KR20160032098A

KR20160032098A - 대규모 mimo 방식을 위한 그룹핑 기반 참조 신호 전송

Info

Publication number: KR20160032098A
Application number: KR1020167000790A
Authority: KR
Inventors: 이길봄; 강지원; 고현수; 정재훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2016-03-23
Also published as: US9871566B2; JP2016533672A; EP3022850B1; JP6513655B2; US20160156395A1; EP3022850A4; EP3022850A1; WO2015008914A1

Abstract

대규모 MIMO를 위한 그룹핑 기반 참조 신호 전송 방식이 개시된다. 단말들은 그룹핑되며 각각의 단말 그룹은 기지국으로부터 상향링크 참조 신호를 위해 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신한다. 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정된다.

Description

대규모 MIMO 방식을 위한 그룹핑 기반 참조 신호 전송{GROUPING BASED REFERENCE SIGNAL TRANSMISSION FOR MASSIVE MIMO SCHEME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 발명이며, 특히, 대규모 MIMO 시스템을 위한 그룹핑-기반 참조 신호 전송에 대한 방법 및 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 기지국(eNB)에는 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.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 한계 및 단점으로 인한 하나 이상의 문제를 실질적으로 제거하기 위하여 대규모 MIMO 방식을 위한 그룹핑-기반 참조 신호 전송을 위한 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명의 추가적인 장점, 목적 및 특징은 아래의 상세한 설명에서 설명되며, 상세한 설명은 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하거나 본 발명의 실시에서 습득될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 다른 장점들은 첨부된 도면뿐 아니라 상세한 설명과 청구범위에 의해 구체화되고 달성 가능한 구조가 될 것이다.

이러한 목적 및 다른 장점을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 동작하는 방법은 기지국으로부터 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신하는 단계 - 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 - 및 제2정보로 식별된 시퀀스를 사용하여 기지국에 상향링크 참조 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값 보다 큰 특이값(singular value)들의 개수에 기초하여 결정되며, 특이값들은 기지국과 각각의 단말 간 채널의 공분산 행렬 (covariance matrix)의 특이값일 수 있다.

상기 방법은 단말에 할당된 시퀀스의 개수가 1보다 작으면, 소정 시간 후에 기지국에 상향링크 참조 신호에 사용될 시퀀스의 할당을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또는, 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 1 이상일 수 있다.

상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값을 조정함으로써 제어될 수 있다. 임계값은 각각의 단말에 의해 독립적으로 결정될 수 있다. 또는, 임계값은 각각의 단말의 특정 상태 및 동일 셀의 단말들의 공통 상태를 고려하여 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 동작하는 방법은 단말에 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 전송하는 단계 - 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 - 및 정보로 식별된 시퀀스를 사용하는 단말들로부터 상향링크 참조 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 단말에 할당된 시퀀스의 개수가 1보다 작으면, 소정 시간 후에 단말들로부터 상향링크 참조 신호에 사용될 시퀀스의 할당을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값을 조정함으로써 제어될 수 있다.

여기서, 임계값은 각각의 단말에 의해 독립적으로 결정될 수 있다. 또는, 임계값은 각각의 단말의 특정 상태 및 동일 셀의 단말들의 공통 상태를 고려하여 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말은 기지국으로부터 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신하는 수신기 - 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -, 제2정보로 식별된 시퀀스를 사용하여 기지국에 상향링크 참조 신호를 전송하는 송신기 및 수신기 및 송신기에 연결된 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 기지국은 단말에 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 전송하는 송신기 - 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -, 정보로 식별된 시퀀스를 사용하는 단말들로부터 상향링크 참조 신호를 수신하는 수신기 및 송신기 및 수신기에 연결된 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 네트워크 및 사용자 단말은 효율적으로 신호들을 전송 및 수신할 수 있다.

본 명세서 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 있을 것이다.

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 E-UTRAN의 네트워크 구조는 나타내는 개념도이다.
도 3은 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 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일반적인 다중 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 4개의 안테나를 포함하는 기지국이 채널 추정을 위한 셀-특정 참조 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 7은 8개 안테나를 포함하는 기지국이 채널 추정을 위한 CSI-RS를 전송하는 예를 나타낸다.
도 8은 TDD 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 프레임 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 그룹핑 기반 참조 신호 전송 방식을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 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 TDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 FDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 2는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조를 나타내기 위한 개념도이다. E-UTRAN 시스템은 종래 UTRAN으로부터 진화된 것이다. E-UTRAN은 서로 X2 인터페이스를 통해 연결된 셀들(eNB)을 포함한다. 셀은 무선 인터페이스를 통하여 사용자 단말 (user equipment, UE)과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)와 연결된다.

EPC는 MME(mobility management entity), S-GW(serving-gateway) 및 PDN-GW (packet data network-gateway)를 포함한다. MME는 단말들의 이동성을 관리하는데 사용하기 위한 단말들의 연결 및 용량에 대한 정보를 가지고 있다. S-GW는 종단점(end point)으로 E-UTRAN를 가지고 있는 게이트웨이이며, PDN-GW는 종단점(end point)으로 PDN(packet data network)을 가지는 게이트웨이이다.

도 3은 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 상위 계층에게 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 0FDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 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.

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.

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.

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 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S401). 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(S402).

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 S403 내지 단계 S406). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S403), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S404). 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(S407) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S408)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.

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 5는 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 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 R_O라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 R_O에 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 MIM0 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.

상술한 MIMO 시스템은 무선 통신 시스템의 송신기가 채널을 알고 있는 것으로 가정한다. 특정한 전송 방법(예를 들어, STC, 알라무티(alamouti) 방법)의 경우, 채널에 대하여 알 필요는 없으나, 일반화 될 수 는 없다. 따라서, MIMO를 위한 채널 추정은 필요하며, 수신기/송신기는 이러한 목적을 위하여 참조 신호들(RSs)을 전송할 수 있다.

간섭 없이 채널을 추정하기 위하여, 다중 송신기들의 참조신호들은 서로 직교성을 가지고 있어야 한다. 만일 제1송신기로부터 제1수신기의 참조신호와 제2송신기로부터 제2수신기로의 참조신호가 코렐레이션이 있는 경우, 제1수신기에서의 채널 추정은 제1송신기로부터 제1수신기로의 채널뿐 아니라 제2송신기로부터 제1수신기로의 채널도 반영할 수 있다. 이러한 경우, 제1송신기로부터 제1수신기로의 채널이 제2송신기로부터 제1수신기로의 채널에 의해 오염(contaminated)되었다고 할 수 있다. 그리고, 이를 또한 '파일럿 오염'이라고 할 수 있다.

상술한 파일럿 오염은 이러한 오염에 의해 야기되는 에러에 의해 링크 성능을 제한할 수 있으며, 따라서, 상술한 제한에 의해 송신기가 전송 파워를 증가시키는 경우에도 링크 성능은 향상되지 않을 수 있다. 따라서, 특정 타이밍에 전송된 참조 신호는 상호 직교성을 가지고 있어야 한다.

이에 기초하여, 본 출원의 대규모 MIM0 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

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.

반면, 상술한 대규모 MIMO 방식을 효율적으로 사용하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 FDD (Frequency Division Duplex)대신 TDD (Time Division Duplex)를 사용하는 것을 가정한다.

도 6은 4개의 안테나를 포함하는 기지국이 채널 추정을 위한 셀-특정 참조 신호를 전송하는 예를 나타낸다.

FDD를 사용하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널 추정을 수행하기 위하여, 기지국은 다중 안테나 각각을 통하여 참조 신호를 전송하여야 하면, 단말은 안테나들 각각으로부터의 각각의 채널들에 대한 채널 상태를 피드백하여야 한다. 도 6은 기지국이 각각의 안테나 포트 0, 1, 2 및 3에 참조 신호 (R₀, R₁, R₂, 및 R₃)를 전송하는 4개의 안테나들을 가지고 있는 경우를 나타내고 있다. 도 6에서 나타나는 바와 같이, 다른 안테나들을 위한 참조 신호들은 시간-주파수 자원에서 서로 다른 자원 요소(resource elements)를 갖는다. 따라서, 안테나의 개수가 매우 증가하는 경우, 참조 신호 오버헤드는 매우 증가될 수 있다.

도 7은 8개의 안테나를 포함하는 기지국이 채널 추정을 위한 셀-특정 참조 신호를 전송하는 예를 나타낸다.

채널 상태 정보 참조 신호 (Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS)는 참조 신호 오버헤드를 감소시키는 것으로 도입되었다. 도 7에서 나타나 있는 바와 같이, 8개의 전송 안테나 (안테나 포트 15 - 22)를 가지고 있는 기지국은 도 6에서 나타내고 있는 셀 특정 참조 신호를 사용하는 것에 비하여 자원의 양을 감소시키면서 각각의 안테나를 통하여 CSI-RS를 전송할 수 있다. 따라서, 본 발명의 가능한 일 예는 상술한 대규모 MIMO가 사용될 때, 하향링크 채널을 추정하기 위하여 CSI-RS를 사용할 수 있다. 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 TDD 방식을 사용하는 것이며, 상향링크 참조 신호는 하향링크 채널 추정에 사용될 수 있다.

도 8은 TDD 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 프레임 구조는 나타내는 도면이다.

FDD 방식이 사용되는 경우, 하향링크 주파수 대역은 상향링크 주파수 대역과 상이하다. 따라서, 하향링크 채널의 추정은 상향링크 채널의 추정과는 완전히 상이하다. 하지만 TDD 방식을 사용하는 경우, 하향링크의 주파수 대역은 상향링크 채널의 추정과 동일하며, 따라서 상향링크 참조 신호를 하향링크 채널 추정에 사용할 수 있다.

도 8은 TDD 방식을 사용하는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 프레임 구조를 나타내는 일 예이다. 길이가

인 각각의 무선 프레임은 길이가

인 두 개의 하프-프레임을 포함하고 있다. 각각의 하프-프레임은 길이가

인 5개의 서브프레임을 포함하고 있다. 무선 프레임에서 각각의 서브프레임에 대하여, 지원되는 상향링크-하향링크 구성은 표 1에서 나열되어 있으며, 여기서 "D"는 하향링크 전송을 위해 예약되어 있는 서브프레임을 나타내며, "U"는 상향링크 전송을 위해 예약된 서브프레임을 나타내며, "S"는 3개의 필드 DwPTS, GP 및UpPTS 를 위해 예약된 특별한 서브프레임을 나타낸다. DwPTS 및 UpPTS의 길이는 DwPTS, GP 및UpPTS 의 총 길이가

가 되도록 표 2에 의해 주어진다. 각각의 서브프레임

는 각각 길이

의 두 개의 슬롯

및

들로 정의된다.

5ms 및 10ms 하향링크-to-상향링크 스위치-포인트 주기를 가지는 상향링크-하향링크 설정이 지원된다.

5ms 하향링크-to-상향링크 스위치-포인트 주기의 경우, 하프-프레임 양쪽에 특별 서브프레임이 존재한다.

10ms 하향링크-to-상향링크 스위치-포인트 주기의 경우, 특별 서브프레임은 오직 첫 번째 하프-프레임에 존재한다.

서브프레임 0, 5 및 DwPTS는 항상 하향링크 전송을 위해 예약되어 있다. UpPTS 및 특별한 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위해 예약되어 있다.

다중 셀이 집성된(aggregated) 경우, 단말은 다른 셀 내의 특별 서브프레임의 가드 주기가 적어도

의 중첩을 가질 수 있다.

상이한 상향링크-하향링크 설정을 가지고 있는 다중 셀이 집성되고, 단말이 집성된 셀에 동시에 수신 및 송신을 할 수 없는 경우, 아래의 제약이 적용된다.

- 프라이머리 셀(primary cell)의 서브프레임이 하향링크 서브프레임인 경우, 단말은 동일 서브프레임 내에서 세컨더리 셀(secondary cell)에 신호 또는 채널을 전송하지 않는다.

- 프라이머리 셀의 서브프레임이 상향링크 서브프레임인 경우, 단말은 동일 서브프레임 내에서 세컨더리 셀로부터 어떠한 하향링크 전송도 수신할 것이라 기대되지 않는다.

- 프라이머리 셀의 서브프레임이 특별 서브프레임이고 세컨더리 셀의 동일한 서브프레임이 하향링크 서브프레임인 경우, 단말은 세컨더리 셀의 동일한 서브프레임에서 PDSCH/EPDCCH/PMCH/PRS 전송이 수신되는 것을 기대하지 않으며, 단말은 프라이머리 셀의 가드 주기 또는 UpPTS과 오버랩 되는 OFDM 심볼에서 세컨더리 셀의 어떠한 다른 신호도 수신하는 것을 기대하지 않는다.

상술한 TDD 방식을 위한 프레임 구조를 이용하여, 본 발명은 하향링크 채널을 추정하는데 상향링크 참조 신호를 사용할 수 있다. 또한, 기지국의 안테나 개수가 증가할 때 참조 신호의 개수는 증가되지 않으며, 단말은 기지국으로 채널 상태 정보를 피드백 할 필요가 없어진다.

하지만, 무선 통신 시스템이 멀티-셀로 확장되는 경우, 단말의 개수가 증가하며, 따라서 이를 지원하기 위하여 상향링크 참조 신호를 위한 직교 시퀀스가 증가되어야 한다. 그러나, 직교 시퀀스의 개수에는 한계가 있으며, 따라서, 직교 시퀀스의 개수가 단말의 개수보다 적은 경우, 상술한 파일럿 오염 문제가 남게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 아래에서 설명하는 바와 같이 단말 그룹핑 기반의 참조 신호 전송을 가정한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 그룹핑 기반 참조 신호 전송 방식을 나타내는 도면이다.

이 실시예에서, 무선 통신 시스템 내의 단말들은 다중 단말 그룹들로 그룹핑된다(예를 들어, 도 9의 UE group 1, UE group 2 and UE group 3). 동일한 단말 그룹 내의 단말들은 상향링크 참조 신호를 위해 서로 직교성을 가지는 직교 시퀀스를 사용한다. 따라서, 여기서 채널 추정을 위한 파일럿 오염 문제가 발생하지 않는다.

각각의 단말 그룹은 다른 타이밍으로 기지국과 동기가 되어 있다. 그리고, 다른 단말 그룹들의 단말들은 다른 상향링크 전송 시간 유닛에 상향링크 참조 신호들을 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말 그룹 1의 단말 1은 단말 그룹 2의 단말 2가 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 동안 서브프레임 0, 1 및 2에 상향링크 사운딩 참조 신호를 전송할 수 있다. 도 9의 시간 유닛은 슬롯, 서브프레임 또는 이에 상당하는 것(equivalents)이 될 수 있다. 단말 그룹 1의 단말 1로부터 참조 신호가 기지국으로 수신되면, 기지국은 서브프레임 4에서 단말 그룹 2의 단말 2가 상향링크 참조 신호들을 전송하는 동안 처리할 수 있다. 기지국(또는 다중-BS 동작을 위한 기지국)에 의해 서빙되는 모든 단말 그룹들은 기지국과 동기되어 있으며, 단말은 상향링크 데이터를 전송할 수 있다(예를 들어, 도 9의 서브프레임 9로부터).

상술한 방식에 대한 효과가 설명된다.

두 개의 셀 'A' 및 'B' 가 있다고 가정하고, 두 단말 'a' 및 'b' 가 각각 셀 'A' 및 'B' 내에 있다고 가정한다. 채널 h _mn 는 m^th 기지국 및 n^th 단말 사이의 채널을 나타낸다. 설명의 편의를 위하여 잡음은 고려되지 않았다. 이러한 경우, 단말 a 및 b가 SRS(sounding reference signal)를 전송할 때 기지국 A가 채널을 추정하는 경우, 추정된 채널은

와 같이 나타낼 수 있다. 여기서

및

는 상수를 나타낸다. 상기 추정된 채널은

에 의해 오염되었다고 말할 수 있다.

기지국 A가

를 전송하는 단말 a및 단말 b로부터 데이터를 수신하면, MRC 필터의 결과는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

위의 수학식 2에서, 항

는 안테나의 개수가 무한대가 되는 때에도 0에 도달하지 않는다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 파일럿 오염에 의해 성능 저하가 발생될 수 있다.

하지만, 위에서 설명한 단말 그룹핑 기반 방식을 사용하면, 오직 하나의 단말(예를 들어, 단말 a)이 다른 단말 (예를 들어, 단말 b)이 SRS를 전송하지 않는 동안 SRS를 전송한다. 단말 b가 단말 a가 SRS를 전송하는 동안 기지국 B로부터 데이터를 수신한다고 가정한다. 이러한 경우, 기지국 A에서 채널 추정은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

단말 a가 참조 신호를 전송할 때 기지국 B가 데이터를 전송하므로 항

는

로 대체는 것에 주의하여야 한다. 기지국 A가

를 전송하는 단말 A와 단말 B로부터 데이터를 수신하는 경우, MRC 필터의 결과는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 안테나의 개수가 무한대가 될 때, 간섭이 0이 됨을 주의하여야 한다. 따라서, 직교 시퀀스가 제한되는 동안 단말 그룹핑 기반 참조 신호 전송 방법의 사용으로 파일럿 오염 문제는 해결될 수 있다.

상술한 단말 그룹핑 기반 참조 신호 방식은 후술하는 방식에 의해 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 단말 그룹은 다중 셀일 수 있으며, 단말 그룹을 위한 동일한 프레임 구조가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 나타나 있는 동일 프레임 구조는 동일한 단말 그룹 내의 셀들을 위해 사용될 수 있다.

참조 신호 서브프레임에서, 동일한 단말 그룹 내의 단말들은 SRS를 전송할 수 있으며, 기지국은 이에 기초하여 채널을 추정할 수 있다. 이러한 경우, 동일한 단말 그룹 내의 단말들이 직교 시퀀스를 사용할 때, 기지국은 각각의 단말들로부터의 채널들을 구분할 수 있다. 그러나, 동일한 단말 그룹 내의 단말들이 상관값(correlation value)이 0보다 큰 시퀀스를 사용하는 경우, 상술한 파일럿 오염이 있을 수 있다.

이것은 단말의 개수가 증가하는 경우 더욱 중요해질 수 있다. 예를 들어, N개의 직교 시퀀스가 있고, 단말 그룹 내의 단말이 Nr개의 수신 안테나를 포함한다고 가정할 수 있다. 만약 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수가 Nr개이면, 단말 그룹은 N/Nr개의 단말들 지원할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 단말은 각각의 수신 안테나를 위한 채널 정보를 획득할 수 있으며, 따라서 각각의 단말은 Nr개의 신호들을 동시에 수신할 수 있다.

반면, 각각의 단말들에 할당된 시퀀스의 개수가 Nr/2개인 경우, 단말 그룹은 2N/Nr 개의 단말들을 지원할 수 있다. 즉, 각각의 단말은 Nr/2개의 안테나를 동시에 사용할 수 있으면, 따라서 하나의 단말의 수율(throughput)은 1/2로 감소될 수 있다. 그러나, 시스템은 동시에 2배 이상의 단말들을 지원할 수 있다.

실질적인 환경에서, 각각의 단말의 채널 상태는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 단말들은 많은 데이터의 전송을 요청할 수 있으며, 이는 더 많은 채널 용량을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, SNR이 높은 경우, 채널 용량은 독립적 송신기 신호들의 개수에 대응될 수 있으며, 따라서 이는 단말에 할당된 시퀀스의 개수에 대응될 수 있습니다. 반면, 높은 채널 용량을 필요로 하지 않는 단말들이 있을 수 있습니다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 높은 채널 용량을 필요로 하는 단말들에 더 많은 직교 시퀀스를 할당하는 동시에 높은 채널 용량을 필요로 하지 않는 단말들에 적은 직교 시퀀스를 할당하는 것을 제안한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 셀의 상태를 고려하여 시퀀스를 할당하는 것을 제안한다. 셀의 크기가 감소하는 경우 데이터 트래픽의 양의 차이는 증가할 수 있다. 즉, 하나의 단말 그룹 내의 하나의 셀은 단말 그룹 내의 다른 셀이 셀 내에 적은 수의 단말을 가지고 있는 동안 높은 채널 용량을 필요로 할 수 있다. 따라서, 이용 가능한 직교 시퀀스의 개수가 N이며, 하나의 단말 그룹 내에 셀 A와 셀 B가 있는 경우, 시퀀스를 각각의 셀의 상태를 고려하여 다르게 할당될 수 있다.

상술한 모든 것을 고려하여, 본 발명은 각각의 단말에 시퀀스를 할당하기 위한 효과적인 방법을 제안하며 이를 위한 다양한 metric 및 시그널링을 제안한다. 본 실시예에서, 할당을 위하여 (a) 동시에 SRS를 전송하는 단말들의 개수, (b) 전송/수신하기 위한 정보의 양 및 (c) 기지국 및 단말들 간의 채널 상태(예를 들어, 채널의 공분산 행렬(covariance matrix)) 중 적어도 하나 이상이 고려될 수 있다. 따라서 각각의 단말 및/또는 단말 그룹 내의 각각의 셀에 상이한 개수의 시퀀스가 할당될 수 있다.

일 예를 들어, 기지국은 SRS 전송을 위해 사용 가능한 파일럿 자원을 단말들에게 통지한다. 따라서, 파일럿 자원 정보는 단말들의 개수와 데이터 전송을 위한 자원의 양을 고려하여 시간에 따라 변화할 수 있다. 따라서 이 정보는 동적(dynamically) 또는 준-정적(semi-statically)으로 시그널링 될 수 있다. 파일럿 자원 정보는 시간, 주파수, 코드 및 공간 자원을 포함할 수 있다. 그리고, 이는 셀-특정 정보, 셀-특정 채널 또는 단말-특정 채널을 통해 시그널링 될 수 있다.

이 자원 정보는 시작 인덱스(start index) 및 마지막 인덱스(end index)를 나타내는 포맷을 가질 수 있다. 또는, 이것은 자원의 수집의 인덱스를 나타내는 포맷을 가질 수 있습니다.

각각의 셀을 위한 직교 시퀀스 세트들은 다를 수 있다. 예를 들어, 하나의 단말 그룹이 두 개의 셀들 포함하는 경우, 각각의 셀을 위한 파일럿 자원은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이것은

와 같이 'i' 인덱스를 가지는 파일럿 자원을 나타내는 것으로 일반화 될 수 있으며,

는 i번째 셀의 j번째 시퀀스를 나타낸다. 이러한 경우, N ₁,N ₂은 각각의 셀에 요구되는 채널 용량에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 셀 1의 채널 용량 요구가 셀 2의 2배인 경우, N ₁=2N ₂와 같이 설정될 수 있다.

및

이 만족되는 경우, 셀 1의 단말로 전송되는 SRS는 셀 2에 간섭을 발생시키지 않으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 반면, 동일한 시퀀스가 할당된 단말들이 있는 경우, 이용 가능한 시퀀스의 개수는 증가하나, 간섭이 있을 수 있다. 그러나, 이는 경우에 따라 다소 복잡한 스케줄링 방식에 의해 해결될 수 있다.

파일럿 자원 정보는 주기적 또는 비-주기적으로 변경될 수 있다. 자원 정보가 비-주기적으로 변경되는 경우, 기지국은 변경이 있는 경우에만 변경을 알릴 수 있다. 이러한 자원의 변경은 단말-특정 또는 셀-특정일 수 있다.

이 업데이트된 정보는 모든 자원을 나타낼 필요는 없으나, 이전 자원과 비교하여 변경만을 나타낼 필요가 있다. 예를 들어, k번째 단말의 자원이

인 경우, 자원 정보는 {1,2,3,4} 형태를 가질 수 있다. 그리고, k번째 단말을 위한 자원이

로 변경되면, 이 변경을 알리기 위한 시그널링은 (-1,{4}) 형태를 가질 수 있다. 여기서 '-1' 은 시퀀스 개수의 변경을 나타내며, {4}는 가능한 시퀀스로부터 자원이 삭제된 것을 나타낸다. 또는 위의 변경을 알리기 위한 시그널링은 {4}의 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우, 단말은 이미 SRS를 전송하기 위한 시퀀스 {4}를 가지고 있으며, 따라서 단말은 이를 SRS를 전송하기 위한 시퀀스들로부터 시퀀스 {4}를 삭제하는 것으로 해석할 수 있다.

일 예로, 시그널링이 주기적으로 전송되는 것으로 스케줄링되고, 파일럿 자원에 변경이 없는 경우, 시그널링은 변경이 없음을 나타내는 (0,{0}) 또는 ({0}) 일 수 있다.

본 발명은 다른 실시예로 기지국 및 각각의 단말 간 채널의 공분산 행렬을 고려하여 시퀀스를 할당하는 것을 제안한다.

k번째 단말 및 기지국 간의 채널이 H _k,w 로 표현되며, 여기서 w는 채널이 추정된 시간을 나타낸다고 가정할 수 있다. 이러한 경우, H _k,w 의 크기는 N _B ×v _k 이고, 여기서, N _B 는 기지국의 안테나 개수이고, v _k 는 k번째 단말에 할당된 시퀀스의 개수 또는 w에서 k번째 단말의 안테나 개수일 수 있다. 여기서, v _k 는 k번째 단말의 안테나 개수 이하일 수 있다.

기지국 및 k번째 단말 간 공분산 행렬은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

는 기지국에 의해 결정되며, W는 윈도우의 크기를 나타낸다. 예를 들어, W=1이면, 상술한 계산을 위하여 w 바로 직전 추정된 채널만이 고려된다.

C _k 의 특이값(singular value)은 아래와 같이 표현된다고 가정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 아래와 같이 k번째 단말에 할당된 시퀀스의 개수를 결정하기 위한 임계값을

로 설정할 수 있다.

<방식 1>

의 조건을 만족하는 가장 큰 'j' 를 찾는다. k번째 단말에 j개의 시퀀스를 할당한다.

<방식 2>

위의 방식은 특이값 분해(singular value decomposition, SVD)를 이용하여 사용될 수 있다. 또한, 고유값 분해(eigen value decomposition, EVD) 가 사용될 수 있으며, 각각의 레이어를 위한 가중치가 계산될 수 있다. 따라서, 각각의 레이어를 위한 가중치를 계산하기 위한 모든 방법이 이 실시예를 위해 사용될 수 있다.

특정 단말이 상술한 조건을 만족하지 않는 경우, 기지국은 단말에 어떠한 시퀀스도 할당하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 특정 단말은 소정의 시간 후에 시퀀스 할당을 요청하기 위한 요청 메시지를 전송할 수 있다. 또는, 기지국은 비록 특정 단말이 상술한 조건을 만족시키지 못하더라도 적어도 하나의 시퀀스를 각각의 단말에 할당할 수 있다.

상술한 임계값은 직교 시퀀스의 개수, 각각의 단말의 안테나 개수 등을 고려하여 결정될 수 있다. 이 임계값은 상술한 바와 같이 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수를 결정하는데 사용될 수 있다.

SRS 전송을 위한 N개의 직교 시퀀스 및 n1개의 단말이 있다고 가정할 수 있다. 이러한 경우, 아래의 조건이 충족될 수 있다.

단말들의 개수가 증가하면, 기지국은 이전 단말들에 할당된 시퀀스의 개수를 감소시키기 위하여 임계값을 증가시킬 수 있다. 반면, 단말들의 개수가 감소하면, 기지국은 임계값을 감소시킬 수 있다. 임계값의 제어는 전송될 데이터의 양을 고려하여 행해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 임계값은 셀-특정 조건 및 단말-특정 조건을 모두 고려하여 결정될 수 있다. 셀-특정 조건을 고려하여 결정된 임계값이

이고, 단말-특정 조건을 고려하여 결정된 임계값이

인 경우, 본 실시예는 아래와 같이 표현될 수 있다.

여기서, 가중치 w ₁ 및 w ₂ 는 기지국에 의해 결정될 수 있다. 이러한 경우,

는 시스템 조건을 고려하는 요소를 나타낼 수 있으며,

는 단말 조건을 고려하는 요소를 나타낼 수 있다.

수학식 8은 위에서 언급된 모든 조합을 나타낼 수 있다. 즉, 일 실시예의 모든 요소들은 수학식 8을 통해 다른 실시예와 결합될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 기지국은 일정 시간 동안 특정 단말에 더 많은 시퀀스를 할당할 수 있으며, 일정 시간 후 감소시킬 수 있다. 물론, 사용 가능한 시퀀스의 개수는 제한될 수 있으며, 따라서, 특정 단말에 더 많은 시퀀스를 할당하기 위하여, 기지국은 일정 시간 동안 다른 단말의 시퀀스 개수를 감소시켜야 한다.

각각의 셀에 대한 시퀀스 할당이 브로드캐스트 채널을 통하여 전송되는 동안 이러한 종류의 시그널링은 단말 특정 채널을 통하여 전송될 수 있다.

상술한 실시예에 따르면, '직교 시퀀스' 는 '준-직교 시퀀스' 를 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.

도 10에서 나타난 장치는 상술한 메커니즘을 수행하는 단말(UE) 및/또는 기지국(eNB) 일 수 있으며, 동일한 동작을 수행하는 어떠한 장치도 될 수 있다.

도 10에서 나타나는 바와 같이, 장치는 DSP/마이크로프로세서 (110) 및 RF 모듈 (송수신기; 135)를 포함할 수 있다. DSP/마이크로프로세서 (110)는 송수신기(135)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 제어할 수 있다. 장치는 구현 및 설계자의 선택에 기초하여 전력 관리 모듈(105), 베터리(155), 디스플레이(115), 키보드(120), SIM카드(125), 메모리 장치(130), 스피커(145) 및 입력 장치(150)를 더 포함할 수 있다.

특히, 도 10은 기지국으로부터 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신하는 수신기(135), 제2정보로 식별된 시퀀스를 사용하여 기지국에 상향링크 참조 신호를 전송하는 송신기(135); 및 수신기 (135) 및 송신기(135)에 연결된 프로세서(110)를 포함하는 단말을 나타낼 수 있다. 이 정보는 직교 시퀀스의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각각의 단말들 사이의 채널 상태, 및 단말들의 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에 할당할 직교 시퀀스를 할당하도록 결정될 수 있다.

또한, 도 10은 대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 기지국을 나타낼 수 있다. 이 기지국은 단말에 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 전송하는 송신기(135) - 여기서 정보는 직교 시퀀스의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 기지국과 각각의 단말들 사이의 채널 상태, 및 단말들의 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 단말 그룹에 속하는 단말들에 할당할 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -; 및 정보로 식별된 시퀀스를 사용하는 단말들로부터 상향링크 참조 신호를 수신하는 수신기(135); 및 송신기(135) 및 수신기(135)와 연결된 프로세서(110)를 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 방법은 3GPP LTE 시스템에 사용되는 예를 중심으로 설명되어 있으나, 본 발명은 3GPP LTE 시스템에 더하여 다양한 무선 통신 시스템에서 적용될 수 있다.

Claims

대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말이 동작하는 방법에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신하는 단계 - 상기 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 상기 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 상기 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 상기 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -; 및
상기 제2정보로 식별된 상기 시퀀스를 사용하여 상기 기지국에 상기 상향링크 참조 신호를 전송하는 단계; 를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값 보다 큰 특이값(singular value)들의 개수에 기초하여 결정되며, 상기 특이값들은 상기 기지국과 각각의 단말 간 채널의 공분산 행렬 (covariance matrix)의 특이값인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말에 할당된 상기 시퀀스의 개수가 1보다 작으면, 소정 시간 후에 상기 기지국에 상향링크 참조 신호에 사용될 상기 시퀀스의 할당을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 1 이상인, 방법.
제2항에 있어서,
상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값을 조정함으로써 제어되는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 임계값은 각각의 단말에 의해 독립적으로 결정되는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 임계값은 각각의 단말의 특정 상태 및 동일 셀의 상기 단말들의 공통 상태를 고려하여 결정되는, 방법.
대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 동작하는 방법에 있어서,
단말에 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 전송하는 단계 - 상기 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 상기 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 상기 단말들 각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 상기 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -; 및
상기 정보로 식별된 상기 시퀀스를 사용하는 상기 단말들로부터 상향링크 참조 신호를 수신하는 단계; 를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값 보다 큰 특이값(singular value)들의 개수에 기초하여 결정되며, 상기 특이값들은 상기 기지국과 각각의 단말 간 채널의 공분산 행렬 (covariance matrix) 의 특이값인, 방법.
제8항에 있어서,
상기 단말에 할당된 상기 시퀀스의 개수가 1보다 작으면, 소정 시간 후에 상기 단말들로부터 상향링크 참조 신호에 사용될 상기 시퀀스의 할당을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 를 더 포함하는, 방법.
제9항에 있어서,
상기 각각의 단말에 할당된 시퀀스의 개수는 임계값을 조정함으로써 제어되는, 방법.
제11항에 있어서,
상기 임계값은 각각의 단말에 의해 독립적으로 결정되는, 방법.
제11항에 있어서,
상기 임계값은 각각의 단말의 특정 상태 및 동일 셀의 상기 단말들의 공통 상태를 고려하여 결정되는, 방법.
대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 수신하는 수신기 - 상기 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 상기 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 상기 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 상기 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -; 및
상기 제2정보로 식별된 상기 시퀀스를 사용하여 상기 기지국에 상기 상향링크 참조 신호를 전송하는 송신기; 및
상기 수신기 및 송신기에 연결된 프로세서; 를 포함하는, 단말.
대규모 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 기지국에 있어서,
단말에 상향링크 참조 신호에 사용되는 시퀀스에 대한 정보를 전송하는 송신기 - 상기 정보는 직교 시퀀스들의 개수, 단말 그룹에 속하는 단말들의 개수, 전송될 정보의 양, 상기 기지국과 각 단말 간 채널 상태, 및 상기 단말들 각각에 할당된 시퀀스들의 개수 중 적어도 하나 이상을 고려하여 상기 단말 그룹에 속하는 단말들에게 직교 시퀀스를 할당하도록 결정됨 -; 및
상기 정보로 식별된 상기 시퀀스를 사용하는 상기 단말들로부터 상향링크 참조 신호를 수신하는 수신기; 및
상기 송신기 및 상기 수신기에 연결된 프로세서; 를 포함하는, 기지국.