KR102213362B1 - Mimo 시스템에서 가상 안테나 매핑 정보를 피드백하는 가상 안테나 매핑 방법 및 장치 - Google Patents

Mimo 시스템에서 가상 안테나 매핑 정보를 피드백하는 가상 안테나 매핑 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MIMO 시스템에서 가상 안테나 매핑 정보를 피드백하는 가상 안테나 매핑 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국의 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM) 방법으로, N개의 논리적 안테나를 지원하는 전송 모드에서 단말로 기준 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 상기 기준 신호를 이용한 채널 측정 결과에 따라 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 수신하는 단계 및 상기 VAM 패턴을 적용하여 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 VAM 패턴은 상기 N개의 논리적 안테나에 각각 대응하는 N개의 데이터 스트림을 상기 M개의 물리적 안테나에 매핑시키기 위한 패턴인 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

MIMO 시스템에서 가상 안테나 매핑 정보를 피드백하는 가상 안테나 매핑 방법 및 장치{Virtual antenna mapping method and Virtual antenna mapping apparatus for feedback of virtual antenna mapping pattern in MIMO system}
본 발명은 MIMO 시스템에서 가상 안테나 매핑 정보를 피드백하는 가상 안테나 매핑 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 무선 통신 시스템의 시스템 용량을 늘리기 위해 기지국이 복수 개의 안테나를 사용하도록 하는 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 기술이 많은 주목을 받아왔다. MIMO 기술 개발 초기에는 송신기와 수신기 안테나의 숫자 증가가 제공할 수 있는 용량 증대 기술이 관심을 받아왔다면, 이후에는 MIMO 기술의 실제 구현을 고려, 크기 및 파워 제한으로 안테나 확장 및 복잡한 연산이 어려운 단말기 안테나 숫자보다는 사이즈 및 복잡도 측면에서 변화가 용이한 기지국의 안테나 숫자를 늘리는 기술들을 위주로 발전하고 있다. 이러한 흐름의 연장선 상에서, LTE-Advanced라고 불리는 3GPP Release 10의 경우 최대 8개의 안테나를 가지는 기지국의 전송기법까지 개발이 되었고, 최근에는 기지국에 최대 64개의 안테나를 고려하는 기술에 대한 논의가 진행되고 있다.
이처럼 더 많은 숫자의 안테나를 활용하는 새로운 송신 모드가 지원되면서, 기지국은 많은 수의 안테나를 장착하게 되었지만, 여전히 기지국이 장착한 안테나의 수보다 적은 안테나만을 지원하는 기존 송신 모드를 사용하는 상황이 발생하였다. 예를 들어, 기존 송신 모드의 안테나 숫자를 4개, 새로운 송신 모드의 안테나 숫자를 64개라고 할 경우, 64개의 안테나를 가진 기지국에서 64개의 안테나를 4개의 안테나로 신호를 변환하여 전송하기 위한 기술이 필요하다. 이를 해결하기 위해 물리적 안테나 수보다 적은 수의 논리적 안테나를 많은 수의 물리적 안테나에 매핑시키는 가상 안테나 매핑 (virtual antenna mapping; VAM) 기술이 필요하게 되었다.
구체적으로는 3GPP 표준화 개발 과정에 따라 4개의 안테나를 사용하던 LTE 표준(3GPP Release 8)에서 개발된 송신 모드를 8개의 안테나를 사용하는 LTE-Advanced 표준(3GPP Release 10)의 기지국에서 전송하기 위하여, 8개의 안테나를 4개의 안테나로 매핑하는 가상 안테나 매핑 기술이 소개되었다.
종래의 매핑 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 최대 8개의 물리적 안테나를 4개의 논리적 안테나와 매핑하는 방법을 제시하고 있으며, 구체적인 매핑 알고리즘은 기지국이 단독으로 결정하도록 하였다. 도 1을 참조하면, 종래의 매핑 기술은 4개의 송신 신호를 8개의 물리적 안테나에 매핑시키되, 각 신호를 2개의 안테나에 매핑시키는 구체적 알고리즘은 기지국이 결정한다. 도 1에 표시된 M=8인 상황에서 8개의 안테나를 사용하는 기지국과 수신기 사이의 채널을
Figure 112014020913677-pat00001
, VAM 기술 적용 후 4개의 안테나로 변환된 채널을
Figure 112014020913677-pat00002
라고 한다면, 도 1에 도시한 전송 형태는 아래와 같은 수학식 1로 표현할 수 있다.
Figure 112014020913677-pat00003
수학식 1에서 채널 벡터 h 에 곱해진 1과 0으로 이루어진 행렬 V 는 M개의 기지국 안테나와 N개의 안테나를 사용하는 기존 송신 모드를 변환하는 가상 안테나 매핑 기술을 수학적으로 표현한 것이다. 가상 안테나 매핑 기술이 적용된 경우, 수신기는 송신기의 안테나 숫자가 4개보다 많더라도 송신기가 4개의 안테나 포트를 가진 것으로 인식하고 데이터를 수신한다.
이러한 종래 기술은 4개의 논리적 안테나(LTE 시스템 전송 모드 2를 가정)를 8개의 물리적 안테나(LTE-A 시스템 가정)로 매핑하는 상황에서 효과적으로 사용되었다.
하지만 현재까지 소개된 가상 안테나 매핑 기술은, 구체적 매핑과 관련하여서는 기지국의 구현 이슈로 한정하고, 이와 관련한 구체적 기술 방법에 대해서는 논의가 되지 않았다. 이러한 이유는 8개의 안테나를 4개의 안테나로 매핑하는 현재의 가상 안테나 매핑 기술에 있어서, 가상 안테나 매핑 패턴의 경우의 수가 추가적인 성능 개선을 제공할 수 있는 가능성이 적기 때문이다.
하지만 향후 무선 통신 시스템의 기지국은 MIMO(Multi-input Multi-output) 기술의 적용에 따라 기지국이 최대 64개의 안테나를 장착하는 시나리오로 확장될 예정이므로, 이를 고려한 새로운 가상 안테나 매핑 기술이 필요하다.
LTE 네트워크에서는 최대 4개의 안테나를 사용하는 송신 모드를 사용하고 향후 개발될 기술에서는 이보다 더 많은 안테나 숫자를 사용하는 송신 모드가 개발될 예정이다. 선행 기술을 사용하는 기지국에서는 4개의 안테나를 사용하는 기존 송신 모드를 동시에 지원해야 하는데, 안테나 숫자가 동일하지 않은 문제가 발생하고, 이를 해결하기 위해 가상 안테나 매핑 기술이 사용된다.
기존에는 가상 안테나 매핑 기술의 개선을 위한 비용 대비 그를 통한 성능 개선의 여지가 적어 가상 안테나 매핑을 기지국의 구현 이슈로만 한정하고 시스템 상에서 그 변화를 지원하지 않았다. 하지만 기지국의 안테나 숫자가 증가할수록, 가상 안테나 매핑 기술의 구현 방법이 다양해지고, 그에 의한 성능 개선이 기대된다. 따라서 기존의 기지국 구현 이슈로만 한정한 시스템 설계보다 가상 안테나 매핑 기술의 변화를 지원하는 새로운 설계가 필요하다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 가상 안테나 매핑 기술을 유동적으로 변화하는 무선 통신 시스템 및 효율적인 가상 안테나 매핑 기술을 제공한다. 본 발명은 단말기로부터 가상 안테나 매핑 패턴을 피드백해주는 시스템 설계, 그리고 피드백 받은 가상 안테나 매핑 패턴을 적용하는 기지국 송신 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 무선 통신 시스템에서 가상 안테나 매핑 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말기로부터 가상 안테나 매핑 패턴을 피드백받고, 피드백 받은 가상 안테나 매핑 패턴을 적용하는 가상 안테나 매핑 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국의 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM) 방법은, N개의 논리적 안테나를 지원하는 전송 모드에서 단말로 기준 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 상기 기준 신호를 이용한 채널 측정 결과에 따라 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 수신하는 단계 및 상기 VAM 패턴을 적용하여 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 VAM 패턴은 상기 N개의 논리적 안테나에 각각 대응하는 N개의 데이터 스트림을 상기 M개의 물리적 안테나에 매핑시키기 위한 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국과 데이터 통신을 수행하는 단말의 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM) 방법은, N개의 논리적 안테나를 지원하는 전송 모드에서 상기 기지국으로부터 기준 신호(Reference Signal; RS)가 수신되면, 상기 RS를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계, 상기 채널 추정 결과에 따라, VAM 패턴을 선택하는 단계 및 상기 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 VAM 패턴은 상기 N개의 논리적 안테나에 각각 대응하는 N개의 데이터 스트림을 상기 M개의 물리적 안테나에 매핑시키기 위한 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM)을 수행하는 송신 장치는, M개의 물리적 안테나를 포함하여 구성되는 송수신부 및 N개의 논리적 안테나를 지원하는 전송 모드에서 수신 장치로 기준 신호(Reference Signal; RS)를 전송하고, 상기 수신 장치로부터 상기 기준 신호를 이용한 채널 측정 결과에 따라 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 수신하면, 상기 VAM 패턴을 적용하여 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 수신 장치로 신호를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 VAM 패턴은 상기 N개의 논리적 안테나에 각각 대응하는 N개의 데이터 스트림을 상기 M개의 물리적 안테나에 매핑시키기 위한 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM)을 수행하는 수신 장치는, M개의 물리적 안테나를 구비하는 송신 장치와 데이터 통신을 수행하는 송수신부 및 N개의 논리적 안테나를 지원하는 전송 모드에서 상기 송신 장치로부터 기준 신호(Reference Signal; RS)가 수신되면, 상기 RS를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정 결과에 따라, VAM 패턴을 선택하고, 상기 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 상기 송신 장치로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 VAM 패턴은 상기 N개의 논리적 안테나에 각각 대응하는 N개의 데이터 스트림을 상기 M개의 물리적 안테나에 매핑시키기 위한 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 방법 및 장치는 종래 무선 통신 시스템에서 제공하는 전송 모드에 따라 실제 기지국이 사용할 수 있는 안테나 숫자 개수보다 적은 수의 논리적 안테나를 사용하는 전송 모드를 사용하는 경우, 더욱 많은 안테나를 이용하여 데이터 통신을 보다 효율적으로 수행하며, 시스템 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 종래기술에 따라 4Tx 전송모드를 지원하는 기지국이 8Tx 물리적 안테나로 가상 안테나 매핑을 수행하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 행렬 형태를 갖는 가상 안테나 매핑 패턴의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 가상 안테나 매핑 테이블의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 적용 후 생성된 채널의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 테이블을 이용한 가상 안테나 매핑 인덱스 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 인접한 안테나를 묶어 전송하는 가상 안테나 매핑 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 기지국의 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 단말의 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 장치들의 구조를 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 실시 예들은 단말과 연계하여 설명된다. 단말은 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 모바일, 원격국, 원격 단말, 모바일 디바이스, 사용자 단말, 단말, 무선 통신 디바이스, 사용자 에이전트, 사용자 디바이스, 또는 사용자 장비(UE)로 지칭될 수 있다. 단말은 셀룰러 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 접속 능력을 갖는 핸드 헬드 디바이스, 컴퓨팅 디바이스 또는 무선 모뎀에 연결된 다른 처리 디바이스일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하의 설명들에서는, 특별한 언급이 없으면 기지국은 M개의 안테나를 가지고 있고, 4개의 안테나를 사용하는 기존 송신 모드를 전송하기 위한 가상 안테나 매핑 (virtual antenna mapping; 이하 VAM) 기술을 사용하고 있다고 가정한다. 도 1에 도시되었듯이, 기존 송신 모드 전송 신호는 기존 송신 모드 기법에 따라 선처리(Precoding) 된 신호일 수도 있다. 또한 기존 송신 모드의 안테나 숫자는 사용하는 시스템에 따라 변화할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2의 실시 예에서, 기지국은 M개의 물리적 안테나를 가지며, N개의 논리적 안테나를 지원하는 N Tx 송신 모드를 사용하는 것을 가정한다. 이때, M>N이다.
도 2를 참조하면, 기지국과 단말은 사전에 VAM에 관한 정보를 공유할 수 있다(301). VAM에 관한 정보는 적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
VAM 패턴은 매트릭스 형태로 구성될 수 있으며, VAM 매트릭스는 매트릭스의 크기, 오버헤드, 기지국의 안테나 형태, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서, VAM 패턴은 M×N 크기를 갖는 매트릭스 형태로 구성될 수 있다. 기지국이 M개의 물리적 안테나를 가지며 4 TX 전송 모드를 사용하는 경우, VAM 패턴은 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 매트릭스로 구성될 수 있다. 기지국과 단말은 VAM에 관한 정보로써 VAM 매트릭스 자체를 공유하거나, VAM 매트릭스 구성에 고려되는 상기의 엘리먼트들을 공유할 수 있다.
적어도 하나의 VAM 패턴 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보는 테이블 형태로 구성될 수 있다. VAM 테이블은 인덱스 후보의 수가 지나치게 많아지는 것을 고려하여, 테이블 사이즈를 줄이면서도 VAM 성능을 유지할 수 있도록 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조(co-pol, cross-pol, 2D array 등), 안테나 상관도, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다. 도 5는 4개의 논리적 안테나와 16개의 물리적 안테나를 사용하는 기지국을 위한 VAM 테이블의 예를 도시하고 있다. 도 4의 VAM 테이블은 4개의 데이터 스트림 S1, S2, S3, S4를 16개의 물리적 안테나에 매핑하는 네 개의 VAM 패턴과 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스(VAM#1, VAM#2, VAM#3, VAM#4)를 포함하여 구성된다.
도 3 및 도 4에 도시된 VAM 매트릭스 및 VAM 테이블은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상이 적용되는 범위 내에서 VAM 매트릭스 및 VAM 테이블은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 특별한 제한을 두지는 않는다.
VAM 테이블 작성을 위한 구체적은 실시 예는 하기에서 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
VAM에 관한 정보는 VAM 인덱스의 피드백 주기에 관한 정보, VAM 패턴 선택에 필요한 엘리먼트, 예를 들어, 채널 상태와 VAM 패턴의 대응 관계에 대한 정보, 안테나 간격 등을 더 포함할 수 있다.
VAM에 관한 정보는 기지국이 설정하여 단말에게 통보할 수 있다. 기지국은 단말의 초기 접속 시 또는 핸드오버 시, 상위 시그널링을 통하여 VAM에 관한 정보를 단말로 전송할 수 있다. 또는, VAM에 관한 정보를 단말이 설정하여 기지국으로 통보할 수도 있다. VAM에 관한 정보가 단말 및 기지국의 제조자에 의하여 단말 및 기지국에 기 저장되는 경우, 상술한 공유 절차는 생략될 수 있다.
기지국은 단말로 참조 신호(Reference Signal; RS)를 전송한다(303).
RS는 단말로 하여금 하향링크 채널 상태를 측정하는데 참조하도록 하거나 또는 단말이 하향링크 데이터 채널(Physical Data Shared CHannel; PDSCH)을 복조하는데 참조하도록 단말로 전송되는 신호이다. RS는 파일럿(pilot) 신호라고도 불린다. RS는 기지국의 서비스 영역 내에 존재하는 단말들이 공동으로 수신할 수 있는 CRS (Cell-specific Reference Signal), CRS 대비 안테나 포트 (antenna port) 당 상대적으로 적은 자원을 사용하는 CSI-RS(Channel Status Information Reference Signal), 소정의 단말에게 스케줄링 된 PDSCH를 단말이 복조하는데 참조하는 DM-RS (Demodulation Reference Signal)로 구분된다.
안테나 포트는 기지국이 전송 모드에 따라 사용하는 논리적 안테나를 의미하는 것으로, 기지국이 사용하는 전송 모드에 따라 안테나 포트 수가 결정될 수 있다. 기지국은 안테나 포트 수에 해당하는 데이터 스트림을 생성하며, 본 발명에서는 안테나 포트 수만큼 생성된 데이터를 물리적 안테나에 매핑한다. CSI-RS는 안테나 포트 별로 정의되어 각 안테나 포트에 대한 채널 상태를 측정하도록 운용된다. 만약 동일한 CSI-RS가 여러 개의 물리적인 안테나로부터 전송되면, 단말은 각각의 물리적인 안테나들을 하나의 안테나 포트로 인식하게 된다.
본 발명의 실시 예에서, 기지국은 단말의 채널 추정(channel estimation)을 지원하기 위하여 M개의 안테나를 통해 RS를 단말로 전송한다. 여기에서 사용되는 기준 신호는 최대 M개의 안테나 채널을 모두 추정할 수 있는 기준신호를 사용한다. 본 발명에서는 단말의 채널 추정을 위하여 RS를 전송하는 것을 가정하나, 다양한 실시 예에서 기지국은 단말의 VAM 패턴 선택을 위한 별도의 신호를 정의하여 전송할 수도 있다.
RS를 수신한 단말은 채널 상태를 추정한다(305).
단말은 수신한 RS를 기초로 M개의 안테나 다운링크 채널 상태를 추정한다. 일 실시 예에서 단말은 CSI-RS를 기초로 채널 추정을 수행할 수 있다.
이후에 단말은, 채널 추정 결과를 기초로 현재 채널 상태에 대하여 최적의 VAM 패턴을 선택한다(307).
일 실시 예에서, 단말은 채널 추정 결과에 따라 현재 채널 상태에서 최대의 채널 이득을 얻고 전송 다이버시티(Transmit diversity) 성능을 높일 수 있는 VAM 패턴을 선택할 수 있다. 즉, 단말은 최소 채널 품질(minimum channel quality)를 최대화하는 VAM 패턴을 선택할 수 있다.
단말은 선택된 VAM 패턴에 대한 정보를 기지국으로 피드백한다. 단말은 VAM 테이블을 이용하여 선택된 VAM 패턴에 대응하는 VAM 인덱스를 기지국으로 피드백 할 수 있다(309).
채널 상태 보고와 함께 또는 별도로 정의된 메시지 포맷을 이용하여 보고할 수 있다. 단말의 피드백 형태에 대해서는 특별한 제한을 두지 않는다.
단말은 주기적 또는 비 주기적으로 VAM 패턴을 선택하고 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.
단말이 피드백을 비주기적으로 전송하는 하는 경우, 단말은 기지국의 요청 또는 단말이 스스로 결정하여 피드백을 비주기적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말로부터 NACK이 연속적으로 수신되는 경우, 단말로 VAM 피드백을 요청함으로써 비주기적으로 피드백을 수신할 수 있다. 또는, 단말은 피드백 전송 이벤트가 발생하는 경우, VAM 패턴을 선택하고 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 여기서, 피드백 전송 이벤트는 채널 추정 결과에 따를 때 채널 품질의 변화에 의해 VAM 패턴을 다시 선택해야 하는 경우, 채널 품질이 임계값 이하로 나빠질 경우 등을 포함할 수 있다. 즉, 단말기는 자신의 채널 상황을 관찰하며, VAM 패턴의 변화가 필요하다고 판단될 때 능동적으로 선호하는 안테나 매핑 패턴을 피드백 할 수 있다.
단말이 주기적으로 피드백을 전송하는 경우, 단말은 기지국과의 시그널링을 통해 피드백 주기 및 피드백 데이터의 크기를 가변적으로 결정할 수 있다. 이때, 피드백 전송 주기는 사용자 분포, 사용자들의 이동성 상황, 시스템 상황, 네트워크 상태, 채널 상태, VAM 패턴 변화에 따른 성능 변화 등을 고려하여 결정될 수 있다.
단말로부터 VAM 패턴에 관한 정보를 수신한 기지국은, 패드백 받은 정보를 기초로 VAM 패턴을 적용하여 N개의 데이터 스트림을 M개의 안테나에 매핑시킨다(311). 기지국이 단말로부터 VAM 인덱스를 피드백 받은 경우, 기지국은 VAM 테이블을 이용하여 VAM 인덱스에 대응하는 VAM 패턴을 결정할 수 있다.
선택된 VAM 패턴이 M×N 크기의 행렬
Figure 112014020913677-pat00004
로 구성될 때, 입력 데이터 스트림을 N×1 크기의 행렬
Figure 112014020913677-pat00005
으로 나타내면, M개의 안테나에 매핑되는 출력 데이터 스트림은 다음의 수학식 2에 따라 M×1 크기의 행렬
Figure 112014020913677-pat00006
로 나타낼 수 있다.
Figure 112014020913677-pat00007
기지국은 N개의 입력 데이터 스트림을 선택된 VAM 패턴 및 수학식 2를 이용하여 M개의 안테나를 위한 M개의 전송 신호를 생성하고, 각각의 전송 신호를 M개의 물리적 안테나에 각각 매핑 시킨다.
이후 기지국은 매핑된 결과를 기초로 M개의 안테나를 통하여 단말로 신호를 전송한다(313). 기지국은 N Tx 전송 모드로 동작하되, 선택된 VAM 패턴을 이용하여 N개의 데이터 스트림을 M개의 안테나에 매핑시켜 전송하는 동작을 수행한다.
기지국으로부터 데이터를 수신한 단말은, 기지국이 N Tx 전송 모드를 사용하는 것으로 인식하고, 수신된 신호를 복호한다(315).
예를 들어, 단말이 8개의 안테나를 통해 h1부터 h8까지 여덟 개의 신호를 수신하고, 단말이 선택한 VAM 패턴이 도 5의 좌측에 도시된 것과 같을 때, 기지국이 4 Tx 전송 모드를 사용하는 것으로 감지되면 단말은 도 5의 우측에 도시된 수학식을 이용하여 4 Tx 전송 모드에서의 데이터 스트림 g1 내지 g4를 복호한다. 상기한 복호 과정은 수학식 1을 참조하면 보다 명확하게 이해될 수 있다.
단말 및 기지국은 기지국이 N Tx 전송 모드를 사용하여 반복적으로 데이터를 송수신하는 동안 상술한 동작을 반복하여 수행할 수 있다.
이하에서는, VAM 패턴 테이블을 이용한 VAM 인덱스 피드백 방법 및 VAM 테이블을 생성하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 테이블을 이용한 VAM 인덱스 피드백 방법을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 통신 안테나 시스템에서 동작하는 기지국은 M개의 물리적 안테나를 가지며, N개의 논리적 안테나를 지원하는 N Tx 송신 모드를 사용한다. 일 실시 예로, 도 6에서는 상기 M이 8이고, N은 4인 경우를 도시하였다.
기지국은 M이 N보다 크기 때문에, N개의 데이터 스트림을 M개의 안테나로 매핑 시키기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 VAM을 수행한다.
도 6에서는 기지국이 4 Tx 송신 모드를 사용하며, S1, S2, S3, S4 네 개의 데이터 스트림을 여덟 개의 안테나에 매핑하는 예가 도시되어 있다. 도 3은 기지국이 특정한 VAM 패턴에 따라 S1을 첫 번째 및 두 번째 안테나에, S2를 세 번째 및 네 번째 안테나, S3를 다섯 번째 및 여섯 번째 안테나에, S4를 일곱 번째 및 여덟 번째 안테나에 각각 매핑시킨 예를 도시하였다.
VAM을 수행하기 위해서는 단말 및 기지국이 효율적인 VAM 패턴을 선택하여야 한다. VAM 패턴은 N개의 데이터 스트림을 복수의 안테나 중 어떤 안테나들에 각각 매핑할지 결정하기 위한 패턴으로, 본 발명의 일 실시 예에서는 VAM 패턴을 테이블화 하여 사용할 수 있다. 단말기는 기지국의 M개의 안테나 채널을 추정한 후, 선호하는 가상 안테나 매핑 패턴을 선택하는 과정에서 테이블 내에 포함된 가상 안테나 매핑 패턴 중 어느 하나를 선택하여 이에 대한 인덱스를 기지국으로 피드백할 수 있다.
가상 안테나 매핑 패턴 작성은 상기 수학식 1의 V 행렬을 작성하는 것으로 일반적으로 대체할 수 있다. 따라서 아래 설명에서는 V 행렬 설계 방법을 기준으로 기술한다. 본 발명에서 테이블 내 가상 안테나 매핑 정보는 제한하지 않지만, 아래와 같은 실시 예들을 사용할 수 있다.
1) 모든 안테나의 송신 신호를 균일하게 만드는 가상 안테나 매핑 패턴 사용
행렬 V 의 i번째 행과 j번째 열에 위치한 요소 중 0이 아닌 값을 가진 요소들을 V(i,j)라고 표현할 때, 수학식 3 및 수학식 4과 같은 조건을 가진 가상 안테나 매핑 패턴을 사용할 수 있다.
Figure 112014020913677-pat00008
Figure 112014020913677-pat00009
상기 수학식 3은 0이 아닌 행렬 V 의 요소들이 모두 같은 크기를 가지게 됨을 의미하고, 수학식 2는 모든 행의 요소들의 크기의 합이 동일함을 의미한다.
상기 수학식 1에 표기하였듯이 M개의 안테나 채널을 h 벡터, 가상 안테나 매핑 패턴 적용 후 채널을 g 벡터라고 하고, 행렬 V 의 요소들이 1로 표현된다고 가정할 때, 가상 안테나 패턴 적용 후 생성된 i번째 안테나와 M개의 안테나 채널의 관계는 아래의 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014020913677-pat00010
상기 수학식 5에서
Figure 112014020913677-pat00011
는 M개의 안테나 가운데, 가상 안테나 매핑을 통해 i번째 안테나로 매핑된 안테나들의 집합을 표현한다. 본 발명에서 제안하는 가상 안테나 매핑 패턴은 M개의 안테나를 균일하게 분배하는 가상 안테나 매핑 기술을 사용할 수 있다. 이러한 표현은 하기 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112014020913677-pat00012
2) 가상 안테나 매핑 과정에서 인접한 안테나를 1개의 안테나로 구성하는 가상 안테나 매핑 패턴 사용
가상 안테나 매핑 패턴은 기지국이 가진 M개의 안테나 포트 가운데, 인접한 안테나 포트를 묶어서 전송하는 매핑 패턴을 사용할 수 있다. 인접한 안테나 포트는 연속한 숫자의 안테나 포트를 의미할 수도 있고, 또는 물리적으로 가장 가까운 안테나 포트를 의미할 수도 있다. 안테나 포트의 숫자만을 고려한 실시 예를 도 7에 도시하였다.
상기 도 7은 M=16일 때 4개의 안테나로 가상 안테나 매핑을 하는 경우 인접한 안테나 포트를 묶어 매핑하는 예를 도시하고 있다.
3) 안테나 형태 및 채널 상관도에 따라 가상 안테나 매핑 패턴을 변화시키는 시스템
기지국에 따라 안테나 형태가 변화할 수 있고, 안테나 구조에 따라 안테나 포트간 채널 상관도가 변화할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 가상 안테나 매핑 패턴 테이블은 안테나 구조 또는 안테나 포트간 채널 상관도에 따라 변화하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시 예에서 기지국이 사용하는 가상 안테나 매핑 패턴은 유동적으로 변화할 수 있다. 이러한 경우 기존 네트워크를 사용하는 legacy user들은 급격한 채널 변화를 경험하게 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 VAM 기술을 적용하는 경우 legacy user들의 성능에 영향을 미치지 않게 하기 위한 기지국 설계가 함께 고려되어야 한다.
구체적으로는 legacy user 입장에서는 가상 안테나 매핑 정보가 변화할 때 마다 기존 네트워크 안테나 포트(LTE 네트워크의 CRS 안테나 포트)에 해당하는 채널 값이 바뀌게 된다. Legacy user의 경우 CRS 안테나 포트에서 추정한 채널 정보를 활용하여 데이터 복호 및 채널 상태에 대한 feedback을 수행하게 되는데, 가상 안테나 매핑 패턴이 유동적으로 변화함으로 인하여, CRS 안테나 포트 매핑이 시간적으로 변화할 경우, 채널 상태 feedback에 대한 정보가 특히 큰 영향을 받게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 첫째로, 본 발명을 활용하는 송신기는 CRS 안테나 포트 매핑 패턴을 고려하여 legacy user에 대한 스케줄링을 조절함으로써 legacy user의 성능 영향을 피할 수 있다. 본 발명을 활용하는 송신기는 legacy user가 수신할 CRS 매핑 패턴에 대한 정보를 정확히 알 수 있다. 이러한 정보를 기반으로 legacy user의 데이터 수신 타이밍 및 피드백 정보 기준을 정확히 알 수 있다. 따라서 송신기는 legacy user가 피드백한 정보 및 해당 타이밍에 적용된 CRS 안테나 포트 매핑 패턴을 활용하여 legacy user의 성능 영향이 없는 방향으로 자원 할당 및 데이터 송신을 운용할 수 있다.
다음으로 본 발명을 활용하는 송신기는 legacy user의 송신 모드(transmission mode)를 피드백을 활용하지 않는 모드로 제한함으로써 제안 기법을 활용할 수 있다. 현재 LTE 표준의 경우, 총 9개의 송신 모드가 지정되어 있다. 이 가운데 CRS 안테나 포트 매핑 패턴 정보가 변화함에 따라 시스템 성능에 영향을 주는 모드는 legacy user로부터 feedback을 받아 데이터를 전송하는 mode들이다. 하지만 transmit diversity (TM2), 및 open-loop MIMO (TM3)의 경우는 legacy user의 feedback이 필요 없이 전송이 가능하므로, legacy user들의 송신 모드를 이것으로 제한하는 기지국 설계를 통해 legacy user의 성능에 대한 영향을 피할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 기지국의 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8에서, 기지국은 M개의 물리적 안테나를 사용한다.
먼저, 기지국은 단말과 VAM에 관한 정보를 공유할 수 있다(701). VAM에 관한 정보는 적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
VAM 패턴은 매트릭스 형태로 구성될 수 있으며, VAM 매트릭스는 매트릭스의 크기, 오버헤드, 기지국의 안테나 형태, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서, VAM 패턴은 M×N 크기를 갖는 매트릭스 형태로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 VAM 패턴 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보는 테이블 형태로 구성될 수 있다. VAM 테이블은 인덱스 후보의 수가 지나치게 많아지는 것을 고려하여, 테이블 사이즈를 줄이면서도 VAM 성능을 유지할 수 있도록 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조(co-pol, cross-pol, 2D array 등), 안테나 상관도, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다.
VAM에 관한 정보는 VAM 인덱스의 피드백 주기에 관한 정보, VAM 패턴 선택에 필요한 엘리먼트, 예를 들어, 채널 상태와 VAM 패턴의 대응 관계에 대한 정보, 안테나 간격 등을 더 포함할 수 있다.
기지국은 VAM에 관한 정보를 설정하여 단말에게 통보할 수 있다. 기지국은 단말의 초기 접속 시 또는 핸드오버 시, 상위 시그널링을 통하여 VAM에 관한 정보를 단말로 전송할 수 있다. 또는, 기지국은 VAM에 관한 정보를 단말로부터 수신할 수도 있다. VAM에 관한 정보가 단말 및 기지국의 제조자에 의하여 단말 및 기지국에 기 저장되는 경우, 상술한 공유 절차는 생략될 수 있다.
기지국은 N Tx 전송 N개의 논리적 안테나를 지원하는 N Tx 전송 모드를 선택하여 동작한다(703). 기지국은, 단말과의 채널 상태를 기초로 현재 채널 상태에 가장 적합한 N Tx 전송 모드를 선택하여 동작한다. 즉, 기지국은 단말로 데이터 전송 시 N개의 데이터 스트림을 생성하여 전송할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 M>N인 경우를 전제로 한다.
기지국은 단말로 RS를 전송한다(705).
기지국은 단말의 채널 추정(channel estimation)을 지원하기 위하여 M개의 안테나를 통해 RS를 단말로 전송한다.
이후에, 기지국은 단말로부터 VAM 패턴 정보를 수신한다(707).
VAM 패턴 정보는 단말이 RS를 이용하여 채널 추정을 수행한 후에, 채널 추정 수행 결과에 따라 선택된 VAM 패턴에 관한 정보로써, VAM 테이블로부터 획득한 VAM 패턴의 인덱스 정보일 수 있다.
기지국은 비주기적으로 단말로부터 VAM 패턴 정보를 수신할 수 있으며, 이 경우, 기지국은 비주기적으로 단말에게 VAM 패턴 정보를 요청하거나 단말이 스스로 결정하여 VAM 패턴 정보를 비주기적으로 전송하도록 명령할 수 있다.
또는 기지국은 주기적으로 단말로부터 VAM 패턴 정보를 수신할 수 있으며, VAM 패턴 정보의 수신 주기는 시스템 상황, VAM 패턴 변화에 따른 성능 변화 등을 고려하여 가변적으로 결정될 수 있다.
기지국은, 수신된 VAM 패턴 정보에 대응하는 VAM 패턴을 적용한다(709). 기지국은 N개의 데이터 스트림에 선택된 VAM 패턴을 적용하여 M개의 안테나에 매핑한다.
이후에 기지국은, N Tx 전송 모드로 동작하면서, 매핑된 신호를 단말로 송신하고 단말로부터 신호를 수신한다(711).
도 9는 본 발명에 따른 단말의 가상 안테나 매핑 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9에서, 기지국은 M개의 물리적 안테나를 사용하고, N Tx 전송 모드로 동작한다.
먼저, 단말은 기지국과 VAM에 관한 정보를 공유할 수 있다(801). VAM에 관한 정보는 적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
VAM 패턴은 매트릭스 형태로 구성될 수 있으며, VAM 매트릭스는 매트릭스의 크기, 오버헤드, 기지국의 안테나 형태, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서, VAM 패턴은 M×N 크기를 갖는 매트릭스 형태로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 VAM 패턴 및 각 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보는 테이블 형태로 구성될 수 있다. VAM 테이블은 인덱스 후보의 수가 지나치게 많아지는 것을 고려하여, 테이블 사이즈를 줄이면서도 VAM 성능을 유지할 수 있도록 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조(co-pol, cross-pol, 2D array 등), 안테나 상관도, 채널 상관도 등을 기초로 결정될 수 있다.
VAM에 관한 정보는 VAM 인덱스의 피드백 주기에 관한 정보, VAM 패턴 선택에 필요한 엘리먼트, 예를 들어, 채널 상태와 VAM 패턴의 대응 관계에 대한 정보, 안테나 간격 등을 더 포함할 수 있다.
단말은 VAM에 관한 정보를 설정하여 기지국으로 통보하거나, 기지국으로부터 VAM에 관한 정보를 수신할 수 있다. 단말은 초기 접속 시 또는 핸드오버 시, 상위 시그널링을 통하여 VAM에 관한 정보를 기지국과 공유할 수 있다. VAM에 관한 정보가 단말 및 기지국의 제조자에 의하여 단말 및 기지국에 기 저장되는 경우, 상술한 공유 절차는 생략될 수 있다.
기지국으로부터 RS를 수신하면(803), 단말은 RS를 이용하여 채널 추정을 수행한다(805). 일 실시 예에서 단말은 CSI-RS를 기초로 채널 추정을 수행할 수 있다.
이후에, 단말은 채널 추정 결과를 기초로, VAM 패턴을 선택한다(807).
일 실시 예에서, 단말은 채널 추정 결과에 따라 현재 채널 상태에서 최대의 채널 이득을 얻고 전송 다이버시티(Transmit diversity) 성능을 높일 수 있는 VAM 패턴을 선택할 수 있다. 즉, 단말은 최소 채널 품질(minimum channel quality)를 최대화하는 VAM 패턴을 선택할 수 있다.
일 실시 예에서, 단말은 채널 용량(channel capacity)을 최대화할 수 있는 VAM 패턴을 선택할 수 있다. 구체적으로, 단말은 VAM 패턴 적용 시 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 최대가 되는 VAM 패턴을 선택할 수 있다.
일 실시 예에서, 단말은 난수 기법을 이용하여 랜덤하게 VAM 패턴을 선택하거나, 안테나 간격을 기초로 VAM 패턴을 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말은 하나의 데이터 스트림에 매핑되는 안테나들이 가장 멀게 배치되도록 하는 VAM 패턴을 선택할 수 있다.
이후, 단말은 기지국으로 선택된 VAM 패턴에 대한 정보를 전송한다(809).
단말은 선택된 VAM 패턴에 대한 정보를 기지국으로 피드백한다. 단말은 VAM 테이블을 이용하여 선택된 VAM 패턴에 대응하는 VAM 인덱스를 기지국으로 피드백 할 수 있다
채널 상태 보고와 함께 또는 별도로 정의된 메시지 포맷을 이용하여 보고할 수 있다. 단말의 피드백 형태에 대해서는 특별한 제한을 두지 않는다.
단말은 주기적 또는 비 주기적으로 VAM 패턴을 선택하고 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.
단말이 피드백을 비주기적으로 전송하는 하는 경우, 단말은 기지국의 요청 또는 단말이 스스로 결정하여 피드백을 비주기적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말로부터 NACK이 연속적으로 수신되는 경우, 단말로 VAM 피드백을 요청함으로써 비주기적으로 피드백을 수신할 수 있다. 또는, 단말은 피드백 전송 이벤트가 발생하는 경우, VAM 패턴을 선택하고 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 여기서, 피드백 전송 이벤트는 채널 추정 결과에 따를 때 채널 품질의 변화에 의해 VAM 패턴을 다시 선택해야 하는 경우, 채널 품질이 임계값 이하로 나빠질 경우 등을 포함할 수 있다.
단말이 주기적으로 피드백을 전송하는 경우, 단말은 기지국과의 시그널링을 통해 피드백 주기 및 피드백 데이터의 크기를 가변적으로 결정할 수 있다. 이때, 피드백 전송 주기는 시스템 상황, VAM 패턴 변화에 따른 성능 변화 등을 고려하여 결정될 수 있다.
이후, 단말은 기지국으로부터 신호를 수신한다(811).
수신된 신호는 N개의 데이터 스트림을 단말이 피드백한 VAM 패턴 정보에 따라 M개의 안테나에 매핑함으로써, M개의 안테나로부터 전송된 신호이다.
다남ㄹ은 N Tx 전송 모드로 수신된 신호를 복호한다(813). 즉, 단말은 기지국이 N Tx 전송 모드를 사용하는 것으로 인식하고, 수신된 신호를 복호한다. 단말은, N Tx 전송 모드에서 사용하는 안테나의 수 N 및 자신이 선택한 VAM 패턴에 관한 정보를 기초로 N개의 데이터 스트림을 복호한다.
단말은 기지국이 N Tx 전송 모드를 사용하여 반복적으로 데이터를 송신하는 동안 상술한 동작을 반복하여 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑 장치들의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑을 수행하는 송신 장치(901)는 송수신부(903) 및 제어부(905)를 포함하여 구성된다.
송수신부(903)는 적어도 하나의 수신 장치(907)와 데이터 통신을 수행한다. 송수신부(903)는 본 발명의 실시 예에 따라, M개의 물리적 안테나를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(905)는 N Tx 전송모드에서 상술한 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑을 수행하며, 이를 위하여 송신 장치(901)의 구성 요소들을 제어한다. 제어부(905)의 상세한 가상 안테나 매핑 동작은 상술한 바와 같다.
다양한 실시 예에서, 송신 장치(901)는 기지국일 수 있다.
본 발명에 따른 가상 안테나 매핑을 수행하는 수신 장치(907)는 송수신부(909) 및 제어부(911)를 포함하여 구성된다.
송수신부(909)는 적어도 하나의 송신 장치(901)와 데이터 통신을 수행한다. 송수신부(909)는 M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국과 N Tx 전송 모드에서 데이터 통신을 수행한다.
제어부(911)는 상술한 본 발명에 따른 가상 안테나 매핑을 수행하며, 이를 위하여 수신 장치(907)의 구성 요소들을 제어한다. 제어부(911)의 상세한 가상 안테나 매핑 동작은 상술한 바와 같다.
다양한 실시 예에서, 수신 장치(907)는 사용자 장치로써 예를 들어 단말일 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.
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.
901: 송신 장치 903: 송수신부
905: 제어부 907: 수신 장치
909: 송수신부 911: 제어부

Claims (25)

  1. M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국의 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM) 방법으로,
    적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보를 단말에 전송하는 단계, 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각은 적어도 하나의 물리적 안테나와 적어도 하나의 데이터 스트림 사이의 매핑과 관련되고;
    상기 단말로 기준 신호(Reference Signal; RS)를 전송하는 단계;
    상기 단말로부터 상기 기준 신호를 이용한 채널 측정 결과에 따라 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 중 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 수신하는 단계; 및
    상기 선택된 VAM 패턴을 적용하여 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피드백은,
    피드백 전송 주기에 따라 주기적으로 수신되며,
    상기 피드백 전송 주기는,
    네트워크 상태, 채널 상태, 상기 VAM 패턴의 변화에 따른 성능 변화 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피드백은,
    상기 기지국의 요청 또는 상기 단말에서 VAM 패턴 정보 피드백 이벤트 발생에 의하여 비주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 VAM 패턴에 관한 정보는,
    VAM 테이블로부터 획득되는 상기 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 포함하되,
    상기 VAM 테이블은,
    적어도 하나의 VAM 패턴 및 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각에 대응하는 인덱스 정보를 포함하여 구성되고, 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조, 안테나 상관도, 채널 상관도 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 VAM 패턴은,
    VAM 패턴 행렬 V 에서 0이 아닌 요소들의 크기가 모두 같게 설정되고, 모든 행의 요소들의 크기의 합이 동일하게 구성되는 패턴 및 M개의 물리적 안테나 중 인접한 안테나를 그룹화하여 구성되는 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 VAM 패턴은
    안테나 형태 및 채널 상관도에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  7. M개의 물리적 안테나를 구비하는 기지국과 데이터 통신을 수행하는 단말의 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM) 방법으로,
    상기 기지국으로부터 적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보를 수신하는 단계, 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각은 적어도 하나의 물리적 안테나와 적어도 하나의 데이터 스트림 사이의 매핑과 관련되고;
    상기 기지국으로부터 기준 신호(Reference Signal; RS)가 수신되면, 상기 RS를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계;
    상기 채널 추정의 결과에 따라 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 중 VAM 패턴을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피드백은,
    피드백 전송 주기에 따라 주기적으로 전송되며,
    상기 피드백 전송 주기는,
    네트워크 상태, 채널 상태, 상기 VAM 패턴의 변화에 따른 성능 변화 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 피드백은,
    상기 기지국의 요청 또는 상기 단말에서 VAM 패턴 정보 피드백 이벤트 발생에 의하여 비주기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 피드백을 전송하는 단계는,
    채널 이득, 전송 다이버시티 성능, 최소 채널 품질, 채널 용량, SNR (Signal-to-Noise Ratio), 안테나 간격 중 적어도 하나를 기초로 VAM 패턴을 선택하는 단계;
    VAM 테이블로부터 상기 선택된 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 인덱스 정보를 포함하여 상기 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 VAM 테이블은,
    적어도 하나의 VAM 패턴 및 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각에 대응하는 인덱스 정보를 포함하여 구성되고, 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조, 안테나 상관도, 채널 상관도 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 VAM 패턴이 적용된 신호를 수신하는 단계; 및
    전송 모드에서 상기 VAM 패턴을 이용하여 N개의 논리적 안테나 각각에 대응하는 데이터 스트림을 복호하는 단계를 더포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 VAM 패턴은,
    VAM 패턴 행렬 V 에서 0이 아닌 요소들의 크기가 모두 같게 설정되고, 모든 행의 요소들의 크기의 합이 동일하게 구성되는 패턴 및 M개의 물리적 안테나 중 인접한 안테나를 그룹화하여 구성되는 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가상 안테나 매핑 방법.
  13. 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM)을 수행하는 송신 장치로,
    M개의 물리적 안테나를 포함하여 구성되는 송수신부; 및
    적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보를 수신 장치에 전송하고, 상기 수신 장치로 기준 신호(Reference Signal; RS)를 전송하고, 상기 수신 장치로부터 상기 기준 신호를 이용한 채널 측정 결과에 따라 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 중 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 수신하면, 상기 선택된 VAM 패턴을 적용하여 상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 수신 장치로 신호를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각은 적어도 하나의 물리적 안테나와 적어도 하나의 데이터 스트림 사이의 매핑과 관련된 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 송수신부는,
    피드백 전송 주기에 따라 주기적으로 상기 피드백을 수신하며,
    상기 피드백 전송 주기는,
    네트워크 상태, 채널 상태, 상기 VAM 패턴의 변화에 따른 성능 변화 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 송신 장치의 요청 또는 상기 수신 장치에서 VAM 패턴 정보 피드백 이벤트 발생에 의하여 비주기적으로 상기 피드백을 수신하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 VAM 패턴에 관한 정보는,
    VAM 테이블로부터 획득되는 상기 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 포함하되,
    상기 VAM 테이블은,
    적어도 하나의 VAM 패턴 및 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각에 대응하는 인덱스 정보를 포함하여 구성되고, 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조, 안테나 상관도, 채널 상관도 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 VAM 패턴은,
    VAM 패턴 행렬 V 에서 0이 아닌 요소들의 크기가 모두 같게 설정되고, 모든 행의 요소들의 크기의 합이 동일하게 구성되는 패턴 및 M개의 물리적 안테나 중 인접한 안테나를 그룹화하여 구성되는 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  18. 가상 안테나 매핑(Virtual Antenna Mapping; VAM)을 수행하는 수신 장치로,
    M개의 물리적 안테나를 구비하는 송신 장치와 데이터 통신을 수행하는 송수신부; 및
    상기 송신 장치로부터 적어도 하나의 VAM 패턴에 관한 정보를 수신하고, 상기 송신 장치로부터 기준 신호(Reference Signal; RS)가 수신되면, 상기 RS를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 상기 채널 추정의 결과에 따라 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 중 VAM 패턴을 선택하고, 상기 선택된 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 상기 송신 장치로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각은 적어도 하나의 물리적 안테나와 적어도 하나의 데이터 스트림 사이의 매핑과 관련된 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 송수신부는,
    피드백 전송 주기에 따라 상기 피드백을 주기적으로 전송하며,
    상기 피드백 전송 주기는,
    네트워크 상태, 채널 상태, 상기 VAM 패턴의 변화에 따른 성능 변화 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 송신 장치의 요청 또는 상기 수신 장치에서 VAM 패턴 정보 피드백 이벤트 발생에 의하여 비주기적으로 상기 피드백을 전송하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제어부는,
    채널 이득, 전송 다이버시티 성능, 최소 채널 품질, 채널 용량, SNR (Signal-to-Noise Ratio), 안테나 간격 중 적어도 하나를 기초로 VAM 패턴을 선택하고, VAM 테이블로부터 상기 선택된 VAM 패턴에 대응하는 인덱스 정보를 획득하고, 상기 인덱스 정보를 포함하여 상기 피드백을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하되,
    상기 VAM 테이블은,
    적어도 하나의 VAM 패턴 및 상기 적어도 하나의 VAM 패턴 각각에 대응하는 인덱스 정보를 포함하여 구성되고, 피드백 오버헤드, 피드백에 사용할 수 있는 bit 수, 안테나 수, 안테나 구조, 안테나 상관도, 채널 상관도 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 M개의 물리적 안테나를 통하여 상기 VAM 패턴이 적용된 신호를 수신하면, 전송 모드에서 상기 VAM 패턴을 이용하여 N개의 논리적 안테나 각각에 대응하는 데이터 스트림을 복호하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  23. 제18항에 있어서, 상기 VAM 패턴은,
    VAM 패턴 행렬 V 에서 0이 아닌 요소들의 크기가 모두 같게 설정되고, 모든 행의 요소들의 크기의 합이 동일하게 구성되는 패턴 및 M개의 물리적 안테나 중 인접한 안테나를 그룹화하여 구성되는 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  24. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 수신 장치와는 다른 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 전송하지 않는 수신 장치에 대하여, 상기 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 전송하지 않는 수신 장치로부터 수신한 피드백의 정보 및 상기 VAM 패턴을 기초로 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  25. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 전송하지 않는 수신 장치에 대한 전송 모드를, 상기 VAM 패턴에 관한 정보를 포함하는 피드백을 지원하지 않는 전송 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
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