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Title:
METHOD FOR SETTING RESOURCE FOR FDR COMMUNICATION BY NODE IN FDR COMMUNICATION ENVIRONMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/111859
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for setting a resource, the method comprising the steps of: estimating channel information on each of a plurality of frequency resources available through CA by a base station in a FDR communication environment supporting the CA; transmitting the estimated channel information on the plurality of frequency resources to a counterpart node with which the base station is to perform a FDR communication; receiving channel information estimated by the counterpart node from the counterpart node; and selecting a frequency resource to be used for the FDR communication among the plurality of frequency resources by considering first channel information and second channel information together.

Inventors:
KAM SEUNGLAE (KR)
CHUNG JAEHOON (KR)
KIM JINMIN (KR)
LEE HAESOON (KR)
KIM DONGKYU (KR)
HONG DAESIK (KR)
Application Number:
PCT/KR2015/000229
Publication Date:
July 30, 2015
Filing Date:
January 09, 2015
Export Citation:
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Assignee:
LG ELECTRONICS INC (KR)
UNIV YONSEI IACF (KR)
International Classes:
H04B7/26; H04B17/00
Foreign References:
US20130044654A12013-02-21
US20120063373A12012-03-15
US20130188536A12013-07-25
US20080170544A12008-07-17
US20130083672A12013-04-04
Attorney, Agent or Firm:
KIM, Yong In et al. (KR)
김용인 (KR)
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Claims:
【청구의 범위】

【청구항 1】

캐리어 결합 (Carrier Aggregation, CA)을 지원하는 전 이중 무선 (Full Duplex Radio, FDR) 통신 환경에서 기지국이 FDR 통신 수행에 사용할 자원을 설 5 정하는 방법에 있어서,

기지국이 CA 를 통해서 사용 가능한 복수의 주파수 자원 각각에 대하여 채널 정보를 추정하는 단계;

상기 복수의 주파수 자원에 대하여 추정된 제 1 채널 정보를 상기 기지국 이 FDR통신을 수행할 상대 노드로 전송하는 단계;

10 상기 상대 노드로부터 상기 상대 노드가 추정한 제 2 채널 정보를 수신하 는 단계; 및

상기 상대 노드로 전송한 제 1 채널 정보 및 상기 상대 노드로부터 수신 된 계 2 채널 정보를 함깨 고려하여, 상기 복수의 주파수 자원 중에서 상기 FDR 통신에 사용할 주파수 자원을 선택하는 단계를 포함하는, 자원 설정 방법.

15 【청구항 2】

제 1 항에 있어서,

상기 선택하는 단계는 다음의 수학식올 만족하도록 상기 주파수 자원을 선택하며 , k% = arg max [(1 + yFbhFab )(1 + γΡ ahF ba)

k*F =l,...,K

20- 상기 수학식에서 K는 상기 복수의 주파수 자원의 개수를 나타내고, 는 상기복수의 주파수 자원 중에서 선택된 주파수 자원의 인텍스를 나타내고, 는 상기 기지국에서의 수신 신호 대 잡음비 (received Signal to Noise Ratio, SNR)

F i F

를 나타내고, γ 6는 상기 상대 노드의 수신 SNR을 나타내고, 는 상기 제 1

hF

채널 정보에 포함된 채널 값올 나타내고, ¾는 상기 제 2 채널 정보에 포함된 25 채널 값을 나타내는 것인, 자원 설정 방법.

【청구항 3】

제 1 항에 있어서, 상기 기지국 및 상기 상대 노드로 구성되는 FDR 통신 시스템의 합 채널 용량 (achievable sum rate)은 다음의 수학식으로 표현되며,

CF = [ g(l + YFbhFab) + !og(l + / J/ 상기 수학식에서 ^ 는 상기 FDR 통신 시스템의 합 채널 용량을 나타내

F F

고, ^ 。는 상기 기지국에서의 수신 SNR 을 나타내고, r 6는 상기 상대 노드의 수신 SNR 을 나타내고, n °b는 상기 제 1 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내 고, ba는 상기 제 2 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내는 것인, 자원 설정 방법.

【청구항 4】

제 1 항에 있어서,

상기 선택된 주파수 자원은 상기 FDR 통신 중에 상기 기지국과 상기 상 대 노드에 의해 동시에 점유되도록사용되는 것인, 자원 설정 방법.

【청구항 5】

제 1 항에 있어서,

상기 주파수 자원은 컴포넌트 반송파 (Component Carrier, CO, 셀 (cell) 또는 스펙트럼 (spectrum)인 것인, 자원 설정 방법.

【청구항 6】

제 1 항에 있어서,

상기 기지국과 상기 FDR 통신을 수행하는 상기 상대 노드는 다른 기지국 또는 단말인 것인, 자원 설정 방법.

【청구항 7】

캐리어 결합 (Carrier Aggregation, CA)을 지원하는 전 이중 무선 (Full Duplex Radio, FDR) 통신 환경에서 FDR 통신 수행에 사용할 자원을 설정하는 기 지국에 있어서,

송신부;

수신부; 및

상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 FDR 통신 수행을 위한 자원을 설정하는 프로세서를 포함하되,

상기 프로세서는 기지국이 CA 를 통해서 사용 가능한 복수의 주파수 자원 각각에 대하여 채널 정보를 추정하고,

상기 복수의 주파수 자원에 대하여 추정된 제 1 채널 정보를 상기 기지국 이 상기 FDR 통신을 수행할 상대 노드로 전송하도톡 상기 송신부를 제어하고, 상기 상대 노드로부터 상기 상대 노드가 추정한 제 2 채널 정보를 수신하 도록 상기 수신부를 제어하고,

상기 상대 노드로 전송한 제 1 채널 정보 및 상기 상대 노드로부터 수신 된 제 2 채널 정보를 함께 고려하여, 상기 복수의 주파수 자원 중에서 상기 FDR 통신에 사용할 주파수 자원을 선택하는 것인, 기지국.

【청구항 8】

제 7 항에 있어서,

상기 프로세서는 다음의 수학식을 만족하도록 상기 주파수 자원을 선택하

= arg max [(1 + γΡ bhF ab )(1 + / ba )

k F =l,...,K 상기 수학식에서 K는 상기 복수의 주파수 자원의 개수를 나타내고, 는 상기 복수의 주파수 자원 중에서 선택된 주파수 자원의 인덱스를 나타내고, 는 상기 기지국에서의 수신 신호 대 잡음비 (received Signal to Noise Ratio, SNR)

F J F

를 나타내고, γ ό는 상기 상대 노드의 수신 SNR을 나타내고, 는 상기 제 1

hF

채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내고, 6。는 상기 제 2 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내는 것인, 기지국.

【청구항 9】

제 7 항에 있어서,

상기 기지국 및 상기 상대 노드로 구성되는 FDR 통신 시스템의 합 채널 용량 (achievable sum rate)은 다음의 수학식으로 표현되며, log(l+ rFb Fa ) + log(l + / ahF ba}] 상기 수학식에서 CF는 상기 통신 시스템의 합 채널 용량을 나타내

"는 상기 기지국에서의 수신 SNR 을 나타내고, Y δ는 상기 상대 노드의 수신 SNR 을 나타내고, 。6는 상기 제 1 채널 정보에 포함된 채널 값올 나타내 hF

고, 6"는 상기 제 2 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내는 것인, 기지국. 【청구항 10]

제 7 항에 있어서,

상기 선택된 주파수 자원은 상기 FDR 통신 중에 상기 기지국과 상기 상 대 노드에 의해 동시에 점유되도록 사용되는 것인, 기지국.

【청구항 11】

제 7 항에 있어서,

상기 주파수 자원은 컴포넌트 반송파 (Component Carrier, CO, 샐 (cell) 또는 스펙트럼 (spectrum)인 것인, 기지국.

【청구항 12]

제 7 항에 있어서,

상기 기지국과 상기 FDR 통신을 수행하는 상기 상대 노드는 다른 기지국 또는 단말인 것인, 기지국.

Description:
【명세서】

【발명의 명칭】

FDR 통신 환경에서 노드가 FDR 통신 수행을 위한 자원을 설정하는 방법 【기술분야】

[1 ] 본 발명은 노드 간에 FDR 통신을 수행하는 환경에서 FDR 통신 수행을 위 한 자원을 설정하고 스케줄링하는 방법에 관한 기술이다.

【배경기술】

[2 ] 기지국 또는 단말은 신호를 송수신 자원을 주파수로 나누는 주파수 분할 이중 ( Frequency Division Duplex , FDD ) 방식 및 시간으로 나누는 시 분할 이중 ( Time Division Duplex, TDD) 방식의 반 이중 무선 (Hal f Duplex Radio , HDR) 방식을 이용하여 통신을 수행한다.

[3] 그러나, 이러한 반 이중 무선 ( HDR) 방식은 동일한 주파수 /시간 자원 내 에서 수신과 송신을 동시에 하지 못하므로, 자원을 효율적으로 이용하기 위한 전 이중 무선 ( Full Duplex Radio , FDR) 방식의 도입이 제안되어 왔다. FDR 방 식은 기지국 또는 단말이 상향 /하향링크에 있어서 동일한 시간-주파수 영역의 자 원을 이용하여 동시에 송신과 수신을 수행하는 통신 방식을 말한다. FDR 방식의 통신은 한 노드에서 송신과 수신을 시에 함으로써 기존의 HDR 방식의 통신에 비해서 시스템의 수율 ( capacity)을 비약적으로 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

[ 4] 한편, FDR 방식의 통신 환경에서는 발생하는 자기 간섭 ( self interference )과 같은 문제를 해결하거나, FDR 방식의 통신을 다중 안테나에 서 구현하기 위한 시스템 등 FDR 방식의 통신 환경을 개선하기 위한 여러 가지 방안들이 제안되고 있다.

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

[5] 본 발명은 상기한 바와 같은 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것 으로서, 본 발명의 목적은 FDR 통신 환경에서 합 채널 용량을 개선하기 위한 자 원을 설정 방법을 제안하는 것이다.

[ 6] 본 발명의 또 다른 목적은 FDR 통신을 수행하는 노드 간의 채널。정보를 함께 고려하여 자원을 설정함으로써 효율적인 자원 설정 방법을 제안하는 것이다.

[ 7 ] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제 한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

【기술적 해결방법】

[8] 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 방법은 기지국이 CA를 통해서 사용 가 능한 복수의 주파수 자원 각각에 대하여 채널 정보를 추정하는 단계, 복수의 주 파수 자원에 대하여 추정된 제 1 채널 정보를 기지국이 FDR 통신을 수행할 상대 노드로 전송하는 단계, 상대 노드로부터 상대 노드가 추정한 제 2 채널 정보를 수신하는 단계 및 상대 노드로 전송한 제 1 채널 정보 및 상대 노드로부터 수신 된 제 2 채널 정보를 함께 고려하여 복수의 주파수 자원 중에서 FDR 통신에 사용 할 주파수 자원올 선택하는 단계를 포함한다.

[ 9] 선택하는 단계는 다음의 수학식올 만족하도록 주파수 자원을 선택하며, k = arg max [(1 + b h F ab )(1 + γ Ρ a h F ]

k F =l " K 수학식에서 κ는 복수의 주 파수 자원의 개수를 나타내고, 는 복수의 주파수 자원 중에서 선택된 주파수 자원의 인덱스를 나타내고, r 。는 기지국에서의 수신 신호 대 잡음비 ( received

Signal to Noise Rat io , SNR)를 나타내고, ^ 6 는 상대 노드의 수신 SNR을 나타내고, h F ^는 제 1 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타내고, h F to 는 제 2 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타낸다.

[ 10 ] 기지국 및 상대 노드로 구성되는 FOR 통신 시스템의 합 채널 용량 ( ac 으로 표현되며 , c' FDR 통신 시스템의 합 채널 용량을 나타내고, y "는 기지국에서의 수신 SNR을 나타내고,

Ύ 6 는 상대 노드의 수신 SNR 을 나타내고, ^는 제 1 채널 정보에 포함된 채 널 값을 나타내고, ^는 제 2 채널 정보에 포함된 채널 값을 나타낸다.

[ 11 ] 선택된 주파수 자원은 FDR 통신 중에 기지국과 상대 노드에 의해 동시에 점유되도록 사용될 수 있다. [ 12 ] 주파수 자원은 컴포년트 반송파 ( Component Carrier , CC ) , 셀 ( cell ) 또는 스펙트럼 ( spectrum)일 수 있다.

[ 13 ] 기지국과 FDR 통신을 수행하는 상대 노드는 다른 기지국 또는 단말일 수 있다.

[14 ] 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 기지국은 송신부, 수신부 및 송신부 및 수신부와 연결되어 FDR 통신 수행올 위한 자원을 설정하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 기지국이 CA 를 통해서 사용 가능한 복수의 주파수 자원 각각에 대하 여 채널 정보를 추정하고, 복수의 주파수 자원에 대하여 추정된 제 1 채널 정보 를 기지국이 FDR 통신을 수행할 상대 노드로 전송하도톡 송신부를 제어하고, 상 대 노드로부터 상대 노드가 추정한 제 2 채널 정보를 수신하도록 수신부를 제어 하고, 상대 노드로 전송한 제 1 채널 정보 및 상대 노드로부터 수신된 제 2 채널 정보를 함께 고려하여 복수의 주파수 자원 중에서 FDR 통신에 사용할 주파수 자 원을 선택한다.

[ 15] 이상에서 설명한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불 과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야 의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명과 도면을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

【유리한 효과】

[ 16] 본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

[17 ] 첫째로, FDR 통신 환경에서 사용되는 주파수 자원이 효율적으로 선택됨에 따라, 통신 시스템의 합 채널 용량을 향상시킬 수 있다. ᅳ

[18 ] 둘째로, FDR 통신을 수행하는 노드의 채널 정보를 모두 고려하여 자원을 선택함으로써 HDR 통신 방식에 비하여 개선된 합 채널 용량을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 다이버시티 효과 또한 얻을 수 있다.

[ 19] 본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들 에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자 에 의해 도출될 수 있다.

【도면의 간단한 설명】 [20] 이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세 한 설명과 함깨 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호 (reference numerals)들은 구조적 구성요소 (structural elements)를 의 미한다.

[21] 도 1은 FDR 통신 환경을 설명하는 도면이다.

[22] 도 2는 FDR통신 환경에서 발생하는 간섭들을 설명하는 도면이다.

[23] 도 3은 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 방안들을 설명하는 도면 이다.

[24] 도 4 는 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 디지털 간섭 제거 방식 과 아날로그 간섭 제거 방식을 설명하는 도면이다.

[25] 도 5 는 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 안테나 간섭 제거 방식 을 설명하는 도면이다.

[26] 도 6은 FDR 통신 환경에서 안테나 간섭 제거 방식에 따른 간섭 제거 효율 을 설명하는 도면이다.

[27] 도 7 은 본 발명과 관련된 캐리어 결합 (carrier aggregation)을 도시 하는 도면이다.

[28] 도 8 은 본 발명과 관련된 복수의 캐리어가 결합된 경우의 크로스 스케쥴 링 (cross scheduling)을 도시하는 도면이다.

[29] 도 9는 다중 스펙트럼 기반의 HDR 통신 환경에서 주파수 자원을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.

■ [30] 도 10 은 다중 스펙트럼 기반의 FOR 통신 환경에서 주파수 자원을 선택하 는 과정을 설명하는 도면이다.

[31] 도 11 은 제안하는 자원 설정 방법에 따라 개선되는 합 채널 용량을 설명 하는 도면이다.

[32] 도 12 는 제안하는 자원 설정 방법에 따라 개선되는 합 채널 용량을 SINR 로 도시하는 도면이다.

[33] 도 13은 제안하는 자원 설정 방법을 설명하는 흐름도이다.

[34] 도 14 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 및 기지국의 구성을 도시한 블톡도이다. 【발명의 실시를 위한 형태】

[35] 본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현 재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기 술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되든 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용올 토대로 정의되어야 한다.

[ 36] 이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것 으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되 지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합 하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실 시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체 될 수 있다.

[37 ] 도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등 은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있올 정도의 절차 또는 단 계는 또한 기술하지 아니하였다.

[ 38] 명세서 전체에서 , 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함 ( compris ing 또는 including ) "한다고 할 때 , 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요 소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떠한 구성이 다른 구성에 "연결"된다고 할 때, 이는 물 리적 연결뿐 아니라 전기적 연결 또한 포함할 수 있으며, 나아가 논리적인 연결 관계에 있음을 의미할 수도 있다. 또한, 명세서에 기재된 " ···부" , " ··'기" , "모들" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하 드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일 ( a 또는 an ) " , "하나 ( one ) " , "그 ( the ) " 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 (특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지 시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하 는 의미로 사용될 수 있다. [39] 본 명세서에서 본 발명의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수 신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서 에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국 의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

[40] 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루 어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국' 은 고정국 (fixed station) , Node B, eNode B (eNB) , 발전된 기지국 (Advanced Base Station, ABS) 또는 액세 ' 스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

[41] 또한, ' 이동국 (Mobile Station, MS) '은 UE (User Equipment) , SS (Subscriber Station) , MSS (Mobile Subscriber Station) , 이동 단 말 (Mobile Terminal) , 발전된 이동단말 (Advanced Mobile Station, AMS) 또는 단말 (Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다. 특히 , 본 발명에서는 이동 국은 M2M 기기와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

[42] 또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및 /또 는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및 /또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단아 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수 신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

[43] 본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802. XX 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표 준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.

[44] 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문 서인 P802.16e-200 , P802.16e-2005, P802.16.1, P802. Ιβρ 및 P802.LHbᅵ표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

[45] 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세 하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예 시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

[46] 또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상 을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

[47] 1. FDR통신 환경 및 자기 간섭

[48] 도 1 은 FDR 통신 환경을 설명하는 도면이다. 상술한 바와 같이, FOR 통 신 환경은 기지국과 단말이 상향링크 또는 하향링크 통신을 수행함에 있어서 동일 한 주파수 /시간 자원을 나누지 않고 사용하여 통신을 수행하는 방식이다.

[49] 도 1 에 도시된 바와 같이, FDR 통신 환경에서 단말 1 (10)과 단말 2 (20) 는 동일한 주파수 /시간 자원을 이용하여 통신을 수행하기 때문에, 각 단말은 송 신을 하는 동시에 기지국 또는 다른 단말로부터 전송된 신호를 수신해야 한다. 따라서 , 도 1 에 점선으로 도시된 바와 같이 자신의 송신 안테나 (12, 22)를 통 해 전송한 송신 신호가 자신의 수신 안테나 (14, 24)로 직접적으로 유입되어 자 기 간섭을 유발하는 통신 환경이 형성된다.

[50] 도 2는 FDR 통신 환경에서 발생하는 간섭들을 설명하는 도면이다.

[51] 도 2 에는 매크로 기지국에 의한 매크로 셀과 피코 /펨토 /마이크로 기지국 등에 의한 스몰 샐 (피모 셀, 펨토 셀, 마이크로 셀)이 흔재하는 멀티 셀 배치 환 경이 도시된다. 이와 같은 멀티 샐 환경에서 FDR 통신이 수행되는 경우, 여러 가 지 간섭이 고려되어야 한다. 도 2 를 참조하여 설명하면, 자기 간섭 (self interference or self-user interference) , 사용자 간 간섭 (multiuser interference) , 기지국 간 간섭 (inter_BS interference) 등이 FDR 통신 방식의 도입에 따라 고려되어야 한다.

[52] 먼저 자기 간섭을 설명하면, 단말이나 기지국의 송신단 및 수신단은 서로 동일한 시간 /주파수 자원을 이용하여 송신 및 수신을 수행하며, 송신단과 수신단 은 근접하여 위치하기 때문에 자신이 송신한 신호가 자신의 수신단으로 유입될 수 있다. 도 2에는 기지국 및 단말들의 자기 간섭이 30으로 도시된다.

[53] 이어서, 사용자 간 간섭은 서로 영향을 줄 수 있는 거리에 위치한 둘 이상 의 단말이 서로 동일한 시간 /주파수 자원을 활용하여 통신함에 따라 발생할 수 있다. 도 2 에는 단말들 간의 FDR 통신에 따른 사용자 간 간섭이 40, 50 으로 도시된다. [54] 마지막으로, 기지국 간 간섭은 상술한 사용자 간 간섭과 유사하며 둘 이상 의 기지국 간에 발생할 수 있다. 도 2에서 기지국 간 간섭은 60으로 도시된다.

[55] 이상에서 설명한 바와 같이, FDR 통신 방식은 동일한 시간 /주파수 자원올 상향 /하향링크에서 공유함으로써 주파수 효율을 증가시킬 수 있지만, 간섭 증가 로 인해서 주파수 효율성 제고에 제약이 발생할 수 있다.

[56] FDR 통신 방식에 따라 발생하는 간섭 중에서, 자기 간섭은 선호 신호 대 비 약 60-90 dB 강한 세기로 수신된다. 이와 같이, 자기 간섭은 다른 간섭에 비 하여 수신단의 신호 처리에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 자기 간섭을 제거하 는 과정은 FDR 통신 방식에 있어서 더욱 중요하다. 따라서, 이하에서는 FDR 통 ; 신 방식에서 자기 간섭을 제거하는 방안에 대해 구체적으로 설명한다 .

[57] 도 3은 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 방안들을 설명하는 도면

, 이다.

[58] 도 3에서, 자기 간섭을 제거하기 위한 방법으로는, 기저 대역에서 처리한 신호들이 DAC (Digital to Analog Converter) 를 거치기 이전 (또는, 수신 신호 7· ADC (Analog to Digital Converter)를 거친 이후)에 적용되는 디지 털 간섭 제거 (digital cancellation, 70) , 송신 신호 7} DAC 를 거친 이후에 (또는, 수신 신호가 ADC 를 거치기 이전) 적용되는 아날로그 간섭 제거 (analog cancellation, 80) , 둘 이상의 송신 안테나의 거리를 조절하여 수신 안테나로 수신되는 합산 신호를 제거하는 안테나 간섭 제거 (antenna cancellation, 90) 둥이 제안된다.

[59] 도 4 는 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 디지털 간섭 제거 방식 과 아날로그 간섭 제거 방식을 설명하는 도면이다. 디지털 간섭 제거 (410)는 빔 포밍 (beamforming)과 같은 다양한 기법들을 적용해서 자기 간섭 제거를 수행할 수 있으며, 그 범위는 약 20 내지 25 dB가 될 수 있다.

[60] 아날로그 간섭 제거 (400)는 전송 체인 (transmit chain) 중 디지털 간 섭 제거와 안테나 간섭 제거의 사이인 2 번째 체인 (chain)에서 이루어지며 , 자 기 간섭에 대한 디자털 추정 (digital estimation)을 통해서 간섭 제거 신호를 직접 만들어 수신단에서 합쳐 주는 것을 의미한다. 즉, 아날로그 간섭 제거는 송 신단의 신호 자체를 반전하여 생성해서 수신단의 신호에 합쳐줌으로써, 직접 수 신된 송신신호가 사라지게 하는 구조로 구현될 수 있다. 안테나 간섭 제거의 제 거 범위는 최대 45 dB가 될 수 있다. [61] 도 5 는 FDR 통신 환경에서 간섭을 제거하기 위한 안테나 간섭 제거 방식 을 설명하는 도면이다.

[62] 안테나 간섭 제거 ( 5 10)는 2 개의 송신 안테나와 1 개의 수신 안테나로 구성된 송수신기 (transceiver)에서 2 개의 송신 안테나로부터 전송된 신호가 수신 안테나로 들어올 때 180 도 반전 위상을 갖도록 함으로써, 두 전송 안테나 로부터 송신된 신호의 위상이 180 도 차가 나도록 구현된다. 이를 통해서 중앙에 위치한 수신 안테나에 수신된 합산 신호는 Null, 즉 0 이 된다. 다시 말해서, 두 송신 안테나와 수신 안테나의 거리가 λ/2 만큼 차이가 나도록 구현되는 경우, 수신 안테나에 입력되는 두 신호는 위상이 정확히 180도 차이가 나게 된다.

[63] 일반적으로 안테나 간섭 제거 기법이 복잡도가 낮아 가장 구현이 간단한 특성을 가지고 있다. 그러나 일반적으로 안테나 간섭 제거 기법이 갖는 최대 간 섭 제거 성능은 약 20 내지 30 dB 인데 반해서 FDR 시스템을 위해서는 약 70 dB 정도의 자기 간섭 제거 성능이 필요하며, 이에 따라 자기 간섭 제거는 일반적 으로 앞서 언급한 3 가지 종류의 자기 간섭 제거 기법 (510, 520, 530〉의 조합 으로 달성할 수 있다. 그러나, 안테나 간섭 제거 기법의 성능이 극대화 될 수 있 는 특정 통신 환경이 있다.

[64] 도 6은 FDR 통신 환경에서 안테나 간섭 제거 방식에 따른 간섭 제거 효율 을 설명하는 도면이다.

[65] 도 6 에 도시된 바와 같이, 시스템 대역폭이 작고 중심 주파수가 고주파로 갈수록 안테나 간섭 제거의 성능이 급격히 증가한다. 따라서, 고주파 협대역을 FDR 통신 영역으로 할당할 경우 안테나 간섭 제거 기법만으로도 층분한 자기 간 섭 제거 성능을 보장할 수 있기 때문에 FDR 의 성능을 보장할 수 있으며, 구현 복잡도 역시 낮출 수 있다. 일반적으로 고주파 전송 대역은 넓은 주파수 대역을 이용하여 전송하는 광대역 통신을 지향하기 때문에, 이러한 고주파 전송 대역의 일부 영역을 FDR 통신을 위한 대역으로 설정할 경우, 안테나 간섭 제거를 통한 자기 간섭 제거에 유리한 환경이 만들어져 충분한 성능을 도출할 수 있다.

[66] 2. 캐리어 결합 (Carrier Aggregation, CA) 및 양방향 FDR

[67] 먼저, 도 7 및 도 8에서 캐리어 결합에 대해 설명한다.

[68] 도 7 은 본 발명과 관련된 캐리어 결합올 도시하는 도면이다. 도 7 을 참 조하면 통신 시스템은 복수의 상 /하향링크 컴포넌트 반송파 (Component Carrier, CC)들을 모아서 더 넓은 상 /하향링크 대역폭을 지원할 수 있다. 용어 "컴포넌트 반송파 (CC)"는 등가의 다른 용어 (예, 캐리어, 샐, 스펙트럼 둥)로 대 체될 수 있다. 각각의 CC 들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 각 컴포넌트 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC 의 개 수와 DL CC 의 개수가 다른 비대칭 반송파 집성도 가능하다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 이러한 특정 CC를 프라이머 리 (primary) CC (또는, 앵커 (anchor) CC)로 지칭하고, 나머지 CC 를 세컨더 리 (secondary) CC로 지칭할 수 있다.

[69] 크로스-캐리어 스케줄링 (또는 크로스— CC 스케줄링〉이 적용될 경우, 하 향링크 할당을 위한 PDCCH는 DL CC#0으로 전송되고, 해당 PDSCH는 DL CC#2 로 전송될 수 있다. 크로스 -CC 스케줄링을 위해, 캐리어 지시 필드 (carrier indicator field, CIF)의 도입이 고려될 수 있다. PDCCH 내에서 CIF 의 존 ■ 재 여부는 상위 계층 시그널링 (예, RRC 시그널링 )에 의해 반 -정적 (semi- static) 및 단말一특정 (UEᅳ specific) (또는, 단말一그룹一특정 (UE一 group- specific) ) 방식으로 설정될 수 있다. PDCCH 전송의 베이스 라인을 요약하면 아래와 같다.

[70] 1) CIF 디스에이블드 (disabled): DL CC 상의 PDCCH는 동일한 DL CC 상의 PDSCH 자원을 할당하거나 하나의 (single) 링크된 UL CC 상의 PUSCH 자 원을 할당

[71] 1-1) No CIF

; [72] 1-2) LTE PDCCH 구조 (동일한 부호화, 동일한 CCE-기반 자원 맵핑 ) 및 DCI 포맷과 동일

[73] 2) CIF 인에이블드 (enabled): DL CC 상의 PDCCH 는 CIF 를 이용하여 복수의 결합된 DL/UL CC 중에서 특정 DL/UL CC 상의 PDSCH 또는 PUSCH 자원 을 할당 가능

[74] 2-1) CIF를 가지는 확장된 LTE DCI 포맷

[75] 2-1-1) CIF (설정될 경우)는 고정된 X-비트 필드 (예, x= 3 )

[76] 2-1-2) CIF (설정될 경우〉 위치는 DCI 포맷 사이즈에 관계 없이 고정됨

[77] 2-2) LTE PDCCH 구조를 재사용 (동일한 부호화, 동일한 CCE-기반 자원 맵핑)

[78] 도 8 은 본 발명과 관련된 복수의 캐리어가 결합된 경우의 크로스 스케즐 링 (cross scheduling)을 도시하는 도면이다. [79] CI F 가 존재할 경우, 기지국은 단말 측의 블라인드 디코딩 복잡도를 낮추 기 위해 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 할당할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL

CC 세트는 결합된 전체 DL CC 의 일부로서 하나 이상의 DL CC 를 포함하고, 단 말은 해당 DL CC 상에서만 PDCCH 의 검출 /복호화를 수행한다 . 즉, 기지국이 단 말에게 PDSCH/PUSCH 를 스케줄링 할 경우, PDCCH 는 PDCCH 모니터링 DL CC 세트를 통해서만 전송된다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 단말 -특정 ( UE- speci fic ) , 단말一그룹一특정 ( UE— group一 specif ic ) 또는 샐—특정 ( cell一 speci f ic ) 방식으로 설정될 수 있다. 용어 " PDCCH 모니터링 DL CC"는 모니터 링 캐리어, 모니터링 샐 등과 같은 등가의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 단말올 위해 결합된 cc 는 서빙 cc, 서빙 캐리어, 서빙 셀 등과 같은 등가의 용어로 대 체될 수 있다.

[80] 도 8에 도시된 바와 같이 3개의 DL CC가 결합될 수 있다. 도 8에서 DL CC Α가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된다. DL CC A, B , C는 서빙 CC , 서 빙 캐리어, 서빙 셀 등으로 지칭될 수 있다. CI F가 디스에이블 된 경우, 각각의 DL CC 는 LTE PDCCH 설정에 따라 CI F 없이 자신의 PDSCH 를 스케줄링 하는 PDCCH만을 전송할 수 있다. 반면, 단말 -특정 (또는 단말 -그룹 -특정 또는 샐-특 정) 상위 계층 시그널링에 의해 CI F 가 인에이블 된 경우, DL CC A (모니터링 DL CC )는 CI F를 이용하여 DL CC A의 PDSCH를 스케줄링 하는 PDCCH뿐만 아 니라 다른 CC 의 PDSCH 를 스케즐링 하는 PDCCH 도 전송할 수 있다. 이 경우, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC B/C에서는 PDCCH가 전송되지 않는다 . 따라서 , DL CC A (모니터링 DL CC )는 DL CC A 와 관련된 PDCCH 검색 영역, DL CC B 와 관련된 PDCCH 검색 영역 및 DL CC C 와 관련된 PDCCH 검색 영역을 모두 포함해야 한다. 본 명세서에서, PDCCH 검색 영역은 캐리어 별로 정 의된다고 가정한다 .

[81] 상술한 바와 같이, LTE-A 는 크로스 -CC 스케줄링을 위하여 PDCCH 내에 서 CI F 사용을 고려하고 있다. CI F 의 사용 여부 (즉, 크로스 -CC 스케줄링 모 드 또는 논-크로스 -CC 스케줄링 모드의 지원) 및 모드 간 전환은 RRC 시그널링 을 통해 반 -정적 /단말-특정하게 설정될 수 있다. 단말은 이와 같은 RRC 시그널 링 과정을 거친 후 자신에게 스케줄링 될 PDCCH 내에 CIF 가사용되는지 여부를 인식할 수 있다. [ 82 ] 이어서, 양방향 FDR 방식의 통신 환경에서의 캐리어 결합에 대해 설명한 다. C

[ 83] 다중 안테나에서 FDR 방식의 통신을 구현하기 위하여 양방향 FDR ( Bidirectional Full-Duplex , BFD) 시스템이 제안된 바 있다. BFD 시스템은 각 노드의 다중 안테나를 이용해 공간 자원을 분리하는 대신 동일한 주파수와 시 간 자원을 사용하는 기술이다. 따라서, BFD 시스템은 양방향 통신에서의 양 노 드가 동일한 시간과 동일한 주파수를 사용하여 FDR 통신이 가능하게 한다. 그러 므로, BFD 시스템은 양방향 통신의 성능 제약 요인인 서로 직교하는 자원의 분리 없이도 다중 안테나를 이용한 공간 자원의 분리를 통해 FDR 방식으로 양방향 통 신이 가능하도록 한다. 나아가, 안테나 하나를 사용하여 동시에 송수신을 하는 FDR 통신 환경에서 자기 간섭이 존재하는 경우라 하더라도, 상술한 여러 가지 간 섭 제거 방안을 적용함으로써 FDR 통신에 요구되는 수준의 간섭을 제거하여 시스 템의 수율을 효율적으로 증대시킬 수 있다.

[84 ] 3 . FDR환경에서의 주파수 자원 설정 방법

[85] FDR 방식의 통신 환경에서도 캐리어 결합이 적용될 수 있다. 캐리어 결합 (즉, 다중 스펙트럼 )이 적용된 FDR 통신 시스템의 성능은 합 채널 용량 ( achievable sum rate )으로 표현될 수 있으며 , 합 채널 용량을 통해서 캐리 어 결합이 적용된 FDR통신 시스템의 성능이 평가될 수 있다.

[ 86] 먼저, 캐리어 결합이 적용된 통신 시스템에서 사용할 주파수 자원인 CC가 결정되었다면, HDR 통신 방식의 통신 시스템의 합 채널 용량은 아래의 수학식 1 과 같이 나타난다.

【수학식 1】

노드 A 와 노드 B 가 HDR 통신을 수행하는 상황인 경우, 수학식 1 에서 는 노드 A 에서 노드 B 로 HDR 통신이 수행될 때의 채널 용량올 나타내며, ba는 노드 B 에서 노드 A 로 HDR 통신이 수행될 때의 채널 용량을 나타낸다.

^는 각 노드에서 HDR 통신 방식을 통해 전송하는 채널 용량을 더한 합 채널 용 량을 나타낸다. [88】 한편, 캐리어 결합이 적용된 통신 시스템에서 사용할 CC가 결정되었다면

FDR 통신 방식의 통신 시스템의 합 채널 용량은 아래의 수학식 2로 나타난다.

【수학식 2】 rᄂ F ^ +ᅮCᄂ 1 ba {pats I sec/ Hz) [89] 수학식 2에서 ^는 노드 A에서 노드 B로 FDR 통신이 수행될 때의 채 널 용량을 나타내며, ¾ 는 노드 B 에서 노드 A로 FDR 통신이 수행될 때의 채 널 용량을 나타낸다. CF 는 각 노드에서 FDR 통신이 수행될 때의 채널 용량을 더한 합 채널 용량이다.

[90] 수학식 1 과 수학식 2 로부터, 캐리어 결합이 적용된 HDR 통신의 합 채널 용량의 프리로그 팩터 (preᅳ log factor )는 FDR 통신의 합 채널 용량의 절반임 을 알 수 있다. 이는, FDR 통신 방식은 주파수와 시간 자원을 두 노드가 동시에 사용하는 반면, HDR 통신 방식은 두 노드가 주파수 또는 시간 자원을 분할하여 사용하기 때문이다.

[91] 도 9는 다중 스펙트럼 기반의 HDR통신 환경에서 주파수 자원을 선택하는 과정을 설명하는 도면이고, 도 10 은 다중 스펙트럼 기반의 FDR 통신 환경에서 주파수 자원을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.

[92] 도 9 에서는 양방향 통신에서 시분할 이중 통신 ( Time Divis ion Duplex TDD)을 기반으로 동작하는 HDR 통신 시스템에서의 주파수 자원 선택 과정을 도 시한다 . 도시된 바와 같이 , 시간 T에 노드 A가 다른 노드 B에 신호를 전송하고 자 하면, 사용 가능한 주파수 자원 (예를 들어, CC 또는 스펙트럼 ) 중 채널의 크 기가 가장 큰 CC 를 선택하여 데이터를 전송한다. 이때, 선택된 CC 의 인덱스는 k H ' ab 7\ 된다. 이어서 , 사간 T+1 에서 노드 B 는 노드 A 에 신호를 전송하기 위 하여, 사용 가능한 주파수 자원 중 채널 크기가 가장 큰 CC 를 선택하여 데이터 를 전송한다. 이때, 선택된 cc의 인덱스는 k H加 ^ 된다.

[93] 캐리어 결합 기반의 양방향 통신에서 HDR 방식에 따라 신호가 전송되는 경우, 각 노드는 주파수 자원 중 채널 크기가 가장 큰 CC 를 선택하여 활용한다. 따라서, 각 노드는 다이버시티 효과를 얻을 수 있을뿐 아니라 페이딩 ( fading ) 현상 또한 완화할 수 있게 된다. 하지만, HDR 통신 방식으로 신호 전송 시에 시 간 또는 주파수 자원의 분할로 인하여 합 채널 용량이 FDR 통신 방식에 비해 줄 어들게 된다.

[94] 따라서, HDR 통신 방식에 비해 약 두 배 가량의 합 채널 용량을 얻을 수 있는 FDR 통신 방식을 활용하면서도, 캐리어 결합을 통해 다이버시티 효과를 얻 을 수 있는 자원 설정 방법이 요구된다.

[95] 도 10 에서는 캐리어 결합 기반의 FDR 통신 환경에서의 주파수 선택 과정 을 도시한다. 도 10 의 실시 예에서 , 양 노드에 1 개의 송수신 안테나가 존재한 다고 할 때, 각 노드의 안테나에는 아이솔레이팅 (isolating) 기술과 간섭 제거 기법을 통해 자기 간섭이 제거되는 환경을 가정한다. 또한, 도 10 에서 양 노드 는 완벽한 채널 정보를 추정할 수 있다고 가정한다. 두 노드는 서로 다른 노드에 게 피드백을 통해 추정한 채널 정보를 전송하고, 채널 정보는 다른 노드에 완벽 히 전달된다고 가정한다.

[96] 이상의 가정에 따라 동작하는 FDR 통신 환경에서, 합 채널 용량은 아래의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.

【수학식 3】 F =E[C F k>ab + C F k )] (nats / sec/ Hz)

[97] 수학식 3 에서 < ^는 캐리어 결합 기반의 FDR 통신 시스템의 합 채널 용 량올 나타낸다. k ' ab ^ FDR 통신 방식에 따라 노드 B 가 번째 주파수를 사 c F

용할 때의 노드 B에서의 채널 용량을 나타내고, *加는 FDR 통신 방식에 따라 노드 A가 번째 주파수를 사용할 때의 노드 A의 채널 용량을 나타낸다. k 는 캐리어 결합 기반의 FDR 통신 환경에서 선택된 주파수 자원, 즉 CC 의 인덱스를 나타내며 Ε[·]는 수학식 3의 기대값을 나타낸다.

[98] 제안하는 자원 설정 방법은 수학식 3 에서 각 노드의 채널 용량의 합이 최 대화가 되는 ^:를 획득하는 과정을 의미한다. 한편, 수학식 3 에서 노드 Α 및 노 드 B 의 채널 용량은 각 노드에서의 채널과 수신 신호대 잡음비 (SNR, Signal to Noise Ratio)로 표현될 수 있고, 이때 합 채널 용량은 수학식 4와 같이 표 현된다.

【수학식 4】 C F = [log(\ + Y F b h F ab ) + log{\ + r F a h F ba )] ( ats I s d Hz)

F F

[ 99] 수학식 4 에서 Ύ "는 노드 Α 에서의 수신 SNR 을 나타내고, γ b 는 노드

B에서의 수신 SNR을 나타낸다. 수학식 4에서 ^ 。 6 는 노드 A에서 노드 B로 신

U F

호를 전송할 때의 채널 값을 나타내고, ^는 노드 B 에서 노드 A로 신호를 전 송할 때의 채널 값을 나타낸다.

[100] 수학식 4 에서 자연로그 함수의 합은 곱으로 표현될 수 있어, 수학식 5 가, 도출된다.

【수학식 5】

C F = [log(l + r F b h F ab )(l + r F a h F ] {nats l ^d Hz) [ 101 ] 자연로그 함수의 특징 중 하나는 단조증가함수라는 점이다. 즉, 함수가 정의된 구간 내에서 감소하지 않는다. 따라서, 수학식 5 로부터 FDR 통신 시스템 의 합 채널 용량을 극대화할 수 있는 CC 인덱스는 아래의 수학식 6 을 통해 계산 될 수 있다.

【수학식 6】 k\ = arg max [(1 + γ ρ b h F ab )(1 + γ Ρ a h F ba )]

[102 ] 수학식 6 에 따른 자원 설정 방법에 의하면, 캐리어 결합 기반의 FDR 통 신 방식에서 두 노드의 채널올 동시에 고려하여 주파수 자원을 선택할 수 있을뿐 아니라, FDR 통신 시스템의 합 채널 용량 또한 극대화할 수 있다.

[ 103 ] 도 11 및 도 12 는 제안하는 자원 설정 방법에 따라 개선되는 합 채널 용 량을 도시하는 도면이다.

[ 104 ] 도 11 은 캐리어 결합 기반의 FDR 통신 방식에서 앞서 제안한 자원 설정 방법을 적용했을 때 합 채널 용량을 나타내는 도면이다. 도 11 에서 가로축은 사 용 가능한 CC (또는, 스펙트럼 )의 개수이며, 세로축은 수학식 5 에서 설명한 FDR 통신 시스템의 합 채널 용량을 나타낸다.

[105] 도 11 에서 실선으로 도시된 그래프는 수학식 6 에서 제안한 실시 예에 따 른 합 채널 용량을 도시하며, 점선으로 도시된 그래프는 FDR 통신 시스템에서 주 파수 자원을 임의로 선택한 경우의 합 채널 용량을 도시한다. 실선 및 /또는 점선 에 원형이 추가된 그래프는 SNR 이 20dB 인 경우를, 원형이 없는 그래프는 SNR 이 10dB인 경우를 각각 도시한다.

[ 106] 도 11에서 , 사용 가능한 주파수 자원 (즉, CC )의 개수가 증가할수록 제안 한 자원 설정 방법에 따른 합 채널 용량이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 반면 에, 임의로 주파수 자원을 선택하는 경우에는 사용 가능한 주파수 자원의 개수가 증가한다 하더라도 합 채널 용량은 증가하지 않는다. 이는, 주파수 자원을 임의 로 선택하는 경우 캐리어 결합으로 발생하는 다이버시티 이득을 얻을 수 없기 때 문이다.

[ 107] 하지만, 수학식 6에 기초한 자원 설정 방법의 경우, 두 노드는 서로의 채 : 널을 동시에 고려하여 주파수 자원을 선택하므로주어진 주파수 자원의 후보군 중 : 에서 가장 좋은 채널을 이용할 수 있다. 이에 따라, FDR 통신 시스템에서는 다 이버시티 효과로 인한 이득으로 인해 통산 시스템의 성능이 향상된다. 또한, 사 용 가능한 주파수 자원의 수가 증가할수록 더 좋은 상황의 채널이 존재할 확률이 증가하므로, 더 높은 합 채널 용량을 기대할 수 있게 된다.

[ 108] 도 12 도 캐리어 결합 기반의 FDR 통신 방식에서 앞서 제안한 자원 설정 방법을 적용했을 때 합 채널 용량을 도시한다. 한편, 도 12 의 실시 예에서는 통 신 시스템이 사용 가능한 주파수 자원이 5개의 CC로 동일한 경우, HDR 통신 방 식과 FDR 통신 방식의 합 채널 용량을 함께 도시한다.

[109] 점선으로 도시된 그래프는 수학식 6에서 제안한 실시 예에 따라 FDR 통신 시스템에서 주파수 자원을 선택한 경우의 합 채널 용량을 도시하며, 원형이 추가 된 실선 그래프는 FDR 통신 방식에서 주파수 자원을 임의로 선택했을 때의 합 채 널 용량을 도시한다. 그리고, 실선 그래프는 HDR 통신 방식을 사용했을 때의 합 채널 용량을 도시한다 .

[ 110] 도 12에서 확인할 수 있는 것은, SNR이 증가할수록 FDR 통신 방식의 합 채널 용량이 더 빠르게 증가함을 알 수 있다. FDR 통신 방식은 주파수 자원과 시 간 자원을 따로 분할하여 사용하는 HDR 통신 방식과는 달리 주파수 자원과 시간 자원올 동시에 활용할 수 있기 때문이다. 도 11 에서와 마찬가지로, 도 12 에서 도 FDR통신 방식에서 임의로 주파수 자원을 선택한 경우에 비하여, 수학식 6 에 서 제안한 방법에 따라 주파수 자원을 선택하는 경우에 FDR 통신 시스템이 더 높 은 합 채널 용량을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. [HI] 도 I 3 은 제안하는 자원 설정 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 13 에서는

FDR 통신 방식에 따라 통신을 수행하는 어느 하나의 노드가 자원을 설정하는 방 법을 설명한다.

[112] 먼저 , FDR 통신을 수행하는 노드 A (예를 들어 , 기지국 또는 단말)는 자 신이 사용 가능한 주파수 자원 (CC 또는 스펙트럼 )의 채널 정보를 추정한다 (S1310) . 이때, 노드 A 와 FDR 통신을 수행할 노드 B 또한 자신이 사용 가능한 주파수 자원의 채널 정보를 추정한다.

[113] 이어서, 노드 A 는 자신이 추정 및 측정한 채널 정보를 노드 B 로 전송한 다. 즉, 노드 A와 노드 B는 서로 간에 측정한 채널 정보를 교환한다 (S1330) . 노드 A는 노드 B로부터 수신한 채널 정보와 자신이 측정한 채널 정보를 함께 고 려하여, 수학식 6 에서 제안한 방법에 따라 FDR 통신을 수행하여 데이터를 전송 할 주파수 자원의 인텍스 를 결정한다 (S1350) . 마찬가지로, 노드 B 또한 노 드 A로부터 수신된 채널 정보와 자신이 측정한 채널 정보에 기초하여, EOR통신 을 수행함에 있어서 사용할 주파수 자원을 선택한다.

[114] 주파수 자원이 선택되면, 노드 A 와 노드 B 는 서로 간에 데이터를 주고 받는 FDR통신을 수행한다 .

[115] 4. 장치 구성

[116] 도 14 는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.

[117] 도 14 에서 단말 (100) 및 기지국 (200)은 각각 무선 주파수 (RF) 유닛 (110, 210) , 프로세서 (120, 220) 및 메모리 (130, 230)를 포함할 수 있다. 도 14 에서는 단말 (100)과 기지국 (200) 간의 1:1 통신 환경을 도시하였으나, 다수의 단말과 기지국 (200) 간에도 통신 환경이 구축될 수 있다.

[118] 각 RF 유닛 (110, 210)은 각각 송신부 (112, 212) 및 수신부 (114, 214) 를 포함할 수 있다. 단말 (100)의 송신부 (112) 및 수신부 (114)는 기지국 (200) 및 다른 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며 , 프로세서 (120)는 송신 부 (112) 및 수신부 (114)와 기능적으로 연결되어 송신부 (112) 및 수신부 (114) 가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도톡 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부 (112〉로 전 송하며 , 수신부 (114)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. [II 9 ] 필요한 경우 프로세서 (120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리 (1 3 0)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 단말 (100)은 이상에서 설명 한 본 발명의 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.

[120] 기지국 (200)의 송신부 (212) 및 수신부 (214)는 다른 기지국 및 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며 , 프로세서 (220)는 송신부 (212) 및 수신부 (214)와 기능적으로 연결되어 송신부 (212) 및 수신부 (214)가 다른 기기들과 신 호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 (220)는 전 송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부 (212)로 전송하며 수신부 (214) 가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서 (220)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리 (230)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조 를 가지고 기지국 (200)은 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있 다.

【121] 단말 (100) 및 기지국 (200) 각각의 프로세서 (120, 220)는 각각 단말 (100) 및 기지국 (200)에서의 동작을 지시 (예를 들어 , 제어 , 조정 , 관리 등)한 다. 각각의 프로세서들 (120, 220)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메 모리 (130, 230)들과 연결될 수 있다. 메모리 (130, 230)는 프로세서 (120, 220)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일 (general files)들을 저장한다.

[122] 본 발명의 프로세서 (120, 220)는 컨트롤러 (controller) , 마이크로 컨 트를러 (microcontroller) , 마이크로 프로세서 (microprocessor) , 마이크로 컴퓨터 (microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서 (120, 220) 는 하드웨어 (hardware) 또는 펌웨어 (firmware) , 소프트웨어, 또는 이들의 결 합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시 예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도톡 구성된 ASICs (application specific integrated circuits ) 또는 DSPs (digital signal processors ) , DSPDs (digital signal processing devices) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs ( field programmable gate arrays ) 등이 프로세 서 (120, 220)에 구비될 수 있다.

[123] 한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능 하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지 털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기톡될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들올 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설 명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파 ( carrier waves )나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체 (예를 들면, 롬, 폴로피 디스크, 하드 디스크 등) , 광학적 판독 매체〈예를 들면, 시디름, DVD 등)와 같 은 저장 매체를 포함한다.

[ 124 ] 본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아 닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.