KR101573161B1 - 무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 단말에 의한 채널 정보 피드백 방법 및 장치를 제공한다. 단말은 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴의 개수에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성할 수 있다. 기지국은 복수의 노드에 할당되는 CSI-RS 패턴들을 하나의 제어 메시지 내의 필드를 확장하는 방법을 통해 전송할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 정보 피드백 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL INFORMATION FEEDBACK IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 피드백하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 현재 3세대 무선 통신 시스템에 이어 개발되고 있는 4세대 무선 통신은 하향링크 1Gbps(gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(megabits per second)의 고속의 데이터 서비스를 지원하는 것을 목표로 한다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌 간 간섭(ISI; inter-symbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
한편 M2M(machine-to-machine) 통신의 도입, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 인하여 셀룰러(celluar) 망에 대한 데이터 요구량이 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위하여 다양한 기술들이 개발되고 있다. 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집합(CA; carrier aggregation) 기술, 인지 무선(CR; cognitive radio) 기술 등이 연구 중에 있다. 또한, 한정된 주파수 대역 내에서 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 연구되고 있다. 즉, 결국 무선 통신 시스템은 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 진화하게 될 것이다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 각 노드가 서로 협력하는 무선 통신 시스템은 각 노드가 독립적인 기지국(BS; base station), ABS(advanced BS), Node-B(NB), eNode-B(eNB), AP(access point) 등으로 동작하는 무선 통신 시스템보다 훨씬 우수한 성능을 가진다.
무선 통신 시스템의 성능 개선을 위하여, 셀 내 복수의 노드를 구비한 분산 다중 노드 시스템(DMNS; distributed multi node system, 이하 다중 노드 시스템)이 적용될 수 있다. 다중 노드 시스템은 분산 안테나 시스템(DAS; distributed antenna system), 무선 원격 장비(RRH; radio remote head) 등을 포함할 수 있다. 또한, 이미 개발되었거나 향후에 적용이 가능한 다양한 MIMO(multiple-input multiple-output) 기법과 협력 통신 기법들을 다중 노드 시스템에 적용하기 위한 표준화 작업이 진행 중이다.
다중 노드 시스템에는 다중 포인트 협력 송수신(coordinated multipoint transmission and reception: CoMP)이 적용될 수 있다. 다중 셀 다중 노드 시스템에 CoMP를 적용하면 셀 간 간섭(inter-cell interference)를 줄일 수 있고, 단일 셀 다중 노드 시스템에 CoMP를 적용하면 셀 내 다중 노드 간 간섭(intra-cell inter-point interference)를 줄일 수 있다.
CoMP에는 단말에 대한 데이터를 복수의 노드가 공유하면서 전송하는 JP(joint processing) 방식과 단말에 대한 데이터를 하나의 노드가 전송하되 협력하는 다른 노드들에서 스케줄링을 통해 또는 간섭을 줄이는 전송 빔(beam)을 형성하는 방법을 통해 협력하는 CS(coordinated scheduling/beamforming) 방식이 있다.
다중 노드 시스템에서 단말이 채널 정보를 효율적으로 측정 및 생성하여 피드백하는 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 측정 및 생성하여 피드백하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
일 측면에서, 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 채널 정보 측정 방법을 제공한다. 상기 방법은 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴의 개수를 판단하고, 및 상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함한다.
다른 측면에서 제공되는, 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 채널 정보 측정 방법은 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하되, 상기 CSI-RS 구성 정보는 하나의 CSI-RS 패턴에 대한 안테나 포트들의 분할 정보를 포함하고,및 상기 분할 정보에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서 제공되는, 무선 통신 시스템에서 간섭을 측정하는 단말(UE; user equipment)은 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴의 개수를 판단하고, 및 상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다중 노드 시스템에서 채널 정보를 효율적으로 측정 및 생성하여 피드백할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 7은 CSI-RS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 8은 CSI 피드백의 개념을 나타낸다.
도 9는 다중 CSI-RS 패턴을 설정하는 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 측정 방법을 나타낸다.
도 11은 단일 CSI-RS 패턴이 복수의 노드에 설정되는 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 측정 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)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.
단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 ＃0부터 ＃19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; resource block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; cyclic prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ ACK/NACK, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
무선 통신 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 사용자 주변에 접속할 수 있는 노드(node)의 밀도를 높이는 방향으로 기술이 진화하고 있다. 노드의 밀도가 높은 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의하여 성능이 더욱 향상될 수 있다. 하나의 기지국에 유선으로 연결된 복수의 노드를 포함하는 무선 통신 시스템을 다중 노드 시스템이라 칭한다. 다중 노드 시스템에서 기지국은 복수의 노드를 제어할 수 있다.
도 6은 다중 노드 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 다중 노드 시스템(20)은 하나의 기지국(21)과 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들로 구성될 수 있다. 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 기지국(21)에 의해서 관리될 수 있다. 즉, 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 하나의 셀의 일부처럼 동작을 한다. 이때 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 별도의 노드 ID(identifier)를 할당 받을 수 있고 또는 별도의 노드 ID 없이 셀 내의 일부 안테나 집단처럼 동작할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 하나의 셀을 형성하는 분산 다중 노드 시스템(DMNS; distributed multi node system)으로 볼 수 있다.
또는 복수의 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)들은 개별적인 셀 ID를 가지고 단말의 스케줄링 및 핸드오버(HO; handover)를 수행할 수 있다. 이러한 경우 도 6의 다중 노드 시스템(20)은 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 기지국(21)은 매크로 셀(macro cell)일 수 있으며, 각 노드는 매크로 셀의 셀 커버리지(cell coverage)보다 작은 셀 커버리지를 가지는 펨토 셀(femto cell) 또는 피코 셀(pico cell)일 수 있다. 이와 같이 복수의 셀이 커버리지에 따라 오버레이(overlay)되어 구성되는 경우, 복수 계층 네트워크(multi-tier network)라 할 수 있다.
도 6에서 각 노드(25-1, 25-2, 25-3, 25-4, 25-5)는 기지국, Node-B, eNode-B, 피코 셀 eNb(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 무선 원격 장비(RRH; radio remote head), 중계국(RS; relay station 또는 repeater), 분산 안테나(distributed antenna) 중 어느 하나가 될 수 있다. 하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치될 수 있다. 또한, 노드는 포인트(point)로 불릴 수 있다. 이하의 명세서에서 노드는 DMNS에서 일정 간격 이상으로 떨어진 안테나 그룹을 의미한다. 즉, 이하의 명세서에서 각 노드는 물리적으로 RRH를 의미한다고 가정한다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 노드는 물리적 간격에 상관 없이 임의의 안테나 그룹으로 정의될 수 있다. 예를 들어 복수의 교차 편광된 안테나(cross polarized antenna)들로 구성된 기지국을 수평 편광된 안테나(horizontal polarized antenna)들로 구성된 노드와 수직 편광된 안테나(vertical polarized antenna)들로 구성된 노드로 이루어져 있다고 보고 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 각 노드가 셀 커버리지가 매크로 셀에 비해서 작은 피코 셀 또는 펨토 셀인 경우, 즉 다중 셀 시스템에서도 적용될 수 있다. 이하의 설명에서 안테나는 물리적인 안테나뿐만 아니라 안테나 포트, 가상(virtual) 안테나, 안테나 그룹 등으로 대체될 수 있다.
참조 신호에 대해서 설명한다.
참조 신호(RS; reference signal)는 일반적으로 시퀀스로 전송된다. 참조 신호 시퀀스는 특별한 제한 없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다. 참조 신호 시퀀스는 PSK(phase shift keying) 기반의 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스(PSK-based computer generated sequence)를 사용할 수 있다. PSK의 예로는 BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation) 시퀀스를 사용할 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 ZC(Zadoff-Chu) 기반 시퀀스(ZC-based sequence), 순환 확장(cyclic extension)된 ZC 시퀀스(ZC sequence with cyclic extension), 절단(truncation) ZC 시퀀스(ZC sequence with truncation) 등이 있다. 또는, 참조 신호 시퀀스는 PN(pseudo-random) 시퀀스를 사용할 수 있다. PN 시퀀스의 예로는 m-시퀀스, 컴퓨터를 통해 생성된 시퀀스, 골드(Gold) 시퀀스, 카사미(Kasami) 시퀀스 등이 있다. 또, 참조 신호 시퀀스는 순환 쉬프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용할 수 있다.
하향링크 참조 신호는 셀 특정 참조 신호(CRS; cell-specific RS), MBSFN(multimedia broadcast and multicast single frequency network) 참조 신호, 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS), 포지셔닝 참조 신호(PRS; positioning RS) 및 채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(CSI-RS) 등이 있다. CRS는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조 신호로, CRS는 CQI(channel quality indicator) 피드백에 대한 채널 측정과 PDSCH에 대한 채널 추정에 사용될 수 있다. MBSFN 참조 신호는 MBSFN 전송을 위해 할당된 서브프레임에서 전송될 수 있다. 단말 특정 참조 신호는 셀 내 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 수신하는 참조 신호로, 복조 참조 신호(DMRS; demodulation RS)로 불릴 수 있다. DMRS는 특정 단말 또는 특정 단말 그룹이 데이터 복조에 주로 사용된다. PRS는 단말의 위치 추정에 사용될 수 있다.
CSI-RS는 LTE-A 단말의 PDSCH에 대한 채널 추정, 채널 정보 생성을 위한 채널 측정에 사용된다. CSI-RS는 주파수 영역 또는 시간 영역에서 비교적 드물게(sparse) 배치되며, 일반 서브프레임 또는 MBSFN 서브프레임의 데이터 영역에서는 생략(punctured)될 수 있다. CSI의 추정을 통해 필요한 경우에 CQI, PMI 및 RI 등이 단말로부터 보고될 수 있다.
CSI-RS는 1개, 2개, 4개 또는 8개의 안테나 포트를 통하여 전송된다. 이때 사용되는 안테나 포트는 각각 p=15, p=15, 16, p=15,...,18 및 p=15,...,22이다. 즉, CSI-RS는 1, 2, 4, 8개의 안테나 포트를 통해 전송될 수 있다. CSI-RS는 부반송파 간격Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다. CSI-RS는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V10.1.0 (2011-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 6.10.5절을 참조할 수 있다.
CSI-RS의 전송에 있어서, 이종 네트워크(HetNet; heterogeneous network) 환경을 포함하여 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭(ICI; inter-cell interference)을 줄이기 위하여 최대 32개의 서로 다른 구성(configuration)이 제안될 수 있다. CSI-RS 구성은 셀 내의 안테나 포트의 개수 및 CP에 따라 서로 다르며, 인접한 셀은 최대한 다른 구성을 가질 수 있다. 또한, CSI-RS 구성은 프레임 구조에 따라 FDD 프레임과 TDD 프레임에 모두 적용하는 경우와 TDD 프레임에만 적용하는 경우로 나눠질 수 있다. 하나의 셀에서 복수의 CSI-RS 구성이 사용될 수 있다. 비영 전력(non-zero power) CSI-RS를 가정하는 단말에 대하여 0개 또는 1개의 CSI-RS 구성이, 영전력(zero power) CSI-RS를 가정하는 단말에 대하여 0개 또는 여러 개의 CSI-RS 구성이 사용될 수 있다.
CSI-RS 구성은 상위 계층에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층을 통해 전송되는 CSI-RS-Config IE(information element)가 CSI-RS 구성을 지시할 수 있다. 표 1은 CSI-RS-Config IE의 일 예를 나타낸다.
Figure 112014025498939-pct00001
표 1을 참조하면, 'antennaPortsCount' 필드는 CSI-RS의 전송을 위하여 사용되는 안테나 포트들의 개수를 지시한다. 'resourceConfig' 필드는 CSI-RS 구성을 지시한다. 'SubframeConfig' 필드 및 'zeroTxPowerSubframeConfig' 필드는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 구성을 지시한다.
'zeroTxPowerResourceConfigList' 필드는 영전력 CSI-RS의 구성을 지시한다. 'zeroTxPowerResourceConfigList' 필드를 구성하는 16비트의 비트맵(bitmap)에서 1로 설정된 비트에 대응되는 CSI-RS 구성이 영전력 CSI-RS로 설정될 수 있다.
CSI-RS에 대한 시퀀스 rl , ns(m)은 다음 식과 같이 생성될 수 있다.
[식 1]
Figure 112014025498939-pct00002
상기 식 1에서 ns는 무선 프레임 내에서 슬롯 넘버이고, l은 슬롯 내에서의 OFDM 심벌 넘버이다. c(i)는 의사 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence)이며 식 1에 표시된 cinit로 각 OFDM 심벌에서 시작된다. NID cell은 물리적 셀 ID를 의미한다.
CSI-RS를 전송하도록 설정된 서브프레임들에서, 참조 신호 시퀀스 rl , ns(m)는 안테나 포트 p에 대한 참조 심벌로 사용되는 복소값 변조 심벌 ak ,l (p)에 맵핑된다.
rl , ns(m)와 ak ,l (p)의 관계는 다음 식과 같다.
[식 2]
Figure 112014025498939-pct00003
상기 식 2에서 (k', l')과 ns는 후술하는 표 2 및 표 3에서 주어진다. CSI-RS는 (ns mod 2)가 후술하는 표 2 및 표 3의 조건을 만족하는 하향링크 슬롯에서 전송될 수 있다(여기서, mod는 모듈러 연산을 의미한다. 즉, (ns mod 2)는 2로 ns 를 나눈 나머지를 의미한다).
표 2는 노멀 CP에서의 CSI-RS의 구성을, 표 3은 확장 CP에서의 CSI-RS의 구성을 나타낸다.
Figure 112014025498939-pct00004
Figure 112014025498939-pct00005
단말은 표 2 및 표 3에서 ns mod 2의 조건을 만족하는 하향링크 슬롯에서만 CSI-RS를 전송할 수 있다. 또한, 단말은 TDD 프레임의 특수 서브프레임(special subframe), CSI-RS의 전송이 동기화 신호(synchronization signal), PBCH(physical broadcast channel), 시스템 정보 블록 타입 1(SystemInformationBlockType1)과 충돌하는 서브프레임 또는 페이징 메시지가 전송되는 서브프레임에서는 CSI-RS를 전송하지 않는다. 또한, S={15}, S={15, 16}, S={17, 18}, S={19, 20} 또는 S={21, 22}인 집합 S에서, 하나의 안테나 포트의 CSI-RS가 전송되는 자원 요소는 PDSCH나 다른 안테나 포트의 CSI-RS의 전송에 사용되지 않는다.
표 4는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 구성의 일 예를 나타낸다.
Figure 112014025498939-pct00006
표 4를 참조하면, CSI-RS 서브프레임 구성(ICSI - RS)에 따라 CSI-RS가 전송되는 서브프레임의 주기(TCSI - RS) 및 오프셋(ΔCSI-RS)가 결정될 수 있다. 표 4의 CSI-RS 서브프레임 구성은 표 1의 CSI-RS-Config IE의 'SubframeConfig' 필드 또는 'ZeroTxPowerSubframeConfig' 필드 중 어느 하나일 수 있다. CSI-RS 서브프레임 구성은 비영 전력 CSI-RS 및 영전력 CSI-RS에 대하여 분리되어(separately) 구성될 수 있다. 한편, CSI-RS를 전송하는 서브프레임은 식 3을 만족할 필요가 있다. 식 3에서 nf는 시스템 프레임 넘버를 나타낸다.
[식 3]
Figure 112014025498939-pct00007
도 7은 CSI-RS가 맵핑되는 RB의 일 예를 나타낸다.
도 7은 노멀 CP 구조에서 CSI-RS 구성 인덱스가 0일 때, CSI-RS를 위하여 사용되는 자원 요소들을 나타낸다. Rp는 안테나 포트 p 상의 CSI-RS 전송에 사용되는 자원 요소를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 안테나 포트 15 및 16에 대한 CSI-RS는 제1 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 3번째 부반송파(부반송파 인덱스 2)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 17 및 18에 대한 CSI-RS는 제1 슬롯의 6번째 및 7번째 OFDM 심벌(OFDM 심벌 인덱스 5, 6)의 9번째 부반송파(부반송파 인덱스 8)에 해당하는 자원 요소를 통해 전송된다. 안테나 포트 19 및 20에 대한 CSI-RS는 안테나 포트 15 및 16에 대한 CSI-RS가 전송되는 동일한 자원 요소를 통해, 안테나 포트 21 및 22에 대한 CSI-RS는 안테나 포트 17 및 18에 대한 CSI-RS가 전송되는 동일한 자원 요소를 통해 전송된다.
만약, 단말에게 8개의 안테나 포트를 통한 CSI-RS가 전송된다면, 단말은 R15 내지 R22가 맵핑된 RB를 수신하게 될 것이다. 즉, 특정 패턴을 가지는 CSI-RS를 수신하게 될 것이다.
도 8은 CSI 피드백의 개념을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 전송기가 참조 신호 예를 들어, CSI-RS를 전송하면, 수신기는 CSI-RS를 측정하여 CSI를 생성한 후, 전송기로 피드백한다. CSI에는 PMI, RI, CQI 등이 있다.
RI는 할당된 전송 레이어들의 개수로부터 결정되며 관련된 DCI로부터 얻어진다. PMI는 폐루프 공간 다중화 및 큰 지연 CDD(large delay CDD)에 적용된다. 수신기는 랭크 값 1 - 4 각각에 대해 각 PMI에 대한 후처리 SINR를 계산하고 합 용량으로 변환한 후 합 용량에 기반하여 최적의 PMI를 코드북에서 선택한다. 또한, 합 용량을 기반으로 최적 RI를 결정한다. CQI는 채널 품질을 나타내며, 4 비트의 인덱스가 다음 표와 같이 주어질 수 있다. 단말은 다음 표의 CQI 인덱스를 피드백할 수 있다.
Figure 112014025498939-pct00008
한편, 다중 노드 시스템에서 기지국은 각 단말에게 주변 노드들에 대한 CSI(channel state information)을 측정하여 피드백하도록 요청할 수 있다. 요청의 기준이 될 수 있는 것은 단말 특정적으로 설정된 CSI-RS 패턴일 수 있다.
CSI-RS 패턴이란, RB 내에 CSI-RS가 맵핑된 패턴을 의미하며, CSI-RS 구성 인덱스 및 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스에 의해 규정되는 참조 신호 패턴을 의미할 수 있다. 단말은 설정된 CSI-RS 패턴들에 대한 CSI를 측정하여 피드백한다. 그런데, RB 내의 CSI-RS 패턴은 하나의 노드로부터 전송된 것일 수도 있고, 또는 복수의 노드로부터 전송되는 것일 수도 있다.
도 9는 다중 CSI-RS 패턴을 설정하는 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 기지국은 RRH 1은 안테나 포트 15, 16을 통해 CSI-RS 구성(configuration) B에 따른 CSI-RS 패턴을 전송하고, RRH 2는 안테나 포트 15, 16을 통해 CSI-RS 구성 A에 따른 CSI-RS 패턴을 전송하도록 설정할 수 있다. 즉, 각 노드 별로 서로 다른 CSI-RS 패턴을 사용하도록 설정할 수 있다.
기지국은 단말에게 다중 CSI-RS 패턴의 설정을 알려주기 위해 CSI-RS 구성 정보(예컨대, CSI-RS-Config IE)에 각 CSI-RS 패턴을 나타내는 필드를 중복 설정하거나 비트 스트링(bit string) 형태로 확장할 수 있다.
다음 표는 종래 CSI-RS-Config IE(information element)의 일 예이다.
Figure 112014025498939-pct00009
상기 표 6에서 'csi-RS-r10'이 CSI-RS 구성에 대한 정보를 나타낸다. 예컨대, 'resourceConfig'은 CSI-RS 구성 인덱스를 나타내고, 'subframeConfig'은 CSI-RS 서브프레임 구성(ICSI-RS )를 나타낸다. 'p-C'필드는 PDSCH EPRE(Energy Per Resource Element)와 CSI-RS EPRE의 비로 가정되는 값이다. 이러한 종래 CSI-RS-Config IE는 단말에게 하나의 CSI-RS 패턴을 설정한다.
그런데, 다중 노드 시스템에서는 도 9와 같이 복수의 CSI-RS 패턴 설정이 필요할 수 있다. 따라서, 상기 표 6에서 'csi-RS-r10'필드를 여러 개 보내어 단말에게 복수의 CSI-RS 패턴을 설정할 수 있다.
Figure 112014025498939-pct00010
상기 방법은 비영 전력 CSI-RS 패턴 설정 방법을 중복하여 적용하는 것이다.
또는 다음 표와 같이 'csi-RS-r10'내의 각 필드 즉, 'antennaPortsCount', 'p-C', 'resourceConfig', 'subframeConfig'필드를 정수 형태가 아닌 비트 스트링 형태로 바꾸어 복수의 CSI-RS 패턴을 설정할 수도 있다.
Figure 112014025498939-pct00011
이 방법은 다수의 CSI-RS 패턴들이 유사한 특성을 가지는 경우 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 CSI-RS 구성 정보의 일부 필드만을 벡터 형태로 확장하는 방법이다. 예를 들어, 설정되는 다수의 CSI-RS 패턴들이 CSI-RS 구성 인덱스만 다르고 나머지 파라미터들은 동일할 수 있다. 이 경우, 'resourceConfig' 필드만 비트 스트링으로 확장할 수 있다. 비트 스트링에서 각 비트가 순서대로 CSI-RS 구성 인덱스에 맵핑될 수 있다. 그러면, 2 안테나 포트 전송을 기준으로 하면 최대 32 비트로 구성된 비트 스트링이 필요할 수 있다. 비트 스트링에서 특정 비트가 영(zero)이 아니면 해당 CSI-RS 구성 인덱스가 설정되는 것이다. 만약, 특정 CSI-RS 구성 인덱스를 제외한다면 비트 스트링의 길이는 줄일 수 있다.
'csi-RS-r10'내의 각 필드들 중 2개 이상의 필드를 비트 스트링으로 확장하면, 각 필드의 맵핑 관계에 모호성이 생길 수 있다. 예를 들어, 'resourceConfig'에서 CSI-RS 구성 인덱스가 2개 설정되고, 'subframeConfig'에 의해 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 2개 설정된다고 가정하자. 이 경우, 각 CSI-RS 구성 인덱스에 어떤 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 맵핑되는지 모호성이 발생할 수 있다.
따라서, 'csi-RS-r10'내의 각 필드들 중 제1 필드를 비트 스트링 형태로 확장하는 경우, 제1 필드에 대응되는 제2 필드는 제1 필드에서 영 값이 아닌 비트에 대응되는 순서대로 정수(integer)로 시그널링할 수 있다. 또는, 첫번째 영 값이 아닌 비트에 대응되는 첫번째 CSI-RS 패턴에 대해서만 정수(integer)로 시그널링하고, 나머지 CSI-RS 패턴들에 대해서는 첫번째 CSI-RS 패턴과의 차이값을 차례로 시그널링할 수 있다.
예를 들어, 제1 필드가 'resourceConfig'이고, 제2 필드는 'subframeConfig'이라고 가정하자. 이 때, 제1 필드가 비트 스트링 형태로 확장되어 '0001 0000 0100 0000 0000 1000 0000 0000'이라고 하자. 가장 좌측의 비트가 CSI-RS 구성 인덱스 0에 대응되고 나머지 비트들이 차례로 CSI-RS 구성 인덱스에 대응된다면, 'resourceConfig'는 CSI-RS 구성 인덱스 3, 9, 20를 설정하는 것이다. 이 때, CSI-RS 구성 인덱스 3에 대응되는 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 I이고, CSI-RS 구성 인덱스 9에 대응되는 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 J, CSI-RS 구성 인덱스 20에 대응되는 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 M이라고 가정하자. 이 경우, 'subframeConfig'에서 I, J, M을 순서대로 정수로 시그널링 할 수 있다. 또는, I는 정수로 시그널링하고, J 대신 (J-I 또는 I-J), M 대신 (I-M 또는 M-I)와 같이 차이값을 시그널링할 수 있다. 후자의 경우, 차이값이 J, M보다 작다면 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
구현 예로, 차이 값의 범위를 -K 부터 K까지로 규정하고, 이를 0부터 2K까지 인덱싱(즉, 인덱스=차이값 + K)한다면 이러한 인덱스를 CSI-RS 패턴의 수에 비례하여 시그널링할 수도 있다. 이러한 인덱스를 편의상 서브프레임 구성 차이 인덱스(subframe configuration difference index: SCDI)라 칭하자. 그러면, 첫번째 SCDI는 'resourceConfig'의 두번째 비영(non-zero) 비트 즉, CSI-RS 구성 인덱스 9에 대응되고, 두번째 SCDI는 세번째 비영 비트 즉, CSI-RS 구성 인덱스 20에 대응된다.
상기 예는 SCDI를 구할 때, 첫번째 값인 I를 기준으로 하였으나 이는 제한이 아니다. 예컨대, CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스가 I, J, M과 같이 주어진 경우, SCDI는 (I-J), (J-M)과 같이 주어질 수도 있다. 즉, 첫번째 SCDI 값은 첫번째 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스와 두번째 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스의 차이값, 두번째 SCDI 값은 두번째 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스와 세번째 CSI-RS 서브프레임 구성 인덱스의 차이값으로 주어질 수 있다. 이 경우, 만약, SCDI 값이 일정한 값이 된다면 (총 CSI-RS 구성 인덱스 개수 - 1)개의 SCDI 값을 시그널링하는 것이 아니라 하나만 시그널링할 수도 있다.
이러한 방법은 'subframeConfig'필드 뿐만 아니라 'csi-RS-r10'내의 다른 필드들에도 적용할 수 있다.
다음 표는 'resourceConfig'를 비트 스트링으로 확장한 후, SCDI를 추가하는 일 예를 나타낸다.
Figure 112014025498939-pct00012
단말이 2개 이상의 CSI-RS 패턴을 설정 받는 경우, 단말은 각 CSI-RS 패턴에 대한 CSI를 계산하여 피드백할 수 있다. 이러한 CSI를 CSI-RS 패턴 별 CSI라 칭할 수 있다. 다중 노드 시스템에서는 CSI-RS 패턴 별 CSI 대신 2개 이상의 노드가 함께 전송에 참여한 경우에 대한 결합 CSI를 피드백해야 할 수도 있다.
예를 들어, 2 안테나 포트 CSI-RS 패턴 2개가 단말에게 설정된 경우, 단말은 총 4개의 안테나 포트가 함께 데이터 전송에 참여한 경우를 대비하여 상기 2가지 CSI-RS 패턴들에서 추정된 채널을 합쳐 4 안테나 포트 채널을 구성한 후 CSI 측정 및 피드백을 수행할 수 있다. 즉, 결합된 안테나 포트들에 해당하는 코드북을 적용하여 CSI를 측정한 후 피드백해야 할 수 있다.
종래 기술에 의하면, N 안테나 포트 코드북이 총 M개의 프리코딩 행렬들로 구성된 경우, 단말은 M개의 프리코딩 행렬들 중에서 가장 선호하는 행렬을 선택하고, 선택한 행렬에 따라 RI, CQI 등을 구한 후, 상기 행렬의 인덱스(PMI), RI, CQI를 기지국으로 피드백한다.
그러나, 다중 노드 시스템에서는 노드들의 배치 시나리오에 따라 상기 코드북이 확장될 수 있다. 예를 들어, M개의 프리코딩 행렬들 중에서 M1개의 프리코딩 행렬들(이를 코드북 A)은 집중 안테나 시스템에 최적화되어 있고, M2개의 프리코딩 행렬들(이를 코드북 B)은 지리적으로 이격된 안테나들로 구성된 분산 안테나 시스템에 최적화되어 있을 수 있다. 여기서, M = M1 + M2.
단말은 다중 CSI-RS 패턴에 대한 결합 CSI 피드백을 해야 하는 경우, 코드북 B에서 프리코딩 행렬, RI, CQI를 선택하는 것이 효율적이다. 즉, 코드북 B에서만 PMI를 선택하도록 하여 전체 코드북에서 PMI를 선택하는 것보다 필요한 비트수를 줄일 수 있다. 또한, 하나의 CSI-RS 패턴에 대한 피드백을 보내는 경우, 전체 코드북이 아닌 코드북 A에서만 PMI를 고르도록 규정할 수 있다.
이러한 방법을 이용하면, 단말이 단일 CSI-RS 패턴에 대한 피드백을 보내느냐 아니면 다중 CSI-RS 패턴에 대한 피드백을 보내느냐에 따라 적용되는 코드북 또는 후보 프리코딩 행렬들이 달라진다. 즉, 설정된 CSI-RS 패턴의 수에 따라 단말이 CSI 피드백에 적용하는 코드북 또는 후보 프리코딩 행렬들이 다르게 규정된다.
예를 들어, 'csi-RS-r10'필드 내의 일부 필드가 비트 스트링으로 확장되는 경우 비트 스트링에 몇 개의 비영(non-zero) 비트가 존재하는가에 따라 CSI 측정 및 피드백에 적용되는 코드북이 달라질 수 있다.
기지국이 단말에게 CSI-RS-Config IE 내에 3개의 'csi-RS-r10'를 전송하는 경우를 가정하자. 첫번째 'csi-RS-r10'는 2 안테나 포트 CSI-RS 구성 ＃0, 두번째 'csi-RS-r10'는 2 안테나 포트 CSI-RS 구성 ＃1, 세번째 'csi-RS-r10'는 다중 CSI-RS 패턴 설정을 사용하여 2 안테나 포트 CSI-RS 구성 ＃0 및 2 안테나 포트 CSI-RS 구성 ＃1을 동시에 설정할 수 있다. 즉, 세번째 'csi-RS-r10'는 비트 스트링으로 표현된 'resourceConfig'또는 'subframeConfig'필드에서 비영 비트가 2개가 된다.
단말은 각 'csi-RS-r10'필드에 대해 PMI, RI, CQI를 측정하여 피드백한다. 이 때, 하나의 CSI-RS 패턴만 설정한 첫번째 'csi-RS-r10', 두번째 'csi-RS-r10'에 대한 피드백 정보 구성 시에는 코드북 A를 이용하고, 두 개 이상의 CSI-RS 패턴을 설정한 세번째 'csi-RS-r10'에 대한 피드백 정보 구성 시에는 코드북 B를 이용할 수 있다. 상술한 과정을 정리하면 다음 도 10의 방법과 같다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 측정 방법을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 단말은 CSI-RS 구성 정보를 수신한다(S200). 단말은 CSI-RS 구성 정보에 포함된 CSI-RS 패턴의 개수를 판단하여(S210), CSI-RS 패턴의 개수에 따라 서로 다른 코드북을 적용한다(S220).
도 11은 단일 CSI-RS 패턴이 복수의 노드에 설정되는 일 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, RRH 1은 안테나 포트 17, 18을 통해 CSI-RS 구성 A에 따른 CSI-RS 패턴을 전송하고, RRH 2는 안테나 포트 15, 16을 통해 CSI-RS 구성 A에 따른 CSI-RS 패턴을 전송한다. 즉, 하나의 CSI-RS 패턴이 복수의 노드가 전송한 CSI-RS들로 구성될 수 있다. 기지국(매크로 포인트)는 단말에게 4개의 안테나 포트로 CSI-RS 구성 A를 전송함을 알려줄 수 있다.
이 경우, CSI-RS 패턴은 동일하더라도 하나의 노드가 4개의 안테나 포트를 통한 CSI-RS 전송인가 아니면 2개의 노드들이 2개의 안테나 포트를 통한 CSI-RS들을 전송한 것인가를 구별할 필요가 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 정보 측정 방법을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 단말은 안테나 포트 분할 정보를 포함하는 CSI-RS 구성 정보를 수신한다(S110). 단말은 안테나 포트 분할 정보에 따라 서로 다른 CSI 구성 또는 코드북을 적용하여 채널 정보를 생성한다(S120). 각 단계에 대해 상술한다.
도 11에 나타낸 바와 같이 다중 노드 시스템에서는 단일 CSI-RS 패턴을 복수의 노드가 공유할 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말에게 단일 CSI-RS 패턴을 복수의 노드가 공유하고 있음을 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 CSI-RS-Config IE에 안테나 포트 분할 정보를 포함하여 전송할 수 잇다. 안테나 포트 분할 정보는 하나의 CSI-RS 패턴 내의 안테나 포트들이 다중 노드에 분할되는지 여부를 나타내는 하나의 비트 또는 하나의 CSI-RS 패턴 내의 안테나 포트들이 어떻게 분할되는지에 대한 정보를 나타내는 하나 이상의 비트로 구현될 수 있다.
먼저, 안테나 포트 분할 정보가 1 비트로 구성되는 예를 설명한다.
Figure 112014025498939-pct00013
예를 들어, N 안테나 포트로 전송되는 CSI-RS 패턴이 설정될 때, CSI-RS-Config IE에 상기 표와 같이 1비트'separation indication'필드를 포함할 수 있다. 'separation indication'필드가 1인 경우, 단말은 N개의 안테나 포트들 중에서 N/2개의 안테나 포트가 2개의 노드들 각각으로부터 전송됨을 알 수 있다.
'separation indication'필드 가 1인 경우, 단말은 N/2 안테나 포트 전송에 대한 코드북을 적용하여 CQI, RI, PMI를 계산하여 2개의 CSI 집합을 피드백한다. 즉, 안테나 포트 분할 정보가 없었다면 단말은 N 안테나 포트 전송에 대한 코드북을 이용하여 CSI를 계산해야 할 것이나 본 발명에서는 안테나 포트 분할 정보에 의하여 N/2 안테나 포트 전송에 대한 코드북을 이용하여 CSI를 계산한다.
또한, N/2 안테나 포트에 대한 CSI와 함께 CoMP 전송을 위한 추가적인 정보 예를 들어, 노드 간의 위상 차이(inter-node phase difference for JT)를 피드백할 수 있다.
또는 'separation indication'필드의 값에 관계없이 동일한 내용(content)의 CSI를 피드백하되, 서로 다른 코드북을 적용하도록 규정할 수 있다. 예를 들어, 4 안테나 포트 전송에 대한 집중 안테나 시스템에 적합한 코드북 A, 분산 안테나 시스템에 적합한 코드북 B가 존재하는 경우 단말은 'separation indication'필드의 값이 0이면 코드북 A에 기반하여 PMI, RI, CQI를 계산하고, 'separation indication'필드의 값이 1이면 코드북 B에 기반하여 PMI, RI, CQI를 계산할 수 있다.
상기 코드북 A와 코드북 B는 제한된 코드북(restricted codebook)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 해당 안테나 포트 수에 대한 전체 코드북이 코드북 A, 코드북 제한(restriction)정보를 나타내는 시그널링(상기 예에서는 'separation indication'의 시그널링)에 의해 전체 코드북의 부분 집합으로 정의된 코드북이 코드북 B일 수 있다.
다음으로 안테나 포트 분할 정보가 복수 비트로 구성되는 예를 설명한다. 이경우, 안테나 포트 분할 정보는 하나의 CSI-RS 패턴 내의 안테나 포트들이 어떻게 분할되는지를 예컨대, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다. 안테나 포트 분할 정보는 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴에 대해 피드백 대상이 되는 안테나 포트들의 집합을 지시하는 역할을 한다.
Figure 112014025498939-pct00014
즉, 표 11과 같이, 안테나 포트 분할 정보(예: separation indication 필드)가 i) 0이면, CSI-RS 패턴의 모든 안테나 포트들이 동일 노드에 속함을 표시하고, ii) 1이면 4개의 안테나 포트들이 2개의 노드들에 분산됨을 표시하고, iii) 2이면 4개의 안테나 포트, 2개의 안테나 포트, 2개의 안테나 포트로 3개의 노드들에 분산됨을 표시하며, iv) 3이면 2개의 안테나 포트가 4개의 노드들에 분산됨을 표시할 수 있다.
상기 표와 같이, 단말은 'separation indication'필드의 값에 따라 최대 4개의 안테나 포트 집합에 대한 CSI를 피드백한다. 이 경우, 안테나 포트 분할 정보에 따라 서로 다른 코드북을 이용할 수 있다.
즉, 다중 노드 시스템에서는 단일 CSI-RS 패턴 내의 CSI-RS들이 1) 동일 노드로부터의 N 안테나 포트 전송일 수도 있으나 2) 복수의 노드들로부터의 K(K＜N) 안테나 포트 전송일 수도 있다. 상기 1), 2) 중 어느 경우인가를 기지국이 안테나 포트 분할 정보를 통해 단말에게 알려줌으로써, 단말은 크기가 줄어든 코드북을 이용하여 CSI를 생성할 수 있다. 따라서, 단말의 CSI 계산량을 줄이고 적합한 CSI를 피드백할 수 있게 한다.
한편, 단일 CSI-RS 패턴이 안테나 포트 집합 별로 분리되어 전송되는 경우, 각 안테나 포트 집합을 전송하는 노드에서 적용하는 'p-C'필드가 서로 다를 수 있다. 따라서, 'separation indication'가 'CSI-RS-Config r10'에 포함되는 경우 'p-C'필드는 안테나 포트 집합 별로 시그널링될 수 있다. 예컨대, 비트 스트링 형태 또는 시퀀스 형태로 전송될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 채널 정보 피드백 방법에 있어서,
    채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴의 개수를 판단하고, 및
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI-RS 구성 정보가 복수의 CSI-RS 패턴을 설정하는 경우, CSI-RS 패턴을 지시하는 복수의 필드들 중 적어도 하나의 필드를 비트 스트링(bit string) 형태로 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI-RS 구성 정보는 CSI-RS 구성 인덱스를 지시하는 제1 필드, CSI-RS가 전송되는 서브프레임을 지시하는 제2 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 필드는 비트 스트링 형태로 지시되며 상기 비트 스트링의 각 비트는 CSI-RS 구성 인덱스에 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,상기 제2 필드는
    상기 비트 스트링이 지시하는 CSI-RS 구성 인덱스의 순서대로 정수(integer)로 주어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,상기 제2 필드는
    상기 비트 스트링이 지시하는 CSI-RS 구성 인덱스들 중 첫번째 CSI-RS 구성 인덱스에 대응되는 값은 정수(integer)로 주어지고, 나머지 CSI-RS 구성 인덱스들에 대응되는 값은 상기 정수와의 차이값으로 주어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수가 하나인 경우, CSI-RS를 전송하는 전송 안테나들이 동일 노드에 존재함을 전제로 결정된 제1 코드북을 이용하여 상기 채널 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수가 복수인 경우, CSI-RS를 전송하는 전송 안테나들이 서로 다른 노드들에 존재함을 전제로 결정된 제2 코드북을 이용하여 상기 채널 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 채널 정보 피드백 방법에 있어서,
    채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하되, 상기 CSI-RS 구성 정보는 하나의 CSI-RS 패턴에 대한 안테나 포트들의 분할 정보를 포함하고,및
    상기 분할 정보에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분할 정보는 1비트로 구성되고, 상기 1비트는 상기 CSI-RS 구성 정보에의해 설정되는 CSI-RS 패턴에 대한 안테나 포트들이 2개의 노드에 절반씩 할당되는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 분할 정보는 상기 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴에 대해 피드백 대상이 되는 안테나 포트들의 집합을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 생성하여 피드백하는 단말(UE; user equipment)에 있어서,
    무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    채널 상태 정보(CSI; channel state information) 참조 신호(RS; reference signal)를 설정하는 CSI-RS 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 CSI-RS 구성 정보에 의해 설정되는 CSI-RS 패턴의 개수를 판단하고, 및
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수에 따라 결정되는 코드북을 이용하여 채널 정보를 생성하는 것을 포함하는 단말.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 CSI-RS 구성 정보는 CSI-RS 구성 인덱스를 지시하는 제1 필드, CSI-RS가 전송되는 서브프레임을 지시하는 제2 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 필드는 비트 스트링 형태로 지시되며 상기 비트 스트링의 각 비트는 CSI-RS 구성 인덱스에 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수가 하나인 경우, CSI-RS를 전송하는 전송 안테나들이 동일 노드에 존재함을 전제로 결정된 제1 코드북을 이용하여 상기 채널 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단된 CSI-RS 패턴의 개수가 복수인 경우, CSI-RS를 전송하는 전송 안테나들이 서로 다른 노드들에 존재함을 전제로 결정된 제2 코드북을 이용하여 상기 채널 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말.
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