KR101546100B1

KR101546100B1 - 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법

Info

Publication number: KR101546100B1
Application number: KR1020090121178A
Authority: KR
Inventors: 고현수; 이문일; 정재훈; 임빈철; 권영현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2015-08-24
Also published as: KR20100111608A

Abstract

무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법은 하향링크 전송을 위하여 참조신호 또는 데이터가 맵핑되는 자원요소 당 에너지를 결정하는 단계, 및 상기 참조신호 및 상기 데이터의 전력 정보를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 참조신호는 채널 상태 측정을 위한 채널 상태 지시 참조신호를 포함하고, 상기 채널 상태 지시 참조신호의 전력 정보는 상기 채널 상태 지시 참조신호를 위한 자원요소의 전력과 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼의 데이터를 위한 자원요소의 전력 또는 서로 다른 OFDM 심볼의 채널 상태 측정 및 데이터 복조를 위한 셀 특정 참조신호를 위한 자원요소의 전력과의 비율로 표현된다.

Description

무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법{Method of transmitting power information in wireless communication system}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 전력정보를 전송하는 방법에 관한 것이다.

최근에는 무선통신 시스템의 성능과 통신용량을 극대화하기 위하여 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이 주목받고 있다. MIMO 기술은 지금까지 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방법이다. MIMO 시스템을 다중안테나(Multiple antenna) 시스템이라고도 한다. MIMO 기술은 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 그 결과, 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.

MIMO 기술에는 송신 다이버시티(transmit diversity), 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 빔포밍(beamforming) 등이 있다. 송신 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키기 위해 사용된다. 이때, 가중치는 가중치 벡터(weight vector) 또는 가중치 행렬(weight matrix)로 표시될 수 있고, 이를 프리코딩 벡터(precoding vector) 또는 프리코딩 행렬(precoding matrix)이라 한다.

공간 다중화는 단일 사용자에 대한 공간 다중화와 다중 사용자에 대한 공간 다중화가 있다. 단일 사용자에 대한 공간 다중화는 SU-MIMO(Single User MIMO)라고도 하며, 다중 사용자에 대한 공간 다중화는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 혹은 MU-MIMO(Multi User MIMO)로 불린다. MIMO 채널의 용량은 안테나 수에 비례하여 증가한다. MIMO 채널은 독립 채널로 분해될 수 있다. 송신 안테나의 수를 Nt, 수신 안테나의 수를 Nr 이라 할 때, 독립 채널의 수 Ni 는 Ni ≤ min{Nt, Nr}이 된다. 각각의 독립 채널은 공간 계층(spatial layer)이라 할 수 있다. 랭크(rank)는 MIMO 채널 행렬의 영이 아닌 고유값(non-zero eigenvalue)의 수로, 다중화될 수 있는 공간 스트림의 수로 정의될 수 있다.

무선통신 시스템에서는 데이터의 송/수신, 시스템 동기 획득, 채널정보 피드백 등을 위하여 상향링크 채널 또는 하향링크의 채널을 추정할 필요가 있다. 채널추정은 페이딩으로 인한 급격한 환경변화에 의하여 생기는 신호의 왜곡을 보상하여 전송 신호를 복원하는 과정을 말한다. 일반적으로 채널추정을 위하여 송신기와 수 신기가 모두 알고 있는 참조신호(reference signal)가 필요하다.

하향링크 전송에서 기지국은 인접 셀에 대한 간섭을 최소화하면서 셀 가장자리의 단말이 데이터를 수신할 수 있도록 적절한 송신전력을 결정하여 신호를 전송한다. 기지국은 결정된 송신전력에 대한 정보를 단말에게 알려주어야 한다. 참조신호와 데이터 신호에 대한 송신전력은 서로 다르게 결정될 수 있으며, 참조신호에 대한 송신전력 정보가 단말에게 지시될 수 있다. 단말은 참조신호에 대한 송신전력 정보를 이용하여 참조신호 및 데이터를 수신할 수 있다. 다중 안테나 시스템에서는 각 안테나마다 서로 다른 채널을 겪기 때문에, 각 안테나를 고려하여 참조신호의 배치구조가 설계된다.

다양한 구성의 참조신호의 배치구조에서 참조신호 및 데이터의 송신전력에 대한 정보를 효율적으로 전송할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 전력정보를 효율적으로 전송할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법은 하향링크 전송을 위하여 참조신호 또는 데이터가 맵핑되는 자원요소 당 에너지를 결정하는 단계, 및 상기 참조신호 및 상기 데이터의 전력 정보를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 참조신호는 채널 상태 측정을 위한 채널 상태 지시 참조신호를 포함하고, 상기 채널 상태 지시 참조신호의 전력 정보는 상기 채널 상태 지시 참조신호를 위한 자원요소의 전력과 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼의 데이터를 위한 자원요소의 전력 또는 서로 다른 OFDM 심볼의 채널 상태 측정 및 데이터 복조를 위한 셀 특정 참조신호를 위한 자원요소의 전력과의 비율로 표현된다.

다양하게 구성될 수 있는 참조신호의 구성에서 송신전력에 대한 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)은 적어도 하나의 셀에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 전송을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 전송을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (Open System Interconnection, OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다. 제1 계층은 물리계층(PHY(physical) layer)이다. 제2 계층은 MAC(Medium Access Control) 계층, RLC(Radio Link Control) 계층 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층으로 분리될 수 있다. 제3 계층은 RRC(Radio Resource Control) 계층이다.

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)와 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.

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.

다중안테나 시스템에서 다중안테나를 이용한 기법으로는 랭크 1에서 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. 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.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무 선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 3을 참조하면, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이에서는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 물리계층은 상위에 있는 MAC 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결된다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 물리계층은 전송채널을 이용하여 MAC 계층 및 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다.

MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC 계층에게 서비스를 제공한다. RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. PDCP 계층은 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

RRC 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 4는 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널 간의 맵핑(mapping)을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.6.0 (2008-09) Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)의 6.1.3.2절을 참조할 수 있다.

도 4를 참조하면, PCCH(Paging Control Channel)는 PCH(Paging Channel)에 맵핑되고, BCCH(Broadcast Control Channel)은 BCH(Broadcast Channel) 또는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)에 맵핑된다. CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel), MCCH(Multicast Control Channel) 및 MTCH(Multicast Traffic Channel)는 DL-SCH에 맵핑된다. MCCH와 MTCH는 MCH(Multicast Channel)에도 맵핑된다.

각 논리채널 타입은 어떤 종류의 정보가 전송되는가에 따라 정의된다. 논리채널은 제어채널과 트래픽 채널 2종류가 있다.

제어채널은 제어 평면 정보의 전송을 위한 채널이다. BCCH는 시스템 제어정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보를 전송하는 하향링크 채널로, 네트워크가 단말의 위치를 모를 때 사용한다. CCCH는 단말과 네트워크 간의 제어정보를 전송하는 채널로, 단말과 네트워크 간의 RRC 연결이 없을 때 사용된다. MCCH는 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 제어정보를 전송하는데 사용되는 점대다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다. DCCH는 단말과 네트워크 간의 전용 제어정보를 전송하는 점대점 양방향 채널이며, RRC 연결을 갖는 단말에 의해 사용된다.

트래픽 채널은 사용자 평면 정보의 전송을 위한 채널이다. DTCH는 사용자 정보의 전송을 위한 점대점 채널이며, 상향링크와 하향링크 모두에 존재한다. MTCH는 트래픽 데이터의 전송을 위한 점대다 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말을 위해 사용된다.

전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 전송되는 방식에 따라 분류된다. BCH는 셀 전 영역에서 브로드캐스트되고 고정된 미리 정의된 전송 포맷을 가진다. DL-SCH는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)의 지원, 변조, 코딩 및 전송파워의 변화에 의한 동적 링크 적응의 지원, 브로드캐스트의 가능성, 빔포밍의 가능성, 동적/반정적(semi-static) 자원 할당 지원, 단말 파워 절약을 위한 DRX(Discontinuous Reception) 지원 및 MBMS 전송 지원으로 특징된다. PCH는 단말 전력 절약을 위한 DRX 지원, 셀 전 영역에의 브로드캐스트로 특징된다. MCH는 셀 전 영역에의 브로드캐스트 및 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지원으로 특징된다.

도 5는 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널 간의 맵핑을 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.300 V8.6.0 (2008-09)의 5.3.1절을 참조할 수 있다.

도 5를 참조하면, BCH는 PBCH(Physical Broadcast Channel)에 맵핑되고, MCH는 PMCH(Physical Multicast Channel)에 맵핑되고, PCH와 DL-SCH는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에 맵핑된다. PBCH는 BCH 전송 블록(transport block)을 나르고, PMCH는 MCH 전송 블록을 나르고, PDSCH는 DL-SCH와 PCH의 전송 블록을 나른다.

물리계층에서 사용되는 하향링크 물리 제어채널에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등이 있다. PDCCH는 단말에게 PCH와 DL-SCH의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ 정보에 대해 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트(UL scheduling grant)를 나를 수 있다. PCFICH는 단말에게 서브프레임 내에서 PDCCH의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려준다. PCFICH는 서브프레임마다 전송될 수 있다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK 신호를 나른다.

도 6은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 무선 프레임(Radio Frame)은 10개의 서브프레임(Subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(Slot)으로 구성될 수 있다. 무선 프레임 내의 슬롯은 0번부터 19번까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이 는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 7은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N^DL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 N^DL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 N^DL은 60 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다.

자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(Resource Element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k, ℓ)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,N^DLㅧ12-1)는 주파수 영역의 부반송파 인덱스이고, ℓ(ℓ=0,...,6)은 시간 영역의 OFDM 심볼 인덱스이다.

여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심볼, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7ㅧ12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심볼의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되지 않는다. OFDM 심볼의 수와 부반송파의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 일반(normal) CP의 경우 OFDM 심볼의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심볼의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심볼에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나일 수 있다.

도 8은 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞선 3 OFDM 심볼들이 PDCCH가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH가 할당되는 데이터영역(data region)이다. 제어영역에는 PDCCH 이외에도 PCFICH, PHICH 등의 제어채널이 할당될 수 있다. 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 디코딩하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터 정보를 읽을 수 있다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심볼을 포함하는 것은 예시에 불과하며, 제어영역에는 2 OFDM 심볼 또는 1 OFDM 심볼이 포함될 수 있다. 서브프레임 내 제어영역이 포함하는 OFDM 심볼의 수는 PCFICH를 통해 알 수 있다.

이하, 참조신호(Reference Signal, RS) 전송에 사용되는 자원요소를 참조심볼(reference symbol)이라 한다. 참조심볼을 제외한 자원요소는 데이터 전송에 사용될 수 있다. 데이터 전송에 사용되는 자원요소를 데이터 심볼이라 한다. 참조신호는 파일럿(pilot)이라 불릴 수 있다.

참조신호는 미리 정의된 참조신호 시퀀스가 곱해져 전송될 수 있다. 예를 들어, 참조신호 시퀀스로 PN(Pseudo-random) 시퀀스, m-시퀀스 등을 이용할 수 있다. 참조신호 시퀀스는 이진(binary) 시퀀스 또는 복소(complex) 시퀀스를 사용할 수 있다. 기지국이 참조신호 시퀀스를 곱해 전송할 경우, 단말은 인접 셀로부터 수신되는 참조신호의 간섭을 감소시켜 채널추정 성능을 향상시킬 수 있다.

참조신호는 공용 참조신호(common RS)와 전용 참조신호(dedicated RS)로 구분될 수 있다. 공용 참조신호는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조신호이고, 전용 참조신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹에게 전송되는 참조신호이다. 공용 참조신호를 셀 특정 참조신호(Cell-specific RS)라 할 수 있고, 전용 참조신호를 단말 특정 참조신호(UE-specific RS)라 할 수 있다. 공용 참조신호는 모든 하향링크 서브프레임을 통하여 전송될 수 있고, 단말 특정 참조신호는 단말에게 할당된 특정 자원영역을 통하여 전송될 수 있다.

단말은 참조신호를 통해 획득한 채널정보를 이용하여 데이터 복조 및 채널품질 측정을 수행할 수 있다. 무선채널은 지연확산(delay spreading) 및 도플러 효과에 의한 주파수 및 시간에 따라 변화는 특성을 가지므로, 참조신호는 주파수 및 시간 선택적 채널 변화를 반영할 수 있도록 설계되어야 한다. 그리고 참조신호의 전송으로 인한 오버헤드에 의해 데이터 전송에 영향을 받지 않도록 참조신호는 적절한 오버헤드를 초과하지 않도록 설계되어야 한다.

4개의 송신안테나(4Tx)를 갖는 LTE 시스템에서는 제어채널에 대하여 SFBC-FSTD 기법을 사용하면서 4Tx를 위해 정의되는 참조신호를 전송한다. 단말은 참조신 호를 이용하여 채널정보를 획득한 후 데이터 복조를 수행한다. LTE 시스템에서 연속되는 14개 또는 12개의 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임의 초기 2 내지 3개의 OFDM 심볼이 제어채널로 할당되며, 서브프레임의 나머지 OFDM 심볼이 데이터 채널로 할당된다. 특히, 제어채널은 기지국의 안테나 구성에 따라 정의되는 전송 다이버시티 기법으로 전송된다.

먼저, 공용 참조신호에 대해 설명한다.

도 9는 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다. 도 10은 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다. 도 11은 일반 CP가 적용된 서브프레임에서 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다. 도 12는 확장 CP가 적용된 서브프레임에서 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.211 V8.4.0 (2008-09) Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)의 6.10.1절을 참조할 수 있다.

도 9 내지 12를 참조하면, 복수의 안테나를 사용하는 다중 안테나 전송의 경우, 각 안테나마다 자원 그리드가 존재하며 각 안테나를 위한 적어도 하나의 참조신호가 각각의 자원 그리드에 맵핑될 수 있다. 각 안테나별 참조신호는 참조심볼들로 구성된다. Rp는 p번 안테나의 참조심볼을 나타낸다(p∈{0, 1, 2, 3}). R0 내지 R3은 서로 중복되는 자원요소에 맵핑되지 않는다.

하나의 OFDM 심볼에서 각 Rp는 6 부반송파 간격으로 위치할 수 있다. 서브프레임 내 R0의 수와 R1의 수는 동일하고, R2의 수와 R3의 수는 동일하다. 서브프레임 내 R2, R3의 수는 R0, R1의 수보다 적다. 안테나 간 간섭을 주지 않기 위해서, Rp는 p번 안테나를 제외한 다른 안테나를 통해서는 어떤 전송에도 사용되지 않는다. 공용 참조신호는 스트림의 개수에 상관없이 항상 안테나의 개수만큼 전송된다. 공용 참조신호는 안테나마다 독립적인 참조신호를 갖는다. 공용 참조신호의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치 및 시간 영역의 위치는 단말에 상관없이 정해진다. 공용 참조신호에 곱해지는 공용 참조신호 시퀀스 역시 단말에 상관없이 생성된다. 따라서, 셀 내 모든 단말들은 공용 참조신호를 수신할 수 있다. 다만, 공용 참조신호의 서브프레임 내 위치 및 공용 참조신호 시퀀스는 셀 ID에 따라 정해질 수 있다. 따라서, 공용 참조신호는 셀 특정 참조신호(cell-specific RS)라고도 한다.

구체적으로, 공용 참조신호의 서브프레임 내 시간 영역 내 위치는 안테나의 번호, 자원블록 내 OFDM 심볼의 개수에 따라 정해질 수 있다. 공용 참조신호의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치는 안테나의 번호, 셀 ID, OFDM 심볼 인덱스(ℓ), 무선 프레임 내 슬롯 번호 등에 따라 정해질 수 있다. 공용 참조신호 시퀀스는 하나의 서브프레임 내 OFDM 심볼 단위로 적용될 수 있다. 공용 참조신호 시퀀스는 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심볼 인덱스, CP의 종류 등에 따라 달라질 수 있다.

참조심볼을 포함하는 OFDM 심볼에서 각 안테나별 참조심볼의 개수는 2개이 다. 서브프레임은 주파수 영역에서 N^DL 자원블록을 포함하므로, 하나의 OFDM 심볼에서 각 안테나별 참조심볼의 개수는 2ㅧN^DL이다. 따라서, 공용 참조신호의 시퀀스 길이는 2ㅧN^DL일 수 있다.

수학식 1은 공용 참조신호의 시퀀스를 r(m)이라 할 때, r(m)로 사용되는 복소 시퀀스의 일예를 나타낸다.

여기서, n_s는 무선 프레임에서 슬롯 번호이고, l은 슬롯에서의 OFDM 심볼의 번호를 나타낸다. m은 0,1,...,2N^max,DL-1이다. N^max,DL은 최대 대역폭에 해당하는 자원블록의 개수이다. 예를 들어, LTE 시스템에서 N^max,DL은 110이 될 수 있다. c(i)는 PN 시퀀스로 길이-31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다. 수학식 2는 2ㅧN^max,DL 길이의 시퀀스 c(i)의 일예를 나타낸다.

여기서, N_C=1600이고, x₁(i)은 제1 m-시퀀스이고, x₂(i)는 제2 m-시퀀스이다. 예를 들어, 제1 m-시퀀스 또는 제2 m-시퀀스는 매 OFDM 심볼마다 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 슬롯 번호, 슬롯 내 OFDM 심볼 인덱스, CP의 종류 등에 따라 초기화(initialization)될 수 있다. 수학식 3은 초기화 PN 시퀀스 c_init의 일예를 나타낸다.

여기서, N_CP의 값은 일반 CP에서 1이고 확장 CP에서 0이다.

생성된 공용 참조신호 시퀀스는 자원요소로 맵핑된다. 수학식 4는 공용 참조신호 시퀀스가 자원요소로 맵핑되는 일예를 나타낸다. 공용 참조신호 시퀀스는 슬롯 n_s에서 안테나 p를 위한 복소 변조심볼(complex-valued modulation symbols) a_k,l ^(P) 로 맵핑될 수 있다.

여기서, υ 및 υ_shift는 서로 다른 참조신호를 위한 주파수 영역에서의 위치로 정의된다. υ는 수학식 5와 같이 주어질 수 있다.

셀 특정 주파수 시프트(cell-specific frequency shift) υ_shift는 수학식 6과 같이 정해질 수 있다.

한편, N^max,DL보다 작은 대역폭을 갖는 시스템의 경우, 2×N^max,DL 길이로 생성된 참조신호 시퀀스에서 일정 부분만이 선택되어 사용될 수 있다.

이제, 전용 참조신호에 대해 설명한다.

도 13은 일반 CP가 적용된 서브프레임에서 전용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다. 도 14는 확장 CP가 적용된 서브프레임에서 전용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 13 및 14를 참조하면, 일반 CP가 적용된 경우, 1 TTI는 14 OFDM 심볼을 포함한다. 확장 CP가 적용된 경우, 1 TTI는 12 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, R5는 전용 참조신호를 전송하는 5번 안테나의 참조심볼을 나타낸다. 일반 CP가 적용된 경우 참조심볼을 포함하는 하나의 OFDM 심볼에서 참조심볼은 4 부반송파 간격으로 위치된다. 확장 CP가 적용된 경우 참조심볼을 포함하는 하나의 OFDM 심볼에서 참조심볼은 3 부반송파 간격으로 위치된다.

전용 참조신호는 스트림의 개수만큼 전송된다. 전용 참조신호는 기지국이 특정 단말에게 하향링크 정보를 빔포밍하여 전송하는 경우에 사용될 수 있다. 전용 참조신호는 제어영역에 포함되지 않고 데이터 영역에 포함될 수 있다. 전용 참조신호는 PDSCH가 맵핑된 자원블록을 통해서 전송될 수 있다. 즉, 특정 단말이 할당받은 PDSCH를 통하여 특정 단말에 대한 전용 참조신호가 전송될 수 있다.

전용 참조신호의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치 및 시간 영역의 위치는 PDSCH 전송을 위해 할당된 자원블록에 따라 정해질 수 있다. 전용 참조신호에 곱해지는 전용 참조신호 시퀀스는 단말 ID에 따라 정해질 수 있다. 이 경우, 셀 내 단말 ID에 해당하는 특정 단말만이 전용 참조신호를 수신할 수 있다. 따라서, 전용 참조신호는 단말 특정 참조신호(UE-specific RS)라고도 한다.

구체적으로, 전용 참조신호의 서브프레임 내 시간 영역 내 위치는 무선 프레임 내 슬롯 번호, CP의 종류에 따라 정해질 수 있다. 전용 참조신호의 서브프레임 내 주파수 영역의 위치는 PDSCH 전송을 위해 할당된 자원블록, 셀 ID, OFDM 심볼 인덱스(ℓ), CP의 종류 등에 따라 정해질 수 있다. 전용 참조신호 시퀀스는 하나의 서브프레임 내 OFDM 심볼 단위로 적용될 수 있다. 전용 참조신호 시퀀스는 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 서브프레임의 위치, 단말 ID 등에 따라 달라질 수 있다.

전용 참조신호 시퀀스의 경우에도, 수학식 1, 2가 적용될 수 있다. 수학식 1의 m은 N^PDSCH에 의해 정해진다. N^PDSCH는 PDSCH 전송에 대응하는 대역폭에 해당하는 자원블록의 개수이다. N^PDSCH에 따라 전용 참조신호 시퀀스의 길이가 달라질 수 있다. 즉, 단말이 할당받는 데이터 양에 따라 참조신호 시퀀스의 길이가 달라질 수 있다. 수학식 2의 제1 m-시퀀스(x1(i)) 또는 제2 m-시퀀스(x2(i))는 매 서브프레임마다 셀 ID, 하나의 무선 프레임 내 서브프레임의 위치, 단말 ID 등에 따라 초기화될 수 있다.

전용 참조신호 시퀀스는 서브프레임마다 생성되어, OFDM 심볼 단위로 적용될 수 있다. 시간 영역으로 하나의 서브프레임, 주파수 영역으로 하나의 자원블록으로 구성된 자원영역에서 참조심볼의 개수는 12개이다. 자원블록의 개수는 N^PDSCH이므로, 전체 참조신볼의 개수는 12×N^PDSCH이다. 따라서, 전용 참조신호 시퀀스 길이는 12× N^PDSCH이다. 수학식 1을 이용하여 전용 참조신호 시퀀스를 생성하는 경우, m은 0,1,...,12N^PDSCH-1이다. 전용 참조신호 시퀀스는 순서대로 참조심볼에 맵핑된다. 먼저, 전용 참조신호 시퀀스는 하나의 OFDM 심볼에서 부반송파 인덱스의 오름차순으로 참조심볼에 맵핑된 후, 다음 OFDM 심볼에 맵핑된다.

공용 참조신호는 전용 참조신호와 동시에 사용될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 3 OFDM 심볼(ℓ=0,1,2)을 통해 제어정보가 전송된다고 가정한다. OFDM 심볼 인덱스가 0, 1, 2(ℓ=0,1,2)인 OFDM 심볼에서는 공용 참조신호를 사용하고, 3개 OFDM 심볼을 제외한 나머지 OFDM 심볼에서는 전용 참조신호를 사용할 수 있다.

무선통신 시스템의 주파수 효율(spectral efficiency)을 향상시키기 위해 안테나 구성(antenna configuration)을 증가시킨 다중안테나 시스템 및 다수의 반송파를 사용하는 다중 반송파 시스템을 고려할 수 있다. 다중 반송파 시스템은 기존의 반송파 대역을 유지하면서 추가적인 반송파 대역을 필요로 한다. 예를 들어, 기존의 20MHz 대역폭을 하나의 반송파로 사용하는 시스템은 기존의 서비스를 유지하면서 기존의 대역폭과 유사한 추가적인 반송파 대역을 사용하여야 하므로 주파수 대역의 사용에 제약이 따른다.

안테나 구성을 증가시킨 다중안테나 시스템에서는 증가된 안테나 구성에 따른 참조신호 구조 및 전송기법이 설계되어야 한다. 예를 들어, 기존의 4Tx 시스템에서 8Tx 시스템으로 안테나 구성이 증가되면, 8개의 송신안테나의 채널을 구분할 수 있도록 각 안테나의 참조신호가 시간 영역 또는 주파수 영역 또는 코드 영역에서 다중화되어 전송될 수 있다. 그리고 전송기법을 고려할 때, 8개의 송신안테나에서 평균적으로 동일한 송신전력의 전송이 수행되어야 한다.

N개의 송신안테나를 사용하는 다중안테나 시스템을 기존 시스템(legacy system)이라고 할 때, N+1개 이상의 송신안테나를 사용하는 다중안테나 시스템을 발전된 시스템(evolved system)이라고 한다(N>1인 정수). 예를 들어, LTE 시스템과 같이 최대 4개의 송신안테나를 사용하는 4Tx 시스템을 기존 시스템이라고 하고, 8개의 송신안테나를 사용하는 8Tx 시스템을 발전된 시스템이라고 할 수 있다. 기존 시스템을 이용하는 단말을 기존 단말이라 하고, 발전된 시스템을 이용하는 단말을 발전된 단말이라 한다. 발전된 시스템은 기존 단말을 지원하면서 발전된 단말을 지원할 수 있어야 한다. 이를 역지원성(backward compatibility)라 한다. 이하, 기존 시스템은 4Tx 시스템이고 발전된 시스템은 8Tx 시스템인 것으로 가정하여 설명한다.

도 15는 8개의 송신안테나를 사용하는 시스템에서 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 15를 참조하면, 기존 시스템의 안테나에 대응하는 참조신호 0 내지 3은 제1 안테나 그룹의 참조심볼에 맵핑되고, 발전된 시스템의 안테나에 대응하는 참조신호 4 내지 7은 제2 안테나 그룹의 참조심볼에 맵핑된다.

이하, 제1 안테나 그룹은 4Tx 시스템의 안테나들을 포함하고, 제2 안테나 그룹은 8Tx 시스템에서 제1 안테나 그룹을 제외한 나머지 안테나들을 포함한다. 제1 안테나 그룹의 참조신호는 제1 안테나 그룹에 포함되는 각 안테나에 대응하는 참조신호로 구성되고, 제2 안테나 그룹의 참조신호는 제2 안테나 그룹에 포함되는 각 안테나에 대응하는 참조신호로 구성된다. 제2 안테나 그룹의 참조신호는 제1 안테나 그룹의 참조신호 이외의 다른 하나의 4Tx 시스템을 위한 참조신호로 사용될 수도 있다. 참조신호 N은 N번째 안테나에 대응하는 참조신호를 의미한다.

제1 안테나 그룹의 참조신호는 도 11과 같이 기존 시스템의 참조신호 배치방법에 따라 배치될 수 있다. 제2 안테나 그룹의 참조신호는 제1 안테나 그룹의 참조신호가 배치되는 자원요소에 인접한 자원요소에 배치될 수 있다. 이는 기존 시스템의 참조신호 구조를 따라 발전된 시스템의 참조신호를 단순히 확장시킨 형태이다.

이제, 다양하게 구성되는 참조신호의 구성에서 참조신호 및 데이터의 송신전력 정보를 전송하는 방법에 대하여 설명한다.

도 16은 참조신호 또는 데이터의 송신전력 정보를 전송하는 방법의 일예를 나타낸다.

도 16을 참조하면, 기지국은 하향링크 전송을 위한 자원요소 당 에너지(energy per resource element, 이하 EPRE)를 결정한다(S110). EPRE는 하나의 참조심볼 또는 데이터 심볼이 맵핑되는 자원요소에 대한 에너지 또는 송신전력을 의미한다. 기지국은 단말에게 참조신호 및 데이터의 송신전력을 알리기 위한 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터를 결정한다. 참조신호에는 셀 특정 참조신호(Cell-specific Reference Signal, CRS), 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal, DRS), 채널 상태 측정을 위한 채널 상태 지시 참조신호(Channel State Indication/Information Reference Signal, CSI-RS) 등이 포함된다. 참조신호 및 데이터의 송신전력을 알리기 위한 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터에 대하여 후술한다.

기지국은 참조신호 및 데이터의 전력 정보를 단말에게 알린다(S120). 참조신호 및 데이터의 전력 정보는 참조신호 및 데이터의 송신전력을 알리기 위한 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터를 포함한다. 즉, 기지국은 결정된 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터를 단말에게 알린다. 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터는 MAC 계층 또는 RRC 계층과 같은 상위계층의 시그널링을 통하여 전송될 수 있다.

단말은 참조신호 및 데이터의 전력 정보를 이용하여 데이터를 수신한다(S130).

단말은 셀 특정 참조신호의 EPRE가 하향링크 시스템의 대역폭에서 일정한 것으로 추정할 수 있다. 단말은 셀 특정 참조신호의 다른 전력 정보를 수신할 때까지 모든 서브프레임에서 셀 특정 참조신호의 EPRE는 동일한 것으로 추정할 수 있다. 하향링크 참조신호의 EPRE는 상위계층을 통하여 제공되는 참조신호 전력 파라미터로부터 주어지는 하향링크 참조신호 송신전력으로부터 유도될 수 있다. 하향링크 참조신호 송신전력은 시스템 대역폭 내에서 셀 특정 참조신호를 나르는 모든 자원요소의 전력에 대한 선형 평균으로 정의될 수 있다.

각 OFDM 심볼에 대해 PDSCH 자원요소들 간의 셀 특정 참조신호의 EPRE에 대 한 PDSCH EPRE의 비율은 ρ_A 또는 ρ_B로 표현될 수 있다. ρ_A 또는 ρ_B는 단말 특정 파라미터이고, OFDM 심볼 인덱스에 따라 정해질 수 있다.

표 1은 하나의 슬롯 내에서 셀 특정 참조신호의 EPRE에 대응하는 PDSCH EPRE의 비율 ρ_A 또는 ρ_B로 표현되는 OFDM 심볼 인덱스의 일예를 나타낸다.

단말은 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM 공간 다중화 또는 다중 사용자 MIMO 전송모드와 관련된 PDSCH 전송을 가정할 수 있다. ρ_A는

와 같을 수 있다. 또는 단말이 4개의 셀 특정 안테나 포트를 통하여 전송 다이버시티를 위한 프리코딩을 이용하는 PDSCH 데이터를 수신할 때, ρ_A는

와 같을 수 있다. 여기서,

은 다중 사용자 MIMO를 제외한 모든 전송모드에서 0 dB일 수 있다. P_A는 상위계층을 통하여 제공되는 단말 특정 파라미터이다.

단말 특정 참조신호가 물리적 자원블록(physical resource block, 이하 PRB)에 존재하는 경우, 각 OFDM 심볼에 대한 참조신호의 EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율은 동일하다. 단말은 16 QAM 또는 64 QAM에 대하여 상기 비율이 0 dB인 것으로 가정할 수 있다.

셀 특정 비율

은 상위 계층을 통하여 시그널링되는 셀 특정 파라미터 P_B 및 기지국의 셀 특정 안테나 포트의 수에 따라 정해질 수 있다. 표 2는 셀 특정 안테나 포트에 대한 셀 특정 비율

의 일예를 나타낸다.

셀 특정 파라미터 P_B는 0 내지 3의 정수로 주어질 수 있고, 이때 참조신호 전력은 -60 내지 50의 정수로 정해질 수 있다. 단말 특정 파라미터 P_A는 dB-6, dB-4dot77, dB-3, dB-1dot77, dB0, dB1, dB2, dB3 등으로 열거될 수 있다.

셀 특정 참조신호의 전력은 셀 특정 값, 즉 하향링크 대역폭을 통하여 상수이며, 데이터의 전력은 단말 특정 값을 갖는다. 참조신호의 전력은 정수값으로 주어지며, 데이터의 전력은 참조신호 전력의 비로 표현될 수 있다. 데이터의 전력에는 참조신호가 없는 OFDM 심볼의 PDSCH 전력 및 참조신호가 있는 OFDM 심볼의 PDSCH 전력의 2가지 종류가 있다. 참조신호의 전력이 -60 내지 50 사이의 정수값으로 표현될 수 있다. 데이터의 전력은 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.

여기서,

는 참조신호가 없는 OFDM 심볼의 PDSCH EPRE이고,

는 참조신호가 있는 OFDM 심볼의 PDSCH EPRE이다.

는 셀 특정 참조신호의 EPRE이다. 즉, ρ_A는 셀 특정 참조신호의 EPRE에 대한 참조신호가 없는 OFDM 심볼의 PDSCH EPRE의 비로 표현될 수 있다. ρ_B는 셀 특정 참조신호의 EPRE에 대한 참조신호가 있는 OFDM 심볼의 PDSCH EPRE의 비로 표현될 수 있다. 데이터 복조를 위해서, 참조신호와 데이터의 EPRE의 비가 중요하다. 참조신호가 없는 OFDM 심볼에서 데이터에 대한 참조신호의 비 ρ_A는 단말 특정적으로 상위계층 시그널링을 통하여 주어질 수 있다. 참조신호가 있는 OFDM 심볼에서 데이터에 대한 참조신호의 비 ρ_B는 단말 특정적으로 주어지는 ρ_A와 셀 특정적으로 주어지는 P_B를 통하여 계산될 수 있다. 즉, 셀 특정 참조신호가 사용되는 환경에서 참조신호 EPRE는 셀 특정 값이고, 데이터 EPRE는 단말 특정 값이다.

도 17은 참조신호 및 데이터의 송신전력을 알리기 위한 단말 특정 파라미터 및 셀 특정 파라미터를 표현하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 17을 참조하면, 심볼 #1은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼을 나타낸다. 여기서는 둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호(CRS)의 구조를 가정한다. ρ_A는 CRS의 EPRE에 대한 심볼 #2의 PDSCH EPRE의 비로 표현된다. ρ_B는 CRS의 EPRE에 대한 심볼 #1의 PDSCH EPRE의 비로 표현된다. P_B는 ρ_A에 대한 ρ_B의 비로 표현된다.

둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조에 있어서, 하나의 자원블록에서 참조신호가 포함된 OFDM 심볼은 참조신호를 위한 4개의 자원요소와 데이터를 위한 8개의 자원요소로 구성될 수 있다. 참조신호를 위한 4개의 자원요소는 임의의 안테나를 위한 2개의 자원요소와 다른 안테나를 위한 2개의 자원요소로 구분되어 사용될 수 있다. 참조신호가 포함된 OFDM 심볼에서 다중안테나 시스템의 송신안테나를 기준으로, 어떤 안테나 포트에서는 해당 안테나의 채널을 추정하기 위한 제1 참조신호(CRS 1)에 해당하는 자원요소에는 증가된 에너지가 주어지고 다른 안테나의 채널추정을 위한 제2 참조신호(CRS 2)의 자원요소에는 에너지가 0으로 주어질 수 있다. 즉, 사용되지 않는 제2 참조신호(CRS 2)의 자원요소의 에너지만큼 데이터 또는 제1 참조신호(CRS 1)를 위한 자원요소의 에너지를 증가시킬 수 있다. 이하, 제1 참조신호는 해당 안테나 포트에서 안테나의 채널 추정을 위한 참조신호를 의미하고, 제2 참조신호는 다른 안테나의 채널추정을 위한 참조신호를 의미한다.

도 18은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심 볼 구조의 일예를 나타낸다. P_B=0 (ρ_B/ρ_A=5/4), ρ_A=1(0dB)인 경우이다.

도 18을 참조하면, 심볼 #1은 셀 특정 참조신호(CRS)가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼을 나타낸다. 이는 둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조를 나타낼 수 있다.

심볼 #1에서, 셀 특정 참조신호를 위한 에너지가 1이라고 할 때, 제2 참조신호의 에너지를 0으로 줄이고 4개의 데이터를 위한 자원요소의 에너지를 1/4씩 증가시키는데 사용하여 데이터 자원요소의 에너지가 5/4가 되도록 할 수 있다. 따라서, 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대한 심볼 #1의 데이터 EPRE의 비율은 5/4가 된다.

도 19는 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다. P_B=0 (ρ_B/ρ_A=5/4), ρ_A=1/2(-3dB)인 경우이다.

도 19를 참조하면, 심볼 #1은 셀 특정 참조신호(CRS)가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼을 나타낸다. 이는 둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조를 나타낼 수 있다.

심볼 #1에서, 셀 특정 참조신호를 위한 에너지가 1이라고 할 때, 제2 참조신호의 에너지를 0으로 줄이고 데이터를 위한 자원요소의 에너지를 증가시키는데 사용하여 데이터 자원요소의 에너지가 5/8가 되도록 할 수 있다. 따라서, 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대한 심볼 #1의 데이터 EPRE의 비율은 5/4가 된다.

도 20은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 또 다른 예를 나타낸다. P_B=1 (ρ_B/ρ_A=1), ρ_A=1/2(-3dB)인 경우이다.

도 20을 참조하면, 심볼 #1은 셀 특정 참조신호(CRS)가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼을 나타낸다. 이는 둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조를 나타낼 수 있다.

심볼 #1에서 제2 참조신호를 위한 에너지가 제1 참조신호의 전송을 위해 사용되는 경우로서, 제1 참조신호의 EPRE는 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대비하여 2배 높은 값을 가질 수 있다. 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대한 심볼 #1의 데이터 EPRE의 비율은 1이 된다.

도 21은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 또 다른 예를 나타낸다. P_B=1 (ρ_B/ρ_A=1), ρ_A=1/4(-6dB)인 경우이다.

도 21을 참조하면, 심볼 #1은 셀 특정 참조신호(CRS)가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼을 나타낸다. 이는 둘 또는 4개의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조를 나타낼 수 있다.

심볼 #1에서 제2 참조신호를 위한 에너지가 제1 참조신호의 전송을 위해 사용되는 경우로서, 제1 참조신호의 EPRE는 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대비하여 4배 높은 값을 가질 수 있다. 심볼 #2의 데이터 EPRE에 대한 심볼 #1의 데이터 EPRE의 비율은 1이 된다.

한편, 하나의 안테나 포트에 대한 셀 특정 참조신호의 구조에 있어서, 하나의 자원블록에서 참조신호가 포함된 OFDM 심볼은 참조신호를 위한 2개의 자원요소와 데이터를 위한 10개의 자원요소로 구성될 수 있다. 참조신호의 전력을 부스 팅(booting)하기 위하여 데이터의 5개의 자원요소에서 균일한 전력을 가져와서 참조신호의 전력을 높일 수 있다. 예를 들어, 각 자원요소에서 전송되는 에너지가 1이라고 할 때, 5개의 데이터 자원요소 각각에서 1/5의 에너지를 줄이고 참조신호 자원요소의 에너지를 1 높여주면 참조신호의 전력을 3dB 높여주는 효과를 얻을 수 있다. 이때, 참조신호가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소들의 에너지는 4/5가 되고, 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심볼의 데이터 자원요소들의 에너지는 1이기 때문에, 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심볼의 데이터 EPRE에 대한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 EPRE의 비율은 4/5로 표현될 수 있다.

셀 특정 참조신호는 채널 상태 측정 및 데이터 복조를 위하여 전송된다. 셀의 중심(inner cell)과 셀 가장자리(cell edge)에 위치한 단말들에 대한 서비스를 모두 만족시키기 위하여 참조신호의 전력은 적절히 조절되어야 한다. 셀 특정 참조신호의 기능은 채널 상태 지시 참조신호(Channel State Indication/Information Reference Signal, CSI-RS)와 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal, DRS)로 구분되어 수행될 수 있다. 이때, 적절한 채널 추정 성능을 획득하기 위하여 CSI-RS 및 DRS에 대하여 적절한 전력 제어가 필요하다.

CSI-RS는 채널 상태 측정을 위하여 전송되는 참조신호로서, 주파수 대역에서 복수의 자원요소의 맵핑될 수 있다. CSI-RS는 적어도 하나의 OFDM 심볼에서 복수의 자원요소에 맵핑될 수 있다. CSI-RS는 다중안테나 시스템에서 각 안테나 포트별로 서로 다른 위치의 자원요소에 맵핑될 수 있다. 자원블록 내에서 CSI-RS를 위해 할당되는 자원요소의 개수, 위치 등은 제한되지 않는다. 단말이 셀 내의 어느 위치에 있더라도 적절한 채널 상태를 추정할 수 있도록 CSI-RS에 대한 전력 조절이 필요하다. 따라서, CSI-RS에 대한 전력 정보를 알려줄 수 있는 방법이 요구된다.

DRS는 데이터 복조를 위해 사용되는 단말 특정 참조신호로서 복조 참조 신호(demodulation reference signal) 또는 전용 파일럿(dedicated pilot)으로 불릴 수 있다. DRS는 단말 특정 참조신호이므로, 특정 단말에 대한 데이터의 전송을 위해 사용되는 프리코딩 가중치가 DRS에 동일하게 적용되어 전송될 수 있다. 이때, DRS로부터 추정된 채널을 이용하여 데이터 복조가 수행된다. 일반적으로 DRS를 위한 자원요소의 전력과 데이터를 위한 자원요소의 전력은 동일한 값을 가질 수 있다. 그러나, DRS의 채널 추정 성능을 높이기 위하여 DRS의 전력은 데이터의 전력보다 높게 정해질 수 있다. 따라서, DRS의 전력 부스팅 레벨을 알려줄 수 있는 방법이 요구된다.

도 22는 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 22를 참조하면, CSI-RS의 구조는 하나의 OFDM 심볼에 포함되는 참조신호의 수에 따라 정의될 수 있다. 즉, 하나의 OFDM 심볼에서 CSI-RS를 위하여 할당되는 자원요소의 수에 따라 CSI-RS의 구조가 정해질 수 있다. 예를 들어, 하나의 자원블록에서 하나의 OFDM 심볼에 포함되는 12개의 자원요소 중에서 8개의 자원요소가 CSI-RS를 위하여 사용되고, 4개의 자원요소가 데이터를 위하여 사용될 수 있다. 여기서는 하나의 자원블록의 OFDM 심볼을 나타내었으나, CSI-RS는 전체 대역폭에 걸쳐 배치될 수 있다. OFDM 심볼 내에서 CSI-RS를 위한 자원요소와 데이터를 위한 자원요소의 위치 및 개수는 다양하게 정의될 수 있으며 제한되지 않는다.

이하, 하나의 OFDM 심볼에 포함되는 12개의 자원요소 중에서 8개의 자원요소가 CSI-RS를 위하여 사용되고 4개의 자원요소가 데이터를 위하여 사용되며, CSI-RS를 위한 자원요소는 주파수 영역으로 4개가 연속되고 데이터를 위한 자원요소는 주파수 영역으로 2개가 연속되는 것으로 가정하여 CSI-RS의 전력정보 및 데이터의 전력정보를 전송하는 방법에 대하여 설명한다.

도 23은 CSI-RS의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 일예를 나타낸다. 심볼 #1은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼을 나타낸다.

도 23을 참조하면, 하향링크 전송에서, 단말은 참조신호를 통하여 획득한 채널정보를 이용하여 CQI(channel quality indication) 또는 CSI(channel state information) 등을 추정할 수 있다. 단말은 CQI, CSI 등을 기지국에게 보고하고, 기지국은 이를 바탕으로 데이터 전송에 사용되는 MCS(modulation and coding scheme) 및 프리코딩 가중치 행렬 등을 결정한다. 이때, 참조신호의 전송을 위한 자원요소의 전력과 데이터 전송을 위한 자원요소의 전력은 서로 다를 수 있기 때문에, 참조신호를 통하여 획득한 채널정보는 데이터 전송을 위한 전력 레벨에 맞추어 재설정될 필요가 있다.

CSI-RS의 전력정보는 심볼 #2의 데이터 전송을 위한 자원요소의 EPRE와 CSI 측정을 위해 삽입되는 참조신호의 전력 비율로 표현될 수 있다. 즉, CSI-RS의 전력정보는 데이터 심볼만으로 구성되는 심볼 #2의 데이터 EPRE와 CSI-RS의 EPRE의 비 율(ρ_C)로 표현될 수 있다. 이 값으로 셀 특정 참조신호의 EPRE와 데이터의 EPRE의 비율이 재사용될 수 있다. 단말은 데이터 전송을 위한 자원요소와 참조신호의 전송을 위한 자원요소의 전력비(power ratio)를 이용하여 참조신호를 통하여 획득한 채널정보를 데이터 전송을 위한 전력 레벨에 맞추어 재설정할 수 있다.

다중안테나 시스템에서 임의의 안테나에서 CSI-RS가 전송될 때, 다른 안테나의 채널추정을 위한 CSI-RS의 자원요소의 전력은 0으로 주어질 수 있다. 즉, 다중안테나 시스템에서 안테나 포트별로 자원블록이 정해질 수 있으며, CSI-RS를 위한 자원요소 중에서 해당 안테나의 CSI-RS의 자원요소만이 사용되고 다른 안테나를 위한 CSI-RS의 자원요소는 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 4개의 안테나를 위한 CSI-RS가 있을 때, 해당 안테나를 위한 CSI-RS의 자원요소 이외의 다른 안테나를 위한 CSI-RS의 전력은 0으로 주어질 수 있다. CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼(심볼 #1)과 CSI-RS가 포함되지 않은 OFDM 심볼(심볼 #2)의 전력을 일정하게 맞추기 위하여 전송되는 CSI-RS의 전력과 데이터의 전력이 조절될 수 있으며, 조절되는 CSI-RS의 전력 레벨은 심볼 #2의 데이터의 전력과의 비율로 표현될 수 있다.

수학식 8은 CSI-RS의 전력 정보를 CSI-RS의 EPRE에 대한 데이터 EPRE의 비율(ρ_C)로 나타낸 일예이다.

여기서,

는 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터 EPRE이 고, 는 CSI-RS의 EPRE이다. 데이터 EPRE에 대한 CSI-RS EPRE의 비율은 다양한 값으로 정해질 수 있다. 예를 들어, ρ_C는 [-6dB, -4.77dB, -3dB, -1.77dB, 0dB, 1dB, 2dB, 3dB] 등의 값을 가질 수 있다.

셀 특정 참조신호의 EPRE에 대한 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심볼의 데이터 EPRE의 비율(ρ_A)과 CSI-RS의 EPRE에 대한 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심볼의 데이터 EPRE의 비율(ρ_C)이 동일한 값으로 설정될 수 있다. 이때, ρ_C는 ρ_A와 등가이며, CSI-RS의 전력 정보는 ρ_A로 지시될 수 있다. CSI-RS는 셀 특정적으로 구성될 수 있으며, 이때 CSI-RS의 전력정보는 CSI-RS의 전력과 서로 다른 단말 특정 데이터 자원요소의 전력 비율이 각각 유지되도록 각 단말이 제어정보를 수신하는 PDCCH에 포함되는 동적 파라미터로 설정될 수 있다. 또는 CSI-RS의 전력정보는 상위계층을 통하여 단말 특정적 ρ_C 값으로 전송될 수 있다.

간섭을 줄이기 위하여 참조신호의 셀 특정 주파수 시프트(cell specific frequency shift)가 사용될 수 있다. 셀 특정 주파수 시프트는 주파수 영역에서 각 셀마다 정해진 위치로 참조신호를 시프트하여 전송하는 방식이다. CSI-RS에도 셀 특정 주파수 시프트 방식이 적용될 수 있다. 참조신호의 셀 특정 시간 오프셋(cell specific time offset)이 사용될 수도 있다. 즉, CSI-RS가 n 서브프레임마다 전송될 때, CSI-RS가 셀 별로 서로 다른 서브프레임 오프셋을 갖도록 하여 CSI-RS의 셀 간 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다(n>0인 정수).

도 24는 CSI-RS의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 다른 예를 나타낸다. 심볼 #1은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 도 17에서와 같이 CRS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #3은 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼을 나타낸다.

도 24를 참조하면, CSI-RS의 전력정보는 심볼 #2의 셀 특정 참조신호의 전력과 CSI 측정을 위해 삽입되는 참조신호의 전력 비율로 표현될 수 있다. 즉, CSI-RS의 전력정보는 CRS가 포함된 OFDM 심볼의 CRS의 EPRE와 CSI-RS의 EPRE의 비율(ρ_C)로 표현될 수 있다. ρ_A 파라미터를 이용하여 CRS의 EPRE에 대한 데이터 EPRE의 비율을 나타내며, 이는 CQI 측정 또는 CSI 측정을 위하여 사용될 수 있다. CSI-RS를 사용할 때, CRS와 CSI-RS의 전력비 ρ_C를 정의할 수 있으며, 이는 CQI 측정 또는 CSI 측정을 위하여 사용될 수 있다.

수학식 9는 CSI-RS의 전력 정보를 CRS의 EPRE에 대한 CSI-RS의 EPRE의 비율(ρ_C)로 나타낸 일예이다.

여기서,

는 셀 특정 참조신호가 포함된 OFDM 심볼의 CRS의 EPRE이고,

는 CSI-RS의 EPRE이다. ρ_C는 [-6dB, -4.77dB, -3dB, -1.77dB, 0dB, 1dB, 2dB, 3dB] 등의 다양한 값을 가질 수 있다.

한편, CRS의 전력과 CSI-RS의 전력은 항상 동일한 값으로 정해질 수 있으며, 이 경우 CSI-RS의 전력 정보를 위한 시그널링 없이 CRS의 전력 정보를 이용하여 CSI-RS의 전력 정보를 알릴 수 있다. 여기서는 CSI-RS와 CRS가 서로 다른 OFDM 심볼을 통하여 전송되는 것으로 나타내었으나, CSI-RS와 CRS는 동일한 OFDM 심볼에서 전송될 수도 있다.

CSI-RS의 전력 정보는 미리 정해진 정수값으로 지시될 수도 있다. 예를 들어, CSI-RS의 전력 레벨은 -60 내지 50의 정수값으로 정해질 수 있다.

CSI-RS의 전력은 CRS의 전력 레벨을 기준으로 정해질 수 있으며, 이때 CRS와 CSI-RS의 오버헤드(overhead) 비율을 이용하여 CSI-RS의 전력 정보를 지시할 수 있다. CRS와 CSI-RS의 오버헤드 비율은 정수값으로 표현될 수 있다. 서브프레임 내의 CRS의 안테나 당 오버헤드에 대한 서브프레임 내의 CSI-RS의 안테나 당 오버헤드의 비율을 부가하여 CSI-RS의 전력이 CRS의 전력과 등가가 되도록 설정될 수 있다. 또는 오버헤드를 고려하여 일정한 오프셋을 사용하여 전력 부스팅 레벨이 결정될 수 있다. 전력 부스팅 레벨의 결정을 위한 오프셋은 상위계층 시그널링을 통하여 브로드캐스트(broadcast)될 수 있다.

도 25는 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 일예를 나타낸다. 심볼 #1은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 CRS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #3은 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼을 나타낸다.

도 25를 참조하면, CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 EPRE는 ρ_A를 이용할 수 있다. 즉, CRS의 EPRE에 대한 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터의 EPRE의 비율에 따라 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 EPRE가 결정될 수 있다. 데이터만이 포함되는 OFDM 심볼 구간에 CSI-RS가 삽입될 수 있는데, CSI-RS가 삽입되더라도 ρ_A를 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어, 심볼 #3의 데이터 EPRE와 심볼 #2의 CRS의 EPRE의 비율이 ρ_A로 표현될 때, 심볼 #3에 심볼 #1과 같이 CSI-RS가 삽입되는 경우에도 심볼 #1의 데이터 EPRE를 ρ_A 그대로 지시할 수 있다.

도 26은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 다른 예를 나타낸다. 심볼 #1은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 CRS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #3은 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼을 나타낸다.

도 26을 참조하면, CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 EPRE는 ρ_B를 이용할 수 있다. 즉, CRS의 EPRE에 대한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼의 데이터의 EPRE의 비율(ρ_B)에 따라 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 EPRE가 결정될 수 있다.

채널측정을 위한 참조신호로서 CSI-RS 및 CRS를 이용하는 시스템을 새로운 시스템(new system)이라 하고, CRS만을 이용하는 시스템을 기존 시스템(legacy system)이라 하자. 새로운 시스템은 기존 시스템에 대하여 역지원성(backward compatibility)을 지원한다. 새로운 시스템의 단말을 새로운 시스템 단말이라 하고, 기존 시스템의 단말을 기존 단말이라 한다. 기존 단말은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼에서 CSI-RS의 위치를 알지 못할 수 있으나, 새로운 시스템의 단말은 CSI-RS의 위치를 알 수 있다.

CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼이 전송될 때, 기존 단말을 위한 자원블록의 자원요소의 전력은 ρ_A로 정의될 수 있다. 즉, 기존 단말을 위한 자원블록에서 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 CSI-RS의 EPRE 및 데이터 EPRE는 CRS의 EPRE에 대한 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터 EPRE의 비율(ρ_A)에 따라 정해질 수 있다. 새로운 시스템의 단말을 위한 자원블록에서 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 전송을 위한 자원요소의 전력은 ρ_B로 정의될 수 있다. 새로운 시스템의 단말은 ρ_B가 적용되는 CRS가 포함되는 OFDM 심볼 및 CSI-RS가 포함되는 OFDM 심볼에서 CRS 및 CSI-RS의 위치에 대한 정의를 따른다. 기존 단말은 CRS가 포함되는 OFDM 심볼에서 CRS의 위치에 대한 정의를 따른다.

기존 시스템에서는 심볼 #3의 데이터 EPRE와 심볼 #2의 CRS의 EPRE의 비율을 ρ_A로 지시하고, 심볼 #3의 데이터의 EPRE와 심볼 #2의 데이터 EPRE의 비율을 P_B라고 지시한다. 단말은 P_B를 통하여 심볼 #2의 데이터의 EPRE와 심볼 #2의 CRS의 EPRE의 비율을 구할 수 있다. 이때, 심볼 #1과 같이 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼에서 기존 단말을 위해 할당된 자원블록에서는 ρ_A를 적용하여 데이터 자원요소의 EPRE를 나타내고, 새로운 시스템의 단말을 위해 할당된 자원블록에서는 ρ_B를 적용하여 데이터 자원요소의 EPRE를 나타낼 수 있다.

도 27은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 또 다른 예를 나타낸다. 심볼 #1은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼, 심볼 #2는 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼을 나타낸다.

도 27을 참조하면, CSI-RS를 포함하는 OFDM 심볼의 데이터 EPRE를 ρ_C라 하고, ρ_A에 대한 ρ_C의 비율(ρ_C/ρ_A)을 P_C라 정의할 수 있다. P_C는 셀 특정 파라미터로서 상위계층 시그널링을 통하여 전송될 수 있다. 단말은 P_C를 이용하여 ρ_C를 구할 수 있다. P_C는 셀 특정 파라미터로서 전송되는 값이므로 수신기에서 사용되는 값이라 할 수 있다.

CSI-RS를 포함하는 OFDM 심볼의 참조신호의 EPRE 또는 데이터 EPRE를 나타내기 위해 CRS에 대한 지시를 재사용할 수 있다. 셀 내의 임의의 영역에 위치하는 모든 단말들이 적절한 채널추정을 수행할 수 있어야 하므로, 채널 상태 측정을 위해 특별히 전송되는 참조신호의 전력 레벨은 셀 특정 정보로 전송되는 것이 적절하다. CRS는 셀 특정 전력 레벨을 갖는 반면, 단말에 대한 데이터 전송을 위해 사용되는 자원요소의 EPRE는 단말 특정 전력 레벨을 갖는다. CQI의 보고 또는 CSI 측정을 위해 CRS를 통해 추정되는 채널 정보를 이용할 수 있다. 따라서, CSI-RS의 전력 레벨 을 지시하기 위하여 기존 시스템에서 정의된 ρ_A가 사용될 수 있다. 또는 CSI-RS의 전력 레벨을 지시하기 위하여 P_A만을 이용하거나 P_A와 임의의 오프셋으로 정의한 값을 사용할 수 있다. 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터의 EPRE 및 참조신호의 EPRE의 비율이 ρ_A로 정의되는데, ρ_A는 단말 특정 값인 P_A에 의해 결정되고, P_A는 상위계층 시그널링을 통하여 전송될 수 있다. MU-MIMO 또는 4Tx를 위한 송신 다이버시티 기법이 사용될 때에는 추가적으로 전력 오프셋을 고려하여 ρ_A가 정의될 수 있다. CSI-RS의 전력을 지시하기 위하여 CRS의 전력에 대한 상대적인 전력 레벨을 지시할 수 있다. 또는 CSI-RS의 전력 레벨은 절대적인 전력 레벨로 지시될 수도 있다.

한편, 전용 참조신호(DRS)의 전력 레벨을 나타내기 위하여 CRS에 대한 전력 레벨 지시 방법을 재사용할 수 있다. 또는 DRS의 전력은 CRS의 전력에 대비한 상대적인 전력 레벨로 지시될 수 있다. 또는 DRS의 전력 레벨은 절대적인 전력 레벨로 지시될 수도 있다. DRS를 이용하여 데이터 복조를 수행하는 경우, 새로운 시스템에서 데이터를 위한 자원요소와 CRS를 위한 자원요소 사이의 관계는 의미가 없으며, 단지 DRS를 위한 자원요소와 데이터를 위한 자원요소 사이의 관계만이 의미가 있을 수 있다. 즉, 단말에게 전송되는 P_A 또는 P_B 값들은 실제로 새로운 시스템에서 의미가 없을 수 있으며, 이를 CRS를 위한 자원요소의 전력에 대한 데이터를 위한 자원요소의 전력 비율로 정의하여 사용할 수 있다. 즉, P_A 또는 P_B 중 어느 하나는 DRS 가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력에 대한 DRS의 자원요소의 전력의 비율로 정의되고, 다른 하나는 DRS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력에 대한 DRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력의 비율로 정의될 수 있다. DRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 데이터 EPRE에 대한 DRS의 EPRE의 비율이 정의되어 DRS 전력 레벨이 지시될 수 있다. 또는 DRS 전력 레벨은 정확한 값으로 지시될 수도 있다.

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.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 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 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.

도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

도 4는 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널 간의 맵핑(mapping)을 나타낸다.

도 5는 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널 간의 맵핑을 나타낸다.

도 6은 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

도 8은 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 9는 하나의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 10은 2개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 11은 일반 CP가 적용된 서브프레임에서 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 12는 확장 CP가 적용된 서브프레임에서 4개의 안테나에 대한 공용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 13은 일반 CP가 적용된 서브프레임에서 전용 참조신호 구조의 일예를 나 타낸다.

도 14는 확장 CP가 적용된 서브프레임에서 전용 참조신호 구조의 일예를 나타낸다.

도 18은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 19는 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 다른 예를 나타낸다.

도 20은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 또 다른 예를 나타낸다.

도 21은 참조신호가 포함된 OFDM 심볼과 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼 구조의 또 다른 예를 나타낸다.

도 22는 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼 구조의 일예를 나타낸다.

도 23은 CSI-RS의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 일예를 나타낸다.

도 24는 CSI-RS의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 다른 예를 나타낸다.

도 25는 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 일예를 나타낸다.

도 26은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 다른 예를 나타낸다.

도 27은 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼의 데이터 자원요소의 전력정보를 전송하기 위한 참조신호가 포함된 OFDM 심볼 및 참조신호가가 포함되지 않은 OFDM 심볼의 또 다른 예를 나타낸다.

Claims

무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법에 있어서,

하향링크 전송을 위하여 참조신호 또는 데이터가 맵핑되는 자원요소(resource element: RE) 당 에너지를 결정하는 단계; 및

상기 참조신호 및 상기 데이터의 전력 정보를 전송하는 단계를 포함하되,

상기 참조신호는 채널 상태 측정을 위한 채널 상태 지시 참조신호(channel state indication-reference signal: CSI-RS)를 포함하고,

상기 CSI-RS 의 전력 정보는 P_Data-NRS/P_CSI-RS 또는 P_CSI-RS/P_CRS 로 표시되고, 상기 CSI-RS 를 포함하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 포함된 데이터에 대한 전력 정보는 P_DATA-NRS/P_CRS 로 표시되며,

상기 P_DATA-NRS 는 데이터만 전송되는 OFDM 심벌에 대한 데이터 자원 요소(data RE)에 대한 전력이고, 상기 P_CSI-RS 는 CSI-RS 자원 요소(CSI-RS RE)에 대한 전력이고, 상기 P_CRS 는 채널 측정 및 데이터 복조를 위하여 사용되는 셀 특정적 참조 신호(cell-specific reference signal: CRS) 자원 요소(CRS RE)에 대한 전력인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS RE 의 전력과 상기 data RE 의 전력과의 비율은 상기 CRS RE 의 전력과 상기 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼의 data RE 의 전력과의 비율과 동일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS 의 전력 정보는 미리 정해진 정수값으로 지시되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS 의 전력 정보는 상위계층 시그널링을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS는 주파수 영역에서 정해진 위치로 시프트(shift)되어 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS 는 셀 별로 서로 다른 서브프레임 오프셋(subframe offset)을 가지고 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS가 포함된 OFDM 심볼에 포함되는 데이터의 전력 정보는 상기 CSI-RS RE에 대한 전력과 상기 데이터만 전송되는 OFDM 심벌의 data RE에 대한 전력의 비율, 및 상기 CRS RE 의 전력과 상기 데이터만이 전송되는 OFDM 심볼의 data RE 의 전력의 비율을 나타내는 파라미터에 의하여 지시되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
제1 항에 있어서, 상기 CSI-RS 가 포함된 OFDM 심볼에 포함되는 데이터에 대한 전력 정보는 상위 계층 신호를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법에 있어서,

하향링크 전송을 위하여 참조신호 또는 데이터가 맵핑되는 자원요소(resource element: RE) 당 에너지를 결정하는 단계; 및

상기 참조신호 및 상기 데이터의 전력 정보를 전송하는 단계를 포함하되,

상기 참조신호는 채널 상태 측정을 위한 채널 상태 지시 참조신호(channel state indication-reference signal: CSI-RS)를 포함하고,

상기 CSI-RS 의 전력 정보는 P_Data-NRS/P_CSI-RS 또는 P_CSI-RS/P_CRS 로 표시되고, 상기 CSI-RS 를 포함하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 포함된 데이터에 대한 전력 정보는 P_DATA-RS/P_CRS 로 표시되며,

상기 P_DATA-NRS 는 데이터만 전송되는 OFDM 심벌에 대한 데이터 자원 요소(data RE)에 대한 전력이고, 상기 P_DATA-RS 는 채널 측정 및 데이터 복조를 위하여 사용되는 셀 특정적 참조 신호(cell-specific reference signal: CRS)를 포함하는 OFDM 심벌에 대한 데이터 자원 요소(data RE)에 대한 전력이고, 상기 P_CSI-RS 는 CSI-RS 자원 요소(CSI-RS RE)에 대한 전력이고, 상기 P_CRS 는 CRS RE에 대한 전력인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 전력정보 전송방법.
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