사용자 장비 이동성 상태 결정을 위한 방법 및 장치

사용자 장비 이동성 상태 결정을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING UE MOBILITY STATUS}

본 출원은 여기에서 그 기재사항이 참조로 통합되는, 2010년 7월 15일자로 출원된, PCT 모특허출원, PCT/IB2010/002070호의 부분 연속 출원이다.

본 기술은 무선통신에 관한 것으로서, 특히 무선채널 변동을 검출하는 것에 관한 것이다.

본 출원에서, 무선채널을 통해 몇몇 형태로 통신하는 사용자 장비(UE)에 대한, "UE 이동성 상태(mobility status)"는 시간에 걸쳐 무선채널의 변동의 정도에 대응한다. 셀룰러 통신시스템에서, (LET는 하나의 비-제한적인 예이다), UE의 이동성 상태는 업링크 채널 추정과, 폐-루프 MIMO, 다중-사용자 MIMO(v-MIMO), 적응성 안테나 빔형성(adaptive antenna beamforming), 무선자원 스케줄링, 간섭관리(interference management) 등과 같은, 시스템에 의해 채용되는 많은 기술들의 디자인에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 만일 UE 이동성 상태를 알 수 있다면, 이들 기술들은 보다 효과적이고 또한 효율적으로 디자인될 수 있다.

여기에서 그 기재사항이 참조로 통합되는, 2010년 7월 15일자로 출원된, PCT 모특허출원, PCT/IB2010/002070호는, 두 개의 UE 이동성 상태 모드들을 가지도록 디자인되는 업링크 채널 추정을 기술하고 있다. 이 출원에서, 채널 추정은, 낮은 UE 이동성 상태에 UE가 있을 때는 평균화 알고리즘(averaging algorithm)을 채용하고 또한 UE가 높은 UE 이동성 상태에 있을 때는 보간 알고리즘(interpolation algorithm)을 채용한다. 이러한 유형의 이중-UE 이동성 상태 모드 채널 추정은, 다양한 채널 상태들 하에서, 평균화만을 또는 보간만을 사용하는 단일-UE 이동성 상태 모드 추정보다 더 효과적이고 또한 효율적이다. 그러나, UE 이동성 상태가 다양한 다른 예시적 응용들에서 사용될 수 있다. 상당한 이득(gain)을 제공하는 한 예시적인 응용은, UE가 LOW UE 이동성 상태에 있을 때에는 폐-루프 MIMO를 사용하고 또한 쌍으로 된 또는 그룹으로 된 UE들이 LOW UE 이동성 상태에 있을 때 업링크 v-MIMO를 사용한다.

이 응용에서 처리되는 문제점은, 다양한 응용과 기술들에서 효과적으로, 효율적으로 또한 실시간 방식으로 폭 넓은 사용을 위해 UE 이동성 상태를 어떻게 결정하는지 이다. 예컨대, 다운링크 폐-루프 MIMO 응용에서, UE는 다운링크 채널 품질정보(CQI)를 측정하고 그리고 이를, 폐 루프를 형성하는 업링크 제어채널을 통해 서빙 기지국에 보고한다. UE 이동성에 의해 야기되는 다운링크 채널 변동이, 보고된 CQI가 실제 채널 품질을 보다 가깝게 또한 정확하게 나타내는 것을 보장하기 위해 CQI 보고 주기의 시간에 걸쳐 충분히 작도록 이들 UE들은 반드시 천천히 이동하여야 한다. 이와 같이, 효과적으로 또한 실시간 방식으로 UE 이동성 상태를 결정할 수 있는 매카니즘이, 이의 원하는 설계 이득을 이루어기 위하여 다운링크 폐-루프 MIMO 기술에 대해 중요하다. 이러한 유형의 응용에 있어서, 1-밀리초 크기(millisecond time scale)에서 UE 이동성 상태를 결정하기 위한 업링크 채널 추정 절차는 새로운 시나리오를 커버하기 위하여 수백 밀리초로 확장될 필요가 있다.

본 발명은, 무선 사용자장비(UE) 이동성 상태가 무선 통신노드에서 결정되는 것을 제공한다.

무선채널을 통해 통신하는 UE와 관련된 UE 이동성 상태 측정이 수행된다. UE 이동성 상태는 시간과 주파수 중 적어도 하나에 걸쳐 무선채널의 변동 정도에 대응한다. 제1시간과 제2시간에서 무선채널의 채널 특성들이 결정된다. 결정된 채널 특성들을 기반으로, 채널특성 에러 메트릭(error metric)이 결정되고 도한 규정된 임계치와 비교된다. UE 이동성 상태는 한번 이상의 임계치 비교의 반복을 기반으로 결정된다. UE 이동성 상태에 전형적으로 영향을 주는 한 요인은 제1시간에서 제2시간으로 UE의 이동이다.

한 예에서, UE 이동성 상태는 높은 정도의 채널 변동을 나타내는 높은 UE 이동성 상태에 대응하는 제1상태와 그리고 낮은 정도의 채널 변동을 나타내는 낮은 UE 이동성 상태에 대응하는 제2상태를 포함한다. UE 이동성 상태는 또한 세 개 이상의 상이한 UE 이동성 상태들과 또한 두 개 이상의 상이한 규정된 임계치들을 포함할 수 있다.

UE 이동성 상태는 UE 마다, 무선자원 블록마다, 및/또는 다수 무선자원 블록들의 그룹마다 결정될 수 있고, 무선자원 블록은 무선통신을 위해 동시에 다수의 UE들에 할당될 수 있다.

한 예에서, 제1시간과 그리고 나중의 제2시간에서 결정된 채널 특성들은 N 가입자들을 기반으로 생성되고, N은 1보다 큰 가변 정수(variable integer)이다. N의 값은, 원하는 잡음 억제를 이룰 수 있도록 충분히 크게 설정되는 것이 바람직하다.

다른 실시예에서, 다중 반복을 위해 단계 ae들이 수행된다. 각 반복의 결과는, 다수의 상이한, 가능한 UE 이동성 상태들 중 하나에 대응하는 UE 이동성 상태 이벤트이다. UE 이동성 상태는 다수 반복으로부터 기인하는 UE 이동선 상태 이벤트들을 기반으로 결정된다. 수행된 반복의 회수로 나눈, 수행된 다수의 반복에 걸쳐 생성된 다수의 상이한, 가능한 UE 이동성 상태들 중 하나에 대응하는 이벤트 비율(event rate)이 결정될 수 있다. 그런 다음, 결정된 이벤트 비율은 규정된 비율 임계치와 비교될 수 있다. UE 이동성 상태는 비율 임계치 비교를 기반으로 결정될 수 있다. 예시적 구현들에 따라, 이벤트 비율은 규정된 시간 간격에 걸쳐 UE마다, 무선자원 블록마다, 또는 자원블록들의 그룹마다 결정될 수 있다.

한 예시적인 실시예는 업링크 전송된 기준 시퀀스들을 사용하여 UE 이동성 상태를 결정한다. 제1시간에서 UE로부터 수신된 기준 시퀀스는 제1시간에서 무선채널의 채널 특성을 결정하는데 사용되고 또한 나중의 제2시간에서 수신된 기준 시퀀스는 제2시간에서 무선채널의 채널 특성을 결정하는데 사용된다. 상이한 응용들에 대해 상이한 유형들의 기준 시퀀스들이 사용될 수 있다. 제1시간과 제2시간 간의 시간 간격은 사용된 기준 시퀀스의 유형에 따라 다르다. 한 예시적 응용에서, 각 기준 시퀀스는 다수의 주파수 부반송파(subcarrier)를 포함하고, 그리고 주파수 부반송파의 숫자는 구성에 따라 다르거나 또는 무선통신 노드에 의해 만들어진다. 채널 특성을 결정하기 위한 기준 시퀀스들의 프로세싱인, 방법의 제1응용 동안에 무선자원 블록마다 수행될 수 있고 또한 방법의 상이한 제2응용 동안에 UE 마다 수행될 수 있다.

다른 예시적인 실시예는 업링크 전송된 데이터 심볼들을 사용하여 UE 이동성 상태를 결정한다. UE로부터 수신된 데이터 심볼들은 복호화되고 또한 정확성을 위해 체크된다. 적어도 하나의 정확하게 복호된 데이터 심볼들로부터 복원된 UE 전송 데이터 심볼들은 제1시간과 제2시간 중 적어도 하나에서 무선채널의 채널 특성을 결정하는데 사용된다. 데이터 심볼들은 페이로드(payload) 데이터 심볼이거나 또는 시그날링 데이터 심볼일 수 있다.

한 예시적 응용은, 결정된 UE 이동성 상태가 제1상태에 있을 때에 제1유형의 채널추정 알고리즘이 사용되고 또한 결정된 UE 이동성 상태가 제2의 상이한 상태에 있을 때 제2유형의 채널추정 알고리즘이 사용되도록 업링크 채널추정에 대한 결정된 UE 이동성 상태를 사용한다. 업링크 채널추정에 대한 UE 이동성 상태는 한 예시적 구현에서 무선자원 블록마다 결정될 수 있다. 게다가, 제1유형의 채널추정 알고리즘은 한 무선자원 블록에 대해 사용될 수 있고, 또한 상이한 제2유형의 채널추정 알고리즘은 다른 무선자원 블록에 대해 사용될 수 있다. 다른 예시적 구현에서, 업링크 채널추정에 대한 UE 이동성 상태는 다수의 무선자원 블록들의 그룹마다 결정될 수 있다.

다른 예시적 응용은, 결정된 UE 이동성 상태가 제1상태에 있을 때 제1유형의 MIMO 방법을 사용하고 또한 결정된 UE 이동성 상태가 상이한 제2상태에 있을 때 제2유형의 MIMO 방법이 사용되도록, 무선통신 노드에서 사용을 위한 MIMO 방법을 선택하기 위해 결정된 UE 이동성 상태를 사용한다. 그 UE 이동성 상태가 낮은 상태에 있을 하나 이상의 UE들은 다운링크 폐-루프 MIMO 애플리케이션에 대해 식별될 수 있고, 또한 그 이동성 상태가 낮은 하나 이상의 UE들은 업링크 다중-사용자 MIMO 애플리케이션에 대해 식별될 수 있다.

또 다른 예시적 응용은, 결정된 UE 이동성 상태가 제1상태에 있을 때 제1유형의 적응성 안테나 빔형성 방법이 사용되고 또한 결정된 UE 이동성 상태가 상이한 제2상태에 있을 때 제2유형의 적응성 안테나 빔형성 방법이 사용되도록, 무선통신 노드에서 사용을 위한 적응성 안테나 빔형성 방법을 선택하기 위해 결정된 UE 이동성 상태를 사용한다. 낮은 UE 이동성 상태에 있어서, 다중-안테나 빔형성 적응(adaptation)이 선택되고, 또한 높은 UE 이동성 상태에 있어서, 단일 빔 안테나 방법이 선택된다.

비-제한적인 예시적 채널 특성 에러 메트릭은: 제1시간에서 결정된 채널특성과 제2시간에서 결정된 채널특성 간의 평균 에러(mean error)와, 제1시간에서 결정된 채널특성과 제2시간에서 결정된 채널특성 간의 평균제곱 에러(mean square error)와, 제1시간에서 결정된 채널특성과 제2시간에서 결정된 채널특성 간의 연관성(correlation)을 포함한다.

본 발명에 따라 사용자장비(UE)의 이동성을 정확히 검출함으로써 통신 성능을 향상시키게 된다.

도 1a는 UE 이동성 상태 측정을 위한 이차원 단일 모델의 비-제한적 예를 도시한 도면.
도 1b는 UE 이동성 상태 측정을 위한 이차원 단일 모델의 다른 비-제한적 예를 도시한 도면.
도 2는 서비스 또는 셀의 서빙 노드의 지형적 영역 내에 위치한 서빙 받는 UE와 서빙 노드를 가지는 셀룰러 통신시스템을 보여주는 도면.
도 3은 UE 이동성 상태를 결정하기 위해 망 노드가 추종하는 예시적 절차들을 설명하기 위한 비-제한적인 흐름도.
도 4는 망 노드에 대한 프로세싱 회로의 비-제한적인, 예시적 기능 블록도.
도 5는 복합 공간에서 UE 이동성 상태 결정의 예를 설명하는 도면.

다음의 설명은 설명과 비제한적 목적을 위한 특정 실시예들과 같은, 특정 세부사항들을 제시한다. 그러나, 이들 특정 세부사항들을 제외하고 다른 실시예들일 채용될 수 있다는 것을 본 기술분야의 기술자라면 이해하게 될 것이다. 몇몇 경우에서, 불필요한 세부사항으로 설명이 모호해지는 것을 방지하기 위해, 잘 공지된 방법들과, 인터페이스들과, 회로들과 그리고 장치들의 상세한 설명들이 생략된다. 다양한 노드들에 대응하는 개별적이 블록들이 도면들에 도시된다. 이들 블록들의 기능들은, 개별적인 하드웨어 회로를 사용하여, 적절하게 프로그램된 디지털 마이크로프로세서 또는 일반 목적의 컴퓨터와 함께 소프트웨어 프로그램들과 데이터를 사용하여, 및/또는 응용 특정 집적회로(ASIC)을 사용하여, 및/또는 하나 이상의 디지털 신호처리기(DSP)들을 사용하여 구현될 수 있다. 공중 인터페이스를 사용하여 통신하는 노드들은 또한 적절한 무선통신 회로를 가진다. 소프트웨어 프로그램 명령들과 데이터는 컴퓨터-판독가능 저장매체에 저장될 수 있거나, 또는 명령들이 컴퓨터 또는 다른 적절한 프로세서 제어에 의해 수행될 때, 컴퓨터 또는 프로세서는 기능들을 수행한다.

따라서, 예컨대, 여기서 도면들은 설명적 회로 또는 다른 기능적 유닛들의 개념적 도식을 나타낼 수 있다는 것을 본 기술분야의 기술자라면 이해하게 될 것이다. 비슷하게, 소정의 흐름도, 상태 천이도, 유사부호(pseudocode) 등은, 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 나타낼 수 있고 또한, 컴퓨터 또는 프로세서가 명확히 도시되던 간에, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 다양한 프로세스를 나타낸다는 것을 이해하게 될 것이다.

도시된 요소들의 다양한 기능들은, 컴퓨터-판독가능한 매치에 저장된 코드화 명령들의 형식인 소프트웨어를 실행할 수 있는 회로 하드웨어 및/또는 하드웨어와 같은 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 그러므로, 이러한 기능들과 도시한 기능블록들은, 하드웨어-구현 및/또는 컴퓨터-구현, 및 기계-구현으로서 이해하여야 한다.

하드웨어 구현의 관점에서 보면, 기능 블록들은 제한 없이, 디지털 신호처리기(DSP) 하드웨어, 단축명령 설정 프로세서(reduced instruction set processor), 제한하는 것은 아니지만, 응용 특정 집적회로(ASIC) 및/또는 현장 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array(s))를 포함하는 하드웨어(예컨대, 디지털 또는 아날로그) 회로, 및(적절하다면) 이러한 기능들을 수행할 수 있는 상태 기계(state machine)를 포함할 수 있다.

컴퓨터 구현의 관점에서 보면, 컴퓨터는 일반적으로 하나 이상의 프로세서 또는 하나 이상의 제어기들을 포함하는 것으로 이해된다. 용어 컴퓨터, 프로세서 및 제어기는 상호교환가능하게 채용될 수 있다. 컴퓨터, 프로세서, 또는 제어기로 제공되면, 기능들은 단일의 전용 컴퓨터 또는 프로세서 또는 제어기에 의해, 단일의 공유 컴퓨터 또는 프로세서 또는 제어기에 의해, 또는 몇몇은 공유되거나 또는 분산될 수 있는 다수의 개별적인 컴퓨터 또는 프로세서들 또는 제어기들에 의해 제공될 수 있다. 게다가, 용어 "프로세서" 또는 "제어기" 는 또한 이러한 기능을 수행하거나 및/또는 소프트웨어를 실행할 수 있는, 상기에서 언급한 예시적 하드웨어와 같은 다른 하드웨어를 나타낸다.

소정의 셀룰러 통신시스템 및/또는 망에 기술이 적용될 수 있다. 여기서, 무선 사용자장비(UE)는, 소정 유형의 이동국(MS), 단말기, 랩탑, PDA, 작은 기지국, 센서, 중계기로 이해할 수 있다. 망 노드는 기지국 노드, 중계기 노드, 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 개인 영역 망 노드(Personal Area Network node), eNodeB로서 기능하는 UE, WiFi 포인 등과 같은 망에 액세스하기 위해 UE와 통신할 수 있는 소정의 노드일 수 있다.

UE 이동성은, 주파수 영역과 시간 영역 둘 다에서 무선채널 특성들에 강하게 영향을 미쳐, 주파수와 시간에서 변하는 채널 특성응답을 일으키는, 무선채널 페이딩(channel fading)을 야기한다. 상이한 UE 이동성 속도는 주어진 다른 채널 조건들에서 시간과 주파수에서 상이한 정도의 채널 변동을 반영할 수 있는 상이한 도플러 효과를 발생할 수 있다. UE의 속도가 UE 이동성 상태에 영향을 미치는 가장 중요한 요소라 하더라도, 항상 가장 중요한 것은 아니고 또한 종종 다른 요소들이 있다. 수반되는 요소들에 상관없이, UE 이동성 상태는 소정의 시간 주기 동안, 예컨대 UE(이동하는 또는 정지한)가 그의 서빙 eNodeB에 측정 신호들을 전송할 때 무선채널 특성 응답에서 변동 정도의 메트릭이다. UE 이동성 상태는 기술이 사용되는 시스템의 성능에 의해 결정될 수 있는 하나 이상의 디자인 변수들과 채널 변동의 정도를 반영하는데 사용되는 하나 이상의 메트릭들의 정의(definition)에 따라 다르다.

한 유형의 시스템은 셀룰러 통신시스템들을 포함한다. 많은 셀룰러 통신시스템들은 몇몇 형태의 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:OFDMA) 기술을 사용하고, 여기서 데이터 전송은 여러 서브-스트림(sub-streams)들로 분할되고, 그리고 각 서브-스트림은 개별적인 부반송파 상에서 변조된다. OFDMA-기반 시스템들은 가용 대여폭을 시간, 주파수, 코드, 및/또는 이들의 소정 조합으로 규정되는 무선자원 블록(RBs)들로 서브-분할한다. 하나의 비-제한적인 LTE-기반 예로서, 자원블록은 주파수와 시간 영역들에서 각각 180KHz 및 0.5ms 일 수 있다. 전체/가용 업링크 및 다운링크 전송 대역폭은 매우 클 수 있다. 예컨대, 20MHz, 100MHz 등일 수 있다.

개괄적으로, 망 노드는 두 개의 고정된 시간 인스턴스 간에 채널 변동의 크기를 추정하기 위하여 UE 이동성과 다른 요인들에 의해 야기되는 무선채널 특성 응답의 변동에 관한 UE 이동성 상태 측정치들을 수신한다. 하나의 비-제한적인 실시예에서, 이는, 물리적 업링크 공유 채널(PUSCH)를 통해 관련 UE에 의해 전송되는 복조 기준신호(DMRS) 또는 사운딩 기준신호(sounding reference signal)을 통해 전송되는 사운딩 기준신호(SRS)와 같은 공지 기준신호들을 사용하여 이루어질 수 있다. 다른 비-제한적인 예시적 실시예에서, PUSCH를 통해 또는 물리적 업링크 제어 채널(PUCCH)를 통해 수신되는 복호된, 순환 중복 검사된(cyclic redundancy checked:CRC) UE 데이터 또한, 보다 정확한 채널 추정을 이루기 위하여 UE 이동성 상태 측정치들의 정확도를 개선하기 위해 사용될 수 있다.

양 예시적 실시예들에서, 두 모드 상태 구현에서 UE에 대한 관련 UE 이동성 상태, 예컨대 HIGH 상태 또는 LOW 상태를 초기에 결정하기 위하여, 두 시간 인스턴트 간에 채널 특성 응답 변동의 크기는 규정된 크기 임계치와 비교된다. 이 초기 결정에는 바람직하게, UE 이동성 상태 결정 반복들 내에서 발생하는 소정의 UE 이동성 상태 이벤트의 비율을 기반으로 최종 결정을 만들기 위해 하나 이상의 관련 UE 이동성 상태의 부가적인 결정 반복들이 뒤따른다.

적절한 크기 임계치와, 반복의 회수와, 그리고 비율 임계치를 결정하기 위한 기술들이 아래에서 기술되지만, 이들 설계 변수들에 대한 구체적인 값들은 바람직하게 특정 응용들에 따라 결정된다. 이외에도, UE 이동성 상태 결정을 위해 사용되는 메트릭들은 UE마다, 무선자원 블록(RB)마다, 또는 다수의 RB들의 그룹들 마다 프로세스될 수 있다. RB마다 또는 RB들의 그룹마다의 해결책들은 (1) UE 이동이 일정하게 있다 하더라도, 상이한 RB들이 주파수 영역에서 상이한 채널 변동을 반드시 경험하게 도는 상황에서, (2) 각 특정 UE를 식별할 필요가 없기 때문에 구현 비용들이 줄어들고, (3) 채널추정과 최대우도 결합(maximum likelihood combining:MRC)/혼신 저감 결합(interference reduction combining:IRC)의 독립적인 병렬 프로세싱을 가능하게 하고, 그리고 (4) 최종 결정을 위한 비율 측정을 계산하기 위해 보다 많은 측정 이벤트들을 생성한다는 점에서 유리할 수 있다.

UE의 이동성 상태를 추정하고 또한 결정하기 위해, 실시간 방식으로 UE 이동성 상태를 효율적으로 또한 바람직하게 반영하는 UE 이동성에 대한 몇몇 형태의 측정을 얻어야만 한다. 시간에 걸쳐 UE들의 업링크 무선채널 특성 변동에 대한 측정이 바람직하다. 도 1a는 UE 이동성 상태 측정을 위한 이차원 신호 모델이다. 한 차원은 주파수이고, 그리고 다른 차원은 시간이다. 망 노드, 예컨대 LTE 시스템에서 eNodeB의 수신기에 공지된 두 개의 예시적 기준 신호(RS)들이 UE에 의해 업링크 무선채널을 통해 망 노드로 전송된다. 이 비-제한적인 LTE 예에서, 각 신호 시퀀스는 시간 영역에서 하나의 단일 반송파-주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 심볼을 점유하고 또한 주파수 영역에서 다수의 부반송파들을 점유한다. 두 개의 기준 시퀀스들(심볼 1 및 심볼 2) 간의 시간 간격은, UE 이동성에 의해 야기되는, 시간에 따른 채널 특성 변동을 효율적으로 반영하기에 충분할 정도로 긴 것이 바람직하다. 또한, 주파수 영역에서 각 기준 시퀀스의 부반송파들의 숫자는, 충분한 잡음 억제가 이루어지게 하도록 충분히 큰 것이 바람직하다. 그러나, 주파수 영역에서 두 기준 시퀀스들 간의 시간 간격과 각 기준 시퀀스의 부반송파들의 숫자는 소정의 적절한 값들을 가질 수 있고 또한 바람직하게, UE 이동성 상태가 해당되는 각 특정 응용을 기반으로 결정된다.

한편, 바로 위에서 기술한 기준 신호들과 두 개의 변수들은 표준에 의해 결정될 수 있을 수 있다. 예컨대, 이중 UE 이동성 상태 모드 추정 알고리즘을 가지는 PUSCH 채널 추정의 LTE 응용에 있어서, 두 개의 복조 기준 시퀀스 심볼(DMRS)들이 두 개의 일반 기준 시퀀스들의 모델 대신에 사용될 수 있다. 이 경우에, 만일 정상 주기적 전치부호(normal cyclic prefix:CP)가 서브프레임에 사용된다면, 두 개의 DMRS들 간의 시간 간격은 일곱 개(7)의 SC-FDMA 심볼들이고, 그리고 각 DMRS의 부반송파들의 숫자는, 이 서브프레임에 대해 얼마나 많은 RB들이 UE에 할당되는지에 따라 정수 배수의 자원블록(RB)이다. 이 예에서, 만일 부반송파 간격이 15KHz 떨어져 있다면, RB는 12개의 부반송파들을 포함한다. 마찬가지로, 만일 몇몇 응용에 대해 이 모델에서 SRS가 사용된다면, 시간에서 두 개의 연속적인 SRS 심볼들이 사용되고, 또한 표준에 의해 적절한 시간 간격과 부반송파들의 숫자가 주어질 수 있다.

도 1b는 UE 이동성 상태 측정을 위한 이차원 신호 모델의 다른 비-제한적 예이다. 이 실시예는 예컨대, LTE에서 PUSCH 또는 PUCCH와 같은 무선채늘을 통해 수신되는, 복호되고 또한 CRC-통과된 데이터 단독으로 또는 하나 이상의 기준 신호들과 조합하여 채용한다. 도 1에 도시된 예는, 함께 사용할 수 있는 데이터 심볼들과 기준 심볼들 둘 다를 보여준다. 다르게는, 단지 데이터 심볼들만이 사용될 수 있거나 또는 데이터 심볼과 기준 심볼 간에 시간 간격이 표시될 수 있다. 복호되고 또한 CRC-통과된 데이터 심볼들을 사용하면, UE 이동성 상태 추정뿐만 아니라 업링크 채널 추정의 정확도를 개선할 수 있다. 많은 쌍들의 심볼들이 시간 간격에서, 예컨대 TTI에서, 심볼0 대 심볼7, 심볼1 대 심볼8 등과 같이 많은 방식으로 형성될 수 있다. 초기에, 시간 간격 TTI에 대대 원본 수신신호(original received signal)가 저장된다. 다음에, 복호된 데이터가 공지된 방식으로 구해지고 또한 예컨대 CRC 체크에 의해 정확도를 위한 체크된다. 그런 다음, 정확하게 복호된 데이터가 공지된 변조 및 부호화 방법을 사용하여, 수신 TTI에서 원본 데이터 신호에 대해 UE에 의해 정송된 각 수신 데이터 심볼들 복원하는데 사용된다. 그런 다음, 복원된 데이터 심볼들은, 복원된 각 데이터 심볼의 대응하는 반송파 샘플의 복소공액(complex conjugate)으로, 본래 수신한 각 데이터 심볼의 각 부반송파 샘플을 승산으로써 원본 수신 신호에 포함되어 있는 대응하는 데이터 정보를 제거하는데 사용된다. 승산의 결과물은 반송파와 심볼에 대응하는 채널 응답 샘플을 제공한다. 정확히 복호된 데이터를 사용함으로써, 최종 채널 응답 샘플들은 두 개의 기준 시퀀스 심볼들로 이루어지는 제1-시간 채널 추정으로부터 얻는 것보다 한층 더 정확하다. 나중에, 만일 정상 주기적 전치 부호가 사용된다면, 제1심볼에서 복호된 데이터를 사용하여 추정된 채널 응답은 일곱 번째 심볼에서 추정된 것과 비교된다. 마찬가지로, 제2심볼은 여덟 번째 심볼과 비교될 수 있게 되는 등 이렇게 이루어질 수 있다.

아래 표 1은 몇몇 전형적인 응용들에서 UE 이동성 측정 모델을 사용하기 위한 몇몇 비-제한적 예들을 보여준다.

도 2는 셀(14)이라고 호칭하는, 서빙하는 노드의 지리적 서비스 영역 내에 위치한 사용자 장비(UE)(12)를 서빙하는 서빙노드(serving node)(시스템에 따라, 기지국, Node B, 이볼브드 Node B(eNodeB 또는 eNB) 등이라 호칭)를 가지는 셀룰러 통신시스템을 도시하고 있다. 통신은 eNB(10)와 UE(12) 간에서 양방향성이다. eNB(10)에서 UE(12)로의 통신들은 다운링크 방향에서 이루어지는 것으로 언급하는 반면, UE(12)에서 eNB(10)로의 통신들은 업링크 방향에서 이루어지는 것으로 언급한다. LTE 응용에서 PUSCH 또는 SRS와 같은 업링크 채널을 통해 도 1에 주어딘 기준신호 모델을 기반으로 그의 서빙 기지국으로 기준 시퀀스 전송을 수행하는 UE가 도시되어 있다.

도 3은 예시적인 절차들을 도시한 비-제안적인 흐름도로서, 절차들에 뒤이어 망 노드, 예컨대 도 2의 기지국이 UE 이동성 상태를 결정한다. 망 노드는 무선채널을 통해 통신하는 UE와 관련된 UE 이동성 상태 측정을 수행한다(단계 S1). 이들 측정을 기반으로, 무선채널의 채널 특성이 제1시간과 제2시간에서 결정된다(단계 S2). 망 노드는 제1시간에서 결정된 채널 특성과 제2시간에서 결정된 채널 특성을 기반으로 채널 특성 에러 메트릭을 결정한다(단계 S3). 그런 EKDMAS 채널 특성 에러 메트릭은 규정된 크기 임계치와 비교된다(단계 S4). 임계치 비교를 기반으로 제1시간과 나중의 제2시간 사이의 측정 주기 동안에 초기 UE 이동상 상태 결정이 이루어진다(단계 S5). 몇몇 응용들은 단지 이 초기 UE 이동성 상태 결정으로 만족스럽게 처리될 수 있다. 다른 응용들은 다수의 UE 이동성 상태 결정으로 이점을 얻을 수 있다. 이 경우에, 망 노드는 다수의 측정 주기에 걸쳐 UE 이동성 상태를 결정한다(단계 S6). 규정된 시간주기에 걸쳐 UE 이동성 상태의 각 결정이 수행되는 비율이 결정되고, 그리고 이 비율은 규정된 비율 임계치와 비교된다(단계 S7).

도 4는 도 3의 단계들을수행하는 망 노드에 대한 처리회로의 비제한적인, 예시적 기능 블록도이다. 처리회로의 각 기능을 지금부터 설명한다. 초기에, 시간-영역(time-domain) 기준 시퀀스(x1 및 x2)를 포함하는 신호들이, 망 노드 또는 다른 노드에서 무선회로에 의해 RF에서부터 기저대역(baseband)으로 변환된 후에 수신되고, 그리고 처리회로(10)에서 처리된다. 고속 주파수변환(fast frequency transform:FFT) 유닛(12)은 시간-영역 기준 시퀀스(x1 및 x2)를 포함하는 상기 신호들을 수신하여, 이를 주파수영역으로 변환한다. 시퀀스 제거유닛(sequence removal unit)은, 망 노드에 공지된, x1 ^* 및 x2 ^* 표시되는 각 기준 시퀀스의 복소공액들을 수신 신호들과 곱함으로써 그들의 각 수신 신호들로부터 두 개의 기준 시퀀스를 제거한다. 시퀀스 제거는 x1 및 x2에 각각 대응하는 채널 주파수 응답 심보들을 나타내는

실제로

에러는 하나 이상의 규준을 기반으로 에러처리유닛(28)에 의해 처리된다. 에러처리 알고리즘은 메트릭을 기반으로 UE 이동성 상태의 유효한 결정이 이루어지게 하는 유의미한 메트릭을 제공하는 소정의 형식일 수 있다. 비제한적인 예시적 메트릭 후보를 지금부터 기술한다.

한 예시적 메트릭은 평균오차 메트릭(mean error metric)이다.

도 5는 f(

다른 예시적 메트릭은

메트릭스 =

세 번째 예는, 그들의 크기들의 곱에 의해 정상화되는

정상화 상관 메트릭

여기서 ( ) ^* 는 복소 공액을 나타낸다.

앞서 언급하였듯이, 메트릭(들)은, UE 이동성으로 인한 채널 특성 변동을 반영하기에 유의미하고 또한 유효한 한은 어떠한 형식이라도 될 수 있다. 일반적 에러 메트릭(들) 형태는, 한 세트의 임계치에 의해 규정되고 또한 결정되는, 한정된 숫자의 개별적인 UE 이동성 상태들에 관하여 UE 이동성 상태의 측정인 g(H ₂ ,H ₁ )으로 나타내는 H ₁ 과 H ₂ 간의 에러의 함수로서 적을 수 있다. 한 임계치로, 두 개의 UE 이동성 상태들이 규정된다: LOW 상태 및 HIGH 상태가 규정된다. 이러한 UE 이동성에 관한 두-상태 정보는 많은 응용에 있어서 충분하다. 그러나, UE 이동성 상태의 추가 입도(granularity)로부터 이점을 얻을 수 있는 응용들에 유영할 수 있는 것에 따라 두 개 이상일 수 있다. 예컨대, 두 개의 임계치들을 사용하여 세 개의 UE 이동성 상태들이 규정딜 수 있고, 세 개의 임계치를 사용하여 네 개의 UE 이동성 상태들이 규정될 수 있다.

유닛(28)에서 에러처리는 "UE 마다(per UE)", "RB 마다(per RB)", 또는 "RB들의 그룹마다(per a group of RBs)" 수행될 수 있다. UE 마다 처리되는 기준 시퀀스 처리는, 처리가 각 UE에 관해 이루어진다는 것을 의미한다. 그러나, 전체 점유된 주파수대역은, 하나의 UE 또는 다수의 UE들에 의해 사용되고 있는지에 상관없이 전체로서 처리될 수 있다. 이 경우에, 에러 메트릭(들)은 RB 간에(RB-by-RB) 결정되어(UE 간에(UE-by-UE) 대신에), 하나 이상의 적절히 설계된 임계치들에 따라 각 특정 RB에 대해 채널 특성 응답이 얼마나 만이 변동하는지를 보여준다. UE 마다의 프로세싱과 비교하면, 이러한 유형의 처리는 언링크(unlink) 채널 추정과 같은 몇몇 응용에 대해 부수적인 이점을 생성할 수 있다.

예컨대, PUSCH 채널 추정과 이중-UE 이동성 상태(HIGH/LOW) 알고리즈을 가지는 응용을 고려한다. 목표는, 만일 UE가 일정한 속도로 이동한다 하더라도 상이한 RB들은 주파수영역에서 상이한 채널 변동을 겪을 수 있다는 것을 이용하는 것이다. 이는, 채널 변동으로부터 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 이용하기 위해 채널 추정이 상이한 RB들을 처리하도록 한다.

RB 마다 프로세싱의 다른 이점은 감소된 구현 비용인데, 특정 UE 각각을 더 이상 식별할 필요가 JQTRL 때문이다. UE 식별을 제거하는 것은, 다른 임무를 위해 프로세싱 자원들을 자유롭게 한다. RB 마다 프로세싱의 다른 이점은, 채널 추정과 MRC/IRC 결합의 병렬 처리를 가능하게 하는 것이다. MRC/IRC 결합이 RB 마다 수행될 수 있기 때문에, 전체 대역 채널 추정이 완료되기 전까지 대기할 필요가 없다. RB 마다 프로세싱의 다른 이점은, 보다 많은 측정 이벤트들이 생성되어 통계상으로 측정의 비율을 개선한다는 것이다.

다음의 비제한적인 예시적 단계들은, 예로서 업링크 채널 추정을 취해, 유닛(28)을 통해 RB 마다 에러 프로세싱을 수행하는데 사용될 수 있다. 먼저, (이 예에서) 15 KHz의 주파수 공간에 관하여 각 RB에 대해 부반송파 변수들의 수(N 내지 12)를 설정한다. 두 번째로, RB 간에(RB-by-RB) 또한 업링크 채널 추정에 의해 관련되는 주파수 대역의 상이한 부분들을 점유하는 UE들과는 무관하게 에러 메트릭을 계산한다. 세 번째로, 각 RB의 에러 메트릭을 규정된 크기 임계치와 비교함으로써 두 개의 상이한 시간 인스턴트에 걸쳐 각 RB에 대한 채널 변동을 결정한다. 마지막으로, 채널 추정을 위해 각 RB에 대해 UE 이동성 상태가 LOW이면 평균화 알고리즘을 또는 만일 UE 이동성 상태가 HIGH이면 보간 알고리즘을 적용한다.

앞서 언급하였듯이, 변수 N의 값은 바람직하게 잡음 억제에 관하여 충분히 커야한다. 만일 N이 너무 작다면, 잡음억제 필터링은 너무 약하게 되어, 계산된 메트릭에 상당한 잔여 잡음을 남겨두고, 이는 메트릭의 정확도에 악영향을 미칠 수 있다. RB 또는 RB들의 그룹마다 에러 프로세싱에 대해서, 이는 문제가 아닌데, 예컨대 12 개의 부반송파들을 포함하는 RB가, 변수 N이 잡음억제에 관해서 너무 작아지지 않도록 보장하고, 또한 잔여 잡음 영향은 크기 임계치를 적절히 선택함으로써 더 감소될 수 있기 때문이다. 따라서, UE 이동성 상태 결정의 충분한 정확도를, RB 마다 에러 프로세싱에 대해 얻을 수 있다. 한편, LTE 시스템에서 단일 RB는, 많은 응용들에서 주파수 반송파들에서 페이딩 채널들 대부분의 상관대역폭(coherence bandwidth)보다 작은 180KHz의 대역폭을 가진다. 따라서, RB 내에서 채널 주파수 응답의 변동은 일반적으로 작다. 채널 특성 응답에서 이동 평균화(moving averaging)에 의해 발생되는 상당한 왜곡을 겪는 일이 없이 메트릭을 계산하기 전에 각 RB의 채널 특성 응답에 상기 이동 평균화를 수행함으로써 잡음억제는 더 향상될 수 있다.

도 4로 돌아가면, 크기결정 유닛(30)은 처리된 에러 메트릭의 크기를 결정한다. 처리된 에러 메트릭의 크기는 임계치 유닛(32)에 의해 비교되어, 채널 변동의 정도에 대한 초기 결정을 만든다. 그런 다음, 처리된 에러 메트릭의 크기는 임계치 유닛(32) 내 임계치와 비교된다. 단일 임계치 예의 경우에, 에러 메트릭의 크기가 임계치를 초과하면, UE 이동성 상태는 HIGH 상태로 결정되고; 그렇지 않다면 LOW 상태로 결정된다.

이 임계치 프로세스의 한 예가 기하학적으로 도 5에서 평균 오차 메트릭 예로 도시되어 있다. 복소평면(complex plane)은 원에 의해 두 개의 결정영역으로 분할되고, 상기 원의 반경은 임계치와 동일하다. 만일 에러 메트릭이 원의 영역 내에 들어간자면, 그러면 두 개의 시간 인스턴트들에 걸쳐 채널 특성 응답에서 작은 변동으로 인해 UE 이동성 상태는 LOW UE 이동성 상태의 상태에 있게 된다.

순위 및 최종결정 유닛(a rating and final determination unit)(34)은 임계치 유닛(32)으로부터 결정을 수신한다. 비록 UE 이동성 결정을 위해 하나의 에러만이 충분할 수 있다 하더라도, 만일 다수의 상이한 시간 인스턴트들에 대해 다수의 반복을 위해 에러 결정 및 임계치 프로세스가 수행된다면 더 나은 결과들을 얻을 수 있다. 그러면, 순위 및 최종결정 유닛(34)은 각 UE 이동성 상태, 예컨대 LOW 이동성 상태 또는 HIGH 이동성 상태(이 예에서 단지 두 개의 UE 이동성 상태들이 있다고 가정했을 때)가 되고, M 회수 동안 후속 반복들과 함께 초기 UE 이동성 결정에 의해 결정되는 반복의 회수를 카운트할 수 있다. 여기서, M은 정수이다. 비율 r은 두 상태 예에서

유닛(340에 의한 "이벤트 카운팅(event counting)"에 대한 여러 비제한적인 예시적 방법들을, 비제한적인 두 개의 UE 이동성 상태(HIG/LOW) 상황에 대해 지금부터 설명한다. 한 예에서, 전송시간 간격(TTIs)들 당 두 개의 기준 심볼들을 사용하는 RB마다 이벤트를 카운트할 수 있다. 만일 TTI 당 각 RB에 대해 계산된 메트릭이 임계치보다 크다면, HIGH 이벤트가 카운트된다. 그렇지 않다면, LOW 이벤ㅌ가 카운트돈다. 다른 예는 TTI 당 두 개의 기준 심볼들을 사용하는 UE 마다 이벤트들을 카운트한다. 만일 TTI 당 각 UE에 대해 계산된 메트릭이 임계치보다 크다면, HIGH 이벤트가 카운트된다. 그렇지 않다면, LOW 이벤트가 카운트된다. 제3방븝은 LOW 또는 HIGH 이벤트들을 계산하는데 사운딩 기준신호(SRS)를 사용한다. 적어도 2 밀리초(miliseconds)에 의해 분리된 두 개의 인접한 SRS 심� �들이 메트릭들을 계산하는데 사용된다. 만일 계산된 메트릭들이 임계치보다 크다면, HIGH 이벤트가 카운트된다. 그렇지 않다면, LOW 이벤트가 카운트된다. 다른 방법은 CRC 체크 등을 통과한 후 예컨대 PUSCH 또는 PUCCH로부터 복호된 데이터를 사용하여 추정된 채널 응답들을 사용한다. 선-규정된(pre-defined) 간격으로 분리된 두 개의 정확히-복호된 데이터 심볼들을, 그들의 대응하는 채널 응답들을 추정하는데 사용하고, 그런 다음 대응하는 채널 응답들은 이전 방법들과 유사한 방식으로 메트릭을 계산하는데 사용된다. 만일 계산된 메트릭이 임계치보다 크다면, HIGH 이벤트가 카운트된다. 그렇지 않다면, LOW 이벤트가 카운트된다.

임계치 유닛(32)에서 사용되는 임계치들과 같은 설계변수 M 및 R은 소정의 적절한 값들일 수 있다. 적절한 값들을 결정하기 위한 하나의 비제한적인 예시적 방법은, 사용하게 되는 응용들에 관해서 성능 시뮬레이션 및 실험실 테스트이다. 단계 1: 적절한 기준 시퀀스 유형(예컨대, DMRS, SRS, PUSCH, 또는 PUCCH), 시간 간격, 및 에러 프로세싱 연산 모드(UE마다, RB마다 또는 RB들의 그룹마다 프로세싱)가 결정되고 또한 성능과 구현 복잡성 간에 설계 드레이드오프(tradeoff)뿐만 아니라 UE 이동성 상태를 알 필요가 있는 특정 기술 응용을 기반으로 할 수 있다. 이는, 메트릭들 계산에서 사용되는 부반송파들의 숫자를 결정한다. 하나의 비제한적 예로서, 만일 RB마다 에러 프로세싱이 사용된다면 N은 12일 수 있다. 단계 2: 상태들의 숫자와 그리고 각 상태를 식별할 수 대응하는 숫자의 임계치들이 응용에 대해 결정된다. 단계 3: 계산에서 사용되게 되는 메트릭들 유형은 성능과 구현 복잡성 간에 설계 드레이드오프를 기반으로 선택될 수 있다. 단계 4: 실행 시뮬레이터가 시스템, 예컨대 LTE 시스템과 그리고 응용 필요조건들에 대해 생성된다. 이 시뮬레이터는 기준신호 모델을 가지는 기준 시퀀스 전송과, SRS 신호 전송과, UE 업링크 채널 추정을 위한 PUSCH 전송 또는 PUCCH 전송과, UE 이동성 측정과 도 4에 도시된 유닛들에 대한 기능들을 시뮬레이션한다. 단계 5: 시뮬레이션들은 컴퓨터에서 구동되어, 다양한 채널 조건들 하에서 다양한 값들의 임계치, M 및 R 대, 잡음을 더한 간섭에 대한 신호의 비율에 대한 블록 에러율과 같은 시스템 성능 곡선을 생성한다. 특정 응용에 따라 다른 곡선들도 사용할 수 있다. 단계 6: 응용에 대한 의도한 목적/목표들을 달성하기 위하여 시뮬레이션으로부터 생성된 성능 곡선들을 기반으로 필요한 임계치, M 및 R을 선택한다. 임계치, M 및 R의 선택 이후에, 선택된 값들을 미세 조정하기 위하여 실험실 테스팅을 통한 검증이 유용할 수 있다.

다양한 실시예들을 도시하고 또한 상세히 기술하였다 하더라도, 청구항들은 소정의 특정 실시예 또는 예에 한정되지 않는다. 상기 설명 중 어느 것도, 소정의 특정 요소, 단계, 범위 또는 기능이 청구범위 내에 포함되어야만 하도록 필수적이라는 것을 나타내는 것으로 판독되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 단지 청구항에 의해서만 규정된다. 법적인 보호의 범위는 허용된 청구항과 이들을 등가안들 내에서 인용되는 단어들에 의해 규정된다. 본 기술분야의 기술자에게 공지된, 상기 기술한 바람직한 실시예의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가안들은 참조로서 명시적으로 여기에 포함되고 또한 본 발명의 청구항에 포함되는 것이다. 게다가, 기술한 기술에 의해 해결되어야 하는 각 및 모든 문제점을 처리하기 위한 장치 또는 방법이 필요하지 않고, 본 발명의 청구항에 포함될 필요가 없다. 단어 "수단" 또는 "단계"들이 사용되지 않는다면 청구항 USC §112의 조항 6을 적용하지 않는다. 또한, 실시예, 특징, 요소 또는 단계가 청구항에서 인용되는지에 상관없이, 이 명세서의 실시예, 특징, 요소 또는 단계는 공중에 제공하고자 하는 것은 아니다.