KR20160088661A - 빔포밍 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 실시 예는 폐루프 방식의 빔포밍 시스템에서 MIMO 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 통신 방법은, 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하는 단계; 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하는 단계; 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계; 및 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계;를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해 전송되는 심볼에 의해 전체 성능이 하향 평준화되지 않고, 전체 성능이 향상될 수 있다.

Description

빔포밍 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BEAMFORMING}
본 발명은 폐루프 방식의 빔포밍 시스템에서 다중입력 다중출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템은 지속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 방향으로 발전하고 있다. 예를 들어, 무선통신시스템은 데이터 전송률 증가를 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식, 다중입력 다중출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 송수신 등의 통신기술을 바탕으로 주파수 효율성(Spectral Efficiency)을 개선하고 채널용량을 증대시키는 방향으로 기술 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 다수 개의 서로 다른 심볼들이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing) 방식에 있어서, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해 전송되는 심볼에 의해 전체 성능이 하향 평준화되는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예는, 하나의 심볼이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 MIMO 분산(diversity) 전송 기법에 있어서, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해서는 충분한 분산(diversity) 효과를 얻지 못하는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 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.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 통신 방법은, 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하는 단계; 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하는 단계; 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계; 및 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 채널 관련 정보를 수신하는 단계는, 상기 단말로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기지국의 통신 방법은, 상기 채널 관련 정보를 이용하여 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 서로 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 상기 단말에게 송신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
Figure pat00001
에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제1 심볼에 적용되는 위상 회전(phase rotation) 값을 지시하는 것일 수 있다.
또한, 두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
Figure pat00002
에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하고, θ2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하는 것일 수 있다.
또한, 두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
Figure pat00003
에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, a1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하고, a2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하는 것일 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 통신 방법은, 기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하는 단계; 채널 측정을 수행하는 단계; 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하는 단계; 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하는 단계; 및 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)이 적용된 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 채널 관련 정보를 수신하는 단계는, 상기 채널 측정 결과를 이용하여, 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 서로 다른 위상 회전 값에 대한 정보를 상기 기지국에게 송신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말의 통신 방법은, 상기 기지국으로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 신호를 송수신하는 통신부; 및 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하고, 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하고, 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하고, 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 송신하고, 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 송신하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은, 신호를 송수신하는 통신부; 및 기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하고, 채널 측정을 수행하고, 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)이 적용된 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하고, 채널 측정을 수행하고, 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하고, 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 수신하고, 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 수신하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 통신 방법은, 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하는 단계; 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하는 단계; 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 송신하는 단계; 및 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 송신하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 컨스티레이션 포인트는 상기 제1 컨스티레이션 포인트의 영역 중 상기 적어도 하나의 심볼이 속한 영역일 수 있다.
또한, 또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 통신 방법은, 기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하는 단계; 채널 측정을 수행하는 단계; 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하는 단계; 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 수신하는 단계; 및 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 수신하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다수 개의 서로 다른 심볼들이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing) 방식에 있어서, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해 전송되는 심볼에 의해 전체 성능이 하향 평준화되지 않고, 전체 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하나의 심볼이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 MIMO 분산(diversity) 전송 기법에 있어서, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해서는 충분한 분산(diversity) 효과를 얻을 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 있을 것이다.
또한, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신기의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신기의 구조의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 mmW 빔포밍 시스템에서 단말에 대한 아날로그 빔 할당 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 4는 mmW 빔포밍 시스템에서 단말에 대한 아날로그 빔 할당 방식에 따라 유효 채널을 형성하는 방법을 예시한 도면이다.
도 5는 이에 따른 심볼들의 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 송수신 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 송수신 방법의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼의 조합 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 심볼들의 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼들의 컨스트리이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼들의 컨스트리이션(constellation)의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호들의 컨스트리이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호들의 컨스트리이션(constellation)의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 효과를 설명하는 도면이다.
도 16은 θ 값의 분포를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서 이는 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 가능한 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭할 수 있다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 기본적인 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 실시 예들은 유사한 기술적 배경 및 시스템 형태를 가지는 여타의 통신/컴퓨터 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
예를 들면, LTE 시스템을 대상으로 한 본 기술은 유사한 시스템 구조를 갖는 UTRAN/GERAN 시스템에서도 적용될 수 있다. 이 경우 eNB(RAN 노드)는 RNC/BSC로 대치될 수 있으며, S-GW는 생략되거나 SGSN에 포함되고, P-GW는 GGSN에 대응될 수 있다. 또한, MME는 SGSN에 대응될 수 있다. 또한 LTE 시스템의 bearer개념은 UTRAN/GERAN 시스템의 PDP context에 대응될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들은 빔포밍(beamforming) 시스템에서의 다중입력 다중출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 전송 방법에 대한 것이다. 이하의 설명에서는 mmW(밀리미터 파) 주파수 대역을 활용하는 빔포밍 시스템을 일 예로 설명을 하겠으나, 본 발명의 적용 범위는 주파수 대역에 관계없이 일반적인 빔포밍 시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신기의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 빔포밍 구현 방법의 일 예가 도시되어 있다. 도 1에서 송신기는 MIMO 인코더(113), 빔포머(beam former)(115)를 포함하는 디지털 프리코더(digital precoder)(110), 역고속푸리에변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)부(120), 병렬-직렬 변환부(P/S: Parallel-to-Serial)(130), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter)(140), 믹서(150), 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)(160), 어레이 안테나(Array Antenna)(170)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 어레이 안테나(170)는 적어도 하나의 안테나 요소(Antenna Element)(171, 175)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 안테나 요소(171. 175)는 NTx 개 존재할 수 있다. 각 송신기의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 송신기의 디지털 프리코더(Digital Precoder)(110)에서는 디지털 프로세싱(processing)을 통해 MIMO 인코딩(encoding)과 빔포밍이 동시에 적용될 수 있다. 즉, 디지털 프리코더(110)에 MIMO 인코딩을 수행하는 MIMO 인코더(113)와 빔포밍을 수행하는 빔포머(beam former)(115)가 포함되어, 디지털 단에서 MIMO 인코딩과 빔포밍이 동시에 적용될 수 있다. 이때 빔포밍은 Ntone 개의 주파수 축 서브캐리어들로 이루어진 자원 블록(RB: Resource Block) 단위로 적용된다. 즉, 시스템의 전체 서브캐리어 개수를 Nsubcarriers로 할 때, NRB = Nsubcarriers / Ntone 개의 주파수 축 자원들이 서로 다른 방향성을 갖게끔 빔포밍을 적용할 수 있다. 이러한 빔포밍은 각 안테나 별 빔포밍 계수(beamforming weight)를 서로 다르게 적용함으로써 구현되며, 이때 안테나 별 빔포밍 계수는 서로 다른 위상과 절대값을 갖는 복소수 값으로 표현될 수 있다.
한편, 도 1에서 여러 개의 빔포머(115)들을 활용함으로써 하나의 RB에 두 개 이상의 서로 다른 빔포밍 방향을 적용할 수 있다. 예를 들면, i번째 수신 안테나(Rx)와 j번째 송신 안테나(Tx) 간 채널을 cij로 나타낼 수 있다. 이때, 서로 다른 방향성을 갖는 M 개의 빔포밍 벡터 wm = [w1, ..., wNTX]T를 적용하여 얻어지는 유효 채널 him은 다음 [수학식 1]과 같이 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 채널로 얻어진다.
[수학식 1]
Figure pat00004
이때, i = 1, ... , Nrx 이고, m = 1, ... , M을 만족한다. 그리고, Ntx는 송신 안테나의 안테나 요소(antenna element)의 개수이며, Nrx는 수신 안테나의 안타나 요소(antenna element)의 개수일 수 있다. 이하에서 설명하는 실시 예는 하나 이상의 빔포밍 방향이 적용된 경우에 대한 것으로써, 별도의 설명이 없는 한 이하에서 지칭하는 채널은 빔포밍이 적용된 유효채널 him을 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신기의 구조의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 송신기는 MIMO 인코더(210), 역고속푸리에변환(IFFT)부(220), 병렬-직렬 변환부(P/S)(230), 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(240), 믹서(250), 빔포머(281)를 포함하는 아날로그 프리코더(analog precoder)(280), 전력 증폭기(PA)(260) 밍 어레이 안테나(Array Antenna)(270, 275)를 포함할 수 있다. 이때, 송신기는 RF chain의 개수 Npath 개에 따른 Npath 개의 어레이 안테나(270, 275)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 상기 어레이 안테나(270, 275)는 적어도 하나의 안테나 요소(Antenna Element)(271, 273, 277, 279)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 안테나 요소(271, 273, 277, 279)는 각 어레이 안테나(270, 275) 별로 NTx 개씩 존재할 수 있다. 각 송신기의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 빔포밍이 아날로그 프리코더(280)의 빔포머(281, 285)에 의해 아날로그 프리코딩을 통해서 구현되는 경우에도, 상기 도 1에서 설명한 유효 채널 him에 대한 설명은 적용될 수 있다. 다만, 도 2의 경우에는 상기 [수학식 1]이 하나의 어레이 안테나(270, 275)를 통해서 형성되는 유효 채널을 의미하며, 하나의 어레이 안테나(270, 275)에서는 M = 1인 경우만 구현이 가능하다. 그러나 도 2에 도시된 바와 같이 기지국에서 Npath 개의 어레이 안테나를 구비하는 경우, Npath 개의 방향으로 동시에 빔포밍을 적용할 수 있다. 이하에서는 아날로그 도메인에서 생성된 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 활용하는 시스템에 대하여 본 발명의 적용 방법을 예를 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 적용 범위는 디지털 도메인에서 생성된 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 활용하는 시스템을 포함한다. 즉, OFDM 시스템에서 고속푸리에변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 수행하기 이전에 각 안테나 별로 프리코딩 웨이트 벡터(precoding weight vector)를 적용하는 디지털 도메인 빔포밍의 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다. 이때, 어레이 안테나(270, 275) 별로 부여되는 안테나 인덱스는, 디지털 도메인 빔포밍에서는 서로 다른 프리코딩 웨이트 벡터 별로 부여될 수 있으며, 이는 LTE 시스템에서 안테나 포트를 의미할 수 있다.
도 3은 mmW 빔포밍 시스템에서 단말에 대한 아날로그 빔 할당 방식의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 3의 (a)를 참고하면, 기지국(eNB: evolved Node B)(310)에서 단말(UE: User Equipment)(320)에게 가시선(LoS: Line of Sight) 방향(330)으로 2 개의 송신빔을 설정할 수 있다. 그리고 단말(320)에서는 기지국(310)에서 할당한 송신빔을 높은 품질로 수신할 수 있도록 수신빔 방향을 LoS 방향으로 설정할 수 있다.
그런데 이 경우, 송수신단 간의 2x2 MIMO 채널행렬은 LoS를 통해 수신되는 신호 성분의 특성으로 인하여 두 개의 서로 다른 심볼을 동시에 전송하는 공간 다중 방식(SM: Spatial Multiplexing)에 적합하지 않을 수 있다. 즉, 두 개의 링크(link) 간 높은 코릴레이션(correlation)으로 인해 랭크 부족한(rank deficient) 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우 SM 방식에 의한 신호 전송이 불가능할 수 있다.
도 3의 (b)를 참고하면, 기지국(310)에서 단말(320)에게 하나의 송신 빔을 LoS 방향(330)으로 설정하고, 하나는 비-가시선(NLoS: Non-Line of Sight) 방향(340)으로 설정할 수 있다. 그리고, 단말(320)에서도 하나의 수신빔의 방향을 LoS 방향으로 설정하고, 하나는 NLoS 방향으로 설정할 수 있다. 이러한 경우에는 두 개의 링크 간 독립(independent)한 특성에 의해서 최대 랭크(full rank)를 갖는 채널을 형성할 수 있다. 그리하여 이 경우 SM 방식에 의한 신호 전송이 가능할 수 있다.
한편, 이 경우 2x2 MIMO 채널 행렬은 다음 [수학식 2]와 같을 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00005
여기서 HLoS는 LoS 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미하며, HNoS는 NLoS 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 또한 h12와 h21은 서로 다른 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 일반적으로 |HLoS|2 > |HNoS|2 >> |hij|2 의 관계가 성립할 수 있으며, 그 구체적인 값들은 송수신단 아날로그 빔 폭 및 빔 패턴의 개수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 기지국의 빔 이득 감쇠(beam gain attenuation)가 20 dB라 가정하고, 단말의 빔 이득 감쇠(beam gain attenuation)가 15 dB라 가정하고, LoS와 NLoS 방향 간 채널 이득(gain) 차이를 10 dB라 가정할 수 있다. 이때, 상기 LoS와 NLoS 방향 간 채널 이득(gain) 차이는 벽면에서 반사면서 생기는 손실(loss)와 경로 증가에 의한 손실에 의해 발생할 수 있다. 이 경우, HLoS 를 0 dBm이라고 한다면, HNoS 는 -10dBm일 수 있으며, h12는 -20 dBm, h21은 -15dBm과 같을 수 있다.
이러한 mmW 빔포밍 시스템에서 기존에 잘 알려진 BLAST 기반의 SM 전송을 적용하는 경우, 두 개의 단말 안테나에서 수신한 신호 y1과 y2는 다음 [수학식 3]과 같을 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00006
이때 s1과 s2는 기지국(310)의 두 개의 송신 안테나에서 전송되는 두 개의 서로 다른 심볼을 의미하며, n1과 n2는 단말(320)의 두 개의 수신 안테나에서 수신한 잡음 및 간섭 신호를 의미한다.
상기 LoS 채널과 NLoS 채널 간의 수신품질 차이를 고려할 때, 상기 [수학식 3]과 같이 심볼 s1과 s2가 전송하는 경우에는, s1 심볼은 높은 이득을 갖는 HLoS 성분을 포함하여 단말에 수신되고 s2 심볼은 상대적으로 낮은 이득을 갖는 HNLoS 성분을 포함하여 단말에 수신이 되게 된다. 이때, 다수 개의 서로 다른 심볼들이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 SM 방식에 있어서, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해서 전송되는 심볼에 의해 전체 성능이 하향 평준화될 수 있다. 즉, 만약 두 개의 심볼이 하나의 변조기에서 동일 변조 및 부호화(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨로 생성된 경우에는 상대적으로 대부분의 심볼검출 에러가 s1 심볼에서 발생하게 되며, 이러한 에러를 방지하기 위해서 HNLoS 채널 이득을 기준으로 MCS 레벨을 하향 조절하면 전체적으로 전송 효율이 감소하게 된다. 때문에, 두 개의 심볼이 하나의 코드워드인 경우, FER 성능이 낮은 품질의 채널에 의해 결정되게 된다. 이에 따라 SNR(Signal to Noise Raton)가 충분한데도 불구하고, RF 소자의 정밀도 한계로 인해 LoS 링크의 전송률이 제한되게 되는 경우가 발생할 수 있다. 한편, 상기에서는 두 개의 심볼이 동일한 코드워드 또는 동일 MCS를 갖는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이와 같이 동일 코드워드 또는 동일 MCS를 갖는 경우로 제한되는 것은 아니다.
도 4는 mmW 빔포밍 시스템에서 단말에 대한 아날로그 빔 할당 방식에 따라 유효 채널을 형성하는 방법을 예시한 도면이고, 도 5는 이에 따른 심볼들의 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete time Fourier Transform) 코드북을 활용하여 유효 채널(effective channel)을 형성하는 방법을 생각해볼 수 있다.
즉, 단말(420)의 두 개의 안테나에서 수신한 신호 y1과 y2를 다음 [수학식 4]과 같이 형성할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00007
이때, H1는 LoS 방향(430)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미하며, H2는 NLoS 방향(440)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 또한 h2와 h1은 서로 다른 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 그리고 s1과 s2는 기지국(410)의 두 개의 송신 안테나에서 전송되는 두 개의 서로 다른 심볼을 의미하며, n1과 n2는 단말(420)의 두 개의 수신 안테나에서 수신한 잡음 및 간섭 신호를 의미한다.
그리고,
Figure pat00008
행렬은 DFT 행렬(matrix)를 의미하고, 이에 따라, 유효 채널(effective channel)은 상기 [수학식 4]에 나타난 것과 같이
Figure pat00009
로 표현될 수 있다. 이 경우에, 두 개의 심볼이 동일한 품질의 채널을 통해 단말에서 수신될 수 있는 효과가 있을 수 있다. 그러나, 이 경우에 두 개의 링크가 동일한 정보량을 포함하는 문제점이 있을 수 있다. 즉, H1에서 모호성(Ambiguity)이 발생하는 조합에 대해서는 디코딩 성능 열화가 발생할 수 있다.
도 5를 예를 들어 설명하면, 두 개의 심볼 s1(510)과 s2(520)가 QPSK 심볼인 경우에, 총 16 개의 조합이 구성될 수 있다. 그러나, 이를 실제 컨스티레이션(constellation)으로 표현하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 그 조합은 총 9개에 불과할 수 있다. 즉, 16개의 조합이 9개의 조합으로 매핑되기 때문에, 7개의 조합에 대해서는 모호성(Ambiguity)가 발생할 수 있다.
예를 들면, s1 + s2 심볼이 전송되는 LoS 방향(430)의 빔의 경우에 530으로 도시된 바와 같이 두 심볼 s1(510)과 s2(520)의 조합 중 0001, 0100이 컨스티레이션(constellation) 상에 동일하게 표현되고, 0011, 0110, 1100, 1001이 컨스티레이션(constellation) 상에 동일하게 표현될 수 있다. 반면, s1 - s2 심볼이 전송되는 NLoS 방향(440)의 빔의 경우에 540으로 도시된 바와 같이 두 심볼 s1(510)과 s2(520)의 조합 중 0001, 0100 0011, 0110, 1100, 1001이 컨스티레이션(constellation) 상에 다르게 표현될 수 있다. 그런데, 이 경우에 만약 NLoS 방향(440)으로 아날로그 빔이 할당된 단말의 두 번째 송신 안테나를 통해 s1 - s2 심볼의 검출에 오류가 발생하는 경우에는 이러한 모호성(ambiguity) 문제를 해결할 수 없다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 송수신 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 다수 개의 안테나를 사용한 SM 전송 방법이 도시되어 있다. 즉, 하나의 안테나에서 다수 개의 심볼을 멀티플렉싱(multiplexing)한 컨스티레이션(constellation)을 생성할 수 있다. 이때, 안테나 별로 서로 다른 컨스티레이션(constellation) 매핑 룰(mapping rule)을 적용할 수 있다. 그리고 상기 매핑 룰은 다수 개의 심볼 멀티플렉싱에 따른 N 개의 조합을 M 개로 매핑하는 것일 수 있다. 이러한 매핑된 M 값은 안테나 링크의 채널 품질(quality)에 따라서 서로 다르게 결정될 수 있다. 그리고, 기지국 또는 단말은 추정한 채널 정보를 기반으로 안테나 별 최적의 매핑 룰을 결정할 수 있다. 이하, 이 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 6을 참고하면, 첫 번째 심볼(이하 제1 심볼 또는 1번 심볼 등의 용어가 혼용될 수 있다.) s1은 다수 개의 안테나에서 위상 회전(phase rotation) 없이 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다. 그리고 두 번째 심볼(이하 제2 심볼 또는 2번 심볼의 용어가 혼용될 수 있다.) s2는 다수 개의 안테나에서 서로 다른 위상 회전(phase rotation)을 적용하여 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 기지국(610)에서 단말(620)에게 하나의 송신 빔을 LoS 방향(630)으로 설정하고, 하나는 NLoS 방향(640)으로 설정할 수 있다. 그리고, 단말(620)에서도 하나의 수신빔의 방향을 LoS 방향(630)으로 설정하고, 하나는 NLoS 방향(640)으로 설정할 수 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 두 빔 모두 NLoS 방향으로 설정되어 있을 수도 있음은 물론이다. 그리고, 첫 번째 심볼 s1은 LoS 방향(630)의 안테나 및 NLoS 방향(640)의 안테나에서 위상 회전 없이 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다. 반면, 두 번째 심볼 s2는 LoS 방향(630)의 안테나에서 θ1만큼 위상 회전이 이루어져
Figure pat00010
으로 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다. 그리고 NLoS 방향(640)에서는 위상 회전이 -1만큼 이루어져 -s2로 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다.
이와 같은 경우, 단말(620)의 두 개의 안테나에서 수신한 신호 y1과 y2를 다음 [수학식 5]과 같이 형성할 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00011
이때, H1은 LoS 방향(630)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미하며, H2는 NLoS 방향(640)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 또한 h2와 h1은 서로 다른 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 그리고 s1과 s2는 기지국(610)의 두 개의 송신 안테나에서 전송되는 두 개의 서로 다른 심볼을 의미하며, n1과 n2는 단말(620)의 두 개의 수신 안테나에서 수신한 잡음 및 간섭 신호를 의미한다.
그리고,
Figure pat00012
행렬은 본 발명의 실시 예에 따른 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 의미하고, 이에 따라, 유효 채널(effective channel)은 상기 [수학식 5]에 나타난 것과 같이
Figure pat00013
로 표현될 수 있다.
또는, 기지국(610)의 두 안테나에서 전송되는 송신 신호 x1, x2를 다음 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00014
이때, LoS 방향(630)으로 아날로그 빔이 할당된 첫 번째 송신 안테나를 통해 전송되는 x1에는 s1와 s2 심볼이 모두 포함되어 있으며, NLoS 방향(640)으로 아날로그 빔이 할당된 두 번째 송신 안테나를 통해 전송되는 신호 x2에도 s1와 s2 심볼이 모두 포함되어 있다.
이에 따라, 두 개의 심볼 s1와 s2 심볼에 따라 가능한 조합의 개수를 N이라고 할 때에, LoS 링크에 대해서 컨스티레이션(constellation)으로 표현되는 조합이 상기 N 개의 조합으로 매핑될 수 있다. 그리고, NLoS 링크에 대해서는 N 개의 조합이 M 개의 조합으로 매핑될 수 있다. 이때, M은 N보다 작거나 같은 수(number)이다.
한편, 단말(620)이 위상 회전(phase rotation) 값을 다중 안테나 채널 정보 값을 기준으로 결정하여 기지국(610)에게 피드백하여 줄 수 있다. 이때, 기지국(610)은 단말(620)에게 채널 측정을 위한 정보를 송신할 수 있다. 채널측정을 위한 정보는 셀-특정(cell-specific) RS 또는 UE-특정(UE-specific) RS를 이용하여 채널 측정을 수행할 때 필요한 안테나 포트 수, RS 구성 패턴, RS 서프브레임 구성 및 주기, RS 서프브레임 오프셋 등의 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 PBCH(Physical Broadcast Channel)의 MIB(Master Information Block) 또는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)의 SIB(system information block) 등과 같은 하향링크 제어 채널 및 하향링크 데이터 채널을 통해 전송될 수 있으며, 또는 RRC 메시지를 통해 전송될 수도 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 단말이 어떤 경로에 대한 채널 측정을 수행할 것인지에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 그리고, 단말(620)은 상기 측정한 채널 정보를 이용하여 각각의 안테나에 적용할 위상 회전 값을 결정하고, 그 정보를 기지국(610)에게 피드백하여 줄 수 있다. 한편, 실시 예에 따라, 단말(620)은 상기 위상 회전 값에 대한 정보는 채널 관련 정보와 함께 기지국(610)에게 송신할 수도 있고, 또는 별도의 메시지를 통해서 송신할 수도 있다. 한편, 단말(620)의 채널 관련 정보의 송신은 주기적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 단말(620)이 주기적으로 채널 측정을 수행한 경우에 그 채널 측정 결과를 주기적으로 기지국(610)에게 송신할 수 있다. 또는 채널 관련 정보를 비주기적으로 기지국(610)에게 송신할 수도 있다. 예를 들면, 단말(620)이 비주기적으로 채널 측정을 수행하는 경우에 그 채널 측정 결과를 비주기적으로 기지국(610)에게 전송할 수 있다. 한편, 상기 채널 관련 정보의 송신은 상향링크 데이터 채널 또는 상향링크 제어 채널, 예를 들면 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 또는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 비주기적으로 채널 측정이 이루어진 경우에는 상향링크 데이터 채널을 통해 채널 관련 정보의 송신이 이루어질 수 있다. 또한 주기적으로 채널 측정이 이루어진 경우에는 상향링크 제어 채널을 통해 채널 관련 정보의 송신이 이루어질 수도 있다. 단말(620)이 기지국(610)에게 보고하는 채널 관련 정보는 CQI(Channel Quality Indicator), RI(RankIndicator), PMI(Precoding Matrix Indicator) 등이 포함되고, 상기 각각의 안테나에 적용할 위상 회전 값이 추가로 포함될 수 있다. 그리고, 실시 예에 따라 단말(620)이 기지국에게 위상 회전(phase rotation) 값을 피드백 하는 것은 주파수 분할 다중(FDD: Frequency Division Duplex) 시스템에서 이루어질 수 있다.
또는, 실시 예에 따라, 상향링크 공간 다중(SM: Spatial Multiplexing)을 위해 기지국(610)이 위상 회전(phase rotation) 값을 결정하고, 결정한 위상 회전(phase rotation) 값을 기지국(610)이 단말(620)에게 전송하여 줄 수도 있다. 즉, 기지국(610)이 단말(620)로부터 채널 측정 정보를 수신한 경우, 수신한 채널 측정 정보를 이용하여 각각의 안테나에 적용할 위상 회전 값을 결정할 수 있다. 그 후, 기지국(610)은 단말(620)에게 결정한 위상 회전 값에 대한 정보를 송신하여 줄 수 있다. 그리고, 실시 예에 따라 기지국(610)이 결정한 위상 회전 값을 단말(620)에게 전송하여 주는 것은 시간 분할 다중(TDD: Time Division Duplex) 시스템에서 이루어질 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 상기 위상 회전(phase rotation) 값을 전달하기 위한 최적의 코드북(codebook)은 안테나 별 평균 채널 전력의 차이에 의해서 서로 다르게 구성될 수 있다.
상기 위상 회전 값을 결정하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 송수신 방법의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 첫 번째 심볼 s1은 다수 개의 안테나에서 위상 회전(phase rotation) 없이 기지국(710)에서 단말(720)에게 전송될 수 있다. 그리고 두 번째 심볼 s2는 다수 개의 안테나에서 서로 다른 위상 회전(phase rotation)을 적용하여 기지국(710)에서 단말(720)에게 전송될 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이 기지국(710)에서 단말(720)에게 하나의 송신 빔을 LoS 방향(730)으로 설정하고, 하나는 NLoS 방향(740)으로 설정할 수 있다. 그리고, 단말(720)에서도 하나의 수신빔의 방향을 LoS 방향(730)으로 설정하고, 하나는 NLoS 방향(740)으로 설정할 수 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 두 빔 모두 NLoS 방향으로 설정되어 있을 수도 있음은 물론이다. 그리고, 첫 번째 심볼 s1은 LoS 방향(730)의 안테나 및 NLoS 방향(740)의 안테나에서 위상 회전 없이 기지국(710)에서 단말(720)에게 전송될 수 있다. 반면, 두 번째 심볼 s2는 LoS 방향(730)의 안테나에서 θ1만큼 위상 회전이 이루어져
Figure pat00015
으로 기지국(610)에서 단말(620)에게 전송될 수 있다. 그리고 NLoS 방향(740)에서는 θ2만큼 위상 회전이 이루어져
Figure pat00016
으로 기지국(710)에서 단말(720)에게 전송될 수 있다.
이와 같은 경우, 단말(720)의 두 개의 안테나에서 수신한 신호 y1과 y2를 다음 [수학식 7]과 같이 형성할 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00017
이때, H1는 LoS 방향(730)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미하며, H2는 NLoS 방향(740)으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 또한 h2와 h1은 서로 다른 방향으로 설정된 기지국 송신빔과 단말 수신빔 간에 채널 성분을 의미한다. 그리고 s1과 s2는 기지국(710)의 두 개의 송신 안테나에서 전송되는 두 개의 서로 다른 심볼을 의미하며, n1과 n2는 단말(720)의 두 개의 수신 안테나에서 수신한 잡음 및 간섭 신호를 의미한다.
그리고,
Figure pat00018
행렬은 본 발명의 실시 예에 따른 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 의미하고, 이에 따라, 유효 채널(effective channel)은
Figure pat00019
로 표현될 수 있다.
또는, 기지국(710)의 두 안테나에서 전송되는 송신 신호 x1, x2을 다음 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00020
이때, LoS 방향(730)으로 아날로그 빔이 할당된 첫 번째 송신 안테나를 통해 전송되는 x1에는 s1와 s2 심볼이 모두 포함되어 있으며, NLoS 방향(740)으로 아날로그 빔이 할당된 두 번째 송신 안테나를 통해 전송되는 신호 x2에도 s1와 s2 심볼이 모두 포함되어 있다.
이에 따라, 두 개의 심볼 s1와 s2 심볼에 따라 가능한 조합의 개수를 N이라고 할 때에, LoS 링크에 대해서 컨스티레이션(constellation)으로 표현되는 조합이 상기 M1 개의 조합으로 매핑될 수 있다. 그리고, NLoS 링크에 대해서는 N 개의 조합이 M2 개의 조합으로 매핑될 수 있다. 이때, M1 및 M2는 N보다 작거나 같은 수(number)이다.
한편, 단말(720)이 위상 회전(phase rotation) 값 θ1 및 θ2를 다중 안테나 채널 정보 값을 기준으로 결정하여 기지국(710)에게 피드백하여 줄 수 있다. 그리고 기지국(710)은 단말(720)로부터 피드백받은 위상 회전 값을 특정 심볼 조합에 대해 수신 신호 품질 저하를 방지하도록 적용할 수 있다. 그리고, 실시 예에 따라 단말(720)이 기지국에게 위상 회전(phase rotation) 값을 피드백 하는 것은 주파수 분할 다중(FDD: Frequency Division Duplex) 시스템에서 이루어질 수 있다. 이에 대한 구체적인 동작은 상기 도 6과 관련된 부분에서 설명한 것과 유사하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또는, 실시 예에 따라, 상향링크 공간 다중(SM: Spatial Multiplexing)을 위해 기지국(710)이 위상 회전(phase rotation) 값 θ1 및 θ2를 결정하고, 결정한 위상 회전(phase rotation) 값을 기지국(710)이 단말(720)에게 전송하여 줄 수도 있다. 그리고, 실시 예에 따라 기지국(710)이 결정한 위상 회전 값을 단말(720)에게 전송하여 주는 것은 시간 분할 다중(TDD: Time Division Duplex) 시스템에서 이루어질 수 있다. 이에 대한 구체적인 동작은 상기 도 6과 관련된 부분에서 설명한 것과 유사하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 실시 예에 따라 상기 위상 회전(phase rotation) 값을 전달하기 위한 최적의 코드북(codebook)은 안테나 별 평균 채널 전력의 차이에 의해서 서로 다르게 구성될 수 있다.
한편, 위상 회전(phase rotation) 값 θ1 및 θ2는 상술한 바와 같이 s1 심볼과 s2 심볼이 겪게 되는 유효 채널에 대해 심볼 검출 오류를 최소화 하기 위하여 사용되는 값이다. 주어진 변조(modulation) 컨스티레이션(constellation)에서 두 개의 심볼 쌍(pair)가 가질 수 있는 두 개의 서로 다른 임의의 조합을 [s1, s2], 그리고 [s1', s2']이라고 가정하면, 잡음 신호가 없는 상황에서 상기 두 개의 조합 간의 거리(distance)를 다음 [수학식 9]와 같이 정의할 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00021
이때, 본 발명의 일 실시 예에서 상기 위상 회전 값 θ1 및 θ2를 서로 다른 임의의 심볼 쌍(pair)의 조합에 대한 거리(distance)의 최소 값을 최대화하도록 선택할 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음 [수학식 10]과 같을 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00022
예를 들어 QPSK 변조(modulation) 방식의 경우에는 임의의 심볼 si가 가질 수 있는 값이 컨스티레이션(constellation) 상에 4개가 존재하므로, 임의의 심볼의 쌍(pair) 조합 [s1, s2], 또는 [s1', s2']를 만들 수 있는 경우의 수가 각각 총 16가지가 발생할 수 있다. 이때 서로 다른 임의의 두 개의 심볼의 쌍(pair) 조합을 선택할 수 있는 경우의 수를 모두 고려하면 상기 [수학식 9]의 거리(distance) 값은 총 16C2 = 120 가지가 있을 수 있다. 이때, 단말 또는 기지국은 이러한 120 가지의 경우에 대한 거리(distance) 값 중에서 가장 작은 값을 최대화 할 수 있는 θ1 및 θ2 값을 주어진 채널 행렬에 대해서 결정한 뒤, 이를 기지국에서 신호 전송에 활용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼의 조합 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 안테나 별로 서로 다른 컨스티레이션(constellation) 매핑 룰(mapping rule)을 적용한 경우에, 도 8의 830 및 840으로 도시한 바와 각각의 안테나에서 송신되는 심볼의 조합은 컨스티레이션(constellation) 상에서 다르게 매핑될 수 있다.
이상에서는 심볼 별 위상 회전(phase rotation) 값을 다르게 설정하여 다수 개의 안테나에서 송신하는 방법을 이용하여, 심볼 검출의 모호성(ambiguity) 문제를 해결하는 방법에 대해서 살펴보았다.
이하에서는 두 개의 심볼로 구성 가능한 조합을 조정하여 모호성(ambiguity) 문제를 해결하는 방법에 대해서 살펴보도록 한다.
도 9는 심볼들의 컨스티레이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼들의 컨스트리이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심볼들의 컨스트리이션(constellation)의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기지국(610)의 두 안테나에서 전송되는 송신 신호 x0, x1을 다음 [수학식 11]과 같은 프리코딩 방법을 사용하여 전송할 수 있다.
[수학식 11]
Figure pat00023
이때 LoS 방향으로 아날로그 빔이 할당된 첫 번째 송신안테나를 통해 전송되는 신호 x1은 각각 첫 번째 심볼과 두 번째 심볼의 컨스트리이션(constellation)이 중첩되는 현상을 방지하기 위해 a1과 a2를 활용하여 생성된다.
예를 들면, 두 개의 심볼 s1(910)과 s2(920)가 QPSK 심볼인 경우에, a1 = a2 = 1 만족하는 경우, 총 16 개의 조합이 구성될 수 있다. 그러나, 이를 실제 컨스티레이션(constellation)으로 표현하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 그 조합은 총 9개에 불과할 수 있다. 즉, 16개의 조합이 9개의 조합으로 매핑되기 때문에, 7개의 조합에 대해서는 모호성(Ambiguity)가 발생할 수 있다. 예를 들면, s1 + s2 심볼이 전송되는 LoS 방향의 빔의 경우에 930으로 도시된 바와 같이 두 심볼 s1(910)과 s2(920)의 조합 중 0001, 0100이 컨스티레이션(constellation) 상에 동일하게 표현되고, 0011, 0110, 1100, 1001이 컨스티레이션(constellation) 상에 동일하게 표현될 수 있다. 반면, s1 - s2 심볼이 전송되는 NLoS 방향의 빔의 경우에 940으로 도시된 바와 같이 두 심볼 s1(910)과 s2(920)의 조합 중 0001, 0100 0011, 0110, 1100, 1001이 컨스티레이션(constellation) 상에 다르게 표현될 수 있다. 그런데, 이 경우에 만약 NLoS 방향으로 아날로그 빔이 할당된 단말의 두 번째 송신 안테나를 통해 s1 - s2 심볼의 검출에 오류가 발생하는 경우에는 이러한 모호성(ambiguity) 문제를 해결할 수 없다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 링크 품질이 높은 어느 하나의 안테나(예를 들면 LoS 방향으로 설정된 안테나)를 통해 전송되는 신호는 a1과 a2를 조절하여 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 중첩을 피한 컨스티레이션(constellation)을 활용할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참고하여 좀 더 구체적으로 살펴보도록 한다. 두 개의 심볼 s1과 s2로 구성 가능한 N 개의 조합에 대하여 첫 번째 안테나에서는 N 개를 M1 개의 컨스티레이션(constellation) 상에 매핑을 하고, 두 번째 안테나에서는 N 개를 M2 개의 컨스티레이션(constellation) 상에 매핑을 할 수 있다. 그리고, 단말에서는 M1 및 M2 개의 포인트를 갖는 두 개의 컨스티레이션(constellation)으로부터 전송된 심볼을 기준으로 상기 s1과 s2를 검출할 수 있다.
예를 들면, 도 10을 참고하면, 두 개의 심볼 s1과 s2가 QPSK 심볼인 경우에, 총 가능한 조합의 개수 N은 16(N = 4 x 4 = 16)일 수 있다. 이때, 기지국은 상기 [수학식 11]의 프리코딩 방법을 사용하여 신호 x1, x2를 단말에게 전송할 수 있다. 이 경우, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 기지국은 상기 a1과 a2를 조절하여 링크 품질이 더 높은 안테나(이 경우 LoS 링크 안테나)를 통해 전송되는 신호는 중첩을 피해 컨스티레이션(constellation) 상에 16 개의 포인트(point)가 배치되도록 할 수 있다. 즉, 이 경우 M1 값은 s1과 s2의 가능한 조합의 총 개수 N 값과 동일한 16이 될 수 있다. 반면, 기지국은 링크 품질이 상대적으로 낮은 안테나(이 경우 NLoS 링크 안테나)를 통해 전송되는 신호의 경우에는 모든 중첩을 피하도록 하지 않을 수 있다. 즉, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, NLoS 링크의 경우에는 컨스티레이션(constellation) 상에 s1과 s2심볼 조합의 포인트가 9개로 매핑될 수 있다. 또는 도시되지 않았지만, 기지국은 링크 품질이 상대적으로 낮은 안테나를 통해 전송되는 신호의 경우에도 중첩을 피해 컨스티레이션(constellation) 상에 16 개의 포인트(point)가 배치되도록 할 수 있다. 즉, 이 경우 M2 값은 s1과 s2의 가능한 조합의 총 개수 N 값과 동일한 16이 될 수 있다. 또한 실시 예에 따라서, 상기 M1 값 및 M2 값은 16이 아닌 그보다 더 작은 수, 즉 s1과 s2의 가능한 조합의 총 개수 N 값보다 약간 작은 값이 될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 설정을 하는 경우, 링크 품질이 낮은 두 번째 안테나(예를 들면 NLoS 방향의 안테나)를 통해 송신된 심볼의 검출에 오류가 발생한 경우라고 하더라고, 링크 품질이 좋은 첫 번째 안테나(예를 들면 LoS 방향의 안테나)를 통해 송신된 심볼의 검출에 성공한 경우, 그 심볼이 어떠한 심볼들의 조합에 의한 것인지 명확히 확인을 할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 도 11을 참고하면, 두 개의 심볼 s1과 s2가 16QAM 심볼인 경우에, 총 가능한 조합의 개수 N은 256 (N = 16 x 16 = 256)일 수 있다. 이때, 기지국은 상기 [수학식 11]의 프리코딩 방법을 사용하여 신호 x1, x2를 단말에게 전송할 수 있다. 이 경우, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 기지국은 상기 a1과 a2을 조절하여 링크 품질이 더 높은 안테나(이 경우 LoS 링크 안테나)를 통해 전송되는 신호는 중첩을 피해 컨스티레이션(constellation) 상에 예를 들면, 100 개의 포인트(point)가 배치되도록 할 수 있다. 즉, 이 경우 M1 값은 s1과 s2의 가능한 조합의 총 개수 N 값보다 약간 작은 값이 될 수 있다. 반면, 기지국은 링크 품질이 상대적으로 낮은 안테나(이 경우 NLoS 링크 안테나)를 통해 전송되는 신호의 경우에는, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, NLoS 링크의 경우에는 컨스티레이션(constellation) 상에 s1과 s2심볼 조합의 포인트가 49개로 매핑될 수 있다. 또는 도시되지 않았지만, 기지국은 링크 품질이 상대적으로 낮은 안테나를 통해 전송되는 신호의 경우에도 중첩을 피해 컨스티레이션(constellation) 상에 예를 들면 100 개의 포인트(point)가 배치되도록 할 수 있다. 즉, 이 경우 M2 값은 s1과 s2의 가능한 조합의 총 개수 N 값보다 약간 작은 값이 될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라서, 상기 a1과 a2 값은 s1과 s2의 N 개의 조합을 M 개로 감소시키기 위하여 하기 [표 1]과 같은 값으로 선택될 수 있다.
[표 1]
Figure pat00024
예를 들면, s1과 s2가 QPSK 심볼인 경우에, a1과 a2가 각각 1, 2인 경우에, M 값은 16이 될 수 있다. 또한, s1과 s2가 16QAM 심볼인 경우에, a1과 a2가 각각 1, 2인 경우에, M 값은 100이 될 수 있다.
이와 같이 설정을 하는 경우에도, 중첩을 피한 형태의 컨스티레이션(constellation)을 활용하여 심볼 검출에서 오는 모호성(ambiguity) 문제를 해결할 수 있다.
이상에서는 두 개의 심볼로 구성 가능한 조합을 조정하여 모호성(ambiguity) 문제를 해결하는 방법에 대해서 살펴보았다.
이하에서는 분산(diversity) 전송 기법을 사용하여 심볼을 전송하는 방법에 대해서 살펴보도록 한다.
MIMO 분산(diversity) 전송 기법은, 하나의 심볼이 동시에 다중 안테나를 통해서 전송되는 것을 의미한다. 이 경우에, 평균 채널 전력이 낮은 안테나를 통해서는 충분한 분산(diversity) 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
분산(diversity) 전송에서 이러한 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기지국은 다수 개의 안테나에서 N 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 갖는 하나의 심볼을 중복하여 전송할 수 있다. 즉, N 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 갖는 심볼 s1을 다수 개의 안테나를 통해서 동시에 전송하는 경우에, 채널 품질(quality)이 상대적으로 높은 첫 번째 안테나(예를 들면, LoS 방향의 안테나)에서는 상기 심볼을 N 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 전송할 수 있다. 즉 첫 번째 안테나에서는 s1 심볼의 컨스티레이션(constellation)을 그대로 전송할 수 있다. 채널 품질이 상대적으로 낮은 두 번째 안테나(예를 들면, NLoS 방향의 안테나)에서는 상기 심볼을 M 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 전송할 수 있다. 즉, 두 번째 안테나에서는 N 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 M 개로 매핑하여 전송을 할 수 있다. 이때, 상기 M 값은 N 값보다 작거나 같은 값이다. 이 경우, M 값은 안테나 링크의 채널 품질에 의해 적응적으로 결정될 수 있다. 그리고, 단말은 N 및 M 개의 포인트(point)를 갖는 두 개의 컨스티레이션(constellation)으로부터 전송된 심볼을 기준으로 상기 송신된 심볼 s1을 검출할 수 있다.
이에 대해 도면을 참고하여 좀 더 자세히 살펴보도록 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호들의 컨스트리이션(constellation)의 일 예를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 신호들의 컨스트리이션(constellation)의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참고하면, 기지국이 다수 개의 안테나를 통해 전송하는 심볼 s1(1210)은 16 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 가질 수 있다. 기지국은 이 16 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 갖는 심볼 s1(1210)을 2 개의 안테나에서 중복하여 전송할 수 있다.
이때, 채널 품질이 상대적으로 우수한 첫 번째 안테나에서 송신하는 송신 신호 x1(1230)은 심볼 s1(1210)과 동일할 수 있다. 즉, 심볼 s1(1210)의 N(=16)개의 컨스티레이션(constellation) 포인트를 N 값과 동일한 M(=N=16)개의 컨스티레이션(constellation) 포인트에 매핑을 하여 첫 번째 안테나에서 신호 x1(1230)을 송신할 수 있다.
그리고, 채널 품질이 상대적으로 낮은 두 번째 안테나에서 송신하는 송신 신호 x2(1240)는 상기 심볼 s1(1210)의 컨스티레이션(constellation)을 복수 개의 영역(region)으로 분할하여 그 중 s1(1210)로 전송되는 심볼이 속한 영역의 컨스티레이션(constellation)을 전송할 수 있다.
예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이 s1(1210)의 컨스티레이션(constellation)을 각 사분면(quadrant) 영역의 4 개의 영역(region)으로 구분을 할 수 있다. 이때, 심볼 s1(1210)이 제2 사분면(1252)의 우측 하단에 포인팅된 것이라면, 첫 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x1(1230)은 제2 사분면(1252)에 매핑되어 전송될 수 있다(1235). 그리고 두 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x2(1240)는 s1(1210)의 컨스티레이션(constellation)의 4 개의 영역 중 제2 사분면에 해당하는 영역(1252)의 컨스티레이션(constellation)에 매핑되어 전송될 수 있다(1245). 때문에, 두 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x2(1240)는 제4 사분면에 매핑되어 송신될 수 있다(1245).
하기 [표 2]는 16QAM 변조된 s1 심볼을 두 개의 안테나에서 f1:(N = 16 → M = 16) 과 f2:(N = 16 → M = 4) 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 전송하는 경우, 컨스티레이션(constellation) 포인트(point) 별 지정된 정보 비트(information bit) 스트림을 나타낸 것이다.
[표 2]
Figure pat00025
또 다른 예로 도 13을 참고하면, 기지국이 다수 개의 안테나를 통해 전송하는 심볼 s1(1310)는 16 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 가질 수 있다. 기지국은 이 16 개의 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)를 갖는 심볼 s1(1310)를 2 개의 안테나에서 중복하여 전송할 수 있다.
이때, 상기 도 12의 경우와 유사하게, 채널 품질이 상대적으로 우수한 첫 번째 안테나에서 송신하는 송신 신호 x1(1330)은 심볼 s1(1310)와 동일할 수 있다. 즉, 심볼 s1(1310)의 N(=16)개의 컨스티레이션(constellation) 포인트를 N 값과 동일한 M(=N=16)개의 컨스티레이션(constellation) 포인트에 매핑을 하여 첫 번째 안테나에서 신호 x1(1330)을 송신할 수 있다.
반면, 채널 품질이 상대적으로 낮은 두 번째 안테나에서 송신하는 송신 신호 x2(1340)는 상기 심볼 s1(1310)의 컨스티레이션(constellation)을 복수 개의 영역(region)으로 분할하여 그 중 s1(1310)로 전송되는 심볼이 속한 영역의 컨스티레이션(constellation)을 전송할 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이 s1(1310)의 컨스티레이션(constellation)을 4 개의 영역(region)으로 구분을 할 수 있다. 도 12의 경우와 다른 점은, 도 12는 각 영역이 4 개의 포인트를 갖도록 한 것인 반면 도 13에서는 각 영역이 9 개의 포인트를 포함하도록 영역을 구분한 것이다. 이때, 심볼 s1(1310)이 첫 번째 영역(1351)의 우측 상단에 포인팅된 것이라면, 첫 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x1(1330)는 컨스티레이션(constellation) 상의 가장 우측 상단에 매핑되어 전송될 수 있다(1335). 그리고 두 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x2(1340)는 s1(1310)의 컨스티레이션(constellation)의 4 개의 영역 중 첫 번째 영역(1351)의 컨스티레이션(constellation)에 매핑되어 전송될 수 있다(1345). 때문에, 두 번째 안테나에서 송신되는 송신 신호 x2(1340)는 도시된 바와 같이 우측 상단에 매핑되어 송신될 수 있다(1345).
하기 [표 3]는 16QAM 변조된 s1 심볼을 두 개의 안테나에서 f1:(N = 16 → M = 16) 과 f2:(N = 16 → M = 9) 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 전송하는 경우, 컨스티레이션(constellation) 포인트(point) 별 지정된 정보 비트(information bit) 스트림을 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure pat00026
이상에서는 분산(diversity) 전송 기법을 사용하여 심볼을 전송하는 방법에 대해서 살펴보았다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 효과를 설명하는 도면이고, 도 16은 θ 값의 분포를 도시한 도면이다.
도 14의 (a)는 최소 거리(Min Distance)의 누적 분포 함수(CDF: Cumulative Distribution Function)이다. 그리고 도 14의 (b)는 SNR(Signal to Noise Ratio)의 BER이다. 이때, LoS의 이득(GLoS)은 10dB 이고, NLoS의 이득(GNLoS)은 3 dB 인 것을 가정하였다. 그리고, 도 15의 (a)는 최소 거리(Min Distance)의 누적 분포 함수(CDF: Cumulative Distribution Function)이고, 도 15의 (b)는 SNR(Signal to Noise Ratio)의 BER이다. 이때, LoS의 이득(GLoS)은 20dB 이고, NLoS의 이득(GNLoS)은 10 dB 인 것을 가정하였다.
도 14 및 도 15를 참고하면, LoS 환경에 놓인 단말이 빔포밍 없이 전송하는 4G 채널(Channel)의 경우, 채널 행렬 내 요소(Element) 간 높은 상관(Correlation) 특성으로 인하여 Min Distance Metric이 상당히 낮은 값에 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, mmW 빔포밍 시스템에서 상기 [수학식 3]과 같이 기존 BLAST 방식으로 SM 전송을 수행하는 경우에 Min Distance Metric은 특히 하위 분포 영역에서 4G Channel의 경우보다 더욱 안 좋은 결과를 나타냄을 볼 수 있다. 이에 반해 mmW 빔포밍 시스템에서 본 발명의 [수학식 5], [수학식 7] 또는 [수학식 11]과 같이 전송한 경우에는 Min Distance Metric 측면에서 매우 높은 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 [수학식 9]와 [수학식 10]을 활용하여 최적화된 θ1 및 θ2를 신호 전송에 활용하였기 때문이다. 이때 매 순시 채널에 대해 결정된 θ1 및 θ2의 분포는 도 16에 도시되어 있다. 도 16의 (a)는 도 14의 조건에 따른 θ 값의 분포를 도시한 도면이고, 도 16의 (b)는 도 15의 조건에 따른 θ값의 분포를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 17을 참고하면, 송신단(1710)이 전송한 채널 측정 정보(예를 들면 CSI-RS)를 기반으로 수신단(1720)이 채널 추정을 수행한 후, 추정한 채널 정보를 다시 송신단(1710)에게 피드백하고, 송신단(1710)이 피드백 받은 채널 정보를 기반으로 전송 빔 및 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 실시 예에 따라, 이 방식은 FDD 시스템에서 이루어질 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 송신단(1710)은 수신단(1720)에게 1730 단계에서 채널 측정을 위한 정보를 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 채널 측정을 위한 정보는 셀-특정(cell-specific) RS 또는 UE-특정(UE-specific) RS를 이용하여 채널 측정을 수행할 때 필요한 안테나 포트 수, RS 구성 패턴, RS 서프브레임 구성 및 주기, RS 서프브레임 오프셋 등의 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 CSI-RS를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 PBCH의 MIB 또는 PDSCH의 SIB 등과 같은 하향링크 제어 채널 및 하향링크 데이터 채널을 통해 전송될 수 있으며, 또는 RRC 메시지를 통해 전송될 수도 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 단말이 어떤 경로에 대한 채널 측정을 수행할 것인지에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
이후, 수신단(1720)은 1735 단계에서 채널 측정을 수행하고, 측정된 채널 정보를 1740 단계에서 송신단(1710)에게 전송할 수 있다. 그리고 1745 단계에서 송신단(1710)은 N 개의 빔을 할당하고, 1750 단계에서 상술한 실시 예 중 어느 하나에 따라 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 예를 들면 송신단(1710)은 위상 회전(phase rotation) 값을 결정하거나, 안테나 별 컨스티레이션(constellation) 매핑 룰을 결정할 수 있다.
그 후, 송신단(1710)은 1755 단계에서 수신단(1720)에게 빔 할당 및 매핑 룰에 대한 정보를 전송하고, 1760 단계에서 매핑 룰을 적용하여 1765 단계에서 데이터를 수신단(1720)에게 전송할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 18을 참고하면, 송신단(1810)이 전송한 채널 측정 정보(예를 들면 CSI-RS)를 기반으로 수신단(1820)이 채널 추정을 수행한 후, 수신단(1820)이 추정한 채널 정보를 기반으로 전송 빔 및 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 실시 예에 따라, 이 방식은 FDD 시스템에서 이루어질 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 송신단(1810)은 수신단(1820)에게 1830 단계에서 채널 측정을 위한 정보를 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 채널 측정을 위한 정보는 셀-특정(cell-specific) RS 또는 UE-특정(UE-specific) RS를 이용하여 채널 측정을 수행할 때 필요한 안테나 포트 수, RS 구성 패턴, RS 서프브레임 구성 및 주기, RS 서프브레임 오프셋 등의 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 CSI-RS를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 PBCH의 MIB 또는 PDSCH의 SIB 등과 같은 하향링크 제어 채널 및 하향링크 데이터 채널을 통해 전송될 수 있으며, 또는 RRC 메시지를 통해 전송될 수도 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 단말이 어떤 경로에 대한 채널 측정을 수행할 것인지에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
이후, 수신단(1820)은 1835 단계에서 채널 측정을 수행하고, 1840 단계에서 수신단(1820)은 N 개의 빔을 선택하고, 1845 단계에서 상술한 실시 예 중 어느 하나에 따라 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 예를 들면 수신단(1820)은 위상 회전(phase rotation) 값을 결정하거나, 안테나 별 컨스티레이션(constellation) 매핑 룰을 결정할 수 있다.
그 후, 수신단(1820)은 1850 단계에서 송신단(1810)에게 선택된 빔에 대한 정보를 전송하고, 1855 단계에서 송신단(1810)에게 매핑 룰에 대한 정보를 전송할 수 있다.
그러면 송신단(1810)은 1860 단계에서 N 개의 빔을 할당하고, 1865 단계에서 매핑 룰을 적용하여 1870 단계에서 데이터를 수신단(1820)에게 전송할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신단 및 수신단의 동작 흐름도의 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 19를 참고하면, 송신단(1910)은 수신단(1920)이 전송한 기준 신호를 기반으로 채널 추정을 수행하고, 추정된 채널 정보를 기반으로 전송 빔 전송 빔 및 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 실시 예에 따라, 이 방식은 TDD 시스템에서 이루어질 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 수신단(1920)은 송신단(1910)에게 1930 단계에서 채널 측정을 위한 정보를 전송할 수 있다. 이때, 상기 채널 측정을 위한 정보는 사운딩 참조 신호(SRS: sounding reference signal)을 포함할 수 있다.
이후, 송신단(1910)은 1935 단계에서 채널 측정을 수행하고, 측정된 채널 정보를 이용하여 1940 단계에서 송신단(1910)은 N 개의 빔을 할당하고, 1845 단계에서 상술한 실시 예 중 어느 하나에 따라 매핑 룰(mapping rule)을 결정할 수 있다. 예를 들면 송신단(1820)은 위상 회전(phase rotation) 값을 결정하거나, 안테나 별 컨스티레이션(constellation) 매핑 룰을 결정할 수 있다.
그 후, 송신단(1910)은 1950 단계에서 수신단(1920)에게 빔 할당 및 매핑 룰에 대한 정보를 전송하고, 1955 단계에서 매핑 룰을 적용하여 1960 단계에서 데이터를 수신단(1920)에게 전송할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
도 20을 참고하면, 기지국은 통신부(2010) 및 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(2020)를 포함할 수 있다.
기지국의 제어부(2020)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 기지국을 제어한다. 예를 들면, 제어부(2020)는, 단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하고, 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 위상 회전(phase rotation) 값을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하도록 제어할 수 있다.
그리고, 상기 통신부(2010)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나에 따른 신호를 송수신할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도이다.
도 21을 참고하면, 단말은 통신부(2110) 및 상기 사용자 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(2120)를 포함할 수 있다.
단말의 제어부(2120)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 사용자 단말을 제어한다. 예를 들면, 제어부(2120)는 기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하고, 채널 측정을 수행하고, 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 위상 회전(phase rotation) 값이 적용된 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하도록 제어할 수 있다.
상기 통신부(2110)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나에 따른 신호를 송수신할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예들에서, 기지국이 신호를 송신하고 단말이 신호를 수신하는 경우를 예를 들어 설명하였지만, 반대의 경우 즉 단말이 신호를 송신하고 기지국이 신호를 수신하는 과정에 있어서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
또한, 상술한 실시 예에서는 LoS 방향으로 빔포밍하는 안테나 및 NLoS 방향으로 빔포밍하는 안테나를 이용하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명이 LoS 방향과 NLoS 방향들에 국한하여 적용되는 것은 아니다. 즉, 두 안테나로부터의 채널 이득이 상이한 경우에는 모두 본 발명의 상술한 실시 예들이 적용될 수 있다.
또한, 상술한 실시 예에서는 두 개의 안테나를 갖는 송신단에 대해서만 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, NTx개의 안테나를 갖는 송신단에 대하여도 본 발명은 적용될 수 있다.
또한, 상술한 실시 예들에서, 모든 단계 및 메시지는 선택적인 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 메시지 전달도 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 각 단계 및 메시지는 독립적으로 수행될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
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.

Claims (26)

  1. 기지국의 통신 방법에 있어서,
    단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하는 단계;
    상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하는 단계;
    제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계; 및
    제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하는 단계;
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 채널 관련 정보를 수신하는 단계는,
    상기 단말로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 채널 관련 정보를 이용하여 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 상기 단말에게 송신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00027

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전(phase rotation) 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00028

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하고, θ2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00029

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호가 전송되고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, a1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하고, a2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  7. 단말의 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하는 단계;
    채널 측정을 수행하는 단계
    상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하는 단계;
    제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하는 단계; 및
    제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)이 적용된 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하는 단계;
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 채널 관련 정보를 수신하는 단계는,
    상기 채널 측정 결과를 이용하여, 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 상기 기지국에게 송신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 통신 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 통신 방법.
  10. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하고, 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 적용하여 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 송신하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기지국.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 채널 관련 정보를 이용하여 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)을 결정하고, 상기 결정된 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 상기 단말에게 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00030

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호를 송신하도록 제어하고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전(phase rotation) 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00031

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호를 송신하도록 제어하고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, θ1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하고, θ2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 위상 회전 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    두 개의 안테나를 통해 상기 제1 심볼 및 상기 제2 심볼이 전송되는 경우, 다음 수학식
    Figure pat00032

    에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나를 통해 송신 신호를 송신하도록 제어하고, x1은 상기 제1 안테나를 통해 송신되는 제1 송신 신호를 지시하고, x2는 상기 제2 안테나를 통해 송신되는 제2 송신 신호를 지시하고, s1과 s2는 제1 심볼 및 제2 심볼을 지시하고, a1은 제1 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하고, a2는 제2 안테나를 통해 전송되는 제2 심볼에 적용되는 채널 매핑 룰 값을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하고, 채널 측정을 수행하고, 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하고, 제1 심볼을 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하고, 제2 심볼에 상기 적어도 두 개의 안테나에서 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)이 적용된 상기 제2 심볼을 상기 적어도 두 개의 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 단말.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 채널 측정 결과를 이용하여, 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 결정하고, 상기 결정된 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 상기 기지국에게 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국으로부터 상기 두 개의 안테나에 적용할 상기 서로 다른 채널 매핑 룰(mapping rule)에 대한 정보를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 기지국의 통신 방법에 있어서,
    단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하는 단계;
    상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하는 단계;
    제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 송신하는 단계; 및
    제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 송신하는 단계;
    를 포함하는 기지국의 통신 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제2 컨스티레이션 포인트는 상기 제1 컨스티레이션 포인트의 영역 중 상기 적어도 하나의 심볼이 속한 영역인 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 방법.
  21. 단말의 통신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하는 단계;
    채널 측정을 수행하는 단계;
    상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하는 단계;
    제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 수신하는 단계; 및
    제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 수신하는 단계;
    를 포함하는 단말의 통신 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제2 컨스티레이션 포인트는 상기 제1 컨스티레이션 포인트의 영역 중 상기 적어도 하나의 심볼이 속한 영역인 것을 특징으로 하는 단말의 통신 방법.
  23. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    단말에게 채널 측정을 위한 정보를 송신하고, 상기 단말로부터 채널 관련 정보를 수신하고, 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 송신하고, 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 송신하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기지국.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 제2 컨스티레이션 포인트는 상기 제1 컨스티레이션 포인트의 영역 중 상기 적어도 하나의 심볼이 속한 영역인 것을 특징으로 하는 기지국.
  25. 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    기지국으로부터 채널 측정을 위한 정보를 수신하고, 채널 측정을 수행하고, 상기 기지국에게 채널 관련 정보를 송신하고, 제1 안테나에서 적어도 하나의 심볼을 제1 컨스티레이션(constellation) 포인트(point)로 수신하고, 제2 안테나에서 상기 적어도 하나의 심볼을 제2 컨스티레이션(constellation) 포인트로 수신하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 단말.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제2 컨스티레이션 포인트는 상기 제1 컨스티레이션 포인트의 영역 중 상기 적어도 하나의 심볼이 속한 영역인 것을 특징으로 하는 단말의 통신 방법.








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