KR102486805B1 - 무선 통신 시스템에서 피드백 신호를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 피드백 신호를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시가 제공하는 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 기준 신호를 송신하는 방법은, 기준 신호 송신을 위한 무선 자원들을, 상기 기준 신호 송신을 위한 복수 개의 안테나 포트들에 매핑하는 과정; 및 상기 기준 신호를 상기 무선 자원들을 이용하여, 상기 매핑된 안테나 포트들을 통하여 단말에게 송신하는 과정을 포함하며, 상기 안테나 포트들에 매핑하는 과정은, 무선 자원들과 안테나 포트들 간의 제1 매핑 패턴과 상기 무선 자원들과 상기 안테나 포트들 간의 제2 매핑 패턴의 조합에 기초하여 수행됨을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 피드백 신호를 송수신하는 방법 및 장치
본 개시는 무선 통신 시스템에서 피드백 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 이동통신시스템은 초기 음성 위주 서비스를 넘어 대용량 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 3GPP, IEEE 등의 여러 표준화 단체에서는 이와 같은 요구를 만족시키기 위하여 3GPP의 Long Term Evolution Advanced (LTE-A), IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 멀티 캐리어(multi-carrier)를 이용한 다중 접속(multiple access) 방식을 기반으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 송신 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.
LTE-A, 802.16m 등의 현존하는 4세대 진화 이동통신 시스템은 멀티 캐리어 다중 접속(multi-carrier multiple access) 방식을 기반으로 하고 있으며, 송신 효율을 개선하기 위해 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO), 다중 안테나, 빔 포밍(beam-forming), 적응 변조 및 부호화(Adaptive Modulation and Coding:AMC) 채널 감음 스케줄링(channel sensitive scheduling) 방식과 같은 다양한 기술들을 이용한다.
상술한 여러 가지 기술들은 다양한 종류의 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI)를 이용하여 여러 안테나로부터 송신하는 송신 전력을 집중시키거나, 송신하는 데이터 양을 조절하고, 채널 품질이 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 송신하는 등의 방법을 통해 송신 효율을 개선함으로써 시스템 용량 성능을 증대시킨다.
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, 기지국 또는 단말은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용되는 것이 채널 상태 지시 기준 신호(Channel Status Indication reference signal, CSI-RS)이다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며, 한 개의 eNB는 복수 개의 셀(cell)에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 한 개의 이동통신 시스템에는 복수 개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 eNB는 복수개의 셀에 대한 송수신을 수행한다.
상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로써 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 송신한다. 이와 같이 복수개의 정보 스트림을 공간적으로 분리하여 송신하는 것을 공간 다중화(spatial multiplexing)라 한다. 일반적으로 몇 개의 정보 스트림에 대하여 공간 다중화를 적용할 수 있는지 여부를 해당 송신의 "랭크(rank)"라 정의하며, 랭크는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. LTE/LTE-A Release 12까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 2, 4, 8개 있는 경우에 대한 공간 다중화를 지원하며 랭크는 최대 8까지 지원된다.
한편, 거대 다중 안테나 시스템 (massive MIMO) 또는 전 차원(full-dimension) MIMO (FD-MIMO) 시스템은 2차원으로 배열된 8개보다 많은 32개 또는 그 이상의 개수를 갖는 복수 개의 안테나로 이루어진다.
도 1은 FD-MIMO 안테나 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1에서 기지국 송신 장치(101)는 수십 개 또는 그 이상의 송신 안테나를 이용하여 무선 신호를 송신한다. 복수개의 송신 안테나들은 도 1에서와 같이 일정 거리를 유지하도록 배치된다. 상기 일정 거리는 예를 들어 송신되는 무선신호의 파장 길이의 절반의 배수에 해당할 수 있다. 일반적으로 송신 안테나 사이에 무선신호의 파장 길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우 각 송신 안테나에서 송신되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선채널의 영향을 받게 된다. 송신 안테나의 거리가 멀어지면 멀어질수록 신호 간에 상관도가 작아진다.
대규모의 안테나를 가지는 기지국 송신 장치는 그 장치의 규모가 매우 커지는 것을 방지하기 위해 도 1과 같이 안테나를 2차원으로 배열할 수 있다. 기지국은 가로축에 배열된 NH개의 안테나와 세로축에 배열된 NV개의 안테나를 이용하여 신호를 송신하고 단말(103)은 해당 안테나에 대한 채널(102)을 측정해야 한다.
도 1에서 기지국 송신 장치(101)에 배치된 수십 개 또는 그 이상의 송신 안테나들은 한 개 또는 복수개의 단말로 신호를 송신하는데 활용된다. 복수의 송신 안테나에는 적절한 프리코딩 (precoding)이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 신호를 송신하도록 한다. 이때 한 개의 단말은 1개 또는 그 이상의 정보 스트림을 수신할 수 있다. 일반적으로 한 개의 단말이 수신할 수 있는 정보 스트림의 개수는 단말이 보유하고 있는 수신 안테나 수와 채널 상황에 따라 결정된다.
상기 FD-MIMO 안테나 시스템을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 복수 개의 기준 신호를 이용하여 송수신 안테나 간 채널 상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 이를 이용하여 효과적인 채널 상태 정보를 기지국으로 송신하여야 한다. 상기 채널 상태 정보를 수신한 기지국은 이를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 송신속도로 송신을 수행할지, 어떤 프리코딩을 적용할지 등을 결정한다. FD-MIMO 시스템의 경우 송신 안테나의 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 데이터 트래픽 채널(traffic channel) 송신에 할당할 수 있는 자원이 줄어들게 되어, 송신되는 데이터의 절대적인 양이 줄어들 수 있다. 이와 같은 경우 채널 측정(channel measurement) 및 평가(estimation)의 성능은 개선되겠지만 송신되는 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 트래픽 채널의 데이터 송신을 위한 자원 사이에 적절한 배분이 필요하다.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 (subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)의 무선자원을 설명하는 도면이다.
도 2에 도시된 무선자원은 시간축(201) 상에서 한 개의 서브프레임(subframe)으로 이루어지며 주파수축(203) 상에서 한 개의 자원 블록(Resource Block, RB)으로 이루어진다. 이와 같은 무선 자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어지며 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유한 주파수 및 시간 위치를 갖는다. 참고로, LTE/LTE-A에서는 상기 도 2의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소 (resource element, RE)라 한다.
상기 도 2에 도시된 무선자원에서는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 송신될 수 있다.
- CRS (Cell Specific RS)(211): 한 개의 셀에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 송신되는 기준 신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.
- DMRS (Demodulation Reference Signal)(213): 특정 단말을 위하여 송신되는 기준 신호이며 해당 단말에게 데이터를 송신할 경우에만 송신된다. DMRS는 총 8개의 DMRS 포트(port)들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 포트 7에서 포트 14까지가 DMRS 포트에 해당하며 각 포트들은 CDM(code division multiplexing)또는 FDM(frequency division multipleting)을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 직교성(orthogonality)를 유지한다.
- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)(215): 하향링크로 송신되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 송신하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 데이터 영역에서 기준 신호가 송신되지 않는 RE를 이용하여 송신된다.
- CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal)(219): 한 개의 셀에 속한 단말들을 위하여 송신되는 기준 신호로, 채널 상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 셀에서는 복수개의 CSI-RS가 송신될 수 있다.
- 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH)(217): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 송신하는데 사용된다.
상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국이 송신하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭 없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 뮤팅은 CSI-RS가 송신될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 뮤팅은 또 다른 용어로 0 전력 CSI-RS(zero-power CSI-RS)라고 불리기도 한다. 뮤팅의 특성상 뮤팅이 CSI-RS의 위치에 동일하게 적용되며 송신전력이 송신되지 않기 때문이다.
도 2에서 CSI-RS는 CSI-RS를 송신하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 송신될 수 있다. 또한, 뮤팅도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히, CSI-RS는 안테나 포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE를 이용하여 송신될 수 있다.
안테나 포트 수가 2개일 경우 상기 도 2에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 송신되며 안테나 포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 송신되고, 안테나 포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 송신된다. 반면 뮤팅의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, 뮤팅은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 뮤팅의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.
두 개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 송신될 경우 시간 축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나 포트의 신호가 송신되며 각 안테나 포트의 신호는 직교 코드로 구분된다. 이는 두 개의 CSI-RS 포트가 코드 분할 다중화(code division multiplexing): (CDM-2) 됨을 의미한다. 또한, 네 개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 송신될 경우 두 개의 안테나 포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두 개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 나머지 두 개의 안테나 포트에 대한 신호가 송신된다. 이때 CDM-2로 다중화된 RE 한 쌍은 같은 OFDM 심볼 내에 위치하게 되며 서로 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing: FDM) 된다. 8개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 송신될 경우도 마찬가지이며 CDM-2로 다중화된 RE 두 쌍이 FDM 된다.
기지국은 채널 추정 정확도를 향상시키기 위하여 CSI-RS의 송신 전력을 부스팅할 수 있다. 네 개 또는 여덟 개 안테나 포트(antenna port, AP) CSI-RS가 송신될 경우 특정 CSI-RS 포트는 정해진 위치의 CSI-RS RE에서만 송신되며, 같은 OFDM 심볼 내 다른 OFDM 심볼에서는 송신되지 않는다.
도 3은 기지국이 8개의 CSI-RS를 송신하는 경우의 n 번째 그리고 n+1번째 PRB에 대한 CSI-RS RE 매핑 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 3에서와 같이 15번 또는 16번 AP를 위한 CSI-RS RE의 위치가 도 3의 체크 패턴과 같을 경우, 빗금 패턴으로 표시된 나머지 17~22번 AP를 위한 CSI-RS RE에는 15번 또는 16번 AP의 송신 전력이 사용되지 않는다. 따라서 도 3에 표시된 바와 같이 15번 또는 16번 AP는 3, 8, 9번째 서브캐리어에 사용될 송신전력을 2번 서브캐리어에서 사용할 수 있다. 이와 같은 자연스러운 전력 부스팅은 2번 서브캐리어를 통하여 송신되는 15번 CSI-RS 포트의 전력이 데이터 RE에서 사용되는 15번 AP의 송신전력 대비 최대 6dB까지 높게 설정되는 것이 가능하게 한다. 현재의 2/4/8 포트 CSI-RS 패턴들은 각각 0/2/6dB의 자연스런 전력 부스팅이 가능하며 각각의 AP들은 이를 통하여 사용 가능한 모든 전력을 이용(full power utilization)하여 CSI-RS를 송신하는 것이 가능하다.
또한, 단말은 CSI-RS와 함께 CSI-IM (또는 IMR, interference measurement resources)을 할당받을 수 있는데 CSI-IM의 자원은 4포트를 지원하는 CSI-RS와 동일한 자원 구조와 위치를 가진다. CSI-IM은 하나 이상의 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단말이 인접한 기지국으로부터 간섭을 정확하게 측정하기 위한 자원이다.
예를 들어, 인접한 기지국이 데이터를 송신할 때의 간섭의 양과 송신하지 않을 때의 간섭의 양을 측정하고 싶은 경우, 기지국은 CSI-RS와 두 개의 CSI-IM 자원을 구성하고 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 송신하도록 하고 다른 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 송신하지 않도록 하여 인접 기지국의 간섭 양을 효과적으로 측정할 수 있다.
셀룰러 시스템에서 기지국은 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준 신호 (reference signal)를 단말로 송신해야 한다. LTE-A 시스템의 경우 단말은 기지국이 송신하는 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 안테나에 의하여 발생하는 간섭 신호 및 열 잡음 등이 포함되며, 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다.
일 예로, 송신 안테나가 한 개인 기지국에서 수신 안테나가 한 개인 단말로 신호를 송신할 경우, 단말은 기지국에서 수신된 기준 신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하고 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터송신 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고, 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 기지국에 통보됨으로써, 기지국이 하향링크에서 어떤 데이터 송신속도로 단말에게 송신을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.
LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널 상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 송신하는 기준 신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백한다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보는 크게 다음의 세가지가 있다.
-랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널 상태에서 수신할 수 있는 공간 레이어(spatial layer)의 개수
-프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널 상태에서 선호하는 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)에 대한 지시자
-채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널 상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 송신률(data rate). CQI는 최대 데이터 송신률과 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. 일 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 프리코딩 매트릭스는 랭크 별로 다르게 정의되어 있다. 따라서 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값과, RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값은 그 값이 동일하더라도 다르게 해석이 된다. 또한, 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 랭크 값과 PMI 값이 기지국에서 적용되었다고 가정한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 경우, 랭크가 RI_X이고 프리코딩이 PMI_Y일 때, CQI_Z에 해당하는 데이터 송신률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 송신방식을 수행할지를 가정함으로써, 해당 송신방식으로 실제 송신을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.
상기 채널정보 생성 및 보고를 수행하기 위하여 대규모 안테나를 보유하는 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준 신호 자원을 구성하여 단말에 송신해야 한다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이 가용한 CSI-RS 자원은 최대 48개의 RE를 사용할 수 있으나 현재 하나의 셀 당 8개까지의 CSI-RS를 설정하는 것이 가능하다. 따라서 8개 이상의 CSI-RS 포트들에 기반하여 동작할 수 있는 FD-MIMO 시스템을 지원하기 위하여 새로운 CSI-RS 설정 방법이 필요하게 된다.
8개 이상의 CSI-RS 포트들을 설정할 때 발생 가능한 문제 중 한 가지는 전체 전력의 이용을(full power utilization)을 위한 CSI-RS 전력 부스팅이다. 현재의 LTE/LTE-A 표준에서와 같이 CDM-2를 기반으로 하는 FDM 방식을 사용하여 CSI-RS 포트들을 매핑할 경우 12 포트의 경우 약 7.78dB, 16 포트의 경우 9dB의 CSI-RS 전력 부스팅을 수행하여야 전체 전력 이용을 수행하는 것이 가능하다. 한편 너무 높은 수준, 예를 들면 6dB 이상의 CSI-RS 전력 부스팅은 인접 데이터 RE에서의 송신전력과 CSI-RS RE에서의 송신전력 간 매우 큰 차이를 요구하게 된다. 이는 기지국의 전력 증폭기에 큰 부담을 주게 되는 요인이며 인접 데이터 RE의 수신 성능에 영향을 미칠 수 있는 위험이 있다.
수직 방향에 대한 동적 프리코딩(dynamic precoding) 수요 증가에 따라 등간격 평면형 배열 (Uniform Planar Array, UPA) 안테나 포트들로 구성되는 FD-MIMO에 대한 논의가 활발해지고 있다.
본 개시는 {(1 또는 2), 4, 8} 개로 제한되는 현재의 CSI-RS 구성 방법을 개선하여 다양한 수의 CSI-RS를 구성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 복수 개의 CSI-RS 설정 시 발생 가능한 문제들에 대처하기 위한 다양한 CDM-4 기반 CSI-RS 매핑 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 CDM-2/CDM-4 스위칭을 통한 CSI-RS 매핑 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 CSI-RS 포트 인덱스 매핑(index mapping) 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 LTE-A 기반의 FD-MIMO 시스템에서 효과적인 데이터 송수신을 수행하기 위하여 채널 상태 정보를 생성하고 생성된 채널 상태 정보를 공유하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 FD-MIMO 시스템에서 고효율 데이터 송수신을 수행하기 위하여 기지국이 복수 개의 CSI-RS에 대한 구성 정보를 단말에 알리고, 상기 구성 정보에 따라 단말이 피드백 정보를 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.
제1 개시에서 제공하는 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 기준 신호를 송신하는 방법은, 기준 신호 송신을 위한 무선 자원들을, 상기 기준 신호 송신을 위한 복수 개의 안테나 포트들에 매핑하는 과정; 및 상기 기준 신호를 상기 무선 자원들을 이용하여, 상기 매핑된 안테나 포트들을 통하여 단말에게 송신하는 과정을 포함하며, 상기 안테나 포트들에 매핑하는 과정은, 무선 자원들과 안테나 포트들 간의 제1 매핑 패턴과 상기 무선 자원들과 상기 안테나 포트들 간의 제2 매핑 패턴의 조합에 기초하여 수행됨을 특징으로 한다.
제1 개시에서 제공하는 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기준 신호를 수신하는 방법은, 기준 신호 수신을 위한 무선 자원들과, 상기 기준 신호 수신을 위한 복수 개의 안테나 포트들 간의 매핑 관계를 포함하는 기준 신호 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정; 및 상기 기준 신호 설정 정보에 기초하여, 상기 무선 자원들을 이용하여, 상기 매핑된 안테나 포트들을 통하여 상기 기준 신호들을 기지국으로부터 수신하는 과정을 포함하며, 상기 매핑 관계는, 무선 자원들과 안테나 포트들 간의 제1 매핑 패턴과 상기 무선 자원들과 상기 안테나 포트들 간의 제2 매핑 패턴의 조합에 기초하여 결정됨을 특징으로 한다.
제1 개시에서 제공하는 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 기준 신호를 송신하는 기지국 장치는, 기준 신호 송신을 위한 무선 자원들을, 상기 기준 신호 송신을 위한 복수 개의 안테나 포트들에 매핑하는 제어부; 및 상기 기준 신호를 상기 무선 자원들을 이용하여, 상기 매핑된 안테나 포트들을 통하여 단말에게 송신하는 송수신부를 포함하며, 상기 제어부는, 무선 자원들과 안테나 포트들 간의 제1 매핑 패턴과 상기 무선 자원들과 상기 안테나 포트들 간의 제2 매핑 패턴의 조합에 기초하여 상기 매핑을 수행함을 특징으로 한다.
제1 개시에서 제공하는 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기준 신호를 수신하는 단말 장치는, 기준 신호 수신을 위한 무선 자원들과, 상기 기준 신호 수신을 위한 복수 개의 안테나 포트들 간의 매핑 관계를 포함하는 기준 신호 설정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 기준 신호 설정 정보에 기초하여, 상기 무선 자원들을 이용하여, 상기 매핑된 안테나 포트들을 통하여 상기 기준 신호들을 기지국으로부터 수신하는 송수신부; 및 상기 송수신부의 수신을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 매핑 관계는, 무선 자원들과 안테나 포트들 간의 제1 매핑 패턴과 상기 무선 자원들과 상기 안테나 포트들 간의 제2 매핑 패턴의 조합에 기초하여 결정됨을 특징으로 한다.
제2 개시 및 제3 개시에서 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 피드백 정보 수신 방법은, 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하는 과정; 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하는 과정; 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하는 과정; 및 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하는 과정을 포함한다.
제2 개시 및 제3 개시에서 제공하는 무선 통신 시스템에서 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 기지국 장치는, 단말과 신호를 송수신하는 통신부; 및 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하고, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하며, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
제2 개시 및 제3 개시에서 제공하는 무선 통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 송신하는 방법은, 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정; 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정; 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정; 상기 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하는 과정; 및 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
제2 개시 및 제3 개시에서 제공하는 무선 통신 시스템에서 기지국으로 피드백 정보를 전송하는 단말 장치는, 상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부; 및 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하며, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
도 1은 FD-MIMO 안테나 시스템을 설명하는 도면,
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 설명하는 도면,
도 3은 기지국이 8개의 CSI-RS를 송신하는 경우의 n 번째 그리고 n+1 번째 PRB에 대한 CSI-RS RE 매핑 방식의 일 예를 설명하는 도면,
도 4는 FD-MIMO 안테나 시스템의 안테나 구성 및 측정 방법에 따른 CSI-RS 구성의 예시를 설명하는 도면,
도 5는 8개 이상의 다수 개의 CSI-RS를 구성하기 위한 방안 1을 설명하는 도면,
도 6은 8개 이상의 다수 개의 CSI-RS를 구성하기 위한 방안 2를 설명하는 도면,
도 7은 제1 개시의 제1 실시예에 따라 기지국이 단말에게 송신하는 CSI-RS의 위치 정보를 포함하는 테이블의 일 예를 설명하는 도면,
도 8은 CSI-RS 포트 수가 16개이고 <CSI-RS 설정=0, (k'=9, l'=5), ns mod 2-0> 이 시작 위치로 설정되었을 때 CSI-RS 설정에 대하여 오름차순으로 CSI-RS 포트 인덱스를 할당하는 예를 설명하는 도면,
도 9는 제1 개시의 제2 실시예에 따라 하나의 CSI 프로세스에 복수 개의 CSI-RS 설정을 연계하기 위한 설정 방식의 일 예를 설명하는 도면,
도 10은 제1 개시의 제2 실시예에 따라 <NCSI=8, resourceConfig=3>, <NCSI=8, resourceConfig=4>와 같이 2개의 CSI-RS를 설정받았을 때 복수 개의 CSI-RS 자원 위치들을 사용하여 CSI를 생성하게 되는 일 예를 설명하는 도면,
도 11은 제1 개시의 제4 실시예의 매핑 방식을 설명하는 도면,
도 12는 제1 개시의 제5 실시예의 매핑 방식의 일 예를 설명하는 도면,
도 13은 제1 개시의 제5 실시예의 매핑 방식을 다른 예를 설명하는 도면,
도 14는 제2 개시가 적용되는 FD-MIMO 안테나 시스템을 설명하는 도면,
도 15는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 (subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)의 무선자원을 설명하는 도면,
도 16은 Npd=2, MRI=2, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 RI(1601) 및 w-CQI(1603)의 피드백 타이밍을 도시하는 도면,
도 17은 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우, 대한 RI(1701), s-CQI(1705), w-CQI(1703)의 피드백 타이밍을 도시하는 도면,
도 18은 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, H'=3, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=0인 경우의 피드백 타이밍을 도시한 도면,
도 19는 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, H'=3, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시한 도면,
도 20a 내지 도 20d는 FD-MIMO 시스템에서 빔포밍된(beamformed) CSI-RS를 이용하는 경우들을 도시한 도면,
도 21은 측정 제한(measurement restriction)이 단말의 채널 측정 및 상태 정보 보고 생성에 도입됐을 때의 동작의 일 예를 설명하는 도면,
도 22는 제2 개시에 따라 주기적인 채널 상태 보고를 위하여 BI를 사용하고, 비주기적 채널 상태 보고를 위하여 측정 제한과 비주기적 CSI-RS를 사용하는 단말 및 기지국의 CSI-RS 송신 및 채널 상태 보고의 일 예를 나타내는 도면,
도 23은 제2 개시에 따라 주기적 채널 상태 보고에서 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용하고 비주기적 채널 상태 보고에서는 측정 제한과 BI를 이용하는 기지국과 단말의 CSI-RS 송신 및 채널 상태 보고 동작의 일 예를 도시한 도면,
도 24는 송신 모드(transmission mode: TM) 9에서의 CSI-RS(2402) 및 CSI 리포팅 설정(2401)을 도시한 도면,
도 25는 상기 도 24에서 설명된 TM9에서의 CSI 리포팅 설정(2401)의 일 예를 도시한 도면,
도 26은 TM 10에서의 CSI 프로세스 설정 및 CSI 리포팅 설정의 일 예를 도시하는 도면,
도 27은 도 25에서 설명된 TM 10에서의 CSI 프로세스 설정 및 CSI 리포팅 설정 예를 도시한 도면,
도 28은 제2 개시에서 제안하는 CSI 프로세스의 구조를 설명하는 도면,
도 29는 제2 개시의 실시예에 따른 단말의 동작을 설명하는 도면,
도 30은 제2 개시의 실시예에 따른 단말의 동작을 설명하는 도면,
도 31은 제2 개시의 실시 예에 따른 단말 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 32는 제2 개시의 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 33은 제2 개시의 측정 제한(measurement restriction)이 단말의 채널 측정 및 상태 정보 보고 생성에 도입됐을 때의 동작의 일 예를 설명하는 도면,
도 34는 CSI-RS 송신 방법 1과 2를 도시한 도면,
도 35는 3차원 채널 모델(channel model)의 3D-UMi 채널을 이용하여 단말이 선택하는 PMI의 분포를 나타낸 확률 분호(pdf)를 도시한 도면,
도 36은 제3 개시에 의한 제2 실시예에서의 채널 상태 보고 동작을 설명하는 도면,
도 37은 제3 개시에 의한 제3 실시예에 의한 채널 상태 보고 동작을 설명하는 도면,
도 38은 제3 개시의 제3 실시예에 의한 채널 상태 보고 동작을 도시한 도면.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 개시의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서 설명되는 본 개시의 실시예들은 설명의 편의를 위하여 분리된 것이지만, 상호 충돌되지 않는 범위 내에서 적어도 둘 이상의 실시예는 결합되어 수행될 수 있다.
이하에서 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 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.
본 개시의 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 개시의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 개시에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션(Long-Term Evolution: LTE) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(Long-Term Evolution-Advanced: LTE-A) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access: WCDMA) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(Evolved Packet System: EPS)과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
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.
본 명세서에서는 3개의 개시들이 설명될 것이다.
<제1 개시>
제1 개시의 주요 내용은 아래와 같다.
제1 개시에서 기지국은 복수 개의 CDM(Code Division Multipleting)의 패턴들 중 하나를 설정할 수 있다. 상기 CDM 패턴은 CDM-2 또는 CDM-4를 포함한다. 또한, 제1 개시에서 CDM-4가 여러 가지 방식으로 설정될 수 있다.
또한, 제1 개시에서 기지국은 CSI-RS의 운용을 위하여 단말에게 CSI 프로세스당 현재의 LTE-A 표준에서 정의된 2-/4-/8-포트 CSI-RS에서 사용되는 시간 및 주파수 자원을 복수 개로 설정하고, 상기 복수 개의 설정된 시간-주파수 자원을 조합하여 12-/16-포트 CSI-RS를 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 상위 계층 시그날링을 통하여 단말에게 12-/16-포트 CSI-RS가 CDM-2 기반한 것인지 CDM-4에 기반한 것인지를 통보할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 FD-MIMO 시스템에서, 기지국은 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준 신호 자원을 구성하여 단말에 송신해야 하며 이때 기준신호의 수는 기지국 안테나 설정(configuration) 및 측정 방법(measurement type)에 따라 상이할 수 있다.
도 4는 FD-MIMO 안테나 시스템의 안테나 구성 및 측정 방법에 따른 CSI-RS 구성의 예시를 설명하는 도면이다.
참조 번호 401은 데이터 송신에 사용되는 모든 TXRU에 대한 CSI-RS 포트를 추정하는 "전체 측정(full measurement)"의 경우에 대한 CSI-RS 개수를 나타내고 있다. 401에서 도시된 바와 같이 기지국 수평방향 포트 수 NH, 수직방향 포트 수 NV 및 편파 안테나 여부에 따라 다양한 개수의 CSI-RS가 필요함을 알 수 있다.
참조 번호 402는 데이터 송신에 사용되는 TXRU 중 일부에 대한 CSI-RS 포트를 추정하는 "부분적 측정(partial measurement)"의 경우에 대한 CSI-RS 개수를 나타내고 있다. 402에서 기지국은 CSI-RS를 통하여 채널을 추정하는 TXRU(403)와, CSI-RS를 할당받지 않고 채널을 추정하지 않는 TXRU(404)를 포함한다. 상기 402는 CSI-RS 천공(puncturing)의 일 예로, 채널 추정이 생략되는 패턴은 402에 도시된 내용에 의해 제한되지 않는다.
402와 같은 부분적 측정은 전체 측정에 대비하여 채널 추정의 오차가 커지는 단점이 있지만, CSI-RS 자원을 크게 절약할 수 있는 장점이 있다. 참조 번호 405와 같이 총 5개의 CSI-RS를 이용하여 부분적 채널 추정을 수행하는 경우 가로 방향의 3개의 CSI-RS 포트는 수평 방향의 채널 정보를 결정하는 데 이용되고, 세로 방향의 3개의 CSI-RS 포트들은 수직 방향의 채널 정보를 판단하는데 이용될 수 있다. 참조 번호 406은 어레이의 규모가 크고 크로스 폴(cross-pol) 안테나를 사용할 경우, 부분적 측정을 수행하더라도 많은 수의 CSI-RS가 필요하게 됨을 나타내고 있다. 상술한 바와 같이 현재의 시스템에서는 기지국 당 최대 8개까지의 CSI-RS를 설정하는 것이 가능하므로 FD-MIMO 시스템을 지원하기 위한 새로운 CSI-RS 구성 방법이 필요하게 된다. 한편, 8개 이상 복수 개의 CSI-RS를 구성하기 위한 방법으로 다음과 같은 두 가지 방안이 가능하다.
<방안 1>
도 5는 8개 이상의 다수 개의 CSI-RS를 구성하기 위한 방안 1을 설명하는 도면이다.
방안 1은 기존의 LTE-A 표준에 규정된 CSI 프로세스를 다수 개로 설정하는 방식이다. 즉, 기지국은 최대 8개까지의 CSI-RS를 지원할 수 있는 기존의 CSI 프로세스를 다수 개 설정하여, 단말이 많은 수의 CSI-RS 포트에 대한 채널 정보를 추정할 수 있게 한다. 도 5에서 참조 번호 501, 502, ... , 503은 CSI 프로세스가 다수 개가 설정되어 있음을 도시한 것이다. 여기서 각각의 CSI 프로세스에 해당하는 RI, PMI 및 CQI (예를 들어, 505)는 사전 설정에 의하여 서로 연계되어 있을 수 있다. 예를 들어 CSI 프로세스 1번이 수평 방향에 대한 채널 정보를 나타내고, CSI 프로세스 2번이 수직방향에 대한 채널 정보를 나타내는 경우 기지국은 보고된 PMI 1과 PMI 2를 크로넥커 곱(Kronecker product) 하여 전체 채널에 대한 프리코딩 매트릭스로 사용할 수 있다. 이때, 조인트(joint) CQI는 CQI 1과 CQI2의 곱이 될 수 있다(506).
상기 방안 1의 경우 세부적으로는 기존의 CSI 프로세스를 그대로 사용하게 되므로 FD-MIMO 시스템을 위하여 CSI-RS 패턴을 새롭게 구성할 필요가 없는 장점이 있다. 그러나 상기 방안 1을 사용하기 위해서는 CSI 프로세스 별로 CQI가 일정 규칙에 의하여 나누어진 이후 보고되거나 또는 새로운 조인트 CQI를 정의해야 하는 단점이 있다.
<방안 2: 복수 개의 CSI-RS 설정을 포함하는 단일 CSI 프로세스를 설정 (도 6을 참조)
도 6은 8개 이상의 다수 개의 CSI-RS를 구성하기 위한 방안 2를 설명하는 도면이다.
방안 2는 복수 개의 CSI-RS 설정을 포함하는 하나의 CSI 프로세스를 설정하는 방식이다. 즉, 기지국은 하나의 CSI 프로세스에 8개 이상 복수 개의 CSI-RS 포트들이 포함되도록 설정하고, 상기 설정된 CSI-RS 포트 정보들의 정보인 "CSI-RS 포트 구성 정보"를 단말에게 송신한다(601). 상기 CSI-RS 포트 구성 정보는 각 포트의 RE 위치에 대한 정보, 포트의 구성 패턴에 대한 정보, 기존의 CSI-RS 그룹에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단말은 상기 CSI-RS 포트 구성 정보와 미리 설정받은 피드백 설정 정보를 기반으로 RI, PMI, CQI 등 피드백 정보를 생성한다. 이때, 채널의 랭크 및 방향은 미리 정해진 규칙에 따라 하나 또는 여러 개의 RI 및 PMI로 보고될 수 있다. 채널 품질 또한, 다수 개의 CQI로 나누어져 보고될 수 있으나, 방안 2에서는 복수 개의 CSI-RS가 하나의 피드백 설정에 직접 연관되어 있기 때문에 조인트 CQI를 새로 정의하지 않더라도 하나의 CQI로 채널 품질을 보고하는 것이 가능하다 (603). 다만, 방법 2에서 복수 개의 CQI가 사용될 수 없는 것은 아니다.
상기 설명한 바와 같이 방법 2의 경우 새로운 CQI를 정의할 필요 없이 기존 CQI를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있으나 새로운 CSI-RS 패턴이나 새로운 CSI-RS 설정 방식을 설계하는 것이 필요하다.
이하에서 기술되는 실시예들을 통하여 상기 방안 2를 위한 구체적인 CSI-RS 설정 방식 및 그에 따른 단말에서의 채널 정보 생성 방식, 채널 정보 보고 방식에 대하여 설명한다.
<제1 개시의 제1 실시예>
도 7은 제1 개시의 제1 실시예에 따라 기지국이 단말에게 송신하는 CSI-RS의 위치 정보를 포함하는 테이블의 일 예를 설명하는 도면이다.
3GPP TS 36.211 표준에서는 도 7의 테이블을 이용하여 기지국이 CSI-RS 자원의 위치를 단말에게 통보하는 것이 가능하다. 도 7에서 (k', l')은 CSI-RS 설정에 따른 CSI-RS 자원의 시작 서브 캐리어와, 시작 심볼 위치를 각각 나타낸다. 도 7의 예와 같은 규칙을 기반으로 기지국은 CSI-RS 자원의 시작 위치와 종료 위치를 지시하거나, CSI-RS 자원의 시작 위치와 CSI-RS 자원의 크기를 단말에게 알릴 수 있다.
도 7의 테이블을 이용하는 한 가지 방식은 시작 위치에서부터 1개 또는 2개의 CSI-RS를 위한 CSI-RS 설정에 대해 오름차순 또는 내림차순으로 CSI-RS 포트 인덱스(index)들을 할당하는 것이다.
도 8은 CSI-RS 포트 수가 16개이고 <CSI-RS 설정=0, (k'=9, l'=5), ns mod 2-0> 이 시작 위치로 설정되었을 때 CSI-RS 설정에 대하여 오름차순으로 CSI-RS 포트 인덱스를 할당하는 예를 설명하는 도면이다.
참조 번호 801은 상기 CSI-RS 자원의 시작 위치이고, 참조 번호 802는 상기 설정에 따라 계산된 종료 위치를 나타낸다. 한편, 상기 종료 위치(802)의 값은 상기 시작 위치(801)의 값과 같이 기지국에 의하여 단말에게 직접 통보될 수도 있다.
<제1 개시의 제2 실시예>
다양한 수의 CSI-RS 포트들을 설정하기 위하여 복수 개의 레거시(legacy) CSI-RS 설정을 조합하는 방식이 가능하다. 기지국은 단말이 하나의 CSI 프로세스에서 복수 개의 CSI-RS 설정 정보를 수신할 경우 수신한 복수 개의 CSI-RS 설정 정보들을 연계하여 채널 정보를 생성할 것을 지시할 수 있다.
도 9는 제1 개시의 제2 실시예에 따라 하나의 CSI 프로세스에 복수 개의 CSI-RS 설정을 연계하기 위한 설정 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이 새로운 CSI-RS 설정(901)은 다양한 수의 CSI-RS 포트를 antennaPortsCount-r13을 통하여 지정할 수 있으며, 각 CSI-RS 포트들의 정확한 위치는 복수 개의 레거시(legacy) CSI-RS 설정(902)들을 통하여 알 수 있다. 이때, 전체 CSI-RS 포트 수는 개별 레거시 CSI-RS 구성의 CSI-RS 포트 수인 "antennaPortsCount-r10" 들의 합이 될 수 있다. 도 9에서 CSI-RS-Set-Config-r13, CSI-RS-Config-r10 과 같은 용어들은 설명의 편의를 위하여 사용된 것일 뿐, 실제 시스템에 적용 시에 다르게 표현될 수 있음은 물론이다.
도 10은 제1 개시의 제2 실시예에 따라 <NCSI=8, resourceConfig=3>, <NCSI=8, resourceConfig=4>와 같이 2개의 CSI-RS를 설정받았을 때 복수 개의 CSI-RS 자원 위치들을 사용하여 CSI를 생성하게 되는 일 예를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 7에서 구성된 자원 위치를 사용할 경우를 가정한 것인데, 단말은 참조 번호 1001 및 1002가 지시하는 자원들에 포함된 16개의 CSI-RS 포트들을 측정하여 CQI를 생성할 수 있다.
NCSI는 각 설정에 포함된 CSI-RS 포트 수(도 9의 antennaPortCount-r10에 해당함)이고, NP는 기지국이 설정한 전체 CSI-RS 포트 수(도 9의 antennaPortCount-r13에 해당함)이다.
상기 도 9 및 도 10에서 설명된 바와 같이 복수 개의 CSI-RS 설정들을 이용하여 채널 상태 정보를 생성할 경우, 각 CSI-RS 설정에 포함된 CSI-RS 포트들을 연계시키기 위한 규칙이 필요하게 된다. 상기 CSI-RS 포트들을 연계하기 위한 한 가지 규칙은 NCSI 및 "resourceConfig" 등 설정 인덱스들에 대하여 오름차순/내림차순(decreasing/increasing order)으로 CSI-RS 포트 인덱스를 카운트하는 것이다.
예를 들어 하나의 CSI-RS-Set-Config-r13에서 NP=4이며 다음과 같은 3개의 CSI-RS 설정들이 설정되었다고 가정하자.
[config. 0: {NCSI=4, resourceConfig=0}, config. 1: {NCSI=8, resourceConfig=3}, config. 2: {NCSI=4, resourceConfig=4}]
상기 예시와 같은 상황에서 CSI-RS 포트들이 설정 인덱스들에 대하여 오름차순으로 정렬된다고 하면, 단말은 각 CSI-RS 설정들이 다음과 같은 인덱스의 CSI-RS를 포함하고 있다고 가정할 수 있다.
-config. 0: {15,16,17,18}번 CSI-RS 포트,
-config. 1: {23,24,25,26,27,28,29,30}번 CSI-RS 포트,
-config. 2: {19,20,21,22} 번 CSI-RS 포트
여기서 CSI-RS 포트 인덱스는 기존 LTE/LTE-A 시스템에서와 같이 15번부터 시작한다고 가정하였다.
다른 예로, 각 CSI-RS 포트들은 CSI-RS 설정의 순서에 따라 오름차순/내림차순으로 정렬될 수 있다. 이에 따르면 상기 예와 같은 상황에서 CSI-RS 포트들은 다음과 같이 각 CSI-RS 설정에 매핑(mapping)될 것이다.
-config. 0: {15,16,17,18}번 CSI-RS 포트,
-config. 1: {19,20,21,22,23,24,25,26}번 CSI-RS 포트,
-config. 2: {27,28,29,30} 번 CSI-RS 포트
또 다른 예로, 기지국은 CSI-RS 설정의 순서를 단말에게 임의로 할당할 수 있다. 예를 들어 config.2-config.0-config.1의 순서로 지정할 경우 CSI-RS 포트들은 다음과 같이 각 CSI-RS 설정에 매핑될 것이다.
-config. 0: {19,20,21,22}번 CSI-RS 포트,
-config. 1: {23,24,25,26,27,28,29,30}번 CSI-RS 포트,
-config. 2: {15,16,17,18} 번 CSI-RS 포트
제1 개시에 의하면 하나의 CSI-RS-Set-Config-r13에 포함된 개별 CSI-RS 설정들이 가리키는 자원 위치는 겹치지 않아야 할 것이지만, 기지국은 특정한 의도에 의하여 일부 CSI-RS 자원이 겹치도록 설정할 수 있다. 예를 들어 만약 한 개 또는 두 개의 CSI-RS 자원이 겹치도록 설정될 경우, 단말은 해당 위치의 CSI-RS 포트들이 수평 방향과 수직 방향 채널 상태 정보를 생성하기 위하여 동시에 사용되는 기준 점(reference point)으로 판단할 수 있다.
상기 설명된 예들에서 개별적인 CSI-RS 설정에 따른 구체적인 CSI-RS 포트의 위치는 상기 도 7과 하기 <수학식 1>에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00001
상기 <수학식 1>에서 p는 개별 CSI-RS 설정 내에서의 CSI-RS 포트 인덱스이며, 해당 CSI-RS 설정의 실제 CSI-RS 포트 인덱스가 {p0, p1, . . . , pNcz}라고 할 때 상기 CSI-RS 설정의 n번째 포트를 위한 p는 하기 <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00002
상기 예들에서는 전체 포트 측정(full port measurement)을 수행하는 것으로 가정하였기 때문에 CSI-RS 포트 인덱스가 순차적으로 증가하였으나, 부분 포트 측정(partial port measurement)를 수행할 경우, CSI-RS 포트 인덱스는 불연속적으로 증가될 수도 있다. 이에 대해서는 후술될 것이다.
<제1 개시의 실시예 3>
제1 개시의 제3 실시예는 기지국이 비트맵(bitmap)을 이용하여 CSI-RS자원의 위치 정보를 단말에게 알리는 방식이다.
2 포트를 기준으로 20개의 자원 위치의 설정이 가능한 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 CSI-RS로 사용 가능한 자원이 A0부터 J1까지라고 가정하자. 기지국은 각각의 자원의 할당 여부의 정보를 포함하는 비트맵을, 상위 계층(high layer), 예를 들어, RRC 시그널링 또는 L1 시그널링을 이용하여 단말에게 송신하여, CSI-RS가 송신되는 자원의 위치 정보를 단말에게 알린다. 예를 들어, 1비트 정보를 이용할 경우 해당 비트의 값이 "1"이면 해당 자원에 CSI-RS가 할당됨을 나타내고, 해당 비트의 값이 "0"이면 해당 자원에 CSI-RS가 할당되지 않음을 나타내는 방식이 사용될 수 있다. 도 9에서 설정된 자원들의 위치를 통보하는 비트맵은 아래의 예와 같이 표시될 수 있을 것이다.
[A0, A1, B0, B1, C0, C1, D0, D1, E0, E1, F0, F1, G0, G1, H0, H1, I0, I1, J0, J1] = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
다른 예로, 만일 4 포트를 기준으로 10개의 자원 위치 설정이 가능한 경우, 도 9에서 설정된 자원들의 위치를 통보하는 비트맵은 다음과 같이 표시될 수 있을 것이다.
[A0-A1, B0-B1, C0-C1, D0-D1, E0-E1, F0-F1, G0-G1, H0-H1, I0-I1, J0-J1] = [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1]
또 다른 예로, 만일 8 포트를 기준으로 5개의 자원 위치 설정이 가능한 경우, 도 9에서 설정된 자원들의 위치를 통보하는 비트맵은 다음과 같이 표시될 수 있을 것이다.
[A0-A1-B0-B1, C0-C1-D0-D1, E0-E1-F0-F1, G0-G1-H0-H1, I0-I1-J0-J1] = [1, 0, 0, 1, 1]
상기 8 포트를 기준으로 하는 예에서 보듯이, 설정된 자원보다 작은 수의 RE에서 CSI-RS가 송신될 수 있음이 자명하다. 예를 들어, 상기 8 포트 기준의 비트맵에 따르면 A0-A1-B0-B1 자원이 사용되는 것으로 통보되었으나 도 9의 예와 같이 A0-A1 위치에서만 CSI-RS가 송신되고 B0-B1 위치에서는 CSI-RS가 송신되지 않을 수 있다.
상기 비트맵을 통한 CMR 자원 구성에서 포트 인덱스 매핑은 상기 비트맵의 LSB 또는 MSB를 기준으로 순차적으로 매겨질 수 있다. 예를 들어, 상기 4 포트에 대한 예시에서와 같이 자원들의 위치를 통보하는 비트맵이 [A0-A1, B0-B1, C0-C1, D0-D1, E0-E1, F0-F1, G0-G1, H0-H1, I0-I1, J0-J1] = [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1]로 설정되었다고 가정하자. 이때 상기 비트맵의 LSB(least significant bit)를 기준으로 CSI-RS 포트 인덱스 매핑이 이루어질 경우, 단말은 J0-J1에 15, 16, 17, 18번 CSI-RS 포트가 매핑되고, I0-I1에 19, 20, 21, 22번 CSI-RS 포트가 매핑되며, A0-A1에 23, 24, 25, 26번 CSI-RS 포트가 매핑됨을 알 수 있다. 만약 상기 비트맵의 MSB(most significant bit)를 기준으로 CSI-RS 포트 인덱스 매핑이 이루어질 경우 각 4포트 CSI-RS 자원에 할당되는 CSI-RS 포트들의 순서는 반대가 될 것이다.
<제1 개시의 제4 실시예>
제1 개시의 제4 실시예는 기존의 CDM(code division multipleting)-2 매핑에 기반하여 CSI-RS CDM-4 매핑을 수행하는 방식이다.
상술한 바와 같이 CSI-RS 송신에 CDM-2를 사용할 경우 하나의 RB 에서 두 개의 RE가 하나의 CSI-RS 포트 송신에 사용된다. 따라서 12 포트의 CSI-RS 송신 시 전체 전력 이용(full power utilization)을 위해 10log1016/4=6dB의 전력 부스팅(power boosting)이 필요하며, 16 포트의 CSI-RS 송신 시 전체 전력 이용을 위한 전력 부스팅 레벨(level)은 10log1016/2=9dB가 된다.
반면, CSI-RS 송신에 CDM-4를 사용할 경우 하나의 RB 에서 네 개의 RE가 하나의 CSI-RS 포트 송신에 사용된다. 이 경우 12 포트의 CSI-RS 송신 시 전체 전력 이용을 위해 10log1016/4=4.77dB의 power boosting이 필요하며 16 포트의 CSI-RS 송신 시 전체 전력 이용을 위한 전력 부스팅 레벨은 10log1016/4=6dB가 된다. 이는 CDM-4를 도입할 경우 현재 LTE/LTE-A 표준에서 8개 CSI-RS 송신에 사용되는 전력 부스팅 레벨과 같은 수치로 12 또는 16 포트에 대한 전체 전력 이용을 지원할 수 있음을 의미한다.
제1 개시의 제4 실시예에서는 기존의 CSI-RS CDM-2 매핑에 기반한 CSI-RS CDM-4 매핑 방식을 설명한다.
도 11은 제1 개시의 제4 실시예의 매핑 방식을 설명하는 도면이다.
현재 LTE/LTE-A에서는 도 7 및 상기 <수학식 1>의 Wl''을 통하여 CSI-RS 포트 번호에 따라 길이 2의 직교 코드를 매핑할 수 있다. 예를 들어 도 11의 첫 번째 CDM-2 그룹(1101)에 도 7 및 <수학식 1>을 기준으로 안테나 포트 X와 X+1이 매핑되어 있다고 가정하자. 이때 안테나 포트 X는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 X+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 매핑되어 있을 것이다.
이와 유사하게 도 11의 두 번째 CDM-2 그룹(1102)에 도 7 및 <수학식 1>을 기준으로 안테나 포트 Y와 Y+1이 매핑 되어있다고 가정하자. 이때 안테나 포트 Y는 직교코드 [1 1]을 통하여, 그리고 안테나 포트 Y+1은 직교코드 [1 -1]을 통하여 매핑되어 있을 것이다.
임의의 기준에 의하여 CDM-2 그룹 1101과 1102가 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다고 가정하자. 상기 생성된 CDM-4 그룹 중 한 부분, 예를 들면, 첫 번째 CDM-2 그룹(1101)을 기준으로 두 번째 CDM 그룹(1102)에 할당되는 직교 코드의 부호를 바꾸어 기존의 길이 2 직교 코드를 기반으로 새로운 길이 4 직교 코드를 생성할 수 있다.
예를 들어 첫 번째 CDM-2 그룹(1101)에는 모든 안테나 포트 X, X+1, Y, Y+1에 대하여 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 적용할 수 있다. 반면, 두 번째 CDM-2 그룹(1102)에는 안테나 포트 X, X+1에는 기존의 직교 코드 [1 1]과 [1 -1]을 적용하고, 안테나 포트 Y, Y+1에는 기존의 직교 코드에서 부호가 변경된 [-1 -1]과 [-1 1]을 적용할 수 있다. 결과적으로 상기 도 11의 예에서 안테나 포트 X는 직교코드 [1 1 1 1]을 통하여 CDM-4 그룹에 매핑되고, 안테나 포트 X+1은 직교코드 [1 -1 1 -1]을 통하여 CDM-4 그룹에 매핑되고, 안테나 포트 Y에는 직교코드 [1 1 -1 -1]을 통하여 CDM-4 그룹에 매핑되고, 안테나 포트 Y+1은 직교코드 [1 -1 -1 1]을 통하여 상기 CDM-4 그룹에 매핑될 수 있다.
<제1 개시의 제5 실시예>
제1 개시의 제5 실시예는 상위 계층 시그널링을 통하여 CSI-RS 송신에 CDM-4 매핑을 수행하는 방식이다.
제5 실시예의 첫 번째 방식은, 1비트 지시자(bit indication)를 통하여 주파수/시간 방향으로의 직교 코드 확장을 지시하는 방법이다. 즉, 기지국은 RRC 설정 등의 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 기존의 CDM-2를 위한 길이 2의 직교 코드 [1 1] 또는 [1 -1]을 주파수/시간 방향 중 어느 쪽으로 확장할지를 지시할 수 있다.
도 12는 제1 개시의 제5 실시예의 매핑 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
예를 들어 상기 1비트 지시자의 값이 0일 경우 주파수 방향으로의 확장을 의미할 수 있다. 이 경우 두 쌍의 시간 방향으로 인접한 2개의 RE로 이루어진 CDM-2 그룹 1201과 1202는 주파수 방향으로 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다. 이때 1201과 1202는 서로 다른 에 존재한다. 1201과 1202가 선택되는 기준은 두 CDM-2 그룹 간 거리가 될 수도 있고 레거시 CSI-RS 4 포트 매핑과 같이 6개 서브캐리어 간격으로 묶이는 것도 가능하다. 상기 생성된 CDM-4 그룹에 매핑되는 안테나 포트 X, X+1, Y, Y+1을 위한 길이 4 직교코드는 상기 실시예 4과 같은 방법으로 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 1비트 지시자의 값이 1일 경우 시간 방향으로의 확장을 의미할 수 있다. 이 경우 두 쌍의 시간 방향으로 인접한 2개의 RE로 이루어진 첫 번째 CDM-2 그룹(1203)과 두 번째 CDM-2 그룹(1204)은 시간 방향으로 묶여 4개의 RE로 이루어진 CDM-4 그룹이 된다. 이때 첫 번째 CDM-2 그룹(1203)과 두 번째 CDM-2 그룹(1204)은 서로 다른 OFDM 심볼에 존재한다. 첫 번째 CDM-2 그룹(1203)과 두 번째 CDM-2 그룹(1204)이 선택되는 기준은 두 CDM-2 그룹 간의 거리가 될 수도 있고 또는 미리 지정된 OFDM 심볼의 풀(pool)을 기준으로 선택될 수도 있다. 상기 생성된 CDM-4 그룹에 매핑되는 안테나 포트 X, X+1, Y, Y+1을 위한 길이 4의 직교 코드는 상기 제4 실시예 4에서 설명된 방식과 같이 구성될 수 있다.
제1 개시의 제5 실시예의 두 번째 방식은, 비트맵 지시자를 이용하는 것이다. 예를 들어, 기지국은 상위 계층 시그널링을 통하여 CSI-RS 포트 넘버링(numbering)의 순서와 CDM-4 매핑 규칙에 대한 정보를 포함하는 길이 L의 비트맵을 단말에 송신할 수 있다.
일 예로, 레거시 2 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 CSI-RS 어그리게이션(aggregation)이 이루어진다고 가정할 수 있다. 이때 하기 <수학식 3>과 같은 길이 L=32의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스(alphabet sequence))이 CMR 설정을 위하여 선택된 CSI-RS 자원들의 위치, 포트 넘버링 규칙, CDM-4 매핑 규칙을 포함할 수 있다. 여기서 L=32는 도 7에서 2포트 기준으로 32개의 CSI-RS 자원의 위치를 지정할 수 있음을 고려한 설정이므로, FDD 또는 TDD 만을 고려할 경우 L의 값은 상황에 맞게 조정될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00003
상기 <수학식 3>에서 xi는 도 7의 CSI RS 설정 0~31과 1 또는 2개 포트를 위한 행(column)에 의하여 지정되는 CDM-2 그룹에 속하는 RE들이 CSI-RS 송신에 사용 되는지 여부, 만일 CSI-RS 송신에 사용된다면 어떠한 관계로 CDM-4 그룹을 형성하는지에 대한 정보를 지시하는 알파벳 시퀀스이다.
만약 xi가 0일 경우 도 7에서 안테나 포트 1 또는 2를 위한 열(column)에서 i 번째 CSI RS 설정이 가리키는 RE들은 CSI-RS 송신에 사용되지 않는다. 만약 xi가 0이 아닌 Xy로 지시된 경우 도 7에서 안테나 포트 1 또는 2를 위한 열에서 i 번째 CSI RS 설정이 가리키는 RE들은 CSI-RS 송신에 사용된다. 이때 상기 Xy에서 X는 A, B, C, D 중 하나로 지시되며 y는 1 또는 2로 지시될 수 있다. 상기 A, B, C, D 또는 1, 2는 구분을 위한 표기이며 상황에 따라 다른 알파벳 또는 숫자로 표기될 수 있음은 물론이다.
기지국과 단말은 서로 다른 xi와 xj의 X가 같을 경우 두 지시자가 가리키는 4개의 RE들이 하나의 CDM-4 그룹을 형성하는 것으로 약속할 수 있다. 또한, 기지국과 단말은 서로 다른 xi의 y가 1이고 xi의 y가 2일 경우 상기 제4 실시예와 같이 xi가 가리키는 RE에서는 기존의 직교 코드가 그대로 사용되고, xj가 가리키는 RE에서는 기존의 직교 코드가 그대로 사용되거나 또는 -1이 곱해져서 사용될 수도 있음을 미리 약속할 수 있다.
예를 들어 xi=B1와 xj=B2인 경우 기지국과 단말은 xi와 xj가 가리키는 4개의 RE가 두 번째 CDM-4를 구성함을 알 수 있다. 이때 상기 생성된 CDM-4 그룹에 매핑되는 최대 4개의 안테나 포트들을 위한 길이 4 직교코드는 상기 제4 실시예에서 설명된 바와 같은 방식으로 구성될 수 있다.
상기 <수학식 2>와 같은 형태의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)을 사용할 경우 각 xi 표현에 최대 3비트가 필요하게 되어 전체 비트맵(또는 알파벳 시퀀스) 표현에 총 96비트가 필요하게 된다. 이는 상위 계층 시그널링에 부담을 줄 수 있으므로 정보량을 줄이기 위한 방안이 필요하다.
상기 제1 개시의 제1 실시예, 제2실시예, 또는 제3실시예들 중 하나의 방식을 통하여 8개 이상의 CSI-RS 송신을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 상기 설정된 RE들의 위치는 도 7의 안테나 포트 1 또는 2를 위한 열에서 CSI RS 설정을 통하여 모두 지시될 수 있다. 예를 들어 12개 CSI-RS 포트를 위한 자원이 설정된 경우 6개의 CSI RS 설정을 통해 6개의 CDM-2 그룹들의 위치를 나타낼 수 있다. 이때 각 CDM-2 그룹들 간 관계는 하기 <수학식 3>과 같은 길이 NP/2의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)으로 나타낼 수 있다. 여기서 NP는 어그리게이션되는 CSI-RS 포트의 개수이다.
Figure 112018028619201-pct00004
상기 <수학식 4>에 의하면 CDM-4 그룹 지정에 필요한 정보량은, 12개 CSI-RS 포트 송신 시 3*6=18비트, 16개 CSI-RS 포트 송신시 3*8=24비트가 되어 상기 <수학식 3>에 의하여 계산된 정보량과 비교하여 크게 줄어들 수 있다.
다른 예로, 레거시 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 CSI-RS 어그리게이션이 이루어진다고 가정할 수 있다. 이 경우 CDM-4 그룹을 설정하는 하나의 예는 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴에 의해 지정되는 4개 RE로 CDM-4 그룹을 설정하는 것이다. 기존의 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴은 두 개의 CDM-2 그룹을 지정하도록 설계되어 있다. 상기 기존 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴으로 지정되는 두 개의 CDM-2 그룹은 상기 제4 실시예에서 설명된 방식과 유사한 방식을 통하여 CDM-4 그룹으로 묶이는 것이 가능하다.
레거시 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 CSI-RS 어그리게이션이 이루어질 때 CDM-4 그룹을 설정하는 또 다른 예는 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)를 사용하는 것이다. 하기 <수학식 4>와 같은 길이 L=16의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)이 CMR 설정을 위하여 선택된 CSI-RS 자원들의 위치, 포트 넘버링 규칙, CDM-4 매핑 규칙의 정보를 포함할 수 있다. 여기서 L=16은 도 7에서 4포트 기준으로 16개의 CSI-RS 자원 위치를 지정할 수 있음을 고려한 설정이므로, FDD 또는 TDD 만을 고려할 경우 L의 값은 상황에 따라 변경될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00005
상기 <수학식 5>에서 각 변수들의 정의는 <수학식 3>에서 설명된 바와 유사하다. 상기 <수학식 5>에서 xj는 도 7의 CSI RS 설정 {0~9, 20~25} 과 4개 포트를 위한 열에 의하여 지정되는 CDM-2 그룹에 속하는 RE들이 CSI-RS 송신에 사용 되는지 여부, 만일 CSI-RS 송신에 사용된다면 어떠한 관계로 CDM-4 그룹을 형성하는지에 대한 정보를 지시하는 알파벳 시퀀스이다.
도 13은 제1 개시의 제5 실시예의 매핑 방식을 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 제1 레거시 4 포트 패턴(1300)과 같은 위치를 가리키는 xi가 A1으로 설정되고, 제2 레거시 4 포트 패턴(1303)과 같은 위치를 가리키는 xj가 A2로 설정되었다고 가정하자.
이때 제1 레거시 4 포트 패턴(1300)의 첫 번째 CDM-2 그룹(1301)과 제2 레거시 4 포트 패턴(1303)의 첫 번째 CDM-2 그룹(1304)이 묶여 하나의 CDM-4 그룹을 형성하는 것으로 사전에 설정될 수 있다. 이와 유사하게 제1 레거시 4 포트 패턴(1300)의 두 번째 CDM-2 그룹(1302)과 제2 레거시 4 포트 패턴(1303)의 두 번째 CDM-2 그룹(1305)이 묶여 또 다른 CDM-4 그룹을 형성하는 것으로 사전에 설정될 수 있다. 상기 생성된 각각의 CDM-4 그룹에서 포트 별 직교 코드 할당은 상기 제4 실시예에서 설명된 방식에 따라 이루어질 수 있다.
상기 <수학식 5>와 같은 형태의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)을 사용할 경우 각 xi 표현에 최대 2비트가 필요하게 되어 전체 비트맵(또는 알파벳 시퀀스) 표현에 총 32비트가 필요하게 된다. 이는 상위 계층 시그널링에 부담을 줄 수 있으므로 정보량을 줄이기 위한 방법이 필요하다.
상기 제1실시예, 제2 실시예, 또는 제3실시예 중 하나의 예를 통하여 8개 이상의 CSI-RS 송신을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 상기 설정된 RE들의 위치는 도 7의 4개 안테나 포트를 위한 열에서 CSI RS 설정을 통하여 지시가 가능하다. 예를 들어 12개 CSI-RS 포트를 위한 자원이 설정된 경우 3 또는 4개 CSI RS 설정을 통해 6 또는 8개 CDM-2 그룹들의 위치를 나타낼 수 있다. 이때 각 CDM-2 그룹들 간 관계는 하기 <수학식 6>과 같은 길이 Np/4의 비트맵(또는 알파벳 시퀀스)으로 나타낼 수 있다. 여기서 Np는 어그리게이션되는 CSI-RS 포트 수이다.
Figure 112018028619201-pct00006
상기 <수학식 6>에 의하면 CDM-4 그룹 지정에 필요한 정보량이 12개 CSI-RS 포트 송신 시 2*3=6비트 또는 2*4=8비트, 16개 CSI-RS 포트 송신시 2*4=8비트로 상기 <수학식 3>에 의한 정보량과 비교하여 크게 줄어들 수 있다.
다른 예로, 레거시 8 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 CSI-RS 어그리게이션이 이루어진다고 가정할 수 있다. 이 경우에서는, 상기 2 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 하는 방식을 상기 4 포트 CSI-RS 매핑 패턴을 기반으로 하는 방법으로 확장할 때와 유사한 방식으로 설정이 가능하다. 그에 따라 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<제1 개시의 제6 실시예>
제1 개시의 제6 실시예는 LTE-A 표준에 정의된 규칙을 통한 CSI-RS CDM-4 매핑 방식이다.
CDM-4 그룹을 구성하기 위한 또 다른 방식으로 LTE-A 표준 규격의 정의를 통한 CDM-4 매핑이 가능하다.
제6 실시예의 첫 번째 예로, CDM-2 그룹 간 거리를 기준으로 CDM-4 매핑을 지원할 수 있다.
상기 제1실시예, 제2 실시예, 또는 제3실시예 중 하나의 예를 통하여 8개 이상의 CSI-RS 송신을 위한 RE 위치들이 설정되었다고 가정하자. 이때 기지국과 단말은 도 7의 CSI-RS 설정의 내림차순 또는 오름차순을 기준으로 하나의 기준 CSI-RS RE위치(기준 CDM-2 그룹의 위치)를 설정할 수 있다. 또한, 기지국과 단말은 나머지 CSI-RS RE 중 상기 설정된 기준 RE 위치와 제일 인접한 CSI-RS RE 위치(다른 CDM-2 그룹의 위치)가 어디인지를 도 7의 안테나 포트 1 또는 2를 위한 열에서 CSI RS 설정을 통하여 판단할 수 있다. 이렇게 검색된 상기 기준 CSI-RS RE들과 그에 인접한 CSI-RS RE들을 기반으로 상기 제4 실시예의 방식을 응용하여 CDM-4 매핑을 수행할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 도 8을 참조하면, CSI-RS 송신이 가능한 OFDM 심볼들은 서로 떨어져 있는 반면 CSI-RS 송신이 가능한 서브캐리어들은 두 개씩 묶여있는 것을 볼 수 있다. 따라서 상기 제6 실시예의 첫 번째 예는 주파수 도메인 우선 확장을 원칙으로 CDM-4 매핑을 수행하는 것으로 표현되는 것이 가능하다.
제6 실시예의 두 번째 예로, 레거시 4-포트 매핑을 기준으로 CDM-4 매핑을 지원할 수 있다. 일 예로 하나의 레거시 4-포트 CSI-RS 설정으로 지정되는 두 개의 CDM-2 그룹 중 위 쪽(아래 쪽) CDM-2 그룹은 기존의 직교코드 [1 1] 또는 [1 -1]을 그대로 사용한다. 반면 나머지 아래 쪽 (위 쪽) CDM-2 그룹은 CSI-RS 포트 넘버에 따라 기존의 직교코드를 그대로 사용하거나 ([1 1] or [1 -1]) 또는 -1을 곱하여 사용할 수 있다 ([-1 -1] or [-1 1]). 구체적인 매핑 방식은 상기 제4 실시예에서 설명된 방식을 참조할 수 있다.
제6 실시예의 세 번째 예로, 시간 도메인 우선 확장을 원칙으로 CDM-4 매핑을 지원할 수 있다. 제6 실시예의 세 번째 예에서는, 서로 다른 OFDM 심볼에 위치하는 두 개의 CDM-2 그룹을 묶어 CDM-4 그룹을 생성한다. 서로 다른 OFDM 심볼에 위치하는 두 개의 CDM-2 그룹을 선택하기 위한 방법으로 0번 슬롯의 5, 6 번째 OFDM 심볼에 위치하는 CDM-2 그룹을 자원 풀(pool 1)로, 1번 슬롯의 2, 3 번째 OFDM 심볼에 위치하는 CDM-2 그룹을 자원 풀 2로, 1번 슬롯의 5, 6 번째 OFDM 심볼에 위치하는 CDM-2 그룹을 자원 풀 3으로 설정하여 서로 다른 자원 풀에 속하는 CDM-2 그룹들만이 하나의 CDM-4 그룹으로 묶일 수 있게 제한시키는 것이 가능하다. 이후의 상세한 매핑 방식은 상기 제4 실시예에서 설명된 방식을 참조할 수 있다.
상기 표준 규격 정의를 통한 CDM-4 매핑 방법들은 상기 제5 실시예에서 설명된 상위 계층 시그널링을 통한 CDM-4 매핑 방법과 함께 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 상기 실시예 5의 비트 지시자(bit indication)를 통한 주파수/시간 방향으로의 직교 코드 확장을 지시하는 방식을 이용하여, 단말이 제6 실시예의 두 가지 또는 세 가지 예시 중 어떠한 방식을 선택하여 CDM-4 매핑을 수행할지를 결정할 수 있다. 일 예로, 기지국은 1비트 지시자를 이용하여 단말이 제6 실시예의 첫 번째 예 또는 두 번째 예 중 하나를 선택하여 CDM-4 매핑을 수행하도록 지시할 수 있다. 같은 방식으로 제6 실시예의 두 번째 예 또는 세 번째 예 중 하나를 고르거나 제6 실시예의 첫 번째 예 또는 세 번째 예 중 하나를 선택하도록 지시할 수 있다. 다른 예로 기지국은 2비트 지시자를 사용하여 단말이 제6 실시예의 상기 3개의 예들 중 하나를 선택하여 CDM-4 매핑을 수행하도록 지시할 수 있다.
<제1 개시의 제7 실시예>
제1 개시의 제7 실시예는 CDM-2/CDM-4 스위칭을 통한 CSI-RS CDM-4 매핑 방식이다.
상술한 제4 실시예, 제5 실시예 및 제6 실시예에서 CSI-RS 송신 시 CDM-4를 적용하기 위한 다양한 예시들에 대하여 설명하였다.
한편, 아래와 같은 상황을 고려할 때 8개 이상의 CSI-RS 송신 시에도 CDM-2가 적용되어야 할 수 있다. 현재 LTE/LTE-A에서는 단말이 타 셀의 CSI-RS를 측정하여 모의로 간섭을 측정하는 것이 가능하다. 이때 어떤 셀에서 모든 CSI-RS에 CDM-4가 적용되어 있을 경우 기존의 단말들은 CDM-2를 기반으로 동작할 수밖에 없으므로, 단말은 해당 셀의 CSI-RS를 수신하여 모의 간섭을 생성하는 것이 불가능할 수 있다. 또한, CSI-RS RSRP 생성 및 보고 시에도 이와 동일한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 기지국은 8개 이상의 CSI-RS 송신시에도 CDM-2와 CDM-4를 선택적으로 적용할 필요가 있을 수 있으며 이를 위하여 1비트 또는 2비트의 지시자를 이용하여 CDM-2또는 CDM-4를 지시할 수 있다.
일 예로 기지국은 상위 계층 시그널링 또는 L1 시그널링으로 지시되는 1비트 지시자를 통하여 단말에게 CSI-RS 송신 시 CDM-2가 사용되었는지 CDM-4가 사용되었는지를 통보할 수 있다. 또 다른 예로, 기지국은 상위 계층 시그널링 또는 L1 시그널링으로 지시되는 2비트 지시자를 통하여 단말에게 CSI-RS 송신 시 CDM-2가 사용되었는지, CDM-4가 사용되었는지, 그리고 CDM-4 매핑이 사용되었다면 어떠한 매핑 규칙이 사용되었는지를 통보할 수 있다.
<제2 개시>
이하에서는 제2 개시를 설명한다.
도 14는 제2 개시가 적용되는 FD-MIMO 안테나 시스템을 설명하는 도면이다. 도 14는 앞서 설명된 도 1과 동일한 도면이다. 다만, 도 1을 도 14에 다시 도시한 것은 제2 개시가 FD-MIMO 안테나 시스템에 적용됨을 나타내기 위한 것이다. 도 14에 대한 설명은 도 1에 설명과 동일하므로 도 14에 대한 설명은 생략한다.
도 15는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 (subframe) 및 1 자원 블록(Resource Block; RB)의 무선자원을 설명하는 도면이다.
도 15는 도 2와 동일한 도면으로, 제2 개시에서 설명되는 RB 자원을 설명하기 위하여 다시 도시한 것이다. 도 15의 설명도 도 2의 설명과 동일하므로 도 15에 대한 설명은 생략한다.
LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보는 크게 RI, PMI, CQI가 있음은 앞서 설명되었다.
한편, LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 피드백 신호가 어떤 정보를 포함하느냐에 따라 아래의 네 가지 중 하나의 피드백 모드(feedback mode or reporting mode)로 설정된다:
1. 피드백 모드 1-0: RI, 광대역 (wideband) CQI (w-CQI)
2. 피드백 모드 1-1: RI, w-CQI, PMI
3. 피드백 모드 2-0: RI, w-CQI, 협대역 (subband) CQI (s-CQI)
4. 피드백 모드 2-1: RI, w-CQI, s-CQI, PMI
상기 네가지 피드백 모드에서 송수신되는 각 정보의 피드백 타이밍은 상위 계층 시그널링에 의하여 단말에게 알려질 수 있다. 예를 들어, 각 정보의 피드백 주기 및 오프셋의 값이 상위 계층을 통하여 단말에게 시그널링될 수 있다.
도 16은 Npd=2, MRI=2, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 RI(1601) 및 w-CQI(1603)의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 16에서, 가로축의 타이밍은 해당 서브프레임의 인덱스를 나타낸다.
피드백 모드 1-1은 피드백 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만, w-CQI 송신 타이밍에서 w-CQI와 PMI가 함께 송신된다는 점에서 차이가 있다.
피드백 모드 2-0에서 s-CQI의 피드백 주기는 Npd이며 오프셋 값은 NOFFSET,CQI이다. 그리고 w-CQI에 대한 피드백 주기는 H·Npd이며 오프셋 값은 s-CQI의 오프셋 값과 같이 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H=J·K+1로 정의되는데 K는 상위 계층 시그널링을 통하여 단말에게 전달되는 값이며, J는 시스템 대역폭(bandwidth)에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 10MHz 시스템에 대한 J값은 3으로 정의된다. 결국 w-CQI는 H번의 s-CQI 송신마다 한 번씩 s-CQI를 대체하여 송신된다. 그리고 RI의 주기는 MRI·H·N이며 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI이다.
도 17은 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우, 대한 RI(1701), s-CQI(1705), w-CQI(1703)의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
피드백 모드 2-1은 피드백 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만, w-CQI 송신 타이밍에서 PMI가 함께 송신된다는 차이점을 가진다.
상기 설명한 피드백 타이밍은 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4개 이하인 경우에 해당하며, 8개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받는 단말의 경우는 상기 피드백 타이밍과 달리 두 가지 PMI 정보가 피드백되어야 한다.
8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대하여 피드백 모드 1-1은 다시 두 개의 서브 모드 (submode)로 분류된다. 첫 번째 서브모드에서는 RI가 첫 번째 PMI 정보와 함께 송신되며, 두 번째 PMI 정보는 w-CQI와 함께 송신된다. 여기서 w-CQI와 두 번째 PMI에 대한 피드백의 주기와 오프셋은 Npd와 NOFFSET,CQI=로 정의되고, RI와 첫 번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기와 오프셋 값은 각각 MRI·Npd와 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI로 정의된다.
여기서 첫 번째 PMI에 해당하는 프리코딩 매트릭스를 W1이라 하고 두 번째 PMI에 해당하는 프리코딩 매트릭스를 W2라고 하면, 단말과 기지국은 단말이 선호하는 프리코딩 매트릭스가 W1W2로 결정되었다는 정보를 공유한다.
8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 피드백 모드 2-1의 경우, 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI)가 피드백 정보에 추가된다. PTI는 RI와 함께 피드백되고 그 피드백 주기는 MRI·H·Npd이며, 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI로 정의된다.
PTI가 0인 경우 첫 번째 PMI, 두 번째 PMI, 그리고 w-CQI가 모두 피드백되며, w-CQI와 두 번째 PMI가 같은 타이밍에 함께 송신되고 그 주기는 Npd이고 오프셋은 NOFFSET,CQI로 주어진다. 또한, 첫 번째 PMI의 주기는 H·Npd이며 오프셋은 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H'은 상위 계층 시그널링에 의하여 단말에게 송신될 수 있다.
반면, PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 송신되고 w-CQI와 두 번째 PMI가 함께 송신되며 s-CQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백된다. 이 경우 첫 번째 PMI는 송신되지 않는다. PTI와 RI의 피드백 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같고, s-CQI의 피드백 주기는 Npd이고 오프셋은 NOFFSET,CQI로 정의된다. 또한, w-CQI와 두 번째 PMI는 H·Npd의 피드백 주기와 NOFFSET,CQI의 오프셋을 가지고, H는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.
도 18은 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, H'=3, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=0인 경우의 피드백 타이밍을 도시한 도면,
도 19는 Npd=2, MRI=2, J=3(10MHz), k=1, H'=3, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시한 도면,
한편, LTE/LTE-A에서는 단말의 주기적 피드백뿐만 아니라 비주기적 피드백도 지원한다. 기지국이 특정 단말의 비주기적 피드백 정보를 얻고 싶을 때, 기지국은 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어정보(DCI, downlink control information)에 포함된 비주기적 피드백 지시자를 특정 비주기적 피드백을 수행하도록 설정하여 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 수행한다. 상기 해당 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 지시자를 n번째 서브프레임에서 수신하면 해당 단말은 n+k번째 서브프레임에서의 데이터 송신에 비주기적 피드백 정보를 포함하여 상향링크 송신을 수행한다. 여기서 k는 3GPP LTE Release 11 표준에 정의된 파라미터로 FDD(frequency division duplexing)의 경우 그 값은 4이며 TDD(time division duplexing)의 경우 그 값은 하기 <표 1>과 같이 정의된다.
Figure 112018028619201-pct00007
상기 비주기적 피드백이 설정된 경우, 피드백 정보는 주기적 피드백의 경우와 같이 RI, PMI, CQI를 포함한다. 다만, 피드백 설정에 따라 RI와 PMI는 피드백되지 않을 수도 있다. 그리고 CQI는 w-CQI와 s-CQI 모두를 포함할 수도 있고 w-CQI 정보만을 포함할 수도 있다.
LTE/LTE-A에서는 주기적 채널 상태 보고를 위하여 코드북 서브샘플링(codebook subsampling) 기능을 제공한다. LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 PUCCH를 통하여 기지국으로 송신된다. PUCCH를 통하여 한번에 송신될 수 있는 정보량이 제한적이기 때문에 상기 RI, w-CQI, s-CQI, PMI1, wPMI2, sPMI2 등 다양한 피드백 객체들은 서브샘플링(subsampling)을 통하여 PUCCH를 통하여 송신되거나 또는 두 가지 이상의 피드백 정보들이 "조인트 부호화(joint encoding)"되어 PUCCH를 통하여 송신될 수 있다. 일 예로, 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트의 개수가 8개일 때, PUCCH 모드 1-1의 서브모드(submode) 1에서 보고되는 RI와 PMI1은 하기 <표 2>와 같이 조인트 부호화(joint encoding)될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00008
상기 <표 2>에 기반하여 3 비트로 구성되는 RI와 4 비트로 구성되는 PMI1은 총 5 비트로 조인트 부호화된다. PUCCH 모드 1-1의 서브모드 2는 하기 <표 3>과 같이 4 비트로 구성되는 PMI1과 또 다른 4 비트로 구성되는 PMI2를 총 4 비트로 조인트 부호화한다. 서브모드 2는 서브모드 1보다 서브샘플링의 수준이 더 크기 때문에 (서브모드 1의 경우 4==>3, 서브모드 2의 경우 8==>4) 더 많은 프리코딩 인덱스를 보고할 수 없다. <표 3>은 PUCCH 모드 1-1의 서브모드 2에서 RI의 조인트 부호화를 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00009
다른 예로, 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트의 개수가 8개인 경우, PUCCH 모드 2-1에서 보고되는 PMI2는 <표 4>와 같이 서브샘플링될 수 있다. <표 4>는 PUCCH 모드 2-1의 코드북 서브샘플링 방식을 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00010
상기 <표 4>를 참조하면, PMI2는 연관되는 RI가 1일 때 4 비트로 보고된다. 그러나 연관되는 RI가 2 이상일 경우 두 번째 코드워드를 위한 차분(differential) CQI가 추가로 같이 보고되어야 하므로 PMI2가 2 비트로 서브샘플링되어 보고되는 것을 알 수 있다. LTE/LTE-A에서는 상기 <표 2>, <표 3> 및 <표 4>를 포함하여 총 6가지의 주기적 피드백에 대한 서브샘플링 또는 조인트 부호화가 적용될 수 있다.
한편, FD-MIMO에서 지원하는 다수 개의 안테나를 지원하는 방법은 두 가지가 있다. 하나는 프리코딩되지 않은(non-precoded: NP) CSI-RS와 빔포밍된(beamformed) CSI-RS이다. NP CSI-RS 방식은 기존의 CSI-RS와 동일하게 기지국이 넓은 빔 폭을 갖는 CSI-RS를 단말에게 송신하고, 단말은 기지국에게 해당 빔에 맞는 RI/PMI/CQI를 송신하는 방식이다. 3GPP Rel-11 표준에서는 8개까지의 CSI-RS 포트를 지원하였으나, FD-MIMO 지원을 위하여 12/16/32/64개 등의 다양한 NP CSI-RS 포트를 지원하는 방식과 PMI 보고를 위한 2D(dimension) 코드북이 고려될 수 있다.
반면, BF CSI-RS 방식은 단말이 한 번에 계산하는 코드북의 개수와 CSI-RS 오버헤드를 최적화하기 위하여 전체 빔 영역을 1차원(1D) 또는 2차원(2D)로 분할하는 방식이다. BF CSI-RS 방식은 단말에게 필요한 1D 또는 2D 섹터를 선택하게 하는 방식에 따라 셀 특정(cell specific) BF CSI-RS와 UE 특정(specific) BF CSI-RS로 다시 구분할 수 있다.
도 20a 내지 도 20d는 FD-MIMO 시스템에서 빔포밍된(beamformed) CSI-RS를 이용하는 경우들을 도시한 도면이다.
셀 특정 BF CSI-RS의 경우, 기지국은 동일한 복수 개의 빔을 단말에게 송신하고, 단말은 수신한 복수 개의 빔을 기반으로 기지국에게 채널 상태를 보고하며, 기지국은 상기 채널 상태 보고를 기반으로 하여 빔을 선택하고 데이터를 송신한다. 단말은 상기 채널 상태 보고가 자신이 선호하는 빔들에 대한 정보인 빔 인덱스(Beam index: BI) 정보를 포함시킬 수 있다. 만일 상기 채널 상태 보고에 빔 인덱스 정보가 포함되어 있지 않을 경우, 기지국은 복수 개의 CSI 프로세스에 기초한 복수 개의 채널 상태 정보 보고를 이용하여 단말에게 적합한 섹터를 선택하게 할 수 있다.
UE 특정 BF CSI-RS 방식에서, 셀 특정 BF CSI-RS와 달리 기지국은 NP CSI-RS, SRS(Sounding RS) 등을 통하여 미리 정해진 단말에게 최적화된 빔을 BF CSI-RS로 송신하고, 단말은 수신한 정보를 기반으로 채널 상태 정보 보고에 필요한 계산의 복잡도를 감소시켜서 채널 상태 정보를 보고한다. 이 때, 셀 특정 BF CSI-RS에 필요한 빔의 수가 소정 기준 개수 이상으로 많거나 단말의 개수가 소정 기준값보다 많아 단말들에게 필요로 하는 빔을 위해 송신하는 UE 특정 BF CSI-RS의 수가 많아질 경우, 오히려 CSI-RS 오버헤드가 증가하게 된다. 따라서, 이러한 오버헤드를 감소시키기 위하여 CSI-RS에 측정 제한(measurement restriction)을 도입할 수 있다.
기존 LTE Rel-11 표준에서, 단말은 하나의 CSI 프로세스 내의 CSI-RS의 채널은 서브프레임 셋(subframe set)과 같은 제약이 없는 한 항상 같은 채널 특성을 갖는다고 가정한다. 따라서, 단말은 단말의 구현 방법에 따라 다양한 수의 CSI-RS를 측정하고 해당 CSI-RS의 통계적 특성을 이용하여 단말이 추정하는 채널의 정확도를 향상시킬 수 있다.
기지국은 단말에게 하나의 CSI 프로세스에 속한 CSI-RS의 통계적 특성을 두 가지로 분리해서 측정하기 위하여 서브프레임 셋을 설정할 수 있는데, 이 경우 다른 서브프레임 셋에 속한 CSI-RS는 다른 채널 특성을 갖는 것으로 가정하지만, 동일한 서브프레임 셋 내의 CSI-RS는 항상 동일한 채널 특성을 갖는다고 가정한다. 또한, 서브프레임 셋이 없을 때와 마찬가지로 단말의 구현 방법에 따라 다양한 수의 CSI-RS를 측정하고 통계적 특성을 이용하여 단말이 추정하는 채널의 정확도를 향상시킬 수 있다. 하지만, 셀 특정 BF CSI-RS 에서 지원하는 셀 특정 빔의 개수가 증가하거나, UE 특정 BF CSI-RS 에서 지원하는 UE 특정 빔의 개수가 증가할 경우 상술한 CSI-RS에 대한 가정은 오히려 BF CSI-RS의 오버헤드가 NP CSI-RS의 CSI-RS 오버헤드보다 더 크게 증가하게 하는 원인이 될 수 있다. 따라서, 단말의 보고 시점에서 일정 시간 이전의 CSI-RS, 또는 동일한 서브프레임 셋에 속한 CSI-RS는 모두 동일한 통계적 특성을 갖는다는 제약을 없애면 단말의 채널 추정 성능은 저하될 수 있지만, CSI-RS 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 21은 측정 제한(measurement restriction)이 단말의 채널 측정 및 상태 정보 보고 생성에 도입됐을 때의 동작의 일 예를 설명하는 도면이다.
참조 번호 2101은 CSI-RS들을 나타내고, 참조 번호 2103은 상기 CSI-RS를 이용하여 비주기적으로 CSI를 보고하는 상황을 도시한 것이다. 단말은 4개의 CSI-RS들을 하나의 측정 윈도우(measurement window)로 인식하고 해당 측정 윈도우 내의 CSI-RS가 동일한 통계적 특성을 갖는다고 가정한다. 도 21에서 주기적 측정 윈도우 1, 2, 3으로 도시되어 있음을 볼 수 있다. 단말은 이러한 가정을 기반으로 채널을 측정하고 CSI-RS의 통계적 특성을 이용하고, 평균값을 구하는 방식 등을 이용하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 오버헤드의 증가를 최소화하기 위하여 단말이 보는 CSI-RS를 비주기적으로 할당하는 비주기적(aperiodic) CSI-RS 방식이 BF CSI-RS에 적용될 수 있다. 기존의 CSI-RS는 단말에게 준-고정적(semi-static) 관점에서 할당되어 동일한 오프셋과 송신 주기를 가진 CSI-RS가 특정한 상황(예를 들면, 단말의 동기화 동작을 위한 신호 또는 페이징(Paging) 신호와 충돌이 발생하는 경우)을 제외하고 CSI-RS가 항상 송신되는 것을 가정하였다. 하지만, CSI-RS가 동적으로 할당할 수 있다면, 채널 측정이 필요한 단말에게만 CSI-RS를 할당할 수 있어 측정 제한을 도입하지 않고서도 CSI-RS 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
제2 개시에서 제안하는 BI(beam index)는 다수의 채널 상태 보고가 아닌 소수의 채널 상태 보고만으로 셀 특정 BF CSI-RS를 운용할 수 있게 하는 효과적인 방법이다. 현재의 LTE-A 표준에서 기지국이 복수 개 빔의 채널 상태를 고려하여 빔을 선택하고 단말에게 데이터를 송신할 수 있는 방식은, CSI 프로세스를 이용하여 복수 개의 CSI-RS에 복수 개의 빔에 관한 CSI-RS를 송신하고 이를 기반으로 한 채널 상태 보고를 단말로부터 수신하여 더 좋다고 판단되는 빔을 이용하여 송신하는 방식이다. 하지만, 이러한 방식은 모든 CSI 프로세스에 대해서 채널 상태 보고 동작이 이루어져야 하므로 PUCCH 또는 PUSCH의 오버헤드 증가로 나타난다. 따라서 단말이 복수 개의 CSI-RS 중 적어도 하나를 선택하여 채널 상태 보고를 피드백할 수 있도록 할 경우, 상술한 PUCCH 또는 PUSCH 오버헤드를 감소시키면서 적절한 빔의 선택과 데이터 송신이 가능하다.
그에 따라 제2 개시는 LTE-A 시스템을 기반으로 하는 FD-MIMO CSI-RS의 시간 자원을 제한하는 측정 제한(measurement restriction), 비주기적 CSI-RS, BI 등이 CSI-RS 송신과 측정 및 채널 상태 보고 생성에 적용될 때 이를 주기적 채널 상태 보고와 비주기적 채널 상태 보고와 연동하여 효과적으로 운용할 수 있도록 하기 위한, 설정 방식을 이용하여 측정 제한, 비주기적 CSI-RS와 BI를 효과적으로 운용하도록 한다.
일반적으로 FD-MIMO과 같이 송신 안테나의 개수가 많은 경우 이에 비례하는 CSI-RS를 송신해야 한다. 일 예로, LTE/LTE-A에서 8개의 송신 안테나를 이용할 경우 기지국은 8-포트에 해당하는 CSI-RS를 단말에게 송신하여 하향링크의 채널상태를 측정하도록 한다. 이 때 기지국에서 8-포트에 해당하는 CSI-RS를 송신하는데 한 개의 RB내에서 상기 도 2의 A, B와 같이 8개의 RE로 구성되는 무선 자원을 이용해야 한다. 이와 같은 LTE/LTE-A 방식의 CSI-RS 송신을 FD-MIMO에 적용하는 경우 송신안테나 수에 비례하는 무선자원이 CSI-RS에 할당되어야 한다. 즉, 기지국의 송신안테나가 128개일 경우 기지국은 한 개의 RB내에서 총 128개의 RE를 이용하여 CSI-RS를 송신해야 한다. 이와 같은 CSI-RS 송신 방식은 안테나 간의 채널 측정의 정확도를 높일 수 있지만, 과도한 무선자원을 필요로 하기 때문에 무선데이터 송수신에 필요한 무선자원을 감소시키는 역효과가 있다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서는 CSI-RS를 송신하는데 다음과 같은 두 가지 방법을 고려할 수 있다.
-CSI-RS 송신 방법 1: CSI-RS에 안테나 수만큼의 무선 자원을 할당하여 송신하는 방법
-CSI-RS 송신 방법 2: CSI-RS를 복수개의 차원으로 분리하여 송신하는 방법
상기 두 가지 방식에 대한 구체적인 설명은 제3 개시의 설명될 도 34에서 상세히 설명될 것이다. 도 34는 제3 개시의 설명에 한정되는 것은 아니며, 제2 개시에도 동일하게 적용된다.
한편, 제2 개시는 상기 CSI-RS 송신 방법 1을 가정하여 설명하였지만, 상기 CSI-RS 송신 방법 2를 사용하는 경우에도 동일하게 확장 및 적용되어 사용될 수 있다.
한편, 제2 개시에서 설명되는 용어들 중 RI 및 CQI는 제1 개시에서 설명된 바와 같다. 제2 개시에서는 W1 및 W2가 추가로 사용되고 있으며, W1 및 W2는 아래와 같다.
-W1: 2D-CSI-RS에 2D 프리코딩을 적용하여 얻은 채널을 기반으로 하여 최적의 프리코딩을 구하여 단말이 기지국에 통보한 첫 번째 PMI. 첫 번째 PMI는 수평 및 수직 방향에서 선택된 빔 그룹을 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 W1은 수평과 수직 방향의 성분으로 각각 나뉘어 분리될 수도 있다.
-W2: 2D-CSI-RS에 2D 프리코딩을 적용하여 얻은 채널을 기반으로 하여 최적의 프리코딩을 구하여 단말이 기지국에 통보한 두 번째 PMI. 두 번째 PMI는 수평 및 수직 방향에서 선택된 빔 그룹 중 선택된 빔과 극성이 다른 안테나 간의 위상차를 보정하는데 필요한 공통 위상(co-phasing)을 나타낼 수 있다. W1과 마찬가지로 W2 역시 수평과 수직 방향의 성분으로 각각 나뉘어 분리될 수도 있다.
참고로, 2D 코드북의 구조는 하기 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00011
상기 <수학식 7>에서 W11, W12는 상기 W1의 수평 및 수직 방향에서의 성분을 나타낸다. 이와 같이 W11과 W12는 직접적으로 코드북에 표현되거나, 암시적으로 표현될 수도 있다. 또한, W2는 상기 <수학식 7>에서 하나의 파라미터로 나타내었지만 W1과 마찬가지로 분리된 두 개의 파라미터로 분리할 수 있다. 하기 <표 5>는 상기 2D 코드북 구조를 이용하여 16개 안테나 포트를 사용하는 랭크-1인 2D 코드북의 일 예이다.
Figure 112018028619201-pct00012
상기 <표 5>의 코드북은 W1(i1)이 8 비트이고, W2(i2) 7 비트임을 가정하여 작성된 코드북 테이블이다. W1은 4 비트의 W11(i11)과 4 비트의 W12 (i11)로 이루어져 있다. 이를 8 비트의 W1으로 표현하기 위해서 하기 <수학식 8>을 이용하여 표현할 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00013
상기 <수학식 8> 및 상기 <표 5>의 코드북 테이블을 이용할 경우 상술한 것처럼 1차원 및 2차원에서의 빔그룹 선택을 수행할 수 있다. 상기 <표 5>의 코드북 테이블에서 W1과 달리 직접적으로 표기되어 있지는 않지만, W2 는 2 비트의 W21과 2 비트의 W22 그리고 3 비트의 W23로 이루어져 있으며, W2는 하기 <수학식 9>로 표현될 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00014
따라서, 상기 코드북에 정확히 표기되어 있지는 않더라도 상기 비트 구성을 통하여 W1과 W2에서 W11 (PMI1H), W12 (PMI1V)과 W21(PMI2H), W22(PMI2V), W23(PMI2C)를 추출할 수 있다.
상술한 내용들에서 주의할 것은 상기 수평 및 수직 차원은 실제 표기에서는 제 1 차원과 제 2 차원과 같이 표기될 수 있다는 점이다. 또한, 실제로 제2 개시에서는 "1"이 수평 차원을 나타내고, "2"가 수직 차원을 나타내는 것으로 표기하였지만 이는 편의를 위한 것일 뿐 다르게 표현될 수 있다. 따라서, "2"가 수평 차원을 나타내고 "1"이 수직 차원을 나타낼 수도 있으며 이는 기지국 및 단말 구현에 따라 달라질 수 있다. 즉, 어떤 기지국에서는 제 1 차원을 수평 차원으로 이용하고, 제 2 차원을 수직 차원으로 이용할 수 있으며, 다른 기지국에서는 제 1 차원을 수직 차원으로 이용하고, 제 2 차원을 수평 차원으로 이용할 수 있다.
또한, 제2 개시에서 상기 W1과 W2로 이루어진 코드북을 기반으로 설명하였지만, 이는 W1에서 수평 및 수직 방향의 성분이 동시에 보고될 수 있음을 의미하며, 개별적으로 보고되는 경우에도 제2 개시를 이용하여 동일한 동작이 가능하다.
도 22는 제2 개시에 따라 주기적인 채널 상태 보고를 위하여 BI를 사용하고, 비주기적 채널 상태 보고를 위하여 측정 제한과 비주기적 CSI-RS를 사용하는 단말 및 기지국의 CSI-RS 송신 및 채널 상태 보고의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 22에서 단말에게는 CSI-RS 1, 2, 3(2201, 2202, 2203)이 주기적 채널 상태 보고를 위해 준 고정적으로(semi-static) 설정되어 있다. 단말은 이러한 CSI-RS 1, 2, 3(2201, 2202, 2203)이 모두 동일한 통계적 특성을 갖는다고 판단하고, 평균값을 구하는 방식 등을 이용하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다. 단말은 상기 CSI-RS 1, 2, 3(2201, 2202, 2203)을 통해 채널 상태 정보를 생성한다. 상기 채널 상태 정보에는 상기 단말이 선택한 적어도 하나의 CSI-RS 자원의 인덱스 정보인 빔 인덱스(BI) 정보가 포함될 수 있다.
기지국은 상기 BI 정보를 포함하는 채널 상태 보고를 단말로부터 수신하고, 그 결과 BI가 나타내는 자원이 변화하거나 단말이 보고하는 채널 상태 정보가 정확하지 않다고 판단할 경우 비주기적 채널 상태 보고를 트리거하여 단말에게 새로운 채널 상태 정보를 보고하도록 할 수 있다.
이때, 비주기적 채널 상태 정보는 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용할 수 있다. 더 정확한 채널 상태 정보를 얻기 위하여, 비주기적 채널 상태 정보는 BI와 SRS를 기반으로 한 UE 특정 빔을 이용할 수 있고, 그에 따라 비주기적 CSI-RS는 단말에 따라 다른 통계적 특성을 가질 수 있다. 단말은 해당 CSI-RS 5를 평소에는 측정하지 않고 있다가 비주기적 채널 상태 보고 트리거를 수신할 경우에 해당 자원을 측정한다. 따라서, CSI-RS 5는 단말이 보고하는 채널 상태 보고가 정확하지 않다고 판단되는 경우 또는 단말이 필요로 하는 빔이 변화하여 정확한 채널 상태 보고가 필요하다고 판단되는 경우, 해당 단말에게만 할당되어 해당 단말이 비주기적 채널 상태 정보를 보고하도록 하는 비주기적 CSI-RS로써 사용된다. 이렇게 하면, UE 특정 빔에 필요한 CSI-RS 자원을 절약하고 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
주의할 점은 BI를 보고하는 주기적 채널 상태 보고를 위해서도 측정 제한이 적용될 수 있다는 점이다. 하지만, 이는 셀 특정 CSI-RS에 필요한 셀 특정 빔의 수가 많아져 오버헤드가 증가하는 것을 감소시키기 위한 목적으로, UE 특정 빔의 지원을 위한 측정 제한과 효과는 동일하지만 그 목적은 다를 수 있다.
또한, 도 22에서 주기적 채널 상태 보고에서 BI를 이용하고, 비주기적 채널 상태 보고에 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용하였던 것과 반대로, 주기적 채널 상태 보고에서 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용하고 비주기적 채널 상태 보고에서는 측정 제한과 BI를 이용할 수도 있다.
도 23은 제2 개시에 따라 주기적 채널 상태 보고에서 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용하고 비주기적 채널 상태 보고에서는 측정 제한과 BI를 이용하는 기지국과 단말의 CSI-RS 송신 및 채널 상태 보고 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 23에서 단말에게는 CSI-RS 3, 4, 5(2303, 2304, 2305)가 비주기적 채널 상태 보고를 위해 준 고정적으로(semi-static)하게 설정되어 있다. 단말은 이러한 CSI-RS 3, 4, 52303, 2304, 2305)가 모두 동일한 통계적 특성을 갖는다고 판단하고, 평균값을 구하는 방식 등을 이용하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다. 단말은 상기 CSI-RS 3, 4, 5(2303, 2304, 2305)를 이용하여 채널 상태 정보를 생성하고 상기 채널 상태 정보에는 상기 BI가 포함될 수 있다.
기지국은 상기 BI가 포함된 채널 상태 정보를 수신하고, BI가 지시하는 자원이 변화하거나 단말이 보고하는 채널 상태 정보가 부정확하다고 판단될 경우, 단말의 주기적 채널 상태 보고를 위하여 새로운 빔을 사용하는 CSI-RS를 송신한다. 단말은 상기 새로운 빔을 사용하는 CSI-RS를 이용하여 주기적 채널 상태 보고를 생성하기 때문에, 상기 새로운 빔의 성능을 판단할 수 있다. 이처럼, 주기적 채널 상태 정보는 비주기적 CSI-RS와 측정 제한을 이용하여 생성될 수 있다.
결국, 주기적 채널 상태 정보는 BI와 SRS를 기반으로 한 UE 특정 빔을 이용하여 생성되거나, 기지국이 비주기적 채널 상태 정보 생성을 위해서 사용하지 않은 셀 특정 빔을 이용하여 생성될 수도 있다. 그에 따라 비주기적 CSI-RS는 단말에 따라 다른 통계적 특성을 가질 수 있다.
상기 도 22의 내용과 다른 점은, 도 23에서 단말은 CSI-RS 1을 항상 측정하여 기지국에 보고한다는 점이다. 이를 통해 기지국은 단말에게 필요한 다른 빔에 대한 정보를 지속적으로 보고받을 수 있으며, 해당 자원이 충분히 좋다고 판단될 경우 상기 자원을 비주기적 채널 상태 보고를 위한 CSI-RS에 적용하여 단말이 정확한 정보를 측정 및 보고하도록 할 수 있다. 따라서 도 23에서는 BI를 보고하는 비주기적 채널 상태 보고의 CSI-RS에도 측정 제한이 적용되어야 한다. 그러나 이는 셀 특정 CSI-RS에 필요한 셀 특정 빔의 수가 많아져서 오버헤드가 증가하는 것을 방지하기 위한 목적이므로, UE 특정 빔의 지원을 위한 측정 제한과 효과는 동일하지만 목적은 다를 수 있다.
한편, 단말이 피드백 정보를 보고하도록 하기 위하여, 단말은 2D-CSI-RS 에 대한 피드백 정보를 설정받는다. 이 때, 해당 2D-CSI-RS는 복수개의 CSI-RS 포트를 지정하는 하나의 정보일 수도 있고, 또는 복수 개(일 예로, 2, 4, 또는 8 또는 그 이상) 포트의 CSI-RS가 결합(자원 설정, 서브프레임 설정)되어 복수개의 CSI-RS 포트를 지정하는 정보일 수도 있다. 단말은 상위 계층 시그널링(즉, RRC 정보)을 통하여 하나의 피드백 설정을 할당받는다. 상기 피드백 할당을 위한 RRC 정보의 일 예는 하기 <표 6>의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
Figure 112018028619201-pct00015
상기 PMI 코드북 정보 (PMI codebook information)은 해당 피드백을 위해 사용될 수 있는 가능한 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)들의 집합에 대한 정보를 의미한다. 만일 PMI 코드북 정보가 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면, 각 피드백은 미리 LTE-A 표준으로 정의된 가능한 모든 프리코딩 매트릭스들이 피드백을 위해 사용 가능한 것으로 설정될 수 있다. PMI 코드북 정보에는 코드북 설정에 필요한 전체 안테나 포트 수, 제1차원, 제2차원의 안테나 포트 수, 오버샘플링 인자(oversampling factor), 빔 그룹 스페이싱(beam group spacing), 각각의 빔 그룹 내의 빔들의 개수(number of beams in each beam group) 및 빔 스페이싱(beam spacing) 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다. 만일 복수 개의 코드북이 존재할 때 복수 개의 코드북 각각에 대하여 codebook #0, codebook #1과 같이 코드북 인덱스로 지정하는 것도 가능하다.
도 24는 송신 모드(transmission mode: TM) 9에서의 CSI-RS(2402) 및 CSI 리포팅 설정(2401)을 도시한 도면이다.
도 24과 같이 TM9에서는 CSI 리포팅 설정(2401)과 CSI-RS 설정(2402)은 별개의 필드로 존재하며, CSI 리포팅 설정(2401)은 비주기적 채널 상태 보고를 위한 필드(2403) 및 주기적 채널 상태 보고를 위한 필드(2405)를 포함한다. 상기 설정에 따라 단말은 CSI-RS 설정(2402)이 지시하는 CSI-RS 자원을 이용하여 주기적 및 비주기적 채널 상태 정보를 기지국에 보고할 수 있다.
도 25는 상기 도 24에서 설명된 TM9에서의 CSI 리포팅 설정(2401)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 25를 참조하면, CSI 리포팅 설정(2401)에 대응하는 "CQI-ReportConfig-r10"는 주기적 채널 상태 보고를 위한 필드(2405)에 대응하는 "CQI-ReportPeriodic-r10"과 비주기적 채널 상태 보고를 위한 필드(2403)에 대응하는 "CQI-ReportAperiodic-r10"을 포함함을 볼 수 있다.
도 26은 TM 10에서의 CSI 프로세스 설정 및 CSI 리포팅 설정의 일 예를 도시하는 도면이다.
TM 10에서는 각각의 CSI 프로세스들(2500, 2501) 내에 CSI-RS 설정(2502, 2503)은 별개의 필드로 존재하며, CSI 리포팅 설정들(2505, 2507, 2509, 2511)은 CSI 프로세스들(2500, 2501)과 별도로 존재한다. CSI 프로세스(2500, 2501)는 복수 개의 CSI 리포팅 설정들(2505, 2507, 2509) 중 하나의 주기적 CSI 리포팅을 설정할 수 있다. 예를 들어, CSI 프로세스 #0(2500)은 주기적 CSI 리포팅 #0(2505)이 설정되었다.
반면, CSI 프로세스(2500, 2501)는 하나의 비주기적 채널 상태 보고 설정이 가능하며, 비주기적 채널 상태 보고를 하는 모든 CSI 프로세스는 하나의 비주기적 채널 상태 보고가 설정되어, 각각의 CSI 프로세스는 하나의 동일한 비주기적 채널 상태 보고 모드를 사용한다. 도 25에서 CSI 프로세스(2500, 2501)들에는 모두 동일한 하나의 비주기적 CSI 리포팅(2511)이 설정되었다.
도 27은 도 25에서 설명된 TM 10에서의 CSI 프로세스 설정 및 CSI 리포팅 설정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 27을 참조하면, "CQI-Process-r11"에서, "CQI-ReportPeriodicProcId-r11"은 어떤 주기적 CSI 리포팅 설정을 이용하여야 하는지를 나타내고, "CQI-ReportAperiodicProc-r11"은 비주기적 채널 상태 보고에 대한 설정의 정보를 포함한다. 그런데 상기 도 24 내지 도 27에서 설명된 TM9과 TM10에서의 기존의 설정 방식은, 제2 개시에서 제안한 비주기적 CSI-RS와 BI 보고 및 측정 제한을 효과적으로 설정할 수 없는 구조이기 때문에 제2 개시에서는 CSI 프로세스에 대한 새로운 설정 구조를 제안한다.
도 28은 제2 개시에서 제안하는 CSI 프로세스의 구조를 설명하는 도면이다.
도 28을 참조하면, CSI 프로세스(2800, 2801)에 존재하는 복수개의 CSI-RS 설정(CSI-RS config)(2802, 2803, 2804/ 2805, 2806, 2807)은 각각 주기적 CSI 보고 설정(2810, 2811, 2812) 또는 비주기적 채널 상태 보고 설정(2813)과 연결된다.
제2 개시에서, 복수개의 CSI-RS 설정(2802, 2803, 2804/ 2805, 2806, 2807)이 하나의 CSI 보고 설정에 연결된 경우, 이는 BI를 보고하기 위한 채널 상태 보고인 것을 지시하는 것으로 설정할 수 있다.
또한, 하나의 CSI-RS 설정이 주기적 또는 비주기적인 CSI 보고 설정과 연결된 경우, 이는 BI를 포함하지 않는 채널 상태 보고인 것을 지시하는 것으로 설정할 수 있다. 이때의 채널 상태 보고는 NP CSI-RS와 동일한 (Class A) RI/PMI/CQI 이거나, 또는 BF CSI-RS (Class B)를 위해 설정된 RI/PMI/CQI 일 수도 있다.
이러한 설정은 상위 계층 시그널링(즉, RRC 설정)을 통하여 특별히 구성된 코드북을 설정하는지 여부를 지시하는 필드에 의해 구성될 수 있다. 또한, 채널 상태 보고가 상기 Class B 일 때 하나의 CSI-RS 자원만 설정되었을 경우, 단말이 BF CSI-RS를 위해 설정된 RI/PMI/CQI를 기지국에게 보고하도록 할 수도 있다. 이때, 상기 PMI는 기존의 코드북 또는 2D 코드북에서 사용하는 W2를 이용한 코드북의 인덱스를 보고하는 형태가 될 수도 있다.
제2 개시에서 제안하는 주기적 또는 비주기적 채널 상태보고 설정에 따른 BI 설정 방식은 다음과 같다.
-BI 설정 방법 1: CSI 프로세스 내에 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대해 어떠한 CSI-RS 자원이 포함되는지 여부를 비트맵으로 설정함.
-BI 설정 방법 2: CSI 프로세스 내에 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대해 어떠한 CSI-RS 자원이 포함되는 지를 CSI-RS 자원 인덱스로 설정함.
-BI 설정 방법 3: CSI 프로세스 내의 자원(설정)들이 각각 주기적 CSI 보고 설정과 비주기적 CSI 보고 설정과 연결되어 있고, 상기 연결들을 기반으로 CSI-RS를 설정함.
-BI 설정 방법 4: CSI-RS 자원별로 BI 필드를 구성하고, 주기적 또는 비주기적 CSI 보고 설정에 BI가 포함되어 있는지 여부를 확인하는 방식을 사용하여 CSI-RS를 설정함.
상기 BI 설정 방법 1을 이용하여 단말은 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대한 설정에 대하여 어떠한 CSI-RS 자원이 포함되는지를 비트맵 형식으로 설정할 수 있다. 하기 <표 7>은 상기 BI 설정 방법 1에 따라 CSI-RS 자원이 4개일 때의 비트맵 설정을 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00016
상기 <표 7>에서 각각의 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대하여 어떠한 자원이 설정되는지를 비트맵으로 지시한다. 만일 복수 개의 자원이 해당 채널 상태 보고에 설정될 경우, 주기적 또는 비주기적 채널 상태 보고는 BI를 포함한다. 만일 하나의 자원이 해당 채널 보고에 설정될 경우, 해당 채널 보고는 BI를 포함하지 않는다. 따라서, 주기적/비주기적 CSI 보고에 대하여 별도로 BI를 설정할 수 있으며, 이를 이용해 주기적/비주기적 CSI 보고에 필요한 CSI-RS 자원을 별도로 구성하여 시스템을 운용할 수 있다.
상기 BI 설정 방법 2를 이용하여 단말은 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대한 설정에 대하여 어떠한 CSI-RS 자원이 포함되는지를 자원 인덱스 형식으로 설정할 수 있다. 하기 <표 8>은 BI 설정 방법 1에 따라 CSI-RS 자원이 4개일 때의 자원 인덱스 형식으로 설정한 일 예를 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00017
상기 <표 8>은, 각각의 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대해 어떠한 자원이 설정되는지를 자원 인덱스로 지시한다는 점을 제외하고 <표 7>에 대한 설명과 동일하다.
상기 BI 설정 방법 3을 이용하여 단말은 주기적/비주기적 채널 상태 보고의 설정을, CSI 프로세스 내의 자원들과 주기적 CSI 보고 설정 및 비주기적 CSI 보고 설정과의 연결 관계에 기초하여 수행할 수 있다. 하기 <표 9>는 BI 설정 방법 3에 따라 CSI-RS 자원이 4개일 때의 설정의 일 예를 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00018
상기 <표 9>에서, 각각의 CSI-RS 자원에 대해 어떠한 주기적 채널 상태 보고가 설정되는지 또는 비주기적 채널 상태 보고가 설정되는지를 지시하는 필드가 존재한다. 따라서 단말은 각각의 CSI-RS 자원 설정을 통하여 자원들이 어떤 주기적 보고 설정 또는 비주기적 설정에 포함되는지를 확인할 수 있다. 만일 복수 개의 자원이 해당 채널 상태 보고에 설정될 경우, 주기적 또는 비주기적 채널 상태 보고는 BI를 포함한다. 만일 하나의 자원이 해당 채널 보고에 설정될 경우, 해당 채널 보고는 BI를 포함하지 않는다. 따라서, 주기적/비주기적 CSI 보고에 대하여 별도로 BI를 설정할 수 있으며, 이를 이용해 주기적/비주기적 CSI 보고에 필요한 CSI-RS 자원을 별도로 구성하여 시스템을 운용할 수 있다.
또한, 상기 BI 설정 방법 3 에서는 CSI 보고 설정에 BI가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수도 있다. 하기 <표 10>은 상기 BI 설정이 CSI 보고 설정에 포함되어 있는 경우를 예시한 것이다.
Figure 112018028619201-pct00019
상기 BI 설정 방법 4를 이용하여 단말은 CSI-RS 자원 별로 BI 필드를 구성하고, 주기적 또는 비주기적 CSI 보고 설정에 BI가 있는지 여부를 확인하는 방식을 사용하여 CSI-RS 설정할 수도 있다. 하기 <표 11>은 BI 설정 방법 4에 따라 CSI-RS 자원이 4개일 때의 CSI-RS 설정을 나타낸다.
상기 BI 설정 방법 4는 CSI-RS 자원 별로 BI 필드를 두고 주기적 또는 비주기적 CSI 보고 설정에 BI가 있는 지를 확인하여 이를 기반으로 설정하는 방법이다. 하기 <표 11>은 이러한 CSI-RS 설정을 예시한 도면이다.
Figure 112018028619201-pct00020
상기 <표 11>의 CSI-RS 설정에 따르면 각각의 자원은 BI 설정이 가능하게 하는 필드를 포함한다. 이러한 설정에 따라 단말은 주기적 또는 비주기적 채널 상태 보고 설정이 BI 보고를 포함하는지 여부를 확인하고, 해당 자원이 BI 보고를 포함할 경우 BI 보고를 포함하는 채널 상태 보고 설정을 이용하여 채널 상태 보고를 수행하고, 해당 자원인 BI 보고를 포함하지 않을 경우 BI 보고를 포함하지 않는 채널 상태 보고 설정을 이용하여 채널 상태 보고를 수행한다. 참고로, 상기 BI 설정 방법 4는 BI를 통해 주기적 CSI-RS 자원인지 비주기적 CSI-RS 자원 인지를 판단하여야 하기 때문에 주기적과 비주기적 채널 상태 보고가 모두 BI를 보고할 수는 없다.
상기 BI 설정 방법 1 내지 4에 대한 설명들에서 해당 필드와 빔 선택 보고의 명칭은 BI로 표시하였지만, 이는 예시적인 것일 뿐이며, CSI-RS 자원 인덱스, CSI-RS 인덱스, 자원 인덱스, RS 인덱스, TP 인덱스, 설정 인덱스(Config index) 등과 같은 다른 명칭도 가능하다.
한편, 상기 BI 설정과 마찬가지로 도 22와 도 23에서 설명된 기지국 및 단말의 CSI-RS 송신 및 CSI 생성 동작을 위하여, 측정 제한에 대한 설정도 주기적 및 비주기적 채널 상태 보고에 따라 분리되어야 한다. 이하에서는 측정 제한에 대한 설정 방법을 설명한다. 제2 개시에서 제안하는 측정제한 설정 방법은 아래의 2가지이다.
-측정제한 설정 방법 1: 주기적 및 비주기적 채널 상태 보고 설정에 측정 제한을 설정함
-측정제한 설정 방법 2: CSI-RS 자원 설정에 측정 제한을 설정함.
상기 측정제한 설정 방법 1을 이용하여 단말은 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대한 설정에 대해 측정 제한이 설정되는지 여부를 각각 설정할 수 있다. 하기 <표 12>는 측정제한 설정 방법 1의 일 예를 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00021
상기 <표 12>에서 각각의 주기적/비주기적 채널 상태 보고에 대해 측정제한이 설정되는지 여부를 지시하고, 상기 지시에 따라 해당 주기적 또는 비주기적 채널 상태 보고는 측정제한을 적용하거나 적용하지 않고 채널 상태를 보고한다. 이 때, 측정 제한에 대한 RS의 개수에 대한 설정이 필요하다. 하기 <표 13>은 측정 제한에 대한 RS의 개수의 설정의 일 예이다.
Figure 112018028619201-pct00022
상기 <표 13>을 참조하면, "PeriodCongi-r13"은 CSI-RS 측정 제한의 주기가 설정됨을 나타내고, "csi-RS-Config-r13"은 측정 제한에 사용될 CSI-RS의 개수를 지시하는 필드이다. 측정 제한의 설정 시 상기 필드들 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
상기 측정 제한의 주기는 CSI-RS 송신 주기 및 송신 개수에 대한 것을 CSI-RS 서브프레임 설정(subframe config)과 유사하게 테이블로 지시하는 방식이며, 상기 "csi-RS-Config-r13"은 측정 제한에 사용될 CSI-RS의 개수를 지시한다. 상기 예에 사용된 154 및 1, 2, 4, 8의 숫자는 예를 위한 것일 뿐 실제 사용되는 숫자는 다를 수 있다. 또한, 상기 예에서는 측정 제한 설정 필드와 측정 제한 설정에 대한 개수와 주기를 설정하는 필드가 별도로 존재하는 것으로 예시되었지만, 하나의 필드에 포함될 수도 있다.
하기 <표 14>는 상기 측정제한 설정 방법 2의 일 예를 나타낸다.
Figure 112018028619201-pct00023
상기 <표 14>를 참조하면, CSI-RS 자원 설정에는 어떠한 측정 제한이 설정되는지를 지시하는 필드가 포함된다. 단말은 CSI-RS 자원 설정을 수신하고, 해당 자원들이 측정 제한을 사용하는지 여부를 확인하여 해당 자원을 기반으로 채널 상태 보고를 생성할 때 측정 제한을 사용할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 측정 제한 방법 1 및 측정 제한 방법 2를 동시에 사용하여 CSI-RS 자원에 측정 제한이 설정되는지 여부를 지시하는 정보와, 주기적 또는 비주기적 채널 상태 보고에 측정 제한이 설정되는지 여부를 지시하는 정보를 통하여, 해당 자원이 주기적 채널 상태 보고를 이용하는지 또는 비주기적 채널 상태 보고를 이용하는지 여부를 지시할 수 있다. 이때 연결된 자원의 개수가 하나일 때는 BI를 이용하지 않고, 복수 개일 때는 BI를 이용하는 방법도 가능할 것이다.
이하에서는 제2 개시의 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작과 장치 구성들을 설명한다.
도 29는 제2 개시의 실시예에 따른 단말의 동작을 설명하는 도면이다.
단말은 2910 단계에서 CSI-RS 구성에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신한다. 이때 측정 제한 및 BI에 필요한 자원 인덱스, 주기 CSI-RS 수에 필요한 설정 등 앞서 설명된 설정이 수신될 수 있다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 송신되는 타이밍 및 자원 위치, RI-기준 CSI-프로세스 설정 여부 및 해당 CSI-프로세스 인덱스 그리고 송신전력 정보 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이후에, 단말은 2920 단계에서 적어도 하나의 CSI-RS 자원을 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 구성한다. 이때 역시 측정 제한 및 BI에 필요한 자원 인덱스, 주기 CSI-RS 수에 필요한 설정 등의 설정 정보들이 수신될 수 있다. 단말은 2930단계에서 CSI-RS를 수신하고, 이를 기초로 기지국 안테나와 해당 단말의 수신 안테나 사이의 채널을 추정한다. 2940단계에서는 상기 추정한 채널 및 CSI-RS 간에 추가된 가상의 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정과 상기 정의된 코드북을 사용하여 피드백 정보 BI, 랭크, PMI 및 CQI 중 적어도 하나의 정보를 생성한다. 이후 단말은 2950 단계에서 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 송신함으로써 이차원 배열을 고려한 채널 피드백 생성 및 보고 절차를 종료한다.
도 30은 제2 개시의 실시예에 따른 단말의 동작을 설명하는 도면이다.
도 31을 참조하면 기지국은 3010 단계에서, 채널을 측정하기 위한 CSI-RS에 대한 설정 정보를 단말로 송신한다. 이 때 측정 제한 및 BI에 필요한 자원 인덱스, 주기 CSI-RS 수에 필요한 설정 등 본 발명에서 제시하는 설정을 송신할 수 있다. 또한, 상기 설정 정보는 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 송신되는 타이밍 및 자원 위치, RI-기준 CSI-프로세스 설정 여부 및 해당 CSI-프로세스 인덱스 그리고 송신전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후에, 기지국은 3020 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 송신한다. 이때 역시 측정 제한 및 BI에 필요한 자원 인덱스, 주기 CSI-RS 수에 필요한 설정 등 제2 개시에서 설명된 설정이 송신될 수 있다. 이후에 기지국은 구성된 CSI-RS를 단말로 송신한다. 단말은 상기 CSI-RS에 기초하여 안테나 포트 별로 채널을 추정하고 이를 기반으로 가상의 자원에 대한 추가적인 채널을 추정한다. 단말은 피드백을 결정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI를 생성하여 기지국으로 송신한다. 이후 기지국은 3030 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보를 이용하여 단말과 기지국 간의 채널 상태를 결정한다.
도 31은 제2 개시의 실시 예에 따른 단말 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 31을 참조하면, 단말은 통신부(3110)와 제어부(3120)를 포함한다.
통신부(3110)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(3110)는 제어부(3120)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 송신할 수 있다. 제어부(3120)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(3120)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(3120)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(3110)를 제어한다. 이를 위해 제어부(3120)는 채널 추정부(3130)를 포함할 수 있다.
채널 추정부(3130)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 31에서는 단말이 통신부(3110)와 제어부(3120)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(3130)가 제어부(3120)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(3120)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(3120)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다.
또한 제어부(3120)는 상기 통신부(3110)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(3120)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 송신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(3120)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 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)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.
또한 제어부(3120)는 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택할 수 있다. 또한 제어부(3120)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 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)는, 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다.
도 32는 제2 개시의 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 32를 참조하면, 기지국은 제어부(3210)와 통신부(3220)를 포함한다. 제어부(3210)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(3210)는 단말의 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(3210)는 자원 할당부(3230)를 더 포함할 수 있다. 또한, 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다. 통신부(3220)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(3220)는 제어부(3210)의 제어하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 송신하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다.
상기에서는 자원 할당부(3230)가 제어부(3210)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(3210)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 송신하도록 통신부(3220)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 송신하도록 상기 통신부(3220)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(3210)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 송신하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 송신되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(3220)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 단말에 피드백 설정 정보를 송신하고, 상기 단말에 CSI-RS를 송신하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(3210)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 송신할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 송신하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 많은 수의 2차원 안테나 어레이 구조의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 송신하는데 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.
<제3 개시>
이하에서는 본 명세서의 제3 개시에 대하여 설명한다. 제3 개시의 설명은 제1 개시 또는 제2 개시에서 설명된 내용을 포함할 수 있다.
제3 개시는 LTE-A 시스템을 기반으로 하는 FD-MIMO CSI-RS의 시간 자원을 제한하는 측정 제한(measurement restriction) 방법이 CSI-RS 송신과 측정 및 채널 상태 보고 생성에 적용되었을 때 PUCCH를 이용해 송신되는 CSI 보고 시 RI/W1의 신뢰성을 높이기 위한 것이다. 제3 개시는 단말이 정해진 RI/W1 가정을 이용하거나 비주기 CSI 보고에서 송신한 RI/W1 또는 송신 다이버시티(transmit diversity)를 가정하여 CSI를 보고하거나 또는 CSI를 보고하지 않도록 하여 다른 측정 제한이 적용된 주기적 채널 상태 보고에 대해서도 효과적으로 채널 상태 보고를 할 수 있도록 한다.
이하에서 본 명세서의 제3 개시에 대하여 상세히 설명한다.
도 33은 제2 개시의 측정 제한(measurement restriction)이 단말의 채널 측정 및 상태 정보 보고 생성에 도입됐을 때의 동작의 일 예를 설명하는 도면이다.
참조 번호 3303은 CSI-RS들을 나타내고, 참조 번호 3301은 상기 CSI-RS를 이용하여 비주기적으로 CSI를 보고하는 상황을 도시한 것이다.
앞서 제2 개시의 도 21에서 설명된 것처럼, 단말은 4개씩의 CSI-RS를 하나의 측정 윈도우로 인식하고 해당 측정 윈도우 내에서만 CSI-RS가 동일한 통계적 특성을 갖는다고 판단한다. 단말은 이를 기반으로 채널을 측정하고 CSI-RS의 통계적 특성을 이용하고, 평균값을 구하는 방식 등을 이용하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.
하지만, 도 33과 같이 단말이 이러한 측정 제한을 이용해 주기적 채널 상태 정보 보고를 할 경우 설정에 따라 RI 및 W1 가정의 모호성이 발생할 수 있다. 즉, 단말의 랭크 및 빔 그룹을 선택하는 RI와 W1은 앞서 전송된 측정 윈도우를 기반으로 선택되고, 이후 전송될 W2와 CQI는 이후에 전송되는 measurement window를 기반으로 선택되는 것이다. 측정 윈도우의 적용은 CSI-RS 간의 빔 방향 및 기타 특성이 달라질 수 있다는 것을 가정하여 나누어 측정할 수 있도록 하기 위함인데, 이 경우 동일한 통계적 특성을 가진 CSI-RS가 아닌 다른 통계적 특성을 가진 CSI-RS 들을 함께 이용하여 채널 상태 보고를 측정하게 되는 문제가 있다.
한편, 앞서 제2 개시에서 설명한 것처럼, FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서는 CSI-RS를 송신하는데 다음과 같은 두 가지 방법을 고려할 수 있다.
-CSI-RS 송신 방법 1: CSI-RS에 안테나 수만큼의 무선자원을 할당하여 송신하는 방법
-CSI-RS 송신 방법 2: CSI-RS를 복수개의 차원으로 분리하여 송신하는 방법
도 34는 CSI-RS 송신 방법 1과 2를 도시한 도면이다.
도 34에서 FD-MIMO를 운용하는 기지국은 총 32개의 안테나로 구성되어 있다.
참조 번호 3400은 상기 CSI-RS 송신 방법 1을 나타낸다. CSI-RS 송신 방법 1에서는 안테나 수만큼의 무선자원을 할당하여 송신한다. 3400에서 32개의 안테나는 각각 A0,..,A3, B0,..,B3, C0,..,C3, D0,..,D3, E0,..,E3, F0,..,F3, G0,..,G3, H0,...,H3으로 표시되어 있다. 상기 3400의 32개의 안테나는 한 개의 2차원 CSI-RS로 송신되며, 모든 수평과 수직 방향의 안테나의 채널 상태를 측정하게 하는 2D-CSI-RS는 상기 32개의 안테나 포트로 구성된다. 이 같은 방법은 안테나 별로 무선 자원을 모두 할당하게 되어 채널 정보에 대한 정확도를 높일 수 있으나, 상대적으로 제어 정보나 데이터를 위한 무선자원을 많이 사용하여 자원 사용 면에서 효율적이지는 않다.
참조 번호 3410은 상기 CSI-RS 송신 방법 2를 나타낸다. CSI-RS 송신 방법 2(3410)는 채널 정보에 대한 정확도를 상대적으로 낮게 하더라도 적은 수의 무선 자원을 할당하면서 단말이 다수의 송신 안테나에 대한 채널 측정을 가능하게 한다. 이는 전체의 CSI-RS를 N개의 차원으로 분리하여 송신하는 방법으로 한 예로 기지국의 송신 안테나가 상기 앞서 설명된 도 14와 같이 2차원 배열되어 있을 경우 CSI-RS를 2개의 차원으로 분리하여 송신하는 것이다.
이 때, 한 개의 CSI-RS는 수평방향의 채널 정보를 측정케 하는 수평(Horizontal) CSI-RS로 운용하고 다른 하나의 CSI-RS는 수직 방향의 채널 정보를 측정하게 하는 수직(Vertical) CSI-RS로 운용한다. 도 34의 3410의 32개의 안테나는 3400과 같이 각각 A0,..,A3, B0,..,B3, C0,..,C3, D0,..,D3, E0,..,E3, F0,..,F3, G0,..,G3, H0,...,H3으로 표시되어 있다. 상기 도 34의 32개의 안테나는 두 개의 CSI-RS로 송신된다. 이 때, 수평방향의 채널 상태를 측정하게 하는 H-CSI-RS는 다음의 8개 안테나 포트로 구성된다.
- H-CSI-RS port 0: 안테나 A0, A1, A2, A3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 1: 안테나 B0, B1, B2, B3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 2: 안테나 C0, C1, C2, C3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 3: 안테나 D0, D1, D2, D3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 4: 안테나 E0, E1, E2, E3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 5: 안테나 F0, F1, F2, F3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 6: 안테나 G0, G1, G2, G3이 결합되어 구성됨
- H-CSI-RS port 7: 안테나 H0, H1, H2, H3이 결합되어 구성됨
상기에서 복수개의 안테나가 합쳐서 한 개의 CSI-RS 포트를 생성하는 것은 안테나 가상화(antenna virtualization)를 의미하며, 일반적으로 복수 안테나의 선형적 결합을 통하여 이루어진다. 또한, 수직 방향의 채널 상태를 측정하게 하는 V-CSI-RS는 다음의 4개 안테나 포트로 구성된다.
- V-CSI-RS port 0: 안테나 A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0이 결합되어 구성됨
- V-CSI-RS port 1: 안테나 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1이 결합되어 구성됨
- V-CSI-RS port 2: 안테나 A2, B2, C2, D2, E2, F2, G2, H2가 결합되어 구성됨
- V-CSI-RS port 3: 안테나 A3, B3, C3, D3, E3, F3, G3, H3이 결합되어 구성됨
상기와 같이 복수개의 안테나가 이차원으로 M X N (수직방향 X 수평방향)으로 배열된 경우 N개의 수평방향의 CSI-RS 포트와 M개의 수직방향의 CSI-RS 포트를 이용하여 FD-MIMO의 채널을 측정할 수 있다. 즉, 두 개의 CSI-RS를 이용할 경우 M X N개의 송신안테나를 위하여 M+N개의 CSI-RS 포트를 활용하여 채널상태 정보를 파악할 수 있다. 이와 같이 더 적은 수의 CSI-RS 포트 수를 이용하여 더 많은 수의 송신안테나에 대한 정보를 파악하게 하는 것은 CSI-RS 오버헤드를 줄이는데 중요한 장점으로 작용한다.
상기에서는 M X N=K개의 CSI-RS를 이용하여 FD-MIMO의 송신안테나에 대한 채널 정보를 추정하였으며 이와 같은 접근은 두 개의 CSI-RS를 이용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 명세서의 제3 개시에서는 상기 CSI-RS 송신 방법 1을 가정하여 설명하였지만, 상기 CSI-RS 송신 방법 2를 사용하는 경우에도 동일하게 확장 및 적용되어 사용될 수 있다.
이하에서 본 명세서의 제3 개시에 의한 제1 실시예를 설명한다.
< 제3 개시에 의한 제1 실시예>
제1 실시예는 측정 제한에 따른 RI/W1과 W1/W2/CQI가 다른 측정 윈도우 또는 CSI 리셋(reset) 전후의 CSI-RS를 측정하여 생성될 때의 RI를 1로 가정하고, W1은 정해진 범위 안에서 순환하여 사용하는 방법이다. 참고로, "CSI 리셋"은 "측정 윈도우"와 동일한 의미이며 이하에서 혼용될 수 있다.
랭크(Rank) 1은 하나의 빔 방향을 이용하여 데이터 송신에 하나의 코드워드 및 레이어를 송신하는 방법이다. 다중 랭크(Multi-rank) 송신에서는, 하나의 빔 방향으로 송신되던 전력을 복수 개의 방향으로 나누어 할당한다. 따라서, 다중 랭크 송신은 어느 정도 이상의 SINR(Signal to Interference and Nosie Ratio)을 필요로 한다. 따라서, 변경된 빔에서 지원 가능한 랭크가 낮을 경우 높은 랭크를 가정하여 W2/CQI를 선택하게 되면 상대적으로 PER 10%를 만족하는 CQI를 선택할 수 없을 수도 있고, 이 경우 폴백(fall-back)에 근접한 동작을 해야 한다. 따라서, 랭크 1을 가정할 경우 상대적으로 안전한 가정으로 CQI를 송신할 수 있다. 또한, 랭크 1을 가정한 채널 상태 보고는 하나의 빔 방향과 CQI를 포함하기 때문에 다중 랭크 채널 상태 보고와 비교하여 상대적으로 MU(multi user)-MIMO를 가정한 채널 상태 보고의 오류가 적어 MU 스케쥴링을 위해서도 사용될 수 있다.
RI와 마찬가지로 W1 역시 새로운 가정이 필요하다. 기존 Rel-10에서의 8개의 송신(Tx) 코드북 및 Rel-12 4개의 송신(Tx) 코드북의 경우, W1을 통해 4개의 빔을 포함하는 빔 그룹을 선택하고, 상기 선택을 기반으로 W2를 통하여 하나 또는 복수 개의 빔 및 X-폴(pol) 안테나 간의 공통 위상(co-phasing)을 보고한다. 따라서, W1이 다른 측정 윈도우 또는 CSI 리셋 전의 CSI-RS를 측정하여 생성될 때 이후의 W2는 현재 채널 상태를 반영하지 못한 빔 그룹 안에서 W1을 선택하여야 하는 단점이 있다. 이러한 상황을 위하여 단말이 W1을 가정하여 보고하는 방법에는 다음의 3가지 방법이 있다.
- W1 가정 방법 1: W1=0으로 가정.
- W1 가정 방법 2: W11 또는 W12는 0으로 가정하고, 반대편은 순환하여 가정.
- W1 가정 방법 3: W11과 W12 모두를 순환하여 가정.
도 35는 3차원 채널 모델(channel model)의 3D-UMi 채널을 이용하여 단말이 선택하는 PMI의 분포를 나타낸 확률 분호(pdf)를 도시한 도면이다.
도 35에서 PMIV는 수직 차원에서의 PMI, PMIH는 수평 차원에서의 PMI를 나타내며, PMI2D는 W2와 동일하다. 이때의 pdf 분포를 보면, 수평 차원에서는 정 중앙으로 빔을 송신하는 0번 인덱스가 가장 많이 선택되고, 그 이후로 점점 셀의 에지(edge) 방향으로 갈수록 선택하는 수가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 하지만, 수직 차원에서는 PMIV=1이 가장 많이 선택되었지만, 그 외의 0, 2, 3 역시 어느 정도 선택이 되고 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 W1 가정 방법 1은 기지국이 설정한 대표적인 수직 빔과 수평 빔 그룹 하나만을 가정하여 W2 및 CQI를 생성하는 의미로 받아들여 질 수 있다.
상기 W1 가정 방법 2의 경우 수평 빔 그룹에 해당하는 부분은 0으로 설정하고, 수직 빔은 다양하게 지원하기 위하여 소정 사이클로 순환하는 방법이다. 상기 사이클에 따른 순환은 RB별 또는 복수 개의 RB별 또는 서브밴드(subband) 별로 수행될 수 있다. 상술한 것처럼, 단말은 수직 방향에서는 정도의 차이는 있지만 비교적 고르게 선택하는 특성이 있고, 수평 방향에서는 index 0에 가까운 인덱스들을 많이 선택하는 특성이 있다. 따라서, 해당 방법을 이용할 경우 광대역을 가정한 주기적 채널 상태 보고는 송신 다이버시티(transmit diversity: TxD)와 유사하게 프리코더들이 고르게 돌아가며 송신되는 것을 가정할 때의 CQI를 얻을 수 있다. 한편, 서브 밴드를 가정한 보고는 W1의 사이클링이 RB별로 이루어질 때에는 마찬가지로 서브밴드 별로 TxD와 유사한 CQI를 보고하는 결과를 얻는다. 반대로, 복수 개의 RB나 서브밴드 별로 사이클링이 이루어질 경우에는 기지국은 복수개의 RB나 서브밴드별로 각각 빔 그룹을 가정하여 CQI 및 W2를 보고하기 때문에 기지국은 단말에게 가장 유리한 수직 W1이 무엇인지를 RB나 서브밴드 위치에 기초하여 대략 결정할 수 있다.
상기 W1 가정 방법 3은 수평 및 수직 빔 그룹을 다양하게 지원하기 위하여 사이클링하는 방법이다.
해당 사이클링은 RB별 또는 복수 개의 RB별 또는 서브밴드별로 이루어질 수 있다. W1 가정 방법 3의 경우 W1 가정 방법 2와 유사하게 광대역을 가정한 주기적 채널 상태 보고는 TxD와 유사하게 프리코더들이 고르게 돌아가며 송신되는 것을 가정할 때의 CQI를 얻을 수 있다. 다만, 주요한 차이점은 가정 방법 2의 경우 수평 방향은 주요 방향으로 고정하였던 반면, W1 가정 방법 3에서는 수평 방향 역시 사이클링하여 양쪽 측면에서 모두 사이클링 효과를 얻는다는 점이다. 서브 밴드를 가정한 채널 상태 보고도 W1 가정 방법 2와 유사하게 W1의 사이클링이 RB 별로 이루어질 때에는 서브밴드 별로 TxD와 유사한 CQI를 보고하는 결과를 얻는다. 반대로, 복수 개의 RB나 서브밴드 별로 사이클링이 이루어질 경우에는 기지국은 복수개의 RB나 서브밴드별로 각각 빔 그룹을 가정하여 CQI 및 W2를 보고하기 때문에 기지국은 단말에게 가장 유리한 수평 및 수직 W1이 무엇인지를 RB나 서브밴드 위치에 기초하여 대략 결정할 수 있다.
제3 개시의 제1 실시예에서 언급한 상기 방법의 경우, RI/W1 보고의 측정 윈도우, W1/W2/CQI 보고의 측정 윈도우와 다른 측정 윈도우를 적용하여 사용될 경우에, 항상 적용되어야 한다. 하지만, 측정 윈도우가 다르다고 해서 항상 채널 특성이 다른 것을 의미하지는 않는다. 경우에 따라 CSI-RS 송신을 위한 빔이 변화하지 않거나, 또는 그 외의 용도에 따른 CSI-RS 송신 시나리오가 변화하지 않기 때문에 CSI-RS 송신의 가정이 동일할 수 있다. 하지만, 이러한 때에도 제3 개시의 제1 실시예의 방법에 따르면 RI/W1이 다르게 가정되어야 하여 성능이 저하될 수는 있다.
< 제3 개시에 의한 제2 실시예>
제3 개시에 의한 제2 실시예는 측정 제한에 따른 주기적 채널 상태 보고의 RI/W1과 W1/W2/CQI가 다른 측정 윈도우 또는 CSI 리셋 전후의 CSI-RS를 측정하여 생성될 때의 RI와 W1을 비주기적 채널 상태 보고의 RI/W1과 연동하는 방법이다.
도 36은 제3 개시에 의한 제2 실시예에서의 채널 상태 보고 동작을 설명하는 도면이다.
기지국은 측정 윈도우가 변화할 때 해당 빔 또는 CSI-RS 송신을 위한 가정을 바꿀 것인지를 판단한다. 이 때, 측정 윈도우의 변화에 따라 CSI-RS 송신을 위한 가정이 바뀌지 않는다면, 다른 동작을 추가적으로 요구하지 않고 주기적 채널 상태 보고를 이용하여 채널 상태 정보를 보고받을 수 있다. 하지만, CSI-RS 송신을 위한 가정이 측정 윈도우 간에 바뀐다면, 해당 W2/CQI 보고에 의한 정보는 부정확할 수 있다. 따라서, 이 때 기지국은 자연스럽게 정확한 채널 상태보고를 위하여 비주기적 채널 상태 보고를 단말에게 요청하게 된다. 따라서, 이러한 비주기적 채널 상태 보고에서의 RI/W1을 이용하여 주기적 채널 상태 보고에서의 RI/W1을 갱신할 수 있다면, 측정 제한을 기반으로 동작하는 단말에게 효과적으로 주기적 채널 상태보고를 동작하도록 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 이러한 동작을 실행할지 않을지에 대한 설정을 위해 RRC 필드에 1비트의 설정 필드를 두고, 그 값이 1인 경우 비주기적 채널 상태 보고의 RI/W1을 참조하고 그 값이 0인 경우 비주기적 채널 상태 보고의 RI/W1를 참조하지 않도록 할 수 있다.
한편, 이와 달리 측정 제한이 설정된 경우에는 주기적 채널 상태 보고에 대하여 무조건 적으로 해당 동작을 하도록 설정할 수도 있다. 또한, 본 실시예의 방법은 상기 제3 개시의 제1 실시예와 달리 CSI-RS 송신의 가정이 변경될 때만을 가정하여 비주기적 채널 상태 보고를 트리거하여 RI/W1을 업데이트하기 때문에 불필요한 성능의 저하를 막을 수 있다. 하지만, 비주기적 채널 상태 정보를 보고하기까지의 시간 지연이 존재하며, 주기적 채널 상태 보고의 RI/W1을 업데이트하기 위하여 비주기적 채널 상태 보고를 트리거하고 PUSCH를 송신하여야 한다는 단점도 존재한다.
<제3 개시의 제 3 실시예>
제3 개시의 제3 실시예는 측정 제한에 따른 주기적 채널 상태 보고의 RI/W1과 W1/W2/CQI가 다른 측정 윈도우 또는 CSI 리셋 전후의 CSI-RS를 측정하여 생성될 때의 RI와 W1의 가정이 다르기 때문에 부정확한 정보를 보내기보다 송신 다이버시티를 가정한 CQI를 송신하는 방법이다.
도 37은 제3 개시의 제3 실시예에 의한 채널 상태 보고 동작을 도시한 도면이다.
LTE에서는 오픈 루프(open-loop) 기술의 하나인 SFBC(Space Frequency Block Coding)와 SFTD(Space Frequency Transmit Diversity)를 사용하고 있으며, 이는 송신 다이버시티(transmit diversity: TxD)의 한 종류이다.
이 방법은 연관된 복수 개의 안테나 포트를 두 개씩 짝지어 두 개의 주파수 심볼에 빔 방향을 돌려가며 송신하도록 하는 방식이다. 이 방법은 채널의 변화에 민감하지 않기 때문에 기지국이 쉽게 사용할 수 있으며, 안정적인 성능을 보여 LTE 시스템에서 폴백(fall-back)을 위한 기술의 하나로 사용된다. 또한, PMI 보고가 필요하지 않은 LTE TDD 시스템 등에 간섭을 반영하기 위한 CQI를 계산하기 위해서도 사용되기도 하는 방법이다.
이러한 방법의 경우 제3 개시의 제 1 실시예와 마찬가지로 기지국은 잘못된 RI/W1에 기반하기보다는 사전에 정의된 강건한(robust) 프리코더를 가정하여 생성된 CQI를 통해 정보를 수신함으로써 간섭 및 채널에 대한 보다 정확한 정보를 얻을 수 있다. 하지만, 현재 LTE에서는 8개 이상의 CSI-RS 포트를 가정한 송신 다이버시티 방법을 지원하지 않기 때문에, 본 실시 예를 사용하기 위해서는 8개 이상의 CSI-RS 포트에 대한 송신 다이버시티 방법이나, 8개 이상의 CSI-RS 포트를 4개 이하의 CSI-RS 포트로 가상화하기 위한 사전 규칙이 정의되어야 한다.
<제3 개시의 제 4 실시예>
제3 개시의 제4 실시예는 단말이 다른 측정 윈도우에 기반하여 잘못된 정보를 송신하기 보다는 해당 정보를 송신하지 않는 방식이다.
도 38은 제3 개시의 제4 실시예에 의한 채널 상태 보고 동작을 도시한 도면이다.
본 실시예의 방법은 단말이 잘못된 정보를 기지국에게 보내서 PUCCH 자원을 낭비하는 것보다는 해당 자원을 다른 단말에게 할당할 수 있도록 측정 윈도우 자원을 비우는 방식이다.
단말이 잘못된 RI/W1을 가정하여 채널 상태 보고를 할 경우 기지국은 이러한 정보를 사전에 파악할 수 있으며, 따라서 잘못된 채널 상태 보고는 폐기하게 될 것이다. 하지만, PUCCH 자원은 주기적 채널 상태 보고를 위해 사용되기 때문에 낭비되게 된다. 따라서 이러한 경우에 단말이 해당 주기적 채널 상태 보고를 하지 않게 함으로써 기지국은 다른 단말에게 해당 자원을 할당하여 필요한 정보를 송신하도록 할 수 있다.
지금까지 설명된 제3 개시의 실시예들의 도면들은 RI와 W1이 모두 다른 측정 윈도우에서 측정되는 것을 가정하여 도시되었지만, 해당 동작은 RI만 다른 측정 윈도우에서 측정되는 경우에도 동일하게 적용 가능하며, 이 때, 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우 RI만 1 또는 비주기적 채널 상태 보고에서 사용한 RI로 가정하여 채널 상태 정보를 생성하고 보고할 수 있다. 또한, 실시예들과 도면에서 주로 측정 윈도우라는 표현을 이용하여 설명하였지만, 이는 CSI 리셋으로도 표현될 수 있으며, 명칭이 다른 경우에도 실제 기지국과 단말의 동작은 동일함을 명심하여야 할 것이다.
이하에서는 제3 개시의 실시예들에 의한 단말 및 기지국의 동작 및 장치 구성들을 설명한다. 다만, 제3 개시의 단말 및 기지국의 동작 및 장치 구성들은 제2 개시에서 설명된 도면들을 그대로 이용하면 되므로 제3 개시의 설명을 위하여 추가로 도시하는 않았다. 그에 따라 각각의 설명에서 제2 개시에서 설명된 도면들을 이용하여 설명할 것이다.
도 29를 다시 참조하면 단말은 2910 단계에서 CSI-RS 구성에 대한 설정 정보를 수신한다. 이 정보에는 해당 CSI-RS에 측정 제한이 어떻게 걸려있는지를 확인할 수 있는 주기 및 오프셋에 관한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 송신되는 타이밍 및 자원 위치, RI-기준 CSI-프로세스 설정 여부 및 해당 CSI-프로세스 인덱스 그리고 송신 전력 정보 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다.
이후에, 단말은 2920 단계에서 적어도 하나의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 구성한다. 만약, 앞의 2910 단계에서 CSI-RS 측정 제한 관련 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 2920 단계의 피드백 설정 정보에 해당 CSI-RS에 측정 제한이 어떻게 걸려있는지를 확인할 수 있는 주기 및 오프셋에 관한 정보가 포함될 수 있다. 단말은 2930단계에서 CSI-RS를 수신하면 이를 기지국 안테나와 단말의 수신안테나 사이의 채널을 추정한다.
이후, 단말은 2940단계에서, 단말은 상기 추정한 채널 및 CSI-RS 간에 추가된 가상의 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정과 상기 정의된 코드북을 사용하여 피드백 정보 랭크, PMI 및 CQI 를 생성한다. 이때, 단말은 기지국이 설정한 측정 윈도우에 의해 해당 CSI-RS가 RI/W1과 W1/W2/CQI가 같은 측정 윈도우(또는 CSI 리셋 전후)를 기반으로 하는지 또는 비주기적 상태 보고가 존재하고 비주기적 상태보고의 RI/W1을 참조하도록 설정되었는지 판단하고, 이에 따라 W1/W2/CQI 보고를 위한 RI/W1 가정이 제3 개시의 실시예들에서 설명된 방법들을 사용하여야 할지 여부를 결정한다. 이후 단말은 2950 단계에서 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 송신하여, 이차원 배열을 고려한 채널 피드백 생성 및 보고 과정을 종료한다.
도 30을 다시 참조하면 기지국은 3010 단계에서, 채널을 측정하기 위한 CSI-RS에 대한 설정 정보를 단말로 송신한다. 상기 설정 정보는 해당 CSI-RS에 측정 제한이 어떻게 걸려있는지를 확인할 수 있는 주기 및 오프셋에 관한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 이와 함께 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 송신되는 타이밍 및 자원 위치, RI-기준 CSI-프로세스 설정 여부 및 해당 CSI-프로세스 인덱스 그리고 송신 전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후에, 기지국은 3020 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 송신한다. 단말 동작과 같이 만약 3010 단계에서 해당 CSI-RS에 측정 제한이 어떻게 걸려있는지를 확인할 수 있는 주기 및 오프셋에 관한 정보가 포함되지 않을 경우 3020단계에 해당 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이후에 기지국은 구성된 CSI-RS를 단말로 송신한다. 단말은 안테나 포트 별로 채널을 추정하고 이를 기반으로 가상의 자원에 대한 추가적인 채널을 추정한다. 단말은 측정 윈도우 설정 및 비주기적 채널 보고를 참조할지에 대한 설정과 보고 시간에 따라 피드백을 결정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI를 생성하여 기지국으로 송신한다. 이에 따라 기지국은 3030 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용한다.
도 31을 참조하면, 단말은 통신부(3110)와 제어부(3120)를 포함한다. 통신부(3110)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(3110)는 제어부(3120)의 제어 하에 피드백 정보를 기지국으로 송신할 수 있다. 제어부(3120)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다.
구체적으로 제어부(3120)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(3120)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(3110)를 제어한다. 이를 위해 제어부(3120)는 채널 추정부(3130)를 포함할 수 있다. 채널 추정부(3130)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 31에서는 단말이 통신부(3110)와 제어부(3120)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(3130)가 제어부(3120)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(3120)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(3120)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다.
또한 제어부(3120)는 상기 통신부(3110)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(3120)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 송신하도록 통신부(3110)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(3120)는 기지국으로부터 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RSC 및 해당 CSI-RS가 측정 윈도우 및 CSI 리셋에 관한 요건에 맞는지에 대한 판단에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)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.
또한 제어부(3120)는 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택할 수 있다. 또한 제어부(3120)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 송신할 수 있다. 이 때 제어부(3120)는, 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다.
도 32를 참조하면, 기지국은 제어부(3210)와 통신부(3220)를 포함한다. 제어부(3210)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(3210)는 단말의 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(3210)는 자원 할당부(3230)를 더 포함할 수 있다. 또한, 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다. 통신부(3220)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(3220)는 제어부(3210)의 제어 하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 송신하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다.
상기에서는 자원 할당부(3230)가 제어부(3210)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(3210)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 송신하도록 통신부(3220)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 송신하도록 상기 통신부(3220)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(3210)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 송신하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 송신되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(3220)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 단말에 피드백 설정 정보를 송신하고, 상기 단말에 CSI-RS를 송신하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(3210)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 송신할 수 있다. 또한, 제어부(3210)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 송신하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 또한, 해당 CSI-RS가 측정 윈도우 및 CSI 리셋에 관한 요건에 맞는지에 대한 판단을 통하여 단말이 어떠한 채널 상태 정보를 송신하였는지를 판단하고 이용할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 많은 수의 2차원 안테나 어레이 구조의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 송신하는데 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.
지금까지 설명된 본 개시의 실시예들의 특정 측면들은 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(랜덤-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시를 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시가 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 개시의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 개시는 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시는 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 콘텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 콘텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 송신하는 제어부를 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 채널 상태 정보 기준 신호 (CSI-RS)를 송신하는 방법에 있어서,
    코드 분할 멀티플랙싱 (CDM) 유형을 지시하는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링을 단말로 송신하는 단계;
    상기 CDM 유형에 기반하여, 채널 상태 정보 기준 신호들을 위한 복수 개의 자원들을 설정하는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보 기준 신호들을 상기 복수 개의 자원들을 통해 상기 복수 개의 안테나 포트들을 사용하여 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 CDM 유형은 CDM 값 및 CDM 패턴을 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CDM 유형은 CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 CDM-2 유형은 2 비트의 직교코드에 연관되고, 상기 CDM-4 유형은 4 비트의 직교코드에 연관된 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 상기 복수 개의 안테나 포트들의 수에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 자원들은, CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형에 대한 자원들의 어그리케이션에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 안테나 포트들의 인덱스는 CSI-RS 설정에 대한 안테나 포트들의 개수에 기반하여 결정되고,
    상기 복수 개의 자원들은 상기 CDM 유형에 기반하여 상기 복수 개의 안테나 포트들에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 채널 상태 정보 기준 신호 (CSI-RS)를 수신하는 방법에 있어서,
    코드 분할 멀티플랙싱 (CDM) 유형을 지시하는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 CDM 유형에 기반하여 채널 상태 정보 기준 신호들을 위한 복수 개의 자원들을 식별하는 단계; 및
    상기 복수 개의 안테나 포트들을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 복수 개의 자원들을 통해 상기 채널 상태 정보 기준 신호들을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 CDM 유형은 CDM 값 및 CDM 패턴을 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 CDM 유형은 CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 CDM-2 유형은 2 비트의 직교코드에 연관되고, 상기 CDM-4 유형은 4 비트의 직교코드에 연관된 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 상기 복수 개의 안테나 포트들의 수에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 자원들은, CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형에 대한 자원들의 어그리케이션에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 안테나 포트들의 인덱스는 CSI-RS 설정에 대한 안테나 포트들의 개수에 기반하여 결정되고,
    상기 복수 개의 자원들은 상기 CDM 유형에 기반하여 상기 복수 개의 안테나 포트들에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 채널 상태 정보 기준 기준 신호 (CSI-RS)를 송신하는 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    코드 분할 멀티플랙싱 (CDM) 유형을 지시하는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링을 단말로 송신하고,
    상기 CDM 유형에 기반하여, 채널 상태 정보 기준 신호들을 위한 복수 개의 자원들을 설정하고, 그리고
    상기 채널 상태 정보 기준 신호들을 상기 복수 개의 자원들을 통해 상기 복수 개의 안테나 포트들을 사용하여 송신하도록 제어하며,
    상기 CDM 유형은 CDM 값 및 CDM 패턴을 정의하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 CDM 유형은 CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 CDM-2 유형은 2 비트의 직교코드에 연관되고, 상기 CDM-4 유형은 4 비트의 직교코드에 연관된 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 상기 복수 개의 안테나 포트들의 수에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 자원들은, CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형에 대한 자원들의 어그리케이션에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 안테나 포트들의 인덱스는 CSI-RS 설정에 대한 안테나 포트들의 개수에 기반하여 결정되고,
    상기 복수 개의 자원들은 상기 CDM 유형에 기반하여 상기 복수 개의 안테나 포트들에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 복수 개의 안테나 포트들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 기준 신호 (CSI-RS)를 수신하는 단말에 있어서,
    송수신부;
    상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    코드 분할 멀티플랙싱 (CDM) 유형을 지시하는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 기지국으로부터 수신하고,
    상기 CDM 유형에 기반하여 채널 상태 정보 기준 신호들을 위한 복수 개의 자원들을 식별하는 단계, 그리고
    상기 복수 개의 안테나 포트들을 사용하여 상기 기지국으로부터 상기 복수 개의 자원들을 통해 상기 채널 상태 정보 기준 신호들을 수신하도록 제어하며,
    상기 CDM 유형은 CDM 값 및 CDM 패턴을 정의하는 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 CDM 유형은 CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 CDM-2 유형은 2 비트의 직교코드에 연관되고, 상기 CDM-4 유형은 4 비트의 직교코드에 연관된 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 상기 복수 개의 안테나 포트들의 수에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 복수 개의 자원들은, CDM-2 유형 또는 CDM-4 유형에 대한 자원들의 어그리케이션에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 복수 개의 안테나 포트들의 인덱스는 CSI-RS 설정에 대한 안테나 포트들의 개수에 기반하여 결정되고,
    상기 복수 개의 자원들은 상기 CDM 유형에 기반하여 상기 복수 개의 안테나 포트들에 맵핑되는 것을 특징으로 하는 단말.
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