KR20160013871A - 대규모 mimo 시스템을 위한 참조 신호 확장 - Google Patents

Abstract

대규모 다중 입출력 (massive MIMO) 시스템을 위한 참조 신호 전송 방식이 개시된다. 이를 위하여, M개의 자원 블록 (resource blocks, RBs)이 자원 블록 그룹으로 그룹핑된다 (M>1). 적어도 하나 이상의 안테나 포트는 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑되며, 여기서 각각의 안테나 포트는 각각의 다중 안테나에 대응된다. 하나의 안테나 그룹의 참조 신호는 하나의 자원 블록 그룹 내 오직 하나의 자원 블록에 매핑된다.

Description

대규모 MIMO 시스템을 위한 참조 신호 확장{REFERENCE SIGNALS EXTENSION FOR MASSIVE MIMO SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 특히, 대규모 MIMO 시스템을 위한 참조 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치에 대한 발명이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

상술한 바와 같이, 이하에서는 대규모 MIMO 시스템을 위한 참조 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

본 발명으로부터 얻어지는 기술적 과제는 상술한 기술적 과제에 의해 제한되지 않는다. 그리고 기타 언급되지 않은 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 다중 안테나들 포함하는 기지국(base station)이 단말들(user equipments, UEs)에 참조 신호들(reference signals)를 전송하는 방법은 'M' 개의 자원 블록들 (resource blocks, RBs)을 자원 블록 그룹으로 그룹핑하는 단계 - 상기 'M' 은 1 보다 크며, 상기 다중 안테나들의 개수는 8 보다 큼 -, 하나 이상의 안테나 포트들을 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑하는 단계 - 상기 각각의 안테나 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응됨 -, 상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들을 하나의 자원 블록 그룹 내 오직 하나의 자원 블록에 매핑하는 단계 및 상기 참조 신호들을 상기 단말들에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 단말이 하나 이상의 기지국들로부터 참조 신호들을 수신하는 방법에은 상기 기지국으로부터 상기 참조 신호를 수신하고, 여기서 'M' 자원 블록들(resource blocks, RBs)은 자원 블록 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 'M' 은 1보다 크고, 여기서 상기 참조 신호들은 8 보다 큰 안테나들을 통해 전송되고, 여기서 하나 이상의 안테나 포트들은 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 각각의 안타네 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응되고, 여기서 상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 RB를 통하여 수신되는 단계 및 상기 수신한 참조 신호에 기초하여 채널을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 기지국은 단말들(user equipments, UEs)에 참조 신호들을 전송하는 다중 안테나들 - 다중 안테나들의 개수는 8 보다 큼 -, 및 상기 다중 안테나들에 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 M' 개의 자원 블록들 (resource blocks, RBs)을 자원 블록 그룹으로 그룹핑하고 - 상기 'M' 은 1보다 큼 -, 하나 이상의 안테나 포트들을 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑하고 - 상기 각각의 안테나 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응됨 -, 상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내 오직 하나의 자원 블록에 매핑할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 단말이 하나 이상의 기지국들로부터 참조 신호들을 수신하는 방법에는 상기 기지국으로부터 상기 참조 신호를 수신하고, 여기서 'M' 자원 블록들(resource blocks, RBs)은 자원 블록 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 'M' 은 1보다 크고, 여기서 상기 참조 신호들은 8 보다 큰 안테나들을 통해 전송되고, 여기서 하나 이상의 안테나 포트들은 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 각각의 안타네 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응되고, 여기서 상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 RB를 통하여 수신되는 단계 및 상기 수신한 참조 신호에 기초하여 채널을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 안테나 그룹의 참조 신호는 동일한 자원 블록 그룹의 다른 자원 블록에 매핑될 수 있다.

M' 은 시스템 정보에 기초 할 수 있다. 또는, 'M' 은 동일-위치(co-located)된 참조 신호 포트들의 개수에 기초할 수 있다.

참조 신호들은 CSI-RS 참조 신호들일 수 있다.

구체적으로, 안테나 포트들 중 안테나 포트 'p' 의 참조 신호는 수학식 r = P mod M + nM + o 에 기초하여 자원 블록 'r' 에 매핑되며, 상기 'P' 는 상기 참조 신호들을 전송하는 상기 안테나 포트들 중 상기 안테나 포트 'p' 의 시퀀스에 대응되며, 상기 'n' 은 상기 자원 블록 그룹들의 개수에 대응되며, 상기 'o' 는 오프셋 값에 대응할 수 있다.

여기서, 오프셋 값은 물리 셀 ID, CSI-RS ID, 서브프레임 번호 또는 안테나 포트 인덱스에 기초하여 결정될 수 있다.

구체적으로, 기지국은 상기 다중 안테나들을 이용하여 3차원 빔포밍 방식에 기초하여 신호들을 전송할 수 있다.

상술한 본 발명의 일반적인 특징 및 후술할 본 발명의 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구범위에 개시된 발명의 추가적인 설명을 위하여 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 대규모 MIMO 동작을 위한 참조신호 오버헤드 문제를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

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

본 발명의 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 하향링크 라디오 서브프레임 내의 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 6은 일반적인 다중 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 7은 안테나 틸팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래의 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템을 상호 비교하기 위한 예시도이다.
도 9는 능동 안테나 시스템에 기초한 단말 특정 빔 형성의 예시도이다.
도 10은 능동 안테나 시스템에 기초한 2차원 빔 전송 방식에 대한 도면이다.
도 11은 대규모 MIMO를 사용하는 시스템에서 RS 전송을 위한 교대 RB 방식(alternating RB scheme)을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예의 다른 예를 나타내기 위한 도면이다.
도 13은 1개 안테나 포트를 위한 CRS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 14는 2개 안테나 포트를 위한 CRS패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 15는 4개 안테나 포트를 위한 CRS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 CSI-RS를 위한 RS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 17은 서브프레임의 구성으로 CSI-RS 전송을 위한 alternating RBs에 대한 본 발명의 일 실시예에 따른 예를 나타내기 위한 도면이다.
도 18 내지 22는 DM-RS를 위한 RS 패턴을 나타내는 도면이다.
도 23은 일반 CP 구조를 위한 2 Tx, 4 Tx, 8 Tx CSI-RS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 24는 M _f 가 2이고, 안테나 개수가 4인 경우 본 발명의 일 실시예 및 종래 기술의 CSI-RS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 25는 M _f 가 2 또는 4이고, 안테나 개수가 8인 경우 본 발명의 일 실시예 및 종래 기술의 CSI-RS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 26은 M _f 가 2 또는 4이고, 안테나 개수가 16인 경우 본 발명의 일 실시예 및 종래 기술의 CSI-RS 패턴을 나타내기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 일 예에 대한 블록도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.

도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

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

도 3을 참조하면, 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.

PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.

PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.

PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

위에서 설명되는 바와 같이, RS를 전송하기 위한 RE들은 제어 정보 또는 데이터를 전송하기 위하여 사용될 수 없다. 도 5는 4개의 전송 안테나 시스템의 일 예이다. 전송 안테나의 개수가 증가하면, RS 오버헤드가 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예로서 각각의 RB 당 RS를 전송하는 대신에 RS를 전송하기 위한 alternating RBs를 제안한다. 이러한 방식은 대규모 MIMO 시스템을 사용하는 시스템에서 RS 오버헤드를 효과적을 감소시키는 효과가 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 대규모 MIMO에 대하여 설명한다.

우선, 다중 입출력 (multi-input multi-output, MIMO)는 복수의 전송 안테나 및 복수의 수신 안테나를 사용하는 방법이다. 그리고, 이 방법은 송수신 데이터의 효율을 증가시킬 수 있다. 특히, 무선 통신 시스템의 송신 또는 수신 단계는 용량 증대 또는 성능 개선을 위하여 복수의 안테나를 사용한다. 이하에서, MIMO는 다중 안테나(multiple antennas 또는 multi-antenna)로 지칭될 수 있다.

MIMO 기술은 하나의 전체 메시지를 수신하기 위한 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 대신, MIMO 기술은 여러 개의 안테나에서 수신한 조각들을 삽입하여 데이터를 완성한다. MIMO 기술을 도입하는 경우, 특정 크기를 가지는 셀 영역내의 데이터 전송율은 향상되거나 특정 데이터 전송율을 확보함으로써 시스템 커버리지가 증가될 수 있다. 더욱이, 본 기술은 이동 통신 단말, 릴레이 등에 널리 적용될 수 있다. MIMO 기술에 따르면, 단일 데이터를 사용하는 종래의 이동 통신의 전송 크기 한계를 극복할 수 있다.

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

송신단에는 송신 안테나가 N_T개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 N_R개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R₀라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 R₀에 레이트 증가율 R_i를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 R_i는 N_T와 N_R 중 작은 값이다.

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.

현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 N_T개의 송신 안테나와 N_R개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, N_T개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 N_T개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

한편, 각각의 전송 정보

에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을

라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.

또한,

를 전송 전력의 대각행렬

를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.

한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬

가 적용되어 실제 전송되는 N_T 개의 송신신호(transmitted signal)

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호

는 벡터

를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서

는 i번째 송신안테나와 j번째 정보 간의 가중치를 의미한다.

는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.

일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.

또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.

한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예로써 능동 안테나 시스템(AAS) 및 3차원 빔포밍에 대하여 설명한다.

우선, 기존 셀룰러 시스템의 경우, 기지국은 기계식 틸팅 또는 전기적 틸팅을 사용하여 셀 내의 사용자 단말의 셀-내 간섭을 감소시키고, 전송량 (예를 들어, SINR(signal to interference plus noise ratio))을 향상시킨다.

도 7은 안테나 틸팅 방식을 설명하기 위한 도면이다.

특히, 도 7의 (a)는 안테나 틸팅이 적용되지 않은 안테나 구조를 도시하고, 도 7의 (b)는 기계적 틸팅이 적용된 안테나 구조를 도시하며, 도 7의 (c)는 기계적 틸팅과 전기적 틸팅 모두 적용된 안테나 구조를 도시한다.

도 7의 (a)와 도 7의 (b)를 비교하면, 기계적 틸팅의 경우 도 7의 (b)와 같이 초기 설치 시 빔 방향이 고정되어 버리는 단점이 있다. 나아가, 전기적 틸팅의 경우 도 7의 (c)와 같이 내부 위상 천이(phase shift) 모듈을 이용하여 틸팅 각(tilting angle)을 변경할 수 있지만, 사실상 셀 고정적 틸팅으로 인하여 매우 제약적인 수직 빔포밍(vertical beamforming)만 가능한 단점이 있다.

도 8은 기존 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템(Active Antenna System; AAS)을 비교하는 도면이다.

특히, 도 8의 (a)는 기존 안테나 시스템을 도시하고, 도 8의 (b)는 능동 안테나 시스템을 도시한다.

도 8을 참조하면, 능동 안테나 시스템은 기존 안테나 시스템과 달리 복수의 안테나 모듈 각각이 전력 증폭기를 비롯한 RF모듈, 즉 능동(active) 소자를 포함하고 있어, 안테나 모듈 각각에 대한 전력 및 위상 조절이 가능한 특징이 있는 시스템이다.

일반적으로 고려하던 MIMO 안테나 구조는 ULA(uniform linear array)와 같이 선형적인, 즉 1차원 배열의 안테나를 고려하였다. 이러한 1차원 배열 구조에서는 빔포밍으로 생성 가능한 빔이 2차원 평면 내에 존재하게 된다. 이는 기존 기지국의 수동 안테나 시스템(Passive Antenna System; PAS) 기반 MIMO구조에도 적용된다. PAS 기반 기지국에도 수직 안테나들 및 수평 안테나들이 존재하지만, 수직 안테나들은 하나의 RF모듈에 묶여있어 수직방향으로 빔포밍이 불가능하며, 상술한 기계적 틸팅 만이 적용 가능하다.

그러나, 기지국의 안테나 구조가 AAS로 진화하면서 수직 방향의 안테나들에도 독립적인 RF모듈이 구현되었으며, 이에 따라 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로도 빔포밍이 가능하게 되었다. 이를 엘리베이션 빔포밍(elevation beamforming)이라고 지칭한다.

엘리베이션 빔포밍에 따르면, 생성 가능한 빔들은 수직 및 수평방향으로 3차원 공간에 표현될 수 있으므로, 이를 3 차원 빔포밍이라 지칭할 수도 있다. 즉, 3 차원 빔포밍은 1차원 배열의 안테나 구조에서 평면형태의 2차원 배열의 안테나 구조로 진화하며 가능해 진 것이다. 여기서, 3 차원 빔포밍은 안테나 어레이가 꼭 평면(planar) 형상인 경우에만 가능한 것은 아니고, 링(ring) 형태의 3차원 형태의 어레이 구조에서도 3 차원 빔포밍이 가능하다. 3 차원 빔포밍의 특징은 기존 1 차원 배열의 안테나 구조가 아닌 다양한 형태의 안테나 배치로 인해 MIMO 프로세스가 3 차원 공간 상에서 이루어 진다는 것이다.

도 9는 능동 안테나 시스템에 기반하여, 단말 특정 빔을 형성한 예를 도시한다.

도 9를 참조하면, 3 차원 빔포밍으로 인하여 단말이 기지국 좌우로 움직일 경우뿐만 아니라 전후로 움직이는 경우까지 빔포밍이 가능하므로, 단말 특정 빔 형성에 보다 높은 자유도가 제공됨을 알 수 있다.

나아가, 능동 안테나 기반의 2차원 배열의 안테나 구조를 이용한 전송 환경으로는 실외 기지국에서 실외 단말에게 전송하는 환경뿐만 아니라, 실외 기지국이 실내 단말에 대하여 전송하는 환경 (O2I, Outdoor to Indoor) 및 실내 기지국이 실내 단말에 전송하는 환경 (Indoor hotspot) 등을 고려할 수 있다.

도 10은 능동 안테나 시스템 기반의 2 차원 빔 전송 시나리오를 도시한다.

도 10를 참조하면, 셀 내 다양한 다수의 건물들이 존재하는 실제 셀 환경을 가정하게 될 경우, 기지국은 단말 특정 수평 빔 조향 뿐만 아니라 건물 높이에 따른 다양한 단말 높이를 고려한 수직 빔 조향 능력까지 고려해야 할 필요가 있다. 이와 같은 셀 환경을 고려할 경우, 기존 무선 채널 환경과는 많이 다른 채널 특성, 예를 들어 높이 차이에 따른 음영/경로 손실 변화, 페이딩 특성 변화 등을 반영할 필요가 있다.

다시 말해, 3 차원 빔포밍은, 기존에 선형적인 1차원 배열의 안테나 구조에 기반하여 수평 방향으로만 이루어지던 수평 빔포밍이 진화된 것으로, 평면 배열(planar array) 등의 다차원 배열의 안테나 구조를 기반으로 엘리베이션 빔포밍 혹은 수직 빔포밍까지 확장 및 결합된 형태로 이루어지는 MIMO 프로세싱 기법을 지칭한다.

상술한 능동 안테나 시스템 또는 3차원 빔포밍 방식에 더하거나 대신하여, 본 발명은 대규모 MIMO 시스템을 제안한다.

LTE 시스템에서, 하향링크 전송을 위한 안테나의 최대 개수는 4이다. LTE-Advanced 시스템의 경우, 하향링크 전송을 위한 최대 안테나 개수는 8이며, 상향링크 전송을 위한 최대 안테나 개수는 4이다. 그러나, 고속 전송을 위한 요구는 대규모 MIMO 시스템의 개념에 이르게 한다.

이에 기초하여, 본 출원의 대규모 MIMO 시스템의 개념을 설명한다.

최근, 대규모 MIMO 방식은 5세대 이동 통신 시스템을 위한 구성 기술의 후보로 주목을 받고 있다. 대규모 MIMO 방식은 다중 안테나를 가지는 기지국 및 하나의 안테나를 가지는 단말을 포함하는 시스템에 적용될 수 있다. 비록 각각의 단말이 하나의 안테나를 가지고 있더라도, 다중 안테나를 가지는 기지국에 의해 다중 단말이 서비스를 받는 경우 전체 시스템은 MIMO 시스템으로 보일 수 있다. 단말의 개수를 K로 가정하면, 높은 SNR에서 용량의 계조 (gradation of capacity)는 min(N _t ,K)로 표현될 수 있다.

기지국의 안테나 개수는 제한되지 않을 수 있다. 그러나, 실질적으로 종래의 MIMO 방식과 대규모 MIMO 방식을 구분하기 위하여 기지국의 안테나 개수는 특정 임계 개수를 초과하는 것으로 가정할 수 있다. 일 예로, 임계값은 4 또는 8이 될 수 있으나, 본 발명은 하나의 기지국의 안테나 개수가 예시한 임계 개수보다 많은 경우를 가정한다.

이론적으로, 하나의 기지국의 안테나 개수가 무한대가 되는 경우, 기지국에서 최적의 전송 알고리즘은 최대비 송신 (maximal ration transmission, MRT) 이며, 최적의 수신 알고리즘은 최대비 결합 (maximal ration combining, MRC)이다. 이러한 MRT 및 MRC는 간단하나, 종래 MIMO 방식을 사용하는 경우 이러한 방식은 간섭에 대한 고려를 하지 않아 성능이 한정될 수 있다. 하지만, 하나의 기지국을 위한 안테나의 개수가 증가하면, 하나의 안테나로부터의 빔이 첨예해지며, 이 안테나로부터의 신호는 다른 수신기에 간섭을 발생시키지 않으며 수신할 수 있다.

상술한 대규모 MIMO가 사용되면, 안테나의 개수가 획기적으로 증가되며, RS 오버헤드가 심각한 문제가 될 수 있다. 그리고, 3차원 빔포밍 또는 대규모 MIMO 가 사용되면, RRH는 전송을 위하여 수십 또는 수백개의 안테나를 사용할 수 있으며, 이를 지원하기 위한 CSI-RS 포트가 증가될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 후술하는 해결 방법이 사용될 수 있다.

1. 다중 CSI-RS 자원

기지국은 다중 안테나를 서브-어레이로 그룹핑하고, 하나의 서브-어레이에 하나의 CSI-RS를 할당

2. CSI-RS 자원 내에서 CSI-RS 포트의 최대 개수를 증가

단일 CSI-RS 패턴 내의 CSI-RS 포트의 최대 개수를 증가

CSI-RS 포트는 포트 #23으로부터 새롭게 정의

3. 새로운 RS를 정의

새로운 채널 추정 RS는 새롭게 정의

상기 해결 방법은 함께 적용될 수 있다. 본 발명은 RS 오버헤드를 효과적으로 감소시키고 종래 기술의 RS 패턴을 재사용하기 위하여 교대 RB 방식(alternating RB scheme)을 제안한다.

도 11은 대규모 MIMO가 사용되는 시스템에서 RS 전송을 위한 교대 RB 방식(alternating RB scheme)을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국이 상술한 대규모 MIMO를 사용하면, 'M' 개의 RB는 RB 그룹으로 그룹핑될 수 있다(M>1). 'M' 은 시스템 정보에 의해 결정될 수 있다. 도 11의 예에서, 'M' 은 2에 대응된다. 따라서, RB1과 RB2는 RBG1로 그룹핑되며, RB3과 RB4는 RBG2로 그룹핑된다.

대규모 MIMO를 종래의 MIMO와 구분하기 위하여, 본 발명에서는 안테나 개수를 8보다 큰 것으로 가정하나, 실질적으로, 안테나 개수는 8보다 훨씬 큰 수일 수 있다. 나아가, 적어도 하나 이상의 안테나 포트는 안테나 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 도 11에서, 안테나 포트 15 및 16은 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑된다. 다른 안테나 포트는 다른 안테나 그룹으로 그룹핑 될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 기지국은 하나의 안테나 그룹의 참조 신호를 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 RB로 매핑할 수 있다. 종래에는, 각각의 안테나의 RS들이 미리 결정된 RS 패턴에 기초하여 매 RB마다 매핑되었다. 그러나, RS 오버헤드를 감소시키기 위하여, 본 실시예는 하나의 안테나 그룹의 RS들을 하나의 RBG 내의 오직 하나의 RB에만 매핑하는 방식을 제안한다. 도 11에서, 안테나 포트 15 및 16의 RB들은 오직 RBG1의 RB1 및 RBG2의 RB3에 매핑된다.

도 12는 본 발명의 일 실시예의 다른 예를 나타내는 도면이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국이 상술한 대규모 MIMO를 사용하는 경우, 'M' 개의 RB 는 RB 그룹으로 그룹핑된다(M>1). 그리고, 하나 이상의 안테나 포트는 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑된다. 도 12에서, 안테나 포트 15 및16은 하나의 안테나 포트 그룹 (안테나 그룹 1)으로 그룹핑된다. 그리고, 안테나 포트 17 및 18은 다른 안테나 그룹 (안테나 그룹 2)으로 그룹핑된다. 다른 안테나 포트는 다른 안테나 그룹으로 그룹핑 될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 기지국은 다른 안테나 그룹의 RS를 동일한 RBG의 다른 RB에 매핑할 수 있다. 각각의 안테나 그룹을 위하여, 기지국은 하나의 안테나 그룹의 참조 신호를 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 자원 블록에 매핑한다. 도 12에서, 안테나 그룹 1의 RS들은 오직 RB1 및 RB 3에 매핑되며, 안테나 그룹 2의 RS들은 오직 RB2 및 RB 4에 매핑된다.

이러한 방식에 기초하여 RS 오버헤드는 효과적으로 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 안테나의 개수가 증가하면, RS 오버헤드 문제가 더욱 심각해진다. 더욱이, 도 5에서 설명된 RS에 더하여 다양한 종류의 RS가 있을 수 있다. 이하에서는, LTE 시스템의 하향링크 참조 신호 가 설명된다.

우선, 송신단과 수신단에 양쪽에 이미 알려진 참조 신호는 일반적으로 송신단에서 수신단으로의 채널을 추정하기 위하여 데이터와 함께 전송된다. 참조 신호는 채널을 측정하고, 또한 복조 절차에서 복조를 수행할 수 있도록 변조 방식을 지시하기 위하여 제공된다. 참조 신호는 특정 사용자 단말을 위한 전용 참조 신호 (dedicated reference signal, DRS)와 기지국을 위한 전용 참조 신호로 분류될 수 있다. 단말 특정 참조 신호 및 공통 참조 신호 (공통 RS or 셀 특정 참조신호 (cell specific RS, CRS)는 셀 내의 모든 사용자 단말을 위한 셀 특정 참조 신호이다. 더욱이, 셀 특정 참조 신호는 단말로부터 기지국으로 CQI/PMI/RI를 측정 및 리포팅하기 위한 참조 신호를 포함한다. 그리고, 이러한 참조 신호는 CSI-RS (channel state information-RS)라고 한다.)

종합하면, LTE 시스템에서, 후술하는 하향링크 RS들이 사용된다.

(1) 셀 특정 RS : 채널 추정을 위한 RS

셀 특정 참조신호 (CRS)는 CSI 측정/보고의 목적으로 사용될 수 있다. 단기(short term) 측정으로서, 이 RS는 링크 적응(link adaptation), 랭크 적응(rank adaptation), 폐루프 MIMO 프리코딩에 사용될 수 있다. 장기(long term) 측정으로서, 이 RS는 핸드오버, 셀 선택/재선택 등에 사용될 수 있다.

(2) 복조 RS (Demodulation RS): 하향링크 물리 채널 수신을 위한 RS

(3) 위치 RS(Positioning RS): 단말의 위치를 추정하기 위한 RS

(4) MBSFN RS: 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 위한 RS

LTE 시스템에서, 채널 측정을 위한 RS는 CRS이다. 그러나, LTE-A 시스템에서, RS 오버헤드를 감소시키기 위하여, CSI를 측정하기 위한 목적으로 별도의 CSI-RS가 정의되었으며, PDSCH 수신을 위한 단말 특정 RS가 사용된다. CSI-RS는 CSI 특정 및 피드백을 위하여 특성화 되어 있으며, CRS에 비하여 낮은 밀도로 전송된다. CRS는 최대 4개의 안테나까지 지원할 수 있으나, CSI-RS는 최대 8개의 안테나까지 지원할 수 있다.

단말 특정 RS는 데이터 채널 복조를 위하여 디자인되었으며, MIMO 프리코딩이 수행된 이후 데이터로서 전송된다. 따라서, 단말 특정 RS는 CRS와 달리 모든 안테나를 통하여 전송될 필요가 없으며, 안테나 전송 데이터를 통하여 전송되는 것으로 충분하다. 이는 동시에 전송되는 레이어의 개수에 대응될 수 있다.

이하에서는, 각각의 하향링크 RS에 대하여 상세히 설명한다.

도 13내지 15는 CRS를 전송하기 위한 RS 패턴에 대한 도면이다. 특히, 도 13은 하나의 안테나 포트를 위한 CRS 패턴을 설명하기 위한 것이며, 도 14는 두 개의 안테나 포트를 위한 CRS 패턴을 설명하기 위한 것이며, 도 15는 4개의 안테나 포트를 위한 CRS를 설명하기 위한 도면이다.

CRS는 PDSCH가 전송되는 서브 프레임 안에 전송된다. 그리고, CRS는 안테나 포트 0 내지 3을 통해 전송되며, 오직 ㅿf=15kHz만 지원한다. 셀 ID에 기초한 시드 값을 가지는 의사 랜덤 시퀀스

는

의 복소 심볼을 생성하기 위하여 변조되며, 이는 RS를 위해 사용된다. 여기서, 'p' 는 안테나 포트를 나타내며, n _s 는 슬롯 번호를 나타내며, 'l' 은 OFDM 심볼 인덱스를 나타내며, 'k' 는 서브프레임 인덱스를 나타낸다.

각각의 복소 심볼의 위치는 아래의 수학식들에 기초하여 결정된다.

즉, 'l' 은 안테나 포트에 기초하여 결정되며, 'k' 는 셀 ID에 의해 다르게 결정된다. 도 13 내지 15는 상기 수학식에 따른 RS 패턴을 보여준다.

도 14 및 15에서 나타나는 바와 같이, 특정 RE가 하나의 안테나 포트에 의해 취해지면, 다른 안테나 포트는 사용할 수 없다. 또한, MBSFN 프레임 내에서 CRS들은 오직 비-MBSFN 영역에 매핑된다.

상술한 본 발명의 실시예는 8 Tx 시스템을 통해 상기 CRS를 확장하여 적용할 수 있다. 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 대규모 MIMO 시스템에서 RS 오버헤드를 효과적으로 감소시키기 위하여 상술한 실시예를 CSI-RS에 적용하는 것을 제안한다.

CSI-RS는 p= 15~22를 사용하여 안테나 포트 1, 2, 4 및 8을 지원한다. LTE-A 시스템에서, 오직 ㅿf=15kHz를 지원하나, 본 발명은 이러한 제한을 두지 않는다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 대하여 CSI-RS를 위한 RS 패턴을 나타내는 도면이다.

시드 값을 셀 ID

또는 CSI-RS ID

를 가지는 의사-랜덤 시퀀스

는

의 복소 심볼로 변조될 수 있다. 여기서 'p' 는 안테나 포트를 나타내며, n _s 는 슬롯 번호를 나타내며, 'l' 은 OFDM 심볼 인덱스는 나타내며, 'k' 는 서브프레임 인덱스를 나타낸다. CSI-RS의 위치는 아래의 수학식에 기초하여 결정될 수 있다.

즉, 'k' 는 안테나 포트에 의해 결정될 수 있으며, 'l' 은 아래의 테이블의 configuration에 기초하여 결정될 수 있다.

[표 1]

도 16은 생성된 CSI-RS 패턴을 나타내는 도면이다. 도 16을 참조하면, CSI-RS는 상술한 CRS에 비하여 낮은 밀도를 가지고 있다.

하나의 셀 내에서, 다양한 CSI-RS configuration이 사용될 수 있다. non-zero power (NZP) CSI-RS는 configuration 0 또는 1을 사용할 수 있으며, zero power (ZP) CSI-RS는 0 또는 다중 configuration을 사용할 수 있다. zero-power CSI-RS의 경우 표 1에서 4 ports의 16가지를 16-bit 비트맵으로 나타내고, 각 bit을 '1' 로 하여 여러 configuration을 설정할 수 있다. 이 비트맵은 상위 layer의 ZeroPowerCSI-RS에서 지시된다. 단, non-zero power CSI-RS로 설정이 된 RE는 제외된다. MSB(most significant bit)이 lowest CSI-RS configuration index이고 bit의 순서대로 오름차순의 configuration index를 나타낸다.

이 실시예에서, CSI-RS는 아래의 서브프레임으로 전송되지 않는다.

프레임 구조 타입 2의 특정 서브프레임 내

CSI-RS가 동기 신호, BCH, SystemInformationBlockType1 messages들과 충돌되는 서브프레임 내

페이징 메시지가 전송되는 서브프레임 내

S={15}, S={15,16}, S={17,18}, S={19,20} 또는 S={21,22}인 set S 에서, 하나의 안테나 포트의 CSI-RS가 전송되는 RE(Resource Element)는 PDSCH나 다른 안테나 포트의 CSI-RS의 전송에 사용되지 않을 수 있다.

CSI-RS는 주기적으로 전송될 수 있다. CSI-RS의 서브프레임 configuration I _CSI-RS는 상위 레이어 시그널링으로 표 2와 같이 설정될 수 있다.

[표 2]

상술한 대규모 MIMO를 위한 alternating RB 방식은 상기 CSI-RS의 서브프레임 configuration과 함께 구현될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임 configuration과 함께 CSI-RS를 전송하기 위한 alternating RB의 일 예를 나타내는 도면이다.

이 예에서, RB 그룹 (M)은 2에 대응되는 것으로 가정한다. 그리고, 안테나 포트 15 및 16은 안테나 그룹 1로 그룹핑되며, 안테나 포트 17 및 18은 안테나 그룹 2로 그룹핑된다. 또한, 상술한 CSI-RS를 위한 서프프레임 configuration I _CSI-RS는 3에 대응하는 것으로 가정한다.

표 2에 따르면, CSI-RS의 주기는 5일 수 있으며, CSI-RS의 오프셋은 3일 수 있다. 따라서, 이 configuration에 기초하여 기지국은 CSI-RS를 서프프레임 4, 9, 13, …에 전송을 시작할 수 있다. 그러나, 상술한 alternating RB 방식에 따르면, 기지국은 안테나 포트 15 및 16의 CSI-RS를 오직 RB 4, 9, 13, …에 매핑할 수 있으며, 안테나 포트 17 및 18의 CSI_RS를 오직 RB 5, 10, 15, …에 매핑할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 CSI-RS configuration IE에 대하여 설명한다.

CSI-RS configuration을 위한 상위 레이어 시그널링은 아래의 표와 같이 나타낼 수 있다.

[표 3]

- CSI-RS-Config information elements

본 발명의 일 실시예에 따른 CSI-RS-Config 정보 요소는 'M' 에 대한 정보 및/또는 안테나 그룹핑 정보를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 DM-RS (단말 특정 RS)에 대하여 상세히 설명한다.

안테나 포트 5에 대하여, 단말 특정 참조 신호 시퀀스

은 다음과 같이 정의된다.

여기서,

는 PDSCH 전송에 대응하는 자원 블록의 대역폭을 나타낸다. 의사 랜덤 시퀀스 c(i) 각 서브프레임의 시작에서

로 초기화 될 수 있으며, ⁿRNTI 는 RNTI 값이다.

안테나 포트 p∈{7,8,...,v+6}에 대하여, 참조 신호 시퀀스 r(m) 은 다음과 같이 정의된다.

의사 랜덤 시퀀스 c(i) 는 각각의 서브프레임 시작에서

로 초기화 될 수 있으며, 안테나 포트 7 및 8 ⁿSCID는 PDSCH 전송과 관련된 가장 최근의 DCI 포맷 2B 또는 2C 내의 표 4에 따른 scrambling identity field에 의해 주어진다.

[표 4]

단말 특정 참조 신호는 PDSCH의 전송을 위하여 지원되며, 안테나 포트 p=5, p=7, p=8 또는 p=7,8,...,v+6 로 전송되며, v 는 PDSCH의 전송을 위하여 사용되는 레이어의 개수이다. 단말 특정 참조 신호는 set S의 안테나 포트를 통하여 단말에 전송되며, 여기서 S는 S={7,8,11,13} 또는 S={9,10,12,14}이다.

도 18 내지 22는 DM-RS를 위한 RS 패턴을 나타내는 도면이다.

안테나 포트 p=7 , p=8 또는 p=7,8,...,v+6 를 위하여, 대응되는 PDSCH 전송을 위해 할당되는 주파수 도매인 인덱스 ⁿ PRB 를 가지는 물리 자원 블록 내에서, 참조 신호 시퀀스 r(m) 의 일부는 아래의 서브프레임 내의 복소 변조 심볼

에 매핑될 수 있다.

시퀀스

는 아래의 표 5와 같이 주어질 수 있다.

[표 5]

- 일반 순환 전치를 위한 시퀀스

상기 설명된 RB 교대(alternating)는 DM-RS에 적용될 수 있다. 그러나, 아래에 설명은 대규모 MIMO를 위한 CSI-RS의 확장에 초점을 맞춘다.

LTE 시스템에서 CSI-RS는 아래의 목적을 위하여 디자인 되었다.

1. 단말이 NZP CSI-RS 자원으로부터 CSR (예를 들어, PMI, CQI, RI)를 추정하여 피드백

2. 간섭 노드(예를 들어, 전송 포인트, 셀 등)의 NZP CSI-RS의 자원을 ZP CSI-RS 로 셋팅하여 물리 채널로부터 단말이 겪는 간섭을 감소

3. 단말이 CQI 계산을 위한 ZP CSI-RS 자원을 포함하는 간섭 추정(interference measurement, IM) 자원으로부터 간섭의 양을 추정

상기 목적에 더하여, CSI-RS는 셀 선택/재선택 또는 핸드오버를 위해 사용되는 RSRP(RS received power)/RSRQ (RS received quality)를 정의하는데 사용될 수 있다.

종래 CSI-RS는 전체 시스템 대역폭 내의 모든 RB 당 하나의 RE에 매핑된다. 두 개 이상의 CSI-RS 포트가 동시에 전송되면, 두 포트는 패어링되고 인접한 OFDM 심볼에 매핑된다. 이 두 포트는 코드 분할 멀티플랭싱(Code Divisional Multiplexed, CDMed)된다. 상기 포트 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 및 22는 예시이다.

도 23은 일반 CP 구조를 위한 2 Tx, 4 Tx, 8 Tx CSI-RS 패턴을 나타내는 도면이다.

도 23에서, 0, 1, …, 7은 포트 15, 16, …, 22에 대응된다. 그리고, 시간 축에서 서로 인접한 안테나 포트들은 코드 분할 멀티플렉싱 된다.

상술한 바와 같이, CSI-RS 패턴은 CSI-RS configuration 번호에 기초하여 결정된다. CSI-RS는 서브프레임 configuration에 기초하여 매 5~80 서브프레임 당 하나씩 전송된다. 즉, 주기 및 오프셋은 CSI-RS configuration 번호에 기초하여 결정된다.

이에 기초하여, 본 발명의 일 실시예는 종래의 기술과 반대되는 M _f 에 의해 주파수 대역이 분할되는 것으로 정의되는 새로운 RS 자원을 제안하며, 여기서 CSI-RS는 매 RB마다 전송된다. 여기서 CSI-RS를 위한 RE 위치는 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 내의 특정 패턴에 의해 제한되지 않는다.

본 실시예는 주파수 도메인 내의 CSI-RS의 밀도는 종래 기술에 비해 낮은 것으로 특징지어진다. 특히, 종래 기술에서 매 CSI-RS 포트는 CSI-RS를 전송하나, 본 실시예는 다른 CSI-RS 포트를 위해 다른 RB들을 사용한다. 도 12에서 나타나는 바와 같이, 안테나 포트 15 및 16을 위한 CSI-RS들은 안테나 포트 17 및 18이 RB 2및 RB 4에 전송되는 동안 RB 1 및 RB 3에 전송된다. 이는 안테나 포트 15, 16, 17 및 18을 위한 CSI-RS가 매 RB 마다 전송되는 것과 차이가 있다.

주파수 도메인 내에서 RS 오버헤드를 감소시키기 위하여 M _f 가 1보다 큰 값은 가진다.

도 24는 본 발명 및 종래 기술의 일 실시예의 CSI-RS를 나타내며, M _f 는 2이고, 안테나의 개수는 4이다. 도 25는 본 발명 및 종래 기술의 일 실시예의 CSI-RS를 나타내며, M _f 는 2 또는 4이고, 안테나의 개수는 8이다. 도 26은 본 발명 및 종래 기술의 일 실시예의 CSI-RS를 나타내며, M _f 는 2 또는 4이고, 안테나의 개수는 16이다.

위의 도에서 나타나는 바와 같이, 본 발명은 전송 안테나를 증가시킴으로써 RS 오버헤드를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

반면, 차세대 이동 통신 시스템인 LTE-A 시스템은 데이터 전송율을 향상시키기 위하여 이전 표준에서 지원되지 않은 협조적 다중 포인트 (coordinated multi point, CoMP) 전송 방식을 지원할 것으로 예상된다. 이러한 경우, CoMP 전송 방식은 무선 음역 지역에 위치하는 사용자 단말 및 기지국 사이의 통신 성능을 향상 시키기 위하여 적어도 두 개의 기지국 또는 셀이 협력적으로 사용자 단말과 통신할 수 있게 하기 위한 전송 방식을 의미한다.

CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협조적 MIMO 타입의 CoMP-JP (CoMP-Joint Processing) 및 CoMP-CS/CB (CoMP Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming)로 카테고리를 나눌 수 있다.

하향링크를 위한 CoMP-JP에서, 사용자 단말은 각각 CoMP 전송을 수행하는 기지국들로부터 데이터를 동시에 즉각적으로 수신할 수 있으며, 기지국으로부터 함께 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다(Joint Transmission, JT). 그리고, 각각 CoMP 전송을 수행하는 기지국중 하나가 특정 타이밍 포인트에 단말에 신호를 전송하기 위한 방법을 고려할 수 있다(Dynamic Pont Selection, DPS).

반면, CoMP-CS/CB (CoMP Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming)에서, 사용자 단말은 단일 기지국, 특히 서빙 기지국으로부터 빔포밍을 통하여 데이터를 곧바로 수신할 수 있다.

업링크를 위한 CoMP-JP (CoMP-Joint Processing)에서, 각각의 기지국은 사용자 단말로부터 동시에 PUSCH 신호를 수신할 수 있다[Joint Reception (JR)]. 반면, CoMP-CS/CB (CoMP Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming)에서, 단일 기지국은 PUSCH만을 수신한다. 이렇게 하기 위하여, CoMP-CS/CB (CoMP Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming)를 사용하기 위한 결정은 협조 셀(또는 기지국)에서 만들어 진다.

CS/CB 방식은 SSPS 방식을 포함할 수 있다.

준-정적 포인트 선택(Semi-static point selection, SSPS): 동시에 하나의 포인트로부터 특정 단말로 전송. 전송 포인트는 준-정적 방식으로 변경될 수 있다.

반면, 동적 포인트 선택(Dynamic point selection, DPS)/뮤팅(muting) 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에서, 시간-주파수 지원 내의 하나의 포인트(CoMP 협력 세트 내의)로부터 데이터 전송. 전송/뮤팅(muting) 포인트는 서브프레임 내의 RB 쌍을 통해 하나의 서브프레임으로부터 변화를 포함하는 다른 서브프레임으로 변경될 수 있다. 데이터는 다중 포인트에서 동시에 이용될 수 있다. 이는 동적 셀 선택(Dynamic cell selection, DCS)을 포함할 수 있다.

또한, 후술하는 기술은 CoMP 동작을 위하여 정의된다.

CoMP 협력 세트(cooperating set)

시간-주파수 자원 내에서 단말에 데이터를 전송하는데 직접적 및/또는 간접적으로 참여하는 (지리적으로 분산되어 있는) 포인트들의 세트

직접적 참여: 실질적으로 데이터를 전송하는 포인트

간접적 참여: 데이터를 전송하지 않으나 사용자 스케줄링/빔포밍에 대한 결정에 기여하는 후보 포인트

CoMP 전송 포인트: 단말에 데이터를 전송하는 포인트 또는 포인트 세트

CoMP 전송 포인트는 CoMP 협력 세트의 서브 세트이다.

JT의 경우, CoMP 전송 포인트는 CoMP 협력 세트 내의 다중 포인트를 포함할 수 있다.

CS/CB, DPS의 경우, CoMP 협력 세트 내의 단일 포인트는 CoMP 전송 포인트이다.

CoMP 측정 세트(CoMP measurement set): 단말에 대한 링크와 관련된 채널 상태 정보를 측정 및/또는 보고하는 포인트에 대한 세트

LTE-A 시스템(rel-10)에서, 상술한 CoMP 전송을 지원하기 위한 QCL 개념이 소개되었다. 본 발명의 일 실시예에서, RB 그룹의 개수 (M)는 동일-위치(co-located)의 RS 포트들의 개수에 기초하여 결정된다.

안테나 포트 QCL의 정의는 아래와 같이 정의된다.

하나의 안테나 포트의 심볼이 이송되는 채널의 대규모 특징이 다른 안테나 포트의 심볼이 이송되는 채널에 의해 추론이 가능한 경우 두 안테나 포트는 QCL이 있다고 말할 수 있다.

이에 기초하여, PDSCH를 위한 안테나 포트 QCL은 다음과 같다.

전송 모드 1-10으로 설정된 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 0-3이 지연 확산(delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 편이(Doppler shift), 평균 이득(average gain) 및 평균 지연(average delay)과 관련하여 QCL이 있다고 가정할 수 있다.

전송 모드 8-10으로 설정된 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 7-14가 지연 확산, 도플러 확산, 도플러 편이, 평균 이득 및 평균 지연과 관련된 주어진 서브프레임에 대하여 QCL이 있다고 가정할 수 있다.

전송 모드 1-9로 설정된 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 0 - 3, 5, 7 - 22가 지연 확산, 도플러 확산, 도플러 편이, 평균 이득 및 평균 지연과 관련하여 QCL이 있다고 가정할 수 있다.

전송 모드 10으로 설정된 단말은 안테나 포트 7-17((DM-RS 포트)와 관련된 전송 방식에 따라 PDSCH를 디코딩하기 위하여 상위 레이어 시그널링을 통해 두 개의 QCL 타입 중 하나로 설정될 수 있다.

타입 A: 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 0-3, 7-22가 지연 확산, 도플러 확산, 도플러 편이, 평균 이득 및 평균 지연과 관련하여 QCL이 있다고 가정할 수 있다.

타입 B: 단말은 'PDSCH 매핑을 위한 CSI-RS 자원 설정 ID' 에 해당하는 안테나 포트 15-22 및 PDSCH와 관련된 안테나 포트 7-14가 지연 확산, 도플러 확산, 도플러 편이, 평균 이득 및 평균 지연과 관련하여 QCL이 있다고 가정할 수 있다.

PDSCH 자원 매핑 변수는 다음과 같다.

주어진 서빙 셀을 위한 전송 모드 10으로 설정된 단말은 단말 및 주어진 서빙 셀을 위한 DCI 포맷 2D를 가지는 검출된 PDCCH/EPDCCH에 따라 PDSCH를 디코딩하기 위하여 상위 레이어 시그널링을 통해 최대 4개의 파라미터 세트를 설정할 수 있다. 단말은 PDSCH RE 매핑과 PDSCH 안테나 포트 QCL을 결정하기 위하여 DCI 포맷 2를 가지는 검출된 PDCCH/EPDCCH의 'PDSCH RE Mapping and Quasi-Co-Location indicator' 필드(표 6에 정의된 매핑)의 값에 따라 파라미터 세트를 이용할 수 있다. PDCCH와 대응하지 않는 PDSCH의 경우, 단말은 PDSCH RE 매핑과 PDSCH 안테나 포트 QCL을 결정하기 위하여 관련된 SPS 활성화와 대응하는 DCI 포맷 2D를 가지는 PDCCH/EPDCCH 에 명시된 파라미터 세트를 이용할 수 있다.

[표 6]

- PDSCH RE Mapping and Quasi-Co-Location Indicator field in DCI format 2D

이하 PDSCH RE 매핑과 PDSCH 안테나 포트 QCL을 결정하기 위한 파라미터는 각각의 파라미터 세트를 위한 상위 레이어 시그널링을 통하여 설정될 수 있다.

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 CRS 안테나 포트의 개수'

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 CRS 주파수 편이'

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 MBSFN 서브프레임 설정'

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 Zero-power CSI-RS 자원 설정'

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 PDSCH 시작점'

· 'PDSCH RE 매핑을 위한 CSI-RS 자원 설정 ID'

주어진 서빙 셀을 위한 전송 모드 10으로 설정된 단말은 단말 및 주어진 서빙 셀을 위한 DCI 포멧 1을 가지는 검출된 PDCCH/EPDCCH에 따라 PDSCH를 디코딩하기 위하여 PDSCH RE 매핑 및 PDSCH 안테나 포트 QCL을 결정하기 위한 상위 레이어 시그널링을 통하여 표 6의 4개의 파라미터 세트로부터 선택된 파라미터 세트로 설정될 수 있다. 단말은 DCI 포맷 1A를 가지는 검출된 PDCCH/EPDCCH 및 DCI 포맷 1A를 가지는 PDCCH/EPDCC에서 지시된 SPS 활성화와 관련된 상응하는 PDCCH를 가지지 않는 PDSCH와 관련된 PDSCH를 디코딩하기 위한 PDSCH RE 매핑 및 PDSCH 안테나 포트 QCL을 결정하는 설정된 파라미터 세트를 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 전송 모드 10의 기지국은 상위 레이어 시그널링을 통하여 QCL type A 및 QCL type B 중 QCL type을 세팅할 수 있다. QCL type A 는 CRS, DM-RS (UE-specific RS) and CSI-RS (except average gain point of view) ports 가 의사 동일-위치된 것을 의미하며, 물리 채널 및 신호가 동일한 포인트/노트를 통하여 전송되는 것을 의미한다. QCL type B에서, DPS, dynamic muting, JT, 등을 포함하는 최대 4개의 CoMP 전송 모드는 단말 상위 레이어 시그널링을 통하여 사용할 수 있으며, DCI format 2D는 PDSCH(및/또는 E-PDCCH)를 수신하기 위하여 위의 어느 모드가 사용될 수 있음을 표시할 수 있다. 위의 표에서 나타내고 있는 PDSCH RE mapping을 위한 CSI-RS 자원 설정 ID 필드를 참고할 수 있다. 이러한 전송 모드는 DM-RS과 CSI-RS QCL 사이의 조건을 포함할 수 있다.

QCL type B를 사용하는 예를 설명한다.

● N₁ 안테나 포트를 가지는 Node 1은 CSI-RS 패턴 (자원) #1을 전송함

→ 파라미터 세트 1은 PDSCH RE 매핑 및 QCL 인디케이터 필드를 포함할 수 있다.

● N₂ 안테나 포트를 가지는 Node 2는 CSI-RS 패턴 (자원) #2를 전송함

→ 파라미터 세트 2는 PDSCH RE 매핑 및 QCL 인디케이터 필드를 포함할 수 있다.

● 기지국은 상위 레이어 시그널링을 통하여 노드 1 및 노드 2의 공통 커버리지 영역에 위치하는 단말에게 파라미터 세트 1 및 파라미터 세트 2를 설정할 수 있다.

● 기지국은 노드 1을 통하여 데이터(PDSCH)를 전송할 때 DCI 포맷 2를 이용하여 파라미터 세트 1을 설정하고, 노드 2를 통하여 데이터(PDSCH)를 전송할 때 파라미터 세트 2를 설정하여 동적 포인트 설정을 수행할 수 있다.

■ 단말은 DCI format 2D를 이용하여 파라미터 세트가 1일 때 DM-RS 및 CSI-RS pattern # 1이 의사 동일-위치되며(QCLed), 파라미터 세트가 2일 때 DM-RS 및 CSI-RS pattern # 2가 의사 동일-위치된(QCLed) 것으로 가정한다.

E-PDCCH를 위한 DM-RS는 포트 7-10의 단말 특정 RS와 동일한 패턴을 가지는 포트 107-110을 위해 정의된다. 또한, E-PDCCH DM-RS를 위한 QCL 조건은 타입 A 및 B로 정의된다. 타입 A는 CRS 및 E-PDCCH DM-RS가 의사 동일-위치된(QCLed) 경우이며, 타입 B는 DCI format 2D로 식별되는 CSI-RS 포트 및 E-PDCCH DM-RS가 의사 동일-위치된(QCLed) 경우이다.

EPDCCH를 위한 안테나 포트 QCL은 아래와 같다.

주어진 서빙 셀에서, 단말이 상위 레이어 시그널링을 통하여 전송 모드 1-0에 따라 PDSCH 데이터 전송을 수신하도록 설정된 경우, 및 단말이 EPDCCH를 모니터링 하도록 설정된 경우, 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 0-3, 107-110이 도플러 천이, 도플러 확산, 평균 지연 및 지연 확산과 관련하여 의사 동일-위치된(QCLed) 것으로 가정할 수 있다.

주어진 서빙 셀에서, 단말이 상위 레이어 시그널링을 통하여 전송 모드 10에 따라 PDSCH 데이터 전송을 수신하도록 설정된 경우, 및 단말이 EPDCCH-PRB-set 각각에 대한 EPDCCH를 모니터링 하도록 설정된 경우, 단말이 상위 레이어를 통하여 의사 동일성 타입 A에 따라 PDSCH를 디코딩하도록 설정된 경우, 단말은 서빙 셀의 안테나 포트 0-3, 107-110이 도플러 천이, 도플러 확산, 평균 지연 및 지연 확산과 관련하여 의사 동일-위치된(QCLed) 것으로 가정할 수 있다. 단말은 'CSI-RS resource configuration identity for PDSCH RE mapping'에 의해 지시되는 CSI-RS 자원 설정에 관련된 안테나 포트 0-3 및 'CSI-RS resource configuration identity for PDSCH RE mapping'에 의해 지시되는 CSI-RS 자원 설정과 관련된 안테나 포트 15-22가 도플러 천이 및 도플러 확산에 관련하여 의사 동일-위치된(QCLed) 것으로 가정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 있어서, M _f RB는 하나의 그룹으로 그룹핑 될 수 있으며, 하나 이상의 안테나 포트는 하나의 아테나 그룹으로 그룹핑될 수 있으며, 하나의 안테나 그룹의 CSI-RS는 M _f RB 중 오직 하나의 RB를 통해서 전송된다.

M _f 는 시스템에 의해 미리 결정될 수 있다(예를 들어, M _f =2). 또는, RRC 설정에 기초하여 설정될 수 있다. SIB, MIB 또는 다른 RRC 메시지는 이를 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, M _f 는 동일-위치하는 RS 또는 패턴의 개수에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다. 즉, M _f 는 동일한 전송 포인트에 의해 전송되는 동일-위치된 RS 또는 패턴의 개수에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다. 이러한 경우, RS 또는 패턴의 개수가 증가하는 경우, M _f 의 개수를 증가시킴으로서 RS 오버헤드를 효과적으로 관리할 수 있다.

M _f 는

내의 값의 가질 수 있으며, 여기서 N _BW 는 상관 대역폭(coherent bandwidth)을 나타내며,

는 하나의 RB 내의 부반송파 개수를 나타낸다. 여기서, N _BW 가 큰 경우, M _f 역시 커질 수 있다. 그러나, M _f 는 N _BW 와 관계없이 결정될 수 있다.

전체 안테나 포트의 개수가 N _p 인 경우, 안테나 그룹의 개수는

또는

일 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 다른 안테나 그룹의 CSI-RS를 다른 RB에 매핑할 수 있다. 즉, 동일한 안테나 그룹의 CSI-RS는 동일한 RB에 매핑될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 안테나 포트 p의 CSI-RS의 RB 위치는 아래의 수학식에 의해 결정될 수 있다.

여기서, 'r' 은 안테나 포트 'p' 의 RB 위치, 'o' 는 오프셋을 나타내며 'o' 는 0≤o≤M _f -1 사이의 값을 갖는다, 오프셋 값은 각각의 안테나 포트 'p' 에 대하여 하나의 값을 가질 수 있다. 'n' 은 그룹 인덱스를 나타내며, M _f 로 나누어진 RB의 전체 개수에 대응될 수 있다.

특정 RB 내부의 CSI-RS 위치는 LTE 시스템과 동일하거나, 다를 수 있다.

수학식 15에 의하면, n=0, M _f =2, p={15,16,17,18} 일 때, p={15,17}의 CSI-RS는 RB # 0에서 전송되며, p={16,18}의 CSI-RS는 RB # 1에서 전송된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 안테나 포트 p의 CSI-RS의 RB 위치는 아래의 수식에 의해 결정될 수 있다.

여기서, 'r' 은 안테나 포트 'p' 의 RB 위치, 'o' 는 오프셋을 나타내며 'o' 는 0≤o≤M _f -1 사이의 값을 갖는다, 오프셋 값은 각각의 안테나 포트 'p' 에 대하여 하나의 값을 가질 수 있다. 'n' 은 그룹 인덱스를 나타내며, M _f 로 나누어진 RB의 전체 개수에 대응될 수 있다.

수학식 16에 의하면, n=0, M _f =2, p={15,16,17,18} 일 때, p={15,16} 및 p={17,18}의 CSI-RS는 RB # 0 및 RB # 1에서 각각 전송된다.

위의 수학식에서, 오프셋 값 'o' 는 아래의 파라미터 중 하나 이상의 함수에 의해 결정되거나 네트워크에서 시그널링될 수 있다.

오프셋에 대한 파라미터: 물리 셀 ID (

), CSI-RS ID (

), 서브프레임 번호 또는 시퀀스, 및 포트 번호.

오프셋 값이 안테나 포트의 함수인 경우, 오프셋 값은 포트 번호가 짝수인 경우 1로 설정 될 수 있으며, 포트 번호가 홀수인 경우 -1로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예(즉, RB 그룹핑이 적용되는지 아닌지 여부)는 상위 레인지 시그널링 또는 물리 메시지로 시그널링 될 수 있다.

또는, 동일-위치된 RS 포트 또는 패턴의 개수에 기초하여 암시적으로 결정될 수 있다. 이를 위하여, 다음과 같은 실시예가 제안된다.

기지국은 명시적 또는 암시적으로 RS 패턴 사이의 동일-위치성 상태를 지시할 수 있다. 이를 위해, NZP CSI-RS 자원 또는 다중 CSI 프로세스를 가지는 QCL 조건 지시자가 사용될 수 있다. 또는, 동일-위치된 NZP CSI-RS 자원의 명시적 RRC 시그널링이 사용될 수 있다. 이를 위해, 단말은 CSI 프로세스 내의 다중 NZP CSI-RS 자원이 동일-위치되었다고 가정할 수 있다. 이에 기초하여, 기지국은 동일-위치된 NZP CSI-RS 자원을 하나의 CSI 프로세스로 설정할 수 있다.

반면, 단말은 RS 패턴이 동일-위치되었는지 여부를 스스로 결정할 수 있다. 단말은 RS 패턴의 수신 타이밍 오프셋에 기초하여 RS가 동일-위치되었는지 여부를 결정할 수 있다. 수신 타이밍 오프셋이 임계값 내인 경우, 단말은 RS가 동일-위치된 것으로 결정할 수 있다.

또는, 단말은 채널(예를 들어, 도플러 확산, 지연 확산, 지연 프로파일 등)의 특성에 기초하여 이를 결정할 수 있다. RS의 특성이 유사한 경우, 단말은 RS가 동일-위치된 것으로 결정할 수 있다.

네트워크가 (a) M _f 및 RB 그룹이 적용되는지 여부를 시그널링 하기를 원하는 경우, 하나의 메시지를 가지고 시그널링 할 수 있다. 아래의 표는 이러한 시그널링을 위한 예시이다.

[표 7]

위의 시그널링은 CSI-RS configuration과 함께 결합될 수 있다.

[표 8]

- PhysicalConfigDedicated information element

[표 9]

- CSI-Process information elements [4]

[표 10]

- CSI-RS-ConfigNZP information elements

위의 표 8-10에서 나타나는 바와 같이, 복수의 NZP CSI-RS, ZP CSI-RS, CSI-IM resource, CSI process는 설정될 수 있으며, 다중 CSI process는 rel-11 단말에 대해 설정될 수 있다. 일반적으로, 하나의 CS프로세스는 하나의 CoMP 전송 모드(예를 들어, 포인트 A전송, 포인트 B 전송, 포인트 A&B의 JT)에 대응할 수 있다.

위의 설정에 더하여, M _f 값 및/또는 RB 그룹핑이 적용되었는지 여부는 함께 시그널링 될 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 17을 참조하면, 통신 장치(2100)는 프로세서(2110), 메모리(2120), RF 모듈(2130), 디스플레이 모듈(2140) 및 사용자 인터페이스 모듈(2150)을 포함한다.

통신 장치(2100)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(2100)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(2100)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(2110)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(2110)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 26에 기재된 내용을 참조할 수 있다.

메모리(2120)는 프로세서(2110)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(2130)은 프로세서(2110)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(2130)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(2140)은 프로세서(2110)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(2140)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), 0LED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(2150)은 프로세서(2110)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 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 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 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. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

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 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.

2700: 통신 장치 2710: 프로세서
2720: 메모리 2730: RF 모듈
2740: 디스플레이 모듈 2750: 사용자 인터페이스 모듈

Claims (15)

1. 다중 안테나들 포함하는 기지국(base station)이 단말들(user equipments, UEs)에 참조 신호들(reference signals)를 전송하는 방법에 있어서,
   'M' 개의 자원 블록들 (resource blocks, RBs)을 자원 블록 그룹으로 그룹핑하는 단계 - 상기 'M' 은 1 보다 크며, 상기 다중 안테나들의 개수는 8 보다 큼 -;
   하나 이상의 안테나 포트들을 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑하는 단계 - 상기 각각의 안테나 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응됨 -;
   상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들을 하나의 자원 블록 그룹 내 오직 하나의 자원 블록에 매핑하는 단계; 및
   상기 참조 신호들을 상기 단말들에 전송하는 단계; 를 포함하는 참조 신호 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,
   다른 안테나 그룹들의 상기 참조 신호들은 동일한 자원 블록 그룹의 다른 자원 블록들에 매핑되는 참조 신호 전송 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 'M' 은 시스템 정보에 기초하는 참조 신호 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 'M' 은 동일-위치(co-located)된 참조 신호 포트들의 개수에 기초하는 참조 신호 전송 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 참조 신호들은 CSI-RS 참조 신호들인 참조 신호 전송 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 안테나 포트들 중 안테나 포트 'p' 의 참조 신호는 수학식
   r = P mod M + nM + o
   에 기초하여 자원 블록 'r' 에 매핑되며,
   상기 'P' 는 상기 참조 신호들을 전송하는 상기 안테나 포트들 중 상기 안테나 포트 'p' 의 시퀀스에 대응되며, 상기 'n' 은 상기 자원 블록 그룹들의 개수에 대응되며, 상기 'o' 는 오프셋 값에 대응하는 참조 신호 전송 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 오프셋 값은 물리 셀 ID, CSI-RS ID, 서브프레임 번호 또는 안테나 포트 인덱스에 기초하여 결정되는 참조 신호 전송 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 기지국은 상기 다중 안테나들을 이용하여 3차원 빔포밍 방식에 기초하여 신호들을 전송하는 참조 신호 전송 방법.
9. 단말이 하나 이상의 기지국들로부터 참조 신호들을 수신하는 방법에 있어서,
   상기 기지국으로부터 상기 참조 신호를 수신하고, 여기서 'M' 자원 블록들(resource blocks, RBs)은 자원 블록 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 'M' 은 1보다 크고, 여기서 상기 참조 신호들은 8 보다 큰 안테나들을 통해 전송되고, 여기서 하나 이상의 안테나 포트들은 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 상기 각각의 안타네 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응되고, 여기서 상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 RB를 통하여 수신되는 단계; 및
   상기 수신한 참조 신호에 기초하여 채널을 추정하는 단계;를 포함하는 참조 신호 수신 방법.
10. 제9항에 있어서,
    다른 안테나 그룹들의 상기 참조 신호들은 동일한 자원 블록 그룹의 다른 자원 블록들에 매핑되는 참조 신호 수신 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 'M' 은 동일-위치(co-located)된 참조 신호 포트들의 개수에 기초하는 참조 신호 수신 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 참조 신호들은 CSI-RS 참조 신호들인 참조 신호 수신 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 안테나 포트들 중 안테나 포트 'p' 의 참조 신호는 수학식
    r = P mod M = nM + o
    에 기초하여 자원 블록 'r' 에 매핑되며,
    상기 'P' 는 상기 참조 신호들을 전송하는 상기 안테나 포트들 중 상기 안테나 포트 'p' 의 시퀀스에 대응되며, 상기 'n' 은 상기 자원 블록 그룹들의 개수에 대응되며, 상기 'o' 는 오프셋 값에 대응하는 참조 신호 수신 방법.
14. 단말들(user equipments, UEs)에 참조 신호들을 전송하는 다중 안테나들 - 여기서 다중 안테나들의 개수는 8 보다 큼-; 및
    상기 다중 안테나들에 연결된 프로세서;를 포함하며,
    상기 프로세서는
    'M' 개의 자원 블록들 (resource blocks, RBs)을 자원 블록 그룹으로 그룹핑하고 - 상기 'M' 은 1보다 큼 -,
    하나 이상의 안테나 포트들을 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑하고 - 상기 각각의 안테나 포트들은 상기 각각의 다중 안테나들에 대응됨 -,
    상기 하나의 안테나 그룹의 상기 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내 오직 하나의 자원 블록에 매핑하는 기지국 장치.
15. 단말이 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 참조 신호를 수신하고, 여기서 'M' 자원 블록들(resource blocks, RBs)은 자원 블록 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 'M' 은 1보다 크고, 여기서 참조 신호들은 8 보다 큰 안테나들을 통해 전송되고, 여기서 하나 이상의 안테나 포트는 하나의 안테나 그룹으로 그룹핑되고, 여기서 각각의 안타네 포트들은 각각의 다중 안테나들에 대응되고, 여기서 하나의 안테나 그룹의 참조 신호들은 하나의 자원 블록 그룹 내의 오직 하나의 RB를 통하여 수신되는 단계; 및
    상기 수신한 참조 신호에 기초하여 채널을 추정하는 단계;를 포함하는 참조 신호 수신 방법.

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