KR101655093B1 - 단말의 피드백에 따른 기준 신호 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

기준 신호는 무선 이동 통신 시스템에서 채널의 세기나 왜곡, 간섭의 세기, Gaussian noise과 같은 기지국과 사용자들 간의 채널의 상태를 측정하여 수신한data symbol의 demodulation 및decoding을 돕기 위해 이용되는 신호다. 기준 신호의 또 하나의 용도는 무선 채널 상태의 측정이다. 단말은 기지국이 약속된 전송전력으로 송신하는 기준 신호가 무선 채널을 거쳐 수신되는 수신세기를 측정함으로써 자신과 기지국 사이의 무선채널의 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 무선채널의 상태는 단말이 기지국에게 어떤 data rate을 요청할지 판단하는데 이용된다. 단말은 기지국에게 기준 신호를 이용하여 측정한 채널 상태 정보를 통보해주게 되는데, 이것은 상향링크의 제어채널을 통해 기지국으로 피드백된다. 본 발명은 하향링크 채널 상태 추정을 위한 기준 신호가 긴 주기로 전송될 경우에 그 채널 상태 오차를 감소시키고 단말들의 피드백 오버헤드를 시스템 관점에서 분산시키는 기준 신호 전송 및 단말의 피드백 타이밍 결정 방법 및 장치를 제공한다.

Description

단말의 피드백에 따른 기준 신호 전송 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING CSI-RS ACCORDING TO FEEDBACK OF MOBILE TERMINAL}

본 발명은 셀룰러(cellular) 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 상태 추정을 위한 기준 신호가 긴 주기로 전송되는 경우에 기지국이 단말로부터 피드백된 하향링크 채널 상태와 실제 그 단말에게 데이터 전송하는 시점에서 채널 상태 간의 오차를 줄이고, 다수 단말들의 피드백에 의해 발생되는 오버헤드를 시스템 관점에서 분산시키기 위한 기준 신호 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 최근 3GPP의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), 그리고 IEEE의 802.16 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

HSDPA, HSUPA, HRPD 등의 현존하는 3세대 무선 패킷 데이터 통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위해 적응 변조 및 부호(Adaptive Modulation and Coding, 이하 AMC) 방법과 채널 감응 스케줄링 방법 등의 기술을 이용한다. 상기의 AMC 방법과 채널 감응 스케줄링 방법은 수신기로부터 부분적인 채널 상태 정보를 피드백(feedback) 받아서 가장 효율적이라고 판단되는 시점에 적절한 변조 및 부호 기법을 적용하는 방법이다.

상기의 AMC 방법을 활용하면 송신기는 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉 채널 상태가 좋지 않으면, 송신기는 전송하는 데이터의 양을 줄여서 수신 오류 확률을 원하는 수준에 맞추어 정보를 전송한다. 그리고 채널 상태가 좋으면, 송신기는 전송하는 데이터의 양을 늘려서 수신 오류 확률은 원하는 수준에 맞추면서도 많은 정보를 효과적으로 전송할 수 있다.

이러한 채널 감응 스케줄링 자원 관리 방법을 활용하면, 송신기는 여러 사용자 중에서 채널 상태가 우수한 사용자를 선택적으로 서비스할 수 있다. 따라서 채널 감응 스케줄링 자원 관리 방법을 활용하는 경우, 한 사용자에게 채널을 할당하고 서비스해주는 것에 비해 시스템 용량이 증가된다. 이와 같은 용량 증가를 소위 다중 사용자 다이버시티(Multi-user Diversity) 이득이라 한다.

최근 2세대와 3세대 이동 통신 시스템에서 사용되던 다중 접속 방식인 CDMA (Code Division Multiple Access)을 차세대 시스템에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)으로 전환하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 3GPP와 3GPP2는 OFDMA를 사용하는 진화 시스템에 관한 표준화를 진행하기 시작하였다. CDMA 방식에 비해 OFDMA 방식은 용량 증대를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나가 주파수 축 상에서의 스케줄링(Frequency Domain Scheduling)을 수행할 수 있다는 것이다. 따라서 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이 채널이 주파수에 따라 다른 특성을 활용하면 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

도 1은 종래 LTE 시스템에서 하향링크의 서브프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에서 하나의 서브프레임(115)은 14개의 OFDM 심벌들(100~113)로 구성된다. 그 중에서 제어 채널(Physical Downlink Control CHannel, 이하 PDCCH)를 위해 할당된 영역은 앞쪽 3개의 OFMA 심벌들(100~102)이고, 데이터 채널(Physical Downlink Data CHannel, 이하 PDSCH)를 위해 할당된 영역은 나머지 OFDM 심벌들(103~113)이다. PDCCH는 PDCCH 영역(100~102)에서 시스템 전대역에 걸쳐 전송되지만, PDSCH는 스케줄링 기본 단위인 자원 블록 (Resouce block, 이하 RB)(114)을 기반으로 전송된다. 여기서, 각 RB는 12개의 부반송파로 구성되며, 시스템 대역폭에 따라 총 RB 개수는 가변한다. PDCCH를 위한 영역인 OFDM 심볼들(100~102)이 서브프레임의 맨 앞에 위치하는 이유는 단말이 PDCCH를 우선 확인하여, 자신에게 해당하는 데이터가 없을 경우 마이크로 슬립 모드(micro sleep mode)를 취하여 데이터 채널 영역에서 단말의 전력 소비를 절감하기 위함이다.

도 2는 종래 LTE 시스템에서 4개의 송신안테나를 위한 하향링크 공통 기준 신호(common 기준 신호, 이하 CRS)의 전송 구조를 나타낸 도면이다.

도 2에서 하나의 자원 요소(Resource element, 이하 RE)는 하나의 OFDM 심벌(201)내 하나의 부반송파(203)를 의미하며, 하나의 서브프레임(200)내 하나의 RB(202)는 12X14개의 RE들로 구성된다. 수신기는 각 안테나(204~207)에 해당하는 CRS(210~213)를 수신하여 각 송신안테나에 대한 채널 상태를 추정한다. 그러기 위해서 도 2와 같이 각 안테나(204-207)에서는 다른 안테나에서 전송되는 CRS의 RE 영역에 null 신호(208)를 전송한다. 예를 들어 안테나 0(204)에서 다른 안테나(205~207)에서 전송되는 CRS(211~213)의 RE위치에 null 신호(208)가 전송된다.

하나의 RB(202)에서 안테나 0(204)과 안테나 1(205)을 위한 CRS(210, 211)는 각각 8개 RE로 전송되고, 안테나 2(206)과 안테나 3(207)을 위한 CRS(212, 213)는 각각 4개 RE로 전송된다. 다시 말해 4개의 송신안테나의 경우, 하나의 RB(202)당 총 24개의 RE를 이용하여 CRS가 전송된다. 수신기는 이 CRS를 수신하여 채널을 추정하고, PDSCH(209)를 복조시 이용하거나, 하향링크 채널 상태 정보를 생성하는데 이용한다. 여기서, CRS의 용도가 복조를 위한 채널 추정이 아닌 하향링크 채널 상태 정보를 생성하는 것으로만 국한된다면, 하나의 RB(202)에 전송되는 CRS의 RE 개수는 감소한다. 그 이유는, PDSCH(209)를 복조시 요구되는 채널 추정 오차가 하향링크 채널 상태 정보 생성시의 요구 오차보다 작기 때문이다.

매 서브프레임마다 모든 RB에 대해 도 2에서 보여준 CRS가 수신되면, 수신기는 채널을 추정한 후 하향링크 채널 상태를 대표하는 랭크 지시자(Rank Indicator, 이하 RI), 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, 이하 CQI), 프리코딩 행렬 지시자(Precoding Matrix Indicator, 이하 PMI)를 생성한다.

도 3은 종래의 LTE에서 한 개의 단말이 채널을 측정한 후 피드백하여 기지국이 실제 스케쥴링, 적응 전송 기법에 적용하는 도면이다.

하나의 단말이 겪는 채널 상태를 대표하는 상기 RI, CQI, PMI 정보들은 도 3에서 보여지는 상량링크 피드백 구조와 같이 기지국으로 전송된다. 상기 도 2에서 보인 CRS가 매 서브프레임(300~309)마다 전송되면, 단말은 CRS를 이용하여 채널 상태 정보들을 측정하여 피드백(310)해주게 된다. 기지국은 단말로부터 피드백 받은 채널 상태 정보를 이용하여 스케쥴링과 적응 전송 기법 등에 적용하며, 다음 피드백 정보가 전송(320)될 때까지 현재 피드백된 정보를 바탕으로 스케쥴링 등을 수행하게 된다.

도 3에 보였듯이 기지국이 전송한 CRS를 이용하여 단말이 측정한 채널 상태 정보를 다시 단말에게 전송할 때 채널 상태 정보를 생성하는데 필요한 최소 계산 시간 및 기지국에서의 스케쥴링 결정 시간에 의한 일정시간 이상의 피드백 딜레이가 있다. 따라서 피드백 딜레이가 증가하게 되고, 기지국이 단말로부터 피드백 받은 채널 상태와 실제 그 단말에게 데이터가 전송되는 시점에서 채널 상태 간의 오차가 증가되어 시스템 성능이 열화된다.

도 4는 종래의 LTE에서 복수 개의 단말(UE0, UE1, UE2)로부터 피드백된 채널 상태에 따라 eNB가 스케쥴링과 적응 전송기법에 적용하는 도면이다.

도 4에서 도시된 바와 같이 각 단말의 피드백 타이밍이 다른 경우 각각의 단말은 기지국으로부터 서로 다른 시점에 전송된 CRS(400, 402, 404)를 통해 채널 상태 정보를 측정하여 서로 다른 시점에 피드백(410, 420, 430)해주게 된다. 이때 각 단말(UE0, UE1, UE2)의 피드백 타이밍은 서로 다르지만, 기지국이 각 단말(UE0, UE1, UE2)이 측정한 채널 상태 정보를 송신신호에 적용하는데 걸린 피드백 딜레이는 동일하게 유지된다. 따라서, 모든 단말은 피드백 받은 채널 상태와 실제 그 단말에게 데이터가 전송되는 시점에서 채널 상태 간의 오차에 의한 성능 열화가 동일하게 적용된다. 이는 CRS가 매 서브프레임마다 전송되어, 단말은 항상 가장 최근에 수신한 CRS를 바탕으로 채널 상태 정보를 얻을 수 있기 때문이다.

도 5는 종래의 LTE-Advanced (이하, LTE-A) 시스템에서 하향링크 기준 신호의 전송 구조 및 상향링크 피드백 구조를 나타낸 도면이다.

도 5에서 하향링크 채널 상태 추정을 위한 채널 상태 정보 기준 신호 (Channel State Information 기준 신호, 이하 CSI-RS)(500 ~ 503)는 하나의 프레임 주기(10 ms)로 전송된다. 좀 더 상세히, CSI-RS는 10개의 서브프레임으로 구성된 하나의 프레임에서 하나의 특정 서브프레임을 통해 전송된다. 이처럼 CSI-RS가 하나의 프레임 주기로 전송되는 이유는 상기에 언급된 바와 같이 하향링크 채널 상태 추정만을 위해 이용되기 때문이다. CSI-RS(500 ~ 503)를 수신한 단말들은 하향링크 채널 상태 정보를 생성하는데 소요되는 최소 계산 시간 후에 상향링크로 해당 채널 상태 정보를 각각 피드백한다(510, 520, 530). 이 때, CSI-RS 전송 주기 내에 여러 개의 서브밴드 채널 상태 정보들과 광대역 채널 상태 정보가 피드백되며, 언제 어떤 정보가 피드백 되느냐에 따라 각 단말들의 피드백 딜레이가 달라진다. 그리고 각 단말별 피드백 딜레이에 따라 기지국에서 이용되는 하향링크 채널 상태의 오차가 결정된다.

피드백 딜레이에 의해 채널 상태의 오차가 발생됨에 따라 피드백되는 채널 상태 정보 특성을 고려한 상향링크 피드백 구조 설계가 필요하다. 또한, 다수의 단말들이 그 채널 상태의 오차를 줄이기 위해 CSI-RS로부터 채널 추정 후 즉시 피드백을 수행할 경우, 상향링크 오버헤드가 하나의 서브프레임에 집중될 수 있다. 따라서, 다수 단말들에 의해 피드백되는 채널 상태 정보에 대한 오차를 단말들간 균일하게 유지하면서 상향링크 피드백 오버헤드를 분산시키는 피드백 구조 설계가 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 기준 신호 전송 방법은 기준 신호를 전송하기 위한 서브프레임별로 단말별 평균 피드백 딜레이를 동일하게 하기 위한 오프셋(offset)을 설정하는 과정과, 상기 오프셋이 설정된 서브프레임을 통해 상기 기준 신호를 전송하는 과정을 포함한다.

그리고 본 발명의 기준 신호 전송 방법에서 상기 오프셋을 설정하는 과정은 모든 기지국이 동일한 오프셋으로 기준 신호를 전송하면, 상기 기준 신호의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 상기 오프셋을 설정하는 과정임을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 기준 신호 전송 방법에서 상기 오프셋을 설정하는 과정은 서로 다른 기지국의 기준 신호가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원을 통해 전송되면, 상기 기지국별 아이디를 이용하여 기지국별 오프셋을 설정하는 과정임을 특징으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 피드백 전송 방법은 기준 신호를 위한 서브프레임이 수신되면, 상기 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하기 위한 피드백 주기를 산출하는 과정과, 상기 산출된 피드백 주기에 따라 상기 기준 신호에 따른 피드백을 상향링크를 통해 전송하는 과정을 포함한다.

그리고 본 발명의 피드백 전송 방법에서 피드백 주기를 산출하는 과정은 상기 기준 신호의 주기와 상기 피드백 주기의 최소 공배수와 최대 공약수를 이용하여 상기 피드백 주기를 산출하는 과정임을 특징한다.

또한 본 발명의 피드백 전송 방법은 상기 기준 신호가 전송된 시점과 상기 피드백이 발생하는 시점을 통해 산출되는 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 채널 피드백 전송 시간을 비교하는 과정과, 상기 채널 피드백 전송 시간이 상기 최소 시간 간격보다 짧으면, 이전에 전송된 기준 신호를 통해 측정된 채널 상태 정보를 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 기준 신호 전송 장치는 기준 신호를 전송하기 위한 서브프레임별로 단말별 평균 피드백 딜레이를 동일하게 하기 위한 오프셋(offset)을 설정하는 오프셋 설정부과, 상기 오프셋이 설정된 서브프레임을 통해 상기 기준 신호를 전송하는 전송부를 포함한다.

그리고 본 발명의 기준 신호 전송 장치에서 오프셋 설정부는 모든 기지국이 동일한 오프셋으로 기준 신호를 전송하면, 상기 기준 신호의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 상기 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 기준 신호 전송 장치에서 오프셋 설정부는 서로 다른 기지국의 기준 신호가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원을 통해 전송되면, 상기 기지국별 아이디를 이용하여 기지국별 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 피드백 전송 장치는 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하기 위해 피드백 주기를 산출하는 피드백 주기 산출부와, 상기 산출된 피드백 주기에 따라 상기 기준 신호에 따른 피드백을 상향링크를 통해 전송하는 피드백 전송부로 구성된다.

그리고 본 발명의 피드백 전송 장치에서 피드백 주기 산출부는 상기 기준 신호의 주기와 상기 피드백 주기의 최소 공배수와 최대 공약수를 이용하여 상기 피드백 주기를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 피드백 전송 장치는 상기 기준 신호가 전송된 시점과 상기 피드백이 발생하는 시점을 통해 산출되는 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 채널 피드백 전송 시간을 비교하는 전송 시점 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명의 피드백 전송 장치에서 상기 전송 시점 비교부를 통해 채널 피드백 전송 시간이 상기 최소 시간 간격보다 짧으면, 상기 전송부는 이전에 전송된 기준 신호를 통해 측정된 채널 상태 정보를 피드백하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 상태 추정을 위해 전송되는 기준 신호의 주기가 긴 경우, 기지국이 단말로부터 피드백 받은 하향링크 채널 상태와 실제 그 단말에게 데이터 전송하는 시점의 채널 상태 간의 오차를 줄이고, 다수 단말들의 피드백에 의해 발생되는 오버헤드를 시스템 관점에서 분산시키는 기준 신호 전송 방법 및 장치와 상향링크 주기적 피드백 구조 설계 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 LTE 시스템에서 하향링크의 서브프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 LTE 시스템에서 4개의 송신안테나를 위한 하향링크 공통 기준 신호의 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 LTE에서 한 개의 단말이 채널을 측정한 후 피드백하여 기지국이 실제 스케쥴링, 적응 전송 기법에 적용하는 도면이다.
도 4는 종래의 LTE에서 복수 개의 단말이 channel 측정 후 feedback하여 기지국이 스케쥴링과 적응 전송기법을 적용하는 도면이다.
도 5는 종래의 LTE-Advanced 시스템에서 하향링크 기준 신호의 전송 구조 및 상향링크 피드백 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 전송되는 기준 신호를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 전송되는 기준 신호를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 기준 신호를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말에서 피드백을 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 결정된 주기에 전송되는 피드백을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따라 피드백 타이밍이 최소 계산 시간보다 빠른 경우 적용되는 피드백을 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

하기의 실시예들을 통하여 본 발명에서 제안하는 기준 신호 전송 방법 및 장치와 하향링크 채널 상태 정보의 주기적 상향링크 피드백 구조의 설계 방법 및 장치를 자세히 설명한다.

우선 도 6 내지 도 7을 통해 기지국에서 전송되는 기준 신호에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 전송되는 기준 신호를 도시한 도면이다.

하향링크 채널 상태를 추정하기 위한 채널 상태 정보 기준 신호(Channel State Information 기준 신호, 이하 CSI-RS)가 적어도 하나의 프레임 주기로 전송될 때, 각 단말별로 발생되는 피드백 딜레이에 의한 성능 차이 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 CSI-RS의 전송 시점에 cyclic offset을 주는 방법을 제안한다. PDCCH(Physical Download Control channel)인 CSI-RS는 하나의 프레임 내에서 특정 하나의 서브프레임(n 번째 서브프레임, 0≤n≤N-1, N: 하나의 프레임에 들어있는 서브프레임의 개수)을 통해 전송된다. 따라서 본 발명의 실시예와 같이 각 서브프레임마다 cyclic offset을 주어, CSI-RS의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 한다.

여기서 n’_m는 m 번째 프레임에서 CSI-RS 전송시점(하나의 프레임 내의 서브프레임 번호)이고, n는 이전에 전송된 CSI-RS의 전송시점(하나의 프레임 내의 서브프레임 번호)이다. 그리고 k는 CSI-RS offset이며, m은 프레임 넘버이다. 마지막으로 N은 하나의 프레임 내에 속한 서브 프레임의 개수를 의미한다.

도 6은 k = 2인 경우에 수학식 1에 의해 설정된 offset이 적용된 서브프레임으로 전송되는 단말기별 피드백에 대해서 도시하고 있다.

도 6에서 볼 수 있듯이 서브프레임에 설정된 offset이 적용된 경우 각 단말들의 피드백 딜레이가 평균적으로 같아짐을 확인할 수 있다. 여기서 피드백 딜레이는 CSI-RS가 전송된 시점부터 채널 상태 정보가 피드백되어 기지국의 전송에 적용된 시점까지의 딜레이를 의미한다. 따라서, 종래의 기술과 다르게 각 단말 별로 피드백 타이밍이 달라도 피드백 딜레이에 의한 평균적인 성능 열화는 동일하게 나타나게 된다.

도 6에서 UE0에 대한 피드백은 610, 613, 619, 622, 625인데, 여기서 613의 경우와 같이 CSI-RS offset에 따라 CSI-RS가 전송된 시점과 피드백 타이밍의 시간 차이가 채널 상태 측정을 위한 최소 계산 시간에 미치지 못하면 다음의 방법 중 한가지를 선택할 수 있다.

i) 이전에 전송되었던 CSI-RS로부터 측정된 채널 상태 정보를 피드백한다.

ii) 이전에 전송되었던 CSI-RS로부터 측정된 채널 상태 정보 중에서 광대역 CQI나 RI와 같이 피드백 딜레이에 상대적으로 영향을 덜 받는 정보를 피드백한다.

iii) 아무것도 피드백하지 않는다.

UE1, UE2에 대해서는 617과 621이 이와 같은 경우에 해당한다.

이상에서는 모든 기지국이 동일한 offset으로 CSI-RS를 보내는 경우에 가정하여 설명했다. 다음으로 서로 다른 기지국의 CSI-RS가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원으로 전송되는 경우에 대하여 도 7를 참조로 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 전송되는 기준 신호를 도시한 도면이다.

서로 다른 기지국의 CSI-RS가 시간 및 주파수상에서 동일한 자원에서 전송될 때 각 기지국들의 CSI-RS가 다른 기지국의 CSI-RS에 간섭으로 작용하여 정확한 채널 상태 측정이 어려워질 수 있다. 따라서, 수학식 2와 같이 기지국 별로 offset을 산출하여, 각각의 기지국이 서로 다른 offset을 통해 CSI-RS가 동일한 서브프레임에 전송되지 않게 할 수 있다.

여기서 n’_m은 m 번째 프레임에서 CSI-RS 전송시점(하나의 프레임 내의 서브프레임 번호)이며, n은 이전에 전송된 CSI-RS의 전송시점(하나의 프레임 내의 서브프레임 번호)이다. 그리고 k는 CSI-RS offset이며, m은 프레임 넘버이고, C_id는 기지국 ID을 의미한다.

상기 수학식 2에 의해 기지국 별로 offset이 결정됨에 따라 도 7에서 도시된 바와 같이 CSI-RS가 각기 다른 서브프레임을 통해 전송될 수 있다.

앞에서 수학식 1, 2에 따라 offset을 결정하는 방법을 제1 실시예 및 제2 실시예를 통해 설명하였다. 이외에도 offset을 결정하는 방법으로 의사 난수열(pseudo random sequence)를 발생시켜 offset을 결정하는 방법 또는 난수(random value)를 발생시켜 결정하는 방법이 있다.

좀 더 상세히 설명하면, pseudo random sequence를 발생시켜서 offset을 결정하는 방법은 기지국과 단말은 모두 약속된 시간에 동일한 pseudo random sequence를 발생시켜서, 발생한 sequence에 따라서 CSI-RS의 offset을 결정한다. 따라서, 기지국이 별도의 제어신호나 offset에 대한 정보를 보내주지 않아도 단말은 offset을 알 수 있다.

pseudo random sequence를 발생시켜서 offset을 결정하는 방법은 모든 기지국이 같은 offset을 갖는 도 6의 방법과 서로 다른 기지국이 서로 다른 offset을 갖는 도 7의 방법에 모두 적용할 수 있다. 여기서 모든 기지국이 같은 offset을 갖는 경우에 모든 기지국이 동일한 pseudo random sequence를 발생시키게 되고, 서로 다른 기지국이 서로 다른 offset을 갖는 경우에 서로 다른 기지국은 pseudo random sequence를 발생시킬 때 cell_id 등의 값으로 셀 간에 서로 다른 초기값을 갖도록 하여 서로 다른 pseudo random sequence를 발생시켜서 사용하게 된다.

Random value를 발생시켜서 offset을 결정하는 방법은 offset을 변경할 때 마다 기지국에서 random value를 발생시켜서 이를 기준으로 offset을 결정하고, 결정된 offset 값은 단말에게 미리 통보해주어, 단말도 바뀐 offset값을 알도록 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서 기준 신호를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 기지국은 800단계에서 하향링크 채널 상태를 추정하기 위한 기준 신호인 CSI-RS의 전송 방식을 결정한다. 그리고 기지국은 820단계에서 새로운 단말(UE; User Equipment)이 자신이 관리하는 셀(Cell)에 연결되는지 판단한다.

만약 새로운 단말이 셀에 연결되면, 기지국은 820단계에서 해당 단말의 채널 피드백(Channel feedback) 방식을 결정한다. 그리고 기지국은 830단계에서 해당 단말에 결정된 셀의 CSI-RS 전송 방법 및 채널 피드백 방식을 통보한다.

새로운 단말이 셀에 연결되지 않거나, 연결된 새로운 셀에 CSI-RS 전송 방법 및 채널 피드백 방식을 통보한 다음, 기지국은 840단계에서 단말에 전송하는 서브 프레임(subframe)이 CSI-RS 전송을 위한 서브 프레임인지 판단한다. 만약 전송되는 서브 프레임이 CSI-RS 전송을 위한 서브 프레임이 아니면, 기지국은 850단계에서 서브 프레임에 신호 전송 시, CSI-RS를 포함하지 않고 전송한다. 반면에 서브 프레임이 CSI-RS 전송을 위한 서브 프레임이면, 기지국은 860단계에서 서브 프레임에 신호 전송 시 CSI-RS을 포함시켜 전송한다.

이러한 기지국은 도면에 도시되지 않았지만, 오프셋 설정부와 전송부를 포함할 수 있다. 오프셋 설정부는 기준 신호를 전송하기 위한 서브프레임별로 단말별 평균 피드백 딜레이를 동일하게 하기 위한 오프셋(offset)을 설정할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 오프셋 설정부는 모든 기지국이 동일한 오프셋으로 기준 신호를 전송하면, 상기 기준 신호의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 상기 오프셋을 설정할 수 있다. 또는 오프셋 설정부는, 서로 다른 기지국의 기준 신호가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원을 통해 전송되면, 상기 기지국별 아이디를 이용하여 기지국별 오프셋을 설정할 수 있다. 그리고 전송부는 오프셋이 설정된 서브프레임을 통해 상기 기준 신호를 전송할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말에서 피드백을 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 단말은 900단계에서 새로운 셀로 연결한다. 그리고 단말은 910단계에서 연결된 셀을 관리하는 기지국(eNB)로부터 셀의 CSI-RS 전송 방법 및 채널 피드백 방식을 통보받는다. 다음으로 단말은 920단계에서 기지국으로부터 CSI-RS를 위한 서브 프레임이 수신되는지 판단한다. 만약 CSI-RS를 위한 서브 프레임이 수신되면, 단말은 930단계에서 CSI-RS 신호 수신 채널 피드백을 생성한다.

단말은 940단계에서 상향링크(Uplink)로 피드백을 위한 서브 프레임을 전송할 수 있는지 판단한다. 피드백 타이밍에서 CSI-RS 전송 시점이 채널 상태 정보 계산을 위한 최소 시간 간격에 미치는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 단말은 이러한 경우를 대비하기 위해 피드백을 위한 서브 프레임을 전송할 수 있는지 판단해야 한다. 그리고 만약 서브 프레임을 전송할 수 있다면, 단말은 950단계에서 생성된 CSI-RS 신호 수신 채널 피드백을 상향링크를 통해 기지국으로 전송한다.

그리고 단말은 도면에 도시되지 않았지만 수신부, 피드백 주기 산출부, 피드백 전송부로 구성된다. 여기서 수신부는 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 수신한다. 그리고 피드백 주기 산출부는 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하기 위해 피드백 주기를 산출한다. 여기서 피드백 주기 산출부는 상기 기준 신호의 주기와 상기 피드백 주기의 최소 공배수와 최대 공약수를 이용하여 상기 피드백 주기를 산출할 수 있다. 다음으로 피드백 전송부는 산출된 피드백 주기에 따라 상기 기준 신호에 따른 피드백을 상향링크를 통해 전송한다. 그리고 단말기는 전송 시점 비교부를 더 포함한다. 전송 시점 비교부는 상기 기준 신호가 전송된 시점과 상기 피드백이 발생하는 시점을 통해 산출되는 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 채널 피드백 전송 시간을 비교한다. 그래서 단말은 전송 시점 비교부를 제어하여 채널 피드백 전송 시간이 상기 최소 시간 간격보다 짧으면, 전송부를 통해 이전에 전송된 기준 신호를 통해 측정된 채널 상태 정보를 피드백할 수 있다.

다음으로 단말에서 CSI-RS 신호 수신 채널 피드백을 생성하는 방법에 대하여 도 10 내지 도 11을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 결정된 주기에 전송되는 피드백을 도시한 도면이다.

적어도 하나의 프레임을 주기로 CSI-RS가 전송될 때, 각 단말별로 서로 다른 피드백 딜레이에 의한 성능 차이 문제를 해결하기 위한 또 다른 방법으로 새로운 상향링크 피드백 구조를 제안한다. 제안하는 방법에서는 각 단말의 피드백 주기를 조절함으로써 종래의 기술이 갖고 있는 문제점을 해결하고자 한다.

피드백 딜레이에 의한 성능 차이 문제를 해결하기 위한 각 단말별 피드백 주기는 수학식 3을 통해 산출된다.

CSI-RS의 주기가 n(매 n개의 subframe마다 한번씩 전송)이고, 피드백 주기가 m(매 m개의 subframe마다 한번씩 피드백)이며, LCM은 두 수의 최소 공배수이고, GCD는 두 수의 최대 공약수이다.

단말은 수학식 3을 통해 피드백 주기인 m을 산출한다. 그리고 단말은 산출된 피드백 주기 m으로 생성된 피드백을 상향링크를 통해 기지국으로 전송한다.

도 10에서 도시된 바와 같이 단말별로 산출된 피드백 주기를 통해 단말의 피드백 시점(서브프레임 넘버)이 매 프레임마다 달라지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 종래 기술에서 어떤 단말에 대해서 한 프레임 내에서 항상 동일한 서브프레임에서 피드백이 발생하여 각각의 단말들이 평균적으로 서로 다른 피드백 딜레이에 의한 성능 열화를 겪는 문제점이 해결됨을 알 수 있다.

다음으로 단말이 특정 피드백 타이밍에서 CSI-RS 전송 시점이 채널 상태 정보 계산을 위한 최소 시간 간격에 미치지 못하는 경우에 대해서 도 11을 참조로 피드백을 생성하는 방법을 제안한다.

도 11은 본 발명에 따라 피드백 타이밍이 최소 계산 시간보다 빠른 경우 적용되는 피드백을 도시한 도면이다.

CSI-RS의 전송 주기를 n이라 하고, 피드백 주기를 m이라 할 때, CSI-RS가 전송되는 시점과 피드백이 발생하는 시점은 수학식 4를 통해 산출된다.

여기서 i는 서브프레임 넘버(하나의 프레임 내에서 한정된 값이 아님)이고, offset_CSI-RS와 offset_feedback은 한 프레임 내에서 CSI-RS 전송과 피드백이 몇 번째 서브프레임에서 발생하는지를 나타내주는 값이다. 그리고 단말은 수학식 5를 통해 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 CSI-RS에 해당하는 채널 피드백 전송 시간을 비교한다.

d_min: 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격

수학식 5를 만족하는 경우인 도 10에서 1011의 경우와 같이 CSI-RS offset에 따라 CSI-RS가 전송된 시점과 피드백 타이밍의 시간 차이가 채널 상태 측정을 위한 최소 계산 시간에 미치지 못하면 다음의 방법 중 한 가지를 선택할 수 있다.

i) 이전에 전송되었던 CSI-RS로부터 측정된 채널 상태 정보를 피드백한다.

ii) 이전에 전송되었던 CSI-RS로부터 측정된 채널 상태 정보 중에서 광대역 CQI나 RI와 같이 피드백 딜레이에 상대적으로 영향을 덜 받는 정보를 피드백한다.

iii) 아무것도 피드백하지 않는다.

상기 방법 i), ii), iii) 은 본 발명에서 제안한 방법 외에 종래 기술에도 적용이 가능하다. 예를 들어 도 11에서 도시된 바와 같이 1111, 1113, 1115, 1117, 1119, 1121에 본 발명에서 제안하는 방법이 적용될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (17)

1. 기지국에서 기준 신호 전송 방법에 있어서,
   기준 신호를 전송하기 위한 서브프레임별로 단말별 평균 피드백 딜레이를 동일하게 하기 위한 오프셋(offset)을 설정하는 과정과,
   상기 오프셋이 설정된 서브프레임을 통해 상기 기준 신호를 전송하는 과정을 포함하는 기준 신호 전송 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 오프셋을 설정하는 과정은
   모든 기지국이 동일한 오프셋으로 기준 신호를 전송하면, 상기 기준 신호의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 상기 오프셋을 설정하는 과정임을 특징으로 하는 기준 신호 전송 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 오프셋을 설정하는 과정은
   서로 다른 기지국의 기준 신호가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원을 통해 전송되면, 상기 기지국별 아이디를 이용하여 기지국별 오프셋을 설정하는 과정임을 특징으로 하는 기준 신호 전송 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 오프셋을 설정하는 과정은
   상기 기지국과 단말에서 모두 약속된 시간에 동일하게 발생시킨 의사 난수열(pseudo random sequence)에 따라서 오프셋을 결정하는 과정임을 특징으로 하는 기준 신호 전송 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 오프셋을 설정하는 과정은
   난수(random value)를 발생시켜서 이를 기준으로 오프셋을 결정하고, 상기 offset 값을 단말에게 미리 통보하는 과정임을 특징으로 하는 기준 신호 전송 방법.
6. 단말에서 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하는 방법에 있어서,
   기준 신호를 위한 서브프레임이 수신되면, 상기 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하기 위한 피드백 주기를 산출하는 과정과,
   상기 산출된 피드백 주기에 따라 상기 기준 신호에 따른 피드백을 상향링크를 통해 전송하는 과정을 포함하고,
   상기 피드백 주기를 산출하는 과정은
   상기 기준 신호의 주기와 상기 피드백 주기의 최소 공배수와 최대 공약수를 이용하여 상기 피드백 주기를 산출하는 과정임을 특징으로 하는 피드백 전송 방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   상기 기준 신호가 전송된 시점과 상기 피드백이 발생하는 시점을 통해 산출되는 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 채널 피드백 전송 시간을 비교하는 과정과,
   상기 채널 피드백 전송 시간이 상기 최소 시간 간격보다 짧으면, 이전에 전송된 기준 신호를 통해 측정된 채널 상태 정보를 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 전송 방법.
9. 기준 신호를 전송하기 위한 서브프레임별로 단말별 평균 피드백 딜레이를 동일하게 하기 위한 오프셋(offset)을 설정하는 오프셋 설정부과,
   상기 오프셋이 설정된 서브프레임을 통해 상기 기준 신호를 전송하는 전송부를 포함하는 기준 신호 전송 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 오프셋 설정부는
    모든 기지국이 동일한 오프셋으로 기준 신호를 전송하면, 상기 기준 신호의 전송 시점이 매 프레임마다 다른 서브프레임에서 전송되도록 상기 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 전송 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 오프셋 설정부는
    서로 다른 기지국의 기준 신호가 시간 및 주파수 상에서 동일한 자원을 통해 전송되면, 상기 기지국별 아이디를 이용하여 기지국별 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 전송 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 오프셋 설정부는
    기지국과 단말에서 모두 약속된 시간에 동일하게 발생시킨 의사 난수열(pseudo random sequence)에 따라서 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 전송 장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 오프셋 설정부는
    난수(random value)를 발생시켜서 이를 기준으로 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 전송 장치.
14. 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 수신된 기준 신호에 따른 피드백을 전송하기 위해 피드백 주기를 산출하는 피드백 주기 산출부와,
    상기 산출된 피드백 주기에 따라 상기 기준 신호에 따른 피드백을 상향링크를 통해 전송하는 피드백 전송부로 구성되고,
    상기 피드백 주기 산출부는
    상기 기준 신호의 주기와 상기 피드백 주기의 최소 공배수와 최대 공약수를 이용하여 상기 피드백 주기를 산출하는 것을 특징으로 하는 피드백 전송 장치.
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,
    상기 기준 신호가 전송된 시점과 상기 피드백이 발생하는 시점을 통해 산출되는 채널 상태 정보 측정을 위한 최소 시간 간격과 채널 피드백 전송 시간을 비교하는 전송 시점 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 전송 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 전송 시점 비교부를 통해 채널 피드백 전송 시간이 상기 최소 시간 간격보다 짧으면,
    상기 전송부는
    이전에 전송된 기준 신호를 통해 측정된 채널 상태 정보를 피드백하는 것을 특징으로 하는 피드백 전송 장치.

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