KR20110082050A - 다중 안테나 전송을 위한 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

다중-안테나 전송을 위한 방법은, 복수의 빔포밍 어레이(beamforming array)의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적(UE-specific) 기준 신호(reference signal: RS)에 상이한 서브캐리어 리소스(subcarrier resource) 또는 상이한 코드 리소스(code resource)를 할당하는 단계; 및 상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO(multiple input multiple output) 기술을 사용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예는 또한 다중-안테나 장치 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 실시예는 MIMO와 빔포밍 기술의 조합 사용을 실현하며, 이에 따라 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘하게 한다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다.

Description

다중 안테나 전송을 위한 방법, 장치 및 시스템{METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR MULTI-ANTENNA TRANSMISSION}
본 발명은 통신 기술, 특히 다중 안테나 전송을 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서의 LTE(Long Term Evolution)는 3G 네트워크의 진화이다. LTE는 3G 네트워크의 에어 액세스 기술을 향상시키고, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 및 MIMO(multiple input multiple output)를 무선 네트워크 진화의 코어 에어 인터페이스 기술로서 채택하며, 20 MHz 스펙트럼 대역폭 하에서 다운링크 100 Mbit/s 및 업링크 50 Mbit/s의 피크 레이트를 제공하기 때문에, 셀의 용량이 향상되고 시스템 지연이 감소한다.
OFDM 기술은 동시 전송(concurrent transmission)의 변조 기술이다. 전송기는 동시 전송을 위해 메시지를 다중 서브캐리어로 변조한다. 다중 서브캐리어는 서로 직교하며, 높은 스펙트럼 효율성의 특징이 있고 주파수 선택 감쇄를 효과적으로 방지한다. OFDM은 차세대 광대역 무선 액세스 시스템에 바람직한 기술이다.
MIMO는 무선 통신 시스템에서 고급 다중-안테나 기술이고, 전송기에서 다중 안테나를 사용하여 신호를 독립적으로 전송하고 수신기에서 다중 안테나를 사용하여 신호를 수신한다. MIMO는 즉 복수의 송수신 안테나에 의해 제공되는 공간 유연성(space flexibility)을 통해 무선 통신 시스템의 스펙트럼 효율성을 향상시키기 위해 사용되어, 전송 속도 및 신호 품질을 향상시킨다. 이 방식에서는, 시스템 대역폭이나 총 송신 전력을 증가시킴이 없이, 처리량 및 전송 거리가 많이 증가한다.
빔포밍 기술(beamforming technology)은 다른 고급 다중-안테나 기술이다. 이 기술에 의하면, 다중 안테나는 안테나 어레이를 형성하고, 안테나 어레이의 송수신된 신호가 방향성을 가지도록 이러한 송수신된 신호에 대해 소정의 가중치를 할당하여 빔포밍을 생성한다. 이 기술은 유용한 신호를 강화시키고, 간섭을 방지하며, 신호대노이즈(SNR)를 향상시킨다.
LTE 프로토콜은 MIMO 및 빔포밍 기술과 같은 다중-안테나 기술을 지원하는 데, 다중 안테나의 코드, 다중 안테나의 기준 신호(RS), 및 다중 안테나의 측정 피드백과 같은 지원을 제공함으로써 다중-안테나 기술을 용이하게 적용할 수 있게 한다.
본 발명을 구현하는 동안, 발명자는 다음과 같은 사항을 알게 되었다:
현재의 LTE 프로토콜이 지원하는 MIMO 및 빔포밍 기술은 단지 독립적으로만 사용될 수 있을 뿐이다. 구체적으로, MIMO 및 빔포밍 기술 중 하나는 여러 셀, 여러 시간, 또는 여러 사용자에 대해 사용될 수 있는 데, 즉 MIMO 및 빔포밍 기술은 한 명의 사용자를 위해서는 동시에 사용될 수 없다. 그러므로 MIMO 및 빔포밍 기술의 이점이 효과적으로 활용될 수 없다.
본 발명의 여러 실시예는 다중 안테나 전송을 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이며, 복수의 입력 복수의 출력(MIMO) 및 빔포밍 기술의 양쪽의 다중-안테나 기술의 결합 사용을 실현한다.
본 발명의 실시예는 이하의 기술적 솔루션을 통해 실현된다.
본 발명의 실시예는 다중-안테나 전송을 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은,
복수의 빔포밍 어레이(beamforming array)의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적(UE-specific) 기준 신호(reference signal: RS)에 상이한 서브캐리어 리소스(subcarrier resource) 또는 상이한 코드 리소스(code resource)를 할당하는 단계; 및
상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO(multiple input multiple output) 기술을 사용하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 실시예는 다중-안테나 전송을 위한 장치를 제공한다. 상기 장치는,
복수의 빔포밍 어레이(beamforming array)의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적(UE-specific) 기준 신호(reference signal: RS)에 상이한 서브캐리어 리소스(subcarrier resource) 또는 상이한 코드 리소스(code resource)를 할당하도록 구성된 제1 유닛; 및
상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO(multiple input multiple output) 기술을 사용하도록 구성된 전송 유닛
을 포함한다.
본 발명의 실시예는 다중-안테나 전송을 위한 장치 및 수신 장치를 포함하는 다중 안테나 통신 시스템을 제공한다.
상기 수신 장치는 상기 다중-안테나 전송을 위한 장치에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 기준 신호(reference signal: RS)에 따라 채널 추정을 수행하며, 각각의 빔포밍 어레이로부터 전송된 다운링크 신호를 수신하여 복조하도록 구성되어 있다.
전술한 기술적 솔루션으로부터, MIMO 및 빔포밍 기술의 양쪽의 다중-안테나 기술의 결합 사용을 실현한다는 것을 알 수 있다. MIMO 전송 기술을 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용하여 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘한다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다. 그러므로 본 발명의 실시예에서 제공하는 기술적 솔루션은 실질적인 가치가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 및 빔포밍 기술의 결합에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀-특이적 RS의 맵핑을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 UE-특이적 RS의 맵핑을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중-안테나 전송을 위한 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중-안테나 전송을 위한 방법에서 UE-특이적 RS의 그룹화 솔루션에 대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중-안테나 전송을 위한 방법에서 UE-특이적 RS의 다른 그룹화 솔루션에 대한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중-안테나 전송을 위한 방법에서 UE-특이적 RS의 그룹화 솔루션에 대한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중-안테나 통신 시스템에 대한 구조도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중-안테나 통신 시스템에 대한 구조도이다.
본 발명 하의 기술적 솔루션에 대해 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 결국, 후술되는 실시예는 단지 예시적 목적에 지나지 않으며, 본 발명의 모든 실시예를 망라하지 않는다. 당업자는 창조적 노력 없이도 여기에 제시된 실시예로부터 다른 실시예를 도출할 수 있으며, 그러한 모든 실시예는 본 발명의 보호 범주에 해당된다.
본 발명의 실시예에 제공되는 다중-안테나 전송을 위한 방법에 따르면, MIMO 및 빔포밍 기술의 이점을 달성하기 위해, 이러한 두 가지 기술을 결합하여 사용한다. 즉, 다중-안테나 시스템은 MIMO 및 빔포밍 기술을 동시에 지원한다. 예를 들어, 기지국은 다중 안테나 어레이를 지원하는 데, 각각의 안테나 어레이는 빔포밍 기술을 사용하고, MIMO는 이 다중 안테나 어레이 상에서 사용된다. MIMO 기술은 전송 다이버시티(transmission diversity) 및 SDM(space division multiplexing)을 포함한다. MIMO와 빔포밍 기술의 결합이 도 1에 예시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 메인 안테나는 빔포밍 기술의 요건에 따라 메인 안테나 어레이를 형성하고, 4개의 다이버시티 안테나는 빔포밍 기술의 요건에 따라 다이버시티 안테나 어레이를 형성하며, MIMO는 메인 안테나 어레이 및 다이버시티 안테나 어레이 상에서 사용된다. 이 방법에서, 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭을 감소시킬 수 있으며, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 사용함으로써 더욱 향상될 수 있다. 그러므로 본 발명의 기술적 솔루션은 실제로 큰 가치가 있다.
다중-안테나 기술을 지원하기 위해, LTE 프로토콜은 다운링크 기준 신호(RS)를 설계할 때, MIMO(1개의 안테나, 2개의 안테나 및 4개의 안테나의 다운링크 셀-특이적 RS 맵핑을 지원함) 및 빔포밍 기술(UE-특이적 RS를 지원함)의 복조의 요건을 고려한다. 다운링크 방향에서 MIMO를 사용할 때는, 셀-특이적 RS가 사용된다. MIMO에서 사용되는 셀-특이적 RS의 맵핑은 도 2에 도시되어 있으며, 도면에서 1은 심볼 인덱스이다. 셀-특이적 RS는 다운링크 공통 RS이다. 셀 내의 모든 사용자 요건(UE)은 다운링크 공통 RS를 수신하여 복조할 수 있다. MIMO의 이점은, 채널 상호관계가 조건을 충족하는 필수 전제 조건에서 복수의 코드 스트림을 통해 SDM을 수행하여 시스템의 처리량을 n배 향상시킬 수 있다는 점이다.
빔포밍 기술을 다운링크 방향에서 사용할 때는, 빔포밍 복조를 위해 셀-특이적 RS 외에, UE-특이적 RS도 사용한다. 빔포밍에서 사용되는 UE-특이적 RS의 맵핑이 도 3에 예시되어 있다. UE-특이적 RS는 전용의 RS이고, 빔포밍 신호를 수신하는 데 빔포밍을 사용하는 UE에 의해 구체적으로 사용된다. 도 3에 도시된 안테나 포트(5)는 로직 안테나 포트인 데, 빔포밍 어레이에 맵핑되는 안테나 포트이다. UE-특이적 RS, 및 빔포밍을 형성하고 UE에 송신된 다운로드 데이터는 동일한 가중치를 사용하여 빔포밍 전송을 실행한다. 빔포밍 기술의 이점은, 안테나 어레이의 가중을 통해 단말기에 에너지를 겨냥하도록 해서 표적 단말기(target terminal)의 SNR을 향상시킨다는 점이다.
UE-특이적 RS의 현재 맵핑에 따르면, 전술한 MIMO와 빔포밍 기술을 결합하여 사용하는 것은 지원되지 않는 데, 그 이유는 RS의 단지 하나의 그룹만이 UE-특이적 RS에 대해 정해지기 때문인 데, 즉 하나의 안테나 어레이만이 지원되지 때문이다. MIMO가 다중 안테나 어레이에 대해 사용되는 경우, 각각의 안테나 어레이는 전용의 RS를 구비해야 하는 데, 다중 안테나 어레이의 RS는 수신기에서 상호적으로 간섭받지 않도록 해야 하기 때문이다. 각각의 안테나 어레이가 전용의 RS를 구비하지 않는 경우, 다중 안테나 어레이의 RS는 수신기에서 구별되지 않을 수도 있으며, 여러 MIMO 채널의 채널 특징이 추정되지 않을 수도 있다. 그 결과, 다중 안테나 어레이에 의해 전송되는 신호가 정확하게 수신되어 복조되지 않을 수 있다.
본 발명의 일실시예는 다중-안테나 전송을 위한 방법을 제공한다. MIMO와 빔포밍 기술을 조합하여 사용하기 위해, 상기 방법은 UE-특이적 RS를 향상시킨다. 이 방법을 사용함으로써, UE-특이적 RS는 복수의 빔포밍 어레이를 지원하며 MIMO는 다중-안테나 기술이 동일한 셀 내의 동일한 사용자에 대해 사용되도록 이러한 복수의 빔포밍 어레이에 대해 사용되어 MIMO 및 빔포밍 기술 양쪽의 이점이 최대한 발휘할 수 있도록 한다. UE-특이적 RS에 대한 향상은, 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 대해 별개의 서브캐리어 리소스 또는 별개의 코드 리소스를 할당하는 단계, 즉 복수의 서브캐리어 리소스가 다양한 빔포밍 어레이에 대응하거나 다양한 코드 리소스가 다양한 빔포밍 어레이에 대응하는, 상기 할당하는 단계; 및 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용하는 단계를 포함한다. 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용하는 단계는 구체적으로, 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 따라 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 개시된 하나의 상세한 기술적 솔루션이 도 4에 도시되어 있으며, 이하의 단계를 포한한다:
단계 41: 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 서브캐리어 리소스에 대한 UE-특이적 RS를 그룹화한다.
서브캐리어 리소스에 대해 UE-특이적 RS를 그룹화하는 것은 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화는 것을 의미한다. 수신기가 복수의 어레이의 신호를 정확하게 수신하도록 하기 위해, 수신기에서 채널 추정을 용이하게 하도록 그룹화 프로세스에서 이하의 요인을 고려해야 한다: 각각의 안테나 포트에 대응하는 UE-특정 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 인터리빙 방식으로 공평하게 분배한다. 다른 그룹화 모드는 본 발명의 실시예에 개시된 실행에는 영향을 주지 않는다는 것을 이해해야 한다. UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스가 그룹화된 후, 서브캐리어 리소스의 각각의 그룹화는 빔포밍 어레이에 할당된다. UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스로 이루어진 그룹의 수는 필요한 빔포밍 어레이의 수와 동일하다.
단계 42: 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화한다.
그룹화된 로직 안테나 포트의 수는 빔포밍 안테나 어레이의 수와 동일하다. 그러므로 그룹화된 로직 안테나 포트의 수는 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스로 이루어진 그룹의 수와 동일하다.
현재의 프로토콜은, UE-특이적 RS가 사용되는 경우, 레이어 맵핑 동안, 데이터 맵핑에 참여하는 로직 안테나 포트는 안테나 포트 5임을 규정하고 있다. 그러므로 본 발명의 실시예에서, 안테나 포트 5는 빔포밍 어레이의 수와 동일한 수의 그룹으로 그룹화된다. 예를 들어, 두 개의 빔포밍 어레이가 필요한 경우, 안테나 포트 5는 두 개의 그룹, 즉 안테나 포트 5a 및 안테나 포트 5b로 그룹화된다.
단계 43: 그룹화된 UE-특이적 RS를 그 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑한다.
단계 44: 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO를 사용함으로써 복수의 빔포밍 어레이의 신호를 전송한다.
전술한 단계 41-43에 따르면, 빔포밍 어레이에 의해 전송되는 UE-특이적 RS는 이미 서브캐리어 리소스에 대해 그룹화되어 있다. 즉, UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스는 그룹화되고 그 그룹화된 서브캐리어 리소스에 대응하는 UE-특이적 RS는 그 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑된다. 그러므로 복수의 빔포밍 어레이의 신호가 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용되는 MIMO로 전송될 때, 이 복수의 빔포밍 어레이의 나머지는, 이 복수의 빔포밍 어레이 중 하나에 대응하는 UE-특이적 RS에 의해 서브캐리어 리소스가 사용되는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
UE가 다운링크 신호를 수신할 때, UE는 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행하고, 각각의 빔포밍 어레이에 의해 전송되는 다운링크 신호를 수신하여 복조한다.
이러한 실행을 설명하기 위한 예로서 실시예를 사용한다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, UE-특이적 RS는 두 개의 빔포밍 어레이에 대한 전송 다이버시티 또는 MIMO SDM을 실행하기 위해 두 개의 빔포밍 어레이가 필요한 경우, 기존의 솔루션에서 언급된 동일한 리소스(무선 리소스)를 사용한다. 하나의 서브프레임에서 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 리소스는 두 개의 그룹으로 그룹화되는 데, 각각의 그룹의 리소스는 빔포밍 어레이에 할당된다. 이에 따라, 레이어 맵핑에서 로직 안테나 포트 5는 안테나 포트 5a 및 안테나 포트 5b로 그룹화된다. 레이어 맵핑에서, 두 그룹의 UE-특이적 RS는 안테나 포트 5a 및 안테나 포트 5b에 각각 맵핑된다. 그러므로 안테나 5b에서는, 서브캐리어 리소스가 안테나 5a에서 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 동안 이 서브캐리어 리소스를 이용해서는 신호가 전송되지 않는다. 마찬가지로, 안테나 5a에서도, 서브캐리어 리소스가 안테나 5b에서 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 동안 이 서브캐리어 리소스를 이용해서는 신호가 전송되지 않는다. 이에 의해 두 개의 빔포밍 어레이에 의해 사용되는 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스는 서로 간섭하지 않는다. UE는 두 개의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행한 다음 다운링크 신호를 수신할 때 이 두 개의 빔포밍 어레이로부터 전송된 신호를 수신하여 복조할 수 있다.
이 프로세스에서, UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스의 그룹화는 도 6에 도시된 모드에 있을 수 있다. UE-특이적 RS가 서브캐리어 리소스에 대해 그룹화된 후, UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스의 수 및 분배는 현재의 프로토콜의 수 및 분배와 일치한다. 두 개의 빔포밍 어레이에 대응하는 각각의 계층 맵핑 로직 포트(안테나 포트 5a 및 안테나 포트 5b)는 UE-특이적 RS를 위한 서브캐리어 리소스의 절반을 사용한다. 전술한 실시예에서 개시된 방법은 또한 더 많은 빔포밍 어레이를 지원할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 즉, UE-특이적 RS는 서브캐리어 리소스에 대해 더 많은 그룹으로 그룹화될 수 있고 로직 안테나 포트는 실제의 요건에 따라 그룹화될 수 있다. 신호 전송 동안, 나머지 빔포밍 어레이는 서브캐리어 리소스가 빔포밍 어레이 중 하나의 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 어떠한 신호도 전송하지 않는다. 이에 의해 다중 안테나 어레이의 UE-특이적 RS의 RS는 수신기에서 서로 간섭하지 않게 되고, 수신기는 복수의 MIMO 채널의 채널 특징을 정확하게 추정하여 다중 안테나 어레이에 의해 전송되는 신호를 정확하게 수신하여 복조할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재의 프로토콜에 규정된 다운링크 UE-특이적 RS의 맵핑이 단지 하나의 빔포밍 어레이만을 지원하는 문제가 해결된다. 본 발명의 실시예에 제공되는 UE-특이적 RS 그룹화 방식을 이용하면, UE-특이적 RS는, MIMO 전송 다이버시티 또는 MIMO SDM을 사용하여 MIMO 및 빔포밍 기술의 조합 사용을 지원할 수 있는 복수의 빔포밍 어레이를 지원할 수 있다. 이에 의해 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 제공되는 기술적 솔루션은 현재의 프로토콜과의 완전한 호환성이다. 복수의 빔포밍 어레이가 필요하면, UE-특이적 RS를 위한 서브캐리어 리소스의 수 및 분배는 현재의 프로토콜에 정해진 수 및 분배와 동일할 수 있다. 본 발명의 실시예에 제공되는 기술적 솔루션은 대안의 솔루션으로서 역할하기 때문에, 본 발명의 실시예는 그룹화 이전에 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스의 수 및 분배가 그룹화 이후에 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스의 수 및 분배와 상이한 경우를 배제하지 않는다. 본 발명의 실시예에 제공되는 솔루션 역시 이 경우에 적용 가능하다. 그러므로 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하기 위한 본 발명의 실시예에 개시되는 방법은 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 보호 범주 내에 있는, 본 발명의 실시예에 개시된 방식에 기초하여 다른 그룹화 방식을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 다중-안테나 전송을 위한 다른 방법을 제공한다. 이 방법에 따르면, MIMO 및 빔포밍 기술의 조합 사용을 위해 MIMO는 복수의 빔포밍 어레이에 대해 사용되어, 동일한 셀 내에 있는 동일한 사용자에 대해 다중-안테나 기술이 동시에 사용되고, MIMO 및 빔포밍 기술의 이점이 최대한 발휘된다. 방법은 이하의 단계를 포함한다:
단계 20: 빔포밍 어레이를 결정하고, 코드 분할 다중화(CDM)를 사용하여 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS를 구별한다.
구체적으로, 필요한 빔포밍 어레이의 수가 결정된다. UE가 빔포밍 신호를 수신하여 복조할 수 있도록 각각의 빔포밍 어레이는 그 대응하는 UE-특이적 RS를 필요로 하기 때문에, 단지 한 그룹의 RS가 UE-특이적 RS에서 규정된다. 코딩된 UE-특이적 RS는 필요한 빔포밍 어레이의 수에 대응할 수 있다. 또한, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS에 상이한 코드 리소스가 할당되기 때문에, 즉 CDM 모드가 사용되기 때문에, 다중 안테나 어레이의 UE-특이적 RS의 RS는 수신기에서 서로 간섭하지 않으며, 수신기는 여러 MIMO 채널의 채널 특징을 정확하게 추정하고 다중 안테나 어레이에 의해 전송되는 신호를 정확하게 수신하여 복조할 수 있다. 본 발명의 실시예는 적어도 두 개의 빔포밍 어레이를 사용하며, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS를 CDM을 사용함으로써 구별한다.
단계 21: 신호 전송기는 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS를 전송하고 이 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용한다.
구체적으로, 전송기는 각각의 빔포밍 어레이에 대응하고, CDM 모드에서 구별된 UE-특이적 RS를 전송하고, 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용함으로써 신호를 전송한다.
다운링크 신호를 수신하면, UE는 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행하고, 각각의 빔포밍 어레이에 의해 전송된 다운링크 신호를 수신하여 복조한다.
본 발명의 실시예는 각각의 빔포밍 어레이에 의해 사용되는 UE-특이적 RS를 CDM을 사용하여 구별하고 MIMO 및 빔포밍 기술의 조합 사용을 실행하는 데, 이에 따라 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘하게 한다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다. 이 기술적 솔루션은 가치가 있으며 편리하다. 또한, 각각의 빔포밍 어레이에 의해 사용되는 UE-특이적 RS를 구별하기 위해 CDM 모드를 사용하는 것은 본 발명의 예시적 실시예일 뿐이며, 본 발명의 솔루션은 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 빔포밍 기술 및 MIMO의 조합 사용을 실현하기 위해 빔포밍 어레이를 구별하기 위한 다른 모드를 배제하지 않는다.
본 발명의 일실시예는 다중-안테나 전송을 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는 제1 유닛 및 전송 유닛을 포함한다. 제1 유닛은 상이한 서브캐리어 리소스 또는 상이한 코드 리소스를 복수의 빔포밍 어레이의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 할당하도록 구성되어 있으며, 즉 상이한 서브캐리어 리소스는 상이한 빔포밍 어레이에 대응하거나 또는 상이한 코드 리소스는 상이한 빔포밍 어레이에 대응한다. 전송 유닛은 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용함으로써 신호를 전송하도록 구성되어 있다.
제1 유닛은, 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 서브캐리어 리소스에 대해 UE-특이적 RS를 그룹화(UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스의 그룹화)하도록 구성된 제1 그룹화 유닛; 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화하도록 구성된 제2 그룹화 유닛; 및 상기 그룹화된 UE-특이적 RS를 상기 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑하도록 구성된 계층 맵핑 유닛을 포함한다.
대안으로, 제1 유닛은, CDM 모드를 사용함으로써 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS를 구별짓도록 구성된 빔포밍 어레이 설정 유닛을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 전송 유닛은 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 따라 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용함으로써 신호를 전송하도록 구성되어 있다.
본 발명의 실시예는 MIMO 및 빔포밍 기술의 조합 사용을 실행한다. MIMO 전송 기술은 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용되어, 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘한다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다. 이 기술적 솔루션은 실질적인 가치가 있다.
네트워크 측이 다운링크 신호를 단말기 측에 전송하는 경우는 본 발명의 실시예에서 일례로서 단지 도해만을 위해 사용된다. 실제의 어플리케이션에서, 본 발명의 실시예에 제공되는 다중-안테나 장치는 업링크 신호를 전송하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 다중-안테나 전송 장치 및 수신 장치를 포함하는 다중-안테나 통신 시스템을 제공한다. 수신 장치는 다중-안테나 전송 장치(70)에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행하며, 각각의 빔포밍 어레이로부터 전송된 다운링크 신호를 수신하여 복조하도록 구성되어 있다.
본 발명의 일실시예는 다중-안테나 통신 시스템을 제공한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 다중-안테나 통신 시스템은 다중-안테나 전송 장치(70) 및 수신 장치(80)를 포함한다. 다중-안테나 전송 장치(70)는 빔포밍 기술 및 MIMO 모두를 지원하며, 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 서브캐리어 리소스에 대해 UE-특이적 RS를 그룹화하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 다중 안테나-전송 장치(70)는 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하고, 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화하며, 상기 그룹화된 UE-특이적 RS를 사익 그룹화된 로직 안테나 포트에 각각 맵핑하여, 빔포밍 어레이 상에서 MIMO를 사용한다. 이 기능을 실현하기 위해, 다중-안테나 전송 장치(70)는, 제1 그룹화 유닛(700), 제2 그룹화 유닛(701), 계층 맵핑 유닛(702), 및 전송 유닛(703)을 포함한다.
제1 그룹화 유닛(700)은 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 서브캐리어 리소스에 대해 UE-특이적 RS를 그룹화하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 제1 그룹화 유닛(700)은 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하고 서브캐리어 리소스의 각각의 그룹을 하나의 빔포밍 어레이에 할당한다. 그룹화는 각각의 안테나 포트의 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스가 인터리빙 방식으로 공평하게 분배되어 수신기에서 채널을 용이하게 하는 요인(factor)을 고려해야 한다. 다른 그룹화 모드는 본 발명의 실시예에서 개시되는 실현에 영향을 주어서는 안 된다.
제2 그룹화 유닛(701)은 필요한 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화하도록 구성되어 있다.
계층 맵핑 유닛(702)은 제1 그룹화 유닛(700)에 의해 그룹화된 UE-특이적 RS를 제2 그룹화 유닛(701)에 의해 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑하도록 구성되어 있다.
전송 유닛(703)은 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO를 사용함으로써 신호를 전송하도록 구성되어 있다. 전송 유닛(703)은 제1 그룹화 유닛(700), 제2 그룹화 유닛(701), 및 계층 맵핑 유닛(702)이 동작을 수행한 후 신호를 전송한다. 즉, 빔포밍 어레이에 의해 전송되는 UE-특이적 RS는 서브캐리어 리소스에 대해 그룹화되고(UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스가 그룹화됨), 상기 그룹화된 UE-특이적 RS는 상기 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑된다. 그러므로 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용되는 MIMO에 따라 신호가 전송될 때, 나머지 빔포밍 어레이는 서브캐리어 리소스가 빔포밍 어레이 중 하나의 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
다중-안테나 전송 장치(70)는 본 발명의 예시적 실시예에 지나지 않으며, 본 발명에서 다중-안테나 전송 장치의 구조는 이에 제한되지 않는다. 여러 구조적 설계가 본 발명의 보호 범주 내에 있으며, 이것은 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용되는 MIMO에 의해 신호가 전송되는 것과, 나머지 빔포밍 어레이는 서브캐리어 리소스가 빔포밍 어레이 중 하나의 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 어떠한 신호도 전송하지 않는다는 것을 지원한다.
수신 장치(80)는 다중-안테나 전송 장치(70)에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행하며, 각각의 빔포밍 어레이로부터 전송되는 다운링크 신호를 수신하여 복조하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 시스템은 다중-안테나 기술을 사용하는 무선 시스템, 예를 들어 LTE이어도 된다.
본 발명의 실시예에서 제공되는 UE-특이적 RS 그룹화 방식에 따르면, UE-특이적 RS는, MIMO 및 빔포밍 기술의 조합 사용이 지원되도록, MIMO 전송 다이버시티 및 SDM이 사용될 수 있는 복수의 빔포밍 어레이를 지원할 수 있다. 이에 의해 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘할 수 있다.
본 발명에서 다중-안테나 통신 시스템의 다른 예시적 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 이 시스템은 다중-안테나 전송 장치(71) 및 수신 장치(81)를 포함한다. 다중-안테나 전송 장치(71)는 빔포밍 기술 및 MIMO의 조합 사용을 지원하고 CDM 모드를 사용하여 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS를 구별하며, 빔포밍 어레이에 대해 MIMO를 사용함으로써 신호를 전송한다. 이 기능을 수행하기 위해, 다중-안테나 전송 장치(71)는,
빔포밍 어레이를 결정하고, CDM 모드를 사용함으로써 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS를 구별짓도록 구성된 빔포밍 어레이 설정 유닛(710); 및
빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS를 전송하고 빔포밍 어레이에 대해 MIMO를 사용하도록 구성된 전송 유닛(711)
을 포함한다. 즉, CDM 모드에서 구별되는 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS가 전송되고 빔포밍 어레이에 대해 사용되는 MIMO로 신호가 전송된다.
다중-안테나 전송 장치(71)는 본 발명의 예시적 실시예에 지나지 않으며 본 발명의 다중-안테나 전송 장치의 구조는 이에 제한되지 않는다.
여러 구조적 설계가 본 발명의 보호 범주 내에 있으며, 이것은 복수의 빔포밍 어레이 상에서 사용되는 MIMO에 의해 신호가 전송되는 것과, 나머지 빔포밍 어레이는 서브캐리어 리소스가 빔포밍 어레이 중 하나의 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 어떠한 신호도 전송하지 않는다는 것을 지원한다.
또한, 빔포밍의 UE-특이적 RS를 구별하기 위해 CDM 모드를 사용하는 것은 본 발명의 예시적 실시예에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 솔루션은 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 빔포밍 기술 및 MIMO의 조합 사용을 실행하기 위해 빔포밍 어레이를 구별하기 위한 다른 모드를 배제하지 않는다.
수신 장치(81)는 다중-안테나 전송 장치(71)에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 RS에 따라 채널 추정을 수행하며, 각각의 빔포밍 어레이로부터 전송되는 다운링크 신호를 수신하여 복조하도록 구성되어 있다.
본 발명의 실시예는 CDM을 통해 UE-특이적 RS를 구별함으로써 MIMO와 빔포밍 기술의 조합 사용을 실현한다. MIMO 전송 기술은 복수의 빔포밍 어레이에 대해 사용될 수 있어서, 빔포밍 기술 및 MIMO의 이점을 최대한 발휘하게 한다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다. 기술적 솔루션은 가치가 있고 편리하게 실현될 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 실시예는 MIMO와 빔포밍 기술의 조합 사용을 실현한다. MIMO 전송 기술은 복수의 빔포밍 어레이에 대해 사용될 수 있으며, 빔포밍 및 MIMO의 이점은 최대한 발휘하게 된다. 그러므로 빔포밍의 어레이 이득을 통해 SNR이 향상되어 사용자 간의 간섭이 감소하고, 시스템 내의 채널 용량 및 스펙트럼 효율성이 MIMO를 통해 향상된다. 이 기술적 솔루션은 실질적인 가치가 있다.
당업자는 본 발명의 실시예에 따른 방법에서의 단계 중 일부 또는 전부는 그러한 단계를 실행하기 위한 관련 하드웨어에 명령을 내리는 프로그램에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 프로그램은 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 프로그램을 실행하면, 본 실시예에서의 방법의 단계들이 실행된다. 저장 매체로는 다양한 매체를 들 수 있는 데, 예를 들어 리드-온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 또는 컴팩트 디스크를 들 수 있으며, 이것들은 프로그램 코드를 저장할 수 있다.
결론적으로, 전술한 바는 본 발명의 단지 예시적 실시예에 지나지 않는다. 본 발명의 범주는 이에 제한되지 않는다. 발명의 기술적 범주 내에서 당업자에 자명한 변형 또는 대체는 본 발명의 범주 내에 있어야 한다. 그러므로 본 발명의 보호 범주는 첨부된 청구의 범위에 의해 정해진다.

Claims (11)

  1. 다중-안테나 전송을 위한 방법에 있어서,
    복수의 빔포밍 어레이(beamforming array)의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적(UE-specific) 기준 신호(reference signal: RS)에 상이한 서브캐리어 리소스(subcarrier resource) 또는 상이한 코드 리소스(code resource)를 할당하는 단계; 및
    상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO(multiple input multiple output) 기술을 사용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상이한 서브캐리어 리소스를 할당하는 단계는,
    상기 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하고 상기 복수의 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화하는 단계; 및
    상기 그룹화된 UE-특이적 RS를 상기 그룹화된 로직 안테나 포트에 맵핑하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브캐리어 리소스의 그룹의 수 및 상기 그룹화된 로직 안테나 포트의 수는 상기 복수의 빔포밍 어레이의 수와 동일한, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하는 단계는, 수신기에서 채널 추정을 용이하게 하는 요인, 즉 각각의 안테나 포트에 대응하는 상기 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스가 인터리빙 방식으로 공평하게 분배되는 요인에 기초하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상이한 코드 리소스를 할당하는 단계는,
    코드 분할 다중화(code division multiplexing: CDM) 모드를 사용함으로써 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS를 구별짓는 단계
    를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO 기술을 사용하는 단계는,
    각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 상기 UE-특이적 RS에 따라 상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 상기 MIMO 기술을 사용하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  7. 다중-안테나 전송을 위한 장치에 있어서,
    복수의 빔포밍 어레이(beamforming array)의 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적(UE-specific) 기준 신호(reference signal: RS)에 상이한 서브캐리어 리소스(subcarrier resource) 또는 상이한 코드 리소스(code resource)를 할당하도록 구성된 제1 유닛; 및
    상기 복수의 빔포밍 어레이에 대해 MIMO(multiple input multiple output) 기술을 사용하도록 구성된 전송 유닛
    을 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 유닛은,
    필요한 상기 복수의 빔포밍 어레이의 수에 따라 상기 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스를 그룹화하도록 구성된 제1 그룹화 유닛;
    필요한 상기 복수의 빔포밍 어레이의 수에 따라 로직 안테나 포트를 그룹화하도록 구성된 제2 그룹화 유닛; 및
    상기 제1 그룹화 유닛에 의해 그룹화된 상기 UE-특이적 RS를 상기 제2 그룹화 유닛에 의해 그룹화된 각각의 로직 안테나 포트에 맵핑하도록 구성된 계층 맵핑 유닛
    을 포함하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 그룹화 유닛에 의한 그룹화는, 수신기에서 채널 추정을 용이하게 하는 요인, 즉 각각의 안테나 포트에 대응하는 상기 UE-특이적 RS에 의해 사용되는 서브캐리어 리소스가 인터리빙 방식으로 공평하게 분배되는 요인에 기초하는, 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    코드 분할 다중화(code division multiplexing: CDM) 모드를 사용함으로써 각각의 빔포밍 어레이에 대응하는 UE-특이적 RS를 구별짓도록 구성된 빔포밍 어레이 설정 유닛을 더 포함하는 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 다중-안테나 전송을 위한 장치 및 수신 장치를 포함하는 다중 안테나 통신 시스템에 있어서,
    상기 수신 장치는 상기 다중-안테나 전송을 위한 장치에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 각각의 빔포밍 어레이의 UE-특이적 기준 신호(reference signal: RS)에 따라 채널 추정을 수행하며, 각각의 빔포밍 어레이로부터 전송된 다운링크 신호를 수신하여 복조하도록 구성되어 있는, 다중 안테나 통신 시스템.
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