KR102014797B1 - 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 채널상태정보(CSI)를 전송하는 방법은, CSI 보고를 위한 CSI 설정 정보를 수신하는 단계; 및 상기 CSI 설정 정보를 기초로 CSI 및 상기 대규모 MIMO에 따른 전체 채널 중 상기 CSI에 대응하는 부분 채널에 대한 식별 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING CHANNEL STATE INFORMATION IN WIRELESS ACCESS SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대한 것이다.
다중 입출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 기술은 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 기술이다. 단일 안테나를 사용하면 수신측은 데이터를 단일 안테나 경로(path)를 통해 수신하지만, 다중 안테나를 사용하면 수신단은 여러 경로를 통해 데이터를 수신한다. 따라서, 데이터 전송 속도와 전송량을 향상시킬 수 있고, 커버리지(coverage)를 증대시킬 수 있다.
단일-셀 (Single-cell) MIMO 동작은 하나의 셀에서 하나의 단말이 하향링크 신호를 수신하는 단일 사용자-MIMO (Single User-MIMO; SU-MIMO) 방식과 두 개 이상의 단말이 한 셀에서 하향링크 신호를 수신하는 다중 사용자-MIMO (Multi User-MIMO; MU-MIMO) 방식으로 나눌 수 있다.
채널 추정(channel estimation)은 페이딩(fading)에 의하여 생기는 신호의 왜곡을 보상함으로써 수신된 신호를 복원하는 과정을 말한다. 여기서 페이딩이란 무선통신 시스템 환경에서 다중경로(multi path)-시간지연(time delay)으로 인하여 신호의 강도가 급격히 변동되는 현상을 말한다. 채널추정을 위하여는 송신기와 수신기가 모두 알고 있는 참조신호(reference signal)가 필요하다. 또한, 참조 신호는 간단히 RS(Reference Signal) 또는 적용되는 표준에 따라 파일럿(Pilot)으로 지칭될 수도 있다.
하향링크 참조신호(downlink reference signal)는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등의 코히어런트(coherent) 복조를 위한 파일럿 신호이다. 하향링크 참조신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호(Common Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal; DRS)가 있다. 4 전송 안테나를 지원하는 기존의 통신 시스템 (예를 들어, LTE release(릴리즈) 8 또는 9 표준에 따른 시스템)에 비하여 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템 (예를 들어, 8 전송 안테나를 지원하는 LTE-A 표준에 따른 시스템)에서는, 효율적인 참조신호의 운용과 발전된 전송 방식을 지원하기 위하여 DRS 기반의 데이터 복조를 고려하고 있다. 즉, 확장된 안테나를 통한 데이터 전송을 지원하기 위하여 2 이상의 레이어에 대한 DRS를 정의할 수 있다. DRS는 데이터와 동일한 프리코더에 의하여 프리코딩되므로 별도의 프리코딩 정보 없이 수신측에서 데이터를 복조하기 위한 채널 정보를 용이하게 추정할 수 있다.
한편, 하향링크 수신측에서는 DRS를 통해서 확장된 안테나 구성에 대하여 프리코딩된 채널 정보를 획득할 수 있는 반면, 프리코딩되지 않은 채널 정보를 획득하기 위하여 DRS 이외의 별도의 참조신호가 요구된다. 이에 따라, LTE-A 표준에 따른 시스템에서는 수신측에서 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 획득하기 위한 참조신호, 즉 CSI-RS를 정의할 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 채널상태정보(CSI)를 전송하는 방법에 있어서, CSI 보고를 위한 CSI 설정 정보를 수신하는 단계; 및 상기 CSI 설정 정보를 기초로 CSI 및 상기 대규모 MIMO에 따른 전체 채널 중 상기 CSI에 대응하는 부분 채널에 대한 식별 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 상기 대규모 MIMO에 따른 안테나 배열 중 첫번째 열의 안테나에 대응하고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 상기 대규모 MIMO에 따른 상기 안테나 배열 중 첫번째 행의 안테나에 대응할 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 싱글 코드북에 연관되고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 듀얼 코드북에 연관될 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 제1 부분 채널과 제2 부분 채널의 피드백 빈도에 대한 비율이 제1 비율값을 가지는 것을 나타내고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 제1 부분 채널과 제2 부분 채널의 피드백 빈도에 대한 비율이 제2 비율값을 가지는 것을 나타낼 수 있다.
상기 식별 정보는 상기 CSI가 광대역 PMI (Precoding Matrix Indicator)인 경우에만 상기 CSI와 함께 전송되고, 상기 CSI가 협대역 PMI인 경우 함께 전송되지 않을 수 있다.
상기 식별 정보는 RI (Rank Indicator)와 함께 피드백되고, 업데이트된 상기 식별 정보가 상기 RI와 함께 전송될 때까지 동일한 부분 채널에 대응하는 PMI (Precoding Matrix Indicator)가 전송될 수 있다.
상기 부분 채널 정보는 PCI(Partial CSI Indicator)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 채널상태정보(CSI)를 전송하는 단말에 있어서, RF(Radio Frequency) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, CSI 보고를 위한 CSI 설정 정보를 수신하고, 상기 CSI 설정 정보를 기초로 CSI 및 상기 대규모 MIMO에 따른 전체 채널 중 상기 CSI에 대응하는 부분 채널에 대한 식별 정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 상기 대규모 MIMO에 따른 안테나 배열 중 첫번째 열의 안테나에 대응하고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 상기 대규모 MIMO에 따른 상기 안테나 배열 중 첫번째 행의 안테나에 대응할 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 싱글 코드북에 연관되고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 듀얼 코드북에 연관될 수 있다.
상기 식별 정보가 제1값일 때 상기 부분 채널은 제1 부분 채널과 제2 부분 채널의 피드백 빈도에 대한 비율이 제1 비율값을 가지는 것을 나타내고, 상기 식별 정보가 제2값일 때 상기 부분 채널은 제1 부분 채널과 제2 부분 채널의 피드백 빈도에 대한 비율이 제2 비율값을 가지는 것을 나타낼 수 있다.
상기 식별 정보는 상기 CSI가 광대역 PMI (Precoding Matrix Indicator)인 경우에만 상기 CSI와 함께 전송되고, 상기 CSI가 협대역 PMI인 경우 함께 전송되지 않을 수 있다.
상기 식별 정보는 RI (Rank Indicator)와 함께 피드백되고, 업데이트된 상기 식별 정보가 상기 RI와 함께 전송될 때까지 동일한 부분 채널에 대응하는 PMI (Precoding Matrix Indicator)가 전송될 수 있다.
상기 부분 채널 정보는 PCI(Partial CSI Indicator)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 대규모(Massive) MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 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 사상을 설명한다.
도 1은 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸 예시도이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 기존의 CRS 및 DRS의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7 은 DM RS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 9 는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 CSI-RS 가 비주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 2 개의 CSI-RS 설정(configuration)이 사용되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 64포트의 2D-AAS 안테나 배열의 일례를 나타낸다.
도 13은 cross-polarized (X-pol) 안테나 배열(AA)의 일례를 나타낸다.
도 14는 X-pol AA에서 A/B 블록의 예시이다.
도 15내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 방법의 일례이다.
도 24는 본 발명의 실시예의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말의 구성을 도시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 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, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 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.
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. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 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.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 LTE-A 표준을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (Subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 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 1은 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸 예시도이다. 이는 OFDM 심볼이 일반 CP로 구성된 경우이다. 도 2를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록은 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(RE)라 한다. 예를 들어, 자원 요소 a(k,l)은 k번째 부반송파와 l번째 OFDM 심볼에 위치한 자원 요소가 된다. 일반 CP의 경우에, 하나의 자원블록은 12×7 자원요소를 포함한다 (확장된 CP의 경우에는 12×6 자원요소를 포함한다). 각 부반송파의 간격은 15kHz이므로, 하나의 자원블록은 주파수영역에서 약 180kHz을 포함한다. NDL은 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수이다. NDL의 값은 기지국의 스케줄링에 의해 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 따라 결정될 수 있다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 전송의 기본 단위는 하나의 서브프레임이 된다. 즉, 2 개의 슬롯에 걸쳐 PDCCH 및 PDSCH가 할당된다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.
다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링
MIMO((Multiple Input Multiple Output) 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템이다. MIMO 기술은 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고, 복수개의 안테나를 통해 수신되는 복수개의 데이터 조각들을 조합하여 전체 데이터를 수신할 수 있다.
MIMO 기술에는 공간 다이버시티(Spatial diversity) 기법과 공간 다중화(Spatial multiplexing) 기법 등이 있다. 공간 다이버시티 기법은 다이버시티 이득(gain)을 통해 전송 신뢰도(reliability)를 높이거나 셀 반경을 넓힐 수 있어, 고속으로 이동하는 단말에 대한 데이터 전송에 적합하다. 공간 다중화 기법은 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다. 도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(Ro)에 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 NT개이다. 각각의 전송 정보는 전송 전력이 다를 수 있다.
한편, 송신신호 x 는 2 가지 경우(예를 들어, 공간 다이버시티 및 공간 다중화)에 따라 다른 방법으로 고려될 수 있다. 공간 다중화의 경우, 상이한 신호가 다중화되고 다중화된 신호가 수신측으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소(element)가 상이한 값을 가진다. 한편, 공간 다이버시티의 경우에는, 동일한 신호가 복수개의 채널 경로를 통하여 반복적으로 전송되어, 정보 벡터(들)의 요소가 동일한 값을 가진다. 물론, 공간 다중화 및 공간 다이버시티 기법의 조합 역시 고려할 수 있다. 즉, 동일한 신호가 예를 들어 3 개의 전송 안테나를 통해 공간 다이버시티 기법에 따라 전송되고, 나머지 신호들은 공간 다중화되어 수신측으로 전송될 수도 있다.
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 hij로 표시하기로 한다. hij에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
도 5(b)에 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시하였다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다.
실제 채널에는 채널 행렬을 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다.
행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다.
MIMO 전송에 있어서 '랭크(Rank)'는 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 (Reference Signal; RS)
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다.
다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.
이동 통신 시스템에서 참조신호(RS)는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 하나는 채널 정보 획득을 위해 사용되는 RS이고, 다른 하나는 데이터 복조를 위해 사용되는 RS이다. 전자는 단말이 하향 링크 채널 정보를 획득하도록 하기 위한 RS이므로 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 해당 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 이러한 RS는 핸드 오버 등을 위한 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 RS로서, 단말은 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이러한 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
기존의 3GPP LTE(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-8) 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위해서 2 가지 종류의 하향링크 RS 를 정의한다. 그 중 하나는 공용 참조신호(Common RS; CRS)이고, 다른 하나는 전용 참조신호(Dedicated RS; DRS) 이다. CRS 는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등을 위한 측정 등을 위해서 사용되고, 셀-특정(cell-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. DRS 는 데이터 복조를 위해 사용되고, 단말-특정(UE-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. 기존의 3GPP LTE 시스템에서 DRS 는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용될 수 있다.
CRS는 셀-특정으로 전송되는 RS 이며, 광대역(wideband)에 대해서 매 서브프레임마다 전송된다. CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대해서 전송될 수 있다. 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.
도 6은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 하나의 자원블록 (일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CRS 및 DRS의 패턴을 나타내는 도면이다. 도 6에서 'R0', 'R1', 'R2' 및 'R3' 로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편, 도 6에서 'D'로 표시된 자원 요소는 LTE 시스템에서 정의되는 DRS의 위치를 나타낸다.
LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서는, 하향링크에서 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있다. 따라서, 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서의 하향링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대해서만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트들에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS로서, 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 고려되어야 한다.
LTE-A 시스템을 설계함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 역방향 호환성(backward compatibility)이다. 역방향 호환성이란, 기존의 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 올바르게 동작하도록 지원하는 것을 의미한다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE 표준에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS를 추가하는 경우, RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, 최대 8 안테나 포트에 대한 RS를 새롭게 설계함에 있어서 RS 오버헤드를 줄이는 것이 고려되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되는 RS는 크게 2 가지로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 전송 랭크, 변조및코딩기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 프리코딩행렬인덱스(프리코딩 Matrix Index; PMI) 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS인 채널상태정보-참조신호(Channel State Information RS; CSI-RS)이고, 다른 하나는 최대 8 개의 전송 안테나를 통해 전송되는 데이터를 복조하기 위한 목적의 RS 인 복조-참조신호(DeModulation RS; DM RS)이다.
채널 측정 목적의 CSI-RS는, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS가 채널 측정, 핸드오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS 역시 핸드오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS와 달리, 매 서브프레임마다 전송되지 않아도 된다. 따라서, CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로(예를 들어, 주기적으로) 전송되도록 설계될 수 있다.
만약 어떤 하향링크 서브프레임 상에서 데이터가 전송되는 경우에는, 데이터 전송이 스케줄링된 단말에게 전용으로(dedicated) DM RS가 전송된다. 특정 단말 전용의 DM RS는, 해당 단말이 스케줄링된 자원영역, 즉 해당 단말에 대한 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역에서만 전송되도록 설계될 수 있다.
도 7 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DM RS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록(일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 DM RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. DM RS 는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 4 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 7, 8, 9 및 10)에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 DM RS 는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 DM RS 들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 7 의 예시에서 DM RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 7 및 8 에 대한 DM RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 마찬가지로, 도 7 의 예시에서 DM RS 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 9 및 10 에 대한 DM RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다.
도 8 은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다. 도 8에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록(일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 × 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CSI-RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. 어떤 하향링크 서브프레임에서 도 8(a) 내지 8(e) 중 하나의 CSI-RS 패턴이 이용될 수 있다. CSI-RS 는 LTE-A 시스템에서 추가적으로 정의되는 8 개의 안테나 포트(안테나 포트 인덱스 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 및 22) 에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 상이한 주파수 자원(부반송파) 및/또는 상이한 시간 자원(OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다(즉, FDM 및/또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간-주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 서로 직교 코드(orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다(즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소(RE) 들에는 안테나 포트 15 및 16 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 17 및 18 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 3 으로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 19 및 20 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 4 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 21 및 22 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a)를 기준으로 설명한 동일한 원리가 도 8(b) 내지 8(e)에 적용될 수 있다.
도 6 내지 8 의 RS 패턴들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 실시예들을 적용함에 있어서 특정 RS 패턴에 한정되는 것이 아니다. 즉, 도 6 내지 8 과 다른 RS 패턴이 정의 및 사용되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예들은 동일하게 적용될 수 있다.
CSI-RS 설정(configuration)
단말에게 설정된 복수 개의 CSI-RS 와 복수 개의 IMR 중에서, 신호 측정을 위한 하나의 CSI-RS 자원과, 간섭 measure를 위한 하나의 Interference measurement resource (IMR)을 연관하여(association) 하나의 CSI 프로세스가 정의될 수 있다. 단말은 서로 다른 CSI 프로세스로부터 유도된 CSI 정보는 독립적인 주기 와 서브프레임 오프셋(subframe offset)을 가지고 네트워크(예를 들어, 기지국)로 피드백 된다.
즉, 각각의 CSI 프로세스는 독립적인 CSI 피드백 설정을 갖는다. 이러한 CSI-RS resource와 IMR resource association 정보 및 CSI 피드백 설정등은 CSI 프로세스 별로 RRC등의 상위 계층 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 단말은 표 1과 같은 세 개의 CSI 프로세스를 설정(설정)받는다고 가정한다.
Figure 112016106718992-pct00001
표 1에서 CSI-RS 0와 CSI-RS 1은 각각 단말의 serving 셀인 셀 1으로부터 수신하는 CSI-RS와 협력에 참여하는 이웃 셀인 셀 2로부터 수신하는 CSI-RS를 나타낸다. 만약 표 1의 각각의 CSI 프로세스에 대하여 설정된 IMR에 대하여 표 2와 같이 설정되었다고 가정한다면,
Figure 112016106718992-pct00002
IMR 0에서 셀 1은 muting을 셀 2는 데이터 송신을 수행하며, 단말은 IMR 0 로부터 셀 1을 제외한 다른 셀들로부터의 간섭을 측정하도록 설정된다. 마찬가지로, IMR 1에서 셀 2는 muting을 셀 1는 데이터 송신을 수행하며, 단말은 IMR 1 로부터 셀 2을 제외한 다른 셀들로부터의 간섭을 측정하도록 설정된다. 또한, IMR 2에서 셀 1과 셀 2 모두 muting을 수행하며, 단말은 IMR 2 로부터 셀 1과 셀 2을 제외한 다른 셀들로부터의 간섭을 측정하도록 설정된다.
따라서, 표 1 및 표 2에서 나타낸 바와 같이, CSI 프로세스 0의 CSI 정보는 셀 1으로부터 데이터를 수신하는 경우 최적 RI, PMI, CQI 정보를 나타낸다. CSI 프로세스 1의 CSI 정보는 셀 2으로부터 데이터를 수신하는 경우 최적 RI, PMI, CQI 정보를 나타낸다. CSI 프로세스 2의 CSI 정보는 셀 1으로부터 데이터를 수신하고, 셀 2로부터 간섭을 전혀 받지 않는 경우 최적 RI, PMI, CQI 정보를 나타낸다.
하나의 단말에게 설정(설정)된 복수의 CSI 프로세스는 서로 종속적인 값을 공유하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 셀 1과 셀 2의 JT(joint transmission)의 경우, 셀 1의 채널을 시그널 파트(signal part)로 간주하는 CSI 프로세스 1과 셀 2의 채널을 시그널 파트(signal part)로 간주하는 CSI 프로세스 2가 한 단말에게 설정(설정)되었을 경우 CSI 프로세스 1과 CSI 프로세스 2의 랭크(rank) 및 선택된 서브밴드 인덱스가 같아야 JT 스케줄링이 용이하다.
CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 기지국이 설정(configuration) 할 수 있다. CSI-RS를 측정하기 위해서 단말은 반드시 자신이 속한 셀의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS 설정(configuration)을 알고 있어야 한다. CSI-RS 설정에는, CSI-RS가 전송되는 하향링크 서브프레임 인덱스, 전송 서브프레임 내에서 CSI-RS 자원요소(RE)의 시간-주파수 위치(예를 들어, 도 8(a) 내지 8(e)와 같은 CSI-RS 패턴), 그리고 CSI-RS 시퀀스(CSI-RS 용도로 사용되는 시퀀스로서, 슬롯 번호, 셀 ID, CP 길이 등에 기초하여 소정의 규칙에 따라 유사-랜덤(pseudo-random)하게 생성됨) 등이 포함될 수 있다. 즉, 임의의(given) 기지국에서 복수개의 CSI-RS 설정(configuration)이 사용될 수 있고, 기지국은 복수개의 CSI-RS 설정 중에서 셀 내의 단말(들)에 대해 사용될 CSI-RS 설정을 알려줄 수 있다.
또한, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 구별될 필요가 있으므로, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 가 전송되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 도 8 과 관련하여 설명한 바와 같이, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 직교하는 주파수 자원, 직교하는 시간 자원 및/또는 직교하는 코드 자원을 이용하여 FDM, TDM 및/또는 CDM 방식으로 다중화될 수 있다.
CSI-RS에 관한 정보(CSI-RS 설정(configuration))를 기지국이 셀 내의 단말들에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간-주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, 시간에 대한 정보에는, CSI-RS가 전송되는 서브프레임 번호들, CSI-RS 가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브프레임 오프셋, 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소(RE)가 전송되는 OFDM 심볼 번호 등이 포함될 수 있다. 주파수에 대한 정보에는 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소(RE)가 전송되는 주파수 간격(spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 쉬프트 값 등이 포함될 수 있다.
도 9 는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다. CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기(예를 들어, 5 서브프레임 주기, 10 서브프레임 주기, 20 서브프레임 주기, 40 서브프레임 주기 또는 80 서브프레임 주기)를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다.
도 9 에서는 하나의 무선 프레임이 10 개의 서브프레임(서브프레임 번호 0 내지 9)로 구성되는 것을 도시한다. 도 9 에서는, 예를 들어, 기지국의 CSI-RS의 전송 주기가 10ms (즉, 10 서브프레임) 이고, CSI-RS 전송 오프셋(Offset)은 3 인 경우를 도시한다. 여러 셀들의 CSI-RS가 시간 상에서 고르게 분포할 수 있도록 상기 오프셋 값은 기지국마다 각각 다른 값을 가질 수 있다. 10ms의 주기로 CSI-RS가 전송되는 경우, 오프셋 값은 0~9 중 하나를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들어 5ms의 주기로 CSI-RS가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~4 중 하나의 값을 가질 수 있고, 20ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~19 중 하나의 값을 가질 수 있고, 40ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~39 중 하나의 값을 가질 수 있으며, 80ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~79 중 하나의 값을 가질 수 있다. 이 오프셋 값은, 소정의 주기로 CSI-RS 를 전송하는 기지국이 CSI-RS 전송을 시작하는 서브프레임의 값을 나타낸다. 기지국이 CSI-RS의 전송 주기와 오프셋 값을 알려주면, 단말은 그 값을 이용하여 해당 서브프레임 위치에서 기지국의 CSI-RS를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 CSI-RS를 통해 채널을 측정하고 그 결과로서 CQI, PMI 및/또는 RI(Rank Indicator) 와 같은 정보를 기지국에게 보고할 수 있다. 본 문서에서 CQI, PMI 및 RI 를 구별하여 설명하는 경우를 제외하고, 이들을 통칭하여 CQI (또는 CSI) 라 칭할 수 있다. 또한, CSI-RS 전송 주기 및 오프셋은 CSI-RS 설정(configuration) 별로 별도로 지정될 수 있다.
도 10 은 CSI-RS 가 비주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10 에서는 하나의 무선 프레임이 10 개의 서브프레임(서브프레임 번호 0 내지 9)으로 구성되는 것을 도시한다. 도 10 에서와 같이 CSI-RS 가 전송되는 서브프레임은 특정 패턴으로 나타날 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 전송 패턴이 10 서브프레임 단위로 구성될 수 있고, 각각의 서브프레임에서 CSI-RS 전송 여부를 1 비트 지시자로 지정할 수 있다. 도 10 의 예시에서는 10 개의 서브프레임(서브프레임 인덱스 0 내지 9) 내의 서브프레임 인덱스 3 및 4 에서 전송되는 CSI-RS 패턴을 도시하고 있다. 이러한 지시자는 상위 계층 시그널링을 통해 단말에게 제공될 수 있다.
CSI-RS 전송에 대한 설정(configuration)은 전술한 바와 같이 다양하게 구성될 수 있으며, 단말이 올바르게 CSI-RS 를 수신하여 채널 측정을 수행하도록 하기 위해서는, 기지국이 CSI-RS 설정을 단말에게 알려줄 필요가 있다. CSI-RS 설정을 단말에게 알려주는 본 발명의 실시예들에 대해서 이하에서 설명한다.
CSI-RS 설정을 알려주는 방식
일반적으로 기지국이 단말에게 CSI-RS 설정(configuration)을 알려주는 방식으로 다음 두 가지 방식이 고려될 수 있다.
첫 번째 방식은, 동적 브로드캐스트 채널(Dynamic Broadcast Channel; DBCH) 시그널링을 이용하여 CSI-RS 설정(configuration)에 관한 정보를 기지국이 단말들에게 브로드캐스팅하는 방식이다.
기존의 LTE 시스템에서 시스템 정보에 대한 내용을 기지국이 단말들에게 알려줄 때 보통 BCH(Broadcasting Channel)를 통해서 해당 정보를 전송할 수 있다. 만약 단말에게 알려줄 시스템 정보에 대한 내용이 많아서 BCH 만으로는 다 전송할 수 없는 경우에는, 기지국은 일반 하향링크 데이터와 같은 방식으로 시스템 정보를 전송하되, 해당 데이터의 PDCCH CRC를 특정 단말 식별자(예를 들어, C-RNTI)가 아닌 시스템 정보 식별자(SI-RNTI)를 이용하여 마스킹하여 시스템 정보를 전송할 수 있다. 이 경우에, 실제 시스템 정보는 일반 유니캐스트 데이터와 같이 PDSCH 영역 상에서 전송된다. 이에 따라, 셀 안의 모든 단말들은 SI-RNTI를 이용하여 PDCCH를 디코딩 한 후, 해당 PDCCH가 가리키는 PDSCH를 디코딩하여 시스템 정보를 획득할 수 있다. 이와 같은 방식의 브로드캐스팅 방식을 일반적인 브로드캐스팅 방식인 PBCH(Physical BCH)와 구분하여 DBCH(Dynamic BCH) 라고 칭할 수 있다.
한편, 기존의 LTE 시스템에서 브로드캐스팅되는 시스템 정보는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 그 중 하나는 PBCH를 통해 전송되는 MIB(Master Information Block)이고, 다른 하나는 PDSCH 영역 상에서 일반 유니캐스트 데이터와 다중화되어 전송되는 SIB(System Information Block)이다. 기존의 LTE 시스템에서 SIB 타입 1 내지 SIB 타입 8 (SIB1 내지 SIB8) 으로서 전송되는 정보들을 정의하고 있으므로, 기존의 SIB 타입에 정의되지 않는 새로운 시스템 정보인 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 정보를 위해서 새로운 SIB 타입을 정의할 수 있다. 예를 들어, SIB9 또는 SIB10을 정의하고 이를 통해서 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 정보를 기지국이 DBCH 방식으로 셀 내 단말들에게 알려줄 수 있다.
두 번째 방식은 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 이용하여 CSI-RS 설정(configuration)에 관한 정보를 기지국이 각각의 단말에게 알려주는 방식이다. 즉, 전용(dedicated) RRC 시그널링을 사용하여 CSI-RS 설정에 대한 정보가 셀 내의 단말들 각각에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 단말이 초기 액세스 또는 핸드오버를 통해서 기지국과 연결(connection)을 확립(establish)하는 과정에서, 기지국이 해당 단말에게 RRC 시그널링을 통해 CSI-RS 설정(configuration)을 알려 주도록 할 수 있다. 또는 기지국이 단말에게 CSI-RS 측정에 기반한 채널 상태 피드백을 요구하는 RRC 시그널링 메시지를 전송할 때에, 해당 RRC 시그널링 메시지를 통해 CSI-RS 설정(configuration)을 해당 단말에게 알려 주도록 할 수도 있다.
CSI-RS 설정의 지시(indication)
임의의 기지국에서 다수의 CSI-RS 설정(configuration)이 이용될 수 있고, 기지국은 각각의 CSI-RS 설정에 따른 CSI-RS 를 미리 결정된 서브프레임 상에서 단말에게 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말에게 다수의 CSI-RS 설정(configuration)을 알려주며, 그 중에서 CQI(Channel Quality Information) 또는 CSI(Channel State Information) 피드백을 위한 채널 상태 측정에 사용될 CSI-RS 가 무엇인지를 단말에게 알려줄 수 있다.
이와 같이 기지국이 단말에서 사용될 CSI-RS 설정(configuration) 및 채널 측정에 이용될 CSI-RS 를 지시(indication)하는 것에 대한 실시예를 이하에서 설명한다.
도 11 은 2 개의 CSI-RS 설정(configuration)이 사용되는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11 에서는 하나의 무선 프레임이 10 개의 서브프레임(서브프레임 번호 0 내지 9)으로 구성되는 것을 도시한다. 도 11에서 제 1 CSI-RS 설정(configuration), 즉, CSI-RS1은 CSI-RS의 전송 주기가 10ms 이고, CSI-RS 전송 오프셋이 3 이다. 도 11 에서 제 2 CSI-RS 설정(configuration), 즉, CSI-RS2는 CSI-RS의 전송 주기가 10ms 이고, CSI-RS 전송 오프셋이 4 이다. 기지국은 단말에게 두 개의 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 정보를 알려주며, 그 중에서 어떤 CSI-RS 설정(configuration)을 CQI(또는 CSI) 피드백을 위해 사용할지를 알려줄 수 있다.
단말은 특정 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 CQI 피드백을 기지국으로부터 요청 받으면, 해당 CSI-RS 설정(configuration)에 속하는 CSI-RS 만을 이용하여 채널 상태 측정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 채널 상태는 CSI-RS 수신 품질과 잡음/간섭의 양과 상관계수의 함수로 결정되는데, CSI-RS 수신 품질 측정은 해당 CSI-RS 설정(configuration)에 속하는 CSI-RS 만을 이용하여 수행되고, 잡음/간섭의 양과 상관계수(예를 들어, 간섭의 방향을 나타내는 간섭 공분산 행렬(Interference Covariance Matrix) 등)를 측정하기 위해서는 해당 CSI-RS 전송 서브프레임에서 또는 지정된 서브프레임들에서 측정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 11 의 실시예에서 단말이 제 1 CSI-RS 설정(CSI-RS1) 에 대한 피드백을 기지국으로부터 요청 받았을 경우에, 단말은 하나의 무선 프레임의 4 번째 서브프레임(서브프레임 인덱스 3)에서 전송되는 CSI-RS를 이용하여 수신 품질 측정을 수행하며, 잡음/간섭의 양과 상관계수 측정을 위해서는 별도로 홀수 번째 서브프레임을 사용하도록 지정 받을 수 있다. 또는, CSI-RS 수신 품질 측정과 잡음/간섭의 양과 상관계수 측정을 특정 단일 서브프레임(예를 들어, 서브프레임 인덱스 3)에 한정하여 측정하도록 지정할 수도 있다.
예를 들어, CSI-RS 를 이용하여 측정된 수신 신호 품질은 신호-대-간섭및잡음비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR)로서 간략하게 S/(I+N) (여기서 S 는 수신신호의 강도, I 는 간섭의 양, N 은 노이즈의 양)으로 표현될 수 있다. S 는 해당 단말에게 전송되는 신호를 포함하는 서브프레임에서 CSI-RS 를 포함하는 서브프레임에서 CSI-RS를 통해서 측정될 수 있다. I 및 N 은 주변 셀로부터의 간섭의 양, 주변 셀로부터의 신호의 방향 등에 따라 변화하므로, S 를 측정하는 서브프레임 또는 별도로 지정되는 서브프레임에서 전송되는 CRS 등을 통해서 측정할 수 있다.
여기서, 잡음/간섭의 양과 상관계수의 측정은, 해당 서브프레임내의 CRS 또는 CSI-RS가 전송되는 자원요소(Resource Element, RE)에서 이루어질 수도 있고, 또는 잡음/간섭의 측정을 용이하게 하기 위하여 설정된 널 자원요소(Null RE)를 통해 이루어 질 수도 있다. CRS 또는 CSI-RS RE에서 잡음/간섭을 측정하기 위하여, 단말은 먼저 CRS 또는 CSI-RS를 복구(recover)한 뒤, 그 결과를 수신신호에서 빼서(subtract) 잡음과 간섭 신호만 남겨서, 이로부터 잡음/간섭의 통계치를 얻을 수 있다. Null RE는 해당 기지국이 어떠한 신호도 전송하지 않고 비워둔(즉, 전송 전력이 0 (zero) 인) RE를 의미하고, 해당 기지국을 제외한 다른 기지국으로부터의 신호 측정을 용이하게 하여준다. 잡음/간섭의 양과 상관계수의 측정을 위하여 CRS RE, CSI-RS RE 및 Null RE를 모두 사용 할 수도 있으나, 기지국은 그 중에서 어떤 RE들을 사용하여 잡음/간섭을 측정할지에 대해서 단말기에게 지정해줄 수도 있다. 이는, 단말이 측정을 수행하는 RE 위치에 전송되는 이웃 셀의 신호가 데이터 신호인지 제어 신호인지 등에 따라 해당 단말이 측정할 RE 를 적절하게 지정하는 것이 필요하기 때문이며, 해당 RE 위치에서 전송되는 이웃 셀의 신호가 무엇인지는 셀간 동기가 맞는지 여부 그리고 CRS 설정(configuration)과 CSI-RS 설정(configuration) 등에 따라 달라지므로 기지국에서 이를 파악하여 단말에게 측정을 수행할 RE를 지정해줄 수 있다. 즉, 기지국은 CRS RE, CSI-RS RE 및 Null RE 중에서 전부 또는 일부를 사용하여 잡음/간섭을 측정하도록 단말기에 지정해 줄 수 있다.
예를 들어, 기지국은 복수개의 CSI-RS 설정(configuration)을 사용할 수 있고, 기지국은 단말기에 하나 이상의 CSI-RS 설정(configuration)을 알려주면서 그 중에서 CQI 피드백에 이용될 CSI-RS 설정(configuration) 및 Null RE 위치에 대해서 알려줄 수 있다. 단말기가 CQI 피드백에 이용할 CSI-RS 설정(configuration)은, 0 의 전송 전력으로 전송되는 Null RE 와 구별하는 측면에서 표현하자면, 0이 아닌(non-zero) 전송 전력으로 전송되는 CSI-RS 설정(configuration)이라고 할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말이 채널측정을 수행할 하나의 CSI-RS 설정(configuration)을 알려주고, 단말은 상기 하나의 CSI-RS 설정(configuration)에서 CSI-RS 가 0이 아닌(non-zero) 전송 전력으로 전송되는 것으로 가정(assume)할 수 있다. 이에 추가적으로, 기지국은 0의 전송 전력으로 전송되는 CSI-RS 설정(configuration)에 대해서(즉, Null RE 위치에 대해서) 알려주고, 단말은 해당 CSI-RS 설정(configuration)의 자원요소(RE) 위치에 대해 0의 전송 전력임을 가정(assume)할 수 있다. 달리 표현하자면, 기지국은 0 이 아닌 전송 전력의 하나의 CSI-RS 설정(configuration)을 단말에게 알려주면서, 0의 전송 전력의 CSI-RS 설정(configuration)이 존재하는 경우에는 해당 Null RE 위치를 단말에게 알려줄 수 있다.
위와 같은 CSI-RS 설정(configuration)의 지시 방안에 대한 변형예로서, 기지국은 단말기에 다수의 CSI-RS 설정(configuration)을 알려주고, 그 중에서 CQI 피드백에 이용될 전부 또는 일부의 CSI-RS 설정(configuration)에 대해서 알려줄 수 있다. 이에 따라, 다수의 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 CQI 피드백을 요청 받은 단말은, 각각의 CSI-RS 설정(configuration)에 해당하는 CSI-RS를 이용하여 CQI를 측정하고, 측정된 다수의 CQI 정보들을 함께 기지국으로 전송할 수 있다.
또는, 단말이 다수의 CSI-RS 설정(configuration) 각각에 대한 CQI 를 기지국으로 전송할 수 있도록, 기지국은 단말의 CQI 전송에 필요한 상향링크 자원을 각각의 CSI-RS 설정(configuration) 별로 미리 지정할 수 있고, 이러한 상향링크 자원 지정에 대한 정보는 RRC 시그널링을 통하여 미리 단말에게 제공될 수 있다.
또는, 기지국은 단말로 하여금 다수의 CSI-RS 설정(configuration) 각각에 대한 CQI 를 기지국으로 전송하도록 동적으로 트리거링(trigger) 할 수 있다. CQI 전송의 동적인 트리거링은 PDCCH를 통해서 수행될 수 있다. 어떤 CSI-RS 설정(configuration)에 대한 CQI 측정을 수행할지가 PDCCH를 통해 단말에게 알려질 수 있다. 이러한 PDCCH 를 수신하는 단말은 해당 PDCCH 에서 지정된 CSI-RS 설정(configuration) 에 대한 CQI 측정 결과를 기지국으로 피드백할 수 있다.
다수의 CSI-RS 설정(configuration)의 각각에 해당하는 CSI-RS의 전송 시점은 다른 서브프레임에서 전송되도록 지정될 수도 있고, 또는 동일한 서브프레임에서 전송되도록 지정될 수도 있다. 동일 서브프레임에서 서로 다른 CSI-RS 설정(configuration)에 따른 CSI-RS의 전송이 지정되는 경우, 이들을 서로 구별하는 것이 필요하다. 서로 다른 CSI-RS 설정(configuration)에 따른 CSI-RS들을 구별하기 위해서, CSI-RS 전송의 시간 자원, 주파수 자원 및 코드 자원 중 하나 이상을 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 해당 서브프레임에서 CSI-RS의 전송 RE 위치가 CSI-RS 설정(configuration) 별로 다르게 (예를 들어, 하나의 CSI-RS 설정에 따른 CSI-RS 는 도 8(a) 의 RE 위치에서 전송되고, 다른 하나의 CSI-RS 설정에 따른 CSI-RS 는 동일한 서브프레임에서 도 8(b)의 RE 위치에서 전송되도록) 지정할 수 있다(시간 및 주파수 자원을 이용한 구분). 또는, 서로 다른 CSI-RS 설정(configuration)에 따른 CSI-RS들이 동일한 RE 위치에서 전송되는 경우에, 서로 다른 CSI-RS 설정(configuration)에서 CSI-RS 스크램블링 코드를 상이하게 사용함으로써 서로 구분되게 할 수도 있다(코드 자원을 이용한 구분).
AAS (Active Antenna System)
LTE 릴리즈-12 이후에 AAS를 활용한 안테나 시스템이 도입되려 한다. AAS (Active Antenna System)는 각각의 안테나가 능동 회로를 포함하는 능동 안테나로 구성되어 있다. AAS는 상황에 맞추어 안테나 pattern을 변화시킴으로써 간섭을 줄이거나, 빔포밍을 더욱 효율적으로 수행할 것으로 기대되고 있다. 이러한 AAS를 2차원으로 구축(2D-AAS)하게 되면, 안테나 pattern 측면에서 안테나의 main lobe를 3차원적으로 더욱 효율적으로 조절하여, 수신단의 위치에 따라 더욱 적극적으로 송신빔을 변화시킬 수 있다.
도 12는 64포트의 2D-AAS 안테나 배열의 일례를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 2D-AAS는 안테나를 수직 방향과 수평 방향으로 설치하여, 다량의 안테나 시스템을 구축할 수 있다.
2D-AAS가 도입될 경우, 송신단으로부터 수신단까지의 채널을 수신단에게 알려 주기 위해 송신단은 특정 RS(예를 들면, CSI-RS, 이하에서는 편의상 “CSI-RS”로 칭함)를 보내 주어야 한다. 현재 LTE시스템에서는 CSI-RS가 1 port, 2 ports, 4 ports, 8 ports CSI-RS 로 설계가 되어 있다. n>1인 각각의 n-ports CSI-RS는 한 RB에 n개의 RE를 사용해야 한다. 따라서, 만약, 2D-AAS의 경우, 안테나가 수직 방향으로 8개, 수평 방향으로 8개가 있어 전체 64개의 안테나를 가졌다면, 기존의 방식으로는 한 RB에 64개의 RE를 CSI-RS를 위해서 사용해야 한다. 따라서, 안테나 개수에 따른 CSI-RS overhead가 문제될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일부의 CSI-RS 포트만을 사용해서 나머지 포트에서 오는 채널까지 유추하는 방법을 이용할 수 있다. 이를 위한 하나의 방법으로서, 2D-AAS로부터 수신단으로의 채널을 다음과 같이 kronecker product로 추정할 수 있다.
Figure 112016106718992-pct00003
수학식 1에서 H는 송신단에서 수신단까지 전체 채널을 의미하고, HT (j)는 송신단에서 j번째 수신 안테나까지 채널을 의미한다. Hv (j)와 HH (j)는 각각 수직방향과 수평방향의 안테나 element(또는 port)에서 수신단의 j번째 안테나로 전송되는 채널을 의미한다. 도 12에서 HV (j)는 A 블록의 안테나만 존재한다고 가정하고 A블록 안테나로부터 수신단의 j번째 안테나에 대한 채널을 의미한다. HH (j)는 B 블록의 안테나만 존재한다고 가정하고, B블록의 안테나로부터 수신단의 j번째 안테나에 대한 채널을 의미한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 임의의 1개의 수신 안테나 입장에서 설명을 하며, 모든 과정은 다른 수신 안테나에도 모두 적용 가능하다. 또한, 다음과 같이 송신단에서 (j) index를 제거한 임의의 1개의 수신 안테나까지의 채널만을 이용해 설명한다.
Figure 112016106718992-pct00004
한편, 수학식 2는 본 발명의 설명을 위한 수학식이며, 실제 채널이 수학식 2와 같지 않아도 본 발명을 적용 가능하다.
도 12의 A블록과 같이 수직 방향의 안테나 포트 Nv를 가진 CSI-RS 1개와 B블록과 같이 수평 방향의 안테나 포트 NH를 가진 CSI-RS 1개를 설정해서 2개의 CSI-RS를 설정할 수 있다. 수신단은 수신한 2개의 CSI-RS를 측정한 뒤, 2개의 채널 matrix를 수학식 2와 같이 Kronecker product하여 채널을 유추할 수 있다. Nv는 수직방향의 안테나 개수이고, NH는 수평방향의 안테나 개수이다. 이 방법을 사용하면, 기존의 2, 4, 8 port CSI-RS를 가지고도 64 port에서 오는 채널까지도 수신단에게 알려줄 수 있다는 장점이 있다.
도 12와 같은 co-polarized antenna array 대신 도 13과 같은 cross-polarized antenna array(이하 X-pol AA)를 고려할 수 있다. 이 경우는 64 ports antenna array를 도 13과 같이 8 row / 4 column x 2 polarization으로 구성할 수 있다.
도 14는 X-pol AA에서 A/B 블록의 예시이다.
정리하면, 기지국이 많은 수의 송신 안테나를 가지고 있는 N-tx Massive MIMO 환경에서는 CSI 피드백을 위해 N-Tx CSI-RS와 N-Tx PMI가 새롭게 정의되어야 하지만, RS 오버 헤드 또는 피드백 오버 헤드를 고려했을 때, N-Tx CSI-RS와 PMI를 새롭게 정의하는 것은 어려울 수 있다. 이에 대한 대안으로서 기존 M-Tx (M=8이하) 안테나 CSI-RS와 M-Tx PMI를 활용하여 Massive MIMO 피드백을 지원할 수 있다. 구체적으로 아래와 같이 크게 두 가지 피드백 방법 중 하나로 동작할 수 있다.
첫 번째 피드백 방법으로 multiple CSI process 각각에 Massive 안테나의 일부를 CSI-RS로 설정하고 UE로 하여금 process 별 CSI를 피드백하게 할 수 있다. 예를 들어, CSI process 1과 2를 한 UE에게 설정 해주고, process 1에는 도 14의 A 블록에 해당하는 CSI-RS 1을 process 2에는 도 14의 B 블록에 해당하는 CSI-RS 2을 configure 해 준다. UE는 상기 두 process 별로 설정된 CSI feedback chain을 이용하여 CSI-RS 1과 2에 대한 피드백을 올린다.
하지만 이 경우 아래와 같은 문제점이 존재한다.
첫 번째 문제점으로, 각 CSI process의 CQI는 massive 안테나 전체를 사용했을 때 달성 가능한 CQI가 아니라 massive 안테나 중 극히 일부 안테나만을 사용했을 때 얻어 질 수 있는 MCS를 indication 한다. 이 경우 기지국은 각 CSI process의 CQI를 수신하여 massive 안테나 전체를 사용했을 때 달성 가능한 CQI를 재 계산하기 어렵다.
두 번째 문제점으로, 각 CSI process의 RI는 massive 안테나 전체를 사용했을 때 달성 가능한 RI가 아니라 massive 안테나 중 극히 일부 안테나만을 사용했을 때 얻어 질 수 있는 RI를 indication 한다. 이 경우 기지국이 각 CSI process의 RI를 수신하여 massive 안테나 전체를 사용했을 때 달성 가능한 RI를 재 계산하더라도 재 계산된 RI에 맞는 CQI를 재 계산하기 어렵다.
세 번째 문제점으로 CSI process의 PMI는 massive 안테나 전체를 사용했을 때 최적 PMI가 아니라 massive 안테나 중 극히 일부 안테나만을 사용했을 때 얻어 질 수 있는 PMI를 indication 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 아래 두 번째 의 피드백 방법을 고려할 수 있다.
첫 번째 피드백 방법의 문제점을 해결하기 위한 두 번째 Massive MIMO 피드백 방법으로, UE에게 하나의 CSI process를 configure하고 UE는 그 Process를 통해 Massive 안테나 전체를 사용했을 때 달성 수 있는 RI, PMI, CQI를 피드백 하는 방식이 있다. 이때 한 CSI process 내에는 IMR 한 개와 Massive MIMO 안테나에 해당하는 L 개의 CSI-RS 가 configure 될 수 있다. 즉, 다음과 같이 CSI process 관련 정보가 구성될 수 있다.
CSI process information = {IMR 설정, 1st CSI-RS 설정, 2nd CSI-RS 설정, …, L-th CSI-RS 설정}
이러한 방법에서 UE는 L 개의 CSI-RS로부터 전체 Massive MIMO 채널을 추정할 수 있으며, K개의 PMI로 전체 채널을 나누어 피드백하게 되는데, 현재 PUCCH feedback format을 고려해 볼 때, payload size의 한계로 인해 모든 K개의 PMI를 한꺼번에 피드백 할 수 없는 문제가 발생한다. 즉, multiple CSI-RS 각각에 해당하는 multiple PMI를 한번에 피드백 하기에는 오버 헤드가 큰 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 아래와 같은 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예
본 발명은 UE가 CSI를 피드백 할 때 해당 CSI가 기지국과의 전체 채널 중 어떤 부분 채널에 대한 정보인지도 함께 피드백 하는 방법에 대한 것이다. 많은 수의 송신 안테나를 가지고 있는 Massive MIMO 환경에서 기지국은 한 UE에게 여러 CSI-RS 설정(configuration)을 통해 송신 안테나의 일부 또는 전체 채널을 알려 줄 수 있다. 이때 이상적으로 UE는 기지국과의 전체 채널 정보를 PMI로 양자화하여 한번에 피드백하는 것이 바람직하지만 현실적인 피드백 오버헤드를 고려했을 때, 전제 채널을 여러 부분 채널로 나눈 뒤, 이에 해당하는 PMI를 순차적으로 피드백 할 수 있다. 본 발명에 따르면 UE는 가장 효과가 큰 PMI만을 업데이트 한 뒤 피드백 하고, 해당 PMI가 어떤 부분 채널을 기준으로 결정된 것인지 기지국에게 알려 주어 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
구체적으로, UE는 K개의 부분 채널 중 한 가지를 선택하고, 선택된 부분 채널에 해당하는 PMI만을 피드백 할 수 있다. 이 때 CSI 피드백 가능한 부분 채널 후보는 기지국과 UE 사이에 약속되어야 하며, 이를 위해 별도의 제어 시그널이 설정될 수 있다. 부분 채널 A와 B가 각각 서로 다른 CSI-RS와 일대일 대응 관계 일 경우, CSI 피드백을 위한 부분 채널 선택은 CSI-RS의 선택과 동일한 의미를 지닌다.
예를 들어, 기지국은 도 14의 A 블록에 해당하는 CSI-RS와 B 블록에 해당하는 CSI-RS를 UE에게 알려주고, UE는 A 블록에 해당하는 CSI-RS를 통해 vertical antennas 에 대한 하향 링크 채널을 추정하여 PMI를 계산하고, B 블록에 해당하는 CSI-RS를 통해 horizontal antennas 에 대한 하향 링크 채널을 추정하여 PMI를 계산한다. 전자를 vertical PMI 그리고 후자를 horizontal PMI라고 할 때, 결과적으로 UE가 선택하는 부분 채널 A와 B이란 각각 vertical PMI와 horizontal PMI를 의미할 수 있다. 또는, 부분 채널 A와 B는 CSI-RS와 일대일 대응 관계가 아닐 수 있다. 일례로 부분 채널 A는 두 CSI-RS로부터 추정된 채널의 composite channel을 의미할 수 있으며 부분 채널 B는 하나의 CSI-RS로부터 추정된 채널을 의미한다.
이하에서는 UE가 부분 채널 정보를 선택하는 방법, 그리고 UE가 선택된 부분 채널의 CSI를 기지국에게 피드백 하는 구체적 방법에 대하여 설명한다.
제1 실시예(부분 채널 선택 방법)
본 발명에 따른 제1 실시예는 UE가 부분 채널을 선택하는 방법에 대한 것이다.
구체적으로, UE는 채널 변화가 가장 심한 부분 채널 선택하여 PMI 피드백을 할 수 있다. 이는 채널 변화가 심하지 않은 부분 채널의 경우 과거에 보냈던 PMI가 어느 정도 유효할 수 있으므로, 채널 변화가 심한 부분 채널의 PMI를 피드백 하는 것이 효과적이기 때문이다.
또는 UE는 PMI를 업데이트 하였을 때 얻어 질 수 있는 CQI가 최대화되도록 부분 채널를 선택할 수 있다. UE는 선택할 수 있는 모든 부분 채널을 고려해 각 경우에 대한 CQI를 계산하고, 이 중 CQI 가 가장 큰 부분 채널를 선택할 수 있다.
제2 실시예(선택된 부분 채널을 피드백하는 방법)
본 발명에 따른 제2 실시예는 UE가 기지국에게 선택된 부분 채널을 피드백하는 방법에 대한 것이다.
UE는 전체 부분 채널 후보 중 하나의 부분 채널을 선택하고 이를 기준으로 PMI를 계산하여 피드백하는 데, 이 때 기지국은 UE가 피드백 한 PMI가 어떤 부분 채널에 해당하는 것인지 알아야 한다. 이 정보를 피드백하는 가장 간단한 방법은 PMI와 함께 선택된 부분 채널에 대한 정보를 피드백 하는 것이다.
예를 들어, 도 14과 같이 블록 A, B에 해당하는 두 개의 부분 채널이 존재할 때, UE는 PMI 피드백이 이루어 질 때마다 두 부분 채널 중 하나를 선택하고, 그 부분 채널을 기준으로 계산한 PMI 및 선택된 부분 채널 후보를 함께 피드백 한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 설정의 일례이다.
도 15와 같이 feedback mode가 설정된 경우 W1, W2가 피드백 되는 모든 subframe에 추가적으로 어떤 부분 채널이 선택 되었는지 (예를 들면, PCI: Partial CSI Indicator) 를 함께 피드백 한다. 이 경우 두 개의 부분 채널을 가정하였으므로 PCI는 1bit으로 표현되며, PCI가 0 과 1 일 때 각각 1st column vertical antennas와 1st row horizontal antennas 에 해당하는 부분 채널을 의미한다.
기본적으로 W1과 W2가 피드백 되는 모든 서브 프레임에서 독립적인 PCI가 피드백 되지만, PCI를 W1 또는 W2 중 하나와 함께만 피드백 하는 방식도 이용할 수 있다. 예를 들어 PCI는 W1과 함께만 피드백 되며, W2의 CSI-RS는 가장 최근 리포트 된 PCI값에 따라 결정된다. 한편, 도 15 등에서 W1, W2는 LTE 8Tx codebook 또는 enhanced 4Tx codebook 과 같이 dual codebook 에서 각각의 codebook 을 나타내며, RI는 rank, CQI는 channel quality indicator를 의미한다.
부분 채널은 각각 다른 코드북 구조 (예를 들면, dual codebook or single codebook)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 14의 A 블록은 ULA 구조에 적합한 single codebook structure를 이용하고 B 블록은 X-Pol 구조에 적합한 dual codebook structure를 이용한다. 이를 위해 각 부분 채널 별로 피드백에 사용할 코드북을 기지국이 UE에게 시그널링 해줄 수 있다. 이 경우 CSI feedback frame은 보다 복잡한 dual codebook에 맞추어 설정하고 single codebook PMI가 피드백 되는 경우 UE는 W1 또는 W2 대신 single PMI를 피드백 한다. 이하에서는 더욱 구체적인 실시 예를 설명한다.
만약 도 15에서 부분 채널 1에 해당하는 코드북은 W1과 W2로 이루어진 dual 구조이지만, 부분 채널 2에 해당하는 코드북은 single 구조이면 (예를 들면, 릴리즈-8 LTE 4Tx codebook) 도 15의 리포팅 구조로 부분 채널 2의 코드북을 피드백하는 것이 모호하다. 이 경우 RI와 함께 joint encoding 되는 W1을 항상 부분 채널 1에 해당하는 코드북으로 가정하여 PCI 없이 피드백하고, W2가 피드백 되는 경우에만 PCI를 함께 피드백 한다. 그 결과 도 15에 나타난 W2가 부분 채널 1의 W2인지 아니면 부분 채널 2의 single PMI인지를 알려줄 수 있다.
또는 상기와 같이 코드북 구조가 달라 복잡해 지는 문제를 방지하기 위해 UE는 모든 부분 채널에 대해 동일한 코드북 구조를 이용하여 CSI 피드백을 수행하도록 제한을 둘 수 있다.
도 15에서 CQI는 update된 PMI와 함께 피드백 된다. 이 때 CQI는 CQI가 피드백 되는 시점을 포함하여 가장 최근 PMI들을 이용하여 기지국이 massive MIMO를 수행했을 때 달성 할 수 있는 값이다. RI는 multiple CSI-RS 각각에 해당하는 서로 다른 rank 가 joint encoding 된 값일 수 있으며, 또는 모든 multiple CSI-RS의 PMI에 공통 적용되는 single value 일 수 있다.
또한, 도 15의 실시예는 매 PMI 피드백 순간 마다 PCI를 함께 피드백하는 방식인데, 이 경우 PCI를 피드백하는 빈도가 높아 피드백 오버헤드 측면에서 비 효율적일 수 있다. 예를 들어, 도 14에서 vertical antenna와 horizontal antenna 각각에 해당하는 부분 채널 1과 부분 채널 2의 채널 변화율이 비대칭 적인 경우 비효율성은 커진다. 이러한 경우 보다 긴 주기로 PCI를 피드백 할 수 있다. 예를 들어, UE는 PCI를 RI와 함께 피드백하고 다음 PCI + RI 가 업데이트 될 때까지 동일 부분 채널에 해당하는 PMI를 리포트한다.
또는 PCI를 RI와 함께 피드백하되, 다음과 같이 동작할 수 있다. PCI=0인 경우 PCI 리포트 시점부터 일정 시간 동안 부분 채널 1에 대한 PMI를 피드백하고 이후부터 다음 PCI가 리포트 될 때까지 부분 채널 2에 대한 PMI를 피드백한다. 이 때 일정 시간이란 사전에 기지국이 UE에게 RRC signaling 해주거나 고정된 값일 수 있다. PCI=1인 경우 PCI 리포트 시점부터 다음 PCI가 리포트 될 때까지 부분 채널 2에 대한 PMI를 피드백한다.
도 16은 이러한 피드백 방법의 일례이다. vertical antenna의 채널이 horizontal antenna의 채널에 비해 채널 변화 속도가 느리다면 부분 채널 1과 2를 각각 vertical antenna와 horizontal antenna에 mapping하여 도 16과 같이 설정하면 보다 효과적인 피드백이 이루어 질 수 있다.
도 16에서는 부분 채널 1에 해당하는 PMI가 일정 기간 동안 이후 한번에 전송되었으나, 또 다른 방법으로 PCI=0일 경우 부분 채널 1에 해당하는 PMI가 부분 채널 2에 해당하는 PMI와 일정 비율을 유지하며 균등한 시간 간격으로 피드백 될 수 있다. 도 17에서 부분 채널 1에 해당하는 PMI와 부분 채널 2에 해당하는 PMI가 1:2의 피드백 비율을 유지하며 균등한 간격으로 리포트 된다. 이러한 피드백 비율은 기지국이 UE에게 알려 줄 수 있다.
또 다른 방법으로 PCI 값에 따라 부분 채널 1에 해당하는 PMI와 부분 채널 2에 해당하는 PMI의 피드백 비율을 다르게 설정할 수 있다. 도 18은 PCI=0일 경우 두 PMI가 1:2의 비율을 가지고 균등 간격으로 리포트 되며, PCI=1인 경우 두 PMI가 1:1의 비율을 가지고 균등 간격으로 리포트 되는 예를 보여준다. 이러한 피드백 비율은 기지국이 UE에게 알려 줄 수 있다.
또 다른 방법으로 PCI 값에 따라 부분 채널 1에 해당하는 PMI와 부분 채널 2에 해당하는 PMI의 피드백 비율을 서로 바꾸어 설정할 수 있다. 예를 들어 상기 두 PMI의 피드백 비율을 1:2로 기지국과 UE사이 시그널링을 통해 약속하고 PCI에 따라 1:2의 피드백 비율을 어떻게 두 PMI에 mapping할 지 선택할 수 있다. 도 19는 PCI=0일 경우 부분 채널 1에 해당하는 PMI와 부분 채널 2에 해당하는 PMI가 1:2의 비율을 가지고 균등 간격으로 리포트 되며, PCI=1일 경우 부분 채널 2에 해당하는 PMI와 부분 채널 1에 해당하는 PMI가 1:2의 비율을 가지고 균등 간격으로 리포트 되는 예를 나타낸다.
도 19와 같이 PCI 값을 이용할 때 (즉, 각 부분 채널에 해당하는 PMI의 피드백 비율을 서로 바꾸어 설정하는 용도로 PCI를 이용할 때) 기존 mode 2-1은 도 20 내지 23과 같이 변형될 수 있다. 도 20은 PCI=1, PTI=0 경우의 일례이고, 도 21은 PCI=0, PTI=1 경우의 일례이며, 도 22는 PCI=1, PTI=1 경우의 일례이다.
여기서 두 부분 채널의 PMI 피드백 비율은 1:3으로 설정되었으며, long-term/wideband 속성을 갖는 Wi1은 Wi2와 비교해서 긴 주기로 피드백 되므로 긴 주기로 전송되는 다른 부분 채널의 PMI와 함께 전송한다. 즉 도 20, 21의 subframe 1, 9에서 하나의 부분 채널에 대한 PMI와 나머지 부분 채널에 대한 longterm/wideband PMI가 함께 리포트 된다.
도 20 내지 23에서 부분 채널 1의 codebook이 single codebook 일 경우 W1--1 또는 W1--2 중 하나를 identity precoder로 가정하여 리포트하지 않으며, W1--1 또는 W1--2 중 나머지 하나를 signle codebook으로 대체하여 리포트 할 수 있다. PMI 부분 채널 2가 single codebook인 경우에 대해서도 마찬가지의 규칙을 적용한다.
상술한 실시예에서 PCI는 PMI 피드백에만 적용되었지만, 나머지 CSI 피드백 (예를 들면, RI 또는 CQI) 에 확장 적용될 수 있다.
예를 들어 RI에 PCI를 개념을 적용하면, 해당 피드백 된 RI는 PCI가 지시하는 부분 채널의 채널의 rank를 의미한다. 이 경우, 도 16 내지 18에서 PCI는 함께 전송되는 RI 값이 어떤 부분 채널의 채널로부터 계산된 것인지를 알려 준다.
만약 CQI에 PCI를 개념을 적용하면, 해당 피드백 된 CQI는 PCI가 지시하는 부분 채널의 채널의 CQI를 의미한다. 이 경우 도 15에서 PCI는 함께 전송되는 CQI 값이 어떤 부분 채널의 채널로부터 계산된 것인지를 알려 준다. 또한 도 16 내지 18에서 PCI에 따른 PMI 피드백 운용과 동일한 방식으로 CQI 피드백을 적용할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예의 일례를 나타내는 흐름도이다.
먼저, UE는 CSI 보고를 위한 CSI 설정 정보를 수신한다(S2401). 다음으로 CSI 설정 정보를 기초로 CSI 및 대규모 MIMO에 따른 전체 채널 중 CSI에 대응하는 부분 채널에 대한 식별 정보를 전송한다(S2403). 이에 대한 구체적인 내용은 상술한 제1 및 제2 실시예의 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 25는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
도 25를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(2510) 및 단말(2520)을 포함한다. 기지국(2510)은 프로세서(2513), 메모리(2514) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(2511, 2512)을 포함한다. 프로세서(2513)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(2514)는 프로세서(2513)와 연결되고 프로세서(2513)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(2516)은 프로세서(2513)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(2520)은 프로세서(2523), 메모리(2524) 및 RF 유닛(2521, 2522)을 포함한다. 프로세서(2523)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(2524)는 프로세서(2523)와 연결되고 프로세서(2523)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(2521, 2522)은 프로세서(2523)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(2510) 및/또는 단말(2520)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 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 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 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. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNodeB(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
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 신호 processors), DSPDs(digital 신호 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 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다.
상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 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 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 채널상태정보(channel state information, CSI)를 전송하는 방법에 있어서,
    복수의 CSI-RS (reference signal) 자원들에 대한 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 설정 정보에 기반하여 상기 복수의 CSI-RS 자원들 중에서 하나의 CSI-RS 자원을 선택하는 단계;
    RI (rank indicator) 및 상기 CSI-RS 자원을 지시하는 지시자(CSI-RS resource indicator, CRI)를 포함하는 제1 CSI를 제1 서브프레임에 전송하는 단계; 및
    PMI (precoding matrix indicator) 및 CQI (channel quality indicator) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 CSI를 제2 서브프레임에 전송하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 CSI는 상기 CRI에 의해 지시되는 상기 CSI-RS 자원에 기반하는, 채널상태정보 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 상기 MIMO에 따른 안테나 배열 중 첫번째 열의 안테나에 대응하고,
    상기 CRI가 제2 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 상기 MIMO에 따른 상기 안테나 배열 중 첫번째 행의 안테나에 대응하는, 채널상태정보 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 싱글 코드북에 연관되고,
    상기 CRI가 제2 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 듀얼 코드북에 연관되는, 채널상태정보 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때, 제1 CSI-RS 자원과 제2 CSI-RS 자원의 피드백 빈도에 대한 비율은 제1 비율값이고,
    상기 CRI가 제2 값일 때, 제1 CSI-RS 자원과 제2 CSI-RS 자원의 피드백 빈도에 대한 비율은 제2 비율값인, 채널상태정보 전송 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 CSI는 물리 상향 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH)을 통해 상기 제1 서브프레임에 전송되고,
    상기 제2 CSI는 PUCCH를 통해 상기 제2 서브프레임에 전송되고,
    상기 CRI는 상기 RI, 상기 CQI 및 상기 PMI와는 상이한, 채널상태정보 전송 방법.
  8. MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선 접속 시스템에서 채널상태정보(CSI)를 전송하는 단말에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    복수의 CSI-RS (reference signal) 자원들에 대한 설정 정보를 수신하고,
    상기 설정 정보에 기반하여 상기 복수의 CSI-RS 자원들 중에서 하나의 CSI-RS 자원을 선택하고,
    RI (rank indicator) 및 상기 CSI-RS 자원을 지시하는 지시자(CSI-RS resource indicator, CRI)를 포함하는 제1 CSI를 제1 서브프레임에 전송하고,
    PMI (precoding matrix indicator) 및 CQI (channel quality indicator) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 CSI를 제2 서브프레임에 전송하도록 구성되고,
    상기 제2 CSI는 상기 CRI에 의해 지시되는 상기 CSI-RS 자원에 기반하는, 단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 상기 MIMO에 따른 안테나 배열 중 첫번째 열의 안테나에 대응하고,
    상기 CRI가 제2 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 상기 MIMO에 따른 상기 안테나 배열 중 첫번째 행의 안테나에 대응하는, 단말.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 싱글 코드북에 연관되고,
    상기 CRI가 제2 값일 때 상기 CSI-RS 자원은 듀얼 코드북에 연관되는, 단말.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 CRI가 제1 값일 때, 제1 CSI-RS 자원과 제2 CSI-RS 자원의 피드백 빈도에 대한 비율은 제1 비율값이고,
    상기 CRI가 제2 값일 때, 제1 CSI-RS 자원과 제2 CSI-RS 자원의 피드백 빈도에 대한 비율은 제2 비율값인, 단말.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 CSI는 물리 상향 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH)을 통해 상기 제1 서브프레임에 전송되고,
    상기 제2 CSI는 PUCCH를 통해 상기 제2 서브프레임에 전송되고,
    상기 CRI는 상기 RI, 상기 CQI 및 상기 PMI와는 상이한, 단말.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10181964B2 (en) * 2014-05-02 2019-01-15 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for channel estimation
WO2016013882A1 (ko) 2014-07-23 2016-01-28 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치
KR102246362B1 (ko) * 2014-10-24 2021-04-28 삼성전자주식회사 무선 그리드 컴퓨팅 방법 및 장치
US11218261B2 (en) * 2015-06-01 2022-01-04 Qualcomm Incorporated Channel state information reference signals in contention-based spectrum
EP3381133B1 (en) * 2015-11-23 2019-08-14 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Antenna system configuration
US10972168B2 (en) * 2016-02-03 2021-04-06 Ntt Docomo, Inc. User equipment and method for wireless communication
US10056956B2 (en) * 2016-03-24 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Precoder codebook for CSI reporting in advanced wireless communication systems
JP7160165B2 (ja) * 2016-03-30 2022-10-25 日本電気株式会社 基地局およびｕｅによって実行される方法、基地局、並びにｕｅ
JP6969633B2 (ja) * 2016-03-30 2021-11-24 日本電気株式会社 基地局およびｕｅによって実行される方法
JP6769497B2 (ja) * 2016-03-30 2020-10-14 日本電気株式会社 基地局およびｕｅによって実行される方法
CN108023849A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 北京三星通信技术研究有限公司 一种信道状态信息的汇报方法和装置
US11139871B2 (en) 2017-03-14 2021-10-05 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Uplink signal transmission method and related device
KR102543091B1 (ko) 2018-06-15 2023-06-14 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 통합형 빔포밍을 위한 장치 및 방법
CN115037345A (zh) 2019-01-09 2022-09-09 苹果公司 编码增强的ii型信道状态信息
CN116097718A (zh) * 2020-09-25 2023-05-09 Oppo广东移动通信有限公司 信道状态信息的反馈方法、装置、终端设备和存储介质
US20230064830A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Mediatek Inc. Method and user equipment for determining precoder of mimo system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120063500A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Futurewei Technologies, Inc. System and Method for Channel State Information Feedback in Wireless Communications Systems
US20140098689A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-10 Interdigital Patent Holdings, Inc. Wireless communication using multi-dimensional antenna configuration

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7016648B2 (en) * 2001-12-18 2006-03-21 Ixi Mobile (Israel) Ltd. Method, system and computer readable medium for downloading a software component to a device in a short distance wireless network
US8707291B2 (en) * 2008-10-31 2014-04-22 Echostar Technologies L.L.C. Firmware recovery of wireless devices
US8379705B2 (en) * 2009-08-04 2013-02-19 Qualcomm Incorporated Hierarchical feedback of channel state information for wireless communication
CN102938688B (zh) * 2011-08-15 2015-05-27 上海贝尔股份有限公司 用于多维天线阵列的信道测量和反馈的方法和设备
US9155098B2 (en) * 2012-03-29 2015-10-06 Qualcomm Incorporated Channel state information reference signal (CSI-RS) configuration and CSI reporting restrictions
US9161241B2 (en) * 2012-03-30 2015-10-13 Nokia Solutions And Networks Oy Reference signal design and signaling for per-user elevation MIMO
US9119209B2 (en) * 2012-03-30 2015-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for channel-state-information pilot design for an advanced wireless network
US9912430B2 (en) * 2012-07-06 2018-03-06 Samsung Electronics Co. Ltd. Method and apparatus for channel state information feedback reporting
US9438321B2 (en) * 2012-07-12 2016-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for codebook subset restriction for two-dimensional advanced antenna systems
US20140045510A1 (en) * 2012-07-25 2014-02-13 Nec Laboratories America, Inc. Coordinated Multipoint Transmission and Reception (CoMP)
US9509383B2 (en) * 2013-04-29 2016-11-29 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for transmitting channel state information in wireless communication system
WO2016013882A1 (ko) 2014-07-23 2016-01-28 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 채널상태정보를 전송하는 방법 및 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120063500A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Futurewei Technologies, Inc. System and Method for Channel State Information Feedback in Wireless Communications Systems
US20140098689A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-10 Interdigital Patent Holdings, Inc. Wireless communication using multi-dimensional antenna configuration

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3gpp R1-103028*
3gpp R1-112420*

Also Published As

Publication number Publication date
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