무선통신 네트워크에서 하향 링크 데이터 송수신 방법 및장치 document_id A220623069485

무선통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 제공하기 위해 송신단과 수신단에 다중의 안테나를 사용하는 다중 입/출력 안테나 시스템(Multiple-Input Multiple-Output, 이하 MIMO)이 제안되고 있다. MIMO 기술 중 공간 다중화(spatial multiplexing, 이하 SM) 기술은 하나의 송신기와 하나의 수신기 간에 다수의 공간적인 부 채널(spatial subchannel)들을 동시에 형성하여 각 공간적인 부 채널 별로 독립적으로 데이터를 전송함으로써 각 링크에서의 데이터 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 또한 공간분할다중접속(space division multiple access, 이하 SDMA) 기술은 다수의 수신기들에게 동시에 데이터 스트림들을 보냄으로써 시스템의 전송 용량을 증가시킬 수 있다. SM과 SDMA 기술이 적용되는 시스템에서는 송신기와 수신기에서 공간 신호 처리(spatial processing)가 요구되며, 이를 위해서는 송신기와 수신기 사이의 MIMO 채널 상태 정보(channel state information, 이하 CSI)를 송신기와 수신기가 가지고 있어야 한다. 특히, 하향 링크에서 동작하는 SM과 SDMA 기술을 운용하기 위해서는 BTS(base transceiver station)의 nT개의 송신 안테나로부터 AT(access terminal)의 nR개의 수신 안테나로의 하향 링크 MIMO 채널 정보를 BTS가 가지고 있어야 한다. 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing, FDD) 시스템은 하향 링크와 상향 링크가 서로 다른 주파수 대역을 사용하기 때문에, BTS에서 하향 링크 CSI를 가지기 위해서는, AT에서 하향 링크 채널을 추정하고 추정된 하향 링크 CSI를 BTS로 피드백 해야 한다. 그런데 완전한 채널 정보(full CSI)를 BTS로 피드백 하기 위해서는 많은 역방향 링크 정보의 전송이 요구되기 때문에, 최소한의 피드백 정보만을 이용하여 효과적으로 SM과 SDMA 기술을 운용하는 다중 안테나 기술들이 제안되었다. 도 1은 종래의 다중 안테나 기술을 도시한 것이다. 도 1과 같이 종래의 다중 안테나 기술들은 동일 셀 내에서 동시에 전송되는 데이터 스트림들 간의 간섭인 동일 셀 간섭을 공간적으로 제거하거나 억제하는데 초점을 맞춘 기술들이다. 특히, 종래의 SDMA 기술은 각 BTS 별로 nT개의 빔을 성형하고, 각 빔을 통해 데이터를 전송할 AT를 선택하기 위해 BTS 별로 독립적인 스케줄링을 수행하였다. 그런데 각 BTS의 독립적인 스케줄링에 의해 선택된 AT들이 인접 BTS들의 서비스 영역들이 서로 중복되는 지역에 위치할 경우, 타 셀간 간섭이 상당히 증가하여 서비스 수신 성능을 저하시킨다. 이러한 단점을 개선하기 위해, 최근에는 다중 안테나 기술을 이용하여, 동일 셀 내에서의 간섭뿐 아니라 인접한 타 셀간에 발생하는 간섭(inter cell interference, ICI)을 억제하기 위한 네트워크 MIMO 또는 협동(collaborative) MIMO 기술에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 도 2는 본 발명이 적용되는 협동(collaborative) SDMA 기술의 개념을 설명하기 위한 것이다. Collaborative SDMA 기술에서는 타 셀간의 간섭을 서로 주고 받을 수 있는 인접 BTS들이 고속의 광대역 유선 통신망을 통해 클러스터(cluster) 스케줄러(210)에 연결되어 있다. 각 BTS들은 AT들로부터 피드백 된 채널 정보들을 유선 통신망을 통해 클러스터 스케줄러(210)에 전달하고, 클러스터 스케줄러(210)는 해당 클러스터에 속한 모든 AT들에 대해 동일 셀 간섭 및 타 셀 간섭을 고려하여 스케줄링을 수행한다. 클러스터 스케줄러(210)는 스케줄링에 의해 선택된 각BTS에서 데이터를 전송할 AT들, 해당 AT가 사용할 가중치 정보, 그리고 해당 AT들로 전송할 데이터의 MCS(modulation and coding scheme) 정보들을 해당 BTS의 스케줄러에게 알려주고, 각 BTS의 스케줄러는 클러스터 스케줄러(210)로부터 전달된 정보를 참고하여, 해당 BTS에서 데이터를 전송할 AT들, 해당 AT들이 사용할 가중치, 그리고 해당 AT들로 전송할 데이터의 MCS를 최종적으로 결정한 후, 상기 결정된 정보에 따라 AT들에게 데이터를 전송한다. FDD 방식의 무선 통신 네트워크에서 collaborative SDMA 기술을 운용하기 위해서는, 역방향 링크의 제한된 피드백 채널을 통해 AT로부터 전달된 부분적인 채널 정보만을 이용하여, 효과적으로 타 셀간 간섭을 억제하는 스케줄링 기술 및 이를 위한 SDMA 기술이 요구된다. 또한, 무선 통신 네트워크에는 인접 BTS들의 서비스 영역들이 서로 중복되어 collaborative MIMO 기술을 적용할 수 있는 collaborative AT(이하, C-AT)들과 단일 BTS의 서비스 영역에 속하여 collaborative MIMO 기술을 적용할 수 없는 non-collaborative AT(이하, NC-AT)들이 혼재하기 때문에, C-AT와 NC-AT 모두에게 적용할 수 있는 collaborative 스케줄링 및 SDMA 기술이 요구된다. 즉, NC-AT들에게 적용하기 위한 기존의 SDMA 및 스케줄링 기술과 호환이 가능한 C-AT들을 위한 collaborative SDMA 및 스케줄링 기술이 요구된다.