KR20140038120A

KR20140038120A - 이동통신 시스템에서 피드백 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140038120A
Application number: KR1020120104434A
Authority: KR
Inventors: 이효진; 김윤선; 곽용준; 이주호; 지형주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-28
Also published as: US10256888B2; EP2898606B1; CN108923835A; CN104641573A; US20140079149A1; KR101971079B1; EP2898606A1; EP2898606A4; CN104641573B; JP6410054B2; CN108923835B; WO2014046485A1; JP2015534764A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 피드백 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말의 피드백 정보 전송 방법은 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고, 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 시스템에서 피드백 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVINTG FEEDBACK INFORMATION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM BASED ON FULL DIMENSION MIMO}

본 발명은 일반적인 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식(multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 단말이 channel quality (무선채널 상태)를 측정하고, 측정 결과를 기지국에 통보하기 위한 채널 상태 정보의 송수신 방법에 관한 것이다.

현재의 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 이를 위해 3GPP, 3GPP2, 그리고 IEEE 등의 여러 표준화 단체에서 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 적용한 3세대 진화 이동통신 시스템 표준을 진행하고 있다. 최근 3GPP의Long Term Evolution (LTE), 3GPP2의 Ultra Mobile Broadband (UMB), 그리고 IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

LTE, UMB, 802.16m 등의 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나)를 적용하고 beam-forming (빔포밍), Adaptive Modulation and Coding (AMC, 적응 변조 및 부호) 방법과 channel sensitive (채널 감응) scheduling 방법 등의 다양한 기술을 이용하는 특징을 갖고 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 channel quality 등에 따라 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중하거나 전송하는 데이터 양을 조절하고, channel quality가 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다. 이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved Node B, BS: Base Station)과 단말(UE: User Equipment, MS: Mobile Station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, eNB 또는 UE은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용되는 것이 채널 상태 지시 기준 신호(Channel Status Indication reference signal, CSI-RS)다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며 한 개의 eNB는 복수 개의 cell에 대한 송수신을 수행한다. 한 개의 이동통신 시스템에서 복수 개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행한다.

LTE/LTE-A 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송율 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로서 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송한다. 이와 같이 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송하는 것을 공간 다중화(spatial multiplexing)라 한다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지를 해당 전송의 랭크(rank)라 한다. LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 8개 있는 경우에 대한 spatial multiplexing을 지원하며 rank가 최대 8까지 지원된다.

반면 본 발명에서 제안하는 기술이 적용되는 FD-MIMO 시스템은 기존 LTE/LTE-A MIMO 기술이 진화되어 8개 보다 많은 32개 또는 그 이상의 송신안테나가 이용되는 경우에 해당된다.

FD-MIMO 시스템은 수십 개 또는 그 이상의 송신 안테나를 활용하여 데이터를 송신하는 무선통신 시스템을 일컫는다.

도 1은 FD-MIMO 시스템을 도시하는 도면이다.

도 1에서 100의 기지국 송신 장비는 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나로 무선 신호를 전송한다. 복수개의 송신안테나들은 110과 같이 서로 최소거리를 유지하도록 배치된다. 상기 최소거리의 한 예로는 송신되는 무선신호의 파장길이의 절반이다. 일반적으로 송신안테나 사이에 무선신호의 파장길이의 절반이 되는 거리가 유지되는 경우 각 송신안테나에서 전송되는 신호는 서로 상관도가 낮은 무선채널의 영향을 받게 된다. 전송하는 무선신호의 대역이 2GHz일 경우 이 거리는 7.5cm가 되며 대역이 2GHz보다 높아지면 이 거리는 더 짧아진다.

도 1에서 100의 기지국에 배치된 수십 개 또는 그 이상의 송신안테나들은 한 개 또는 복수개의 단말에서 120과 같이 신호를 전송하는데 활용된다. 복수의 송신안테나에는 적절한 프리코딩(precoding)이 적용되어 복수의 단말들에게로 동시에 송신하도록 한다. 이때 한 개의 단말은 1개 또는 그 이상의 information stream을 수신할 수 있다. 일반적으로 한 개의 단말이 수신할 수 있는 information stream의 개수는 단말이 보유하고 있는 수신안테나 수와 채널상황에 따라 결정된다.

상기 FD-MIMO system을 효과적으로 구현하기 위해서는 단말이 채널상황 및 간섭의 크기를 정확하게 측정하고 이를 이용하여 효과적인 채널상태 정보를 기지국으로 전송하여야 한다. 상기 채널상태 정보를 수신한 기지국은 이를 이용하여 하향링크의 송신과 관련하여 어떤 단말들에게 송신을 수행할지, 어떤 데이터 전송속도로 송신을 수행할지, 어떤 precoding을 적용할지 등을 결정한다. FD- MIMO 시스템의 경우 송신안테나 개수가 많은 관계로 종래의 LTE/LTE-A 시스템의 채널 상태 정보의 송수신 방법을 적용할 경우 상향링크로 많은 제어정보를 송신해야 하는 상향링크 오버헤드 문제가 발생한다.

이동통신 시스템에서 시간, 주파수, 그리고 전력 자원은 한정되어 있다. 그러므로 기준 신호에 더 많은 자원을 할당하게 되면 트래픽 채널(traffic channel)(데이터 트래픽 채널) 전송에 할당할 수 있는 자원이 줄어들게 되어 전송되는 데이터의 절대적인 양이 줄어들 수 있다. 이와 같은 경우 채널 측정(channel measurement) 및 평가(estimation)의 성능은 개선되겠지만 전송되는 데이터의 절대량이 감소하므로 전체 시스템 용량 성능은 오히려 저하될 수 있다.

따라서, 전체 시스템 용량 측면에서 최적의 성능을 이끌어 낼 수 있도록 기준 신호를 위한 자원과 traffic channel 전송을 위한 신호의 자원 사이에 적절한 배분이 필요하다.

도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임(subframe) 및 1 RB의 무선자원을 도시하는 도면이다.

도 2에 도시된 무선자원은 시간축 상에서 한 개의 서브프레임(subframe)으로 이루어지며 주파수축 상에서 한 개의 자원 블록(Resource Block, RB)으로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 2의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소 (resource element, RE)라 한다.

상기 도 2에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.

2. DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지 DMRS port에 해당하며 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송됨

4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호를 채널상태를 측정하는데 이용됨. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

5. 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송

상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국의 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 0 전력 CSI-RS(zero-power CSI-RS)라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.

도 2에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트수가 2개일 경우 상기 도 2에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.

두개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 CSI-RS는 시간축에서 연결된 두개의 RE에서 각 안테나포트의 신호를 전송하며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 추가로 두개의 안테나포트에 대한 신호를 전송한다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다.

셀룰러 시스템에서 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준신호 (reference signal)을 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 기지국이 전송하는 CRS 또는 채널 상태 정보 기준 신호(Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS)를 이용하여 단말은 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함된다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개의 단말로 전송할 경우 단말은 기지국에서 수신된 기준신호에서 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지와 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하여 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되어 기지국으로 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 통보되어 기지국이 하향링크로 단말에게 어떤 데이터 전송속도로 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.

LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백하는 것이다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세가지 정보가 있다.

1. 랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 spatial layer의 개수

2. 프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 precoding matrix에 대한 지시자

3. 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 도 있임.

상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 precoding matrix는 rank별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값 X와 RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값 X는 다르게 해석이 된다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 PMI와 X가 기지국에서 적용되었다는 가정을 한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 것은 rank를 RI_X로 하고 precoding을 PMI_Y로 할 때 CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 해당 단말이 수신할 수 있다고 통보하는 것과 같다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정하여 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.

LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 어떤 정보를 포함하느냐에 따라 다음의 네가지 중 하나의 피드백 모드(feedback mode or reporting mode)로 설정된다:

1. Reporting mode 1-0: RI, 광대역 (wideband) CQI (wCQI)

2. Reporting mode 1-1: RI, wCQI, PMI

3. Reporting mode 2-0: RI, wCQI, 협대역 (subband) CQI (sCQI)

4. Reporting mode 2-1: RI, wCQI, sCQI, PMI

상기 네가지 피드백 모드에 대한 각 정보의 피드백 타이밍은 상위 신호(higher layer signal)로 전달되는 N_pd , N_OFFSET,CQI , M_RI , 그리고 N_OFFSET,RI 등의 값에 의해 결정된다. 피드백 모드 1-0에서 wCQI의 전송 주기는 N_pd 이며 N_OFFSET,CQI 의 서브프레임 오프셋 값을 가지고 피드백 타이밍이 결정된다. 또한 RI의 전송 주기는 N_pd*M_RI 이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI이다.

도 3은 N_pd=2, M_RI =2, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1 의 경우에 RI 및 wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 3에서, 각 타이밍은 서브프레임 인덱스를 나타낸다.

피드백 모드 1-1은 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 wCQI와 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

피드백 모드 2-0에서 sCQI에 대한 피드백 주기는 N_pd이며 오프셋 값은 N_OFFSET,CQI 이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는 H*N_pd 이며 오프셋 값은 sCQI의 오프셋 값과 같이 N_OFFSET,CQI 이다. 여기서 H=J*K+1 로 정의되는데 K는 상위신호로 전달되며 J는 시스템 대역폭(bandwidth)에 따라 결정되는 값이다.

예를 들어 10MHz 시스템에 대한 J 값은 3으로 정의된다. 결국 wCQI는 H 번의 sCQI 전송마다 한번씩 이에 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 주기는 M_RI*H*N_pd 이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI 이다.

도 4는 N_pd=2 ,M_RI=2 , J=3(10MHz), K=1, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1 의 경우에 대한 RI, sCQI, wCQI 피드백 타이밍을도시하는 도면이다.

피드백 모드 2-1은 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

상기 설명한 피드백 타이밍은 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4개 이하인 경우이며 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받은 단말의 경우는 상기 피드백 타이밍과 달리 두 가지 PMI 정보가 피드백 되어야 한다. 8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대하여 피드백 모드 1-1은 다시 두 개의 서브모드 (submode)로 나뉘며, 첫 번째 서브모드에서는 RI가 첫번째 PMI 정보와 함께 전송되며 두번째 PMI 정보는 wCQI와 함께 전송된다. 여기서 wCQI와 두번째 PMI에 대한 피드백의 주기와 오프셋은 N_pd와 N_OFFSET,CQI로 정의되고 RI와 첫번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기와 오프셋 값은 각각 M_RI*N_pd와 N_OFFSET,CQI+N_OFFSET,RI 로 정의된다. 여기서 첫번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W1이라 하고 두번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W2라고 하면 단말과 기지국은 단말이 선호하는 precoding matrix가 W1W2로 결정되었다는 정보를 공유한다.

8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 피드백 모드 2-1의 경우는 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI) 정보의 피드백이 추가된다. PTI는 RI와 함께 피드백 되고 그 주기는 M_RI*H*N_pd 이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI+N_OFFSET,RI 로 정의된다. PTI가 0인 경우에는 첫번째 PMI, 두번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백되며 wCQI와 두번째 PMI가 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 주기는 N_pd이고 오프셋은 N_OFFSET,CQI로 주어진다. 또한 첫번째 PMI의 주기는 H`*N_pd 이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI 이다. 여기서 H`은 상위신호로 전달된다. 반면에 PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 전송되고 wCQI와 두번째 PMI가 함께 전송되며 sCQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백 된다. 이 경우에 첫번째 PMI는 전송되지 않는다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같고 sCQI는 주기가 N_pd 오프셋이 N_OFFSET,CQI로 정의된다. 또한 wCQI와 두번째 PMI는 H*N_pd 의 주기와 N_OFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백되며 H는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.

도 5 및 6은 N_pd=2, M_RI=2 , J=3(10MHz), K=1, H`=3, N_OFFSET,CQI=1 , N_OFFSET,RI=-1 의 경우에 대하여 각각 PTI=0과 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.

일반적으로 FD-MIMO과 같이 송신 안테나의 개수가 많은 경우 이에 비례하는 CSI-RS를 전송해야 한다. 일례로 LTE/LTE-A에서 8개의 송신 안테나를 이용할 경우 기지국은 8-port에 해당하는 CSI-RS를 단말에게 전송하여 하향링크의 채널상태를 측정하도록 한다. 이때 기지국에서 8-port에 해당하는 CSI-RS를 전송하는데 한 개의 RB내에서 상기 도 2의 A, B와 같이 8개의 RE로 구성되는 무선자원을 이용해야 한다. 이와 같은 LTE/LTE-A 방식의 CSI-RS 전송을 FD-MIMO에 적용하는 경우 송신안테나 수에 비례하는 무선자원이 CSI-RS에 할당되어야 한다. 즉, 기지국의 송신안테나가 128개일 경우 기지국은 한 개의 RB내에서 총 128개의 RE를 이용하여 CSI-RS를 전송해야 한다. 이와 같은 CSI-RS 전송 방식은 과다한 무선자원을 필요로 하기 때문에 무선데이터 송수신에 필요한 무선자원을 감소시키는 역효과가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, LTE-A 시스템을 기반으로 하는 FD-MIMO 송수신에서 효과적인 데이터 송수신을 위해 단말에서의 기준신호를 측정, 채널상태 정보 생성, 채널상태 정보의 송신하는 방법 및 장치를 제공함에 있다. 또한 기지국에서 단말로 기준신호를 전송하고 단말이 전송한 채널상태 정보를 수신하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템에서 기지국의 피드백 정보 수신 방법은 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 단말에 전송하는 단계, 및 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 기지국은 단말과 신호를 송수신하는 통신부, 및 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하며, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말의 피드백 정보 전송 방법은 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고, 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 이동통신 시스템에서 기지국으로 피드백 정보를 전송하는 단말은 상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부, 및 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하며, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송하는데 과다한 무선자원을 할당하는 것을 방지할 수 있으며, 단말은 효과적으로 많은 수의 송신 안테나에 대한 채널을 측정하고 이를 피드백 정보로 구성하여 기지국에 통보할 수 있다.

도 1은 FD-MIMO 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임(subframe) 및 1 RB의 무선자원을 도시하는 도면.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 타이밍을 도시하는 도면.
도 7은 FD-MIMO를 위한 CSI-RS의 전송을 도시하는 도면.
도 8은 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 각각 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면.
도 11 (a)와 (b)는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

FD-MIMO와 같이 많은 수의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송하는데 과다한 무선자원을 할당하는 것을 방지하면서 단말로 하여금 많은 수의 송신안테나에 대한 채널측정을 가능케하는 방법으로는 CSI-RS를 N개의 차원으로 분리하여 전송하는 방법이 있다. 한 예로 기지국의 송신안테나가 상기 도 1과 같이 2차원에 배열되어 있을 경우 CSI-RS를 2개의 차원으로 분리하여 전송할 수 있다.

이와 같은 원리에 의해, 기지국에서 단말로 전송되는 기준 신호를 제1 CSI-RS 및 제2 CSI-RS로 칭할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 두 가지 종류의 기준 신호를 각각 수평방향 및 수직 방향으로 구분하여, 한 개의 CSI-RS는 수평방향의 채널 정보를 측정케하는 수평 CSI-RS(Horizontal CSI-RS)로 운영하고, 또하나의 CSI-RS는 수직방향의 채널 정보를 측정케하는 수직 CSI-RS(Vertical CSI-RS)로 운영할 수 있다. 이하에서 기술되는 본 발명의 원리가 적용되기 위해서는 반드시 기준 신호를 수평 및 수직 성분으로 구분되어야 하는 것은 아니지만, 설명의 편의를 위해, 기지국에서 단말로 전송되는 기준 신호가 Horizontal CSI-RS 및 Vertical CSI-RS 임을 가정하고 이하의 설명을 기술하기로 한다.

도 7은 FD-MIMO를 위한 CSI-RS의 전송을 도시하는 도면이다.

도 7에 FD-MIMO를 운영하는 기지국은 총 32개의 안테나로 구성되어있다. 도 7에서 300의 32개의 안테나는 각각 A0,..,A3, B0,..,B3, C0,..,C3, D0,..,D3, E0,..,E3, F0,..,F3, G0,..,G3, H0,…,H3으로 표시되어 있다. 상기 도 3의 32개의 안테나는 두 개의 CSI-RS로 전송된다. 수평방향의 채널 상태를 측정하게 하는 H-CSI-RS는 다음의 8개 안테나포트로 구성된다.

- H-CSI-RS port 0: 안테나 A0, A1, A2, A3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 1: 안테나 B0, B1, B2, B3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 2: 안테나 C0, C1, C2, C3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 3: 안테나 D0, D1, D2, D3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 4: 안테나 E0, E1, E2, E3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 5: 안테나 F0, F1, F2, F3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 6: 안테나 G0, G1, G2, G3이 합쳐져서 이루어짐

- H-CSI-RS port 7: 안테나 H0, H1, H2, H3이 합쳐져서 이루어짐

상기에서 복수개의 안테나가 합쳐서 한 개의 CSI-RS port를 생성하는 것은 안테나 가상화(antenna virtualization)를 의미하는 것으로 일반적으로 복수 안테나의 선형적 결합을 통하여 이루어진다. 또한 수직방향의 채널 상태를 측정하게 하는 V-CSI-RS는 다음의 4개 안테나포트로 구성된다.

- V-CSI-RS port 0: 안테나 A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0이 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 1: 안테나 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1이 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 2: 안테나 A2, B2, C2, D2, E2, F2, G2, H2가 합쳐져서 이루어짐

- V-CSI-RS port 3: 안테나 A3, B3, C3, D3, E3, F3, G3, H3이 합쳐져서 이루어짐

상기와 같이 복수개의 안테나가 이차원으로 M×N (수직방향×수평방향)으로 배열된 경우 N개의 수평방향의 CSI-RS port와 M개의 수직방향의 CSI-RS port를 이용하여 FD-MIMO의 채널을 측정할 수 있다. 즉, 두 개의 CSI-RS를 이용할 경우 M×N개의 송신안테나를 위하여 M+N개의 CSI-RS port를 활용하여 채널상태 정보를 파악할 수 있게 된다. 이와 같이 더 적은 수의 CSI-RS port수를 이용하여 더 많은 수의 송신안테나에 대한 정보를 파악하게 하는 것은 CSI-RS 오버헤드를 줄이는데 중요한 장점으로 작용한다. 상기에서는 두 개의 CSI-RS를 이용하여 FD-MIMO의 송신안테나에 대한 채널 정보를 파악하였으며 이와 같은 접근은 K개의 CSI-RS를 이용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 7에서 32개의 송신안테나는 8개의 H-CSI-RS port와 4개의 V-CSI-RS port로 할당되어 전송됨으로써 단말에게 FD-MIMO 시스템의 무선채널을 측정케 한다. 상기에서 H-CSI-RS는 310과 같이 단말이 단말과 기지국 송신안테나 사이의 수평각에 대한 정보를 측정케하는 반면 V-CSI-RS는 320과 같이 단말이 단말과 기지국 송신안테나 사이의 수직각에 대한 정보를 측정케 한다.

한편, 도 7과 같이 전송된 복수개의 CSI-RS에 대하여 단말은 채널 정보를 측정하고, 이에 기반하여 생성된 RI, PMI, CQI를 기지국으로 전송함으로서 FD-MIMO 시스템의 무선채널을 기지국으로 통보한다.

도 8은 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 각각 RI, PMI, CQI를 전송하는 것을 도시하는 도면이다.

도 8에서 단말은 V-CSI-RS와 H-CSI-RS에 대한 각각의 독립적인 피드백 정보인 제1 피드백 정보(feedback 1)와 제2 피드백 정보(feedback 2)를 할당 받는다. 즉, 단말은 V-CSI-RS를 측정하여 feedback 1과 같은 채널 상태 정보를 송신한고 H-CSI-RS를 측정하여 feedback 2와 같은 채널 상태 정보를 송신한다.

상기에서 RI, PMI, CQI는 서로 연관성을 가지며 전송된다. 즉, feedback 1의 경우 RIV는 이후 전송되는 PMIV가 어떤 rank의 precoding matrix를 가르키는지를 통보한다. 또한 CQIV는 기지국이 RIV가 지정하는 rank로 기지국이 전송할 때 PMIV가 지정하는 해당 rank의 precoding matrix를 적용할 경우 단말이 수신가능한 데이터 전송속도 또는 그에 상응하는 값에 해당한다. Feedback 2의 경우도 feedback 1과 마찬가지로 RI, PMI, CQI가 서로 연관성을 가지며 전송된다.

도 8과 같은 피드백 방법에서 단말이 FD-MIMO를 위한 피드백을 할당 받는 과정은 우선 단말이 기지국으로부터 두개의 CSI-RS 자원{CSI-RS-1, CSI-RS-2}을 할당 받는다. 즉, 단말은 기지국으로부터 두 개의 CSI-RS를 수신하여 채널을 측정할 것을 설정 받는다. 이 때 단말은 두 개의 CSI-RS가 각각 V-CSI-RS 혹은 H-CSI-RS에 해당하는 지의 여부를 확인할 수 없을 수도 있다. 이 후 단말은 RRC (radio resource control) 정보를 통해 두 개의 피드백을 할당 받는데 이 피드백 할당을 위한 RRC 정보의 예시는 아래의 표 1과 같이 형성될 수 있다.

제1 피드백 정보(Feedback 1)	제2 피드백 정보(Feedback 2)
- CSI-RS information: CSI-RS-1 - Reporting mode - Feedback timing - PMI codebook information - Etc	- CSI-RS information: CSI-RS-2 - Reporting mode - Feedback timing - PMI codebook information - Etc

[표 1]에서 Feedback 1과 2에 대한 RRC 정보는 서로 독립적으로 할당되고 PMI 코드북 정보(PMI codebook information)는 해당 피드백을 위해 사용될 수 있는 가능한 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)들의 집합에 대한 정보를 의미한다. 만약 PMI 코드북 정보(PMI codebook information)가 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면 각 피드백은 미리 표준으로 정의된 가능한 모든 precoding matrix들이 피드백을 위해 사용될 수 있다고 인식한다.

도 8과 같이 FD-MIMO 기지국의 복수개의 송신안테나를 위하여 복수개의 feedback을 설정하여 단말로 하여금 채널 상태정보를 기지국으로 보고하게 하는 것은 FD-MIMO를 위한 한가지의 채널 상태정보 보고방법일 수 있다.

이와 같은 방법은 FD-MIMO를 위한 채널상태 정보를 단말에서 생성하고 보고하는데 추가적인 구현이 필요없다는 장점이 존재한다. 반면 도 8과 같은 방법의 채널 상태정보 보고 방법을 이용할 경우 FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못하는 단점이 있다.

FD-MIMO 시스템의 성능을 충분히 얻지 못하는 것은 도 8과 같이 복수 개의 CSI-RS 각각에 대한 복수개의 feedback을 설정하여 단말로 하여금 채널 상태정보를 기지국으로 보고하게 하는 것만으로는, 단말이 FD-MIMO가 적용되었을 경우의 precoding을 가정한 CQI를 기지국으로 올려보내지는 않기 때문이다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. FD-MIMO 시스템에서 복수개의 송신안테나가 도 7에서와 같이 2차원으로 배열될 경우 단말에게 전송되는 신호 수직 방향 및 수평 방향의 precoding이 모두 적용되어 전송된다. 즉, 단말은 도 8의 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding 중 한가지만 적용된 신호를 수신하는 것이 아니라 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding이 동시에 적용된 신호를 수신하게 된다. 그런데, 도 8에서와 같이 단말이 PMI_H, PMI_V에 해당하는 precoding이 따로 적용된 경우의 CQI_H, CQIV만을 기지국에 보고할 경우, 기지국은 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI를 단말에게 받지 못하고, 상기 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI에 대해서는 기지국이 자체적으로 판단해야 한다. 이와 같이 기지국이 수직 및 수평 방향의 precoding이 각각 적용된 경우의 CQI들을 기반으로 수직 및 수평 방향의 precoding이 모두 적용된 경우의 CQI 판단를 임의로 판단하는 것은 시스템의 성능을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 단말이 수직 및 수평 방향에 해당하는 두 개의 CSI-RS를 할당 받고 이에 대하여 FD-MIMO를 위해 필요한 피드백 정보인 RI, PMI_H, PMI_V 뿐만 아니라 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI를 기지국으로 피드백하는 방법을 고려한다. 즉, 단말은 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI를 이하에서 기술되는 방법에 따라 생성하고, 상기 생성된 CQI를 기지국으로 피드백한다.

<제 1 실시예>

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 9에서 단말은 도 8에서와 달리 두 개의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration)에 의해 두 개의 CSI-RS에 대한 채널상태 정보을 보고한다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 두 개의 CSI-RS에 대한 피드백 설정은 다음의 [표 2]와 같은 RRC 정보로 구성된다.

피드백 설정(Feedback Configuration)

- First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1
- Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2
- Reporting (feedback) mode: FD-MIMO mode 1
- Feedback timing
- PMI codebook information for first channel information
- PMI codebook information for second channel information
- Etc

[표 2]에서 피드백 설정은 우선, 해당 피드백이 두개의 CSI-RS {CSI-RS-1, CSI-RS-2}에 대한 것이며, 각각의 CSI-RS가 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보에 대응한다는 정보(First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1, Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2)를 포함함다. 본 발명에서는 첫 번째 채널 정보와 두번째 채널 정보는 각각 수평과 수직 방향에 해당하는 CSI-RS를 나타낸다고 가정하지만 이에 한정하지 않으며 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보가 각각 수직과 수평에 해당할 수도 있다.

또한 [표 2]의 피드백 설정은 단말이 생성하고 피드백을 수행해야할 피드백 정보들의 종류를 피드백 모드 (reporting or feedback mode) 정보로 포함한다. 여기서 단말이 FD-MIMO mode 1로 설정된 의미는 단말이 CSI-RS-1과 CSI-RS-2에 해당하는 각각의 RI인 RI₁, RI₂, 그리고 각각의 PMI인 PMI₁, PMI₂를 생성하고 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI인 CQI₁₂를 생성한 후 CQI₁₂와 PMI₁을 같은 타이밍(제1 타이밍)에 동시에 피드백하고, 상기 제1 타이밍과 별도도 설정된 타이밍(제2 타이밍)에 RI₁, RI₂와 PMI₂를 동시에 피드백 한다는 것을 나타낸다.

이 때, 피드백 타이밍 정보(Feedback timing)는 CQI₁₂와 PMI₁ 정보의 피드백 주기 및 오프셋을 설정하는 두 가지 파라미터 N_pd, N_OFFSET,CQI 와 RI₁, RI₂와 PMI₂의 피드백 주기 및 오프셋을 설정하는 두 가지 파라미터와 M_RI, N_OFFSET,RI 로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에서의 피드백 정보와 피드백 타이밍은 다음과 같이 설정된다:

- CQI₁₂, PMI₁: N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI 의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- RI₁, RI₂, PMI₂: M_RI * N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: M_RI * N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI

상기 설명에서 FD-MIMO를 위한 단말의 피드백은 RI₁, RI₂가 모두 포함되는 것으로 설명하였으나 수직 방향의 전송은 큰 산란을 갖지 않는 채널의 특성으로 인해 RI₂는 1로 고정되고 RI₁만 피드백 될 수도 있다. 또한 RI₁, RI₂는 별도의 정보로 부호화 되지 않고 [표 3]와 같이 함께 부호화되어 RI₁₂의 정보로 피드백 될 수도 있다.

RI ₁₂	수평방향 rank	수직방향 rank
000	1	1
001	2	1
010	3	1
011	4	1
100	1	2
101	2	2
110	3	2
111	4	2

PMI 코드북 정보(PMI codebook information)는 해당 채널을 위해 사용될 수 있는 가능한 precoding matrix들의 집합에 대한 정보를 의미하며 수직 및 수평 방향에 대하여 서로 다른 precoding matrix들의 집합이 적용될 수 있다. 만약 PMI codebook information이 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면 각 피드백은 미리 표준으로 정의된 가능한 모든 precoding matrix들이 피드백을 위해 사용될 수 있다고 인식한다.

또한, 복수개의 precoding이 적용된 경우의 CQI(즉, 상술한 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI)를 어떻게 결정할지에 대한 정의가 필요하다. 한 개의 precoding만이 적용되었을 경우의 CQI를 계산할 경우 단말은 자신이 통보한 RI와 PMI에 의하여 지정되는 precoding이 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산한다. 하지만 본 발명의 실시예에 따른 상기 CQI₁₂의 경우 단말은 두 개의 precoding 즉, RI₁ 및 PMI₁ 에 의해 생성된 프리코딩 1과, RI₂ 및 PMI₂ 에 의해 생성된 프리코딩 2가 동시에 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI(CQI₁₂)를 계산한다. 이때 단말이 동시에 두 개의 precoding이 적용되는 것을 크로네커 곱(Kronecker product)으로 해석할 수 있다. Kronecker product는 다음과 같이 두개의 matrix에 대하여 정의된다.

상기 수학식1에서 A와 B는 각각 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix로 대체함으로써 두개의 precoding이 동시 적용되었을 경우의 precoding을 얻을 수 있다. 단말은 CQI₁₂를 계산할 때 상기 수학식을 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix에 적용하여 얻어지는 precoding이 하향링크에 적용되었다고 가정하고 CQI를 계산한다.

본 발명의 제 1 실시예는 수직 방향과 수평 방향의 채널 변화 속도가 서로 다른 특성을 고려한 것이며 수평 방향이 자주 변하는 상황을 고려하면 수평 방향에 해당하는 CSI-RS를 [표 2]의 첫 번째 채널 정보에 매핑하고 수직 방향에 해당하는 CSI-RS를 두 번째 채널 정보에 매핑하면 된다. 반대의 경우에는 첫 번째 채널 정보에 수직 방향 CSI-RS를 매핑하고 두 번째 채널 정보에 수평 방향 CSI-RS를 매핑하면 된다. 예를 들어, 사용자가 건물에서 상하 이동이 많은지 또는 평지에서 수평 이동이 많은지 여부에 따라 자주 변하는 성분이 달라질 수 있다.

<제 2 실시예>

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면이다.

제 2 실시예에서는 제 1 실시예와 달리 CQI₁₂, PMI₁, 및 PMI₂를 같은 타이밍(제1 타이밍)에 동시에 피드백하고, 상기 제1 타이밍과 별도도 설정된 타이밍(제2 타이밍)에 RI₁, RI₂ 를 동시에 피드백 한다.

도 10에서 단말은 상기 도 9에서와 같이 두 개의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration)에 의해 두 개의 CSI-RS에 대한 채널상태 정보을 보고한다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 두 개의 CSI-RS에 대한 피드백 설정 다음의 [표 4]과 같은 RRC 정보로 구성된다.

피드백 설정(Feedback Configuration)

- First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1
- Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2
- Reporting (feedback) mode: FD-MIMO mode 2
- Feedback timing
- PMI codebook information for first channel information
- PMI codebook information for second channel information
- Etc

[표 4]에서의 피드백 설정은 우선, 해당 피드백이 두개의 CSI-RS {CSI-RS-1, CSI-RS-2}에 대한 것이며 각각의 CSI-RS가 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보에 대응한다는 정보(First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1, Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2)를 포함함다. 본 발명에서는 첫 번째 채널 정보와 두번째 채널 정보는 각각 수평과 수직 방향에 해당하는 CSI-RS를 나타낸다고 가정하지만 이에 한정하지 않으며 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보가 각각 수직과 수평에 해당할 수도 있다.

또한 [표 4]의 피드백 설정은 단말이 생성하고 피드백을 수행해야할 피드백 정보들의 종류를 피드백 모드 (reporting or feedback mode) 정보로 포함한다. 여기서 단말이 FD-MIMO mode 2로 설정된 의미는 단말이 CSI-RS-1과 CSI-RS-2에 해당하는 각각의 RI인 RI₁, RI₂, 그리고 각각의 PMI인 PMI₁, PMI₂를 생성하고 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI인 CQI₁₂를 생성한 후 CQI₁₂, PMI₁, 및 PMI₂를 같은 타이밍(제1 타이밍)에 동시에 피드백하고, 상기 제1 타이밍과 별도도 설정된 타이밍(제2 타이밍)에 RI₁, RI₂ 를 동시에 피드백 한다는 것을 나타낸다.

이 때, 피드백 타이밍 정보(Feedback timing)는 CQI₁₂, PMI₁, 및 PMI₂ 정보의 피드백 주기 및 오프셋을 설정하는 두 가지 파라미터 N_pd, N_OFFSET,CQI 와 RI₁, RI₂ 의 피드백 주기 및 오프셋을 설정하는 두 가지 파라미터와 M_RI, N_OFFSET,RI로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에서의 피드백 정보와 피드백 타이밍은 다음과 같이 설정된다:

- CQI₁₂, PMI₁, PMI₂: N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- RI₁, RI₂: M_RI * N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: M_RI * N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI

상기 설명에서 FD-MIMO를 위한 단말의 피드백은 RI₁, RI₂가 모두 포함되는 것으로 설명하였으나 수직 방향의 전송은 큰 산란을 갖지 않는 채널의 특성으로 인해 RI₂는 1로 고정되고 RI₁만 피드백 될 수도 있다. 또한 RI₁, RI₂는 별도의 정보로 부호화 되지 않고 [표 5]와 같이 함께 부호화되어 RI₁₂의 정보로 피드백 될 수도 있다.

PMI 코드북 정보(PMI codebook information는 해당 채널을 위해 사용될 수 있는 가능한 precoding matrix들의 집합에 대한 정보를 의미하며 수직 및 수평 방향에 대하여 서로 다른 precoding matrix들의 집합이 적용될 수 있다. 만약 PMI codebook information이 피드백을 위한 RRC 정보에 포함되지 않는다면 각 피드백은 미리 표준으로 정의된 가능한 모든 precoding matrix들이 피드백을 위해 사용될 수 있다고 인식한다.

또한, 복수개의 precoding이 적용된 경우의 CQI(즉, 상술한 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI)를 어떻게 결정할지에 대한 정의가 필요하다. 한 개의 precoding만이 적용되었을 경우의 CQI를 계산할 경우 단말은 자신이 통보한 RI와 PMI에 의하여 지정되는 precoding이 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산한다. 하지만 본 발명의 실시예에 따른 상기 CQI₁₂의 경우 단말은 두 개의 precoding 즉, RI₁ 및 PMI₁ 에 의해 생성된 프리코딩 1과, RI₂ 및 PMI₂ 에 의해 생성된 프리코딩 2가 동시에 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI(CQI₁₂)를 계산한다. 이때 단말이 동시에 두 개의 precoding이 적용되는 것을 크로네커 곱(Kronecker product)으로 해석할 수 있다. Kronecker product는 두개의 matrix에 대하여 정의된다. 제1 실시예에 대한 본문에서 기술한 바 있는 상기 수학식1에서 A와 B는 각각 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix로 대체함으로써 두개의 precoding이 동시 적용되었을 경우의 precoding을 얻을 수 있다. 단말은 CQI₁₂를 계산할 때 상기 수학식을 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix에 적용하여 얻어지는 precoding이 하향링크에 적용되었다고 가정하고 CQI를 계산한다.

본 발명의 제 2 실시예는 수직 방향과 수평 방향의 채널 변화 속도가 비슷한 경우를 고려하여 PMI₁, PMI₂가 동시에 같은 타이밍을 가지고 피드백 된다.

<제 3 실시예>

도 11 (a)와 (b)는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 단말이 두 개의 CSI-RS에 대하여 RI, PMI, CQI를 전송하는 방법을 도시하는 도면이다.

제 3 실시예에서는 제 1, 2 실시예와 달리 단말이 프리코딩 타입 지시자(PTI) 정보를 추가로 피드백 할 수 있으며 두 가지 CQI로 wCQI와 sCQI를 피드백 하는 상황을 고려한다. 여기서 PTI는 RI와 같은 타이밍에 동시에 피드백 되며 PTI가 0 또는 1의 값을 가짐에 따라 이 후 전송되는 피드백의 종류와 타이밍이 변경된다.

도 11에서 단말은 상기 도 9와 10에서와 같이 두 개의 CSI-RS를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration)에 의해 두 개의 CSI-RS에 대한 채널상태 정보을 보고한다. 즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 두 개의 CSI-RS에 대한 피드백 설정은 다음의 [표 6]과 같은 RRC 정보로 구성된다.

피드백 설정(Feedback Configuration)

- First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1
- Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2
- Reporting (feedback) mode: FD-MIMO mode 3
- Feedback timing
- PMI codebook information for first channel information
- PMI codebook information for second channel information
- Etc

[표 6]에서 피드백 설정은 우선, 해당 피드백이 두개의 CSI-RS {CSI-RS-1, CSI-RS-2}에 대한 것이며 각각의 CSI-RS가 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보에 대응한다는 정보(First channel information (horizontal channel): CSI-RS-1, Second channel information (vertical channel): CSI-RS-2)를 포함함다. 본 발명에서는 첫 번째 채널 정보와 두번째 채널 정보는 각각 수평과 수직 방향에 해당하는 CSI-RS를 나타낸다고 가정하지만 이에 한정하지 않으며 첫 번째 채널 정보와 두 번째 채널 정보가 각각 수직과 수평에 해당할 수도 있다.

또한 [표 6]의 피드백 설정은 단말이 생성하고 피드백을 수행해야할 피드백 정보들의 종류를 피드백 모드 (reporting or feedback mode) 정보로 포함한다. 여기서 단말이 FD-MIMO mode 3으로 설정된 의미는 단말이 CSI-RS-1과 CSI-RS-2에 해당하는 각각의 RI인 RI₁, RI₂, 그리고 각각의 PMI인 PMI₁, PMI₂를 생성하고 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 wCQI인 wCQI₁₂와 sCQI인 sCQI₁₂를 생성한 후, PTI를 0으로 설정하면 wCQI₁₂, PMI₁을 같은 타이밍(제1 타이밍)에 동시에 피드백하고, 이와 별도로 설정된 타이밍(제2 타이밍)에 PMI₂를 피드백 하며, 또 다르게 설정된 타이밍(제3 타이밍)에 RI₁, RI₂, 및 PTI를 동시에 피드백 한다는 것을 나타낸다.

그리고 FD-MIMO mode 3의 설정 하에서 단말이 PTI를 1로 설정하면 sCQI₁₂ 특정 타이밍(제1 타이밍)에 피드백하고, 이와 별도로 설정된 타이밍(제2 타이밍)에 wCQI₁₂와 PMI₁을 동시에 피드백하며, 또 다르게 설정된 타이밍(제3 타이밍)에 RI₁, RI₂, 및 PTI를 동시에 피드백 한다는 것을 나타낸다.

이 때, 피드백 타이밍 정보(Feedback timing)는 PTI가 0인 경우에 wCQI₁₂, PMI₁과 PTI가 1인 경우에 sCQI₁₂의 주기 및 오프셋을 설정하는 두 가지 파라미터 N_pd , N_OFFSET,CQI, 그리고 PTI가 1인 경우에 wCQI₁₂와 PMI₁의 주기를 설정하기 위한 한 가지 파라미터 H = J*K+1, 그리고 RI₁, RI₂, 및 PTI의 주기 및 타이밍을 정의하기 위한 두 가지 파라미터 M_RI, N_OFFSET,RI, 마지막으로 PTI=0인 경우에 PMI₂의 주기를 설정하기 위한 H’값 구성될 수 있다. 여기서 J는 하향링크 시스템 대역폭(bandwidth)에 의해 결정되는 정보로 예를 들어 10 MHz 시스템에서는 3의 값을 가진다. 그리고 N_pd, N_OFFSET,CQI,M_RI, N_OFFSET,RI, K, H’값은 RRC 정보를 통해 단말로 설정된다. 즉, 본 발명의 제 3 실시예에서의 피드백 정보와 피드백 타이밍은 다음과 같이 설정된다:

- PTI=0인 경우

- wCQI₁₂, PMI₁: N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI 의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- PMI₂: H’* N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI 의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다. 즉, H’번의 wCQI₁₂, PMI₁의 피드백 전송 마다 한 번씩 PMI₂의 피드백으로 대체된다.

- 피드백 주기: H’* N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- RI₁, RI₂, 및 PTI: M_RI*H*N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI 의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: M_RI*H*N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI

- PTI=1인 경우

- sCQI₁₂: N_pd서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- wCQI₁₂, PMI₁: H*N_pd서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다. 즉, H번의 sCQI₁₂ 피드백 전송 마다 한 번씩 wCQI₁₂와 PMI₁의 피드백으로 대체된다.

- 피드백 주기: H*N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI

- RI₁, RI₂, 및 PTI: M_RI*H*N_pd 서브프레임 마다 N_OFFSET,CQI+N_OFFSET,RI 의 오프셋을 가지고 피드백이 수행된다.

- 피드백 주기: M_RI*H*N_pd

- 피드백 오프셋: N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI

상기 설명에서 FD-MIMO를 위한 단말의 피드백은 RI₁, RI₂가 모두 포함되는 것으로 설명하였으나 수직 방향의 전송은 큰 산란을 갖지 않는 채널의 특성으로 인해 RI₂는 1로 고정되고 RI₁만 피드백 될 수도 있다. 또한 RI₁, RI₂는 별도의 정보로 부호화 되지 않고 [표 7]과 같이 함께 부호화되어 RI₁₂의 정보로 피드백 될 수도 있다.

또한, 복수개의 precoding이 적용된 경우의 CQI(즉, 상술한 수직 및 수평 방향에서 precoding이 모두 적용될 경우의 CQI)를 어떻게 결정할지에 대한 정의가 필요하다. 한 개의 precoding만이 적용되었을 경우의 CQI를 계산할 경우 단말은 자신이 통보한 RI와 PMI에 의하여 지정되는 precoding이 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산한다. 하지만 상기 CQI₁₂의 경우 단말은 두 개의 precoding 즉, RI₁ 및 PMI₁ 에 의해 생성된 프리코딩 1과, RI₂ 및 PMI₂ 에 의해 생성된 프리코딩 2가 동시에 하향링크에 적용된다는 가정하에 CQI를 계산한다. 이때 단말이 동시에 두 개의 precoding이 적용되는 것을 크로네커 곱(Kronecker product)으로 해석할 수 있다. Kronecker product는 두개의 matrix에 대하여 정의된다. 상기 수학식1에서 A와 B는 각각 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix로 대체함으로써 두개의 precoding이 동시 적용되었을 경우의 precoding을 얻을 수 있다. 단말은 CQI₁₂를 계산할 때 상기 수학식을 PMI₁과 PMI₂가 지정하는 precoding matrix에 적용하여 얻어지는 precoding이 하향링크에 적용되었다고 가정하고 CQI를 계산한다.

본 발명의 제 3 실시예는 수직 방향과 수평 방향의 채널 변화 속도가 서로 다른 특성을 고려한 것이며 수평 방향이 자주 변하는 상황을 고려하면 수평 방향에 해당하는 CSI-RS를 [표 6]의 첫 번째 채널 정보에 매핑하고 수직 방향에 해당하는 CSI-RS를 두 번째 채널 정보에 매핑하면 된다. 반대의 경우에는 첫 번째 채널 정보에 수직 방향 CSI-RS를 매핑하고 두 번째 채널 정보에 수평 방향 CSI-RS를 매핑하면 된다.

상기 제 1, 2, 3 실시예에서 단말은 CQI₁₂를 계산하기 위하여 PMI₁과 PMI₂ 각각이 지정하는 precoding matrix에 모두에 대한 가정이 필요하다. 하지만 피드백 전송의 시작 지점 또는 특정 피드백을 전송하지 못하는 상황으로 인하여 단말과 기지국이 PMI₁과 PMI₂ 중 적어도 하나를 공유하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우에 단말은 공유하지 못한 정보를 미리 결정해 둔 특정 PMI값으로 가정 한 후 CQI₁₂를 계산하여 피드백 하고 기지국 역시 미리 결정해 둔 특정 PMI값으로 가정된 CQI₁₂로 해석한다. 예를 들어 공유하지 못한 PMI는 항상 0으로 가정할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

우선, 기지국은 S1210 단계에서 복수 개(특히, 두 개)의 CSI-RS에 대한 설정 정보(CSI-RS configuration)를 단말에 전송한다. 상기 CSI-RS에 대한 설정 정보는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임의 위치, 및 해당 서브프레임에서 CSI-RS가 배치된 자원(resource)의 위치 정보를 포함한다.

그리고 기지국은 S1220 단계에서, 피드백 설정 정보(feedback configuration)를 단말에 전송한다. 상기 피드백 설정 정보는 상기한 본 발명의 각각의 실시예에 따라 표 2, 표 4, 표 6에 도시된 정보를 포함할 수 있다. 즉, 피드백 설정 정보는 두 개의 CSI-RS를 각각 수신하고 이들에 대한 하나의 피드백 정보를 통보할 것, 동일한 타이밍에서 전송해야 할 피드백 정보의 종류, 피드백 타이밍 관련 파라미터, 피드백 전송 보드(FD-MIMO mode) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

그리고 기지국은 S1230 단계에서, 두 개의 CSI-RS를 각각 단말로 전송한다.

그러면 기지국은 S1240 단계에서, 정해진 타이밍에서 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신한다. 그리고 기지국은 S1250 단계에서, 단말로부터 수신한 상기 피드백 정보를 처리하여 처리 결과에 기반하여 단말에 데이터를 전송한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

우선, 단말은 S1310 단계에서 복수 개(특히, 두 개)의 CSI-RS에 대한 설정 정보(CSI-RS configuration)를 기지국으로부터 수신한다. 상기 CSI-RS에 대한 설정 정보는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임의 위치, 및 해당 서브프레임에서 CSI-RS가 배치된 자원(resource)의 위치 정보를 포함한다.

그리고 단말은 S1320 단계에서, 피드백 설정 정보(feedback configuration)를 기지국으로부터 수신한다. 상기 피드백 설정 정보는 상기한 본 발명의 각각의 실시예에 따라 표 2, 표 4, 표 6에 도시된 정보를 포함할 수 있다. 즉, 피드백 설정 정보는 두 개의 CSI-RS를 각각 수신하고 이들에 대한 하나의 피드백 정보를 통보할 것, 동일한 타이밍에서 전송해야 할 피드백 정보의 종류, 피드백 타이밍 관련 파라미터, 피드백 전송 보드(FD-MIMO mode) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

그리고 단말은 S1330 단계에서, 두 개의 CSI-RS를 각각 기지국으로부터 수신힌다.

그러면 단말은 S1340 단계에서, 상기 수신한 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 구체적으로 어떠한 피드백 정보를 생성하는지 여부에 대해서는 각 실시예를 통해 상세히 설명한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 단말은 S13510 단계에서, 상기 피드백 설정 정보에서 설정된 타이밍에서 피드백 정보를 기지국으로 전송한다 .그리고 단말은 S1360 단계에서, 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신하여 이를 처리한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 단말은 통신부(710)와 제어부(720)로 구성된다.

통신부(1410)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(1410)는 제어부(1420)의 제어하에 FD-MIMO 기술을 위한 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.

제어부(1420)는 단말을 구성하는 모든 구성들의 상태 및 동작을 제어한다. 여기서 제어부(1420)는 현재 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 FD-MIMO를 위한 피드백 정보를 생성하고, 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백할 수 있게 한다. 그러기 위해 제어부는 채널 추정부(1430)를 포함한다.

채널 추정부(1430)는 기지국으로부터 수신되는 CSI-RS 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 판단하고, 이에 따라 수신된 CSI-RS를 사용하여 채널을 추정한다.

여기서 단말은 통신부(1410)와 제어부(1420)로 구성된 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉 단말은 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 예를 들어 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 구비할 수 있다.

또한, 상기에서는 제어부(1420)와 채널 추정부(1430)가 별도의 블록으로 구성되었다고 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 채널 추정부(1430)가 수행하는 기능을 제어부(1420) 자체가 수행할 수도 있다.

이 경우, 제어부(1420)는 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1420)는 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 제어할 수 있다. 이 후, 제어부(1420)는 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 그리고 제어부(1420)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 제어한다.

이 경우, 상기 피드백 설정 정보는 표 2, 표 4, 표 6에서 도시된 바와 같이 제1 기준 신호가 제1 채널 정보에 대응하고 제2 기준 신호가 제2 채널 정보에 대응한다는 것을 지시하는 정보, 제1 타이밍과 제2 타이밍에 전송할 피드백 정보의 종류, 또는 피드백 타이밍 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

그리고 상기 피드백 정보는 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 랭크 지시자(RI₁), 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 랭크 지시자(RI₂), 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI₁), 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 프리코딩 매트릭스 지시자(PMI₂), 제1 랭크 지시자 및 제1 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제1 프리코딩 및 제2 랭크 지시자 및 제2 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제2 프리코딩을 고려하여 생성된 채널 품질 지시자(CQI₁₂) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 피드백 정보는 제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 상기 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하도록 설정(FD-MIMO mode 1)될 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 피드백 정보는 제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자를 전송하도록 설정(FD-MIMO mode 2)될 수 있다.

그리고 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 상기 피드백 정보는 프리코딩 타입 지시자 정보를 더 포함하며, 상기 프리코딩 타입 지시자의 설정 값에 따라 피드백 정보 종류 및 전송 타이밍이 결정되도록 설정(FD-MIMO mode 3)될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 단말이 생성하는 채널 품질 지시자는 제1 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제1 프리코딩 매트릭스와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제2 프리코딩 매트릭스의 크로네커 곱(Kronecker product)에 대응하는 것을 특징으로 한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 15를 참조하면, 기지국은 제어부(1510)와 통신부(1520)로 구성된다.

제어부(1510)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 여기서 제어부(1510)는 단말의 수평 및 수직 성분 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 할당한다. 그를 위해 제어부(1510)는 자원 할당부(1530)를 더 구비한다.

자원 할당부(1530)는 단말이 수직 및 수평 성분 채널을 각각 추정할 수 있도록 CSI-RS를 각각의 자원에 할당하고, 해당 자원을 사용하여 CSI-RS를 전송한다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다.

통신부(1520)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(1520)는 제어부(1510)의 제어하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다.

상기에서는 제어부(1510)와 자원 할당부(1530)가 별도의 블록으로 구성되었다고 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 자원 할당부(1530)가 수행하는 기능을 제어부(1510) 자체가 수행할 수도 있다.

이 경우, 제어부(1510)는 적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(1510)는 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 제어할 수 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 기지국의 피드백 정보 수신 방법에 있어서,
적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하는 단계;
상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하는 단계;
상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 단말에 전송하는 단계; 및
상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제1항에 있어서, 상기 피드백 설정 정보는,
제1 기준 신호가 제1 채널 정보에 대응하고 제2 기준 신호가 제2 채널 정보에 대응한다는 것을 지시하는 정보, 제1 타이밍과 제2 타이밍에 전송할 피드백 정보의 종류, 또는 피드백 타이밍 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제2항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 랭크 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 랭크 지시자, 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 프리코딩 매트릭스 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 프리코딩 매트릭스 지시자, 제1 랭크 지시자 및 제1 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제1 프리코딩 및 제2 랭크 지시자 및 제2 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제2 프리코딩을 고려하여 생성된 채널 품질 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제2항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 상기 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제2항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제2항에 있어서,
상기 피드백 정보는 프리코딩 타입 지시자 정보를 더 포함하며,
상기 프리코딩 타입 지시자의 설정 값에 따라 피드백 정보 종류 및 전송 타이밍이 결정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
제3항에 있어서, 상기 채널 품질 지시자는,
제1 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제1 프리코딩 매트릭스와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제2 프리코딩 매트릭스의 크로네커 곱(Kronecker product)에 대응하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 수신 방법.
이동통신 시스템에서 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
단말과 신호를 송수신하는 통신부; 및
적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하며, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제8항에 있어서, 상기 피드백 설정 정보는,
제1 기준 신호가 제1 채널 정보에 대응하고 제2 기준 신호가 제2 채널 정보에 대응한다는 것을 지시하는 정보, 제1 타이밍과 제2 타이밍에 전송할 피드백 정보의 종류, 또는 피드백 타이밍 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 랭크 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 랭크 지시자, 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 프리코딩 매트릭스 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 프리코딩 매트릭스 지시자, 제1 랭크 지시자 및 제1 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제1 프리코딩 및 제2 랭크 지시자 및 제2 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제2 프리코딩을 고려하여 생성된 채널 품질 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 상기 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서,
상기 피드백 정보는 프리코딩 타입 지시자 정보를 더 포함하며,
상기 프리코딩 타입 지시자의 설정 값에 따라 피드백 정보 종류 및 전송 타이밍이 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 채널 품질 지시자는,
제1 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제1 프리코딩 매트릭스와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제2 프리코딩 매트릭스의 크로네커 곱(Kronecker product)에 대응하는 것을 특징으로 하는 기지국.
이동통신 시스템에서 단말의 피드백 정보 전송 방법에 있어서,
적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고, 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제15항에 있어서, 상기 피드백 설정 정보는,
제1 기준 신호가 제1 채널 정보에 대응하고 제2 기준 신호가 제2 채널 정보에 대응한다는 것을 지시하는 정보, 제1 타이밍과 제2 타이밍에 전송할 피드백 정보의 종류, 또는 피드백 타이밍 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제16항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 랭크 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 랭크 지시자, 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 프리코딩 매트릭스 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 프리코딩 매트릭스 지시자, 제1 랭크 지시자 및 제1 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제1 프리코딩 및 제2 랭크 지시자 및 제2 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제2 프리코딩을 고려하여 생성된 채널 품질 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제16항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 상기 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제16항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제16항에 있어서,
상기 피드백 정보는 프리코딩 타입 지시자 정보를 더 포함하며,
상기 프리코딩 타입 지시자의 설정 값에 따라 피드백 정보 종류 및 전송 타이밍이 결정되는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
제17항에 있어서, 상기 채널 품질 지시자는,
제1 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제1 프리코딩 매트릭스와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제2 프리코딩 매트릭스의 크로네커 곱(Kronecker product)에 대응하는 것을 특징으로 하는 피드백 정보 전송 방법.
이동통신 시스템에서 기지국으로 피드백 정보를 전송하는 단말에 있어서,
상기 기지국과 신호를 송수신하는 통신부; 및
적어도 두 개의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하며, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 적어도 두 개의 기준 신호를 상기 기지국으로부터 수신하며, 상기 수신된 적어도 두 개의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성하며, 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제22항에 있어서, 상기 피드백 설정 정보는,
제1 기준 신호가 제1 채널 정보에 대응하고 제2 기준 신호가 제2 채널 정보에 대응한다는 것을 지시하는 정보, 제1 타이밍과 제2 타이밍에 전송할 피드백 정보의 종류, 또는 피드백 타이밍 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제23항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 랭크 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 랭크 지시자, 제1 기준 신호에 대응하여 생성된 제1 프리코딩 매트릭스 지시자, 제2 기준 신호에 대응하여 생성된 제2 프리코딩 매트릭스 지시자, 제1 랭크 지시자 및 제1 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제1 프리코딩 및 제2 랭크 지시자 및 제2 프리코딩 매트릭스 지시자에 의해 생성된 제2 프리코딩을 고려하여 생성된 채널 품질 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제23항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 상기 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제23항에 있어서, 상기 피드백 정보는,
제1 타이밍에서 상기 채널 품질 지시자와 제1 프리코딩 매트릭스 지시자와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자를 전송하며, 제2 타이밍에서 제1 랭크 지시자와 제2 랭크 지시자를 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제23항에 있어서,
상기 피드백 정보는 프리코딩 타입 지시자 정보를 더 포함하며,
상기 프리코딩 타입 지시자의 설정 값에 따라 피드백 정보 종류 및 전송 타이밍이 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제24항에 있어서, 상기 채널 품질 지시자는,
제1 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제1 프리코딩 매트릭스와 제2 프리코딩 매트릭스 지시자가 지시하는 제2 프리코딩 매트릭스의 크로네커 곱(Kronecker product)에 대응하는 것을 특징으로 하는 단말.