KR20140121391A

KR20140121391A - 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20140121391A
Application number: KR1020147018327A
Authority: KR
Inventors: 서한별; 김기준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-10-15
Also published as: EP2804425B1; CN104041131A; EP2804425A4; KR102011822B1; EP2804425A1; JP2015508609A; WO2013105810A1; US20150023194A1; CN104041131B; US9774426B2; JP6158834B2

Abstract

본 발명에서는 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 단말로부터 단말이 측정 가능한 총 채널 상태 정보 개수를 지시하는 채널 상태 정보 측정 능력을 수신하는 단계, 단말에 설정된 채널 상태 정보 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송하는 단계 및 단말로부터 채널 상태 정보 측정 대상에서 측정된 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 포함하되, 채널 상태 정보 측정 대상은 채널 상태 정보 측정 대상의 총 개수가 채널 상태 정보 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정된다.

Description

무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSCEIVING CHANNEL STATE INFORMATION IN WIRELESS ACCESS SYSTEM AND APPARATUS FOR THE METHOD}

본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 무선 접속 시스템에서 단말에 따라 할당된 채널 상태 정보 측정 대상에서 측정된 채널 상태 정보를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 무선 접속 시스템의 요구 조건에서 가장 중요한 것 중 하나는 높은 데이터 전송율 요구량을 지원할 수 있어야 하는 것이다. 이를 위하여 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission), 릴레이(relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다. 또한, 증가하는 무선 데이터 요구량을 수용하기 위하여 매크로(Macro)-피코(Pico) 또는 매크로-팸토(Femto)로 구성된 이종 네트워크의 적용이 확대되고 있다.

이와 같이, 다양한 기술로 인하여 단말이 처할 수 있는 상황이 다양하게 확대되는 가운데, 단말이 처한 상황에 적합하게 단말의 채널 상태를 측정하도록 설정하는 방안이 필요하다.

본 발명의 목적은 무선 접속 시스템에서 단말이 채널 상태를 원활하게 측정 및 보고하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

또한, 본 발명의 목적은 무선 접속 시스템, 바람직하게 단말이 채널 측정을 수행하기 위한 채널 측정 대상을 유연하게 설정하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상은, 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 수신하는 방법에 있어서, 단말로부터 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 수신하는 단계, 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송하는 단계 및 단말로부터 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 수신하는 단계를 포함하되, CSI 측정 대상은 CSI 측정 대상의 총 개수가 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정된다.

본 발명의 다른 양상은, 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information)를 수신하는 기지국에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 단말로부터 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 수신하고, 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송하며, 단말로부터 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 수신하는 프로세서를 포함하되, CSI 측정 대상은 CSI 측정 대상의 총 개수가 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 측정 대상은 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원과 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원의 조합으로 구성된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 시간 영역 ICIC(time domain Inter-Cell Interference Coordination)를 위하여 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하는 서브프레임 세트와 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하지 않는 서브프레임 세트로 구분된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 CoMP(Coordinated Multi-Point)에 참여하는 각 기지국의 참조 신호(Reference Signal) 전송 자원 별로 구분된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 넌-제로 전력 CSI-RS(Non-Zero Power CSI Reference Signal) 자원 별로 구분되며, CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 간섭 측정 자원(Interference Measurement Resource) 별로 구분된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 측정 대상의 총 개수는 단말에 활성화된 각 컴포넌트 캐리어(Component Carrier) 별로 결정된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 측정 대상은 복수의 기지국의 연합 전송(Joint Transmission)에 대한 CSI 측정을 포함한다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 측정 대상의 총 개수의 제한은 주기적 CSI 보고(periodic CSI report)와 비주기적 CSI 보고(aperiodic CSI report)에 모두 적용된다.

본 발명의 다른 일 양상은, 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information)를 전송하는 방법에 있어서, 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 기지국에 전송하는 단계, 기지국으로부터 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 수신하는 단계 및 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 기지국에 전송하는 단계를 포함하되, CSI 측정 대상은 CSI 측정 대상의 총 개수가 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정된다.

본 발명의 다른 양상은, 무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(Channel State Information)를 전송하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 전송하는 기지국에 전송하고, 기지국으로부터 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 수신하며, CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 기지국에 전송하는 프로세서를 포함하되, CSI 측정 대상은 CSI 측정 대상의 총 개수가 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정된다.

바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, CSI 측정 대상은 복수의 기지국의 연합 전송(Joint Transmission)에 대한 CSI 의 측정을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 접속 시스템에서 단말이 기지국과의 채널 상태를 원활하게 측정 및 보고할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 바람직하게 단말의 채널 상태 정보(Channel State Information) 측정 능력에 따라 채널 측정 대상을 유연하게 설정함으로써, 보다 효과적으로 단말의 채널 상태를 파악할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3 은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4 는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5 는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 6 은 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 7 은 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시한 도면이다.
도 8 은 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 송수신 방법을 예시하는 도면이다.
도 11 내지 도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.
도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)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 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

1. 본 발명이 적용될 수 있는 3 GPP LTE / LTE -A 시스템

1. 1. 시스템 일반

도 1 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S101 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S102 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S103 내지 단계 S106 과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S103), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S105) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S106)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S107) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S108)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보 (UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.

LTE 시스템에서 UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 2 는 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE 는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장 순환 전치(extended CP)와 일반 순환 전치(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가 사용될 수 있다.

일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 2 의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2 개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5 개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1 개의 서브프레임은 2 개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS 는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3 은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 3 을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12 개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL 은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 4 는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 4 를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3 개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH 는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

PDCCH 는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH 에서의 시스템 정보, PDSCH 에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH 들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH 들을 모니터링할 수 있다. PDCCH 는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE 는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH 에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE 는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH 의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH 의 비트 수는 CCE 들의 수와 CCE 들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.

기지국은 단말에게 전송하려는 DCI 에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC 에는 PDCCH 의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH 라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH 라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(system information block, SIB)를 위한 PDCCH 라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC 에 마스킹될 수 있다.

도 5 는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 5 를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH 와 PUSCH 을 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH 에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB 들은 2 개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH 에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

1. 2. MIMO ( Multi - Input Multi - Output ) 시스템 모델링

MIMO 기술은 "Multi-Input Multi-Output"의 기술의 줄임말이다. MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신(Tx) 안테나와 다중 수신(Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 "MIMO"를 "다중 입출력 안테나"라 칭하기로 한다.

더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지(total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며, 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.

차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.

한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나(MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.

도 6 은 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.

도 6 을 참조하면, 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 동시에 늘리게 되면, 송신단이나 수신단에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(transfer rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(Ro)에 다음과 같은 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.

즉, 예를 들어, 4 개의 송신 안테나와 4 개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4 배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.

이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.

각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스(Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수(NT)와 수신 안테나 수(NR)의 곱(NT×NR)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.

둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신단에서는 송신단으로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신단에서는 이 간섭을 적절한 신호 처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD(maximum likelihood detection) 수신단, ZF(zero-forcing) 수신단, MMSE(minimum mean square error) 수신기, D-BLAST (Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time), V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.

셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능 개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.

상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.

먼저, 도 6 에 도시된 바와 같이 NT 개의 송신 안테나와 NR 개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.

먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 NT 개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT 개 이므로, 이를 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

한편, 각각의 전송 정보 s1, s2, ..., sNT 에 있어 전송 전력을 달리할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P1, P2, ..., PNT 라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

또한,

를 전송 전력의 대각행렬 P 로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

한편, 전송 전력이 조정된 정보 벡터

는 그 후 가중치 행렬 W 가 곱해져 실제 전송되는 NT 개의 전송 신호 x1, x2, ..., xNT 를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 x1, x2, ..., xNT 를 벡터 x 를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, wij 는 i 번째 송신 안테나와 j 번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W 는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W 를 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)라 부른다.

한편, 상술한 바와 같은 전송 신호(x)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.

공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 벡터 s 의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 벡터 s 의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.

물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 혼합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.

다음으로, 수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 y1, y2, ..., yNR 을 벡터 y 로 다음과 같이 나타내기로 한다.

한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j 로부터 수신 안테나 i 를 거치는 채널을 hij 로 표시하기로 한다. 여기서, hij 의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 7 은 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시한 도면이다.

도 7 에 도시된 바와 같이 총 NT 개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i 로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.

또한, 상기 수학식 7 과 같은 행렬 표현을 통해 NT 개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.

한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H 를 거친 후에 백색 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n1, n2, ..., nNR 을 백터로 표현하면 다음과 같다.

상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.

한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H 의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H 는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 NR 과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT 와 같아지게 된다. 즉, 채널 행렬 H 는 NR×NT 행렬이 된다.

일반적으로, 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H 의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.

또한, 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition)를 하였을 때, 랭크는 고유치(eigen value)들 중에서 0 이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0 이 아닌 특이값(singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.

본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)'는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수'는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.

1. 3. CoMP ( Coordinated Multi - Point ) 시스템

LTE-A 시스템에서는 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP(Coordinated Multi-Point) 전송이 제안되었다. CoMP 는 co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO 등으로도 불린다. CoMP 는 셀 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀(섹터)의 효율(throughput)을 향상시킬 것으로 예상된다.

일반적으로, 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)은 주파수 재사용 지수가 1 인 다중-셀 환경에서 셀 경계에 위치한 단말의 성능 및 평균 셀(섹터) 효율을 떨어뜨린다. 셀 간 간섭을 완화시키기 위해, 간섭 제한적인(interference-limited) 환경에서 셀 경계에 위치한 단말이 적정한 성능 효율을 가지도록 LTE 시스템에서는 부분 주파수 재사용(FFR: Fractional Frequency Reuse)과 같은 단순한 수동적인 방법이 적용되었다. 그러나, 각 셀 당 주파수 자원의 사용을 감소시키는 대신, 단말이 수신해야 하는 신호(desired signal)로써 셀 간 간섭을 재 사용하거나 셀 간 간섭을 완화시키는 방법이 보다 이익이 된다. 상술한 목적을 달성하기 위하여 CoMP 전송 방식이 적용될 수 있다.

하향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JP(Joint Processing) 방식과 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.

JP 방식에서, 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트(기지국)에서 사용될 수 있다. CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 방식은 다시 연합 전송(joint transmission) 방식과 동적 셀 선택(dynamic cell selection) 방식으로 분류할 수 있다.

연합 전송(joint transmission) 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트로부터 PDSCH 를 통해 신호가 동시에 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 단일의 단말에 전송되는 데이터는 복수의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 이와 같은 연합 전송 방식을 통해 가간섭적(coherently) 내지 비간섭적(non-coherently)이든 무관하게 단말에 전송되는 신호의 품질을 높일 수 있으며, 또 다른 단말과의 간섭을 적극적으로 제거할 수 있다.

동적 셀 선택(dynamic cell selection) 방식은 CoMP 단위에서 단일의 포인트로부터 PDSCH 를 통해 신호가 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 특정 시간에 단일의 단말에 전송되는 데이터는 단일의 포인트로부터 전송되고, CoMP 단위 내 다른 포인트에서는 상기 단말로 데이터를 전송하지 않는다. 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.

CS/CB 방식에 따르면, CoMP 단위는 단일의 단말로의 데이터 전송을 위하여 협력하여 빔포밍을 수행하게 된다. 즉, 서빙 셀에서만 단말로 데이터를 전송하지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.

상향링크의 경우, CoMP 수신은 지리적으로 분리된 복수의 포인트 간의 협력에 의하여 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JR(Joint Reception) 방식과 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.

JR 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트가 PDSCH 를 통해 전송된 신호를 수신하는 방식을 의미한다. CS/CB 방식은 단일의 포인트에서만 PDSCH 를 통해 전송된 신호를 수신하게 되나, 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.

1. 4. 하향링크 측정

무선 통신 시스템에서 패킷(혹은 신호)을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 이러한 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 이와 같이 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 파일럿 신호(Pilot Signal) 또는 참조 신호(Reference Signal)라고 한다.

무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 용량 증대, 통신 성능을 개선하기 위해서 다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.

무선 통신 시스템에서 참조신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 참조신호에는 채널 정보 획득을 위한 목적을 위한 것과 데이터 복조를 위해 사용되는 것이 있다. 전자는 단말이 하향링크로의 채널 정보를 획득할 수 있는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송될 필요가 있으며, 특정 서브 프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 그 참조신호를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한 이러한 채널 측정용 참조 신호는 핸드 오버의 측정 등을 위해서도 사용될 수 있다. 후자는 기지국이 하향링크 신호를 전송할 때 해당 자원에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 해당 참조신호를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이러한 복조용 참조신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.

3GPP LTE 시스템에서는 하향링크 참조신호로서 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호(CRS: Common Reference Signal)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호(DRS: Dedicated Reference Signal)를 정의하고 있다. CRS 는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 사용되며, 셀 특정 기준신호(cell-specific RS)라고도 한다. 기지국은 광대역에 걸쳐 매 서브 프레임마다 CRS 를 전송한다. 반면, DRS 는 데이터 복조용으로만 사용되며, DRS 는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS 의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH 가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS 를 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS) 또는 복조 참조 신호(DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다.

수신측(단말)은 CRS 로부터 채널의 상태를 추정하여 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신측(기지국)으로 피드백할 수 있다. 또는 CQI/PMI/RI 와 같은 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 별도로 CSI-RS 로 정의할 수도 있다. 채널 측정 목적의 CSI-RS 는 기존의 CRS 가 채널 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되었다는 것에 특징이 있다. 이와 같이, CSI-RS 가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로 기지국은 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS 를 전송한다. 또한, CSI-RS 는 하향링크 채널 정보를 알기 위한 목적으로 전송되므로 DRS 와 달리 전 대역으로 전송된다.

현재 3GPP LTE 시스템에서는 수신단의 채널 정보 없이 운용되는 개루프 MIMO(open-loop MIMO)와 폐루프 MIMO(closed-loop MIMO) 두 가지 송신 방식을 정의하고 있으며, 폐루프 MIMO 에서는 MIMO 안테나의 다중화 이득(multiplexing gain)을 얻기 위해 송수신단은 각각 채널 정보 즉, 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 바탕으로 빔포밍(beamforming)을 수행한다. 기지국은 단말로부터 CSI 를 획득하기 위하여 단말에게 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)을 할당하여 하향링크 CSI 를 피드백 하도록 명령한다.

CSI 는 크게 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), CQI(Channel Quality Indication) 세가지 정보로 분류된다.

RI 는 채널의 랭크(rank) 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수 시간 자원을 통해 수신 하는 신호 스트림(혹은 레이어)의 개수를 의미한다. 이 값은 채널의 장기 페이딩(long term fading)에 의해 우세(dominant)하게 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기를 가지고 단말에서 기지국으로 피드백 된다.

PMI 는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 등의 측정값(metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 인덱스(precoding index)를 나타낸다. 즉, PMI 는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이다. 수신단으로부터 피드백되는 프리코딩 행렬은, RI 에 의하여 지시되는 레이어의 개수를 고려하여 결정된다. PMI 는 폐-루프 공간다중화(Spacial Mutiplexing) 및 긴 지연 CDD(large delay CDD) 전송의 경우에 피드백될 수 있다. 개-루프 전송의 경우에는, 송신단이 미리 결정된 규칙에 따라 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 수신단이 각각의 랭크에 대해서 PMI 를 선택하는 과정은 다음과 같다. 수신단은 각각의 PMI 에 대하여 이전에 처리한 SINR 을 계산하고, 계산된 SINR 을 총합 용량(sum capacity)로 변환하여, 총합 용량에 기초하여 최적의(best) PMI 를 선택할 수 있다. 즉, 수신단이 PMI 를 계산하는 것은 총합 용량에 기초하여 최적의 PMI 를 찾는 과정이라 할 수 있다. 수신단으로부터 PMI 를 피드백 받은 송신단은, 수신단이 추천하는 프리코딩 행렬을 그대로 이용할 수 있고, 이러한 사실을 수신단으로의 데이터 전송 스케줄링 할당 정보에 1 비트의 지시자로서 포함시킬 수 있다. 또는, 송신단은 수신단으로부터 피드백 받은 PMI 가 나타내는 프리코딩 행렬을 그대로 이용하지 않을 수도 있다. 이러한 경우, 송신단이 수신단으로의 데이터 전송에 이용하는 프리코딩 행렬 정보를 스케줄링 할당 정보에 명시적으로 포함시킬 수 있다.

CQI 는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI 를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR 을 의미한다. 단말은 미리 정해진 변조 방식(modulation scheme) 및 코딩율(code rate)의 조합들로 구성되는 집합에서 특정 조합을 지시하는 CQI 인덱스를 기지국에 보고한다.

LTE-A 시스템과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO(multi-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity) 이득을 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO 기술은 기지국이 각 안테나 자원을 다른 단말에게 할당하는 것으로, 안테나 별로 고속 데이터 전송률이 가능한 단말을 선택하여 스케줄링하는 방식이다. 이러한 다중 사용자 다이버시티 이득을 위하여 채널 피드백 관점에서는 보다 높은 정확도가 요구된다. 그 이유는 MU-MIMO 에서는 안테나 영역(domain)에서 다중화되는 단말 간의 간섭 채널이 존재하므로, 피드백 채널 정확도가 피드백을 전송하는 단말뿐만 아니라 다중화되는 다른 단말에 간섭으로 큰 영향을 미치기 때문이다. 따라서 LTE-A 시스템에서는 피드백 채널의 정확도를 향상시키기 위하여 최종 PMI 를 장기(long term) 및/또는 광대역(wideband) PMI 인 W1 과 단기(short term) 및/또는 서브밴드(sub-band) PMI 인 W2 와 같이 둘로 나누어 설계하는 것이 결정되었으며, 최종 PMI 는 W1 과 W2 의 조합으로 결정될 수 있다.

W1 과 W2, 두 채널 정보로부터 하나의 최종 PMI 를 구성하는 계층적 코드북 변환(hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 12 와 같이 채널의 장기 공분산 행렬(long-term covariance matrix)을 이용하여 코드북을 변환할 수 있다.

수학식 12 를 참조하면, W2 (=short term PMI)는 단기(short-term) 채널 정보를 반영하기 위해 만들어진 코드북의 코드워드이며, W1은 장기(long-term) 공분산 행렬을 나타내며, norm(A) 은 행렬 A 의 각 열(column) 별로 놈(norm)이 1 로 정규화(normalization)된 행렬을 의미한다. W 은 변환(transform)된 최종 코드북의 코드워드를 나타내고, 기존 W1 과 W2 의 구체적인 구조는 아래 수학식 13 과 같다.

수학식 13 에서, W1 는 블록대각행렬(block diagonal matrix) 형태로서 정의될 수 있다. 각각의 블록은 동일한 행렬이고, 하나의 블록(Xi)은 (Nt/2)×M 크기의 행렬로서 정의될 수 있다. 여기서, Nt 는 전송 안테나의 개수이다. W2 에서,

(p=k, l, ..., m)는 M×1 크기의 벡터이며, M 개의 벡터 성분 중에서 p 번째 성분은 1 이고, 나머지 성분들은 0 인 벡터를 나타낸다.

가 W1 과 곱해지는 경우에 W1 의 열들(columns) 중에서 p 번째 열이 선택되므로, 이러한 벡터를 선택 벡터(selection vector)라고 할 수 있다. 여기서, M 값이 커질수록 장기간-광대역(long term/wideband) 채널을 표현하기 위해 한번에 피드백 되는 벡터의 수가 많아지게 되며, 이에 따라 피드백 정확도가 높아지게 된다. 하지만 M 값이 커질 수록, 낮은 빈도로 피드백되는 W1 의 코드북 크기(codebook size)는 줄어들고, 높은 빈도로 피드백되는 W2 의 코드북 크기가 늘어남에 따라 결과적으로 피드백 오버헤드가 늘어나게 된다. 즉, 피드백 오버헤드와 피드백 정확도 간에 트레이드-오프(tradeoff)가 존재한다. 따라서, 적절한 피드백 정확도를 유지하면서도 피드백 오버헤드가 너무 크게 증가하지 않도록 M 값을 결정할 수 있다. 한편, W2 에서 α _j, β _j, γ _j는 각각 소정의 위상값을 나타낸다. 수학식 13 에서 1≤k,l,m≤M 이고, k, l, m 은 각각 정수(integer)이다.

수학식 13 을 만족하는 코드워드 구조는 크로스 편파된 안테나(cross polarized antenna)를 사용하고 각 안테나 간 간격이 조밀한 경우 (통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우) 발생하는 채널의 상관(correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 크로스 편파된(cross polarized) 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹(horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹(vertical antenna group)으로 구분할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA(uniform linear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 같이 위치(co-located)할 수 있다. 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관(correlation)은 동일한 선형 위상 증분(linear phase increment) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관(correlation)은 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다. 코드북은 결국 채널을 양자화(quantization) 한 값이기 때문에 소스에 해당하는 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 수학식 13 의 구조로 만든 랭크 1 코드워드(rank 1 codeword)를 예를 들면 아래 수학식 14 와 같으며, 채널 특성이 수학식 13 를 만족하는 코드워드에 반영되었음을 확인할 수 있다.

위 식에서 코드워드는 Nt (송신(Tx) 안테나 수) 개의 행과 1 열로 구성(Nt by 1)되는 벡터로 표현되며 상위 벡터 X_i(k)와 하위 벡터 α _jX_i(k) 둘로 구조화 되어있고, 각각은 수평 안테나 그룹(horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹(vertical antenna group)의 상관(correlation) 특성을 보여준다. X_i(k)는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관 특성을 반영하여 선형 위상 증분(linear phase increment)를 갖는 벡터로 표현하는 것이 유리하며, 대표적인 예로 DFT(Discrete Fourier Transform) 행렬을 이용할 수 있다.

또한, CoMP 를 위해서도 보다 높은 채널 정확도가 필요하다. CoMP JT 의 경우 여러 기지국이 특정 단말에게 동일한 데이터를 협력 전송하므로 이론적으로 안테나가 지리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주 할 수 있다. 즉, JT 에서 MU-MIMO 를 하는 경우도 단일 셀 MU-MIMO 와 마찬가지로 공통 스케줄링(co-scheduling) 되는 단말 간 간섭을 피하기 위해 높은 수준의 채널 정확도가 요구 된다. CoMP CB 의 경우 역시 인접 셀이 서빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채널 정보가 요구된다.

1. 5. 캐리어 병합( Carrier Aggregation ) 환경

1. 5. 1. 캐리어 병합 일반

본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1 개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.

본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.

두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1 개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz 보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1 개의 DL CC 와 1 개의 UL CC 를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2 개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC 를 가지며 UL CC 의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는, 그 반대로 DL CC 와 UL CC 가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC 의 수보다 UL CC 가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.

LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P 셀과 S 셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P 셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P 셀과 하나 이상의 S 셀이 포함된다.

P 셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P 셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P 셀에서만 PUCCH 을 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P 셀만을 이용할 수 있다.

S 셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P 셀은 하나만 할당되며, S 셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S 셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P 셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S 셀에는 PUCCH 가 존재하지 않는다.

초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P 셀에 부가하여 하나 이상의 S 셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P 셀 및 S 셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 8 은 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8 의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC 와 UL CC 가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.

도 8 의 (b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 8 의 (b)의 경우에 20MHz 의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC 와 UL CC 가 각각 3 개씩 있으나, DL CC 와 UL CC 의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3 개의 CC 를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.

만약, 특정 셀에서 N 개의 DL CC 가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC 를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC 에 우선순위를 주어 주된 DL CC 를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.

하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH 가 전송되는 DL CC 와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC 간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ 를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.

1. 5. 2. 크로스 캐리어 스케줄링( Cross Carrier Scheduling )

캐리어 병합 시스템에서는 캐리어(또는 반송파) 또는 서빙 셀(Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링(Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링(Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링(Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.

자가 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH 가 동일한 DL CC 로 전송되거나, DL CC 에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH 가 UL Grant 를 수신한 DL CC 와 링크되어 있는 UL CC 를 통해 전송되는 것을 의미한다.

크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH 가 각각 다른 DL CC 로 전송되거나, DL CC 에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH 가 UL 그랜트를 수신한 DL CC 와 링크되어 있는 UL CC 가 아닌 다른 UL CC 를 통해 전송되는 것을 의미한다.

크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정(UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 반정적(semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH 에 해당 PDCCH 가 지시하는 PDSCH/PUSCH 가 어느 DL/UL CC 를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드(CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH 는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF 를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH 가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF 가 설정된다. 이 경우, LTE/LTE-A Release-8 의 DCI 포맷은 CIF 에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF 는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF 의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한, LTE-A Release-8 의 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.

반면, DL CC 상에서의 PDCCH 가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF 가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE-A Release-8 과 동일한 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC 별 전송 모드 및/또는 대역폭에 따라 모니터링 CC 의 제어영역에서 복수의 DCI 에 대한 PDCCH 을 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.

캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH 을 수신하도록 스케줄링된 DL CC 의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH 을 전송하도록 스케줄링된 UL CC 의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합(monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC 의 집합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합(subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC 들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는 DL CC 는 링크된 UL CC 에 대한 자기-스케줄링(self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정(UE-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 셀 특정(Cell-specific)하게 설정될 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH 을 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH 을 전송한다.

도 9 는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.

도 9 를 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3 개의 DL CC 가 결합되어 있으며, DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC 로 설정된 경우를 나타낸다. CIF 가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC 는 CIF 없이 자신의 PDSCH 을 스케줄링하는 PDCCH 을 전송할 수 있다. 반면, CIF 가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF 를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC 의 PDSCH 을 스케줄링하는 PDCCH 을 전송할 수 있다. 이 때, PDCCH 모니터링 DL CC 로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH 을 전송하지 않는다.

이와 같이 캐리어 병합이 적용되는 시스템에서, 단말은 복수개의 DL CC 를 통해서 복수개의 PDSCH 를 수신할 수 있고, 이러한 경우 단말은 각각의 데이터에 대한 ACK/NACK 을 하나의 서브프레임에서 하나의 UL CC 상에서 전송하여야 하는 경우가 발생하게 된다. 하나의 서브프레임에서 복수개의 ACK/NACK 을 PUCCH 포맷 1a/1b 을 이용하여 전송하는 경우, 높은 전송 전력이 요구되며 상향링크 전송의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 증가하게 되고 전송 전력 증폭기의 비효율적인 사용으로 인하여 단말의 기지국으로부터의 전송 가능 거리가 감소할 수 있다. 하나의 PUCCH 를 통해서 복수개의 ACK/NACK 을 전송하기 위해서는 ACK/NACK 번들링(bundling) 또는 ACK/NACK 다중화(multiplexing)가 적용될 수 있다.

2. CSI ( Channel State Information ) 송수신 방법

본 발명에서는 단말이 구비하고 있는 CSI 측정/계산/보고 능력에 따라서 CoMP, 시간 영역 ICIC(time domain Inter-Cell Interference Coordination) 상황, 혹은 캐리어 병합(carrier aggregation) 상황 혹은 복수 개의 간섭 측정 자원(IMR: interference measurement resource)이 설정되는 상황 등에 맞추어 각 CSI 측정의 대상을 유연(flexible)하게 할당하는 방식을 제안한다.

본 발명에서, CSI 측정/계산/보고 능력은 단말이 측정, 계산 혹은 보고가 가능한 CSI 의 총 개수를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 이러한 단말의 능력을 'CSI 측정 능력'으로 통칭하여 설명한다. 이와 같이, 단말이 측정하는 CSI 의 총 개수가 최대 N 개로 제한되는 이유는 단말이 각 CSI 측정 대상에서 전송 시 달성 가능한 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme)과 적절한 프리코딩 행렬 인덱스를 탐색(search)하는 과정에서 단말의 처리 전력(processing power)이 제한될 수 있기 때문이다.

CSI 측정 대상은 CoMP 의 경우 참여하는 각 셀이나 각 전송 포인트(TP: transmission point) (혹은 각 셀이나 전송 포인트의 채널 추정을 위한 CSI-RS 설정), 시간 영역 ICIC 의 경우에서는 인접 셀이 일정한 간섭을 주도록 동작하는 각 서브프레임의 집합, 캐리어 병합의 경우에서는 각 컴포넌트 캐리어(CC), 혹은 각 IMR의 형태로 나타날 수 있다.

구체적으로, CSI 측정 대상은 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호의 속성을 측정하기 위한 자원(이하, '신호 측정 자원')과 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭 속성을 측정하기 위한 자원(이하, '간섭 측정 자원')이 연계되어 설정될 수 있다. 다시 말해, 기지국은 CSI 계산을 위하여 하나 이상의 신호 측정 자원과 하나 이상의 간섭 측정 자원을 단말에 설정할 수 있으며, 하나의 신호 측정 자원과 하나의 간섭 측정 자원의 조합으로 상술한 CSI 측정 대상이 정해질 수 있다. 예를 들어, 신호 측정 자원이 각 셀이나 각 전송 포인트 별로 구분되어 CSI 측정 대상이 결정될 수도 있으며, 시간 영역 ICIC 의 경우 간섭 측정 자원이 서브프레임의 집합 별로 구분되어 CSI 측정 대상이 결정될 수도 있다. 또한, 신호 측정 자원이 넌-제로 전력 CSI-RS 자원(NZP: Non-Zero Power CSI-RS resource)으로 구분되며, 간섭 측정 자원이 IMR 으로 구분되어 CSI 측정 대상은 NZP CSI-RS 자원과 IMR 의 조합으로 결정될 수도 있다.

여기서, 단말이 측정하는 CSI 의 총 개수는 특정 시점을 고려하여 N 개로 제한될 수도 있다. 이처럼 특정 시점을 고려하여 CSI 의 총 개수가 제한이 이루어지는 경우, 시점을 어떻게 정의하는지에 따라 CSI 의 측정 개수가 특정 시점에서 N 으로 제한된다는 의미는 단일 시점(예를 들어 단일 서브프레임)에서 측정할 수 있는 CSI 측정 대상의 개수가 N 으로 제한됨, 단일 시점(예를 들어 단일 서브프레임)에서 보고할 수 있는 CSI 측정 대상의 개수가 N 으로 제한됨 혹은 CSI 측정/보고의 잠재적인 대상으로 반정적(semi-static)으로 설정되는 대상의 개수가 N 으로 제한된다고 해석될 수 있다.

또 다른 일례로, 단말이 측정하는 CSI 의 총 개수에 대한 제한은 단일 CSI 참조 자원(CSI reference resource)에 대하여 측정/보고되는 CSI 개수의 총합을 제한하는 형태로 나타날 수도 있다. 구체적으로, 단말은 특정 시점에 CSI 를 보고함에 있어서 이전에 존재했던 특정 서브프레임을 CSI 참조 자원으로 설정하고 해당 CSI 참조 자원에서 PDSCH 가 전송될 경우 달성할 수 있는 전송 레이트(rate)를 계산하는 형태로 CSI 를 측정할 수 있다. 이 경우, 하나의 서브프레임이 CSI 참조 자원으로 지정된 다음에 해당 CSI 참조 자원을 바탕으로 복수의 CSI 를 측정/계산하기 시작하도록 동작할 수 있으며, 단말의 CSI 계산 복잡도는 하나의 CSI 참조 자원에서 몇 개의 CSI 를 계산하느냐에 의해서 결정될 수 있다. 따라서 단말이 단일 CSI 참조 자원에 대하여 측정하는 CSI 의 총 개수를 제한하는 형태로 CSI 측정/보고 동작이 규정된다면 단말이 서브프레임 당 처리하는 CSI 생성 비율을 제한할 수 있어서 효과적일 수 있다. 만일 단일의 CSI 참조 자원에서 복수의 CSI 가 계산되도록 설정되더라도, 예를 들어, 비주기적 CSI(aperiodic CSI)와 주기적 CSI(periodic CSI)가 동일 시점에 보고되도록 설정될 때 주기적 CSI 는 보고되지 않는 것으로 규정되는 경우와 같이 사전에 정해진 규칙에 따라서 복수의 CSI 중 일부의 CSI 는 보고되지 않는 것이 명확하다면, 보고되지 않을 CSI 는 단말의 복잡도에 영향을 미치지 않으므로 단말이 측정하는 CSI 의 총 개수의 제한에서 제외될 수도 있다.

도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 송수신 방법을 예시하는 도면이다.

도 10 을 참조하면, 단말은 단말이 측정, 계산 혹은 보고가 가능한 CSI 의 총 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 기지국에 전송한다(S1001). 여기서, 단말은 네트워크에 초기 접속 등의 과정에서 기지국과 자신의 성능(capability)를 교환하면서 이와 함께 CSI 측정 능력을 기지국에게 전송할 수 있다.

단말로부터 CSI 측정 능력을 수신한 기지국은 해당 단말의 CSI 측정 능력에 따라 해당 단말에 의하여 측정/보고될 CSI 측정 대상을 설정한다(S1003). 즉, 기지국은 해당 단말에 설정하는 CSI 측정 대상의 총 개수가 단말의 보고한 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작도록 CSI 측정 대상의 총 개수를 제한하되, 제한된 총 개수만큼 각 CSI 측정 대상을 설정한다. CSI 측정 대상을 설정하기 위한 방법은 이하 2. 1. 내지 2. 4. 에서 상세히 설명한다.

여기서, 캐리어 병합이 가능한 단말의 경우에, 기지국은 단말의 CSI 측정 능력에 따라 단말에 의하여 보고될 CSI 의 총 개수를 해당 단말에 활성화된 각 컴포넌트 캐리어(CC) 별로 제한하여 결정하고, 이에 따라, 단말은 활성화된 각 컴포넌트 캐리어 별로 하나 또는 그 이상의 CSI 를 보고하도록 설정될 수 있다. 다시 말해, CSI 의 측정 대상의 할당 및 전체 개수에 대한 제한은 각 컴포넌트 캐리어 별로 (혹은 주파수 밴드 별로) 규정될 수 있다. 즉, 단말은 각 컴포넌트 캐리어 별로 (혹은 주파수 밴드 별로) 측정할 수 있는 총 CSI 의 개수를 N(m)으로 규정하고 (여기서 m 은 컴포넌트 캐리어 혹은 주파수 밴드의 인덱스), 컴포넌트 캐리어 m(혹은 주파수 밴드 m)에서의 측정 가능한 CSI 의 개수는 N(m)보다 작거나 같도록 제한될 수 있다. 기지국은 이러한 제약 하에서 각 컴포넌트 캐리어(혹은 주파수 밴드) 내에서 전체 CSI 측정 개수를 CoMP 나 시간 영역 ICIC 상황에 맞추어 각 셀 혹은 서브프레임 세트에 적절하게 배분할 수 있다.

또는, 기지국은 단말의 CSI 측정 능력에 따라 단말에 의하여 보고될 CSI 의 총 개수를 해당 단말에 활성화된 컴포넌트 캐리어 전체를 대상으로 제한하여 결정하고, 이에 따라, 단말은 활성화된 전체 컴포넌트 캐리어에서 하나 또는 그 이상의 CSI 를 보고하도록 설정될 수 있다. 다시 말해, 컴포넌트 캐리어나 주파수 밴드에 대한 구분 없이 전체 N 개의 CSI 를 측정/보고할 수 있도록 규정될 수도 있다. 이때, 단말에게 설정될 수 있는 CSI 개수는 n(k,i)로 나타나고 모든 k, i 에 대한 n(k,i)의 합은 N 보다 작거나 같아야 한다. 여기서 n(k,i)는 k 번째 셀(혹은 기지국)에서 설정된 i 번째 컴포넌트 캐리어에 대해서 설정되는 CSI 의 개수를 의미한다. 이 경우, 기지국이 특정 컴포넌트 캐리어를 위해 정의된 CSI 측정 능력을 다른 컴포넌트 캐리어 상의 CoMP 나 간섭 조정(interference coordination)을 위한 CSI 측정/보고의 용도로 차용하는 것이 가능하므로 보다 유연한 CSI 측정 대상 할당이 가능해지는 장점이 있다.

기지국은 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 해당 단말에 전송한다(S1005). 여기서, 상술한 바와 같이 CSI 측정 대상의 개수는 단말이 보고한 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작을 수 있으므로, 기지국은 해당 단말에 설정된 CSI 의 개수만큼 CSI 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송할 수 있다. 즉, 단말의 CSI 측정 능력이 3 인 경우, 기지국은 3 개의 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송할 수도 있으며 혹은 기지국은 1 개나 2 개의 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보만을 단말에 전송할 수도 있다.

CSI 측정 대상에 대한 정보는 물리 계층 채널(예를 들어, PDCCH) 혹은 상위 계층 신호(예를 들어, RRC(Radio Resource Control) 시그널링)를 통해 단말에 전송될 수 있으며, 비주기적 CSI 보고의 경우에는 CSI 보고를 트리거(trigger)하는 시점에서 기지국은 CSI 측정 대상에 대한 정보를 단말에 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, CSI 측정 대상은 하나의 신호 측정 자원과 하나의 간섭 측정 자원의 조합으로 정해질 수 있다. 여기서, 기지국은 CSI 측정 대상 정보를 단말에 전송함으로써 각 CSI 측정 대상 별로 해당 신호 측정 자원과 해당 간섭 측정 자원에 대한 정보를 단말에 전송할 수 있다. 즉, CSI 측정 대상 정보는 해당 CSI 측정 대상에 속하는 신호 측정 자원과 간섭 측정 자원을 지시할 수 있다.

또한, 기지국은 신호 측정 자원의 집합을 나타내는 정보(이하, '신호 측정 세트 정보')와 간섭 측정 자원의 집합을 나타내는 정보(이하, '간섭 측정 세트 정보')를 미리 단말에 전송한 후, 신호 측정 세트와 간섭 측정 세트 내에서 조합 관계를 지시하는 정보만을 CSI 측정 대상 정보로써 단말에 전송할 수도 있다. 즉, CSI 측정 대상 정보는 신호 측정 세트와 간섭 측정 세트 내에서의 조합을 지시할 수 있다. 예를 들어, 신호 측정 세트로써 3 개의 신호 측정 자원의 집합 (신호 측정 자원 1, 신호 측정 자원 2, 신호 측정 자원 3), 간섭 측정 세트로써 3 개의 간섭 측정 자원의 집합 (간섭 측정 자원 1, 간섭 측정 자원 2, 간섭 측정 자원 3)을 미리 단말에 설정한 후, 각 측정 세트 내에서 어떠한 조합이 각 CSI 측정 대상에 해당되는지 단말에 알려줄 수 있다. 여기서, 신호 측정 세트 정보와 간섭 측정 세트 정보는 상위 계층 시그널링으로 단말에 전송되거나 단말이 미리 알고 있을 수 있다. 이때, 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송되는 경우에는 S1005 단계 이전에 해당 동작이 수행될 수 있다.

CSI 측정 대상에 대한 정보를 수신한 단말은 CSI 측정 대상에 속하는 신호 측정 자원에서 전송되는 참조 신호(예를 들어, CRS, CSI-RS 등)을 통해 신호를 측정하며, CSI 측정 대상에 속하는 간섭 측정 자원에서 간섭을 측정하여, 측정된 신호 측정치와 간섭 측정치를 기반으로 CSI 를 계산한다(S1007). 이어, 단말은 계산한 CSI 를 물리 계층 채널(예를 들어, PUSCH 혹은 PUCCH)을 통해 기지국에 전송한다(S1009).

한편, 단말은 주기적으로 CSI 를 보고하거나 혹은 비주기적으로 CSI 를 기지국에 보고할 수 있으며, 앞서 설명한 단말이 측정/계산/보고하는 CSI 총 개수에 대한 제한은 주기적 CSI 보고(periodic CSI report)와 비주기적 CSI 보고(aperiodic CSI report)에 모두 이용될 수 있다.

여기서, 주기적 CSI 보고와 비주기적 CSI 보고의 구분 없이 동일하게 CSI 총 개수에 대한 제한이 수행될 수 있다. 다시 말해, 단말이 주기적 CSI 보고를 통하여 최대 CSI 측정/보고하도록 설정된 CSI 측정 대상의 개수와 비주기적 CSI 보고를 통하여 최대 CSI 측정/보고하도록 설정된 CSI 측정 대상의 개수는 동일하게 설정될 수 있다.

또는, 주기적 CSI 보고와 비주기적 CSI 보고에 별도로 CSI 측정 대상이 부과될 수도 있다. 주기적 CSI 보고는 어떤 시점에서 어떤 CSI 를 계산하여 보고할 지가 RRC 와 같은 상위 계층 신호를 통하여 사전에 정해져 있다. 따라서, 단말은 언제 어떤 CSI 를 보고해야 할 지를 미리 알고 필요한 CSI 측정 및 계산을 미리 수행하여 CSI 측정에 대한 부하를 분산할 수가 있다. 반면 비주기적 CSI 보고는 CSI 보고를 트리거(trigger)하는 시점에서 어떤 CSI 를 측정/보고할 지를 지시 받게 되므로 단말은 그 이전에 미리 CSI 를 측정/준비하기에 어려움이 따를 수 있다. 따라서 단말의 적절한 구현에 의하여 주기적 CSI 의 측정/계산과 비주기적 CSI 의 측정/계산은 적절하게 분리될 수 있으며 (일례로 주기적 CSI 트리거되지 않는 경우에 미리 향후 보고한 주기적 CSI 를 계산해두는 방법을 사용할 수 있다.), 이 경우 단말이 측정/보고하는 CSI 개수의 총합은 주기적 CSI 와 비주기적 CSI 에서 별개로 결정될 수 있다. 일례로 단말이 주기적 CSI 보고를 통하여 최대 4 개의 CSI 를 측정/보고할 수 있도록 규정되면서 동시에 비주기적 CSI 보고를 통하여 최대 2 개의 CSI 를 측정/보고할 수 있도록 규정된다면, 비록 하나의 CSI 보고에 의해서 보고할 수 있는 CSI 의 개수는 주기적의 경우 4 개, 비주기적의 경우 2 개로 제한되지만 이를 적절히 섞어서 사용한다면 네트워크는 최대 6 개의 CSI 를 획득할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 것과 같이 주기적 CSI 의 측정/계산은 단말의 복잡도에 큰 영향을 미지치 않을 수 있으므로 단말이 측정/보고하는 주기적 CSI 의 총 개수에는 제한이 발생하지 않을 수도 있다. 즉, 트리거링 메시지 수신 이후 일정 시간 내에 CSI 를 계산하고 보고해야 하는 비주기적 CSI 의 경우에 대해서만 단말이 측정하고 보고하는 CSI 개수의 총합에 제한이 발생할 수도 있다.

또한, 앞서 설명한 단말의 CSI 측정 능력에 따른 CSI 측정 대상의 개수의 제한은 특정 피드백 모드에 대해서만 선택적으로 적용될 수 있다. 일반적으로 주파수 영역에서 전대역에 걸쳐서 사용할 PMI 나 CQI 를 계산하여 보고하는 광대역 CSI 피드백(wideband CSI feedback)에 비해서 전체 주파수 영역을 복수의 서브밴드(subband)로 분할하고 서브밴드 단위로 사용할 PMI 나 CQI 를 다르게 계산하여 보고하는 서브밴드 CSI 피드백(subband CSI feedback)이 더 복잡한 CSI 측정/계산/보고 과정을 필요로 하므로, 개별 단말의 CSI 측정 능력에 따른 CSI 측정 대상의 제한은 서브밴드 CSI 피드백의 경우에 한하여 제한적으로 적용될 수도 있다.

2. 1. 제 1 실시예 - 시간 영역 ICIC

단말의 CSI 측정 능력에 따라 CSI 측정 대상이 복수 개로 설정되는 경우, CSI 측정 대상은 다음과 같이 서브프레임 차원에서 인접 셀의 시간 영역 ICIC 동작을 고려하여 간섭 측정 자원이 구분되어 설정될 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다. 도 11 의 상단에 도시된 박스는 각각 매크로 기지국과 피코 기지국의 무선 서브프레임을 예시하고, 각 박스 안의 숫자는 해당 무선 프레임을 구성하는 각 서브프레임의 인덱스를 나타낸다.

도 11 을 참조하면, 단말(UE)이 매크로 기지국(Macro eNB)와 피코 기지국(Pico eNB) 사이(경계면)에 위치한 상황에서 피코 기지국을 서빙 셀(기지국)으로 설정한 경우를 예시한다. 피코 기지국에 비하여 보다 강한 하향 링크 전송 전력을 가지는 매크로 기지국은 피코 기지국과의 시간 영역 간섭 조정(time domain interference coordination)을 위하여 짝수 번째 서브프레임에서 사일런싱(silencing)을 수행(혹은 짝수 번째 서브프레임을 ABS(almost blank subframe)로 설정)할 수 있다. 여기서, 사일런싱을 수행한다는 것은 기지국이 인접 기지국의 셀로 미치는 강한 간섭을 방지하기 위하여 해당 서브프레임에서 특정 물리 채널이나 신호의 전송 전력을 낮게 설정하는 것을 의미한다. 또한, 여기서 해당 채널이나 신호의 전력을 0 로 설정하는 것으로 하는 것을 포함할 수 있다.

단말은 서빙 셀의 기지국에 해당하는 피코 기지국이 PDSCH 를 통해 데이터를 전송할 때 CSI 를 피드백할 필요가 있다. 여기서, 매크로 기지국의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)에 따라서 매크로 기지국에 의한 피코 기지국 전송에 간섭을 미치는 정도가 서브프레임마다 달라지므로 피코 기지국에 대한 CSI 를 서브프레임에 따라 구분되어 측정/보고되는 것이 바람직하다. 여기서, 피코 기지국은 해당 단말에 매크로 기지국의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)에 의하여 매크로 기지국으로부터 상대적으로 작은 간섭을 받는 서브프레임 세트(서브프레임 세트 1)와 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)이 수행되지 않아 매크로 기지국으로부터 상대적으로 큰 간섭을 받는 서브프레임 세트(서브프레임 세트 2)를 구분하여 CSI 를 계산하도록 설정할 수 있다. 즉, 피코 기지국은 단말의 CSI 측정 능력 내에서 인접 셀로부터 받는 간섭을 고려하여 해당 단말의 CSI 측정 대상을 2 개의 서브프레임 세트로 구분하여 설정할 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원은 피코 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(①)으로 동일하게 유지하되, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원은 매크로 기지국의 사일런싱(혹은 ABS) 동작이 수행되는 피코 기지국의 서브프레임 세트(i)와 그렇지 않은 서브프레임 세트(ii)로 구분할 수 있다. 그리고, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ①-ii)으로 각각 결정될 수 있다.

이에 따라, 단말은 매크로 기지국의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)이 수행되는 서브프레임으로 구성되는 서브프레임 세트 1(도 11 에서 짝수 번째 서브프레임)에 대해서 CSI 1 을 계산하되, 매크로 기지국이 일반적으로 PDSCH 를 전송하는 넌-사일런싱(혹은 넌-ABS) 서브프레임(도 11 에서는 홀수 번째 서브프레임)으로 구성되는 서브프레임 세트 2 에 대해서는 별도의 CSI 2 를 계산하고, 계산한 각각의 CSI 를 기지국에 보고할 수 있다.

2. 2. 제 2 실시예 2 - CoMP

단말의 CSI 측정 능력에 따라 CSI 측정 대상이 복수 개로 설정되는 경우, CSI 측정 대상은 다음과 같이 셀 차원에서 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호 측정 자원이 구분되어 설정될 수 있다. 또한, 이와 함께 서브프레임 차원에서 인접 셀의 시간 영역 ICIC 동작을 고려하여 간섭 측정 자원이 구분되어 설정될 수 있다.

단말이 CoMP 동작을 수행할 수 있다면, 앞서 도 11 에 따른 실시예에서 매크로 기지국이 전송하는 서브프레임에 대한 CSI 를 측정/보고하는 것이 바람직하다. 이는 순간적인 채널 상황이나 로드(load) 상황에 따라서 CoMP 동작의 하나인 동적 셀 선택(dynamic cell selection)에 의해서 매크로 기지국이 해당 단말에게 PDSCH 를 전송하는 것이 도움이 될 수 있기 때문이다.

도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.

도 12 를 참조하면, 피코 기지국(Pico eNB)은 해당 단말(UE)에 매크로 기지국(Macro eNB)의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)에 의하여 매크로 기지국으로부터 상대적으로 작은 간섭을 받는 서브프레임 세트(서브프레임 세트 1)와 사일런싱 동작이 수행되지 않아 매크로 기지국으로부터 상대적으로 큰 간섭을 받는 서브프레임 세트(서브프레임 세트 2)와 매크로 기지국이 전송하는 서브프레임으로 구분하여 CSI 를 계산하도록 설정할 수 있다. 즉, 피코 기지국은 단말의 CSI 측정 능력 내에서 인접 셀로부터 받는 간섭을 고려하여 해당 단말의 CSI 측정 대상을 2 개의 서브프레임 세트로 구분하여 CSI 측정 대상을 설정하되, CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호 측정의 대상이 되는 셀을 추가하여 CSI 측정 대상을 설정할 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원은 피코 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(①)과 매크로 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(②)으로 구분하고, 간섭 측정 자원은 매크로 기지국의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)이 수행되는 피코 기지국의 서브프레임 세트(i)와 그렇지 않은 서브프레임 세트(ii) 그리고 매크로 기지국의 서브프레임(iii)으로 구분할 수 있다. 그리고, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ①-ii, ②-iii)으로 각각 결정될 수 있다.

이에 따라, 단말은 매크로 기지국의 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)이 수행되는 서브프레임으로 구성되는 피코 기지국의 서브프레임 세트 1 에 대해서 CSI 1 을 계산하고, 매크로 기지국이 일반적으로 PDSCH 를 전송하는 넌-사일런싱(혹은 넌-ABS) 서브프레임으로 구성되는 피코 기지국의 서브프레임 세트 2 에 대해서는 별도의 CSI 2 를 계산하며, 매크로 기지국이 전송하는 서브프레임에 대한 CSI 3 을 계산하여 각각의 CSI 를 기지국에 보고할 수 있다.

이와 같이, N 개의 CSI 를 측정/계산/보고할 수 있는 단말은 네트워크의 상황에 따라서 각 CSI 의 측정 대상이 적절하게 조절될 수 있다. 구체적으로, 해당 단말이 K 개의 셀(혹은 전송 포인트(TP))에 대한 CSI 를 측정하도록 설정되면, k 번째 셀(1≤k≤K)에 대한 CSI 를 n(k)개로 분할하여 보고할 수 있다. 이 경우, 단말에게 동시에 설정되는 전체 CSI 의 개수는 n(1)+n(2)+…+n(k)가 되며 이 값은 N 보다 작거나 같아야 한다. 도 12 의 경우를 살펴보면, 피코 기지국 셀을 첫 번째 셀(k=1), 매크로 기지국 셀을 두 번째 셀(k=2)이라고 할 때, n(1)=2 이고 n(2)=1 이 되는 경우를 나타낸다.

한편, 단말이 위치 이동 등의 이유로 다른 상황에 처하게 되면 네트워크는 해당 단말의 CSI 측정 능력 하에서 (즉, 전체 CSI 측정/계산/보고 개수를 N 개 이하로 제한한 상태에서) CSI의 측정 대상을 재조절할 수 있다.

도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.

도 13 을 참조하면, 단말이 매크로 기지국 1 과 매크로 기지국 2 로부터 함께 간섭을 받는 상황으로 이동하고, 두 매크로 기지국이 서로 다른 사일런싱 패턴(혹은 ABS 패턴)을 사용하는 경우에 해당 단말의 CSI 측정 대상을 셀 차원에서는 피코 셀(Pico eNB) 하나로 제한하되, 서브프레임 차원에서는 세 개의 서브프레임 세트로 구분하여 적용할 수 있다. 여기서 각 서브프레임 세트는 매크로 기지국 1 만이 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 1, 매크로 기지국 2 만이 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 2, 매크로 기지국 1 과 기지국 2 가 동시에 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 3 으로 구분하여 지정될 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원은 피코 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(①)으로 동일하게 유지하되, 간섭 측정 자원은 매크로 기지국 1 만이 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 1(i), 매크로 기지국 2 만이 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 2(ii), 매크로 기지국 1 과 기지국 2 가 동시에 사일런싱 동작(혹은 ABS 설정)을 수행하는 서브프레임 세트 3(iii)으로 구분할 수 있다. 그리고, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ①-ii, ①-iii)으로 각각 결정될 수 있다.

이 경우에는 피코 기지국의 셀이 첫 번째 셀로 지정된 경우로, K=1 이며 n(1)=3 으로 설정된 것으로 볼 수 있다.

도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.

도 14 를 참조하면, 앞서 도 13 에서 나타난 단말의 CSI 측정/계산/보고 능력을 각 셀에 하나씩 분배하여 CoMP 동작에 보다 중점을 둔 경우를 예시한다.

피코 기지국은 해당 단말에 피코 기지국이 전송하는 서브프레임, 매크로 기지국 1 이 전송하는 서브프레임, 매크로 기지국 2 가 전송하는 서브프레임으로 구분하여 CSI 를 계산하도록 설정할 수 있다. 즉, 피코 기지국은 단말의 CSI 측정 능력 내에서 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호 측정의 대상이 되는 셀 별로 구분하여 CSI 측정 대상을 설정할 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원을 피코 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(①), 매크로 기지국 1 의 참조 신호가 전송되는 자원(②) 및 매크로 기지국 2 의 참조 신호가 전송되는 자원(③)으로 구분하고, 간섭 측정 자원은 피코 기지국의 서브프레임(i), 매크로 기지국 1 의 서브프레임(ii) 및 매크로 기지국 2 의 서브프레임(iii)으로 구분할 수 있다. 그리고, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ②-ii, ③-iii)으로 각각 결정될 수 있다.

이 경우에는 피코 기지국 셀, 매크로 기지국 1 의 셀, 매크로 기지국 2 의 셀을 각각 첫 번째, 두 번째, 세 번째 셀로 두고 n(1)=n(2)=n(3)=1 로 설정된 경우에 해당한다.

단말이 각 CSI 를 계산할 때 인접 셀로부터의 간섭의 정도는 인접 셀이 해당 간섭 측정 자원에서 어떤 동작을 수행하도록 설정되는지에 따라서 달라지게 되므로 네트워크 입장에서는 원하는 간섭 상황에 대하여 각각의 CSI 를 계산하도록 설정할 수 있다.

한편, 단말이 두 개의 기지국 사이에 위치하여 CoMP 동작을 수행할 때, 동적 셀 선택(DCS)와 연합 전송(JT)을 동적으로 선택하기 위하여 단말의 CSI 측정 능력 중 일부는 인터-셀 CSI(inter-cell CSI) (혹은 각 셀이나 전송 포인트가 CSI-RS 를 설정하는 경우에는 인터-CSI-RS CSI)를 계산하고 보고 하는데 사용될 수 있다. 즉, 기지국은 단말에 할당된 전체 CSI 측정 대상 중 일부를 인터-셀 CSI(혹은 인터-CSI-RS CSI)를 측정/보고하도록 설정할 수 있다.

도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.

도 15 를 참조하면, 먼저 단말이 두 개의 기지국(매크로 기지국 1 및 2) 각각에 대하여 CSI(CSI 1 과 CSI2)를 보고한 다음, 추가로 제 3 의 CSI 를 전송하도록 설정하되, 이 CSI 3 를 연합 전송에 적합한 인터-셀 CSI(inter-cell CSI)로 설정할 수 있다. 여기서, 인터-셀 CSI 는 복수의 셀에서 연합 전송을 수행한다는 가정하에서 유도되는 CSI 일 수 있다. 예를 들어, CSI 3 의 CQI 는 CSI 1 과 CSI 2 에 대응하는 기지국이 CSI 1 과 CSI 2 에서 보고된 PMI 를 사용하여 PDSCH 를 동시에 전송한다는 가정하에서 유도된 CQI 일 수 있다. 이 경우, CSI 3 의 PMI 는 두 셀의 안테나 사이의 상관 관계에 대한 정보가 되는 것이 바람직하며, 구체적으로 다음과 같이 설정될 수 있다.

1) CSI 3 의 PMI 는 CSI 1 과 CSI 2 에 대하여 보고된 PMI 의 기준 안테나 포트(예를 들어, 첫 번째 안테나 포트) 사이의 위상/진폭(phase/amplitude) 차이로 설정될 수 있다. 이러한, 위상/진폭 차이는 CSI 1 과 CSI 2 의 PMI 를 계산할 때 사용한 CSI-RS (혹은 CRS) 설정(configuration)의 일부 안테나 포트로부터 유도될 수도 있으며, 혹은 기지국이 CSI 1 과 CSI 2 의 PMI 를 계산할 때 사용한 CSI-RS (혹은 CRS)의 일부 안테나 포트를 조합한 제 3 의 CSI-RS (혹은 CRS) 설정을 설정하고 여기서의 PMI 를 선정함으로써 측정/보고될 수도 있다.

2) CSI 3 의 PMI 는 두 기지국 중 기지국 1 에 대한 CSI 1 에서 보고된 PMI 를 사용하고, 기지국 2 에 대한 CSI 2 에서 보고된 PMI 에 일정한 가중치(weighting factor)를 곱하여 두 기지국이 함께 PDSCH 를 전송할 때 최대의 전송률을 제공할 수 있는 가중치로 설정할 수 있다.

3) CSI 3 의 PMI 는 제 3 의 CSI-RS 로부터 유도하되 이러한 제 3 의 CSI-RS 는 기지국 1 과 기지국 2 가 함께 전송에 참여하는 단일 CSI-RS 설정이 되도록 설정할 수 있다. 일례로, 제 3 의 CSI-RS 의 안테나 포트 중 일부는 기지국 1 이, 나머지 일부는 기지국 2 가 전송을 할 수 있다.

4) CSI 3 에서는 PMI 의 보고가 설정되지 않을 수도 있다. 이는 곧 CSI 3 는 두 기지국으로부터의 연합 전송에 대한 CQI 를 보고하는 용도로만 활용된다는 것을 의미한다.

이와 같이, CSI 3 이 인터-셀 CSI 인 경우에는 각종 CSI 피드백 파라미터에 제한이 있을 수 있다. 일례로, 원활한 CoMP 연합 전송 PMI 를 선정하기 위해서 CSI 1 과 CSI 2 의 RI 가 동일하도록 설정된다거나 혹은 서브밴드 선택이 동일하도록 설정될 수 있다. 또한, 특징적으로 상술한 방법 1)과 2)의 경우에는 CSI 3 의 랭크(rank)가 무의미할 수 있는데, 이는 여기에 해당하는 PMI 가 단순히 두 PMI 사이의 위상/진폭 차이만을 보고하기 때문이다. 이 경우 CSI 3 의 랭크는 1 과 같은 특정한 값으로 고정되거나 아예 보고되지 않도록 설정될 수 있으며, 또한 이외의 다른 상향 링크 신호와 충돌이 일어나는 경우 가장 낮은 우선 순위를 부여하여 최우선적인 전송에서 드랍(drop)되도록 동작할 수도 있다.

2. 3. 제 3 실시예 -복수의 IMR 설정

단말의 CSI 측정 능력에 따라 CSI 측정 대상이 복수 개로 설정되는 경우, CSI 측정 대상은 다음과 같이 복수의 IMR 에 따라 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭 측정 자원이 구분되어 설정될 수 있다.

하나의 셀(혹은 전송 포인트)에 대한 CSI 는 CSI 계산에 활용하는 간섭 측정치의 개수에 따라서 하나 혹은 그 이상이 될 수 있다. 이러한 복수의 간섭 측정은 네트워크에 의해서 설정되는 간섭 측정 자원(IMR)을 복수 개 설정하는 형태로도 구현이 가능하다. 여기서 IMR 은 특정한 CSI 의 계산을 위해서 사용할 간섭의 속성을 측정하기 위한 목적으로 기지국이 지정하는 자원 요소(RE)의 집합(특정 서브프레임 세트에만 제한적으로 나타날 수 있음)을 의미한다. 즉, 기지국은 사전에 RRC 와 같은 상위 계층 신호를 통하여 일련의 자원 요소 집합을 IMR 로 지정하고 여기서 측정된 간섭을 기반으로 하여 특정한 CSI 를 계산하고 이를 적절하게 보고할 것을 지시할 수 있다. 여기서, 하나의 IMR 설정에 속하는 자원 요소들은 동일한 간섭 상황에 놓여 있도록 설정되어 각 자원 요소에서의 측정치를 결합할 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 여기서 동일한 간섭 상황에 놓여 있다는 것은 해당 단말에게 유효한 간섭을 주는 전송 포인트들이 해당 자원 요소에서 설정한 프리코딩이나 전력 할당 등이 동일하도록 (혹은 다소 변화는 가능하더라도 그 폭이 제한적이어서 동일한 설정으로 간주하여도 CSI 측정에 큰 오차가 발생하지 않도록) 설정하는 것이다.

하나의 단말이 서로 다른 간섭 상황에서 CSI 를 계산하도록 하기 위해서 하나의 단말에게 하나 이상의 IMR 을 설정하는 것도 가능하다. 개별 IMR 은 채널 추정을 위해서 사용되는 CSI-RS 가 차지하는 자원과 동일한 형태로 구성될 수 있으며, 특징적으로 인접 전송 포인트의 CSI-RS 를 보호하기 위해서 사용하는 제로 전력 CSI-RS(ZP CSI-RS: zero power CSI-RS)의 형태를 가지도록 설정될 수 있다. 다시 말해, IMR 은 ZP CSI-RS 자원의 전체 혹은 부분 집합으로 구성될 수 있다.

CSI 의 채널 속성을 측정하기 위한 NZP CSI-RS 자원도 단말에 하나 이상이 설정될 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 NZP CSI-RS 자원과 하나 이상의 IMR 이 단말에 설정되는 경우, 기지국은 CSI 의 채널 속성을 측정하기 위한 하나의 NZP CSI-RS 자원과 하나의 IMR 의 조합으로 단말의 CSI 측정 대상을 설정할 수 있다. 예를 들어, 3 개의 NZP CSI-RS 자원과 3 개의 IMR 이 단말에 설정되는 경우, 총 9 개의 조합이 나타난다. 기지국은 총 계산된 조합 중에서 단말의 CSI 측정 성능에 따라 특정 조합을 해당 단말에 CSI 측정 대상으로 설정하고, 단말에 CSI 측정 대상에 속하는 각 조합에 대한 정보를 단말에 알려줄 수 있다. 이에 따라, 단말은 CSI 측정 대상에 속하는 각 조합에 대한 신호 및 간섭 측정치를 기반으로 각 CSI 를 계산하고, 계산한 각 CSI 를 기지국에 보고하게 된다.

도 16 을 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보의 측정 대상을 예시하는 도면이다.

도 16 에서 'R0', 'R1', 'R2' 및 'R3'으로 표시된 자원 요소(RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3 에 대한 CRS의 위치를 나타낸다.

도 16 을 참조하면, 특정 서브프레임에서 두 개의 IMR(IMR 설정(configuration) 1, IMR 설정 2)이 4 개의 안테나 포트를 가지는 ZP CSI-RS 형태로 나타난 예시를 나타낸다.

단말은 CSI 를 계산하기 위한 간섭 속성을 각 IMR 에서 측정할 수 있으며, 이때 각 IMR 에서 인접 기지국의 동작에 따라 서로 다른 간섭 속성이 측정될 수 있다. 예를 들어, 인접 기지국이 IMR 설정 1 에서 뮤팅(muting)을 하고, IMR 설정 2 에서는 데이터를 전송하게 되면, 단말은 IMR 설정 1 에서는 간섭이 없는(적은) CSI 1 과 IMR 설정 2 에서는 간섭이 있는(많은) CSI 2 를 하나의 서브프레임에서 동시에 측정이 가능하다. 혹은 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

이와 같이 복수의 IMR 설정을 바탕으로 하나의 셀(혹은 전송 포인트)에 대하여 복수의 CSI 가 계산되는 경우에도, 기지국은 단말이 계산하고 보고하는 총 CSI 의 개수를 제한할 수 있다.

예를 들어, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원은 기지국의 참조 신호가 전송되는 자원(①)으로 동일하게 유지하되, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원은 IMR 설정 1 에 속하는 자원 요소(i)와 IMR 설정 2 에 속하는 자원 요소(ii)로 구분할 수 있다. 그리고, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ①-ii)으로 각각 결정될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 CSI 의 채널 속성을 측정하기 위한 NZP CSI-RS 자원도 하나 이상 설정될 수 있으므로, CSI 측정 대상의 신호 측정 자원은 NZP CSI-RS 자원 1(①)과 NZP CSI-RS 자원 2(②)로 구분하고, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원은 IMR 설정 1 에 속하는 자원 요소(i)와 IMR 설정 2 에 속하는 자원 요소(ii)로 구분하는 경우에는, CSI 측정 대상은 신호 측정 자원과 각 간섭 측정 자원의 조합(①-i, ①-ii / ①-i, ②-ii / ①-ii, ②-i / ②-i, ②-ii)에 따라 다양하게 결정될 수 있다.

예를 들어 다시 도 12 를 참조하면, CSI 1 및 CSI 2 의 경우는 CSI 측정 대상의 신호 측정 자원이 피코 기지국의 NZP CSI-RS 자원(동일하거나 혹은 상이한 NZP CSI-RS 자원)으로 설정되고, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원이 각각 매크로 기지국이 전송 전력을 줄이는 동작을 수행하는 IMR 1 과 전송 전력을 줄이지 않는 동작을 수행하는 IMR 2 로 설정된 경우를 의미할 수 있다. 그리고 CSI 3 의 경우는 CSI 측정 대상의 신호 측정 자원이 매크로 기지국의 NZP CSI-RS 자원으로 설정되고, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원이 피코 기지국의 간섭을 측정할 수 있는 IMR 3 로 설정된 경우를 의미할 수 있다.

또한, 다시 도 13 를 참조하면, CSI 1, CSI 2 및 CSI 3 의 경우는 모두 CSI 측정 대상의 신호 측정 자원이 피코 기지국의 NZP CSI-RS 자원(동일하거나 혹은 상이한 NZP CSI-RS 자원)으로 설정되고, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원은 각각 매크로 기지국 1 만이 전송 전력을 줄이는 동작을 수행하는 IMR 1, 매크로 기지국 2 만이 전송 전력을 줄이는 동작을 수행하는 IMR 2 및 매크로 기지국 1 과 2 모두 전송 전력을 줄이는 동작을 수행하는 IMR 3 으로 설정된 경우를 의미할 수 있다.

또한, 다시 도 14 를 참조하면, CSI 1, CSI 2 및 CSI 3 의 경우는 CSI 측정 대상의 신호 측정 자원이 각각 피코 기지국의 NZP CSI-RS 자원, 매크로 기지국 1 의 NZP CSI-RS 자원 및 매크로 기지국 2 의 NZP CSI-RS 자원으로 설정되고, CSI 측정 대상의 간섭 측정 자원이 각각 매크로 기지국 1 과 매크로 기지국 2 의 간섭을 측정할 수 있는 IMR 1, 매크로 기지국 2 와 피코 기지국의 간섭을 측정할 수 있는 IMR 2 및 매크로 기지국 1 과 피코 기지국의 간섭을 측정할 수 있는 IMR 3 으로 설정된 경우를 의미할 수 있다.

2. 4. 제 4 실시예

앞서 2. 1. 내지 2. 3. 에서는 단말의 CSI 측정 능력이 CSI 측정 대상의 개수로 표현되는 예를 설명하였다. 다만, 본 발명의 원리는 단말의 CSI 측정 능력이 CSI 측정 대상의 개수로 표현되는 경우에만 국한되지 않으며 단말의 CSI 측정 능력이 다른 형태를 가지는 보다 일반적인 상황으로도 적용이 가능하다. 또한, 단말의 CSI 측정 능력이 CSI 측정 대상의 개수와 함께 다른 형태와 조합되어 적용될 수도 있다.

1) 단말의 CSI 측정 능력은 단말이 동시에 측정/계산/보고가 가능한 CRS 혹은 CSI-RS 의 안테나 포트의 총합과 같은 형태로 나타날 수 있다. 다시 말해, CSI 측정 대상 m 의 안테나 포트가 ap(m)개로 주어질 때 함수 f(ap(m))을 정의하여, 정의된 함수의 합이 일정 수보다 작거나 같도록 제한될 수도 있다. 즉, 단말의 CSI 측정 능력에 따른 개수보다 작거나 같도록 제한될 수 있다. 예를 들어 단말이 총 16 개의 안테나에 대한 CSI 측정/계산/보고를 수행할 수 있다면 4 개의 안테나 포트를 가지는 CSI 측정 대상 4 개에 대한 CSI 측정/계산/보고를 수행하도록 설정될 수 있으며, 또한 8 개의 안테나 포트를 가지는 CSI 측정 대상 2 개에 대한 CSI 측정/계산/보고를 수행하도록 설정될 수도 있다.

2) 단말의 CSI 측정 능력은 각 CSI 측정 대상의 최적의 프리코딩 행렬을 선택하는 후보가 되는 코드북 내의 코드워드(codeword)의 개수의 총합과 같은 형태로 나타날 수도 있다. 다시 말해, CSI 측정 대상 m의 코드북 크기가 cb(m)개로 주어질 때 함수 f(cb(m))을 정의하여, 정의된 함수의 합이 일정 수보다 작거나 같도록 제한될 수도 있다. 즉, 단말의 CSI 측정 능력에 따른 개수보다 작거나 같도록 제한될 수 있다. 예를 들어, 단말이 총 100 개의 코드워드에 대하여 CSI 측정/계산/보고를 수행할 수 있다면 20 개의 코드워드를 가지는 CSI 측정 대상 5 개에 대한 CSI 측정/계산/보고를 수행하도록 설정될 수 있으며, 또한 50 개의 코드워드를 가지는 CSI 측정 대상 2 개에 대한 CSI 측정/계산/보고를 수행하도록 설정될 수도 있다.

이상으로, 2. 1. 내지 2. 4. 에서는 단말의 CSI 측정 능력에 따라 해당 단말에 CSI 측정 대상을 설정하는 다양한 실시예를 설명하였다. 2. 1. 내지 2. 4. 에서 설명한 실시예 중에서 어느 하나의 실시예가 독립적으로 사용될 수 있으며, 어느 하나 이상의 실시예가 조합되어 사용될 수도 있다.

예를 들어, 시간 영역의 ICIC 동작이 수행되는 상황에서 복수의 IMR 이 설정되는 경우, 매크로 기지국의 사일런싱 동작이 수행되는 서브프레임 세트와 그렇지 않은 서브프레임 세트로 CSI 측정 대상을 구분하여 각 서브프레임 세트에서 CSI 를 측정/보고하되, 각 서브프레임 세트 내에서도 해당 단말의 서빙 셀에 대하여 NZP CSI-RS 자원과 IMR 의 조합으로 복수 개의 CSI 측정 대상이 설정될 수 있다.

또한, CoMP 동작이 수행되는 상황에서 복수의 IMR 이 설정되는 경우, 단말에 CSI 측정 대상이 총 3 개 설정된다면, 그 중 하나의 CSI 측정 대상은 CoMP 동작에 적절한 인터-셀 CSI(inter-cell CSI)이며, 나머지 두 개의 CSI 측정 대상은 해당 단말의 서빙 셀에 대하여 NZP CSI-RS 자원과 IMR 의 조합으로 설정될 수 있다.

3. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 17 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(170)과 기지국(170) 영역 내에 위치한 다수의 단말(180)을 포함한다.

기지국(170)은 프로세서(processor, 171), 메모리(memory, 172) 및 RF 부(radio frequency unit, 173)을 포함한다. 프로세서(171)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(171)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(172)는 프로세서(171)와 연결되어, 프로세서(171)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 부(173)는 프로세서(171)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(180)은 프로세서(181), 메모리(182) 및 RF 부(183)을 포함한다. 프로세서(181)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(181)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(182)는 프로세서(181)와 연결되어, 프로세서(181)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 부(183)는 프로세서(181)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(172, 182)는 프로세서(171, 181) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(171, 181)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(170) 및/또는 단말(180)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 접속 시스템에서 데이터 송수신 방안은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 수신하는 방법에 있어서,
단말로부터 상기 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 수신하는 단계;
상기 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 상기 단말에 전송하는 단계; 및
상기 단말로부터 상기 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 수신하는 단계를 포함하되,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 측정 대상의 총 개수가 상기 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정되는, 채널 상태 정보 측정 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원과 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원의 조합으로 구성되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 시간 영역 ICIC(time domain Inter-Cell Interference Coordination)를 위하여 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하는 서브프레임 세트와 상기 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하지 않는 서브프레임 세트로 구분되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 CoMP(Coordinated Multi-Point)에 참여하는 각 기지국의 참조 신호(Reference Signal) 전송 자원 별로 구분되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 넌-제로 전력 CSI-RS(Non-Zero Power CSI Reference Signal) 자원 별로 구분되며, 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 간섭 측정 자원(Interference Measurement Resource) 별로 구분되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
CSI 측정 대상의 총 개수는 상기 단말에 활성화된 각 컴포넌트 캐리어(Component Carrier) 별로 결정되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상은 복수의 기지국의 연합 전송(Joint Transmission)에 대한 상기 CSI 의 측정을 포함하는, 채널 상태 정보 수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상의 총 개수의 제한은 주기적 CSI 보고(periodic CSI report)와 비주기적 CSI 보고(aperiodic CSI report)에 모두 적용되는, 채널 상태 정보 수신 방법.
무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 전송하는 방법에 있어서,
단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 기지국에 전송하는 단계;
상기 기지국으로부터 상기 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하되,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 측정 대상의 총 개수가 상기 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원과 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원의 조합으로 구성되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 시간 영역 ICIC(time domain Inter-Cell Interference Coordination)를 위하여 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하는 서브프레임 세트와 상기 인접 기지국이 사일런싱(silencing) 동작을 수행하지 않는 서브프레임 세트로 구분되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 CoMP(Coordinated Multi-Point)에 참여하는 각 기지국의 참조 신호(Reference Signal) 전송 자원 별로 구분되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 신호를 측정하기 위한 자원은 넌-제로 전력 CSI-RS(Non-Zero Power CSI Reference Signal) 자원 별로 구분되며, 상기 CSI 계산을 위해서 사용할 수 있는 간섭을 측정하기 위한 자원은 간섭 측정 자원(Interference Measurement Resource) 별로 구분되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
CSI 측정 대상의 총 개수는 상기 단말에 활성화된 각 컴포넌트 캐리어(Component Carrier) 별로 결정되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상은 복수의 기지국의 연합 전송(Joint Transmission)에 대한 상기 CSI 의 측정을 포함하는, 채널 상태 정보 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 CSI 측정 대상의 총 개수의 제한은 주기적 CSI 보고(periodic CSI report)와 비주기적 CSI 보고(aperiodic CSI report)에 모두 적용되는, 채널 상태 정보 전송 방법.
무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 수신하는 기지국에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
단말로부터 상기 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 수신하고, 상기 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 상기 단말에 전송하며, 상기 단말로부터 상기 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 수신하는 프로세서를 포함하되,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 측정 대상의 총 개수가 상기 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정되는, 기지국.
무선 접속 시스템에서 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)를 전송하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
상기 단말이 측정 가능한 총 CSI 개수를 지시하는 CSI 측정 능력을 전송하는 기지국에 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 단말에 설정된 CSI 측정 대상에 대한 정보를 수신하며, 상기 CSI 측정 대상에서 측정된 CSI 를 상기 기지국에 전송하는 프로세서를 포함하되,
상기 CSI 측정 대상은 상기 CSI 측정 대상의 총 개수가 상기 CSI 측정 능력과 동일하거나 혹은 작은 개수를 가지도록 제한하여 설정되는, 단말.