KR20120119175A - 무선 통신 시스템에 있어서 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에 있어서 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

인트라 셀(intra-cell) CoMP 전송에 있어서, RRH(Remote Radio Head)들이 서로 다른 셀 ID를 갖는 경우에, CoMP UE는 CSI 피드백 정보로서 각각의 RRH(안테나 포트)에 대해 복수의 PMI를 전송해야 함에 반해, 본 명세서는 셀 내의 RRH들이 동일한 셀 ID를 가짐으로써, CSI 피드백 정보로서 하나의 PMI와 소정의 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 이용하여 CoMP 전송에 포함될 안테나 포트의 정보를 함께 전송하는 방안을 개시한다. 따라서, CSI 피드백 정보로서 하나의 PMI와 소정의 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 이용한 인덱스를 전송함으로써 피드백 정보의 오버헤드를 크게 줄일 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에 있어서 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 장치{Method And Apparatus For Transmitting/receiving Channel State Information In Wireless Communication System}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 연계된 다중 점(Coordinated Multi-Point: CoMP, 이하 "CoMP"라 함) 송수신 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
다중 셀룰러 통신 시스템에서 각 셀이 다른 셀들을 고려하지 않고, 동일한 시간, 주파수 대역 그리고 동일한 공간적 영역에서 주파수 재사용도 (frequency reuse) '1'을 유지하는 경우가 있다. 이 경우, UE의 성능, 특히 셀 경계에 가깝게 위치한 UE들은 eNB로부터의 수신 신호가 왜곡(distortion)되거나 및 다른 셀들로부터의 간섭이 심해져서 성능이 열악해질 수 있다.
따라서, 다중 셀룰러 통신 시스템에서 각 셀들간의 영향을 고려하여 신호의 송수신이 이루어질 필요가 있다.
본 명세서는 연계된 다중 점(Coordinated Multi-Point: CoMP, 이하 "CoMP"라 함) 송수신 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송수신하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서는 CoMP 전송에 포함된 UE로부터 eNB로 전송되는 피드백 정보의 오버헤드를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 종래의 통신 방법과의 호환성을 유지하며, CoMP 전송을 위한 피드백 정보를 송수신하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.본 명세서는 무선 통신 시스템에서 CoMP 전송을 위한 피드백 UE가 선택한 안테나 포트들에 대해 하나의 PMI를 송수신하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 CoMP 전송에 포함되는 안테나 포트 중 뛰어난 채널 품질을 갖는 안테나를 선택할 수 있는 테이블을 구성하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 CoMP 전송에 포함되는 안테나 포트를 고려하여 구성한 테이블을 공유하여 CoMP에 포함되는 안테나 포트에 관한 정보를 소정의 인덱스로 피드백하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 연관 스케줄링 및/또는 빔포밍과 연합 프로세싱/ 연합 전송을 모두 지원할 수 있는 피드백 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태는, 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법으로서, 매크로 셀 내에서 동일한 셀 ID를 갖는 각 다중 점의 안테나 포트들부터 기준 신호를 수신하는 단계, 기준 신호들을 기반으로 안테나 포트들에 대한 채널 추정을 수행하는 단계, 채널 추정의 결과에 기반하여 연계된 다중 점 전송에 포함될 안테나 포트들을 선택하는 단계 및 선택한 안테나 포트들의 정보를 포함하는 채널 상태 정보를 피드백하는 단계를 포함하며, 선택한 안테나 포트들의 정보는, 선택 가능한 안테나 포트의 조합과 안테나 포트의 조합에 대응하는 인덱스로 구성된 테이블에서 선택한 안테나 포트들에 대응하는 인덱스이다.
이때, 채널 상태 정보는, 선택한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 더 포함할 수 있으며, 프리코딩 행렬은 코드북 기반으로 선택될 수 있다.
여기서, 각 다중 점은 원격 무선 장치(Remote Radio Head)일 수 있다.
또한, 채널 상태 정보는 상술한 바와 같이, 선택한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 더 포함할 수 있는데, 이때, 선택 가능한 안테나 포트의 조합은, 프리코딩 행렬이 선택되는 코드북에 규정된 전송 방식에 따라서 구성될 수도 있다.
또한, 각 다중 점은 서로 다른 전송 전력으로 상기 기준 신호를 전송할 수 있으며, 연계된 다중 점 전송에 포함되는 안테나 포트들은 단말에 수신된 기준 신호들의 수신 전력을 기반으로 선택될 수 있다.
채널 상태 정보를 피드백하는 단계에서는, 다중 점 중에서, 상기 매크로 셀에 대응하는 점으로 상기 채널 상태 정보를 피드백할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법으로서, 매크로 셀 내에서 동일한 셀 ID를 갖는 각 다중 점의 안테나 포트들부터 기준 신호와 연계된 다중 점 전송에 포함될 안테나 포트를 지시하는 인덱스를 수신하는 단계, 인덱스가 지시하는 안테나 포트에 대한 채널 추정을 수행하는 단계 및 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬에 관한 정보를 포함하는 채널 상태 정보를 피드백하는 단계를 포함하며, 이때 수신한 인덱스는, 선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 소정의 안테나 포트들의 조합을 지시한다.
여기서, 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬은 코드북을 기반으로 선택될 수 있으며, 프리코딩 행렬에 관한 정보는 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자일 수 있다.
본 실시형태의 경우에도, 각 다중점은 원격 무선 장치(Remote Radio Head)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서 기지국의 연계된 다중 점 전송 수행 방법으로서, 셀 내의 다중 점을 통해서 단말에 기준 신호를 전송하는 단계, 기준 신호를 기반으로 하는 채널 상태 정보를 피드백 받는 단계 및 채널 상태 정보를 기반으로, 전송을 수행하는 다중 점에 대한 스케줄링을 수행하는 단계를 포함한다.
이때, 채널 상태 정보는, 다중 점 중에서 기지국에 대응하는 점을 통해 피드백 될 수도 있다.
또한, 채널 상태 정보는, 안테나 포트에 관한 정보와 상기 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 안테나 포트에 관한 정보는, 선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 단말이 선택한 안테나 포트의 조합을 지시하는 인덱스일 수 있다.
또한, 본 실시형태는 연계된 다중 점 전송에 포함되는 다중 점의 안테나 포트들을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 기지국은 설정된 안테나 포트들을 선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 지시하는 인덱스를 기준 신호와 함께 전송할 수 있으며, 이때 채널 상태 정보는, 설정된 안테나 포트들에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, CoMP 전송에 포함된 UE로부터 eNB로 전송되는 피드백 정보의 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, CoMP 전송을 위한 피드백 정보의 오버헤드를 줄이되, 종래의 통신 방법과의 호환성을 유지할 수 있다.
본 발명에 의하면, CoMP 전송을 위한 피드백 정보로서 복수의 PMI를 전송하지 않고, UE가 선택한 안테나 포트들에 대해 하나의 PMI만을 전송함으로써, 피드백 정보의 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, CoMP 전송에 포함되는 안테나 포트 중 뛰어난 채널 품질을 갖는 안테나를 선택할 수 있는 소정의 테이블을 구성하고, eNB와 UE가 이 소정의 테이블을 공유하여 CoMP에 포함되는 안테나 포트에 관한 정보를 소정의 인덱스로 피드백함으로써 피드백 정보의 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, CoMP 전송에 포함되는 안테나 포트 중 뛰어난 채널 품질을 갖는 안테나를 선택할 수 있는 테이블을 구성하되, 연관 스케줄링 및/또는 빔포밍과 연합 프로세싱/연합 전송을 모두 지원할 수 있다.
도 1은 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 헤테로지니어스 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 다중안테나 시스템에서 eNB와 UE 사이의 데이터 처리에 관한 일 예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 CoMP 전송의 한 방식인 인터 셀(Inter-Cell) CoMP 전송의 일 예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 CoMP 전송의 또 다른 방식인 인트라 셀(Intra-Cell) CoMP 전송의 일 예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 서로 다른 셀 ID의 다중점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, CoMP 전송을 위한 CSI 피드백을 수행하는 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 동일한 셀 ID의 다중점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 CoMP UE가 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, CoMP 전송을 위한 CSI 피드백을 수행하는 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 동일한 셀 ID의 다중점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 eNB가 CSI-RS 안테나 포트를 지정하고, CoMP UE가 지정된 CSI-RS 안테나 포트에 대한 PMI를 선택하여 CSI 피드백을 수행하는 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에서 CoMP UE의 동작을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에서 eNB의 동작을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에 포함된 CoMP UE와 eNB의 구성을 개략적으로 설명하는 블록도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에 포함된 CoMP UE와 eNB의 다른 구성을 개략적으로 설명하는 블록도이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
무선 통신 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
무선 통신에 있어서 네트워크는 동일한 종류의 셀들로 구성될 수도 있고(호모지니어스 네트워크, homogeneous network), 동일한 공간 내에 이종(異種)의 셀이 존재하도록, 예컨대, 매크로 셀 내에 펨토(femto) 셀, 피코(pico) 셀 및/또는 릴레이(relay) 등이 함께 존재하도록 구성될 수도 있다(헤테로지니어스 네트워크, Heterogeneous Network). 헤테로지니어스 네트워크에서는 UE에 대한 스케줄링과 함께 헤테로지니어스 네트워크를 구성하는 서로 다른 셀들 간의 조정 또한 고려할 필요가 있다.
도 1은 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 헤테로지니어스 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 헤테로지니어스 네트워크를 설명하고 있으나, 헤테로지니어스 네트워크는 릴레이 또는 다른 유형의 셀을 포함하여 구성될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 헤테로지니어스 네트워크에는 매크로 셀(310)과 펨토 셀(320) 그리고 피코 셀(330)이 함께 운용되고 있다. 매크로 셀(310)과 펨토 셀(320) 그리고 피코 셀(330)은 각각 자신의 셀 커버리지(310, 320, 330)를 가질 수 있다.
헤테로지니어스 네트워크와 호모지니어스 네트워크는 각 셀의 사용 전력에 따라서 구별할 수도 있다. 헤테로지니어스 네트워크를 구성하는 이종 셀의 eNB, 예컨대 매크로 셀의 eNB, 펨토 셀의 eNB, 피코 셀의 eNB, 릴레이 등은 서로 다른 전송/수신 전력을 이용할 수 있다.
한편, 무선 통신 시스템에서, 데이터 전송 속도를 향상시키고, 특정 데이터 전송 속도에 대하여 시스템 범위를 증가시키기 위해 다중 안테나(multiple antenna) 시스템을 사용할 수도 있다.
다중 안테나 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용하는 다중 입력 다중 출력(Multiple-Input Multiple-Output: MIMO, 이하 'MIMO'라 함) 시스템일 수 있다. 또한, 다중안테나 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용하는 다중 입력 단일 출력(Multiple-Input Single-Output: MISO, 이하 'MISO'라 함) 시스템일 수도 있고, 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용하는 단일 입력 단일 출력(Single-Input Single-Output: SISO, 이하 'SISO'라 함) 시스템일 수도 있으며, 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용하는 단일 입력 다중 출력(Single-Input Multiple-Output: SIMO, 이하 'SIMO'라 함) 시스템일 수도 있다.
이 중 MIMO 시스템에서는 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있다. MIMO 기술에는 크게 송신 다이버시티(transmit diversity), 공간 다중화(spatial multiplexing) 및 빔 형성(beamforming) 등이 있다.
송신 다이버시티에 의하면 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송함으로써 전송 신뢰도를 높일 수 있다. 공간 다중화에 의하면, 다중 송신 안테나에서 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써, 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송할 수 있다. 빔 형성에 의하면, 다중 안테나에서 채널 상태에 따른 가중치를 가함으로써, 신호의 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 증가시킬 수 있다. 이때, 가중치는 가중치 벡터(weight vector) 또는 가중치 행렬(weight matrix)로 표시될 수 있고, 이를 프리코딩 벡터(precoding vector) 또는 프리코딩 행렬(precoding matrix)이라 한다.
MIMO는 단일 사용자에 대한 MIMO(SU-MIMO: Single User MIMO)와 다중 사용자에 대한 MIMO((MU-MIMO: Multiple User MIMO)가 있다. SU-MIMO는 단일 사용자에 대한 공간 다중화, MU-MIMO는 다중 사용자에 대한 공간 다중화(Spatial Division Multiple Access: SDMA)라고도 불린다.
MIMO 시스템에서는 적용할 가중치, 즉 프리코딩 행렬을 코드북(codebook) 기반으로 결정할 수 있다. 코드북 기반의 프리코딩 기법은 미리 결정된 프리코딩 행렬들 중에서 MIMO 채널과 가장 유사한 프리코딩 행렬을 사용하여 데이터의 전처리(pre-processing)를 수행할 수 있다. 이때, 사용되는 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Indicator: PMI, 이하 'PMI'라 함)가 피드백 데이터로서 전송될 수 있다.
코드북은 공간 채널을 대표할 수 있는 코드북 세트(codebook set)로 구성될 수 있다. 데이터의 송신율을 높이기 위해서 안테나의 수를 증가시킬 수 있으며, 안테나의 수가 증가할수록 더 많은 코드북 세트로 코드북이 구성된다.
도 2는 다중안테나 시스템에서 eNB와 UE 사이의 데이터 처리에 관한 일 예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, eNB는 UE로 데이터를 전송한다(S210). eNB는 복수의 행 및 열로 구성되는 프리코딩 행렬을 적어도 하나 포함하는 코드북을 정의하거나 정의된 코드북을 이용하여 입력 심볼의 프리코딩을 수행하여 프리코딩이 수행된 심볼, 즉 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 코드북은 다양한 유형으로 정의될 수 있다.
eNB는 스케줄러, 채널 인코더/맵퍼, MIMO 인코더 및 OFDM 변조기 등을 포함할 수 있다. eNB는 Nt(Nt>1) 개의 송신 안테나를 포함할 수 있다.
스케줄러는 N명의 사용자들로부터 데이터를 입력 받아, 한 번에 전송될 K개의 스트림을 출력한다. 스케줄러는 각 사용자에 대한, 혹은 각 사용자로부터 전송된 채널 정보를 이용하여 가용 무선 자원으로 전송할 사용자와 전송률을 결정한다. 스케줄러는 피드백 된 정보로부터 채널 정보를 추출하여 코드율(code rate), 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 등을 선택할 수 있다.
MIMO 시스템의 동작을 위해 피드백 되는 정보에는 CQI(channel quality indicator), CSI(channel state information), CCM(Channel Covariance Matrix), PW(Precoding Weight), CR(Channel Rank) 등의 제어 정보가 포함될 수 있다.
CSI는 송수신기 사이의 채널 행렬(channel matrix), 채널의 상관 행렬(channel correlation matrix), 양자화된(quantized) 채널 행렬 또는 양자화된 채널 상관 행렬, PMI 등을 포함할 수 있다. CQI는 송수신기 사이에 신호 대 잡음비(signal to noise ratio: SNR), 신호 대 간섭/잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio: SINR) 등일 수 있다.
채널 인코더/맵퍼는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터를 형성하고 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 맵핑한다.
MIMO 인코더는 입력되는 심벌에 대해 프리코딩(precoding)을 수행한다. 프리코딩은 전송할 심볼에 전처리를 수행하는 기법이며, 이러한 프리코딩 기법 중에서는 가중치 벡터 또는 프리코딩 행렬 등을 적용하여 심볼을 생성하는 RBF(random beamforming), ZFBF(zero forcing beamforming) 등이 있다. 상술한 바와 같이, 프리코딩 기법으로 미리 정해진 코드북 세트를 이용하는 코드북 기반의 프리코딩을 이용할 수 있다.
OFDM 변조기는 입력되는 심볼을 적절한 부반송파에 할당하여 송신 안테나를 통해 송신한다.
UE는 eNB로부터 수신되는 데이터에 대한 피드백을 전송한다(S220). UE는 OFDM 복조기, 채널 추정기, MIMO 디코더, 채널 디코더/디맵퍼 및 피드백 정보 획득기 등을 포함할 수 있다. UE는 Nr(Nr>1) 개의 수신 안테나를 포함할 수 있다.
수신 안테나로부터 수신된 신호는 OFDM 복조기에 의해 복조되고, 채널 추정기는 채널을 추정하며, MIMO 디코더는 MIMO 인코더에 대응하는 후처리를 수행한다. 디코더/디맵퍼는 입력되는 심볼을 부호화된 데이터로 디맵핑하고 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다. 피드백 정보 획득기는 CSI, CQI, PMI 등을 포함하는 사용자 정보를 생성한다. 생성된 사용자 정보는 피드백 데이터로 구성되어 eNB로 전송된다.
MIMO-OFDM 시스템의 동작을 위해 CQI, CSI, 채널 분산 행렬(channel covariance matrix), 프리코딩 가중치(precoding weight), 채널 랭크(channel rank) 등의 제어정보가 요구된다. 이런 제어 정보들은 피드백 정보로서, 피드백 채널을 통해 보고 될 수 있다.
CQI는 자원 할당 및 연결 적합성(link adaptation)을 위해 필요하며, CQI로는 SNR/SINR 등이 사용될 수 있다.
프리코딩 기법은 상술한 바와 같이, 전처리 가중치를 사용하여 송신 데이터 열을 전처리하여 전송하는 MIMO 기법이다. 수학식 1은 전처리 가중치를 사용하여 송신 데이터 열 x를 전처리하는 프리코딩 기법을 나타낸다.
Figure pat00001
여기서, W(i)는 프리코딩 행렬을 나타낸다.
코드북 기반 프리코딩에서, UE는 eNB와의 사이에서 미리 결정된 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 보유한다. UE는 eNB로부터 전송되는 신호를 이용하여 채널을 추정하고 추정된 채널 상태에 가장 적합한 프리코딩 행렬을 결정한다. UE는 결정된 프리코딩 행렬을 지시하는 인덱스(PMI)를 eNB로 피드백 한다.
eNB는 피드백된 PMI가 지시하는 프리코딩 행렬을 코드북을 선택하여 데이터 전송에 이용한다.
코드북 기반 프리코딩에서는 PMI만이 전송되므로 피드백 하는 데이터의 양이 줄어든다. 코드북 기반 프리코딩 기법에서 코드북을 구성하는 방법에 따라 시스템 성능이 달라질 수 있는데, 프리코딩 행렬의 요소는 복소값(complex value)으로 표현될 수 있다. 각 코드북의 유형별로 프리코딩 행렬의 행마다 포함되는 0이 아닌 요소의 수가 서로 다르고, 0이 아닌 요소의 수에 따라 정상화 인자(normalization factor)가 적용될 수 있다. 또한, 코드북의 크기에 따라서도 시스템의 성능이 달라질 수 있는데, 코드북의 크기가 증가되면 채널 상태를 충분히 나타낼 수 있어 최적의 성능에 근접할 수 있다.
채널 상태에 따라 프리코딩 가중치를 사용하는 방식을 CL(Closed-Loop) MIMO 방식이라 한다. CL MIMO 방식에서, 송신측 예컨대 eNB는 수신측 예컨대 UE로부터 전송되는 피드백 정보(CSI: Channel State Information)를 활용하여 채널 상황에 대응한다. CSI는 PMI를 포함하여 전송될 수 있다. 채널 상태와 무관하게 일정한 규칙에 따라 프리코딩 가중치를 사용하는 방식을 OL(Open-Loop) MIMO 방식이라 한다.
CL MIMO를 위해서 UE가 보고하는 PMI와 그 개수는 주파수 단위, 보고 주기 등에 따라 달라질 수 있다. UE는 채널 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 선택하고 선택한 프리코딩 행렬에 대한 PMI를 선택하여 보고할 수 있다. 예컨대, 코드북에 정의된 프리코딩 행렬들 중에서 일정 대역의 자원의 평균 처리율(throughput)을 최대화할 수 있는 프리코딩 행렬이 선택될 수 있다.. 또한, 수신기에서의 수신 전력을 최대화하는 프리코딩 행렬이 선택될 수 있다. 또한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)를 최대로 하는 프리코딩 행렬이 선택될 수 있다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해, S210 단계에서 설명한 동작을 eNB가 수행하고, S220 단계에서 설명한 동작을 UE가 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, S210 단계에서 설명한 동작을 UE가 수행하고, S220 단계에서 설명한 동작을 eNB가 수행할 수도 있다.
한편, MIMO 시스템에서 연계된 다중점(Coordinated Multi Point: CoMP, 이하 'CoMP'라 함) 방식을 적용하여 UE와 다중 셀 및/또는 다중 점 사이의 송수신을 수행할 수 있다. CoMP 시스템은 협력형 다중 송수신 시스템이라고도 한다. 이하, CoMP 방식에 의한 송수신에 대하여 설명한다.
CoMP 송수신에 의하면, 높은 데이터 율의 커버리지와 셀 경계 스루풋을 향상시키고, 이와 함께 시스템의 스루풋을 확장시킬 수 있다.
CoMP 송수신에서는 UE가 다중 점으로부터 신호를 수신할 수 있고, UE가 전송한 신호 역시 다중 점에서 수신될 수 있다. 여기서, 다중 점은 지리적으로 분리된 복수의 송수신단(multiple transmission/reception points)일 수 있다. 예컨대, 다중 점은 호모지니어스 네트워크를 형성하는 매크로 셀의 eNB들일 수 있다. 또한, 다중 점은 헤테로지니어스 네트워크를 형성하는, 매크로 셀의 eNB와 매크로 셀 내의 피코 셀의 eNB들일 수도 있다. 또한, 다중 점은 매크로 셀의 eNB와 매크로 셀 내의 RRU(Remote Radio Unit)일 수도 있다. 또한, 다중 점은 매크로 셀 내, 매크로 셀의 eNB에 속하는 RRH(Remote Radio Head)와 이종 셀(e.g. 피코 셀)의 eNB에 속하는 RRH일 수도 있다.
이런 다중 점으로부터의 하향링크 전송이 연관된다(coordinated)면, 즉, 지리적으로 분리된 다중 점에서부터 하향링크 전송이 이루어진다면 하향링크 성능이 크게 향상될 수 있다.
하향링크 COMP 전송 방식들로서, (1) 연관 스케줄링 및/또는 빔포밍(Coordinated Scheduling and/or Coordinated Beamforming)과 (2) 연합 프로세싱/연합 전송(Joint Processing/Joint Transmission)을 생각할 수 있다.
연관 스케줄링 및/또는 연관 빔포밍 방식을 통해서는, UE에 데이터를 전송하는 셀 선택이 동적으로 이루어질 수 있다. 즉, UE에 대하여, 전송 점(transmission point)들 중 어느 하나로부터 즉각적인 데이터 전송이 이루어질 수 있다. 또한, 빔포밍 기능을 포함하는 스케줄링이 다중 전송 점 사이에서 동적으로 연관됨으로써, 상이한 전송 사이의 간섭을 조정하거나 줄일 수 있게 된다.
연합 프로세싱/연합 전송을 통해서는, 단일 UE에 대한 데이터가 다중 전송 점으로부터 동시에 전송될 수 있다. 다중 전송 점으로부터의 전송은 서로 연관됨으로써, 지리적으로 분리된 복수의 안테나를 갖는 단일 전송점에서 이루어지는 전송과 동일하게 이루어질 수 있다. 따라서, 수신 신호의 품질을 향상시키고, 간섭을 줄일 수 있게 된다.
연관 스케줄링 및/또는 연관 빔포밍은, 간섭을 제거하는 프리코딩을 포함하여 수행될 수 있다. 또한, 연합 프로세싱/연합 전송은 협력적(collaborative) 프리코딩과 CL(Closed Loop) 매크로 다이버시티를 포함하여 수행될 수 있다. 협력적 프리코딩에서 각 전송점은 다중 UE에 대하여 다중 사용자 프리코딩을 수행하고, 각 UE는 다중 전송 점으로부터 다중 스트림을 수신할 수 있다. CL 매크로 다이버시티에서, 각 전송 점은 독립적으로 프리코딩을 수행하고, 다중 전송 점에서 연합하여 동일한 UE에 서빙(serving)할 수 있다.
상향링크 CoMP 수신은 전송된 신호를 지리적으로 분리된 다중 점에서 수신하는 것으로서, 각 다중 점에 대한 스케줄링이 연계되어 간섭을 줄일 수 있다. 상향링크 CoMP 수신은 주로 수신단의 스케줄링 문제에 관한 것으로서, 각 스케줄러 혹은 수신기에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
한편, CoMP 전송은 CoMP 전송을 수행하는 다중 전송 점과 UE의 위치 관계에 따라서 다양하게 이루어질 수 있다.
도 3은, 본 발명이 적용되는 CoMP 전송의 한 방식인 인터-셀(Inter-Cell) CoMP 전송의 일 예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3에 도시된 경우에는, CoMP 방식에 따라 eNB1(310) eNB2(320) eNB3(330)이 연계될 수 있다. 각 eNB(310, 320, 330)는 X2 인터페이스 등을 통해서 서로 연결될 수 있다. eNB1(310)이 제공하는 셀에 UE0(340), UE1(341), UE2(342), UE3(343)이 포함된다. eNB2(320)가 제공하는 셀에 UE4(344), UE5(345), UE6(346), UE7(347)이 포함된다. eNB3(330)이 제공하는 셀에 UE8(348), UE9(349), UE10(350), UE11(351)이 포함된다.
도 3을 참조하면, UE0(340), UE1(341) 및 UE7(347)에 대하여는 둘 이상의 기지국 또는 셀로부터 CoMP 방식에 의해 전송이 이루어진다. 나머지 UE들에 대해서는 CoMP 방식이 아닌 일반적인 통신 방식에 의해 전송이 이루어진다.
도 4는 본 발명이 적용되는 CoMP 전송의 또 다른 방식인 인트라 셀(Intra-Cell) CoMP 전송의 일 예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 4에서는 하향링크 전송에 대하여만 설명한다.
도 4을 참조하면, 매크로 셀(400) 내에는 매크로 eNB(410) 외에도 전송점 (420 ~ 460)을 포함한다. 각 전송점(420 ~ 460)은 마이크로 셀, 예컨대 피코 셀의 eNB일 수도 있고, 마이크로 셀에 속한 RRU(Remote Radio Unit) 또는 RRH(Remote Radio Head)일 수도 있다. 또한, 매크로 eNB(410)를 포함한 각 전송점(410, 420, 430, 440, 450, 460)을 모두 RRH 또는 RRU로 대체하여 동일한 효과를 얻는 셀을 구성할 수도 있다. 각 전송점이 RRH 또는 RRU로 구성되는 경우에, 각 RRH 또는 RRU는 도시된 바와 같이 매크로 eNB와 파이버(fiber) 등으로 연결될 수도 있다.
셀(400) 내에 위치하는 UE(470, 480, 490) 중에서, CoMP 방식을 지원하지 않는 non-CoMP UE인 UE(470)는 하나의 전송점(430)으로부터 데이터를 전송 받을 수 있다. 또 다른 non-CoMP UE인 UE(480) 역시 하나의 전송점(410)으로부터 데이터를 전송 받을 수 있다.
반면에, CoMP 방식을 지원하는 CoMP UE인 UE(490)는 복수의 전송점(410, 440, 460)으로부터 데이터를 전송 받을 수 있다. 복수의 전송점(410, 440, 460)은 CoMP UE(490)에 대하여, 연합 프로세싱/연합 전송, 연관 스케줄링/연관 빔포밍 등 CoMP 방식에 의한 전송을 수행할 수 있다.
여기서는 설명의 편의를 위해 하향링크 전송에 대하여만 설명하였으나, 도 4의 경우는 상향링크 전송에 대하여도 적용될 수 있다. 예컨대, 도 4에서 각 송신단(410 ~ 460)은 수신단으로서 동작할 수도 있다.
한편, 하향링크 CoMP 전송에 있어서, 어떤 전송점 혹은 어떤 eNB으로부터 전송이 이루어지는지는 각 전송점으로부터의 채널 상태 등을 기반으로 네트워크 측 혹은 eNB 측에서 결정할 수 있다. 따라서, 하향링크 CoMP 전송이 이루어지기 위해서, UE는 동적인 하향링크 채널 상태에 관한 정보를 네트워크 측 혹은 eNB 측에 전달할 필요가 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 UE로부터 동적인 하향링크 채널 상태에 관한 정보가 전달되는'네트워크 측 혹은 eNB 측'을 'eNB'라 한다.
하향링크 CoMP 전송을 위해 UE가 전달하는 동적인 하향링크 상태에 대한 정보는 eNB로부터 수신한 기준 신호(Reference Signal: RS, 이하 'RS'라 함)에 대한 피드백 정보로서 eNB로 전달될 수 있다.
하향링크로 전송되는 RS로는 셀 특정 RS(Cell-specific RS: CRS, 이하 'CRS'라 함), MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) RS, UE 특정 RS(UE-specific RS, 이하 'DM-RS'라 함), 위치 RS(Positioning RS: PRS, 이하 'PRS'라 함), 채널 상태 정보 RS(Channel State Information - RS: CSI-RS, 이하 'CSI-RS'라 함) 등이 있다. UE는 수신한 RS를 기반으로 하향링크 상태를 판단할 수 있으며, 필요한 측정, 예컨대 채널 추정 등을 수행할 수 있다.
CRS는 셀 내의 모든 하향링크 서브프레임에서 전송되어 PDSCH 전송을 지원하며, 하나 이상의 안테나 포트에서 전송될 수 있다. 어느 안테나 포트상으로 CRS를 전송하는데 사용되는 자원(Resource element)은 동일한 슬롯 내에서 다른 안테나 포트상의 전송에는 사용되지 않는다. MBSFN 서브프레임에서, CRS는 MBSFN 서브프레임의 비 MBSFN 영역에서 전송된다.
MBSFN RS는 PMCH가 전송될 때만 전송되며, 확장된 CP(Cyclic Prefix)에 대해서만 규정된다. MBSFN RS는 소정의 지정된 안테나 포트에서만 전송될 수도 있다.
DM-RS(Demodulation Reference Signal)는 UE 특정의 기준 신호로서, PDSCH 복조(demodulation)을 지원하며, 대응하는 PDSCH가 매핑되는 자원 블록상으로만 전송된다. UE 특정의 DM-RS는 프리코딩 되어서, non-Codebook 기반의 프리코딩을 지원할 수 있으며, 4x2 MIMO 등에 대하여 ZF(Zero Forcing) 멀티 유저 빔포밍을 지원할 수 있다.
PSR는 PSR 전송을 위해 설정된 하향링크 서브프레임의 자원 블록으로만 전송된다. PSR은 안테나 포트에 상관없이 PBCH(Physical Broadcast CHannel), PSS(Primary Synchronization Signal) 혹은 SSS(Secondary Synchronization Signal) 등에 할당되는 자원 요소에는 매핑되지 않는다.
CSI-RS는 사용되는 안테나 포트를 통해서 전송되며, 각 안테나 포트에 대한 기준 신호를 제공하기 위해 이용된다. 또한, CSI-RS는 특정한 서브프레임에서만 전송된다. CSI-RS는 신호 제어와 같은 시스템의 중요한 부분에는 영향을 미치지 않기 때문에, 운용에 있어서 높은 유연성(flexibility)을 가지며 CSI-RS의 RRC 설정은 용이하게 UE 특정적이 될 수 있다.
각 전송점은 서로 다른 CSI-RS 자원을 이용하여 CSI-RS를 전송할 수 있으며, CoMP 전송에 있어서 매크로 단(e.g. 매크로 셀의 eNB에 속하는 RRH)의 커버리지 내 전송 점의 연관 스케줄링/연관 빔포밍과 연합 프로세싱/연합 전송을 제어하는 eNB는, UE가 CSI 피드백을 위해 채널을 추정할 때, 서로 다른 CSI-RS 자원을 이용하여 전송된 CSI-RS들이 이용되도록 설정할 수 있다.
이하, 인트라 셀 CoMP 전송에 있어서 CSI-RS를 기반으로 채널 추정(channel estimation))을 수행하고, CoMP 전송을 위한 피드백 정보로서 CSI를 전송하는 하향링크 폐로(Closed Loop) MIMO CoMP에 관하여 설명한다. 이때, CSI는 채널 추정의 결과와 PMI(Precoding Matrix Index) 등을 포함하여 전송될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같은 인트라 셀의 CoMP 전송에 있어서, 셀 내의 각 전송점은 각각 서로 다른 셀 ID를 가질 수도 있다. 예컨대, 각 전송점(420, 430, 440, 450, 460)은 eNB의 전송점(410)과는 상이한 셀 ID를 갖는 피코 전송점(pico transmission point)일 수 있다. 이때, 각 전송점은 각 셀의 eNB일 수도 있고, 각 셀의 eNB에 속한 RRH일 수도 있다.
도 5는 서로 다른 셀 ID의 다중점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, CoMP 전송을 위한 CSI 피드백을 수행하는 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5에서는 설명의 편의를 위해 CoMP 전송을 수행하는 각 전송점이 RRH인 경우를 예로서 설명한다.
RRH(Remote Radio Head)는 eNB 장비를 RF(Radio Frequency) 부분과 베이스밴드 부분으로 분리하여, RF 부분만으로 구성한 장치이다. 따라서, RRH는 RF 회로부(circuitry) 외에 A/D 컨버터(Analogue to Digital Converter), 상향/하향 컨버터(Up/Down Converter) 등을 포함할 수 있다. RF 부분을 분리하여 소형화함으로써, 별도의 기지국 설치 없이, 커버리지를 확장할 수 있다. 도 5에 있어서 각 RRH(510-1 ~ 510-N)는 파이버 등을 통해서 eNB(900)와 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, UE(520)는 수신한 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, 이를 CSI(Channel State Information)으로서 eNB(500)에 피드백 할 수 있다. 피드백 되는 CSI는 각 RRH(510-1 ~ 510-N)의 안테나 포트로부터 전송된 CSI-RS의 채널 추정을 기반으로 선택된, 각 RRH(510-1 ~ 510-N)에 대한 PMI와 CQI(Channel Quality Indicator) 등을 포함할 수 있다.
각 RRH(510-1 ~ 510-N)에 대한 PMI는 eNB(500)와 UE(520) 사이에 미리 정해져 있는 코드북(codebook)으로부터 선택될 수 있다.
각 RRH(510-1 ~ 510-N)가 서로 다른 셀 ID를 가지기 때문에, UE는 모든 RRH(510-1 ~ 510-N)에 대한 PMI를 서빙 RRH(예컨대, 도 5의 예에서는 RRH1)로 전송할 수 있다. PMI는 대응하는 RRH의 셀 ID와 함께 피드백 정보로서 전송된다.
RRH가 수신한 피드백 정보는 eNB(500)로 전달된다. eNB(500)는 피드백 정보에 포함된 각 RRH(510-1 ~ 510-N)에 대한 PMI를 확인하고, 최적의 CoMP 전송이 이루어질 수 있도록 각 RRH(510-1 ~ 510-N)에 대한 스케줄링을 수행한다.
도 5에서는 다중 전송점을 구성하는 각 전송점이 RRH인 경우를 예로서 설명하였으나, 상술한 설명은 각 전송점이 개별 셀의 eNB인 경우, 혹은 eNB와 RRH 등이 혼재하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
표 1 내지 표 4는 CoMP 전송과 non-CoMP 전송에 있어서, CSI-RS를 전송하는 RRH별 안테나 포트와 UE에 관한 설정의 예들을 나타낸 것이다.
Figure pat00002
표 1은 CoMP 전송에 있어서 2Tx에 대한 RRH별 안테나 포트와 UE의 설정에 관한 일 예를 나타낸 것이다. 각 RRH는 2개의 안테나 포트를 이용한 전송을 수행하며, 표 1에 예시된 경우에 있어서, RRH1은 안테나 포트 1과 2, RRH2는 안테나포트 3과 4, RRH3은 안테나 포트 5와 6, RRH4는 안테나 포트 7과 8을 이용한다.
표 1에서는, RRH1~RRH4가 CoMP 전송을 위해 연계되어 CoMP UE에 대한 연합 전송을 수행한다.
Figure pat00003
표 2는 표 1과 달리, non-CoMP 전송에 있어서 2Tx에 대한 RRH별 안테나 포트와 UE의 설정에 관한 일 예를 나타낸 것이다.
RRH1~RRH4 중 하나의 RRH가 non-CoMP UE에 대한 전송을 수행하며, 표 2에서는 RRH3이 안테나 포트 5와 6을 이용하여 non-CoMP UE에 대한 전송을 수행하는 것을 예시하고 있다.
Figure pat00004
표 3은 CoMP 전송에 있어서 4Tx에 대한 RRH별 안테나 포트와 UE의 설정에 관한 일 예를 나타낸 것이다. 각 RRH는 4개의 안테나 포트를 이용한 전송을 수행하며, 표 3에 예시된 경우에서, RRH1은 안테나 포트 1 ~ 4, RRH2는 안테나 포트 5 ~ 8을 이용하고 있다.
표 3에서는, RRH1~RRH2가 CoMP 전송을 위해 연계되어 CoMP UE에 대한 연합 전송을 수행한다.
Figure pat00005
표 4는 표 3과 달리, non-CoMP 전송에 있어서 4Tx에 대한 RRH별 안테나 포트와 UE의 설정에 관한 일 예를 나타낸 것이다.
RRH1~RRH2 중 하나의 RRH가 non-CoMP UE에 대한 전송을 수행하며, 표 4에서는 RRH2가 안테나포트 5 ~ 8을 이용하여 non-CoMP UE에 대한 전송을 수행하는 것을 예시하고 있다.
따라서, 표 1 내지 표 4와 같은 경우에 있어서, 각 RRH가 도 5의 경우와 같이 서로 다른 셀 ID를 가지면, UE는 수신한 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, CSI-RS를 전송한 모든 RRH에 대한 피드백 정보를 전송한다.
예를 들어, non-CoMP 전송에 관한 표 2의 경우에, UE는 RRH3에 대한 PMI를 피드백 정보에 포함하여 전송하고, 표 4의 경우에도 RRH2에 대한 PMI를 피드백 정보로서 전송한다.
한편, CoMP 전송에 관한 표 1의 경우에, UE는 RRH1, RRH2, RRH3 및 RRH4에 대한 각각의 PMI를 포함하는 피드백 정보를 전송해야 한다. 표 3의 경우에도, UE는 RRH1 및 RRH2에 대한 각각의 PMI를 포함하는 피드백 정보를 전송해야 한다.
인트라 셀 CoMP 전송에 있어서, 상술한 것처럼 다중 점을 구성하는 각 RRH의 셀 ID가 상이한 경우에, UE는 상이한 셀 ID를 갖는 RRH마다 해당 RRH에 대한 PMI를 산출하거나 선택하여 전송한다. 따라서, 서로 다른 셀 ID를 갖는 RRH별로 자세한 피드백 정보가 전달될 수는 있지만, 전송되는 피드백 정보의 오버헤드가 증가하게 된다.
도 5의 경우와 달리, 인트라 셀 CoMP 전송에 있어서, 다중 점을 구성하는 각 RRH는 자신이 속하는 매크로 셀의 매크로 eNB와 동일한 셀 ID를 가질 수도 있다. 즉, 인트라 셀 CoMP 전송에 있어서, 매크로 점(macro point)의 커버리지 내에 있는 모든 전송 점이 동일한 셀 ID를 가질 수 있다.
예컨대, 도 4에 있어서, 매크로 eNB(410)에 직접 연결된 전송점(매크로 점) 외에 나머지 전송 점들(420, 430, 440, 450, 460)을 피코 셀을 구성하는 전송 점(피코 점)으로 가정할 수 있다. 각 피코 점들(420, 430, 440, 450, 460)은 매크로 점과 동일한 셀 ID를 가지고 eNB에 연결되며, 매크로 eNB(410)는 매크로 점의 커버리지(400) 내에서 매크로 점과 피코 점들의 송수신을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 각 전송 점의 셀 ID가 동일한 경우에, 매크로 점의 커버리지(400) 내에서는 핸드오버를 피할 수 있으며, 커버리지(400) 내에서 발생할 수 있는 간섭들을 방지할 수 있다. 또한, 동일한 신호가 다중 점으로부터 전송되기 때문에, 커버리지(400)에서 제어 채널 및 데이터 채널의 용량이 증가하며, eNB는 서브프레임마다 동적으로 전송 안테나 포트를 특정 UE에 할당할 수 있다. 또한, 충분히 격리되어 있다면, 서로 다른 피코 점 사이에서 전송 블록이 재사용됨으로써 공간 분할 이득(area splitting gain)을 획득할 수도 있다.
도 6은 동일한 셀 ID의 다중 점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 CoMP UE가 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하고, CoMP 전송을 위한 CSI 피드백을 수행하는 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6에서는 설명의 편의를 위해 CoMP 전송을 수행하는 각 전송 점이 RRH인 경우를 예로서 설명한다. 상술한 바와 같이, 도 6에 있어서 각 RRH(610-1 ~ 610-N)는 파이버 등을 통해서 eNB(600)와 연결될 수 있으며, 각 RRH(610-1 ~ 610-N) 중 적어도 하나의 RRH는 매크로 점(매크로 eNB)에 대응하는 매크로 RRH일 수 있다.
도 6을 참조하면, UE(620)는 각 RRH(610-1 ~ 610-N)로부터 수신한 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행한다. 각 RRH(610-1 ~ 610-N)는 동일한 셀 ID를 가지지만, 자신의 안테나 포트, 즉 서로 상이한 안테나 포트를 이용해서 CSI-RS를 전송할 수 있다. 따라서, UE(620)는 서로 다른 RRH에 대하여 개별적으로 채널 추정을 수행할 수 있다. 이때, CoMP 전송에 포함되는 RRH(안테나 포트)는 상위 계층에 의해 결정될 수 있다.
도 5의 경우와 달리, 각 RRH는 동일한 셀 ID를 가지므로, UE(620)는 각 RRH에 대한 CSI(Channel State Information)를 eNB(600)에 피드백 하지 않고, 채널 추정의 결과에 따라 선택된 안테나 포트에 대한 CSI를 전송할 수 있다. 즉, PMI를 전송하는 경우에도, 도 5의 경우와 같이, 각 RRH에 대한 PMI를 전송하는 것이 아니라, 후술하는 바와 같이, 하나의 PMI만을 전송할 수 있다. 따라서, 피드백 정보의 오버헤드를 크게 줄일 수 있다.
이를 위해서 eNB(600)와 UE(620)는 소정의 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 이용할 수 있다. UE(620)는 채널 추정의 결과에 따라서, CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 CoMP 전송에 적합한 안테나 포트를 선택하고, 선택한 안테나 포트에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 포함하는 CSI를 eNB에 피드백 할 수 있다. 이때, UE(620)는 선택한 안테나 포트에 대응하는 PMI를 코드북으로부터 선택하여, CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 함께 전송할 수 있다.
CSI-RS 안테나 포트 테이블은, CSI-RS를 전송한 안테나 포트들에 대하여 CoMP 전송에 포함될 수 있는 안테나 포트들의 가능한 조합과 이를 지시하는 인덱스로 구성된다. 이때, 안테나 포트들의 가능한 조합은 프리코딩 행렬로 구성된 코드북에서 규정하는 전송 방식에 따라서 달라질 수 있다. 예컨대, 코드북이 2Tx, 4Tx, 8Tx에 대한 프리코딩 행렬로 구성된 경우에, CSI-RS 안테나 포트 테이블도 2Tx, 4Tx, 8Tx에 대해 가능한 안테나 포트의 조합으로 구성될 수 있다.
표 5는 본 발명에 따른 CSI-RS 안테나 포트 테이블의 일 예를 나타낸 것이다.
Figure pat00006
상술한 바와 같이, CSI-RS 안테나 포트 테이블은 PMI 코드북에서 규정하는 전송 방식에 따라서 구성될 수 있다. 예컨대, 사용하는 코드북이 2Tx, 4Tx, 8Tx만을 규정하고 있는 경우에는, 표 5와 같이 2Tx, 4Tx, 8Tx에 대응하는 안테나 포트의 설정으로 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 구성할 수 있다. 만약, 사용하는 코드북이 2Tx, 4Tx, 6Tx, 8Tx에 대하여 규정하는 경우에는, CSI-RS 안테나 포트 테이블을 표 6과 같이, 2Tx, 4Tx, 6Tx, 8Tx에 대응하도록 구성할 수도 있다.
Figure pat00007
CSI-RS 안테나 포트 테이블을 통해서, CoMP 전송의 상술한 두 가지 방식, 즉 연관 스케줄링 및/또는 연관 빔포밍과 연합 프로세싱/연합 전송이 모두 지원될 수 있음을 확인할 수 있다. 예컨대, eNB는 선택된 안테나 포트들에 대응하는 RRH로 서빙 RRH를 변경하는 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한, eNB는 선택된 안테나 포트들에 대응하는 RRH들이 해당 CoMP UE에 동시에 전송을 수행하도록 할 수도 있다.
여기서는 2Tx, 4Tx, 6Tx, 8Tx의 전송 방식에 대해 8개의 안테나 포트를 고려한 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 예시하였으나, CSI-RS 안테나 포트 테이블은 하나 혹은 두 전송 방식에 대하여 더 많거나 혹은 더 적은 안테나 포트가 포함된 경우에도 작성될 수도 있으며, 예시한 전송 방식보다 더 다양한 전송 방식에 대하여 더 많거나 혹은 더 적은 안테나 포트가 포함된 경우에도 작성될 수 있다.
상술한 바와 같이, UE(620)는 채널 추정의 결과에 따라서, 채널 품질이 뛰어난 안테나 포트들을 선택하고, 선택한 안테나 포트들에 대응하는 인덱스를 CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 결정할 수 있다.
또한, UE(620)는 채널 추정의 결과에 대응하는, 선택된 안테나 포트들에 대한 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다.
UE(620)는 채널 추정을 기반으로 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 CSI에 포함시켜 매크로 eNB에 피드백 정보로서 전송할 수 있다. 즉, UE(620)는 각 RRH에 대한 CSI 정보를 전송하지 않고, 선택된 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 함께, 하나의 PMI만을 피드백 정보로서 전송할 수 있다.
이때, UE(620)는 CSI를 현재 서빙 중인 RRH 혹은 매크로 eNB에 속하는 RRH(매크로 RRH)에 전송할 수 있다. UE(620)로부터 CSI를 수신한 RRH(610-1)는 수신한 CSI를 eNB(600)에 전달된다.
CSI 피드백은 PUSCH를 통해 비주기적으로 이루어질 수 있다. 또한, CSI 피드백은 PUCCH를 통해 주기적으로 이루어질 수도 있다. CSI 피드백이 PUCCH상으로 이루어지는 경우, PUCCH의 리포팅 모드당 PUCCH 포맷의 페이로드 사이즈는 최대 11비트이기 때문에, 전송할 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI가 한 서브프레임의 PUCCH를 통해서 한번에 전송되지 못할 수도 있다. 이때에는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 묶어서 안테나 포트 별로 서로 다른 서브프레임의 PUCCH로 피드백 하거나, CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 각각 서로 다른 서브프레임의 PUCCH로 PUCCH 피드백 할 수도 있다.
eNB(600)는 수신한 CIS-RS 안테나 포트와 PMI를 기반으로 최적의 CoMP 전송이 이루어지도록 스케줄링을 수행할 수 있다.
여기서, 도 6에 따른 본 발명의 구체적인 실시예로, 표 5를 CSI-RS 안테나 포트 테이블로 이용하며, CoMP 전송에 포함된 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우와 4Tx를 수행하는 경우에 대하여 설명한다.
(1) 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우
표 1과 같이, CoMP UE에 대하여 4개의 RRH가 2Tx를 수행하는 경우를 가정한다. RRH1 ~ RRH4는 동일한 셀 ID를 가지고 CoMP UE에 대하여 연합(joint) 전송을 수행하고 있다.
표 1을 참조하면, RRH1은 안테나 포트 1과 2, RRH2는 안테나 포트 3과 4, RRH3은 안테나 포트 5와 6, RRH4는 안테나 포트 7과 8을 이용한다. 각 RRH는 이용하는 안테나 포트를 통해서, CSI-RS를 CoMP UE에 전송한다.
CoMP UE는, 수신한 CSI-RS를 이용하여 각각 2Tx를 수행하는 RRH1 ~ RRH4에 대해, 전체 8Tx 채널 추정을 수행한다. 채널 추정의 결과를 기반으로 채널 상태가 좋은 안테나 포트를 선택하고, 표 5의 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 선택한 안테나 포트에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 선택할 수 있다.
채널 추정의 결과를 기반으로 채널 상태가 좋은 안테나 채널을 선택함에 있어서, CoMP UE는 안테나 포트들 중 가장 수신 전력이 높았던 CSI-RS를 전송한 두 안테나 포트를 선택할 수 있다. 또한, CoMP UE는 CSI-RS를 전송한 안테나 포트들 중 CSI-RS의 수신 전력이 높았던 순서대로 소정 개수의 안테나 포트를 선택할 수도 있다.
또한, CoMP UE는 소정의 기준 전력(threshold) 이상의 전력으로 수신된 CSI-RS를 전송한 안테나 포트를 선택할 수도 있다. 이를테면, CoMP UE 및/또는 eNB는 소정의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 인덱스 값, 예컨대 MCS=1을 지원할 수 있는 전력을 소정의 기준 전력으로 설정할 수 있으며, 이 경우 CoMP UE는 이 기준 전력 이상의 전력으로 수신된 CSI-RS를 전송한 안테나 포트를 선택할 수 있다.
이때, 동일한 RRH의 안테나 포트로부터 전송되는 CSI-RS들은 동일한 전송 전력으로, 유사한 경로를 거쳐 전송되기 때문에, CoMP UE에서 유사한 전력으로 CSI-RS가 수신될 수 있으며, CoMP UE에 의해 함께 선택될 가능성이 상당히 높다.
채널 추정의 결과, CoMP UE가 선택한 안테나 포트가 안테나 포트 3과 4인 경우, CoMP UE는 표 5에서 안테나 포트 3과 4에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 1을 선택할 수 있다.
CoMP UE는 또한, 둘 이상의 RRH에 대응하는 안테나 포트를 선택할 수 있다. 상술한 바와 같은 안테나 포트 선택의 조건을 안테나 포트 1, 2와 안테나 포트 5, 6이 만족하는 경우, CoMP UE는 표 1에서 안테나 포트 1, 2, 5 및 6에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 5를 선택할 수 있다.
또한, CoMP UE는 선택한 안테나 포트에 대응하는 PMI를 코드북으로부터 선택할 수 있다. 상술한 경우에서, CoMP UE가 2 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 1을 선택했다면, CoMP UE는 2Tx PMI를 선택할 수 있다. 또한, CoMP UE가 4 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 5를 선택했다면, CoMP UE는 4Tx PMI를 선택할 수 있다.
이때, CoMP UE는 선택한 안테나 포트에 대해 채널 추정을 통해 추정된 채널을 고려할 수 있으며, 해당 채널의 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다. 예컨대, CoMP는 해당 채널에 대해 CoMP UE측의 수신 세기가 최대가 되는 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 바꿔 말하면, CoMP는 코드북 중의 프리코딩 행렬 중에서 해당 채널에 대해 가장 큰 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)를 제공하는 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다.
예를 들어, 선택한 안테나 포트에 대하여, 채널 추정의 결과 획득한 채널이
Figure pat00008
이고, 프리코딩 행렬을 선택하기 위한 코드북 가 N개의 프리코딩 행렬
Figure pat00010
로 구성되는 경우를 가정하면, 코드북
Figure pat00011
는
Figure pat00012
와 같이 구성될 수 있다. 이때, N은 코드북 사이즈를 나타낸다.
이 경우에, CoMP UE는 수학식 2를 만족하는 프리코딩 행렬을 해당 채널(해당 안테나 포트들)에 대한 프리코딩 행렬로서 선택할 수 있다.
Figure pat00013
수학식 10은 코드북
Figure pat00014
의 프리코딩 행렬
Figure pat00015
중에서
Figure pat00016
를 최대로 만드는 프리코딩 행렬을 의미한다.
CoMP UE는, 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 대응하는 PMI를 포함하는 CSI를 피드백 정보로서 eNB에 전달할 수 있다. 예컨대, CoMP UE가 4 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 인덱스 5를 선택하고, 4Tx에 대한 PMI로서 선택한 PMI가 12라고 가정하면, CoMP UE는 CSI-RS 안테나 인덱스 5와 PMI 12를 포함하는 CSI를 피드백 정보로서 전송할 수 있다. 전송한 CSI는 RRH에서 수신되어 eNB에 전달될 수 있다다.
이때, 피드백 정보로서 CSI를 전송하는 CSI 피드백은 PUSCH를 통해 비주기적으로 이루어질 수 있다. 또한, CSI 피드백은 PUCCH를 통해 주기적으로 이루어질 수도 있다. CSI 피드백이 PUCCH상으로 이루어지는 경우, PUCCH의 리포팅 모드당 PUCCH 포맷의 페이로드 사이즈는 최대 11비트이기 때문에, 전송할 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI가 한 서브프레임의 PUCCH를 통해서 한번에 전송되지 못할 수도 있다. 이때에는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 묶어서 안테나 포트 별로 서로 다른 서브프레임의 PUCCH로 피드백 하거나, CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 각각 서로 다른 서브프레임의 PUCCH로 PUCCH 피드백 할 수도 있다. 예컨대, 선택된 안테나 포트의 수가 2 또는 4 등인 경우에는 전송할 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 모두 함께 전송할 수 있지만, 그렇지 않은 경우, 예컨대, 선택된 안테나 포트의 수가 8인 경우 등에는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 서로 다른 서브프레임에서 PUCCH 상으로 전송할 수도 있다.
CSI를 수신한 eNB는, CSI에 포함된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI에 대응하는 안테나 포트와 프리코딩 행렬을 CSI-RS 안테나 포트 테이블과 코드북에서 확인하고, 이를 기반으로 최적화된 CoMP 전송을 수행할 수 있다.
(2) 각 RRH가 4Tx를 수행하는 경우
표 3과 같이, CoMP UE에 대하여 2개의 RRH가 4Tx를 수행하는 경우를 가정한다. 각 RRH가 4Tx를 수행하는 경우에 대하여, 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우와 비교하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략하거나 간략히 설명을 하도록 한다.
RRH1과 RRH2는 동일한 셀 ID를 가지고 CoMP UE에 대하여 연합 전송을 수행하고 있다. 표 3을 참조하면, RRH1은 안테나 포트 1, 2, 3 및 4, RRH2는 안테나 포트 5, 6, 7 및 8을 이용한다. CoMP UE는, 수신한 CSI-RS를 이용하여 각각 4Tx를 수행하는 RRH1과 RRH2에 대해, 전체 8Tx 채널 추정을 수행한다.
상술한 바와 같이, 채널 추정의 결과를 기반으로 채널 상태가 좋은 안테나 채널을 선택함에 있어서, CoMP UE는 안테나 포트들 중 가장 수신 전력이 높았던 CSI-RS를 전송한 두 안테나 포트를 선택할 수 있다. 또한, CoMP UE는 CSI-RS를 전송한 안테나 포트들 중 CSI-RS의 수신 전력이 높았던 순서대로 소정 개수의 안테나 포트를 선택할 수도 있다. 또한, CoMP UE는 소정의 기준 전력(threshold) 이상의 전력으로 수신된 CSI-RS를 전송한 안테나 포트를 선택할 수도 있다.
이때, 동일한 RRH의 안테나 포트로부터 전송되는 CSI-RS들은 동일한 전송 전력으로, 유사한 경로를 거쳐 전송되기 때문에, CoMP UE에서 유사한 전력으로 CSI-RS가 수신될 수 있으며, CoMP UE에 의해 함께 선택될 가능성이 상당히 높다.
채널 추정의 결과, CoMP UE가 선택한 안테나 포트가 안테나 포트 1, 2, 3, 및 4를 더 좋은 채널 조건을 갖는 안테나 포트로 선택한 경우, CoMP UE는 표 1에서 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 4를 선택할 수 있다.
CoMP UE는 또한, 둘 이상의 RRH에 대응하는 안테나 포트를 선택할 수 있다. 안테나 포트 선택의 조건을 모든 안테나 포트 즉, 안테나 포트 1 ~ 8이 만족하는 경우에, CoMP UE는 표 5에서 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 11을 선택할 수 있다.
또한, CoMP UE는 선택한 안테나 포트에 대응하는 PMI를 코드북으로부터 선택할 수 있다. 상술한 경우에서, CoMP UE가 2 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 4를 선택했다면, CoMP UE는 4Tx PMI를 선택할 수 있다. 또한, CoMP UE가 8 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 11을 선택했다면, CoMP UE는 8Tx PMI를 선택할 수 있다.
이때, CoMP UE는 상술한 바와 같이 선택한 안테나 포트에 대해 채널 추정을 통해 추정된 채널을 고려할 수 있으며, 해당 채널의 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다.
CoMP UE는, 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 대응하는 PMI를 포함하는 CSI를 피드백 정보로서 eNB에 전달할 수 있다. 예컨대, CoMP UE가 CSI-RS 안테나 인덱스 4를 선택하고, 4Tx에 대한 PMI로서 선택한 PMI가 8이라고 가정하면, CoMP UE는 CSI-RS 안테나 인덱스 4와 PMI 8을 포함하는 CSI를 피드백 정보로서 전송할 수 있다. 전송한 CSI는 RRH에서 수신되어 eNB에 전달된다.
이때, 피드백 정보로서 CSI를 전송하는 CSI 피드백은 PUSCH를 통해 비주기적으로 이루어질 수 있다. 또한, CSI 피드백은 PUCCH를 통해 주기적으로 이루어질 수도 있다.
CSI를 수신한 eNB는, CSI에 포함된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI에 대응하는 안테나 포트와 프리코딩 행렬을 CSI-RS 안테나 포트 테이블과 코드북에서 확인하고, 이를 기반으로 최적화된 CoMP 전송을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명이 적용되는 시스템에서 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 이용한 CSI-RS 안테나 포트의 선택을 CoMP UE가 아닌 eNB가 수행할 수도 있다.
도 7은 동일한 셀 ID의 다중점을 갖는 인트라 셀 CoMP 전송 시스템에서 eNB가 CSI-RS 안테나 포트를 지정하고, CoMP UE가 지정된 CSI-RS 안테나 포트에 대한 PMI를 선택하여 CSI 피드백을 수행하는 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7에서도 설명의 편의를 위해 CoMP 전송을 수행하는 각 전송점이 RRH인 경우를 예로서 설명한다. 상술한 바와 같이, 도 9에 있어서 각 RRH(710-1 ~ 710-N)는 파이버 등을 통해서 eNB(700)와 연결될 수 있으며, 각 RRH(710-1 ~ 710-N) 중 적어도 하나의 RRH는 매크로 점(매크로 eNB)에 대응하는 매크로 RRH일 수 있다.
도 7의 경우에는, CoMP 전송에 이용될 안테나 포트를 eNB(700)가 설정한다. eNB(700)는 설정한 안테나 포트에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 선택한다.
eNB(700)는 이어서, 선택한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 CoMP UE(720)에 전송한다. 이때, CSI-RS 안테나 포트 인덱스는 현재 CoMP 전송에 포함된 RRH를 통해서 CoMP UE에 전송될 수 있으며, 하향링크 시그널링 또는 PDCCH상의 전송 등을 통해 CoMP UE에 전송될 수 있다.
CoMP UE(720)는 eNB(700)로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스에 관한 정보를 수신하고, 수신한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 지시하는 안테나 포트에 대해서 채널 추정을 수행한다.
CoMP UE(720)는 채널 추정을 통해 산출한 채널을 고려하여, 해당 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 코드북의 프리코딩 행렬들 중에서 선택한다. 상술한 바와 같이, CoMP UE(720)는 해당 채널의 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다.
CoMP UE(720)는 선택한 프리코딩 행렬에 대응하는 PMI를 포함하는 CSI를 eNB(700)에 피드백 한다. 피드백 되는 PMI는 eNB(700)가 설정한 RRH 즉, 안테나 포트들의 채널에 대응한다. 따라서, 도 7의 경우에도, 도 6의 경우처럼, 각 RRH에 대응하는 PMI를 전송하지 않고, 설정된 안테나 포트에 대한 하나의 PMI만을 CSI 피드백으로서 전송할 수 있다.
이 때에도, CSI 피드백은 상술한 바와 같이, PUSCH를 통해 비주기적으로 이루어질 수 있고, PUCCH를 통해 주기적으로 이루어질 수도 있다.
CSI 피드백은 RRH를 통해 eNB에 전달되며, eNB는 수신한 CSI로부터 PMI 정보를 확인하고, 이를 기반으로 최적의 CoMP 전송이 이루어질 수 있도록 스케줄링을 수행할 수 있다.
도 7에 관한 구체적인 실시예로서, CoMP 전송에 포함된 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우와 4Tx를 수행하는 경우를 설명한다.
(1) 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우
표 1과 같이, CoMP UE에 대하여 4개의 RRH가 2Tx를 수행하는 경우로서, CoMP UE와 eNB가 CSI-RS 안테나 포트 테이블로서 표 5를 사용한다고 가정한다. 여기서는 도 8에 관한 구체적인 예로서 설명한 내용과 비교하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략하거나 간략히 설명을 하도록 한다.
RRH1 ~ RRH4는 동일한 셀 ID를 가지고 CoMP UE에 대하여 연합 전송을 수행하고 있다. 표 1을 참조하면, RRH1은 안테나 포트 1과 2, RRH2는 안테나 포트 3과 4, RRH3은 안테나 포트 5와 6, RRH4는 안테나 포트 7과 8을 이용한다.
eNB가 RRH1과 RRH3이 CoMP 전송에 적합한 것으로 판단하였다고 가정하면, 대응하는 안테나 포트는 안테나 포트 1과 2 그리고 안테나 포트 7과 8이므로, CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 6이 선택된다.
eNB는 선택한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 CoMP UE에 전송할 수 있다. 이때, 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스는 하향링크 시그널링 또는 PDCCH를 통해서 전송될 수 있다.
CoMP UE는 eNB가 선택한 CSI-RS 안테나포트 인덱스 6을 수신하고, CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 인덱스 6에 대응하는 안테나 포트 1과 2 그리고 7과 8에 대하여 채널 추정을 수행한다.
이어서, CoMP UE는 채널 추정을 통해서 획득한 채널을 고려하여 해당 채널의 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다. eNB가 설정한 안테나 포트, 즉 CSI 안테나 포트 인덱스 6이 지시하는 안테나 포트의 개수가 4이므로, CoMP UE는 해당 채널에 대해 4Tx 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다.
CoMP UE는 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 CSI에 포함시켜 eNB에 피드백 한다. 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI가 10이라고 가정하면, CoMP UE는 PMI=10에 관한 정보를 eNB에 피드백 할 수 있다.
eNB는 CoMP UE로부터 수신한 PMI를 이용해서, RRH1과 RRH3에 의한 CoMP 전송을 위해 스케줄링을 수행할 수 있다.
(2) 각 RRH가 4Tx를 수행하는 경우
표 3과 같이, CoMP UE에 대하여 2개의 RRH가 4Tx를 수행하는 경우로서, CoMP UE와 eNB가 CSI-RS 안테나 포트 테이블로서 표 5을 사용한다고 가정한다. 여기서는 각 RRH가 2Tx를 수행하는 경우와 비교하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략하거나 간략히 설명을 하도록 한다.
RRH1과 RRH2는 동일한 셀 ID를 가지고 CoMP UE에 대하여 연합 전송을 수행하고 있다. 표 3을 참조하면, RRH1은 안테나 포트 1, 2, 3 및 4, RRH2는 안테나 포트 5, 6, 7 및 8을 이용한다.
eNB가 RRH2가 CoMP 전송에 적합한 것으로 판단하였다고 가정하면, 대응하는 안테나 포트는 안테나 포트 5, 6, 7 및 8이므로, CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 10이 선택된다.
eNB는 선택한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 CoMP UE에 전송할 수 있다. 이때, 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스는 하향링크 시그널링 또는 PDCCH를 통해서 전송될 수 있다.
CoMP UE는 eNB가 선택한 CSI-RS 안테나포트 인덱스 10을 수신하고, CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 인덱스 10에 대응하는 안테나 포트 5, 6, 7 및 8에 대하여 채널 추정을 수행한다.
이어서, CoMP UE는 채널 추정을 통해서 획득한 채널을 고려하여 해당 채널의 성능을 최대화하는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다. eNB가 설정한 안테나 포트, 즉 CSI 안테나 포트 인덱스 10이 지시하는 안테나 포트의 개수가 4이므로, CoMP UE는 해당 채널에 대해 4Tx 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다.
CoMP UE는 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 CSI에 포함시켜 eNB에 피드백 한다. 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI가 13이라고 가정하면, CoMP UE는 PMI=13에 관한 정보를 eNB에 피드백 할 수 있다.
eNB는 CoMP UE로부터 수신한 PMI를 이용해서, RRH1과 RRH3에 의한 CoMP 전송을 위해 스케줄링을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에서 CoMP UE의 동작을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, CoMP UE는 CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 선택된 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 eNB로부터 전송되었는지를 확인할 수 있다(S810).
eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 전송되지 않은 경우에, CoMP UE는 CoMP 전송에 포함된 RRH들로부터 수신한 CSI-RS를 기반으로, CSI-RS를 전송한 안테나 포트들에 대하여 채널 추정을 수행한다(S820).
채널 추정을 수행한 후에, CoMP UE는 수신 전력이 높은 채널들에 대응하는 안테나 포트들을 선택하고, CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 해당 안테나 포트들에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 선택한다(S830).
eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 전송된 경우에, CoMP UE는 해당 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 지시하는 안테나 포트들에 대하여 채널 추정을 수행한다(S840).
이어서, CoMP는 코드북으로부터 프리코딩 행렬을 선택한다(S850). eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스의 전송이 없었던 경우에, CoMP UE는 채널 추정에 의해 선택한 안테나 포트들에 대해 프리코딩 행렬을 선택한다. eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스의 전송이 있었던 경우에, CoMP UE는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 지시하는 안테나 포트들에 대해 프리코딩 행렬을 선택한다. CoMP UE는, 채널 추정을 통해 획득한 채널을 고려하여, 해당 채널의 성능을 최대화할 수 있는 프리코딩 행렬을 코드북으로부터 선택할 수 있다.
CoMP UE는 CSI를 eNB에 피드백 한다(S860). eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스의 전송이 없었던 경우에, CSI는 CoMP UE가 선택한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 CoMP UE가 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 포함할 수 있다. eNB로부터 CSI-RS 안테나 포트 인덱스의 전송이 있었던 경우에, CSI는 CoMP UE가 선택한 리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에서 eNB의 동작을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, eNB는 CoMP에 RRH의 안테나 포트들을 eNB가 설정할 것인지를 결정한다 (S910).
RRH의 안테나 포트를 eNB가 설정하기로 결정한 경우에, eNB는 RRH의 안테나 포트를 설정하고, 설정한 안테나 포트들에 대응하는 인덱스(CSI-RS 안테나 포트 인덱스)를 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 선택한다(S920).
이어서, eNB는 CSI-RS와 함께 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 CoMP UE에 전송한다(S930). CSI-RS와 CSI-RS 안테나 포트 인덱스는 현재 CoMP 전송에 포함된 RRH를 통해서 CoMP UE에 전송될 수 있다.
eNB는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 지시하는 안테나 포트들에 대한 PMI를 CSI 피드백으로서 CoMP UE로부터 수신한다(S940).
한편, RRH의 안테나 포트를 eNB가 설정하지 않은 경우에, eNB는 CSI-RS를 CoMP UE에 전송한다(S950). CSI-RS는 현재 CoMP 전송에 포함된 RRH를 통해서 CoMP UE에 전송될 수 있다.
eNB는 CoMP UE가 선택한 안테나 포트들에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 CSI 피드백으로서 수신한다(S960).
eNB는 CSI 피드백을 기반으로 최적화된 CoMP 전송이 수행될 수 있도록 스케줄링을 수행할 수 있다(S970). CoMP에 RRH의 안테나 포트들을 eNB가 설정하기로 결정한 경우에, eNB는 CoMP UE로부터 수신한, 설정된 안테나 포트들에 대한 PMI를 이용하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한, CoMP에 RRH의 안테나 포트들을 eNB가 설정하지 않은 경우에, eNB는 CoMP UE로부터 수신한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 PMI를 이용하여 스케줄링을 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에 포함된 CoMP UE와 eNB의 구성을 개략적으로 설명하는 블록도이다.
도 10을 참조하면, CoMP UE(1000)는 송수신부(1010), 메모리(1020), 프로세서(1030)를 포함한다.
CoMP UE(1000)는 송수신부(1010)를 통해서 필요한 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1010)는 다중 안테나로 구성되어 MIMO로 통신을 수행할 수도 있다.
메모리(1020)는 UE(1000)가 CoMP 시스템 내에서 CoMP 송수신을 수행하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(1020)는 상술한 바와 같이 CSI 피드백을 위해, eNB가 사용하는 것과 동일한 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 MIMO로 통신을 수행하기 위해 필요한 코드북을 저장할 수도 있다.
프로세서(1030)는 본 발명에서 제안된 기능들을 수행할 수 있으며, 송수신부(1010) 및 메모리(1020)와 연결되어, 송수신부(1010) 및 메모리(1020)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1030)는 CoMP 전송을 수행하는 eNB(1040)로부터 CSI-RS를 수신한 경우에, CSI-RS를 전송한 안테나 포트에 대하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 프로세서(1030)는 채널 추정 결과에 따라서, 채널 품질이 좋은 안테나 포트들을 선택할 수 있으며, 선택한 안테나 포트에 대하여, 채널 추정을 통해 획득한 채널을 고려하여 메모리(1020)에 저장된 코드북으로부터 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프로세서(1030)는 메모리(1020)에 저장된 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서, 선택한 안테나 포트에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 선택하여, 선택된 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI와 함께 CSI 피드백으로서 전송할 수 있다.
또한, eNB(1040)가 설정한 안테나 포트에 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 수신한 경우에, 프로세서(1030)는 메모리(1020)에 저장된 CSI-RS 안테나 포트 테이블상에서 수신한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스가 지시하는 안테나 포트에 대하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 프로세서(1030)는 eNB(1040)가 설정한 안테나 포트에 대해 채널 추정에서 획득한 채널을 고려하여, 메모리(1020)에 저장된 코드북으로부터 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프로세서(1030)는 선택한 프리코딩 행렬을 지시하는 PMI를 CSI 피드백으로서 eNB(1040)에 전송할 수 있다.
eNB(1040)는 송수신부(1050), 메모리(1060), 프로세서(1070)을 포함한다. 송수신부(1050)는 eNB(1040)의 커버리지 내에 존재하는 RRH들과 파이버(fiber) 등으로 연결될 수 있으며, RRH들과 필요한 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1050)는 또한, eNB(1040)의 일부로서 또는 eNB(1040)에 직접 연결되어 다른 RRH보다 높은 전송 전력을 가질 수 있으며, eNB(1040)의 서빙 셀을 커버할 수도 있는 RRH(매크로 RRH)를 포함할 수 있다. 송수신부(1050)는 연결된 RRH를 통해 통신을 수행하는데 필요한 신호를 송수신할 수 있다.
메모리(1060)는 CoMP 시스템 내에서 CoMP 송수신을 수행하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(1060)는 UE가 사용하는 것과 동일한 CSI-RS 안테나 포트 테이블을 저장할 수 있으며, MIMO로 통신을 수행하기 위해 필요한 코드북을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1060)는 CoMP 전송을 위해 필요한 각 RRH의 안테나 포트에 관한 정보를 저장할 수 있으며, UE로부터 전송된 CSI 피드백 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(1070)는 본 발명에서 제안된 기능들을 수행할 수 있으며, 송수신부(1050) 및 메모리(1060)와 연결되어 송수신부(1050) 및 메모리(1060)를 제어할 수 있다.
프로세서(1070)는 셀 내의 각 RRH를 통해 UE(1000)에게 CSI-RS를 전송할 수 있으며, CoMP 전송을 수행할 안테나 포트를 갖는 RRH들를 설정할 수도 있다. CoMP 전송을 수행할 RRH(안테나 포트)를 설정하는 경우에, 프로세서(1070)는 설정한 안테나 포트에 대응하는 인덱스(CSI-RS 안테나 포트 인덱스)를 메모리(1060)에 저장된 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 선택하여 UE(1000)에 전송할 수도 있다.
프로세서(1070)는 또한, UE(1000)로부터 수신한 CSI 피드백 정보를 기반으로 최적화된 CoMP 전송을 위한 스케줄링을 수행할 수 있다. UE(1000)로부터 수신한 CSI 피드백 정보는 CSI-RS를 기반으로 채널 추정을 수행하여 UE(1000)가 선택한 안테나 포트에 대한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스와 해당 채널에 대한 PMI를 포함할 수 있다. 프로세서(1070)가 CoMP 전송에 포함될 안테나 포트를 설정하고 대응하는 CSI-RS 안테나 포트 인덱스를 UE(1000)에 전송했던 경우에, UE(1000)로부터 수신한 CSI 피드백 정보는 설정된 안테나 포트에 대한 PMI만을 포함하고 있을 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 CoMP 시스템에 포함된 CoMP UE와 eNB의 다른 구성을 개략적으로 설명하는 블록도이다. 도 10에서 설명된 부분과 겹치는 부분에 대하여는 설명을 생략하거나, 간략하게 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, CoMP UE(1100)은 RF부(1105), 메모리(1110), 프로세서(1115)를 포함하며, 프로세서(1115)는 채널 추정부(1120), 안테나 포트 선택부(1125), 프리코딩 행렬(PM) 산출부(1130) 등을 포함할 수 있다.
채널 추정부(1120)는 수신한 CSI-RS 등과 같은 기준 신호를 기반으로 CoMP에 포함된 각 안테나 포트에 대한 채널 추정을 수행할 수 있다. 또한, 채널 추정부(1120)는 eNB가 안테나 포트를 설정한 경우에는, 설정된 안테나 포트에 대해서만 채널 추정을 수행할 수도 있다.
안테나 포트 선택부(1125)는 채널 추정의 결과를 기반으로 CoMP에 포함된 안테나 포트 중에서 CoMP 전송에 적합한 소정의 안테나 포트를 선택할 수 있다. 안테나 포트 선택부(1125)는 선택한 안테나 포트에 대응하는 인덱스를 메모리(1110)에 저장된 CSI-RS 안테나 포트 테이블에서 선택할 수 있다.
프리코딩 행렬 산출부(1130)는 안테나 포트 선택부(1125)에서 선택한 안테나 포트에 대하여 적합한 프리코딩 행렬을 산출한다. 이때, 프리코딩 행렬 산출부(1130)는 메모리(1110)에 저장된 코드북으로부터 적합한 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 한편, 안테나 포트가 eNB(1150)에 의해 설정된 경우에, 프리코딩 행렬 산출부(1130)은 eNB(1150)가 설정한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 산출하거나 코브북에서 선택할 수 있다.
RF부(1105)는 다중 안테나로 구성될 수 있으며, 안테나 포트 선택부(1125)가 선택한 CSI-RS 안테나 포트 인덱스 및/또는 프리코딩 행렬 산출부(1130)가 선택된 프리코딩 행렬에 대응하는 PMI를 전송한다.
eNB(1150)는 송수신 유닛(1155), 메모리(1165), 프로세서(1170)을 포함하며, 프로세서(1170)는 안테나 포트 관리부(1175), 스케줄러(1180) 등을 포함할 수 있다.
송수신 유닛(1155)는 파이버(fiber) 등을 통해 RRH(1160-1 ~ 1160-N)과 연결되며, RRH(1160-1 ~ 1160-N)을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
안테나 포트 관리부(1175)는 송수신 유닛(1155)를 통해 연결된 각 RRH(1160-1 ~ 1160-N)의 안테나 포트를 제어한다.
스케줄러(1180)는 CoMP UE(1100)로부터 수신한 CSI 피드백에 기반해서 CoMP 전송을 위한 스케줄링을 수행한다. 이때, 스케줄러(1180)는 RRH(1160-1~1160-N)을 이용하여 최적화된 CoMP 전송을 수행하기 위한 스케줄링을 할 수 있다. 예컨대, 스케줄러(1180)는 RRH(1160-1~1160-N) 중에서 CoMP UE(1100)에 데이터를 전송하기 적합한 RRH를 선택하여 전송을 수행하도록 하는 연관 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한, 스케줄러(1180)는 RRH(1160-1~1160-N) 중에서 연합 전송을 수행할 RRH를 설정하는 스케줄링을 수행할 수도 있다.
상술한 안테나 포트 관리부(1175)는 스케줄러(1180)의 스케줄링에 따른 CoMP 전송이 수행되도록 각 RRH(1160-1~1160-N)의 안테나 포트를 제어할 수 있다.
지금까지 설명의 편의를 위해서 통신이 수행되는 점(point)을 전송점(transmission point)으로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명에서 전송점은 UE로부터의 신호를 수신하는 수신점(reception point)으로 동작할 수도 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서,
    매크로 셀 내에서 동일한 셀 ID를 갖는 각 다중 점의 안테나 포트들부터 기준 신호를 수신하는 단계;
    상기 기준 신호들을 기반으로, 상기 안테나 포트들에 대한 채널 추정을 수행하는 단계;
    상기 채널 추정의 결과에 기반하여 연계된 다중 점 전송에 포함될 안테나 포트들을 선택하는 단계; 및
    상기 선택한 안테나 포트들의 정보를 포함하는 채널 상태 정보를 피드백하는 단계를 포함하며,
    상기 선택한 안테나 포트들의 정보는,
    선택 가능한 안테나 포트의 조합과 상기 안테나 포트의 조합에 대응하는 인덱스로 구성된 테이블에서 상기 선택한 안테나 포트들에 대응하는 인덱스인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는 상기 선택한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프리코딩 행렬은 코드북 기반으로 선택되는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각 다중 점은 원격 무선 장치(Remote Radio Head)인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는 상기 선택한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 더 포함하며,
    상기 선택 가능한 안테나 포트의 조합은, 상기 프리코딩 행렬이 선택되는 코드북에 규정된 전송 방식에 따라서 구성되는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각 다중 점은 서로 다른 전송 전력으로 상기 기준 신호를 전송하며,
    상기 연계된 다중 점 전송에 포함될 안테나 포트들은 상기 단말에 있어서 상기 기준 신호들의 수신 전력을 기반으로 선택되는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 단계는,
    상기 다중 점 중에서, 상기 매크로 셀에 대응하는 점으로 상기 채널 상태 정보를 피드백하는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  8. 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서,
    매크로 셀 내에서 동일한 셀 ID를 갖는 각 다중 점의 안테나 포트들부터 기준 신호와 연계된 다중 점 전송에 포함될 안테나 포트를 지시하는 인덱스를 수신하는 단계;
    상기 인덱스가 지시하는 안테나 포트에 대한 채널 추정을 수행하는 단계; 및
    상기 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬에 관한 정보를 포함하는 채널 상태 정보를 피드백하는 단계를 포함하며,
    상기 인덱스는,
    선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 소정의 안테나 포트들의 조합을 지시하는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬은 코드북을 기반으로 선택되며,
    상기 프리코딩 행렬에 관한 정보는 상기 채널 추정을 수행한 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 각 다중점은 원격 무선 장치(Remote Radio Head)인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 상태 정보 피드백 방법.
  11. 연계된 다중 점 전송 방식이 적용되는 무선 통신 시스템에 있어서,
    셀 내의 다중 점을 통해서 단말에 기준 신호를 전송하는 단계;
    상기 기준 신호를 기반으로 하는 채널 상태 정보를 피드백 받는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보를 기반으로, 전송을 수행하는 다중 점에 대한 스케줄링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 연계된 다중 점 전송 수행 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는,
    상기 다중 점 중에서 상기 기지국에 대응하는 점을 통해 피드백되는 것을 특징으로 하는 기지국의 연계된 다중 점 전송 수행 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 채널 상태 정보는,
    안테나 포트에 관한 정보와 상기 안테나 포트에 대한 프리코딩 행렬에 관한 정보를 포함하며,
    상기 안테나 포트에 관한 정보는,
    선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 단말이 선택한 안테나 포트의 조합을 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는 기지국의 연계된 다중 점 전송 수행 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    연계된 다중 점 전송에 포함되는 다중 점의 안테나 포트들을 설정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 기지국은 선택 가능한 안테나 포트의 조합을 포함하는 테이블에서 상기 설정된 안테나 포트들을 지시하는 인덱스를 상기 기준 신호와 함께 전송하며,
    상기 채널 상태 정보는, 상기 설정된 안테나 포트들에 대한 프리코딩 행렬을 지시하는 프리코딩 행렬 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 연계된 다중 점 전송 수행 방법.
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