KR102258289B1

KR102258289B1 - 이차원 배열 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서의 채널 피드백의 생성 및 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102258289B1
Application number: KR1020140061906A
Authority: KR
Inventors: 지형주; 김윤선; 이주호; 이효진; 곽영우
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2021-05-31
Also published as: CN106537814B; US9806780B2; JP6872905B2; JP2017522746A; WO2015178699A1; US20150341093A1; CN106537814A; EP3146651B1; EP3146651A1; KR20150134736A; EP3146651A4

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 2차원 안테나 어레이를 이용한 데이터 전송 및 피드백 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 기지국으로부터 2차원 안테나 어레이를 위한 기준 신호(Reference Signal)에 대한 설정 정보 및 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 기지국으로부터 기준 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 기준 신호를 측정하는 단계, 상기 피드백의 설정 정보에 따라, 상기 측정 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 제 1피드백 정보를 생성하는 단계 및 적어도 하나 이상의 제 1피드백 정보를 이용하여 하나의 제 2피드백 정보를 생성하는 단계, 상기 기지국으로 상기 생성된 피드백 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법 및 그 단말, 기지국의 피드백 수신 방법 및 그 기지국에 관한 것이다.

Description

이차원 배열 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서의 채널 피드백의 생성 및 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND GENERATING CHANNEL FEEDBACK IN 2 DIMENSIONAL ANTENA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 일반적인 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식(multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 단말이 무선 채널 상태(channel quality)를 측정하고, 측정 결과를 기지국에 통보하기 위한 채널 상태 정보의 송수신 방법에 관한 것이다. 또한 기지국이 하나 이상의 안테나를 이용하여 단말과 송수신하는 시스템에 관한 것이다.

현재의 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 이를 위해 3GPP, 3GPP2, 그리고 IEEE 등의 여러 표준화 단체에서 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 적용한 3세대 진화 이동통신 시스템의 표준화를 진행하고 있다. 최근 3GPP의Long Term Evolution (LTE), 3GPP2의 Ultra Mobile Broadband (UMB), 그리고 IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

LTE, UMB, 802.16m 등의 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나)를 적용하고 beam-forming (빔포밍), Adaptive Modulation and Coding (AMC, 적응 변조 및 부호) 방법과 channel sensitive (채널 감응) scheduling 방법 등의 다양한 기술을 이용하는 특징을 갖고 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 channel quality 등에 따라 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중시키거나 전송하는 데이터 양을 조절하고, channel quality가 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다.

이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved Node B, BS: Base Station)과 단말(UE: User Equipment, MS: Mobile Station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, eNB 또는 UE은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용되는 것이 채널 상태 지시 기준 신호(Channel Status Indication reference signal, CSI-RS)다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며 한 개의 eNB는 복수 개의 cell에 대한 송수신을 수행한다. 한 개의 이동통신 시스템에서 복수 개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행한다.

LTE/LTE-A 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송율 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로서 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송한다. 이와 같이 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송하는 것을 공간 다중화(spatial multiplexing)라 한다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지를 해당 전송의 랭크(rank)라 한다. LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 8개 있는 경우에 대한 spatial multiplexing을 지원하며 rank가 최대 8까지 지원된다.

반면 본 발명에서 제안하는 기술이 적용되는 MIMO 시스템은 기존 LTE/LTE-A MIMO 기술이 진화되어 8개 보다 많은 16개 또는 그 이상의 송신안테나가 이용되는 경우에 해당된다. 특히 기지국의 안테나 구성이 이차원의 안테나 어레이(array)로 구성된 송신안테나가 이용되는 경우에 해당된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시하는 도면이다.

도 1에서 기지국 송신 장비(100)는 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나를 이용하여 무선 신호를 전송한다. 복수개의 송신안테나들(110)은 도 1에서와 같이 일정 거리를 유지하도록 배치된다. 상기 일정 거리는 예를 들어 송신되는 무선신호의 파장길이의 절반의 배수에 해당할 수 있다. 일반적으로 송신안테나 사이에 무선신호의 파장길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우 각 송신안테나에서 전송되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선채널의 영향을 받게 된다. 송신 안테나의 거리가 멀어지면 멀어질수록 신호 간에 상관도가 작아진다.

도 1에서 기지국 송신 장비(100)에 배치된 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나들은 한 개 또는 복수개의 단말로 신호(120)를 전송하는데 활용된다. 복수의 송신안테나에는 적절한 프리코딩(precoding)이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 신호를 송신하도록 한다. 이때 한 개의 단말은 1개 또는 그 이상의 information stream을 수신할 수 있다. 일반적으로 한 개의 단말이 수신할 수 있는 information stream의 개수는 단말이 보유하고 있는 수신안테나 수와 채널상황에 따라 결정된다.

상기 MIMO system을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 채널상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 이를 이용하여 효과적인 채널상태 정보를 기지국으로 전송하여야 한다. 상기 채널상태 정보를 수신한 기지국은 이를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 전송속도로 송신을 수행할지, 어떤 precoding을 적용할지 등을 결정한다. FD- MIMO 시스템의 경우 송신안테나 개수가 많으므로 종래의 LTE/LTE-A 시스템의 채널 상태 정보의 송수신 방법을 적용할 경우 상향링크로 많은 제어정보를 송신해야 하는 상향링크 오버헤드 문제가 발생한다.

이동통신 시스템에서 시간, 주파수, 그리고 전력 자원은 한정되어 있다. 그러므로 기준 신호에 더 많은 자원을 할당하게 되면 트래픽 채널(traffic channel)(데이터 트래픽 채널) 전송에 할당할 수 있는 자원이 줄어들게 되어, 전송되는 데이터의 절대적인 양이 줄어들 수 있다. 이와 같은 경우 채널 측정(channel measurement) 및 평가(estimation)의 성능은 개선되겠지만 전송되는 데이터의 절대량이 감소하므로 전체 시스템 용량 성능은 오히려 저하될 수 있다.

따라서, 전체 시스템 용량 측면에서 최적의 성능을 이끌어 낼 수 있도록 기준 신호를 위한 자원과 traffic channel 전송을 위한 자원 사이에 적절한 배분이 필요하다.

도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임(subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)의 무선자원을 도시하는 도면이다.

도 2에 도시된 무선자원은 시간축 상에서 한 개의 서브프레임(subframe)으로 이루어지며 주파수축 상에서 한 개의 자원 블록(Resource Block, RB)으로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치를 갖게 된다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 2의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소 (resource element, RE)라 한다.

상기 도 2에 도시된 무선자원을 통해서 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.

2. DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지가 DMRS port에 해당하며 각 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송된다.

4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호로, 채널상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 cell에서 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있다.

5. 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK를 전송하는데 사용된다.

상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국의 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 0 전력 CSI-RS(zero-power CSI-RS)라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 Muting이 CSI-RS의 위치에 동일하게 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.

도 2에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트 수가 2개일 경우 상기 도 2에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.

두개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 시간축에서 연결된 두개의 RE에서 각 안테나포트의 신호가 전송되며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 나머지 두 개의 안테나포트에 대한 신호가 전송된다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다.

셀룰러 시스템에서 기지국은 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준신호 (reference signal)를 단말로 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 단말은 기지국이 전송하는 CRS 또는 채널 상태 정보 기준 신호(Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS)를 이용하여 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함된다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며, 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 단말은 기지국으로부터 수신된 기준신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하고 Es/Io(Energy per symbol to Interference density ratio)를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고, 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 기지국에 통보됨으로써, 기지국이 하향링크에서 어떤 데이터 전송속도로 단말에게 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.

LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국이 피드백한 정보를 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백한다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세가지가 있다.

● 랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 spatial layer의 개수

● 프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 precoding matrix에 대한 지시자

● 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있다.

상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 precoding matrix는 rank별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값과, RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값은 그 값이 동일하더라도 다르게 해석된다. 또한 단말은 CQI를 결정할 때에 자신이 기지국에 통보한 rank 값과 PMI 값이 기지국에서 적용되었다고 가정한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 경우, rank가 RI_X이고 precoding이 PMI_Y이라는 전제하에 CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에서 어떤 방식으로 전송을 수행할 지를 가정함으로써, 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.

LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 어떤 정보를 포함하느냐에 따라 다음의 네가지 중 하나의 피드백 모드(feedback mode or reporting mode)로 설정된다:

1. Reporting mode 1-0: RI, 광대역(wideband) CQI (wCQI)

2. Reporting mode 1-1: RI, wCQI, PMI

3. Reporting mode 2-0: RI, wCQI, 협대역 (subband) CQI (sCQI)

4. Reporting mode 2-1: RI, wCQI, sCQI, PMI

상기 네가지 피드백 모드에 대한 각 정보의 피드백 타이밍은 상위 계층 신호(higher layer signal)로 전달되는

,

, 그리고

등의 값에 의해 결정된다. 피드백 모드 1-0에서 wCQI의 전송 주기는

이며

의 서브프레임 오프셋 값을 고려하여 피드백 타이밍이 결정된다. 또한 RI의 전송 주기는

이며 오프셋은

+

이다.

도 3은

,

의 경우에 RI 및 wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 3에서, 각 타이밍(0~20)은 서브프레임 인덱스를 나타낸다.

피드백 모드 1-1은 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI이 전송되는 타이밍에서 wCQI와 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

피드백 모드 2-0에서 sCQI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은

이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은 sCQI의 오프셋 값과 마찬가지로

이다. 여기서

로 정의되는데

는 상위 계층 신호로 전달되며

는 시스템 대역폭(bandwidth)에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 10MHz 시스템에 대한

값은 3으로 정의된다. 결국 wCQI는

번의 sCQI 전송마다 한번씩 sCQI를 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 주기는

이며 오프셋은

+

이다.

도 4는

,

(10MHz),

,

의 경우에 대한 RI, sCQI, wCQI 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 피드백 모드 2-1은 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI이 전송되는 타이밍에서 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

상기 설명한 피드백 타이밍은 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4개 이하인 경우이며, 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받은 단말의 경우는 상기 피드백 타이밍과 달리 두 가지 PMI 정보가 피드백 되어야 한다. 8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대하여 피드백 모드 1-1은 다시 두 개의 서브모드 (submode)로 나뉘며, 첫 번째 서브모드에서는 RI가 첫번째 PMI 정보와 함께 전송되고, 두번째 PMI 정보는 wCQI와 함께 전송된다. 여기서 wCQI와 두번째 PMI에 대한 피드백의 주기 및 오프셋은

와

로 정의되고, RI와 첫번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기 및 오프셋 값은 각각

와

+

로 정의된다. 여기서 첫번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W ₁이라 하고 두번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W ₂라고 하면 단말과 기지국은 단말이 선호하는 precoding matrix가 W ₁ W ₂로 결정되었다는 정보를 공유한다.

8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 피드백 모드가 2-1일때, 피드백 정보에는 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI) 정보가 추가된다. 이때, PTI는 RI와 함께 피드백 되고 그 주기는

이며 오프셋은

+

로 정의된다.

구체적으로, PTI가 0인 경우에는 첫번째 PMI, 두번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백된다. 이때, wCQI와 두번째 PMI는 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 주기는

이며 오프셋은

로 주어진다. 첫번째 PMI의 주기는

이며 오프셋은

이다. 여기서

은 상위 계층 신호로 전달된다.

반면에 PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 전송된다. 이때, wCQI와 두번째 PMI는 함께 전송되며 sCQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백 된다. 이 경우에 첫번째 PMI는 전송되지 않는다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같다. sCQI의 주기는

으로 정의되고, 오프셋은

로 정의된다. wCQI와 두번째 PMI는

의 주기와

의 오프셋을 가지고 피드백되며

는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.

도 5 및 6은

,

(10MHz),

,

의 경우에 대하여 각각 PTI=0과 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.

일반적으로 FD-MIMO과 같이 송신 안테나의 개수가 많은 경우 이에 비례하는 CSI-RS를 전송해야 한다. 일례로 LTE/LTE-A에서 8개의 송신 안테나를 이용할 경우 기지국은 8-port에 해당하는 CSI-RS를 단말에게 전송하여 하향링크의 채널상태를 측정하도록 한다. 이때 기지국에서 8-port에 해당하는 CSI-RS를 전송하기 위하여, 한 개의 RB내에서 상기 도 2의 A, B로 표시된 영역과 같이 8개의 RE로 구성되는 무선자원을 이용해야 한다. 이와 같은 LTE/LTE-A 방식의 CSI-RS 전송을 FD-MIMO에 적용하는 경우 송신안테나 수에 비례하는 무선자원이 CSI-RS에 할당되어야 한다. 즉, 기지국의 송신안테나가 64개일 경우 기지국은 64개의 RE를 이용하여 CSI-RS를 전송해야 한다. 이와 같은 CSI-RS 전송 방식은 각 CSI-RS 별로 피드백 정보를 생성하여 과다한 피드백 자원을 필요로 하기 때문에 이를 감소하기 위한 방안이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, LTE-A 시스템을 기반으로 하는 FD-MIMO 송수신에서 효과적인 데이터 송수신을 위해 단말이 기준신호를 측정하고, 채널상태 정보 생성하여, 채널상태 정보를 송신하는 방법 및 장치를 제공한다. 또한 본 발명은 기지국에서 단말로 기준신호를 전송하고 단말이 전송한 채널상태 정보를 수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말의 피드백 정보 전송 방법은, 기지국으로부터 적어도 하나 이상의기준 신호 자원(Reference Signal resource)에 대한 설정 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원에 대한 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원을 수신하는 단계, 상기 수신된 적어도 하나 이상의 자원을 측정하는 단계, 상기 피드백의 설정 정보에 따라, 상기 측정 결과를 기초로 각각의 기준 신호 자원에 대한 피드백 정보를 생성하는 단계 및 상기 기지국으로 상기 생성된 피드백 정보를 전송하는 단계, 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 간에 피드백 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 기지국의 피드백 정보 수신 방법은, 단말로 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원(Reference Signal resource)에 대한 설정 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원에 대한 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 전송하는 단계, 상기 단말로 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 전송하는 단계 및 상기 단말로부터 상기 피드백 설정 정보를 기초로 생성된 각각의 기준 신호 자원에 대한 피드백 정보를 수신하는 단계, 기준 신호 자원 간에 피드백 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 기지국이 하나 이상의 기준 신호를 전송하는 방법은, 기지국은 적어도 하나 이상의 안테나 요소(element)를 그룹으로 하나의 기준 신호를 이용하여 전송하며 안테나 요소들의 집합에 하나의 기준 신호로 송신하기 위한 신호를 발생하여 전송하며 단말에 구성하는 하나 이상의 기준 신호 자원에 전송되는 신호는 모든 안테나 요소를 이용하여 전송하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말이 기준 신호 간의 피드백 정보를 구성하는 방법은, 상기 구성된 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원에 대하여 피드백 정보를 구성한 후에 피드백 정보를 기반으로 가상의 기준 신호 자원을 구성하고 가상의 기준 신호 자원에 대한 피드백 정보를 구성하여 전송하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 피드백 정보 전송하는 단말은, 기지국과 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 상기 통신부를 통하여 상기 기지국으로부터 적어도 하나 이사으이 기준 신호(Reference Signal)에 대한 설정 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호에 대한 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 수신하면, 상기 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 피드백의 설정 정보에 따라, 상기 측정 결과를 기초로 피드백 정보를 생성하고, 상기 기지국으로 상기 생성된 피드백 정보를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 피드백 정보 수신하는 기지국은, 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 상기 단말로 적어도 하나 이상의 기준 신호(Reference Signal)에 대한 설정 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호에 대한 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말로 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 피드백 설정 정보를 기초로 생성된 상기 피드백 정보를 수신하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이차원 안테나 어레이와 같이 이차원 구조의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 다수의 안테나 port의 채널을 측정하는데 과다한 피드백 자원을 이용하여 전송하는 것을 방지할 수 있으며, 단말은 효과적으로, 많은 수의 송신 안테나에 대한 채널을 측정하고 이를 피드백 정보로 구성하여 기지국에 통보할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임(subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)로 구성된 무선자원을 도시하는 도면이다.
도 3 내지 도 6은 LTE/LTE-A 시스템에서 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 를 위한 CSI-RS의 전송을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 각각 RI, PMI, CQI를 전송하는 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

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

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

FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송하는데 단말의 피드백 양을 줄이기 위하여 N개의 안테나 port를 G개의 그룹으로 분리하여 CSI-RS에 전송하는 방법이 있다. 한 예로 기지국의 송신안테나가 상기 도 1과 같이 2차원으로 배열되어 있는 경우, 기지국은 각 열에 해당하는 안테나 port를 별도의 CSI-RS 자원을 이용하여 단말에 전송할 수 있다. 이 경우 기지국은 G개의 CSI-RS를 이용하여 각 안테나의 채널을 단말에 보여줄 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 CSI-RS는 2차원 안테나 어레이의 열별로 구분하여 각각의 CSI-RS로 운영한다. 이하에서 기술되는 본 발명의 원리가 적용되기 위해서는 안테나가 반드시 열별로 나누어야 하는 것은 아니지만, 설명의 편의를 위해 열 방향인 것으로 가정하며 행방향으로 CSI-RS를 구성하는 방법도 본 발명을 통해 운영이 가능하며 또한 열과 행에 무관하게 임의의 안테나 port의 그룹으로 구성하여 운영하는 것도 포함한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 2D 안테나 어레이를 위한 CSI-RS의 전송을 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 2D 안테나 어레이를 운영하는 기지국은 총 64개의 안테나 port로 구성되어있다. 이 중 32개의 안테나 port들(A0,...,A7, B0,...,B7, C0,...,C7, D0,...,D7)은 X축 양의 방향에 대하여 -45° 혹은 0°의 각을 이루고 배치되어 있으며 나머지 32개의 안테나들(E0,...,E7, F0,...,F7, G0,...,G7, H0,...,H7)은 X축 양의 방향에 대하여 +45°혹은 90°의 각을 이루고 배치되어 있다. 이렇게 전체 N개의 안테나 중 N/2개와 나머지 N/2개가 같은 위치에서 서로 90의 각을 이루며 배치되어 있는 안테나 형상을 XPOL이라고 부른다. XPOL은 작은 공간에 여러 개의 안테나를 배치하여 큰 안테나 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다..

도 7과 달리 2D 안테나 어레이를 운영하는 기지국은 총 32개의 안테나 port로 구성될 수 있다. 이 때 32개의 안테나 port들(A0,...,A7, B0,...,B7, C0,...,C7, D0,...,D7)은 X축 양의 방향에 대하여 -45° 혹은 0°의 각을 이루고 배치될 수 있다. 이렇게 전체 N개의 안테나 port가 모두 동일한 각을 이루며 배치되어 있는 안테나 형상을 Co-POL이라고 부른다.

CO-POL의 경우에는 안테나 port의 방향이 모두 같기 때문에,

을 단말의 수신 안테나 개수로 정의할 때, N개의 안테나 port가 하나의 안테나 그룹과 단말에 대한

크기의 채널 행렬

으로 구성된다. XPOL의 경우에는 같은 방향을 가지는 N/2개의 첫 번째 안테나 그룹과 나머지 N/2개의 두 번째 안테나 그룹이 서로 같은 위치에 배치되어 있기 때문에 각 그룹에 의해 형성되는 무선 채널이 단순한 위상차이만을 갖는다는 특징을 가진다. 즉,

을 단말의 수신 안테나 개수로 정의할 때, 첫 번째 안테나 그룹과 단말에 대한

크기의 채널 행렬을

이라 하면 두 번째 안테나 그룹과 단말에 대한 채널 행렬

는 다음의 수학식 1과 같이

의 스칼라 곱으로 표현될 수 있다.

여기서

의 (i, j) 성분은 k번째 안테나 그룹 내의 j번째 송신 안테나에서 i 번째 수신 안테나로의 채널값을 나타낸다.

도 7에서 64개의 안테나는 각각 A0,..,A7, B0,..,B7, C0,..,C7, D0,..,D7, E0,..,E7, F0,..,F7, G0,..,G7, H0,...,H7으로 표시되어 있다. 상기 64개의 안테나 port는 2차원 안테나 어레이의 열 별로 각각의 CSI-RS를 전송한다.

먼저, 2차원 안테나 어레이의 각 열의 채널 상태를 측정하게 하는 CSI-RS는 다음의 8개의 안테나포트를 가진 CSI-RS 자원(300)으로 구성된다.

● CSI-RS resource 0: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 A0,...,A7 을 전송

● CSI-RS resource 1: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 B0,...,B7 을 전송

● CSI-RS resource 2: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 C0,...,C7 을 전송

● CSI-RS resource 3: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 D0,...,D7 을 전송

● CSI-RS resource 4: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 E0,...,E7 을 전송

● CSI-RS resource 5: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 F0,...,F7 을 전송

● CSI-RS resource 6: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 G0,...,G7 을 전송

● CSI-RS resource 7: 8개의 CSI-RS 안테나 port에 각각 H0,...,H7 을 전송

상기와 같이 복수개의 안테나가 이차원으로 M x N (수직방향 x 수평방향)으로 배열된 경우 M개의 CSI-RS port 자원을 가진 N개의 CSI-RS를 이용하여 FD-MIMO의 채널을 측정할 수 있다.

도 7에서 64개의 송신안테나는 8개의 CSI-RS port를 가지고 있는 8개의 CSI-RS를 이용하여 CSI-RS를 전송함으로써, 단말에게 FD-MIMO 시스템의 2차원 안테나 어레이의 모든 안테나 port에 대한 무선채널을 측정케 한다. 상기에서 CSI-RS는 2차원 안테나 어레이에서 열을 기준으로 각 열별로 각각의 CSI-RS에서 채널을 측정케 한다. 한편, 도 7과 같이 전송된 복수개의 CSI-RS에 대하여 단말은 채널 정보를 측정하고, 이에 기반하여 생성된 RI, PMI, CQI를 기지국으로 피드백함으로서 FD-MIMO 시스템의 무선채널 상태를 기지국으로 통보한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단말이 다수의 CSI-RS에 대하여 각각 RI, PMI, CQI를 전송하는 예를 도시하는 도면이다.

단말은 PMI 정보를 피드백함에 있어서 각 열의 채널을 측정한 CSI-RS에 대한 각각의 독립적인 피드백 정보인 제1 피드백 정보(feedback 1)을 구성하여 전송하고 또한 각 열 간의 관계를 지시하는 제2 피드백 정보(feedback 2)를 구성하여 전송한다. 여기서 제 1피드백 정보의 전송은 열 별로 구성된 CSI-RS를 측정하여 2차원 안테나 어레이의 열별 채널 상태를 RI, PMI, CQI 정보로 기지국으로 송신하는 것이며, 제 2 피드백 정보의 전송은 각 열 별로 구성된 제1 피드백 정보간의 상관 관계 혹은 연결 관계에 대한 정보를 기지국에 전송하는 것이다. 제 2 피드백 정보를 지시하는 방법은 여러가지 방법이 가능하며 본 발명에서는 각각의 열 별로 구성된 PMI가 생성하는 가상의 채널을 제2 피드백 정보를 위한 CSI-RS 자원에 해당하는 것으로 가정하고, PMI를 이용하여 가상의 채널 간의 관계를 피드백하는 방법을 기술한다.

상기에서 RI, PMI, CQI는 서로 연관성을 갖는다. 즉, 제 1 피드백 정보에서 RI는 이후 전송되는 제 1 피드백으로 전달되는 PMI들이 어떤 rank의 precoding matrix를 가르키는지를 통보할 수 있다. 제 1피드백으로 전송되는 RI와 PMI들은 제 2피드백으로 전송되는 PMI들이 몇 개의 채널에 대한 precoding matrix를 가르키는지를 통보할 수 있다. 제2 피드백으로 전송되는 RI는 제2 피드백으로 전송되는 PMI들이 어떤 rank의 precoding matrix를 가르키는지를 통보할 수 있다. 또한, 제2 피드백의 CQI는, 기지국이 상기 제2 피드백의 RI가 지시하는 rank로 데이터를 전송하고, 제 1 피드백으로 전달한 PMI가 각 열 별로 사용되고 또한 제2 피드백으로 전달한 PMI가 각 열 간에 적용될 경우, 단말이 수신가능한 데이터 전송속도 또는 그에 상응하는 값을 나타낸다.

도 8과 같은 피드백 방법에서 단말이 FD-MIMO를 위한 피드백을 할당 받는 과정은 다음과 같이 이루어진다.

우선 단말은 기지국으로부터 적어도 하나 이상의 CSI-RS 자원{CSI-RS-1,..., CSI-RS-8}을 할당 받는다. 즉, 단말은 기지국으로부터 각 열 별로 구분되는 CSI-RS 자원을 수신하여 채널을 측정할 것을 설정 받는다. 이 때 단말은 CSI-RS 자원이 2차원 안테나 어레이의 어떤 열에 해당하는 지의 여부를 확인할 수 없을 수도 있다.

이 후 단말은 RRC (radio resource control) 정보를 통해 피드백을 할당 받는데 이 피드백 할당을 위한 RRC 정보는 예를 들어 아래의 표 1과 같이 구성될 수 있다.

피드백 정보 (RRC)

● CSI-RS resource information: CSI-RS-1, .., CSI-RS-8
● Reporting mode
● 제 1피드백 정보를 위한 PMI codebook information
● 제 2피드백 정보를 위한 PMI codebook information
● Etc...

피드백 정보 중에서, PMI 코드북 정보(PMI codebook information)는 해당 피드백을 위해 사용될 수 있는 가능한 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)들의 집합에 대한 정보를 의미한다. 만약 PMI 코드북 정보(PMI codebook information)가 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면 단말은 미리 표준으로 정의된 가능한 모든 precoding matrix들이 피드백을 위해 사용될 수 있다고 판단할 수 있다. PMI 코드북 정보는 제1피드백과 제 2피드백을 위해 서로 다른 정보로 구성될 수 있으며 또한 같은 정보로 구성될 수 있다. 또한 표 1에 제시된 피드백 정보에서 기타 정보(Etc)는 주기적 피드백을 위한 피드백 주기 및 오프셋 정보 또는 간섭 측정 자원 정보 등이 포함 될 수 있다.

도 8과 같이 2D 안테나 어레이 기지국의 복수개의 송신안테나를 위하여 복수개의 CSI-RS를 포함하는 하나의 feedback을 설정하고, 단말로 하여금 채널 상태정보를 기지국으로 보고하게 하는 것은 FD-MIMO를 위한 채널 상태 정보 보고 방법의 일 예에 해당한다.

도 8과 같은 채널 상태 정보 보고 방법은 2D 안테나 어레이를 위한 채널상태 정보를 단말에서 생성하고 보고하는데 더 적은 CSI-RS 자원이 필요하다는 장점이 존재한다. 반면 FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못하는 단점이 있다.

도 8과 같이 두 개의 CSI-RS (CSI-RS1. CSI-RS2) 각각에 대한 feedback을 설정하고, 단말로 하여금 일부의 안테나 port를 통해 1개의 열과 1개의 행에 대한 채널 상태정보를 측정하고 이를 이용하여 나머지 port에 대한 정보를, 가령 kronker product와 같은 채널 추정을 방법을 통해, 기지국으로 보고하게 하는 경우, 단말이 기지국 안테나 port를 모두 보지 않고 추정 정보를 이용하기 때문에 FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못할 수 있다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 예를 들어 단말이 CSI-RS-1을 통해 추정한

채널 행렬이

이고, CSI-RS-2를 통해 추정한

채널 행렬이

라고 하면,

개의 이차원 송신 안테나에 대한

채널 행렬은 다음의 수학식 2로 표현할 수 있다.

수학식2에서

는, 수평 및 수직 안테나 별 안테나 virtualization에 의한 영향을 전체 이차원 안테나에 대한 채널 값으로 변화하기 위해 필요한 스칼라 값으로, 기지국으로부터 별도로 통보 받을 수도 있고 CSI-RS의 채널 추정 상황에서 미리 계산되어 1의 값을 가질 수도 있다. 또한,

는 행렬의 크로네커 곱(Kronecker product)을 나타내며 행렬 A와 B사이의 Kronecker product는 아래의 수학식 3과 같이 표현된다.

수학식 3에서, A=

이다.

이때 단말은

에서 i가 m이거나 j가 1인 경우의 채널만 실측한 채널이고 나머지 채널 값은 Kronecker product로 발생한 채널이 이로 인한 채널 추정 오차가 발생하여 성능 저하가 발생할 수 있다.

2D 안테나 어레이 시스템에서 송신안테나가 2차원으로 배열될 경우 단말에게 전송되는 신호는 수직 방향 및 수평 방향의 precoding이 모두 적용되어 전송된다. 그런데, 도 8에서와 같이 단말이 일부의 안테나 port만을 이용하여 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding을 적용하는 경우에는 기지국은 다른안테나 port에 잘못된 PMI를 적용할 수 있는 문제가 발생한다. 이는 시스템의 성능을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에서, 기지국은 2D 안테나 어레이를 이용하여 보유한 안테나 port를 하나 이상의 그룹으로 나누고, 기준 신호들을 하나 이상의 기준 신호 자원을 통하여 단말에 전송한다. 단말은 이들을 각각 측정하여, 모든 안테나 port에 대한 피드백 정보를 그룹 별로 독립적으로 생성하여 기지국에 보고하며, 동시에 그룹 간에 관계를 정의하는 피드백 정보를 추가로 보고하여 기지국이 단말에 최적의 전송을 할 수 있도록 한다. 또한, 이와 같은 방법을 위해 rank 정보, precoding 정보 및 이에 대한 CQI를 보고하는 방법을 고려한다. 즉, 본 발명에서는 2차원 안테나 어레이 구조에 적합한 피드백 방법 설계하고 이를 활용하여 단말이 FD-MIMO를 위한 피드백 정보를 생성하고 보고하는 방법을 제안한다. 본 발명에서는 기지국과 단말 사이에 정의된 precoding matrix들의 집합을 codebook이라 부르며 codebook내의 각 precoding matrix를 codeword라고 부를 수 있다. Codebook은 지원 가능한 rank별로 구성된 precoding matrix들로 집합으로 구성되며 임의의 Precoder matrix가 선택되는 것은 임의의 rank가 선택되는 것과 동일하다.

본 발명에서 안테나 port를 그룹으로 나누는 방법은 임의의 인접한 혹은 인접하지 않은 하나 이상의 안테나 port를 그룹으로 나누는 것을 포함하며, 이하 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 2차원 안테나 어레이 구조에서 동일한 열에 있는 안테나 port를 하나의 CSI-RS 자원을 통하여 전송하는 구성으로 설명한다. 본 발명은 행별로 동일한 안테나 port를 이용하는 방법, 또한 열과 행에 무관하게 임의의 안테나 port를 이용하여 구성하는 방법을 모두 포함할 수 있다. 또한, 하나의 안테나 port는 하나 이상의 인접한 혹은 인접하지 않은 안테나 요소(element)를 이용하여 구성되는 것을 포함할 수 있다.

<제 1 실시예>

본 발명의 제 1 실시예에서 단말은, 구성된 하나 이상의 CSI-RS에 기초하여 각각 이차원 안테나 어레이에 대한 각 열 별로 채널을 추정하고, codebook 내에서 열 별로 최적의 precoding matrix를 선택한 후, 이에 따른 열 간의 관계를 기초로 codebook 내에서 추가적으로 최적의 precoding matrix를 선택한 후에 RI, PMI, CQI를 생성하여 보고한다.

위에서 설명한 바와 같이, 이차원 안테나 어레이 구조를 가지는 안테나에서, 전체 64개의 안테나 중 8개의 안테나 그룹으로 구성되는 각 열별로 X축 양의 방향에 대하여 서로 다른 CSI-RS를 구성하여 채널을 측정한다. 이 때, 첫 번째 안테나 port 열과 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 두 번째 안테나port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 임의의 안테나 port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

으로 표현될 수 있다.

각 열 별로 채널 행렬에 대한 최적의 precoding matrix를 선택하는 방법을 설명한다. 이 경우, 신호 대 잡음비 (SNR)을 최대화 하는 precoding matrix의 선택 방법은 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix의 집합이다.

는

빔형성(beamforming) 벡터의 집합으로써, 채널 행렬

과 결합하여 신호가 특정 방향으로 전송되도록 하는 빔(beam)을 형성하도록 한다. 여기서 n은 precoding matrix에 따른 rank값으로서, n이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 4에서 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 각 열별로 서로 다른 값을 가지게 되며 단말은 총 N개의

를 선택하게 된다.

이 후 단말은, 8개의 CSI-RS 자원을 통해서 선택한

을 통해서, CSI-RS 자원 N개에 대해서 가상의 port

를 구성하여 가상의 채널을 측정한다. 상기 가상의 채널은 가상의 port와 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬로 표현되고, 가상의 port 개수 v는 각 CSI-RS 자원에서 결정된 CSI-RS 자원 별 n의 합으로 표현될 수 있다.

이 후에 단말은 다음의 수학식 5와 같은 방법으로 port 그룹(port 열) 간의 관계를 정의하는 최적의 precoding matrix를 선택한다. 이 경우, 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화하는 precoding matrix 선택 방법은 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

port 그룹간 벡터로써, 가상의 채널 행렬과 결합하여 신호의 수신 성능이 최대가 되도록 전송 하도록 한다. 여기서 n'은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n' 이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n' 이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 5를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 가상의 port 개수 v에 따라서 서로 다른 크기의 codebook을 이용하게 되며, 이에 따라 최적의

를 선택하게 된다.

따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 N개의

와 1개의

를 피드백한다. RANK의 경우에는, 단말이 각 열 별로

가 적용되고 또한 열 간에

가 적용된 후에 단말의 rank를 전달한다. CQI의 경우에는, 각 열 별로 선택된

와 열 간에

가 적용된 후에 CQI를 결정하여 기지국에 전달한다.

해당 제안하는 피드백이 아래와 같이 기지국에 전달될 수 있다. 여기서

는 rPMI에 전송하고

는 wPMI에 전송하고 CQI는 wCQI에 전송하는 것을 가정한다.

rPMI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은

이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은 rPMI의 오프셋 값과 같이

이다. 여기서

로 정의되는데

는 상위 계층 신호로 전달되며

는 2차원 안테나 어레이 구성 혹은 CSI-RS 자원 개수에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 64안테나에 대한

값은 8으로 정의된다. 결국 wCQI, wPMI는

번의 rPMI 전송마다 한번씩 rPMI에 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 주기는

이며 오프셋은

+

이다. 매 rPMI 전송 시점에는 CSI-RS 자원 별로 순차적으로 전송할 수 있으며 혹은 동시에 전송할 수 있다. 순차적으로 하나의 rPMI씩 전송하는 경우에는 상기 기술한 것과 같이 64 안테나에 대하여

값은 8로 전송할 수 있으며 모두 동시에 전송하는 경우

값은 1로 전송할 수 있다.

또한, RANK을 전송하는 방법의 예로 단말은 n과 n'을 동시에 전송할 수 있으며 혹은 n'만 전송할 수 있다. 만약 n'을 전송하는 경우에는 n은 1 혹은 2 등의 특정 값으로 고정 시킬 수 있으며 이는 기지국이 상위 계층 시그널링으로 단말이 미리 지시하는 방법을 사용하거나 미리 메모리에 정해진 하나의 값만을 이용할 수 있다.

제 1 실시예에 따르면 단말로 하여금 다수의 CSI-RS 자원에 대한 채널을 측정하고, 각 CSI-RS 자원 별로 최적의 빔을 선택하며, 각 빔을 이용하여 전송하는 경우에 최적의 빔간 관계를 피드백함으로 2차원 안테나 어레이를 이용하여 기지국이 최적의 빔을 선택할 수 있도록 하는 방법이다. 또한, 상기 기술한 방법을 통해 단말은 최대 64개의 안테나 채널을 8개의 그룹으로 분리하여 측정하고 추가로 가상의 채널을 구성하여 피드백함으로 효과적으로 피드백 양과 채널 수신 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한, 가상의 채널은 각 CSI-RS의 자원에서 선택된 rank의 합에 따라 해당 codebook의 크기가 변경되는 것을 그 특징으로 한다.

<제 2 실시예>

본 발명의 제 2 실시예에서 단말은, 구성된 하나 이상의 CSI-RS에 기초하여 각각 이차원 안테나 어레이에 대한 각 열 별로 채널을 추정하고, codebook 내에서 모든 열에 최적인 precoding matrix를 선택한 후, 이에 따른 열 간의 관계를 기초로 codebook 내에서 추가적으로 최적의 precoding matrix를 선택한 후에 RI, PMI, CQI를 생성하여 보고한다.

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 두 번째 안테나port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 임의의 안테나 port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

으로 표현될 수 있다.

각 열 별로 채널 행렬에 대한 최적의 precoding matrix를 선택하는 방법을 설명한다. 이 경우, 신호 대 잡음비 (SNR)을 최대화 하는 precoding matrix의 선택 방법은 다음의 수학식 6와 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix의 집합이다.

는

빔형성(beamforming) 벡터의 집합로써, 채널 행렬

과 결합하여 신호가 특정 방향으로 전송되도록 하는 빔(beam)을 형성하도록 한다. 여기서 n은 precoding matrix에 따른 rank값으로서, n이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 6에서 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 각 열별로 서로 같은 값을 가지게 되며 단말은 총 1개의

를 선택하게 된다.

이 후 단말은, 8개의 CSI-RS 자원을 통해서 선택한

을 통해서 CSI-RS 자원 N개에 대해서 가상의 port

를 구성하여 가상의 채널을 측정한다. 따라서 상기 가상의 채널은 가상의 port와 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬로 표현되고, 가상의 port 개수

는 각 CSI-RS 자원에서 결정된

의 rank n의 합으로 표현될 수 있다.

이 후에 단말은 다음의 수학식 7과 같은 방법으로 port 그룹(열) 간의 관계를 정의하는 최적의 precoding matrix를 선택한다. 이 경우, 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화하는 precoding matrix 선택 방법은 다음의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

port 그룹간 벡터로써, 가상의 채널 행렬과 결합하여 신호의 수신 성능이 최대가 되도록 전송 하도록 한다. 여기서 n' 은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n' 이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n' 이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 7를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 가상의 port 개수 v에 따라서 서로 다른 크기의 codebook을 이용하게 되며, 이에 따라 최적의

를 선택하게 된다.

따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 1개의

와 1개의

를 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이 각 열 별로

가 적용되고 또한 열 간에

와 열 간에

가 적용된 후에 CQI를 결정하여 기지국에 전달한다.

해당 제안하는 피드백이 기지국에 아래와 같이 전달될 수 있다. 여기서

는 rPMI에 전송하고

는 wPMI에 전송하고 CQI는 wCQI에 전송하는 것을 가정한다.

rPMI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은

이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는

이며 오프셋 값은 rPMI의 오프셋 값과 같이

이다. 여기서

로 정의되는데

는 상위 계층 신호로 전달되며

값은 1으로 정의된다. 결국 wCQI, wPMI는

이며 오프셋은

+

이다.

또다른 방법으로 wCQI, wPMI의 전송 주기는

이며

의 서브프레임 오프셋 값을 가지고 피드백 타이밍이 결정된다. 또한 RI, rPMI의 전송 주기는

이며 오프셋은

+

이다.

제 1 실시예에 따르면 단말로 하여금 다수의 CSI-RS 자원에 대한 채널을 측정하고 각 CSI-RS 자원 별로 최적의 빔을 선택하며, 각 빔을 이용하여 전송하는 경우에 최적의 빔간 관계를 피드백함으로 2차원 안테나 어레이를 이용하여 기지국이 최적의 빔을 선택할 수 있도록 하는 방법이다. 또한, 상기 기술한 방법을 통해 단말은 최대 64개의 안테나 채널을 8개의 그룹으로 분리하여 측정한 후에 하나의 codebook을 적용하는 방법으로 이후 추가로 가상의 채널을 구성하여 피드백함으로 안테나 간에 채널의 상관도가 높은 경우에 효과적으로 피드백 양과 채널 수신 복잡도를 감소할 수 있다.

<제 3 실시예>

본 발명의 제 3 실시예에서 단말은, 구성된 하나 이상의 CSI-RS에 기초하여 각각 이차원 안테나 어레이에 대한 각 열 별로 채널을 추정하고, codebook 내에서 열 별로 최적의 precoding matrix를 선택한 후, 이에 따른 열 간의 관계를 기초로 codebook 내에서 추가적으로 최적의 precoding matrix를 선택한 후에 RI, PMI, CQI를 생성하여 보고한다.

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 두 번째 안테나port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 임의의 안테나 port 열과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

으로 표현될 수 있다.

Codebook 내 precoding matrix는 다음의 수학식 8과 같이 두 개의 index 에 의해 결정되도록 표현할 수 있다:

여기서

는 XPOL에서 같은 각도로 구성된 안테나 그룹내의 N/2개 안테나들에 대한

빔형성(beamforming) 벡터를 나타내며 상기 수학식 8에서는 가능한 빔형성 벡터가 Q개임을 가정한다. 또한

은 m번째 성분이 1이고 나머지 성분은 모두 0인 단위 벡터를 나타내며,

의 블록 대각 행렬인

의 m번째 column인

이 빔형성 벡터로 선택되도록 하는 역할을 한다. 즉, index (i ₁, i ₂)가 결정된 상황에서 결합된 최종 precoding matrix는 다음의 수학식 9로 나타난다.

여기서 precoding matrix를 결정하는 index (i ₁, i ₂)에 대한 특징은 다음과 같다.

먼저, i ₁은 전체 codebook 내 빔 형성 벡터들 중 현재 채널에 대하여 선택 가능한 M개의 빔형성 벡터 후보들을 지시하는 역할을 한다. 또한, i ₂는 i ₁에 의해 지시된 빔형성 벡터의 후보들 중 현 채널에 맞게 실제 사용할 최적의 빔형성 벡터를 선택하고, 서로 다른 안테나 그룹 사이의 phase를 조절하는 역할을 한다. 따라서 각 열의 채널을

으로 표현하면 각 열에서 선택되는 i ₁는 전체 codebook 내 빔 형성 벡터들 중 현재 채널에 대하여 선택 가능한 M개의 빔형성 벡터 후보들이기 때문에 동일한 i ₁이 선택될 것이다. 따라서 단말은 신호 대 잡음비 (SNR)을 최대화 하는 precoding matrix

를 다음 수학식 10과 같이 도출할 수 있다.

단말은 각 열에 대하여 다음과 같이 i ₁을 선택한다.

또한, 선택된 i ₁을 기반으로 각 열별로 i ₂을 아래와 같이 선택한다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

빔형성(beamforming) 벡터로써, 채널 행렬

과 결합하여 신호가 특정 방향으로 전송되도록 빔(beam)을 형성하도록 한다. 여기서 n은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 11를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 각 열별로 서로 다른 값을 가지게 되며 총 n개의

를 선택하게 된다.

이 후 단말은, 8개의 CSI-RS 자원을 통해서 선택한

을 통해서 CSI-RS 자원 n개에 대해서 가상의 port

를 구성하여 가상의 채널을 측정한다. 따라서 가상의 port와 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬로 표현되고 v는 각 CSI-RS 자원에서 결정된 CSI-RS 자원 별 n의 합으로 표현될 수 있다. 이후에 단말은 다음의 수학식 12와 같은 방법으로 port 그룹 간에 관계를 정의하는 최적의 precoding matrix를 선택한다.

으로 표현하면 각 열에서 구성된 가상의 CSI-RS 자원에 대해서 선택되는 i ₁와 i ₂는 codebook 내 빔 형성 벡터들 중 다음 수학식 12과 같이 도출할 수 있다.

단말은 다음과 같이 i ₁을 선택한다.

또한, 선택된 i ₁을 기반으로 각 열별 i ₂을 아래와 같이 선택한다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

port 그룹간 벡터로써, 가상의 채널 행렬과 결합하여 신호의 수신 성능이 최대가 되도록 전송 하도록 한다. 여기서 n'은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n'이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n'이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 13를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 가상의 port 개수 v에 따라서 서로 다른 크기의 codebook을 이용하게 되며 최적의

를 선택하게 된다.

따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 1개의

와 N개의

와 1개의

를 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이 각 열 별로

와 열 간에

가 적용된 후에 단말의 rank를 전달한다. CQI는 선택된 rank와 각 열 별로 선택된

와 열 간에

가 적용된 후에 CQI를 결정하여 기지국에 전달한다.

아래와 같이 해당 제안하는 피드백이 기지국에 전달될 수 있다. 여기서

는 rPMI에 전송하고

는 wPMI에 CQI는 wCQI에 전송하는 것을 가정한다. rPMI와 wPMI는 모두 첫번째 PMI에는

과

를 전송하고 두번째 PMI에는

과

을 전송하는 것을 의미한다.

제안하는 방법은 할당 받은 N개의 CSI-RS 자원을 사용하여 이차원으로 배치된 NxM개 송신 안테나들로부터의 채널을 추정하고, 이에 대하여 N개의 최적의 rank, precoding matrix를 정의하는 PMI i ₁과 PMI i ₂ 를 생성할 수 있으며 추가적으로 N개의 최적의 precoding matrix를 정의하는 rank, i ₁과 i ₂ 및 CQI를 생성할 수 있다. 이제 단말이 결정된 rank, i ₁과 i ₂ 및 CQI를 정해진 타이밍에 기지국으로 보고하면 기지국은 상기 정의된 codebook을 참조하여 단말에 대한 채널 정보를 확인할 수 있고, 확인된 정보를 단말에 대한 데이터 스케줄링에 사용할 수 있다. 여기서 rank, i ₁과 i ₂ 및 CQI는 같은 타이밍에 상향링크 데이터와 함께 보고될 수도 있고 각각 별도의 타이밍에 상향링크 제어체널을 통하여 보고될 수도 있다. 특히 i ₁과 i ₂가 별도의 타이밍에 보고되는 경우에는 일반적으로 i ₁보다 i ₂가 더 작은 주기를 가지고 전송되는 것이 효과적이다. 즉, i ₁은 보다 긴 주기로 보고되어 기지국으로 가능한 빔형성 벡터들의 집합을 확인시켜주는 역할을 하고 i ₂는 보다 짧은 주기로 보고되어 실제 페이딩 채널에 적합한 최적의 빔형성 벡터의 선택 및 안테나 집합 사이의 phase를 맞추어 주는 역할을 할 수 있다. 이때, i ₁은 전체 codebook 내 빔 형성 벡터들 중 현재 채널에 대하여 선택 가능한 M개의 빔형성 벡터 후보들을 지시하는 역할을 하고, i ₂는 실제 사용할 빔 형성 벡터를 선택하고, 서로 다른 안테나 그룹 사이의 phase를 조절하는 역할을 한다.

RI가 rPMI와 wPMI의 첫번째 PMI 정보와 함께 전송되고, 두번째 PMI 정보는 wCQI와 함께 전송된다. 여기서 wCQI와 두번째 PMI에 대한 피드백의 주기 및 오프셋은

와

로 정의되고, 여기서

로 정의되는데

는 상위 계층 신호로 전달되며

는 2차원 안테나 어레이 구성 혹은 CSI-RS 자원 개수에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 64안테나 대한

값은 8으로 정의된다. 결국 wCQI, wPMI는

번의 rPMI의 두번째 PMI 전송마다 한번씩 이에 대체하여 전송된다. RI와 rPMI와 wPMI의 첫번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기 및 오프셋 값은 각각

와

+

또다른 피드백 방법으로 피드백 정보에 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI) 정보가 추가될 수 있다. 이때, PTI는 RI와 함께 피드백 되고 그 주기는

이며 오프셋은

+

로 정의된다.

예를 들어, PTI가 0인 경우에는 rPMI의 wPMI의 첫번째 PMI, 두번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백될 수 있다. 이때, wCQI와 rPMI와 wPMI의 두번째 PMI는 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 주기는

이며 오프셋은

로 주어진다. 첫번째 PMI의 주기는

이며 오프셋은

이다. 여기서

은 상위 계층 신호로 전달된다.

반면에 PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 전송된다. 이때, wCQI와 rPMI의 wPMI의 두번째 PMI는 함께 전송되며 sCQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백 된다. 이 경우에 첫번째 PMI는 전송되지 않는다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같다. sCQI의 주기는

으로 정의되고, 오프셋은

로 정의된다. wCQI와 두번째 PMI는

의 주기와

의 오프셋을 가지고 피드백되며

는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.

또다른 실시로, PTI가 00인 경우에는 rPMI의 첫번째 PMI를 전송하는 것을 지시하고 01인 경우에는 wPMI의 첫번째 PMI를 전송하는 것을 지시하고 10인 경우에는 rPMI의 두번째 PMI를 전송하는 것을 지시하고 11인 경우 wPMI의 두번째 PMI를 전송하는 것을 지시하는 방법이 가능하다.

또다른 실시로, PTI가 00인 경우에는 rPMI와 wPMI의 첫번째 PMI를 전송하는 것을 지시하고 01인 경우에는 rPMI의 두번째 PMI를 전송하는 것을 지시하고 10인 경우 wPMI의 두번째 PMI를 전송하는 것을 지시하는 방법 11인 경우에는 모든 PMI를 피드백하는 방법이 가능하다.

본 발명의 피드백 방법은 제 1실시예에서의 피드백 방법 혹은 제 2실시예에서의 피드백 방법과 제 3실시예에서의 피드백 방법을 CSI-RS별 피드백과 CSI-RS 간 피드백에서 서로 혼합하여 적용하여 피드백 하는 방법도 포함한다. 이와 같은 방법은 2차원 안테나 어레이 구조가 서로 다른 경우에 사용할 수 있는 방법이다.

<제 4 실시예>

본 발명의 제 4실시예에서, 단말은 구성된 하나 이상의 CSI-RS 피드백 구성으로부터 각각 채널을 추정하고, codebook 내에서 최적의 precoding matrix를 선택한 후 RI, PMI, CQI를 생성하여 보고한다, 또한, 이에 따른 CSI-RS 피드백 구성 간의 관계를 codebook 내에서 최적의 precoding matrix로 선택한 후에 RI, PMI, CQI를 생성하여 보고한다.

단말은 CSI-RS를 기반으로 하는 하나 이상의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 확인한다. 피드백 설정(피드백 구성)은 다음의 표 2와 같은 RRC 정보의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다.

피드백 설정 #1(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS-1
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc...

피드백 설정 #2(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS-2
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc...

피드백 설정 #N(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS-N
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc...

또한, 단말은 CSI-RS 피드백 구성을 기반으로 하는 하나의 피드백 설정 정보를 확인한다. 피드백설정은 다음의 표 3과 같은 RRC 정보의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다.

피드백 설정 #N+1(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS feedback configuration #1,#2,...,#N
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc...

단말은, 이차원 안테나 어레이 구조를 가지는 안테나에서, 전체 64개의 안테나 중 8개의 안테나 그룹으로 구성되는 각 열별로 X축 양의 방향에 대하여 서로 다른 CSI-RS 피드백 구성 정보를 수신하여 각각의 N개의 CSI-RS 자원에서 채널을 측정한다. 이 때, 첫 번째 CSI-RS 피드백 구성과 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 두 번째 CSI-RS 피드백 구성과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 임의의 CSI-RS 피드백 구성 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

으로 표현될 수 있다.

CSI-RS 피드백 구성에서 측정한 채널 행렬에 대한 최적의 precoding matrix 선택 방법을 설명한다. 이 경우, 신호 대 잡음비 (SNR)을 최대화 하는 precoding matrix의 선택 방법은 다음의 수학식 14와 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix의 집합이다.

는

빔형성(beamforming) 벡터의 집합으로써, 채널 행렬

과 결합하여 신호가 특정 방향으로 전송되도록 하는 빔(beam)을 형성하도록 한다. 여기서 n은 precoding matrix에 따른 rank값으로서, n이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 14에서 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 각 열별로 서로 다른 값을 가지게 되며 단말은 총 N개의

를 선택하게 된다. 따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 N개의 피드백 구성 별로

을 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이

적용된 후에 단말의 rank를 전달한다. CQI는 각 CSI-RS 피드백 구성 선택된 rank와

적용된 후에 CQI를 결정하여 기지국에 전달한다.

이 후 단말은, 8개의 CSI-RS 피드백 구성을 통해서 선택한

을 통해서 CSI-RS 자원 N개에 대해서 가상의 port를

로 구성하여 N+1번째 CSI-RS 피드백구성에 대한 가상의 채널을 측정한다. 따라서 가상의 port와 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬로 표현되고 v는 각 CSI-RS 피드백 구성에서 결정된 CSI-RS 자원 별 n의 합으로 표현될 수 있다.

이 후에 단말은 다음의 수학식 15와 같은 방법으로 CSI-RS 피드백 구성 간의 관계를 정의하는 최적의 precoding matrix를 선택한다. 이 경우, 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화하는 precoding matrix 선택 방법은 다음의 수학식 15과 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

port 그룹간 벡터로써, 가상의 채널 행렬과 결합하여 신호의 수신 성능이 최대가 되도록 전송 하도록 한다. 여기서 n'은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n'이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n'이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 15를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 가상의 port 개수 v에 따라서 서로 다른 크기의 codebook을 이용하게 되며, 이에 따라 최적의

를 선택하게 된다.

따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 1개의

를 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이

가 적용된 후에 단말의 rank를 전달한다. CQI는 선택된 rank와

가 적용된 후에 CQI를 결정하여 기지국에 전달한다.

아래와 같이 해당 제안하는 피드백이 기지국에 전달될 수 있다. 여기서 각 CSI-RS 피드백 구성에 대한 PMI는 wPMI에 CQI는 wCQI에 전송하는 것을 가정한다. 각 CSI-RS피드백 구성에 대해 상기 기술한 피드백 모드를 적용하여 피드백 할 수 있다.

1. Reporting mode 1-0: RI, 광대역 (wideband) CQI (wCQI)

2. Reporting mode 1-1: RI, wCQI, PMI

3. Reporting mode 2-0: RI, wCQI, 협대역 (subband) CQI (sCQI)

4. Reporting mode 2-1: RI, wCQI, sCQI, PMI

또한, RANK을 전송하는 방법의 예로 단말은 n과 n'을 동시에 전송할 수 있으며 혹은 n'만 전송할 수 있다. 만약 n'을 전송하는 경우에는 n은 1 혹은 2 혹은 특정 값으로 고정 시킬 수 있으며 이는 기지국이 상위 계층 시그널링으로 단말이 미리 지시하는 방법을 사용하거나 미리 메모리에 정해진 하나의 값만을 이용할 수 있다.

제4실시예에 따르면, 단말로 하여금 다수의 CSI-RS 자원에 대한 채널을 각각 측정하고 이를 기지국에 전달하며 각 CSI-RS 자원 별로 최적의 빔을 선택하며 추가적으로 단말은 기지국에 피드백한 각 빔들을 동시에 이용하여 전송하는 경우의 최적의 빔간 관계를 피드백함으로 최종적으로 기지국이 단말로부터 2차원 안테나 어레이를 이용하여 기지국이 최적의 빔을 선택할 수 있도록 하는 방법이다. 또한, 상기 기술한 방법을 통해 단말은 다수의 안테나 채널을 1, 2, 4 혹은 8개의 채널 측정 자원으로 분리하여 측정하고 추가적으로 해당 피드백을 기반으로 가상의 채널을 구성하여 이에 대한 채널 피드백을 기지국에 전송함으로써 기지국의 안테나 구성의 정보에 무관하게 채널 정보를 피드백할 수 있다. 또한, 가상의 채널은 각 CSI-RS의 자원에서 선택된 rank의 합에 따라 해당 codebook의 크기가 변경되는 것을 그 특징으로 한다.

<제 5 실시예>

본 발명의 제 5실시예에서 단말은 구성된 하나 이상의 CSI-RS 피드백 구성로부터 각각 채널을 추정하고, codebook 내에서 최적의 precoding matrix를 선택한 후 RI, PMI를 생성하고 CSI-RS 피드백 구성 간의 관계를 기초로 codebook 내에서 추가적으로 최적의 precoding matrix로 선택한 후에 RI, PMI, 생성하여 보고한다. 이후 기지국은 수신된 RI와 PMI를 이용하여 추가의 CSI-RS 구성에 피드백한 PMI가 적용된 CSI-RS 전송하고 이에 단말은 해당 CSI-RS 채널을 측정하여 CQI를 피드백하는 방법이다.

단말은 CSI-RS를 기반으로 하는 하나 이상의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 확인한다. 피드백 설정은 다음의 표 4와 같은 RRC 정보의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다.

피드백 설정 #1(Feedback Configuration)

피드백 설정 #2(Feedback Configuration)

피드백 설정 #N(Feedback Configuration)

또한, 단말은 CSI-RS 피드백 구성을 기반으로 하는 하나의 피드백 설정 정보를 확인한다. 피드백 설정은 다음의 표 5과 같은 RRC 정보의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다.

피드백 설정 #N+1(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS feedback configuration #1,#2,…, #N
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc…

또한, 단말은 추가로 빔성형(beamforming)된 CSI-RS 채널을 측정하기 위한 자원으로 표 6과 같이 추가의 피드백 설정이 시그널링될 수 있다.

피드백 설정 #N+2(Feedback Configuration)

● Channel information : CSI-RS-N+1
● Reporting (feedback) mode
● PMI codebook information
● Etc...

크기의 채널 행렬은

로 표현되고, 두 번째 CSI-RS 피드백 구성과 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬

로 표현되고, 임의의 CSI-RS 피드백 구성 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬은

으로 표현될 수 있다.

CSI-RS 피드백 구성에서 측정한 채널 행렬에 대한 최적의 precoding matrix 선택 방법을 설명한다. 이 경우, 신호 대 잡음비 (SNR)을 최대화 하는 precoding matrix의 선택 방법은 다음의 수학식 16와 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix의 집합이다.

는

빔형성(beamforming) 벡터의 집합으로써, 채널 행렬

과 결합하여 신호가 특정 방향으로 전송되도록 하는 빔(beam)을 형성하도록 한다. 여기서 n은 precoding matrix에 따른 rank값으로서, n이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 16에서 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 각 열별로 서로 다른 값을 가지게 되며 단말은 총 N개의

을 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이

적용된 후에 단말의 rank를 전달한다.

이 후 단말은, 8개의 CSI-RS 피드백 구성을 통해서 선택한

을 통해서, CSI-RS 자원 N개에 대해서 가상의 port

를 구성하여 N+1번째 CSI-RS 피드백구성에 대한 가상의 채널을 측정한다. 상기 가상의 채널은 가상의 port와 특정 단말 사이에 대한

크기의 채널 행렬로 표현되고, 가상의 port 개수 v는 각 CSI-RS 피드백 구성에서 결정된 CSI-RS 자원 별 n의 합으로 표현될 수 있다.

이 후에 단말은 다음의 수학식 17와 같은 방법으로 CSI-RS 피드백 구성 간의 관계를 정의하는 최적의 precoding matrix를 선택한다. 이 경우, 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화하는 precoding matrix 선택 방법은 다음의 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.

여기서

는

precoding matrix이다.

는

port 그룹간 벡터로써, 가상의 채널 행렬과 결합하여 신호의 수신 성능이 최대가 되도록 전송 하도록 한다. 여기서 n'은 precoding matrix에 따른 rank값으로 n'이 1인 경우에는 rank1 precoding matrix이고 n'이 2인 경우에는 rank2 precoding matrix를 의미한다. 수학식 17를 살펴보면 SNR을 최대화하는 precoding matrix는 가상의 port 개수 v에 따라서 서로 다른 크기의 codebook을 이용하게 되며, 이에 따라 최적의

를 선택하게 된다.

따라서, 단말은 PMI를 피드백하기 위해서 1개의

를 피드백한다. RANK의 경우에는 단말이

가 적용된 후에 단말의 rank를 전달한다.

이후 단말은 N+1의 CSI-RS 자원에 대해서 채널을 측정하여 해당 채널에 CQI를 피드백한다. 이 경우 해당 CSI-RS는 단말이 피드백 한 PMI를 기반으로 빔포밍을 하여 전송한 CSI-RS이기 때문에 CQI만 피드백한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 9를 참조하면 단말은 910 단계에서 안테나 port 그룹 별로 채널 추정을 위한 적어도 하나 이상의 CSI-RS에 대한 설정 정보를 수신한다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍 및 자원 위치, 수열 정보 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다.

이후에, 단말은 920 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 수신한다.

피드백 설정 정보는 단말이 생성하고 피드백을 수행해야할 피드백 정보들의 종류를 나타내는 피드백 모드 (reporting mode or feedback mode) 정보를 포함한다. 상기 피드백 과정은, 단말이 CSI-RS-1 ~ N을 사용하여 N개의 그룹으로 분리된 송신 안테나들로부터의 채널을 추정하고, 추정한 상기 채널에 대하여 최적의 rank, precoding matrix를 정의하는 PMI i ₁과 i ₂ 혹은 CQI를 생성하여 기지국으로 보고하고, 또한 CSI-RS간에 선택된 PMI를 기반으로 CSI-RS 간에 최적의 rank. Precoding matrix를 정의하는 PMI i ₁과 i ₂ 및 CQI를 생성하여 기지국으로 통보하는 과정을 포함할 수 있다.

PMI 코드북 정보(PMI codebook information)는 codebook 중에서 현재 채널 상황에서 사용 가능한 precoding matrix들의 집합에 대한 정보를 의미한다. 만약 PMI codebook information이 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면 단말은 정의된 codebook 내 가능한 모든 precoding matrix들이 각 피드백을 위해 사용될 수 있다고 인식할 수 있다.

단말은 930단계에서 CSI-RS를 수신하면 이를 통해 N개의 그룹으로 나눈 기지국 안테나와

개의 단말의 수신안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말은 940단계에서, 상기 추정한 채널 및 CSI-RS 간에 추가된 가상의 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정과 상기 정의된 codebook을 사용하여 피드백 정보 rank, PMI i ₁과 i ₂ 및 CQI 를 생성한다. 이후 단말은 950 단계에서 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여, 이차원 배열을 고려한 채널 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 10을 참조하면 기지국은 1010 단계에서, 안테나 port 그룹 별로, 채널을 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 CSI-RS에 대한 설정 정보를 단말로 전송한다. 상기 설정 정보는 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍 및 자원 위치, 수열 정보 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이후에, 기지국은 1020 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 전송한다. 여기서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 두 개의 CSI-RS에 대한 피드백 설정은 상술한 표 2와 같은 RRC 정보의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다.

이후에 기지국은 구성된 CSI-RS를 단말로 전송한다. 단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이를 기반으로 가상의 자원에 대한 추가적인 채널을 추정한다. 단말은 본 발명이 제안하는 여러 실시예에 따라 피드백을 결정하고 이에 해당하는 CQI를 생성하여 기지국으로 전송한다.

이에 따라 기지국은 1030 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 11을 참조하면, 단말은 통신부(1110)와 제어부(1120)를 포함한다.

통신부(1110)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(1110)는 제어부(1120)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.

제어부(1120)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(1120)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(1120)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(1110)를 제어한다. 이를 위해 제어부(1120)는 채널 추정부(1130)를 포함할 수 있다.

채널 추정부(1130)는 기지국으로부터 수신되는 CSI-RS 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 판단하고, 상기 피드백 정보에 기초하여 수신된 CSI-RS를 사용하여 채널을 추정한다.

도 11에서는 단말이 통신부(1110)와 제어부(1120)로 구성된 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 예를 들어 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 채널 추정부(1130)가 제어부(1120)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(1120)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(1110)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1120)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(1110)를 제어할 수 있다.

또한 제어부(1120)는 상기 통신부(1110)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(1120)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 통신부(1110)를 제어할 수 있다.

또한 제어부(1120)는 기지국으로부터 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(1120)는, 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 별로 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 각각 선택하고 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하여 하나의 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 더 선택할 수 있다. 이 때 제어부(1120)는, 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹 별로 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 가상의 채널을 구성하고, 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 상기 가상의 채널을 통해 전송할 수 있다. 상기 프리코딩 매트릭스 및 상기 추가적 프리코딩 매트릭스는, 상기 기지국과 상기 단말간의 현재 채널에 대하여 선택 가능한 빔형성 벡터 후보들을 지시하는 제1 인덱스 및 실제 사용할 빔 형성 벡터를 선택하는 제2 인덱스를 포함할 수 있다.

또한 제어부(1120)는 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(1120)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택하고, 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하여 하나의 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 더 선택할 수 있다. 이 때 제어부(1120)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 기초하여 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 가상의 채널을 구성하고, 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 상기 가상의 채널을 통해 전송할 수 있다.

또한 제어부(1120)는 기지국으로부터 피드백 설정 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 피드백 설정 정보 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(1120)는, 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다.

또한 제어부(1120)는 기지국으로부터 수신한 제1 CSI-RS에 기초하여 생성한 제1 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하고, 제1 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 제2 CSI-RS를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 수신한 제2 CSI-RS에 기초하여 제2 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 제2 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 12을 참조하면, 기지국은 제어부(1210)와 통신부(1220)를 포함한다.

제어부(1210)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(1210)는 단말의 수평 및 수직 성분 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(1210)는 자원 할당부(1230)를 더 포함할 수 있다.

자원 할당부(1230)는 단말이 안테나 port를 그룹 별로 각각 추정할 수 있도록 CSI-RS를 각각의 자원에 할당하고, 해당 자원을 사용하여 CSI-RS를 전송한다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다.

통신부(1220)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(1220)는 제어부(1210)의 제어하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다.

상기에서는 자원 할당부(1230)가 제어부(1210)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(1210)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(1220)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(1210)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(1220)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(1210)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(1220)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(1210)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 CSI-RS를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(1210)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 전송할 수 있다.

또한, 제어부(1210)는 제1 피드백 정보를 단말로부터 수신하고, 상기 제1 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 제2피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 많은 수의 2차원 안테나 어레이 구조의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송하는데 과다한 피드백 자원을 할당하는 것과 단말의 채널 추정 복잡도를 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 단말은 효과적으로 많은 수의 송신 안테나에 대한 채널을 모두 측정하고 이를 피드백 정보로 구성하여 기지국에 통보할 수 있다.

Claims

단말이 기지국에 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하는 단계;
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계;
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨;
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹 별로 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 상기 가상의 안테나 포트 그룹과 관련한 가상의 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
단말이 기지국에 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS를 수신하는 단계;
상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계;
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨;
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
제3항에 있어서,
상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계는 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 기초하여 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 상기 가상의 안테나 포트 그룹과 관련한 가상의 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
제3항에 있어서,
상기 프리코딩 매트릭스 및 상기 추가적 프리코딩 매트릭스는, 상기 기지국과 상기 단말간의 현재 채널에 대하여 선택 가능한 빔형성 벡터 후보들을 지시하는 제1 인덱스 및 실제 사용할 빔 형성 벡터를 선택하는 제2 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
단말이 기지국에 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
상기 기지국으로부터 피드백 설정 정보를 수신하는 단계;
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS를 수신하는 단계;
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하는 단계;
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하는 단계-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨;
상기 수신한 피드백 설정 정보 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여, 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 피드백 정보 전송 방법.
삭제
기지국이 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 방법에 있어서,
상기 단말에 피드백 설정 정보를 전송하는 단계;
상기 단말에 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS를 전송하는 단계; 및
상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하고,
상기 피드백 정보는,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스, 및
상기 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 포함-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨-하는 것을 특징으로 하는 기지국의 피드백 정보 수신 방법.
삭제
기지국에 피드백 정보를 전송하는 단말에 있어서,
상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 기지국으로부터 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하고,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하며,
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하고-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하며,
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제10항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹 별로 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 상기 가상의 안테나 포트 그룹과 관련한 가상의 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 단말.
기지국에 피드백 정보를 전송하는 단말에 있어서,
상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 기지국으로부터 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS를 수신하고,
상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하며,
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하고-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하며,
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 기초하여 선택된 상기 프리코딩 매트릭스에 기초하여 상기 가상의 안테나 포트 그룹과 관련한 가상의 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서,
상기 프리코딩 매트릭스 및 상기 추가적 프리코딩 매트릭스는, 상기 기지국과 상기 단말간의 현재 채널에 대하여 선택 가능한 빔형성 벡터 후보들을 지시하는 제1 인덱스 및 실제 사용할 빔 형성 벡터를 선택하는 제2 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
기지국에 피드백 정보를 전송하는 단말에 있어서,
상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 기지국으로부터 피드백 설정 정보를 수신하고,
상기 기지국으로부터 각 안테나 포트 그룹에 상응하느 CSI-RS를 수신하고,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스를 선택하며,
상기 선택된 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 결정하고-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨,
상기 수신한 피드백 설정 정보 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여, 상기 선택된 프리코딩 매트릭스와 상기 추가적 프리코딩 매트릭스를 포함하는 피드백 정보를 생성하며,
상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
삭제
단말로부터 피드백 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
상기 단말과 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고,
상기 단말에 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS를 전송하고,
상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하는 제어부를 포함하고,
상기 피드백 정보는,
상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대한 프리코딩 매트릭스, 및
상기 프리코딩 매트릭스 및 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 상응하는 CSI-RS의 자원에 기반하여 구성된 가상의 안테나 포트 그룹에 대한 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 포함-상기 추가적 프리코딩 매트릭스는 신호의 SNR(signal-to-noise)이 최대화되도록 결정됨-하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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