KR102050745B1 - 무선통신 시스템에서 기지국과 단말 사이의 정보 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 기지국과 단말 사이의 정보 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법은 기지국으로부터 기준신호 및 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하는 단계; 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 MU-MIMO 시스템에서 인접한 단말을 고려한 PMI, CQI 및 RI를 측정하는 것이 가능하고, 이를 기반으로 서비스 할 수 있는 사용자의 숫자를 판단하여 이를 기반으로 MU-MIMO 서비스를 제공할 수 있으므로 통신 시스템의 효율성이 향상되는 효과가 있다. 또한 단말의 측정에 따라 최소 요구하는 CQI를 만족하는 사용자 수를 기지국 또는 단말이 결정하고, 상기 결정된 값을 기반으로 스케줄링을 함으로써 통신 시스템의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

무선통신 시스템에서 기지국과 단말 사이의 정보 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSCEVING INFORMATION BETWEEN BASE STATION AND TERMINAR}
본 발명의 실시 예는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MU-MIMO(Multi-User Multiple Input Multiple Out) 환경에서의 동시 지원하는 레이어(layer)의 수 정보 교환에 따른 성능 향상 기법에 관한 것이다.
최근 무선 통신 환경에서 고품질의 데이터를 고속으로 전송하기 위해 공간 영역의 자원을 활용하는 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
MIMO 시스템은 동일한 시간 및 주파수 자원을 한 사용자가 모두 사용하는 SU-MIMO(Single-User MIMO) 방식과 공간 다중화를 통해 여러 사용자가 동일한 시간 및 주파수 자원을 공유하는 MU-MIMO(Multiple-User MIMO) 방식으로 구분할 수 있다.
도 1은 관련 기술에 따른 MIMO 시스템의 송수진 장치를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 기지국(110)과 1개 이상의 단말(130)은 무선채널(120)을 통해 데이터를 송수신 할 수 있다. 실시 예에서 채널정보 피드백(140)의 경우도 무선채널(120)을 통해 단말(130)이 기지국(110)에 전달할 수 있다.
기지국(110)은 각 단말에 전송할 데이터를 스케줄링하는 스케줄러(112), 스케줄러(112)가 스케줄링 하 스트림을 프리코딩하는 프리코딩부(114) 및 프리코딩된 신호를 단말(130)에 전송하고, 단말(130)로부터 신호를 수신할 수 있는 송수신부(116)를 포함할 수 있다.
참고기술에서, 3GPP LTE(Long Term Evolution)의 하향 링크에 적용되는 통신 모드를 통해 기지국(110)이 동작할 수 있다. 기지국(110)에서는 단말(130)로부터 PMI(Precoding Matrix Index) 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 정보 및 RI(Rank Indicator) 정보 중 하나 이상을 수신하여, 상기 수신한 정보를 기반으로 프리코딩무(114)는 프리코딩을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 유니터리(unitary) 행렬로 이루어진 프리코딩 과정을 수행하여 데이터를 전송한다.
한편, 3GPP LTE의 하향 링크에 적용되는 통신 모드에서, 단말(130)은 현재 무선 채널(120)의 상태 및 수신 신호의 품질 정도에 따라 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 결정하고 이를 기지국으로 피드백 한다.
일반적으로 SU-MIMO로 동작하는 하향 링크 시스템에서, 단말에게 영향을 끼치는 간섭 신호는 인접하는 기지국에서의 신호에 의해서 결정된다. 그러나 MU-MIMO로 동작하는 하향 링크 시스템에서는, 인접하는 기지국에서의 신호 외에 동일한 시간 및 주파수 자원을 공유하는 레이어의 신호가 간섭 신호로 작용하여 성능에 영향을 끼친다.
현재, 3GPP LTE 기반의 단말은 인접하는 기지국에서의 간섭 신호 및 열 잡음 정도는 예측할 수 있지만 MU-MIMO로 동작할 경우에 발생하는 레이어 간 간섭 신호에 대한 정도를 추정할 수 없다. 이로 인해 MU-MIMO로 동작하는 하향 링크 시스템에서, 단말은 레이어 간 간섭 신호를 반영하지 못한 PMI, CQI 및 RI 정보를 기지국으로 피드백 하여 성능 열화를 발생시킨다. 따라서 MU-MIMO 시스템에서 인접한 사용자의 간섭을 고려하는 데이터 송수신 방법 및 장치의 필요성이 대두된다.
본 발명의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 MU-MIMO 시스템에서 데이터 송수신 성능을 향상 시키기 위한 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예는 단말이 무선 채널 상태 및 인접한 단말의 데이터 송수신을 고려한 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 판단하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예는 단말 또는 기지국이 무선 채널 상태 및 단말의 측정 결과에 따라 MU-MIMO 서비스가 가능한 단말의 수를 결정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명이 실시 예는 MU-MIMO 시스템에서 레이어 간 간섭 신호를 고려한 정보 교환 방법을 제공함에 있다. 보다 상세하게는, MU-MIMO로 동작하는 하향 링크 시스템에서 동시 지원하는 레이어의 수에 대한 정보 교환을 기반으로 통신 시스템의 효율을 항샹시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법은 기지국으로부터 기준신호 및 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하는 단계; 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법은 레이어 수를 결정하는 단계; 상기 결정된 레이어 수 및 기준신호를 포함하는 신호를 단말로 전송하는 단계; 및 상기 단말이 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 상기 단말이 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족할 경우 상기 단말이 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법은 기지국으로부터 기준신호를 수신하는 단계; 상기 기준신호를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하는 단계; 상기 측정한 SINR 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 결정하는 단계; 및 상기 결정한 레어어 수를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법은 단말로 기준신호를 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 신호를 기반으로 스케줄링을 하는 단계;를 포함하며, 상기 레이어수는 상기 단말이 상기 기준신호를 기반으로 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템의 단말은 기지국으로부터 기준신호 및 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 송수신부; 및 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하고, 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는지 판단하고, 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템의 기지국은 레이어 수를 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 레이어 수 및 기준신호를 포함하는 신호를 단말로 전송하고, 상기 단말이 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 상기 단말이 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족할 경우 상기 단말이 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 수신하는 송수신부를 포함한다.
실시 예에 따르는 무선 통신 시스템의 단말은 기지국으로부터 기준 신호를 수신하는 송수신부; 및 상기 기준신호를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하고, 상기 측정한 SINR 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 결정하고, 상기 결정한 레어어 수를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
실시 에에 따르는 무선 통신 시스템의 기지국은 단말로 기준신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 송수신부; 및 상기 수신한 신호를 기반으로 스케줄링을 하는 제어부를 포함하며,
상기 레이어수는 상기 단말이 상기 기준신호를 기반으로 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 MU-MIMO 시스템에서 인접한 단말을 고려한 PMI, CQI 및 RI를 측정하는 것이 가능하고, 이를 기반으로 서비스 할 수 있는 사용자의 숫자를 판단하여 이를 기반으로 MU-MIMO 서비스를 제공할 수 있으므로 통신 시스템의 효율성이 향상되는 효과가 있다. 또한 단말의 측정에 따라 최소 요구하는 CQI를 만족하는 사용자 수를 기지국 또는 단말이 결정하고, 상기 결정된 값을 기반으로 스케줄링을 함으로써 통신 시스템의 성능이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 관련 기술에 따른 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 단말의 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시 예에 따른 CQI 연산부를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이의 데이터 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이의 데이터 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 다른 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
실시 예에서 기지국 및 단말은 다른 통신 엔티티와 데이터를 송수신 할 수 있는 송수신부 및 상기 송수신부를 통해 송수신되는 데이터를 기반으로 연산을 하고 상기 송수신부를 제어할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 연산을 위한 1개이상의 모듈을 포함할 수 있다.
또한 실시 예에서 레이어의 수는 기지국이 동시에 지원하는 사용자의 수, 랭크(rank)의 수 및 스트림(stream)의 수 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시 예에서 상기 레이어의 수와 관련된 정보가 기지국 및 단말 사이에 전달됨으로써 통신 효율이 향상될 수 있다. 또한 실시 예에서 동시 지원 가능한 레이어 수는 실제 상기 기지국이 전송할 레이어 수와는 다른 값일 수 있으며, 상기 단말은 상기 레이어 수를 기반으로 채널상태 정보를 생성하는데 활용할 수 있다. 또한 상기 레이어 수는 실시 예에 따라 기지국이 상위 시그널링(higher layer signaling) 및 물리계층 시그널링 중 하나 이상을 이용하여 상기 레이어 수를 포함하는 정보를 단말에 전달할 수 있다. 상기 상위 시그널링은 RRC 시그널링을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 기지국은 채널의 변화 시간이 기 설정된 값 이상일 경우 상위 시그널링을 통해 상기 레이어 수를 상기 단말에 전달하고, 그렇지 않을 경우 물리 계층 시그널링을 통해 상기 레이어 수를 상기 단말에 전달할 수 있다.
또한 실시 예에서 레이어 별 간섭을 추정하기 위해 단말은 채널의 열 노이즈 및 레이어간 간섭 신호 중 하나 이상을 기반으로 간섭을 추정할 수 있다. 보다 구체적으로 기지국 또는 단말에서 현재 고려하는 동시 지원 사용자들의 프리코더 범위에 대한 정보를 기반으로, 동시 지원하는 레이어간 간섭 량의 평균을 추정하고, 상기 추정된 평균 값과 동시 지원하는 레이어 수의 곱을 통해 동시 지원하는 레이어간 간섭 신호를 추정할 수 있다.
도 2는 실시 예에 따른 단말의 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면 실시 예에 따른 단말(200)은 다른 통신 엔티티와 데이터를 송수신 할 수 있는 송수신부(210) 및 상기 송수신부(210)를 통해 송수신 되는 데이터를 기반으로 연산을 수행할 수 있는 제어부(220)을 포함할 수 있다.
송수신부(210)는 다른 통신 엔티티와 유무선상으로 데이터를 송수신 할 수 있다.
제어부(220)는 송수신부(210)를 통해 송수신되는 신호를 기반으로 연산을 수행할 수 있는 PMI 선택부(221), CQI 연산부(222), CQI 선택부(223), 채널 추정부(224), RI 연산부(225), RI 선택부(226), 레이어 수 연산부(227) 및 판단부(228) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
PMI 선택부(221)는 송수신된 신호를 기반으로 Precoding Matrix Index를 선택할 수 있따.
CQI 연산부(222)는 송수신부(210)를 통해 송수신되는 신호 및 동시 지원하는 레이어 수를 기반으로 CQI를 연산할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 동시 지원하는 레이어 수를 기반으로 주변 사용자의 간섭 성분 및 채널 노이즈를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 연산할 수 있다. 다른 실시 예에서는 기지국에서 수신한 기준신호를 기반으로 CQI를 선택할 수 있는 SINR을 계산할 수 있다.
CQI 선택부(223)는 CQI 연산부(222)에서 연산한 기반으로 MCS(Modulation Coding Scheme) 매핑을 통해 CQI를 선택할 수 있다. 실시 예에 따라 CQI 선택부(223)는 채널 상태 및 간섭 상태를 고려하여 일정 이하의 에러 확률을 가지는 CQI를 선택할 수 있다 실시 예에 따라 CQI 선택부(223)는 인접 사용자가 송수신하는 신호를 고려한 CQI도 연산할 수 있다.
채널 추정부(224)는 송수신부(210)를 통해 송수신된 신호를 기반으로 채널 상태를 추정할 수 있다.
RI 연산부(225)는 송수신부(210)를 통해 수신된 신호, 채널 추정부(224)의 추정 결과, CQI 연산부(222)의 연산 결과 및 CQI 선택부(223)의 연산 결과중 하나 이상을 기반으로 RI 결정을 위한 연산을 수행할 수 있다.
RI 결정부(226)는 상기 RI 연산부(225)의 연산 결과를 기반으로 채널 상태 및 인접 사용자의 간선을 고려한 최적의 RI를 선택할 수 있다.
레이어수 연산부(227)은 상기 송수신부(210)가 송수신한 신호를 기반으로 상기 단말(200)이 데이터 송수신을 할 수 있는 최소 SINR을 만족시킬 수 있는 레이어 숫자를 연산할 수 있다. 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 단말 별로 요구하는 최소 CQI는 각기 다를 수 있다. 실시 예에 따라 레이어수 연산부(227)는 송수신부(210)가 기지국으로 수신한 기준 신호(reference signal)을 기반으로 SINR을 측정하고, 상기 단말이 통신 가능한 최소 SINR을 보장할 수 있는 레이어 수의 최대 값을 연산할 수 있다. 단말(200)은 상기 레이어 수의 최대 값을 상기 기지국에 피드백 하고, 상기 기지국은 상기 피드백 결과를 기반으로 커버리지 내의 단말과의 통신에서 실제 사용할 레이어 수 및 스케줄링 방법 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
판단부(228)는 실시 예에 따라 상기 기지국으로부터 수신한 동시 지원하는 레이어 수, CQI 연산부(222)의 연산 결과 및 RI 연산부(225)의 연산 결과 중 하나 이상을 기반으로 상기 동시 지원하는 레이어 수로 상기 기지국이 단말(200)에 신호를 송신 할 경우 단말(200)이 데이터 송수신을 특정 에러 확률 이하로 할 수 있는지 판단할 수 있다. 실시 예에 따라 판단부(228)는 판단 결과를 기반으로 상기 기지국에 ack/nack(Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 신호를 전송하도록 송수신부(210)를 제어할 수 있으며, 상기 ack/nack 신호와 함께 선택된 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상의 값을 상기 기지국에 함께 송신할 수 있다. 실시 예에 따라 ack 신호를 송신할 경우, 상기 ack 신호와 함께 상기 기지국이 전송한 동시 지원 가능 레어어 수를 기반으로 인접 사용자의 간섭을 고려한 CQI 및 RI 값 중 하나 이상을 전송할 수 있다. nack 신호를 송신할 경우 상기 기지국이 1개의 레이어만 사용할 경우의 CQI 및 RI 값 중 하나를 상기 nack 신호와 함께 상기 기지국에 전송할 수 있다. 실시 예에서 기지국 및 단말이 초기 결정하는 동시 지원하는 레이어 수는 실제로 통신시 사용되는 레이어 숫자와 다를 수 있으며, 동시 지원 가능한 레이어 수를 각기 다른 통신 엔티티에 전달하기 위해 사용되는 것일 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 CQI 연산부를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면 CQI 연산부(300)은 채널 노이즈 간섭 추정부(310), 레이어 간 간섭 추정부(320) 및 CQI 결정부(330)을 포함할 수 있다.
채널 노이즈 간섭 추정부(310)은 실시 예에 따라 기지국으로부터 수신한 신호를 기반으로 채널의 전반적인 노이즈로 인한 간섭 정도를 추정할 수 있다. 상기 전반적인 노이즈는 열 잡음을 포함할 수 있다.
레이어 간 간섭 추정부(320)는 기지국이 동시 지원하는 레이어 간 간섭 신호 정도를 추정할 수 있다. 실시 예에 따라 레이어 간 간섭 추정부(320)은 기지국에서 현재 고려하는 동시 지원 사용자들의 프리코더 범위에 대한 정보를 기반으로, 동시 지원하는 레이어 간 간섭 신호 정도의 평균 값을 추정할 수 있다. 상기 추정된 평균 값 및 동시 지원할 레이어 숫자를 기반으로 레이어 간 간섭 신호를 추정할 수 있으며, 실시 예에 따라 레이어간 간섭 신호는 상기 추정된 평균 값과 동시 지원할 레이어 숫자를 곱한 값으로 결정될 수 있다.
CQI 결정부(330)는 채널 노이즈 간섭 추정부(310) 및 레이어 간 간섭 추정부(320)의 연산 결과를 기반으로 상기 단말의 CQI 값을 결정할 수 있다. CQI 값은 MCS 매핑을 통해서 결정될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 레이어 간 간섭을 고려하여 결정된 CQI를 MU(Multiple User)-CQI라 칭할 수 있다. 일 실시 예에서 기지국이 동시 지원할 레이어 수를 상기 단말에 전달하고, 상기 단말이 채널 노이즈 간섭 및 상기 레이어 수를 기반으로 간섭 정도를 연산하여 MU-CQI를 결정할 수 있다. 상기 MU-CQI는 상기 기지국이 상기 동시 지원할 레이어 수로 실제 서비스 할 때 상기 단말이 일정 수치 이하의 에러 확률을 가질 수 있는 CQI 값일 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이의 데이터 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면 기지국(402) 및 단말(404) 사이에 신호의 송수신이 있따.
단계 410에서 기지국(402)는 MU-MIMO 통신을 위해 동시에 지원할 레이어 수를 결정할 수 있다. 상기 동시에 지원할 레이어 수는 채널 상태, 서비스 해야 하는 사용자 수, 커버리지 내에 있는 단말의 숫자 및 커버리지 내에 있는 단말의 통신 상태 중 하나 이상을 기반으로 결정될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 기지국(402)는 단말(404) 및 기지국(402) 모두가 MU-MIMO로 동작함을 인지하고, 임의의 스케줄러를 가정하여서 MU-MIMO로 동작할 레이어 숫자를 결정할 수 있다. 또한 기지국(402)은 Maximum throughput 기반의 사용자 스케줄링을 하고, DFT 코드북 기반 precoder를 가정할 수 있다.
단계 420에서 기지국(402)는 상기 결정된 레이어 수를 단말(404)에 전송할 수 있다. 실시 예에 따라 기지국(402)는 단말에서 고려할 코드북의 범위에 대한 정보와 함께 상기 결정된 레이어 수를 전달할 수 있다.
단계 430에서 단말(404)는 단계 420에서 수신한 신호 및 기지국(402)로부터 수신된 기준 신호 중 하나 이상을 기반으로 채널상태정보를 계산할 수 있다. 상기 채널 상태정보는 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예에 따라 CQI 값의 계산을 위해서는 채널의 노이즈 성분 N0 및 복수개의 레이어에 대한 단말간 간섭을 고려할 필요가 있다. 이는 다음의 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112013018183065-pat00001
또한 이를 기반으로 한 SINR은 다음의 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112013018183065-pat00002
참고로 수학식에서 SINRk, SNRk는 k번째 사용자의 SINR/SNR, K는 통신하는 사용자또는 레이어의 수, M은 기지국 안테나의 수, B는 코드북 사이즈 (bit), hk는 기지국과 k번째 사용자 간 채널, wk는 k번째 사용자의 precoder, P는 기지국의 송신 SNR, Davg는 평군 간섭 성분을 나타낼 수 있다. 실시 예에서 상기 단말은 단계 420에서 수신한 레이어 수 및 코드북의 범위 중 하나 이상을 기반으로 MU-MIMO 시의 SINR을 계산할 수 있고, 상기 계산된 SINR을 기반으로 MCS 매핑을 통해 CQI를 계산할 수 있다.
또한 실시 예에서 상기 단말(404)은 상기 계산한 SINRk의 값이 단말(404)이 요구하는 최소의 SINR보다 큰 값인지 판단할 수 있다. 상기 판단 결과 SINRk값이 단말(404)이 요구하는 최소의 SINR보다 큰 값을 가질 경우 이후 단계에서 단말(404)은 기지국(402)에 ack신호를, 그러지 못할 경우 nack신호를 전송할 수 있다.
실시 예에 따라 RI 값의 계산을 위해서는 수신기
Figure 112013018183065-pat00003
사용시를 가정하여 Co-scheduling 되는 사용자의 평균 간섭량을 비교할 수 있다.
RI=1일 경우 평균 간섭량은 수학식 3과 같다.
Figure 112013018183065-pat00004
또한 RI=2일 경우 평균 간섭량은 수학식 4와 같다.
Figure 112013018183065-pat00005
이를 기반으로 RI=1인 경우 CQI는 수학식 5와 같다.
Figure 112013018183065-pat00006
또한 RI=2인 경우 CQI는 수학식 6과 같다.
Figure 112013018183065-pat00007
따라서 단말(404)은 수학식 5 및 수학식 6의 결과 값을 비교하여 전체 통신 효율이 좋은 RI를 결정할 수 있다. 이와 같이 MU-CQI를 기반으로 결정된 RI 값을 MU-RI라 칭할 수 있다. 실시 예에서 MU-RI는 통신 시스템이 MU-MIMO 모드로 동작할 때 실질적으로 판단해야 할 RI 값일 수 있다.
단계 440에서 단말(404)는 상기 단계 430에서 계산된 값을 포함하는 정보를 기지국(402)에 전송할 수 있다.
실시 예에서 단말(404)이 단계 420에서 수신한 상기 레이어 수를 기반으로 계산한 SINR 값이 단말(404)이 요구하는 최소의 SINR 이상일 경우, 기지국(402)에 ack 신호를 보낼 수 있고, 그렇지 않을 경우 nack 신호를 송신할 수 있다.
단말(404)이 ack 신호를 송신할 경우, 단말(404)은 상기 ack 신호와 함께 단계 420에서 수신한 레이어 수를 기반으로 계산된 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 기지국(402)으로 전송할 수 있다.
단말(404)이 nack 신호를 송신할 경우, 단말(404)은 상기 nack 신호와 함께 SU-MIMO를 수행하는 것을 가정하고 계산된 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 기지국(402)로 전송할 수 있다. 실시 예에 따라서 SU-MIMO를 수행하는 것을 가정하고 계산된 PMI, CQI 및 RI은 단계 430에서 함께 계산될 수 있다.
단계 450에서 기지국(402)는 상기 단계 440에서 수신한 정보를 기반으로 스케줄링을 진행할 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면 단계 510에서 상기 단말은 기지국으로부터 기준 신호 및 동시 지원하는 레이어 수 정보 중 하나이상을 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 실시 예에서 동시 지원하는 레이어의 수는 기지국이 동시에 지원하는 사용자의 수, 랭크(rank)의 수 및 스트림(stream)의 수 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 기준 신호는 상기 단말이 채널 상태를 측정할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
단계 520에서 상기 단말은 상기 단계 510에서 수신한 신호를 기반으로 채널 상태 정보를 계산할 수 있다. 상기 채널 상태 정보는 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 상기 단계 520의 계산은 도 4의 단계 430에서 진행되는 계산을 포함할 수 있다.
단계 530에서 상기 단말은 단계 520에서 계산한 SINR이 상기 단말이 통신을 수행할 수 있는 최소의 SINR을 만족하는지 판단할 수 있다.
만족할 경우 단계 540으로 진행하여 상기 단말은 상기 기지국에 ack 신호와 함께 관련 정보를 전달할 수 있다. 상기 관련 정보는 단계 510에서 수신한 레이어 수를 고려하여 계산한 PMI, CQI 및 RI 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계 530에서 만족하지 못할 경우 단계 550으로 진행하여, 상기 단말은 상기 기지국에 nack 신호와 함께 관련 정보를 전송할 수 있다. 상기 관련 정보는 SU-MIMO를 가정하여 계산된 PMI, CQI 및 RI 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 단말은 상기 기지국이 전송한 기준신호 및 동시 지원하는 레이어 수를 기반으로 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 전송함으로써, 상기 단말이 상기 기지국이 전송한 값을 기반으로 스케줄링 하기 위한 측정 정보를 제공할 수 있다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이의 데이터 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 기지국(602)은 단말(604)과 실시 예에 따라 신호를 송수신할 수 있다.
단계 610에서 기지국(602)은 단말(604)에 기준 신호를 전송할 수 있다. 상기 기준신호를 기반으로 단말(604)는 채널 상태를 측정할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 기준신호는 단말(604)이 채널 상태를 측정할 수 있는 신호 모두를 포함할 수 있다. 또한 실시 예에서 단말(604)은 상기 기준신호를 기반으로 SINR을 측정할 수 있다. 실시 예에서 상기 측정한 SINR이 단말(604)이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 상기(604) 단말은 계산된 SINR을 기반으로 MCS 매핑을 통해 CQI를 선택할 수 있다.
단말 620에서 단말(604)는 단계 610에서 수신한 신호를 기반으로 동시에 지원 가능한 레이어 수를 결정할 수 있다. 실시 예에서 동시에 지원 가능한 레이어 수가 2개 이상이 될 경우 동시에 지원 가능한 레이어 수가 1개일 때 보다 단말의 SINR은 감소할 수 있다. 따라서 단말(604)은 단말(604)이 정상적으로 동작하기 위한 최소의 SINR을 만족하는 최대의 레이어 수를 선택할 수 있다. 상기 레이어 수를 결정하기 위해서 수학식 1내지 6의 방법이 사용될 수 있다.
단계 630에서 단말(604)은 단계 620에서 결정된 레이어 수 및 단계 610에서 수신한 신호를 기반으로 채널 상태 정보를 계산할 수 있다. 상기 채널 상태 정보는 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 채널 상태 정보를 계산하기 위해 도 4의 단계 430의 방법이 사용될 수 있다.
단계 640에서 단말(604)은 기지국(602)에 상기 결정된 레이어 수 및 상기 채널상태 정보 중 하나 이상을 전송할 수 있다.
단계 650에서 기지국(602)은 단계 640에서 수신된 정보를 기반으로 스케줄링을 진행할 수 있다.
도 7은 실시 다른 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서 상기 단말은 기지국으로부터 기준 신호를 수신할 수 있다. 상기 기준신호 및 채널 상태를 고려하여 상기 단말은 SINR을 측정할 수 있다. 실시 예에서 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 단말은 계산된 SINR을 기반으로 MCS 매핑을 통해 CQI를 선택할 수 있다.
단계 720에서 상기 단말은 단계 710의 측정 결과를 기반으로 동시에 지원 가능한 레이어 수를 결정할 수 있다. 실시 예에서 동시에 지원 가능한 레이어 수가 2개 이상이 될 경우 동시에 지원 가능한 레이어 수가 1개일 때 보다 단말의 SINR은 감소할 수 있다. 따라서 상기 단말은 상기 단말이 정상적으로 동작하기 위한 최소의 SINR을 만족하는 최대의 레이어 수를 선택할 수 있다. 상기 레이어 수를 결정하기 위해서 수학식 1내지 6의 방법이 사용될 수 있다.
단계 730에서 상기 단말은 상기 단계 720에서 결정된 레이어 수 및 단계 710에서 측정한 정보를 기반으로 채널 상태정보를 계산할 수 있다. . 상기 채널 상태 정보는 PMI, CQI 및 RI 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 채널 상태 정보를 계산하기 위해 도 4의 단계 430의 방법이 사용될 수 있다.
단계 740에서 상기 단말은 상기 기지국에 상기 결정된 레이어 수 및 상기 채널 상태 정보 주 하나 이상을 전송할 수 있다.
이와 같이 상기 단말이 측정한 SINR 값을 기반으로 단말이 요구하는 최소한의 SINR을 만족하는 레이어수를 결정하여 상기 기지국에 전송함으로써 상기 기지국이 MU-MIMO로 동작할 때 상기 기지국이 실제로 사용할 레어어 수를 결정할 수 있다. 이를 통해 상기 기지국은 최대의 전송 효율을 낼 수 있는 레이어 수를 결정하여 스케줄링을 진행할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 기지국
112 : 스케줄러
114 : 프리코딩부
116 : 송수신부
120 : 무선채널
130 : 단말

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 기준신호 및 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하는 단계;
    상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정한 SINR 값을 기반으로 CQI(Channel Qulity Indicator)를 결정하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 기지국에 전송하는 단계는 상기 결정된 CQI를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결정한 CQI를 기반으로 RI(Rank Indicator)를 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 기지국에 전송하는 단계는 상기 결정된 RI를 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기지국에 전송하는 단계는 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 ack 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하지 않는 경우, 상기 기준신호를 기반으로 SINR을 측정하고, 상기 기준신호를 기반으로 측정된 SINR을 기반으로 결정된 값 및 nack 신호를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
    레이어 수를 결정하는 단계;
    상기 결정된 레이어 수 및 기준신호를 포함하는 신호를 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 상기 단말이 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족할 경우 상기 단말이 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신하는 단계는 상기 단말이 측정한 SINR 값을 기반으로 결정된 CQI(Channel Quality Indicator)을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신하는 단계는 상기 CQI 값을 기반으로 결정된 RI(Rank Indicator)를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신하는 단계는 상기 단말이 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 ack 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 단말이 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하지 않는 경우, 상기 단말로부터 상기 기준신호를 기반으로 측정된 SINR을 기반으로 결정된 값 및 nack 신호를 포함하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 기준신호를 수신하는 단계;
    상기 기준신호를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하는 단계;
    상기 측정한 SINR 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 결정하는 단계; 및
    상기 결정한 레어어 수를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
    단말로 기준신호를 전송하는 단계; 및
    상기 단말로부터 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 신호를 기반으로 스케줄링을 하는 단계;를 포함하며,
    상기 레이어수는 상기 단말이 상기 기준신호를 기반으로 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    기지국으로부터 기준신호 및 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 송수신부; 및
    상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하고, 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는지 판단하고, 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 상기 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 상기 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정한 SINR 값을 기반으로 CQI(Channel Qulity Indicator)를 결정하고,
    상기 송수신부는 상기 결정된 CQI를 상기 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 결정한 CQI를 기반으로 RI(Rank Indicator)를 결정하고,
    상기 송수신부는 상기 결정된 RI를 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 ack 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하지 않는 경우, 상기 기준신호를 기반으로 SINR을 측정하고,
    상기 송수신부는 상기 기준신호를 기반으로 측정된 SINR을 기반으로 결정된 값 및 nack 신호를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    레이어 수를 결정하는 제어부; 및
    상기 결정된 레이어 수 및 기준신호를 포함하는 신호를 단말로 전송하고, 상기 단말이 상기 기준신호 및 상기 레이어 수를 기반으로 상기 단말이 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족할 경우 상기 단말이 측정한 SINR을 기반으로 결정된 값을 수신하는 송수신부를 포함하는 기지국.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 단말이 측정한 SINR 값을 기반으로 결정된 CQI(Channel Quality Indicator)을 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 CQI 값을 기반으로 결정된 RI(Rank Indicator)를 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 단말이 측정한 SINR 값이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하는 경우 ack 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 단말이 측정한 SINR이 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 만족하지 않는 경우, 상기 단말로부터 상기 기준신호를 기반으로 측정된 SINR을 기반으로 결정된 값 및 nack 신호를 포함하는 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국
  23. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    기지국으로부터 기준 신호를 수신하는 송수신부; 및
    상기 기준신호를 기반으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 측정하고, 상기 측정한 SINR 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 결정하고, 상기 결정한 레어어 수를 포함하는 신호를 상기 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 단말.
  24. 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    단말로 기준신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 단말에 동시 지원 가능한 레이어 수를 포함하는 신호를 수신하는 송수신부; 및
    상기 수신한 신호를 기반으로 스케줄링을 하는 제어부를 포함하며,
    상기 레이어수는 상기 단말이 상기 기준신호를 기반으로 측정한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 및 상기 단말이 요구하는 최소 SINR을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
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