KR101525619B1 - Method of transmitting data in multiple antenna system - Google Patents

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Abstract

다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 프리코딩(precoding)이 다중안테나의 각 안테나간의 경로 지연을 이용하는 CDD(Cyclic Delay Diversity)를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자 및 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함하는 하향링크 스케줄링 정보를 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control CHannel; PDCCH)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 CDD 지시자에 따른 프리코딩이 수행된 하향링크 데이터를 물리 하향링크 공용 채널(Physical Downlink Shared CHannel;PDSCH)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 하위계층의 수준에서 CDD 지시자를 즉각적으로 단말에 전송해줌으로써 급변하는 채널환경에 신속하게 대응하는 다중안테나 시스템 서비스를 제공할 수 있다.A method for transmitting data in a multi-antenna system is provided. The method includes a CDD indicator indicating whether precoding supports CDD (Cyclic Delay Diversity) using path delays between antennas of multiple antennas and a Precoding Matrix Indicator (PMI) indicating a precoding matrix Transmitting downlink scheduling information to the MS through a physical downlink control channel (PDCCH), and transmitting downlink data, which is precoded according to the precoding matrix indicated by the PMI, and the CDD indicator, And transmitting the downlink shared channel (PDSCH) to the MS through a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH). It is possible to provide a multi-antenna system service quickly responding to a rapidly changing channel environment by transmitting a CDD indicator to a terminal immediately at a lower layer level.

Description

다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법{METHOD OF TRANSMITTING DATA IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method of transmitting data in a multi-antenna system.

최근 정보통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 그리고 고품질 서비스의 출현 등으로 인해 무선통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 무선통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 제공하기 위해 송신기와 수신기에 다중의 안테나를 사용하는 다중 안테나 시스템이 다양하게 제안되고 있다. 다중 안테나 시스템을 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이라고도 한다. 다중 안테나 시스템에 적용되는 다양한 다중안테나 송수신 기법들이 연구되고 있다.Recently, demands for wireless communication services are rapidly increasing due to the generalization of information communication services, the emergence of various multimedia services, and the emergence of high quality services. Various multi-antenna systems using multiple antennas for transmitters and receivers have been proposed to provide high-speed, high-quality data services in wireless communications. A multi-antenna system is also referred to as a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system. Various multi-antenna transmission and reception techniques applied to a multi-antenna system are being studied.

그 중 순환지연 다이버시티(Cyclic Delay Diversity; 이하 CDD)와 프리코딩(Precoding)을 살펴보면 다음과 같다. CDD는 각 송신안테나간 전송경로의 지연을 이용하여 다이버시티(diversity) 이득을 얻는 것이다. 예를 들어, 제1 송신 안테나에 전송되는 데이터는 그대로 수신기로 전송되지만 제2 송신 안테나에 전송되는 데 이터는 제1 송신 안테나에 비해 순환지연되어 전송된다. Cyclic Delay Diversity (CDD) and precoding are as follows. CDD is to obtain a diversity gain using the delay of the transmission path between each transmission antenna. For example, data transmitted to the first transmission antenna is directly transmitted to the receiver, but data transmitted to the second transmission antenna is transmitted after being cyclically delayed as compared with the first transmission antenna.

프리코딩에는 전송 다이버시티(transmit diversity)를 위한 프리코딩과 공간 다중화(spatial multiplexing)를 위한 프리코딩이 있다. 전송 다이버시티를 위한 프리코딩은 동일한 데이터를 여러개의 송신안테나를 통해 전송함으로써 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR) 이득을 얻고, 데이터의 전송 신뢰도를 높이기 위해 사용되는 프리코딩 기법이다. 공간 다중화를 위한 프리코딩은 여러개의 송신안테나를 통해 각각 다른 데이터를 전송함으로써 데이터의 전송률을 증대시키기 위해 사용되는 프리코딩 기법이다. 공간 다중화를 위한 프리코딩에는 다시 CDD를 지원하지 않는 프리코딩(precoding without supporting CDD)과 CDD를 지원하는 프리코딩(Precoding supporting CDD)이 있다.Precoding includes precoding for transmit diversity and precoding for spatial multiplexing. Precoding for transmit diversity is a precoding technique used to obtain a signal-to-noise ratio (SNR) gain by transmitting the same data through several transmit antennas and to increase data transmission reliability. Precoding for spatial multiplexing is a precoding technique used to increase the data rate by transmitting different data through several transmit antennas. Precoding for spatial multiplexing includes precoding without supporting CDD and CDD supporting precoding supporting CDD.

이하에서 하향링크는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국의 일부일 수 있고 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말의 일부일 수 있고 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.Hereinafter, the downlink means communication from the base station to the terminal, and the uplink means communication from the terminal to the base station. In the downlink, the transmitter may be part of the base station and the receiver may be part of the terminal. On the uplink, the transmitter may be part of the terminal and the receiver may be part of the base station.

CDD와 프리코딩기반의 다중안테나 시스템이 효율적으로 운영되기 위하여, 기지국과 단말은 여러가지 제어정보를 주고받을 수 있다. 먼저 단말이 귀환정보(feedback information)를 기지국으로 전송하면, 기지국은 상기 귀환정보에 기초하여 데이터 채널에 대한 스케줄링을 수행한다. 기지국은 이렇게 스케줄링된 결과인 스케줄링 정보(scheduling information)를 단말로 전송하고, 단말은 상기 스케줄링 정보에 따라 하향링크 데이터를 수신하거나 상향링크 데이터를 전송한다.In order for the CDD and precoding based multi-antenna system to operate efficiently, the BS and the UE can exchange various control information. First, if the UE transmits feedback information to the BS, the BS performs scheduling on the data channel based on the feedback information. The base station transmits the scheduling information, which is a result of the scheduling, to the mobile station, and the mobile station receives the downlink data or transmits the uplink data according to the scheduling information.

귀환정보는 BR(bandwidth request)과 같이 무선자원할당을 요청하는 스케줄링 요청(scheduling request), CQI(Channel Quality Information), 밴드선택(band selection), 하향링크 데이터 전송에 대한 응답인 ACK/NACK(acknowledgment/not-acknowledgment) 신호, RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator) 등 여러 종류의 정보가 될 수 있다. 이 중 다중안테나 송신기법에 필요한 귀환정보에는 CQI, RI, PMI등이 있다. 다중안테나 시스템에서 필요한 귀환정보를 별도로 MIMO 정보라 할 수도 있다.The feedback information includes a scheduling request for requesting a radio resource allocation, a channel quality information (CQI), a band selection, an ACK / NACK (acknowledgment) for a downlink data transmission, / not-acknowledgment signal, Rank Indicator (RI), and Precoding Matrix Indicator (PMI). Of these, feedback information required for the multi-antenna transmission scheme includes CQI, RI, and PMI. The feedback information required in the multi-antenna system may be referred to as MIMO information separately.

전술된 바와 같이 공간 다중화를 위한 프리코딩은 CDD를 지원하지 않는 프리코딩과 CDD를 지원하는 프리코딩으로 나뉘어진다. 따라서, 다중안테나 시스템이 공간 다중화 모드에 있을 경우 기지국은 채널변화에 따라 프리코딩이 CDD를 지원하는지 또는 지원하지 않는지에 관한 CDD정보를 단말에 알려주어야 할 필요가 있다. 또한, 다중안테나 시스템이 전송 다이버시티 모드등과 같이 공간 다중화 모드에 있지 않다가, 공간 다중화 모드로 전환될 때에도 CDD 정보를 단말에 알려줄 필요가 있다.As described above, precoding for spatial multiplexing is divided into precoding that does not support CDD and precoding that supports CDD. Therefore, when the multi-antenna system is in the spatial multiplexing mode, the base station needs to inform the UE of the CDD information as to whether or not the precoding supports CDD according to the channel change. Also, when the multi-antenna system is not in the spatial multiplexing mode such as the transmission diversity mode, it is necessary to inform the terminal of the CDD information even when switching to the spatial multiplexing mode.

만약, 귀환정보와 CDD 정보를 전송할 때 지연이 발생하면, 이들 제어정보에 기초하는 데이터 전송도 지연될 것이고, 결국 다중안테나 시스템의 전체 수율(throughput)의 저하로 이어질 수 있다. 따라서 귀환정보와 CDD 정보가 전송되더라도 다중안테나 시스템의 성능이 유지될 수 있는 데이터 전송방법이 필요하다.If a delay occurs in transmitting the feedback information and CDD information, the data transmission based on these control information will also be delayed, which may lead to a decrease in the overall throughput of the multi-antenna system. Therefore, there is a need for a data transmission method capable of maintaining the performance of a multi-antenna system even when feedback information and CDD information are transmitted.

본 발명의 기술적 과제는 다중안테나 시스템에서 귀환정보 및 CDD 지시자에 관한 정보를 전송할 때 시간지연을 줄이는 데이터의 전송방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method of transmitting data that reduces time delay when transmitting information about feedback information and CDD indicator in a multi-antenna system.

본 발명의 일 양태에 따르면 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 프리코딩(precoding)이 다중안테나의 각 안테나간의 경로 지연을 이용하는 CDD(Cyclic Delay Diversity)를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자 및 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함하는 하향링크 스케줄링 정보를 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control CHannel; PDCCH)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 CDD 지시자에 따른 프리코딩이 수행된 하향링크 데이터를 물리 하향링크 공용 채널(Physical Downlink Shared CHannel;PDSCH)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting data in a multi-antenna system. The method includes a CDD indicator indicating whether precoding supports CDD (Cyclic Delay Diversity) using path delays between antennas of multiple antennas and a Precoding Matrix Indicator (PMI) indicating a precoding matrix Transmitting downlink scheduling information to the MS through a physical downlink control channel (PDCCH), and transmitting downlink data, which is precoded according to the precoding matrix indicated by the PMI, and the CDD indicator, And transmitting the downlink shared channel (PDSCH) to the MS through a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH).

본 발명의 다른 양태에 따르면 다중안테나 시스템에서 데이터의 수신방법을 제공한다. 상기 방법은 다중안테나를 통해 동시에 병렬적으로 전송가능한 데이터 스트림에 관한 계층의 수인 랭크를 지시하는 RI를 기지국으로 전송하는 단계, 프리코딩이 상기 다중안테나의 각 안테나간의 경로 지연을 이용하는 CDD를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자 및 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 포함하는 하향링크 스케줄링 정보를 PDCCH를 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 RI와 상기 CDD 지시자를 기준으로 프리코딩된 하향링크 데이터를 PDSCH를 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 데이터의 수신방법.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of receiving data in a multi-antenna system. The method includes transmitting an RI to a base station indicating a rank that is a number of layers related to a data stream that can be simultaneously transmitted in parallel via multiple antennas, determining whether precoding supports CDD using path delays between the antennas of the multiple antennas Receiving a downlink scheduling information including a CDD indicator and a PMI pointing to a precoding matrix from the base station via a PDCCH, and a precoding matrix pointed by the PMI, And receiving precoded downlink data from the base station via a PDSCH.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면 다중안테나 시스템의 운영방법을 제공한다. 상기 방법은 RRC 설정 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 RRC 설정 요청 메시지에 대한 응답인 RRC 설정 완료 메시지를 수신하는 단계, 디폴트(default) 모드의 다중안테나 송수신 기법에 따라 제1 하향링크 전송을 수행하는 단계, 상기 제1 하향링크 전송에 대한 귀환정보로서 공간 다중화 모드를 유도하는 랭크 정보를 수신하는 단계, 상기 공간 다중화를 위한 프리코딩이 CDD를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자를 전송하는 단계, 및 상기 공간 다중화 모드에 따라 제2 하향링크 전송을 수행하는 단계를 포함한다.According to yet another aspect of the present invention, a method of operating a multi-antenna system is provided. The method includes transmitting an RRC setup request message, receiving an RRC setup complete message, which is a response to the RRC setup request message, and performing a first downlink transmission according to a multi-antenna transmission / reception scheme of a default mode Receiving rank information for deriving a spatial multiplexing mode as feedback information for the first downlink transmission, transmitting a CDD indicator indicating whether precoding for spatial multiplexing supports CDD, and And performing a second downlink transmission according to the spatial multiplexing mode.

하위계층의 수준에서 CDD 지시자를 즉각적으로 단말에 전송해줌으로써 급변하는 채널환경에 신속하게 대응하는 다중안테나 시스템 서비스를 제공할 수 있다.It is possible to provide a multi-antenna system service quickly responding to a rapidly changing channel environment by transmitting a CDD indicator to a terminal immediately at a lower layer level.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system. Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기 기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. Referring to FIG. 1, a wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station (BS) 20. The terminal 10 may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as a Mobile Station (MS), a User Terminal (UT), a Subscriber Station (SS), a wireless device, The base station 20 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 10 and may be referred to in other terms such as a Node-B, a Base Transceiver System (BTS), an Access Point Can be called. One base station 20 may have more than one cell.

이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.Hereinafter, downlink (DL) means communication from the base station 20 to the terminal 10, and uplink (UL) means communication from the terminal 10 to the base station 20. In the downlink, the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the terminal 10. In the uplink, the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the base station 20.

무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.The wireless communication system may be an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based system. OFDM uses multiple orthogonal subcarriers. OFDM utilizes the orthogonality property between IFFT (inverse fast Fourier transform) and FFT (fast Fourier transform). The transmitter performs IFFT on the data and transmits it. The receiver performs an FFT on the received signal to recover the original data. The transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.

무선통신 시스템은 다중안테나(multiple antenna) 시스템일 수 있다. 다중안테나 시스템은 다중입출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중안테나 시스템은 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.The wireless communication system may be a multiple antenna system. The multi-antenna system may be a multiple-input multiple-output (MIMO) system. Or multiple antenna systems may be implemented using a multiple input single-output (MISO) system or a single-input single-output (SISO) system or a single- ) System. A MIMO system uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas. The MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna. The SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna. The SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.

도 2는 다중안테나를 구비한 송신기의 구조를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the structure of a transmitter having multiple antennas.

도 2를 참조하면, 송신기(100)는 인코더(110-1,...,110-K), 변조기(120-1,..., 120-K), 계층 맵퍼(130), 프리코더(140), 부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K) 및 OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)를 포함한다. 송신기(100)는 Nt(Nt 1)개의 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 포함한다. 2, the transmitter 100 includes an encoder 110-1, ..., 110-K, modulators 120-1, ..., 120-K, a layer mapper 130, 140, subcarrier mappers 150-1, ..., 150-K and OFDM signal generators 160-1, ..., 160-K. Transmitter 100 includes Nt (Nt 1) transmit antennas 170-1, .., 170-Nt.

인코더(110-1,...,110-K)는 입력되는 데이터를 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 변조기(120-1,...,120-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다. Encoders 110-1,..., 110-K encode input data according to a predetermined coding scheme to form coded data. The modulators 120-1,..., 120-K arrange the coded data into symbols representing positions on the signal constellation. The modulation scheme is not limited and may be m-Phase Shift Keying (m-PSK) or m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM). For example, m-PSK may be BPSK, QPSK, or 8-PSK. The m-QAM may be 16-QAM, 64-QAM, or 256-QAM.

계층 맵퍼(130)는 프리코더(140)가 안테나 특정 심볼을 각 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 입력 심볼의 계층을 정의한다. 계층(layer)은 프리코더(140)로 입력되는 정보 경로(information path)로 정의된다. 프리코더(140) 이전의 정보 경 로를 가상 안테나(virtual antenna) 또는 계층(layer)이라 할 수 있다.The layer mapper 130 defines a layer of input symbols such that the precoder 140 can distribute the antenna specific symbols to the paths of each antenna. The layer is defined as an information path that is input to the precoder 140. The information path before the precoder 140 may be referred to as a virtual antenna or a layer.

프리코더(140)는 입력 심볼을 다중 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼을 출력한다. 프리코더(140)는 코드북(codebook) 기반의 프리코딩으로서, 특히 다중안테나 시스템이 공간 다중화 모드일 때, 순환지연 다이버시티(Cyclic Delay Diversity; CDD)를 지원할 수 있다. 이에 관하여는 후술된다. 프리코더(140)는 안테나 특정 심볼을 해당 안테나의 경로의 부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K)로 분배한다. 프리코더(140)에 의해 하나의 부반송파 맵퍼를 통해 하나의 안테나로 보내어지는 각 정보 경로를 스트림(stream)이라 한다. 이를 물리적 안테나(physical antenna)라 할 수 있다.The precoder 140 processes the input symbols according to the MIMO scheme according to the multiple transmit antennas 170-1, .., and 170-Nt, and outputs antenna specific symbols. The precoder 140 may support Cyclic Delay Diversity (CDD) as codebook based precoding, especially when the multiple antenna system is in a spatial multiplexing mode. This will be described later. The precoder 140 distributes the antenna specific symbols to the sub-carrier mappers 150-1,..., 150-K in the path of the corresponding antenna. Each information path sent by one precoder 140 to one antenna through one subcarrier mapper is called a stream. This can be referred to as a physical antenna.

부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K)는 안테나 특정 심볼을 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDM 심볼을 출력한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 영역 심볼에는 CP(cyclic prefix)가 삽입될 수 있다. OFDM 심볼은 각 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 통해 송신된다.The subcarrier mappers 150-1,..., 150-K allocate antenna specific symbols to appropriate subcarriers and multiplex them according to users. The OFDM signal generators 160-1,..., 160-K modulate the antenna specific symbols using the OFDM scheme and output OFDM symbols. The OFDM signal generators 160-1, ..., and 160-K may perform Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on antenna-specific symbols, and a CP (cyclic prefix) . An OFDM symbol is transmitted via each transmit antenna 170-1, .., 170-Nt.

이하에서 다중 안테나 시스템을 위해 사용되는 다중 안테나 송수신 기법에 관하여 설명된다. 다중 안테나 시스템의 운영(operation)을 위해 사용되는 다중 안테나 송수신 기법(scheme)은 랭크에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 랭크 1에서는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code)와 같은 STC(Space-Time Coding), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity) 등이 사용될 수 있다. 랭크 2 이상에서는 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM), GCDD(Generalized Cyclic Delay Diversity), S-VAP(Selective Virtual Antenna Permutation) 등이 사용될 수 있다.Hereinafter, a multi-antenna transmission / reception technique used for a multi-antenna system will be described. The scheme of multi-antenna transmission and reception schemes used for operation of a multi-antenna system may vary according to rank. For example, in Rank 1, Space-Time Coding (STC), Cyclic Delay Diversity (CDD), Frequency Switched Transmit Diversity (FSTD), and TSTD switched transmit diversity) may be used. Spatial Multiplexing (SM), Generalized Cyclic Delay Diversity (GCDD), Selective Virtual Antenna Permutation (S-VAP), or the like can be used in Rank 2 or higher.

SFBC는 공간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 모두 확보할 수 있는 기법이다. STBC는 공간 영역과 시간 영역에서 선택성을 적용하는 기법이다. FSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 주파수로 구분하는 기법이고, TSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 시간으로 구분하는 기법이다. 공간 다중화는 안테나별로 서로 다른 데이터를 전송하여 전송률을 높이는 기법이다. GCDD는 시간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 적용하는 기법이다. S-VAP는 단일 프리코딩 행렬을 사용하는 기법으로, 공간 다이버시티 또는 공간 다중화에서 다중 코드워드를 안테나 간에 섞어주는 MCW(Multi Codeword) S-VAP와 단일 코드워드를 사용하는 SCW(Single Codeword) S-VAP가 있다.SFBC is a technique that can efficiently obtain diversity gain and multi-user scheduling gain at the corresponding dimension by efficiently applying selectivity in the spatial domain and frequency domain. STBC is a technique for applying selectivity in space and time domain. FSTD is a technique for dividing signals transmitted by multiple antennas into frequencies, and TSTD is a technique for dividing signals transmitted by multiple antennas by time. Spatial multiplexing is a technique for increasing the transmission rate by transmitting different data for each antenna. GCDD is a technique that applies selectivity in time domain and frequency domain. The S-VAP is a technique using a single precoding matrix. The S-VAP uses MCC (Multi Codeword) S-VAP, which mixes multiple codewords between antennas in spatial diversity or spatial multiplexing, and Single Codeword -VAP.

CDD는 각 송신안테나간의 경로 지연을 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 기법이다. CDD와 관련하여, 공간 다중화를 위한 프리코딩에는 CDD를 지원하는 프리코딩과 CDD를 지원하지 않는 프리코딩이 있다. CDD를 지원하지 않는 프리코딩은 CDD를 제외한 프리코딩(precoding without CDD)라 불릴 수도 있고, CDD를 지원하는 프 리코딩은 CDD를 위한 프리코딩(precoding for CDD)라 불릴 수도 있다.CDD is a technique for obtaining a diversity gain using a path delay between transmission antennas. Regarding CDD, precoding for spatial multiplexing includes precoding that supports CDD and precoding that does not support CDD. Pre-coding that does not support CDD may be referred to as precoding without CDD, and pre-coding that supports CDD may be referred to as precoding for CDD.

CDD를 지원하지 않는 프리코딩은 다음의 수학식 1에 의해 정의된다.Precoding that does not support CDD is defined by Equation (1) below.

Figure 112008047395909-pat00001
Figure 112008047395909-pat00001

수학식 1을 참조하면, x(i)=[x(0)(i),...,x(υ-1)(i)]T는 프리코더에 입력되는 벡터(vector)이고, y(i)=[y(0)(i),...,y(P-1)(i)]T는 각 송신 안테나에 대한 자원에 맵핑되는 벡터이며, W(i)는 크기 P×υ의 프리코딩 행렬(precoding matrix)이다. 여기서 υ는 계층(layer)의 개수이고, i=0,1,...,Mlayer symb-1은 각 계층(layer)당 변조심벌(modulation symbol)의 개수이며(Mlayer symb는 각 안테나별 변조심벌의 개수인 Mantenna symb과 동일하다), y(P)(i)는 P번째 송신 안테나에 대한 신호이다. 따라서 만약 송신안테나가 1개이면, y(P)(i)=x(0)(i) 이다. 공간 다중화를 위해, W(i)의 값은 코드북(codebook)에 있는 프리코더 요소(precoder element)가운데서 선택될 수 있다.Referring to Equation 1, and x (i) = [x ( 0) (i), ..., x (υ-1) (i)] T is a vector (vector) input to the precoder, y ( i) = [y (0) (i), ..., y (P-1) (i)] T is a vector that is mapped to the resources for the respective transmission antennas, W (i) is of size P × υ Is a precoding matrix. Where υ is the number of layers (layer), i = 0,1, ..., M layer symb -1 is the number of each of the hierarchical modulation symbol (modulation symbol) per (layer) (M symb layer is for each antenna Is equal to M antenna symb , the number of modulation symbols) and y (P) (i) is the signal for the Pth transmit antenna. Therefore, if there is only one transmission antenna, y (P) (i) = x (0) (i). For spatial multiplexing, the value of W (i) may be selected from among the precoder elements in the codebook.

한편, CDD를 지원하는 프리코딩은 다음의 수학식 2에 의해 정의된다.On the other hand, the precoding supporting CDD is defined by the following equation (2).

Figure 112008047395909-pat00002
Figure 112008047395909-pat00002

수학식 2를 참조하면, x(i), y(i) 및 W(i)는 수학식 1과 동일하다. i=0,1,...,Mantenna symb-1은 각 안테나당 변조심벌(modulation symbol)의 개수이며, 행렬 D(i)와 행렬 U는 순환지연 다이버시티를 지원하는 크기 υ×υ의 정사각 행렬로서, 계층의 수 υ에 따라 표 1과 같이 정해질 수 있다.Referring to Equation (2), x (i), y (i) and W (i) are the same as in Equation (1). i = 0,1, ..., M antenna symb -1 is the number of modulation symbols per antenna, and the matrix D (i) and the matrix U are of the size of υ × υ supporting circular delay diversity As a square matrix, it can be defined as shown in Table 1 according to the number of layers.

Figure 112008047395909-pat00003
Figure 112008047395909-pat00003

이와 같이 공간 다중화를 위한 프리코딩에는 CDD를 지원하는 프리코딩과 CDD를 지원하지 않는 프리코딩이 있고 이들은 서로 다르다. 따라서, 기지국은 공간 다중화 모드일 때 프리코딩이 CDD를 지원하는지 여부를 단말에 알려줄 필요가 있다.In this way, precoding for spatial multiplexing includes precoding that supports CDD and precoding that does not support CDD, which are different from each other. Therefore, the BS needs to inform the UE whether precoding supports CDD when in the spatial multiplexing mode.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of transmitting data in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 단말은 기지국으로 귀환정보(feedback information)를 전송한다(S100). 상기 귀환정보는 CQI(Channel Quality Information), RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator) 중 적어도 하나가 될 수 있다. 상기 귀환정보 각각을 자세히 설명하면 다음과 같다. CQI는 하향링크 자원을 할당하기 위하여 단말이 기지국으로 하향링크 채널의 상태를 알려주는 정보로서, SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio), MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 송신률 정보(data rate indicator), 수신 신호 강도 정보(received signal strength indicator) 등의 다양한 형태가 될 수 있다. RI는 기지국이 다중안테나를 통해 동시에 전송 가능한 병렬적 데이터 스트림(stream)의 수인 랭크(Rank)를 지시하는 지시자이다. PMI는 데이터에 프리코딩을 수행하는데 이용되는 프리코딩 행렬의 집합에서 특정 프리코딩 행렬을 지시하는 지시자이다.Referring to FIG. 3, the terminal transmits feedback information to the base station (S100). The feedback information may be at least one of Channel Quality Information (CQI), Rank Indicator (RI), and Precoding Matrix Indicator (PMI). Each of the feedback information will be described in detail below. The CQI is information indicating the state of the downlink channel to the base station in order to allocate the downlink resources. The CQI includes a Signal-to-Interference plus Noise Ratio (SINR), a Modulation and Coding Scheme (MCS) rate indicator, received signal strength indicator, and the like. RI is an indicator that indicates a rank, which is the number of parallel data streams that can be simultaneously transmitted by the base station through multiple antennas. The PMI is an indicator for indicating a specific precoding matrix in a set of precoding matrices used for precoding data.

상기 귀환정보의 전송방식은 다음과 같다. 상기 귀환정보는 미리 설정된 주기에 따라 단말이 주기적으로 전송할 수도 있고, 또는 기지국이 필요할 때마다 귀환정보를 단말에 요청할 수도 있다. 전자의 경우, 기지국은 CQI 보고의 주기(CQI report period)에 관한 정보를 RRC(Radio Resource Control) 메시지로서 단말에 알려줄 수 있다. 단말은 상기 귀환정보를 물리 상향링크 제어채널(Physical Uplink Control CHannel; PUCCH)를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 또는, 단말이 미리 기지국으로부터 상향링크 스케줄링 정보를 수신하였는데, 상기 귀환정보를 전송하는 시점이 상기 상향링크 스케줄링 정보에 따라 상향링크 데이터를 전송하는 시점에 해당하면, 단말은 물리 상향링크 공용 채널(Physical Uplink Shared CHannel; PUSCH)을 통해 상기 상향링크 데이터와 상기 귀환정보를 함께 기지국으로 전송할 수도 있다.The transmission method of the feedback information is as follows. The UE may periodically transmit the feedback information according to a preset period, or may request feedback information from the UE whenever the base station needs it. In the former case, the base station can inform the terminal of information on the CQI report period as a Radio Resource Control (RRC) message. The MS can transmit the feedback information to the BS through a Physical Uplink Control Channel (PUCCH). Alternatively, if the UE has received uplink scheduling information from the BS in advance and the time of transmitting the feedback information corresponds to the time of transmitting uplink data according to the uplink scheduling information, the UE transmits a physical uplink shared channel The uplink data and the feedback information may be transmitted to the base station through an uplink shared channel (PUSCH).

기지국은 상기 귀환정보에 따른 하향링크 스케줄링 정보(DL scheduling information)를 단말로 전송한다(S110). 기지국은 다중안테나 시스템의 운영을 위해 필요한 귀환정보로부터 물리 하향링크 공용 채널(Physical Downlink Shared CHannel; PDSCH)에 관한 스케줄링을 수행하고, 스케줄링의 수행결과인 하향링크 스케줄링 정보를 단말로 전송한다. 하향링크 스케줄링 정보는 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control CHannel; PDCCH)를 통해 전송되며, 하향링크 그랜트(Downlink grant)라고도 한다. 전술된 바와 같이, 랭크에 따라 다중안테나 시스템에 적용되는 다중안테나 송수신 기법이 다를 수 있고, 다중안테나 송수신 기법에 따라 하향링크 스케줄링 정보의 포맷(format)이 달라질 수 있다.The base station transmits downlink scheduling information (DL scheduling information) according to the feedback information to the mobile station (S110). The base station performs scheduling on a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) from feedback information required for the operation of the multi-antenna system, and transmits downlink scheduling information, which is a result of the scheduling, to the UE. The downlink scheduling information is transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH) and is also referred to as a downlink grant. As described above, the multi-antenna transmission / reception scheme applied to the multi-antenna system may be different according to the rank, and the format of the downlink scheduling information may be changed according to the multi-antenna transmission / reception scheme.

다중안테나 송수신 기법 중 공간 다중화(spatial multiplexing) 목적으로 사용되는 하향링크 스케줄링 정보는 표 2에서의 여러가지 필드(field) 중 적어도 하나를 포함한다.The downlink scheduling information used for the purpose of spatial multiplexing among the multiple antenna transmission / reception scheme includes at least one of various fields in Table 2.

FieldField BitsBits CommentsComments Resource allocation headerResource allocation header 1One RB(Resource Block) allocationRB (Resource Block) allocation 2525 the resource blocks the UE shall transmit upon.The resource blocks of the UE shall transmit upon. TPCTPC 22 Power control of PUCCHPower control of PUCCH Number of layersNumber of layers 22 information path to precoderinformation path to precoder 1st MCS1st MCS 55 Modulation and Coding for the 1st transport blockModulation and Coding for the 1st transport block Hybrid ARQ process numberHybrid ARQ process number 33 the number of HARQ processthe number of HARQ process 1st NDI1st NDI 1One New data indicator for the 1st transport blockNew data indicator for the 1st transport block 1st Redundancy version1st Redundancy version 22 HARQ redundancy version for the 1st transport blockHARQ redundancy version for the first transport block 2nd MCS2nd MCS 55 Modulation and Coding for the 2nd transport blockModulation and Coding for the 2nd transport block HARQ swap flagHARQ swap flag 1One 2nd NDI2nd NDI 1One New data indicator for the 1st transport blockNew data indicator for the 1st transport block 2nd Redundancy version2nd Redundancy version 22 HARQ redundancy version for the 1st transport blockHARQ redundancy version for the first transport block Precoding informationPrecoding information 44 information for precoding matrixinformation for precoding matrix Precoding confirmationPrecoding confirmation 1One CDD indicatorCDD indicator 1One indicates the type of Cyclic delay diversity indicates the type of cyclic delay diversity RNTI/CRCRNTI / CRC 1616 TotalTotal 7272

표 2를 참조하면, 하향링크 스케줄링 정보는 자원할당의 헤더정보(resource allocation header), RB 할당정보(RB allocation), 전송전력제어(Transmit Power Control; TPC) 정보, 계층수(number of layers), 제1 변조 및 코딩 방식(1st Modulation and Coding Scheme; MCS), HARQ 프로세스 번호(HARQ process number), 제1 신규 데이터 지시자(1st NDI), 제1 중복버젼(1st redundancy version), 제2 변조 및 코딩 방식(2nd MCS), HARQ 교체 플래그(HARQ swap flag), 제2 신규 데이터 지시자(2nd NDI), 제2 중복버젼(2nd redundancy version), 프리코딩 정보(precoding information), 프리코딩 확정(precoding confirmation), CDD 지시자 및 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)/CRC(Cyclic Redundancy Check) 중 적어도 하나를 포함한다. 하향링크 스케줄링 정보에 속하는 각 필드와 각 필드의 비트수는 예시일 뿐 표 2에서의 일부의 필드가 생략될 수도 있으며, 각 필드의 비트수도 표 2와 달리 설정될 수 있음은 물론이다.Referring to Table 2, the downlink scheduling information includes a resource allocation header, RB allocation information, TPC information, a number of layers, A first modulation and coding scheme (MCS), a HARQ process number, a first new data indicator (NDI), a first redundancy version, a second modulation and coding A second MCS, a HARQ swap flag, a second new data indicator (NDI), a second redundancy version, precoding information, precoding confirmation, , A CDD indicator, and a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) / Cyclic Redundancy Check (CRC). The number of bits in each field and each field belonging to the downlink scheduling information is only an example, and a part of fields in Table 2 may be omitted, and the bit number of each field may be set differently from Table 2. [

기지국은 상기 하향링크 스케줄링 정보에 포함된 필드정보에 따라 생성된 하향링크 데이터(DL data)를 단말로 전송한다(S120). 기지국은 상기 프리코딩 정보인 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 CDD 지시자에 따라 하향링크 데이터에 프리코딩을 수행한다. 기지국은 프리코딩된 하향링크 데이터를 단말로 전송한다.The base station transmits downlink data (DL data) generated according to the field information included in the downlink scheduling information to the mobile station in step S120. The base station precodes the downlink data according to the precoding matrix indicated by the PMI, which is the precoding information, and the CDD indicator. The base station transmits the precoded downlink data to the terminal.

이하에서, 표 2의 필드 중 CDD 지시자에 관하여 보다 상세히 살펴보기로 한다. 전술된 바와 같이, CDD를 지원하는 프리코딩과 CDD를 지원하지 않는 프리코딩은 다른 형태로 정의되므로, 단말은 하향링크 데이터가 어떠한 프리코딩에 따라 전송되는지를 알아야 데이터를 성공적으로 수신할 수 있다. 따라서, 기지국은 프리코딩이 CDD를 지원하는지 여부를 먼저 단말로 알려줄 필요가 있다. 이와 같이 프리코딩이 CDD를 지원하는지 여부를 알려주는 지시자를 CDD 지시자(CDD indicator)라 한다. CDD 지시자는 공간 다중화 모드의 다중안테나 시스템에 필요한 제어정보로서, RRC 메시지가 아닌 하향링크 스케줄링 정보에 포함되어 하위계층의 메시지로서 전송된다.Hereinafter, the CDD indicator among the fields of Table 2 will be described in more detail. As described above, since precoding supporting CDD and precoding not supporting CDD are defined in different forms, the UE can not receive data successfully without knowing what precoding the downlink data is transmitted. Therefore, the BS needs to first inform the UE whether precoding supports CDD. An indicator indicating whether or not precoding supports CDD is referred to as a CDD indicator. The CDD indicator is control information necessary for a multi-antenna system in a spatial multiplexing mode, and is included in downlink scheduling information other than the RRC message, and is transmitted as a lower layer message.

만약 CDD 지시자가 RRC 메시지로서 전송된다면, 기지국은 단말이 요구하는 높은 랭크의 서비스에 대해 신속하게 대처할 수 없다. 예를 들어, 단말이 랭크 1을 귀환정보로 전송하면 기지국은 다중안테나 송수신 기법으로서 SFBC를 디폴트(default) 모드로 설정할 수 있다. 이때 채널환경이 향상되어 단말이 랭크 2를 기지국에 피드백했다고 하면, 기지국은 공간 다중화 모드로 변경된다. 기지국이 이러한 단말의 요청에 대응하여 즉각적으로 공간 다중화 모드로서 하향링크 데이터를 전송하려면, 기지국이 CDD에 관한 정보를 즉각적으로 알려주어야 한다. 만약, CDD 지시자가 RRC 메시지로서 전송된다면, 상위계층까지 시그널링이 이루어져야 하므로 상대적으로 시간이 지연되어 단말의 요청에 신속하게 대응할 수 없다. 따라서, CDD 지시자는 RRC 메시지로 전송되기 보다는 MAC 계층 또는 물리계층의 하위계층의 메시지로서 전송되어야 시스템의 전송 수율이 유지될 수 있다.If the CDD indicator is transmitted as an RRC message, the base station can not quickly respond to the high rank service requested by the terminal. For example, if the UE transmits rank 1 as feedback information, the base station can set the SFBC to a default mode as a multi-antenna transmission / reception scheme. At this time, if the channel environment is improved and the terminal feeds back rank 2 to the base station, the base station changes to the spatial multiplexing mode. In order for a base station to immediately transmit downlink data in a spatial multiplexing mode in response to a request from such a terminal, the base station must immediately inform the CDD. If the CDD indicator is transmitted as an RRC message, signaling must be performed up to the upper layer, so that it is relatively delayed so that it can not respond quickly to the request of the terminal. Therefore, the CDD indicator is transmitted as a message in the lower layer of the MAC layer or the physical layer, rather than being transmitted in the RRC message, so that the transmission yield of the system can be maintained.

CDD 지시자는 1비트 정보일 수 있다. 예를 들어, CDD 지시자가 1이면 프리코딩이 CDD를 지원함을 가리키며, 0이면 프리코딩이 CDD를 지원하지 않음을 가리킬 수 있다. CDD 지시자는 상기 표 2와 같이 하향링크 스케줄링 정보에 포함되므로 PDCCH를 통해 단말로 전송될 수 있다.The CDD indicator may be 1-bit information. For example, a CDD indicator of 1 indicates that precoding supports CDD, and a value of 0 indicates that precoding does not support CDD. The CDD indicator is included in the downlink scheduling information as shown in Table 2 and can be transmitted to the UE through the PDCCH.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 나타내는 흐름도이다. 기지국과 단말이 RRC 연결상태가 이루어지는 초기단계부터 설명된다.4 is a flowchart illustrating a method of transmitting data in a multi-antenna system according to another example of the present invention. This is explained from the initial stage in which the RRC connection state is established between the BS and the MS.

도 4를 참조하면, 기지국은 RRC 설정 요청 메시지(configuration request)를 단말로 전송한다(S200). 상기 RRC 설정 요청 메시지는 PUCCH의 자원할당정보, CQI 보고 주기 및 PMI 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다중안테나 시스템에서는 CQI 보고가 기본적으로 광대역/선택적 대역(wideband/selective band)를 선택하는 방식으로 구현되는 것이 아니라, 2가지 모드가 다중안테나 송수신 기법에 따라 일정한 주기로 전송되어야 한다. 특히, 다중안테나 시스템이 공간 다중화 모드에 있을 때, CQI 보고는 PUSCH를 통해 전송된다. PUSCH 통해 전송되는 CQI 보고 주기 및 PUCCH를 통해 전송되는 CQI 보고 주기는 RRC 설정시에 기지국이 단말에 알려준다.Referring to FIG. 4, the BS transmits an RRC configuration request message to the MS (S200). The RRC setup request message may include at least one of a PUCCH resource allocation information, a CQI report period, and a PMI. In a multi-antenna system, CQI reporting is basically not implemented by selecting a wideband / selective band, but two modes must be transmitted at a constant period according to a multi-antenna transmission / reception scheme. In particular, when the multi-antenna system is in spatial multiplexing mode, the CQI report is transmitted on the PUSCH. The CQI reporting period transmitted through the PUSCH and the CQI reporting period transmitted via the PUCCH inform the UE of the RRC setting.

단말은 상기 설정 요청 메시지에 대한 응답으로, RRC 설정 완료 메시지(configuration complete message)를 기지국으로 전송한다(S210). In response to the setup request message, the UE transmits an RRC configuration complete message to the BS in step S210.

RRC 설정이 완료된 시점에, 기지국은 단말로부터 랭크에 대한 별다른 정보가 없으므로 랭크 1을 디폴트로 하고, 랭크 1에 따른 다중안테나 송수신 기법을 디폴트 모드(default mode)로 하여 하향링크 스케줄링 정보를 PDCCH를 통해 전송한다(S220). 여기서 디폴트 모드의 다중안테나 송수신 기법은 SFBC(Space Frequency Block Coding)일 수 있다. 기지국은 상기 하향링크 스케줄링 정보에 따라 하향링크 데이터를 PDSCH를 통해 단말로 전송한다(S230). At the time when the RRC setting is completed, since the base station has no information on the rank from the UE, the rank 1 is set as the default, the multi-antenna transmission / reception scheme according to rank 1 is set as the default mode, and the downlink scheduling information is transmitted via the PDCCH (S220). Here, the multi-antenna transmission / reception scheme of the default mode may be Space Frequency Block Coding (SFBC). The BS transmits the downlink data to the UE through the PDSCH according to the downlink scheduling information (S230).

상기 하향링크 스케줄링 정보와 상기 하향링크 데이터를 수신한 단말은 RI 또는 CQI를 기지국으로 전송한다(S240). 단말은 상기 CQI 보고 주기에 따라 CQI를 전송하며, CQI를 전송하지 않는 주기에는 RI만이 귀환정보로서 전송될 수 있다. 상기 귀환정보는 PUCCH를 통해 전송된다. 여기서 단계 S210부터 단계 S230까지를 제1 하향링크 전송이라 칭하기로 한다. 제1 하향링크 전송은 단말이 랭크 2를 지시하는 RI를 피드백할 때까지 반복될 수 있다.The UE receiving the downlink scheduling information and the downlink data transmits an RI or a CQI to the base station in step S240. The UE transmits the CQI according to the CQI reporting period, and only the RI can be transmitted as the feedback information in the period in which the CQI is not transmitted. The feedback information is transmitted via the PUCCH. Here, steps S210 to S230 will be referred to as first downlink transmission. The first downlink transmission may be repeated until the terminal feeds back the RI indicating rank 2. [

하향링크 채널환경이 랭크 2에 적합하게 되면, 단말은 랭크 2를 지시하는 RI를 귀환정보로서 기지국으로 전송한다(S250). 랭크 2를 지시하는 RI를 수신한 기지국은 다중안테나 송수신 기법을 디폴트 모드인 SFBC에서 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM) 모드로 변경한다. 따라서, 기지국은 먼저 랭크 2를 참조하여 그 포맷이 설정되는 하향링크 스케줄링 정보 및 상향링크 스케줄링 정보를 PDCCH를 통해 단말로 전송하고(S260), 상기 하향링크 스케줄링 정보에 따라 하향링크 데이터를 PDSCH를 통해 단말로 전송한다(S270). When the downlink channel environment is suitable for rank 2, the terminal transmits RI indicating rank 2 to the base station as feedback information (S250). Upon receiving the RI indicating rank 2, the base station changes the multi-antenna transmission / reception scheme from the SFBC in the default mode to the spatial multiplexing (SM) mode. Accordingly, the BS first refers to the rank 2, and transmits downlink scheduling information and uplink scheduling information for which the format is set, to the UE through the PDCCH (S260). Then, in accordance with the downlink scheduling information, To the terminal (S270).

여기서, 상기 하향링크 스케줄링 정보는 CDD 지시자를 포함한다. 왜냐하면, 다중안테나 송수신 기법이 공간 다중화 모드로 변경되었으므로, 기지국은 공간 다중화를 위한 프리코딩이 CDD를 지원하는지 여부를 알려주어야 하기 때문이다. 그런데, 기지국은 아직 단말로부터 귀환정보인 PMI를 수신하지 않았으므로, CDD를 지원하는 프리코딩을 적용할지 아니면 CDD를 지원하지 않는 프리코딩을 적용할지 결정할 수 없다. 따라서, 기지국은 CDD 지시자를 어느 하나의 디폴트값으로 설정하여 단말에 알려줄 수 있다. CDD 지시자의 디폴트값은 프리코딩이 CDD를 지원함을 지시할 수도 있고, CDD를 지원하지 않음을 지시할 수 있도록 설정될 수 있다. 상기 제2 하향링크 전송에서 사용되는 PMI는 RRC 설정시 기지국이 전송한 PMI와 동일한 PMI일 수 있다.Herein, the downlink scheduling information includes a CDD indicator. Because the multi-antenna transmission and reception scheme has been changed to the spatial multiplexing mode, the base station must inform whether or not precoding for spatial multiplexing supports CDD. However, since the base station has not yet received PMI, which is the feedback information from the UE, it can not decide whether to apply precoding supporting CDD or precoding not supporting CDD. Therefore, the base station can set the CDD indicator to any one of the default values and notify the terminal. The default value of the CDD indicator may be set to indicate that precoding may support CDD and not CDD. The PMI used in the second downlink transmission may be the same PMI as the PMI transmitted by the base station when the RRC is set.

한편, 기지국은 PUSCH를 통해 귀환정보를 수신하기 위해 CQI 보고 주기에 맞추어 상기 상향링크 스케줄링 정보를 단말로 전송하였으므로, 단말은 RI, CQI 및 PMI를 상기 상향링크 스케줄링 정보에 따라 기지국으로 전송한다(S280). 즉, 공간 다중화 모드에 있어서, 상향링크 데이터를 전송할 시점이 귀환정보를 전송하는 시점과 일치하면, 귀환정보를 PUSCH를 통해 상향링크 데이터와 함께 전송한다. 상기 상향링크 스케줄링 정보는 상향링크 그랜트(Uplink grant)라 불릴 수도 있다. 상기 단계 S260내지 S280을 제2 하향링크 전송이라 칭할 수 있다.Meanwhile, since the base station transmits the uplink scheduling information to the UE in accordance with the CQI reporting period in order to receive the feedback information through the PUSCH, the UE transmits RI, CQI and PMI to the base station according to the uplink scheduling information (S280 ). That is, in the spatial multiplexing mode, if the time to transmit the uplink data matches the time to transmit the feedback information, the feedback information is transmitted together with the uplink data through the PUSCH. The uplink scheduling information may be referred to as an uplink grant. The steps S260 to S280 may be referred to as a second downlink transmission.

제2 하향링크 전송 이후에 채널환경이 또 바뀌어 단말이 다른 PMI를 기지국으로 전송하면, 기지국은 다시 변경된 CDD 지시자를 단말로 전송할 수 있다.If the UE changes its channel environment after the second downlink transmission and transmits another PMI to the BS, the BS can transmit the changed CDD indicator to the UE again.

이와 같이 물리계층 또는 MAC 계층의 수준에서 CDD 지시자를 즉각적으로 단말에 전송해줌으로써 급변하는 채널환경에 신속하게 대응하는 다중안테나 시스템 서비스를 제공할 수 있다.As described above, the CDD indicator is immediately transmitted to the MS at the physical layer or MAC layer level, thereby providing a multi-antenna system service that responds rapidly to a rapidly changing channel environment.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the functions described above may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), etc. according to software or program code or the like coded to perform the function. The design, development and implementation of the above code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시 예들을 포함한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. You will understand. Therefore, it is intended that the present invention covers all embodiments falling within the scope of the following claims, rather than being limited to the above-described embodiments.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.

도 2는 다중안테나를 구비한 송신기의 구조를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the structure of a transmitter having multiple antennas.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of transmitting data in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 다중안테나 시스템에서 데이터의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of transmitting data in a multi-antenna system according to another example of the present invention.

Claims (16)

프리코딩(precoding)이 다중안테나의 각 안테나간의 경로 지연을 이용하는 CDD(Cyclic Delay Diversity)를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자, 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI(Precoding Matrix Indicator) 및 상기 다중안테나를 위한 계층의 갯수를 지시하는 RI(Rank Indicator)를 포함하는 하향링크 스케줄링 정보를 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 단말로 전송하는 단계;A CDD indicator indicating whether precoding supports CDD (Cyclic Delay Diversity) using path delays between antennas of multiple antennas, a Precoding Matrix Indicator (PMI) indicating a precoding matrix, Transmitting downlink scheduling information including a Rank Indicator (RI) indicating a number of layers to a mobile station through a physical downlink control channel (PDCCH); 상기 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 CDD 지시자에 따른 프리코딩이 수행된 제1 하향링크 데이터를 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)을 통해 상기 단말로 전송하는 단계; 및Transmitting a precoding matrix for the PMI indicated by the PMI and a first downlink data precoded according to the CDD indicator to the MS through a physical downlink shared channel (PDSCH); And 상기 단말로부터 상기 제1 하향링크 데이터를 기반으로 결정된 PMI를 수신한 경우, 상기 PMI를 기반으로 제2 하향링크 데이터를 위한 프리코딩 행렬에 CDD를 적용할지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,Determining whether to apply CDD to a precoding matrix for second downlink data based on the PMI when a PMI determined based on the first downlink data is received from the UE, 상기 하향링크 스케줄링 정보는 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 모드에 대응하는 포맷으로 설정되고, 상기 프리코딩은 공간 다중화를 위한 프리코딩인, 데이터의 전송방법.Wherein the downlink scheduling information is set in a format corresponding to a spatial multiplexing mode, and the precoding is precoding for spatial multiplexing. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 프리코딩은 다음의 수학식에 의해 정의되는, 데이터의 전송방법.Wherein the precoding is defined by the following equation.
Figure 112013050010004-pat00004
Figure 112013050010004-pat00004
여기서, W(i)는 크기 P×υ의 프리코딩 행렬(precoding matrix), 행렬 D(i)와 행렬 U는 CDD를 지원하는 크기 υ×υ의 정사각 행렬이고, x(i)=[x(0)(i),...,x(υ-1)(i)]T는 상기 프리코딩에 입력되는 벡터(vector)이며, y(i)=[y(0)(i),...,y(P-1)(i)]T는 상기 다중안테나 각각에 대한 자원에 맵핑되는 벡터이다. 여기서 υ는 계층(layer)의 개수이고, i=0,1,...,Mlayer symb-1은 각 계층(layer)당 변조심벌(modulation symbol)의 개수이며(Mlayer symb는 상기 다중안테나 각각에 대한 변조심벌의 개수인 Mantenna symb과 동일하다), y(P)(i)는 제P 번째 안테나에 대한 신호이다.Here, W (i) is a = size of the precoding matrix of P × υ (precoding matrix), a matrix D (i) and matrix U is a square matrix of size υ × υ supporting CDD, x (i) [x ( 0) (i), ..., x (v-1) (i)] T is a vector input to the precoding, y (i) = [y (0) ., y (P-1) (i)] T is a vector mapped to a resource for each of the multiple antennas. Where υ is the number of layers (layer), i = 0,1, ..., M layer symb -1 is the number of each of the hierarchical modulation symbol (modulation symbol) per (layer) (M symb layer is the multi-antenna Is equal to M antenna symb , which is the number of modulation symbols for each antenna , and y (P) (i) is the signal for the Pth antenna.
제 2 항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 계층의 개수는 2 이상인, 데이터의 전송방법.Wherein the number of layers is two or more. 제 2 항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 행렬 D(i)와 행렬 U는 아래의 표에 의해서 결정되는, 데이터의 전송방법.Wherein the matrix D (i) and the matrix U are determined according to the following table.
Figure 112013050010004-pat00005
Figure 112013050010004-pat00005
기지국에 있어서,In the base station, 메모리; 및Memory; And 상기 메모리와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는And a processor coupled to the memory, wherein the processor 프리코딩(precoding)이 다중안테나의 각 안테나간의 경로 지연을 이용하는 CDD(Cyclic Delay Diversity)를 지원하는지 여부를 지시하는 CDD 지시자, 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI(Precoding Matrix Indicator) 및 상기 다중안테나를 위한 계층의 갯수를 지시하는 RI(Rank Indicator)를 포함하는 하향링크 스케줄링 정보를 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 단말로 전송하고,A CDD indicator indicating whether precoding supports CDD (Cyclic Delay Diversity) using path delays between antennas of multiple antennas, a Precoding Matrix Indicator (PMI) indicating a precoding matrix, And transmits downlink scheduling information including a Rank Indicator (RI) indicating the number of layers to a UE through a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) 상기 PMI가 가리키는 프리코딩 행렬 및 상기 CDD 지시자에 따른 프리코딩이 수행된 제1 하향링크 데이터를 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)을 통해 상기 단말로 전송하고, Transmits a precoding matrix for the PMI and precoding according to the CDD indicator to the MS through a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) 상기 단말로부터 상기 제1 하향링크 데이터를 기반으로 결정된 PMI를 수신한 경우, 상기 PMI를 기반으로 제2 하향링크 데이터를 위한 프리코딩 행렬에 CDD를 적용할지 여부를 결정하도록 구현되되,When the PMI determined based on the first downlink data is received from the MS, determines whether to apply CDD to the precoding matrix for the second downlink data based on the PMI, 상기 하향링크 스케줄링 정보는 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 모드에 대응하는 포맷으로 설정되고, 상기 프리코딩은 공간 다중화를 위한 프리코딩인, 기지국.Wherein the downlink scheduling information is set in a format corresponding to a spatial multiplexing mode, and the precoding is precoding for spatial multiplexing. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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