KR20100014749A - 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법 Download PDF

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다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법은 계층들의 갯수를 결정하는 단계, 제1 코드워드에 대한 변조 심벌들, 제2 코드워드에 대한 변조 심벌들 및 제3코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 맵핑 심벌들을 생성하는 단계, 및 상기 맵핑 심벌들을 복수의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함한다. 6개 또는 8개의 안테나 포트를 갖는 다중 안테나 시스템의 구현이 가능하여, 향상된 데이터 레이트 및 QoS(Quality of Service)의 지원이 가능하다.
다중 안테나, 무선통신, MIMO, 계층, 코드워드

Description

다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법{METHOD OF TRANSMITTING DATA IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나를 이용하여 복수의 코드워드를 전송하는 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)는 각 사용자에 직교성(orthogonality)을 가지는 부반송파(subcarrier)를 할당하는 다중접속 방식이다. OFDMA는 심볼간 간섭(ISI: intersymbol interference)을 완화하고, 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강인한 특성을 제공하여 높은 데이터 레이트(data rate)를 제공할 수 있다. OFDMA는 사용자간에 서로 독립적인 부반송파가 할당되도록 하여, 특정 부반송파가 모든 사용자에 대해 깊은 페이딩(deep fading) 상태에 빠질 확률이 매우 낮아지도록 한다. 따라서, 부반송파가 사용자간에 서로 독립적인 특성을 가짐으로써 좋은 채널상태를 가지는 사용자에게 부반송파를 적응적으로 할당하여 송신 전력 감소 및 수율(throughput) 향상이 가능하다.
무선통신의 채널 페이딩에 의한 성능 열화를 극복하기 위해 MIMO(multiple input multiple output) 시스템을 사용한 공간 다이버시티(spatial diversity) 및/또는 공간 다중화(spatial multiplexing)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. MIMO 시스템은 송신기와 수신기에 2개 이상의 안테나를 구현하여 높은 데이터 레이트와 신뢰도 향상 그리고 채널 용량 증가 등의 장점을 제공한다.
최근에 표준화가 진행 중인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 (WiMAX) 및 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 다중 안테나를 지원한다. 3GPP TS 36.211 V8.0.0 (2007-09) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access)를 채용하고 있다.
3GPP TS 36.211 V8.0.0에 의하면 3GPP LTE는 최대 4개의 안테나 포트를 지원 한다. 하지만, 더 높은 최대 데이터 레이트를 요구하는 차세대 무선통신 시스템은 더 많은 수의 안테나 포트의 지원이 필요할 것으로 기대된다. 다중 안테나 시스템에서 4개 이상의 안테나 포트를 지원하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 안테나 시스템에서 코드워드를 계층으로 맵핑하는 방법을 제공하는 데 있다.
일 양태에 있어서, 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법은 계층들의 갯수를 결정하는 단계, 제1 코드워드에 대한 변조 심벌들, 제2 코드워드에 대한 변조 심벌들 및 제3코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 맵핑 심벌들을 생성하는 단계, 및 상기 맵핑 심벌들을 복수의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함한다. 상기 제1 코드워드, 상기 제2 코드워드 및 상기 제3 코드워드 중 적어도 하나는 적어도 2개의 계층으로 맵핑되고, 상기 계층들의 갯수는 4보다 크다.
상기 다중 안테나의 수는 4 보다 크고, 상기 계층들의 갯수는 상기 다중 안테나의 수보다 작거나 같을 수 있다. 상기 계층들의 최대 갯수는 6 또는 8 일 수 있다. 각 코드워드에 대한 변조 심벌들은 복수의 계층으로 순환적으로(cyclically) 맵핑될 수 있다.
8개의 안테나 포트를 갖는 다중 안테나 시스템의 구현이 가능하여, 향상된 데이터 레이트를 제공할 수 있다. 코드워드별로 거의 유사한 수의 계층들로 맵핑되므로, 코드별로 대등한 데이터 레이트를 제공할 수 있다. 랭크 선택을 위한 계산량을 줄이고, 폐쇄 루프 다중 안테나 시스템을 위한 피드백 오버헤드를 줄일 수 있 다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 기술에 적용될 수 있다. 무선 접속 기술은 다양한 무선 통신 표준 시스템으로 구현될 수 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UMTS(Evolved-Universal Mobile Telecommunications System)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(LTE-Advance)는 LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
이하의 기술이 적용되는 다중 안테나 시스템 또는 MIMO 시스템은 다중 전송 안테나와 적어도 하나의 수신 안테나를 이용한 시스템이다. 이하의 기술은 다양한 MIMO (multiple input multiple output) 방식에 적용될 수 있다. MIMO 방식은 동일한 스트림을 다중 계층으로 전송하는 공간 다이버시티(spatial diversity)와 다중 스트림을 다중 계층으로 전송하는 공간 다중화(spatial multiplexing)가 있다. 공간 다중화에서 다중 스트림이 하나의 사용자에게 전송될 때 SU-MIMO(Single User-MIMO) 또는 SDMA(spatial division multiple access)라고 한다. 공간 다중화에서 다중 스트림이 다수의 사용자에게 전송될 때 MU-MIMO(Multi User-MIMO)라고 한다. 또한, 공간 다이버시티 및 공간 다중화는 각각 사용자로부터의 보고되는 귀환(feedback) 정보의 이용 여부에 따라 개루프(open-loop) 방식과 폐루프(closed-loop) 방식으로 나눌 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나를 갖는 전송기를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 전송기(100)는 채널 인코더들(110-1, 110-2), 맵퍼들(120- 1, 120-2) 및 계층 맵핑 유닛(Layer Mapping Unit, 140), 프리코더(150) 및 신호 생성기(Signal Generator, 160-1, ..., 160-Nt)를 포함한다. Nt는 안테나 포트(port)의 수이다. 채널 인코더(110-1, 110-2)는 입력되는 정보비트들을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 코드워드(codword)를 생성한다. 제1 채널 인코더(110-1)는 제1 코드워드(CW1)를 생성하고, 제2 채널 인코더(110-2)는 제2 코드워드(CW2)를 생성한다.
맵퍼(120-1, 120-2)는 각 코드워드를 변조 방식(modulation scheme)에 따라 변조하여 복조값을 갖는 변조심벌들로 맵핑한다. 변조 방식에는 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. 제1 맵퍼(120-1)는 제1 코드워드(CW1)에 대한 변조 심벌들을 생성하고, 제2 맵퍼(120-2)는 제2 코드워드(CW2)에 대한 변조 심벌들을 생성한다.
여기서는, 2개의 코드워드를 처리하기 위해 전송기(100)가 2개의 채널 인코더들(110-1, 110-2)과 2개의 맵퍼들(120-1, 120-2)를 포함하고 있으나, 전송기(100)에 포함되는 채널 인코더들의 수와 맵퍼의 수는 제한이 아니다. 전송기(100)는 적어도 하나의 코드워드를 처리하기 위한 적어도 하나의 채널 인코더와 적어도 하나의 맵퍼를 포함할 수 있다.
계층 맵핑 유닛(140)은 입력되는 코드워드들(CW1, CW2)들의 변조 심벌들을 계층의 갯수에 따라 각 계층으로 맵핑한다. 계층(layer)은 프리코더(150)로 입력되 는 정보 경로(information path)라 할 수 있으며, 랭크(rank)의 값에 대응한다. 계층으로 하나의 스트림이 전송될 수 있으며, 각 계층마다 동일한 스트림이 전송될 수도 있고, 서로 다른 스트림이 전송될 수 있다. 계층 맵핑 유닛(140)은 계층의 갯수(즉, 랭크)를 결정한 후, 각 계층으로 각 코드워드의 변조 심벌들을 맵핑하여, 맵핑 심벌들을 생성할 수 있다. 후술하는 계층 맵핑에 관한 다양한 실시예들은 계층 맵핑 유닛(140)에 의해 구현될 수 있다.
프리코더(150)는 각 계층으로 맵핑된 맵핑 심벌을 복수의 안테나 포트(170-1,..,170-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심벌(antenna specific symbol)을 출력한다. 신호 발생기(160-1,...,160-Nt)는 안테나 특정 심벌을 전송 신호로 변환하고, 전송 신호는 각 안테나 포트(190-1,...,190-Nt)을 통해 전송된다. 신호 생성기(160-1,...,160-Nt)는 OFDM 변조를 수행할 수도 있고, SC-FDMA 변조 등 기타 당업자에게 잘 알려진 방식을 통해 전송 신호를 생성할 수 있다.
이하에서 안테나 포트는 계층에 대응하는 논리적인 안테나를 말한다. 계층의 개수와 안테나 포트의 개수는 동일하다고 가정한다. 물리적 안테나의 수은 MIMO 방식에 따라 안테나 포트의 수와 같거나 다를 수 있다.
전송기(100)는 HARQ(Hyrid Automatic Repeat Request)을 지원할 수 있다. HARQ을 위한 재전송시 초기 전송과 동일한 계층 맵핑을 수행할 수도 있고, 재전송을 위한 계층 맵핑을 수행할 수도 있다. 또한, 전송기(100)는 채널 상황에 따라 랭크를 바꾸는 랭크 적응(rank adaptation)을 지원할 수 있다.
3GPP TS 36.211 V8.0.0 (2007-09)의 6.3절에 의하면, 3GPP LTE에서는 코드워 드 q에 대한 변조 심벌들 d(q)(0), ...., d(q)(M(q) symb-1)은 계층 x(i)=[ x(0)(i) ... x(υ-1)(i)]T (i=0,1,..., Mlayer symb-1)로 맵핑된다. 여기서, M(q) symb는 코드워드 q 대한 변조심벌들의 갯수, υ는 계층들의 갯수, Mlayer symb는 계층당 변조심벌들의 갯수이다. 공간 다중화를 위한 코드워드-to-계층 맵핑은 다음 표 1과 같다.
Figure 112009022203552-PAT00001
상기 표에 따르면 최대 4개의 계층 즉, 4개의 안테나 포트에 대한 다중 코드워드 전송을 지원한다. 그러나, 4개 이상, 예를 들어 8개의 안테나 포트에 대한 다중 코드워드 전송에 대해서는 개시되고 있지 않다.
이하에서는 싱글 사용자에 대한 적어도 하나의 코드워드를 기반으로 한 MIMO 전송에 있어서, 안테나 포트의 갯수가 8 일 때, 코드워드-to-계층 맵핑에 대해 기술한다.
안테나 포트의 갯수가 8일 때, 최대 랭크가 8 (즉, 계층의 갯수가 8)인 전송이 가능하다. 각 계층별로 다른 코드워드가 맵핑될 수도 있고, 하나의 코드워드가 복수의 계층으로 맵핑될 수 있다. 아래 표는 최대 4개의 코드워드(CW)를 랭크 1~8로 맵핑할 때, 가능한 조합을 나타낸다.
Figure 112009022203552-PAT00002
상기 표에서 [w]는 1개의 코드워드가 w개의 계층으로 맵핑되는 것을 나타낸다. [w, x]는 2개의 코드워드를 사용할 때, 제1 코드워드는 w개의 계층으로 맵핑되고, 제2 코드워드는 x개의 계층으로 맵핑되는 것을 나타낸다. [w, x, y]는 3개의 코드워드를 사용할 때, 제1 코드워드는 w개의 계층으로 맵핑되고, 제2 코드워드는 x개의 계층으로 맵핑되고, 제3 코드워드는 y개의 계층으로 맵핑되는 것을 나타낸다. [w, x, y, z]는 4개의 코드워드를 사용할 때, 제1 코드워드는 w개의 계층으로 맵핑되고, 제2 코드워드는 x개의 계층으로 맵핑되고, 제3 코드워드는 y개의 계층으로 맵핑되고, 제4 코드워드는 z개의 계층으로 맵핑되는 것을 나타낸다.
도 3은 상기 표 2의 코드워드-계층 맵핑에서 [1, 1, 3] 맵핑을 그림으로 나타낸 것이다. 'CWn'는 코드워드 n에 대한 변조심벌들을 나타내고, S/P(310)는 직렬-병렬 변환기(serial-to-parallel converter)를 나타낸다. 프리코더(320)에서 수행되는 MIMO 전처리에는 제한이 없으며, CDD(Cyclic Delay Diversity), SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code) 및 이들의 조합 등 잘 알려진 방법을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 코드워드-계층 맵핑을 간단히 하기 위해, 안테나 클러스터링(clustering)을 이용한다. 안테나 클러스터는 복수의 안테나 포트를 포함한다. 각 안테나 클러스터는 동일한 갯수의 안테나 포트를 포함할 수 있고, 또는 서로 다른 갯수의 안테나 포트를 포함할 수 있다.
이제, 8개의 안테나 포트가 각 4개의 안테나 포트를 포함하는 2개의 안테나 클러스터로 나누어질 때, 코드워드-계층 맵핑에 대해 기술한다. 이 때, 각 안테나 포트를 통해 최대 랭크로 4가 사용될 수 있으며, 2개의 안테나 포트를 통해 총 랭크 8이 사용될 수 있다.
다음 표는 2개의 안테나 클러스터를 통해 사용될 수 있는 랭크의 조합을 나타내며, 총 17가지의 경우의 수가 있음을 보여준다.
Figure 112009022203552-PAT00003
상기 표에서, 총 랭크가 3일 때 케이스 3과 6은 동일한 것으로 볼 수 있고, 총 랭크가 4일 때 케이스 4와 10은 동일한 것으로 볼 수 있고, 총 랭크가 5일 때 케이스 8과10, 케이스 5와 14은 동일한 것으로 볼 수 있고, 총 랭크가 6일 때 케이스 13과 16은 동일한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 표 3을 총 랭크에 대해 다시 정리하면 다음 표와 같다.
Figure 112009022203552-PAT00004
각 안테나 클러스터당 하나의 코드워드가 맵핑된다고 하면, 2개의 안테나 클러스터를 통해 2개의 코드워드가 전송될 수 있다. 2개의 코드워드에 대한 코드워드-계층 맵핑은 다음 표와 같다.
Figure 112009022203552-PAT00005
상기 표에서 (x, y)는 제1 코드워드가 제1 안테나 클러스터의 랭크 x로 맵핑되고, 제2 코드워드가 제2 안테나 클러스터의 랭크 y로 맵핑되는 것을 나타낸다. 랭크 2이상의 맵핑에서, 1개의 코드워드에 대한 맵핑은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 재전송에 사용될 수 있다. 예를 들어, 초기 전송이 (1,2)이 사용된다고 할 때, 제2 코드워드에 대한 재전송은 (2)가 사용되는 것이다.
이제 각 랭크별로 하나의 맵핑룰을 정의하기 위해 다음과 같은 조건을 정의한다.
(1) 각 안테나 클러스터 당 1개의 코드워드가 맵핑된다.
(2) 하나의 코드워드를 위한 최대 랭크는 각 안테나 클러스터가 지원하는 최대 랭크까지이다.
(3) 각 랭크 당 하나의 코드워드-계층 맵핑이 정의된다. 이는 랭크 선택을 위한 계산 복잡도를 줄이기 위함이다.
(4) 제1 안테나 클러스터의 랭크가 제2 안테나 클러스터의 랭크보다 작거나 같다. 이는 수신기에서의 MMSE(Minimum Mean Squared Error)-SIC(Successive Interference Cancellation) 성능을 높일 수 있다.
(5) 각 코드워드를 위한 랭크들은 서로 같거나 그 차이를 최소화한다.
(6) HARQ 재전송을 위한 1 코드워드에 대한 최대 랭크는 각 안테나 클러스터가 지원하는 최대 랭크까지이다.
상기와 같은 조건에 의하여 상기 표 5의 코드워드-계층 맵핑을 재정의하면 다음 표와 같다.
Figure 112009022203552-PAT00006
상기 표에서 (x), (y)는 제1 코드워드가 제1 안테나 클러스터의 랭크 x로 맵핑되고, 제2 코드워드가 제2 안테나 클러스터의 랭크 y로 맵핑되는 것을 나타낸다. 랭크 2이상의 맵핑에서, 1개의 코드워드에 대한 맵핑은 HARQ 재전송에 사용될 수 있다.
이제 다음과 같은 파라미터들을 정의한다.
M(q) symb : 코드워드 q 대한 변조심벌들의 갯수.
d(q)(0), ...., d(q)(M(q) symb-1) : 코드워드 q에 대한 변조 심벌들.
υ : 계층들의 갯수.
Mlayer symb : 계층당 변조심벌들의 갯수.
x(i)=[ x(0)(i) ... x(υ-1)(i)]T , i=0,1,..., Mlayer symb-1 : 계층들에 맵핑된 맵핑심벌들.
상기와 같이 정의된 파라미터들에 따라, 표 6에 나타난 2개의 코드워드에 대한 8개의 안테나 포트, 즉 2개의 안테나 클러스터로의 코드워드-계층 맵핑은 다음 표들과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00007
Figure 112009022203552-PAT00008
이제, 각 안테나 클러스터 당 2개의 코드워드가 지원되는 경우를 고려한다.
전술한 조건 (2) 내지 (6)을 적용하면, 다음 표와 같이 코드워드-계층 맵핑을 나타낼 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00009
상기 표에서 (w), (y)는 제1 코드워드가 제1 안테나 클러스터의 랭크 w로 맵핑되고, 제2 코드워드가 제2 안테나 클러스터의 랭크 y로 맵핑되는 것을 나타낸다. (w,x), (y,z)는 제1 코드워드가 제1 안테나 클러스터의 랭크 w로 맵핑되고, 제2 코드워드가 제1 안테나 클러스터의 랭크 x로 맵핑되고, 제3 코드워드가 제2 안테나 클러스터의 랭크 y로 맵핑되고, 제4 코드워드가 제2 안테나 클러스터의 랭크 z로 맵핑되는 것을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 최대 3개의 코드워드를 지원하는 시스템에서 랭크 3 이상에서 3개의 코드워드를 지원한다고 하면, 표 9로부터 다음 표와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00010
여기서, 랭크 1은 1 코드워드를 지원하고, 랭크 2는 2 코드워드(각 안테나 클러스터 당 1개의 코드워드)를 지원하고, 랭크 3~8은 3 코드워드(제1 안테나 클러스터는 2 코드워드, 제2 안테나 클러스터는 1 코드워드)를 지원한다. 또한, 1 코드워드에 대한 랭크 2~4, 2 코드워드에 대한 랭크 3~4는 HARQ 재전송을 지원하는데 사용된다.
표 10을 파라미터들을 이용하여 나타내면 다음 표들과 같다.
Figure 112009022203552-PAT00011
Figure 112009022203552-PAT00012
다른 실시예에 있어서, 최대 3개의 코드워드를 지원하는 시스템에서 랭크 3 이상에서 3개의 코드워드를 지원한다고 하면, 표 9로부터 다음 표와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00013
여기서, 랭크 1은 1 코드워드를 지원하고, 랭크 2~3은 2 코드워드(각 안테나 클러스터 당 1개의 코드워드)를 지원하고, 랭크 4~8은 3 코드워드(제1 안테나 클러스터는 2 코드워드, 제2 안테나 클러스터는 1 코드워드)를 지원한다. 또한, 1 코드워드에 대한 랭크 2~4, 2 코드워드에 대한 랭크 4는 HARQ 재전송을 지원하는데 사용된다.
표 13을 파라미터들을 이용하여 나타내면 다음 표들과 같다.
Figure 112009022203552-PAT00014
Figure 112009022203552-PAT00015
또 다른 실시예에 있어서, 최대 3개의 코드워드를 지원하는 시스템에서 랭크 3 이상에서 3개의 코드워드를 지원한다고 하면, 표 9로부터 다음 표와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00016
여기서, 랭크 1은 1 코드워드를 지원하고, 랭크 2~4은 2 코드워드(각 안테나 클러스터 당 1개의 코드워드)를 지원하고, 랭크 5~8은 3 코드워드(제1 안테나 클러스터는 2 코드워드, 제2 안테나 클러스터는 1 코드워드)를 지원한다. 또한, 1 코드워드에 대한 랭크 2~4는 HARQ 재전송을 지원하는데 사용된다.
표 16을 파라미터들을 이용하여 나타내면 다음 표들과 같다.
Figure 112009022203552-PAT00017
Figure 112009022203552-PAT00018
1 코드워드, 2 코드워드, 4 코드워드를 지원하는 시스템에서 랭크 5 이상에서 4개의 코드워드를 지원한다고 하면, 표 9로부터 다음 표와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009022203552-PAT00019
여기서, 랭크 1은 1 코드워드를 지원하고, 랭크 2~4은 2 코드워드(각 안테나 클러스터 당 1개의 코드워드)를 지원하고, 랭크 5~8은 4 코드워드(각 안테나 클러스터 당 2개의 코드워드)를 지원한다. 또한, 1 코드워드에 대한 랭크 2는 HARQ 재전송을 지원하는데 사용된다.
표 19를 파라미터들을 이용하여 나타내면 다음 표들과 같다.
Figure 112009022203552-PAT00020
Figure 112009022203552-PAT00021
상기와 같이 랭크당 하나의 코드워드-계층 맵핑이 정의되면, 랭크 선택을 위한 계산 복잡도를 줄이고, 코드워드-계층 맵핑 방식을 위한 시그널링을 간단하게 할 수 있다.
상술한 실시예들에 나타난 계층 맵핑 방법들 중 일부 랭크에 대해서만 실시할 수 있다. 예를 들어, 6개의 안테나 포트를 갖는 시스템에서 랭크 1, 2, 4, 6을 사용할 수 있고, 8개의 안테나 포트를 갖는 시스템에서 랭크 1, 2, 4, 6, 8을 사용할 수 있다. 즉, 가능한 모든 랭크를 사용하는 것이 아닌, 시그널 오버헤드와 시스템 복잡성 및 랭크 별 성능의 차별성을 고려하여 일부 랭크만을 사용할 수 있다. 사용가능한 랭크는 미리 결정될 수도 있고, 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 또는 L1/L2 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
상술한 실시예들에 나타난 계층 맵핑 방법들 중 일부 랭크를 서로 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예의 계층 맵핑 방법에서 랭크 1~3을 취하고, 제2 실시예의 계층 맵핑 방법에서 랭크 4~6을 취하여, 이들을 조합한 계층 맵핑 방법을 6개의 안테나 포트를 갖는 시스템에 적용할 수 있다. 다른 예로, 각 실시예의 계층 맵핑 방법에서 각 랭크별로 해당되는 적어도 하나의 맵핑 방법을 취하여, 선택된 맵핑 방법들로 조합된 새로운 맵핑 방법을 구성할 수 있다.
상술한 실시예들에 있어서, M(q) symb 는 코드워드 q 대한 변조심벌들의 총 개수를 나타낼 수 있고, 코드워드 q를 구성하는 변조심벌들 중 일부에 대한 개수를 나타낼 수 있다. 즉, M(q), tot symb를 코드워드 q 대한 변조심벌들의 총 개수라면, 1<M(q) symb ≤M(q), tot symb 일 수 있다. 기본 계층 맵핑은 M(q) symb = M(q), tot symb 일 때, 상기 기본 계층 맵핑에 대한 확장 맵핑에 있어서 M(q) symb <M(q), tot symb일 수 있다. 또한, 랭크마다 다른 M(q) symb 를 사용할 수도 있다.
상술한 실시예들에 있어서, 각 코드워드별로 맵핑되는 계층들이 인덱스 순으로 순차적으로 맵핑되는 것을 개시하고 있으나, 계층들의 인덱스는 시간에 따라 또는 다른 상황에 따라 변경될 수 있다. 계층들의 인덱스는 채널 상황에 따라 미리 지정된 오프셋만큼 또는 임의로 변경될 수 있다. 또는, 계층들의 인덱스는 소정 주기에 따라 미리 지정된 오프셋만큼 또는 임의로 변경될 수 있다.
이제 제안된 코드워드-계층 맵핑을 위한 보고 형식에 대해 기술한다.
다중 안테나를 이용한 데이터 전송을 위해서는 단말이 기지국으로 필요한 정보를 보내주는 것이 필요하다. 이 정보로는 랭크, 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), 코드북내에서 선택되는 프리코딩 행렬의 인덱스인 PMI(Precoding Matrix Indicator) 등이 있다.
8개의 안테나 포트를 사용하는 경우 랭크는 최대 8이 될 수 있으므로, 랭크는 3비트가 필요하다. 각 랭크당 하나의 코드워드-계층 맵핑이 적용되며, 표 6, 10, 13, 16 및 19에 나타난 맵핑룰을 적용할 수 있다.
CQI는 각 코드워드 단위로 계산된다. CQI는 WB(Whole Band) CQI와 SB(Subband) CQI가 있다. WB CQI는 전체 주파수 대역에 대한 CQI이다. SB CQI는 전체 주파수 대역이 복수개의 서브밴드로 나누어진 경우 서브밴드에 대한 CQI를 말한다. BB(Best Band) CQI는 복수개의 서브밴드 중 일정 기준에 따라 선택된 서브밴드에 대한 CQI를 말한다. 이때 선택된 서브밴드를 지시하기 위한 'Best Band Index'가 보고 형식에 포함될 수 있다. 복수개의 서브밴드 중 적어도 M개의 선택된 서브밴드에 대한 CQI를 보고하는 것을 BEst-M CQI라 한다.
PMI는 각 안테나 클러스터(AC) 단위로 보고한다. PMI는 WB PMI와 SB PMI가 있다. WB PMI는 전체 주파수 대역에 대한 PMI이다. SB PMI는 전체 주파수 대역이 복수개의 서브밴드로 나누어진 경우 서브밴드에 대한 PMI를 말한다.
다음 표는 2개의 안테나 클러스터(AC)에 대한 보고 형식(reporting format)을 나타낸다.
Figure 112009022203552-PAT00022
표 6, 10, 13, 16 및 19에 나타난 맵핑룰을 적용할 때, 최대 2개의 코드워드를 사용하는 표 6의 맵핑룰은 보고 형식 1/2를 사용할 수 있고, 최대 3개의 코드워드를 사용하는 표 10, 13, 16의 맵핑룰은 보고 형식 1/2/4를 사용할 수 있고, 최대 4개의 코드워드를 사용하는 표 19의 맵핑룰은 보고 형식 1/2/5를 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 순서도이다. 단계 S410에서, 사용될 계층들의 개수를 결정한다. 상기 계층들의 갯수는 사용되는 다중 안테나의 수보다 작거나 같을 수 있다. 상기 계층들의 최대 갯수는 6 또는 8 일 수 있다.
단계 S420에서, 복수의 코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 맵핑 심벌들을 생성한다. 이때, 복수의 코드워드의 개수는 3이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 코드워드, 제2 코드워드, 제3 코드워드가 있다면, 제1 코드워드에 대한 변조 심벌들, 제2 코드워드에 대한 변조 심벌들 및 제3코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 맵핑 심벌들을 생성한다. 각 코드워드에 대한 변조 심벌들은 복수의 계층으로 순환적으로(cyclically) 맵핑될 수 있다. 코드워드-to-계층 맵핑 방식으로 상술한 표 6, 10, 13, 16 및 19에 나타난 맵핑룰들 중 적어도 하나를 적용할 수 있다.
단계 S430에서, 상기 맵핑 심벌들을 다중 안테나를 통해 전송한다.
또한, 제1 코드워드, 제2 코드워드 및 제3 코드워드 중 적어도 하나의 코드워드에 대한 HARQ 재전송을 지원할 수 있다. 이때, 재전송을 위해 먼저 재전송에 사용될 계층들의 갯수를 결정한다. 재전송되는 코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 새로운 맵핑 심벌들을 생성한다. 새로운 맵핑 심벌들을 다중 안테나를 통해 전송한다. 이때, 상기 재전송에 사용되는 계층들의 갯수는 초기 전송에 사용된 계층들의 갯수보다 적을 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나를 갖는 전송기를 나타낸다.
도 3은 표 2의 코드워드-계층 맵핑에서 [1, 1, 3] 맵핑을 그림으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 순서도이다.

Claims (5)

  1. 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송 방법에 있어서,
    계층들의 갯수를 결정하는 단계;
    제1 코드워드에 대한 변조 심벌들, 제2 코드워드에 대한 변조 심벌들 및 제3코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 맵핑 심벌들을 생성하는 단계; 및
    상기 맵핑 심벌들을 복수의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 코드워드, 상기 제2 코드워드 및 상기 제3 코드워드 중 적어도 하나는 적어도 2개의 계층으로 맵핑되고, 상기 계층들의 갯수는 4보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 안테나의 수는 4 보다 크고, 상기 계층들의 갯수는 상기 다중 안테나의 수보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 계층들의 최대 갯수는 6 또는 8 인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각 코드워드에 대한 변조 심벌들은 복수의 계층으로 순환적으로(cyclically) 맵핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 코드워드, 제2 코드워드 및 상기 제3 코드워드 중 적어도 어느 하나를 재전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 재전송 단계는
    재전송에 사용될 계층들의 갯수를 결정하는 단계;
    재전송되는 코드워드에 대한 변조 심벌들을 각 계층에 맵핑하여 새로운 맵핑 심벌들을 생성하는 단계; 및
    상기 새로운 맵핑 심벌들을 상기 복수의 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 재전송에 사용되는 계층들의 갯수는 상기 계층들의 갯수보다 적은 것을 특징으로 하는 방법.
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WO2012154003A3 (ko) * 2011-05-11 2013-01-03 엘지전자 주식회사 무선통신 시스템에서 복수의 코드워드를 이용하여 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 송신단

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