KR20090016374A - 다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법 및 채널 정보전송 방법 - Google Patents

다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법 및 채널 정보전송 방법 Download PDF

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다중안테나 시스템에서 제어신호 전송 방법은 따른 N개의 서브 밴드에 대하여 각 서브 밴드마다 CQI(Channel Quality Indicator)및 PMI를 구하는 단계, 상기 CQI를 이용하여 상기 N개의 서브 밴드 중에서 채널 상태가 가장 좋은 서브 밴드 순서로 M개의 베스트 밴드를 선택하는 단계(M ≤ N 이고 M, N은 자연수), 상기 M개의 베스트 밴드에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계 및 상기 M개의 베스트 밴드 이외의 나머지 서브 밴드를 포함하는 서브 밴드들에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계를 포함한다. 단말은 CQI와 PMI를 전송 방식에 따라 동일한 규모(granularity)에 대한 값으로 전송함으로써 상향링크 제어신호에 의한 오버헤드를 줄일 수 있으며, 기지국은 상향링크 제어신호의 에러 여부에 따라 무선자원에 적용할 PMI를 적응적으로 선택할 수 있으므로 무선통신 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법 및 채널 정보 전송 방법{Method for transmitting control signal in multiple antenna system and method for transmitting channel information in the same}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중안테나 시스템에서 제어신호 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있는 제어신호 전송 방법 및 채널 정보 전송 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템은 다양한 종류의 통신을 제공하기 위해 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 음성 및/또는 데이터가 무선통신 시스템에 의해 제공되고 있다. 일반적인 무선통신 시스템은 다중 사용자에게 하나 또는 그 이상의 공유 자원을 제공한다. 예를 들어 무선통신 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 및 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송 파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 최근에는 무선통신 시스템의 성능과 통신용량을 극대화하기 위하여 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이 주목받고 있다. MIMO 기술은 지금까지 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방법이다. MIMO 시스템을 다중안테나(Multiple antenna) 시스템이라고도 한다. MIMO 기술은 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 그 결과, 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.
무선통신 시스템에서 일반적으로 기지국은 상향링크 및 하향링크의 무선자원을 스케줄링한다. 상향링크 및 하향링크의 무선자원에는 사용자 데이터 또는 제어신호가 실린다. 사용자 데이터가 실리는 채널을 데이터 채널이라 하고, 제어신호가 실리는 채널을 제어채널이라 한다. 제어신호에는 기지국과 단말 간의 통신에 필요한 다양한 종류의 제어신호들이 있다. 예를 들어, 다중안테나 시스템에서 무선자원의 스케줄링에 필요한 제어신호로 채널품질정보(Channel Quality Indicator; CQI), 랭크 정보(Rank Indicator; RI), 프리코딩 행렬 정보(Precoding Matrix Indicator; PMI) 등이 있다. 단말은 CQI, RI, PMI 등의 제어신호를 기지국으로 전송하고, 기지국은 다수의 단말로부터 수신되는 제어신호를 바탕으로 상향링크 및 하향링크 무선자원을 스케줄링한다.
단말이 서브 밴드별로 CQI와 PMI를 구하여 상향링크로 전송할 수 있다. 그러나, 서브 밴드별로 모든 CQI와 PMI를 전송하는 경우에는 오버헤드(overhead)가 매우 커지게 된다. 따라서, 다중안테나 시스템에서 CQI와 PMI를 효율적으로 전송하여 오버헤드를 줄일 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중안테나 시스템에서 제어신호 및채널 정보의 효율적인 전송 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 다중안테나 시스템에서 제어신호 전송 방법은 따른 N개의 서브 밴드에 대하여 각 서브 밴드마다 CQI(Channel Quality Indicator)및 PMI를 구하는 단계, 상기 CQI를 이용하여 상기 N개의 서브 밴드 중에서 채널 상태가 가장 좋은 서브 밴드 순서로 M개의 베스트 밴드를 선택하는 단계(M ≤ N 이고 M, N은 자연수), 상기 M개의 베스트 밴드에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계 및 상기 M개의 베스트 밴드 이외의 나머지 서브 밴드를 포함하는 서브 밴드들에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법은 N개의 서브밴드가 나누어진 적어도 하나의 PMI 밴드 중에서 PMI를 전송할 PMI 밴드를 선택하되, 상기 PMI 밴드는 적어도 하나의 CQI 밴드로 나누어지고, 상기 PMI 밴드는 적어도 하나의 서브밴드를 포함하고, 상기 CQI 밴드는 적어도 하나의 서브밴드를 포함하는 단계, 상기 선택된 PMI 밴드에 속하는 CQI 밴드 중에서 CQI를 전송할 CQI 밴드를 선택하는 단계, 상기 선택된 PMI 밴드에 대한 PMI를 전송하는 단계 및 상기 선택된 PMI 밴드에 대한 CQI를 전송하는 단계를 포함한다.
단말이 CQI와 PMI를 전송 방식에 따라 동일한 그래뉴레러티(granularity)에 대한 값으로 전송함으로써 상향링크 제어신호에 의한 오버헤드를 줄일 수 있으며, 기지국은 상향링크 제어신호의 에러 여부에 따라 무선자원에 적용할 PMI를 적응적으로 선택할 수 있으므로 무선통신 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)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(20)은 일반적으로 단말(10)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. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 OFDMA 기반의 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.
무선통신 시스템은 다중안테나(multiple antenna) 시스템일 수 있다. 다중안테나 시스템은 다중입출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중안테나 시스템은 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
도 2는 다중안테나를 가지는 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 스케줄러(110), 채널인코더(120-1, ..., 120-K), 맵퍼(130-1, ..., 130-K), 전처리기(140-1, ..., 140-K) 및 다중화기(150)를 포함한다. 송신기(100)는 Nt(Nt>1)개의 송신 안테나(190-1, ..., 190-Nt)를 포함한다. 송신기(100)는 하향링크에서 기지국의 일부분일 수 있다. 송신기(100)는 상향링크에서 단말의 일부분일 수 있다.
스케줄러(110)는 N명의 사용자들로부터 데이터를 입력받아, 한 번에 전송될 K개의스트림을 출력한다. 스케줄러(110)는 각 사용자의 채널정보를 이용하여 가용할 수 있는 무선자원에 전송할 사용자와 전송률을 결정한다. 스케줄러(110)는 귀환 데이터로부터 채널품질정보(Channel quality information; CQI)를 추출하여 코드율(code rate), 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme; MCS) 등을 선택한다. 채널 품질 정보에는 송수신기 사이에 신호대잡음비(signal to noise ratio; SNR), 신호대간섭과잡음비(signal to interference and noise ratio; SINR) 등이 있다.
스케줄러가 할당하는 가용 무선자원은 무선통신 시스템에서 데이터 전송시에 사용되는 무선자원을 의미한다. 예를 들어, TDMA(Time division multiple access) 시스템에서는 각 시간 슬롯(time slot)이 자원이고, CDMA(Code division multiple access) 시스템에서는 각 코드와 시간 슬롯이 자원이며, OFDMA(Orthogonal frequency division multiple access) 시스템에서는 각 부반송파와 시간슬롯이 자원이다. 동일한 셀(Cell) 또는 섹터(Sector)내에서 다른 사용자에게 간섭을 일으키지 않기 위하여 각 자원은 시간, 코드 또는 주파수 영역에서 직교하게 정의될 수 있다.
채널인코더(120-1,...,120-K)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(130-1,...,130-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑한다. 이를 데이터심벌이라 한다. 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.
전처리기(140-1,...,140-K)는 입력되는 데이터심벌(u1,...,uK)에 대해 프리코딩(Precoding)을 수행하여 입력심벌(x1,...,xK)을 생성한다. 프리코딩은 전송할 데이터심벌에 전처리를 수행하는 기법이며, 이러한 프리코딩 기법 중에서는 데이터심벌에 가중치 벡터 또는 프리코딩 행렬 등을 적용하여 입력심벌을 생성하는 RBF(random beamforming), ZFBF(zero forcing beamforming) 등이 있다.
다중화기(150)는 입력심벌(x1,...,xK)을 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. 다중화된 심벌은 변조되어 송신안테나(190-1,...,190-Nt)를 통해 송신된다.
도 3은 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 수신기(200)는 복조기(210), 채널추정기(220), 후처리기(230), 디맵퍼(240), 채널 디코더(250) 및 제어기(260)를 포함한다. 수신기(200)는 Nr(Nr>1)개의 수신 안테나(290-1,...,290-Nr)를 포함한다. 수신기(200)는 하향링크에서 단말의 일부분일 수 있다. 수신기(200)는 상향링크에서 기지국의 일부분일 수 있다.
수신 안테나(290-1,...,290-Nr)로부터 수신된 신호는 복조기(210)에 의해 복조된다. 채널 추정기(220)는 채널을 추정하고, 후처리기(230)는 전처리기(140-1,...,140-K)에 대응하는 후처리를 수행한다. 디맵퍼(240)는 입력심벌을 부호화된 데이터로 디맵핑하고, 채널 디코더(250)는 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다. 제어기(260)는 채널상태정보(CSI) 또는 채널품질정보(CQI) 또는 사용자 우선순위 정보 등을 포함하는 귀환데이터를 송신기로 귀환시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선자원에 대하여 제어신호가 적용되는 그래뉴레러티(granularity)를 도시한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 사용자 데이터 및 제어신호는 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함하는 프레임에 실려서 전송된다. 프레임은 시간 축에서 복수의 OFDMA 심벌과 주파수 축에서 복수의 자원블록을 포함할 수 있다. 자원블록은 무선자원 할당의 기본 단위로서 인접하는 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. 자원블록은 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 부반송파는 데이터 부반송파와 파일럿 부반송파가 될 수 있다. 데이터 부반송파에는 사용자 데이터 또는 제어신호가 실릴 수 있다. 파일럿 부반송파에는 다중안테나 시스템에서 각 안테나별 일반 파일럿(common pilot)이 실릴 수 있다. 자원블록에서 데이터 부반송파와 파일럿 부반송파의 배열은 다양한 구성으로 배열될 수 있다.
제어신호는 주파수 축으로 전체 밴드(Whole Band; WB), PMI 밴드(PMI Band; PB), 서브 밴드(Sub Band; SB) 등 다양한 그래뉴레러티(granularity)로 적용될 수 있다. 서브 밴드(SB)는 적어도 하나의 사용자 데이터 또는 제어신호가 실릴 수 있는 주파수 대역을 나타낸다. 서브 밴드(SB)는 적어도 하나의 자원블록을 포함할 수 있다. PMI 밴드(PB)는 인접하는 적어도 하나의 서브 밴드를 포함한다. PMI 밴드(PB)는 동일하거나 유사한 PMI를 가지는 서브 밴드(SB)를 포함한다. 전체 밴드(WB)는 전체 주파수 대역을 나타낸다. 이들의 크기를 서로 비교하면, SB ≤ PB ≤ WB 가 될 수 있다.
한편, CQI의 전송 방식에 따라 베스트 밴드(Best Band; BB)와 나머지 밴드(Residual Band; RB)로 구분될 수 있다. 베스트 밴드(BB)는 복수의 서브 밴드 중에서 선택되는 특정 서브 밴드를 나타낸다. 나머지 밴드(RB)는 전체 밴드(WB)에서 베스트 밴드(BB)를 제외한 나머지 서브 밴드를 나타낸다. 예를 들어, CQI를 Best-M 방식으로 전송하는 경우(M=2)를 가정할 때, CQI는 서브 밴드별로 구해지며, 서브 밴드별 CQI 중 CQI 값이 가장 큰 순서로 서브 밴드를 2개 선택한다. 선택된 2개의 서브 밴드가 베스트 밴드(BB)가 되고, 그 외의 밴드가 나머지 밴드(RB)가 된다. 2개의 베스트 밴드(BB)의 CQI는 그대로 전송하고, 나머지 밴드(RB)의 CQI는 나머지 밴드(RB)에 속하는 모든 서브 밴드의 CQI를 평균하여 하나의 평균값으로 전송할 수 있다.
Best-M 방식은 다수의 서브 밴드 중에서 특정 서브 밴드를 M 개 선택하는 방식이다. Best-M 방식에서 선택된 서브 밴드의 CQI는 원래의 값 그대로, 또는 평균값으로 표현될 수 있다. 나머지 밴드에 대하여는 나머지 밴드의 평균 CQI 또는 전체 밴드의 평균 CQI 등으로 표현될 수 있다.
상술한 프레임의 구성 및 제어신호가 적용되는 그래뉴레러티(granularity)는 예시에 불과하며, 각 밴드들의 크기 및 수는 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.
이와 같이, 다양한 그래뉴레러티를 적용하는 것은 기지국과 단말 간의 통신에서 원활한 통신이 이루어지도록 제어신호로 인한 오버헤드를 줄이고 제어신호를 효율적으로 전송하기 위해서이다. 예를 들어, CQI는 복수의 단말에게 보다 좋은 서비스 품질(Quality of Service; QoS)의 서비스를 제공하기 위하여 서브 밴드 별로 구하여 전송하는 것이 효과적이다. 그러나 모든 서브 밴드의 CQI를 전송하는 경우에는 오버헤드가 커지게 되므로, CQI가 좋은 몇 개의 서브 밴드를 베스트 밴드(BB)로 지정하여 원래의 CQI를 전송하고, 나머지 밴드(RB)의 CQI는 평균값만을 전송하게 된다. PMI는 사용자 데이터의 전처리와 후처리에 필요한 제어정보로서 서브 밴드(SB), PMI 밴드(PB) 또는 전체 밴드(WB)에 대하여 구해질 수 있다. CQI는 PMI를 바탕으로 계산되어 양자화(quantization)된 것이므로 정확한 CQI의 보고를 위해서 모든 서브 밴드에 대한 PMI를 전송할 수 있으나, 이로 인하여 오버헤드가 커지게 된다. PMI 밴드에 대한 PMI를 구하여 전송하는 경우에도 PMI 밴드의 크기에 따라 불필요한 오버헤드가 생길 수 있다. 따라서 CQI가 전송되는 방식에 맞추어 PMI를 구하여 전송하게 되면 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있고 정확한 CQI의 보고가 가능하게 된다. RI는 다중안테나에 의하여 다중화될 수 있는 각각의 독립 채널을 나타내는 것으로, 전체 밴드(WB) 단위로 구하여 전송하는 것으로 충분하다.
이하에서는 상기의 무선통신 시스템에서의 제어신호 전송 방법에 대하여 설명한다. 특히, CQI의 전송 방식에 따라 PMI를 구하여 전송하는 귀환데이터 전송 방법에 대하여 설명한다.
도 5 내지 7은 CQI 및 PMI를 전송하는 일예를 도시한 예시도이다. 도 5 내지 7은 전대역의 CQI 및 PMI를 구하여 전송하는 경우이다.
도 5 내지 7을 참조하면, 전대역이 8개의 서브 밴드로 이루어지는 것으로 가정한다. CQI의 주파수 그래뉴레러티(Frequency Granularity; FG)는 하나의 서브 밴드로 정해질 수 있다. 이때, PMI의 FG는 전체 밴드로 정해질 수 있다(도 5의 경우 ). 단말은 각 서브 밴드의 CQI와 전체 밴드의 PMI를 전송한다.
CQI의 FG는 하나의 서브 밴드로 정해지고, PMI의 FG는 CQI의 FG보다 큰 그래뉴레러티로 정해질 수 있다(도 6의 경우). 즉, PMI FG = N * CQI FG (N > 1)의 관계를 가질 수 있다. 이때, PMI FG는 CQI FG의 배수로 정해질 수 있다. 예를 들어, CQI FG에 2개의 자원블록이 포함될 때, PMI FG에는 4개, 6개, …의 자원블록이 포함되도록 정할 수 있다. PMI FG가 CQI FG의 배수로 정해지면 PMI에 따라 정해지는 CQI의 계산이 용이해지며 PMI을 쉽게 적용시킬 수 있다. 단말은 각 서브 밴드의 CQI와 PMI FG의 PMI를 전송한다.
CQI의 FG는 하나의 서브 밴드로 정해지고, PMI의 FG도 하나의 서브 밴드로 정해질 수 있다(도 7의 경우). 즉, CQI의 FG와 PMI FG가 동일한 크기로 정해질 수 있다. CQI의 FG와 PMI FG가 동일한 크기로 정해지는 경우 CQI 보고의 정확성은 높아질 수 있으나, 전송하는 CQI의 수에 따라 오버헤드가 증가할 수 있다. 단말은 각 서브 밴드의 CQI 및 PMI를 전송한다.
한편, CQI를 계산하는 방법에는 다음과 같은 방법이 있다.
1. 각 서브밴드별 PMI(이를 주파수 선택적 PMI라 한다)를 적용하여 서브밴드별 CQI를 계산할 수 있다.
2. 전체 밴드에 대한 PMI를 적용하여 서브밴드별 CQI를 계산할 수 있다.
3. Best-M 방식에서 선택한 베스트 밴드를 제외한 나머지 밴드에 대한 PMI를 적용하여 나머지 밴드에 속하는 서브밴드별 CQI를 계산할 수 있다. (전체 밴드에 대한 PMI 또는 나머지 밴드에 대한 PMI를 주파수 비선택적 PMI라 한다)
4. Best-M 방식에서 선택한 베스트 밴드에는 주파수 선택적 PMI를 적용하여 각 베스트 밴드의 CQI를 계산하고, 나머지 밴드에 속하는 서브밴드에는 주파수 비선택적 PMI를 적용하여 서브밴드별 CQI를 계산할 수 있다.
5. Best-M 방식에서 전체 밴드에 대한 평균 CQI는 베스트 밴드를 포함하여 CQI의 평균값으로 계산될 수 있다.
6. Best-M 방식에서 나머지 밴드에 대한 평균 CQI는 베스트 밴드를 제외하고CQI의 평균값으로 계산될 수 있다.
7. Best-M 방식에서 베스트 밴드의 CQI를 전체 밴드의 평균 CQI와의 차이값으로 나타내어, 나머지 밴드와 상기 차이값으로 CQI 평균값을 계산할 수 있다. 이 CQI 평균값은 나머지 밴드 또는 전체 밴드에 대한 CQI 평균값으로 사용될 수 있다.
주파수 선택적 PMI를 적용한 CQI를 포함하여 CQI가 계산될 때, 평균 CQI는 전반적으로 높아질 수 있다. 사용자의 수가 적을 때는 보고되는 베스트 밴드 이외의 밴드도 할당될 수 있는데, 나머지 밴드의 CQI가 높은 값으로 보고되기 때문에 MCS를 선택할 때 높은 MCS를 선택할 수 있고, 이에 따라 수율을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 전체 밴드(WB)는 복수의 서브 밴드(subband)로 나뉠 수 있고, 단말은 서브 밴드마다 CQI를 구할 수 있다. 여기서 전체 밴드(WB)는 7개의 서브 밴드(SB)를 포함하며, 7개의 서브 밴드 중에서 6번째 서브 밴드와 7번째 서브 밴드를 베스트 밴드(Best band; BB)로 선택한 것으로 가정한다. 즉, Best-M 방식에 서 CQI가 좋은 2개의 서브 밴드를 선택하는 경우(M=2)이다. 이는 예시에 불과하며 수적인 제한이 아니다.
단말이 귀환데이터에 포함시켜 전송하는 여러 종류의 제어신호를 전송한다. 다음 표 1은 제어신호의 유형에 대한 일 예를 나타낸다.
유형 비트맵 RI CQI PMI
A O WB BB #1 CQI BB #2 CQI RB 평균 CQI BB #1 PMI BB #2 PMI RB PMI
B O WB BB #1 and #2 평균 CQI RB 평균 CQI BB #1 PMI and #2 PMI RB PMI
A-1 O WB BB #1 CQI BB #2 CQI BB #1 and BB #2 평균 PMI RB PMI
B-1 O WB BB #1 and #2 평균 CQI RB 평균 CQI BB #1 and #2 평균 PMI RB PMI
B-2 O WB BB #1 and #2 평균 CQI RB 평균 CQI BB #1 and #2 평균 PMI RB 평균 PMI
'비트맵'은 다수의 서브 밴드(SB) 중 선택한 서브 밴드(SB)를 지정하는 지시자(indicator)이다. 즉, 비트맵으로 Best-M 방식에서 선택된 M개의 서브 밴드를 지정할 수 있다. 예를 들어, 7개의 서브 밴드를 7비트의 비트맵으로 나타낼 수 있으며, 7개의 서브밴드 중에서 선택된 6번째 서브 밴드와 7번째 서브 밴드를 '0000011'과 같이 지정할 수 있다. 또는 비트맵으로 다수의 제어신호들을 구분할 수 있다. 예를 들어, 1개의 RI, 2개의 베스트 밴드(BB)의 CQI, 1개의 나머지 밴드(RB)의 평균 CQI, 3개의 PMI 밴드(PB)의 PMI의 순서를 가진 제어신호를 7비트의 비트맵으로 나타내는 경우, 비트맵이 '0111000'과 같이 주어지면 제어신호에 2개의 베스트 밴드(BB)의 CQI와 1개의 나머지 밴드(RB)의 CQI가 포함된 것을 의미한다.
'RI'는 전체 밴드(WB)에 대한 값으로 귀환데이터에 포함될 수 있다.
'CQI'와 'PMI'는 동일한 그래뉴레러티(granularity)로 귀환데이터에 포함될 수 있다. 즉, Best-M 방식에서 CQI는 베스트 밴드의 CQI와 나머지 밴드의 CQI가 귀환데이터에 포함될 수 있다. 이때, PMI도 CQI와 동일한 베스트 밴드의 PMI와 나머지 밴드의 PMI가 귀환데이터에 포함될 수 있다. 베스트 밴드의 CQI는 베스트 밴드에 해당하는 각 서브 밴드별 CQI이다. 또는 베스트 밴드의 CQI는 베스트 밴드에 해당하는 서브 밴드의 평균 CQI가 될 수 있다. 나머지 밴드의 CQI는 나머지 밴드에 해당하는 서브 밴드의 평균 CQI가 될 수 있다.
유형 'A'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI와 나머지 밴드(RB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 PMI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 PMI와 나머지 밴드(RB)의 PMI가 된다. 유형 'B'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 나머지 밴드(RB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 PMI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 PMI와 나머지 밴드(RB)의 PMI가 된다. 유형 'A-1'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 나머지 밴드(RB)의 PMI가 된다. 유형 'B-1'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 나머지 밴드(RB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 나머지 밴드(RB)의 PMI가 된다. 'B-2'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 나머지 밴드(RB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 나머지 밴드(RB)의 평균 PMI가 된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 전체 밴드(WB)는 7개의 서브 밴드(SB)를 포함하며, 7개의 서브 밴드 중에서 6번째 서브 밴드와 7번째 서브 밴드를 베스트 밴드(Best band; BB)로 선택한 것으로 가정한다. 즉, Best-M 방식에서 CQI가 좋은 2개의 서브 밴드를 선택하는 경우(M=2)이다. 이는 예시에 불과하며 수적인 제한이 아니다.
다음 표 2는 제어신호의 유형에 대한 다른 예를 나타낸다.
유형 비트맵 RI CQI PMI
C O WB BB #1 CQI BB #2 CQI WB 평균 CQI BB #1 PMI BB #2 PMI WB PMI
D O WB BB #1 and #2 평균 CQI WB 평균 CQI BB #1 PMI and #2 PMI WB PMI
C-1 O WB BB #1 CQI BB #2 CQI BB #1 and BB #2 평균 PMI WB PMI
D-1 O WB BB #1 and #2 평균 CQI WB 평균 CQI BB #1 and #2 평균 PMI WB PMI
D-2 O WB BB #1 and #2 평균 CQI WB 평균 CQI BB #1 and #2 평균 PMI WB 평균 PMI
Best-M 방식에서 CQI는 베스트 밴드의 CQI와 전체 밴드의 CQI가 귀환데이터에 포함될 수 있다. 이때, PMI도 CQI와 동일한 베스트 밴드의 PMI와 전체 밴드의 PMI가 귀환데이터에 포함될 수 있다. 베스트 밴드의 CQI는 베스트 밴드에 해당하는 각 서브 밴드별 CQI 또는 베스트 밴드에 해당하는 서브 밴드의 평균 CQI가 될 수 있다. 전체 밴드의 CQI는 전체 밴드의 평균 CQI가 될 수 있다.
유형 'C'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI와 전체 밴드(WB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 PMI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 PMI와 전체 밴드(WB)의 PMI가 된다. 유형 'D'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 전체 밴드(WB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 PMI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 PMI와 전체 밴드(WB)의 PMI가 된다. 유형 'C-1'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI, 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 전체 밴드(WB)의 PMI가 된다. 유형 'D-1'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 전체 밴드(WB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 전체 밴드(WB)의 PMI가 된다. 유형 'D-2'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI와 전체 밴드(WB)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)와 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI 및 전체 밴드(WB)의 평균 PMI가 된다.
표 1 및 2의 제어신호 유형은 복합적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, CQI는 베스트 밴드의 평균 CQI와 전체 밴드의 평균 CQI를 전송하고, PMI는 베스트 밴드의 평균 PMI와 나머지 밴드의 평균 PMI를 전송할 수 있다.
전체 밴드에 대한 PMI 또는 나머지 밴드에 대한 PMI를 전송하는 기법을 PMI 압축 기법이라 한다.
상술한 바와 같이, CQI가 서브 밴드에 대하여 구해져서 전송되면 동일한 서브 밴드에 대하여 PMI가 구해져서 전송되고, CQI가 나머지 밴드 또는 전체 밴드에 대하여 평균 CQI로 구해져서 전송되면 동일한 나머지 밴드 또는 전체 밴드에 대하여 공통 PMI가 구해져서 전송된다. 이와 같이, 단말은 CQI와 PMI를 동일한 그래뉴레러티(granularity)에 대한 값으로 전송함으로써 상향링크 제어신호에 의한 오버헤드를 줄일 수 있다.
이는 예시에 불과하며 제한이 아니다. 예를 들어, 전체 밴드의 평균 CQI 또는 나머지 밴드의 평균 CQI는 전송되지 않고 베스트 밴드의 CQI만이 전송될 수 있으며, 이에 따라 PMI도 베스트 밴드의 PMI만이 전송될 수 있다.
다음 표 3는 제어신호의 유형에 대한 다른 예를 나타낸다. 서브 밴드에 대한CQI 및 PMI만을 전송하는 경우이다.
유형 비트맵 RI CQI PMI
E O WB BB #1 CQI BB #2 CQI SB All PMI / WB PMI
F O WB BB #1 CQI BB #2 CQI BB #1 PMI BB #2 PMI
G O WB BB #1 CQI BB #2 CQI BB #1 and BB #2 평균 PMI
H O WB BB #1 and #2 평균 CQI BB #1 and #2 평균 PMI
유형 'E'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI가 되고, PMI는 모든 서브 밴드 각각의 PMI 또는 전체 밴드의 PMI가 된다. 유형 'F'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 PMI 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 PMI가 된다. 유형 'G'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1)의 CQI 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1) 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI가 된다. 유형 'H'에서 CQI는 제1 베스트 밴드(BB #1) 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 CQI가 되고, PMI는 제1 베스트 밴드(BB #1) 및 제2 베스트 밴드(BB #2)의 평균 PMI가 된다.
다음 표 4는 제어신호의 유형에 대한 다른 예를 나타낸다. 전체 밴드에 대한CQI 및 PMI만을 전송하는 경우이다.
유형 비트맵 RI CQI PMI
I x WB WB 평균 CQI WB PMI
J x x WB 평균 CQI WB PMI
전체 밴드에 대한 CQI 및 PMI를 전송하므로, 비트맵 정보가 필요없다. 유형 'I'에서 CQI는 전체 밴드의 평균 CQI가 되고, PMI는 전체 밴드에 대한 PMI가 된다. 유형 'J'에서 랭크 정보가 주어지지 않고, CQI는 전체 밴드의 평균 CQI가 되고, PMI는 전체 밴드에 대한 PMI가 된다. 전체 밴드에 대한 PMI는 전체 밴드의 평균 PMI가 될 수 있다.
도 10 내지 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호 전송 방법을 도시한 것이다. 도 10은 전체 밴드 PMI를 전송하는 경우이고, 도 11은 CQI FG보다 큰 크기의 PMI FG에 대한 PMI를 전송하는 경우이며, 도 12는 CQI FG와 동일한 크기의 PMI FG에 대한 PMI를 전송하는 경우이다.
도 10 내지 12를 참조하면, 전체 밴드에 대하여 하나의 PMI를 전송하는 경우에 상향링크 오버헤드를 줄일 수 있다. 이때, CQI는 베스트 밴드(#1, #2) CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI가 전송되거나, 베스트 밴드 CQI 및 나머지 밴드 CQI가 전송될 수 있다.
PMI FG가 CQI FG보다 2배 큰 크기를 가지는 경우, CQI 레벨이 높은 베스트 밴드(#1, #2)에 대해 하나의 PMI(PMI #A)를 전송하고, 나머지 밴드(#3 내지 #5)에 대해 2개의 PMI(PMI #C, #F)를 전송할 수 있다. 전대역의 PMI를 전송하는 경우이지만, PMI FG의 크기를 CQI FG보다 크게 설정하여 상향링크 오버헤드를 줄일 수 있다. PMI를 4비트로 표현할 때, PMI 전송을 위해 12비트의 자원을 사용한다. 이때, CQI는 베스트 밴드(#1, #2) CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI가 전송되거나, 베스트 밴드 CQI 및 나머지 밴드 CQI가 전송될 수 있다.
PMI FG와 CQI FG가 동일한 크기를 가질 때, 베스트 밴드(#1, #2) 각각의 PMI(PMI #A, PMI #B)와 나머지 밴드(#3 내지 #5) 각각의 PMI(PMI #C 내지 #F)를 전송할 수 있다. 데이터 수율을 높일 수는 있으나, 상향링크 오버헤드가 크게 증가할 수 있다. PMI를 4비트로 표현하는 경우 6개의 PMI를 전송하기 위해 24비트의 자원을 사용한다. 이때, CQI는 베스트 밴드(#1, #2) CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI가 전송되거나, 베스트 밴드 CQI 및 나머지 밴드 CQI가 전송될 수 있다.
이상, Best-M 방식에서 PMI를 전송하는 여러 가지 방법에 대하여 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 서브밴드의 수, 베스트 밴드의 수는 다양하게 변경될 수 있으며, PMI 밴드의 수 및 크기도 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 베스트 밴드에 대한 PMI와 전체 밴드에 대한 PMI를 전송하거나, 다수의 베스트 밴드 중에서 일부 베스트 밴드에 대한 PMI만을 전송하는 것과 같이 다양한 방법으로 PMI를 전송할 수 있다.
이하, 전대역에 대한 모든 PMI를 전송하는 대신 일부 서브 밴드, 즉 베스트 밴드에 대한 PMI를 전송하는 방법에 대하여 설명한다.
도 13 및 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호 전송 방법을 도시한 것이다. PMI FG의 크기가 CQI FG의 크기보다 큰 경우(PMI FG = N * CQI FG (N > 1))이다.
도 13 및 14를 참조하면, CQI가 좋은 베스트 밴드에 해당하는 PMI를 전송하고, 필요에 따라 추가적으로 나머지 밴드에 대한 PMI를 전송할 수 있다. 이를 베스트 밴드 PMI 기법이라 한다. 베스트 밴드에 해당하는 각 PMI 밴드의 PMI를 전송하고, 나머지 밴드의 평균 PMI 또는 전체 밴드의 평균 PMI를 전송할 수 있다. 단말이 전송하여야 하는 PMI의 수는 베스트 밴드의 수 및 CQI FG에 대한 PMI FG의 비율에 따라 결정될 수 있다.
PMI FG가 CQI FG의 2배의 크기를 가지고, 베스트 밴드로 2개의 서브밴드가 선택되는 것으로 가정한다(M=2). 선택된 베스트 밴드가 하나의 PMI FG에 속할 수 있다(도 13의 경우). 이때, 단말이 전송하여야 하는 PMI의 수는 하나가 된다. 선택된 2개의 베스트 밴드가 서로 다른 PMI FG에 속하는 경우(도 14의 경우)에, 단말이 전송하여야 하는 PMI의 수는 2개가 된다. 단말은 베스트 밴드에 해당하는 PMI 밴드의 PMI(1)와 함께 전체 밴드의 PMI(2)를 전송하거나, 나머지 밴드의 PMI(3)를 전송할 수 있다.
도 15 및 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호 전송 방법을 도시한 것이다. PMI FG와 CQI FG가 같은 크기를 가지는 경우이다.
도 15 및 16를 참조하면, PMI FG와 CQI FG가 같은 크기를 가지는 경우에 단말은 CQI의 베스트 M의 수와 PMI의 베스트 M의 수가 같게 된다. 즉, 하나의 CQI 당 하나의 PMI가 할당된다. 따라서, 베트스 M 방식으로 CQI 및 PMI를 보고할 때 하나의 비트맵으로 CQI와 PMI를 지시할 수 있다. 단말은 베스트 밴드에 해당하는 PMI(1)와 함께 전체 밴드의 PMI(2)를 전송하거나, 나머지 밴드의 PMI(3)를 전송할 수 있다.
베스트 밴드의 PMI와 전체 밴드 또는 나머지 밴드에 대한 평균 PMI를 함께 전송할 때, 각 PMI가 적용되는 밴드는 보고된 CQI를 통해 알 수 있다. 예를 들어, 동일한 크기를 갖는 PMI FG, CQI FG에서 베스트 M CQI 보고할 때 베스트 CQI를 갖는 M개의 베스트 밴드를 선택할 때 그에 해당하는 M개의 PMI도 함께 보고되어야 한다. 이때, 베스트 밴드를 나타내는 인덱스는 PMI에도 동일하게 적용될 수 있다. 단말이 전송하는 제어신호는 (CQI1, …, CQIM, CQIAverage, BitMap, PMI1, …, PMIM, PMIAverage)와 같이 보고될 수 있다.
서로 다른 크기를 갖는 PMI FG와 CQI FG가 적용될 때에도 베스트 밴드를 나타내는 인덱스를 통해 보고된 PMI가 적용되는 밴드를 알 수 있다. 단말이 전송하는 제어신호는 (CQI1, …, CQIM, CQIAverage, BitMap, PMI1, …, PMIL, PMIAverage (M>L))와 같이 보고될 수 있다. 평균 PMI(PMIAverage)를 보고되는 영역의 가장 마지막에 위치시키면, 평균 PMI를 제외한 나머지 PMI 정보는 순서대로 베스트 밴드에 해당하는 PMI 정보가 된다.
여기서 CQI1, …, CQIM, CQIAverage, BitMap은 Best-M 방식의 CQI 압축(compression)을 고려한 표현으로, PMI 압축 기법은 어떤 CQI 압축 기법과도 함께 쓰일 수 있다. 예를 들어, 단말이 각 서브 밴드의 CQI 정보를 DCT로 압축해서 전송했다면, 기지국은 압축정보를 통해 각 서브 밴드의 CQI를 알 수 있다. 이를 통해 베스트 밴드의 위치를 알 수 있는데, 그 Band의 위치가 베스트 밴드 PMI가 적용되는 위치가 된다.
도 17 내지 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 것이다.
도 17 내지 20을 참조하면, PMI FG가 CQI FG보다 2배 큰 크기를 가지며, CQI가 좋은 베스트 밴드를 2개 선택(M=2)하는 것으로 가정한다.
베스트 밴드(#1, #2)가 하나의 PMI FG에 포함되는 경우, 단말은 베스트 밴드에 해당하는 하나의 PMI(PMI #A)와 전체 밴드에 대한 PMI(PMI #G)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #2)의 CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 17 참조).
베스트 밴드(#1, #2)가 하나의 PMI FG에 포함되는 경우, 단말은 베스트 밴드에 해당하는 하나의 PMI(PMI #A)와 나머지 밴드에 대한 PMI(PMI #H)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #2)의 CQI 및 나머지 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 18 참조).
베스트 밴드(#1, #2)가 서로 다른 PMI FG에 포함되는 경우, 단말은 각 PMI FG에 대한 PMI(PMI #A, PMI #C) 및 전체 밴드에 대한 PMI(PMI #G)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #3)의 CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 19 참조).
베스트 밴드(#1, #2)가 서로 다른 PMI FG에 포함되는 경우, 단말은 각 PMI FG에 대한 PMI(PMI #A, PMI #C) 및 나머지 밴드에 대한 PMI(PMI #H)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #3)의 CQI 및 나머지 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 20 참조).
도 21 내지 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 것이다.
도 21 내지 24를 참조하면, PMI FG가 CQI FG와 동일한 크기를 가지며, CQI가 좋은 베스트 밴드를 2개 선택(M=2)하는 것으로 가정한다.
단말은 베스트 밴드(#1, #2) 각각의 PMI(PMI #A, PMI #B) 및 전체 밴드에 대한 PMI(PMI #G)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #2)의 CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 21 참조).
단말은 베스트 밴드(#1, #2) 각각의 PMI(PMI #A, PMI #B) 및 나머지 밴드에 대한 PMI(PMI #H)를 전송한다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #2)의 CQI 및 나머지 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 22 참조).
선택되는 베스트 밴드가 인접하지 않는 경우에도 PMI FG와 CQI FG가 동일한 크기를 가지므로, 단말은 베스트 밴드(#1, #3) 각각의 PMI(PMI #A, PMI #C) 및 나머지 밴드에 대한 PMI(PMI #H)를 전송할 수 있다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #3)의 CQI 및 나머지 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 23 참조).
선택되는 베스트 밴드가 인접하지 않는 경우, 단말은 베스트 밴드(#1, #3) 각각의 PMI(PMI #A, PMI #C) 및 전체 밴드에 대한 PMI(PMI #G)를 전송할 수 있다. 이때, 단말은 베스트 밴드(#1, #3)의 CQI 및 전체 밴드의 평균 CQI를 전송할 수 있다(도 24 참조).
제어신호를 전송할 수 있는 상향링크 제어채널이 10비트의 정보를 전송할 수 있다고 할 때(예를 들어, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 PUCCH는 10비트의 정보를 전송할 수 있는 공간을 가진다.), 다수의 서브프레임을 거쳐서 제어신호를 전송한다고 하더라도 각각의 서브 밴드에 대한 PMI 및 CQI를 전송하기에는 무리가 있다. 한정된 제어채널을 통해서는 하나의 CQI와 하나의 PMI를 전송하는 것이 바람직하다. 기지국이 단말에게 보고할 밴드를 지정하는 경우, 단말은 지정된 밴드에 해당하는 CQI와 PMI만을 전송한다. 이때, 밴드의 FG는 적절히 조절될 수 있는데, CQI를 보고하는 서브 밴드보다 큰 값일 수 있다. PMI는 지정된 밴드에 공통적으로 적용되는 PMI이다.
단말이 베스트 밴드를 지정할 수 있으며, 선택한 베스트 밴드를 기지국으로 알려준다. 제어채널을 통해 전송되는 CQI 및 PMI는 기지국의 스케줄링에 제한적인 정보만을 주기 때문에 큰 크기의 FG를 갖는 것이 적당하다. FG가 전체 밴드로 정해질 때는 베스트 밴드에 대한 정보를 필요로 하지 않다.
상술한 바와 같이, 베스트 밴드 PMI 및 전체 밴드 PMI를 전송하거나, 베스트 밴드 PMI 및 나머지 밴드 PMI를 전송하는 경우에는 다음과 같은 이득을 얻을 수 있다.
CQI FG와 PMI FG가 동일한 크기를 가지는 경우,
1. PMI가 적용되는 범위와 CQI가 적용되는 범위가 동일하기 때문에 PMI와 CQI를 쉽게 맵핑할 수 있다.
CQI FG와 PMI FG가 서로 다른 크기를 가지는 경우,
1. PMI FG와 CQI FG가 배수 관계를 가질 때가 PMI FG와 CQI FG가 서로소 관계일 때보다 PMI와 CQI를 쉽게 맵핑할 수 있다.
2. PMI FG가 CQI FG보다 큰 크기를 가지고 배수관계인 경우, PMI 압축 기법과 CQI 압축 기술을 함께 적용하기 쉽다. 즉, 베스트 밴드 PMI를 전송하는 방식과 베스트 밴드 CQI를 전송하는 방식을 쉽게 적용할 수 있다.
3. 일부 PMI를 전송하고자 하는 경우, 어떤 서브 밴드의 PMI인지 알려줄 필요가 있다. 예를 들어, 비트맵을 사용하여 선택된 서브 밴드를 알려줄 수 있다. 또는 Best-M CQI가 적용되는 서브 밴드의 PMI인 경우에는 CQI의 베스트 밴드의 위치를 알려주는 정보를 찾아서 PMI를 적용할 수 있다.
도 25 내지 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 것이다.
도 25 내지 27을 참조하면, PMI FG를 CQI FG보다 크게 설정하고, 베스트 밴드가 인접하여 하나의 PMI FG에 포함되도록 선택하여 CQI 및 PMI를 전송할 수 있다.
하나의 PMI FG에 베스트 밴드가 인접하여 포함되도록 하기 위하여, (1) 채널상태가 좋은 서브밴드가 포함되는 PMI 밴드를 구한다. PMI 밴드에는 인접하는(contiguous) 적어도 하나의 서브밴드가 포함되고, 적어도 하나의 CQI 밴드가 포함된다. (2) 선택된 PMI 밴드 내에서 M개의 베스트 밴드를 선택한다. 베스트 밴드는 적어도 하나의 서브밴드를 포함하는 CQI 밴드이다. (3) 하나의 PMI FG 내에서 선택된 베스트 밴드의 평균 CQI를 구한다. (4) 베스트 밴드의 평균 CQI 및 전체 밴드(또는 나머지 밴드)의 평균 CQI를 전송한다. (5) 베스트 밴드가 속하는 PMI 밴드의 PMI 및 전체 밴드(또는 나머지 밴드)에 대한 PMI가 전송된다. PMI는 Best-M 방식에서 주어지는 M에 따라 정해지는 수만큼 전송된다. 보고되는 PMI의 수(No. of reporting PMI)는 M에 따라 다음과 같이 결정될 수 있다.
No. of reporting PMI =
Figure 112008004535188-PAT00001
이때, N = PMI FG / CQI FG 이다. PMI FG가 CQI FG의 배수로 정해질 수 있다. 즉, PMI 밴드에 속하는 서브밴드의 수가 베스트 밴드(CQI 밴드)에 포함되는 서브밴드의 수의 배수가 된다. M은 미리 정해진 수이거나, 기지국이 정하여 단말에게 알려줄 수 있다. M이 정해짐에 따라 보고되는 PMI의 수가 결정되면, 단말이 기지국으로 보고하는 귀환데이터가 일정한 형식로 정해질 수 있다. 뿐만 아니라, 베스트 밴드를 지시하는 비트맵을 PMI 밴드를 지시하는 비트맵으로 재사용할 수 있다. 단말이 전송하는 귀환데이터가 일정한 형식으로 정해지면, 기지국은 블라인드 디코딩(blind decoding)과 같이 복잡한 처리과정을 피할 수 있으므로 시스템의 효율을 높일 수 있다.
임의로 선택되는 베스트 밴드에 해당하는 PMI FG의 PMI(PMI #A, PMI #B)와 나머지 밴드의 PMI(PMI #C)가 전송된다(도 25 참조). CQI는 베스트 밴드의 CQI와 전체 밴드의 평균 CQI가 전송된다. 베스트 밴드의 CQI는 복수의 베스트 밴드에 대한 평균 CQI가 될 수 있으며, 전체 밴드의 평균 CQI 대신 나머지 밴드의 평균 CQI가 전송될 수도 있다. 특별한 오버헤드의 감소는 없다.
베스트 밴드가 인접하여 선택되어 하나의 PMI FG에 베스트 밴드가 포함되는 경우, 베스트 밴드에 해당하는 하나의 PMI(PMI #A)와 나머지 밴드에 대한 PMI(PMI #B, PMI #C)가 전송될 수 있다(도 26참조). 베스트 밴드에 대한 PMI만을 전송하는 경우에는 오버헤드를 줄일 수 있다.
베스트 밴드가 인접하여 선택되어 하나의 PMI FG에 베스트 밴드가 포함되는 경우, 베스트 밴드에 해당하는 하나의 PMI(PMI #A)와 나머지 밴드에 대한 평균 PMI(PMI #D)가 전송될 수 있다(도 27참조). PMI 전송에 따른 오버헤드를 더욱 줄일 수 있다. 이와 같이, CQI FG를 PMI FG보다 작게 설정하면, 즉 PMI FG를 CQI FG보다 크게 설정하고, 베스트 밴드가 인접하여 하나의 PMI FG에 포함되도록 선택하여 여 제어신호를 전송하게 되면 제어신호의 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 28 및 29는 상향링크 PMI의 전송에 따른 데이터 효율(efficiency ratio)을 나타낸 그래프이다. 도 28은 4개의 베스트 밴드를 선택하는 경우(Best-M 방식에서 M=4)이고, 도 29는 6개의 베스트 밴드를 선택하는 경우(Best-M 방식에서 M=6)이다.
도 28 및 29를 참조하면, (a) Scheme1은 도 25에서와 같이 PMI를 전송하는 경우이다. (b) Scheme2는 도 26에서와 같이 PMI를 전송하는 경우이다. (c) Scheme3은 도 27에서와 같이 PMI를 전송하는 경우이다.
Scheme3에서와 같이 베스트 밴드를 인접하도록 선택하여 하나의 PMI를 전송하고 나머지 밴드에 대한 PMI를 전송하는 기법(PMI 압축기법)을 사용하는 경우는 모든 PMI를 전송하는 경우와 데이터 효율면에서 거의 차이가 없다. 즉, 시스템의 성능을 유지하면서 제어신호 전송에 따른 오버헤드를 줄일 수 있다.
이하, 단말이 제어신호를 전송하는 주기에 대하여 설명한다.
단말은 기지국으로 귀환데이터를 전송하는데, 제어신호의 종류에 따라 전송주기를 서로 달리 할 수 있다. 다음 표 5는 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크 제어신호의 전송주기에 대한 일 예를 나타낸다. CQI의 전송주기를 기준으로 다른 제어신호의 전송주기를 나타낸다.
전송주기 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI RI RI
Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap
PMI PMI PMI PMI PMI PMI
CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI
제1 전송주기에서 RI, Bitmap, PMI, CQI가 모두 전송된다. 이후 제9 전송주기에서 RI, Bitmap, PMI, CQI가 모두 전송된다. 상대적으로 변동이 적은 RI의 전송주기는 CQI의 전송주기보다 8배 긴 전송주기를 가지고 전송될 수 있다. Bitmap과 PMI는 CQI보다 2배 긴 전송주기를 가지고 전송될 수 있다. CQI는 각 전송주기마다 전송된다. 이때, CQI와 PMI는 각 전송주기에서 표 1 내지 4에서 설명한 어느 하나의 유형으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 모든 제어신호가 전송되는 제1 , 제9 전송주기에는 제어채널이 한정되므로, 표 4의 유형과 같이 전체 밴드에 대한 PMI 및 CQI를 전송하고, 일부 제어신호만을 전송하는 주기에는 표 3의 유형과 같이 서브 밴드에 대한 PMI 및 CQI를 전송할 수 있다. 또는 제1, 제2 전송주기에서 많은 무선자원을 할당하여 표 1의 A유형과 같이 베스트 밴드의 CQI 및 PMI와 함께 나머지 밴드의 CQI 및 PMI를 전송하고, 일부 제어신호만을 전송하는 주기에는 표 4의 유형과 같이 전체 밴드에 대한 PMI 및 CQI를 전송할 수 있다. 또한, 제1 , 제9 전송주기에서 PMI 및 CQI는 실제값으로 전송하고, CQI 및/또는 PMI만을 전송하는 주기에서는 앞선 전송주기의 CQI 및/또는 PMI에 대한 차이값으로 전송할 수 있다.
다음 표 6은 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크 제어신호의 전송주기에 대한 다른 예를 나타낸다.
전송주기 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI RI RI
Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap
PMI PMI PMI PMI PMI PMI
CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI
귀환데이터에서 Bitmap의 전송주기를 PMI의 전송주기보다 더 길게 만들 수 있다. 전송주기를 서로 비교하면, CQI < PMI < Bitmap < RI 가 된다. 여기서, 제1, 제9 전송주기에서는 베스트 밴드에 대한 PMI 및 CQI가 전송될 수 있고, 제2 내지 8 전송주기에서는 전체 밴드에 대한 평균 PMI 및 평균 CQI가 전송될 수 있다. 한편, 제2 내지 8 전송주기에서 CQI는 제1 전송주기의 CQI에 대한 차이값으로 표현될 수 있다. 이외에도 표 1 내지 4의 여러 가지 유형의 제어신호가 각 전송주기마다 적절히 조합되어 전송될 수 있을 것이다.
다음 표 7은 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크 제어신호의 전송주기에 대한 또 다른 예를 나타낸다.
전송주기 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI RI RI
Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap Bitmap
PMI PMI PMI PMI
CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI CQI
귀환데이터에서 PMI의 전송주기를 Bitmap의 전송주기보다 더 길게 만들 수 있다. 전송주기를 서로 비교하면, CQI < Bitmap < PMI < RI 가 된다.
표 5 내지 7에서 단말이 기지국으로 전송하는 제어신호의 전송주기는 예시에 불과하며, 각 제어신호의 전송주기는 다양한 방식으로 주어질 수 있다. 예를 들어, 여기서는 CQI 전송주기를 기준으로 CQI와 동일한 시각에 전송되는 것으로 가정하였으나, CQI가 전송되지 않는 시각에 다른 제어신호가 전송될 수도 있다. 또한, CQI를 앞선 시간에 전송한 CQI와의 차이값으로 전송하거나, Best-M 방식에서 선택한 베트스 밴드의 수를 줄이거나 늘여서 전송할 수도 있다. 또한, PMI가 이전에 전송한 PMI 값과 동일한 경우에는 PMI의 전송주기에 PMI 값을 귀환데이터에 포함시키지 않거나 동일한 PMI임을 의미하는 1비트의 값을 귀환데이터에 포함시킬 수 있다.
이하에서 기지국이 귀환데이터에서 에러를 검출하여 서브 밴드 PMI, 나머지 밴드 PMI 또는 전체 밴드 PMI를 중 이용할 PMI를 선택하는 방법에 대하여 설명한다. 단말이 전송한 귀환데이터를 기지국이 제대로 복호하지 못하여 서브 밴드 PMI를 이용할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 귀환데이터에 포함되는 PMI는 단말이 자신의 채널 환경에 가장 적합한 PMI를 선택한 것으로, 기지국은 가능하면 귀환데이터에 포함된 PMI를 이용하여 무선자원을 할당하는 것이 서비스 품질(Quality of Service; QoS) 향상에 유리하다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀환데이터의 에러 여부에 따라 PMI를 선택하는 방법을 도시한 흐름도이다. 단말이 Best-M 방식을 적용하여 서브 밴드 PMI(SB PMI)와 전체 밴드 PMI(WB PMI) 또는 나머지 밴드 PMI(RB PMI)를 귀환데이터에 포함시켜 기지국으로 전송한 것으로 가정한다.
도 30을 참조하면, 기지국은 단말로부터 귀환데이터를 수신한다(S210). 귀환데이터에는 Best-M 방식에 따라 선택된 베스트 밴드를 나타내는 비트맵, 베스트 밴드에 해당하는 서브 밴드 PMI와 함께 나머지 밴드 또는 전체 밴드의 PMI가 포함될 수 있다.
기지국은 단말이 전송한 귀환데이터에서 비트맵의 에러 여부를 판별한다(S220). 귀환데이터는 단말로부터 기지국으로 전송되는 과정에서 잡음이나 페이딩(fading)에 의하여 제대로 복호되지 않을 수 있다.
비트맵에 에러가 없는 경우, 기지국은 단말이 전송한 서브 밴드 PMI를 적용한다(S230). 즉, 기지국은 단말이 선택한 베스트 밴드 중 적어도 하나의 서브 밴드를 단말에게 할당해 주고, 할당된 서브 밴드에 대한 PMI로 단말이 전송한 서브 밴드 PMI를 적용한다.
비트맵에 에러가 있는 경우, 기지국은 전체 밴드 PMI 또는 나머지 밴드 PMI를 적용한다(S240). 기지국은 비트맵 에러로 인하여 베스트 밴드를 알 수 없으므로 단말이 전송한 서브 밴드 PMI를 이용할 수 없다. 기지국은 단말이 전송한 전체 밴드 PMI 또는 나머지 밴드 PMI를 바탕으로 단말에게 무선자원을 할당한다. 기지국은 단말에게 무선자원 할당에 대한 정보와 함께 사용하는 PMI를 하향링크 제어신호로 알려준다.
기지국은 상향링크 제어신호의 에러 여부에 따라 무선자원에 적용할 PMI를 적응적으로 선택할 수 있으므로 무선통신 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
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 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 다중안테나를 가지는 송신기를 도시한 블록도이다.
도 3은 다중안테나를 가지는 수신기를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선자원에 대하여 제어신호가 적용되는 그래뉴레러티(granularity)를 도시한 예시도이다.
도 5 내지 7은 CQI 및 PMI를 전송하는 일예를 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 예시도이다.
도 10 내지 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어신호의 전송 방법을 도시한 예시도이다.
도 28 및 29는 상향링크 PMI의 전송에 따른 데이터 효율(efficiency ratio)을 나타낸 그래프이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀환데이터의 에러 여부에 따라 PMI를 선택하는 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (8)

  1. N개의 서브 밴드에 대하여 각 서브 밴드마다 CQI(Channel Quality Indicator)및 PMI를 구하는 단계;
    상기 CQI를 이용하여 상기 N개의 서브 밴드 중에서 채널 상태가 가장 좋은 서브 밴드 순서로 M개의 베스트 밴드를 선택하는 단계(M ≤ N 이고 M, N은 자연수);
    상기 M개의 베스트 밴드에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계; 및
    상기 M개의 베스트 밴드 이외의 나머지 서브 밴드를 포함하는 서브 밴드들에 대한 평균 CQI 및 평균 PMI를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 N개의 서브 밴드에서 상기 M개의 베스트 밴드를 지정하는 비트맵을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서브 밴드들에 대한 평균 PMI는, 상기 N개의 서브 밴드들 전체에 대한 평균 PMI인 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서의 제어신 호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서브 밴드들에 대한 평균 PMI는, 상기 M개의 베스트 밴드 이외의 나머지 서브 밴드들만으로 이루어진 서브 밴드들에 대한 평균 PMI인 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서의 제어신호 전송 방법.
  5. 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법에 있어서,
    N개의 서브밴드가 나누어진 적어도 하나의 PMI 밴드 중에서 PMI를 전송할 PMI 밴드를 선택하되, 상기 PMI 밴드는 적어도 하나의 CQI 밴드로 나누어지고, 상기 PMI 밴드는 적어도 하나의 서브밴드를 포함하고, 상기 CQI 밴드는 적어도 하나의 서브밴드를 포함하는 단계;
    상기 선택된 PMI 밴드에 속하는 CQI 밴드 중에서 CQI를 전송할 CQI 밴드를 선택하는 단계;
    상기 선택된 PMI 밴드에 대한 PMI를 전송하는 단계; 및
    상기 선택된 PMI 밴드에 대한 CQI를 전송하는 단계를 포함하는 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 PMI 밴드는 인접하는(contiguous) 복수의 서브밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 PMI 밴드에 속하는 서브밴드의 수는 상기 CQI 밴드에 속하는 서브밴드의 수의 배수인 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 선택된 PMI 밴드에서 선택되는 CQI 밴드의 수를 기지국이 알려주는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템에서 채널 정보 전송 방법.
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