KR102527279B1 - 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보의 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 채널 상태 정보의 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 상기 방법은, 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 수신하는 과정과, 상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)의 보고를 위해 코드북 부표본화를 적용할지 여부를 결정하는 과정과, 상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 생성된 PMI를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 생성하는 과정과, 상기 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

Description

이동통신 시스템에서 채널 상태 정보의 송수신 방법 및 장치
본 개시는 이동통신 시스템에서 코드북(codebook)을 사용하여 채널 상태 정보(channel state information: CSI)를 송신하고 수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재의 이동통신 시스템은 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(3rd generation partnership project), 3GPP2, 그리고 IEEE(institute of electrical and electronics engineers)와 같은 여러 표준화 단체들에서는 다중 캐리어(multi-carrier)를 이용한 다중 액세스 방식을 적용한 진화된 이동통신 시스템 표준을 연구하고 있다. 3GPP의 LTE(long term evolution), 3GPP2의 UMB(ultra mobile broadband), 및 IEEE의 802.16m과 같은 이동통신 표준들은 다중 캐리어를 이용한 다중 액세스 기술을 바탕으로, 고속 및 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.
진화된 이동통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위해 다중 송수신 안테나(multiple input multiple output: MIMO)를 적용하고 빔포밍(beam-forming), 적응적 변조 및 부호화(adaptive modulation and coding: AMC), 채널 감응 스케줄링(channel sensitive scheduling)과 같은 다양한 기술들을 이용할 수 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 채널 품질 등에 따라 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중시키거나, 전송하는 데이터 양을 조절하고, 채널 품질이 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방식들을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다.
이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved node B 혹은 BS: base station)과 단말(UE: user Equipment 혹은 MS: mobile station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, 기지국 또는 단말은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이를 위해 채널 상태 정보 기준 신호(channel status information reference signal: CSI-RS)가 사용된다. 진화된 이동통신 시스템에서 기지국은 통상 일정한 장소에 위치한 하향링크(downlink) 송신 및 상향링크(uplink) 수신을 담당하는 네트워크 장치를 의미하며, 하나의 기지국은 복수 개의 셀들에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 이동통신 시스템 내에는 복수 개의 기지국들이 지리적으로 분산되어 있을 수 있으며 각각의 기지국이 복수개의 셀들을 통한 송수신을 수행할 수 있다.
LTE 시스템에서 주파수 효율성(spectral efficiency), 에너지 효율성(energy efficiency) 및 프로세싱 복잡도(complexity)을 개선하기 위하여 이용될 수 있는 기술들 중의 하나인 전차원 다중 송수신 안테나(full dimension multiple input multiple output: FD-MIMO)는, 수평 방향 및 수직 방향(both of horizontal direction and vertical direction)의 다수의 안테나들로 구성된 2차원 배열 안테나(array antenna)를 사용하여 빔형성 정확도를 높이고 시스템 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
한편 안테나 개수가 증가할 경우 빔 형성시 빔폭이 좁아지므로 채널 상태 정보(CSI)의 보고를 위해 보다 큰 크기의 코드북 또는 다양한 형태의 코드북들을 사용할 필요가 생기게 된다. 이러한 이유로 채널 상태 정보의 보고를 위한 프리코딩 매트릭스 지시자(precoding matrix indicator: PMI)의 크기가 증가하거나 또는 PMI가 가리키는 프리코딩 매트릭스의 의미가 상황에 따라 다르게 해석될 수 있다. 따라서 채널 상태 정보의 효율적인 전송을 위하여, 채널 상태 정보의 프리코딩에 사용되는 코드북을 설정하기 위한 새로운 기술이 필요하게 되었다.
본 개시는 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 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 품질(channel quality)을 측정하고, 측정 결과를 기지국에 통보하기 위한 채널 상태 정보의 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시는 다수의 안테나를 사용하는 FD-MIMO 시스템에서 채널 상태 정보의 효율적인 보고를 위한 코드북 부표본화(codebook sub-sampling)를 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 방법은; 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 방법에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 수신하는 과정과, 상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)의 보고를 위해 코드북 부표본화를 적용할지 여부를 결정하는 과정과, 상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 생성된 PMI를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 생성하는 과정과, 상기 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 방법은; 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 수신하기 위한 방법에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송신하는 과정과, 단말로부터 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 수신하는 과정과, 상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 상기 PMI를 위해 코드북 부표본화가 적용되었는지 여부를 결정하는 과정과, 상기 코드북 부표본화가 적용된 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 상기 PMI를 해석하는 과정을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 장치는; 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 단말 내의 장치에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 수신하는 송수신기와, 상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)의 보고를 위해 코드북 부표본화를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 생성된 PMI를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 생성하며, 상기 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하는 제어기를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 장치는, 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 수신하기 위한 기지국 내의 장치에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송신하고, 단말로부터 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 수신하는 송수신기와, 상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 상기 PMI를 위해 코드북 부표본화가 적용되었는지 여부를 결정하고, 상기 코드북 부표본화가 적용된 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 상기 PMI를 해석하는 제어기를 포함한다.
본 개시의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크의 자원 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 랭크 지시자(RI) 및 광대역 채널 품질 지시자(wCQI)의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 RI, 협대역 채널 품질 지시자(sCQI), wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 다양한 피드백 개체들의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 PMI의 생성에 사용되는 코드북을 예시한 것이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 보고를 수행하는 단말의 간략한 구조를 도시한 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 보고를 제어하는 기지국의 간략한 구조를 도시한 블록도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 채널 상태 정보의 보고를 수행하는 단말의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 채널 상태 정보의 보고를 제어하는 기지국의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 2 코드북을 예시한 것이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 2 코드북의 다른 예를 보인 것이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 4 코드북의 일 예를 보인 것이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 개시의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, LTE 기반의 무선통신 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
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. MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로써 복수개의 정보 스트림(information streams)을 공간적으로 분리하여 전송한다. 이와 같이 복수개의 정보 스트림들을 공간적으로 분리하여 전송하는 기술을 공간 다중화(spatial multiplexing)라 한다. 일반적으로 몇 개의 정보 스트림들에 대하여 공간 다중화를 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 개수에 달려있다. 공간 다중화를 적용할 수 있는 정보 스트림들의 개수를, 해당 전송의 랭크(rank)라 한다. LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술은 송수신 안테나가 각각 8개 있는 경우에 대한 공간 다중화와 최대 8의 랭크를 지원된다.
후술되는 본 개시의 실시예들이 적용되는 FD-MIMO 시스템은 8개 이상의 많은 32개 또는 그 이상의 송신 안테나들을 이용할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 기지국은 8 개 이상의 송신 안테나들(100)로 구성된 배열 안테나(100)를 통해 무선 신호를 전송한다. 상기 송신 안테나들(100)은 서로 간에 미리 정해지는 최소 거리를 유지하도록 배치된다. 상기 최소거리는, 일 예로, 송신되는 무선 신호의 파장 길이의 절반이 될 수 있다. 일반적으로 송신 안테나들(100) 사이에 무선 신호의 파장 길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우, 각 송신 안테나에서 전송되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선 채널의 영향을 받게 된다. 전송하는 무선 신호의 대역이 2GHz일 경우 상기 거리는 7.5cm가 되며, 2GHz보다 높은 대역에서 상기 거리는 더 짧아진다.
기지국의 송신 장비에 배치된 8 개 이상의 송신 안테나들(100)은 한 개 또는 복수 개의 단말들로 무선 신호들(120,130)을 전송하는데 활용된다. 복수의 송신 안테나들(100)을 통해 전송되는 무선 신호들(120,130)에는 적절한 프리코딩(precoding)이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 송신될 수 있다. 이때 각 단말은 1개 또는 그 이상의 정보 스트림들을 수신할 수 있다. 한 개의 단말이 수신할 수 있는 정보 스트림들의 개수는 그 단말이 보유하고 있는 수신 안테나들의 개수와 채널 상황에 따라 결정될 수 있다.
FD-MIMO 시스템을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 채널상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 상기 측정 결과를 이용하여 효과적인 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하여야 한다. 채널 상태 정보는 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH) 혹은 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel: PUSCH)를 통해, 주기적 혹은 비주기적으로 전송될 수 있다. 기지국은 상기 채널 상태 정보를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 전송율로 송신을 수행할지, 어떤 프리코딩을 적용할지 등을 결정한다.
FD-MIMO 시스템의 경우 송신 안테나 개수가 많고 이차원 안테나 배열을 고려하기 때문에, 8 개까지의 일차원 배열 송신 안테나만 고려하여 설계된 LTE/LTE-A 시스템에 대한 채널 상태 정보의 송수신 절차를 그대로 FD-MIMO 시스템에 적용하는 것은 적합하지 않으며, 기존 시스템과 동일한 성능을 얻기 위하여 추가의 제어정보의 송신이 필요할 수 있다.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크의 자원 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 스케줄링할 수 있는 최소 단위의 무선 자원(200)은, 시간 축 상에서 하나의 서브프레임(subframe)(200) 및 주파수 축 상에서 하나의 자원 블록(Resource Block; RB)(210)으로 이루어진다. 상기 무선 자원(200)은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)를 점유하며, 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼들을 점유하여, 총 168개의 고유한 주파수 및 시간 위치들을 가진다. 본 개시에서는 상기 각각의 고유한 주파수 및 시간 위치(225)를 자원 요소(resource element: RE)라 칭한다.
상기 무선 자원(200)은 시간 축 상에서 제어 영역(control region)(215)과 데이터 영역(data region)(220)으로 구분될 수 있으며, 상기 무선 자원(200) 상에서 다음과 같은 서로 다른 종류의 신호들이 전송될 수 있다.
1. CRS (Cell Specific RS) (230): 한 개의 셀에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준 신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.
2. DMRS (demodulation reference signal)(235): 특정 단말을 위하여 전송되는 단말 특정 기준 신호(UE-specific reference signal)이며, 상기 특정 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS 안테나 포트들(이하 DMRS 포트들이라 칭함)을 통해 전송될 수 있다. LTE/LTE-A에서 사용될 수 있는 안테나 포트들 중 포트 7에서 포트 14까지가 DMRS 포트들에 해당하며, 각 포트들은 CDM(code division multiplexing) 또는 FDM(frequency division multiplexing)을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 직교성(orthogonality)를 유지한다.
3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)(240): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 데이터 영역(220) 내에서 기준 신호가 전송되지 않는 RE들을 이용하여 전송된다.
4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal)(250): 한 개의 셀에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호로, 채널 상태를 측정하는데 이용된다. 한 개의 셀에서는 복수개의 CSI-RS들이 전송될 수 있다. 하나의 CSI-RS는 한 개, 두 개, 네 개, 또는 여덟 개의 안테나 포트들(이하 CSI-RS 포트들이라 칭함)에 대응될 수 있다. 하나의 무선 자원(200) 내에서 CSI-RS가 전송되는 RE들의 위치들은 패턴(이하 CSI-RS 패턴이라 칭함)에 의해 정의될 수 있다.
5. 기타 제어채널들 (245): 복합(hybrid) 자동 재전송 요청(automatic repeat request: ARQ)(HARQ)을 위해 사용되는 물리 HARQ 지시자 채널(physical HARQ indicator channel: PHICH), 제어 포맷 지시자(control format indicator: CFI)를 운반하는 물리 CFI 채널(physical CFI channel: PCFICH), 하향링크 제어 정보(downlink control information: DCI)를 운반하는 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH)이 있다.
상기한 신호들 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS가 셀 내의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 뮤팅은 CSI-RS가 전송될 수 있는 자원 위치(일 예로 RE)에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 상기 자원 위치를 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. 뮤팅은 또 다른 용어로 제로 전력(zero-power) CSI-RS라고 불리기도 한다. 이는 뮤팅은 CSI-RS의 자원 위치들에 동일하게 적용되며 전송 전력이 송신되지 않기 때문이다.
CSI-RS(250)는 CSI-RS를 전송하는 안테나 개수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치들의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 뮤팅 또한 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치들의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는데 사용되는 안테나 포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE들을 통해 전송될 수 있다. 안테나 포트 수가 2개일 경우 하나의 무선 자원(200) 내에서 특정 패턴의 절반을 이용하여 CSI-RS가 전송되며, 안테나 포트 수가 4개일 경우 상기 특정 패턴의 전체를 이용하여 CSI-RS가 전송되고, 안테나 포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴들을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 뮤팅은 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, 뮤팅은 복수개의 패턴들에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부 위치들에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 뮤팅의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부 위치들에만 뮤팅이 적용될 수 있다.
두 개의 안테나 포트들에 대한 CSI-RS들의 전송이 필요한 경우 시간 축에서 연결된 두 개의 RE들을 통해 각 안테나 포트의 CSI-RS들이 전송되며, 각 안테나 포트의 신호는 직교 코드로 구분된다. 네 개의 안테나 포트들에 대한 CSI-RS들의 전송이 필요한 경우, 두 개의 안테나 포트들을 위한 CSI-RS들이 전송되고, 추가로 두 개의 RE들을 더 이용하여 동일한 방법으로 나머지 두 개의 안테나 포트에 대한 신호들이 전송된다. 8개의 안테나 포트들에 대한 CSI-RS들이 전송될 경우도 마찬가지이다.
3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 단말은 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 기지국과 단말 사이의 하향링크 채널 상태를 측정할 수 있다. 상기 채널 상태는 하향링크에서의 간섭량을 포함한다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나에 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며, 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신 안테나가 한 개인 기지국에서 수신 안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 수신된 기준 신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 획득하고, 상기 획득된 값들을 이용하여 간섭 에너지 대 심볼 에너지 Es/Io를 결정한다. 상기 Es/Io는 데이터 전송율 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고, 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)의 형태로 기지국에 피드백된다. 기지국이 셀 내의 단말들로부터 피드백된 정보를 기반으로, 하향링크에서 어떤 데이터 전송율로 어떤 단말에게 전송을 수행할지를 판단할 수 있다.
LTE-A 시스템에서 단말은 하향링크의 채널 상태 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크 상에서 기지국이 전송하는 기준 신호를 측정하고 상기 측정을 통해 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 채널 상태에서 수신할 수 있는 공간 계층(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 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 신호대 간섭 및 잡음비(signal to interference and noise ratio: SINR), 최대의 오류정정 부호화율(error correction code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있다.
RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 일 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 프리코딩 매트릭스는 랭크 별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI와, RI가 2의 값을 가질 때 PMI는, 그 값들이 동일하더라도 다르게 해석된다. 또한 단말은 CQI를 결정할 때 단말이 기지국에 통보한 랭크와 PMI가 기지국에서 하향링크 전송에 적용되었다고 가정한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 것은, 랭크가 RI_X이고 프리코딩 매트릭스가 PMI_Y일 때, CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식(랭크와 PMI를 포함함)을 수행할 지를 가정함으로써, 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.
LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 다음의 네 가지 중 하나의 보고 모드들(reporting modes or feedback modes) 중 하나로 설정될 수 있다.
1. 보고 모드 1-0: RI 및 광대역(wideband) CQI (wCQI)가 보고됨.
2. 보고 모드 1-1: RI, wCQI 및 PMI가 보고됨.
3. 보고 모드 2-0: RI, wCQI 및 협대역 (subband) CQI (sCQI)가 보고됨.
4. 보고 모드 2-1: RI, wCQI, sCQI 및 PMI가 보고됨.
상기 보고 모드들에 대한 각 피드백 개체들의 피드백 타이밍은 무선 자원 제어(radio resource control: RRC)와 같은 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)으로 전달되는 Npd, NOFFSET,CQI, MRI, NOFFSET,RI 등의 파라미터들에 의해 결정된다. 보고 모드 1-0에서 wCQI의 전송 주기는 Npd 서브프레임이며, NOFFSET,CQI의 오프셋에서 피드백 타이밍이 시작된다. 또한 RI의 전송 주기는 Npd*MRI 서브프레임이며, 피드백의 시작 시점을 나타내는 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 RI 및 wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, Npd=2, MRI=2, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1로 설정되어 있으며, 각 타이밍은 서브프레임 인덱스로 나타내었다. 도시한 바와 같이 RI는 서브프레임 #0,#4,#8,...에서 전송되며, wCQI(및 PMI)는 서브프레임 #1,#3,#5,#7,...에서 전송되고 있다.
보고 모드 1-1은 보고 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만, 1개, 2개의 안테나 포트들인 상황 또는 4개의 안테나 포트들인 일부 상황에 대하여 wCQI의 전송 타이밍에서 wCQI는 PMI와 함께 전송될 수 있다.
보고 모드 2-0에서 sCQI에 대한 전송 주기는 Npd 서브프레임이며 오프셋은 NOFFSET,CQI이다. 그리고 wCQI에 대한 전송 주기는 H*Npd 서브프레임이며 오프셋은 sCQI와 같이 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H=J*K+1로 정의되는데 K는 상위 계층 시그널링으로 전달되는 값이며, J는 시스템 대역폭(system bandwidth)에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 10MHz 시스템에 대한 J의 값은 3으로 정의된다. 결국 wCQI는 H번의 sCQI 전송들마다 한번씩 sCQI를 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 전송 주기는 MRI*H*Npd 서브프레임이며, 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI 이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 RI, sCQI, wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, Npd=2. MRI=2, J=3 (10MHz), K=1, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1로 설정되어 있다. 도시한 바와 같이 RI는 서브프레임 #0,#16,...에서 전송되며, wCQI(및 PMI)는 서브프레임 #1,#9,#17...에서 전송되고, sCQI는 서브프레임 #3,#5,#7,#11,#13,#15,...에서 전송되고 있다.
보고 모드 2-1은 보고 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만, 1개, 2개의 안테나 포트들인 상황 또는 4개의 안테나 포트들인 일부 상황에 대하여 wCQI의 전송 타이밍에서 wCQI는 PMI와 함께 전송될 수 있다.
상기에서 설명한 피드백 타이밍들은 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 1개, 2개 또는 4개인 경우의 일부 상황들에 관련된 것이다. 4개 또는 8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI-RS의 보고를 설정(configure)받은 단말은 상위 계층 시그널링의 설정에 따라 두 가지 종류의 PMI들을 피드백할 수 있다. 상기 두 종류의 PMI들은 첫번째 PMI (i 1)와 두번째 PMI (i 2)라 칭한다.
4개 또는 8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 CSI-RS의 보고를 단말이 설정받은 경우, 보고 모드 1-1은 상위 계층 시그널링에 의해 두 개의 서브모드들(submodes) 중 어느 하나로 설정될 수 있다. 첫 번째 서브모드에서는 RI가 첫번째 PMI와 함께 전송되고, 두번째 PMI는 wCQI와 함께 전송된다. 여기서 wCQI와 두번째 PMI에 대한 피드백의 주기 및 오프셋은 Npd와 NOFFSET,CQI로 정의되고, RI와 첫번째 PMI에 대한 피드백의 주기 및 오프셋은 각각 MRI*Npd와 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI로 정의된다.
단말로부터 기지국으로 첫번째 PMI (i 1)와 두번째 PMI (i 2)가 모두 보고되면, 기지국은, 단말과의 사이에 공유되어 있는 프리코딩 매트릭스들의 집합인 코드북(codebook) 내에서 상기 첫번째 PMI와 두번째 PMI의 조합에 대응하는 프리코딩 매트릭스 W(i 1, i 2)를 단말이 선호하는 프리코딩 매트릭스라고 결정한다. 또 다른 해석으로, 첫번째 PMI에 대응하는 프리코딩 매트릭스를 W 1이라 하고 두번째 PMI에 대응하는 프리코딩 매트릭스를 W 2라고 하면, 기지국은 단말이 선호하는 프리코딩 매트릭스를 상기 두 매트릭스들의 곱인 W 1 W 2로 결정한다.
8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 대한 보고 모드가 2-1일 때, 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator: PTI)가 채널 상태 정보의 보고에 추가된다. 이때, PTI는 RI와 함께 피드백 되고, 그 전송 주기는 MRI*H*Npd 서브프레임이며 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI로 정의된다.
PTI가 0인 경우에는 첫번째 PMI, 두번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백된다. 이때, wCQI와 두번째 PMI는 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 전송 주기는 Npd이며 오프셋은 NOFFSET,CQI로 주어진다. 첫번째 PMI의 주기는 H'*Npd이며 오프셋은 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H'은 상위 계층 시그널링에 의해 지정되는 값이다.
반면에 PTI가 1인 경우, wCQI가 광대역 두번째 PMI(wideband second PMI)와 함께 전송되며, sCQI는 별도의 타이밍에 협대역 두번째 PMI(subband second PMI)와 함께 피드백 된다. 이때, 첫번째 PMI는 전송되지 않으며, PTI가 0인 동안 가장 최근에 보고된 첫번째 PMI를 가정하여 계산된 두번째 PMI와 CQI가 보고된다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같다. sCQI의 주기는 Npd 서브프레임으로 정의되고, 오프셋은 NOFFSET,CQI로 정의된다. wCQI와 두번째 PMI는 H*Npd의 전송 주기와 NOFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백되며 H는 CSI-RS 안테나 포트들의 개수가 2인 경우와 같이 정의된다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 RI, PTI, PMI1/2, wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 여기에서 Npd=2, MRI=2, J=3 (10MHz), K=1, H'=3, NOFFSET,CQI=1, NOFFSET,RI=-1로 설정되어 있으며, 도 5 및 도 6은 각각 PTI=0과 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시한다.
도 5를 참조하면, RI 및 PTI는 서브프레임 #0,#16,...에서 전송되며, 첫번째 PMI (PMI1)는 서브프레임 #1,#7,#13...에서 전송되고, 두번째 PMI (PMI2) 및 wCQI 는 #3,#5,#9,#11,#15,#17...에서 전송되고 있다.
LTE/LTE-A에서는 단말의 주기적 피드백 뿐만 아니라 비주기적 피드백도 지원한다. 기지국이 단말의 비주기적 피드백 정보를 얻고 싶을 때, 기지국은 상기 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어 정보(DCI)에 포함된 비주기적 피드백 지시자를 특정 비주기적 피드백을 수행하도록 설정하여, 상기 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 수행한다. 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 비주기적 피드백 지시자를 n번째 서브프레임에서 수신하면, n+k번째 서브프레임에서의 데이터 전송에 비주기적 피드백 정보를 포함하여 상향링크 전송을 수행한다. 여기서 k는 3GPP LTE Release 11 표준에 정의된 파라미터로 FDD(frequency division duplexing)에서는 4이며 TDD(time division duplexing)에서는 하기의 <표 1>과 같이 정의될 수 있다. 즉 하기의 <표 1>은 서브프레임 번호 n에 대응하는 k의 값들을 나타낸 것이다.
TDD UL/DLConfiguration subframe number n
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 - - 6 7 4 - - 6 7 4
1 - - 6 4 - - - 6 4 -
2 - - 4 - - - - 4 - -
3 - - 4 4 4 - - - - -
4 - - 4 4 - - - - - -
5 - - 4 - - - - - - -
6 - - 7 7 5 - - 7 7 -
비주기적 피드백이 설정된 경우, 피드백 정보는 주기적 피드백의 경우와 같이 RI, PMI, CQI 중 적어도 하나를 포함하며, 피드백 설정에 따라 RI와 PMI는 피드백 되지 않을 수 있다. CQI는 wCQI와 sCQI 모두를 포함할 수도 있고, wCQI만을 포함할 수도 있다.
LTE/LTE-A에서는 피드백 용량과 단말의 복잡도 등 다양한 요소들을 고려하여 두 가지의 코드북 선택 제한 기능을 제공한다.
첫 번째 코드북 선택 제한 기능은 비트맵에 기반한 코드북 부집합 제한(codebook subset restriction: CSR) 이다. CSR은 LTE/LTE-A의 전송 모드(transmission mode: TM) 3, 4, 5, 6과, PMI/RI를 보고하는 TM 8, 9, 10에서 지원된다. 각각의 TM에서 지원되는 비트맵의 크기는 하기의 <표 2>와 같다. 하기의 <표 2>는 적용 가능한 전송 모드들에 대한 코드북 부집합 제한 비트맵 내의 비트들의 개수를 나타낸다.
Number of bits Ac
2 antenna ports 4 antenna ports 8 antenna ports
Transmission mode 3 2 4
Transmission mode 4 6 64
Transmission mode 5 4 16
Transmission mode 6 4 16
Transmission mode 8 6 64 with alternativeCodeBookEnabledFor4TX-r12=TRUE configured, otherwise 32
Transmission modes 9 and 10 6 96 with alternativeCodeBookEnabledFor4TX-r12=TRUE configured, otherwise 64 109
<표 2>에 나타낸 바와 같이, 비트맵의 크기를 나타내는 Ac는 안테나 포트들의 개수와 전송 모드에 따라 정해진다.
각 비트맵은
Figure 112018049295934-pct00001
, ..., a1, a0와 같이 구성되며, a0는 0번째 비트, 즉 최하위 비트 (least significant bit: LSB)이고,
Figure 112018049295934-pct00002
는 Ac-1번째 비트, 즉 최상위 비트(most significant bit: MSB) 이다. 비트맵에서 0으로 표시된 비트는, 그 비트에 해당하는 PMI 및 RI에 의하여 지칭되는 프리코더가 채널 정보의 생성에 사용되지 않는 것을 의미한다. 기지국은 상위 계층 시그널링을 통하여 비트맵을 단말에게 통보함으로써, 단말이 선택할 수 있는 코드북 인덱스를 제한할 수 있다.
일 예로 TM 9 또는 10에서 기지국이 8개의 안테나 포트들들을 설정하였을 때, 비트맵의 비트들은 다음과 같이 PMI 1 (i1) 및 PMI 2 (i2)에 매핑(mapping)될 수 있다.
<표 2>를 참조하면 TM 9 또는 10에서 8개의 안테나 포트들이 설정될 경우 Ac=109 이다. ν 개 계층들과(ν = 1, 2, 3, 4, ... or 8) 코드북 인덱스 i1에 의하여 지정될 수 있는 프리코더들은 상기 비트맵 중 (f1(ν-1)+i1)번째 비트에 의하여 사용 여부가 지정된다. 이때 f1(.)={0,16,32,36,40,44,48,52}이다. ν 개 계층들과(ν = 1, 2, 3, or 4)) 코드북 인덱스 i2에 의하여 지정될 수 있는 프리코더들은 비트맵 중 (53+g1(ν-1)+i2)번째 비트에 의하여 사용 여부가 지정된다. 이때 g1(.)={0,16,32,48}이다.
LTE/LTE-A에서 제공하는 두 번째 코드북 선택 제한 기능은 코드북 부표본화(codebook subsampling)이다. 단말의 주기적 피드백은 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel: PUCCH)을 통하여 기지국으로 전송된다. PUCCH를 통하여 한번에 전송될 수 있는 정보의 량이 제한적이기 때문에, RI, wCQI, sCQI, PMI1, wPMI2, sPMI2와 같은 피드백 개체들(components)은 부표본화(subsampling)을 통하여 감축된 후 PUCCH를 통해 전송되거나, 두 가지 이상의 피드백 개체들이 조인트 인코딩(joint encoding)되어 PUCCH를 통해 전송될 수 있다.
일 예로 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트들의 개수가 8개일 경우, PUCCH를 통한 보고 모드 1-1의 서브모드 1에서 보고되는 RI와 PMI1(i1)은 하기의 <표 3>과 같이 조인트 인코딩 될 수 있다.
Value of joint encoding of RI and the first PMI(IRI/PMI1) RI Codebook index(i1)
0-7 1 2 IRI/PMI1
8-15 2 2(IRI/PMI1-8)
16-17 3 2(IRI/PMI1-16)
18-19 4 2(IRI/PMI1-18)
20-21 5 2(IRI/PMI1-20)
22-23 6 2(IRI/PMI1-22)
24-25 7 2(IRI/PMI1-24)
26 8 0
27-31 reserved NA
<표 3>에 기반하면, 3 비트로 구성되는 RI와 4 비트로 구성되는 PMI1은 총 5 비트의 IRI/PMI1로 조인트 인코딩 된다.
다른 예로 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트들의 개수가 8개일 경우, PUCCH를 통한 보고 모드 2-1에서 보고되는 두번째 PMI (i2)는 하기의 <표 4>와 같이 부표본화 될 수 있다.
RI Relationship between the second PMI value and codebook index i2
Value of the second PMI IPMI2 Codebook index i2
1 0-15 IPMI2
2 0-3 2 IPMI2
3 0-3
Figure 112018049295934-pct00003
4 0-3 IPMI2
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0
<표 4>에 기반하면, PMI2는 연관되는 RI가 1일 때 4 비트의 IPMI2로서 보고된다. 그러나 연관되는 RI가 2 이상일 경우 두 번째 코드워드를 위한 차등(differential) CQI가 추가로 함께 보고되어야 하므로, PMI2는 2 비트의 IPMI2로 부표본화된다. LTE/LTE-A에서는 <표 3> 및 <표 4>를 포함하여 총 6가지의 주기적 피드백에 대한 부표본화 또는 조인트 인코딩을 적용하는 것이 가능하다.
앞서 서명한 바와 같이, FD-MIMO 시스템에서는 8개 이상 다수의 CSI-RS 포트들을 사용할 수 있다. LTE/LTE-A에서는 기지국과 단말 간 채널 상태 정보를 추정하기 위하여 하나 이상의, 즉 2, 4, 또는 8개의 CSI-RS 패턴들을 단말에게 설정하고, 단말이 상기 설정된 CSI-RS 패턴들을 조합하여 8개 이상의 CSI-RS 포트들을 통한 CSI-RS들을 수신하도록 설정하는 것이 가능하다. 일례로 12 또는 16개의 CSI-RS 포트들로 구성되는 CSI-RS 자원들이 단말에 설정될 수 있다. 단말은 상기 12 또는 16개 CSI-RS 포트들을 통하여 수신된 CSI-RS들을 기반으로 추정한 채널 정보를 바탕으로 PMI를 생성하는 것이 가능하다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 PMI의 생성에 사용되는 코드북을 예시한 것이다. 단말은 도시된 코드북을 바탕으로 PMI를 생성하는 것이 가능하다.
도 7을 참조하면, N1 및 N2는 첫 번째 방향 및 두 번째 방향에 대한 안테나 포트들의 개수이며, (N1, N2) ∈ {(8,1), (2,2), (2,3), (3,2), (2,4), (4,2)} 와 같이 설정되는 것이 가능하다. o1 및 o2 (730)는 첫 번째 방향 및 두 번째 방향에 대한 오버샘플링 인수(oversampling factors)이며, o1, o2 ∈ {2,4,8} 와 같이 각각 설정되는 것이 가능하다. N1, N2, o1, o2에 의하여 결정되는 마스터 코드북(705)은 총 32개의 코드북 인덱스들 i'2를 가지게 된다. 단말은 상위 계층 시그널링의 코드북 부집합 설정(codebook subset configuration)에 의하여, 상기 마스터 코드북(705) 중 한 부집합(subset)을 실제 채널 상태 정보의 보고를 위해 사용하게 될 코드북으로 결정하게 된다.
코드북 인덱스 i'2에 대응하는 프리코딩 매트릭스
Figure 112018049295934-pct00004
는, 빔 그룹 간격(beam group spacing) sd (735)와, 첫 번째 및 두 번째 PMI들 (i1,1, i1,2) (740)과, 오버샘플링 인자 od(730)에 근거하여 결정되는 개체들(components)
Figure 112018049295934-pct00005
,
Figure 112018049295934-pct00006
,
Figure 112018049295934-pct00007
,
Figure 112018049295934-pct00008
로 구성된다. 도시된 수식에서 Q는 채널 상태 정보의 보고에 사용되는 계층들의 개수에 따라 정해지는 값이다.
도시된 예에서, 각 프리코딩 매트릭스는 하기 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018049295934-pct00009
일 예로 상위 계층 시그널링이 config 1 (710)를 설정하는 경우, 두 번째 PMI들 (i1,1, i1,2)에 의하여 선택되는 빔 그룹은 하나의 빔 방향만을 포함하게 된다. 이때 두 번째 PMI i2는 두 비트로 구성되며 코페이징 성분(co-phasing term)에 대한 정보를 나타낸다. 일 예로, 상위 계층 시그널링이 config 2 (715)를 설정하는 경우, (i1.1, i1.2)에 의하여 선택되는 빔 그룹은 네 개의 빔 방향들 만을 포함하게 되며, 이때 i2는 한 비트로 구성되는 코페이징(co-phasing) 성분에 대한 정보가 된다. 상기 두 예에서 보여준 바와 같이, N1, N2, o1, o2가 같게 설정 되더라도, 코드북 빔 그룹 설정에 해당하는 코드북 부집합 설정(710,715,720,725)에 따라, i2의 페이로드가 달라지거나, 보고된 i2가 가리키는 마스터 코드북(705)의 i'2가 달라질 수 있다. 따라서 하나의 피드백 타이밍에서 두 개 이상의 피드백 개체들이 다중 전송되는 것을 허용하는 채널 상태 정보 보고(예를 들어 PUCCH의 보고 모드 2-1)가 단말에 설정될 시, <표 4>와 같이 하나의 (N1, N2, o1, o2) 조합에 의한 마스터 코드북에 단일한 부표본화 규칙을 적용하는 것이 어려울 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 8개 이상의 CSI-RS 포트들을 지원하는 FD-MIMO 시스템에서는, 코드북 부집합 설정에 따라 다양한 페이로드 또는 다양한 의미를 가지는 코드북 인덱스 i2가 사용될 수 있다. 따라서 각각의 코드북 부집합 설정에 대하여 동일한 부표본화 규칙을 적용하여 두 가지 이상의 피드백 개체들에 대한 채널정보 보고를 수행하는 것이 비효율적일 수 있다.
후술되는 본 개시의 다양한 실시예들에서는 상기와 같은 FD-MIMO 시스템의 코드북 특성을 고려하여, 피드백 개체들을 위한 코드북 부표본화 방식들을 제공한다. 상기한 코드북 부표본화는 일 예로 두번째 PMI를 정의하기 위한 부표본화된 코드북(sub-sampled codebook)을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 기지국 및 단말은 RRC 메시지와 같은 상위 계층 시그널링에 의하여 결정되는 코드북 부집합 설정 정보 또는 설정된 코드북 부집합에 관계 없이, 특정 코드북 부집합을 가정하여 PMI 보고를 위한 코드북 부표본화를 수행할 수 있다.
<표 4>에 의하면 LTE/LTE-A 시스템은 랭크 1인 경우 최대 4 비트의 i2를 다른 피드백 개체와 함께 전송하는 것이 가능하다. 한편 도 7의 코드북 부집합 설정들(710,715,720,725)에 따르면, FD-MIMO 시스템에서 랭크 1 코드북의 i2를 위해 요구되는 페이로드는 최대 4비트 이므로, 랭크 1인 경우 부표본화 없이 i2를 다른 피드백 개체와 함께 보고하는 것이 가능하다.
<표 4>에 의하면 LTE/LTE-A 시스템은 랭크 2 이상인 경우 최대 2 비트의 i2를 다른 피드백 개체와 함께 전송하는 것이 가능하다. 한편 도 7의 코드북 부집합 설정들(710,715,720,725)에 따르면, FD-MIMO 시스템에서 랭크 2 코드북의 i2를 위해 요구되는 페이로드는 최대 4비트 이므로, 단말이 선호하는 랭크의 값이 2 이상인 경우 i2를 다른 피드백 개체와 함께 보고하기 위해서는 부표본화가 필요할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 부표본화의 지시는 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정에 따라 이루어질 수 있다. 일 실시예로서, 단말은 보고 모드 2-1과 같이 하나의 피드백 타이밍에서 적어도 2 개의 피드백 개체들의 다중 전송이 허용된 경우, i2 를 보고하기 위해 코드북 부집합 설정에 따라 서로 다른 부표본화 규칙을 적용할 수 있다. 일 실시예로서, 단말은 복수 피드백 개체들의 동시 전송이 허용된 경우, i2 를 보고하기 위해 부표본화가 필요하지 않은 특정 코드북 부집합 설정을 가정하여 PMI (i1,1, i1,2, i2)를 생성하며, 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정은 무시할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 보고를 수행하는 단말의 간략한 구조를 도시한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 채널 추정기(805)에서는 서빙 셀 및 다른 셀들로부터 전송되는 기준 신호들, 일 예로서 CSI-RS들을 수신하여 채널 정보를 추정한다. 채널 상태 정보 생성기(810)는 채널 추정기(805)로부터 입력되는 채널 정보를 기반으로, 기지국에 의해 지시된 보고 모드 및 채널 상태 정보의 보고 설정에 따라 RI, PMI, CQI 중 적어도 하나의 피드백 개체를 생성한다. 여기서 채널 상태 정보 생성기(810)는 기지국에 의해 지시된 보고 모드가, 하나의 피드백 타이밍에서 CQI가 PMI와 함께 전송될 수 있도록 허용하는 경우, 기지국에 의해 주어진 코드북 부집합 설정에 따라 정해지는 부표본화 규칙을 사용하여 마스터 코드북을 부표본화하고, 부표본화된 코드북을 사용하여 PMI를 생성할 수 있다. 상기 부표본화된 코드북을 사용하여 생성된 상기 PMI는, 상기 마스터 코드북을 사용하는 것에 비하여 감축된 페이로드 크기를 가지게 된다.
송수신 회로(815)는 제어기(820)에 의해 제어되는 피드백 타이밍에서, 상기 채널 상태 정보 생성기(810)로부터 제공되는 적어도 하나의 피드백 개체를 처리(채널 부호화, 변조, OFDM 변환)하여, 주어진 자원 영역(예를 들어 PUCCH 혹은 PUSCH)을 통해 전송한다.
제어기(820)는 기지국으로부터 전송되는 상위 계층 시그널링을 수신하고, 상기 상위 계층 시그널링에 포함된 채널 상태 정보의 보고에 관련된 설정 정보들을 획득하며, 상기 획득된 정보들에 따라 채널 상태 정보 생성기(810) 및 송신 회로(815)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로 제어기(820)는 피드백 개체들의 보고 모드 및 전송 시점들에 관련되는 파라미터들을 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송수신 회로(815)를 통해 획득하여 피드백 개체들을 위한 전송 타이밍을 결정하며, 또한 상위 계층 시그널링을 통해 코드북 부집합 설정에 관련되는 파라미터들을 획득하여 채널 상태 정보 생성기(810)에 의한 RI, PMI, CQI의 생성을 제어한다.
여기에서는 채널 상태 정보 생성기(810)과 제어기(820)를 구분하여 도시하였으나, 구현에 따라 제어기(820)는 채널 상태 정보 생성기(810)의 기능을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 보고를 제어하는 기지국의 간략한 구조를 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 제어기(915)는 셀 내의 단말을 위한 채널 상태 정보의 보고에 관련되는 파라미터들을 결정하고, 상기 결정된 파라미터들을 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송수신 회로(905)를 통해 단말에게 제공한다. 상기 상위 계층 시그널링은 일 예로 피드백 개체들의 보고 모드 및 전송 타이밍에 관련되는 파라미터들과, 코드북 부집합 설정에 관련되는 파라미터들을 포함할 수 있다.
송수신 회로(905)는 단말로부터 무선 신호를 수신하며, 검출기(910)는 상기 무선 신호로부터 단말에 의해 전송된 채널 상태 정보의 피드백 개체들을 검출하여 해석한다. 상기 피드백 개체들은 제어기(915)에 의해 단말로 제공된 상기 파라미터들을 참조하여 해석된다.
여기에서는 제어기(915)과 검출기(910)를 구분하여 도시하였으나, 구현에 따라 제어기(915)는 검출기(910)의 기능을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 채널 상태 정보의 보고를 수행하는 단말의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 과정 1005에서 단말은 기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 수신하고, 상기 상위 계층 시그널링으로부터 피드백 개체들의 보고 모드 및 전송 시점들에 관련되는 파라미터들과, 코드북 부집합 설정에 관련되는 파라미터들을 획득한다. 과정 1010에서 단말은 상기 상위 계층 시그널링을 통해 기지국에 의해 단말에게 설정된 보고 모드를 식별한다. 특히 단말은 상기 식별된 보고 모드를 통해, 보고되어야 하는 피드백 개체들을 식별하고, 두 개 이상의 피드백 개체들이 동시에 전송될 수 있는지를 판단한다.
과정 1015에서 단말은 상기 보고 모드 및 상기 코드북 부집합 설정에 따라 필요하다고 판단되는 경우, 코드북 부표본화를 수행한다. 과정 1020에서 단말은 피드백 타이밍에서 전송할 적어도 하나의 피드백 개체를 포함하는 채널 상태 정보를 생성하며, 이때 상기 피드백 타이밍에서 PMI가 다른 피드백 개체와 함께 전송되어야 하는 경우 상기 PMI를 생성하기 위해 상기 코드북 부표본화를 통해 생성된, 부표본화된 코드북이 이용된다.
과정 1025에서 단말은 상기 생성된 채널 상태 정보를 주어진 자원 영역을 통해 기지국으로 전송한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 채널 상태 정보의 보고를 제어하는 기지국의 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 과정 1105에서 기지국은 셀 내의 단말을 위한 채널 상태 정보의 보고에 관련되는 파라미터들을 결정하고, 상기 결정된 파라미터들을 상위 계층 시그널링을 통해 단말에게 제공한다. 상기 상위 계층 시그널링은 일 예로, 피드백 개체들의 보고 모드 및 전송 시점들에 관련되는 파라미터들과, 코드북 부집합 설정에 관련되는 파라미터들을 포함할 수 있다.
과정 1110에서 기지국은 단말로부터, 상기 상위 계층 시그널링에 따라 전송되는 채널 상태 정보를 포함하는 무선 신호를 수신한다. 과정 1115에서 기지국은 상기 상위 계층 시그널링에 의해 상기 단말에게 설정된 보고 모드 및 코드북 부집합 설정에 따라 상기 단말을 위한 코드북 부표본화를 수행하여, 부표본화된 코드북을 획득한다. 과정 1120에서 기지국은 상기 무선 신호로부터 획득한 채널 상태 정보 중 특히 PMI를 해석하기 위해 상기 부표본화된 코드북을 사용할 수 있다.
하기에서는 보고 모드 및 코드북 부집합 설정에 따라 코드북 부표본화를 수행하기 위한 구체적인 실시예들을 설명한다.
- 상위 계층 시그널링에 의해 주어지는 클래스 A 코드북 설정 1에 대하여, i2를 위한 최대 페이로드는 2비트이므로, 다중 전송되는 PMI를 위한 코드북 부표본화는 적용되지 않는다.
- 상위 계층 시그널링에 의해 주어지는 클래스 A 코드북 설정 2에 대하여, 확산 각도(angular spread)가 적은 환경이므로, 스파스 빔 도메인(Sparse beam domain)의 부표본화가 적용된다.
- 상위 계층 시그널링에 의해 주어지는 클래스 A 코드북 설정 3에 대하여, 안테나 어레이 간격(antenna array aperture)이 충분한 환경이므로, 코페이징(co-phasing) 없이, 빔 도메인에서 부표본화가 적용된다.
- 상위 계층 시그널링에 의해 주어지는 클래스 A 코드북 설정 4에 대하여, 안테나 어레이 간격이 충분한 환경이므로, 코페이징 없이, 빔 도메인에서 부표본화가 적용된다.
후술되는 실시예들에서 코드북 부집합 설정에 따라 코드북 부표본화 규칙이 가변될 수 있다.
<표 4>에 의하면 PMI의 다중 전송이 허용되는 보고 모드에서 랭크 2 이상일 경우 i2의 보고를 위한 페이로드는 최대 2비트를 지원할 수 있다. 따라서 FD-MIMO 시스템의 코드북이 랭크 2 이상에서 3 비트 이상의 i2를 사용할 경우, 상기 보고 모드를 위한 부표본화 규칙을 정의한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 2 코드북을 예시한 것이다. 여기에서는 2 계층 CSI 보고를 위한 코드북들을 코드북 부집합 설정 별로 도시하였다.
도 12a를 참조하면, 랭크 2 코드북에서 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정이 config 1을 지시하는 경우(1205) 코드북 부표본화는 적용되지 않으며 2 비트의 i2가 사용된다. 즉 코드북 부표본화 없이 {0,1,2,3} 중에서 선택된 i2가 해당 보고 모드를 통하여 보고될 수 있다.
도 12b 및 도 12c를 참조하면, 랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 2인 경우(1210), 4 비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 2는 서로 인접한 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 715), 채널의 확산 각도가 상대적으로 작은 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 방향 성분들(direction terms) 보다는 편파 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들과 코페이징 성분들(co-phasing terms)이 모두 유지될 필요가 있다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 2를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,3,8,11} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 이는 {i2=0 vs i2=8} 또는 {i2=3 vs i2=11}을 통하여 코페이징 성분들을 양자화 하고 {i2=0 vs i2=3} 또는 {i2=8 vs i2=11}을 통하여 채널 방향 성분들을 양자화 하기 위함이다. 다른 예로서, 대표하고자 하는 채널 방향들이 서로 다른 경우 i2∈{0,1,8,9} 중 하나를 선택하도록 코드북 부표본화 규칙이 정의될 수 있다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 3인 경우(1210) 4비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 3은 서로 인접하지 않은 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 720), 채널의 확산 각도가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 편파 성분들 보다는 방향 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 3를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,1,2,3} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 성분들 만을 양자화 하기 위함이다. 다른 예로서, 대표하고자 하는 채널 방향들이 서로 다른 경우 i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 코드북 부표본화 규칙이 정의될 수 있다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 4인 경우(1210) 4비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 4는 두 번째 방향 성분이 고정된 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 725), 첫 번째 방향에 대한 확산 각도와 두 번째 방향에 대한 확산 각도 간 편차가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 편파 성분들 보다는 방향 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 4를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,1,2,3} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 정보들 만을 양자화 하기 위함이다. 다른 예로서, 대표하고자 하는 채널 방향들이 서로 다른 경우, i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 코드북 부표본화 규칙이 정의될 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 2 코드북의 다른 예를 보인 것이다. 여기에서는 2 계층 CSI 보고를 위해 사용될 수 있는 코드북 테이블을 예시하였다.
도 13을 참조하면, 랭크 2 코드북에서 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정이 config1을 지시하는 경우(1305) 1비트의 i2가 필요하며, 코드북 부집합 설정이 config 2, config 3, config 4를 지시하는 경우(1310,1315) 4비트의 i2가 필요하다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 1인 경우(1305) 코드북 부표본화 없이 i2∈{0,1}가 해당 보고 모드를 통하여 보고될 수 있다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config2인 경우(1310) 4비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config2는 서로 인접한 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 715), 채널의 확산 각도가 상대적으로 작은 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 방향 성분들 보다는 편파 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들과 코페이징 성분들이 모두 유지될 필요가 있다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config2를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,1,8,9} 중 하나를 선택하도록 정의된 다. 이는 {i2=0 vs i2=1} 또는 {i2=8 vs i2=9}을 통하여 코페이징 성분들을 양자화 하고 {i2=0 vs i2=8} 또는 {i2=1 vs i2=9}을 통하여 채널 방향 성분들을 양자화 하기 위함이다. 다른 예로서, 대표하고자 하는 채널 방향들이 서로 다른 경우 i2∈{0,3,8,10} 또는 i2∈{0,4,8,11} 중 하나를 선택하도록 코드북 부표본화 규칙이 정의될 수 있 다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 3인 경우(1315) 4비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 3은 서로 인접하지 않은 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 720), 채널의 확산 각도가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 편파 성분들 보다는 방향 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 3을 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 마스터 코드북을 기준으로 할 때, 상기한 코드북 부표본화 규칙은 i'2∈{1,6,16,18}에 해당한다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 성분들 만을 양자화 하기 위함이다. 다른 예로서, 대표하고자 하는 채널 방향들이 서로 다른 경우 i2∈{0,4,8,10} 중 하나를 선택하도록 코드북 부표본화 규칙이 정의될 수 있다.
랭크 2이고 코드북 부집합 설정이 config 4인 경우(1315) 4비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 4는 두 번째 방향 성분이 고정된 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 725), 첫 번째 방향에 대한 확산 각도와 두 번째 방향에 대한 확산 각도 간 편차가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 이 경우 랭크 2는 채널의 편파 성분들 보다는 방향 성분들에 의하여 확보될 가능성이 높다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 4를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 마스터 코드북을 기준으로 할 때, 상기한 코드북 부표본화 규칙은 i'2∈{0,2,4,6}에 해당한다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 성분들 만을 양자화 하기 위함이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 FD-MIMO 시스템에서 사용될 수 있는 랭크 4 코드북의 일 예를 보인 것이다. 여기에서는 4 계층 CSI 보고를 위한 코드북을 도시하였다.
도 14을 참조하면, 랭크 4 코드북에서 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정이 config1을 지시하는 경우(1405) 1비트의 i2가 필요하며, 코드북 부집합 설정이 config2, config3, config4를 지시하는 경우(1410,1415) 3비트의 i2가 필요하다.
랭크 4이고 코드북 부집합 설정이 config1인 경우(1405) 코드북 부표본화 없이 i2∈{0,1}가 해당 보고 모드를 통하여 보고될 수 있다.
랭크 4이고 코드북 부집합 설정이 config2인 경우(1410) 3비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config2는 서로 인접한 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 715), 채널의 확산 각도가 상대적으로 작은 경우에 적합하다. 랭크 2의 경우와는 다르게 랭크 4는 서로 직교하는 방향 성분들이 반드시 보고되어야 한다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들과 코페이징 성분들이 모두 유지될 필요가 있다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config2를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,1,6,7} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 마스터 코드북을 기준으로 할 때, 상기한 코드북 부표본화 규칙은, i'2∈{0,1,10,11}에 해당한다.
랭크 4이고 코드북 부집합 설정이 config 3인 경우(1410) 3비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 3은 서로 인접하지 않은 수직 및 수평 방향들의 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 720), 채널의 확산 각도가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 랭크 2의 경우와는 다르게 랭크 4는 서로 직교하는 방향 성분들이 반드시 보고되어야 한다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 3을 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 마스터 코드북을 기준으로 할 때, 상기한 코드북 부표본화 규칙은 i'2∈{4,6,8,10}에 해당한다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 성분들 만을 양자화 하기 위함이다.
랭크 4이고 코드북 부집합 설정이 config 4인 경우(1415) 3비트의 i2가 필요하므로, i2의 보고에 필요한 페이로드 크기를 2비트로 줄이기 위한 코드북 부표본화가 적용된다. 코드북 부집합 설정 config 4는 두 번째 방향 성분이 고정된 4개의 빔들을 포함하는 빔 그룹을 형성하므로(도 7의 725), 첫 번째 방향에 대한 확산 각도와 두 번째 방향에 대한 확산 각도 간 편차가 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 랭크 2의 경우와는 다르게 랭크 4는 서로 직교하는 방향 성분들이 반드시 보고되어야 한다. 따라서 i2 를 위한 코드북 부표본화 시 채널 방향 성분들이 유지되도록 하는 것이 중요하다. 도시된 예에서 코드북 부집합 설정 config 4를 위한 코드북 부표본화 규칙은, i2∈{0,2,4,6} 중 하나를 선택하도록 정의된다. 마스터 코드북을 기준으로 할 때, 상기한 코드북 부표본화 규칙은 i'2∈{0,2,4,6}에 해당한다. 이는 i2에서 코페이징 성분들을 생략하고 채널 방향 성분들 만을 양자화 하기 위함이다.
후술되는 실시예에서, PMI의 다중 전송이 허용되는 보고 모드에서 코드북 부조합 설정 1에 기반한 채널 상태 정보의 생성을 설명한다.
도 12, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 코드북 부조합 설정 config 1이 설정되었을 때 i2 를 위한 최대 페이로드 크기는 2비트 이하이다. 따라서 기지국과 단말은, 상위 계층 시그널링에 의하여 설정된 코드북 부집합 설정에 관계 없이, config 1에 기반하여, 랭크에 따른 코드북 부표본화의 적용 없이 해당 보고 모드에 따른 채널 상태 정보의 보고를 수행하도록 약속할 수 있다.
단말은 코드북 부조합 설정 config 1이 기지국의 상위 계층 시그널링에 의해 설정된 경우, 랭크에 따른 코드북 부표본화의 적용 없이 해당 보고 모드에 따른 채널 상태 정보의 보고를 수행할 것으로 결정한다. 기지국은 코드북 부조합 설정 config 1을 단말에 설정한 경우, 랭크에 따른 코드북 부표본화의 적용 없이, 단말로부터 보고된 채널 상태 정보의 PMI를 해석한다.
본 발명의 다양한 실시예들은 특정 관점에서 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. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM: 'RAM)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(인터넷을 통한 데이터 송신 등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 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 콤팩트 디스크(compact disk: 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 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 이러한 메모리는 본 발명의 실시예들을 구현하는 명령들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 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 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 프로그램 제공 장치는 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 방법에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)의 보고를 위해 코드북 부표본화를 적용할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 생성된 PMI를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 생성하는 과정과,
    상기 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하는 과정과,
    복수의 피드백 구성들이 동시 전송되도록 허용되는 경우, 상기 상위 계층 시그널링 메시지에 의해 생성된 상기 코드북 부집합 설정을 무시하고 부표본화가 필요하지 않은 소정 코드북 부집합 설정을 가정하여 PMI를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결정하는 과정은,
    상기 보고 모드가 상기 PMI가 다른 피드백 개체와 함께 전송될 수 있음을 지시하고, 상기 마스터 코드북에 의해 생성되는 PMI가 상기 보고 모드에서 상기 PMI의 보고를 위한 최대 페이로드 크기를 초과하는 경우, 상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정함을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전송하는 과정은,
    피드백 타이밍에서 상기 PMI와 다른 피드백 개체를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 코드북 부표본화는,
    상기 코드북 부집합 설정에 따라 형성되는 하나의 빔 그룹에 포함되는 빔들의 방향 성분들 및 코페이징(co-phasing) 성분들에 따라 정의되는 코드북 부표본화 규칙에 따라 수행됨을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는, 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 혹은 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 상기 기지국으로 전송됨을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 코드북은,
    첫번째 및 두번째 방향들에 대한 안테나 포트들의 개수들과, 상기 첫번째 및 두번째 방향들에 대한 오버샘플링 인수들에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 방법.
  7. 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 수신하기 위한 방법에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송신하는 과정과,
    단말로부터 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 수신하는 과정과,
    상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 상기 PMI를 위해 코드북 부표본화가 적용되었는지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 코드북 부표본화가 적용된 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 상기 PMI를 해석하는 과정과,
    복수의 피드백 구성들이 동시 전송되도록 허용되는 경우, 상기 상위 계층 시그널링 메시지에 의해 생성된 상기 코드북 부집합 설정을 무시하고 부표본화가 필요하지 않은 소정 코드북 부집합 설정을 가정하여 PMI이 생성된 것을 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 결정하는 과정은,
    상기 보고 모드가 상기 PMI가 다른 피드백 개체와 함께 전송될 수 있음을 지시하고, 상기 마스터 코드북에 의해 생성되는 PMI가 상기 보고 모드에서 상기 PMI의 보고를 위한 최대 페이로드 크기를 초과하는 경우, 상기 코드북 부표본화가 적용된 것으로 결정함을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 수신하는 과정은,
    피드백 타이밍에서 상기 PMI와 다른 피드백 개체를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 코드북 부표본화는,
    상기 코드북 부집합 설정에 따라 형성되는 하나의 빔 그룹에 포함되는 빔들의 방향 성분들 및 코페이징(co-phasing) 성분들에 따라 정의되는 코드북 부표본화 규칙에 따라 수행됨을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는, 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 혹은 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 상기 단말로부터 수신됨을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 마스터 코드북은,
    첫번째 및 두번째 방향들에 대한 안테나 포트들의 개수들과, 상기 첫번째 및 두번째 방향들에 대한 오버샘플링 인수들에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 방법.
  13. 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송신하기 위한 단말 내의 장치에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 수신하는 송수신기와,
    상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)의 보고를 위해 코드북 부표본화를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 코드북 부표본화를 적용할 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 생성된 PMI를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 생성하며, 상기 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하고, 복수의 피드백 구성들이 동시 전송되도록 허용되는 경우, 상기 상위 계층 시그널링 메시지에 의해 생성된 상기 코드북 부집합 설정을 무시하고 부표본화가 필요하지 않은 소정 코드북 부집합 설정을 가정하여 PMI를 생성하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 송신 장치.
  14. 이동통신 시스템에서 채널 상태 정보를 수신하기 위한 기지국 내의 장치에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 위한 보고 모드를 지시하는 정보와, 상기 채널 상태 정보의 보고에 사용되기 위한 코드북 부집합 설정에 관련되는 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링 메시지를 송신하고, 단말로부터 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI)를 포함하는 상기 채널 상태 정보를 수신하는 송수신기와,
    상기 보고 모드와 상기 코드북 부집합 설정에 따라 상기 PMI를 위해 코드북 부표본화가 적용되었는지 여부를 결정하고, 상기 코드북 부표본화가 적용된 것으로 결정된 경우, 주어진 마스터 코드북을 부표본화하여 부표본화된 코드북을 생성하고, 상기 부표본화된 코드북을 기반으로 상기 PMI를 해석하고, 복수의 피드백 구성들이 동시 전송되도록 허용되는 경우, 상기 상위 계층 시그널링 메시지에 의해 생성된 상기 코드북 부집합 설정을 무시하고 부표본화가 필요하지 않은 소정 코드북 부집합 설정을 가정하여 PMI이 생성된 것을 판단하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 상태 정보의 수신 장치.
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