LTE-A ePDCCH

  MU-MIMO 기술은 시스템 처리량을 향상 시킬수 있도록 LTE Rel-10 에서 중요한 부분으로 간주 되었다. 여러 UE들에게 동일한 frequency-time resources를 스케줄링함으로써, 더 많은 UE는 더 좋은 공간 멀티플렉싱을 활용하기 위해 같은 서브프레임에 스케줄된다. 전망에 따르면, 최대 4UE는 같은 OFDM resources에 공동으로 스케줄 될 수 있다. MU-MIMO 적용을 위해서는 resource allocation (RA), modulation and coding scheme (MCS), HARQ 정보 등을 포함하고 각 UE는 PDCCH를 통해 나타내야 한다.  MU-MIMO 결과에 따르면, 서브프레임 당 UE의 스케줄 수의 증가 예상으로 인하여 더 많은 PDCCH 전송이 예상된다. 그러나 LTE에서는 PDCCH 구역에 최대 3개의 심볼을 사용하도록 디자인 되었지만, LTE-A 에서 UE의 수가 증가 함으로써 충분하지 않을걸로 예상된다.

 

Rel-8/9/10에서 동종 macro 수행은 평가와 논의의 집중 대상이다. 그러나 트래픽 요구의 증가로 인하여, 최근 경향은 non-uniform 네트워크의 시행인데 성장 하는 네트워크의 시나리오같은 이런 특정 시행을 위해선 Heterogeneous 시행, 향후 최적화와 향상된 MIMO와 CoMP 기술이 필요하다. 향상된 DL 제어 신호는 feedback 코드북 향상 key 뿐만 아니라 다른 향상 가능성이다. LTE DL 제어 채널 디자인으로 PDCCH 용량은 가능한 CCE들과 각 할당 PDCCH에 할당 된 집적 레벨의 수와 관련이 있다. 예를들어 제어 영역이 3 ODFM 심볼로 제한 되어 있기 때문에, eNB는 PDCCH 전송을 위한 resource가 부족한 시나리오가 가능할 수 있다. 첫째, DMRS의 증가 사용과 DCI 형식 2C가 더 자주 사용된다. DCI format 2C는 높은 코딩 속도 (1Mz FDD 시스템을 위한 0.81)에 오직 하나의 CCE 결과를 사용하기에 UE에 최소 두 개의 CCE를 사용해야 한다. 둘째, 셀 가장자리의 UE와 CoMP모드를 보면 CCE의 큰 수는 PDCCH 셀 가장자리 성능을 향상 시키기 위해 CoMP 모드를 사용할 수 없기 때문에 메인 커버리지를 위한 PDCCH가 필요하다. 마지막으로, non-uniform 네트워크 수행을 위한 DL 향상은 높은 우선 순위이다. 한 가지 가능한 non-uniform 네트워크 수행은 macro eNB와 같은 셀 ID를 사용하여 여러 가지 저전력 RRH들과 macro 노드가 있다. 이러한 경우, macro eNB및 모든 RRH에 대해 하나의 공통 PDCCH, 따라서 모두 같은 PDCCH 보내기 때문에 제어 구역의 용량이 작아질 것이다. 추가로 제한된 용량뿐만 아니라, 현재 PDCCH 디자인 또한 다른 제한이 있다. 첫째 PDCCH는 CRS를 사용하여 주파수 다이버시티와 복조를 위해 설계 되었다. 특정 UE RS를 지원하는 현재의 디자인을 확장하면 PDCCH는 주파수에 분산되기 때문에 주어지기 어려움이 생길 수 있다. Rel-10 디자인이 제공하는 동안 더 중요한 것은 서브프레임의 제어 영역에 대한 간섭을 완하하는 의미로 PDCCH와 관련된 규정은 다른 셀들 사이에서 완전히 직교하지 않는다. 따라서 잔여 간섭이 특정 시나리오에서 매우 강력할 수도 있다. 이 잔여 간섭은 저출력과 고출력 노드의 존재로 조율없는 서비스에서는 Heterogeneous 네트워크에서 심각한 문제가 될수 있다.

 

CoMP with multiple-cell IDs

PDCCH 용량은 다른 시나리오에서 논의 되었다. 하나의 셀 ID CoMP 동작에 CRS와 PDCCH는 (a)와 같이 셀의 모든 전송 지점에서 soft combined가 된다고 가정하기에 간단하다. UE에서 필요한 수신 SINR요청은 감소할수 있다. 이 PDCCH 지역에서 DL 제어 정보 (DCI)를 수행하기 위한 제어 채널 요소의 수 (CCE)를 낮추는 데 효과적일 수 있다. 그러나 PDCCH 구역에서 동일 DCI 맵핑을 전송하기 위해 모든 전송포인트가 필요하고, 따라서 DL 제어 채널의 용량은 이전 릴리즈의 PDCCH를 사용하는 UE는 특히 문제가 생길 것이다. 추가로 PDCCH의 멀티포인트 전송은 다른 부정적인 효과를 가진다. inter-cell 간섭이 증가 이러한 문제로 X-PDCCH라 불리는 DMRS가 있는 특정 UE 제어 채널은 각 UE를 위한 연결 포인트로부터의 전송으로 Rel-11에서 효과적이다. (b) 이 경우 프리코딩 증가로 부터 용량 향상도 기대한다.

 

Rel-11 DL MIMO뿐만 아니라 DL 제어 신호에 대한 용량 개선이 필요한 다른 시행 시나리오가 있다. 그중 하나는 CA 기반의 Rel-10에서 지정한 cross-carrier 스케줄링을 사용하는 heterogeneous 네트워크를 시행한다. cross-carrier 스케줄링이 적용되면, secondary Cell (SCell)은 PDSCH와 관련된 DCI는 피코 셀(a) 에 사용되는 PDCCH에 간섭을 방지하기 위해 PCell PDCCH에 전송된다. 따라서, cross-carrier 스케줄링은 macro 셀에 대한 PDCCH 용량을 제한 할 수 있다.그림 4(b)에서 이 용량 문제에 대한 해결책은 그림과 같이 CA기반의 heterogenous 네트워크 cross-carrier 스케줄링 대신 X-PDCCH를 활용하는 것이다. 이 방법은 DCI도 macro 셀에서 SCell에 전송 할 수 있다. 또한 X-PDCCH에 대한 간섭 조정은 macro 셀 및 RRH에 있는 작은 셀중에 공동 스케줄링된다.

 

 

Rel-8/9/10에서 PDCCH지원 및 서브프레임의 첫 번째 1~3 OFDM 심볼을 사용한 시간 멀티 플렉스 이다. Rel-10에서 새 DL 제어 채널, 즉 Relay-PDCCH는 eNB와 Relay Node사이의 backhaul링크를 통해 DCI를 전달하기 위해 도입 되었다. 이런 기존 PDCCH의 존재 고려, 물리적 제어 채널을 강화 방면으로 두 가지 방법이 있다.

 

TDM aproach PDCCH

TDM 방식에서 제어 채널 용량은 단순히 PDCCH 영역으로 4 OFDM 심볼을 이용한다. 예를 들어 PDCCH 지역을 확장하여 사용된다. 이 방법은 단순 확장이지만 문제의 대부분이 해결되지 않았다. soft combined의 일부 증가가 예상 되지만 복조가 CRS를 기반으로 되었기 때문에 모든 전송 지점이 동일한 DCI, 그리고 DCI의 전송 효율을 전송 할 필요가 개선되지 않았다. 확장 PDCCH 지역은 PDSCH와 기존 Rel-8/9/10 UE에서 PDCCH하기 위해 사용되기 때문에 기존 네트워크에 영향을 끼친다.

 

FDM aproach PDCCh

이 방법에서, DCI는 주파수-도메인 및 특정 UE DM-RS는 R-PDCCH와 유사한 방식으로 사용하여 멀티플렉스 된다. 반드시 UE에 대한 재정의 되어야 하는 Rel-11 X-PDCCH부터 Relay 시스템에서 사용하는 R-PDCCH는 기존과 동일하지 않다.

 

장점

• 폐 루프 프리코딩 증가
  - 특정 UE DM-RS는 폐 루프 프리코딩 이득을 얻기 위해 X-PDCCH를 적용 할 수 있다. 따라서 필요한 용량 향상의 결과로 수신 SNR 요구를 감소 할 수있다.

• DCI의 효율적 전송
  - 기존 PDCCH와 달리, 하나의 DCI로 CoMP로 연결된 최고의 전송지점에서 전송된다.

• non-CRS의 실현 및 non-Rel-8/9/10 PDCCH 전송
  - X-PDCCH CRS와 Rel-8/9/10의 PDCCH를 필요로 하지 않는다. Rel-11 또는 이후에 정의 되는 경우 이 확장 전송 사용을 촉진한다.

• 간섭 조정의 적용
  - macro eNB및 관련 RRH 간의 조화 된 스케줄링을 적용하여 간섭 조정은 X-PDCCH로 가능하다.

• 전력 증폭 적용
  - X-PDCCH는 PDSCH, X-PDCCH에 대한 증폭 유연 출력은 주파수 멀티 플렉스 되는 PDSCH에서 전력을 빌린다.

단점

• 표준에 영향
  기존 R-PDCCH가 완전히 재사용 되지 않고 표준 영향이 예상

• 불완전 간섭 임의 효과
  X-PDCCH는 하나 또는 여러 개의 PRB를 사용하여 전송 될 때 간섭 랜덤 효과는 기존 PDCCH 보다 열등 할 수 있다.

• 소비 전력 및 처리 지연
  검색 공간 설계에 따라 달라질 수 있지만 검색 공간이 블라인드 디코밍 수행에 대한 모든 OFDM 심볼을 통해 모니터링 해야한다
  

 

Defintion eCCE

기존 CCE와 가장 큰 차이점은 RE의 수이다. CCE에서 RE의 수는 36개이다. 그러나 eCCE는 그렇지 않다. eCCE에 대한 RE의 수는 정수로 E-PDCCH에 사용할 수 있는 PRB pair, 예를들어 E-PDCCH 구조에 대한 CCE는 그림 1에 표시된다. 하나의 CCE는 9개의 REG로 구성되며 그림 1에 표시된다.(a) CCE의 수는 아마 정수가 안될 것이고, 따라서 다른 DCI의 멀티플렉싱은 아마도 간단하지 않을것이다. 또한 몇개의 잔여 REG는 localize전송이 적용될때 재사용이 불가능하다. 분산 맵핑에서 REG 설계에서 CCE는 이전 PDCCH와 같은 방식에서 E-PDCCH에 대한 전체적인 PRB pair 에 퍼져서 할당된다. 분산 맵핑의 단점 중 하나는 한 DCI가 전송 경우에도 모든 PRB pair을 소모한다는 것이다. 그림 2는 eCCE에 대한 E-PDCCH 구조의 예를 보여준다. 또한 eCCE는 eREG로 구분될 수 있다. 이 경우 PRB pair에서 eCCE의 수는 정수가 되며 localized 및 분산 맵핑에 적용할 수 있다. 그러나, eCCE에 대한 RD의 수는 기존 PDCCH와 DL RS의 구성을위한 OFDM 심볼의 수에 따라 달라질 수 있다. 이는 E-PDCCH에 대한 링크 적응 복잡성이나 비효율을 의미한다. 마지막으로 추가적인 carrier 타입에서 논의 되는 기존 PDCCH와 CRS가 없는 경우 RS의 수와 (e) CCE 모두 각각 같은 즉, 36 RE및 4(e)CCE로 확인한다. 이 경우 유일한 차이는 PRB pair 내의 맵핑 방식이다.

 

관측:
- PRB의 CCE수가 정수가 아닐때 CCE 기반의 E-PDCCH는 비 효율적인 자원 활용이 있을 수 있다.
- eCCE 기반의 E-PDCCH는 E-PDCCH 전송에 대한 비효율적인 링크 적응을 일으 킬수 있다. 예를 들어 eCCE에 대한 RE의 수는 CCE와 다르다.

E-PDCCH에 대한 링크 적응이 구현의 의해 해결 될수 있기 때문에 CCE 기반과 eCCE 기반의 E-PDCCH를 비교할때 eCCE 기반의 E-PDCCH에 대한 약간의 환경 설정을 한다.

 

 

4 PRB pair (#1, #4, #8, #10)은 E-PDCCH와 16 eCCE 사용에 의해 구성 되는 경우 그림 3은 localized 된 맵핑 방식을 보여준다. 그림과 같이 eCCE는 단순히 PRB pair로 맵핑이 된다. 2 slot의 eREG는 주기적으로 이동하는데 eCCE는 PRB pair과 PRB pair에서 다른 CCE 중에 유사한 RE의 수로 퍼진다.

 

그림 4는 4 PRB pair은 E-PDCCH와 16 eCCE 사용 수에 대해 구성된 분산 맵핑 방식을 보여준다. 두 eCCE 집적 레벨의 경우는 아래 간주된다.  즉 2 eCCE의 작은 RE 번호의 다양성 이득을 얻을수 있는 매커니즘을 지원하기 위해 선호한다. 그림과 같이 4의 주파수 다양성 순서를 위해 각 eCCE는 또한 eREG로 나눌수 있다. 그림에 표시된 분산 맵핑 방식에서 1 slot(이 경우 하나의 eREG)에 eCCE는 주기적으로 주파수 다이버 시티 이득을 위해 서로 다른 PRB pair로 맵핑된다. eCCE #0, #1 은 PRB pair 위 #1, #4, #8, #10에 맵핑된다. 이 방식의 경우 4의 다이버 시티는 하나의 eCCE보다 더 많이 보장된다. 하나의 eCCE의 경우 높은 다이버시티 순서는 E-PDCCH를 위한 주파수 다이버 시티 기술 채택에 의해 이루어 질 수 있다.

The antenna port issue
PRB pair에 동시에 다른 E-PDCCH 전송을 위한 다양한 전송과 같은 일부 E-PDCCH 전송을 위해 특정 UE 프리코딩을 모두 지원하는 안테나 포트 연결을 수행하는 방법이 된다.

 

 

Reference

Samsung R1-103661

NTT docomo R1-111631

Huawei R1-111253

Ericsson, ST-Ericsson R1-122003