KR101779381B1 - 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하기위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 12-포트(port) CSI-RS(Reference Signal)의 구성과 관련된 제어 정보를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링(signaling)을 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 12-포트 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신하는 단계; 및 상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 12-포트 CSI-RS의 전송에 있어서 포트 당 전체 전력 전송(full power transmission)을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하기 위한 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR REPORTING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말에서 참조 신호(reference signal)을 기반으로 CSI(Channel State Information)를 보고하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

현재 LTE(-A) 시스템의 경우, CSI-RS 패턴(또는 CSI-RS 자원)은 1, 2, 4, 또는 8 port에 대한 CSI-RS 패턴만이 존재하며, 모두 2의 멱승(power of 2) 형태이다.

하지만, 대규모 다중입출력(massive MIMO) 시스템과 같이 송신단(또는 송신장치)의 안테나 개수가 많은 경우, CSI-RS 패턴은 다양한 형태를 가질 수 있고, 동일한 안테나 개수에 대해서도 그 안테나 설정(antenna configuration)이 상이할 수도 있다.

이처럼, 다양한 크기(size)와 다양한 패턴을 가지는 송신 안테나 구조를 감안할 때, CSI-RS 포트의 개수를 2의 멱승 형태로만 제한하는 것은 비효율적일 수 있다.

따라서, 본 명세서는 massive MIMO 시스템에서 8 포트보다 많은 안테나 포트들을 사용하는 새로운 CSI-RS 패턴(pattern) 또는 새로운 CSI-RS 자원(resource) 구성 방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 명세서는 다수의 CSI-RS 자원들에서 각 CSI-RS 자원의 안테나 포트 넘버링에 대한 규칙을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 명세서는 상위 계층 시그널링을 통해 새롭게 정의되는 CSI-RS resource와 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 12-포트(port) CSI-RS(Reference Signal)의 구성과 관련된 제어 정보를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링(signaling)을 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 12-포트 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신하는 단계; 및 상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하는 단계를 포함하되, 상기 12-포트 CSI-RS 자원은 4-포트 CSI-RS의 자원 3개가 결합(aggregation)되며, 상기 4-포트 CSI-RS 자원은 4개의 자원 요소(Resource Element:RE)들을 포함하며, 4-포트 CSI-RS의 포트들은 CDM(Code Division Multiplexing) 길이 4가 적용되고, 상기 4개의 RE들로 매핑되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 4개의 RE들은 시간 영역에서 연속하는 2개의 심볼(symbol)들 및 주파수 영역에서 2개의 서브캐리어(subcarrier)들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 2개의 서브캐리어들은 6개 서브캐리어 간격만큼 떨어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 12-포트 CSI-RS의 포트들은 4-포트 CSI-RS의 포트 그룹 3개를 포함하며, 각 4-포트 CSI-RS 포트 그룹에 상기 CDM 길이 4가 적용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 RRC 시그널링은 CDM 길이를 나타내는 CDM 길이 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 CDM 길이(length)는 CDM 2, CDM 4 또는 CDM 8인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어 정보는 상기 결합되는 4-포트 CSI-RS 자원들 각각의 시작 위치를 나타내는 위치 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어 정보는 결합되는 CSI-RS 자원들 각각의 포트 수를 나타내는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 CSI(Channel State Information)를 보고(reporting)하기 위한 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 12-포트(port) CSI-RS(Reference Signal)의 구성과 관련된 제어 정보를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링(signaling)을 기지국으로부터 수신하고; 상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 12-포트 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신하고; 및 상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하도록 제어하되, 상기 12-포트 CSI-RS 자원은 4-포트 CSI-RS의 자원 3개가 결합(aggregation)되며, 4-포트 CSI-RS의 포트들은 CDM(Code Division Multiplexing) 길이 4가 적용되고, 4개의 RE들로 매핑되는 것을 특징으로 한다.

본 명세서는 레거시 CSI-RS 자원들을 병합하여 새로운 CSI-RS 자원을 설정함으로써, massive MIMO 시스템과 같이 송신단의 안테나 개수가 많은 시스템을 효율적으로 지원할 수 있을 뿐만 아니라, legacy 시스템과의 상호 호환성도 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 8-포트보다 많은 포트들을 사용하여 CSI-RS 구성 시 legacy CSI-RS 포트 별로 CDM 길이 4를 적용함으로써, CSI-RS 포트 당 전체 전력 사용을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 CSI-RS 구성을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 64개의 안테나 요소를 가지는 2D 능동 안테나 시스템의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 AAS 기반의 3D(3-Dimension) 빔 형성이 가능한 다수의 송/수신 안테나를 갖고 있는 시스템을 예시한다.
도 11은 편광(Polarization) 기반의 2D 평면 안테나 어레이 모델의 일례를 나타낸 도이다.
도 12는 송수신단 유닛(transceiver units:TXRUs) 모델의 일례를 나타낸 도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 8 포트 CSI-RS 자원 매핑 패턴의 일례를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 일반 CP에서 CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 확장 CP에서 CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.
도 16은 FDM되는 참조신호에 대한 파워 부스팅의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS 패턴의 일례를 나타낸 도이다.
도 18 및 도 19는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS 패턴의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS 패턴의 일례를 나타낸 도이다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 12-port CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 27 및 도 28은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 12-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 29 및 도 30은 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 31 및 도 32는 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 33은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 12-port CSI-RS pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 34 내지 도 36은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 39 내지 도 41은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 42는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 43 및 도 44는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port 및 16-port CSI-RS pattern 구성의 일례들을 나타낸 도이다.
도 45 내지 도 48은 본 명세서에서 제안하는 CDM 4를 위한 4-port CSI-RS 단위의 자원 풀을 일례들을 나타낸다.
도 49는 본 명세서에서 제안하는 CDM 길이 4를 이용한 12-포트 CSI-RS 구성 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 50은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

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), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 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 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 일반

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.

도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.

무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.

FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.

하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.

타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.

TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.

표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.

표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.

DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.

상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.

하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.

모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.

이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.

표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.

도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다

.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.

기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 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, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 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 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

EPDCCH(enhanced PDCCH)는 단말 특정(UE-specific) 시그널링을 나른다. EPDCCH는 단말 특정하게 설정된 물리 자원 블록(PRB: physical resource block)에 위치한다. 다시 말해, 상술한 바와 같이 PDCCH는 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들에서 전송될 수 있으나, EPDCCH는 PDCCH 이외의 자원 영역에서 전송될 수 있다. 서브프레임 내 EPDCCH가 시작되는 시점(즉, 심볼)은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링 등)을 통해 단말에 설정될 수 있다.

EPDCCH는 DL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, UL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, SL-SCH(Sidelink Shared Channel) 및 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)과 관련된 자원 할당 정보 등을 나를 수 있다. 다중의 EPDCCH가 지원될 수 있으며, 단말은 EPCCH의 세트를 모니터링할 수 있다.

EPDCCH는 하나 또는 그 이상의 연속된 진보된 CCE(ECCE: enhanced CCE)를 이용하여 전송될 수 있으며, 각 EPDCCH 포맷 별로 단일의 EPDCCH 당 ECCE의 개수가 정해질 수 있다.

각 ECCE는 복수의 자원 요소 그룹(EREG: enhanced resource element group)으로 구성될 수 있다. EREG는 ECCE의 RE에의 매핑을 정의하기 위하여 사용된다. PRB 쌍 별로 16개의 EREG가 존재한다. 각 PRB 쌍 내에서 DMRS를 나르는 RE를 제외하고, 모든 RE는 주파수가 증가하는 순서대로 그 다음 시간이 증가하는 순서대로 0 내지 15까지의 번호가 부여된다.

단말은 복수의 EPDCCH를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 단말이 EPDCCH 전송을 모니터링하는 하나의 PRB 쌍 내 하나 또는 두 개의 EPDCCH 세트가 설정될 수 있다.

서로 다른 개수의 ECCE가 병합됨으로써 EPCCH를 위한 서로 다른 부호화율(coding rate)이 실현될 수 있다. EPCCH는 지역적 전송(localized transmission) 또는 분산적 전송(distributed transmission)을 사용할 수 있으며, 이에 따라 PRB 내 RE에 ECCE의 매핑이 달라질 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.

하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

MIMO(Multi-Input Multi-Output)

MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신(Tx) 안테나와 다중 수신(Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 'MIMO'를 '다중 입출력 안테나'라 칭하기로 한다.

더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지(total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며, 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.

차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.

한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나(MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.

도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 송신 안테나의 수를 N_T개로, 수신 안테나의 수를 N_R개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(transfer rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(R_o)에 다음과 같은 레이트 증가율(R_i)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.

즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.

이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.

각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스(Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수(N_T)와 수신 안테나 수(N_R)의 곱(N_T × N_R)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.

둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD(maximum likelihood detection) 수신기, ZF(zero-forcing) 수신기, MMSE(minimum mean square error) 수신기, D-BLAST (Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time), V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.

셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.

상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 N_T개의 송신 안테나와 N_R개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.

먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 N_T개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 N_T개 이므로, 이를 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

한편, 각각의 전송 정보 s_1, s_2, ..., s_N_T에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P_1, P_2, ..., P_N_T라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

또한, 수학식 3의 전송 전력이 조정된 전송 정보를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

한편, 수학식 4의 전송 전력이 조정된 정보 벡터는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실제 전송되는 N_T개의 전송 신호 x_1, x_2, ..., x_N_T를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 x_1, x_2, ..., x_N_T를 벡터 x를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, w_ij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)라 부른다.

한편, 상술한 바와 같은 전송 신호(x)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.

공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 벡터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 벡터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.

물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 혼합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.

다음으로, 수신신호는 N_R개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 y_1, y_2, ..., y_N_R을 벡터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.

한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 h_ij로 표시하기로 한다. 여기서, h_ij의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 총 N_T개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.

또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 N_T개의 송신 안테나로부터 N_R개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.

한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, N_R개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n_1, n_2, ..., n_N_R을 백터로 표현하면 다음과 같다.

상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.

한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 N_R과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N_T와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 N_R×N_T 행렬이 된다.

일반적으로, 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.

또한, 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition)를 하였을 때, 랭크는 고유치(eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값(singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.

본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)'는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수'는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.

참조 신호(RS: Reference Signal)

무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호(RS: reference signal)라고 한다.

또한 최근 대부분의 이동통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피, 다중송신안테나와 다중수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 사용한다. 다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.

이동 통신 시스템에서 RS는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 RS와 데이터 복조를 위해 사용되는 RS가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 RS로서, UE는 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.

하향 참조 신호는 셀 내 모든 단말이 공유하는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등의 측정 등을 위한 하나의 공통 참조 신호(CRS: common RS)와 특정 단말만을 위하여 데이터 복조를 위해 사용되는 전용 참조 신호(dedicated RS)가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조(demodulation)와 채널 측정(channel measurement)을 위한 정보를 제공할 수 있다. 즉, DRS는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용된다.

수신 측(즉, 단말)은 CRS로부터 채널 상태를 측정하고, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측(즉, 기지국)으로 피드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호(cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.

DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS를 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS) 또는 복조 참조 신호(DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다.

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.

도 7을 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 × 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축(x축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치(normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고(도 7(a)의 경우), 확장 순환 전치(extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다(도 7(b)의 경우). 자원 블록 격자에서 '0', '1', '2' 및 '3'으로 기재된 자원 요소들(REs)은 각각 안테나 포트 인덱스 '0', '1', '2' 및 '3'의 CRS의 위치를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다.

이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, CRS는 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용되고, 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 즉, 이 CRS는 cell-specific한 시그널로, 광대역에 대해서 매 서브 프레임마다 전송된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보(CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.

CRS는 전송 측(기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의된다. 3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에서는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS가 전송된다. 하향링크 신호 송신 측은 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다. 기지국의 송신 안테나가 4개일 경우 한 RB 에서의 CRS 패턴은 도 9와 같다.

기지국이 단일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된다.

기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 및/또는 주파수 분할 다중화(FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및/또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다.

게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및/또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향링크 신호의 수신 측(단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티, 폐쇄 루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing), 개방 루프 공간 다중화(open-loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자-다중 입출력 안테나(Multi-User MIMO)와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다.

다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다.

이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화(precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상응하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.

3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고, 랭크 1 빔포밍(beamforming)을 위한 DRS가 정의된다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다.

LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서 기지국의 하향 링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있도록 디자인되어야 한다. 따라서 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서 하향 링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되고 디자인되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS는 위에서 설명한 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 디자인되어야 한다.

LTE-A 시스템을 디자인 함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 하위 호환성(backward compatibility), 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무 무리 없이 잘 동작해야 하고, 시스템 또한 이를 지원해야 한다는 것이다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브 프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 추가적으로 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS 패턴을 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다.

따라서 LTE-A 시스템에서 새로이 디자인되는 RS는 크게 두 가지 분류로 나누게 되는데, MCS, PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS (CSI-RS: Channel State Information-RS, Channel State Indication-RS 등)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 RS(DM-RS: Data Demodulation-RS)이다.

채널 측정 목적의 CSI-RS는 기존의 CRS가 채널 측정, 핸드 오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리 채널 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. 물론 이 또한 핸드 오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로 CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 된다. CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로 전송된다.

데이터 복조를 위해서 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 전용적(dedicated)으로 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.

LTE-A 시스템에서 eNB는 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 매 서브 프레임마다 전송하는 것은 오버헤드가 너무 큰 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브 프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되어야 그 오버헤드를 줄일 수 있다. 즉, CSI-RS는 한 서브 프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다. 이 때 CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 eNB가 설정할 수 있다.

CSI-RS를 측정하기 위해서 UE는 반드시 자신이 속한 셀의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 전송 서브 프레임 인덱스, 전송 서브 프레임 내에서 CSI-RS 자원 요소(RE) 시간-주파수 위치, 그리고 CSI-RS 시퀀스 등에 대한 정보를 알고 있어야 한다.

LTE-A 시스템에 eNB는 CSI-RS를 최대 8개의 안테나 포트에 대해서 각각 전송해야 한다. 서로 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 한 eNB가 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송할 때 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 RE에 맵핑함으로써 FDM/TDM방식으로 이들 자원을 orthogonal하게 할당할 수 있다. 또는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 orthogonal한 코드에 맵핑시키는 CDM방식으로 전송할 수 있다.

CSI-RS에 관한 정보를 eNB가 자기 셀 UE에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간-주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 번호들, 또는 CSI-RS가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 오프셋이며, 특정 안테나의 CSI-RS RE가 전송되는 OFDM 심볼 번호, 주파수 간격(spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 쉬프트 값 등이 있다.

CSI-RS는 1개, 2개, 4개 또는 8개의 안테나 포트를 통해 전송된다. 이때, 사용되는 안테나 포트는 각각 p=15, p=15,16, p=15,...,18, p=15,...,22이다. CSI-RS는 서브캐리어 간격 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다.

(k',l')(여기서, k'는 자원 블록 내 부반송파 인덱스이고, l'는 슬롯 내 OFDM 심볼 인덱스를 나타낸다.) 및 n_s의 조건은 아래 표 4 또는 표 5와 같은 CSI-RS 설정(configuration)에 따라 결정된다.

표 3은 일반 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.

표 4는 확장 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.

표 3 및 표 4를 참조하면, CSI-RS의 전송에 있어서, 이종 네트워크(HetNet: heterogeneous network) 환경을 포함하여 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭(ICI: inter-cell interference)을 줄이기 위하여 최대 32개(일반 CP 경우) 또는 최대 28개(확장 CP 경우)의 서로 다른 구성(configuration)이 정의된다.

CSI-RS 구성은 셀 내의 안테나 포트의 개수 및 CP에 따라 서로 다르며, 인접한 셀은 최대한 서로 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.

표 3 및 표 4를 기반으로 CSI-RS 구성에 따라 (k',l') 및 n_s가 정해지고, 각 CSI-RS 안테나 포트가 CSI-RS 전송에 이용하는 시간-주파수 자원이 결정된다.

도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 CSI-RS 구성을 예시하는 도면이다.

도 8(a)는 1개 또는 2개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의한 CSI-RS 전송에 사용 가능한 20가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이고, 도 8(b)는 4개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 사용 가능한 10가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이며, 도 8(c)는 8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 CSI-RS 전송에 사용 가능한 5가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이다.

이와 같이, 각 CSI-RS 구성에 따라 CSI-RS가 전송되는 무선 자원(즉, RE 쌍)이 결정된다.

특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 1개 혹은 2개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(a)에 도시된 20가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.

마찬가지로, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 4개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(b)에 도시된 10가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다. 또한, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 8개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(c)에 도시된 5가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.

2개의 안테나 포트 별(즉, {15,16}, {17,18}, {19,20}, {21,22})로 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 동일한 무선 자원에 CDM되어 전송된다. 안테나 포트 15 및 16를 예를 들면, 안테나 포트 15 및 16에 대한 각각의 CSI-RS 복소 심볼은 동일하나, 서로 다른 직교 코드(예를 들어, 왈시 코드(walsh code)가 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1, 1]이 곱해지고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1 -1]이 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 이는 안테나 포트 {17,18}, {19,20}, {21,22}도 마찬가지이다.

UE는 전송된 심볼에 곱해진 코드를 곱하여 특정 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 검출할 수 있다. 즉, 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 1]을 곱하고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 -1]을 곱한다.

도 8(a) 내지 (c)를 참조하면, 동일한 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하게 되면, 안테나 포트 수가 많은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원은 CSI-RS 안테나 포트 수가 적은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원을 포함한다. 예를 들어, CSI-RS 구성 0의 경우, 8개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원은 4개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원과 1 또는 2개의 안테나 포트 수에 대한 무선 자원을 모두 포함한다.

하나의 셀에서 복수의 CSI-RS 구성이 사용될 수 있다. 넌-제로 전력(NZP: non-zero power) CSI-RS는 0개 또는 1개 CSI-RS 구성만이 이용되고, 제로 전력(ZP: zero power) CSI-RS는 0개 또는 여러 개의 CSI-RS 구성이 이용될 수 있다.

상위 계층에 의해 설정되는 16 비트의 비트맵인 ZP CSI-RS(ZeroPowerCSI-RS)에서 1로 설정된 각 비트 별로, UE는 위의 표 3 및 표 4의 4개의 CSI-RS 열(column)에 해당하는 RE들에서(상위 계층에 의해 설정된 NZP CSI-RS를 가정하는 RE와 중복되는 경우를 제외) 제로 전송 전력을 가정한다. 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)는 가장 낮은 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하고, 비트맵 내에서 그 다음의 비트는 순서대로 다음의 CSI-RS 구성 인덱스에 해당한다.

CSI-RS는 위의 표 3 및 표 4에서 (n_s mod 2)의 조건을 만족하는 하향링크 슬롯 및 CSI-RS 서브프레임 구성을 만족하는 서브프레임에서만 전송된다.

프레임 구조 타입 2(TDD)의 경우, 스페셜 서브프레임, 동기 신호(SS), PBCH 또는 SIB 1(SystemInformationBlockType1) 메시지 전송과 충돌되는 서브프레임 또는 페이징 메시지 전송을 위해 설정된 서브프레임에서 CSI-RS는 전송되지 않는다.

또한, 안테나 포트 세트 S(S={15}, S={15,16}, S={17,18}, S={19,20} 또는 S={21,22}) 내 속하는 어떠한 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송되는 RE는 PDSCH 또는 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송에 사용되지 않는다.

CSI-RS 전송에 사용되는 시간-주파수 자원들은 데이터 전송에 사용될 수 없으므로, CSI-RS 오버헤드가 증가할수록 데이터 처리량(throughput)이 감소하게 된다. 이를 고려하여 CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되도록 구성되지 않고, 다수의 서브프레임에 해당하는 소정의 전송 주기마다 전송되도록 구성된다. 이 경우, 매 서브프레임마다 CSI-RS가 전송되는 경우에 비하여 CSI-RS 전송 오버헤드가 많이 낮아질 수 있다.

CSI-RS 전송을 위한 서브프레임 주기(이하, 'CSI 전송 주기'로 지칭함)(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(△_CSI-RS)은 아래 표 5과 같다.

표 5은 CSI-RS 서브프레임 구성을 예시한다.

표 5을 참조하면, CSI-RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS)에 따라 CSI-RS 전송 주기(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(△_CSI-RS)이 결정된다.

표 5의 CSI-RS 서브프레임 구성은 앞서 'SubframeConfig' 필드 및 'zeroTxPowerSubframeConfig' 필드 중 어느 하나로 설정될 수 있다. CSI-RS 서브프레임 구성은 NZP CSI-RS 및 ZP CSI-RS에 대하여 개별적으로(separately) 설정될 수 있다.

CSI-RS를 포함하는 서브프레임은 아래 수학식 12를 만족한다.

수학식 12에서 T_CSI-RS는 CSI-RS 전송 주기, △_CSI-RS는 서브프레임 오프셋 값, n_f는 시스템 프레임 넘버, n_s는 슬롯 넘버를 의미한다.

서빙 셀에 대해 전송 모드 9(transmission mode 9)가 설정된 UE의 경우, UE는 하나의 CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 서빙 셀에 대해 전송 모드 10(transmission mode 10)이 설정된 UE의 경우, UE는 하나 또는 그 이상의 CSI-RS 자원 구성(들)이 설정될 수 있다.

각 CSI-RS 자원 구성을 위한 아래와 같이 파라미터가 상위 계층 시그널링을 통해 설정된다.

- 전송 모드 10이 설정된 경우, CSI-RS 자원 구성 식별자

- CSI-RS 포트 개수

- CSI-RS 구성 (표 3 및 표 4 참조)

- CSI-RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS) (표 5 참조)

- 전송 모드 9가 설정된 경우, CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C)

- 전송 모드 10이 설정된 경우, 각 CSI 프로세스에 대하여 CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C). CSI 프로세스에 대하여 CSI 서브프레임 세트들 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, P_C는 CSI 프로세스의 각 CSI 서브프레임 세트 별로 설정된다.

- 임의 랜덤(pseudo-rnadom) 시퀀스 발생기 파라미터(n_ID)

- 전송 모드 10이 설정된 경우, QCL(QuasiCo-Located) 타입 B UE 가정을 위한 QCL 스크램블링 식별자(qcl-ScramblingIdentity-r11), CRS 포트 카운트(crs-PortsCount-r11), MBSFN 서브프레임 설정 리스트(mbsfn-SubframeConfigList-r11) 파라미터를 포함하는 상위 계층 파라미터('qcl-CRS-Info-r11')

UE가 도출한 CSI 피드백 값이 [-8, 15] dB 범위 내의 값을 가질 때, P_C는 CSI-RS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율로 가정된다. 여기서, PDSCH EPRE는 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율이 ρ_A인 심볼에 해당한다.

서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 CSI-RS와 PMCH이 함께 설정되지 않는다.

프레임 구조 타입 2에서 4개의 CRS 안테나 포트가 설정된 경우, UE는 일반 CP의 경우 [20-31] 세트(표 3 참조) 또는 확장 CP의 경우 [16-27] 세트(표 4 참조)에 속하는 CSI-RS 구성 인덱스가 설정되지 않는다.

UE는 CSI-RS 자원 구성의 CSI-RS 안테나 포트가 지연 확산(delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift), 평균 이득(average gain) 및 평균 지연(average delay)에 대하여 QCL 관계를 가진다고 가정할 수 있다.

전송 모드 10 그리고 QCL 타입 B가 설정된 UE는 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 0-3과 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 15-22가 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift)에 대하여 QCL 관계라고 가정할 수 있다.

전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 하나 또는 그 이상의 CSI-IM(Channel-State Information - Interference Measurement) 자원 구성이 설정될 수 있다.

상위 계층 시그널링을 통해 각 CSI-IM 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.

- ZP CSI-RS 구성 (표 3 및 표 4 참조)

- ZP CSI RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS) (표 5 참조)

CSI-IM 자원 구성은 설정된 ZP CSI-RS 자원 구성 중 어느 하나와 동일하다.

서빙 셀의 동일한 서브프레임 내 CSI-IM 자원과 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.

전송 모드 1-9가 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나 또는 그 이상의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다.

상위 계층 시그널링을 통해 ZP CSI-RS 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.

- ZP CSI-RS 구성 리스트 (표 3 및 표 4 참조)

- ZP CSI-RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS) (표 5 참조)

서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 ZP CSI-RS와 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.

셀 측정(Cell Measurement)/측정 보고(Measurement Report)

단말의 이동성(mobility) 보장을 위한 여러 방법들(핸드오버, 랜덤 액세스, 셀 탐색 등) 중 하나 또는 그 여러 방법들을 위하여 UE는 셀 측정(cell measurement)한 결과를 기지국(혹은 네트워크)에 보고한다.

3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 셀 특정 참조 신호(CRS)는 시간 축으로 각 서브프레임 내의 0, 4, 7, 11 번째 OFDM 심볼을 통해 전송되고, 이는 셀 측정(cell measurement)를 위해 기본적으로 사용된다. 즉, 단말은 서빙 셀(serving cell)과 이웃 셀(neighbor cell)로부터 각각 수신되는 CRS를 이용하여, 셀 측정을 수행한다.

셀 측정(cell measurement)은 서빙 셀 및 이웃 셀의 신호 세기 혹은 총 수신 전력 대비 신호 세기 등을 측정하는 참조 신호 수신 전력(RSRP: Reference signal receive power), 수신신호강도(RSSI: Received signal strength indicator), 참조신호수신품질(RSRQ: Reference signal received quality) 등의 RRM(Radio resource management) 측정과 서빙 셀과의 링크 품질을 측정하여 라디오 링크 실패(radio link failure) 여부를 평가할 수 있는 RLM(Radio Link Monitoring) 측정을 포함하는 개념이다.

RSRP는 측정 주파수 대역 내에서 CRS가 전송되는 RE의 전력 분배의 선형 평균이다. RSRP 결정을 위해, 안테나 포트 '0'에 해당하는 CRS(R0)가 사용될 수 있다. 또한, RSRP 결정을 위해, 안테나 포트 '1'에 해당하는 CRS(R1)가 추가로 사용될 수도 있다. RSRP를 결정하기 위하여 UE에 의해 이용되는 측정 주파수 대역 및 측정 구간 내에서 이용하는 RE들의 수는 해당 측정 정확도 요구(accuracy requirements)가 만족되는 한도에서 UE가 결정할 수 있다. 또한, RE 당 전력은 순환 전치(CP)를 제외한 심볼의 나머지 부분 내에서 수신한 에너지로부터 결정될 수 있다.

RSSI는 측정 대역 내에서 안테나 포트 '0'에 해당하는 RS를 포함하는 OFDM 심볼들에서 동일 채널(co-channel)의 서빙 셀(serving cell)과 넌-서빙 셀(non-serving cell), 인접 채널로부터의 간섭, 열 잡음(thermal noise) 등을 포함하는 해당 UE에 의해 모든 소스들로부터 감지된 총 수신 전력의 선형 평균으로 도출된다. 상위 계층 시그널링에 의하여 RSRQ 측정을 수행하기 위한 특정 서브프레임들이 지시되는 경우, RSSI는 지시된 서브프레임들 내의 모든 OFDM 심볼에 통해 측정된다.

RSRQ는 N×RSRP/RSSI로 도출된다. 여기서, N은 RSSI 측정 대역폭의 RB 개수를 의미한다. 또한, 위의 식에서 분자 및 분모의 측정은 동일한 RB의 세트에서 구해질 수 있다.

기지국은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 연결 재구성(RRC Connection Reconfiguration) 메시지)을 통해 UE에게 측정(measurement)을 위한 설정 정보를 전달할 수 있다.

RRC 연결 재구성 메시지는 무선 자원 구성 전용('radioResourceConfigDedicated') 정보 요소(IE: Information Element)와, 측정 설정('measConfig') IE를 포함한다.

'measConfig' IE는 UE에 의해 수행되어야 하는 측정을 특정하고, 측정 갭(measurement gap)의 구성 뿐만 아니라 인트라-주파수(intra-frequency) 이동성, 인터-주파수(inter-frequency) 이동성, 인터-RAT(inter-RAT) 이동성을 위한 설정 정보를 포함한다.

특히, 'measConfig' IE는 측정에서 제거될 측정 대상('measObject')의 리스트를 나타내는 'measObjectToRemoveList'와 새로이 추가되거나 수정될 리스트를 나타내는 'measObjectToAddModList'가 포함된다. 또한, 'measObject'에는 통신 기술에 따라 'MeasObjectCDMA2000', 'MeasObjctEUTRA', 'MeasObjectGERAN' 등이 포함된다.

'RadioResourceConfigDedicated' IE는 무선 베어러(Radio Bearer)를 설정/변경/해제(setup/modify/release) 하거나, MAC 메인 구성을 변경하거나, 반 정적 스케줄링(SPS: Semi-Persistent Scheduling) 설정을 변경하거나 및 전용 물리적 설정(dedicated physical configuration)을 변경하기 위하여 사용된다.

'RadioResourceConfigDedicated' IE는 서빙 셀 측정을 위한 시간 영역 측정 자원 제한 패턴(time domain measurement resource restriction pattern)을 지시하는 'measSubframePattern-Serv' 필드를 포함한다. 또한, UE에 의해 측정될 이웃 셀을 지시하는 'measSubframeCellList' 와 이웃 셀 측정을 위한 시간 영역 측정 자원 제한 패턴을 지시하는 'measSubframePattern-Neigh'를 포함한다.

측정 셀(서빙 셀 및 이웃 셀 포함)을 위해 설정된 시간 영역 측정 자원 제한 패턴(time domain measurement resource restriction pattern)은 RSRQ 측정을 수행하기 위한 무선 프레임 당 적어도 하나의 서브프레임을 지시할 수 있다. 측정 셀을 위해 설정된 시간 영역 측정 자원 제한 패턴에 의하여 지시된 서브프레임 이외에서는 RSRQ 측정이 수행되지 않는다.

이와 같이, UE(예를 들어, 3GPP Rel-10)는 서빙 셀 측정을 위한 서브프레임 패턴('measSubframePattern-Serv') 및 이웃 셀 측정을 위한 서브프레임 패턴('measSubframePattern-Neigh')에 의해 설정된 구간에서만 RSRQ가 측정되어야 한다.

다만, RSRP는 이러한 패턴 내 측정이 제약되어 있지 않지만, 정확도 요구(accuracy requirement)를 위해서는 이러한 패턴 내에서만 측정되는 것이 바람직하다.

매시브 MIMO(Massive MIMO)

LTE 릴리즈(Rel: release)-12 이후의 무선 통신 시스템에서는 능동 안테나 시스템(AAS: Active Antenna System)의 도입이 고려되고 있다.

신호의 위상 및 크기를 조정할 수 있는 증폭기와 안테나가 분리되어 있는 기존의 수동 안테나 시스템과 달리, AAS는 각각의 안테나가 증폭기와 같은 능동 소자를 포함하도록 구성된 시스템을 의미한다.

AAS는 능동 안테나 사용에 따라 증폭기와 안테나를 연결하기 위한 별도의 케이블, 커넥터, 기타 하드웨어 등이 필요하지 않고, 따라서 에너지 및 운용 비용 측면에서 효율성이 높은 특징을 갖는다. 특히, AAS는 각 안테나 별 전자식 빔 제어(electronic beam control) 방식을 지원하기 때문에 빔 방향 및 빔 폭을 고려한 정교한 빔 패턴 형성 또는 3차원 빔 패턴을 형성하는 등의 진보된 MIMO 기술을 가능하게 한다.

AAS 등의 진보된 안테나 시스템의 도입으로 다수의 입출력 안테나와 다차원 안테나 구조를 갖는 대규모 MIMO 구조 또한 고려되고 있다. 일례로, 기존의 일자 형 안테나 배열과 달리 2차원 안테나 배열을 형성할 경우, AAS의 능동 안테나에 의해 3차원 빔 패턴을 형성할 수 있다.

도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 64개의 안테나 요소를 가지는 2D 능동 안테나 시스템의 일례를 나타낸 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 일반적인 2차원 안테나 배열로써 Nt=Nv·Nh개의 안테나가 정방형의 모양을 갖는 경우를 고려할 수 있다.

여기서, Nh는 수평방향으로 안테나 열의 개수를 Nv는 수직 방향으로 안테나 행의 개수를 나타낸다.

송신 안테나 관점에서 상기 3차원 빔 패턴을 활용할 경우, 빔의 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로의 준-정적 또는 동적인 빔 형성을 수행할 수 있으며 일례로 수직 방향의 섹터 형성 등의 응용을 고려할 수 있다.

또한, 수신 안테나 관점에서는 대규모 수신 안테나를 활용하여 수신 빔을 형성할 때, 안테나 배열 이득(antenna array gain)에 따른 신호 전력 상승 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 상향링크의 경우, 기지국이 다수의 안테나를 통해 단말로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있으며, 이때 단말은 간섭 영향을 줄이기 위해 대규모 수신 안테나의 이득을 고려하여 자신의 송신 전력을 매우 낮게 설정할 수 있는 장점이 있다.

도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 AAS 기반의 3D(3-Dimension) 빔 형성이 가능한 다수의 송/수신 안테나를 갖고 있는 시스템을 예시한다.

도 10은 앞서 설명한 예를 도식화한 것으로서, 2차원 안테나 배열(즉, 2D-AAS)를 이용한 3D MIMO 시스템을 예시한다.

매시브 MIMO의 셀 커버리지(Cell coverage of massive MIMO)

다중 안테나 시스템, 일례로서 N개의 전송 안테나를 갖는 시스템은 단일 안테나 시스템에 비교해서 전체 전송 전력을 동일하게 전송한다고 가정하면, 특정 지점에 수신 파워가 최대 N배 높도록 빔포밍(beamforming) 해줄 수 있다.

다중 안테나를 갖는 기지국에서도 CRS, PSS/SSS, PBCH 및 브로드캐스트(broadcast) 정보를 전달하는 채널은 기지국 커버리지 영역내의 모든 UE들이 수신할 수 있도록 특정 방향으로 beamforming을 해주지는 않는다.

이와 달리, 특정 UE에게 유니캐스트(unicast) 정보를 전달하는 채널인 PDSCH는 해당 UE의 위치 및 링크 상황에 맞추어 beamforming을 해주어 전송 효율을 높이도록 한다. 즉, PDSCH의 전송 데이터 스트림은 특정 방향으로 빔을 형성하기 위하여 프로코딩(precoding)되어 다중의 안테나 포트를 통해 전송된다. 그러므로 대표적으로 CRS와 PDSCH의 전송 전력이 동일한 경우에, 특정 UE에게 CRS의 평균 수신 전력과 비교해서 해당 UE를 향해 beamforming 된 프로코딩된(precoded) PDSCH의 수신 전력은 최대 N배까지 높을 수 있다.

현재까지 LTE Rel-11 시스템에서 최대 8개의 전송 안테나를 갖는 기지국을 고려하는데, 이는 CRS 평균 수신 전력에 비해서 precoded PDSCH 수신 전력이 8배 클 수 있음을 의미한다. 그러나, 향후에 매시브 MIMO 시스템의 도입으로 기지국의 전송 안테나가 100개 이상 되는 경우에 CRS와 precoded PDSCH의 수신 전력은 100배 이상 차이를 나타낼 수 있다. 결론적으로 massive MIMO 시스템의 도입으로 특정 기지국에서 전송하는 CRS의 커버리지 영역과 DM-RS 기반 PDSCH의 커버리지 영역이 일치하지 않게 된다.

특히, 이러한 현상은 인접한 두 개의 기지국의 전송 안테나 개수의 차이가 많을 때 크게 나타날 수 있다. 대표적으로 64개의 전송 안테나를 갖는 매크로 셀(macro cell)과 단일 전송 안테나를 갖는 마이크로 셀(micro cell)(예를 들어, 피코 셀(pico cell))이 인접하고 있는 경우를 예로 들 수 있다. Massive MIMO의 초기 배치(deployment) 과정에서 서빙받는(served) UE가 많은 macro cell부터 먼저 안테나 개수를 늘릴 것으로 기대하고 있기 때문에 macro cell, micro cell 그리고 pico cell이 혼재되어 있는 이종의 네트워크(heterogeneous network)의 경우에 인접한 기지국간에 전송 안테나의 개수가 크게 차이 나게 된다.

예를 들어, 단일 전송 안테나를 갖는 pico cell의 경우에 CRS와 PDSCH의 커버리지 영역이 일치하게 된다.

그러나 64개의 전송 안테나를 갖는 macro cell의 경우에 CRS의 커버리지 영역보다 PDSCH의 커버리지 영역이 더 크게 된다. 그러므로 macro cell과 pico cell의 경계에서 CRS의 수신 품질인 RSRP 또는 RSRQ에만 의존하여 초기접속 및 핸드오버를 결정하게 되면 PDSCH의 최대 품질을 제공해 줄 기지국을 서빙 셀(serving cell)로 선택할 수 없게 된다. 이에 대한 단순한 해결책으로 N개의 전송 안테나를 갖는 기지국의 PDSCH 수신 전력은 N배 클 것으로 가정할 수 있으나, 기지국이 가능한 모든 방향으로 beamforming을 다 해줄 수 없는 경우를 고려할 때 최적 해결책은 아니다.

이하, 지연(latency)을 줄이기 위한 단말의 CSI 측정 및 보고 동작 방법에 대해 살펴본다.

이하에서 기술되는 방법은 3D-MIMO, massive MIMO 등의 시스템뿐만 아니라 amorphous cell(비정형 셀) 환경 등에서도 확장되어 적용 가능할 수 있음은 물론이다.

먼저, 3D-MIMO 시스템에 대해 간략히 살펴본다.

3D-MIMO 시스템은 LTE 표준(Rel-12)을 기반으로 하여 앞서 살핀 도 12와 같은 single-cell 2D-AAS(Adaptive Antenna System) 기지국에 적합한 최적의 전송 방식 중 하나이며, 다음과 같은 동작을 고려할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 8-by-8(8Ⅹ8)의 antenna array로부터 CSI-RS ports를 구성하는 예를 들어 살펴보면, 세로로 각각 8개의 안테나에 대해서는 특정 target UE에게 최적화된 'UE-dedicated beam coefficients'를 적용한 precoded CSI-RS port 하나씩을 구성하도록 함으로써, 가로로 총 8-port (vertically precoded) CSI-RS를 설정/전송하도록 한다.

이를 통해, 단말은 종래와 같은 8-port에 대한 CSI feedback을 수행할 수 있게 된다.

결국, 기지국은 개별 단말 (또는 특정 단말 그룹)에 최적화된 수직 방향 beam gain이 이미 적용된 (precoded) CSI-RS 8 ports를 단말로 전송한다.

따라서, 상기 단말은 무선 채널을 겪은 CSI-RS를 측정(measure)하기 때문에, 상기 단말은 종래의 수평 방향 코드북에 의한 동일한 피드백 방식을 수행하더라도 상기 (vertically precoded) CSI-RS에 대한 CSI 측정 및 보고(measurement and reporting) 동작을 통해 이미 무선 채널의 수직 방향의 beam gain 효과를 얻을 수 있게 된다.

이 때, 개별 단말에 최적화된 수직 방향의 beam을 결정하기 위한 방법으로 (1) (vertically precoded) small-cell discovery RS (DRS)에 의한 RRM report 결과를 이용하는 방법, (2) 단말의 sounding RS (SRS)를 기지국이 최적의 수신 beam 방향으로 수신하고, 해당 수신 beam 방향을 채널 상호 관계(channel reciprocity)에 의해 DL 최적 beam 방향으로 변환하여 적용하는 방법 등이 있다.

만일 기지국이 단말의 이동성으로 인해 상기 UE-dedicated best V-beam 방향이 바뀌었다고 판단할 경우, 종래 동작에 의하면 기지국은 CSI-RS 및 연관 CSI process 등과 관련된 RRC 설정을 모두 재구성(re-configure)하였다.

이와 같이 RRC 재구성(reconfiguration) 과정을 수행해야 하는 경우, RRC 레벨의 지연(latency)(e.g., 수십 ~ 수백 ms단위) 발생은 불가피하다.

즉, 네트워크 차원에서는 사전에 타겟 V-beam 방향을 예를 들어, 4개로 분할해 놓고, 각각의 V-방향에 precoding이 걸린 별도의 8 port CSI-RS를 해당 별도의 전송 자원 위치에서 전송하게 된다.

또한, 각 UE는 8 port CSI-RS 중에서 특정 하나의 CSI-RS 설정에 대한 CSI 측정 및 보고(measurement and reporting)을 해야 하므로, 타겟 V-방향이 바뀔 때에는 변경될 CSI-RS 설정으로 네트워크와 RRC reconfiguration 절차를 수행할 수 밖에 없게 된다.

2D Planar Antenna Array Model

도 11은 편광(Polarization) 기반의 2D 평면 안테나 어레이 모델의 일례를 나타낸 도이다.

즉, 도 11은 교차 편광(cross polarization)을 가지는 2D AAS(active antenna system)의 일례를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 2D 평면(Planar) 안테나 어레이 모델은 (M, N, P)로 나타낼 수 있다.

여기서, M은 각 열에 같은 polarization을 가지고 있는 antenna element의 개수를 나타내며, N은 수평 방향의 열의 개수를 나타내며, P는 polarization의 dimension의 개수를 나타낸다.

도 11에서, cross-polarization인 경우 P=2가 된다.

도 12는 송수신단 유닛(transceiver units:TXRUs) 모델의 일례를 나타낸 도이다.

도 12의 antenna array model configuration (M, N, P)에 상응하는 TXRU model configuration은 (MTXRU, N, P)로 나타낼 수 있다.

이 경우, MTXRU는 2D 같은 열, 같은 polarization에 존재하는 TXRU의 개수를 의미하며, MTXRU <= M을 항상 만족한다.

또한, TXRU virtualization 모델은 TXRU의 signal과 antenna elements의 signal의 관계에 의해서 정의된다.

여기서, q는 같은 열 안의 같은 polarization을 가지는 M개의 antenna elements들의 송신 signal vector이고, w와 W는 wideband TXRU virtualization weight vector와 matrix를 나타내며, x는 MTXRU TXRU 들의 signal vector를 나타낸다.

구체적으로, 도 12a는 TXRU 가상화 모델 옵션-1(sub-array partition model)을 나타내며, 도 12b는 TXRU 가상화 모델 옵션-2(full connection model)을 나타낸다.

즉, TXRU virtualization 모델은 antenna elements와 TXRU와의 상관 관계에 따라서 도 12a 및 도 12b와 같이, sub-array 모델, full-connection 모델 등으로 구분된다.

또한, CSI-RS ports와 TXRU들과의 mapping은 1-to-1 또는 1-to-many 일 수 있다.

도 10에서 살핀, 2D-AAS 안테나 구조 등을 사용하는 massive MIMO 시스템의 경우, 단말은 기지국으로부터 전송되는 CSI-RS를 통해 CSI를 획득하고, 이를 기지국으로 보고하기 위해 많은 수의 CSI-RS ports가 디자인 될 필요가 있다.

즉, massive MIMO 시스템에서는, 종래의 1, 2, 4, or 8 port의 CSI-RS 패턴을 지원하는 것에 비해, 12 port CSI-RS pattern, 16 port CSI-RS pattern 등 더 많은 포트수를 갖는 새로운 CSI-RS 패턴 및 설정 방법이 고려될 필요가 있다.

본 명세서에서 표기되는 N-port CSI-RS pattern은 N-port CSI-RS resource와 동일한 의미로 해석될 수 있다.

여기서, N-port CSI-RS resource 또는 N-port CSI-RS pattern은 CSI-RS가 N개의 port를 통해 전송되는 RE들(또는 RE들의 그룹)을 나타내는 자원 (그룹)으로, 하나의 서브프래임 또는 다수의 서브프래임들에서 하나 또는 그 이상이 존재할 수 있다.

다수의 N-port CSI-RS resource들은 N-port CSI-RS resource pool로 표현될 수도 있다.

예를 들어, 4-port CSI-RS resource는 4개의 RE들로 구성되며, 각 RE에는 CSI-RS가 전송되는 antenna port number가 각각 매핑된다.

massive MIMO 시스템과 같이, 많은 수(e.g.,MNP)의 transmit antenna elements를 구비한 송신단(예:기지국)에서 효과적인 (closed-loop) MIMO 전송을 지원하기 위해서는 Q-port CSI-RS pattern (e.g., Q<=MNP)이 단말에게 설정되어야 한다.

그 이유는, 상기 단말은 상기 설정된 Q-port CSI-RS를 함께 measure하고, 이를 기초로 CSI를 계산 및 보고하는 동작이 지원될 수 있어야하기 때문이다.

일례로, 상기 단말에게 설정되는 Q-port CSI-RS는 non-precoded CSI-RS일 수 있다.

상기 non-precoded CSI-RS는 type A 또는 type B로 표현될 수 있다.

상기 non-precoded CSI-RS는 송신단에서 beamforming을 적용하지 않고 전송하는 CSI-RS를 의미하는 것으로, 통상적으로 wide beam width를 갖는 각 CSI-RS port를 전송하는 형태일 수 있다.

도 13 및 도 14를 참조하여 종래 CSI-RS 패턴(또는 CSI-RS resource)에 대해 좀 더 살펴보기로 한다.

도 13은 8 포트 CSI-RS 자원 매핑 패턴의 일례를 나타낸 도이다.

즉, 도 13은 LTE(-A) 시스템에서 12개의 subcarrier로 구성된 1 resource block(RB)에서 8 antenna port를 가진 CSI-RS의 전송 가능한 자원 또는 자원 pattern을 나타낸다.

도 13에서, 서로 다르게 빗금 친 부분은 각각 하나의 CSI-RS resource(또는 하나의 CSI-RS pattern,1310,1320,1330,1340,1350)을 나타낸다.

즉, 도 13의 경우 하나의 서브프래임 내에 5개의 CSI-RS resource들 또는 5개의 CSI-RS pattern이 존재하는 것을 알 수 있다.

도 13을 참조하면, 하나의 port에 대한 CSI-RS는 두 개의 OFDM symbol에 걸쳐서 spread되어 전송된다.

두 개의 CSI-RS들은 두 개의 RE들을 공유하며, 두 개의 RE에 공유된 두 개의 CSI-RS는 직교 코드(orthogonal code)를 사용하여 구분될 수 있다.

도 13에서, '0'과 '1'의 숫자로 표현된 RE는 CSI-RS port 0과 1이 전송되는 두 개의 RE를 의미한다.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 CSI-RS port 0, 1과 같은 표현을 사용하고 있으나, CRS나 UE-specific RS와 같은 다른 종류의 RS와의 구분을 위해서 상기 CSI-RS port 0, 1의 표현은 CSI-RS port 15, 16 등과 같은 index 형태로 표현될 수 있다.

CSI-RS는 8 port 이외에도 1, 2, 4 port를 가지도록 설정될 수 있다.

표 3 및 도 15를 참조하면, LTE 시스템의 frame structure type 1(FDD모드)과 type 2(TDD모드)에 공통으로, 8-port CSI-RS는 하나의 subframe에서 5개의 CSI-RS 전송 패턴(또는 5개의 CSI-RS resource)만을 갖는 것을 볼 수 있다.

도 14는 일반 CP에서 legacy CSI-RS 자원 구성의 일례를 나타낸 도이다.

즉, 도 14a, 도 14b, 도 14c는 각각 2-port, 4-port, 그리고 8-port CSI-RS 구성의 일례들을 나타낸다.

도 14a, 도 14b, 도 14c에서, 서로 다른 빗금으로 표시된 부분은 각각 하나의 CSI-RS resource 또는 하나의 CSI-RS pattern을 나타낸다.

도 15는 확장 CP에서 legacy CSI-RS 자원 구성의 일례를 나타낸 도이다.

즉, 도 15는 확장 CP가 적용된 서브프레임에서 CSI-RS 안테나 포트가 1, 2 및 4개인 경우에 대한 CSI-RS 구성 또는 패턴을 나타낸다.

도 16은 FDM되는 참조신호에 대한 파워 부스팅의 일례를 나타낸 도이다.

구체적으로, 도 16은 FDM된 참조신호(Reference Signal:RS)에 대한 6dB RS 파워 부스팅(Power Boosting)의 일례를 나타낸다.

먼저, RE(k,l,n)는 n 번째 서브프래임, k번째 서브캐리어, l번째 OFDM 심볼에서 전송되는 CSI-RS에 대한 자원요소(RE)라고 정의한다.

동일한 OFDM 심볼의 서브캐리어 간 전송 전력 공유(power sharing)을 고려하면, 해당 OFDM 심볼에서 RS 전송 시 k≠k'인 RE(k',l,n)에 RS 전송이 없는 경우, RE(k',l,n)의 전송 파워를 (동일한 OFDM 심볼, 다른 서브캐리어의) RE(k,l,n) 전송에 사용할 수 있게 됨으로써, RS power boosting이 가능하다.

도 16을 통해 구체적으로 살펴본다. 도 18은 8-port CSI-RS 경우에 NZP(Non-Zero Power) CSI-RS port 15의 전송이 RE(2,l,15)를 통해 이루어진다.

또한, RE(3,l,15), RE(8,l,15)와 RE(9,l,15)는 NZP CSI-RS port 17 내지 22 전송에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위하여, power muting이 된 경우를 나타낸다.

이 경우, RE(2,l,15)는 power muting된 RE(들)의 power를 share하여, 총 4Ea의 파워로 CSI-RS 전송에 사용할 수 있게 된다.

여기서, Ea는 평균 RE당 에너지 (EPRE: Energy Per RE)를 나타낸다.

현재 LTE 스펙에서는 최대 허용 EPRE를 6dB power boosting (즉, 4Ea)으로 제한하고 있다.

따라서, PRB(Physical Resource Block) pair에서 최대로 support 가능한 frequency division multiplexing (FDM)된 CSI-RS port의 수는 4가 된다.

앞서 살핀, FDM된 CSI-RS port의 전력 부스팅 제한(power boosting restriction)을 고려하게 되면, FD-MIMO(또는 enhanced MIMO 또는 massive MIMO로 표현 가능함)에서 고려하고 있는 12-port, 16-port 등의 antenna port configuration에서는 full power를 사용할 수 없게 된다.

즉, 이런 상황 발생의 일례로, CSI-RS 16-port 경우에는 CSI-RS port당 전체 파워의 1/16의 파워를 나누어가지게 된다.

이 때, 앞서 살핀 4-port FDM을 이용한 power boosting을 사용하는 경우, CSI-RS port 당 전체 파워의 1/4를 사용할 수 있게 되어, 여전히 full power 사용이 어렵게 된다.

따라서, 본 명세서에서는 앞서 살핀 문제를 해결하기 위해 code division multiplexing (CDM)을 이용하여 8 port보다 많은 CSI-RS 구성 방법을 제안한다.

이하, 본 명세서에서 제안하는 8 port 보다 많은 CSI-RS resource의 구성 방법에 대해 12 port 및 16 port를 일례로 하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

제 1 실시 예: 시간 영역에서만 CDM 사용(CDM the time domain only)

도 17은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS 패턴의 일례를 나타낸 도이다.

본 명세서에서 사용하는 CSI-RS pattern은 CSI-RS가 전송될 수 있는 자원 영역(하나 또는 그 이상의 RE들 포함)의 형태를 나타내는 것으로, 각 포트 별로 CSI-RS pattern은 다르게 설정될 수 있다.

또한, CSI-RS pattern은 CSI-RS resource 등으로 표현될 수 있다.

도 17에서 1710 및 1720은 16-port에서의 CSI-RS pattern(또는 CSI-RS resource)를 나타낸다.

또한, legacy CSI-RS pattern과 다르게 본 명세서에서 제안하는 CSI-RS pattern(12-port, 16 port 등 포함)을 편의상 'New pattern'으로 통칭하기로 한다.

도 7에서의 16-port CSI-RS pattern을 구성함에 있어서 아래와 같은 특징 요소들((1) 내지 (5)) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.

(1) Legacy 1, 2, 4, or 8 port CSI-RS pattern 중에서 일부를 결합하는 형태로 하나의 New pattern을 만든다.

제 1 실시 예에서는 FDM과 time domain으로 CDM length 4를 고려하기 때문에, New pattern에서는 하나의 New pattern을 구성하기 위하여 4개의 OFDM 심볼이 필요하며, 도 19는 이의 일례를 나타낸다.

도 17의 경우, 2개의 legacy 8-port CSI-RS pattern이 결합하여 하나의 16-port CSI-RS pattern을 구성하는 것을 나타낸다.

이와 같이, legacy pattern들 간의 결합 형태로 한정하는 경우, legacy 단말(예:UE)들에게 현재 3gpp 표준에 의해서 지원되는 특정 ZP CSI-RS resource(s)를 설정함으로써 legacy impact을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

(2) 상기 New pattern 내의 CSI-RS port는 아래 수학식 13에 나타난 웨이트 벡터(weight vector)를 해당 CSI-RS port들에 곱하여 CDM할 수 있다.

즉, 도 17에 표시된 new 16-port CSI-RS pattern 1을 예로 들면, {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}, {12,13,14,15}로 표기된 4개의 FDM된 CSI-RS port 그룹들 각각에 상기 수학식 13에 나타난 weight vector를 곱하여 총 16-port를 설정할 수 있다.

이처럼, time domain으로 CDM length 4를 이용하는 것의 장점은 앞서 언급한 6dB power boosting 제한으로 인한 power 손실을 보전할 수 있다는 점이다.

보다 구체적으로, 각 CSI-RS 포트들은 본래 1/16의 파워를 사용할 수 있지만, 제 1 실시 예에서 제안하는 방법을 이용하는 경우, FDM으로 6dB를 보전할 수 있고, CDM으로 6dB를 보전함으로써, CSI-RS 포트가 전체 파워(full power)를 사용할 수 있게 해줄 수 있는 장점을 가지게 된다.

(3) New pattern내의 CSI-RS port numbering에 관한 규칙

도 17과 같이, 먼저 port 0, 1, 2, 3 (실제로는 port 15, 16, 17, 18 등일 수 있다. 따라서, port numbering의 시작점은 0부터가 아니고, 15부터 일 수 있음)을 가장 낮은 (또는 높은) subcarrier index에 해당하는 RE들에 우선 매핑한다.

여기서, 가장 낮은 subcarrier index는 k=0이며, 도 17에서 k=0 값은 frequency 축에서 맨 아래 있는 RE를 나타낼 수 있다. (2)에서의 CDM되는 순서는 CDM weight vector 수학식 13의 순서를 따를 수도 있고, W0~W4가 permutation되는 방식에 따라 그에 상응하는 순서를 따라 CSI-RS port numbering이 될 수도 있다.

도 17은 현재 LTE spec에 표기된(도 14 참조) 40개의 RE에 New 16-port CSI-RS pattern 2개를 구성하는 예를 나타낸다.

또한, 도 17에서 "Y"로 표기된 legacy CSI-RS를 위한 RE 그룹들이 동일한 상황에서 도 18과 같은 또 다른 실시 예로 구성될 수 있다.

도 18 및 도 19는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS 패턴의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

즉, 도 18 및 도 19에서, 주어진 "Y"로 표기된 legacy CSI-RS를 위한 RE 그룹들의 위치에 도 18 및 도 19와 같이 두 가지 New pattern을 고려할 수 있다.

"Y"로 표기된 legacy CSI-RS를 위한 RE 그룹들의 위치는 도 17 내지 도 19에 나타난 위치 외에도 k={2,3}, {8,9} 또는 k={4,5}, {10,11}에 위치할 수 있으며, 이 두 경우 모두 도 17 내지 도 19와 같이 두 가지 new pattern을 구성할 수 있다.

도 17 형태의 16-port CSI-RS 구성이 갖는 장점은 legacy CSI-RS pattern과 동일 서브프레임에 함께 설정하는데 있어서 네트워크 유연성(network flexibility)를 높인다는 점이다.

이는, 예를 들어 특정 cell/TP A가 도 17에서 "New 16-port CSI-RS pattern#1"만을 전송하는 경우, 비어있는 "New 12-port CSI-RS pattern#2"의 RE들에 다른 cell/TP가 (또는 동일 cell/TP A가 추가로) legacy 1, 2, or 4 port CSI-RS 패턴 중에서 취사선택하여 전송할 수 있게 된다.

그 이유는, 각 CSI-RS pattern 간에 overlap이 발생하지 않기 때문이다.

그러나, 상기 16-port CSI-RS 구성에 대한 옵션은 이에 한정되지 않고, 추가적인 다양한 구성의 옵션들이 있을 수 있다.

즉, 도 17을 포함하여 도 18 및 도 19 등의 여러 가지 옵션들 중 적어도 하나가 정의/설정될 수 있다.

이 경우, 네트워크 또는 기지국은 어떠한 패턴을 단말이 가정하여 CSI-RS 수신 및 CSI derivation을 수행해야 하는지를 higher-layer signaling을 통해 설정하는 방식도 적용 가능하다.

도 20은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS 패턴의 일례를 나타낸 도이다.

도 20은 CDM(Code Division Multiplexing)을 이용한 CSI-RS port 구성의 일례로서, 16-port의 CSI-RS 구성과 유사하게, 12-port CSI-RS pattern은 Legacy 1, 2, 4, or 8 port CSI-RS pattern 중에서 일부를 결합하는 형태로 하나의 New pattern이 구성될 수 있다.

제 1 실시 예에서는 FDM과, time domain으로 CDM length 4를 고려하기 때문에, New pattern에서는 하나의 New pattern을 구성하기 위하여 4개의 OFDM 심볼이 필요한 것을 볼 수 있었다.

도 20에서는 6개의 2-port CSI-RS pattern이 결합 혹은 2개의 4-port와 2개의 2-port CSI-RS 패턴의 결합으로 해석할 수 있다.

이처럼, time domain으로 CDM length 4를 이용하는 것의 장점은 앞서 언급한 6dB power boosting 제한으로 인한 power 손실을 보전할 수 있다는 점이다.

보다 구체적으로, 12-port CSI-RS에서 각 CSI-RS 포트들은 본래 1/12의 파워를 사용할 수 있지만, 제 1 실시 예에서 설명한 방법을 이용하는 경우, FDM으로 4.77dB (3Ea)를 보전할 수 있고, CDM으로 6dB를 보전할 수 있어, 결과적으로 CSI-RS port가 full power를 사용할 수 있게 해줄 수 있는 장점을 가지게 된다.

CDM을 이용하는 방법은 앞서 살핀 제 1 실시 예(16-port 예제)의 (2) 단계에서 기술한 방법으로 용이하게 확장 적용할 수 있다.

또한, port numbering의 방식도 제 1 실시 예의 (3) 단계에서 기술한 방법으로 용이하게 확장 적용 할 수 있다.

도 20은 현재 LTE spec에 표기된(도 14 참조) 40개의 RE에 New pattern 2개를 구성하는 일례이며, "A" ~ "H"로 표기된 legacy CSI-RS의 위치 및 상기 16-port 예제와 같이 New pattern을 구성하는 RE의 위치에 따라서 용이하게 확장 적용될 수 있다.

즉, FDM length 3과 CDM length 4를 이용하여 New pattern을 구성하는 원칙에 따라서 보다 다양한 CSI-RS 패턴에 용이하게 확장 적용될 수 있다.

지금까지는 일반(normal) CP(Cyclic Prefix) 경우의 new pattern 구성에 대해서 살펴 보았으며, 이하에서는 확장(Extended) CP 경우의 new pattern 구성에 대해 살펴보기로 한다.

확장 CP에서의 New pattern 구성에 대한 원리는 앞서 살핀 normal CP의 경우에서 설명한 방식과 유사하게 확장 적용할 수 있다.

즉, 제 1 실시 예에서 살핀 port numbering 규칙도 확장 CP의 경우에서도 동일하게 적용할 수 있다.

도 21은 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.

도 21은 8-port CSI-RS 두 개를 결합한 예제로 해석할 수 있다.

여기서는 설명의 편의를 위해, CSI-RS 포트 0, 1과 같은 표현을 사용하며, CRS 및 기타 UE 특정 RS와 같은 다른 종류의 RS와의 구분을 위해 CSI-RS 포트 0, 1 등을 CSI-RS 포트 15, 16 등과 같이 표시할 수 있다.

도 22는 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 12-port CSI-RS 구성의 일례를 나타낸 도이다.

12-port의 경우도 normal CP의 경우와 유사하게 new pattern 구성을 확장 적용할 수 있다.

16 port의 경우와 다르게, legacy CSI-RS를 위한 RE가 32개이므로(도 15 참조), 최대 2개의 new pattern을 적용할 수 있으며, 나머지 8개의 RE들에 대해서는 legacy CSI-RS를 위하여 (재) 사용할 수 있도록 설정 할 수 있다.

도 22에서 "Y"로 표기한 RE들의 위치의 변화에 따라 new pattern 구성은 다양해 질 수 있지만, FDM length 3과 CDM length 4를 이용하여 new pattern을 구성하는 원칙에 따라서 보다 다양한 패턴의 구성에 용이하게 확장 적용될 수 있다.

제 2 실시 예: 시간 및 주파수 영역에서 CDM 사용(CDM across the time and frequency domains)

제 2 실시 예는 CDM length 4를 time과 frequency domain으로 각각 length 2씩 적용하는 방법을 제안한다.

도 23은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 23에서 적용하는 CDM 방식은 {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}, {12,13,14,15}로 표기된 CSI-RS port 그룹들에 수학식 13에 나타난 웨이트 벡터(weight vector)를 곱하여 총 16-port를 설정하게 된다.

{0,1,2,3}을 일례로 들어 설명하면, 서로 연속된 2개의 OFDM 심볼에 대해서 CDM length 2와 legacy CSI-RS port의 설정에 따른 FDM된 2개의 소 그룹(또는 서브 그룹) 간 ({0,1,2,3}의 예시에서 {0,1}과 {2,3}이 소 그룹(또는 서브 그룹)을 의미함)의 CDM length 2를 설정하여 새로운 CSI-RS 16-port를 설정하게 된다.

설명의 편의를 위하여 도 23에서 설명한 방식을 제 2 실시 예의 '방법 1'로 정의한다.

도 24는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 24의 경우, 도 23과는 다르게 CDM length 4를 실시하는 그룹은 기존의 legacy CSI-RS 방식을 따르는 것이 아니고, 서로 연속된 두 개의 OFDM 심볼과 서로 연속된 두 개의 subcarrier를 선택하여 CDM 4를 설정하게 된다.

도 24를 참고하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}, {12,13,14,15}(또는 {15,16,17,18}, {19,20,21,22}, {23,24,25,26}, {27,28,29,30})로 표기된 CSI-RS port 그룹들에 수학식 13에 나타난 weight vector를 곱하여 총 16-port를 설정하게 된다.

{0,1,2,3}을 일례로 들어 설명하면, CDM length 4를 (1) 서로 연속된 2개의 OFDM 심볼에 대해서 CDM length 2와, (2) 서로 연속된 두 개의 subcarrier에 대해서 CDM length 2를 각각 설정하여 새로운 CSI-RS 16-port를 설정하게 된다.

도 23에서 설명한 방식과의 구분을 위해 도 24에서 설명하는 방식을 제 2 실시 예의 '방법 2'로 정의하기로 한다.

방법 1 및 방법 2 모두 full power 사용이 가능한 설정 방식이라는 측면에는 동일하나, 다른 점은 방법 2의 경우 사용 가능한 New 16-port CSI-RS pattern이 1개인 점이다.

만약 full power transmission을 포기하는 경우를 고려하면, 도 25와 같이, New 16-port CSI-RS pattern 2가 새로 추가되는 것을 고려할 수 있다.

도 25는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

즉, New 16-port CSI-RS pattern 1은 full power transmission을 수행하는 패턴이고, New 16-port CSI-RS pattern 2는 3dB loss가 있는 power transmission을 수행하는 패턴이다.

따라서, 기지국은 New 16-port CSI-RS pattern을 고려할 때, 우선순위를 New 16-port CSI-RS pattern 1 > New 16-port CSI-RS pattern 2로 설정할 수 있다.

그리고, 기지국은 New 16-port CSI-RS pattern 2를 구성할 때, "Y"로 표기된 legacy CSI-RS에 상응하는 RE들을 고려하여 다양하게 설정할 수도 있다.

도 26은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 26은 New pattern 1 및 New pattern 2가 모두 3dB loss를 가지는 transmission을 수행하는 패턴 구성을 나타낸다.

따라서, 기지국이 고려하는 우선순위는 두 개의 패턴이 동일하다.

또한, New pattern 2를 구성할 때, "Y"로 표기된 legacy CSI-RS에 상응하는 RE들을 고려하여 다양하게 설정할 수도 있다.

도 27 및 도 28은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 12-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

앞서 살핀 방법 1과 방법 2는 각각 도 27 및 도 28에 적용될 수 있다.

즉, 도 27의 경우, 방법 1에서와 마찬가지로, 서로 연속된 2개의 OFDM 심볼에 대해서 CDM length 2와 legacy CSI-RS port의 설정에 따른 FDM된 2개의 소 그룹(또는 서브 그룹) 간의 CDM length 2를 설정하여 새로운 CSI-RS 12-port를 설정하게 된다.

여기서, legacy CSI-RS port 설정에 따른 FDM된 2개의 소 그룹은 도 16b(4 CSI-RS ports)에서 (0,1)과 (2,3)을 나타내며, 2개의 소 그룹은 6개의 subcarrier 간격을 가지고 위치한다.

도 27을 참고하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}(또는 {15,16,17,18}, {19,20,21,22}, {23,24,25,26})로 표기된 CSI-RS port 그룹들에 수학식 13에 나타난 weight vector를 곱하여 총 12-port를 설정하게 된다.

{0,1,2,3}을 일례로 들어 설명하면, CDM length 4를 (1) 서로 연속된 2개의 OFDM 심볼(2910,2920)에 대해서 CDM length 2와, (2) legacy CSI-RS port의 설정에 따른 FDM된 2개의 소 그룹(또는 서브 그룹,2710,2720) 간 ({0,1,2,3}의 예시에서 {0,1}과 {2,3}이 소 그룹(또는 서브 그룹)을 의미함)의 CDM length 2를 각각 설정하여 새로운 CSI-RS 12-port를 설정하게 된다.

또한, 도 27의 경우, 방법 2에서와 마찬가지로, 서로 연속된 두 개의 OFDM 심볼과 서로 연속된 두 개의 subcarrier를 선택하여 CDM 4를 설정하게 된다.

앞서 살핀 16-port CSI-RS pattern 구성과는 다르게 full power 설정이 가능한 패턴이 2개가 존재할 수 있다.

또한, 이러한 12-port CSI-RS pattern 구성은 "Y"로 표기된 legacy CSI-RS에 상응하는 RE들의 위치에 따라서 다양하게 존재하지만, 앞서 설명한 new pattern 구성의 원칙은 동일하게 적용 가능하다.

제 2 실시 예에서의 CDM 4를 적용하는 방식을 제외한 나머지 과정 및 특징(port numbering 규칙 등)은 앞서 살핀 제 1 실시 예를 따른다.

지금까지는 제 2 실시 예를 일반 CP에 적용하는 경우에 대해 살펴보았으며, 이하에서는 확장 CP에 제 2 실시 예를 적용하는 경우에 대해 살펴본다.

도 29 및 도 30은 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이며, 도 31 및 도 32는 본 명세서에서 제안하는 확장 CP에서의 16-port CSI-RS pattern의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

확장(Extended) CP의 경우, OFDM symbol 4, 5번의 CSI-RS에 상응하는 RE들의 위치와 2개의 New pattern을 고려하면 앞서 살핀 제 2 실시 예의 방법 1을 적용할 수 있다.

도 29는 (OFDM) symbol 4, 5에 해당하는 구성은 CDM을 수행하는 그룹 내의 subcarrier 이격 거리가 '1'인 경우이고, OFDM symbol 8, 9에 해당하는 구성은 CDM을 수행하는 그룹 내의 subcarrier의 이격 거리가 '0'인 경우이다.

성능적인 측면에서는 CDM을 수행하는 frequency domain의 이격 거리가 없는 패턴이 더 좋을 수 있다.

따라서, 단말은 도 30과 같은 구성을 이용할 때, new pattern 2에 좀 더 우선순위를 둘 수 있다.

12-port의 경우 "Y"로 표기된 legacy CSI-RS에 상응하는 RE들의 위치에 따라서 다양하게 존재하지만, 상기 설명한 new pattern 구성의 원칙 제 2 실시 예에서의 방법 1은 동일하게 적용 가능하다.

도 32는 제 2 실시 예의 방법 2를 이용한 new 12-port CSI-RS pattern 구성의 일례를 나타낸다.

도 31과 도 32를 비교하면, CDM을 수행하는 그룹 내에서 subcarrier 이격 거리가 없는 도 32가 조금 더 우수한 성능을 나타낼 수 있다.

앞서 살핀, New CSI-RS pattern 구성 역시, CDM 4를 적용하는 방식을 제외한 나머지 과정 및 특징은 제 1 실시 예를 따른다.

제 3 실시 예: 제 1 실시 예와 제 2 실시 예의 조합(combination) 방법

제 3 실시 예는 보다 많은 full power를 사용하는 new pattern 구성을 위하여 앞서 살핀 제 1 실시 예와 제 2 실시 예의 조합 방법을 제안한다.

먼저, 12-port CSI-RS pattern을 고려한 도 35에 대해 살펴본다.

도 33은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서의 12-port CSI-RS pattern의 일례를 나타낸 도이다.

New pattern 1과 2는 제 2 실시 예의 방법 1의 원리를 이용하여 CDM이 적용되었고, New pattern 3의 경우는 제 1 실시 예의 원리를 이용하여 CDM이 적용된 것을 나타낸다.

이 경우, 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예의 New 12-port CSI-RS pattern은 2개임에 비해, 제 3 실시 예의 New 12-port CSI-RS pattern은 3개를 가질 수 있다는 장점이 있으며, 또한, 세 개의 New pattern 모두 full power transmission을 이용할 수 있다는 장점이 있다.

16-port CSI-RS pattern을 고려한 도 34도 동일한 원리로 new CSI-RS pattern이 구성된 것을 나타낸다.

즉, 도 34 내지 도 36은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 16-port CSI-RS pattern의 일례를 나타낸 도이다.

도 33 및 도 34는 time domain으로 CDM을 최대 8개 OFDM 심볼의 차이를 가지는 RE들에 적용하게 된다.

이와 같이, OFDM 심볼들의 간격이 큰 경우, phase drift같은 문제로 인하여 그 성능 열화가 예상될 수 있다.

따라서, 도 35 및 도 36은 도 33 및 도 34에서의 phase drift 문제를 해결하기 위하여, time domain CDM 4를 각각 5 혹은 4 OFDM 심볼 차이를 가지는 경우를 나타낸다.

또한, New pattern 2의 경우도 제 2 실시 예에 의한 CDM 4 (time and frequency domain)을 수행하는 RE끼리 서브캐리어 이격이 없으므로 조금 더 우수한 성능을 기대할 수 있다.

또한, 제 3 실시 예는 CSI-RS의 full power transmission이 가능하다.

제 3 실시 예의 도면들에 나타난 바와 같이, New pattern 1에서 포트 넘버는 CDM 4를 수행하는 그룹끼리 {0,1,2,3}, {8,9,10,11}, {4,5,6,7}, {12,13,14,15} 혹은 {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}, {12,13,14,15} 등으로 넘버링 될 수 있다. 이하 port numbering에 대한 좀 더 구체적인 내용은 제 1 실시 예에서 살핀 방법을 따른다.

도 37은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 37은 시간 영역(time domain)에서 보다 작은 OFDM symbol 간격을 갖는 RE들 사이에 CDM을 적용한 일례를 나타낸다.

도 37에 나타난 바와 같이, New pattern 1은 제 2 실시 예의 방법 1을 적용하였으며, New pattern 2 및 3은 제 1 실시 예의 방법을 적용하여 구성한 new CSI-RS pattern들을 나타낸다.

도 37에서 "Y"로 표기된 legacy를 위한 RE들의 위치는 다양할 수 있으며, 본 명세서에서 제안하는 원칙을 확장 적용하여, CSI-RS의 패턴을 구성할 수 있다.

도 38은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 38에 도시된 바와 같이, New pattern 1은 제 2 실시 예의 방법 2를 적용하였고, New pattern 2와 3은 제 1 실시 예의 방법을 적용하여 구성한 new CSI-RS pattern들이다.

제 2 실시 예의 방법 2는 주파수 영역(frequency domain)에 CDM을 수행할 때에도 서로 연속된 subcarrier들끼리 실시하게 되므로, 도 37의 방법에 비하여 보다 좋은 성능을 예상할 수 있다.

도 39 내지 도 41은 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 39 내지 도 41은 각 도면에 도시된 바와 같이, New pattern 1에서 제 2 실시 예의 방법 2를 적용하였고, New pattern 2와 3은 제 1 실시 예의 방법을 적용하여 구성한 new CSI-RS 패턴들이다.

3GPP TS36.211의 6.4절에 아래와 같이, SFBC(Space Frequency Block Coding) 수행 시 각 심볼들이 RE에 mapping 될 때, 하나의 OFDM 심볼 내에서 최대 2 서브캐리어까지 떨어지는 것이 허용된다.

이러한 restriction은 SFBC 수행 서브캐리어 간격이 클수록 성능 열화를 가져오기 때문에 이를 방지하기 위해서이다.

본 발명에서는 시간 영역으로만 CDM(Code Division Multiplexing) 4(time domain only CDM 4)를 적용할 경우, 위의 구성 규칙과 유사하게, 도 39 내지 도 41과 같이, CDM 4를 구성하는 4개의 RE의 subcarrier 간격이 최대 2가 되도록 제한하는 것을 제안한다.

도 39는 CDM 4를 구성하는 4개의 RE의 subcarrier 최대 간격이 2인 것에 대한 일례이며, 도 40 및 도 41은 CDM 4를 구성하는 4개의 RE의 subcarrier의 최대 간격이 1이 되도록 구성하는 방법의 일례이다.

특히, 도 41의 경우, New pattern 2 및 3에서 각각 12-port CSI-RS를 이루는 세 쌍의 CDM 4 페어 중에서 한 쌍의 CDM4 페어 만이 1 subcarrier 간격을 가지는 구성을 나타낸다.

따라서, 도 41이 도 39 내지 도 41에서 가장 좋은 성능을 보일 것으로 예상된다.

또 다른 일례로서, RE에 매핑할 때, 만약 PDSCH와 연관된 DCI가 C-RNTI 또는 반-지속적(semi-persistent) C-RNTI를 사용하고, TS 36.211 6.3.4.3절에 따라 시간 다중화(time diversity)가 사용되는 경우, CSI-RS를 포함한다고 UE에 의해 추정되는 OFDM symbol에서의 RE들은 아래 기준이 달성되는 경우에만 매핑에 사용된다.

- 전송을 위해 할당된 각 자원 블록 내 OFDM symbol의 짝수 번째의 자원 요소들과,

- 복소수 값 심볼(Complex-valued symbol)들 y^(p)(i) 및 y^(p)(i+1)는(i는 짝수 번호) n<3를 가지는 동일한 OFDM symbol 내에서 자원 요소 (k,l) 및 (k+n,l)에 매핑될 수 있다.

도 42는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port CSI-RS pattern 구성의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

도 42에 도시된 바와 같이, New pattern의 특징은 도 36에 나타난 16-port CSI-RS pattern의 부분 집합으로 구성된다.

도 42의 New pattern의 구성은 나타낼 수 있는 패턴의 수가 2개로 한정되지만, 12-port 및 16-port를 주어진 configuration에서 port 수에 따라 구성할 수 있는 장점이 있다.

12-port CSI-RS pattern을 16-port CSI-RS pattern으로부터 구성하는 하나의 실시 예는 주어진 16-port에서 port number 기준으로 하위 혹은 상위 12개의 port를 선택하는 방법이 있을 수 있다.

지금까지는 CDM length 4를 이용하여 12-port 및 16-port CSI-RS pattern의 구성방법을 살펴보았다.

살핀 것처럼, CDM length 4를 이용하는 경우, full power transmission이 가능한 장점이 있으나, 패턴 구성에서 강한 제한(restriction)이 가해질 수 있다.

따라서, 이하 제 4 실시 예를 통해 기존의 CDM length 2를 이용하여 New pattern을 구성하는 방법에 대해 살펴본다.

먼저, CDM length 2는 동일한 subcarrier에서 서로 연접한(또는 인접한) 두 개의 OFDM symbol에서

의 weighting coefficient를 이용하여 구성하게 된다.

이를 이용할 경우, 앞서 살핀 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예에서의 New pattern들에 대하여 CDM length 2를 그대로 적용할 수 있게 된다.

이 경우, CSI-RS 전송을 위해 필요한 power가 줄어들게 되는 단점이 있지만, 좀 더 다양한 패턴들의 구성을 고려할 수 있다는 장점이 있다.

도 43 및 도 44는 본 명세서에서 제안하는 일반 CP에서 12-port 및 16-port CSI-RS pattern 구성의 일례들을 나타낸 도이다.

구체적으로 도 43a 및 도 43b는 일반 CP에서 16-port CSI-RS pattern 구성의 일례들을 나타내며, 도 44a 및 도 44b는 일반 CP에서 16-port CSI-RS pattern 구성의 일례들을 나타낸다.

도 44a 및 도 44b에 나타난 바와 같이, 16-port CSI-RS pattern은 기존의 8-port CSI-RS pattern 두 개의 aggregation으로 구성되는 것을 볼 수 있다.

두 개의 8-port CSI-RS 그룹들의 시작점 (e.g. 0번 포트 혹은 spec. 기준으로 15번 포트)을 기준으로 2 subcarrier 만큼 shift 되어있는 예시이며, 도 43a 및 도 43b에 도시된 바와 같이 2가지 16-port CSI-RS pattern이 있을 수 있다.

즉, 첫 번째 8-port CSI-RS 그룹의 시작점 '0'번 포트와 두 번째 8-port CSI-RS 그룹의 시작점 '8'번 포트는 2 subcarrier 간격만큼 shift되어 있다.

도 44a 및 도 44b는 12-port CSI-RS pattern을 나타내고 있으며, 이는 도 43a 및 도 43b의 16-port CSI-RS pattern 구성과 유사하다.

도 44a 및 도 44b에 나타난 바와 같이, 2가지 12-port CSI-RS 구성이 존재하지만, "Z"로 표기된 CSI-RS의 위치에 따라서 총 4개의 12-port CSI-RS pattern들이 존재할 수 있다.

예를 들어, 도 44b에서 New pattern #1에서 (2,3), (8,9)에 해당하는 RE들과 "Z"로 표기된 RE들의 위치를 교환하게 되면, 두 가지의 New pattern이 구성될 수 있다.

앞서 살핀, 기존 legacy CSI-RS의 구성들을 결합(aggregation)하는 경우, 기지국은 단말에게 RRC signaling을 통해 명시적으로(explicitly) CSI-RS의 위치를 알려주거나 또는, aggregation되는 CSI-RS의 port 수와 "0"번 port(또는 "15"번 포트)를 알려줄 수 있다.

예를 들어, 16-port CSI-RS pattern 구성이 기존의 8-port CSI-RS pattern 두 개로 구성된다고 가정하면, 기지국은 RRC signaling을 통하여 각 8-port CSI-RS pattern 두 개의 시작 포트("0"번 포트) 번호를 알려줄 수 있다.

4-port CSI-RS pattern 두 개와 2-port CSI-RS pattern 두 개로 12-port를 구성하는 경우, 기지국은 RRC signaling을 통하여 각 CSI-RS 구성에 사용되는 4-port CSI-RS pattern 두 개의 "0"번 포트와 2-port CSI-RS pattern 두 개의 "0"번 포트를 알려줄 수 있다.

또는, 도 43 및 도 44를 포함하는 CSI-RS pattern들이 3GPP spec.에 고정되는 경우, 기지국은 RRC signaling을 통하여 CSI-RS pattern의 종류를 단말에 알려줄 수 있다.

추가적으로, 기지국은 상기 CSI-RS pattern의 종류와 함께, CDM length에 대한 정보도 함께 단말로 signaling할 수도 있다.

여기서, 상기 CDM length에 대한 정보는 CDM 길이 2 또는 CDM 길이 4를 나타낸다.

또한, 상기 CDM length에 대한 정보는 CDM type에 대한 정보로 호칭 또는 표현될 수도 있다.

제 4 실시 예: CDM-4를 위한 CSI-RS 결합(CSI-RS aggregation for CDM-4)

도 45 내지 도 48은 본 명세서에서 제안하는 CDM 4를 위한 4-port CSI-RS 단위의 자원 풀을 일례들을 나타낸다.

즉, 도 45는 앞서 살핀 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예들 중 CDM 4를 위한 4-port (CSI-RS) 단위의 자원 풀(resource pool)을 나타낸다.

보다 구체적으로, 도 45a 및 도 45b는 제 2 실시 예(시간 및 주파수 영역에서 CDM 4 적용)의 resource pool을 나타내며, 총 15개의 resource pool로 표현 가능하다.

도 46a, 도 46b, 도 47a, 도 47b, 도 48a 및 도 48b는 앞서 살핀 제 1 실시 예 (시간 영역으로만 CDM 4 적용)의 resource pool을 나타내며, 40개의 resource pool이 존재한다.

따라서, 도 45 내지 도 48의 경우, 총 55개의 4-port 단위의 resource pool이 존재하게 된다.

이를 간략히 정리하면, 아래 표 6과 같다. 아래 표 6에서, n_s는 슬롯 번호(slot number)를 나타낸다.

표 6은 일반 CP에 대한 CSI-RS configuration을 (k',l')에 매핑한 일례를 나타낸다.

표 6에서의 각 Type은 도 45 내지 도 48에서 각 도면에서의 CSI-RS pattern에 해당하는 값을 나타낸다.

즉, 표 6에서의 Type 0는 도 45a 및 도 45b에서의 CSI-RS pattern을 나타낸다.

표 6에서의 Type 0의 총 개수는 15개이며, 도 45a 및 45b에서의 CSI-RS pattern 즉 4-port CSI-RS의 resource pool은 총 15개가 존재하는 것을 볼 수 있다.

마찬가지로, Type 1은 도 46a에서의 CSI-RS pattern에 대응한다.

각 Type에 대응하는 즉, 도 45 내지 도 48의 CSI-RS pattern에 대응하는 RE 매핑을 일반화하면 아래 수학식들과 같이 표현할 수 있다.

즉, Type 0에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 14와 같이 정의된다.

Type 1에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 15와 같이 정의된다.

Type 2에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 16과 같이 정의된다.

Type 3에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 17과 같이 정의된다.

Type 4에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 18과 같이 정의된다.

Type 5에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 19와 같이 정의된다.

Type 6에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 20과 같이 정의된다.

Type 7에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 21과 같이 정의된다.

Type 8에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 22와 같이 정의된다.

Type 9에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 23과 같이 정의된다.

Type 10에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 24와 같이 정의된다.

상기 표 6은 4-port 단위 resource pool에 대한 CSI-RS RE mapping을 나타내었다.

12-port 및 16-port CSI-RS pattern을 구성하기 위해서는 상기 표 6에 나타난 4-port 단위 resource pool들을 결합하여 구성할 수 있다.

즉, 12-port CSI-RS pattern은 4-port CSI-RS 단위 3개를 결합하고, 16-port CSI-RS pattern은 4-port CSI-RS 단위 4개를 결합하여 구성될 수 있다.

이때, 결합된 포트 넘버링(aggregated port numbering) n은 n=(k-1)*4+p와 같이 계산될 수 있다.

여기서, p = 15,16,17,18이며, k는 결합된 4-port CSI-RS 단위가 3개인 경우, k=1,2,3을 가지며, 결합된 4-port CSI-RS 단위가 4개인 경우, k=1,2,3,4를 가진다.

즉, k는 1부터 시작하여 결합된 4-port CSI-RS 단위의 개수까지의 값을 가진다.

즉, 결합된 4-port CSI-RS 단위의 개수가 c인 경우, k=1, …, c의 값을 가진다.

또한, CSI-RS의 전체 전력 전송(full power transmission)을 위하여, 12-port 또는 16-port CSI-RS 구성 시 표 6의 같은 type 간에 결합(aggregation)하는 것으로 제한할 수 있다.

또한, 같은 type 내에서 특정 CSI-RS configuration 간의 aggregation으로 제한할 수 있다.

type 0를 예로 들면, CSI-RS configuration 2 내지 7(type 0에 대한 제 1 CSI-RS configuration set)에서 일정 개수의 CSI-RS configuration들 간의 결합(aggregation) 또는 CSI-RS configuration 10 내지 14(type 0에 대한 제 2 CSI-RS configuration set)에서 일정 개수의 CSI-RS configuration들 간의 aggregation 또는, 제 1 CSI-RS configuration set(CSI-RS configuration 2 내지 7)과 제 2 CSI-RS configuration set(CSI-RS configuration 10 내지 14)에서 각각 4-port CSI-RS 단위의 aggregation으로 제한할 수 있다.

또한, Legacy CSI-RS configuration이 일반 CP에서 총 32개(표 3 참조)인 것을 감안하여, 32개의 CSI-RS configuration 이하로 CDM 4를 위한 새로운 4-port CSI configuration을 구성할 수도 있다.

이에 대한 일례로서, 아래 표 7을 고려할 수 있다.

즉, 표 7은 상기 표 6에서, type 0의 11개의 CSI-RS configuration과 type 1 내지 4의 16개의 CSI-RS configuration으로 이루어진다.

Type 0에서 표 7의 CSI-RS configuration 10은 12-port를 위한 aggregation flexibility를 위하여 추가되었다.

또한, 시간 영역으로만 CDM 4를 적용하는 경우(Type 0를 제외한 나머지 Type들), CDM 4의 성능을 고려하여 subcarrier 간의 차이가 1 이내가 되도록 제한하였다.

아래 표 7을 이용하는 경우, 예를 들어 도 36 및 도 41의 12-port 및 16-port CSI-RS pattern을 단일 4-port resource pool을 이용하여 용이하게 설정할 수 있는 장점이 있다.

아래 표 7은 일례로서, 32개의 CSI-RS configuration 이내로의 구성은 표 6의 부분 집합으로 용이하게 구성될 수 있다.

또한, 제 1 실시 예(time domain only CDM4)만을 이용할 경우, 표 6에서 {15, …, 54}의 CSI-RS configuration의 부분집합으로 구성할 수 있으며, 제 2 실시 예(time and frequency domain CDM 4)만을 이용할 경우, {0, … 14}의 CSI-RS configuration의 부분 집합으로 구성할 수 있다.

이처럼, CSI-RS aggregation은 CSI 프로세스 별로 동일하게 설정되거나 혹은 CSI 프로세스 별로 독립적으로 설정될 수 있다.

보다 구체적으로, CSI 프로세스 당 동일 type으로 CSI-RS가 결합될 때, CSI 프로세스 별로 aggregation 타입이 다르게 설정될 수 있다.

CSI 프로세스 당 서로 다른 type의 CSI-RS가 aggregation되는 경우, CSI 프로세스 별로 서로 다른 CSI-RS aggregation이 설정될 수 있다.

아래 표 7은 일반 CP에 대한 CSI-RS configuration을 (k',l')에 줄여서 매핑한 일례를 나타낸다.

상기 표 7의 각 type에 대한 RE 매핑 규칙은 아래 수학식 25 내지 29와 같다.

Type 0에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 25와 같이 정의된다.

Type 1에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 26과 같이 정의된다.

Type 2에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 27과 같이 정의된다.

Type 3에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 28과 같이 정의된다.

Type 4에 대한 RE 매핑의 규칙은 아래 수학식 29와 같이 정의된다.

이하에서, 앞서 살핀 내용 및 본 명세서에서 제안하는 방법을 간략히 정리하기로 한다.

본 명세서에서는 FD-MIMO(또는 enhanced MIMO 또는 massive MIMO)를 지원하는(8-port보다 많은 port를 지원) 새로운 CSI-RS 구성에 대해 제안한다.

이는 Class A reporting에 대한 CSI-RS configuration과 관련된다.

첫 번째로, CDM 2를 적용한 12-port 및 16-port CSI-RS pattern 구성이다.

16-port CSI-RS resource 구성은 아래와 같이 legacy 2-port CSI-RS resource 8개 또는 legacy 8-port CSI-RS resource 2개를 결합하여 구성될 수 있다.

즉, 16-port CSI-RS resource에 대해, (N, K)=(8,2),(2,8)일 수 있다.

여기서, N은 legacy CSI-RS의 port 개수를 나타내며, K는 N-port CSI-RS resource의 개수를 나타낸다.

또한, 12-port CSI-RS resource 구성은 아래와 같이 legacy 4-port CSI-RS resource 3개 또는 legacy 2-port CSI-RS resource 6개를 결합하여 구성될 수 있다.

즉, 12-port CSI-RS에 대해, (N, K)=(4,3),(2,6)일 수 있다.

또한, 위와 같이 legacy CSI-RS resource를 결합하는 12-port 및 16-port CSI-RS의 안테나 포트 매핑은 아래와 같다.

- 16-port CSI-RS에 대해, 결합되는 포트 번호는 15, 16, …, 30이다.

- 12-port CSI-RS에 대해, 결합되는 포트 번호는 p=15, 16, …, 26이다.

이를 일반적으로 표현하면, 결합되는 포트 번호(n)은 n=(k-1)*N+p로 나타낼 수 있으며, p = 15, …, 14+N를 가진다.

여기서, k(= 1,…, K)는 k번째 CSI-RS configuration에 해당한다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, CDM 2에 대한 12-port 및 16-port CSI-RS 구성은 legacy CSI-RS configuration의 결합으로 구성될 수 있다.

즉, 주어지는 K개의 CSI-RS resource들에 대해 2, 4, 8-port의 CSI-RS(N∈{2, 4, 8})가 12-port 및 16-port CSI-RS resource를 구성하기 위해 사용된다.

여기서, 좀 더 작은 N값이 CSI-RS 결합에 있어서 좀 더 많은 유연성을 제공할 수 있지만, 더 큰 N 값은 단말과 기지국 모두에서 훨씬 더 간단한 구현을 가능하게 할 수 있다.

따라서, 16-port에 대해서는 (N,K)=(8,2)가 선호되고, 12-port에 대해서는 (N,K)=(4,3)이 선호된다.

다음으로, CDM 4에 대한 CSI-RS RE 매핑에 대해 살펴본다.

Full-port CSI-RS는 CSI-RS 매핑을 위해 사용되는 각 OFDM symbol에서 매핑될 수 있다.

CDM RE 셋(set) 구성은 아래와 같을 수 있다.

- Alt 1: time domain only (4 OFDM symbols)

- Alt 2: time and frequency domain (2 subcarriers x 2 OFDM symbols)

CDM-4에 기반한 CSI-RS resource 구성은 CDM 길이를 확장한다는 측면에서 CSI-RS 전송 파워를 증가시킬 수(boost up) 있다.

그러므로, CDM-4를 적용하여 CDM된 RE들은 시간 및/또는 주파수 영역에서 너무 떨어져 있어서는 안 된다.

비슷한 맥락에서, SFBC에 대한 복소수 값 심볼(complex-valued symbol)은 성능이 심각하게 저하되는 것을 방지하기 위해, n<3을 가지는 동일한 OFDM symbol에서 (k,l), (k+n,l)의 자원 요소에 매핑될 수 있다.

여기서, n은 subcarrier 간의 간격을 나타내는 값이다.

또한, CDM-2에 대해서도, 동일한 CSI-RS resource 내에서 어떤 포트들 간에도 최대 시간 차이가 phase drift의 영향을 줄이기 위해 0.28ms보다 더 커서는 안 된다.

이는, OFDM symbol {5, 6} 및 {12, 13} 내 RE들 사이에서 aggregation은 허용되지 않는다는 것을 의미한다.

이러한 구성 원리를 고려할 때, CDM-4는 m<6 및 n<3를 가지는 RE들 사이에서 수행되어야 한다.

여기서, m 및 n은 (k,l) 및 (k+n,l+m)에 위치된 RE들 간 각각 시간 차이 및 주파수 차이를 나타낸다.

즉, CDM-4가 Class A CSI reporting을 위해 적용되는 경우, 결합되는 RE들 사이의 최대 시간 및 주파수 차이는 각각 m<6 및 n<3가 된다.

도 49는 본 명세서에서 제안하는 CDM 길이 4를 이용한 12-포트 CSI-RS 구성 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.

먼저, 단말은 8포트 보다 많은 포트들을 사용하는 CSI-RS의 구성과 관련된 제어 정보를 포함하는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링(signaling)을 기지국으로부터 수신한다(S4910).

여기서, 상기 8포트 보다 많은 포트들을 사용하는 CSI-RS은 12 안테나 포트(port)를 통해 전송되는 CSI-RS(Reference Signal)를 일례로 들어 설명하기로 한다.

상기 RRC 시그널링은 CDM 길이(length)를 나타내는 CDM 길이 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 CDM 길이는 CDM 길이 2, CDM 길이 4, CDM 길이 8 등일 수 있다.

상기 CDM 길이 정보는 CDM type 정보로 표현될 수 있다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 12-포트 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신한다(S4920).

상기 12-포트 CSI-RS 자원은 4-포트 CSI-RS의 자원 3개가 결합(aggregation)되어 설정된다.

여기서, 상기 12-포트 CSI-RS의 포트 별 자원 요소 매핑은 3개의 4-포트 CSI-RS 포트 그룹들 각각에 CDM 길이 4가 적용된다.

상기 CDM 길이 4는 상기 수학식 13과 같이 정의된다.

또한, 상기 4개의 RE들은 시간 영역에서 연속하는 2개의 심볼(symbol)들 및 주파수 영역에서 2개의 서브캐리어(subcarrier)들에 해당한다.

또한, 상기 2개의 서브캐리어들은 6개 서브캐리어 간격만큼 떨어져 위치한다.

또한, 각 4-포트 CSI-RS 포트 그룹의 포트 별 자원 요소(Resource Element:RE) 매핑은 각 포트 별{(0,1,2,3) 또는 (15,16,17,18)}로 CDM(Code Division Multiplexing) 길이 4가 적용되어 4개의 RE들로 매핑된다.

상기 4-포트 CSI-RS 자원은 상기 CDM 길이 4가 적용되는 4-포트 CSI-RS 자원 풀(resource pool)에 포함된다.

여기서, 상기 4-포트 CSI-RS 자원 풀은 다수의 4-포트 CSI-RS 자원들을 포함하며, 상기 다수의 4-포트 CSI-RS 자원들은 특정 타입 별로 구분될 수 있다.

상기 특정 타입은 상기 CDM 길이 4가 심볼(symbol) 및 서브캐리어(subcarrier) 모두에 적용되는 타입과 상기 CDM 길이 4가 심볼에만 적용되는 타입을 포함한다.

또한, 상기 특정 타입은 상기 4-포트 CSI-RS 자원의 시작 위치를 나타내는 CSI-RS 구성(configuration) 정보와 매핑된다. 구체적인 매핑 관계는 표 6을 참조하기로 한다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)한다(S4930).

상기 제어 정보는 상기 결합되는 4-포트 CSI-RS 자원들 각각의 시작 위치를 나타내는 위치 정보를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 정보는 결합되는 CSI-RS 자원들 각각의 포트 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 50은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 50을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(5010)과 기지국(5010) 영역 내에 위치한 다수의 단말(5020)을 포함한다.

기지국(5010)은 프로세서(processor, 5011), 메모리(memory, 5012) 및 RF부(radio frequency unit, 5213)을 포함한다. 프로세서(5011)는 앞서 도 1 내지 도 49에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(5011)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(5012)는 프로세서(5011)와 연결되어, 프로세서(5011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(5013)는 프로세서(5011)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(5020)은 프로세서(5021), 메모리(5022) 및 RF부(5023)을 포함한다. 프로세서(5221)는 앞서 도 1 내지 도 49에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(5021)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(5022)는 프로세서(5021)와 연결되어, 프로세서(5021)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(5023)는 프로세서(5021)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(5012, 5022)는 프로세서(5011, 5021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(5011, 5021)와 연결될 수 있다.

또한, 기지국(5010) 및/또는 단말(5020)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (19)

1. 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하기 위한 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
   12-포트(port) CSI-RS(Reference Signal)의 구성(configuration)과 관련된 제어 정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계;
   상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신하는 단계,
   상기 12-포트 CSI-RS 자원은 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들이 결합(aggregation)되며; 및
   상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하는 단계를 포함하되,
   상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들은 각각 4개의 자원 요소(Resource Element:RE)들을 포함하며,
   상기 12-포트 CSI-RS 자원에서 전송되는 CSI-RS는 CDM(Code Division Multiplexing) 길이 4가 적용되며,
   상기 CSI-RS는 상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들 각각의 4개의 RE들에 매핑되며,
   상기 4개의 RE들은 시간 영역에서 연속하는 2개의 심볼(symbol)들 및 주파수 영역에서 2개의 서브캐리어(subcarrier)들을 포함하며,
   상기 2개의 서브캐리어들은 6개 서브캐리어 간격만큼 떨어져 위치하며,
   상기 CSI-RS를 전송하는 안테나 포트들의 숫자(number) n은 4-포트 CSI-RS에서의 안테나 포트들의 숫자(number)와 4-포트 CSI-RS 자원의 개수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 CDM 길이 4는,
   아래 수학식과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
   <수학식>
   

   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 12개의 안테나 포트들의 숫자 n은 (k-1)*4+p로 정의되며,
   상기 p는 15,16,17,18이고, k는 1부터 K까지를 가지며, 상기 K는 CSI-RS 자원의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 K는 3인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 12-포트 CSI-RS의 안테나 포트들은 4-포트 CSI-RS의 안테나 포트 그룹 3개를 포함하며,
   각 4-포트 CSI-RS 안테나 포트 그룹에 상기 CDM 길이 4가 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)은 CDM 길이를 나타내는 CDM 길이(length) 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 CDM 길이(length)는 CDM 2, CDM 4 또는 CDM 8인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제어 정보는 상기 결합되는 4-포트 CSI-RS 자원들 각각의 시작 위치를 나타내는 위치 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 제어 정보는 결합되는 CSI-RS 자원들 각각의 포트 수를 나타내는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 4-포트 CSI-RS 자원은 상기 CDM 길이 4가 적용되는 4-포트 CSI-RS 자원 풀(resource pool)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 4-포트 CSI-RS 자원 풀은 다수의 4-포트 CSI-RS 자원들을 포함하며,
    상기 다수의 4-포트 CSI-RS 자원들은 특정 타입 별로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 특정 타입은 상기 CDM 길이 4가 심볼(symbol) 및 서브캐리어(subcarrier) 모두에 적용되는 타입과 상기 CDM 길이 4가 심볼에만 적용되는 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 특정 타입은 상기 4-포트 CSI-RS 자원의 시작 위치를 나타내는 CSI-RS 구성(configuration) 정보와 매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 무선 통신 시스템에서 CSI(Channel State Information)를 보고(reporting)하기 위한 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    12-포트(port) CSI-RS(Reference Signal)의 구성(configuration)과 관련된 제어 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 기지국으로부터 수신하고;
    상기 수신된 제어 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 CSI-RS를 12-포트 CSI-RS 자원을 통해 수신하고,
    상기 12-포트 CSI-RS 자원은 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들이 결합(aggregation)되며; 및
    상기 수신된 CSI-RS에 기초하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보(Channel State Information:CSI)를 보고(reporting)하도록 제어하되,
    상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들은 각각 4개의 자원 요소(Resource Element:RE)들을 포함하며,
    상기 12-포트 CSI-RS 자원에서 전송되는 CSI-RS는 CDM(Code Division Multiplexing) 길이 4가 적용되며,
    상기 CSI-RS는 상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들 각각의 4개의 RE들에 매핑되며,상기 4개의 RE들은 시간 영역에서 연속하는 2개의 심볼(symbol)들 및 주파수 영역에서 2개의 서브캐리어(subcarrier)들을 포함하며,
    상기 2개의 서브캐리어들은 6개 서브캐리어 간격만큼 떨어져 위치하며,
    상기 CSI-RS를 전송하는 안테나 포트들의 숫자(number) n은 4-포트 CSI-RS에서의 안테나 포트들의 숫자(number)와 4-포트 CSI-RS 자원의 개수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 단말.
15. 제 14항에 있어서, 상기 CDM 길이 4는,
    아래 수학식과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 단말.
    <수학식>
    

    
16. 제 14항에 있어서,
    상기 12개의 안테나 포트들의 숫자 n은 (k-1)*4+p로 정의되며,
    상기 p는 15,16,17,18이고, k는 1부터 K까지를 가지며, 상기 K는 CSI-RS 자원의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 단말.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 K는 3인 것을 특징으로 하는 단말.
18. 제 17항에 있어서,
    상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들은 특정 서브프래임(subframe)의 2번째 슬롯(slot)에 포함되는 것을 특징으로 하는 단말.
19. 제 4항에 있어서,
    상기 3개의 4-포트 CSI-RS 자원들은 특정 서브프래임(subframe)의 2번째 슬롯(slot)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.

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