KR20140096489A - 무선 채널 측정을 위한 송/수신장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초고주파수 대역에서 다중 안테나를 사용하여 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 전송되는 참조신호를 기반으로 무선 채널을 측정하고, 이를 기반으로 송신 다중 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하는 송/수신장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 송신장치는 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배하고, 상기 각 OFDM 심볼에 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당한다. 한편 수신장치는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함하는 채널 측정 지시 메시지를 송신장치로부터 수신하여 부반송파 별로 할당된 아날로그 빔을 통해 전송되는 참조신호를 기반으로 채널 상태를 측정한다. 상기 수신장치는 채널 상태 측정에 의한 결과를 상기 송신장치로 피드-백한다.

Description

무선 채널 측정을 위한 송/수신장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASUREMENTING RADIO CHANNEL}
본 발명은 초고주파수 대역을 사용하는 무선 채널을 측정하기 위한 송/수신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 초고주파수 대역에서 다중 안테나를 통해 전송되는 참조신호 (RS: Reference Signal)를 기반으로 무선 채널을 측정하기 위한 송/수신장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기반의 디바이스의 다양화와 높은 보급 율 및 콘텐트 (content)의 증가 등은 무선 네트워크의 트래픽 (traffic)을 증가시키는 요인이다. 이러한 무선 네트워크에서의 트래픽을 해소하기 위해, 무선 통신 기술은 데이터 전송률을 높이기 위한 방향으로 발전하여 왔다.
상기한 취지에서 상용화된 대표적인 무선통신시스템이 LTE 시스템이다. 상기 LTE 시스템은 데이터 전송률의 증가를 위해 주로 주파수 효율성 (spectral efficiency)을 개선하는 방향으로 기술 개발이 이루어졌다. 하지만 주파수 효율성을 개선하는 것만으로 증가하는 무선 데이터 트래픽에 대한 수요를 만족시키기 어렵게 되었다.
이를 해결하기 위한 가장 용이한 방안은 넓은 주파수 대역을 사용하는 것이다. 하지만 5GHz 이하의 주파수 대역을 사용하는 현재의 무선통신시스템에서는 넓은 주파수 대역의 확보가 매우 어렵다. 따라서 더 높은 주파수 대역에서 넓은 대역의 주파수를 확보할 필요성이 있다.
하지만 통상적으로 무선통신시스템에서는 전송 주파수가 높아질수록 경로 손실이 증가한다. 상기 경로 손실의 증가는 무선 통신 서비스 영역 (coverage)을 결정하는 전파 도달 거리를 감소시킨다. 빔-포밍 (beam-forming) 기술은 무선통신시스템에서 전파 경로 손실을 완화시켜 전파 도달 거리를 증가시키는 주요 기술 중의 하나이다.
상기 빔-포밍 기술 중 송신 빔-포밍 기술은 다수의 안테나 각각으로부터 송신되는 신호를 특정한 방향으로 집중시키는 기술이다. 여기서 다수의 안테나 각각을 요소 안테나 (antenna element)라 하고, 상기 요소 안테나의 집합을 배열 안테나 (array antenna)라 한다.
상기 송신 빔-포밍 기술을 기반으로 신호를 송신할 경우, 송신된 신호의 전파 도달 거리를 증가시킬 수 있다. 또한 상기 송신 빔-포밍 기술은 신호를 원하는 방향으로만 송신할 수 있다. 상기 송신 빔-포밍 기술은 원하는 방향 이외의 다른 방향으로 신호가 전송되는 것을 방지하여 무선 네트워크에서의 간섭을 줄일 수 있다.
한편 수신 측에서는 수신 배열 안테나를 이용한 수신 빔-포밍 기술이 적용될 수 있다. 상기 수신 빔-포밍 기술은 특정 방향으로부터 들어오는 전파를 집중적으로 수신할 수 있어, 수신 감도를 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라 원하는 방향 이외의 다른 방향으로 들어오는 신호를 간섭으로 간주하여 차단할 수 있다.
통상적으로 무선 신호는 사용 주파수가 높아질수록 파장이 짧아진다. 따라서 반 파장 간격으로 안테나를 구성하는 경우, 높은 주파수를 사용할수록 동일한 면적 내에 더 많은 안테나들로 배열 안테나를 구성할 수 있다.
상기 빔-포밍 기술은 낮은 주파수 대역에서 동작하는 무선통신시스템에 비해 높은 주파수 대역에서 동작하는 무선통신시스템에서 상대적으로 높은 안테나 이득을 얻을 수 있다. 따라서 빔-포밍 기술은 초고주파수를 사용하는 무선통신시스템에 적용하는 것이 유리하다.
하지만 높은 안테나 이득을 얻기 위하여 아날로그 빔-포밍 기술의 적용과 더불어 다중 안테나 시스템에서의 높은 데이터 전송률을 얻기 위해서는, 새로운 빔-포밍 기술이 마련되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서는 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 송신장치 및 이를 위한 방법을 제공한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 송신장치의 배열 안테나에 의한 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하기 위해 채널 측정 결과를 상기 송신장치로 보고하는 수신장치 및 이를 위한 방법을 제공한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 하향링크 미드앰블을 이용하여 다양한 전송 방식에 따라 개별적으로 수행되는 채널 측정 절차를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하는 송신장치가 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 방법은, 상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 내에서 참조신호를 전송할 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 할당하는 과정과, 상기 할당된 위치들 각각에 상응한 부반송파를 기반으로 해당 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송하는 과정을 포함하며,
여기서 상기 부반송파의 위치를 할당하는 과정은,
상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 상기 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배하고, 상기 각 OFDM 심볼에 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당하는 과정임을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치가 채널 측정에 따른 결과를 보고하는 방법은, 송신장치로부터 채널 측정 지시 메시지를 수신하는 과정과, 상기 수신한 채널 측정 지시 메시지에 포함된 지시 정보를 기반으로 상기 송신장치로부터 배열 안테나에 의한 아날로그 빔들을 통해 소정 개수의 OFDM 심볼들에서 전송되는 참조신호를 기반으로 채널 측정을 수행하는 과정과, 상기 채널 측정에 따른 결과를 상기 송신장치로 피드 백하는 과정을 포함하며,
여기서 상기 지시 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함하고, 여기서 상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고, 상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프로코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며, 상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하고, 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 송신장치는, 상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 내에서 참조신호를 전송할 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 할당하는 자원 할당부와, 상기 할당된 위치들 각각에 상응한 부반송파를 기반으로 해당 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송하는 전송부를 포함하며,
여기서 상기 자원 할당부는,
상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 상기 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배하고, 상기 각 OFDM 심볼에 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당함을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 채널 측정에 따른 결과를 보고하는 수신장치는, 송신장치로부터 채널 측정 지시 메시지와, 배열 안테나에 의한 아날로그 빔들을 통해 소정 개수의 OFDM 심볼들에서 전송되는 참조신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신한 채널 측정 지시 메시지에 포함된 지시 정보를 기반으로 상기 수신한 참조신호를 기반으로 채널 측정을 수행하는 채널 측정부와, 상기 채널 측정에 따른 결과를 상기 송신장치로 피드 백하는 송신부를 포함하며,
여기서 상기 지시 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함하고, 상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고, 상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프리코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며, 상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템의 구조를 보이고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템을 구성하는 송신장치의 구조를 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템을 구성하는 수신장치의 구조를 보이고 있는 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치의 구체적인 구성 예를 보이고 있는 도면;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치에서 빔-포밍된 아날로그 빔 별로 참조신호를 전송하는 예를 보이고 있는 도면;
도 6은 초고주파수 대역 기반의 무선 통신 시스템에서 단일 빔 (single beam) 사용 시에 아날로그 빔의 빔 이득 (BF gain, dB)을 보이고 있는 도면;
도 7은 초고주파수 대역 기반의 무선 통신 시스템에서 복합 빔 (Multi beam)으로 사용 시에 아날로그 빔의 빔 이득을 보이고 있는 도면;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치에서 참조신호가 전송될 OFDM 심볼의 각 자원 요소에 대해 아날로그 빔을 할당하는 일 예를 보이고 있는 도면;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치에서 참조신호가 전송될 OFDM 심볼의 각 자원 요소에 대해 아날로그 빔을 할당하는 다른 예를 보이고 있는 도면;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치에서 참조 신호를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치가 참조신호를 전송하기 위해 수행할 서브루틴을 보이고 있는 도면;
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 참조신호를 기반으로 채널 측정을 통해 채널 품질을 보고하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 와이드 밴드 CSI를 측정하는 제1서브루틴에 상응한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 서브 밴드 CSI를 측정하는 제2서브루틴에 상응한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
이하 본 발명에 따른 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 또한, 본 발명에 대한 설명의 편의를 위하여 정의하고 있는 개체들의 명칭들을 동일하게 사용할 수 있다. 하지만 설명의 편의를 위해 사용된 명칭들이 본 발명에 따른 권리를 한정하는 것은 아니며, 유사한 기술적 배경을 가지는 시스템에 대해 동일 또는 용이한 변경에 의해 적용이 가능함은 물론이다.
후술될 본 발명의 실시 예에서는 아날로그 빔-포밍과 기저 대역에서의 프리-코더를 이용하는 초고주파 대역 기반의 무선통신시스템에서 채널 상태를 측정하기 위한 참조신호를 전송하는 방법과 그 구조를 제안한다.
또한 참조신호를 이용하여 다양한 전송 방법에 따라 수신장치에서 개별적으로 수행되는 채널 측정 절차를 제안한다. 예컨대 상기 다양한 전송 방법은 와이드 밴드 (Wideband) 전송 방법과 서브 밴드 (Subband) 전송 방법을 포함한다. 상기 와이드 밴드 전송 방법은 전 대역에 걸쳐 분산되도록 자원을 할당하고, 상기 할당된 자원을 이용하여 신호를 전송한다. 상기 서브 밴드 전송 방법은 특정 주파수 영역 내에서 자원을 할당하고, 상기 할당된 자원을 이용하여 신호를 전송한다.
상기 다양한 전송 방법은 싱글 빔 (Single Beam) 전송 방법과 멀티 빔 (Multi Beam) 전송 방법을 추가로 포함할 수 있다. 상기 싱글 빔 전송 방법은 하나의 아날로그 빔을 사용하여 신호를 전송하며, 상기 멀티 빔 전송 방법은 선택에 의한 다수의 아날로그 빔들을 사용하여 신호를 전송한다. 상기 멀티 빔 전송 방법에서는 기저 대역에서의 프리코더를 적용하여 신호를 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서 고려하는 빔-포밍 시스템에서 여러 가지 전송 방법에 따라 참조 신호로부터 하향링크의 채널 상황을 측정하는 방법과 절차가 다를 수 있다.
따라서 신호 전송을 위해 사용된 전송 방법을 고려하여 채널을 측정하는 방법과 절차가 정의되어야 할 것이며, 이를 위한 참조신호의 전송 방법과 구조가 함께 정의되어야 한다.
그 외에도 참조신호를 기반으로 채널 상황을 측정하기 위해서는 상기 참조신호를 전송하기 위해 사용된 전송 방법 등을 정의하는 제어 정보를 송신장치가 수신장치로 전달하기 위한 방안이 마련되어야 할 것이다.
상술한 바에 따르면, 본 발명의 실시 예에서는 아날로그 빔-포밍을 통하여 빔을 형성하고, 복수의 아날로그 빔들을 형성하였을 때에 기저 대역에서 다중 안테나에 적용되는 것과 유사한 프리코더를 적용하여 신호를 전송한다. 이는 수신 신호에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 뿐만 아니라 시스템 용량의 증대를 기대할 수도 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템의 구조를 보이고 있다. 도 1에서는 초고주파수 대역 무선통신시스템이 하나의 송신장치(110)와 하나의 수신장치(120)로 구성된 예를 보이고 있다. 하지만 하나의 송신장치와 다수의 수신장치들에 의해 구성되는 초고주파수 대역 무선통신시스템에 대해서도 본 발명의 실시 예가 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
도 1을 참조하면, 송신장치(110)는 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나를 통해 신호를 전송한다. 상기 신호를 전송하는 배열 안테나는 각각이 고유한 복수의 아날로그 빔 (b1, b2 …… bM)을 형성한다.
상기 송신장치(110)는 하향링크에 상응한 채널 상태 측정을 위해 참조신호를 전송한다. 예컨대 상기 송신장치(110)가 OFDM을 기반으로 신호를 전송하는 경우, 참조신호는 서브 프레임에서 지정된 위치의 OFDM 심볼에서 전송된다. 일 예로 상기 참조 신호로는 하향링크 미드앰블 (midamble)이 사용될 수 있다.
상기 참조신호를 전송하는 OFDM 심볼들은 서브 프레임에서 시간 축으로 연속하여 존재하거나 규칙 또는 불규칙하게 분산되어 존재할 수도 있다. 상기 서브 프레임 내에서 참조 신호가 전송되는 OFDM 심볼의 위치는 송신장치(110)와 수신장치(120) 간에 사전에 약속되어야 한다.
또한 상기 송신장치(110)는 배열 안테나를 구성하는 복수의 요소 안테나들에 의해 신호를 전송하며, 배열 안테나 별로 형성되는 아날로그 빔을 위한 참조신호를 전송할 OFDM 심볼의 부반송파 (Subcarrier)를 할당한다. 일 예로 상기 송신장치(110)는 참조신호를 전송할 OFDM 심볼 내에서 서로 다른 아날로그 빔들을 사용하는 참조신호를 전송할 부반송파의 위치를 결정한다. 즉 상기 송신장치(110)는 하나의 OFDM 심볼을 위한 전체 주파수 대역에 존재하는 부반송파 별로 아날로그 빔을 지정한다. 이때 상기 송신장치(110)는 하나의 아날로그 빔을 하나의 OFDM 심볼에서 서로 다른 부반송파들에 반복적으로 할당할 수 있다.
상기 송신장치(110)는 전송되는 참조신호 기반의 채널 측정을 지시하는 제어 정보를 사전에 약속된 제어 채널 (일 예로 PDCCH 혹은 BCH)을 통해 상기 수신장치(120)로 전송한다. 예컨대 상기 송신장치(110)는 채널 측정을 지시하는 제어 정보에 의해 채널 측정 지시 메시지를 생성하고, 상기 생성한 채널 측정 지시 메시지를 PDCCH (또는 BCH)를 통해 상기 수신장치(120)로 전송한다. 여기서 상기 채널 측정을 지시하는 제어 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보, 빔 인덱스 비트 맵 정보 등을 포함할 수 있다.
상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송하기 위해 사용할 주파수 대역을 지정하는 정보이다. 예컨대 상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식 (Wideband CSI)과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 (Subband CSI) 중 하나를 지정하는 정보이다.
상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 전송하기 위해 사용할 아날로그 빔에 관한 정보이다. 예컨대 상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프리코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 식별하기 위한 정보이다.
상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 송신장치에 의해 형성되는 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보이다. 예컨대 상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 송신장치에 의해 형성되는 아날로그 빔의 개수에 상응한 비트 수로 구성하고, 각 비트에 의해 아날로그 빔 별로의 채널 측정 수행 여부를 지시한다.
상기 수신장치(120)는 빔-포밍 기법을 사용하여 상기 송신장치(110)로부터 전송되는 신호를 수신한다. 예컨대 채널 측정을 위해 상기 수신장치(120)는 상기 송신장치(110)로부터 참조신호를 수신한다. 그리고 상기 수신장치(120)는 필요에 의해 채널 측정을 지시하는 제어 정보를 상기 송신장치(110)로부터 수신할 수 있다.
예컨대 상기 수신장치(120)는 채널 측정을 지시하는 제어 정보에 의해 확인한 자원 할당 및 전송 방식을 고려하여 약속된 OFDM 심볼에서 전송되는 참조신호를 수신한다. 즉 상기 수신장치(120)는 참조신호를 전송하기로 약속된 OFDM 심볼 내에서 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스에 상응하는 부반송파의 위치에서 전송되는 참조신호를 수신한다.
상기 수신장치(120)는 수신한 참조신호를 기반으로 해당 아날로그 빔의 인덱스에 상응한 위치의 부반송파에 따른 채널의 상태를 측정한다. 일 예로 상기 수신장치(120)는 채널 상태 측정을 통해 해당 부반송파에 대응한 채널 품질 정보 (CQI: Channel Quality Information)를 획득한다. 여기서 상기 CQI는 반송파 대 간섭-잡음 비 (CINR: Carrier to Interference-plus-Noise Ratio), 수신 신호 강도 (RSSI: Received Signal Strength Indicator) 등에 의해 정의될 수 있다.
상기 수신장치(120)는 획득한 CQI를 기반으로 피드-백 정보를 구성하고, 상기 구성한 피드-백 정보를 상향링크 제어 채널을 통해 상기 송신장치(110)로 제공한다. 여기서 상기 피드-백 정보는 획득한 CQI에 의해 산출한 평균 값에 의해 구성할 수 있다. 상기 평균 값은 산출하기 위한 주파수 범위는 채널 측정을 지시하는 제어 정보에 의해 확인한 자원 할당 및 전송 방식에 의해 결정될 수 있다.
상기 송신장치(110)는 상기 수신장치(120)로부터 제공되는 피드-백 정보를 기반으로 자원 할당을 위한 스케줄링을 수행하거나 적응적 변조 및 부호화 (AMC: Adaptive Modulation ＆ Coding) 등을 수행한다. 상기 송신장치(110)는 피드-백 정보를 이용하여 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어한다. 특히 상기 송신장치(110)는 참조신호를 전송할 OFDM 심볼에서 부반송파 별로 아날로그 빔을 배정하기 위해서도 수신한 피드-백 정보를 고려할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템을 구성하는 송신장치의 구조를 보이고 있다. 도 2에서는 본 발명의 실시 예에 대한 설명의 편의를 위해 송신장치에서 참조신호를 전송하기 위한 구성만을 도시하였음에 유념하여야 할 것이다. 또한 도 2에서는 배열 안테나 개수와 무선 주파수 체인의 개수(M)가 동일한 경우를 가정하고 있다.
도 2를 참조하면, 참조신호 생성부(220)는 채널 측정을 전송되는 신호를 생성한다. 상기 참조신호 생성부(220)에 의해 생성되는 참조신호는 사전에 약속된 값 또는 패턴을 가지며, 일정한 크기의 전력에 의해 전송될 것이다.
자원 할당부(210)는 참조신호를 전송하는 것으로 약속된 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에서 참조신호를 전송할 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 할당한다. 이때 상기 자원 할당부(210)는 사전에 약속된 규칙에 따라 혹은 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드-백 정보를 고려하여 아날로그 빔 별 부반송파의 위치를 할당한다.
상기 자원 할당부(210)는 약속된 소정 개수의 OFDM 심볼 별로 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배한다. 상기 자원 할당부(210)는 OFDM 심볼 별로 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들 각각에 대응하여 해당 OFDM 심볼 내에 존재하는 부반송파들의 위치를 나타내는 인덱스를 할당한다. 따라서 하나의 OFDM 심볼에서의 부반송파들을 대상으로 분배된 아날로그 빔들은 반복하여 할당될 수 있다.
일 예로 아날로그 빔이 분배되는 부반송파의 위치는 참조신호를 전송하기로 약속된 OFDM 심볼들 각각에 부여된 심볼 인덱스와, OFDM 심볼 내의 부반송파들 각각에 부여된 부반송파 인덱스에 의해 정의될 수 있다.
즉 특정 아날로그 빔에 해당되는 참조신호의 부반송파 위치 (
Figure pat00001
)는 상위 함수 개념으로써, 하기 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00002
여기서
Figure pat00003
는 OFDM 심볼 인덱스 (0……L-1),
Figure pat00004
는 부반송파 인덱스 (0……
Figure pat00005
), k는
Figure pat00006
,
Figure pat00007
는 아날로그 빔 인덱스,
Figure pat00008
은 무선 주파수 체인 수,
Figure pat00009
은 참조신호 전송을 위한 OFDM 심볼 수,
Figure pat00010
는 주파수 재사용 팩터,
Figure pat00011
는 전체 부반송파의 개수를 나타낸다.
상기 무선 주파수 체인 수
Figure pat00012
은 배열 안테나를 구성하는 요소 안테나의 수와 동일하거나 작게 결정된다. 참고로 상기 무선 주파수 체인은 전송할 OFDM 심볼을 생성하는 경로를 의미한다.
한편 상기 <수학식 1>에서의 상위 함수 개념을 기반으로 아날로그 빔에 해당되는 참조신호의 부반송파 위치를 정의하는 OFDM 심볼 인덱스 (
Figure pat00013
)와, 부반송파 인덱스 (
Figure pat00014
)는 하기 수학식들로 정의될 수 있다.
일 예로 아날로그 빔에 해당되는 참조신호의 부반송파 위치를 정의하는 OFDM 심볼 인덱스 (
Figure pat00015
)는 하기 <수학식 2>에 의해 산출할 수 있고, 부반송파 인덱스 (
Figure pat00016
)는 하기 <수학식 3>에 의해 산출할 수 있다.
Figure pat00017
Figure pat00018
여기서 k는
Figure pat00019
,
Figure pat00020
는 아날로그 빔의 인덱스,
Figure pat00021
은 무선 주파수 체인 수,
Figure pat00022
는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
Figure pat00023
는 주파수 재사용 팩터,
Figure pat00024
는 전체 부반송파의 개수이다.
다른 예로 아날로그 빔에 해당되는 참조신호의 부반송파 위치를 정의하는 OFDM 심볼 인덱스 (
Figure pat00025
)는 하기 <수학식 4>에 의해 산출할 수 있고, 부반송파 인덱스 (
Figure pat00026
)는 하기 <수학식 5>에 의해 산출할 수 있다.
Figure pat00027
Figure pat00028
여기서 k는
Figure pat00029
,
Figure pat00030
는 아날로그 빔의 인덱스,
Figure pat00031
은 무선 주파수 체인 수,
Figure pat00032
는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
Figure pat00033
은 참조신호를 위한 OFDM 심볼의 수,
Figure pat00034
는 주파수 재사용 팩터,
Figure pat00035
는 전체 부반송파의 개수이다.
상기 자원 할당부(210)는 상술한 바에 의해 참조신호를 전송할 아날로그 빔 별로 부여된 부반송파의 위치를 나타내는 OFDM 심볼 인덱스 (
Figure pat00036
)와 부반송파 인덱스 (
Figure pat00037
)를 전송부(230)로 제공한다.
상기 전송부(230)는 상기 자원 할당부(210)에 의해 할당된 부반송파의 위치들 각각에 상응한 부반송파를 기반으로 해당 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송한다. 일 예로 상기 전송부(230)는 할당된 부반송파의 위치들 중 시간 축 또는 주파수 축에서 인접한 적어도 두 개의 위치에 상응한 부반송파들에 대응한 아날로그 빔을 통해 동시에 참조신호를 전송한다.
이를 위해 상기 전송부(230)는 참조심볼 생성부(232)와 배열 안테나부(234)로 구성될 수 있다.
상기 참조심볼 생성부(232)는 상기 참조신호 생성부(220)에 의해 제공되는 참조신호를 입력으로 하여 소정의 부호화 및 변조에 의해 소정 개수 (N)의 참조심볼들 (S0 , S1 , S2 ...... SN-1 )을 생성한다. 예컨대 OFDM 기법을 기반으로 하는 경우, 상기 참조심볼 생성부(232)에 의해 생성되는 참조심볼의 개수 (N)는 하나의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파의 개수, 즉 자원 요소의 개수로 정의될 수 있다.
상기 참조심볼 생성부(232)는 상기 자원 할당부(210)에 의해 제공되는 부반송파의 위치를 고려하여 참조심볼을 생성할 수 있다. 즉 상기 참조심볼 생성부(232)는 참조신호를 전송하는 것으로 약속된 OFDM 심볼에서 각 부반송파의 위치, 즉 자원 요소 별로 전송할 참조심볼을 생성한다.
상기 배열 안테나부(234)는 상기 참조심볼 생성부(232)에 의해 생성된 참조심볼들 (S0 , S1 , S2 ...... SN-1 )을 상기 자원 할당부(210)에 의해 해당 OFDM 심볼의 부반송파 별로 할당한 아날로그 빔을 통해 전송될 수 있도록 출력한다. 즉 상기 배열 안테나부(234)는 할당된 아날로그 빔 별로 참조심볼들 (b1 , b2 , b3 ...... bM )을 출력한다.
한편 도 2에서는 도시하고 있지 않으나 송신장치(110)는 참조신호를 기반으로 아날로그 빔 별로의 채널 상황을 측정하기 위해 요구되는 제어 정보를 제어 채널을 통해 수신장치로 전송하기 위한 구성을 추가로 구비할 수 있다.
일 예로 상기 송신장치(110)를 구성하는 전송부(230)는 채널 측정 지시 메시지를 하향링크 제어채널을 통해 상기 수신장치로 전송하기 위한 추가 구성을 구비할 수 있다. 그리고 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정 지시 메시지를 구성하기 위한 별도의 구성 또한 추가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나를 기반으로 하는 초고주파수 대역 무선통신시스템을 구성하는 수신장치의 구조를 보이고 있다. 도 3에서는 본 발명의 실시 예에 대한 설명의 편의를 위해 수신장치에서 참조신호를 기반으로 채널을 측정하고, 그 측정 결과를 송신장치로 보고하기 위한 구성만을 도시하였음에 유념하여야 할 것이다.
도 3을 참조하면, 수신부(310)는 송신장치에 의해 전송되는 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 미리 설정된 바에 따라 복조 및 복호화하여 출력한다. 예컨대 상기 수신부(310)는 제어 채널을 통해 채널 측정 지시 메시지를 수신하고, 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 제어 정보를 획득한다.
또한 상기 수신부(310)는 송신장치에 구비된 배열 안테나에 의해 형성된 아날로그 빔들을 통해 소정 개수의 OFDM 심볼들에서 전송되는 참조신호를 수신한다. 예컨대 상기 수신부(310)는 신호 전송을 위해 송신장치에 의해 형성된 아날로그 빔들 중 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 제어 정보에 따른 특정 아날로그 빔(들)에 해당하는 참조신호를 수신한다.
상기 수신부(310)는 참조신호를 수신하기 위해, 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 제어 정보에 의해 송신장치에서 사용된 자원 할당 방식과 전송 방식을 확인할 수 있다.
채널 측정부(320)는 상기 수신부(310)에 의해 수신한 참조신호를 기반으로 해당 아날로그 빔에 의한 채널의 상태를 측정하고, 상기 측정에 의해 해당 아날로그 빔의 채널 품질 정보 CQI를 산출한다.
예컨대 상기 채널 측정부(320)는 채널 측정 지시 메시지에 포함된 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스를 확인하고, 상기 수신부(310)를 통해 수신한 소정 개수의 OFDM 심볼들로부터 확인한 아날로그 빔의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치에서 참조신호를 검출한다. 상기 채널 측정부(320)는 검출한 참조신호에 의해 해당 아날로그 빔에 의한 채널 상태를 측정한다. 이때 상기 채널 측정부(320)는 채널 상태를 측정할 주파수 대역과 측정 방식을 채널 측정 지시 메시지에 포함된 자원 할당 식별 정보와 전송 방식 식별 정보에 의해 확인한다.
일 예로 상기 채널 측정부(320)는 상기 확인한 자원 할당 식별 정보와 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 채널 측정을 수행하고, 그 결과 값들의 평균 값에 의해 채널 품질을 추정한다.
다른 예로 상기 채널 측정부(320)는 상기 확인한 자원 할당 식별 정보와 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 채널 측정을 수행하고, 상기 채널 측정에 의해 획득한 채널 벡터와 가장 높은 상관도를 나타내는 코드-북 인덱스를 추정한다. 상기 채널 측정부(320)는 상기 추정한 코드-북 인덱스에 대응한 프리코더를 적용할 시에 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역에서의 평균 채널 품질에 의해 하향링크 채널의 품질을 추정한다.
상기 수신장치에서 자원 할당 식별 정보와 전송 방식 식별 정보에 의해 채널 상태를 측정하는 구체적인 예시에 따른 구체적인 동작에 대해서는 후술하도록 한다.
송신부(330)는 상기 채널 측정부(320)에 의한 채널 측정에 따른 결과를 제어 채널을 통해 송신장치로 피드-백한다.
통상적으로 초고주파수 대역을 사용하는 경우 무선 채널에서 발생하는 전파 경로 손실을 해소하기 위해서는 다수개의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나를 사용하는 것이 필수적이다. 그 이유는 배열 안테나를 이용하면 빔을 원하는 방향으로 형성할 수 있기 때문이다. 즉 동일 신호를 다수 개의 요소 안테나를 통해 전송할 때, 전송하고자 하는 방향과 각 요소 안테나의 위치를 고려하여 각 요소 안테나를 통해 전송할 신호의 위상을 변경함으로써, 배열 안테나를 통해 형성된 빔의 방향을 원하는 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치의 구체적인 구성 예를 보이고 있다. 즉 도 4에서는 송신장치는 배열 안테나의 빔 방향을 원하는 방향으로 조정하는 것이 가능한 구조의 일 예를 보이고 있다.
도 4를 참조하면, 신호 생성부(410)는 전송 신호를 생성한다. 상기 신호 생성부(410)는 MIMO 부호화부(412)와 기저대역 프리코더(414)를 포함한다. 상기 MIMO 부호화부(412)는 다수개의 배열 안테나들을 이용하여 다중 안테나 전송 기법을 적용할 때 적합한 신호를 출력한다. 상기 기저대역 프리코더(414)는 수신장치로부터의 피드-백 정보를 기반으로 프리 코딩을 위해 사용할 코드-북을 선택하고, 상기 선택한 코드-북을 사용하여 상기 부호화된 신호에 대한 프리 코딩을 수행한다. 상기 기저대역 프리코더(414)에서 수행되는 프리 코딩의 차수는 NRF,Tx 이다. 상기 NRF,Tx 는 배열 안테나들에 의해 형성되는 다수개의 아날로그 빔 개수이다.
상기 프리 코딩이 이루어진 신호는 무선 주파수 체인부 (Radio Frequency Chain Unit)(420)로 출력된다.
상기 무선 주파수 체인부(420)는 다수의 무선 주파수 체인들 (Radio Frequency Chains)(420-1......420-N)을 포함한다. 예컨대 상기 무선 주파수 체인부(420)에 포함된 무선 주파수 체인의 개수는 적어도 NRF,Tx 개 이상이다.
상기 무선 주파수 체인들(420-1......420-N) 각각은 역 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)부, 병/직렬 변환 (P/S)부, 디지털/아날로그 변환 (DAC)부 및 혼합부 (Mixer)로 포함한다.
상기 IFFT부는 프리 코딩이 이루어진 주파수 영역의 신호들을 시간 영역의 신호들로 변환한다. 상기 P/S부는 상기 IFFT부로부터 출력되는 시간 영역의 신호들을 하나의 직렬 신호로 변환한다. 상기 DAC부는 상기 P/S부에 의해 출력되는 디지털 형식의 신호 열을 아날로그 형식의 신호 열로 변환한다.
무선 주파수 빔 포밍부 (Radio Frequency Beam Forming unit)(430)는 다수의 무선 주파수 빔 포머 (Radio Frequency Beam Former)(430)를 포함한다. 예컨대 상기 무선 주파수 빔 포밍부(430)에 포함된 무선 주파수 빔 포머의 개수는 NRF,Tx 개가 될 수 있다.
따라서 상기 무선 주파수 체인부(420)에 포함된 무선 주파수 체인들과 상기 무선 주파수 빔 포밍부(430)에 포함된 무선 주파수 빔 포머들은 일대일 관계로 연결될 수 있다. 즉 하나의 무선 주파수 체인에 하나의 무선 주파수 빔 포머가 독립적으로 연결되는 구조를 가진다.
상기 무선 주파수 빔 포머들 각각은 배열 안테나를 구성하는 요소 안테나의 개수만큼의 위상 천이부들(432)을 포함한다. 그 외에 가산부들(436)과 전력 증폭부(Power Amplifier)들(434)을 무선 주파수 빔 포머의 개수만큼을 포함한다. 상기 위상 천이부들(432) 각각은 입력 신호의 위상을 조정하여 해당 아날로그 빔의 방향을 제어한다. 상기 무선 주파수 빔 포머들 각각으로부터 출력되어 위상이 조정된 신호들은 대응하는 가산부(436)에 의해 가산되어 하나의 신호로 출력된다. 상기 가산부(436) 각각에 의해 가산되어 출력되는 신호는 대응하는 전력 증폭부(434)에 의해 전력이 증폭된다.
일반적으로 다중 안테나 시스템에서 적용된 다양한 MIMO 전송 기술을 이용하여 시스템 용량을 증대시키는 효과를 얻기 위해서는 다중 채널이 형성이 되어야 한다. 이를 위해 도 4에서는 보이고 있는 초고주파수 대역의 무선 통신을 지원하는 송신장치는 다수개의 무선 주파수 체인들과 독립된 무선 주파수 빔 포머들을 이용하여 다수 개의 아날로그 빔들을 형성시키는 구조를 보이고 있다. 예컨대 NRF,Tx 개의 무선 주파수 체인들과 무선 주파수 빔 포머들로 구성된다. 따라서 최대 NRF,Tx 개만큼의 서로 다른 아날로그 빔들을 형성시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치에서 빔-포밍된 아날로그 빔 별로 참조신호를 전송하는 예를 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 송신장치는 상호 직교하는 자원을 활용하여 사전에 약속된 부반송파 위치에 참조신호를 모든 아날로그 빔을 통해 전송한다. 상기 참조신호는 모든 아날로그 빔들의 채널 상태를 측정하여 CSI를 보고하기 위해, 송신장치와 수신장치 사이에서 사전에 약속된다.
상기 참조신호를 전송하기 위해 활용되는 상호 직교하는 자원의 일 예는 시간 축과 주파수 축에서 상호 직교하는 OFDM 심볼 내의 서로 다른 부반송파가 될 수 있다. 하지만 송신장치에서 동일 시간에 전송이 가능한 아날로그 빔의 수는 구비된 무선 주파수 체인의 수에 제한을 받는다. 따라서 송신장치는 구비된 무선 주파수 체인의 수를 고려하여 아날로그 빔 별로 부반송파를 할당한다.
예컨대 송신장치가 소정 개수 (일 예로 10개)의 서브 프레임들에 의해 구성된 무선 프레임을 기반으로 신호를 전송하는 경우를 가정할 수 있다. 상기 서브 프레임들은 프레임 내에서 시간 축으로 연속하여 배열된다.
하나의 서브 프레임은 복수의 OFDM 심볼들을 전송하는 단위가 된다. 상기 OFDM 심볼은 데이터 또는 제어 신호에 상응한 OFDM 심볼 또는 참조신호에 상응한 OFDM 심볼이다. 일 예로 상기 채널 측정을 위한 참조신호 (DL-midamble)는 서브 프레임을 구성하는 복수의 OFDM 심볼들 중 일부 OFDM 심볼들 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4)을 통해 전송되고, 데이터 또는 제어 신호는 나머지 OFDM 심볼을 통해 전송된다.
하나의 OFDM 심볼은 소정 개수 (N개)의 자원 요소 (RE: Resource Element)들을 포함한다. 상기 복수의 자원 요소들은 OFDM 심볼 내에서 주파수 축으로 연속하여 배열된다. 즉 OFDM 심볼의 주파수 축에서의 부반송파 별로 하나의 자원 요소가 할당된다. 따라서 송신장치는 자원 요소 별로 아날로그 빔을 할당할 수 있다.
예컨대 송신장치에 구비된 무선 주파수 체인의 수가 네 개이고, 아날로그 빔의 개수가 열 여섯 개인 경우를 가정할 수 있다. 여기서 열 여섯 개의 아날로그 빔은 b1…… b16로 표시한다.
상기 가정에 따르면, 무선 주파수 체인의 수가 네 개이므로, 하나의 OFDM 심볼 내에서 네 개의 아날로그 빔들을 서로 다른 부반송파에 할당한다. 따라서 전체 아날로그 빔의 수를 열 여섯 개로 가정하고 있으므로, 전체 아날로그 빔들을 통해 참조신호를 전송하기 위해서는 시간 축 상에 존재하는 네 개의 OFDM 심볼들 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4)이 요구된다. 이 경우 네 개의 OFDM 심볼들 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4) 각각에 대해서는 열 여섯 개의 아날로그 빔들이 고유하게 네 개씩 분배된다.
따라서 하나의 OFDM 심볼 내의 각 부반송파에 대해서는 분배된 네 개의 아날로그 빔들 중 하나씩이 할당된다.
예컨대 세 번째 OFDM 심볼 (RS-3)에 해당하는 구간에서 첫 번째 부반송파 (subcarrier 0)의 위치에는 아홉 번째 아날로그 빔 b9을 할당하고, 두 번째 부반송파 (subcarrier 1)의 위치에는 열 번째 아날로그 빔 b10을 할당하고, 세 번째 부반송파 (subcarrier 2)의 위치에는 열 한번째 아날로그 빔 b11을 할당하며, 네 번째 부반송파 (subcarrier 3)의 위치에는 열 두 번째 아날로그 빔 b12를 할당한다. 그 이후의 부반송파들의 위치에는 아홉 번째 아날로그 빔 b9에서부터 열 두 번째 아날로그 빔 b12를 반복하여 할당한다. 이와 같이 각 부반송파의 위치 별로 아날로그 빔을 할당하면, 하나의 OFDM 심볼에 해당하는 구간에서 전체 주파수 대역에 대해 분배된 아날로그 빔들이 반복적으로 할당될 것이다.
다른 예로써, 네 번째 OFDM 심볼 (RS-4)에 해당하는 구간에서는 열 세 번째 아날로그 빔 b13에서부터 열 여섯 번째 아날로그 빔 b16을 반복하여 할당한다. 하지만 상기 네 번째 OFDM 심볼 (RS-4)에 해당하는 구간에서는 세 번째 OFDM 심볼 (RS-3)에 해당하는 구간에서 아날로그 빔을 할당하는 순서의 역의 순서에 의해 할당하였다.
한편 도 5에서는 참조신호를 전송하는 OFDM 심볼이 서브 프레임 내에서 시간 축으로 연속하여 위치하는 것을 가정하고 있다. 하지만 참조신호를 전송하는 OFDM 심볼은 서브 프레임의 시간 축 상에서 반드시 연속하여 위치할 필요는 없다.
도 6은 초고주파수 대역 기반의 무선 통신 시스템에서 단일 빔 (single beam) 사용 시에 아날로그 빔의 빔 이득 (BF gain, dB)을 보이고 있다. 도 6에서는 16개의 서로 다른 빔 패턴을 갖는 아날로그 빔들의 사용을 기준으로 하고 있다. 즉 초고주파수 대역 기반의 무선 통신 시스템이 총 16개의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나를 사용함을 가정하고 있다.
도 6에서 보이고 있는 바와 같이 형성된 16개의 아날로그 빔들은 각 아날로그 빔이 최대 빔 이득을 갖는 방위각 (azimuth angle)에서 다른 아날로그 빔들과 겹쳐지지 않는 특성을 갖도록 하는 기준에 의해 선별한 것이다. 이러한 기준에 의해 아날로그 빔들을 선별함으로써, 보다 넓은 빔 폭을 갖는 아날로그 빔을 형성할 시에 활용할 수 있도록 하였다.
도 7은 초고주파수 대역 기반의 무선 통신 시스템에서 복합 빔 (Multi beam)으로 사용 시에 아날로그 빔의 빔 이득을 보이고 있다. 도 7에서는 복합 빔으로 두 개의 인접 빔을 중첩 (Two contiguous beam superposition)시키는 예를 기반으로 하고 있다. 즉 도 6에서 예시한 바와 같이 선별된 16개 아날로그 빔들 중에서 인접한 두 개의 빔들을 동시에 전송함으로써, 보다 넓은 빔 폭을 갖는 아날로그 빔이 형성되는 예를 보이고 있다.
도 7에서는 16개 아날로그 빔들 중에서 단지 인접한 두 개의 빔들을 동시 전송하여 빔 폭을 넓은 새로운 아날로그 빔을 형성하는 것을 보이고 있으나, 두 개 이상의 빔들을 동시 전송하는 것도 가능하다. 즉 동시에 전송하는 빔의 개수를 두 개 이상으로 증가시켜 보다 넓은 빔 폭을 갖는 아날로그 빔을 쉽게 형성할 수 있다.
하지만 동시에 전송하는 빔의 개수는 송신장치를 구성하는 무선 주파수 체인의 개수에 의해 제한되므로, 아날로그 빔이 가지는 빔 폭을 넓히는 것에도 한계가 존재한다.
예컨대 송신장치에 구비된 무선 주파수 체인이 4개인 경우, 상기 송신장치는 최대 4개의 아날로그 빔들을 동시 전송할 수 있다. 따라서 상기 송신장치에서는 4개의 아날로그 빔들을 동시에 전송할 시에 형성되는 빔 폭이 지원 가능한 최대 빔 폭이 될 것이다.
도 7에서 도시한 아날로그 빔들의 전체 개수는 15개이다. 이는 16개 아날로그 빔들 중에서 인접한 두 개 빔을 동시 전송하여 넓은 빔 폭을 갖는 새로운 하나의 아날로그 빔을 형성하였기 때문이다.
만약 새로 형성된 아날로그 빔들간에 빔 이득의 변화를 최소화하고자 한다면, 인접한 두 개 빔들의 모든 조합에 따라서 아날로그 빔을 만드는 것이 바람직하다. 그리고 선별된 아날로그 빔들의 특성을 이용하면, 데이터 전송 시에 채널 상황 및 조건에 따라 적합한 빔 폭을 갖는 아날로그 빔을 사용할 수 있다. 이를 위해서 수신장치는 송신장치로부터 전달된 지시에 따라, 해당 아날로그 빔에 대한 CSI를 측정하여 보고할 필요가 있다. 상기 송신장치는 수신장치가 CSI를 측정하여 보고하는 것을 지원하기 위해 참조신호, 일 예로 하향링크 미드앰블을 전송하는 방안 및 구조를 마련하고 있어야 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치에서 참조신호가 전송될 OFDM 심볼의 각 자원 요소에 대해 아날로그 빔을 할당하는 일 예를 보이고 있다.
도 8을 참조하면, 하나의 서브프레임은 시간 축 상에서 연속하는 복수의 OFDM 심볼들을 포함한다. 상기 복수의 OFDM 심볼 중 일부는 참조신호의 전송을 위해 사용될 OFDM 심볼들 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4)(812, 814, 816, 818)(이하 ‘참조 OFDM 심볼’이라 칭함)이다.
상기 참조 OFDM 심볼들 각각은 N개의 자원 요소들을 포함한다. 상기 자원 요소는 해당 참조 OFDM 심볼에서 전체 주파수 대역을 복수의 부반송파들로 분할할 시, 상기 분할된 부분송파를 의미한다.
상기 자원 요소에 대해서는 하나의 아날로그 빔이 할당된다. 즉 해당 자원 요소의 부반송파를 이용하여 참조신호를 전송할 아날로그 빔을 할당하는 것이다. 상기 아날로그 빔의 할당 시에는 참조 OFDM 심볼의 수와 전체 아날로그 빔의 수 등이 고려된다. 상기 참조 OFDM 심볼의 수와 전체 아날로그 빔의 수 등은 송신장치 내에 구비된 무선 주파수 체인의 개수와 밀접한 관계를 가진다. 즉 하나의 참조 OFDM 심볼에 대해 할당되는 아날로그 빔의 개수는 송신장치 내에 구비된 무선 주파수 체인의 개수와 일치하는 것이 바람직하다.
도 8에서는 4개의 무선 주파수 체인과 16개의 아날로그 빔을 가정하고 있다. 따라서 도 8에서는 16개의 아날로그 빔을 4개씩 그룹핑 (grouping)하여 4개의 아날로그 빔 그룹으로 분할하고, 4개의 참조 OFDM 심볼 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4)(812, 814, 816, 818) 별로 하나의 아날로그 빔 그룹을 분배한다. 일 예로 첫 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-1)(812)에 대해서는 b1, b2, b3, b4로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하고, 두 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-2)(814)에 대해서는 b5, b6, b7, b8로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하며, 세 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-3)(816)에 대해서는 b9, b10, b11, b12로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하고, 네 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-4)(818)에 대해서는 b12, b14, b15, b16으로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배한다.
상기 각 참조 OFDM 심볼에 대해 분배된 아날로그 빔들은 해당 참조 OFDM 심볼 내에서 부반송파 별로 할당된다. 예컨대 참조 OFDM 심볼 내에서 아날로그 빔들이 할당되는 부반송파의 위치는 주파수 축 혹은 시간 축에서 서로 인접하도록 할당한다.
예를 들어 도 8에서는 아날로그 빔 b1과 b2를 사용하여 참조 신호를 전송하는 부반송파의 위치는 주파수 축으로 인접하게 할당하였다. 이와 유사하게 아날로그 빔 b3, b4 역시 주파수 축으로 인접한 위치의 부반송파에 할당하였다. 하지만 아날로그 빔 b4와 b5는 시간 축으로 인접하고, 주파수 축에서 동일한 위치의 부반송파에 할당하였다.
상술한 바에 따라 4개의 참조 OFDM 심볼을 대상으로 하는 아날로그 빔의 할당은 도 8에서 보이고 있는 화살표와 같은 방향으로 이루어졌다. 즉 첫 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-1) 내의 주파수 축 상에서 인덱스가 0 내지 3에 해당하는 위치의 자원 요소 (부반송파)에 분배 받은 아날로그 빔 b1, b2, b3, b4를 순차적으로 할당하고, 시간 측에서 연속하는 두 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-2) 내의 주파수 축 상에서 인덱스가 0 내지 3에 해당하는 위치의 자원 요소 (부반송파)에 분배 받은 아날로그 빔 b5, b6, b7, b8를 역순으로 할당한다. 그 후 시간 축으로 연속하는 세 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-3) 내의 주파수 축 상에서 인덱스가 0 내지 3에 해당하는 위치의 자원 요소 (부반송파)에 분배 받은 아날로그 빔 b9, b10, b11, b12를 순차적으로 할당하고, 시간 측에서 연속하는 네 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-4) 내의 주파수 축 상에서 인덱스가 0 내지 3에 해당하는 위치의 자원 요소 (부반송파)에 분배 받은 아날로그 빔 b12, b14, b15, b16를 역순으로 할당한다.
따라서 상술한 바와 같은 아날로그 빔들의 할당으로 인해, 참조신호는 시간 축과 주파수 축으로 변경한 부반송파에서 아날로그 빔들 (b1, b2 …… b16)의 순서에 의해 전송될 것이다.
한편 각 참조 OFDM 심볼에서 전체 주파수 내역 중 상술한 바에 의해 아날로그 빔이 할당된 자원 요소를 제외한 나머지 자원 요소에 대해서는, 분배된 아날로그 빔들을 반복적으로 할당한다.
예컨대 첫 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-1) 내의 주파수 축 상에서 나머지 인덱스 4 내지 N-1에 해당하는 위치의 자원 요소 (부반송파)들에 대해서는 분배 받은 아날로그 빔 b1, b2, b3, b4를 반복적으로 할당한다. 즉 분배 받은 아날로그 빔 b1, b2, b3, b4를 주파수 축 상에서 연속하는 4개의 인덱스들에 해당하는 위치의 자원 요소들 단위로 반복하여 할당한다. 상기한 바와 같은 아날로그 빔의 할당은 나머지 참조 OFDM 심볼들 (RS-2, RS-3, RS-4)에 대해서도 동일하게 적용될 것이다.
한편 도 8에서는 아날로그 빔의 할당 순서를 시간 축에서 동일한 부반송파를 대상으로 이동하는 것을 전제로 하고 있다. 하지만 아날로그 빔의 할당 순서가 반드시 시간 축에서 동일한 부반송파를 대상으로 하지 않을 수 있다. 즉 아날로그 빔의 할당 순서를 첫 번째 참조 OFDM 심볼에서 0 내지 3의 인덱스에 해당하는 위치의 부반송파를 순서로 한 후, 시간 축에서 다음 참조 OFDM 심볼인 두 번째 참조 OFDM 심볼에서는 N-1 내지 N-4의 인덱스에 해당하는 위치의 부반송파 순서로 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치에서 참조신호가 전송될 OFDM 심볼의 각 자원 요소에 대해 아날로그 빔을 할당하는 다른 예를 보이고 있다. 도 9에서의 서브 프레임의 물리적인 구조는 도 8에서 살펴본 바와 동일하다. 또한 도 8에서와 동일하게 4개의 무선 주파수 체인과 16개의 아날로그 빔을 가정하고 있다.
도 9를 참조하면, 16개의 아날로그 빔을 4개씩 그룹핑 (grouping)하여 4개의 아날로그 빔 그룹으로 분할한다. 상기 분할에 의한 4개의 아날로그 빔 그룹은 4개의 참조 OFDM 심볼 (RS-1, RS-2, RS-3, RS-4)(912, 914, 916, 918)에 일대일로 분배된다. 일 예로 첫 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-1)(912)에 대해서는 b1, b8, b9 b16으로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하고, 두 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-2)(914)에 대해서는 b2, b7, b10, b15로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하며, 세 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-3)(916)에 대해서는 b3, b6, b11, b14로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배하고, 네 번째 참조 OFDM 심볼 (RS-4)(918)에 대해서는 b4, b5, b12, b13으로 구성된 아날로그 빔 그룹을 분배한다.
상기 각 참조 OFDM 심볼에 대해 분배된 아날로그 빔들은 해당 참조 OFDM 심볼 내에서 부반송파 별로 할당된다. 예컨대 참조 OFDM 심볼 내에서 아날로그 빔들이 할당되는 부반송파의 위치는 주파수 축 혹은 시간 축에서 서로 인접하도록 할당한다.
즉 4개의 참조 OFDM 심볼들에서 동일 위치의 부반송파들에 대해 연속하는 4개의 인덱스를 가지는 아날로그 빔들을 할당한다. 그리고 마지막으로 아날로그 빔이 할당된 참조 OFDM 심볼에서 주파수 축으로 연속하는 다음 부반송파와, 나머지 3개의 참조 OFDM 심볼에서 시간 축으로 연속하는 3개의 부반송파들에 대해 연속하는 4개의 인덱스를 가지는 아날로그 빔들을 할당한다.
상술한 바에 따라 4개의 참조 OFDM 심볼을 대상으로 하는 아날로그 빔의 할당은 도 9에서 보이고 있는 화살표와 같은 방향으로 이루어졌다.
예컨대 4개의 참조 OFDM 심볼들 (RS-1 내지 RS-4)(912, 914, 916, 918) 각각에서 인덱스가 0에 해당하는 위치의 자원 요소에 b1, b2, b3, b4를 순차적으로 할당하고, 상기 4개의 참조 OFDM 심볼들 (RS-1 내지 RS-4)(912, 914, 916, 918) 각각에서 인덱스가 1에 해당하는 위치의 자원 요소에 b5, b6, b7, b8을 역순으로 할당한다. 그 후 상기 4개의 참조 OFDM 심볼들 (RS-1 내지 RS-4)(912, 914, 916, 918) 각각에서 인덱스가 2에 해당하는 위치의 자원 요소에 b9, b10, b11, b12를 순차적으로 할당하고, 상기 4개의 참조 OFDM 심볼들 (RS-1 내지 RS-4)(912, 914, 916, 918) 각각에서 인덱스가 3에 해당하는 위치의 자원 요소에 b9, b10, b11, b12을 역순으로 할당한다.
따라서 상술한 바와 같은 아날로그 빔들의 할당으로 인해, 참조신호는 시간 축과 주파수 축으로 변경한 부반송파에서 아날로그 빔들 (b1, b2 …… b16)의 순서에 의해 전송될 것이다.
한편 각 참조 OFDM 심볼에서 전체 주파수 내역 중 상술한 바에 의해 아날로그 빔이 할당된 자원 요소를 제외한 나머지 자원 요소에 대해서는, 분배된 아날로그 빔들을 반복적으로 할당한다. 즉 4개의 참조 OFDM 심볼들 (RS-1 내지 RS-4)(912, 914, 916, 918) 각각에서 4개의 인덱스 단위로 자원 요소들의 위치에서 16개의 아날로그 빔들이 반복하여 할당된다.
한편 도 9에서는 동일한 인덱스를 가지는 위치의 부반송파에 대한 아날로그 빔의 할당이 이루어진 후, 마지막 아날로그 빔 할당이 이루어진 참조 OFDM 심볼 내의 주파수 축에서 연속하는 다음 부반송파로 이동하는 것을 전제로 하고 있다. 하지만 동일한 인덱스를 가지는 위치의 부반송파에 대한 아날로그 빔의 할당이 이루어진 후, 반드시 주파수 축에서 연속하는 부반송파로 이동할 필요는 없다. 즉 아날로그 빔의 할당 순서를 사전에 설정된 인덱스의 패턴을 사용하여 그 순서를 설정할 수도 있다.
앞에서 살펴본 도 8과 도 9에서는 다양한 빔 폭을 가지는 아날로그 빔에 대한 채널 측정이 이루어질 수 있도록 참조신호를 전송 방법 및 구조를 도시한 것이다.
일 예로 도 8과 도 9에서 할당되는 아날로그 빔은 도 6에서 도시한 바와 같은 좁은 빔 폭을 갖는다. 그리고 동일 OFDM 심볼 구간 내에서는 무선 주파수 체인의 개수만큼의 아날로그 빔들을 사용하여 서로 다른 부반송파에서 참조 신호를 전송할 수 있다.
이와 같이 아날로그 빔 별로 부반송파의 위치를 할당함으로써, 동시에 전송되는 인접한 다수개의 아날로그 빔들에 대한 채널을 측정할 때, 해당 아날로그 빔들에 해당하는 부반송파의 위치가 서로 인접하므로 채널이 유사하다고 가정할 수 있다. 따라서 상기한 가정에 의해 새롭게 형성된 아날로그 빔에 의한 채널을 측정할 수 있다.
결론적으로 본 발명에 의해 제안된 방법을 적용할 시, 하나의 빔 폭, 즉 좁은 빔 폭을 갖는 아날로그 빔들에 대한 참조신호를 전송함에도 불구하고, 다양한 빔 폭을 갖는 아날로그 빔에 대한 채널을 측정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 송신장치에서 참조 신호를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 10을 참조하면, 송신장치는 1010단계에서 적어도 하나의 수신장치로부터 보고되는 피트-백 정보를 수신한다. 상기 피드-백 정보는 송신장치에 의해 앞서 전송된 참조신호를 기반으로 수행된 채널 상태에 대한 측정에 따른 채널 품질 식별 정보를 포함한다.
상기 송신장치는 수신한 피드-백 정보를 기반으로 수신장치 별로의 채널 상황을 예측할 수 있다. 상기 송신장치는 예측한 채널 상황을 고려하여 신호를 전송할 대상 수신장치와, 상기 대상 수신장치로 신호를 전송하기 위한 구체적인 방안을 결정한다. 예컨대 예측한 채널 상황을 고려하여 대상 수신장치 별로 신호를 전송하기 위한 최적의 부호화 율 및 변조방식을 결정할 수 있다. 상기 부호화 율 및 변조방식은 신호를 전송할 전송률을 결정하기 위한 주요한 요건이다.
또한 상기 송신장치는 예측한 채널 상황을 기반으로 다수개의 요소 안테나들로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어한다. 예컨대 아날로그 빔 별로 구비된 위상 조정 수단의 위상 외에 진폭을 제어함으로써, 해당 아날로그 빔의 빔 폭을 조정할 수 있다. 그 외에도 복수의 아날로그 빔들을 동일 시점에 전송함으로써, 빔 폭을 조정할 수 있다.
상기 송신장치는 1012단계에서 채널 측정 지시 메시지를 생성하고, 상기 생성한 채널 측정 지시 메시지를 제어 채널을 통해 수신장치로 전송한다. 상기 채널 측정 지시 메시지는 수신장치가 수신한 참조신호를 기반으로 채널 측정을 수행하기 위해 요구되는 제어 정보를 전달하기 위한 메시지이다.
일 예로 상기 채널 측정 지시 메시지는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함한다. 상기 채널 특정 지시 메시지에 포함된 각 정보는 앞에서 이미 정의되었음에 따라, 그 구체적인 설명은 생략한다.
상기 송신장치는 채널 측정 지시 메시지를 전송한 후 1014단계에서 참조신호를 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들을 통해 전송한다. 일 예로 OFDM 심볼을 이용하여 참조신호를 전송하는 경우, 참조신호를 전송할 OFDM 심볼을 구성하는 자원 요소들 각각에 대해 아날로그 빔을 할당한다. 그리고 OFDM 심볼의 각 부반송파 위치에서 할당된 아날로그 빔의 이용하여 참조신호를 전송할 수 있어야 한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 송신장치가 참조신호를 전송하기 위해 수행할 서브루틴을 보이고 있다. 여기서 초고주파수 대역 무선통신시스템에서의 송신장치는 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 것을 가정한다.
도 11을 참조하면, 송신장치는 1110단계에서 서브 프레임을 구성하는 복수의 OFDM 심볼들 중 참조신호를 전송하기로 약속된 참조 OFDM 심볼 각각을 위한 아날로그 빔을 분배한다. 예컨대 상기 송신장치는 서브 프레임 내의 참조 OFDM 심볼의 수, 무선 주파수 체인의 개수, 아날로그 빔의 개수 등을 고려하여 참조 OFDM 심볼에 대한 아날로그 빔을 분배한다. 일 예로 4개의 무선 주파수 체인을 이용하여 16개의 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송하는 경우, 4개의 참조 OFDM 심볼 각각에 대해 4개씩의 아날로그 빔들을 분배한다. 이때 아날로그 빔은 복수의 참조 OFDM 심볼들에 중복하여 분배하지 않도록 한다.
상기 송신장치는 1112단계에서 각 참조 OFDM 심볼 내의 부반송파들, 즉 자원 요소들 각각의 위치에 대응하여 해당 참조 OFDM 심볼에 대해 할당된 아날로그 빔들을 할당한다. 즉 송신장치는 분배된 아날로그 빔들을 해당 참조 OFDM 심볼의 부반송파들 각각의 위치에 할당한다.
예컨대 상기 송신장치는 소정 개수의 참조 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 아날로그 빔들 중 고유하게 분배된 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 전체 주파수 대역을 구분하는 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당한다. 도 8과 도 9에서 분배된 아날로그 빔들을 참조 OFDM 심볼의 자원 요소들에 할당하는 예에 관해 충분히 설명하였다.
상기 송신장치는 1114단계에서 참조 OFDM 심볼 내에서 각 부반송파의 위치 (즉 각 자원 요소의 위치)에서 할당된 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 참조신호를 기반으로 채널 측정을 통해 채널 품질을 보고하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다. 여기서 초고주파수 대역 무선통신시스템에서의 수신장치는 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 수신하고, 이를 기반으로 채널 상태를 측정하여 그 결과를 송신장치로 보고하는 것을 가정한다.
도 12를 참조하면, 수신장치는 1210단계에서 제어 채널을 통해 송신장치로부터 채널 측정 지시 메시지를 수신한다. 상기 채널 측정 지시 메시지는 채널 측정 제어 정보를 포함한다. 상기 채널 측정 제어 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 구성될 수 있다.
예를 들어, 수신장치는 N+2 비트로 구성된 채널 측정 제어 정보 (b0, b1, b2…… bN+1)를 PDCCH를 통해 송신장치로부터 수신한다.
여기서 b0는 와이드 밴드 (Wideband) CSI와 서브 밴드 (Subband) CSI를 구별하는 식별 정보이다. 일 예로 b0이 0인 경우는 와이드 밴드 CSI를 의미하며, b0이 1인 경우는 서브 밴드 CSI를 의미한다.
또한 b1은 선택된 아날로그 빔들을 활용하여 전송하는 방법인 싱글 빔 전송 혹은 멀티 빔 전송을 구별하는 식별 정보이다. 일 예로 b1이 0인 경우는 싱글 빔 전송 방법을 의미하고, b1이 1인 경우는 멀티 빔 전송 방법을 의미한다.
나머지 N 비트 (b2, b3, b4…… bN+1)는 N개의 아날로그 빔 별 인덱스를 나타내는 비트맵이다. 일 예로 bi이 1인 경우는 인덱스가 i인 아날로그 빔을 사용하여 전송되는 참조신호를 기반으로 채널 상태를 측정할 것을 지시하는 의미이다.
상기 송신장치는 1212단계에서 송신장치에 의해 와이드 밴드 CSI 기반 채널 추정이 요청되었는지 아니면 서브 밴드 CSI 기반 채널 추정이 요청되었는지를 판단한다. 상기 송신장치는 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 채널 측정 제어 정보에 의해 채널 측정 방식을 결정할 수 있다. 즉 채널 측정 제어 정보를 구성하는 자원 할당 식별 정보 (b0)에 의해 참조신호를 전송할 자원이 전체 주파수 대역에서 분산되도록 할당되었는지 아니면 특정 주파수 대역 내에서 할당되었는지를 확인한다.
만약 참조신호를 전송할 자원이 전체 주파수 대역에서 분산되도록 할당되었다면, 상기 송신장치는 와이드 밴드 CSI 기반 채널 추정을 수행할 것을 결정한다. 하지만 참조신호를 전송할 자원이 특정 주파수 대역 내에서 할당되었다면, 상기 송신장치는 서브 밴드 CSI 기반 채널 추정을 수행할 것을 결정한다.
상기 송신장치는 와이드 밴드 CSI 기반 채널 추정을 결정하면, 1214단계로 진행하여 와이드 밴드 CSI 기반의 채널 추정을 위한 제1서브루틴을 수행한다. 그렇지 않고, 서브 밴드 CSI 기반 채널 추정을 결정하면, 1216단계로 진행하여 서브 밴드 CSI 기반의 채널 추정을 위한 제2서브루틴을 수행한다.
상기 송신장치는 상기 제1 또는 제2 서브루틴의 수행에 의해 채널 상태에 대한 측정이 완료되면, 1218단계에서 채널 측정 결과를 송신장치로 보고한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 와이드 밴드 CSI를 측정하는 제1서브루틴에 상응한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 13을 참조하면, 수신장치는 송신장치가 싱글 빔에 의해 참조신호를 송신하였는지 아니면 멀티 빔에 의해 참조신호를 송신하였는지를 판단한다 (1310단계). 상기 수신장치는 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 채널 측정 제어 정보에 의해 참조신호를 전송하는 빔의 형식을 결정할 수 있다. 즉 채널 측정 제어 정보를 구성하는 전송 방식 식별 정보 (b1)에 의해 참조신호가 싱글 빔에 의해 전송되는지 아니면 멀티 빔에 의해 전송되는지를 확인한다.
만약 참조신호가 싱글 빔에 의해 전송되었다면, 상기 수신장치는 1312단계 내지 1318단계에 의한 채널 상태 측정을 수행한다. 하지만 참조신호가 멀티 빔에 의해 전송되었다면, 상기 수신장치는 1320단계 내지 1326단계에 의해 채널 상채 측정을 수행한다.
먼저 참조신호를 전송하기 위해 싱글 빔이 사용된 경우를 가정하면, 상기 수신장치는 대상 아날로그 빔 인덱스를 결정한다 (1312단계). 상기 대상 아날로그 빔 인덱스는 참조신호가 전송되는 아날로그 빔에 대해 부여한 인덱스이다. 예컨대 상기 수신장치는 채널 측정 제어 정보에서 N 비트로 구성된 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)에 의해 대상 아날로그 빔 인덱스를 확인할 수 있다. 즉 상기 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)을 구성하는 N 비트 각각은 송신장치에 의해 전송되는 아날로그 빔들에 일대일 대응 관계를 갖는다. 따라서 상기 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)에서 비트 값이 1인 비트에 대응한 아날로그 빔을 대상 아날로그 빔으로 결정한다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔의 인덱스에 대응하여 할당된 할당된 자원 요소 (즉 참조 OFDM 심볼 내의 부반송파)의 위치를 인지한다 (1314단계). 상기 참조 OFDM 심볼에서 대상 아날로그 빔에 대해 할당된 자원 요소의 위치는 앞에서 정의된 <수학식 1> 내지 <수학식 5>에 의해 산출할 수 있다. 일 예로 참조 OFDM 심볼에서 자원 요소의 위치는 시간 축의 인덱스 (OFDM 심볼 인덱스)와 주파수 축의 인덱스 (부반송파 인덱스)에 의해 정의된다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔을 통해 앞서 인지한 위치의 부반송파에서 송신장치로부터 전송되는 참조신호를 수신한다 (1316단계).
상기 수신장치는 수신한 참조신호를 이용하여 상기 참조신호를 전송하기 위해 자원이 할당된 전체 주파수 대역에 대한 채널 상황을 측정하고, 그 결과를 기반으로 PMI와 평균 CQIi를 추정한다 (1318단계).
일 예로 상기 평균 CQIi는 하기 <수학식 6>에 의해 전체 주파수 대역을 대상으로 산출할 수 있다. 하기 <수학식 6>에 의해 산출되는 평균 CQIi는 RSSI에 해당한다.
Figure pat00038
여기서
Figure pat00039
는 참조신호로부터 추정된 채널 상태 값,
Figure pat00040
는 OFDM 심볼 인덱스,
Figure pat00041
는 부반송파 인덱스이다.
한편 상술한 예에서는
Figure pat00042
번째 아날로그 빔에 대한 평균 CQIi를 추정하는 것을 가정하고 있다. 하지만 다른 예로써 수신장치는 비트 맵에 의해 획득한 하나 이상의 대상 아날로그 빔 각각에 대응하여 측정한 CQIi들을 송신장치로 전달하거나 그 중에서 제일 좋은 와이드 밴드 CSI에 해당하는 CQIi 값과 해당 아날로그 빔의 인덱스를 송신장치로 전달할 수 있다.
다음으로 참조신호를 전송하기 위해 멀티 빔이 사용된 경우를 가정하면, 수신장치는 대상 아날로그 빔 인덱스를 결정한다 (1320단계). 상기 대상 아날로그 빔 인덱스는 채널 측정 제어 정보에서 N 비트로 구성된 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)에 의해 확인할 수 있다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔의 인덱스에 대응하여 할당된 자원 요소 (즉 참조 OFDM 심볼 내의 부반송파)의 위치를 인지한다 (1322단계). 상기 참조 OFDM 심볼 내에서 대상 아날로그 빔에 대해 할당된 자원 요소의 위치는 앞에서 정의된 <수학식 1> 내지 <수학식 5>에 의해 산출할 수 있다. 일 예로 참조 OFDM 심볼에서 자원 요소의 위치는 시간 축의 인덱스 (OFDM 심볼 인덱스)와 주파수 축의 인덱스 (부반송파 인덱스)에 의해 정의된다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔을 통해 앞서 인지한 위치의 부반송파에서 송신장치로부터 전송되는 참조신호를 수신한다 (1324단계).
상기 수신장치는 수신한 참조신호를 이용하여 채날 상황을 측정한다 (1326단계). 예컨대 상기 수신장치는 채널 상황을 추정 대상이 전체 주파수 대역이므로, 전체 주파수 자원에 대한 채널 상황을 측정하여 와이드 밴드에 대응한 CQI와 PMI를 추정한다.
이를 위해 앞서 획득한 아날로그 빔의 인덱스들을 사용하여 전송되는 참조신호들로부터 추정된 채널 벡터
Figure pat00043
을 상기 <수학식 7>에 의해 예측한다.
Figure pat00044
그리고 상기 수신장치는 전체 주파수 자원에 걸쳐 앞서 예측한 채널 벡터와 가장 상관 관계를 큰 코드-북 인덱스를 찾아 PMI로 추정한다. 예컨대 상기 PMI는 하기 <수학식 8>에 의해 추정할 수 있다.
Figure pat00045
상기한 <수학식 8>에 의해 PMI를 선정한 이후, 상기 수신장치는 선정한 PMI에 해당하는 코드-북에 의한 프리코딩을 수행하였을 때, 전체 주파수 대역에서의 평균 CQI (CINR 혹은 RSSI)를 추정한다.
일 예로 상기 평균 CQI는 하기 <수학식 9>에 의해 전체 주파수 대역을 대상으로 산출할 수 있다. 하기 <수학식 9>에 의해 산출되는 평균 CQI는 RSSI에 해당한다.
Figure pat00046
상기 수신장치는 상술한 바에 의해 추정한 CQI와 PMI를 송신장치로 피드-백을 하여 상기 송신장치에게로 채널 측정 값이 전달되도록 한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 수신장치에서 서브 밴드 CSI를 측정하는 제2서브루틴에 상응한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 14를 참조하면, 수신장치는 송신장치가 싱글 빔에 의해 참조신호를 송신하였는지 아니면 멀티 빔에 의해 참조신호를 송신하였는지를 판단한다 (1410단계). 상기 수신장치는 상기 채널 측정 지시 메시지에 포함된 채널 측정 제어 정보에 의해 참조신호를 전송하는 빔의 형식을 결정할 수 있다. 즉 채널 측정 제어 정보를 구성하는 전송 방식 식별 정보 (b1)에 의해 참조신호가 싱글 빔에 의해 전송되는지 아니면 멀티 빔에 의해 전송되는지를 확인한다.
만약 참조신호가 싱글 빔에 의해 전송되었다면, 상기 수신장치는 1412단계 내지 1418단계에 의한 채널 상태 측정을 수행한다. 하지만 참조신호가 멀티 빔에 의해 전송되었다면, 상기 수신장치는 1420단계 내지 1426단계에 의해 채널 상채 측정을 수행한다.
먼저 참조신호를 전송하기 위해 싱글 빔이 사용된 경우를 가정하면, 상기 수신장치는 대상 아날로그 빔 인덱스를 결정한다 (1412단계). 상기 대상 아날로그 빔 인덱스는 채널 측정 제어 정보에서 N 비트로 구성된 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)에 의해 확인할 수 있다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔의 인덱스에 대응하여 할당된 자원 요소 (즉 참조 OFDM 심볼 내의 부반송파)의 위치를 인지한다 (1414단계). 상기 참조 OFDM 심볼에서 대상 아날로그 빔에 대해 할당된 자원 요소의 위치는 앞에서 정의된 <수학식 1> 내지 <수학식 5>에 의해 산출할 수 있다. 일 예로 참조 OFDM 심볼에서 자원 요소의 위치는 시간 축의 인덱스 (OFDM 심볼 인덱스)와 주파수 축의 인덱스 (부반송파 인덱스)에 의해 정의된다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔을 통해 앞서 인지한 위치의 부반송파에서 송신장치로부터 전송되는 참조신호를 수신한다 (1416단계).
상기 수신장치는 수신한 참조신호를 이용하여 참조신호를 전송하기 위해 자원이 할당된 특정 주파수 자원 영역, 즉 q 번째 서브 밴드 영역에 대한 채널 상황을 측정하고, 그 결과를 기반으로 평균 CQIi[q]를 추정한다 (1418단계).
일 예로 상기 평균 CQIi[q]는 하기 <수학식 10>에 의해 특정 주파수 자원 영역, 즉 q 번째 서브 밴드 영역을 대상으로 산출할 수 있다. 하기 <수학식 10>에 의해 산출되는 평균 CQIi[q]는 RSSI에 해당한다.
Figure pat00047
여기서
Figure pat00048
는 참조신호로부터 추정된 채널 상태 값,
Figure pat00049
는 OFDM 심볼 인덱스,
Figure pat00050
는 부반송파 인덱스이다.
한편 상술한 예에서는
Figure pat00051
번째 아날로그 빔에 대한 평균 CQIi[q]를 추정하는 것을 가정하고 있다. 하지만 다른 예로써 수신장치는 모든 또는 일부 서브 밴드에 대해 측정한 CQIi[q]를 송신장치로 피드-백하여 상기 송신장치에서 지시한 채널 측정 값을 전달한다. 여기서 하나 이상의 아날로그 빔의 인덱스가 비트 맵을 통해 전송된 경우, 상기 수신장치는 획득한 모든 아날로그 빔들 각각에 대해 해당 서브 밴드 별 CQIi[q]를 계산하고, 상기 각 아날로그 빔에 대해 계산한 모든 CQIi[q]들을 송신장치로 전달하거나 그 중 가장 좋은 CQIi[q]를 해당 아날로그 빔의 인덱스와 함께 상기 송신장치로 전달할 수 있다.
다음으로 참조신호를 전송하기 위해 멀티 빔이 사용된 경우를 가정하면, 수신장치는 대상 아날로그 빔 인덱스를 결정한다 (1420단계). 상기 대상 아날로그 빔 인덱스는 채널 측정 제어 정보에서 N 비트로 구성된 비트맵 (b2, b3, b4…… bN+1)에 의해 확인할 수 있다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔의 인덱스에 대응하여 할당된 자원 요소 (즉 참조 OFDM 심볼 내의 부반송파)의 위치를 인지한다 (1422단계). 상기 참조 OFDM 심볼에서 대상 아날로그 빔에 대해 할당된 자원 요소의 위치는 앞에서 정의된 <수학식 1> 내지 <수학식 5>에 의해 산출할 수 있다. 일 예로 참조 OFDM 심볼에서 자원 요소의 위치는 시간 축의 인덱스 (OFDM 심볼 인덱스)와 주파수 축의 인덱스 (부반송파 인덱스)에 의해 정의된다.
상기 수신장치는 획득한 대상 아날로그 빔의 인덱스 ni 에 해당하는 부반송파의 위치 (
Figure pat00052
)에서 송신장치로부터 전송되는 참조신호를 수신한다 (1424단계).
앞에서 확인한 전송 방식이 서브 밴드 CSI이므로, 상기 수신장치는 수신한 참조신호를 이용하여 특정 주파수 자원 영역, 즉 q 번째 서브 밴드 영역에 대한 채널 상황을 측정하고, 그 결과를 기반으로 서브 밴드 CQI 및 PMI를 추정한다 (1426단계).
이를 위해 상기 수신장치는 대상 아날로그 빔을 사용하여 전송된 참조신호를 기반으로 추정한 채널 값에 의해 채널 특성에 관한 벡터
Figure pat00053
를 상기 <수학식 7>에 의해 구성한다.
그리고 상기 수신장치는 특정 주파수 자원, 즉 q 번째 서브 밴드 영역에서 상기 구성한 채널 벡터와 가장 높은 상관 관계를 가지는 코드-북 인덱스를 찾아 PMI[q]로 추정한다. 예컨대 상기 PMI는 하기 <수학식 11>에 의해 추정할 수 있다.
Figure pat00054
상기한 <수학식 11>에 의해 PMI[q]를 선정한 이후, 상기 수신장치는 선정한 PMI[q]에 해당하는 코드-북에 의한 프리코딩을 수행하였을 때, q번째 서브 밴드 대역에서의 평균 CQI[q] (CINR 혹은 RSSI)를 추정한다.
일 예로 상기 평균 CQI[q]는 하기 <수학식 12>에 의해 q번째 서브 밴드 대역을 대상으로 산출할 수 있다. 하기 <수학식 12>에 의해 산출되는 평균 CQI[q]는 RSSI에 해당한다.
Figure pat00055
상기 수신장치는 상술한 바에 의해 모든 혹은 일부 서브 밴드에 대해 추정한 CQI[q]와 PMI[q]를 송신장치로 피드-백을 하여 상기 송신장치에게로 채널 측정 값이 전달되도록 한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 변형에 의한 실시가 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 뿐만 아니라 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (22)

  1. 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하는 송신장치가 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 내에서 참조신호를 전송할 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 할당하는 과정과,
    상기 할당된 위치들 각각에 상응한 부반송파를 기반으로 해당 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 부반송파의 위치를 할당하는 과정은,
    상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 상기 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배하고, 상기 각 OFDM 심볼에 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당하는 과정임을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전송하는 과정은,
    상기 할당된 위치들 중 시간 축 또는 주파수 축에서 인접한 적어도 두 개의 위치에 상응한 부반송파들에 대응한 아날로그 빔을 통해 동시에 참조신호를 전송하는 과정임을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동시에 참조신호를 전송할 적어도 두 개의 아날로그 빔을 결정하는 시간 축 또는 주파수 축에서 인접한 적어도 두 개의 부반송파 위치를 상기 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 결정하는 과정을 더 포함하는 참조신호 전송방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 참조신호를 전송하기 위한 최대 빔 폭은 동시에 참조신호를 전송할 수 있는 최대 아날로그 빔의 개수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치는 상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대해 부여된 심볼 인덱스와, OFDM 심볼 내의 부반송파들 각각에 대해 부여된 부반송파 인덱스에 의해 할당함을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 심볼 인덱스 (
    Figure pat00056
    )는
    Figure pat00057
    에 의해 부여되고, 상기 부반송파 인덱스 (
    Figure pat00058
    )는
    Figure pat00059
    에 의해 부여되며.
    여기서 k는
    Figure pat00060
    ,
    Figure pat00061
    는 아날로그 빔의 인덱스,
    Figure pat00062
    은 무선 주파수 체인 수,
    Figure pat00063
    는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
    Figure pat00064
    는 주파수 재사용 팩터,
    Figure pat00065
    는 전체 부반송파의 개수임을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 심볼 인덱스 (
    Figure pat00066
    )는
    Figure pat00067
    에 의해 부여되고, 상기 부반송파 인덱스 (
    Figure pat00068
    )는
    Figure pat00069
    에 의해 부여되며,
    여기서 k는
    Figure pat00070
    ,
    Figure pat00071
    는 아날로그 빔의 인덱스,
    Figure pat00072
    은 무선 주파수 체인 수,
    Figure pat00073
    는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
    Figure pat00074
    은 참조신호를 위한 OFDM 심볼의 수,
    Figure pat00075
    는 주파수 재사용 팩터,
    Figure pat00076
    는 전체 부반송파의 개수임을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정 지시 메시지를 구성하고, 상기 구성한 채널 측정 지시 메시지를 하향링크 제어채널을 통해 상기 수신장치로 전송하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고,
    상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프리코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 하는 참조신호 전송방법.
  9. 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치가 채널 측정에 따른 결과를 보고하는 방법에 있어서,
    송신장치로부터 채널 측정 지시 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 수신한 채널 측정 지시 메시지에 포함된 지시 정보를 기반으로 상기 송신장치로부터 배열 안테나에 의한 아날로그 빔들을 통해 소정 개수의 OFDM 심볼들에서 전송되는 참조신호를 기반으로 채널 측정을 수행하는 과정과,
    상기 채널 측정에 따른 결과를 상기 송신장치로 피드 백하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 지시 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함하고,
    상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고,
    상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프리코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 하는 채널 측정 결과 보고방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 채널 측정을 수행하는 과정은,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스를 확인하는 과정과,
    상기 수신한 소정 개수의 OFDM 심볼들로부터 상기 확인한 아날로그 빔의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치에서 검출한 참조신호에 의해 채널 측정을 수행하는 과정과,
    상기 자원 할당 식별 정보와 상기 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 상기 채널 측정을 수행하여 그 결과 값들의 평균 값을 기반으로 채널 품질을 추정하는 과정을 포함하는 채널 측정 결과 보고방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 채널 측정을 수행하는 과정은,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스를 확인하는 과정과,
    상기 수신한 소정 개수의 OFDM 심볼들로부터 상기 확인한 아날로그 빔의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치에서 검출한 참조신호에 의해 채널 측정을 수행하는 과정과,
    상기 자원 할당 식별 정보와 상기 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 상기 채널 측정을 수행하여 추정한 채널 벡터와 가장 높은 상관도를 나타내는 코드-북 인덱스를 추정하는 과정과,
    상기 추정한 코드-북 인덱스에 대응한 프리코더를 적용할 시에 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역에서의 평균 채널 품질을 추정하는 과정을 포함하는 채널 측정 결과 보고방법.
  12. 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 복수의 요소 안테나로 구성된 배열 안테나에 의해 형성되는 아날로그 빔들의 빔 폭을 제어하고, 소정 개수의 OFDM 심볼들을 통해 채널 측정을 위한 참조신호를 전송하는 송신장치에 있어서,
    상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 내에서 참조신호를 전송할 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 할당하는 자원 할당부와,
    상기 할당된 위치들 각각에 상응한 부반송파를 기반으로 해당 아날로그 빔을 통해 참조신호를 전송하는 전송부를 포함하며,
    여기서 상기 자원 할당부는,
    상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대응하여 상기 아날로그 빔들 중 소정 개수의 아날로그 빔들을 고유하게 분배하고, 상기 각 OFDM 심볼에 분배한 소정 개수의 아날로그 빔들을 해당 OFDM 심볼 내의 부반송파들을 대상으로 반복하여 할당함을 특징으로 하는 송신장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전송부는,
    상기 할당된 위치들 중 시간 축 또는 주파수 축에서 인접한 적어도 두 개의 위치에 상응한 부반송파들에 대응한 아날로그 빔을 통해 동시에 참조신호를 전송함을 특징으로 하는 송신장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 자원 할당부는,
    상기 수신장치로부터 채널 측정을 통해 제공되는 피드 백 정보를 기반으로 상기 동시에 참조신호를 전송할 적어도 두 개의 아날로그 빔을 결정하는 시간 축 또는 주파수 축에서 인접한 적어도 두 개의 부반송파 위치를 결정함을 특징으로 하는 송신장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 자원 할당부는,
    상기 참조신호를 전송하기 위한 최대 빔 폭을 동시에 참조신호를 전송할 수 있는 최대 아날로그 빔의 개수에 의해 결정함을 특징으로 하는 송신장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 자원 할당부는,
    상기 각 아날로그 빔들에 대응한 부반송파의 위치를 상기 소정 개수의 OFDM 심볼들 각각에 대해 부여된 심볼 인덱스와, OFDM 심볼 내의 부반송파들 각각에 대해 부여된 부반송파 인덱스에 의해 할당함을 특징으로 하는 송신장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 자원 할당부는,
    상기 심볼 인덱스 (
    Figure pat00077
    )를
    Figure pat00078
    에 의해 부여하고, 상기 부반송파 인덱스 (
    Figure pat00079
    )를
    Figure pat00080
    에 의해 부여하며.
    여기서 k는
    Figure pat00081
    ,
    Figure pat00082
    는 아날로그 빔의 인덱스,
    Figure pat00083
    은 무선 주파수 체인 수,
    Figure pat00084
    는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
    Figure pat00085
    는 주파수 재사용 팩터,
    Figure pat00086
    는 전체 부반송파의 개수임을 특징으로 하는 송신장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 자원 할당부는,
    상기 심볼 인덱스 (
    Figure pat00087
    )를
    Figure pat00088
    에 의해 부여하고, 상기 부반송파 인덱스 (
    Figure pat00089
    )를
    Figure pat00090
    에 의해 부여하며,
    여기서 k는
    Figure pat00091
    ,
    Figure pat00092
    는 아날로그 빔의 인덱스,
    Figure pat00093
    은 무선 주파수 체인 수,
    Figure pat00094
    는 소수점 내림 연산 (floor 연산),
    Figure pat00095
    은 참조신호를 위한 OFDM 심볼의 수,
    Figure pat00096
    는 주파수 재사용 팩터,
    Figure pat00097
    는 전체 부반송파의 개수임을 특징으로 하는 송신장치.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송부는,
    자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정 지시 메시지를 구성하고, 상기 구성한 채널 측정 지시 메시지를 하향링크 제어채널을 통해 상기 수신장치로 전송하며,
    여기서 상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고,
    상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프리코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 하는 송신장치.
  20. 초고주파수 대역 무선통신시스템에서 채널 측정에 따른 결과를 보고하는 수신장치에 있어서,
    송신장치로부터 채널 측정 지시 메시지와, 배열 안테나에 의한 아날로그 빔들을 통해 소정 개수의 OFDM 심볼들에서 전송되는 참조신호를 수신하는 수신부와,
    상기 수신한 채널 측정 지시 메시지에 포함된 지시 정보를 기반으로 상기 수신한 참조신호를 기반으로 채널 측정을 수행하는 채널 측정부와,
    상기 채널 측정에 따른 결과를 상기 송신장치로 피드 백하는 송신부를 포함하며,
    여기서 상기 지시 정보는 자원 할당 식별 정보, 전송 방식 식별 정보 및 빔 인덱스 비트 맵 정보를 포함하고,
    상기 자원 할당 식별 정보는 참조신호를 전송할 자원을 전체 주파수 대역에 분산시켜 할당하는 와이드 밴드 전송 방식과, 참조신호를 전송할 자원을 특정 주파수 대역 내에서 할당하는 서브 밴드 전송 방식 중 하나를 지정하는 정보이고,
    상기 전송 방식 식별 정보는 참조신호를 하나의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지 프로코더를 기반으로 복수의 아날로그 빔을 사용하여 전송하는지를 안내하는 정보이며,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보는 상기 아날로그 빔들 중 채널 측정을 수행할 아날로그 빔을 지정하는 정보임을 특징으로 하는 수신장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 채널 측정부는,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스를 확인하고, 상기 수신한 소정 개수의 OFDM 심볼들로부터 상기 확인한 아날로그 빔의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치에서 검출한 참조신호에 의해 채널 측정을 수행하며, 상기 자원 할당 식별 정보와 상기 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 상기 채널 측정을 수행하여 그 결과 값들의 평균 값을 기반으로 채널 품질을 추정함을 특징으로 하는 수신장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 채널 측정부는,
    상기 빔 인덱스 비트 맵 정보에 의해 채널 측정할 아날로그 빔의 인덱스를 확인하고, 상기 수신한 소정 개수의 OFDM 심볼들로부터 상기 확인한 아날로그 빔의 인덱스에 해당하는 부반송파의 위치에서 검출한 참조신호에 의해 채널 측정을 수행하고, 상기 자원 할당 식별 정보와 상기 전송 방식 식별 정보를 기반으로 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역을 대상으로 상기 채널 측정을 수행하여 추정한 채널 벡터와 가장 높은 상관도를 나타내는 코드-북 인덱스를 추정하며, 상기 추정한 코드-북 인덱스에 대응한 프리코더를 적용할 시에 전체 주파수 대역 또는 특정 주파수 대역에서의 평균 채널 품질을 추정함을 특징으로 하는 수신장치.
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