KR20110007631A - 광대역 무선통신 시스템에서 다중 입출력 피드백 정보 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 다중 입출력 피드백 정보 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전체 대역 중 일부 대역을 OL(Open Loop) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에, 채널 정보 피드백에 관한 것으로, 단말의 동작은, 전체 서브밴드들 중 선호 서브밴드들을 선택하는 과정과, 상기 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 채널 정보는, CL(Closed Loop) MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI(Channel Quality Information)를 나타내는 값 및 PMI(Preferred Matrix Index), 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI(Stream Indicator)를 포함하며, CL MIMO 모드로 동작하는 단말이 OL 영역에 속한 서브밴드의 선택 정보를 전달할 수 있게 함으로써, 스케줄링의 유연성 및 스케줄링 이득을 향상시키고, 또한, 피드백 정보량을 감소시킬 수 있다.
MIMO(Multiple Input Multiple Output), CL(Closed Loop), OL(Open Loop), 피드백(feedback), 서브밴드 선택, CQI(Channel Quality Information)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 다중 입출력 피드백 정보 송수신 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT FEEDBACK INFORMATION IN A BRAODBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 지원하기 위한 피드백(feedback) 정보의 송수신에 관한 것이다.
최근에 무선통신 시스템은 다양한 사용자 요구사항을 만족하기 위해 대역 효율성을 최대화하는 방향으로 진화하고 있으며, 이를 위해, 다수의 입출력 안테나들을 사용하여 기지국 및 단말 간 채널 상황 등에 따라 다양한 MIMO 모드(mode)를 지원하는 방안이 주목받고 있다. 특히, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 기반으로 하는 차세대 무선통신 시스템의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
예를 들어, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 표준은 이미 OFDMA 기반 모바일(mobile) WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템의 규격을 완성하였고, 최근, 보다 높은 대역 효율성과 다양한 요구사항을 충족시키기 위해 보다 더 진화한 IEEE 802.16m 시스템의 규격화 작업을 진행 중에 있다. 다른 표준 단체인 3GPP(4rd Generation Partnership Project) 및 3GPP2 또한 차세대 시스템에서 OFDMA를 적용하여 표준화를 진행하여 왔다.
전송 효율을 개선하기 위해, 무선 패킷 데이터 통신 시스템은 적응 변조 및 부호화(AMC : Adaptive Modulation and Coding) 기술을 이용한다. 상기 AMC 기술은 송신단에서 수신단의 채널 상태를 고려하여 전송할 데이터의 양을 조절함으로써 주어진 채널 환경에서 최적의 대역 효율성을 달성할 수 있게 한다. 특히, 상기 OFDMA 기반의 무선통신 시스템의 경우, 상기 AMC 기술은 시간 축뿐만 아니라 주파수 축 에도 채널의 특성을 이용하여 적용될 수 있으며, 이로 인해, 더 많은 용량 이득이 발생한다. 그러나, 상기 주파수 축 상에서 상기 AMC 기술을 적용하고자 하는 경우, 상기 송신단은 주파수 대역 별 채널 상태에 대한 정보를 보다 상세히 알아야 하므로, 상대적으로 많은 양의 피드백 오버헤드가 요구된다. 한편, 다중 안테나를 이용하는 MIMO 시스템의 송신단은 채널 상태에 따라 송신 빔(beam)의 패턴(pattern)을 적응적으로 형성함으로써 보다 높은 대역 효율성을 달성한다. 상기 MIMO 시스템의 경우, 고려해야 하는 채널의 종류가 송신 안테나와 수신 안테나의 수에 비례하여 증가하므로 일반적으로 SISO(Single Input Single output) 시스템에 비해 더 많은 양의 피드백 정보가 요구된다.
MIMO 기술은 송신 빔 패턴 형성 시 수신기 측의 채널 정보를 이용하는지 여부에 따라 CL(Closed Loop) MIMO 및 OL(Open Loop) MIMO로 구분된다. 상기 CL MIMO의 경우, 수신단은 채널의 정보를 송신단에게 알려주고, 상기 송신단은 상기 채널 정보를 바탕으로 적절한 송신 빔을 형성하여 신호를 전송한다. 상기 OL MIMO의 경우, 채널의 정보에 대한 피드백이 없으며, 상기 송신단은 채널 상태와 무관하게 고정된 빔 패턴을 사용한다. 일반적으로, 상기 CL MIMO가 채널의 정보를 충분히 활용할 수 있기 때문에, 상기 OL MIMO에 비해 더 큰 대역 효율성을 발휘할 수 있으나 피드백 오버헤드가 더 크다. 따라서, 상기 CL MIMO 및 상기 OL MIMO를 적절히 활용함으로써 MIMO 기술을 통한 대역 효율성을 극대화시키기 위한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 통해 대역 효율성을 최대화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 CL(Closed Loop) MIMO 및 OL(Open Loop) MIMO를 조합하여 대역 효율성을 최대화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 OL MIMO 기술을 이용하여 셀 간 간섭량을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 CL MIMO 모드로 동작하는 단말이 OL MIMO를 위한 자원을 사용하도록 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 전체 대역 중 일부 대역을 OL(Open Loop) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 전체 서브밴드들 중 선호 서브밴드들을 선택하는 과정과, 상기 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함 하는 피드백 정보를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 채널 정보는, CL(Closed Loop) MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI(Channel Quality Information)를 나타내는 값 및 PMI(Preferred Matrix Index), 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 과정과, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 상기 선호 서브밴드들 각각의 채널 정보를 분리하는 과정을 포함하며, 상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 전체 서브밴드들 중 선호 서브밴드들을 선택하는 선택기와, 상기 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 송신기를 포함하며, 상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나 타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 확인하고, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 상기 선호 서브밴드들 각각의 채널 정보를 분리하는 확인기를 포함하며, 상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 CL MIMO 모드로 동작하는 단말이 OL 영역에 속한 서브밴드의 선택 정보를 전달할 수 있게 함으로써, 스케줄링의 유연성 및 스케줄링 이득을 향상시키고, 또한, 피드백 정보량을 감소시킬 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 CL(Closed Loop) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 및 OL(Open Loop) MIMO를 조합하여 대역 효율성을 최대화하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템은 다음과 같이 CL MIMO 기술 및 OL MIMO 기술을 적용한다.
상기 CL MIMO 기술은 기지국 및 단말 간 자원 효율성을 증가시키되, 상대적으로 많은 량의 피드백 오버헤드를 요구한다. 상기 CL MIMO 기술로 인한 효과를 셀 간에서 살펴보면, 상기 CL MIMO 기술의 사용으로 인해 해당 대역에서 인접 셀로 미치는 간섭 신호가 변화한다. 즉, 인접 기지국의 신호는 간섭 신호로서 작용하는데, 상기 인접 기지국이 상기 CL MIMO 기술을 적용하면 채널 상태에 따라 빔 패턴이 변화한다. 상기 인접 기지국의 빔 패턴 변화는 본 기지국의 입장에 있어서 간섭 신호의 빔 패턴이 시간에 따라 급변하는 것을 의미하며, 예측할 수 없는 간섭 신호의 변화로 인해 시스템 성능 손실이 발생할 수 있다. 일반적으로, 이를 다이나믹 간섭(dynamic interference) 영향이라 한다.
반면, 상기 OL MIMO 기술의 경우, 상기 CL MIMO 기술에 비해 대역 효율성은 높지 아니하나, 상기 다이나믹 간섭 영향이 적고 피드백 오버헤드 또한 적다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 상기 OL MIMO 기술을 활용하여 셀 간 간섭을 완화한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 서로 인접한 기지국들이 동일한 주파수 대역에서 상기 OL MIMO 기술만을 사용하도록 제한하는 OL 영역(region)을 정의한다.
예를 들어, 상기 OL 영역의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 전체 주파수 대역은 4개의 구획(partition)들로 나누어지고, 일부 구획이 OL 영역(110)으로서 정의된다. 이에 따라, 기지국들은 상기 OL 영역(110) 내의 자원에 대하여는 OL MIMO 기술만을 적용한다. 이에 따라, 상기 OL 영역(110)에서 급격한 빔 패턴 변형에 따른 간섭 신호의 세기 변화가 발생하지 않으므로, 링크 적응(link adaptation) 측면에서 안정적인 동작이 가능하다. 이때, 상기 OL 영역(110) 외의 영역은 CL MIMO 기술만을 적용받는 것이 아니라, OL MIMO 기술도 적용될 수 있다. 즉, 상기 OL 영역(110) 외의 영역은 CL MIMO 모드를 지원하거나, 또는, OL MIMO 모드를 지원한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 주파수 대역이 상기 OL 영역(110) 및 그 외의 영역으로 구분되는 것과 별개로, 주파수 대역은 CRU(Contiguous Resource Unit) 퍼 뮤테이션(permutation) 영역 및 DRU(Distributed Resource Unit) 퍼뮤테이션 영역으로 구분된다. 상기 CRU 퍼뮤테이션 영역은 밴드(band) AMC(Adaptive Modulation and Coding) 대역이라 불리기도 하며, 물리적으로 연속된 부반송파들을 이용하여 서브밴드가 구성되는 구간이다. 상기 DRU 퍼뮤테이션 영역은 다이버시티(diversity) 대역이라 불리기도 하며, 분산된 부반송파들을 이용하여 서브밴드가 구성되는 구간이다. 따라서, 상기 CRU 퍼뮤테이션을 사용하는 경우 단말은 선호하는 대역의 자원을 할당받을 수 있고, 상기 DRU 퍼뮤테이션을 사용하는 경우 단말은 선호하는 대역의 자원을 할당받지는 못하나, 모든 단말에게 평균적인 채널 품질이 보장된다. 구체적인 구조를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 총 대역폭은 다수의 구획들로 구분되고, 각 구획들은 다수의 서브밴드들을 포함한다. 그리고, 각 구획 내에서 CRU 퍼뮤테이션 영역(210) 및 DRU 퍼뮤테이션 영역(220)이 존재한다. 상기 도 2에서, 구획1 및 구획3은 상기 CRU 퍼뮤테이션 영역(210) 및 상기 DRU 퍼뮤테이션 영역(220)을 모두 포함하지만, 경우에 따라, 각 구획은 상기 CRU 퍼뮤테이션 영역(210)만을 포함하거나, 또는, 상기 DRU 퍼뮤테이션 영역(220)만을 포함할 수 있다.
상기 CRU 퍼뮤테이션 사용하는 단말은 총 N개의 CRU 서브밴드(subband)들 중 M개의 선호 서브밴드들을 선택하고, 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보를 기지국으로 피드백한다. 이에 따라, 상기 기지국은 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보에 근거하여 상기 단말에게 서브밴드를 할당한다. 이때, 상기 기지국은 상기 채널 정보의 피드백을 위한 피드백 채널을 할당한다. 상기 피드백 채널의 할당은 MIMO 피드 백 모드, 자원 타입, 피드백 타입, 코드북(codebook) 타입 등의 피드백 항목에 대한 정보 및 피드백 채널 인덱스, 피드백 주기 등 피드백 채널에 대한 정보를 포함한다.
이때, 상기 피드백 항목에 대한 정보는 CL MIMO 모드 및 OL MIMO 모드에 따라 달라진다. 다시 말해, CL MIMO 모드를 위한 피드백 정보의 항목 및 OL MIMO 모드를 위한 피드백 정보의 항목은 서로 상이하다. 예를 들어, 상기 OL MIMO 모드가 다중 사용자(MU : Multi-User) MIMO의 랭크(rank) 2를 지원하는 경우, 상기 OL MIMO 모드를 위한 피드백 정보는 해당 서브밴드의 채널 품질 및 스트림 지시자(SI : Stream Indicator)이다. 또한, 상기 CL MIMO 모드를 위한 피드백 정보는 해당 서브밴드의 채널 품질 및 선호 코딩 행렬 인덱스(PMI : Preferred Matrix Index)이다.
상기 CRU 퍼뮤테이션을 사용하며, 상기 CL MIMO 모드로 동작하는 단말의 채널 정보 피드백의 구체적인 형태를 살펴보면 다음과 같다. 상기 채널 정보 피드백은 주기적으로 이루어지며, 주기에 따른 피드백들 내에서 다시 주기적으로 특정 항목의 정보가 피드백된다. 즉, 단말은 긴 주기 및 짧은 주기 등 2개의 주기들에 따라 채널 정보를 피드백하고, 상기 긴 주기는 상기 짧은 주기의 배수이다. 예를 들어, 긴 주기에 따른 피드백 정보는 서브밴드 선택 정보 및 선택된 서브밴드들의 평균 CQI(Channel Quality Information)들을 포함하고, 상기 짧은 주기에 따른 피드백 정보는 선택된 서브밴드들에 대한 평균 CQI 대비 순시적 CQI의 차이 값들 및 PMI들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 긴 주기가 4P 프레임이고, 상기 짧은 주기 가 P 프레임이라면, 피드백 시점에 따른 정보들의 구성은 도 3과 같다. 상기 도 3을 참고하면, t번째 프레임(301) 및 t+4P번째 프레임(305)에서 서브밴드 선택 정보 및 평균 CQI들이 송신되고, t+P번째 프레임(302), t+2P번째 프레임(303), t+3P번째 프레임(304) 및 t+5P번째 프레임(306)에서 CQI 차이 값들 및 PMI들이 송신된다. 여기서, 상기 CQI 차이 값이 사용됨은 하나의 실시 예이며, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 CQI 차이 값은 CQI를 직접적으로 나타내는 값으로 대체될 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 t+P번째 프레임(302), 상기 t+2P번째 프레임(303), 상기 t+3P번째 프레임(304) 및 상기 t+5P번째 프레임(306)을 통해 송신되는 제2주기의 피드백 정보(410)는 일정 규칙에 따라 나열된 CQI 차이 값들 및 PMI들을 포함할 뿐, 선택된 서브밴드들을 식별하기 위한 정보를 포함하지 않는다. 즉, 짧은 주기에 따라 송신되는 CQI 차이 값들 및 PMI들은 긴 주기에 따라 송신된 서브밴드 선택 정보(420)에 종속된다. 상기 도 3의 경우, 상기 t+P번째 프레임(302), 상기 t+2P번째 프레임(303), 상기 t+3P번째 프레임(304)에서 피드백되는 정보는 상기 t번째 프레임(301)에서 송신된 서브밴드 선택 정보에 종속되고, 상기 t+5P번째 프레임(306)에서 피드백되는 정보는 상기 t+4P번째 프레임(305)에서 송신된 서브밴드 선택 정보에 종속된다. 따라서, 서브밴드 선택 정보(420)와 CQI 차이 값들 및 PMI들(410) 간 매핑(mapping) 규칙이 기지국 및 단말 간 미리 정의된다. 예를 들어, 상기 매핑 규칙은 도 4과 같이 정의될 수 있다. 상기 도 4를 참고하면, CQI 차이 값 및 PMI이 하나의 쌍(pair)을 이루고, 다수의 쌍들은 서브밴드 선택 정보(420)에 나열된 순서대로 배치된다. 다른 실시 예에 따라, 상기 도 4에 도시된 바와 달리, CQI 차이 값들이 우선적으로 배치되고, 뒤이어 PMI들이 연속적으로 배치될 수 있다. 상술한 2가지 규칙 외의 다른 매핑 규칙이 사용될 수 있다.
상기 도 3 및 상기 도 4에 도시된 예는 CL MIMO 모드의 단말이 OL 영역 외의 영역에서만 서브밴드를 선택한 경우의 피드백 정보의 구성이다. 만일, 상기 단말이 OL 영역 내의 서브밴드도 일부 선택한 경우, 피드백 정보의 구성 예는 도 5와 같다.
상기 도 5를 참고하면, 제1주기에 따라 t번째 프레임(501) 및 t+4P번째 프레임(505)에서 송신되는 정보는 상기 도 3의 경우와 동일하게 서브밴드 선택 정보 및 평균 CQI들이다. 하지만, 제2주기에 따른 피드백 정보의 경우, OL MIMO 모드는 PMI를 필요로 하지 아니하고, 단지 스트림의 선택만이 허용되므로, 제2주기에 따라 t+P번째 프레임(502), t+2P번째 프레임(503), t+3P번째 프레임(504) 및 t+5P번째 프레임(506)에서 송신되는 피드백 정보는 각 서브밴드에 대하여 CQI 차이 값을 포함하고, PMI 또는 SI를 포함한다. 즉, 해당 서브밴드가 OL 영역에 속한 경우, CQI 차이 값 및 SI가 송신되며, 해당 서브밴드가 OL 영역 외에 영역(outside OL region)에 속하는 경우, CQI 차이 값 및 PMI가 송신된다. 여기서, 상기 CQI 차이 값이 사용됨은 하나의 실시 예이며, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 상기 CQI 차이 값은 CQI를 직접적으로 나타내는 값으로 대체될 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 t+P번째 프레임(502), 상기 t+2P번째 프레임(503), 상기 t+3P번째 프레임(504) 및 상기 t+5P번째 프레임(506)을 통해 송 신되는 제2주기의 피드백 정보(610)는 일정 규칙에 따라 나열된 CQI 차이 값들과 PMI/SI들을 포함할 뿐, 선택된 서브밴드들을 식별하기 위한 정보를 포함하지 않는다. 즉, 짧은 주기에 따라 송신되는 CQI 차이 값들과 PMI/SI들은 긴 주기에 따라 송신된 서브밴드 선택 정보(620)에 종속된다. 상기 도 5의 경우, 상기 t+P번째 프레임(502), 상기 t+2P번째 프레임(503), 상기 t+3P번째 프레임(504)에서 피드백되는 정보는 상기 t번째 프레임(501)에서 송신된 서브밴드 선택 정보에 종속되고, 상기 t+5P번째 프레임(506)에서 피드백되는 정보는 상기 t+4P번째 프레임(505)에서 송신된 서브밴드 선택 정보에 종속된다. 따라서, 상기 서브밴드 선택 정보(620)와 CQI 차이 값들과 PMI/SI들(610) 간 매핑(mapping) 규칙이 기지국 및 단말 간 미리 정의된다. 예를 들어, 상기 매핑 규칙은 도 6과 같이 정의될 수 있다. 상기 도 6을 참고하면, CQI 차이 값과 PMI/SI가 하나의 쌍을 이루고, 다수의 쌍들은 서브밴드 선택 정보(620)에 나열된 순서대로 배치된다. 다른 실시 예에 따라, 상기 도 6에 도시된 바와 달리, CQI 차이 값들이 우선적으로 배치되고, 뒤이어 PMI/SI들이 연속적으로 배치될 수 있다. 상술한 2가지 규칙 외의 다른 매핑 규칙이 사용될 수 있다. 상기 CQI 차이 값들 및 PMI/SI가 미리 정의된 규칙에 따라 배치됨으로써, PMI 및 SI의 비트 수가 다름에도 불구하고, 상기 기지국은 별도의 정보 없이도 각 서브밴드에 대한 CQI 차이 값 및 PMI/SI를 분리할 수 있다.
OL 영역 외의 영역을 통해 OL MU MIMO 모드로 동작하는 단말도 상기 OL 영역에 대한 채널 정보를 송신할 수 있다. 이때, 상기 OL 영역 외의 특정 영역이 OL MU MIMO 모드를 지원하고, 상기 OL MU MIMO 모드의 최대 스트림 개수가 K이며, 상기 OL 영역의 최대 스트림 개수가 K'라 가정하자. 상기 K 및 상기 K'가 동일한 경우, 상기 단말은 OL 영역 및 OL 영역 외의 영역을 구분함 없이 서브밴드 선택 및 채널 정보 피드백을 수행한다. 하지만, 상기 K 및 상기 K'이 상이한 경우, 상기 단말은 상기 OL 영역에 대해서는 상기 K'를 기준으로 SI를 생성하고, 상기 OL 영역외의 영역에 대해서는 상기 K를 기준으로 SI를 생성한다. 각 영역의 최대 스트림 개수에 따라 SI의 비트 수가 결정되므로 상기 OL 영역에 대한 SI 및 상기 OL 영역 외의 영역에 대한 SI의 비트 수는 다르더라도 매핑 규칙이 미리 정의되어 있다면, 상술한 SI 및 PMI가 혼재된 경우와 마찬가지로, 상기 기지국은 상기 기지국은 별도의 정보 없이도 각 서브밴드에 대한 CQI 차이 값 및 SI를 분리할 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 피드백 정보를 송수신하는 단말 및 기지국의 동작 및 구성에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 단말은 CL MIMO 모드로 동작하고 있음을 가정한다. 상기 도 7은 상기 단말이 OL 영역의 위치 정보를 획득하는 동작을 도시하고 있지는 아니하나, 상기 단말은 기지국으로부터 상기 OL 영역의 위치 정보를 제공받으며, 상기 OL 영역의 위치 정보는 수퍼 프레임 헤더, 맵 메시지 및 방송 메시지, 유니캐스트 메시지 중 적어도 하나의 형태로 전달된다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 701단계에서 CL MIMO 모드를 위한 자원 영역 내 서브밴드들의 채널 품질을 분석한다. 여기서, 상기 채널 품질의 분석은 프리앰블(preamble), 파일럿(pilot) 신호 등을 이용한 물리적 채널 품질 측정 및 빔 형성을 고려한 유효 채널 품질 결정을 포함한다. 즉, 상기 단말은 상기 프리앰블, 상기 파일럿 신호 등을 이용하여 상기 CL MIMO 모드를 위한 자원 영역 내 서브밴드들의 물리적 채널 품질을 측정한 후, 상기 물리적 채널 품질 및 사용 가능한 빔 성형 행렬들을 고려하여 최대 유효 채널 품질 및 상기 최대 유효 채널 품질을 유발시키는 빔 성형 행렬의 PMI를 결정한다.
이어, 상기 단말은 703단계에서 OL 영역 내의 서브밴드들의 채널 품질을 분석한다. 상기 채널 품질의 분석은 프리앰블(preamble), 파일럿(pilot) 신호 등을 이용한 물리적 채널 품질을 의미하고, 기지국에 의해 고정된 빔 성형이 수행되는 경우 상기 빔 성형으로 인한 유효 채널 품질을 결정을 더 포함하는 의미이다. 즉, 상기 OL 영역 내의 서브밴드들은 채널 상황에 따른 빔 성형이 적용되지 않으므로, 사용 가능한 빔 성형 행렬들이 고려되지 않는다. 이때, 상기 채널 품질의 분석은 스트림별로 이루어지며, 최대 유효 채널 품질을 갖는 스트림 및 상기 최대 유효 채널 품질을 결정하는 과정이다.
이후, 상기 단말은 705단계로 진행하여 긴 주기 피드백 정보를 송신할 시점인지 판단한다. 즉, 상기 단말은 하향링크 구간에서 상기 701단계 및 상기 703단계를 수행한 후, 상향링크 구간에 진입하면, 긴 주기 피드백 정보, 즉, 서브밴드 선택 정보 및 평균 CQI들을 송신할 시점인지 판단한다.
상기 긴 주기 피드백 정보를 송신할 시점이면, 상기 단말은 707단계로 진행하여 채널 품질에 따라 M 개의 선호 서브밴드들을 선택한다. 여기서, 상기 채널 품질을 유효 채널 품질을 의미한다. 이때, 상기 선호 서브밴드들의 선택을 위한 후보 서브밴드들은 OL 영역에 포함되는지 여부를 불문한다.
상기 선호 서브밴드들을 선택한 후, 상기 단말은 709단계로 진행하여 상기 서브밴드 선택 정보 및 상기 평균 CQI들을 포함하는 피드백 정보를 생성한 후, 상기 피드백 정보를 피드백 채널을 통해 송신한다. 즉, 상기 단말은 각 선호 서브밴드에 대한 평균 CQI를 산출한 후, 상기 피드백 정보를 생성 및 송신한다.
상기 705단계에서, 상기 긴 주기 피드백 정보를 송신할 시점이 아니면, 상기 단말은 711단계로 진행하여 짧은 주기 피드백 정보를 송신할 시점인지 판단한다. 여기서, 상기 긴 주기 및 상기 짧은 주기는 배수 관계를 가진다.
상기 짧은 주기 피드백 정보를 송신할 시점이면, 상기 단말은 713단계로 진행하여 M개의 선호 서브밴드들에 대한 CQI 차이 값들 및 PMI/SI들을 포함하는 피드백 정보를 생성한 후, 상기 피드백 정보를 피드백 채널을 통해 송신한다. 즉, 상기 707단계에서 선택된 선호 서브밴드들이 모두 OL 영역 외의 영역에 속한 경우, 상기 단말은 CQI 차이 값들 및 PMI들을 포함하는 피드백 정보를 송신하고, 상기 선호 서브밴드들의 일부가 상기 OL 영역에 속한 경우, 상기 단말은 CQI 차이 값들, 적어도 하나의 PMI 및 적어도 하나의 SI를 포함하는 피드백 정보를 송신한다. 이때, 상기 CQI 차이 값들, 상기 적어도 하나의 PMI 및 상기 적어도 하나의 SI는 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 배치된다. 예를 들어, 상기 SI를 포함하지 않는 경우, 상기 짧은 주기 피드백 정보는 상기 도 4와 같고, 상기 SI를 포함하는 경우, 상기 짧은 주기 피드백 정보는 상기 도 6과 같다.
상기 피드백 정보를 송신한 후, 상기 단말은 715단계로 진행하여 하향링크 자원이 할당되는지 확인한다. 즉, 상기 단말은 상향링크 구간 동안 상기 피드백 정보를 송신한 후, 하향링크 구간에 진입하면 하향링크 자원을 할당하는 맵 메시지가 수신되는지 확인한다. 만일, 상기 하향링크 자원이 할당되지 않았으면, 상기 단말은 상기 701단계로 되돌아간다.
반면, 상기 하향링크 자원이 할당되었으면, 상기 단말은 717단계로 진행하여 할당된 자원이 CL MIMO 모드를 지원하는 영역 내의 자원인지, 또는, OL MIMO 모드를 지원하는 영역 내의 자원인지 판단한다. 상기 단말은 OL 영역의 위치를 알고 있으므로, 적어도 하나의 할당된 서브밴드의 위치를 참고하여 상기 적어도 하나의 할당된 서브밴드가 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하는지 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하는지 판단한다.
만일, 상기 적어도 하나의 할당된 서브밴드가 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하면, 상기 단말은 717단계로 진행하여 OL MIMO 기술에 따라 신호를 검출하고, 디코딩을 통해 데이터를 복원한다. 예를 들어, 상기 단말은 ZF(Zero Forcing) 기법, MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법, ML(Maximum Likelihood) 기법 등에 따라 신호를 검출한다.
반면, 상기 적어도 하나의 할당된 서브밴드가 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하면, 상기 단말은 719단계로 진행하여 CL MIMO 기술에 따라 신호를 검출 하고, 디코딩을 통해 데이터를 복원한다. 예를 들어, 상기 단말은 해당 서브밴드에서 사용되는 빔 성형 행렬을 고려하여 ZF 기법, MMSE 기법, ML 기법 등에 따라 신호를 검출한다.
또한, 상기 적어도 하나의 할당된 서브밴드 중 일부는 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하고, 나머지는 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속하면, 상기 단말은 723단계로 진행하여 OL MIMO 기술 및 CL MIMO 기술에 따라 신호를 검출하고, 디코딩을 통해 데이터를 복원한다. 즉, 상기 단말은 서브밴드 별로 신호를 구분하고, 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 영역의 서브밴드에 대해서 OL MIMO 기술에 따라 신호를 검출하고, 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역의 서브밴드에 대해서 CL MIMO 기술에 따라 신호를 검출한다. 그리고, 상기 단말은 디코딩을 통해 데이터를 복원한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 8은 CL MIMO 모드로 동작하는 단말에 대한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 8은 OL 영역의 위치 정보를 송신하는 동작을 도시하고 있지는 아니하나, 상기 기지국은 상기 단말에게 상기 OL 영역의 위치 정보를 제공하며, 상기 OL 영역의 위치 정보는 수퍼 프레임 헤더, 맵 메시지 및 방송 메시지, 유니캐스트 메시지 중 적어도 하나의 형태로 전달된다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국은 801단계에서 OL 영역 외 영역 내의 서브밴드 및 OL 영역 내의 서브밴드를 포함하는 서브밴드 선택 정보가 피드백되는지 확인한다. 다시 말해, 상기 기지국은 단말로부터 수신된 긴 주기 피드백 정보에 포함된 서브밴드 선택 정보에 의해 지시되는 서브밴드들 중 상기 OL 영역에 포함되는 서브밴드가 존재하는지 여부를 확인한다.
만일, 상기 OL 영역 외 영역 내의 서브밴드 및 OL 영역 내의 서브밴드를 포함하는 서브밴드 선택 정보가 피드백되면, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 상기 OL 영역 내의 서브밴드의 순서를 확인한다. 즉, 상기 서브밴드 선택 정보는 M개의 선호 서브밴드들의 식별 정보를 포함하며, 상기 M개의 선호 서브밴드들 중 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서를 확인한다. 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서는 추후 서브밴드별로 채널 정보를 분리하기 위해 사용된다.
이후, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 짧은 주기의 피드백 정보, 즉, 서브밴드들의 채널 정보가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 채널 정보는 OL 영역 외의 영역에 속한 서브밴드의 경우 CQI 차이 값 및 PMI를 포함하고, OL 영역에 속한 서브밴드의 경우 CQI 차이 값 및 SI를 포함한다.
상기 서브밴드들의 채널 정보가 수신되면, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 서브밴드 별로 채널 정보를 분리한다. 이때, 상기 기지국은 상기 803단계에서 확인된 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서를 이용한다. 즉, 상기 OL 영역 외 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보 및 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보의 크기, 즉, 비트 수가 상이하므로, 상기 기지국은 OL 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보가 어디에 위치하는지 알아야 서브밴드별 채널 정보를 구분할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서 및 선호 서브채널 선택 정보와 채 널 정보의 매핑 규칙을 이용하여 서브밴드별 채널 정보를 분리한다. 예를 들어, 상기 도 6과 같이 상기 채널 정보가 구성되고, 상기 OL 영역 외 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보가 M 비트, 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보가 N 비트로 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 서브밴드들의 채널 정보에서 M 비트의 2개의 비트열을 분리함으로써 2개의 서브밴드들 각각의 CQI 차이 값 및 SI를 획득하고, 다음으로 N 비트 비트열을 분리함으로써 OL 영역에 속한 서브밴드의 CQI 차이 값 및 SI를 획득하고, 나머지 M 비트를 분리함으로써 OL 영역 외의 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보를 획득한다.
이어, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 MIMO 모드 별 스케줄링을 수행한다. 즉, CL MIMO 모드를 지원하는 자원은 PMI 및 CQI를 참고하여 CL MIMO 기술에 따른 방식으로 스케줄링되고, OL MIMO 모드를 지원하는 자원은 SI 및 CQI를 참고하여 OL MIMO 기술에 따른 방식으로 스케줄링된다. 예를 들어, 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 자원의 경우, 상기 기지국은 스트림별 최대 CQI를 갖는 단말들에게 스트림을 분배하여 해당 서브밴드를 공유하도록 스케줄링한다. 또한, 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 자원의 경우, 상기 기지국은 최대 CQI를 갖는 단말들이 해당 서브밴드를 공유하도록 스케줄링한다.
이후, 상기 기지국은 811단계로 진행하여 상기 809단계에서 수행된 스케줄링 결과에 따라 단말들로 데이터를 송신한다. 즉, 상기 기지국은 자원을 할당받은 단말들로의 하향링크 데이터를 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌(complex symbol)들로 변환한 후, 상기 복소 심벌들에 대하여 CL MIMO 기술 또는 OL MIMO 기술에 따른 신호 처리를 수행한다. 이때, 상기 CL MIMO 기술에 따르는 경우, 각 단말로의 신호는 해당 단말에 의해 선택된 빔 성형 행렬에 의해 프리코딩(precoding)된다. 이후, 상기 기지국은 신호들을 각 스트림별로 서브밴드들에 매핑한 후, OFDM 심벌들을 구성한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 OFDM 심벌들을 RF(Radio Frequency) 대역의 신호로 상향변환한 후, 다수의 송신 안테나들을 통해 송신한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 다수의 RF수신기들(902-1 내지 902-N), 다수의 OFDM복조기들(904-1 내지 904-N), 다수의 부반송파디매핑기들(906-1 내지 906-N), CL검출기(908), OL검출기(910), 심벌복조기(912), 복호화기(914), 데이터버퍼(916), 메시지해석기(918), 채널품질측정기(920), 서브밴드선택기(922), 피드백정보작성기(924), 피드백신호생성기(926)를 포함하여 구성된다.
상기 다수의 RF수신기들(902-1 내지 902-N)은 다수의 수신 안테나들을 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 다수의 OFDM복조기들(904-1 내지 904-N)은 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌들로 분할하고, CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호들로 변환한다. 상기 다수의 부반송파디매핑기들(906-1 내지 906-N)은 상기 부반송파별 신호들을 서브밴드 단위로 구분하고, CL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드에 매핑된 신호를 상기 CL검출기(908)로 제공하고, OL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드에 매핑된 신호를 상기 OL검출기(910)로 제공한다. 또한, 상기 다수의 부반송파디매핑기들(906-1 내지 906-N)은 채널 품질 측정에 사용되는 신호, 예를 들어, 프리앰블, 파일럿 신호 등을 상기 채널품질측정기(920)로 제공한다.
상기 CL검출기(908)는 CL MIMO 기술에 따라 송신 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 CL검출기(908)는 해당 서브밴드에서 사용되는 빔 성형 행렬을 고려하여 ZF 기법, MMSE 기법, ML 기법 등에 따라 신호를 검출한다. 상기 OL검출기(910)는 OL MIMO 기술에 따라 송신 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 OL검출기(910)는 ZF 기법, MMSE 기법, ML 기법 등에 따라 신호를 검출한다. 상기 심벌복조기(912)는 상기 CL검출기(908) 및 상기 OL검출기(910)에 의해 검출된 심벌들을 복조한다. 상기 복호화기(914)는 상기 심벌복조기(912)에 의해 복조된 데이터들을 복호화한다. 상기 데이터버퍼(916)는 수신 데이터를 임시 저장한다. 상기 메시지해석기(918)는 수신 데이터 중 메시지를 해석하여 제어 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 제어 정보는 맵 정보, OL 영역 위치 정보 등이 될 수 있다.
상기 채널품질측정기(920)는 상기 다수의 부반송파디매핑기들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 프리앰블 또는 파일럿 신호를 이용하여 서브밴드별, 안테나별 물리적 채널 품질을 측정한다.
상기 서브밴드선택기(922)는 서브밴드별 채널 품질을 분석하고, 분석 결과를 이용하여 선호 서브밴드들을 선택한다. 상세히 설명하면, 상기 서브밴드선택기(922)는 상기 채널품질측정기(920)에 의해 측정된 물리적 채널 품질 및 사용 가능한 빔 성형 행렬을 이용하여 CL MIMO 모드를 위한 영역 내의 서브밴드들의 채널 품질을 분석한다. 다시 말해, 상기 서브밴드선택기(922)는 상기 물리적 채널 품질 및 사용 가능한 빔 성형 행렬들을 고려하여 최대 유효 채널 품질 및 상기 최대 유효 채널 품질을 유발시키는 빔 성형 행렬의 PMI를 결정한다. 또한, 상기 서브밴드선택기(922)는 상기 물리적 채널 품질, 또는, 기지국에 의해 고정된 빔 성형이 수행되는 경우 상기 빔 성형으로 인한 유효 채널 품질을 고려하여 OL 영역 내의 서브밴드들의 채널 품질을 분석한다. 이때, 상기 OL 영역 내의 서브밴드들에 대한 채널 품질의 분석은 스트림별로 이루어지며, 최대 유효 채널 품질을 갖는 스트림 및 상기 최대 유효 채널 품질을 결정하는 과정이다. 즉, 상기 OL 영역 내의 서브밴드들의 채널 품질을 분석하는 경우, 상기 서브밴드선택기(922)는 선호 스트림을 결정한다. 그리고, 상기 서브밴드선택기(922)는 분석된 채널 품질에 따라 M 개의 선호 서브밴드들을 선택한다. 여기서, 상기 채널 품질을 유효 채널 품질을 의미한다. 이때, 상기 선호 서브밴드들의 선택을 위한 후보 서브밴드들은 OL 영역에 포함되는지 여부를 불문한다.
상기 피드백정보작성기(924)는 피드백 주기의 진행에 따라 긴 주기 피드백 정보 또는 짧은 주기 피드백 정보를 작성한다. 상기 긴 주기 피드백 정보를 작성하는 경우, 상기 피드백정보작성기(924)는 상기 서브밴드선택기(922)로부터 제공되는 서브밴드 선택 정보 및 선호 서브밴드들의 평균 CQI들을 포함하는 피드백 정보를 작성한다. 상기 짧은 주기 피드백 정보를 작성하는 경우, 상기 피드백정보작성기(924)는 상기 선호 서브밴드들에 대한 CQI 차이 값들 및 PMI/SI들을 포함하는 피드백 정보를 생성한 후, 상기 피드백 정보를 피드백 채널을 통해 송신한다. 즉, 상 기 선호 서브밴드들이 모두 OL 영역 외의 영역에 속한 경우, 상기 피드백정보작성기(924)는 CQI 차이 값들 및 PMI들을 포함하는 피드백 정보를 작성하고, 상기 선호 서브밴드들의 일부가 상기 OL 영역에 속한 경우, 상기 피드백정보작성기(924)는 CQI 차이 값들, 적어도 하나의 PMI 및 적어도 하나의 SI를 포함하는 피드백 정보를 작성한다. 이때, 상기 CQI 차이 값들, 상기 적어도 하나의 PMI 및 상기 적어도 하나의 SI는 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 배치된다. 예를 들어, 상기 SI를 포함하지 않는 경우, 상기 짧은 주기 피드백 정보는 상기 도 4와 같고, 상기 SI를 포함하는 경우, 상기 짧은 주기 피드백 정보는 상기 도 6과 같다.
상기 피드백신호생성기(926)는 상기 피드백정보작성기(924)에 의해 작성된 피드백 정보를 신호로 변환한다. 즉, 상기 피드백신호생성기(926)는 상기 피드백 정보의 비트열을 물리적 신호열로 변환한다. 예를 들어, 상기 피드백신호생성기(926)는 미리 정의된 다수의 피드백 신호열들 중 상기 비트열과 대응되는 신호열을 검색하고, 상기 신호열을 생성한다.
상기 도 9에는 도시되지 아니하였지만, 상기 단말은 송신기를 더 포함하며, 상기 송신기는 상기 피드백 신호를 피드백 채널을 통해 송신한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 피드백채널검출기(1002), 피드백정보확인기(1004), 스케줄러(1006), 데이터버퍼(1008), 부호화기(1010), 심벌 변조기(1012), CL처리기(1014), OL처리기(1016), 다수의 부반송파매핑기들(1018-1 내지 1018-N), 다수의 OFDM변조기들(1020-1 내지 1020-N), 다수의 RF송신기들(1022-1 내지 1022-N)을 포함하여 구성된다.
상기 피드백채널검출기(1002)는 피드백 채널을 통해 단말로부터 수신되는 피드백 신호를 검출한다. 다시 말해, 상기 피드백채널검출기(1002)는 다수의 후보 부호열들 중 피드백 신호로서 송신된 부호열을 검출한다. 예를 들어, 상기 피드백채널검출기(1002)는 피드백 채널을 수신되는 신호 및 후보 신호열들의 상관 연산을 통해 송신된 신호열을 판단한다. 이때, 상기 도 10에는 도시되지 아니하였지만, 상기 기지국은 수신기를 더 포함하며, 상기 수신기는 상기 단말로부터 수신되는 신호 중 상기 피드백 신호를 상기 피드백 채널에서 추출하여 상기 피드백채널검출기(1002)로 제공한다.
상기 피드백정보확인기(1004)는 상기 피드백채널검출기(1002)에 의해 검출된 부호열로부터 피드백 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 피드백정보확인기(1004)는 미리 정의된 대응 관계에 따라 상기 검출된 부호열과 대응되는 비트열을 검색하고, 상기 비트열을 해석함으로써 피드백 정보를 확인한다. 여기서, 상기 피드백 정보는 피드백 주기의 진행에 따라 달라지는 내용을 포함하며, 긴 주기 피드백 정보 및 짧은 주기 피드백 정보 중 하나이다. 따라서, 상기 피드백정보확인기(1004)는 주기의 진행에 따라 포함되는 내용을 판단하고, 해당 형식에 따라 피드백 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 피드백 정보는 상기 도 4 또는 상기 도 6과 같이 구성될 수 있다. 즉, 상기 피드백 정보는 긴 주기에서 서브밴드 선택 정보 및 평균 CQI들을 포함하고, 짧은 주기에서 CQI 차이 값들 및 PMI/SI들을 포함한다.
상기 긴 주기 피드백 정보가 수신되면, 피드백정보확인기(1004)는 상기 긴 주기 피드백 정보에 포함된 서브밴드 선택 정보에 의해 지시되는 서브밴드들 중 상기 OL 영역에 포함되는 서브밴드가 존재하는지 여부를 확인한다. 만일, 상기 OL 영역 외 영역 내의 서브밴드 및 OL 영역 내의 서브밴드를 포함되면, 상기 피드백정보확인기(1004)는 상기 OL 영역 내의 서브밴드의 순서를 확인한다. 즉, 상기 서브밴드 선택 정보는 M개의 선호 서브밴드들의 식별 정보를 포함하며, 상기 M개의 선호 서브밴드들 중 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서를 확인한다. 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서는 추후 서브밴드별로 채널 정보를 분리하기 위해 사용된다.
이후, 짧은 주기 피드백 정보가 수신되면, 상기 피드백정보확인기(1004)는 서브밴드 별로 채널 정보를 분리한다. 이때, 상기 피드백정보확인기(1004)는 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서를 이용한다. 즉, 상기 OL 영역 외 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보 및 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보의 크기, 즉, 비트 수가 상이하므로, 상기 피드백정보확인기(1004)는 OL 영역에 속한 서브밴드의 채널 정보가 어디에 위치하는지 알아야 서브밴드별 채널 정보를 구분할 수 있다. 따라서, 상기 피드백정보확인기(1004)는 상기 OL 영역에 속한 서브밴드의 순서 및 선호 서브채널 선택 정보와 채널 정보의 매핑 규칙을 이용하여 서브밴드별 채널 정보를 분리한다.
상기 스케줄러(1006)는 MIMO 모드 별 스케줄링을 수행한다. 즉, CL MIMO 모드를 지원하는 자원은 PMI 및 CQI를 참고하여 CL MIMO 기술에 따른 방식으로 스케 줄링되고, OL MIMO 모드를 지원하는 자원은 SI 및 CQI를 참고하여 OL MIMO 기술에 따른 방식으로 스케줄링된다. 예를 들어, 상기 OL MIMO 모드를 지원하는 자원의 경우, 상기 스케줄러(1006)는 스트림별 최대 CQI를 갖는 단말들에게 스트림을 분배하여 해당 서브밴드를 공유하도록 스케줄링한다. 또한, 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 자원의 경우, 상기 스케줄러(1006)는 최대 CQI를 갖는 단말들이 해당 서브밴드를 공유하도록 스케줄링한다.
상기 데이터버퍼(1008)는 단말들로 송신될 하향링크 데이터를 저장하며, 사이 스케줄러(1006)의 스케줄링 결과에 따라 해당 하향링크 데이터를 출력한다. 상기 부호화기(1010)는 상기 데이터버퍼(1008)로부터 제공되는 데이터 비트열을 부호화한다. 상기 심벌변조기(1012)는 부호화된 비트열을 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 상기 CL처리기(1014)는 CL MIMO 기술에 따라 CL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드들을 통해 송신될 신호를 처리한다. 즉, 상기 CL처리기(1014)는 각 단말로의 신호를 해당 단말에 의해 선택된 빔 성형 행렬에 의해 프리코딩한다. 상기 OL처리기(1016)는 OL MIMO 기술에 따라 OL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드들을 통해 송신될 신호를 처리한다.
상기 다수의 부반송파매핑기들(1018-1 내지 1018-N)는 상기 CL처리기(1014)로부터 제공되는 신호를 CL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드의 부반송파들에 매핑하고, 상기 OL처리기(1016)로부터 제공되는 신호를 OL MIMO 모드를 적용받는 서브밴드의 부반송파들에 매핑한다. 상기 다수의 OFDM변조기들(1020-1 내지 1020-N)는 상기 부반송파들에 매핑된 신호들에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연 산을 수행하고, CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌들을 구성한다. 상기 다수의 RF송신기들(1022-1 내지 1022-N)는 상기 OFDM 심벌들을 RF 대역 신호로 상향 변환한 후, 다수의 송신 안테나들을 통해 송신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 OL(Open Loop) 영역의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 CRU(Contiguous Resource Unit) 퍼뮤테이션(permutation) 영역 및 DRU(Distributed Resource Unit) 퍼뮤테이션 영역의 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 OL 영역을 배제하고 서브밴드를 선택한 경우 피드백 정보의 구성 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 OL 영역을 배제하고 서브밴드를 선택한 경우 짧은 주기에 따라 송신되는 피드백 정보의 구성 예를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 OL 영역에서 서브밴드가 선택된 경우 피드백 정보의 구성 예를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 OL 영역에서 서브밴드가 선택된 경우 짧은 주기에 따라 송신되는 피드백 정보의 구성 예를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (24)

  1. 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    전체 서브밴드들 중 선호 서브밴드들을 선택하는 과정과,
    상기 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 송신하는 과정은,
    상기 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 평균 CQI들을 포함하는 제1피드백 정보를 송신하는 과정과,
    상기 선호 서브밴드들의 채널 정보를 포함하는 제2피드백 정보를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1피드백 정보는, 제1주기에 따라 주기적으로 송신되고,
    상기 제2피드백 정보는, 제2주기에 따라 주기적으로 송신되며,
    상기 제1주기는, 상기 제2주기의 배수인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 CQI를 나타내는 값은, 상기 평균 CQI 대비 차이 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 CQI를 나타내는 값과 상기 PMI 또는 상기 SI가 쌍을 이루며,
    상기 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서와 동일한 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 서브밴드들에 대하여, 물리적 채널 품질 및 사용 가능한 빔 성형 행렬들을 이용하여 최대 유효 채널 품질 및 상기 최대 유효 채널 품질을 유발시키는 빔 성형 행렬의 PMI를 결정하는 과정과,
    상기 OL 영역에 속한 서브밴드들에 대하여, 스트림별 채널 품질을 중 최대 값을 갖는 스트림 및 상기 최대 값을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 수신하는 과정과,
    상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 상기 선호 서브밴드들 각각의 채널 정보를 분리하는 과정을 포함 하며,
    상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 수신하는 과정은,
    상기 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 평균 CQI들을 포함하는 제1피드백 정보를 수신하는 과정과,
    상기 선호 서브밴드들의 채널 정보를 포함하는 제2피드백 정보를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1피드백 정보는, 제1주기에 따라 주기적으로 수신되고,
    상기 제2피드백 정보는, 제2주기에 따라 주기적으로 수신되며,
    상기 제1주기는, 상기 제2주기의 배수인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 CQI를 나타내는 값은, 상기 평균 CQI 대비 차이 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 CQI를 나타내는 값과 상기 PMI 또는 상기 SI가 쌍을 이루며,
    상기 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서와 동일한 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    전체 서브밴드들 중 선호 서브밴드들을 선택하는 선택기와,
    상기 선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 송신기를 포함하며,
    상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 송신기는, 상기 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 평균 CQI들을 포함하는 제1피드백 정보를 송신하고, 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보를 포함하는 제2피드백 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1피드백 정보는, 제1주기에 따라 주기적으로 송신되고,
    상기 제2피드백 정보는, 제2주기에 따라 주기적으로 송신되며,
    상기 제1주기는, 상기 제2주기의 배수인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 CQI를 나타내는 값은, 상기 평균 CQI 대비 차이 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 CQI를 나타내는 값과 상기 PMI 또는 상기 SI가 쌍을 이루며,
    상기 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서와 동일한 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 선택기는, 상기 CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 서브밴드들에 대하여, 물리적 채널 품질 및 사용 가능한 빔 성형 행렬들을 이용하여 최대 유효 채널 품질 및 상기 최대 유효 채널 품질을 유발시키는 빔 성형 행렬의 PMI를 결정하고, 상기 OL 영역에 속한 서브밴드들에 대하여, 스트림별 채널 품질을 중 최대 값을 갖는 스트림 및 상기 최대 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 전체 대역 중 일부 대역을 OL MIMO 모드만을 지원하는 OL 영역으로서 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    선호 서브밴드들을 알리는 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보 중 적어도 하나를 포함하는 피드백 정보를 확인하고, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서를 기준으로 미리 정의된 매핑 규칙에 따라 상기 선호 서브밴드들 각각의 채널 정보를 분리하는 확인기를 포함하며,
    상기 채널 정보는, CL MIMO 모드를 지원하는 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 PMI, 및 상기 OL 영역에 속한 적어도 하나의 서브밴드의 CQI를 나타내는 값 및 SI를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 확인기는, 상기 서브밴드 선택 정보 및 상기 선호 서브밴드들의 평균 CQI들을 포함하는 제1피드백 정보를 확인하고, 상기 선호 서브밴드들의 채널 정보를 포함하는 제2피드백 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1피드백 정보는, 제1주기에 따라 주기적으로 수신되고,
    상기 제2피드백 정보는, 제2주기에 따라 주기적으로 수신되며,
    상기 제1주기는, 상기 제2주기의 배수인 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 CQI를 나타내는 값은, 상기 평균 CQI 대비 차이 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제2피드백 정보에 포함된 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 CQI를 나타내는 값과 상기 PMI 또는 상기 SI가 쌍을 이루며,
    상기 각 선호 서브밴드의 채널 정보는, 상기 서브밴드 선택 정보 내의 서브밴드 기재 순서와 동일한 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
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