KR20080083556A - 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법 - Google Patents

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Abstract

다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법을 개시한다. 제어정보 전송방법은 전체 주파수 대역을 동일한 PMI(precoding matrix index)가 적용되는 범위로 나누는 단계, 상기 동일한 PMI가 적용되는 범위별로 다중 안테나 정보를 구하는 단계 및 상기 다중 안테나 정보를 전송하는 단계를 포함한다. 다중 안테나 정보를 동일한 PMI가 적용되는 범위의 단위로 전송함으로써, 다중 안테나 정보의 전송을 위해 할당하여야 하는 무선자원을 줄일 수 있어서 데이터 전송효율을 높일 수 있게 된다.

Description

다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법{Method for transmitting control information in multiple antenna system}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 안테나 정보를 효과적으로 전송할 수 있는 제어정보 전송방법에 관한 것이다.
다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output; 이하 MIMO) 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템을 말한다. MIMO 기술은 공간 다이버시티(spatial diversity) 및 공간 다중화(spatial multiplexing)를 포함한다. 공간 다이버시티는 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 전송 신뢰도를 높이는 기술이다. 공간 다중화는 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송하여 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 이외에도 MIMO 기술에는 공간 다이버시티와 공간 다중화를 결합하는 적용하는 기술, 다중 사용자에 대한 시간적 다이버시티, 주파수적 다이버시티, 공간적 다이버시티 등 다양한 기술이 있다.
무선 통신시스템에서 일반적으로 하나의 기지국은 다수의 단말에게 서비스를 제공한다. 기지국은 다수의 단말에 대한 사용자 데이터를 스케줄링하여 전송한다. 이때, 기지국은 단말이 사용자 데이터를 찾고 처리할 수 있도록 제어정보를 함께 스케줄링하여 전송한다. 사용자 데이터가 실리는 채널을 데이터채널이라 하고, 제어정보가 실리는 채널을 제어채널이라 한다. 단말은 제어채널을 통하여 수신되는 제어정보를 이용하여 사용자 데이터를 디코딩한다.
MIMO 시스템에 있어서, 일반적으로 기지국은 적용되는 MIMO 기술에 대한 정보를 제어정보에 포함시켜 제어채널을 통하여 단말에게 알려주고, 단말은 제어정보에 포함된 MIMO 관련 정보를 획득하여 사용자 데이터를 디코딩하게 된다. 예를 들어, 기지국은 제어정보를 QPSK(Quater-Phase Shift Keying)로 변조하고 2/3, 1/3, 1/6 등의 코드율(coding rate)로 인코딩하여 전송한다. 단말은 2/3, 1/3, 1/6 등의 코드율을 사용하여 제어정보를 블라인드 검출(blind detection)하여 디코딩하게 된다. 블라인드 검출 기법은 기지국으로부터 전송된 데이터가 자신의 데이터인지 아닌지를 알지 못하는 상황에서 자신의 데이터를 찾을 때까지 주어진 데이터를 디코딩하는 방법이다. 블라인드 검출 기법은 연산량을 고려할 때 MIMO 관련 정보의 비트수가 고정적일 때 가능하다.
그러나, MIMO 기술은 다양하게 변형되어 적용될 수 있고, MIMO 관련 정보의 비트수는 다양하게 변동될 수 있다. 따라서 MIMO 관련 정보의 전송을 위하여 할당된 제어채널의 영역에 MIMO 관련 정보가 할당되지 않는 경우가 생길 수 있다. 예를 들어, MIMO 기술을 적용하지 않고 사용자 데이터를 전송하는 경우에는 MIMO 관련 정보의 전송을 위해 할당된 자원은 불필요한 자원낭비 영역이 된다.
다양하게 적용될 수 있는 MIMO 관련 정보를 불필요한 자원낭비 없이 효율적으로 전송할 수 있는 기법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 안테나 관련 정보를 불필요한 자원낭비 없이 효율적으로 전송할 수 있는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법은 전체 주파수 대역을 동일한 PMI(precoding matrix index)가 적용되는 범위로 나누는 단계, 상기 동일한 PMI가 적용되는 범위별로 다중 안테나 정보를 구하는 단계 및 상기 다중 안테나 정보를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 동일한 PMI가 적용되는 범위는 적어도 하나의 자원블록을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 다중 안테나 정보는 상기 적어도 하나의 자원블록에 분산배치될 수 있다.
한편, 상기 다중 안테나 정보는 전용 파일럿(dedicated pilot)을 통하여 전송되거나, 복수의 부반송파를 포함하는 전용 제어채널(dedicated control channel)을 통하여 전송될 수 있으며, 상기 전용 제어채널은 사용자에게 할당되는 데이터 영역의 일부에 배치되거나, 일반 제어정보의 전송을 위한 일반 제어채널(common control channel) 영역의 일부에 배치될 수 있다.
다중 안테나 정보를 동일한 PMI가 적용되는 범위의 단위로 전송함으로써, 다중 안테나 정보의 전송을 위해 할당하여야 하는 무선자원을 줄일 수 있어서 데이터 전송효율을 높일 수 있게 된다.
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 시스템, TDMA(Time Division Multiple Access) 시스템, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 시스템, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템 등 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. OFDM은 전체 시스템 대역폭(system bandwidth)을 다수의 직교 서브밴브(subband)로 효율적으로 분할하는 다중 반송파 변조 기술이다. 상기 서브밴브는 톤(tone), 자원블록(resource block), 빈(bin) 등으로 참조될 수 있다. 각 서브밴브는 데이터가 변조되는 각각의 부반송파와 연관된다(associate).
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.
도 1은 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신시스템은 기지국(10, base station; BS)과 적어 도 하나 이상의 단말(20, user equipment; UE)을 포함한다. 하나의 기지국(10)에는 적어도 하나 이상의 셀(cell)이 배치된다. 이동통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
기지국(10)은 일반적으로 단말(20)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말(20)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(10)과 단말(20)은 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)를 포함한다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(10)에서 단말(20)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(20)에서 기지국(10)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(10)의 일부분일 수 있고 수신기는 단말(20)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(20)의 일부분일 수 있고 수신기는 기지국(10)의 일부분일 수 있다. 기지국(10)은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있고, 단말기(20)는 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다.
통신 시스템은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
MIMO 기법은 안테나를 2개 이상으로 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하고 수신기에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출하는 기법이다. MIMO 기법은 공간 다이버시티(spatial diversity), 빔 형성(beamforming), 공간 다중화(spatial multiplexing), 송신 다이버시티(transmit diversity) 등의 특성을 가진다.
공간 다이버시티는 동일한 데이터를 서로 다른 안테나로 송신하여 데이터의 신뢰도를 높이기 위하여 사용된다. 공간 다이버시티는 단말로부터의 CQI(Channel Quality Information) 귀환이 페이딩의 영향으로 인해 신뢰도가 낮은 경우 안정적인 동작을 할 수 있다. 또한, 공간 다이버시티는 지연에 민감한 종류의 트래픽을 서비스해야 하는 경우, 채널 상태가 좋아지기를 기다리지 않고 페이딩에 대처하는 기술로 사용될 수 있다. 송신 다이버시티는 공간 다이버시티의 대표적인 기술로 송신기가 여러 개의 안테나를 가지고 있고 채널 상태를 알지 못하는 경우에 사용할 수 있다.
빔 형성은 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가하여 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시키기 위해 사용된다. 이때, 가중치는 가중치 행렬(weight matrix)로 표시할 수 있고, 이를 프리코딩 행렬(precoding matrix)라 한다. 프리코딩 행렬은 기지국과 사용자 간에 직접 전송될 수 있고, 또한 프리코딩 행렬 인덱스(precoding matrix index; 이하 PMI)가 전송될 수 있다.
공간 다중화는 단일 사용자에 대한 공간 다중화와 다중 사용자에 대한 공간 다중화가 있다. 단일 사용자에 대한 공간 다중화는 SU-MIMO(Single User MIMO)라고도 하며, 다중 사용자에 대한 공간 다중화는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 혹은 MU-MIMO(Multi User MIMO)로 불린다. MIMO 채널의 용량은 안테나 수에 비례하여 증가한다. MIMO 채널은 독립 채널로 분해될 수 있다. 송신 안테나의 수를 Nt, 수신 안테나의 수를 Nr 이라 할 때, 독립 채널의 수 Ni 는 Ni ≤ min{Nt, Nr}이 된다. 각각의 독립 채널은 공간 계층(spatial layer)이라 할 수 있다. 랭크(rank)는 MIMO 채널 행렬의 영이 아닌 고유값(non-zero eigenvalue)의 수로, 다중화될 수 있는 공간 스트림(spatial stream)의 수로 정의될 수 있다.
송신 다이버시티는 개방루프(open loop) 송신 다이버시티와 폐루프(closed loop) 송신 다이버시티 기술이 있다. 또한 개방루프 송신 다이버시티에는 TSTD(time switched transmit diversity), OTD(orthogonal transmit diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), STTD(space time transmit diversity)가 있다. TSTD, OTD 및 FSTD는 전송하고자 하는 데이터 비트를 짝수 번째 데이터 열과 홀수 번째 데이터 열로 나누어 각각을 서로 다른 안테나로 전송한다. 서로 다른 안테나로 전송되는 신호 구분을 시간으로 수행하는 것이 TSTD이고, 코드로 수행하는 것이 OTD이며, 주파수로 수행하는 것이 FSTD이다. STTD는 송신 신호를 공간과 시간적으로 섞어 전송함으로써 다이버시티 이득을 얻는 방식이다. 폐 루프 송신 다이버시티에서는 각각의 안테나에 곱해지는 가중치를 이동 단말기가 결정하여 귀환정보(feedback information)로 기지국으로 전송한다.
MIMO 기법이 가지는 특성들은 결합되어 적용될 수 있다. 공간 다이버시티와 공간 다중화가 결합된 MIMO 기법으로 공간-주파수 블록 코드(space-frequency block code; SFBC), 공간-시간 블록 코드(space-time block code; STBC), 순환 지연 다이버시티(Cyclic Delay Diversity; CDD), SFBC와 CDD가 결합된 기법 등이 있다. SFBC는 공간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 모두 확보할 수 있는 기법이다. CDD는 시간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 확보할 수 있는 기법이다. SFBC, CDD 및 SFBC와 CDD가 결합된 기법은 개방루프에서의 송신 다이버시티 기법에 적용될 수 있다.
MIMO 기법을 사용할 때 에러 검출이 가능한 단위인 하나의 코드워드를 다중 안테나에 실어 동시에 전송하는 SCW(Single CodeWord) 모드가 있고, 여러 개의 코드워드를 다중 안테나에 실어 동시에 전송하는 MCW(Multi CodeWord) 모드가 있다. SCW 모드에서는 송신신호가 동일한 송신률(data rate)을 갖고, MCW 모드에서는 데이터가 독립적으로 인코딩되어 송신신호가 서로 다른 송신률을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 스케줄러(110), 채널인코더(120-1,..., 120-K), 맵퍼(130-1,...,130-K), MIMO 처리기(140-1,...,140-K) 및 다중화기(150) 를 포함한다. 송신기(100)는 Nt(Nt ≥ 1)개의 송신 안테나(190-1,..,190-Nt)를 포함한다.
스케줄러(110)는 N(N ≥ 1)명의 사용자들에 대한 데이터를 입력받아, 한번에 전송될 K(K ≥ 1)개의 스트림을 출력한다. 스케줄러(110)는 귀환 정보로부터 코드률(code rate), 변조 방식과 같은 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme; MCS)과 MIMO 방식을 선택하여, 채널인코더(120-1,...,120-K), 맵퍼(130-1,...,130-K) 및 MIMO 처리기(140-1,...,140-K)로 보낸다.
채널인코더(120-1,...,120-K)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(130-1,...,130-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다.
MIMO 처리기(140-1,...,140-K)는 입력 심볼을 다중 전송 안테나(190-1,..,190-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리한다. 예를 들어, MIMO 처리기(140-1,...,140-K)는 코드북(codebook) 기반의 프리코딩을 이용할 수 있으며, 스케줄러(110)로부터 코드북 인덱스 또는 PMI를 받아, 프리코딩을 수행할 수 있다.
다중화기(150)는 입력 심볼을 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. OFDM 변조기(160)는 입력 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDM 심볼을 출력한다. OFDM 변조기(160)는 입력 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 영역 심볼에는 CP(cyclic prefix)를 삽입될 수 있다. OFDM 심볼은 각 송신 안테나(190-1,..,190-Nt)를 통해 송신된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 수신기(200)는 OFDM 복조기(220), MIMO 후처리기(230), 디맵퍼(240), 채널디코더(250) 및 제어기(260)를 포함한다.
수신 안테나(290-1, ..., 290-Nr)로부터 수신된 신호는 OFDM 복조기(210)에 의해 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된다. 채널 추정기(220)는 채널을 추정하고, MIMO 후처리기(230)는 MIMO 처리기(140-1,...,140-K)에 대응하는 후처리를 수행한다. 디맵퍼(240)는 입력 심볼을 부호화된 데이터로 형성하고, 채널 디코더(250)는 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다. 제어기(260)는 추정된 채널 등을 통해 적절한 귀환 정보를 생성하여, 이를 송신기(100)로 귀환시킨다. 또한, 제어기(260)는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 방식이 사용될 경우 데이터를 성공적으로 수신하였는지 여부에 따라 ACK(Acknowledgment)/ NACK(Non-Acknowledgment) 신호를 전송할 수 있다. 일반적인 HARQ 방식에 있어서, ACK 신호는 성공적인 수신을, NACK 신호는 수신 실패를 의미한다.
이하, 제어정보에 대하여 설명한다. 제어정보는 하향링크 및 상향링크로 전송될 수 있다. 이하에서는 하향링크 제어정보에 대하여 설명한다. 하향링크 제어정 보의 전부 또는 일부는 상향링크 제어정보에 동일하게 적용될 수 있다.
i) 제어정보의 종류
제어정보는 브로드캐스트(broadcast) 제어정보, 멀티캐스트(multicast) 제어정보 및 유니캐스트(unicast) 제어정보를 포함할 수 있다. 브로드캐스트 제어정보는 모든 단말에게 전송하는 제어정보이고, 멀티캐스트 제어정보는 특정 단말의 그룹에게 전송하는 제어정보이며, 유니캐스트 제어정보는 특정 단말에게만 전송하는 제어정보이다. 브로드캐스트 제어정보에는 기지국과 단말 사이의 동기화 정보, 기지국 ID, 초기 액세스(access) 정보 등이 포함된다. 멀티캐스트 제어정보에는 특정 단말의 그룹에 해당하는 데이터를 복원하는데 필요한 정보가 포함된다. 유니캐스트 제어정보에는 특정 단말이 데이터를 복원하는데 필요한 정보가 포함된다.
제어정보의 일예는 다음 표 1과 같다.
필드 설명
카테고리 1 (자원 지시) 단말 ID 데이터 전송이 이루어지는 단말(또는 단말의 그룹)을 지시.
자원 할당 단말이 복조할 자원 유닛을 지시.
할당 기간 할당이 유효한 기간, 또한 TTI나 계속적인(persistent) 스케줄링을 제어하는데 사용.
카데고리 2 (전송 포맷) 다중 안테나 관련 정보 MIMO/빔형성(beamforming) 방식에 좌우되는 내용.
변조방식 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 등
페이로드 크기 변조 방식이나 할당된 자원 유닛의 수에 따른 데이터 크기에 대한 정보.
카테고리 3 (HARQ) HARQ 처리 수 현재 전송이 가리키는 HARQ 처리를 지시
리던던시 버전 IR(Incremental Redundancy) 지원
새 데이터 지시자 소프트 버퍼 클리어(clear) 취급
카테고리 1은 자원 지시(resource indication)에 대한 정보를 전송하는 단말 ID(Identifier), 자원 할당(resource assignment), 할당 기간(duration of assignment)의 필드들을 포함한다. 단말 ID는 각 단말을 구분하는 식별자이며, MAC(Medium Access Control) ID, C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity) 등을 ID로 사용할 수 있다. 각 단말은 수신한 제어정보로부터 ID를 이용하여 수신한 제어정보가 자신의 제어정보인지 아닌지 여부를 판단한다. 자원 할당은 각 단말에게 어떤 자원 블록(resource block)이 할당되는지를 알려주는 정보이며, 단말은 수신한 자원 할당을 확인한 후 자신의 데이터가 전체 자원 중 어느 부분에 있는지 알 수 있다. 할당 기간은 제어정보가 전송되는 주기를 알려주기 위한 정보이다. 단말은 수신된 할당 기간을 이용해 몇 TTI 마다 제어정보가 전송이 되는지를 알 수 있다.
카테고리 2는 전송 포맷(transport format)에 대한 정보를 전송하며, 다중 안테나 관련 정보(multi-antenna related information), 변조 방식(modulation scheme), 페이로드 크기(payload size)의 필드들을 포함한다. 변조 방식은 각 단말의 데이터가 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 등 어떤 변조 방식을 사용하는지를 나타내고, 다중 안테나 관련 정보(이하, MIMO 정보)는 다중 안테나의 사용과 관련된 정보를 나타낸다. 예를 들어, MIMO 정보는 PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indication), 멀티코드북(Multi codebook) 정보, 트랙킹 코드북(Tracking Codebook) 정보, 개방루프/폐루프 정보, SU-MIMO/MU-MIMO 정보, MIMO 모드 정보, CDD 정보, 다중 사용자 정보(multi-user indication; stream indication) 등이 포함될 수 있다.
카테고리 3은 HARQ와 관련된 정보들로 구성되며, HARQ 처리 수(process number), 리던던시 버전(redundancy version), 새 데이터 지시자(new data indicator) 등의 필드들을 포함한다.
각 단말은 카테고리 1의 제어정보로부터 MIMO 정보의 자원할당 위치 및 크기를 알 수 있고, 카테고리 2의 제어정보로부터 각종 MIMO 정보들을 알 수 있다.
ii) 제어정보의 코딩
제어정보는 접합 코딩(joint coding) 또는 분산 코딩(separate coding)될 수 있다. 접합 코딩은 다수의 데이터를 묶어서 하나의 시퀀스로 코딩하는 방식이고, 분산 코딩은 각 데이터를 따로 코딩하는 방식이다. 접합 코딩은 제어 시그널링(control signaling)과 코딩에 따른 오버헤드를 줄일 수 있고, 채널 코딩 이득(channel coding gain)이 있다. 분산 코딩은 서로 다른 채널 상태 및 에러율을 가지는 단말에 대한 전송 전력 제어(transmission power control)와 같은 적응적 접속 이득이 있다.
접합 코딩으로 컨벌루션 코드(convolution code)가 사용될 수 있다. 컨벌루션 코드는 출력 시퀀스(output sequence)가 현재의 입력뿐만 아니라 과거의 입력 시퀀스(input sequence)에 의해서도 결정되는 것으로, 하나 이상의 쉬프트 레지스터(shift register)와 출력 비트 사이의 연결(connection)로 정의된다. 즉, 쉬프트 레지스터를 k, 출력 비트를 n이라 할 때, 컨벌루션 코드의 코드율은 k/n으로 나타낸다. 접합 코딩은 사용자별 또는 제어정보의 종류별로 묶을 수 있다. 예를 들어, 한 사용자의 제어정보를 묶어서 접합 코딩하거나, 다수의 사용자의 MIMO 정보들을 묶어서 접합 코딩할 수 있다.
분산 코딩으로 블록 코드(block code) 또는 심플렉스 코드(simplex code)가 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 입력 비트를 직접 심볼에 맵핑하는 방식이 사용될 수도 있다. 블록 코드는 고정된 코드워드의 길이를 갖는다. 블록 코드로는 리드-뮬러(Reed-Muller) 블록 코드가 널리 사용된다. 리드-뮬러 블록 코드는 적은 비트를 인코딩할 때 비트의 에러율을 효과적으로 낮출 수 있다. 예를 들어, 3비트의 제어정보를 리드-뮬러 블록 코드(Reed-Muller Block Code)로 코딩한 후 QPSK로 변조(modulation) 될 수 있다. 이에 대한 예는 다음 표 2와 같다.
제어정보(3비트) 코딩(4비트) QPSK 변조
000 001 010 011 100 101 110 111 0000 1111 0011 1100 0101 1010 0110 1001 [ 1+j, 1+j] [-1-j, -1-j] [ 1+j, -1-j] [-1-j, 1+j] [ 1-j, 1-j] [-1+j, -1+j] [ 1-j, -1+j] [-1+j, 1-j]
리드-뮬러 블록 코드는 적은 비트수의 정보를 코딩할 때 비트의 에러확률을 효과적으로 낮출 수 있는 코딩 기법이다. 3비트로 표현되는 PMI를 전송하려 할 때, 코딩과 변조를 거쳐 전송될 수 있다. 정보의 수신단에서는 복조(demulation)와 디코딩(decoding) 과정을 거쳐 정보의 비트를 알아낼 수 있다. 3비트로 나타낼 수 있는 8가지 심볼들을 사용하여 수신된 신호와의 비교를 통해 가장 확률이 높은 비트를 찾거나 전송 비트를 알아낼 수 있다. 코딩 비트의 해밍 거리(Hamming distance)가 크거나 심볼의 유클리드 거리(Euclidian distance)가 큰 경우에 BER(Bit to Error Rate)을 높일 수 있는데, 정보 비트의 크기(information bit size)에 따라 적당한 코딩 기법이 사용된다.
심플렉스 코드는 서로 다른 두 개의 행(row)(또는 열(column)) 벡터 간에 직교하는 직교 행렬(orthogonal matrix)에서 첫 번째 열을 제거하여 생성할 수 있다.
입력 비트를 직접 심볼에 맵핑하는 방식에서 사용될 수 있는 시퀀스로는 의사잡음(pseudo noise; PN) 코드 또는 카작(CAZAC, Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스 등이 있다. 의사잡음 코드는 완벽한 직교성은 보장되지 않지만, 다른 코드로부터의 간섭은 무시할 수 있을 정도의 특성을 가지며, 시간 동기를 맞출 수 없는 환경에서 사용될 수 있다. 카작 시퀀스는 순환 쉬프트(cyclic shift) 및 자기 상관(auto correlation)을 이용하여 코딩 및 디코딩할 수 있는 시퀀스이다. 이외에도 분산 코딩에 다양한 시퀀스들이 사용될 수 있다.
iii) 제어정보의 전송주기
기지국은 PMI가 적용될 때마다 알려주거나 주기적 또는 비주기적으로 알려 줄 수 있고, RI는 랭크가 바뀔 때마다 알려주거나 제어정보 전송간격에 따라 지속적으로 알려 줄 수 있다. RI는 제어정보와 함께 컨벌루션 코딩(convolution coding)될 수 있다. 멀티코드북 정보, 트랙킹 코드북 정보, 개방루프/폐루프 정보, SU-MIMO/MU-MIMO 정보, MIMO 모드 정보, CDD 정보, 다중 사용자 정보(multi-user indication) 등은 네트워크 접속시 알려주거나 네트워크 변경시 네트워크 정보로 알려 줄 수 있다.
iv) 제어정보의 위치
상술한 제어정보는 서브프레임의 제어채널을 통하여 전송될 수 있다. 이하, 서브프레임에서 제어채널을 이용한 제어정보의 전송 방법에 대하여 설명한다. 서브프레임은 다수의 자원블록(resource block; RB)을 포함할 수 있다. 여기서, 자원블록은 단말에게 할당하는 무선자원의 기본단위이다. 자원블록은 서브밴드(subband), 서브채널(subchannel), 자원타일(resource tile), 빈(bin) 등으로 불릴 수 있다. 자원블록에는 다수의 부반송파(subcarrier)가 할당된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 일반적인 OFDM 송신기는 복수의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 단위로 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 14개의 OFDM 심볼이 하나의 서브프레임을 구성할 수 있다. 하나의 서브프레임은 1.0 msec 전송시간간격(Transmission time interval; 이하 TTI)을 가질 수 있다. 10개의 서브프레임으로 10 msec의 하나의 프레임(Frame)을 구성할 수 있다. 14개의 OFDM 심볼은 시간 축 순서대로 제1 OFDM 심볼,..., 제14 OFDM 심볼로 나타낼 수 있다. 이는 예시에 불과하며, 서브프레임은 통신시스템에 따라 다양하게 변형되어 구성될 수 있다. 예를 들어, 7개의 OFDM 심볼이 하나의 서브프레임을 구성하고, 하나의 서브프레임은 0.5 msec TTI를 가지고, 20개의 서브프레임으로 10msec의 하나의 프레임을 구성할 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함하고 TTI는 1.0 msec인 것으로 가정하여 설명한다.
서브프레임은 제어정보 전송을 위한 제어채널 및 데이터 전송을 위한 데이터채널을 포함한다. 제어채널은 일반적인 제어정보를 전송하는 제1 제어채널과 특정 제어정보를 전송하는 제2 제어채널을 포함한다. 제1 제어채널을 일반 제어채널(common control channel)이라 하고, 제2 제어채널을 특정 제어정보를 위한 전용 제어채널(dedicated control channel)이라 할 수 있다. 데이터채널 및 제어채널은 하나 이상의 OFDM 심볼을 포함한다. 예를 들어, 서브프레임의 제1 OFDM 심볼부터 제3 OFDM 심볼까지 3개의 OFDM 심볼을 제1 제어채널로 할당하고, 나머지 제4 OFDM 심볼부터 제14 OFDM 심볼까지 11개의 OFDM 심볼을 데이터채널로 할당할 수 있다. 제2 제어채널은 서브프레임에서 임의의 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제2 제어채널은 데이터채널의 일부 영역(이하, 데이터 영역이라고 한다) 또는 제1 제어채널의 일부 영역을 차지할 수 있다. 제2 제어채널은 서브프레임마다 고정적인 위치 또는 가변적인 위치에 있을 수 있다. 여기서는 제2 제어채널이 데이터 채널의 일부 주파수 대역을 할당받은 것으로 가정한다.
제1 제어채널에는 일반 제어정보(common control information)가 실리고, 제2 제어채널에는 특정 제어정보가 실린다. 일반 제어정보는 제2 제어채널의 특정 제어정보의 유무, 위치, 크기 등의 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 제1 제어채널에 단말#1, 단말#2, 단말#3의 일반 제어정보가 실리고, 제2 제어채널에 단말#1의 MIMO 정보, 단말#2의 MIMO 정보, 단말#3의 MIMO 정보가 실릴 수 있다. 단말#1의 일반 제어정보는 단말#1의 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기에 대한 정보를 포함하고, 단말#2의 일반 제어정보는 단말#2의 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기에 대한 정보를 포함하며, 단말#3의 일반 제어정보는 단말#3의 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기에 대한 정보를 포함한다. 단말은 제1 제어채널의 일반 제어정보를 통해 제2 제어채널의 MIMO 정보를 알 수 있다.
데이터영역 내에서 MIMO 정보의 위치는 서브프레임마다 가변적일 수 있다. MIMO 정보는 동일한 정보가 적용되는 자원블록을 기준으로 한번만 전송되거나, 각 자원블록마다 전송될 수 있다. MIMO 정보의 위치가 가변적인 경우 단말은 제1 제어채널에 할당되는 제어정보에서 MIMO 정보의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 제어정보에 MIMO 정보의 위치가 포함되지 않을 수 있고, 이때 단말은 블라인드 검출(blind detection) 기법으로 MIMO 정보의 위치를 찾을 수 있다.
SU-MIMO MCW에서 제1 스트림 정보는 제1 제어채널로 전송될 수 있고, 제2 스트림 정보는 데이터 채널에서 지정된 위치로 전송될 수 있다. 하나의 단말이 할당받은 자원블록별로 서로 다른 제어정보가 필요한 경우, 다른 자원블록의 제2 제어채널을 통해 현재 자원블록에서 사용되는 제어정보가 전송될 수 있다. 예를 들어, PMI, 프리코딩 가중치 벡터 및 프리코딩 행렬 등은 다른 자원블록의 지정된 제어채널을 통하여 전송될 수 있다.
제1 제어채널에서는 할당 받은 자원블록 중 특정 자원블록에서 사용되는 제어정보를 전송하고, 그 특정 자원블록에서는 또 다른 자원블록에서 사용되는 제어정보를 전송할 수 있다.
위치적 상황(geometry)에 따라 사용되는 지정된 제어 채널의 크기는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 위치적 상황이 좋지 않은 단말에게도 표적 검출 가능성(target detection probability)을 만족시키기 위해서는 많은 양의 전용 제어채널을 할당하고, 좋은 채널상태의 단말에게는 적은 양의 채널을 할당할 수 있다. 예를 들어, 랭크나 MCS에 따라 가변적인 크기의 제어채널을 할당할 수 있다.
한편, 데이터 영역 내에서 MIMO 정보의 위치가 사전에 지정될 수 있다. MIMO 정보의 위치가 사전에 지정된 경우에는 MIMO 정보의 위치에 대한 정보가 제어정보에 포함될 필요가 없게 된다. 또한, MIMO 정보의 위치 및 크기가 데이터 영역 내에서 사전에 지정되어 있을 수 있다. 이러한 경우, MIMO 정보의 크기가 지정된 영역보다 작을 수 있다. 이와 같이 MIMO 정보를 위한 지정된 영역에 여유가 있는 경우에는 파일럿(pilot) 신호 또는 채널 정보(channel information) 신호가 배치되어 전송될 수 있다.
앞에서 기술한 바와 같이, 동일 단말에 해당하는 다수의 MIMO 정보들은 하나의 시퀀스 또는 심볼로 코딩되어 데이터 영역에 배치될 수 있다. 하나의 단말에 대한 MIMO 정보는 하나의 시퀀스 또는 심볼로 코딩되거나, 다수의 단말에 대한 MIMO 정보는 하나의 시퀀스 또는 심볼로 코딩될 수 있다. 예를 들어, 하나의 단말 또는 다수의 단말의 MIMO 정보들은 컨벌루션 코딩(convolution coding)될 수 있다. 반면, 다수의 MIMO 정보 각각은 분산 코딩(separated coding)될 수 있다. 예를 들어, MIMO 정보는 블록 코딩(block coding), 심플렉스 코딩(simplex coding)되어 전송될 수 있다.
또한, 제1 제어채널에는 접합 코딩이 적용되고 제2 제어채널에는 분산 코딩이 적용될 수 있다. 또는 제1 제어채널과 제2 제어채널 모두 접합 코딩이 적용될 수 있다. 또는 제1 제어채널에는 분산 코딩이 적용되고 제2 제어채널에는 접합 코딩이 적용되거나, 제1 제어채널과 제2 제어채널 모두 분산 코딩이 적용될 수 있다. 제1 제어채널 및 제2 제어채널의 코딩 방식은 전송하는 제어정보에 따라 변경될 수 있고, 기지국이 단말로 코딩 방식을 지정하여 알려줄 수 있다.
제2 제어채널에 실리는 제어정보가 없는 경우에는 기지국은 제2 제어채널을 사용하지 않고 송신신호를 전송할 수 있다. 제2 제어채널에 실리는 제어정보가 없는 경우, 제2 제어채널은 다른 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, TDD 시스템에서 제2 제어채널은 주파수 대역의 채널 상태를 측정하기 위한 사운딩 채널(Sounding channel)로 사용될 수 있다. 또는 제2 제어채널은 PMI의 전송을 위한 전용 파일럿(dedicated pilot)으로 사용될 수 있다. 제2 제어채널을 사용하지 않는 경우, 기지국은 송신신호에서 제2 제어채널의 사용여부를 단말이 알 수 있도록 하여야 한다. 기지국이 제2 제어채널의 사용여부를 단말에게 알려주는 방법으로 세 가지가 있을 수 있다.
첫째, 특정 전송기법이 사용되는 경우에 기지국은 지시자(indication) 없이 제2 제어채널을 사용할 수 있다. 예를 들어, 둘 이상의 스트림을 전송할 수 있는 MIMO 기법에서 스트림 별로 별도의 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme; MCS)을 갖는 MCW SU-MIMO(Multi Code Word Single User MIMO)인 경우에는 할당되는 자원블록(resource block; RB)과 적용되는 MIMO 방식은 동일할 수 있으나, 각 스트림으로 전송되는 신호의 MCS 레벨 및 HARQ 정보는 각 스트림 간에 서로 다를 수 있다. 제1 스트림의 MCS 레벨 및 HARQ는 제1 제어채널로 전송하고, 나머지 스트림의 MCS 레벨 및 HARQ는 제2 제어채널로 전송할 수 있다. 즉, 제1 스트림에 대한 정보는 제1 제어채널로 전송하고, 나머지 스트림에 대한 정보는 제2 제어채널로 전송할 수 있다. 단말은 제1 제어채널에서 제1 스트림에 대한 정보를 얻게 되면, 지시자 없이도 제2 제어채널에 나머지 스트림에 대한 정보가 존재하는 것으로 추정할 수 있다. 이와 같이, 제1 스트림에 대한 정보를 제1 제어채널에 실어서 전송하는 경우는 SCW SU-MIMO(Single Code Word Single User MIMO) 또는 SIMO 또는 SISO와 같이 하나의 스트림에 대한 정보를 전송하는 경우와 동일한 구조의 제어 시그널링(control signaling)이 될 수 있다. 따라서 제어 시그널링을 위한 설계의 통일성을 가질 수 있는 이점이 있다. 그리고 다수의 스트림 중에서 제1 제어채널에 실려서 전송되는 스트림을 선택할 수 있는데, 제1 제어채널에 실리는 시그널링은 낮은 MCS 레벨로 전송되므로 검출 성능을 높일 수 있다. 그리고 제1 제어채널은 자원할당 기법에 따라 주파수 대역에서 분산되어 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 전송 기법에 따라 다수의 안테나를 이용하여 안테나 다이버시트(antenna diversity)를 얻을 수 있다. 제2 제어채널에 실리는 시그널링 정보는 다수의 서브밴드 중 채널 상태가 좋은 서브밴드를 할당받을 수 있으므로 스케줄링 이득을 얻을 수 있다.
둘째, 제1 제어채널에서 제2 제어채널이 사용되는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어채널을 통하여 데이터채널에 적용되는 프리코딩의 가중치(precoding weight) 정보를 전송하는 경우, 제1 제어채널은 제2 제어채널이 사용되고 있는지 여부를 알려줄 수 있다. 개방루프 전송에서 사용되는 STC, CDD, FSTD, TSTD 등과 같이 단일 스트림(single stream) 전송은 프리코딩의 가중치 정보가 필요하지 않다. 그러나 폐루프 전송에서 사용되는 빔형성, 프리코딩 기법 등은 프리코딩 가중치 정보가 필요하다. 따라서 개방루프 또는 폐루프 시스템에 따라 제2 제어채널이 사용되는지 여부를 제1 제어채널에 지시하여 제2 제어채널의 사용여부를 지시할 수 있다. 제2 제어채널의 사용여부를 지시하는 지시자는 기지국이 하향링크로 전송할 수 있다. 기지국이 제2 제어채널의 사용여부를 알려줌으로써 제2 제어채널을 필요에 따라 적응적으로 사용할 수 있도록 한다.
세째, 개방루프/폐루프 전송 모드를 결정하는 지시자(indication)를 통하여 제2 제어채널의 사용여부를 지시할 수 있다. 개방루프/폐루프 전송 모드는 준정지(semi-static) 또는 장주기(long term)로 변환된다. 따라서 개방루프/폐루프 전송 모드를 결정하는 정보를 제1 제어채널을 통하여 매번 알려주지 않는다. MIMO 정보 중 프리코딩 가중치와 같이 폐루프 시스템에서 사용되는 제어정보가 존재할 경우 폐루프 전송 모드를 결정하는 정보를 제1 제어채널을 통하여 전송할 수 있다. 따라서 폐루프 전송 모드를 결정하는 정보는 제2 제어채널을 통하여 폐루프 시스템에서 사용되는 제어정보가 전송되고 있음을 알려주는 지시자가 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다. 각 단말에게 할당되는 데이터 영역의 일부를 전용 제어채널로 할당한 경우이다.
도 5를 참조하면, 제2 제어채널(전용 제어채널)은 각 단말에게 할당되는 각 데이터 영역에 위치할 수 있다. 즉, MIMO 정보 중 일부 또는 전부를 단말에게 할당된 해당 데이터 영역에 배치할 수 있다. 예를 들어, 제1 단말에게 할당된 제1 데이터 영역에 제1 단말의 MIMO 정보를 배치하고, 제2 단말에게 할당된 제2 데이터 영역에 제2 단말의 MIMO 정보를 배치하며, 제3 단말에게 할당된 제3 데이터 영역에 제3 단말의 MIMO 정보를 배치할 수 있다. 이때, 제1 제어채널의 제어정보에는 데이터 영역에 배치되는 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기 등의 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 단말의 제어정보에는 제1 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함되고, 제2 단말의 제어정보에는 제2 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함되고, 제3 단말의 제어정보에는 제3 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함될 수 있다. 단말은 제1 제어채널의 제어정보를 통해 제2 제어채널의 MIMO 정보를 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다. 일반 제어채널의 일부 주파수 대역을 전용 제어채널로 할당한 경우이다.
도 6을 참조하면, 제2 제어채널(전용 제어채널)은 제1 제어채널(일반 제어채널)의 일부 주파수 대역에 위치할 수 있다. 제1 제어채널의 제어정보에는 제2 제어채널에 실리는 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기 등의 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 제어채널에 단말#1, 단말#2, 단말#3의 제어정보가 실리고, 제2 제어채널에 단말#1의 MIMO 정보, 단말#2의 MIMO 정보, 단말#3의 MIMO 정보가 실리는 것으로 가정할 때, 제1 단말의 제어정보에는 제1 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함되고, 제2 단말의 제어정보에는 제2 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함되고, 제3 단말의 제어정보에는 제3 단말의 MIMO 정보의 시작 위치에 대한 정보가 포함될 수 있다. 단말은 제1 제어채널의 제어정보를 통해 제2 제어채널의 MIMO 정보를 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다. 서브프레임의 일부 OFDM 심볼을 전용 제어채널로 할당한 경우이다.
도 7을 참조하면, 제2 제어채널(전용 제어채널)은 제1 제어채널(일반 제어채널)의 일부 OFDM 심볼에 위치할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 제1 OFDM 심볼부터 제2 OFDM 심볼까지 2개의 OFDM 심볼을 제1 제어채널로 할당하고, 제3 OFDM 심볼을 제2 제어채널로 할당하며, 나머지 제4 OFDM 심볼부터 제14 OFDM 심볼까지 11개의 OFDM 심볼을 데이터채널로 할당할 수 있다. 제1 제어채널에 단말#1, 단말#2의 제어정보가 실리고, 제2 제어채널에 단말#1의 MIMO 정보, 단말#2의 MIMO 정보가 실리는 것으로 가정할 때, 단말#1의 일반 제어정보에는 단말#1의 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기에 대한 정보가 포함되고, 단말#2의 제어정보에는 단말#2의 MIMO 정보의 유무, 위치, 크기에 대한 정보가 포함될 수 있다. 단말은 제1 제어채널의 제어정보를 통해 제2 제어채널의 MIMO 정보를 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다. 제어채널이 N 개의 제어정보 전송을 위한 영역으로 예정되어 있는 경우이다.
도 8을 참조하면, 제어채널은 단말의 제어정보 전송을 위해 N개의 영역으로 사전에 분류되어 있을 수 있다. 각 영역에는 하나의 단말에 대한 제어정보가 할당된다. 이때, 실제로 M(<N)개의 단말이 제어채널을 사용할 수 있다. M개의 단말이 제어채널을 사용하는 경우 (N-M)개의 영역이 비어있게 된다. (N-M)개의 영역을 비어둔 상태로 서브프레임을 전송할 수 있으나, 이는 무선자원의 낭비가 된다.
제어정보 전송을 위해 예정되었으나 비어있는 (N-M)개의 영역에 MIMO 정보를 할당할 수 있다. 예를 들어, 제어채널이 6개 단말의 제어정보 전송을 위한 영역으로 예정되어 있을 수 있다. 실제로 3개의 단말이 제어채널을 이용하는 경우 3개의 영역이 비어있게 된다. 비어있는 3개의 영역에는 각 단말의 MIMO 정보가 할당된다. 즉, 제어채널에서 제1 영역에 제1 단말의 제어정보가 할당되고, 제2 영역에 제2 단말의 제어정보가 할당되고, 제3 영역에 제3 단말의 제어정보가 할당된다. 제어채널의 제4 영역부터 제6 영역까지가 비어 있는 영역이 되는데, 제4 영역에 제1 단말의 MIMO 정보가 할당되고, 제5 영역에 제2 단말의 MIMO 정보가 할당되고, 제 6영역에 제3 단말의 MIMO 정보가 할당될 수 있다. 이때, 제1 단말의 제어정보에 제1 단말의 MIMO 정보의 위치에 대한 정보가 포함되고, 제2 단말의 제어정보에 제2 단말의 MIMO 정보의 위치에 대한 정보가 포함되고, 제3 단말의 제어정보에 제3 단말의 MIMO 정보의 위치에 대한 정보가 포함될 수 있다.
제어채널을 제어정보 전송을 위해 N개의 영역으로 사전에 분류한 경우에 제어정보가 할당되지 않고 비어있는 공간에 MIMO 정보를 할당하여 활용할 수 있게 된다. 제어정보가 할당되지 않고 비어있는 공간에는 MIMO 정보뿐만 아니라 파일럿 신호, 채널 정보 신호 등이 할당될 수도 있다.
상술한 도 4 내지 8의 제어채널 및 데이터채널의 구분은 예시에 불과하며, 제어채널 및 데이터채널의 OFDM 심볼의 수, 주파수 대역 및 채널의 위치를 한정하는 것이 아니다. 제어채널 및 데이터채널에 할당되는 OFDM 심볼의 수, 주파수 대역 및 채널의 위치는 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 제1 제어채널 및 제2 제어채널에 실리는 제어정보는 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 제어채널에는 모든 단말이 복호할 수 있는 브로드캐스트 제어정보 및 특정 단말 그룹이 복호할 수 있는 멀티캐스트 제어정보가 실릴 수 있으며, 제2 제어채널에는 특정 단말이 복호할 수 있는 유니캐스트 제어정보가 실릴 수 있다. 또는 제1 제어채널에는 브로드캐스트 제어정보가 실리고, 제2 제어채널에는 멀티캐스트 제어정보 및 유니캐스트 제어정보가 실릴 수 있다. 또는 제1 제어채널에는 브로드캐스트 제어정보, 멀티캐스트 제어정보 및 유니캐스트 제어정보가 실리고, 제2 제어체널에는 유니캐스트 제어정보 중 일부가 실릴 수 있다. 제1 제어채널 및 제2 제어채널에 실리는 제어정보의 유형 및 종류는 통신 환경에 따라 다양하게 변형될 수 있고, 이는 기지국이 하향링크로 전송할 수 있다.
v) 제어정보의 채널추정
이하, 적용되는 송신기법에 따라 제2 제어채널을 통하여 전송되는 제어정보의 채널추정에 대하여 설명한다. MIMO 시스템에서 기지국은 공간 다이버시티, 빔형성, 공간 다중화 등 다양한 기법을 적용하여 제어정보를 전송할 수 있다. 단말은 일반 참조 신호(common reference signal)를 통하여 채널을 추정하고, 추정된 채널을 바탕으로 제1 제어채널 또는 제2 제어채널을 통하여 전송된 제어정보를 검출할 수 있다. 또는 단말은 수신신호와 송신신호의 비교를 통하여 전송된 제어정보를 검출할 수 있다. 그리고 단말은 제2 제어채널에서 제어정보를 제거한 후 제2 제어채널의 채널 상태를 추정할 수 있다. 송신기법에 따라 각 송신안테나의 채널 상태를 추정하거나 등가채널을 추정할 수 있다.
먼저, 랭크 1 프리코딩(rank 1 precoding), 빔형성(beamforming) 기법으로 전송되는 신호에 대하여 설명한다.
단말은 채널을 추정하고 기지국으로부터 전송된 가중치를 바탕으로 제어정보를 추정할 수 있다. 다음 수학식 1은 수신신호를 나타낸다.
Figure 112007070727475-PAT00001
여기서, Y는 수신신호, H는 채널, W는 가중치 벡터(weight vector), S는 제어정보, N은 잡음을 의미한다. W는 랭크 1 프리코딩의 가중치 또는 2이상의 랭크에서 사용되는 프리코딩 행렬의 벡터일 수 있다. 가중치 벡터 W는 가중치 세트(weight set)에 정의되어 있는 가중치 중 하나의 가중치를 선택하여 사용할 수 있고, 빔형성에 의해 만들어진 가중치일 수도 있다. 제어정보 S는 제2 제어채널을 통해 전송된 제어정보를 의미한다.
제2 제어채널을 통하여 전송되는 제어정보는 전체의 자원블록 중 하나의 자원블록에 포함되거나 다수의 자원블록에 포함될 수 있다. 제2 제어채널을 통한 제어정보의 송수신을 전용 시그널링(dedicated signaling)이라 한다. 전용 시그널링이 다수의 자원블록에 걸쳐서 이루어질 때, 각 자원블록은 서로 다른 가중치(weight)가 적용되거나 동일한 가중치가 적용될 수 있다.
예를 들어, 제2 제어채널을 통하여 PMI가 전송되고, 제2 제어채널은 3개의 자원블록에 포함되는 것으로 가정한다. 프리코딩의 가중치가 적용된 데이터 채널의 신호를 디코딩하기 위하여 적용된 가중치 정보를 획득하여야 한다. 가중치 정보는 제1 제어채널 또는 제2 제어채널을 통하여 전송될 수 있다. 단말은 다수의 자원블록을 할당받을 수 있고, 자원블록들은 채널 상황에 따라 서로 다른 가중치가 적용 될 수 있다. 각각의 가중치를 전부 알려주지 않고 제1 제어채널에서 하나의 가중치만을 알려줄 수 있다. 이때, 제1 제어채널에 실리는 가중치는 전체 자원블록의 가중치를 나타내는 것일 수 있다. 즉, 제1 제어채널에 실리는 가중치는 전체 자원블록의 평균 가중치 또는 대표 가중치일 수 있다. 예를 들어, 전용 시그널링이 하나의 자원블록에서 이루어지는 경우 또는 전체 자원블록이 동일한 가중치를 사용하는 경우에는 제1 제어채널에서 전용 시그널링이 포함된 자원블록의 가중치를 알려주거나 전체 자원블록의 가중치를 알려주게 된다. 전용 시그널링에서는 다른 자원블록에 적용되는 가중치를 포함할 수 있으며, 모든 자원블록에서 동일한 가중치가 적용되는 경우에는 다른 자원블록에 적용되는 가중치 정보를 포함하지 않을 수 있다. 제1 제어채널에서 하나의 가중치만을 실기 때문에 다수의 가중치를 알려주기 위한 자원을 할당할 필요가 없게 된다. 이러한 경우에는 제2 제어채널을 프리코딩을 사용하여 전송함으로써 오류확률을 개선할 수 있으며, 제1 제어채널에 고정적으로 가중치 정보를 실어서 전송함으로써 제1 제어채널을 고정된 크기 또는 몇 가지 정해지는 크기를 갖도록 하여 제1 제어채널의 설계에 이점을 가질 수 있다.
반면, 제1 제어채널에 실리는 가중치는 특정 자원블록의 가중치를 나타내는 것일 수 있다. 전용 시그널링이 다수의 자원블록에 걸쳐서 전송되는 경우 제1 제어채널에 실리는 가중치는 제1 자원블록의 가중치를 나타낼 수 있다. 제1 자원블록의 전용 시그널링은 제2 자원블록의 가중치를 알려주고, 제2 자원블록의 전용 시그널링은 제3 자원블록의 가중치를 알려주게 된다. 여기서, 가중치의 전송을 TDD, 빔형성에서 모두 동일한 파일럿을 사용하고자는 관점을 만족시키지 못할 수 있다.
한편, 제2 제어채널이 속해 있는 자원블록에서 사용되는 가중치로 프리코딩되는 경우, 기지국이 전송한 가중치에 대한 가중치 추정은 다음 수학식 2가 적용될 수 있다.
Figure 112007070727475-PAT00002
여기서, Y는 수신신호, H는 채널, N은 잡음을 의미한다. Wi는 n개의 코드북(codebook) 셋(set)의 i번째 코드북의 가중치이고, Si는 i번째 코드북의 가중치를 나타내는 인덱스를 심볼로 맵핑한 시퀀스이다. Si를 구성하는 요소 Si ,k는 Wi로 프리코딩되어 제2 제어채널을 통해 전송된다.
단말은 알고 있는 코드북 세트와 시퀀스를 이용하여 전송된 가중치를 추정할 수 있다. 이는 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007070727475-PAT00003
Figure 112007070727475-PAT00004
여기서, H'은 일반 참조 신호(common reference signal)를 통해 추정된 채널이다. 수학식 3을 만족하는 j를 찾아서 PMI를 검출할 수 있다.
또 한편, 프리코딩 기법으로 전송한 전용 제어채널을 채널추정에 사용할 수 있다. 추정된 채널 H와 보고된 가중치 벡터 W를 바탕으로 추정한 전용 시그널링의 심볼 S를 수신신호 Y에서 제거를 한다. W는 벡터이고 전송되는 심볼 S는 스칼라(scalar) 값이다. 간단한 예로 단순히 Y를 S로 나눠줌으로써 채널 H에 가중치 벡터 W가 곱해진 등가채널(equivalent channel) HW를 얻을 수 있다.
코드분할다중(Code division multiplex) 방식의 STC(Space-Time Coding)로 전송되는 신호의 채널추정에 대하여 설명한다.
수신신호는 수학식 2와 같이 표현할 수 있고, 2개의 송신안테나에 적용되는 가중치 및 전용 시그널링을 위한 심볼은 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007070727475-PAT00005
Figure 112007070727475-PAT00006
여기서, Wi는 2Tx- 알라모아(Alamouti) 전송일 때 적용되는 가중치이다. Si ,k는 전용 시그널링을 위한 심벌이고, (.)*는 켤레 복소수(complex conjugate)를 의미 한다. 만약 비트 형태의 제어정보를 전송한다면 위에서 언급한 방법으로 복소수 값(complex value)으로 맵핑할 수 있다.
예를 들어, 데이터 영역에서 사용되는 3비트의 PMI를 전송한다고 할 때, 단말은 PMI가 적용되어 전송된 데이터 영역에 대한 PMI를 3비트의 제어정보를 통해 알 수 있다. 3비트의 제어정보는 리드-뮬러 블록 코드로 코딩된 후 QPSK로 변조되고 SFBC 방식으로 전송될 수 있다. 단말은 SFBC 디코딩 후 복조, 디코딩을 거쳐 제어정보의 비트를 검출할 수 있다. 다른 검출방법으로는 단말이 3비트의 제어정보에 해당하는 심볼들을 알고 있을 때 추정된 채널을 사용하여 SFBC 전송과 등가의 심볼을 만들어 수신신호와의 차이가 가장 작은 심볼을 송신신호로 간주할 수 있다.
프리코딩에 사용되는 가중치 벡터/행렬, PMI 등이 전용 제어채널을 통해 전송될 때, 전용 제어채널은 모든 가중치 또는 PMI를 함께 전송할 수 있고, 각 자원블록에서 사용되는 제어정보는 각 자원블록 영역에 포함시켜 전송할 수 있다.
전용 제어채널이 경험한 채널을 송신안테나 별로 추정할 수 있다. 예를 들어 2개의 송신안테나를 이용하여 SFBC로 신호를 전송할 때, 수신신호는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있으며, 송신안테나별 채널은 수학식 6과 같이 추정할 수 있다.
Figure 112007070727475-PAT00007
이때,
Figure 112007070727475-PAT00008
,
Figure 112007070727475-PAT00009
,
Figure 112007070727475-PAT00010
Figure 112007070727475-PAT00011
Figure 112007070727475-PAT00012
여기서, Y1은 제1 송신안테나로부터 수신한 수신신호, Y2는 제2 송신안테나로부터 수신한 수신신호이고, (.)T는 전치행렬(transposed matrix), (.)*는 켤레 복소수(complex conjugate)를 의미한다.
주파수분할다중(Frequency division multiplex) 방식 또는 시분할다중(Time division multiplex) 방식으로 전송되는 신호의 채널추정에 대하여 설명한다. FSTD(Frequency Switched Transmission Diversity) 또는 TSTD(Time Switched Transmission Diversity)로 전송되는 신호는 수학식 2와 같이 나타낼 때, 2개의 송신안테나에 대한 가중치는 다음 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007070727475-PAT00013
여기서, Wi는 주파수나 시간에 따라 안테나를 선택하는 벡터이다. 예를 들어, 2개의 송신안테나를 이용한 전송에서 벡터 Wi는 2가지 안테나 선택 방법을 갖는다. i=0일 때는 제1 송신안테나가 선택되고, i=1일 때는 제2 송신안테나가 선택된다.
전송신호 Si ,k는 복소수로 스칼라이다. Si ,k (k=0, ...,K)는 K개의 시퀀스가 송신안테나를 경험할 수 있도록 적절하게 순서를 섞어 줄 수 있다. 예를 들어, 3비트의 PMI를 복소수로 맵핑하여 얻은 2개의 심볼이 4번 반복되어 전송된다고 할 때, 심볼의 시퀀스 S0, S1은 S 0 , S1, S0, S1, S0, S1, S0, S1 과 같이 반복될 수 있는데, 2개의 송신안테나를 이용하여 FSTD로 전송하면 S0은 항상 제1 송신안테나를 통해 전송되고, S1은 항상 제2 송신안테나를 통해 전송된다. 이러한 경우 안테나 다이버시티를 기대하기 어려운데, S0, S1, S1, S0, S0, S1, S1, S0 과 같이 적절하게 순서를 섞어주면 2개의 심볼 모두 2개의 송신안테나를 통해 전송되고 안테나 다이버시티를 얻을 수 있다.
신호의 검출에 있어서, FSTD, TSTD로 전송된 신호는 단일 안테나를 통해 전송된 신호처럼 간주될 수 있기 때문에 전용 제어채널이 경험한 채널을 각 송신안테나별로 추정할 수 있다. 일반 파일럿(common pilot, reference signal)을 사용하여 각 송신안테나 별로 채널을 추정할 수 있다. 추정된 채널을 바탕으로 전용 제어채널을 통해 전송된 신호를 검출할 수 있다. 또는 추정된 채널과 알고 있는 신호를 바탕으로 전송된 신호를 검출할 수 있다. 또는 채널 정보를 사용하지 않고 알고 있는 신호만을 사용하여 전송된 신호를 검출할 수 있다. 검출된 신호를 바탕으로 전용 제어채널이 경험한 채널을 추정할 수 있다. FSTD, TSTD로 전송되는 경우 각 송신안테나별로 채널을 추정할 수 있다. 파일럿을 사용하여 추정한 송신안테나별 채널과 전용 제어채널을 통해 전송된 신호를 바탕으로 채널 내삽(Interpolation), 외삽(Extrapolation)을 수행할 수 있다. 이와 같은 방법으로 전용 시그널링을 시도할 때 FDM, TDM 방식으로 참조 신호를 전송하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
서브프레임에는 다수의 자원블록이 포함될 수 있고, MIMO 정보는 MIMO 정보의 전송을 위한 부반송파에 실려서 전송될 수 있다. MIMO 정보의 전송을 위한 부반송파를 전용 파일럿(dedicated pilot)이라 한다. 이하, 전용 파일럿으로 MIMO 정보를 전송하는 방법에 대하여 설명한다.
vi) 제어정보의 배치
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 자원블록에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 자원블록은 단말에게 할당되는 무선자원의 최소단위이다. 자원블록은 서브밴드(subband), 서브채널(subchannel), 자원타일(resource tile), 빈(bin) 등으로 불릴 수 있다. 자원블록에는 다수의 부반송파(subcarrier)가 할당된다. 일부 부반송파를 MIMO 정보의 전송을 위한 전용 파일럿으로 사용할 수 있다. 복수의 전용 파일럿이 전용 제어채널이 될 수 있다. 즉, 전용 제어채널은 복수의 전용 파일럿으로 이루어질 수 있다.
제어채널은 제1 OFDM 심볼부터 제3 OFDM 심볼까지이고, 데이터채널은 제4 OFDM 심볼부터 제14 OFDM 심볼까지인 것으로 가정하여 설명한다. 자원블록은 다수의 주파수 대역으로 구분될 수 있고, 각 주파수 대역에 OFDM 심볼 단위로 부반송파가 할당된다. 제어정보는 제어채널의 각 부반송파에 실려서 전송되고, 데이터는 데이터채널의 각 부반송파에 실려서 전송된다. MIMO 정보는 전용 파일럿에 실려서 전송될 수 있다. 예를 들어, 4개의 전용 파일럿이 제4 OFDM 심볼에 일정한 간격으로 배치되어 MIMO 정보를 나타낼 수 있다. 물론, 전용 파일럿은 제어채널에 해당하는 제1 OFDM 심볼 내지 제3 OFDM 심볼의 부반송파에 배치될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템 주파수 대역에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다. 전용 파일럿이 하나의 단말에게 국한되지 않는 경우를 가정한 것이다.
도 10을 참조하면, 시스템 주파수 대역은 다수의 자원블록(resource block; RB)을 포함한다. MIMO 정보를 나타내는 전용 파일럿은 다수의 자원블록에 분산되어(distributed) 배치될 수 있다. 이때, 전용 파일럿은 동일한 PMI가 적용되는 자 원블록의 범위 내에서 분산되어 배치된다. 프리코딩 행렬은 채널 상태에 따라 가중치를 적용하는 가중치 행렬로서 채널 상태가 동일한 자원블록 간에는 동일한 PMI가 적용될 수 있다. 따라서 다수의 이웃하는 자원블록 간에 동일한 PMI가 적용되는 범위가 존재할 수 있다. 동일한 PMI가 적용되는 범위는 하나 이상의 자원블록을 포함할 수 있다.
전용 제어채널(dedicated control channel)을 위한 영역을 자원블록 안에서 고정적으로 펀칭(puncturing)할 수 있다. 전용 제어채널을 전송하기 위해 데이터 구간을 펀칭할 때는 전용 제어채널의 검출 성능과 채널추정 성능을 고려하여 펀칭될 수 있다. 모든 자원블록에서 동일한 크기의 전용 제어채널로 할당된 경우, 보내야 하는 전용 시그널링의 양에 따라 전송율을 조절하거나, 할당된 부분을 사용하지 않을 수 있다.
이하, 도시한 바와 같이 시스템 주파수 대역이 제1 PMI, 제2 PMI 및 제3 PMI로 구분되는 것으로 가정한다. 제1 PMI에 속하는 자원블록들은 서로 동일한 PMI가 적용되고, 제2 PMI에 속하는 자원블록들은 서로 동일한 PMI가 적용되되 제1 PMI와 다른 PMI이고, 제3 PMI에 속하는 자원블록들은 서로 동일한 PMI가 적용되되 제1 PMI 및 제2 PMI와 다른 PMI를 나타낸다. 동일한 PMI가 적용되는 범위를 PMI 그래뉴레러티(granularity)라 한다. 4개의 전용 파일럿이 하나의 PMI 그래뉴레러티에 배치되는 것으로 가정한다. 기지국은 동일한 PMI가 적용되는 범위별로 다중 안테나 정보를 구하여 전송할 수 있다. 기지국은 동일한 PMI가 적용되는 범위별 다중 안테나 정보를 전용 제어채널 또는 전용 파일럿을 통하여 전송할 수 있다.
Case1은 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 전용 파일럿이 자원블록에 최대로 분산되어 배치되는 경우이다. 이때, 자원블록의 수보다 전용 파일럿의 수가 많은 경우에는 하나의 자원블록에 하나 이상의 전용 파일럿이 배치될 수 있고, 자원블록의 수보다 전용 파일럿의 수가 적은 경우에는 전용 파일럿이 배치되지 않는 자원블록이 존재하게 된다. 제1 PMI에 속하는 4개의 자원블록에 전용 파일럿이 각각 하나씩 배치된다. 제2 PMI에 속하는 2개의 자원블록에는 전용 파일럿이 각각 둘씩 배치된다. 제3 PMI에 속하는 6개의 자원블록 중 4개의 자원블록에 전용 파일럿이 하나씩 배치되고 나머지 두 개의 자원블록에는 전용 파일럿이 배치되지 않는다.
Case2와 Case3은 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 전용 파일럿이 두 개의 자원블록에 2개씩 배치되는 경우이다. Case2에서는 전용 파일럿이 배치되는 2개의 자원블록이 동일한 PMI가 적용되는 범위의 양 끝에 위치하는 자원블록이 된다. Case3에서는 전용 파일럿이 배치되는 2개의 자원블록이 동일한 PMI가 적용되는 범위의 중앙에 위치하는 자원블록이 된다.
Case4와 Case5는 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 전용 파일럿이 하나의 자원블록에 배치되는 경우이다. 즉, 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 하나의 자원블록에만 4개의 전용 파일럿이 배치되고 나머지 자원블록에는 전용 파일럿이 배치되지 않는다. Case4에서는 전용 파일럿이 배치되는 자원블록이 동일한 PMI가 적용되는 범위의 한쪽 끝에 위치하는 자원블록이 되고, Case5에서는 전용 파일럿이 배치되는 자원블록이 동일한 PMI가 적용되는 범위의 다른 한쪽 끝에 위치하는 자원블록이 된다.
Case6과 Case7은 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 하나의 자원블록에 하나의 전용 파일럿이 배치되고, 다른 하나의 자원블록에 3개 전용 파일럿이 배치되는 경우이다. Case6에서는 하나의 전용 파일럿이 배치되는 자원블록과 3개의 전용 파일럿이 배치되는 자원블록이 동일한 PMI가 적용되는 범위의 양 끝에 위치하는 자원블록이 된다. Case7에서는 하나의 전용 파일럿이 배치되는 자원블록과 3개의 전용 파일럿이 배치되는 자원블록이 Case6과 반대에 위치하는 자원블록이 된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템 주파수 대역에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다. 전용 파일럿이 하나의 단말에게 국한되는 경우를 가정한 것이다.
도 11을 참조하면, MIMO 정보는 하나의 단말에 국한되는 유니캐스트 제어정보일 수 있다. MIMO 정보는 해당 단말에 대한 데이터에 포함되어 전송될 수 있다. 유니캐스트 제어정보 및/또는 단말에 대한 데이터는 다수의 자원블록에 분산되어 할당될 수도 있다. 이때, 다수의 자원블록은 동일한 PMI가 적용되는 범위에 포함될 수도 있고, 동일한 PMI가 적용되는 범위에 포함되지 않을 수 있다.
시스템 주파수 대역이 제1 PMI, 제2 PMI 및 제3 PMI로 구분되고, 단말에 대한 유니캐스트 제어정보 및/또는 데이터는 4개의 자원블록에 할당되며, 4개의 전용 파일럿이 하나의 MIMO 정보를 나타내는 것으로 가정한다.
Case1 내지 Case3은 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에 단말에게 할당된 자원블록이 모두 포함되는 경우이다. Case1에서는 전용 파일럿이 4개의 자원블록에 분산되어 각 자원블록에 1비트씩 배치된다. Case2에서는 전용 파일럿이 4개의 자원블 록 중 하나의 자원블록에만 4비트가 배치된다. Case3에서는 전용 파일럿이 2개의 자원블록에 2비트씩 배치된다. 전용 파일럿은 중 하나의 자원블록에 하나의 전용 파일럿이 배치되고 다른 하나의 자원블록에 3개의 전용 파일럿이 배치될 수도 있다.
Case4와 Case5는 단말에게 할당된 자원블록이 연속하여 이웃하고 서로 다른 PMI가 적용되는 2개의 PMI 그래뉴레러티에 포함되는 경우이다. 이때, 단말의 전체 자원블록에는 8개의 전용 파일럿이 배치된다. Case4에서는 전용 파일럿이 제1 PMI에 속하는 2개의 자원블록에 각각 2개씩 배치되고, 제2 PMI에 속하는 2개의 자원블록에 각각 2개씩 배치된다. Case5에서는 전용 파일럿이 제1 PMI에 속하는 자원블록 중 하나에 4비트가 배치되고, 제2 PMI에 속하는 자원블록 중 하나에 4비트가 배치된다. 전용 파일럿은 동일한 PMI가 적용되는 범위마다 4개씩 배치되는 것이다.
Case6과 Case7은 단말에게 할당된 자원블록이 비연속으로 이웃하고 서로 다른 PMI가 적용되는 2개의 PMI 그래뉴레러티에 포함되는 경우이다. 이때, 단말의 전체 자원블록에는 8개의 전용 파일럿이 배치된다. Case6에서는 전용 파일럿이 제1 PMI에 속하는 2개의 자원블록에 각각 2개씩 배치되고, 제2 PMI에 속하는 2개의 자원블록에 각각 2개씩 배치된다. Case7에서는 제1 PMI에 속하는 자원블록 중 하나에 4개의 전용 파일럿이 배치되고, 제2 PMI에 속하는 자원블록 중 하나에 4개의 전용 파일럿이 배치된다. 전용 파일럿은 동일한 PMI가 적용되는 범위마다 4비트씩 배치되는 것이다.
Case8은 단말에게 할당된 자원블록이 서로 다른 PMI가 적용되는 3개의 PMI 그래뉴레러티에 포함되는 경우이다. 이때, 단말의 전체 자원블록에는 12비트의 전용 파일럿이 배치된다. 제1 PMI에 속하는 1개의 자원블록에 4개의 전용 파일럿이 배치되고, 제2 PMI에 속하는 1개의 자원블록에 4개의 전용 파일럿이 배치되며, 제3 PMI에 속하는 2개의 자원블록에 4개의 전용 파일럿이 배치된다. 전용 파일럿은 동일한 PMI가 적용되는 범위마다 4개씩 배치되는 것이다.
이와 같이, 동일한 PMI가 적용되는 범위에 속하는 자원블록의 수와 상관없이 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 전용 파일럿의 수는 일정하게 된다. 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 일정한 수의 전용 파일럿을 배치함으로써, 자원블록 단위로 전용 파일럿을 배치하여 전송하는 경우에 비하여 제어신호에 의한 오버헤드를 줄일 수 있으며 데이터를 할당할 수 있는 무선자원을 더욱 많이 확보할 수 있게 된다.
상술한 도 10 및 11에서의 전용 파일럿의 배치는 예시에 불과하며 한정사항이 아니다. 전용 파일럿은 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 동일한 PMI가 적용되는 범위는 시스템 주파수 대역에서 하나 또는 다수개로 구분될 수 있으며 채널상태에 따라 변동될 수 있다. 또한 동일한 PMI가 적용되는 범위에 속하는 자원블록의 수는 하나 또는 다수개로 이루어질 수 있고 채널상태에 따라 변동될 수 있다. 동일한 PMI가 적용되는 범위 내에서 전용 파일럿의 배치는 본 발명으로부터 자명한 다양한 방법으로 변형하여 실시할 수 있을 것이다.
도 12는 랭크가 1일 때 PMI의 전송에 대한 검출 에러 확률(Detection Error Probability; DEP)을 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, PMI 전송을 위하여 하나의 자원블록에서 12개의 부반송파를 전용 파일럿으로 사용하는 경우(Dedicated pilot 12sc), 4개의 부반송파를 전용 제어채널로 사용하는 경우(Dedicated CCH 4sc), 12개의 부반송파를 전용 제어채널로 사용하는 경우(Dedicated CCH 12sc)에 대한 DEP를 비교한 것이다. 채널 모델은 보행자 모델(PedA) 3km/h, 6-ray TU(transmission unit) 3km/h이다.
전용 제어채널을 이용한 방식이 전용 파일럿을 이용한 방식보다 DEP가 더 낮다. 즉 전용 제어채널을 이용하는 방식이 전용 파일럿을 이용하는 방식보다 PMI를 검출하는 성능이 더 뛰어나다. 또한, 전용 제어채널에 사용되는 부반송파의 수가 많아질수록 성능이 향상된다.
도 13은 랭크가 2일 때 PMI의 전송에 대한 검출 에러 확률(Detection Error Probability; DEP)을 나타낸 그래프이다.
도 13을 참조하면, 랭크가 2일 때 PMI 전송을 위하여 하나의 자원블록에서 12개의 부반송파를 전용 파일럿으로 사용하는 경우(Dedicated pilot 12sc), 12개의 부반송파를 전용 제어채널로 사용하는 경우(Dedicated CCH 12sc)에 대한 DEP를 비교한 것이다. 전용 제어채널을 이용하는 방식이 전용 파일럿을 이용하는 방식보다 PMI를 검출하는 성능이 더 뛰어나다. 즉, 랭크와 상관없이 추가적인 부반송파가 없더라도 전용 제어채널을 이용하는 방식이 전용 파일럿을 이용하는 방식보다 PMI를 검출하는 성능이 더 뛰어나다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 자원블록에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템 주파수 대역에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템 주파수 대역에 전용 파일럿이 배치되는 예를 도시한 것이다.
도 12는 랭크가 1일 때 PMI의 전송에 대한 검출 에러 확률(Detection Error Probability; DEP)을 나타낸 그래프이다.
도 13은 랭크가 2일 때 PMI의 전송에 대한 검출 에러 확률(Detection Error Probability; DEP)을 나타낸 그래프이다.

Claims (8)

  1. 전체 주파수 대역을 동일한 PMI(precoding matrix index)가 적용되는 범위로 나누는 단계;
    상기 동일한 PMI가 적용되는 범위별로 다중 안테나 정보를 구하는 단계; 및
    상기 다중 안테나 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 동일한 PMI가 적용되는 범위는 적어도 하나의 자원블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 다중 안테나 정보는 상기 적어도 하나의 자원블록에분산배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 다중 안테나 정보는 PMI인 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 다중 안테나 정보는 전용 파일럿(dedicated pilot)을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 다중 안테나 정보는 복수의 부반송파를 포함하는 전용 제어채널(dedicated control channel)을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전용 제어채널은 사용자에게 할당되는 데이터 영역의 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 전용 제어채널은 일반 제어정보의 전송을 위한 일반 제어채널(common control channel) 영역의 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서의 제어정보 전송방법.
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