위한 기술들에 대한 요구가 높아지고 있다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 LTE(Long Term Evolution)-Advanced의 표준화 회의에서는 빠르게 증가하는 데이터 트래픽 수요를 효율적으로 수용하기 위해 소형 셀 향상(Small Cell Enhancement)을 위한 기술에 대한 표준화를 진행하고 있다.
소형 셀 향상을 위해 검토중인 기술들로는, 스펙트럼 효율 향상 기술, 소형 셀의 활성화/비활성화와 셀 디스커버리 기술, 간섭 제어 기술, 무선 인터페이스 기반 동기화 기술, 상위 계층 소형 셀 향상 기술 지원을 위한 물리계층 기술 등이 있다. 특히, 셀 디스커버리 기술로는 디스커버리 방식, 디스커버리 신호, 디스커버리 절차 등이 논의되고 있다.
그러나, 현재까지는 셀 디스커버리를 위한 논의만 이루어지고 있는 상태이며, 셀 디스커버리를 위한 구체적이고 효율적인 방법은 제시되고 있지 않다.
본 발명의 목적은 셀룰러 이동 통신 시스템에 적용할 수 있는 효율적인 셀 디스커버리 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 셀 디스커버리 방법은, 매크로 셀과 적어도 하나의 소형 셀이 중첩되어 배치된 네트워크에서 소형 셀의 셀 디스커버리 방법으로, 상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 상기 소형 셀이 사용하는 캐리어 주파수가 서로 다른 경우, 상기 소형 셀이 상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수를 이용하여 디스커버리 신호를 전송한다.
여기서, 상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원의 주파수 영역의 위치는 상기 매크로 셀의 전송 대역의 중간에 위치한 6개 이하의 자원 블록에 해당할 수 있다. 또한, 상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임의 위치는 셀 탐색 신호가 전송되는 서브프레임과 동일할 수 있다.
여기서, 상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원은 상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 내에서 CRS(Cell-specific Reference Signal), PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)가 전송되지 않는 심볼들 중에서 시간적으로 이웃한 두 개의 심볼로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 디스커버리 신호는 주 디스커버리 신호 및 부 디스커버리 신호로 구성될 수 있고, 상기 주 디스커버리 신호 및 상기 부 디스커버리 신호는 서로 다른 심볼을 통해 전송될 수 있다. 여기서, 상기 주 디스커버리 신호의 시퀀스는 주파수 영역의 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하여 생성되되, PSS에 적용되는 루트 인덱스와 다른 루트 인덱스 값을 이용하여 생성될 수 있다. 여기서, 상기 부 디스커버리 신호의 시퀀스는, 스크램블링 시퀀스
Figure PCTKR2014000695-appb-I000001
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000002
과 물리계층 아이디(physical-layer identity)
Figure PCTKR2014000695-appb-I000003
의 관계를 SSS 시퀀스 생성과 다르게 설정하거나, 물리계층 셀 아이디 그룹과 파라미터 m0와 m1의 관계를 SSS 시퀀스 생성과 다르게 설정하여 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 셀 디스커버리 방법은, 매크로 셀과 적어도 하나의 소형 셀이 중첩되어 배치된 네트워크에서 소형 셀의 셀 디스커버리 방법으로, 상기 소형 셀은 상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 다른 상기 소형 셀의 캐리어 주파수를 사용하여 디스커버리 신호를 전송한다.
여기서, 상기 소형 셀이 휴면 상태인 경우, 상기 소형 셀은 상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 내에서 주변의 소형 셀들이 사용하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)가 전송되지 않는 심볼들 중 시간적으로 이웃한 두 개의 심볼을 이용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 소형 셀이 활성 상태인 경우, 상기 소형 셀은 이웃한 다른 셀들이 디스커버리 신호를 전송하기 위해 사용하는 심볼과 다른 심볼들을 이용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 셀 디스커버리 방법은, 서로 다른 크기의 셀들이 중첩되어 배치된 네트워크에 적용되는 셀 디스커버리 방법으로, 적어도 하나의 셀이 미리 설정된 개수의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원을 이용하여 디스커버리 신호를 구성하는 단계 및 상기 디스커버리 신호의 자원 설정 정보를 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 디스커버리 신호를 구성하는 단계는 하나의 셀이 하나의 서브프레임에서 1개의 안테나 포트를 사용하여 디스커버리 신호를 구성하되, 상기 1개의 안테나 포트는 4개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 자원에 해당할 수 있다.
여기서, 상기 디스커버리 신호의 자원 설정 정보를 단말에 전송하는 단계는, 상기 디스커버리 신호의 시퀀스 설정 정보, 서브프레임 설정 정보, 서브프레임 내에서 상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디스커버리 신호의 자원은 디스커버리 신호별로 다르게 설정되거나, 모든 디스커버리 신호가 동일하게 설정되거나, 구분된 디스커버리 신호 그룹별로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 셀 디스커버리 방법은, 서로 다른 크기의 셀들이 중첩되어 배치된 네트워크에 적용되는 셀 디스커버리 방법으로, 미리 정의된 서브프레임 간격을 갖는 서브프레임들로 구성된 디스커버리 호핑 프로세스를 구성하는 단계와, 구성된 디스커버리 호핑 프로세스에서 디스커버리 신호가 전송될 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는, 하나의 단위 전송 시간에 하나의 상기 디스커버리 신호만 전송되도록 결정하거나, 상기 하나의 단위 전송 시간에 복수의 디스커버리 신호가 서로 다른 주파수 자원을 사용하여 전송되도록 결정할 수 있다.
여기서, 상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는, 라틴 방진 행렬의 소정 행과 상기 디스커버리 신호의 시간 영역 자원을 대응시키고, 서로 다른 복수의 라틴 방진 행렬 중 소정 라틴 방진 행렬을 상기 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원과 대응시켜 상기 디스커버리 신호의 시간 및 주파수 영역 자원을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는, 상기 디스커버리 신호를 구성하는 복수의 자원들이 주파수 영역에서 분산되어 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 셀 디스커버리 방법은, 단말에서 수행되는 셀 디스커버리 방법으로, 기지국으로부터 디스커버리 신호의 자원 및 시퀀스 정보를 수신하는 단계와, 수신한 정보에 기초하여 측정 대상 디스커버리 자원과 시퀀스에 대응하는 디스커버리 신호를 측정하는 단계 및 측정 결과를 상기 기지국에 보고하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 디스커버리 신호를 측정하는 단계는 상기 디스커버리 신호의 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator), 상기 디스커버리 신호의 기준신호수신전력(RSRP: Reference Signal Received Power), 상기 디스커버리 신호의 기준신호수신품질(RSRQ: Reference Signal Received Quality) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 셀 디스커버리 방법에 따르면, 동기 신호에 기반한 셀 디스커버리 신호 설계 방법, CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)에 기반한 셀 디스커버리 신호 설계 방법, 셀 디스커버리 신호의 송수신 자원 설정 방법, 셀 디스커버리 신호의 자원 및 시퀀스 할당 방법, 셀 디스커버리 신호의 수신, 측정, 보고 방법, 셀에 의한 단말 디스커버리 방법을 구체적으로 제공한다.
따라서, 셀룰러 이동통신 시스템에서 셀 디스커버리를 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 셀 디스커버리 관점에서 셀의 상태와 디스커버리 신호 전송 여부를 나타낸 것이다.
도 2는 매크로 셀의 커버리지 내에 소형 셀들이 배치된 경우를 나타내는 개념도이다.
도 3은 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 4는 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 5는 확장 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 또는 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 6은 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 7은 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 8은 확장 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 9는 확장 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 10은 주 디스커버리 신호에 대한 루트 시퀀스 인덱스를 나타낸다.
도 11은 CSI-RS 안테나 포트가 4개인 경우의 CSI-RS 자원 위치를 나타낸다.
도 12는 디스커버리 신호 전송을 위한 서브프레임 할당 방법을 나타내는 개념도이다.
도 13은 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 맵핑 방법을 나타내는 개념도이다.
도 14는 4×4 라틴 방진 행렬의 예를 나타낸다.
도 15는 디스커버리 신호의 맵핑을 위한 시간 영역의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 16은 단말에 의한 셀 디스커버리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17은 라틴 방진 행렬을 이용한 디스커버리 자원의 시간 영역 할당 방법을 나타내는 개념도이다.
도 18은 디스커버리 신호를 위한 자원의 다중화 방법을 나타내는 개념도이다.
도 19는 셀 디스커버리 신호의 영역 겹침 문제를 설명하기 위한 개념도이다.
도 20은 CSI-RS 기반 디스커버리 신호 전송을 위한 자원과 RSSI 측정 자원의 설정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 21은 단말과 소형셀 사이의 거리 추정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 장비(UE: User Equipment), 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS: Subscriber Station), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다.
또한, 본 출원에서 사용하는 '기지국’은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
또한, 본 출원에서 사용하는 '전송점(transmission point)'은 적어도 하나의 송신 및 수신 안테나를 구비하고, 기지국과 광섬유, 마이크로웨이브(Microwave) 등으로 연결되어 기지국과 정보를 주고 받을 수 있는 송수신 장치로, RRH(Remote Radio Head), RRU(Remote Radio Unit), 분산 안테나 등을 포함한다. 기지국도 전송점에 포함될 수 있다.
또한, 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 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 상기의 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
■ 셀 디스커버리
▣ 디스커버리 신호
셀 디스커버리(Cell Discovery)는 셀이 전송한 디스커버리 신호를 단말이 수신하여 셀의 존재를 발견하는 과정을 의미한다. 여기서, 셀 디스커버리 신호는 셀 디스커버리를 위해 셀이 전송하는 물리 채널(Physical Channel) 또는 물리 신호(Physical Signal)를 의미한다. 셀 디스커버리 신호는 셀 아이디 또는 셀 인덱스 정보, 셀의 상태 정보 등을 포함하는 정보를 전송하는데 사용된다.
단말 디스커버리(UE Discovery)는 기지국이 단말이 전송한 단말 디스커버리 신호를 수신하여 단말의 존재를 발견하는 과정을 의미한다. 여기서, 단말 디스커버리 신호는 디스커버리를 위해 단말이 전송하는 물리 채널 또는 물리 신호를 의미한다. 기지국은 단말 디스커버리 신호로부터 단말의 서빙 셀, 단말 스케줄링 아이디 등을 포함하는 정보를 획득하고 단말의 근접도를 추정할 수 있다.
도 1은 셀 디스커버리 관점에서 셀의 상태와 디스커버리 신호 전송 여부를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, Dormant_0 상태의 셀은 아무런 신호를 전송하지 않는다. Dormant_1 상태의 셀은 주기적으로 자신의 셀 디스커버리 신호를 송신하고 그 외에는 아무런 신호도 전송하지 않는다. Active_0 상태의 셀은 셀로서 동작하는데 필요한 각종 물리 신호와 채널을 전송하지만, 자신의 셀 디스커버리 신호는 송신하지 않는다. Active_1 상태의 셀은 셀로서 동작하는데 필요한 각종 물리 신호와 채널을 전송하고, 주기적으로 자신의 셀 디스커버리 신호를 송신한다.
▣ 디스커버리 신호 전송 주파수에 따른 디스커버리 신호 전송 방법
도 2는 매크로 셀의 커버리지 내에 소형 셀들이 배치된 경우를 나타내는 개념도이다.
도 2에서 매크로 셀(110)이 사용하는 캐리어 주파수(carrier frequency)를 F1이라 하고, 소형 셀(120)들이 사용하는 캐리어 주파수를 F2라고 가정한다. 매크로 셀(110)과 소형 셀(120)들 간 및 소형 셀(120)과 소형 셀(120) 간에는 이상적인 백홀(ideal backhaul) 또는 제한적 백홀(non-ideal backhaul)이 형성된다.
매크로 셀(110)과 소형 셀(120)이 동일한 캐리어 주파수를 사용하는가의 여부에 따라 하기의 두 가지 시나리오로 구분하여 디스커버리 신호를 설계할 수 있다.
- [시나리오 1] 매크로 셀(110)과 소형 셀(120)이 서로 다른 캐리어 주파수를 사용함 (F1≠F2).
- [시나리오 2] 매크로 셀(110)과 소형 셀(120)이 동일한 캐리어 주파수를 사용함 (F1=F2).
소형 셀(120)은 휴면 상태(Dormant state)인 경우 디스커버리 신호를 전송할 수 있다. 한편, 소형 셀(120)이 활성화 상태(Active state)일 때 디스커버리 신호의 전송 유무에 따라 하기와 같이 두 가지의 디스커버리 신호 전송 방법을 고려할 수 있다.
- [방법 1] 소형 셀(120)이 활성 상태인 경우에는 디스커버리 신호를 전송하지 않음.
- [방법 2] 소형 셀(120)이 활성 상태인 경우에도 디스커버리 신호를 전송함.
또한, 소형 셀(120)이 디스커버리 신호를 전송하기 위하여 사용하는 캐리어 주파수에 따라 하기와 같은 두 가지 디스커버리 신호 전송 방법을 고려할 수 있다.
- [방법 1] 소형 셀(120)이 매크로 셀(110)이 사용하는 캐리어 주파수 F1을 이용하여 디스커버리 신호를 전송함.
- [방법 2] 소형 셀(120)이 자신에게 할당된 캐리어 주파수 F2를 이용하여 디스커버리 신호를 전송함.
■ 동기 신호에 기반한 셀 디스커버리 신호 설계 방법
▣ 매크로 셀과 소형 셀이 서로 다른 캐리어 주파수를 사용하는 경우(F1≠F2)
도 2에 도시한 바와 같이 매크로 셀과 소형 셀들이 배치된 경우, 셀 디스커버리 방법은 매크로 셀이 FDD로 동작하는 경우와 TDD로 동작하는 경우로 구분하여 고려할 수 있다.
먼저, 매크로 셀이 FDD로 동작하는 경우에 대해 기술한다.
소형 셀이 디스커버리 신호를 전송하기 위하여 사용하는 캐리어 주파수에 따라서 하기의 두 가지 방법을 고려할 수 있다.
- [방법 1] 소형 셀이 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수인 F1을 이용하여 디스커버리 신호를 전송함.
- [방법 2] 소형 셀이 자신에게 할당된 캐리어 주파수인 F2를 사용하여 디스커버리 신호를 전송함.
□ 소형 셀이 매크로 셀의 캐리어 주파수(F1)를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우
소형 셀이 매크로 셀의 캐리어 주파수를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하기 위해서는, 디스커버리 신호가 전송되는 무선 자원의 주파수 영역에서의 위치와 시간 영역에서의 위치가 결정되어야 한다.
- 디스커버리 신호가 전송되는 무선 자원의 주파수 영역에서의 위치
디스커버리 신호 전송을 위해서 사용할 자원은 셀의 전송 대역(transmission bandwidth)의 중간에 위치한 6개 이하의 자원 블록(Resource Block: RB)들에 속하는 것이 바람직하다. 이와 같이 자원을 할당할 경우 셀의 전송 대역에 관계없이 디스커버리 신호에 동일한 자원 할당을 사용할 수 있는 장점이 있다. 단말은 셀의 전송 대역에 관계 없이 동일한 자원 할당을 가정하여 디스커버리 신호를 검출할 수 있으므로 단말의 디스커버리 신호 검출의 복잡도를 낮출 수 있다.
3GPP LTE 규격 Release-8/9/10/11에 규정된 바와 같이, 셀 탐색 신호(Cell Search Signal)인 PSS(Primary Synchronization Signal)와 SSS(Secondary Synchronization Signal)는 셀 전송 대역의 가운데 6개의 자원 블록(RB)을 사용하여 전송된다. 여기서, 디스커버리 신호는 셀 탐색 신호들 대신에 셀 탐색의 용도로 사용될 수 있는데, 셀 탐색 신호들과 동일한 주파수 영역을 사용하면 단말이 디스커버리 신호와 셀 탐색 신호를 함께 검출하는 것이 용이해지는 장점이 있다. 즉, 디스커버리 신호가 전송되는 자원 블록들(RBs)의 위치는 PSS와 SSS가 전송되는 것과 동일하게, 전송 대역의 중간 6개의 RB들을 이용하여 전송할 수 있다. 디스커버리 신호가 전송되는 주파수 영역의 위치는 규격에 미리 정해 놓는 방법이나 매크로 셀 기지국이 단말기에게 RRC 시그널링을 통해서 알려 주는 방법을 적용할 수 있다.
- 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임의 위치
디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임의 위치, 서브프레임 내의 시간 위치, 서브프레임 번호 등이 결정되어야 한다. 단말의 효율적인 DRX(Discontinuous Reception) 동작을 고려하면, 단말이 DRX 상태에서 깨어난 후 가능한 일정하고 짧은 시간 구간에서 셀 디스커버리, 셀 탐색, 측정 등을 모두 수행할 수 있도록 하는 것이 단말의 전력소모 면에서 바람직하다. 따라서, 단말이 디스커버리 신호와 셀 탐색 신호를 가능한 같은 서브프레임에서 발견할 수 있도록 PSS/SSS가 전송되는 서브프레임들의 일부를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, LTE 규격에서 규정된 바와 같이 하나의 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되어 있고, 10개의 서브프레임들을 0번부터 9번까지 번호를 할당한 경우, PSS/SSS는 매 프레임의 0번 서브프레임과 5번 서브프레임에 전송된다. 따라서, 디스커버리 신호 역시 0번과 5번 서브프레임들의 일부를 사용하여 전송하도록 설계할 수 있다.
이 때, 디스커버리 신호는 주기적으로 전송되고, 전송 주기와 옵셋에 대한 정보는 매크로 기지국이 RRC 시그널링을 통해서 단말에게 알려 줄 수 있다.
- 서브프레임 내에서 디스커버리 신호가 전송되는 시간 위치
PDCCH(Physical Downlink Control Channel)는 시스템의 대역폭에 따라서 최대 4개의 OFDM 심볼에 대해서 전송될 수 있기 때문에, 서브프레임에서 처음 4개의 OFDM 심볼들을 제외한 나머지 심볼들에 디스커버리 신호가 전송되도록 설계할 수 있다. 또한, 디스커버리 신호를 이용하여 단말이 셀 인덱스와 그 셀에 대한 동기를 추정할 수 있도록 설계할 수 있다. 기존의 PSS와 SSS가 각각 1개의 OFDM 심볼에 전송되는 것처럼 디스커버리 신호는 2개의 이웃한 OFDM 심볼에 전송되도록 구성할 수 있다.
- 디스커버리 신호 설계 방법
디스커버리 신호를 이용하여 단말이 소형 셀 신호에 대한 시간 및 주파수 동기를 추정하고 소형 셀의 셀 아이디를 획득하는 것이 바람직하다. 또한, 기지국과 단말의 복잡도를 고려하여 LTE에서 사용하는 기존의 PSS/SSS의 구조를 재사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 전술한 디스커버리 신호가 전송되는 주파수 영역 위치, 서브프레임 내의 시간 위치, 서브프레임 번호 등을 고려하여 이하에서 설명하는 바와 같은 디스커버리 신호 설계 방법을 제공한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스커버리 신호 설계 방법을 나타내는 개념도로서, 소형 셀이 매크로 셀의 캐리어 주파수를 이용하는 경우의 디스커버리 신호 설계 방법을 나타낸 것이다.
먼저 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임의 번호가 0번 또는 5번 서브프레임이고, 주파수 영역의 위치가 매크로 셀 시스템 대역폭의 중간 N개의 자원 블록들(RBs)인 경우 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같은 방법으로 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
도 3은 일반 CP(Normal Cyclic Prefix)를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우의 디스커버리 신호 전송을 위한 자원 위치를 나타낸 것이다.
도 3에서 0번, 1번, 4번, 7번, 8번, 11번 OFDM 심볼들에는 셀 고유 레퍼런스 신호(CRS: Cell-specific Reference Signal)가 전송될 수 있기 때문에, CRS와의 충돌을 피하기 위해 상기 심볼들에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 5번, 6번 OFDM 심볼들에는 PSS 및 SSS가 전송되고, 7번 내지 10번 OFDM 심볼들에는 PBCH(Physical Broadcast Channel)가 전송되기 때문에 이 심볼들에도 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 디스커버리 신호를 전송할 수 있는 OFDM 심볼들의 위치는 2번, 3번, 12번, 13번 심볼들이 된다.
디스커버리 신호를 두 개의 OFDM 심볼들을 사용하여 전송하는 경우, 상술한 조건에 의해 도 3에 도시한 바와 같이 디스커버리 신호를 전송할 수 있는 심볼들은 2번 및 3번 심볼들(Candidate 1)과, 12번과 13번 심볼들(Candidate 2)이 된다.
도 4는 일반 CP(Normal CP)를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우의 디스커버리 신호 전송을 위한 자원 위치를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 5번 서브프레임에서는 0번 서브프레임과는 달리 PBCH가 전송되지 않는다. 이를 고려하여 도 3에 도시한 0번 서브프레임에서 디스커버리 신호를 전송하기 위한 심볼 결정 방법과 유사한 조건을 적용하면, 디스커버리 신호는 2번과 3번 OFDM 심볼들(Candidate 1)에 전송 하거나, 9번과 10번 OFDM 심볼들(Candidate 2)에 전송 하거나 12번과 13번 OFDM 심볼들(Candidate 3)에 전송할 수 있다.
도 5는 확장 CP(Extended CP)를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 또는 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우의 디스커버리 신호 전송을 위한 자원 위치를 나타낸다.
도 5에서 0번, 1번, 3번, 6번, 7번, 9번 OFDM 심볼들에는 CRS가 전송될 수 있고, 4번과 5번 OFDM 심볼에는 PSS/SSS가 전송되기 때문에, CRS 및 PSS/SSS와의 충돌을 피하기 위해서는 상기 OFDM 심볼 구간에서 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 디스커버리 신호가 전송될 수 있는 OFDM 심볼들의 위치는 10번, 11번 심볼들이 된다.
단말은 상기 OFDM 심볼들에서 디스커버리 신호를 탐색하는 동작을 수행한다.
□ 소형 셀이 자신에게 할당된 캐리어 주파수(F2)를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우(F1≠F2)
소형 셀은 휴면 상태(Dormant state)에서 디스커버리 신호를 전송하도록 할 수 있다.
한편, 소형 셀이 활성 상태(Active state)일 때 디스커버리 신호의 전송 유무에 따라서 하기의 두 가지 방법을 고려할 수 있다.
(방법 1) 소형 셀이 활성 상태인 경우에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는다.
(방법 2) 소형 셀이 활성 상태일 때도 디스커버리 신호를 전송한다.
이하에서는 상기 두 가지 방법 각각에 대해 구체적으로 설명한다.
(방법 1) 소형 셀이 활성 상태인 경우에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는 방법
이 방법은, 소형 셀이 휴면 상태일 때만, 디스커버리 신호를 전송할 수 있도록 하는 방법이다. 소형 셀이 휴면 상태이면서 자신에게 할당된 캐리어 주파수를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우, 전술한 바와 같이 소형 셀이 0번 서브프레임에서 디스커버리 신호를 전송하는 경우와 5번 서브프레임에서 디스커버리 신호를 전송하는 경우를 고려할 수 있다.
도 6은 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 6에서, 0번, 1번, 2번, 3번 OFDM 심볼 구간에서는 주변의 소형 셀들이 PDCCH를 전송할 수 있다. 따라서, 주변 소형 셀에 존재하는 단말들의 PDCCH 검파 성능에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 0번 내지 3번 OFDM 심볼 구간에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 5번, 6번 OFDM 심볼에는 주변의 소형 셀들이 PSS/SSS를 전송할 수 있기 때문에, 주변 소형 셀에 존재하는 단말기들의 PSS/SSS 검파 성능에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 이 심볼들에도 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 다른 셀들의 PBCH가 7번 내지 10번 OFDM 심볼에 전송되므로 7번 내지 10번 OFDM 심볼 구간에도 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 한편, 전술한 바와 같이 디스커버리 신호는 2개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는 것이 바람직하므로, 디스커버리 신호를 전송하기 위한 후보는 도 6에 도시한 바와 같이 OFDM 심볼 11 내지 13번 중 이웃한 두 개의 OFDM 심볼이 된다. 도 6에서는 12번과 13번(Candidate 1)을 후보 심볼들로 예시하였다. 소형 셀은 후보 OFDM 심볼들에서 디스커버리 신호를 전송하도록 할 수 있다.
단말은 도 6에 도시한 서브프레임(즉, 0번 서브프레임)에서 디스커버리 신호를 탐색할 경우, 상기 후보 OFDM 심볼들에서 탐색할 수 있다.
도 7은 일반 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 7 도시한 5번 서브프레임이 도 6 도시한 0번 서브프레임과 다른 점은 PBCH가 7번 내지 10번 OFDM 심볼에 전송되지 않는 점이다. 따라서, 추가적으로 7번 내지 10번 OFDM 심볼 구간에도 디스커버리 신호를 전송할 수 있다. 이러한 조건에 따라 디스커버리 신호를 전송하기 위한 후보들은 도 7에 도시한 바와 같이 OFDM 심볼 8번 및 9번(Candidate 1)과, 10번 및 11번(Candidate 2)과, 12번 및 13번(Candidate 3)이 된다. 소형 셀은 상기 세 개의 후보들 중에서 하나의 후보에 해당하는 OFDM 심볼들에서 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
단말은 도 7에 도시한 서브프레임(즉, 5번 서브프레임)에서 디스커버리 신호를 탐색할 경우, 상기 후보들 중에서 탐색할 수 있다.
도 8은 확장 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 0번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 8에서, 0번, 1번, 2번, 3번 OFDM 심볼 구간에서는 주변의 소형 셀들이 PDCCH를 전송할 수 있고, 4번, 5번 OFDM 심볼에는 주변 소형 셀들이 PSS/SSS를 전송할 수 있고, 6번 내지 9번 OFDM 심볼에는 소형 셀들이 PBCH를 전송할 수 있기 때문에, 주변 소형 셀에 존재하는 단말기들의 PDCCH, PSS/SSS, PBCH 검파 성능에 영향을 주지 않도록 하기 위하여, 0 내지 9번 OFDM 심볼 구간에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 전술한 바와 같이 디스커버리 신호는 2개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는 것이 바람직하므로, 디스커버리 신호를 전송하기 위한 후보들은 도 8에 도시한 바와 같이 OFDM 심볼 10번, 11번(Candidate 1)이 된다. 소형 셀은 상기 후보 OFDM 심볼들을 이용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
단말은 확장 CP를 가지는 0번 서브프레임에서 디스커버리 신호를 탐색할 경우, 상기한 후보에서 탐색할 수 있다.
도 9는 확장 CP를 갖는 서브프레임 구조에서 5번 서브프레임을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 방법을 나타낸다.
도 9에서 0번, 1번, 2번, 3번 OFDM 심볼 구간에서는 주변 소형 셀들이 PDCCH를 전송할 수 있고, 4번, 5번 OFDM 심볼에는 주변 소형 셀들이 PSS/SSS를 전송할 수 있기 때문에, 주변 소형 셀에 존재하는 단말기들의 PDCCH, PSS/SSS 검파 성능에 영향을 주지 않도록 하기 위하여, 상기 OFDM 심볼 구간에는 디스커버리 신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이 디스커버리 신호는 2개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 전송되는 것이 바람직하므로, 디스커버리 신호를 전송하기 위한 후보들은 도 8에 나타낸 바와 같이 OFDM 심볼 6번 및 7번(Candidate 1)과, 8번 및 9번(Candidate 2)과, 10번 및 11번(Candidate 3)이 된다. 소형 셀은 상기 세 개의 후보들 중에서 하나의 후보에 해당하는 OFDM 심볼들을 이용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
단말은 확장 CP를 갖는 5번 서브프레임에서 디스커버리 신호를 탐색할 경우, 상기 후보들을 중에서 탐색할 수 있다.
(방법 2) 소형 셀이 활성 상태일 때도 디스커버리 신호를 전송하는 방법
이 방법은 소형 셀이 휴면 상태뿐만 아니라, 활성 상태일 때도 디스커버리 신호를 전송하는 방법이다. 소형 셀이 활성 상태일 때도 디스커버리 신호를 전송하도록 하는 이유는 소형 셀에 속한 단말들의 셀 인덱스 검출 성능을 향상시키기 위함이다. 주변 셀들이 서브프레임 및 심볼 동기가 일치할 경우, 주변 셀들이 동일한 OFDM 심볼 위치에서 PSS/SSS를 전송할 수 있다. 이로 인하여, 주변 셀들 중에서 신호 세기가 다른 셀보다 큰 셀이 존재하는 경우에는 다른 셀들에 대한 단말의 PSS/SSS 검파 성능이 떨어지게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 디스커버리 신호 설계 방법에서는 이웃한 셀들이 서로 다른 OFDM 심볼 위치에서 디스커버리 신호를 전송하도록 디스커버리 신호를 설계한다. 그리고, 필요에 따라서는 특정 셀들이 디스커버리 신호를 전송하는 자원에 대해서 주변 셀들이 아무 것도 전송하지 않는 동작(Muting)을 수행하도록 한다. 이를 통해서 단말의 디스커버리 신호에 대한 검파 성능을 향상시키도록 한다.
디스커버리 신호가 전송되는 OFDM 심볼의 위치는 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이 구성할 수 있다.
▣ 매크로 셀과 소형 셀이 동일한 캐리어 주파수를 사용하는 경우(F1=F2)
매크로 셀과 소형 셀이 동일한 캐리어 주파수를 사용하는 경우에는, 전술한 방법들 중 "소형 셀이 매크로 셀의 캐리어 주파수(F1)를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 경우"와 동일한 방법을 적용하여 디스커버리 신호를 설계하고, 전송할 수 있다.
▣ 디스커버리 신호의 시퀀스 설계
□ 주 디스커버리 신호(PDS) 시퀀스 설계
디스커버리 신호는 3GPP LTE 규격에 규정된 동기 신호와 유사한 기능을 수행하기 때문에, 기존의 PSS/SSS와 유사한 구조로 설계할 수 있다. 즉, 디스커버리 신호를 주 디스커버리 신호(PDS: Primary Discovery Signal, 이하, 'PDS'라 약칭함)와 부 디스커버리 신호(SDS: Secondary Discovery Signal, 이하, 'SDS'라 약칭함)로 구성하고, PDS와 SDS는 서로 다른 OFDM 심볼 위치에 전송되도록 구성할 수 있다. 또한, PDS는 PSS와 유사한 기능을 수행하도록 하고, PSS와 동일한 구조(즉, 시퀀스 길이, 자원 요소(Resource Element) 매핑 방법 등)를 갖도록 설계할 수 있다. SDS는 SSS와 동일한 구조를 갖도록 설계할 수 있다. 이를 통해서 기존의 PSS/SSS 검출 알고리즘을 PDS/SDS 검출 시에도 유사하게 적용 가능하도록 할 수 있다.
다만, 단말이 기존의 PSS/SSS와 디스커버리 신호(즉, PDS/SDS)를 구분할 수 있도록 하기 위하여 PDS/SDS의 시퀀스는 PSS/SSS의 시퀀스와는 다르도록 설계해야 한다.
PDS/SDS와 셀 ID
Figure PCTKR2014000695-appb-I000004
간의 관계는 PSS/SSS와 셀 ID의 관계와 유사하게 수학식 1과 같이 설정할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2014000695-appb-M000001
수학식 1에서,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000005
는 0부터 167 사이에 존재하는 정수 값을 나타내고,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000006
는 0, 1, 2 중에서 어느 하나의 값을 나타낸다.
PDS에 대한 시퀀스 d(n)은 PSS와 마찬가지로 수학식 2와 같은 주파수 영역 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용할 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2014000695-appb-M000002
수학식 2에서, Zadoff-Chu 루트 시퀀스 인덱스 u는 도 10에 도시한 바와 같이 주어질 수 있다. 도 10에서, A1, A2, A3는 0부터 61 사이에 존재하는 정수 값으로서, 25, 29, 34를 제외한 값을 사용한다. 이 때, 25, 29, 34를 제외하는 이유는 PSS가 이 값들을 사용하기 때문이다.
□ SDS 시퀀스 설계
기존의 SSS에 대한 시퀀스 d(n)은 수학식 3과 같이 발생된다.
수학식 3
Figure PCTKR2014000695-appb-M000003
수학식 3에서,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000007
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000008
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000009
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000010
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000011
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000012
은 m-시퀀스(sequence)에 의해서 발생되는 시퀀스들이며, m0와 m1은 물리 계층 셀 아이디 그룹(physical-layer cell-identity group)
Figure PCTKR2014000695-appb-I000013
으로부터 도출된 파라미터들이고, 스크램블링 시퀀스
Figure PCTKR2014000695-appb-I000014
와
Figure PCTKR2014000695-appb-I000015
은 물리계층 아이디(physical-layer identity)
Figure PCTKR2014000695-appb-I000016
와 관련된 파라미터들이다. 따라서, SDS 시퀀스를 SSS 시퀀스와 다르게 발생시키는 방법은 하기의 세 가지 방법을 고려할 수 있다.
(방법 1) SDS 시퀀스 발생 시
Figure PCTKR2014000695-appb-I000017
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000018
와
Figure PCTKR2014000695-appb-I000019
의 관계를 SSS와는 다르게 설정하는 방법
(방법 2) SDS 시퀀스 발생 시 m0, m1과
Figure PCTKR2014000695-appb-I000020
의 관계를 SSS와는 다르게 설정하는 방법
(방법 3) 상기 방법 1과 방법 2를 모두 적용하는 방법
먼저, SDS 시퀀스 발생 시
Figure PCTKR2014000695-appb-I000021
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000022
와
Figure PCTKR2014000695-appb-I000023
의 관계를 SSS와는 다르게 설정하는 방법(방법 1)으로는,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000024
과
Figure PCTKR2014000695-appb-I000025
발생시 수학식 4와 같이 옵셋 K를 추가하는 방법을 적용할 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2014000695-appb-M000004
수학식 4에서,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000026
는 0, 1, 2 중에서 하나의 값을 가질 수 있기 때문에, {
Figure PCTKR2014000695-appb-I000027
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000028
+3}은 0, 1, 2, 3, 4, 5 중에서 값을 가질 수 있다. 따라서, SSS 시퀀스와 다르도록 SDS 시퀀스를 발생시키기 위해서는 K는 6 이상 25 이하의 정수 값을 사용해야 된다. 이와 같이 K 값을 설정할 경우, {
Figure PCTKR2014000695-appb-I000029
,
Figure PCTKR2014000695-appb-I000030
}는 6부터 30까지의 값을 가지게 된다. 예를 들어 K = 6 를 사용할 수 있다.
SDS 시퀀스 발생 시 m0, m1과
Figure PCTKR2014000695-appb-I000031
의 관계를 SSS와는 다르게 설정하는 방법(방법 2)으로는, m0와 m1 발생시 수학식 5와 같이 옵셋 L을 추가하는 방법을 적용할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2014000695-appb-M000005
수학식 5에서, L이 7보다 작은 경우에는 기존의 SSS 발생시 존재하는 (m0, m1) 쌍과 동일한 쌍이 발생할 수 있기 때문에, L은 7 이상 29 이하의 정수 값을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 방법 1과 방법 2를 모두 적용하는 방법은, 방법 1에서 제시한 옵셋 K와 방법 2에서 제시한 옵셋 L을 모두 적용하여 SDS 시퀀스를 발생시키는 것이다.
■ CSI-RS 기반 디스커버리 신호 설계
이하에서는 3GPP LTE 규격에 규정된 NZP(Non-Zero Power) CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)를 기반으로 하는 디스커버리 신호를 설계하는 방법에 대해 설명한다.
3GPP LTE 규격에 따르면 CSI-RS가 지원하는 안테나 포트의 개수는 1, 2, 4, 8 이다. 각 안테나 포트가 차지하는 CSI-RS 자원은 하나의 자원 블록(RB: Resource Block)당 2개의 자원 요소(RE: Resource Element)를 차지하지만, 상기 2개의 자원 요소는 주파수 축에서 동일한 위치를 갖는다.
도 11은 CSI-RS 안테나 포트가 4개인 경우의 CSI-RS 자원 위치를 나타낸다.
도 11에서, 숫자가 쓰여진 자원 요소(RE)들은 CSI-RS가 전송될 수 있는 자원을 나타내며, 하나의 CSI-RS 포트는 같은 무늬로 표시된 자원 요소들 중에서 0,1 및 2,3이 쓰여져 있는 4개의 자원 요소들을 통해서 전송된다. 도 11에 도시한 바와 같이 구성된 4개의 자원 요소(RE)들을 CSI-RS 자원그룹이라고 부르자.
도 11을 참조하면, FDD의 경우에는 하나의 서브프레임 안에서 CSI-RS에 대한 자원 설정 방법이 10가지가 존재하고, TDD의 경우에는 16가지가 존재한다. 그러나, FDD와 TDD의 경우 모두 하나의 서브프레임에서는 최대 10개의 서로 다른 CSI-RS 자원그룹들이 CSI-RS 전송에 사용될 수 있다.
CSI-RS를 기반으로 하는 디스커버리 신호는 하기와 같이 설계할 수 있다.
CSI-RS를 기반으로 하는 디스커버리 신호는 기본적으로 CSI-RS의 자원 할당과 시퀀스 생성 방식을 재사용 할 수 있다.
한 개 셀의 디스커버리 신호는 4개의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS 자원을 사용하도록 할 수 있다. 즉, 1개의 안테나 포트에 대한 디스커버리 신호는 4개 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS 자원(4개의 자원 요소)을 점유하여 사용하도록 구성할 수 있다.
안테나 포트 1개 또는 2개에 해당하는 CSI-RS의 경우 주파수축 상의 밀도가 1개의 자원 블록(RB) 당 한 개의 자원 요소(RE)에 불과하여 디스커버리 신호에 대한 측정 오차가 클 가능성이 있다. 이와 같은 측정 오차를 줄이기 위해 주파수축 상의 밀도는 CRS의 경우와 같이 1개 자원 블록 당 최소 2개의 자원 요소가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 고려하여, 한 개 셀의 디스커버리 신호는 하나의 서브프레임에서 1개의 안테나 포트만을 사용하고, 상기 1개의 안테나 포트가 사용하는 자원은 4개 안테나 포트에 대한 CSI-RS 자원(즉, 4개의 RE)에 해당하도록 구성할 수 있다.
한편, 8개 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS 자원은 한 개의 자원 블록 당 4 개의 자원 요소를 점유하기 때문에, 디스커버리 신호를 8개의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS 자원에 전송할 경우 디스커버리 신호의 오버헤드가 너무 커지는 단점이 있다. 따라서, 8개의 안테나 포트보다는 4개의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS 자원을 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 것이 바람직하다.
3GPP LTE 규격에 따르면, CSI-RS 안테나 포트가 4개인 경우 서브프레임 내에서 CSI-RS 자원의 위치에 대한 설정(CSI-RS configuration) 방법은 FDD의 경우 총 10 가지가 가능하며, TDD의 경우 총 16 가지가 가능하다. 기존의 LTE 규격에서 지원하는 CSI-RS 설정 방법을 그대로 적용하면, FDD의 경우 총 10 개의 디스커버리 신호를 동일 서브프레임 내에서 전송할 수 있고, TDD의 경우에도 CRS 설정(configuration)에 따라 최대 10개의 디스커버리 신호를 동일 서브프레임 내에서 전송할 수 있다.
본 발명에 다른 CSI-RS 기반의 디스커버리 신호 설계 방법은 기존의 규격을 지원하는 레거시(legacy) 단말들에게 영향을 주지 않도록 설계함으로써 후방 호환성(Backward Compatibility)를 유지하는 장점이 있다. 즉, 기존의 LTE Release-10/11 단말들에게는 디스커버리 신호가 전송 되는 자원들을 Zero Power CSI-RS 자원으로 설정하고 이 자원들에 대해서 PDSCH 레이트 매칭을 적용함으로써, 디스커버리 신호가 LTE Release-10/11 규격을 지원하는 단말들의 동작에 영향에 주지 않도록 할 수 있다.
기지국은 디스커버리 신호에 대한 자원 설정 정보를 단말에게 알려줄 수 있다. 여기서, 기지국은 각 디스커버리 신호가 사용하는 시퀀스 정보도 단말에게 알려주어야 한다. 디스커버리 신호의 시퀀스 생성시 CSI-RS 시퀀스를 재사용하는 경우에는 시퀀스 생성에 필요한 초기화 파라미터만을 단말에게 알려주면 된다. 이 경우, 기지국이 단말에게 알려주는 시퀀스 정보는 시퀀스 생성에 필요한 초기화 파라미터로서 물리계층 셀 아이디(Physical Cell ID) 혹은 가상 셀 아이디(Virtual Cell ID)
Figure PCTKR2014000695-appb-I000032
값으로 구성될 수 있다.
[디스커버리 신호의 시퀀스 발생 방법]
디스커버리 신호에 대한 시퀀스
Figure PCTKR2014000695-appb-I000033
는 수학식 6과 같이 정의할 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2014000695-appb-M000006
수학식 6에서, ns는 하나의 프레임 내에서 슬롯 번호를 나타내고, l은 슬롯 내에서의 OFDM 심볼 번호를 나타낸다. 의사 랜덤(pseudo-random) 시퀀스 c(i)는 3GPP LTE 규격에 정의된 바와 동일하다. 의사 랜덤 시퀀스는 각 OFDM 심볼마다 수학식 7과 같이 cinit 값에 의해서 초기화 된다.
수학식 7
Figure PCTKR2014000695-appb-M000007
수학식 7에서, NCP는 일반 CP의 경우에는 1이고, 확장 CP의 경우에는 0이다.
그리고, 가상 셀 아이디
Figure PCTKR2014000695-appb-I000034
는 상위 계층으로부터 이에 대한 설정 정보를 제공 받지 않은 경우에는
Figure PCTKR2014000695-appb-I000035
와 동일하다.
[디스커버리 신호 설정 방법]
디스커버리 신호에 대한 설정은 시퀀스에 대한 설정, 자원 설정(서브프레임 번호와 서브프레임 내의 자원 위치)을 포함할 수 있다.
먼저 디스커버리 신호의 시퀀스에 대한 설정 방법은 하기와 같다.
디스커버리 신호의 시퀀스에 대한 설정 정보는 시퀀스에 대한 초기화 파라미터를 의미한다. 기지국은 단말에게 각 디스커버리 신호 설정 자원 별로 초기화 파라미터를 알려준다. 이 때, 초기화 파라미터는 0부터 503까지 총 504 개의 숫자 중의 하나 일 수 있다. 만약, 기지국이 초기화 파라미터를 단말에게 알려 주지 않는 경우, 단말은 504개의 초기화 값에 대해 블라인드 검출(blind detection)을 수행해야 되므로, 단말의 복잡도를 크게 향상시키게 된다. 따라서, 기지국이 초기화 파라미터를 단말에 알려주는 것이 바람직하다.
디스커버리 신호 자원 설정 방법은 하기와 같이 세 가지 방법을 고려할 수 있다.
방법 (1): 디스커버리 신호 별로 자원을 설정하는 방법
이 방법은 기지국이 단말에게 디스커버리 신호 별로 서브프레임 설정 정보와 서브프레임 내의 자원 설정 정보를 알려 주는 방법이다. 여기서 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임에 대한 위치는 주기 정보와 옵셋 정보로 표시할 수 있다.
디스커버리 신호를 전송하는 서브프레임에 대한 주기는 20, 40, 80, 160 등과 같은 값들 중 하나로 표시할 수 있다. 여기서, 상기 주기의 단위는 서브프레임이고, 주기가 20이라는 것은 20개의 서브프레임마다 디스커버리 신호를 전송한다는 것을 의미한다.
또한, 디스커버리 신호의 전송 위치에 대한 옵셋의 단위는 서브프레임으로 설정될 수 있다.
방법 (1)은 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 주기, 옵셋, 서브프레임 내의 자원 위치 등을 디스커버리 신호 별로 자유롭게 설정할 수 있는 장점이 있는 반면, 시그널링 오버헤드가 큰 단점이 있다.
방법 (2) : 모든 디스커버리 신호들을 한꺼번에 설정하는 방법
이 방법은 기지국이 모든 디스커버리 신호들에 대한 정보를 하나의 설정 정보를 이용하여 단말에게 제공하는 방법이다. 여기서, 설정 정보는 디스커버리 신호들이 전송되는 서브프레임 번호와 서브프레임 내의 자원 정보로 구성될 수 있다.
디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 번호에 대한 설정 정보는 주기와 옵셋으로 구성될 수 있다. 여기서, 서브프레임 주기는 서브프레임 단위로 20, 40, 80, 160 등의 값들 중 하나의 값으로 표시할 수 있다. 또한, 옵셋 정보도 서브프레임 단위로 구성될 수 있다.
방법 (2)에서 모든 디스커버리 신호들은 동일한 서브프레임 주기와 옵셋을 갖는다.
서브프레임 내의 디스커버리 자원 설정 정보는 기존의 Zero Power CSI-RS(ZP CSI-RS) 자원 설정 정보를 활용할 수 있다. 기존의 ZP CSI-RS 자원에 대한 설정 정보는 16 비트 크기의 비트맵(Bit Map)으로 구성되며, 기지국은 상기 비트맵 정보를 단말에 전송함으로써 ZP CSI-RS 자원 설정 정보를 단말에게 알려 주었다. 상기한 방법과 동일하게 디스커버리 자원 설정 정보도 16 비트 크기의 비트맵을 통해 단말에 알려줄 수 있다. 비트맵에서 각 비트는 3GPP LTE 규격에 규정된 바에 따르도록 구성할 수 있고, 각 비트 값을 0 또는 1로 설정함으로써 해당 자원에 디스커버리 신호가 존재하는지를 표시할 수 있다.
방법 (2)는 방법 (1)과 비교하여 시그널링에 필요한 비트 수가 적다는 장점이 있으나, 유연성 있는 설정이 어려운 단점이 있다.
방법 (3) : 기지국이 복수의 ZP CSI-RS 설정 정보를 이용하여 디스커버리 신호들에 대한 자원 설정 정보를 단말에게 알려 주는 방법
이 방법은 디스커버리 신호들을 여러 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속하는 디스커버리 신호들에 대해서는 하나의 ZP CSI-RS 자원 설정 정보를 이용하여 디스커버리 신호에 대한 자원 설정 정보를 기지국이 단말에게 알려주는 방법이다. 이 때, 그룹 개수만큼의 ZP CSI-RS 자원 설정 정보들이 필요하다.
디스커버리 신호 전송 자원들은 후방 호환성을 위해 하기의 특성을 만족시키도록 설정할 수 있다.
- 하나의 ZP CSI-RS 설정 정보에 의해 규정되는 자원들이 디스커버리 전송 자원들을 모두 포함하도록 설정한다.
- 복수 개의 ZP CSI-RS 설정 정보를 사용하는 경우 더 많은 디스커버리 신호들을 단말에게 설정해 줄 수 있다. 이 경우 단말이 모니터링 또는 측정해야 하는 디스커버스 신호들이 전송되는 서브프레임들이 시간축 상에서 일정한 주기를 가지고 반복될 수 있다.
■ 셀 디스커버리 신호 송수신 자원
셀 디스커버리 신호는 FDD 방식을 이용하는 셀의 경우 하향링크 주파수 대역을 사용하여 전송할 수 있다. TDD 방식을 이용하는 셀의 경우 하향링크 서브프레임 혹은 스페셜 서브프레임을 사용하여 셀 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
단말 디스커버리 신호는 FDD를 이용하는 경우 상향링크 주파수 대역을 사용하고, TDD를 이용하는 경우 상향링크 서브프레임 혹은 스페셜 서브프레임을 사용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
셀 디스커버리 신호 전송에 할당된 자원은 셀 간에 공통으로 적용되는 시간-주파수 자원(time-frequency resource)의 범위를 미리 정하여 사용할 수 있다. 이를 위해서 셀 간 서브프레임 동기가 맞아야 한다. 하나의 셀은 하나의 셀 디스커버리 신호를 전송한다고 할 때, 일정한 범위의 동일 시간-주파수 자원 내에 복수의 셀 디스커버리 신호를 다중화(Multiplexing) 하여 전송함으로써 단말은 짧은 시간 내에 여러 셀들의 디스커버리 신호를 수신할 수 있다.
이하에서는 셀 디스커버리 신호 전송을 위해 사용되는 자원, 즉 디스커버리 자원의 할당 방법에 대해 설명한다. 이하, 셀 디스커버리 신호가 전송될 수 있는 서브프레임을 디스커버리 서브프레임이라 지칭한다.
▣ 디스커버리 신호 전송을 위한 서브프레임의 주기와 옵셋 설정
도 12는 디스커버리 신호 전송을 위한 서브프레임 할당 방법을 나타내는 개념도이다.
도 12에 도시한 바와 같이 일정한 서브프레임 간격을 갖는 서브프레임들을 디스커버리 서브프레임으로 지정할 수 있고, 지정된 디스커버리 서브프레임들이 디스커버리 호핑 프로세스를 구성할 수 있다. 또한, 도 12에 도시한 바와 같이 복수의 독립적인 디스커버리 호핑 프로세스를 구성할 수 있다. 도 12에서는 디스커버리 호핑 프로세스의 일 예로 디스커버리 호핑 프로세스 0 및 디스커버리 호핑 프로세스 1을 도시하였다.
▣ 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 맵핑 방법
하나의 디스커버리 신호 전송에 사용되는 시간-주파수 자원은 하기의 디스커버리 호핑 프로세스 번호와 디스커버리 자원 인덱스에 의해 결정될 수 있다.
- 디스커버리 호핑 프로세스 번호 NDC_hop_ID
- 디스커버리 자원 인덱스 NDC_ID
주어진 디스커버리 호핑 프로세스에 대해 디스커버리 자원 인덱스가 주어지면 시간-주파수 영역의 자원이 결정된다. 하나의 디스커버리 신호는 주파수 축 상으로 하나 혹은 복수의 자원 블록(RB) 범위를 사용할 수 있고, 시간 축 상으로는 하나 혹은 복수 개의 OFDM 심볼을 사용할 수 있다.
디스커버리 신호의 시퀀스는 셀 아이디(혹은 셀 인덱스) 정보와 일대일로 대응되도록 구성되어야 한다. 따라서 단말은 수신한 디스커버리 신호의 시퀀스를 검출하고, 검출한 시퀀스에 대응하는 셀 아이디(혹은 셀 인덱스) 정보를 알 수 있다. 또한, 단말은 검출된 시퀀스에 대한 측정을 수행하여 해당 셀의 근접도를 추정할 수 있다.
이하에서는 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 맵핑 방법에 대해 설명하고, 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 맵핑시 고려해야 할 사항을 설명한다.
먼저 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 매핑 방법은 하기의 두 가지 방법으로 구분할 수 있다.
도 13은 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원 맵핑 방법을 나타내는 개념도이다.
[방법 A] 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 하나의 단위 전송시간구간에 하나의 디스커버리 신호만 전송한다. 여기서, 하나의 셀에 인접한 다른 셀들의 디스커버리 신호는 시간적으로 서로 다른 위치에 할당하도록 한다. 그러나, 두 셀이 매우 멀리 떨어져 있어서 서로에게 미치는 영향이 무시할 정도이면 같은 자원을 사용하여 복수의 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
[방법 B] 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 하나의 단위 전송시간구간에 서로 다른 주파수 자원에 맵핑된 복수의 디스커버리 신호를 동시에 전송한다. 이 때, 소정 셀에 근접한 셀의 수신 전력이 매우 커서 상대적으로 매우 낮은 수신 전력을 갖는 다른 셀의 디스커버리 신호는 정상적으로 검출되지 않을 수 있다. 즉, 단말에서 AGC(Automatic Gain Control) 적응이 적절하게 수행되는 경우에도 ADC(Analog-to-Digital Converter)의 유효 비트 수를 감소시켜(즉, 분해능(Resolution) 한계로 인하여) 낮은 수신 전력을 가지는 디스커버리 신호는 단말에서 제대로 검출되지 못할 수 있다. 상술한 바와 같은 셀들 간의 원근 효과(Near-Far effect)에 따른 수신 불능(De-sensing) 문제를 해결하기 위해 디스커버리 신호 전송를 위한 자원에 시간축 호핑(Hopping)을 적용하는 것이 바람직하다. 두 셀이 매우 멀리 떨어져 있어서 서로에게 미치는 영향이 무시할 정도인 경우, 동일한 자원을 사용하여 디스커버리 신호를 전송할 수 있다.
▣ 라틴 방진 행렬을 이용한 시간 영역 자원 맵핑
보다 효율적인 자원활용을 위해, 전술한 [방법 A]와 [방법 B]에 대해 라틴 방진(Latin Square) 행렬을 사용하여 시간축 디스커버리 자원을 할당할 수 있다.
크기가 N×N 인 라틴 방진 행렬은 다음과 같은 특징을 갖는다.
- 각 행(row)을 구성하는 각 원소는 1, 2, , N 중의 하나의 값을 갖고 동일 행 내에 원소들은 서로 다른 값을 갖는다. 즉, 한 행에서 1, 2, N의 숫자 각각은 한 번씩 존재한다.
- 각 열(column)을 구성하는 각 원소는 1, 2, …, N 중의 하나의 값을 갖고 동일 열 내에 원소들은 서로 다른 값을 갖는다. 즉, 한 열에서 1, 2, … N의 숫자 각각은 한 번씩 존재한다.
- 한 개 라틴 방진 행렬 내의 임의의 두 행을 비교하면 같은 원소 위치에 동일한 숫자를 갖지 않는다.
- 한 개의 라틴 방진 행렬 내의 임의의 두 열을 취하여 비교하면 같은 원소 위치에 동일한 숫자를 갖지 않는다.
자연적 순서(natural order)를 갖고 대칭적인(symmetric) N×N 라틴 방진 행렬의 첫 번째 열을 제외한 나머지 열들의 위치에 대해 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)를 행하여 N×N 행렬들을 만들 수 있다. 각 사이클릭 쉬프트 마다 하나의 행렬을 얻을 수 있으므로 사이클릭 쉬프트를 통해 새로운 (N-2)개의 행렬을 생성할 수 있고, 생성된 각 행렬은 상기한 특징을 만족하는 라틴 방진 행렬이 된다. 따라서, 총 라틴 방진 행렬의 개수는 자연적 순서를 갖고 대칭적인 라틴 방진 행렬을 포함하여 (N-1)개가 된다.
(N-1)개의 라틴 방진 행렬들은 다음의 특징을 추가로 만족한다.
- 서로 다른 라틴 방진 행렬에서 임의로 취한 두 행을 비교하면 같은 원소 위치에서 동일한 숫자가 한번 발생한다.
- 서로 다른 라틴 방진 행렬에서 임의로 취한 두 열을 비교하면 같은 원소 위치에서 동일한 숫자가 한번 발생한다.
(N-1) 개의 라틴 방진 행렬들로부터 총 N×(N-1) 개의 행들을 얻을 수 있고 이들 중의 어떤 임의의 두 행들을 골랐을 때 같은 원소 위치에 동일한 숫자가 최대 한 번만 발생한다는 것을 알 수 있다.
상기한 라틴 방진 행렬의 특징을 디스커버리 신호의 시간 영역 자원 맵핑에 이용할 수 있다. 라틴 방진 행렬의 행들을 디스커버리 신호의 시간축 자원 맵핑 패턴에 대응시킬 수 있다. 즉, 한 개의 라틴 방진 행렬에 속하는 N 개의 행을 N 개의 디스커버리 신호의 시간축 자원 맵핑 패턴으로 대응시켜보면, 이 N 개의 디스커버리 신호 들은 시간축 상에서 서로 겹치지 않는 자원에 맵핑된다. 따라서, 이들을 주파수축 상으로는 같은 자원에 맵핑하더라도 시간축 상에서 서로 겹치지는 않기 때문에 N 개의 디스커버리 신호들이 시간-주파수 자원 공간에서 서로 겹치지 않게 된다.
반면, 다른 라틴 방진 행렬들은 서로 다른 주파수 자원에 대응 시킬 수 있다. 차수 N에 대해 총 (N-1) 개의 라틴 방진 행렬을 얻을 수 있으므로 주파수축 상으로 총 (N-1) 개의 서로 겹치지 않는 자원을 할당하고 각 자원을 (N-1) 개 라틴 방진 행렬들 중 하나와 일대일로 대응시키는 것이다.
도 14는 4×4 라틴 방진 행렬의 예를 나타내는 것으로, N이 4인 경우 상술한 사이클릭 쉬프트 방법을 통해 생성된 총 3 개의 라틴 방진 행렬을 나타낸다.
도 15는 디스커버리 신호의 맵핑을 위한 시간 영역의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 15를 참조하면, 디스커버리 호핑 프로세스의 한 주기는 L 개의 디스커버리 프레임으로 구성될 수 있고, 각 디스커버리 프레임은 다시 L 개의 단위전송구간을 포함할 수 있다. 하나의 디스커버리 신호는 단위전송구간에 해당하는 시간적 범위를 가질 수 있고, 단위전송구간은
Figure PCTKR2014000695-appb-I000036
개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 즉, 하나의 디스커버리 신호는 디스커버리 신호 단위전송구간의
Figure PCTKR2014000695-appb-I000037
개 OFDM 심볼에 걸쳐 전송될 수 있다.
하나의 디스커버리 호핑 프로세스 주기에 포함되는 L 개의 디스커버리 프레임에 대해 시간 순으로 i = 0, 1, 2, 3, (L-1)의 인덱스를 부여한다. 또한, 각 디스커버리 프레임 내의 L 개의 디스커버리 신호 전송 구간에 대해 시간 순으로 i = 0, 1, 2, 3,(L-1)의 인덱스를 부여한다.
전술한 바와 같이, 크기 L×L 인 라틴 방진 행렬들의 경우 총 (L-1) 개의 라틴 방진 행렬을 만들 수 있고, 이로부터 총 L×(L-1) 개의 행들을 얻을 수 있다. 총 (L-1) 개의 라틴 방진 행렬들 각각에 인덱스 값 q (q=0,…,L-2)를 부여한다. 총 L×(L-1) 개의 행들에 대해서는 인덱스 값 m을 차례로 부여하고 T(m) [m = 0,1, 2…, L×(L-1)-1] 이 하나의 행을 나타낸다고 하자. T(m)[i]는 행 m의 원소 i (i=0,1,…,L-1) 의 값을 의미한다고 하자.
주어진 디스커버리 호핑 프로세스에서 디스커버리 자원 인덱스 NDC_ID=m 이라고 하면 해당 디스커버리 자원의 시간축 상의 위치는 T(m)에 의해 결정되도록 할 수 있다. 즉, 디스커버리 자원 인덱스 m에 해당하는 디스커버리 신호 전송 자원은 디스커버리 프레임 i에서 디스커버리 신호 전송구간 인덱스 T(m)[i] 값에 해당하는 단위전송구간에 위치하도록 하는 것이다.
[방법 A]의 경우, 하나의 단위전송구간에 복수의 디스커버리 신호가 동일 주파수 자원을 사용하여 전송될 수 있다. 여기서 라틴 방진 행렬 인덱스 q가 달라도 디스커버리 신호 전송에 사용되는 주파수 영역 자원은 동일하다. q가 서로 다른 라틴 방진 행렬에 속하는, 임의의 두 개 행을 사용하여 디스커버리 신호 자원을 맵핑하게 되면 같은 두 디스커버리 신호가 사용하는 단위전송구간이 같아지는 경우는 디스커버리 호핑 프로세스 동안에 한 번 발생하게 된다. q가 동일한 라틴 방진 행렬에 속하는, 임의의 두 개 행을 사용하여 각각 디스커버리 신호 자원을 맵핑하게 되면 두 디스커버리 신호가 사용하는 단위전송구간들은 서로 겹치지 않는다.
[방법 B]에서는 라틴 방진 행렬의 인덱스 q 값에 따라 주파수 자원이 결정되도록 할 수 있다. 즉, q 값이 다르면 서로 다른 주파수 자원을 사용하도록 하는 것이다. q가 서로 다른 라틴 방진 행렬에 속하는, 임의의 두 개의 행을 사용하여 디스커버리 신호 자원을 맵핑하게 되면 두 디스커버리 신호가 사용하는 단위전송구간이 같아지는 경우는 디스커버리 호핑 프로세스 시간 동안에 한 번 발생하게 된다. q가 같은 라틴 방진 행렬에 속하는, 임의의 두 개 행을 사용하여 각각 디스커버리 신호 자원을 맵핑하게 되면 두 디스커버리 신호가 사용하는 단위전송구간들은 서로 겹치지 않는다.
이하에서는 [방법 A]에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 16은 단말에 의한 셀 디스커버리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16에 도시한 바와 같이 단말 A(130)가 소형 셀 S0(120)의 셀 중앙에 위치한다고 가정한다. 단말 A(130)는 소형 셀 S0(120)이 전송하는 디스커버리 신호를 매우 큰 신호 레벨로 수신할 수 있다. 만일 이웃한 소형 셀들이 소형 셀 S0(120)가 사용하는 디스커버리 자원과 동일한 자원을 사용하여 디스커버리 신호를 전송하면 단말 A(130)는 소형 셀 S0(120)의 디스커버리 신호를 제외한 나머지 디스커버리 신호를 검출하지 못할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 서로 이웃한 소형 셀들은 서로 시간적으로 겹치지 않는 자원을 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 것이 바람직하다.
한편, 모든 소형 셀들이 모두 서로 다른 시간적 자원을 사용하면 디스커버리 신호 전송에 지나지게 많은 무선 자원을 사용할 수 있으므로 서로 떨어진 소형 셀들은 디스커버리 자원을 재사용하도록 구성할 수 있다. 여기서, 디스커버리 자원의 효율적인 재사용이 필요하다. 예를 들어, 소형 셀 S4(124)가 소형 셀 S0(120)가 사용하는 디스커버리 자원을 재사용하는 경우, 단말 A(130)는 소형 셀 S0(120)로부터 전송되는 디스커버리 신호가 미치는 간섭으로 인하여 소형 셀 S4(124)가 전송하는 디스커버리 신호를 검출하지 못할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 소형 셀 S4(124)가 사용하는 시간 축 자원이 소형 셀 S0(120)와 모든 전송구간에서 겹치는 것은 바람직하지 않다.
본 발명에서 설명하는 디스커버리 신호의 자원 맵핑 방법은 라틴 방진 행렬을 사용하여 하나의 소형 셀의 디스커버리 자원과 다른 소형 셀의 디스커버리 자원이 시간적으로 겹치는 구간을 최소화하는 것이다. 이와 같은 방법을 통해 임의의 두 개 소형 셀이 전송에 사용하는 디스커버리 자원이 시간적으로 겹치는 구간은 디스커버리 호핑 프로세스 주기 동안 최대 한 번만 발생하게 된다.
도 17은 라틴 방진 행렬을 이용한 디스커버리 자원의 시간 영역 할당 방법을 나타내는 개념도이다.
이하에서는 도 14, 도 16 및 도 17을 참조하여 라틴 방진 행렬을 이용한 디스커버리 자원을 시간 영역에 할당하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 14에 도시한 3개의 라틴 방진 행렬 중에서 소형 셀 S0(120)는 A 행을 사용하여 결정되는 시간축 자원을 사용하면 디스커버리 프레임 0, 1, 2, 3번 각각에서 소형 셀 S0(120)의 디스커버리 신호가 전송되는 단위전송구간은 각각 1번, 2번, 3번, 4번이 된다. 소형 셀 S4(124)는 F 행을 사용하도록 하면 소형 셀 S4(124)의 디스커버리 신호가 사용하는 단위전송구간은 디스커버리 프레임 0, 1, 2, 3번에서 각각 2번, 4번, 3번, 1번이된다. 즉, 두 소형 셀(120, 124)이 사용하는 디스커버리 자원은 4개 단위전송구간들 중 하나의 단위전송구간에서만(디스커버리 프레임 2번에서 3번째 단위전송구간) 겹치게 된다. 이와 같은 방법을 통해 디스커버리 신호를 시간 영역 자원에 할당하면, 단말 A(130)는 소형 셀 S4(14)의 디스커버리 신호가 전송되는 4개 단위전송구간 중에서 3개 단위전송구간에서 이 신호를 검출할 수 있다. 복수의 셀들의 디스커버리 신호를 시간 영역의 자원에 맵핑하는 경우, 하나의 라틴 방진 행렬의 서로 다른 행을 이용하면, 시간축 상에서 전송구간이 서로 겹치지 않게 된다. 예를 들어, 소형 셀 S0(120), S1(121), S2(122), S3(123)이 도 14의 라틴 방진 행렬 중 A, B, C, D 행을 각각 사용하여 자원을 맵핑하는 경우, 시간축에서 디스커버리 신호의 전송구간이 서로 겹치지 않게 된다.
상술한 디스커버리 신호의 자원 할당 방법을 일반화하면, 소형 셀들을 지역 별로 그룹화하고 같은 그룹에 속한 소형 셀들은 같은 라틴방진 행렬에 속하는 행들을 사용하여 시간축 자원을 결정하고, 서로 다른 그룹에 속한 소형 셀들은 서로 다른 라틴 방진 행렬을 사용하여 시간축 자원을 결정하도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 16에서 동일 매크로 셀(110) 내에 속한 소형 셀들(120, 121, 122, 123)은 같은 그룹에 속하도록 그룹핑하면 매크로 셀(110) 내의 소형 셀(120, 121, 122, 123)들은 동일한 라틴 방진 행렬을 사용하여 시간축 자원을 결정할 수 있고, 이에 따라 서로 다른 시간적 위치에서 디스커버리 신호를 전송할 수 있다. 즉, 다음과 같이 디스커버리 자원을 결정할 수 있다.
- 같은 매크로 셀 내 소형 셀들은 동일한 q 값을 가지는 라틴 방진 행렬의 서로 다른 행을 사용하여 디스커버리 자원이 맵핑되도록 한다.
- 서로 이웃한 매크로 셀들은 서로 다른 q 값을 가지는 라틴 방진 행렬을 셀 내에 속한 소형 셀들이 사용하도록 한다. 즉, 소형 셀들이 서로 다른 이웃한 매크로 셀들에 속하면 서로 다른 q 값을 갖는 라틴 방진 행렬을 사용한다.
하나의 매크로 셀을 여러 구역으로 나누어 다른 구역들은 다른 라틴 방진 행렬을 사용하도록 할 수도 있다.
단말은 단말의 주변 셀들이 사용하는 라틴 방진 행렬 정보를 기지국으로부터 전달 받고, 이를 이용하여 디스커버리 신호를 검출할 수 있다. 또는 기지국이 단말에게 라틴 방진 행렬 정보를 전달하지 않더라도 단말이 디스커버리 자원의 주파수 및 시간적 범위를 아는 경우에는 블라인드 검출을 통해 셀 디스커버리 신호를 검출할 수 있다.
□ 주파수 호핑
디스커버리 자원은 서브프레임 내에서 셀룰러 이동 통신 자원과 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 될 수 있다.
도 18은 디스커버리 신호를 위한 자원의 다중화 방법을 나타내는 개념도로서, 디스커버리 신호가 전송될 수 있는 디스커버리 서브프레임에서 디스커버리 자원과 셀룰러 자원의 다중화 방법을 예시한 것이다. 한편, 전체 상향링크 대역을 디스커버리 신호 전송을 위한 자원으로 모두 할당할 수도 있다.
도 18에서, D-REG는 디스커버리 자원 그룹으로 하나의 디스커버리 신호는 하나 혹은 복수개의 디스커버리 자원 그룹을 점유할 수 있다. 주파수 다이버시티 효과를 얻기 위해 디스커버리 신호의 자원 맵핑에 주파수 호핑을 적용할 수 있다. 주파수 호핑은 D-REG 단위로 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 디스커버리 신호를 구성하는 복수개의 D-REG들의 주파수축 상의 위치를 골고루 분산시켜 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이 동일 디스커버리 신호에 속하는 두 D-REG 간의 주파수상의 위치를 떨어뜨려 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
■ 디스커버리 신호를 위한 자원 및 시퀀스 할당
▣ 디스커버리 신호 영역 겹침 문제
주파수 이용 효율을 높이기 위해 디스커버리 신호 자원은 공간적으로 재사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 동일한 디스커버리 신호 자원을 사용하여 전송하는 셀들이 서로 가까이 위치하는 경우, 각 셀에서 전송하는 디스커버리 신호의 전송 영역이 겹치는 문제가 발생할 수 있다.
도 19는 셀 디스커버리 신호의 영역 겹침 문제를 설명하기 위한 개념도이다.
도 19에 도시한 바와 같이, 셀 A(210)와 셀 B(220)가 서로의 디스커버리 신호 검출 영역 밖에 위치하고 각 셀이 사용하는 디스커버리 자원에 대한 협력이 이루어지지 못한 경우, 두 셀(210, 220)이 디스커버리 신호를 전송하기 위해 동일한 전송 자원을 할당할 수 있다. 이로 인해 두 셀의 디스커버리 신호 도달 영역이 겹치는 부분이 존재할 수 있다.
도 19에서 단말는 셀 A(210)와 셀 B(220)의 디스커버리 신호 도달 영역에 위치하고 있다. 여기서 셀 A(210)와 셀 B(220)가 사용하는 디스커버리 신호 시퀀스가 동일하면 단말(230)은 셀 A(210)와 셀 B(220)가 전송하는 두 디스커버리 신호의 합으로 된 신호를 수신하고 이를 사용하여 디스커버리 신호를 검출하므로, 디스커버리 신호 검출에 따른 셀 아이디나 인덱스의 확인에 있어서 모호성이 발생한다.
상기한 바와 같은 디스커버리 신호 전송 영역의 겹침으로 인한 단말의 채널 추정 오류를 해결하기 위한 방법의 하나로 셀 A(210)와 셀 B(220)를 관리하는 기지국들이 서로 협력하여 각 셀에서 직교 디스커버리 신호 자원을 이용함으로써 상기한 문제가 발생되지 않도록 할 수 있다. 여기서, 셀 A(210)와 셀 B(220)가 서로 다른 기지국에 의해 관리되는 경우 기지국간의 즉각적인 협력이 어려울 수 있다. 따라서, 두 셀이 사용하는 디스커버리 신호의 시퀀스를 미리 다르게 설정하여 사용하면, 겹침 영역에 위치하는 단말이 디스커버리 신호를 수신할 때 신호 도달 영역의 겹침에 의한 문제를 완화할 수 있다. 즉, 단말이 검출한 시퀀스는 셀 아이디나 셀 인덱스와 일대일의 대응 관계를 갖도록 할 수 있다. 이와 같이 시퀀스를 설정하는 경우 단말이 검출한 시퀀스를 통해 획득한 각 셀의 셀 아이디나 셀 인덱스 확인에 모호함이 발생하지 않는다.
기지국은 단말이 디스커버리 신호를 수신하는데 필요한 디스커버리 시퀀스 정보를 단말에게 전달한다. 이 정보는 디스커버리 신호가 사용 가능한 베이스 시퀀스와 싸이클릭 쉬프트를 결정하는 정보 등을 포함할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 수신한 디스커버리 시퀀스 정보에 기초하여 디스커버리 신호의 검출을 시도할 수 있다.
■ 디스커버리 신호 송수신과 측정 방법
▣ 디스커버리 신호의 탐색과 검출 방법
단말이 수행하는 셀 디스커버리 신호 탐색 및 수신은 블라인드 디스커버리 (Blind Discovery)를 위한 탐색 및 수신과, 지원 기반 디스커버리 (Assisted Discovery)를 위한 탐색 및 수신으로 분류할 수 있다.
[블라인드 디스커버리를 위한 탐색 및 수신]
블라인드 디스커버리를 수행하는 단말은 블라인드 디스커버리를 위한 디스커버리 자원 범위에 대한 정보에만 기초하여 디스커버리 신호를 탐색 및 수신한다. 블라인드 디스커버리를 위한 디스커버리 자원 범위는 기지국이 단말에게 알려주어야 한다.
[지원기반 디스커버리 를 위한 탐색 및 수신]
지원 기반 디스커버리를 수행하는 단말은 기지국에 의해 지정된 특정 디스커버리 자원들에 대해서만 디스커버리 신호를 탐색 및 수신한다. 지원 기반 디스커버리를 위해 기지국은 단말 별로 단말이 탐색 및 수신을 수행할 디스커버리 호핑 프로세스 번호 및 자원 인덱스들과 시퀀스 정보를 알려줄 수 있다.
▣ 디스커버리 신호 측정의 종류
디스커버리 신호의 측정은 디스커버리 신호의 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator), 디스커버리 신호의 기준신호수신전력(RSRP: Reference Signal Received Power), 디스커버리 신호의 기준신호수신품질(RSRQ: Reference Signal Received Quality)을 포함할 수 있다.
디스커버리 신호의 RSSI(D-RSSI)는 상위 레이어에 의해 지정된 디스커버리 자원 (디스커버리 호핑 프로세스 번호와 디스커버리 자원 인덱스)에 해당하는 디스커버리 신호 전송을 위한 자원 원소들(REs)에 대해 측정된, 서빙 셀, 비서빙 셀, 인접 채널 간섭, 열 잡음(Thermal Noise) 등의 모든 신호원(source)으로부터의 기여를 포함하는 자원 원소 당 수신 전력을 의미한다.
디스커버리 신호의 RSRP(D-RSRP)는 상위 레이어에 의해 지정된 디스커버리 자원 (디스커버리 호핑 프로세스 번호와 디스커버리 자원 인덱스)과 디스커버리 신호 시퀀스에 해당하는 디스커버리 신호의 자원 원소 당 수신 전력을 의미한다.
디스커버리 신호의 RSRQ(D-RSRQ)는 (N××RSRP)/D-RSSI로 정의될 수 있다. 여기서 N은 D-RSSI 측정이 수행되는 대역폭 내의 자원블록(RB)의 수를 의미한다. D-RSRP와 D-RSSI 측정은 동일한 자원블록 집합들을 대상으로 하여 측정을 수행하는 것이 바람직하다.
▣ 특정 디스커버리 자원과 시퀀스에 대한 측정
단말은 기지국에 의해 지시된 특정 디스커버리 자원과 시퀀스에 해당하는 디스커버리 신호에 대한 RSRP(D-RSRP) 측정을 수행한다. 기지국은 측정을 수행할 디스커버리 자원들과 시퀀스 정보를 단말에게 알려준다. 단말은 각각의 디스커버리 자원과 시퀀스에 대응하는 디스커버리 신호의 RSRP(D-RSRP) 측정을 수행하여 그 결과를 기지국에 보고한다. 기지국은 측정 결과를 사용하여 셀 선택, 셀간 간섭 제어 등에 사용할 수 있다.
서로 다른 캐리어를 사용하는 셀들의 무선링크의 품질을 비교할 때, 각 셀의 신호 성분 만을 고려하는 RSRP 보다 간섭 량도 고려되는 RSRQ가 더 유용하게 사용된다. LTE 규격에 규정된 바와 같이 RSRQ 값은 RSSI 값과 RSRP 값으로부터 구할 수 있다. 기존의 LTE 규격에 정의되어 있는 CRS 기반 RSRQ는 RSRP 측정의 대상이 되는 셀이 전송하는 CRS 중에서 안테나 포트 0 또는 안테나 포트 0과 1에 해당하는 레퍼런스 신호를 수신하여 측정한다. 그리고, RSSI는 CRS 중에서 안테나 포트 0에 해당하는 OFDM 심볼들에서 수신된 총 수신전력을 측정하여 구한다.
CSI-RS 기반의 디스커버리 신호를 적용하는 경우에는 CSI-RS 기반 디스커버리 신호를 수신하여 RSRP를 측정할 수 있다. 즉, CRS 대신 디스커버리 및 측정 용도로 사용되는 CSI-RS 신호를 수신하여 RSRP를 계산할 수 있다. CSI-RS의 수신품질을 보장하기 위해 디스커버리 및 측정 용도로 사용되는 CSI-RS 신호 전송에 사용되는 자원들은 이웃 셀들이 전송에 사용하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, CRS의 경우와 유사하게 디스커버리 및 측정 용도로 설정된 CSI-RS가 전송되는 OFDM 심볼들에서 수신된 총 수신전력을 사용하여 RSSI 측정을 수행하면 정확한 RSSI 측정이 어려울 수 있다. 이를 고려할 때 RSSI 측정을 위한 자원을 별도로 설정해 주는 것이 바람직하다. 즉, 단말은 기지국이 RSSI 측정을 위해 설정해 준 자원들에서만 RSSI를 측정하도록 구성할 수 있다. RSSI 측정을 위한 자원의 설정은 간단하게 기존 NZP(Non-Zero Power) CSI-RS 자원 설정방법이나 ZP(Zero Power) CSI-RS 자원설정 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 단말은 설정된 자원요소(RE)들에서 수신한 총 수신 전력을 측정하여 RSSI를 구할 수 있다. 각 셀의 RSRP 측정에 사용되는 CSI-RS 자원들은 실제 셀이 CSI-RS를 전송에 사용하는 자원들이다. 반면, 실제 각 셀의 자원 사용이 반영된 측정이 되기 위해서는 RSSI 측정에 사용되는 자원들이 셀들이 데이터 전송에 사용하는 자원에 해당하는 것이 바람직하다.
도 20은 CSI-RS 기반 디스커버리 신호 전송을 위한 자원과 RSSI 측정 자원의 설정 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 두 개의 이웃하는 전송점들이 사용하는 CSI-RS 기반 디스커버리 신호 자원과 RSSI 측정 자원의 예를 나타낸 것이다. 도 18에 도시한 바와 같이 전송점 A와 전송점 B는 서로 다른 자원을 사용하여 CSI-RS 기반 디스커버리 신호인 NZP CSI-RS를 전송하고, 전송점 A는 전송점 B의 CSI-RS 기반 디스커버리 신호에 해당하는 자원을 뮤팅(Muting)하고, 전송점 B는 전송점 A의 CSI-RS 기반 디스커버리 신호에 해당하는 자원을 뮤팅 한다. 또한, RSSI 측정자원은 전송점에 무관하게 같은 자원을 할당하여 사용한다. 단말은 전송점 A의 디스커버리 신호 자원들을 사용하여 전송점 A에 대한 RSRP를 측정한다. 단말은 전송점 B의 디스커버리 신호 자원들을 사용하여 전송점 B에 대한 RSRP를 측정한다. 단말은 RSSI 측정을 위한 자원들을 사용하여 RSSI를 측정한다.
▣ 디스커버리 신호 전송 채널 선택을 위한 탐색 및 측정 보고
셀이 디스커버리 신호 전송을 위해 사용할 자원을 선택하는데 도움을 얻기 위해, 단말은 지정된 디스커버리 자원의 범위에 속하는 디스커버리 신호에 대해 디스커버리 신호 RSSI(D-RSSI) 측정을 수행하고 가장 낮은 디스커버리 신호 RSSI(D-RSSI) 값에 해당하는 디스커버리 신호를 전송하거나, 가장 낮은 디스커버리 신호 RSSI(D-RSSI) 값에 해당하는 몇 개의 디스커버리 자원에 대한 디스커버리 호핑 프로세스 번호 및 자원 인덱스를 사용하여 보고하거나, 이와 함께 해당 디스커버리 신호 RSSI(D-RSSI) 측정 결과를 셀의 제어를 담당하는 기지국에 보고할 수 있다. 기지국은 보고받은 탐색 및 측정 결과를 바탕으로 셀이 디스커버리 신호 전송에 사용할 디스커버리 자원을 결정할 수 있다.
▣ 측정 역량
□ 디스커버리 기준 신호 수신 전력(D-RSRP)
디스커버리 신호에 대한 RSRP(D-RSRP: Discovery Reference signal received power)는 하기와 같이 정의될 수 있다.
D-RSRP는 디스커버리 시퀀스에 해당하는, 디스커버리 신호를 나르는 자원 요소들의 전력 분포(단위 [W])의 선형 평균으로 정의된다. 단말이 D-RSRP 측정을 수행하는 DS 자원들은 상위 계층에서 지정된 디스커버리 호핑 프로세스 번호 및 디스커버리 자원 인덱스에 해당하는 DS 자원 요소이다. 단말이 D-RSRP 측정을 수행하는 DS 시퀀스 역시 상위 계층에 의해 구성될 수 있다.
□ 디스커버리 수신 신호 강도 지시자(D-RSSI)
디스커버리 신호에 대한 RSSI(D-RSSI: Discovery Received Signal Strength Indicator)는 하기와 같이 정의될 수 있다.
D-RSSI는 서빙 및 비서빙 셀, 인접 채널 간섭, 열 잡음(Thermal Noise) 등을 포함하는 모든 신호원(source)으로부터의 기여를 포함하는, 디스커버리 신호를 나르는 자원 요소들의 전체 수신 전력(단위 [W])의 선형 평균으로 정의된다.
단말이 D-RSSI 측정을 수행하는 디스커버리 신호 자원은 상위 계층에 의해 지정된 디스커버리 호핑 프로세스 번호와 디스커버리 자원 인덱스에 해당하는 디스커버리 자원 요소이다.
D-RSSI에 대한 기준 포인트는 단말의 안테나 커넥터가 될 수 있다.
■ 셀 디스커버리 신호 수신, 측정, 보고
매크로 기지국은 단말들에게 디스커버리 신호들에 대한 설정 정보를 제공할 수 있다. 설정 정보는 디스커버리 신호에 대한 서브프레임 단위의 주기와 옵셋, 서브프레임 내에서의 OFDM 심볼 위치 정보, 주파수 정보(자원 블록 번호) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 매크로 기지국은 RRC 시그널링을 이용하여 단말에게 상기 설정 정보를 알려줄 수 있다.
단말은 매크로 기지국으로부터 제공받은 설정 정보에 따라서 디스커버리 신호를 수신하고 필요한 정보들을 검출하거나 측정한다. 이 때, 단말이 검출하거나 측정하는 정보들은 하기 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 셀 인덱스(ID) 정보
- 셀의 상태 정보(셀이 활성 상태인지 휴면 상태인지를 판단)
- RSRP(Reference Signal Received Power)
* 디스커버리 신호를 이용하여 측정한 신호 세기
- RSRQ(Reference Signal Received Quality)
* 디스커버리 신호를 이용하여 측정한 수신 신호의 품질로서 SINR (Signal-to-interference plus noise)와 유사한 의미를 가짐. 여기에서는 디스커버리 신호를 간섭 신호가 아닌 원하는 신호로 간주 함.
- 디스커버리 신호에 의한 간섭량
* 디스커버리 신호가 간섭 신호로 작용하는 경우에 얻게 되는 수신 신호의 품질로서 SINR과 유사한 의미를 가짐. 여기에서는 디스커버리 신호를 간섭 신호를 간주 함. 디스커버리 신호에 의한 간섭량을 측정하는 방법 중 하나는, 기존에 측정한 RSSI에 디스커버리 신호 세기를 더함으로써 변형된 RSSI 값을 구하고, 이 변형된 RSSI 값을 이용하여 변형된 RSRQ를 계산하는 것이다.
- 수신 타이밍 옵셋
* 매크로 기지국에 대한 신호를 기준으로 해서 디스커버리 신호의 수신 타이밍 옵셋
단말은 디스커버리 신호를 이용하여 검출하거나 측정한 정보들을, 매크로 기지국으로부터 제공받은 설정 정보에 따라서 매크로 기지국에게 보고한다.
■ 셀에 의한 단말 디스커버리 방법
셀에 의한 단말 디스커버리 방법은 단말이 PRACH(Physical Random Access Channel)을 사용하여 프리앰블(Preamble)을 전송하고 셀들은 이 프리앰블을 모니터링 및 검출하여 단말이 근처에 존재하는지를 확인하는 방법이다.
단말이 디스커버리 신호를 검출하여 셀을 발견하더라도, 단말이 발견한 셀이 휴면 상태에 있는 경우 단말은 발견한 셀에 접속하기 위해 사용할 수 있는 랜덤 액세스(Random Access) 프리앰블 전송 자원을 알 수 없다. 이와 같은 경우, 단말은 활성 상태(Active state)에 있는 주변 셀(소형 셀 또는 매크로 셀)에 대해 랜덤 액세스를 시도할 수 있다.
휴면 상태에 있는 소형 셀들은 단말이 주변의 활성 상태에 있는 셀들로 전송하는 랜덤 액세스 채널을 모니터링함으로써 자신과 근접한 단말의 존재를 확인할 수 있다. 그러나, 이와 같은 랜덤 액세스 방식은 단말이 서빙 셀에 대한 개회로 전력제어(Open-loop power control)를 통해 프리앰블 전송 전력을 조절하기 때문에, 소형 셀들이 그 프리앰블 수신 신호에 기초하여 해당 단말과의 거리를 판단할 수 없는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서는 단말이 프리앰블을 전송할 때 전력 제어를 사용하지 않고, 전송 전력을 특정 크기로 고정해서 전송하도록 할 수 있다. 즉, 소형 셀들이 단말과의 거리를 판단할 수 있도록 하기 위하여, 단말은 기지국의 설정 정보에 따라 미리 정해진 특정 크기의 전송 전력으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것이다. 이 때, 전송에 사용하는 프리앰블 시퀀스는 단말의 서빙 셀이 사용하는 시퀀스들 중의 하나일 수 있고, 프리앰블 인덱스는 기지국이 설정해주거나 미리 정해진 프리앰블 인덱스를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 프리앰블 인덱스 정보를 주변의 소형 셀들이 알고 있으면, 소형 셀들이 단말과의 거리를 추정하는데 이용할 수 있다.
셀들이 단말을 발견(discovery)할 수 있도록 하기 위한 PRACH 자원을 별도로 설정하여 운영할 수 있다. 즉, 디스커버리를 목적으로 하는 프리앰블 전송은 별도로 설정된 PRACH 자원을 사용하도록 하는 것이다.
소형 셀들은 단말이 전송하는 PRACH를 검출한 후, 하기의 측정을 수행하고 그 측정 결과들을 매크로 셀 또는 소형 셀들에게 전달할 수 있다.
- 검출된 PRACH의 수신 전력의 크기
- 검출된 PRACH의 수신 타이밍(예를 들어, 소형 셀 혹은 매크로 셀의 하향링크 서브프레임 전송 타이밍을 원점으로 설정하였을 때, 검출된 PRACH가 최초로 수신된 시점)
단말은 미리 정해진 송신 전력을 사용하거나 매크로 셀의 명령에 의해 정해진 송신 전력을 사용한다고 가정할 때, 매크로 셀은 소형 셀이 측정한 단말의 PRACH 수신전력으로부터 단말과 소형 셀 간의 무선 링크의 세기를 알 수 있다. 또한, 매크로 셀은 단말에게 PRACH를 전송하도록 명령하고 단말이 전송한 PRACH를 수신하여 단말의 매크로 셀에 대한 전파 지연(propagation delay)을 추정할 수 있다. 매크로 셀은 단말의 매크로 셀에 대한 전파 지연 값과 소형 셀의 PRACH 수신 타이밍 측정 결과를 이용하여 단말과 소형 셀의 대략적인 거리를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 단말의 대략적인 위치를 추정할 수 있다.
도 21은 단말과 소형셀 사이의 거리 추정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 21을 참조하면, 전파지연에 의해 매크로 셀의 송신 시각보다
Figure PCTKR2014000695-appb-I000038
만큼 지난 시점에 단말에 신호가 도착하고, 단말이 송신한 PRACH는 전파지연에 의해
Figure PCTKR2014000695-appb-I000039
만큼 지난 시점에 소형 셀에 도착한다. 소형 셀과 매크로 셀의 하향링크 서브프레임 송신 타이밍이 일치하는 경우 매크로 셀은
Figure PCTKR2014000695-appb-I000040
값을
Figure PCTKR2014000695-appb-I000041
값으로 추정할 수 있다. 소형 셀과 매크로 셀의 하향링크 서브프레임 송신 타이밍이 일치하지 않은 경우에도 타이밍의 차이를 알고 있으면 매크로 셀은
Figure PCTKR2014000695-appb-I000042
값을 추정할 수 있다. 매크로 셀은
Figure PCTKR2014000695-appb-I000043
로부터 단말과 소형셀의 대략적인 거리를 추정할 수 있다.
소형 셀이 주변에 있는 단말을 발견하기 위한 또 다른 방법은 단말의 비주기적(Aperiodic) SRS(Sounding Reference Signal) 또는 주기적(Periodic) SRS를 이용하는 것이다. 이 경우에도 PRACH를 이용하는 방법과 마찬가지로, 단말은 SRS 전송시 개회로 전력제어를 적용하지 않고 일정한 전송전력을 사용하도록 한다. 그리고, 단말은 기지국이 설정한 SRS 시퀀스 또는 미리 정해진 SRS 시퀀스를 사용하여 SRS를 전송한다.
SRS 자원은 기존의 LTE 규격에서 정의하고 있는 비주기 혹은 주기 SRS 자원이 될 수 있다.
단말 디스커버리를 위한 SRS 자원을 별도로 설정하여 운영할 수 있다. 즉, 디스커버리를 목적으로 하는 SRS 전송은 디스커버리용으로 별도로 설정된 SRS 자원을 사용하는 것이다.
휴면 상태에 있는 셀은 모니터링을 통해 주변에 단말이 존재한다는 것을 인지하면, 이 정보를 사용하여 휴면 상태에서 활성 상태로 변경할 수 있다.
활성 상태에 있는 셀은 모니터링을 통해 주변에 단말이 존재 하지 않는 것으로 인지되면 활성 상태에서 휴면 상태로 상태로 상태 천이를 할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 매크로 셀과 적어도 하나의 소형 셀이 중첩되어 배치된 네트워크에서 소형 셀의 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 상기 소형 셀이 사용하는 캐리어 주파수가 서로 다른 경우, 상기 소형 셀이 상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수를 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 셀 디스커버리 방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원의 주파수 영역의 위치는 상기 매크로 셀의 전송 대역의 중간에 위치한 6개 이하의 자원 블록에 해당하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임의 위치는 셀 탐색 신호가 전송되는 서브프레임과 동일한 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  4. 청구항 1에서,
    상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원은 상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 내에서 CRS(Cell-specific Reference Signal), PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)가 전송되지 않는 심볼들 중 시간적으로 이웃한 두 개의 심볼인 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  5. 청구항 1에서,
    상기 디스커버리 신호는 주 디스커버리 신호 및 부 디스커버리 신호로 구성되고, 상기 주 디스커버리 신호 및 상기 부 디스커버리 신호는 서로 다른 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  6. 청구항 5에서,
    상기 주 디스커버리 신호의 시퀀스는 주파수 영역의 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하여 생성되되, PSS에 적용되는 루트 인덱스와 다른 루트 인덱스 값을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  7. 청구항 5에서,
    상기 부 디스커버리 신호의 시퀀스는, 스크램블링 시퀀스
    Figure PCTKR2014000695-appb-I000044
    ,
    Figure PCTKR2014000695-appb-I000045
    과 물리계층 아이디(physical-layer identity)
    Figure PCTKR2014000695-appb-I000046
    의 관계를 SSS 시퀀스 생성과 다르게 설정하거나, 물리계층 셀 아이디 그룹과 파라미터 m0와 m1의 관계를 SSS 시퀀스 생성과 다르게 설정하여 생성하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  8. 매크로 셀과 적어도 하나의 소형 셀이 중첩되어 배치된 네트워크에서 소형 셀의 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    상기 소형 셀은 상기 매크로 셀이 사용하는 캐리어 주파수와 다른 상기 소형 셀의 캐리어 주파수를 사용하여 디스커버리 신호를 전송하는 셀 디스커버리 방법.
  9. 청구항 8에서,
    상기 소형 셀이 휴면 상태인 경우, 상기 소형 셀은 상기 디스커버리 신호가 전송되는 서브프레임 내에서 주변의 소형 셀들이 사용하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)가 전송되지 않는 심볼들 중 시간적으로 이웃한 두 개의 심볼을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  10. 청구항 8에서,
    상기 소형 셀이 활성 상태인 경우, 상기 소형 셀은 이웃한 다른 셀들이 디스커버리 신호를 전송하기 위해 사용하는 심볼과 다른 심볼들을 이용하여 디스커버리 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  11. 서로 다른 크기의 셀들이 중첩되어 배치된 네트워크에 적용되는 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    적어도 하나의 셀이 미리 설정된 개수의 안테나 포트에 해당하는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원을 이용하여 디스커버리 신호를 구성하는 단계; 및
    상기 디스커버리 신호의 자원 설정 정보를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 셀 디스커버리 방법.
  12. 청구항 11에서,
    상기 디스커버리 신호를 구성하는 단계는,
    하나의 셀이 하나의 서브프레임에서 1개의 안테나 포트를 사용하여 디스커버리 신호를 구성하되, 상기 1개의 안테나 포트는 4개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 자원에 해당하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  13. 청구항 11에서,
    상기 디스커버리 신호의 자원 설정 정보를 단말에 전송하는 단계는,
    상기 디스커버리 신호의 시퀀스 설정 정보, 서브프레임 설정 정보, 서브프레임 내에서 상기 디스커버리 신호가 전송되는 자원 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  14. 청구항 13에서,
    상기 디스커버리 신호의 자원은 디스커버리 신호별로 다르게 설정되거나, 모든 디스커버리 신호가 동일하게 설정되거나, 구분된 디스커버리 신호 그룹별로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  15. 서로 다른 크기의 셀들이 중첩되어 배치된 네트워크에 적용되는 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    미리 정의된 서브프레임 간격을 갖는 서브프레임들로 구성된 디스커버리 호핑 프로세스를 구성하는 단계; 및
    구성된 디스커버리 호핑 프로세스에서 디스커버리 신호가 전송될 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계를 포함하는 셀 디스커버리 방법.
  16. 청구항 15에서,
    상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는,
    하나의 단위 전송 시간에 하나의 상기 디스커버리 신호만 전송되도록 결정하거나, 상기 하나의 단위 전송 시간에 복수의 디스커버리 신호가 서로 다른 주파수 자원을 사용하여 전송되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는,
    라틴 방진 행렬의 소정 행과 상기 디스커버리 신호의 시간 영역 자원을 대응시키고, 서로 다른 복수의 라틴 방진 행렬 중 소정 라틴 방진 행렬을 상기 디스커버리 신호의 주파수 영역 자원과 대응시켜 상기 디스커버리 신호의 시간 및 주파수 영역 자원을 결정하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  18. 청구항 15에서,
    상기 시간 및 주파수 영역의 자원을 결정하는 단계는,
    상기 디스커버리 신호를 구성하는 복수의 자원들이 주파수 영역에서 분산되어 배치되는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
  19. 단말에서 수행되는 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    기지국으로부터 디스커버리 신호의 자원 및 시퀀스 정보를 수신하는 단계;
    수신한 정보에 기초하여 측정 대상 디스커버리 자원과 시퀀스에 대응하는 디스커버리 신호를 측정하는 단계; 및
    측정 결과를 상기 기지국에 보고하는 단계를 포함하는 셀 디스커버리 방법.
  20. 청구항 19에서,
    상기 디스커버리 신호를 측정하는 단계는
    상기 디스커버리 신호의 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator), 상기 디스커버리 신호의 기준신호수신전력(RSRP: Reference Signal Received Power), 상기 디스커버리 신호의 기준신호수신품질(RSRQ: Reference Signal Received Quality) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 디스커버리 방법.
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