KR20140089312A - Method for transmitting signal using multiple antennas - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for transmitting a signal using multiple antennas. A base station transmits a reference signal using a plurality of beams which are formed using respective multiple antenna groups; receives a first precoder matrix index (PMI-1) and a second precoder matrix index (PMI-2) corresponding to the reference signal from a terminal; and performs precoding of a downlink transmission signal based on a first precoder corresponding to the first precoder matrix index and a second precoder corresponding to the second precoder matrix index. Therefore, the present invention can increase the capacity of a system.

Description

다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING SIGNAL USING MULTIPLE ANTENNAS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of transmitting signals using multiple antennas,

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템의 용량을 증대시킬 수 있는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless communication technology, and more particularly, to a signal transmission method using multiple antennas capable of increasing the capacity of a wireless communication system.

무선 통신 시스템의 용량 증대를 위해 다중 안테나 기술 또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술이 사용되고 있다. 다중 안테나 기술은 안테나 사이의 상관성(correlation)을 이용하여 어레이 이득(array gain)을 얻기 위한 빔형성(BF: Beamforming) 기술과, 안테나 사이의 무상관성을 이용하여 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain)을 얻기 위한 공간 다중화(SM: Space Multiplexing) 기술로 구분할 수 있다.Multiple antenna techniques or Multiple Input Multiple Output (MIMO) techniques have been used to increase the capacity of wireless communication systems. The multi-antenna technique uses a beamforming (BF) technique for obtaining array gain using correlation between antennas and a technique for obtaining a multiplexing gain using free space inertia between antennas Space Multiplexing (SM) technology.

빔형성 기술은 송신기 안테나에서 방사되는 전자기파를 특정 방향으로 성형하여 목적 수신기에게는 높은 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 제공하고 다른 수신기들은 간섭을 적게 받도록 한다.The beam forming technique shapes the electromagnetic waves radiated from the transmitter antenna in a specific direction to provide a high signal-to-noise ratio (SNR) to the target receiver and less interference to other receivers.

따라서 이동통신 기지국은 빔형성 기술을 적용하여 셀 경계에 위치한 단말에게 좋은 품질의 통신 서비스를 제공할 수 있고, 공간적으로 이격된 단말들에게는 빔형성 기반의 SDMA (Space Division Multiple Access) 기술을 적용하여 동일 스펙트럼으로 동시에 복수의 단말들에게 서비스를 제공할 수 있다.Therefore, the mobile communication base station can provide a good quality communication service to the terminals located at the cell boundary by applying the beam forming technology, and the space division multiple access (SDMA) technology based on the beam forming is applied to the spatially separated terminals It is possible to simultaneously provide services to a plurality of terminals in the same spectrum.

한편, 복수의 안테나에서 안테나 사이에 존재하는 상관성이 낮은 경우 멀티플렉싱 이득을 얻을 수 있다. 정보이론에 따르면 멀티플렉싱 이득에 의한 시스템의 용량 증대는 빔형성에 의한 시스템의 용량 증대 보다 더 크다.On the other hand, a multiplexing gain can be obtained when correlation between a plurality of antennas is low. According to information theory, the capacity increase of the system by the multiplexing gain is larger than the capacity increase of the system by the beam formation.

공간 다중화(SM)를 적용하기 위해서는 높은 신호대잡음비가 요구된다. 또한 공간 다중화 기술을 적용하여 큰 효과를 얻으려면 MIMO 채널의 랭크(rank)가 충분히 큰 값이어야 하지만 사실 그렇지 않다. 셀 내에서 높은 신호대잡음비를 얻을 수 있는 영역은 기지국과 가까운 영역인데 이 경우 충분한 랭크를 얻을 수 없고, LOS (Line of sight)가 없는 먼 거리에서는 랭크 값은 충분하나 신호대잡음비가 낮기 때문이다. 즉, 공간 다중화 기술이 적용될 수 있는 환경은 제한적이다.To apply spatial multiplexing (SM), a high signal-to-noise ratio is required. Also, in order to obtain a large effect by applying the spatial multiplexing technique, the rank of the MIMO channel should be a sufficiently large value, but it is not. In this case, a sufficient rank can not be obtained. In a long distance without a line of sight (LOS), the rank value is sufficient, but the signal-to-noise ratio is low. That is, the environment in which the spatial multiplexing technique can be applied is limited.

정보이론에 따르면 멀티플렉싱에 의한 용량 증대가 어레이 이득에 의한 용량 증대보다 우수하지만 멀티플렉싱 이득을 추구해야 할 환경과 어레이 이득을 추구해야 할 환경은 서로 구분된다. 따라서 멀티플렉싱 이득을 추구하는 상용화된 무선통신 시스템도 있고 어레이 이득을 추구하는 상용화된 무선 시스템도 존재한다.According to information theory, the capacity increase due to multiplexing is better than the capacity increase due to array gain, but the environment in which the multiplexing gain should be pursued and the environment in which the array gain should be pursued are distinguished from each other. Thus, there are commercially available wireless communication systems pursuing multiplexing gain, and commercially available wireless systems pursuing array gain.

본 발명의 목적은 시스템의 용량을 증대시킬 수 있는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a signal transmission method using multiple antennas capable of increasing the capacity of a system.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은, 기지국에서 수행되는 신호 전송 방법으로, 복수의 안테나 그룹 각각을 이용하여 형성한 복수의 빔을 통해 기준신호를 전송하는 단계와, 단말로부터 상기 기준신호에 상응하는 제1 프리코더 매트릭스 인덱스(PMI-1) 및 제2 프리코더 매트릭스 인덱스(PMI-2)를 수신하는 단계 및 상기 제1 프리코더 매트릭스 인덱스에 상응하는 제1 프리코더 및 상기 제2 프리코더 매트릭스 인덱스에 상응하는 제2 프리코더에 기초하여 하향링크 전송 신호에 대한 프리코딩을 수행하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a signal transmission method using multiple antennas in a base station, the method comprising: transmitting signals through a plurality of beams formed using a plurality of antenna groups, Receiving a first precoder matrix index (PMI-1) and a second precoder matrix index (PMI-2) corresponding to the reference signal from a terminal, and transmitting the first precoder matrix index And precoding the downlink transmission signal based on a first precoder corresponding to the index and a second precoder corresponding to the second precoder matrix index.

여기서, 상기 복수의 안테나 그룹 각각은 서로 상관성 있도록 배치된 복수의 안테나들을 포함하고, 상기 복수의 안테나 그룹들은 안테나 그룹간 서로 상관성이 없도록 배치될 수 있다.Here, each of the plurality of antenna groups includes a plurality of antennas arranged so as to be correlated with each other, and the plurality of antenna groups may be arranged so that there is no correlation between the antenna groups.

여기서, 상기 제1 프리코더는 복수의 안테나 그룹 각각이 빔을 형성하기 위한 프리코더일 수 있고, 상기 제2 프리코더는 상기 복수의 안테나 그룹 각각이 형성하는 빔을 이용하여 멀티플렉싱 이득을 얻기 위한 프리코더일 수 있다.Here, the first precoder may be a precoder for forming a beam, each of the plurality of antenna groups may be a pre-coder for obtaining a multiplexing gain using a beam formed by each of the plurality of antenna groups, Lt; / RTI >

여기서, 상기 기준신호는 PN(Pseudo-Noise) 시퀀스와 OCC(Orthogonal Cover Code) 시퀀스를 혼합하여 생성할 수 있다. 상기 기준신호는 동일한 제1 프리코더를 적용하여 전송되며 셀간 간섭 및 빔간 간섭 완화를 위하여 PN 시퀀스가 사용될 수 있으며 각 안테나 그룹이 생성하는 빔 구분을 위하여 OCC 시퀀스를 사용할 수 있다. 따라서, OCC 시퀀스의 종류는 안테나 그룹의 수와 동일하게 정의될 수 있다. 상기 PN 시퀀스는 미리 설정된 시간구간 단위로 초기화될 수 있다. 상기 PN 시퀀스의 초기화 값으로 셀구분자, 빔구분자 및 미리 설정된 시간구간의 인덱스 중 적어도 하나의 정보가 사용될 수 있다.Here, the reference signal may be generated by mixing a PN (Pseudo-Noise) sequence and an OCC (Orthogonal Cover Code) sequence. The reference signal is transmitted using the same first precoder. A PN sequence may be used for intercell interference and inter-beam interference mitigation, and an OCC sequence may be used for beam division generated by each antenna group. Therefore, the type of the OCC sequence can be defined to be equal to the number of antenna groups. The PN sequence may be initialized in units of a predetermined time interval. As the initial value of the PN sequence, at least one of a cell delimiter, a beam delimiter, and an index of a preset time interval may be used.

상술한 다중 안테나 신호 전송 방법은 어레이 이득과 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻을 수 있는 안테나 구조, 프리코더 설계 방법, 기준신호 설계 방법 및 복조기준신호 설계 방법을 제공한다.The multi-antenna signal transmission method described above provides an antenna structure, a precoder design method, a reference signal design method, and a demodulation reference signal design method that can simultaneously obtain an array gain and a multiplexing gain.

본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 데이터 채널과 제어채널의 전송에 모두 적용할 수 있고, 셀 경계 지역에 위치하는 단말의 수신 성능 향상 및 셀간 간섭 완화 목적으로도 사용될 수 있다.The signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention can be applied to both data channel and control channel transmission and can also be used for improving the reception performance and mitigating interference between cells located in a cell boundary region .

또한, 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에 따르면, 특정 단말에게 동일 스펙트럼을 사용하여 동시에 복수 레이어의 데이터를 전송하는 SU-MIMO는 물론, 복수의 단말에게 동일 스펙트럼으로 동시에 데이터를 전송하는 MU-MIMO 방식으로 신호를 전송할 수도 있다. In addition, according to the signal transmission method using multiple antennas, SU-MIMO that transmits data of a plurality of layers at the same time using the same spectrum to a specific terminal, as well as MU-MIMO method that simultaneously transmits data to a plurality of terminals in the same spectrum As shown in FIG.

따라서, 동일한 안테나 구조로 데이터 및 제어 채널 용량 증대는 물론 셀간 간섭 완화와 셀 경계 지역 성능 향상을 통해 시스템 용량을 획기적으로 증대시킬 수 있다.Therefore, it is possible to dramatically increase the capacity of the system by increasing the capacity of the data and control channels, as well as improving intercell interference and improving cell boundary performance with the same antenna structure.

도 1은 어레이 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서 빔형성 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 셀 경계 지역에 적용하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a conceptual diagram for explaining a signal transmission method using an array antenna.
2 illustrates a multiple antenna structure according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a multiple antenna structure according to another embodiment of the present invention.
4 illustrates a multiple antenna structure according to another embodiment of the present invention.
5 and 6 are conceptual diagrams for explaining a beam forming method in a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining a reference signal transmission method according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining a method of applying a signal transmission method using multiple antennas to a cell boundary region according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기의 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.Embodiments of the present invention described below may be applied to standard documents disclosed in at least one of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 system, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system . In other words, steps or portions of embodiments of the present invention which are not described in order to clearly illustrate the technical idea of the present invention can be supported by the above-mentioned standard documents. In addition, all terms used in the present invention can be described by the standard document.

본 출원에서 사용하는 ‘단말’은 이동국(MS: Mobile Station), 사용자 장비(UE: User Equipment), MTC(Machine Type Communication) 디바이스, 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS: Subscriber Station), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다.The term 'terminal' used in the present application includes a mobile station (MS), a user equipment (UE), a machine type communication (MTC) device, a mobile terminal (MT) A wireless terminal, an access terminal (AT), a subscriber unit, a subscriber station (SS), a wireless device, a wireless communication device, a wireless transmit / receive unit (WTRU) Receive Unit), mobile node, mobile, or some other terminology.

또한, 본 출원에서 사용하는 '기지국'은 하나의 셀(cell)을 제어하는 제어장치의 의미로 사용된다. 그러나, 실제 무선 통신 시스템에서 물리적인 기지국은 복수의 셀을 제어할 수 있으며, 이와 같은 경우 물리적인 기지국은 본 출원에서 사용하는 기지국을 하나 이상 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 본 출원에서 각 셀마다 다르게 할당되는 파라미터는 각 기지국이 서로 다른 값을 할당하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, '기지국'은 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 전송 포인트 등의 다른 용어로 불릴 수 있다.
The term 'base station' used in the present application is used to mean a control device for controlling one cell. However, in an actual wireless communication system, a physical base station can control a plurality of cells, in which case the physical base station can be regarded as including at least one base station used in the present application. For example, it should be understood that parameters assigned differently for each cell in the present application assign different values to each base station. The 'base station' includes a base station, a Node-B, an eNode-B, a BTS (Base Transceiver System), an access point, It can be called another term.

본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 멀티플렉싱 이득과 어레이 이득을 동시에 얻을 수 있는 프리코더 설계 방법 및 기준신호 설계 방법을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 데이터 채널은 물론 제어채널의 전송에도 적용이 가능하며, 시스템의 용량을 획기적으로 증대시킬 수 있다.
A method of transmitting signals using multiple antennas according to an embodiment of the present invention provides a precoder designing method and a reference signal designing method capable of simultaneously obtaining a multiplexing gain and an array gain. Also, the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention can be applied not only to the data channel but also to the control channel transmission, and the capacity of the system can be dramatically increased.

도 1은 어레이 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a signal transmission method using an array antenna.

도 1에 도시한 바와 같이 어레이 안테나(101)는 안테나들이 일정한 간격으로 배열된 안테나 그룹으로 구성된다. 도 1에서 프리코더(precoder,

Figure pat00001
)(103)는
Figure pat00002
행렬로 구성된다.
Figure pat00003
는 안테나 포트(antenna port) 수를 의미하고,
Figure pat00004
는 레이어(layer) 수를 의미한다.As shown in FIG. 1, the array antenna 101 includes antenna groups in which antennas are arranged at regular intervals. In Fig. 1, a precoder
Figure pat00001
) 103,
Figure pat00002
Matrix.
Figure pat00003
Denotes the number of antenna ports,
Figure pat00004
Means the number of layers.

어레이 안테나(101)를 구성하는 개별 안테나 사이의 간격이 충분히 좁게 배치되어(예를 들면, 안테나 사이의 간격이 반파장으로 이격되어 배치되는 경우) 안테나들이 서로 상관되어(correlated) 있을 경우, 어레이 안테나(101)를 구성하는 개별 안테나 별로 적절한 가중치(weight)를 할당하여 원하는 방향으로 지향되는 빔을 성형할 수 있다. 어레이 안테나(101)를 이용하여 빔을 성형할 경우, 레이어 수(

Figure pat00005
)는 1이 된다. 또한, 이 경우 어레이 안테나(101)를 구성하는 안테나 포트 수는
Figure pat00006
이지만 어레이 안테나(101)는 하나의 안테나처럼 동작하게 된다.When the spacing between the individual antennas constituting the array antenna 101 is sufficiently narrow (for example, when the spacing between the antennas is spaced by a half wavelength) and the antennas are correlated with each other, An appropriate weight may be assigned to each of the individual antennas constituting the antenna 101 so that a beam directed in a desired direction can be formed. When a beam is formed using the array antenna 101, the number of layers (
Figure pat00005
) Becomes 1. In this case, the number of antenna ports constituting the array antenna 101 is
Figure pat00006
The array antenna 101 operates as one antenna.

한편, 어레이 안테나(101)를 구성하는 개별 안테나 사이의 간격이 충분히 넓게 배치되어 안테나 사이의 상관성이 없는 경우, 어레이 안테나(101)는 특정 방향으로 지향하는 빔을 형성할 수 없다. 이 경우 어레이 안테나(101)를 구성하는 각 안테나는 고유의 빔 패턴으로 신호를 전송하게 되고,

Figure pat00007
개의 안테나 포트는 각각 개별적인 안테나로 동작한다. On the other hand, when the intervals between the individual antennas constituting the array antenna 101 are sufficiently wide and there is no correlation between the antennas, the array antenna 101 can not form a beam oriented in a specific direction. In this case, each antenna constituting the array antenna 101 transmits a signal in its own beam pattern,
Figure pat00007
Each of the antenna ports operates as a separate antenna.

어레이 안테나(101)를 구성하는 안테나들이 서로 상관되어 있는 경우 프리코더(103)는 실제 성형되는 빔 패턴과 연관이 있다. 그러나, 서로 상관되어 있지 않은 안테나들로 구성된 어레이 안테나(101)의 경우, 프리코더(103)는 특정 방향으로 방사되는 빔 패턴과는 관련이 없다. 안테나들이 상관되어 있지 않은 경우 특정 목적으로 설계된 프리코더(103)를 거쳐 개별 안테나로 인입되는 신호들은 개별 안테나 고유의 빔 패턴을 통해 방사된다.
When the antennas constituting the array antenna 101 are correlated with each other, the precoder 103 is associated with the actually formed beam pattern. However, in the case of the array antenna 101 composed of antennas not correlated with each other, the precoder 103 is not related to the beam pattern radiated in a specific direction. If the antennas are not correlated, the signals that are fed into the individual antenna via the precoder 103 designed for a specific purpose are radiated through a beam pattern peculiar to the individual antenna.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 안테나 구조를 나타낸다.2 illustrates a multiple antenna structure according to an embodiment of the present invention. 3 illustrates a multiple antenna structure according to another embodiment of the present invention. 4 illustrates a multiple antenna structure according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 다중 안테나 구조 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a multi-antenna structure and operation according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나는 전체 16개의 안테나를 포함할 수 있고, 4개의 안테나 그룹으로 구성될 수 있다. 각 안테나 그룹은 4개의 안테나를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4, the multiple antennas according to the embodiment of the present invention may include 16 antennas, and may be composed of 4 antenna groups. Each antenna group may include four antennas.

먼저, 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나(200)는 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(210 내지 240)으로 구성될 수 있고, 안테나 그룹들은 하나의 열을 구성하도록 배치될 수 있다. 2, multiple antennas 200 according to an exemplary embodiment of the present invention may include antenna groups 0 to 3 (210 to 240), and antenna groups may be arranged to form one column .

각 안테나 그룹 사이의 이격 거리는 안테나 그룹간 상관성이 없도록 충분히 먼 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 그룹 사이의 이격 거리는 4λ(λ는 파장을 의미함)로 구성될 수 있다. The separation distance between each antenna group can be configured to be sufficiently long so that there is no correlation between the antenna groups. For example, the separation distance between each antenna group may be configured to be 4? (Where? Means a wavelength).

또한, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나들(211, 221, 231, 241) 사이의 이격 거리는 안테나 사이의 상관성을 보장할 수 있도록 충분히 가까운 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나들 사이의 이격 거리는 λ/2로 구성될 수 있다.In addition, the separation distance between the antennas 211, 221, 231, and 241 included in each antenna group can be configured to be sufficiently close to ensure the correlation between the antennas. For example, the separation distance between the antennas included in each antenna group may be? / 2.

도 2에 도시한 다중 안테나(200) 구조에서, 각 안테나 그룹(210 내지 240)은 하나의 안테나처럼 동작할 수 있고, 이에 따라 16개의 안테나를 포함하는 다중 안테나(200)는 4개의 안테나처럼 동작할 수 있다.
2, each of the antenna groups 210 to 240 can operate as one antenna, and thus, the multiple antennas 200 including 16 antennas can operate as four antennas can do.

도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 안테나(300)는 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(310 내지 340)으로 구성될 수 있다. 여기서, 안테나 그룹 0(310) 및 안테나 그룹 1(320)은 서로 다른 편파(polarization)를 가지도록 구성될 수 있고, 이에 따라 안테나 그룹 0(310) 및 안테나 그룹 1(320)은 서로 상관성이 없기 때문에 충분한 이격 거리를 가지지 않아도 된다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 안테나 그룹 0(310)에 포함된 개별 안테나(311)와 안테나 그룹 1(320)에 포함된 개별 안테나(321)는 서로 교차하는 형태로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the multiple antennas 300 according to another embodiment of the present invention may include antenna groups 0 to 3 (310 to 340). Here, the antenna group 0 310 and the antenna group 1 320 may be configured to have different polarizations so that the antenna group 0 310 and the antenna group 1 320 are not correlated with each other Therefore, it is not necessary to have a sufficient separation distance. For example, as shown in FIG. 3, the individual antenna 311 included in the antenna group 0 310 and the individual antenna 321 included in the antenna group 1 320 may be disposed in an intersecting manner .

안테나 그룹 2(330)과 안테나 그룹 3(340) 역시 서로 다른 편파를 가지도록 구성될 수 있고, 이에 따라 안테나 그룹 2(330) 및 안테나 그룹 3(340) 역시 서로 충분히 이격되도록 배치되지 않아도 된다.The antenna group 2 330 and the antenna group 3 340 may be configured to have different polarizations so that the antenna group 2 330 and the antenna group 3 340 do not have to be sufficiently spaced from each other.

한편, 안테나 그룹 0(310)과 안테나 그룹 2(330)는 서로 동일한 편파를 가지고, 안테나 그룹 1(320)과 안테나 그룹 3(340)은 서로 동일한 편파를 가질 수 있기 때문에 안테나 그룹 0(310) 및 안테나 그룹 1(320)과, 안테나 그룹 2(330) 및 안테나 그룹 3(340) 사이의 이격 거리는 안테나 그룹들간 상관성이 없도록 충분히 먼 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 안테나 그룹 0 및 1(310, 320)과 안테나 그룹 2 및 3(330, 340) 사이의 이격 거리는 4λ로 구성될 수 있다.Since the antenna group 1 310 and the antenna group 2 330 have the same polarization and the antenna group 1 320 and the antenna group 3 340 can have the same polarization, And the antenna group 1 320 and the antenna group 2 330 and the antenna group 3 340 may be configured to be distances sufficiently long such that there is no correlation between the antenna groups. For example, the separation distance between antenna groups 0 and 1 (310, 320) and antenna groups 2 and 3 (330, 340) may be configured to be 4?.

또한, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나들 사이의 이격 거리는 안테나 사이의 상관성을 보장할 수 있도록 충분히 가까운 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나들 사이의 이격 거리는 λ/2로 구성될 수 있다.In addition, the separation distance between the antennas included in each antenna group can be configured to be sufficiently close to ensure the correlation between the antennas. For example, the separation distance between the antennas included in each antenna group may be? / 2.

도 3에 도시한 다중 안테나(300) 구조에서, 각 안테나 그룹(310 내지 340)은 하나의 안테나처럼 동작할 수 있고, 이에 따라 16개의 안테나를 포함하는 다중 안테나(300)는 4개의 안테나처럼 동작할 수 있다.
3, each of the antenna groups 310 to 340 may operate as one antenna, so that the multiple antennas 300 including 16 antennas operate as four antennas can do.

도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 안테나(400)는 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(410 내지 440)으로 구성될 수 있고, 안테나 그룹들은 하나의 행을 구성하도록 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4, a multiple antenna 400 according to another embodiment of the present invention may be composed of antenna group 0 to antenna group 3 (410 to 440), and antenna groups are arranged to form one row .

각 안테나 그룹 사이의 이격 거리는 안테나 그룹간 상관성이 없도록 충분히 먼 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 그룹 사이의 이격 거리는 4λ로 구성될 수 있다. The separation distance between each antenna group can be configured to be sufficiently long so that there is no correlation between the antenna groups. For example, the separation distance between each antenna group may be configured to be 4?.

또한, 각 안테나 그룹(410, 420, 430, 440)에 포함된 안테나들 사이의 이격 거리는 안테나 사이의 상관성을 보장할 수 있도록 충분히 가까운 거리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나들 사이의 이격 거리는 λ/2로 구성될 수 있다.In addition, the separation distance between the antennas included in each of the antenna groups 410, 420, 430, and 440 may be configured to be sufficiently close to ensure the correlation between the antennas. For example, the separation distance between the antennas included in each antenna group may be? / 2.

도 4에 도시한 다중 안테나(400) 구조에서, 각 안테나 그룹(410 내지 440)은 하나의 안테나처럼 동작할 수 있고, 이에 따라 16개의 안테나를 포함하는 다중 안테나(400)는 4개의 안테나처럼 동작할 수 있다.4, each of the antenna groups 410 to 440 can operate as one antenna, so that the multiple antennas 400 including 16 antennas can operate as four antennas can do.

도 2 내지 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 다중 안테나가 전체 16개로 구성되고, 각각 4개의 안테나를 포함하는 4개의 안테나 그룹으로 구성된 것으로 예를 들어 도시하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 도 2 내지 도 4에 도시한 다중 안테나의 안테나 그룹 수, 안테나 수 및 안테나 구조에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예들에서는 전체 안테나 수, 안테나 그룹 수, 각 안테나 그룹에 포함된 안테나 수, 안테나간 배치 또는 안테나 그룹간 배치가 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 다른 다양한 안테나 개수 또는 안테나 배치 구조를 가지도록 구성될 수 있다.
In FIGS. 2 to 4, for convenience of description, a total of 16 multiple antennas are formed, and four antenna groups each including four antennas are shown as examples. However, the technical idea of the present invention is not limited to the number of antenna groups, the number of antennas, and the antenna structure of the multiple antennas shown in FIG. 2 to FIG. In other embodiments of the present invention, the total number of antennas, the number of antenna groups, the number of antennas included in each antenna group, the number of antennas or the number of antennas Or an antenna arrangement structure.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서 빔형성 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5 및 도 6은 도 3에 도시한 다중 안테나(300)를 이용한 빔형성 방법을 예시한 것이다.5 and 6 are conceptual diagrams for explaining a beam forming method in a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention. FIGS. 5 and 6 illustrate a beam forming method using the multiple antenna 300 shown in FIG.

도 3에 도시한 다중 안테나(300) 구조에서, 기지국은 안테나 그룹 0(310)에 포함된 안테나들을 이용하여 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는

Figure pat00008
개의 고정 안테나 방사 패턴(또는 고정빔, fixed beam)을 형성할 수 있다. 또한, 기지국은 안테나 그룹 1(320)에 포함된 안테나들을 이용하여 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는
Figure pat00009
개의 고정 안테나 방사 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 기지국은 안테나 그룹 2(330)에 포함된 안테나들을 이용하여 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는
Figure pat00010
개의 고정 안테나 방사 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 기지국은 안테나 그룹 3(340)에 포함된 안테나들을 이용하여 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는
Figure pat00011
개의 고정 안테나 방사 패턴을 형성할 수 있다.In the multi-antenna 300 structure shown in FIG. 3, the base station can support the entire service area using the antennas included in the antenna group 0 (310)
Figure pat00008
(Or a fixed beam) can be formed. In addition, the base station can use the antennas included in the antenna group 1 320 to support the entire service area
Figure pat00009
It is possible to form a number of fixed antenna radiation patterns. In addition, the base station can use the antennas included in the antenna group 2 330 to support the entire service area
Figure pat00010
It is possible to form a number of fixed antenna radiation patterns. In addition, the base station can use the antennas included in the antenna group 3 340 to support the entire service area
Figure pat00011
It is possible to form a number of fixed antenna radiation patterns.

도 5에서는 도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 안테나(300)가 형성할 수 있는 고정 안테나 방사 패턴을 예시하였으나, 도 2, 도 4 또는 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 다른 다중 안테나 구조를 통해서도 도 5에 도시한 바와 같은 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는

Figure pat00012
개의 고정 안테나 방사 패턴을 형성할 수 있다.Although FIG. 5 illustrates a fixed antenna radiation pattern that can be formed by the multiple antenna 300 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 3, The antenna structure can also support the entire service area as shown in FIG. 5
Figure pat00012
It is possible to form a number of fixed antenna radiation patterns.

또한, 도 5에서는 설명의 편의를 위하여 전체 서비스 영역을 지원하는 고정 안테나 방사 패턴의 수(

Figure pat00013
)를 16개로 예시하였으나 여기에 한정되는 것은 아니며, 전체 서비스 영역을 지원하기 위한 고정 안테나 방사 패턴의 수는 각 안테나 그룹을 구성하는 개별 안테나의 수 및/또는 각 안테나 그룹에 포함된 개별 안테나들의 고유 방사 패턴 등에 따라 달라질 수 있다.5, for convenience of description, the number of fixed antenna radiation patterns supporting the entire service area (
Figure pat00013
The number of fixed antenna radiation patterns for supporting the entire service area is determined by the number of individual antennas constituting each antenna group and / or the number of antennas included in each antenna group Radiation pattern, and the like.

도 5에 도시한

Figure pat00014
개의 고정 안테나 방사 패턴 각각은 4개의 안테나 그룹이 각각 형성한 동일한 방향의 4개 빔이 중첩(overlap)된 것이다. 즉, 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(310 내지 340) 각각은 도 5에 도시한 16개 방향으로 빔을 전송할 수 있으므로 도 5에 도시된 각 빔은 사실 4개의 동일 방향 빔이 중첩된 것이다.5
Figure pat00014
Each of the fixed antenna radiation patterns is formed by overlapping four beams in the same direction formed by the four antenna groups. That is, since each of the antenna group 0 to the antenna group 3 (310 to 340) can transmit the beam in the 16 directions shown in FIG. 5, each beam shown in FIG. 5 is actually a superposition of four identical direction beams.

도 6은 도 5에 도시한 16개의 빔들 중 특정 빔(beam 15)의 예를 들어 도시한 것이다.FIG. 6 shows an example of a specific beam (beam 15) among the 16 beams shown in FIG.

도 6에 도시한 바와 같이, 빔 15는 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(310 내지 340)이 각각 형성한 4개의 고정 빔(601 내지 604)이 중첩되어 구성될 수 있다. 도 5에 도시한 각 빔들(beam 0 ~ beam 15)은 도 6에 도시한 바와 마찬가지로 안테나 그룹 0 내지 안테나 그룹 3(310 내지 340)이 각각 해당 빔 방향으로 형성한 4개의 고정 빔이 중첩되어 구성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the beam 15 may be constructed by superimposing four fixed beams 601 to 604 formed by the antenna group 0 to the antenna group 3 (310 to 340). Each beam (beam 0 to beam 15) shown in FIG. 5 is formed by superimposing four fixed beams formed by the antenna groups 0 to 3 (310 to 340) in the corresponding beam direction, as shown in FIG. 6 .

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 특정 방향으로 형성되는 4개의 고정 안테나 방사 패턴을 통해 전송되는 신호는 서로 다른 경로를 경유하여 수신기에 도착할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이 4개의 고정 안테나 방사 패턴(또는 고정 빔)을 통해 전송되는 신호는 서로 다른 무선 채널을 경유하거나 서로 다른 위상(phase)을 가지고 수신기에 도착할 수 있다. 본 발명에서는 상기한 바와 같이 복수의 안테나 그룹 각각이 특정 방향으로 고정 빔을 형성하도록 함으로써 어레이 이득을 얻을 수 있고, 특정 방향에 대해 복수의 안테나 그룹이 각각 형성한 고정 빔들이 서로 다른 경로로 수신기에 도착함에 따라 멀티플렉싱 이득을 얻을 수 있다. As shown in FIGS. 5 and 6, signals transmitted through the four fixed antenna radiation patterns formed in a specific direction may arrive at the receiver via different paths. For example, as shown in FIG. 6, signals transmitted through four fixed antenna radiation patterns (or fixed beams) may arrive at the receiver via different radio channels or with different phases. In the present invention, as described above, each of the plurality of antenna groups forms a fixed beam in a specific direction, thereby obtaining an array gain, and fixed beams formed by a plurality of antenna groups in a specific direction are transmitted to the receiver Multiplexing gain can be achieved as it arrives.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서는 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같은 다중 안테나 및 다중 안테나를 이용한 빔 형성 방법을 이용하여 어레이 이득 및 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻을 수 있다.
That is, in the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention, the array gain and the multiplexing gain can be simultaneously obtained by using the beam forming method using multiple antennas and multiple antennas as shown in FIGS. 2 to 6 .

이하에서는 어레이 이득과 멀티플렉싱 이득을 얻기 위한 프리코더 설계 방법 및 기준신호 설계 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 분산 안테나가 4개의 안테나 그룹으로 구성되고, 각 안테나 그룹은 4개의 안테나를 포함하며, 16개의 고정 빔을 형성할 수 있는 것으로 가정하여 설명하나, 분산 안테나가 상기한 바와 다르게 구성되는 경우에도 하기에 기술하는 방법이 적용될 수 있다.
Hereinafter, the precoder design method and the reference signal design method for obtaining the array gain and the multiplexing gain will be described in detail. In the present invention, it is assumed for the sake of convenience that the distributed antenna is composed of four antenna groups, each antenna group includes four antennas, and 16 fixed beams can be formed. However, The method described below can be applied even if it is configured differently.

어레이 이득(array gain)과 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain)을 동시에 얻기 위해서는 두 개의 프리코더(precoder)가 필요하다.Two precoders are required to achieve both array gain and multiplexing gain.

즉, 어레이 이득을 얻기 위한 프리코더

Figure pat00015
과, 멀티플렉싱 이득을 얻기 위한 프리코더
Figure pat00016
가 필요하다.That is, the precoder
Figure pat00015
A pre-coder for obtaining a multiplexing gain,
Figure pat00016
.

따라서, 어레이 이득 및 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻기 위한 전체 프리코더

Figure pat00017
는 수학식 1과 같이
Figure pat00018
의 함수로 표현할 수 있다.
Thus, a full precoder for simultaneously obtaining the array gain and the multiplexing gain
Figure pat00017
Is expressed by Equation (1)
Figure pat00018
Can be expressed as a function of.

Figure pat00019
Figure pat00019

단말은 기지국이 송출하는 기준신호(RS: Reference Signal)를 이용하여 선호 PMI (precoder matrix index)를 결정한 다음 기지국에게 보고한다. 단말은 두 개의 PMI (PMI-1은

Figure pat00020
의 인덱스, PMI-2는
Figure pat00021
의 인덱스)를 기지국에 보고한다.
The mobile station determines a preferred PMI (precoder matrix index) using a reference signal (RS) transmitted from the base station, and reports it to the base station. The terminal has two PMIs (PMI-1
Figure pat00020
Index, and PMI-2
Figure pat00021
To the base station.

이하는 프리코더

Figure pat00022
에 대한 설명이다.Hereinafter,
Figure pat00022
.

PMI-1은 집합이며 구성 원소의 수는 안테나 그룹의 수와 같다. 본 발명에서는 안테나 그룹의 수를 4로 가정하였으므로 PMI-1은 원소의 수가 4인 집합이다. PMI-1 is a set and the number of constituent elements equals the number of antenna groups. In the present invention, since the number of antenna groups is assumed to be 4, PMI-1 is a set of four elements.

PMI-1의 원소는 정수이며, 값의 범위는

Figure pat00023
이다. 여기서
Figure pat00024
은 미리 정의된 고정빔(fixed beam)의 수이다. 본 발명에서는 고정빔의 수를 16개로 가정하였으므로
Figure pat00025
이다.The element of PMI-1 is an integer, and the value range is
Figure pat00023
to be. here
Figure pat00024
Is the number of predefined fixed beams. In the present invention, since the number of fixed beams is assumed to be 16
Figure pat00025
to be.

Figure pat00026
인 경우 각 안테나 그룹에 대한
Figure pat00027
은 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00026
Gt; for each antenna group < RTI ID = 0.0 &
Figure pat00027
Can be expressed by Equation (2).

Figure pat00028
Figure pat00028

[수학식 2]에서

Figure pat00029
Figure pat00030
번째 안테나 그룹의
Figure pat00031
번째 고정빔을 위한
Figure pat00032
이고 4×1 벡터이다. 여기서 4는 각 안테나 그룹을 구성하는 안테나의 수이다. 따라서
Figure pat00033
은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
In Equation (2)
Figure pat00029
silver
Figure pat00030
Th antenna group
Figure pat00031
Lt; th > fixed beam
Figure pat00032
And is a 4 × 1 vector. Here, 4 is the number of antennas constituting each antenna group. therefore
Figure pat00033
Can be expressed by Equation (3).

Figure pat00034
Figure pat00034

수학식 3에서

Figure pat00035
Figure pat00036
번째 안테나 그룹이
Figure pat00037
번째 고정빔을 형성하기 하기 위해 사용하는 계수이다.
In Equation 3,
Figure pat00035
silver
Figure pat00036
Th antenna group
Figure pat00037
Lt; th > fixed beam.

이하는 멀티플렉싱 효과를 활용하기 위한 프리코더

Figure pat00038
에 대한 설명이다.Hereinafter, a precoder for utilizing the multiplexing effect
Figure pat00038
.

Figure pat00039
설명을 위하여 먼저
Figure pat00040
를 수학식 4와 같이 정의할 필요가 있다.
Figure pat00039
First,
Figure pat00040
As shown in Equation (4).

Figure pat00041
Figure pat00041

수학식 4에서

Figure pat00042
는 4×4 항등행렬(identity matrix)을 의미하고
Figure pat00043
는 하우스홀더 생성 함수 (Householder generation function)의 입력벡터(input vector)를 의미하는 것으로 표 1과 같이 정의할 수 있다. 표 1은 안테나의 수가 4인 경우
Figure pat00044
값의 예로 3GPP (3rd Generation Project Partnership) LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 사용하는 값을 나타낸 것이다. 그러나 값은 표 1에 나타낸 값 이외의 값이 적용될 수도 있다. 또한 안테나 그룹의 수가 4가 아닌 경우에는 표 1에 나타낸 값들은 적용될 수 없고 다른 값들로 구성된
Figure pat00045
값이 적용되어야 한다.
In Equation 4,
Figure pat00042
Denotes a 4 × 4 identity matrix,
Figure pat00043
Means the input vector of the Householder Generation function and can be defined as shown in Table 1. Table 1 shows that when the number of antennas is 4
Figure pat00044
Values are values used in 3GPP (Third Generation Project Partnership) LTE (Long Term Evolution) system. However, values other than the values shown in Table 1 may be applied. If the number of antenna groups is not 4, the values shown in Table 1 can not be applied,
Figure pat00045
Value must be applied.

Figure pat00046
Figure pat00046

표 2는 안테나 그룹의 수가 4인 경우 PMI-2에 대한 프리코더 를 구하는 방법에 대한 것이다.

Figure pat00048
는 수학식 4와 표 1을 이용하여 구할 수 있다. 표 2에서
Figure pat00049
Figure pat00050
행렬의 첫 번째 열(column)을 의미한다.
Figure pat00051
Figure pat00052
행렬의 첫 번째와 두 번째 열을 의미한다.
Figure pat00053
Figure pat00054
행렬의 첫 번째와 네 번째 열을 의미한다.
Figure pat00055
Figure pat00056
행렬의 첫 번째와 두 번째 그리고 세 번째의 열을 의미한다.
Figure pat00057
Figure pat00058
행렬의 모든 열을 의미한다.
Table 2 shows the case where the number of antenna groups is 4, Is obtained.
Figure pat00048
Can be obtained using Equation (4) and Table 1. Table 2
Figure pat00049
silver
Figure pat00050
Means the first column of the matrix.
Figure pat00051
silver
Figure pat00052
Means the first and second columns of the matrix.
Figure pat00053
The
Figure pat00054
Means the first and fourth columns of the matrix.
Figure pat00055
silver
Figure pat00056
Means the first, second, and third columns of the matrix.
Figure pat00057
silver
Figure pat00058
It means all the columns of the matrix.

Figure pat00059
Figure pat00059

안테나 그룹의 수가 4이므로 단말의 수신 안테나 수가 4 이상일 경우 MIMO 채널의 가능한 랭크(rank)는 1, 2, 3, 4 중 어느 하나가 된다.
Since the number of antenna groups is 4, the possible rank of the MIMO channel is 1, 2, 3, or 4 when the number of receiving antennas of the UE is 4 or more.

랭크가 1인 경우

Figure pat00060
는 수학식 5와 같다.
When the rank is 1
Figure pat00060
Is expressed by Equation (5).

Figure pat00061
Figure pat00061

단말이

Figure pat00062
로 보고한 경우 기지국은 전체 프리코더
Figure pat00063
를 수학식 6과 같이 설정한다.
When the terminal
Figure pat00062
The base station transmits the entire precoder
Figure pat00063
Is set as shown in Equation (6).

Figure pat00064
Figure pat00064

이 경우

Figure pat00065
Figure pat00066
의 첫 번째 요소값을 의미하며, 각 안테나 그룹으로 입력되는 데이터
Figure pat00067
는 동일하다.
Figure pat00068
번째 안테나 그룹의
Figure pat00069
이고,
Figure pat00070
인 경우
Figure pat00071
번째 안테나 그룹의
Figure pat00072
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00073
이다.
in this case
Figure pat00065
The
Figure pat00066
And the data input to each antenna group
Figure pat00067
Are the same.
Figure pat00068
Th antenna group
Figure pat00069
ego,
Figure pat00070
If
Figure pat00071
Th antenna group
Figure pat00072
Lt; th >
Figure pat00073
to be.

랭크가 2인 경우

Figure pat00074
는 수학식 7과 같다.
When the rank is 2
Figure pat00074
Is expressed by Equation (7).

Figure pat00075
Figure pat00075

단말이

Figure pat00076
로 보고한 경우 기지국은 전체 프리코더
Figure pat00077
를 수학식 8과 같이 설정한다.
When the terminal
Figure pat00076
The base station transmits the entire precoder
Figure pat00077
Is set as shown in Equation (8).

Figure pat00078
Figure pat00078

이 경우

Figure pat00079
Figure pat00080
의 첫 번째 열,
Figure pat00081
Figure pat00082
의 두 번째 열을 의미한다. 또
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
번째 요소값을 의미한다. 따라서,
Figure pat00086
이고
Figure pat00087
이다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00088
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00089
번째 안테나 그룹의
Figure pat00090
이고,
Figure pat00091
인 경우
Figure pat00092
번째 안테나 그룹의
Figure pat00093
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00094
이다.
in this case
Figure pat00079
The
Figure pat00080
In the first column,
Figure pat00081
The
Figure pat00082
&Quot; In addition
Figure pat00083
The
Figure pat00084
of
Figure pat00085
Quot; < / RTI > therefore,
Figure pat00086
ego
Figure pat00087
to be. The value input to each antenna group is
Figure pat00088
(Linearly combined value).
Figure pat00089
Th antenna group
Figure pat00090
ego,
Figure pat00091
If
Figure pat00092
Th antenna group
Figure pat00093
Lt; th >
Figure pat00094
to be.

랭크가 3인 경우

Figure pat00095
는 수학식 9와 같다.
When the rank is 3
Figure pat00095
Is expressed by Equation (9).

Figure pat00096
Figure pat00096

단말이

Figure pat00097
로 보고한 경우 기지국은 전체 프리코더
Figure pat00098
를 수학식 10과 같이 설정한다.
When the terminal
Figure pat00097
The base station transmits the entire precoder
Figure pat00098
Is set as shown in Equation (10).

Figure pat00099
Figure pat00099

이 경우

Figure pat00100
Figure pat00101
의 첫 번째 열,
Figure pat00102
Figure pat00103
의 두 번째 열,
Figure pat00104
Figure pat00105
의 세 번째 열을 의미한다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00106
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00107
번째 안테나 그룹의
Figure pat00108
이고,
Figure pat00109
인 경우
Figure pat00110
번째 안테나 그룹의
Figure pat00111
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00112
이다.
in this case
Figure pat00100
The
Figure pat00101
In the first column,
Figure pat00102
The
Figure pat00103
The second column,
Figure pat00104
The
Figure pat00105
&Quot; The value input to each antenna group is
Figure pat00106
(Linearly combined value).
Figure pat00107
Th antenna group
Figure pat00108
ego,
Figure pat00109
If
Figure pat00110
Th antenna group
Figure pat00111
Lt; th >
Figure pat00112
to be.

랭크가 4인 경우

Figure pat00113
는 수학식 11과 같다.
When the rank is 4
Figure pat00113
Is expressed by Equation (11).

Figure pat00114
Figure pat00114

단말이

Figure pat00115
로 보고한 경우 기지국은 전체 프리코더
Figure pat00116
를 수학식 12와 같이 설정한다.
When the terminal
Figure pat00115
The base station transmits the entire precoder
Figure pat00116
Is set as shown in Equation (12).

Figure pat00117
Figure pat00117

이 경우

Figure pat00118
Figure pat00119
의 첫 번째 열,
Figure pat00120
Figure pat00121
의 두 번째 열,
Figure pat00122
Figure pat00123
의 세 번째 열,
Figure pat00124
Figure pat00125
의 네 번째 열을 의미한다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00126
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00127
번째 안테나 그룹의
Figure pat00128
이고,
Figure pat00129
인 경우
Figure pat00130
번째 안테나 그룹의
Figure pat00131
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00132
이다.
in this case
Figure pat00118
The
Figure pat00119
In the first column,
Figure pat00120
The
Figure pat00121
The second column,
Figure pat00122
The
Figure pat00123
The third column,
Figure pat00124
The
Figure pat00125
The fourth column of the second column. The value input to each antenna group is
Figure pat00126
(Linearly combined value).
Figure pat00127
Th antenna group
Figure pat00128
ego,
Figure pat00129
If
Figure pat00130
Th antenna group
Figure pat00131
Lt; th >
Figure pat00132
to be.

본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 SU-MIMO (Single User MIMO) 또는 MU-MIMO (Multi User MIMO)의 개별적 적용에 이용할 수도 있고, SU-MIMO와 MU-MIMO의 동시 적용에 이용할 수도 있다.
The signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention can be used for individual application of SU-MIMO (Single User MIMO) or MU-MIMO (Multi User MIMO), or simultaneous application of SU-MIMO and MU- .

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention.

도 7에서는 기지국이 공간적으로 이격되어 있는 단말들에 대해 SU-MIMO와 MU-MIMO를 동시에 적용하여 서비스를 제공하는 일 예를 도시하였다.FIG. 7 shows an example in which a base station provides services by simultaneously applying SU-MIMO and MU-MIMO to terminals spaced apart from each other.

기지국은 4개의 안테나 그룹(310 내지 340)을 구비하고 있고 각 안테나 그룹에는 4개의 안테나가 포함된 것을 가정하고, 각 단말들(731, 732, 733)은 최대 4개의 안테나를 구비할 수 있다고 가정하면 최대 랭크는 4이다.It is assumed that the base station has four antenna groups 310 to 340 and that each antenna group includes four antennas and that each of the terminals 731, 732, and 733 can have a maximum of four antennas The maximum rank is 4.

도 7을 참조하면 단말(731)은 기지국이 4개의 안테나 그룹(310 내지 340)을 이용하여 형성하는 4개의 빔(751)을 통해 신호를 수신할 수 있다. 또한, 단말(732)은 기지국이 4개의 안테나 그룹을 이용하여 형성하는 4개의 빔(752)을 통해 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 단말(731)을 향하여 방사되는 빔들(751)과 단말(732)을 향하여 방사되는 빔들(752)은 서로 방향이 다르므로 기지국은 동일한 스펙트럼을 이용하여 단말(731)과 단말(732)에 동시에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 단말(731, 732)는 각각 동시에 4개까지 멀티플렉싱된 신호를 수신할 수 있다.
Referring to FIG. 7, a terminal 731 can receive a signal through four beams 751 formed by a base station using four antenna groups 310 to 340. Also, the terminal 732 can receive signals through the four beams 752 formed by the base station using four antenna groups. Since the beams 751 directed toward the terminal 731 and the beams 752 emitted toward the terminal 732 are different in direction from each other, the base station uses the same spectrum to transmit the signals to the terminal 731 and the terminal 732 At the same time, different signals can be transmitted. In this case, the terminals 731 and 732 can receive up to four multiplexed signals at the same time.

각 단말(731, 732, 733)은 후술하는 바와 같이 기지국으로부터 전송된 기준신호에 기초하여 랭크, PMI-1, PMI-2를 선택하고 기지국에 보고한다.Each of the terminals 731, 732, and 733 selects the rank, PMI-1, and PMI-2 based on the reference signal transmitted from the base station and reports it to the base station as described later.

한편, 단말(731)이 4개의 수신 안테나를 구비한 것으로 가정하면, 기지국과 단말(731) 사이의 MIMO 채널이 가질 수 있는 랭크의 최대값은 4가 된다. 따라서, 기지국은 단말로부터 보고된 랭크, PMI-1, PMI-2의 값을 참조하여 최대 보고된 랭크 수만큼 스펙트럼을 재사용하여 단말(731)에게 신호를 전송할 수 있다. 즉, 기지국은 복수의 안테나 그룹을 이용하여 SU-MIMO 방식으로 하나의 단말에게 신호를 전송할 수 있다.On the other hand, assuming that the terminal 731 has four reception antennas, the maximum value of the rank that the MIMO channel between the base station and the terminal 731 can have is four. Therefore, the base station can transmit a signal to the terminal 731 by reusing the spectrum by the maximum number of reported ranks with reference to the rank, PMI-1, and PMI-2 reported from the terminal. That is, the base station can transmit a signal to one terminal using the SU-MIMO scheme using a plurality of antenna groups.

또한 기지국은 단말(732) 및 단말(733)으로부터 각각 보고된 채널정보(랭크, PMI-1, PMI-2)를 바탕으로 MU-MIMO를 실시할 수 있다.The base station can also perform MU-MIMO based on the channel information (rank, PMI-1, PMI-2) reported from the terminal 732 and the terminal 733, respectively.

단말(732), 단말(733)이 동일한

Figure pat00133
을 사용하고 서로 다른
Figure pat00134
를 사용할 경우, 기지국은 MU-MIMO를 사용하여 두 단말에게 신호를 전송할 수 있다.When the terminal 732 and the terminal 733 are the same
Figure pat00133
And use different
Figure pat00134
, The base station can transmit signals to the two terminals using MU-MIMO.

일 예로, 단말(732)과 단말(733)이 동일한

Figure pat00135
을 사용하고 랭크가 2인 서로 다른
Figure pat00136
를 사용할 경우, 기지국은 단말 별로 랭크 2의 프리코딩을 적용할 수 있으므로 SU-MIMO, MU-MIMO의 동시 적용도 가능하다.
For example, when the terminal 732 and the terminal 733 are the same
Figure pat00135
And the rank is 2
Figure pat00136
, The BS can apply the rank 2 precoding for each UE, so it is possible to apply the SU-MIMO and the MU-MIMO simultaneously.

이하에서는, 단말의 채널 정보 보고(feedback) 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a channel information reporting method of a terminal will be described.

단말은 기지국의 송신 안테나와 단말의 수신 안테나 사이에 존재하는 MIMO 채널의 랭크, PMI-1 및 PMI-2를 기지국에 보고한다.The UE reports the rank, PMI-1, and PMI-2 of the MIMO channel existing between the transmission antenna of the base station and the reception antenna of the UE to the base station.

단말은 기지국이 전송하는 기준신호를 이용하여 MIMO 채널의 랭크, PMI-1 및 PMI-2를 측정할 수 있다. 또 기지국이 기준신호를 전송할 수 있도록 하향링크에 시간-주파수 자원이 할당되어야 한다.The UE can measure the rank, PMI-1 and PMI-2 of the MIMO channel using the reference signal transmitted by the base station. In addition, a time-frequency resource must be allocated to the downlink so that the base station can transmit the reference signal.

기준신호는 프리코딩을 적용하지 않고 전송할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 프리코딩을 적용하여 전송하는 경우를 가정한다.The reference signal may be transmitted without applying precoding, but it is assumed that the reference signal is transmitted by applying precoding in the embodiment of the present invention.

기준신호는 PN (Pseudo Noise) 시퀀스와 OCC (Orthogonal Cover Code)를 이용하여 생성할 수 있다.The reference signal can be generated using a PN (Pseudo Noise) sequence and an OCC (Orthogonal Cover Code).

또한, 기준신호는

Figure pat00137
프리코딩만 적용하고
Figure pat00138
프리코딩은 적용하지 않고 전송할 수도 있다. Also, the reference signal is
Figure pat00137
Apply precoding only
Figure pat00138
Precoding can also be applied without applying.

기준신호에

Figure pat00139
프리코딩을 적용하여 전송하면, 서로 다른
Figure pat00140
을 사용하는 빔들은 공간적으로 서로 이격되어 있으므로 각 안테나 그룹이 형성하는 N개의 고정빔으로 전송되는 기준신호는 동일한 시간-주파수 자원을 이용할 수 있다. 그러나 이 경우, 서로 인접한 빔들 사이의 간섭으로 단말의 기준신호 검출 성능이 저하될 수 있다.To the reference signal
Figure pat00139
When precoding is applied and transmitted,
Figure pat00140
Are spaced apart from each other, the reference signals transmitted by the N fixed beams formed by the antenna groups can use the same time-frequency resources. In this case, however, the reference signal detection performance of the UE may be degraded due to interference between adjacent beams.

이러한 빔간 간섭 완화를 위하여 인접한 빔들은 동일한 자원을 사용하지 않고 서로 다른 자원을 사용하여 기준신호를 전송할 수 있다.In order to mitigate inter-beam interference, adjacent beams may transmit reference signals using different resources without using the same resources.

또는, 빔 사이의 간섭 완화를 위하여, 모든 빔들이 동일한 시간-주파수 자원을 사용하여 전송하되 기준신호 전송 시점을 다르게 정할 수도 있다. 즉, 특정 안테나 그룹은 시분할다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 방법을 사용하여 기준신호를 전송할 수도 있다.
Or, to mitigate interference between beams, all beams may be transmitted using the same time-frequency resource, but different times of reference signal transmission may be determined. That is, a specific antenna group may transmit a reference signal using a time division multiplexing (TDM) method.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 8은 기준신호 전송 방법의 일 예로 시분할다중화 방법을 예를 들어 도시한 것이다.8 is a conceptual diagram for explaining a reference signal transmission method according to an embodiment of the present invention. 8 shows an example of a time division multiplexing method as an example of a reference signal transmission method.

기지국이 4개의 안테나 그룹을 구비한 경우, 동일한

Figure pat00141
을 사용하는 고정빔이 4개 존재한다. 따라서, 동일한
Figure pat00142
을 사용하는 고정빔을 구분하기 위한 4가지의 기준신호가 필요하다.
When the base station has four antenna groups,
Figure pat00141
There are four fixed beams using a fixed beam. Therefore,
Figure pat00142
It is necessary to use four reference signals for distinguishing the fixed beam using the reference beam.

도 8에 도시한 바와 같이, 기지국의 각 안테나 그룹은 시간구간(period) n에서 고정빔 0으로 프리코딩된 기준신호를 전송한다. 이 경우 각 안테나 그룹별로 적용되는 프리코딩은 수학식 13과 같다.
As shown in FIG. 8, each antenna group of the base station transmits a precoded reference signal to a fixed beam 0 in a time period (n). In this case, precoding applied to each antenna group is expressed by Equation (13).

Figure pat00143
Figure pat00143

4가지의 기준신호 전송을 위한 시간-주파수 자원은 도 8에 도시된 바와 같이 4개의 인접한 자원요소(RE: Resource Element)들로 구성될 수 있다.The time-frequency resource for the four reference signal transmissions may be composed of four adjacent REs (Resource Elements) as shown in FIG.

또한, 기지국은 시간구간 n+1에서 고정빔 1로 프리코딩된 4가지 기준신호를, 시간구간 n+2에서 고정빔 2로 프리코딩된 4가지 기준신호를 전송할 수 있다. 이 경우, PMI-1이 가질 수 있는 값의 종류가 N개라고 하면 시간구간 n+N-1에서는 고정빔 N-1로 프리코딩된 4가지 기준신호가 전송된다.Also, the base station can transmit four reference signals precoded into the fixed beam 1 in the time interval n + 1, and four reference signals precoded in the fixed interval 2 in the time interval n + 2. In this case, assuming that the number of types of values that the PMI-1 can have is N, in the time interval n + N-1, Four reference signals precoded into N-1 are transmitted.

도 8에 도시된 기준신호가 전송되는 시간구간의 길이와 주파수구간의 밀도는 환경에 따라 다르게 구성될 수 있다.
The length of the time interval in which the reference signal shown in FIG. 8 is transmitted and the density of the frequency interval may be different depending on the environment.

한편, 셀간 간섭(inter-cell interference) 및 빔간 간섭(inter-beam interference) 완화를 위해 PN 시퀀스가 기준신호로 사용될 수 있고, PN 시퀀스 생성기 초기화 값으로 셀구분자(cell ID), 빔구분자(beam ID), 시간구간 인덱스 등을 결합하여 사용할 수 있다. 시간구간 단위로 생성된 PN 시퀀스는 해당 시간구간에서 기준신호 전송에 할당된 자원요소에 맵핑된다.
In order to mitigate inter-cell interference and inter-beam interference, a PN sequence may be used as a reference signal, and a PN sequence generator initialization value may include a cell ID, a beam ID ), A time interval index, and the like. The PN sequence generated on a time interval basis is mapped to the resource element allocated to the reference signal transmission in the corresponding time interval.

하나의 시간구간에 기준신호 전송을 위해 인접한 4개의 자원요소가

Figure pat00144
개 할당되어 있다면 필요한 PN 시퀀스의 길이는
Figure pat00145
가 된다.
In order to transmit the reference signal in one time interval, four adjacent resource elements
Figure pat00144
If it is assigned, the length of the required PN sequence is
Figure pat00145
.

각 시간구간에서 전송되는 4가지의 기준신호를 구분하기 위한 방법으로 시분할다중화(TDM), 주파수분할다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 또는 코드분할다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방법이 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 코드분할다중화를 이용하는 경우를 예를 들어 설명한다.Time division multiplexing (TDM), Frequency Division Multiplexing (FDM), or Code Division Multiplexing (CDM) may be used as a method for distinguishing four reference signals transmitted in each time interval, In the present invention, a case of using code division multiplexing will be described by way of example.

도 8에서는 4가지의 기준신호를 전송하기 위해 인접한 4개의 자원요소로 구성된 자원할당을 예시하였다.In FIG. 8, resource allocation including four adjacent resource elements is illustrated to transmit four reference signals.

여기서 길이 4의 하다마드(length-4 Hardamard) 시퀀스 등의 OCC를 이용하여 기준신호에서 각 안테나 그룹을 구분할 수 있다. 길이 4의 하다마드 시퀀스는 4가지

Figure pat00146
가 있다. 여기서
Figure pat00147
을 안테나 그룹 0,
Figure pat00148
을 안테나 그룹 1,
Figure pat00149
를 안테나 그룹 2,
Figure pat00150
을 안테나 그룹 3에 할당하면 각 안테나 그룹을 구분할 수 있다.
Here, each antenna group can be distinguished from the reference signal by using OCC such as a length-4 hardamard sequence. There are four Hadamard sequences of length 4
Figure pat00146
. here
Figure pat00147
Antenna group 0,
Figure pat00148
Antenna group 1,
Figure pat00149
Antenna group 2,
Figure pat00150
To the antenna group 3, it is possible to distinguish each antenna group.

인접한 4개의 자원요소로 구성된 시간-주파수 할당은 PN에 OCC가 곱해진 값을 전송하기 위해 사용되며 이때

Figure pat00151
프리코딩이 적용된다.A time-frequency assignment consisting of four adjacent resource elements is used to transmit the value multiplied by the OCC to the PN,
Figure pat00151
Precoding is applied.

또한, 각 셀에서 전송되는 기준신호들의 충돌에 의한 성능 저하를 방지하기 위해 기준신호 전송 시에 호핑(hopping)이 적용될 수 있다.
In order to prevent performance degradation due to collision of reference signals transmitted in each cell, hopping may be applied at the time of transmitting a reference signal.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에 적용되는 복조기준신호(DMRS: Demodulation Reference Signal) 생성 방법에 대해 설명한다.
Hereinafter, a method of generating a demodulation reference signal (DMRS) applied to a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention will be described.

기지국은 단말에 데이터를 전송할 때 단말이 수신한 데이터를 복조할 수 있도록 복조기준신호를 전송한다. 상술한 기준신호(RS)는 단말들의 랭크, PMI-1, PMI-2를 결정을 돕기 위한 것이므로 모든 단말들을 대상으로 전송된다.The base station transmits a demodulation reference signal to demodulate the data received by the terminal when transmitting data to the terminal. The above-mentioned reference signal RS is transmitted to all terminals because it is to help determine the rank of the terminals, PMI-1, and PMI-2.

반면, 복조기준신호(DMRS)는 특정 단말의 복조를 돕기 위한 것이므로 모든 단말이 아닌 특정 단말을 위해 전송된다. 따라서 기준신호와 복조기준신호는 서로 다른 시간-주파수 자원을 이용하여 전송되는 것이 바람직하다.On the other hand, since the demodulation reference signal DMRS is for demodulating a specific terminal, it is transmitted for a specific terminal rather than all the terminals. Accordingly, the reference signal and the demodulation reference signal are preferably transmitted using different time-frequency resources.

복조기준신호는 복조기준신호를 위해 생성된 PN과 OCC를 곱한 형태로 구성된다. 기준신호가 셀 및 빔 특정 신호인 반면 복조기준신호는 단말 특정 (UE-specific) 신호이므로 PN 생성기 초기화 시에 셀구분자, 빔구분자, 시간구간 인덱스 외에도 단말구분자(UE ID)가 필요하다. OCC는 기준신호 생성시에 사용된 OCC와 동일한 OCC가 사용될 수 있다. 복조기준신호에 사용되는 OCC는 안테나 그룹을 구분하기 위한 것이 아니라 멀티플렉싱 되어 전송되는 데이터의 랭크(또는 레이어)를 구분하기 위한 것이다.The demodulation reference signal is formed by multiplying the generated PN and OCC for the demodulation reference signal. Since the demodulation reference signal is a UE-specific signal while the reference signal is a cell and a beam specific signal, a UE identifier is required in addition to a cell identifier, a beam delimiter, and a time interval index at the time of initializing the PN generator. The OCC may be the same as the OCC used in generating the reference signal. The OCC used in the demodulation reference signal is not for distinguishing antenna groups but for distinguishing the rank (or layer) of data that is multiplexed and transmitted.

복조기준신호와 데이터에는 동일한 프리코딩

Figure pat00152
이 적용된다.
The demodulation reference signal and data include the same precoding
Figure pat00152
Is applied.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서 셀 경계 지역의 성능 개선과 셀간 간섭을 관리하기 위한 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for improving cell boundary performance and managing inter-cell interference in a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 셀 경계 지역에 적용하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram for explaining a method of applying a signal transmission method using multiple antennas to a cell boundary region according to an embodiment of the present invention.

도 9에서, 제1 단말(911) 및 제2 단말(912)은 제1 기지국(901)이 서비스를 제공하는 제1 셀과 제2 기지국(902)이 서비스를 제공하는 제2 셀의 경계 지역에 위치하고 있고, 제1 기지국(901)을 제1 단말(911) 및 제2 단말(912)의 서빙 기지국으로 가정한다.9, a first terminal 911 and a second terminal 912 are connected to a first cell in which a first base station 901 provides service and a boundary region of a second cell in which a second base station 902 provides services And the first base station 901 is assumed to be the serving base station of the first terminal 911 and the second terminal 912.

제1 단말(911)은 제1 기지국(901)이 구비하고 있는 4개의 안테나 그룹이 전송하는 기준신호를 이용하여 수학식 14와 같이 PMI-1을 결정할 수 있다.
The first terminal 911 can determine the PMI-1 using Equation (14) using the reference signal transmitted by the four antenna groups of the first base station 901.

Figure pat00153
Figure pat00153

Figure pat00154
는 제1 기지국(901), 안테나 그룹
Figure pat00155
의 고정빔
Figure pat00156
를 의미한다.
Figure pat00154
A first base station 901,
Figure pat00155
Fixed beam
Figure pat00156
.

마찬가지로 제1 단말(911)은 제2 기지국(902)에 대해서 수학식 15와 같이 PMI-1을 결정할 수 있다.
Similarly, the first terminal 911 can determine PMI-1 for the second base station 902 as shown in Equation (15).

Figure pat00157
Figure pat00157

서빙 기지국과 인접 기지국에 대한 PMI-1을 계산한 제1 단말(911)은

Figure pat00158
에서 몇 개의 빔을 선택할 수 있다. 예를 들어 제1 단말(911)은
Figure pat00159
를 선택하고, 이 4개의 고정빔에 대하여 PMI-2를 결정할 수 있다.The first terminal 911, which calculates the PMI-1 for the serving BS and the neighbor BS,
Figure pat00158
You can select several beams at. For example, the first terminal 911
Figure pat00159
, And PMI-2 can be determined for these four fixed beams.

이후, 제1 단말(911)은 PMI-1과 PMI-2를 서빙 기지국인 제1 기지국(901)에 보고하고, 제1 기지국(901)은 기지국간 인터페이스를 통해 제1 단말(911)이 보고한 PMI-1 및 PMI-2 정보를 제2 기지국(902)에게 통보한다. 여기서, 제1 기지국(901)과 제2 기지국(902) 간의 통신이 어려울 경우에는 제1 단말(911)이 상향링크를 통해 제1 기지국(901) 및 제2 기지국(902)에 PMI-1, PMI-2를 동시에 보고하도록 구성할 수도 있다.The first terminal 911 reports PMI-1 and PMI-2 to the first base station 901 serving as a serving base station and the first base station 901 reports to the first terminal 911 through the inter- And notifies the second base station 902 of one PMI-1 and PMI-2 information. If communication between the first base station 901 and the second base station 902 is difficult, the first terminal 911 transmits PMI-1, the second base station 902, and the second base station 902 to the first base station 901 and the second base station 902 through the uplink, PMI-2 may be simultaneously reported.

상술한 바와 같이, 제1 기지국(901) 및 제2 기지국(902)은 보고된 PMI-1 및 PMI-2에 기초하여 협력 프리코딩(Joint Precoding)을 수행하여 제1 단말(911)의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 또는 제1 기지국(901) 및 제2 기지국(902)은 제1 단말(911) 및 제2 단말(912)이 보고한 정보를 동시에 고려하여 제1 단말(911) 및 제2 단말(912)에게 MU-MIMO 스케쥴링을 수행하여 스펙트럼 사용 효율을 향상시킬 수도 있다.
As described above, the first base station 901 and the second base station 902 perform cooperative precoding based on the reported PMI-1 and PMI-2 to determine the reception performance of the first terminal 911 Can be improved. The first base station 901 and the second base station 902 may transmit the first terminal 911 and the second terminal 912 to the first terminal 911 and the second terminal 912 in consideration of the information reported by the first terminal 911 and the second terminal 912, MU-MIMO scheduling may be performed to improve spectrum utilization efficiency.

본 발명의 일 실시예에서는 단말이 두 개의 기지국으로부터 형성되는 8개의 빔 중 4개의 빔을 선택하여 서빙 기지국에 보고하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 여기에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 단말이 4개가 아닌 다른 개수의 빔을 선택하여 보고하도록 구성될 수도 있다. 다만, 이 경우 새로운 프리코더 설계가 요구된다.
In an embodiment of the present invention, a terminal selects four beams out of eight beams formed from two base stations and reports the selected beams to the serving base station, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. That is, in another embodiment of the present invention, the terminal may be configured to select and report a different number of beams than four. However, in this case, a new precoder design is required.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 데이터 채널의 전송은 물론 제어채널의 전송에도 적용할 수 있고, 이를 통해 시스템의 용량을 획기적으로 증대시킬 수 있다.As described above, the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention can be applied not only to a data channel but also to a control channel, thereby dramatically increasing the capacity of the system.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 데이터 채널의 전송에 이용하는 경우를 설명한다.First, a case of using a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention for transmission of a data channel will be described.

단말은 기지국으로부터 수신한 기준신호를 이용하여 랭크, PMI-1, PMI-2를 결정한 후, 결정한 정보를 기지국에 보고한다.The UE determines the rank, PMI-1, and PMI-2 using the reference signal received from the base station, and then reports the determined information to the base station.

여기서, 단말이 결정할 수 있는 최대 랭크의 수는 수학식 16과 같이 주어질 수 있다.
Here, the maximum number of ranks that can be determined by the UE can be given by Equation (16).

Figure pat00160
Figure pat00160

상술한 본 발명의 실시예에서는 기지국이 4개의 안테나 그룹을 구비하고, 단말의 수신 안테나 수가 4개인 것으로 가정하였으므로, 4 레이어까지 SU-MIMO를 적용할 수 있다.In the above-described embodiment of the present invention, since the base station has four antenna groups and the number of receiving antennas is four, SU-MIMO can be applied up to four layers.

또한, 동일한 PMI-1 정보를 기지국에 보고한 단말들 중에서 PMI-2가 서로 다른 단말들의 경우에 대해서는 MU-MIMO를 적용할 수 있다. 예를 들어, 랭크가 2인 두 개의 단말들이 동일한 PMI-1 정보를 기지국에 보고한 경우, 상기 두 개의 단말들이 PMI-2가 서로 다른 경우 상기 두 개의 단말들은 각각 2 레이어로 서비스를 받을 수 있다.In addition, MU-MIMO can be applied to UEs that have different PMI-2 from the UEs reporting the same PMI-1 information to the base station. For example, if two UEs with a rank of 2 report the same PMI-1 information to a BS, and if the two UEs have different PMI-2s, the two UEs can each be served in two layers .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서는 셀 경계 지역에 존재하는 단말들에게 협력 MIMO(joint MIMO)를 적용하여 셀 경계 지역에 위치하는 단말들의 수신 성능을 향상시킬 수 있고, 셀간 간섭을 효율적으로 관리할 수 있다.In addition, in the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention, joint MIMO (joint MIMO) is applied to terminals located in a cell boundary region, thereby improving reception performance of terminals located in a cell boundary region , The inter-cell interference can be efficiently managed.

멀티플렉싱 효과를 이용하는 공간 다중화(SM)의 경우, 요구되는 신호대잡음비 수준이 높기 때문에 기지국의 서비스 영역 가장자리에서는 적용 가능성이 높지 않다. 이와 같은 경우 어레이 이득을 이용할 경우 멀티플렉싱 효과를 이용할 수 있는 영역을 확장시켜 시스템의 용량을 증대시킬 수 있다.
In the case of spatial multiplexing (SM) using the multiplexing effect, since the required signal-to-noise ratio is high, it is not likely to be applicable at the edge of the service area of the base station. In this case, when the array gain is used, the capacity of the system can be increased by expanding the area where the multiplexing effect can be utilized.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법을 제어채널의 전송에 이용하는 경우에 대해 설명한다.Hereinafter, a case of using a signal transmission method using multiple antennas according to an embodiment of the present invention for transmission of a control channel will be described.

제어채널은 특정 단말이 아닌 모든 단말들을 대상으로 전송된다. 따라서, 기지국은 제어채널의 전송을 위해 특정 방향으로 빔을 성형하지 않고 전체 서비스 영역을 지원할 수 있도록 빔을 성형한다. 이하에서는 전체 서비스 영역을 지원하기 위해 기지국이 성형하는 빔을 전방향빔(omni beam)으로 지칭한다. 전방향빔의 빔폭(beam width)은 셀의 형태에 따라 120도가 될 수도 있고, 360도가 될 수도 있다.The control channel is transmitted to all terminals other than the specific terminal. Thus, the base station shapes the beam so as to support the entire service area without shaping the beam in a specific direction for transmission of the control channel. Hereinafter, a beam to be formed by a base station is referred to as an omni beam in order to support the entire service area. The beam width of the omnidirectional beam may be 120 degrees or 360 degrees depending on the shape of the cell.

제어채널에는 프리코더

Figure pat00161
가 사용되지 않으므로
Figure pat00162
이 된다. 또한
Figure pat00163
은 전체 서비스 영역을 지원할 수 있는 빔을 의미하므로, 이하에서
Figure pat00164
로 표현한다.
Figure pat00165
는 미리 정의된 값이므로 기지국은 단말로부터 랭크, PMI-1, PMI-2를 보고받을 필요가 없다. 또한, 단말은 기지국이 안테나 그룹의 수만큼 송신 안테나를 구비한 것으로 인식한다.
The control channel includes a pre-
Figure pat00161
Is not used
Figure pat00162
. Also
Figure pat00163
Denotes a beam capable of supporting the entire service area,
Figure pat00164
.
Figure pat00165
Is a predefined value, the BS does not need to receive the rank, PMI-1, and PMI-2 from the UE. In addition, the terminal recognizes that the base station has as many transmission antennas as the number of antenna groups.

기지국은 제어채널을 위해 기준신호를 전송하지 않는다. 그러나, 기지국은 단말이 제어채널을 코히어런트 복조(coherent demodulation)할 수 있도록 지원하는 제어채널복조기준신호(CCDMRS: Control Channel DMRS)를 전송하여야 한다. 제어채널복조기준신호는 제어채널에 적용된 것과 동일한 프리코딩, 즉

Figure pat00166
가 적용되어 전송되어야 한다. The base station does not transmit a reference signal for the control channel. However, the base station must transmit a control channel demodulation reference signal (CCDMRS) that supports the coherent demodulation of the control channel. The control channel demodulation reference signal is the same precoding as applied to the control channel, i. E.
Figure pat00166
Must be applied and transmitted.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법에서는 안테나 그룹의 수에 따라 제어채널 전송에 송신 다이버시티(transmit diversity) 기술을 적용할 수 있다. 이 경우 단말은 각 안테나 그룹이 전송하는 제어채널복조기준신호를 구분할 수 있어야 한다. 각 안테나 그룹이 전송하는 제어채널복조기준신호는 TDM, FDM, CDM 등의 방식으로 다중화되어 전송될 수 있다.Meanwhile, in the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention, a transmit diversity technique can be applied to control channel transmission according to the number of antenna groups. In this case, the terminal must be able to distinguish the control channel demodulation reference signal transmitted by each antenna group. The control channel demodulation reference signal transmitted by each antenna group can be multiplexed and transmitted by TDM, FDM, CDM, or the like.

예를 들어, 안테나 그룹의 수가 2인 경우 SFBC (Space Frequency Block Coding)를 적용할 수 있고, 안테나 그룹의 수가 4인 경우에는 FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity), FDFR(Full Diversity Full Rate) 등의 기술을 적용할 수 있다.For example, Space Frequency Block Coding (SFBC) can be applied when the number of antenna groups is 2. When the number of antenna groups is 4, techniques such as Frequency Switched Transmit Diversity (FSTD) and Full Diversity Full Rate Can be applied.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법은 제어채널, 데이터 채널 및 기지국간 협력에 의한 협력 MIMO에 적용할 수 있다.
As described above, the signal transmission method using multiple antennas according to the embodiment of the present invention can be applied to cooperative MIMO by cooperation between a control channel, a data channel, and a base station.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

101 : 어레이 안테나 103 : 프리코더
200 : 다중 안테나 210 : 안테나 그룹 0
211 : 안테나 220 : 안테나 그룹 1
221 : 안테나 230 : 안테나 그룹 2
231 : 안테나 240 : 안테나 그룹 3
241 : 안테나 300 : 다중 안테나
310 : 안테나 그룹 0 311 : 안테나
320 : 안테나 그룹 1 321 : 안테나
330 : 안테나 그룹 2 331 : 안테나
340 : 안테나 그룹 3 341 : 안테나
400 : 다중 안테나 410 : 안테나 그룹 0
411 : 안테나 420 : 안테나 그룹 1
421 : 안테나 430 : 안테나 그룹 2
431 : 안테나 440 : 안테나 그룹 3
441 : 안테나 601, 602, 603, 604 : 고정빔
731, 732, 733 : 단말 751, 752 : 빔
901 : 제1 기지국 902 : 제2 기지국
911 : 제1 단말 912 : 제2 단말
101: array antenna 103: precoder
200: multiple antennas 210: antenna group 0
211: antenna 220: antenna group 1
221: antenna 230: antenna group 2
231: antenna 240: antenna group 3
241: Antenna 300: Multiple antennas
310: Antenna Group 0 311: Antenna
320: antenna group 1 321: antenna
330: antenna group 2 331: antenna
340: antenna group 3 341: antenna
400: Multiple antennas 410: Antenna group 0
411: antenna 420: antenna group 1
421: antenna 430: antenna group 2
431: antenna 440: antenna group 3
441: Antennas 601, 602, 603, 604: Fixed beam
731, 732, 733: Terminals 751, 752:
901: first base station 902: second base station
911: first terminal 912: second terminal

Claims (20)

무선 신호 전송 방법에서,
어레이 이득과 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻기 위하여, 복수의 안테나 그룹을 배치하고, 안테나 그룹 사이에는 상관성이 없도록 이격 거리를 멀리하고, 각 안테나 그룹을 구성하는 안테나 사이에는 상관성이 있도록 배치하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법
In the radio signal transmission method,
Wherein a plurality of antenna groups are arranged to obtain an array gain and a multiplexing gain at the same time so that the distance between the antenna groups is kept apart so that there is no correlation therebetween and there is a correlation between antennas constituting each antenna group. Signal transmission method using antenna
기지국에서 수행되는 신호 전송 방법에 있어서,
기지국이 안테나 그룹 별, 지향성 빔 별로 기준신호를 전송하는 단계:
단말이 상기 기준신호를 이용하여 제1 프리코더 매트릭스 인덱스(PMI-1) 및 제2 매트릭스 인덱스(PMI-2)를 계산한 다음 기지국에 보고하는 단계; 및
기지국이 상기 제1 프리코더 매트릭스 인덱스에 상응하는 제1 프리코더 및 상기 제2 프리코더 매트릭스에 상응하는 제2 프리코더에 기초하여 하향링크 데이터 및 복조기준신호에 대하여 프리코딩을 수행하는 단계를 포함하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
In a signal transmission method performed at a base station,
The base station transmitting a reference signal for each of the antenna groups and the directional beam;
Calculating a first precoder matrix index (PMI-1) and a second matrix index (PMI-2) using the reference signal, and reporting the first precoder matrix index and the second matrix index to a base station; And
The base station performing precoding on the downlink data and the demodulation reference signal based on a first precoder corresponding to the first precoder matrix index and a second precoder corresponding to the second precoder matrix A method of transmitting signals using multiple antennas.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 프리코더는 복수의 안테나 그룹 각각이 지향성 빔을 성형하기 위한 프리코더이고, 상기 제2 프리코더는 상기 복수의 안테나 그룹 각각이 성형한 지향성 빔을 이용하여 멀티플렉싱 이득을 얻기 위한 프리코더인 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 2,
Wherein the first precoder is a precoder for shaping a directional beam of each of a plurality of antenna groups and the second precoder is a precoder for obtaining a multiplexing gain using a directional beam formed by each of the plurality of antenna groups Wherein the plurality of antennas are used for transmitting signals.
청구항 2에 있어서,
상기 기준신호는 PN(Pseudo-Noise) 시퀀스와 OCC(Orthogonal Cover Code) 시퀀스를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 2,
Wherein the reference signal is generated using a PN (Pseudo-Noise) sequence and an OCC (Orthogonal Cover Code) sequence.
청구항 4에 있어서,
상기 기준신호는 셀간 간섭 및 빔간 간섭 완화를 위하여, 또한 각 안테나 그룹이 전송하는 지향성 빔 구분을 위하여 상기 PN 시퀀스와 안테나 그룹 수와 동일한 수의 OCC 시퀀스 중 하나를 곱하여 생성되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법
The method of claim 4,
Wherein the reference signal is generated by multiplying the PN sequence by one of the number of OCC sequences equal to the number of antenna groups for inter-cell interference and inter-beam interference mitigation and for directional beam division transmitted by each antenna group. Method of signal transmission using
청구항 4에 있어서,
상기 PN 시퀀스는 미리 설정된 시간구간 단위로 초기화되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 4,
Wherein the PN sequence is initialized in units of a predetermined time interval.
청구항 4에 있어서,
상기 PN 시퀀스의 초기화 값으로 셀구분자, 빔구분자 및 미리 설정된 시간구간의 인덱스 중 적어도 하나의 정보가 사용되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 4,
Wherein at least one of a cell delimiter, a beam delimiter, and an index of a predetermined time interval is used as an initial value of the PN sequence.
청구항 2에 있어서,
상기 기준신호를 전송하는 단계는,
상기 기준신호에 상기 제2 프리코더는 적용하지 않고, 상기 제1 프리코더만 적용하는 프리코딩을 수행한 후, 상기 기준신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 2,
Wherein the step of transmitting the reference signal comprises:
Wherein the reference signal is precoded by applying only the first precoder to the reference signal without applying the second precoder, and then the reference signal is transmitted.
청구항 2에 있어서,
복수의 안테나 그룹들이 기준신호를 전송하는 단계에서,
동일한 안테나 그룹이 성형한 인접한 지향성 빔간 간섭 완화를 위하여, 인접한 지향성 빔이 적용된 기준신호를 동일한 시간-주파수 자원을 사용하여 동시에 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법
The method of claim 2,
In the step of transmitting a reference signal by a plurality of antenna groups,
Wherein a reference signal to which an adjacent directional beam is applied is not transmitted at the same time using the same time-frequency resource for the purpose of mitigating interference between neighboring directional beams formed by the same antenna group.
청구항 2에 있어서,
상기 기준신호를 전송하는 단계는,
상기 복수의 안테나 그룹들이 성형하는 지향성 빔이 적용된 기준신호에서, 안테나 그룹들이 성형한 빔의 지향 방향이 동일한 경우 동일한 시간-주파수 자원을 이용하여 전송하되 PN 및 OCC를 이용하여 안테나 그룹을 구분하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법
The method of claim 2,
Wherein the step of transmitting the reference signal comprises:
In the reference signal to which the plurality of antenna groups are formed, if the directions of the beams formed by the antenna groups are the same, transmission is performed using the same time-frequency resource but antenna groups are divided using PN and OCC Signal transmission method using multiple antennas
청구항 2에 있어서,
상기 하향링크 복조기준신호에 대한 프리코딩을 수행하는 단계는,
상기 단말구분자, 셀구분자, 빔구분자 및 미리 설정된 시간구간 인덱스 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 초기화한 PN 시퀀스와 OCC 시퀀스를 곱하여 복조기준신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 복조기준신호에 대해, 하향링크 데이터에 적용된 제1 프리코더 및 제2 프리코더와 동일한 프리코더를 적용하여 프리코딩을 수행하는 단계; 및
상기 프리코딩된 하향링크 데이터와 상기 복조기준신호를 포함하는 하향링크 전송 신호를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
The method of claim 2,
Wherein the step of performing precoding on the downlink demodulation reference signal comprises:
Generating a demodulation reference signal by multiplying a PN sequence initialized using at least one of the terminal identifier, a cell identifier, a beam delimiter, and a preset time interval index by an OCC sequence;
Performing pre-coding on the generated demodulation reference signal by applying the same precoder as the first precoder and the second precoder applied to the downlink data; And
And transmitting the downlink transmission signal including the precoded downlink data and the demodulation reference signal to the mobile station.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 프리코더(
Figure pat00167
)는 단말로부터 수신한 상기 제1 프리코더 매트릭스 인덱스(PMI-1)에 따라 하기의 수학식(하기 수학식에서
Figure pat00168
Figure pat00169
번째 안테나 그룹의
Figure pat00170
번째 고정빔을 의미함)과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
Figure pat00171
The method of claim 2,
The first precoder
Figure pat00167
) According to the first precoder matrix index (PMI-1) received from the terminal according to the following equation
Figure pat00168
silver
Figure pat00169
Th antenna group
Figure pat00170
And a second fixed beam, respectively.
Figure pat00171
청구항 2에 있어서,
데이터를 전송하는 단계에서,
Figure pat00172
이고 랭크가 1인 경우, 프리코더는 하기의 수학식(하기 수학식에서
Figure pat00173
는 제2 프리코더
Figure pat00174
의 첫 번째 요소값을 의미하며, 각 안테나 그룹으로 입력되는 데이터
Figure pat00175
는 동일하다.
Figure pat00176
번째 안테나 그룹의
Figure pat00177
이고,
Figure pat00178
인 경우
Figure pat00179
번째 안테나 그룹의
Figure pat00180
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00181
이다)과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
Figure pat00182
The method of claim 2,
In the data transmission step,
Figure pat00172
And the rank is 1, the precoder can be expressed by the following equation
Figure pat00173
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00174
And the data input to each antenna group
Figure pat00175
Are the same.
Figure pat00176
Th antenna group
Figure pat00177
ego,
Figure pat00178
If
Figure pat00179
Th antenna group
Figure pat00180
Lt; th >
Figure pat00181
) Is determined as Equation (3).
Figure pat00182
청구항 2에 있어서,
데이터를 전송하는 단계에서,
Figure pat00183
이고 랭크가 2인 경우 프리코더는 하기의 수학식(하기 수학식에서
Figure pat00184
는 제2 프리코더
Figure pat00185
의 첫 번째 열,
Figure pat00186
Figure pat00187
의 두 번째 열을 의미한다. 또
Figure pat00188
Figure pat00189
Figure pat00190
번째 요소값을 의미한다. 따라서,
Figure pat00191
이고
Figure pat00192
이다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00193
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00194
번째 안테나 그룹의
Figure pat00195
이고,
Figure pat00196
인 경우
Figure pat00197
번째 안테나 그룹의
Figure pat00198
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00199
이다)과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
Figure pat00200
The method of claim 2,
In the data transmission step,
Figure pat00183
And the rank is 2, the precoder can be expressed by the following equation
Figure pat00184
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00185
In the first column,
Figure pat00186
The
Figure pat00187
&Quot; In addition
Figure pat00188
The
Figure pat00189
of
Figure pat00190
Quot; < / RTI > therefore,
Figure pat00191
ego
Figure pat00192
to be. The value input to each antenna group is
Figure pat00193
(Linearly combined value).
Figure pat00194
Th antenna group
Figure pat00195
ego,
Figure pat00196
If
Figure pat00197
Th antenna group
Figure pat00198
Lt; th >
Figure pat00199
) Is determined as Equation (3).
Figure pat00200
청구항 2에 있어서,
데이터를 전송하는 단계에서,
Figure pat00201
이고 랭크가 3인 경우, 프리코더는 하기의 수학식(하기 수학식에서
Figure pat00202
는 제2 프리코더
Figure pat00203
의 첫 번째 열,
Figure pat00204
Figure pat00205
의 두 번째 열,
Figure pat00206
Figure pat00207
의 세 번째 열을 의미한다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00208
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00209
번째 안테나 그룹의
Figure pat00210
이고,
Figure pat00211
인 경우
Figure pat00212
번째 안테나 그룹의
Figure pat00213
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00214
이다)과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
Figure pat00215
The method of claim 2,
In the data transmission step,
Figure pat00201
And the rank is 3, the precoder can be expressed by the following equation
Figure pat00202
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00203
In the first column,
Figure pat00204
The
Figure pat00205
The second column,
Figure pat00206
The
Figure pat00207
&Quot; The value input to each antenna group is
Figure pat00208
(Linearly combined value).
Figure pat00209
Th antenna group
Figure pat00210
ego,
Figure pat00211
If
Figure pat00212
Th antenna group
Figure pat00213
Lt; th >
Figure pat00214
) Is determined as Equation (3).
Figure pat00215
청구항 2에 있어서,
데이터를 전송하는 단계에서,
Figure pat00216
이고 랭크가 4인 경우, 프리코더는 하기의 수학식(하기 수학식에서
Figure pat00217
는 제2 프리코더
Figure pat00218
의 첫 번째 열,
Figure pat00219
Figure pat00220
의 두 번째 열,
Figure pat00221
Figure pat00222
의 세 번째 열,
Figure pat00223
Figure pat00224
의 네 번째 열을 의미한다. 각 안테나 그룹으로 입력되는 값은
Figure pat00225
의 선형결합값(linearly combined value)이다.
Figure pat00226
번째 안테나 그룹의
Figure pat00227
이고,
Figure pat00228
인 경우
Figure pat00229
번째 안테나 그룹의
Figure pat00230
번째 안테나에서 출력되는 신호는
Figure pat00231
Figure pat00232
이다)과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
Figure pat00233
The method of claim 2,
In the data transmission step,
Figure pat00216
And the rank is 4, the precoder can be expressed by the following equation
Figure pat00217
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00218
In the first column,
Figure pat00219
The
Figure pat00220
The second column,
Figure pat00221
The
Figure pat00222
The third column,
Figure pat00223
The
Figure pat00224
The fourth column of the second column. The value input to each antenna group is
Figure pat00225
(Linearly combined value).
Figure pat00226
Th antenna group
Figure pat00227
ego,
Figure pat00228
If
Figure pat00229
Th antenna group
Figure pat00230
Lt; th >
Figure pat00231
Figure pat00232
) Is determined as Equation (3).
Figure pat00233
기지국에서 수행되는 신호 전송 방법에 있어서,
복수의 안테나 그룹에서 개별 안테나 그룹 각각이 형성한 지향성 빔을 통해 기준신호를 전송하는 단계;
복수의 단말이 상기 기준신호를 이용하여 MIMO 채널의 랭크, 제1 프리코더 매트릭스 인덱스 및 제2 프리코더 매트릭스 인덱스를 계산하고 이를 제1 기지국에 보고하는 단계; 및
수신한 복수 단말의 랭크, 제1 프리코더 매트릭스 인덱스 및 제2 프리코더 매트릭스 인덱스 정보에 기초하여 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 단말에 적용할 MIMO 전송 방식을 결정하는 단계를 포함한 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
In a signal transmission method performed at a base station,
Transmitting a reference signal through a directional beam formed by each of the individual antenna groups in a plurality of antenna groups;
Calculating a first MIMO channel rank, a first precoder matrix index and a second precoder matrix index using the reference signal and reporting the MIMO channel rank to a first base station; And
Determining a MIMO transmission scheme to be applied to at least one of the plurality of terminals based on the rank of the received plurality of terminals, the first precoder matrix index, and the second precoder matrix index information, Transmission method.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 단말에 적용할 MIMO 전송 방식을 결정하는 단계는,
제1 단말, 제2 단말이 보고하는 PMI-1이 상이할 경우 또는 PMI-1은 동일하나 PMI-2가 상이할 경우 보고된 랭크, PMI-1 및 PMI-2에 기초하여 MU-MIMO 또는 SU-MIMO/MU-MIMO를 동시에 적용하여 하향링크 데이터를 전송하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the determining of the MIMO transmission scheme to be applied to the at least one terminal comprises:
MU-MIMO or SU-1 based on the reported rank, PMI-1 and PMI-2 when the PMI-1 reported by the first terminal and the second terminal is different or when the PMI- -MIMO / MU-MIMO simultaneously to transmit downlink data.
제1 기지국 및 제2 기지국에서 수행되는 협력 신호 전송 방법에 있어서,
단말들이 랭크, 제1 프리코더 매트릭스 인덱스 및 제2 프리코더 매트릭스 인덱스 정보를 수신하는 단계는,
단말이 제1 기지국 및 제2 기지국이 각각 전송하는 기준신호에 따라 양쪽 기지국 안테나 그룹 모두에 대하여 선호하는 PMI-1 및 PMI-2를 결정하고 제1 기지국 또는 제1 기지국 및 제2 기지국 모두에게 보고하는 단계;
단말이 제2 기지국에게만 보고했을 경우, 상기 제1 기지국이 상기 제2 기지국에 기지국간 인터페이스를 통하여 단말이 보고한 채널 정보를 제공하는 단계; 및
상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국이 단말이 보고한 채널 정보에 기초하여 단말의 수신 신호대잡음비 향상, 셀간 간섭 완화 또는 시스템 용량 증대를 위하여 제1 기지국 및 제2 기지국이 협력하여 SU-MIMO와 MU-MIMO를 적용하는 단계를 포함하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
A cooperative signal transmission method performed in a first base station and a second base station,
The step of the terminals receiving the rank, the first precoder matrix index and the second precoder matrix index information,
The UE determines the preferred PMI-1 and PMI-2 for both base station antenna groups according to the reference signals transmitted by the first base station and the second base station, and reports to both the first base station and the first base station and the second base station ;
Providing the first base station with channel information reported by the terminal through the inter-base station interface to the second base station when the terminal reports only to the second base station; And
The first base station and the second base station cooperate with each other to improve the received signal-to-noise ratio, inter-cell interference mitigation or system capacity increase based on the channel information reported by the first and second base stations, The method comprising: applying MIMO;
제어채널 전송에 있어서,
기지국은 각 안테나 그룹을 이용하여 제2 프리코딩 없이 제1 프리코딩
Figure pat00234
이 적용된 동일한 제어 데이터를 전송하고, 또한, 단말이 안테나 그룹을 구분할 수 있도록 그룹 별 제어채널복조기준신호를 TDM, CDM, FDM 등의 방식으로 다중화하여 제2 프리코딩 없이 제1 프리코딩
Figure pat00235
을 적용하여 전송하여 제어채널 전송 다이버시티를 가능하도록 하는 다중 안테나를 이용한 신호 전송 방법.
In the control channel transmission,
The base station uses each antenna group to perform a first precoding
Figure pat00234
And multiplexes the control channel demodulation reference signal for each group by a method such as TDM, CDM, FDM or the like so that the terminal can distinguish the antenna group, and performs the first precoding
Figure pat00235
To transmit control channel transmission diversity.
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