KR20170020289A - 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법 및 장치 - Google Patents

통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명은 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법에 있어서, 제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 단말에게 전송하고, 상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 한다.

Description

통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING A BEAMFORMED REFERENCE SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, MIMO 기술은 다수의 안테나들을 사용함으로써 한정된 주파수 자원 내에서 채널 용량을 증가시키며, 산란 환경이 우수한 경우 다수의 안테나들을 사용함으로써 이론적으로는 안테나들의 수에 비례하는 채널 용량을 제공한다.
다만 MIMO 기술에서 안테나들이 설치될 수 있는 공간 및 면적은 제한적이며, 안테나들 사이의 간격은 통신 성능에 많은 영향을 미친다. 즉 안테나들 사이의 간격이 좁아질수록 무선 채널들은 서로 높은 상관관계(correlation)를 갖는다. 특히 안테나들이 동일한 편파를 갖는 경우 무선 채널들은 매우 높은 상관관계를 가지며, 무선 채널들 사이에서 발생하는 간섭은 데이터 통신의 신뢰성과 데이터 전송률을 감소시킨다.
따라서 다수의 안테나들이 설치되는 면적을 감소시키면서도 채널 용량을 증가시키기 위해서는 안테나들의 편파 방향을 다양하게 사용할 필요성이 있다. 왜냐하면 안테나들이 다중 편파를 갖는 경우 무선 채널들 사이에서 발생하는 간섭이 감소될 수 있기 때문이다.
MIMO 기술에서 데이터를 효율적으로 송신하기 위해서는 미리 데이터를 코딩하는 프리코딩(precoding) 작업이 필요하다. 또한 데이터를 프리코딩하는 규칙을 행렬로 표현한 것을 프리코딩 매트릭스라 하며, 프리코딩 매트릭스들의 집합을 코드북이라 한다.
현재 빔포밍이 적용되지 않는 기준신호를 운용하는 경우에 대한 여러 가지 코드북들이 제시되어 있으나, 빔포밍이 적용된 기준신호를 운용하는 경우에 대한 효율적인 코드북에 대해서는 제시되어 있지 않으며, 따라서 빔포밍이 적용된 기준신호를 운용하는 경우에 대하여 복잡도가 낮고 성능이 우수한 코드북 생성 방안이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법 및 장치를 제안한다.
또한 본 발명의 일 실시예는 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되는 코드북을 생성하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법에 있어서, 제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 단말에게 전송하는 과정을 포함하며, 상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서 제안하는 방법은; 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법에 있어서, 제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 기지국에 있어서, 관련 신호를 송수신하는 통신부와, 제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 단말에게 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서 제안하는 장치는; 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 단말에 있어서, 관련 신호를 송수신하는 통신부와, 제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시예는 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되는 코드북을 생성하도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 시나리오를 나타낸 도면,
도 2는 기지국이 빔포밍 정보가 적용된 기준신호 전송 시 사용하는 기준신호 포트 구성의 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 단말의 내부 구성을 도시한 장치도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 기지국의 내부 구성을 도시한 장치도.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC), 이동 전화기, 화상 전화기, 전자책 리더(e-book reader), 데스크 탑(desktop) PC, 랩탑(laptop) PC, 넷북(netbook) PC, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA), 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP), 엠피3 플레이어(mp3 player), 이동 의료 디바이스, 카메라, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일례로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD), 전자 의류, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 워치(smart watch) 등을 포함한다.
또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 스마트 가정용 기기, 일례로 텔레비젼, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어 컨디셔너, 진공 청소기, 오븐, 마이크로웨이브 오븐, 워셔, 드라이어, 공기 청정기, 셋-탑 박스(set-top box), TV 박스, 게임 콘솔(gaming console), 전자 사전, 캠코더, 전자 사진 프레임 등을 포함한다.
또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기, 네비게이션(navigation) 디바이스, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS) 수신기, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR), 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR), 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device), 항해 전자 디바이스 , 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 시나리오를 나타낸 도면이다.
도시된 통신 시스템은 기지국(evolved nodeB: eNB)(100)과 사용자 단말(user equipment: UE)(110)을 포함한다.
eNB(100)은 제1 코드북이 채널 상태 정보(channel state information: CSI) 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보를 UE(110)에게 전송한다.(101단계) 상기 제1 코드북은 본 발명의 실시예에서 제안하는 신규 방식에 의해 생성된 신규 코드북을 의미하며, 여기서는 상기 제어 정보에 포함되는 상기 필드가 상기 제1 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용됨을 지시한다고 가정한다.
그러나 만약 UE(110)이 수신한 제어 정보에 포함된 상기 필드가 상기 제1 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우, UE(110)는 CSI 피드백을 생성하는데 상기 제1 코드북이 아닌 제2 코드북을 사용한다. 여기서 제2 코드북은 기존의 레거시(legacy) 코드북을 의미한다.
한편 MIMO 기술을 활용한 신호 전송을 위해, eNB(100)에서는 eNB(100)과 UE(110) 간 채널에 적합한 빔포밍 결정이 필요하다. 주로 시간 분할 이중(time division duplexing: TDD) 방식 시스템에서는 UE(110)로부터 수신된 사운딩 기준 신호(sounding reference signal: SRS)를 기반으로 데이터 전송에 적합한 UE 별 빔포밍을 결정하고, 주파수 분할 이중(frequency division duplexing: FDD) 방식 시스템에서는 UE(110)로부터 전송되는 채널 상태 정보를 기반으로 UE 별 빔포밍을 결정한다.
FD-MIMO 시스템에서는 빔포밍의 정확도를 높이기 위해, eNB(100)이 UE(110)으로부터 전송되는 SRS 또는 긴 주기로 전송되는 채널 상태 정보-기준 신호(CSI-RS)에 대한 피드백 정보를 이용하여 1차 빔포밍 정보를 생성하고, 상기 1차 빔포밍 정보를 적용한 추가적인 기준 신호를 전송한다. 여기서 CSI-RS라 함은 CSI 계산을 위해 전송되는 기준 신호를 의미한다. 이후 eNB(100)은 상기 추가적인 기준 신호에 대하여 전송되는 채널 상태 정보에 대한 피드백 정보를 이용하여 좀더 정확한 2차 빔포밍 정보를 생성할 수 있으며, 데이터 전송 시 상기 2차 빔포밍 정보를 적용할 수 있다.
도 1에서는 eNB(100)이 UE(110)으로부터 수신된 SRS를 이용하여 빔포밍 정보를 생성하는 예를 나타내었다. 즉 eNB(100)는 UE(110)으로부터 주기적으로 전송되는 SRS를 수신하고,(105단계) 상기 SRS를 수신한 eNB(100)은 UE 별 프리코딩을 수행하여 1차 빔포밍 정보를 결정한다.(107단계)
그러나 긴 주기로 전송되는 CSI-RS를 이용하여 빔포밍 정보를 생성할 경우에는, 도 1의 105 단계는 eNB(100)이 긴 주기로 CSI-RS를 UE(110)에게 전송하고, 이에 대한 채널 상태 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 UE(110)으로부터 수신하는 구성으로 대체될 수 있다.
1차 빔포밍 정보를 결정한 eNB(100)은 전송 포트 별 관련 빔포밍 정보가 적용된 CSI-RS, 즉 BF-CSI-RS를 상기 UE(110)에게 전송한다.(109단계)
UE(110)은 상기 수신된 BF-CSI-RS를 기반으로 CSI를 계산한다.(111단계) 즉 UE(110)은 101단계에서 수신한 제어 정보에 따라 제1 코드북을 기반으로 프리코딩 매트릭스 인덱스(precoding matrix index: PMI)와 랭크 인덱스(rank index: RI)를 선택하고, 선택된 PMI, RI를 기반으로 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)를 계산한다.
이후 UE(110)는 111단계에서 계산된 CSI를 eNB(100)에게 보고하고,(113단계) eNB(100)은 상기 CSI를 기반으로 RI, CQI를 보상하고, 프리코딩 조정을 수행하여 2차 빔포밍 정보를 결정한다.(115단계) 2차 빔포밍 정보를 결정한 eNB(100)은 전송 포트 별 관련 빔포밍 정보가 적용된 PDSCH(physical downlink shared channel) 신호를 UE(110)에게 전송한다.(117단계)
도 1에서는 제1 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보가 SRS를 수신하는 105단계 이전에 전송되는 구성을 일례로 설명하였다. 그러나 상기 제어정보는 SRS를 수신하는 105단계 이후에 전송될 수 있음은 물론이다.
도 2는 기지국이 빔포밍 정보가 적용된 기준신호 전송 시 사용하는 기준신호 포트 구성의 예를 나타낸 도면이다.
기지국은 기준신호 포트를 구성하기 위해 다양한 방법들을 적용할 수 있으며, 그 하나의 실시예로 기지국은 교차 편파(cross polarization) 안테나의 특성을 활용하기 위해 안테나 편파 별로 BF-CSI-RS를 구성할 수 있다. 이때 각 편파에 대응하는 BF-CSI-RS는 쌍(pair)으로 구성될 수 있다. 즉 기지국은 도 2에 도시된 바와 같이 (A1, B1), (A2, B2), (A3, B3), (A4, B4)의 4쌍으로 구성된 총 8개의 기준신호 포트를 구성하며, 각 포트를 통해 BF-CSI-RS를 전송한다.
각 포트를 통해 전송되는 BF-CSI-RS에 적용되는 빔포밍 정보, 일례로 빔포밍 가중치(weight)는 기지국과 단말 간의 무선 환경 채널을 고려하여 우세한(dominant) 방향으로의 신호 전송이 형성되도록 결정된다.
일반적으로 코드북 생성용 빔은 이산 푸리에 변환(discrete Fourier Transform: DFT) 기반 벡터(vector)로서 상관된(correlated) MIMO 환경에서 빔 방향을 구성하는 주요 방법이다.
하지만 빔포밍 정보가 적용된 CSI-RS, 즉 BF-CSI-RS를 운용하는 경우 기준신호 생성에 빔이 적용되어 있으므로, 빔을 구성하는 정보가 아닌 단말이 수신한 빔들 중 상기 단말이 선호하는 빔을 선택하기 위한 코드북이 필요하다. 후술할 본 발명의 실시예에서는 빔 선택을 위해 사용되는 신규 코드북을 생성하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
제1 실시예 : 기존의 8Tx 코드북 구조를 활용하여 신규 코드북을 생성하는 방안
본 발명의 제1 실시예에서는 기존의 8Tx 코드북 구조를 활용하고, 적합한
Figure pat00001
벡터를 코드북 생성용 빔으로 활용하여 신규 코드북을 생성하는 방안에 대해 설명하도록 한다. 여기서 8Tx 코드북이라 함은 8개의 안테나 포트를 위해 사용되는 코드북을 의미한다.
표 1 내지 표 8은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 8Tx 코드북을 나타낸 것이며, 각 PMI 값은 코드북 인덱스 쌍에 대응한다. 표 1 내지 표 8에 기재된
Figure pat00002
와 vm은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 또한
Figure pat00003
의 제1 PMI 값과
Figure pat00004
의 제2 PMI 값은 표 1 내지 표 8에 기재된 코드북 인덱스 i1과 i2에 대응되고, 여기서
Figure pat00005
을 의미하고,
Figure pat00006
을 의미한다.
Figure pat00007
표 1은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-1 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00008
표 2는 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-2 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00009
표 3은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-3 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00010
표 4는 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-4 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00011
표 5는 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-5 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00012
표 6은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-6 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00013
표 7은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-7 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00014
표 8은 본 발명의 제1 실시예에서 사용되는 랭크-8 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00015
표 1 내지 표 8에 나타낸 8Tx 코드북에 코드북 생성용 빔, 일례로
Figure pat00016
의 DFT 벡터를 적용하여 랭크(rank) 1과 랭크 2의 코드북 생성 시 하기 수학식 2와 같은 빔 셋을 생성한다.
Figure pat00017
수학식 2에서 B 행렬은 4 x 32 크기(size)의 행렬이며, 상기 B 행렬을 기반으로 W1과 W2 코드북을 생성한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는 적합한 크기, 일례로 4 x 1 크기의 vm 벡터를 코드북 생성용 빔으로 활용하여 BF-CSI-RS 운용에 적합한 8Tx 코드북을 생성하는 방법에 대해 설명한다. vm 벡터는 다양한 방법으로 정의 가능하며, 아래와 같은 규칙을 적용하여 정의할 수 있다.
규칙1) 각 행의 값이 “1”값을 1/4의 비율과 “0”값을 3/4의 비율로 갖는 행렬
규칙2) 모든 열에 대하여, 1개의 “1”값과 3개의 “0”값을 갖는 벡터로 구성된 행렬
규칙3) 총 32개 열 중, 16개의 하위 행렬이 반복적 또는 대칭적으로 구성된 행렬
규칙4) 총 32개 열 중, 4개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙5) 총 32개 열 중, 8개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙6) 모든 열에 대하여, 단위 행렬(identity matrix)의 열을 활용하는 행렬
또한 표 1 내지 표 8에 나타낸 8Tx 코드북에 코드북 생성용 빔, 일례로
Figure pat00018
의 DFT 벡터를 적용하여 랭크 1과 랭크 2의 코드북 생성 시 하기 수학식 3과 같은 빔 셋을 생성한다.
Figure pat00019
수학식 3에서 B 행렬은 4 x 32 크기를 갖는 행렬이며, 상기 B 행렬을 기반으로 W1과 W2 코드북을 생성한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는 적합한 크기, 일례로 2x1 크기의 vm 벡터를 코드북 생성용 빔으로 활용하여 BF-CSI-RS 운용에 적합한 4Tx 코드북을 생성하는 방법에 대해 설명한다. 여기서 4Tx 코드북이라 함은 4개의 안테나 포트를 위해 사용되는 코드북을 의미한다. vm 벡터는 다양한 방법으로 정의 가능하며, 아래와 같은 규칙을 적용하여 정의할 수 있다.
규칙1) 각 행의 값이 “1”값을 1/2의 비율과 “0”값을 1/2의 비율로 갖는 행렬
규칙2) 모든 열에 대하여, 1개의 “1”값과 1개의 “0”값을 갖는 벡터로 구성된 행렬
규칙3) 총 32개 열 중, 16개의 하위 행렬이 반복적 또는 대칭적으로 구성된 행렬
규칙4) 총 32개 열 중, 4개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙5) 총 32개 열 중, 8개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙6) 모든 열에 대하여, 단위 행렬의 열을 활용하는 행렬
또한 표 1 내지 표 8에 나타낸 8Tx 코드북에 코드북 생성용 빔, 일례로
Figure pat00020
의 DFT 벡터를 적용하여 랭크 3 내지 랭크 8의 코드북 생성 시 하기 수학식 4와 같은 빔 셋을 생성한다.
Figure pat00021
수학식 4에서 B 행렬은 4 x 16 크기를 갖는 행렬이며, 상기 B 행렬을 기반으로 W1과 W2 코드북을 생성한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는 적합한 크기, 일례로 4x1 크기의 vm 벡터를 코드북 생성용 빔으로 활용하여 BF CSI-RS 운용에 적합한 8Tx 코드북을 생성하는 방법에 대해 설명한다. vm 벡터는 다양한 방법으로 정의 가능하며, 아래와 같은 규칙을 적용하여 정의할 수 있다.
규칙1) 각 행의 값이 “1”값을 1/4의 비율과 “0”값을 3/4의 비율로 갖는 행렬
규칙2) 모든 열에 대하여, 1개의 “1”값과 3개의 “0”값을 갖는 벡터로 구성된 행렬
규칙3) 총 16개 열 중, 8개의 하위 행렬이 반복적 또는 대칭적으로 구성된 행렬
규칙4) 총 16개 열 중, 4개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙5) 총 16개 열 중, 8개의 연속된 열이 열의 순서를 순환적으로 변경하며 반복적으로 구성된 행렬
규칙6) 모든 열에 대하여, 단위 행렬(identity matrix)의 column을 활용하는 행렬
제2 실시예 : 미리 정해진 코드북 구조를 활용하여 신규 코드북을 생성하는 방안
본 발명의 제2 실시예는 기존의 8Tx 코드북이 아닌 다른 코드북 구조를 활용하고, 적합한 vm 벡터를 코드북 생성용 빔으로 활용하여 신규 코드북을 생성하는 방안에 대해 설명하도록 한다.
하나의 실시예로 향후 규격에서 기존의 8Tx 코드북이 아닌 다른 코드북이 사용될 경우, 해당 코드북에서 사용한 vm 벡터를 적합한 코드북 생성용 빔으로 활용하여 신규 코드북을 생성할 수 있다. 예를 들어 향후 규격에서는 하기 표 9 및 표 10과 같은 랭크-1 및 랭크-2 코드북을 사용할 수 있다.
수학식 5 및 표 9는 랭크-1 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00022
Figure pat00023
수학식 6 및 표 10은 랭크-2 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00024
Figure pat00025
상기 표 9 및 표 10에 나타낸 코드북을 기반으로 기지국은 하기 표 11 및 표 12와 같은 추가적인 구성을 지정할 수 있다. 각 구성에 따라 상기 표 9 및 표 10에 나타낸 코드북의 일부분을 새로운 코드북으로 사용할 수 있다.
표 11은 표 9에 나타낸 랭크-1 코드북의 일부분을 새로운 코드북으로 나타낸 것이다.
Figure pat00026
표 12는 표 10에 나타낸 랭크-2 코드북의 일부분을 새로운 코드북으로 나타낸 것이다.
Figure pat00027
본 발명의 제2 실시예에서는 표 11 및 표 12에 나타낸 코드북에서 구성(configuration) 4를 가정하고,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
을 코드북 생성용 빔으로 사용하여 신규 코드북을 생성할 수 있다. 여기서 Np는 안테나 포트 개수를 나타내고,
Figure pat00030
벡터는 N 크기의 벡터로, i번째 엘리먼트의 값이 1이고 나머지 엘리먼트들의 값이 0인 벡터를 나타낸다.
표 13은 표 11 및 표 12에 나타낸 코드북을 기반으로 생성한 랭크-1, 랭크-2 각각에 대한 4Tx 코드북을 나타낸 것이다. 여기서 4Tx 코드북이라 함은 4개의 안테나 포트를 위해 사용되는 코드북을 의미한다. 하기 표 13에 나타낸 신규 코드북은 엘리먼트 인덱스 0번부터 시작함을 가정한다.
Figure pat00031
표 14은 표 11 및 표 12에 나타낸 코드북을 기반으로 생성한 랭크-1, 랭크-2 각각에 대한 8Tx 코드북을 나타낸 것이다. 여기서 8Tx 코드북이라 함은 8개의 안테나 포트를 위해 사용되는 코드북을 의미하며, 하기 표 14에 나타낸 신규 코드북은 엘리먼트 인덱스 0번부터 시작함을 가정한다.
Figure pat00032
앞서 설명한 랭크-1 및 랭크-2 코드북 외에, 향후 규격에서는 하기 표 15 및 표 16과 같은 랭크-3 및 랭크-4 코드북을 사용할 수 있다.
수학식 7 및 표 15는 랭크-3 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00033
Figure pat00034
수학식 8 및 표 16은 랭크-4 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00035
Figure pat00036
표 15 및 표 16에 나타낸 코드북을 기반으로 기지국 또는 단말은 하기 표 17과 같은 추가적인 구성을 지정할 수 있다. 각 구성에 따라 상기 표 15 및 표 16에 나타낸 코드북의 일부분을 새로운 코드북으로 사용할 수 있다.
표 17은 δ1, δ2 맵핑을 위한 직교 빔 타입을 나타낸 것이다.
Figure pat00037
표 18은 랭크-3의 채널 상태 정보 보고를 위해 선택된 인덱스
Figure pat00038
에 대한 구성 1-4를 나타낸 것이고, 표 19는 랭크-4의 채널 상태 정보 보고를 위해 선택된 인덱스
Figure pat00039
에 대한 구성 1-4를 나타낸 것이고 다.
Figure pat00040
Figure pat00041
본 발명의 제2 실시예는 표 18 및 표 19에 나타낸 코드북에서 구성 4와 δ1=1, p1=1을 가정하고,
Figure pat00042
,
Figure pat00043
을 코드북 생성용 빔으로 사용하여 신규 코드북을 생성할 수 있다. 여기서 Np는 안테나 포트 개수를 나타내고,
Figure pat00044
벡터는 N 크기의 벡터로, i번째 엘리먼트의 값이 1이고 나머지 엘리먼트들의 값이 0인 벡터를 나타낸다.
표 20는 표 18 및 표 19에 나타낸 코드북을 기반으로 생성한 랭크-3, 랭크-4 각각에 대한 4Tx 코드북을 나타낸 것이다. 하기 표 20에 나타낸 신규 코드북은 엘리먼트 인덱스 0번부터 시작함을 가정한다.
Figure pat00045
표 21은 표 18 및 표 19에 나타낸 코드북을 기반으로 생성한 랭크-3, 랭크-4 각각에 대한 8Tx 코드북을 나타낸 것이다. 하기 표 21에 나타낸 신규 코드북은 엘리먼트 인덱스 0번부터 시작함을 가정한다.
Figure pat00046
앞서 설명한 랭크-3 및 랭크-4 코드북 외에, 향후 규격에서는 하기 수학식 9와 같은 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 코드북을 사용할 수 있다.
Figure pat00047
표 22는 δ1 ,1, δ1 ,2, δ1 ,3, δ2 ,1, δ2 ,2, δ2 ,3에 대한 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 코드북을 나타낸 것이다.
Figure pat00048
표 22에 나타낸 코드북을 기반으로 기지국 또는 단말은 하기 표 23 및 표 24과 같은 추가적인 구성을 지정할 수 있다. 각 구성에 따라 상기 코드북의 코드워드 값이 변경될 수 있다.
표 23은 16개의 안테나 포트를 위한 δ1 ,1, δ1 ,2, δ1 ,3, δ2 ,1, δ2 ,2, δ2 ,3 값을 정의한 것이다.
표 24는 12개의 안테나 포트를 위한 δ1 ,1, δ1 ,2, δ1 ,3, δ2 ,1, δ2 ,2, δ2 ,3 값을 정의한 것이다.
Figure pat00050
본 발명의 제2 실시예는 표 22에 나타낸 코드북에서 δ1 ,1=1, δ1 ,2=2, δ1 ,3=3을 가정하고,
Figure pat00051
,
Figure pat00052
을 코드북 생성용 빔으로 사용하여 신규 코드북을 생성할 수 있다. 여기서 Np는 안테나 포트 개수를 나타내고,
Figure pat00053
벡터는 N 크기의 벡터로, i번째 엘리먼트의 값이 1이고 나머지 엘리먼트들의 값이 0인 벡터를 나타낸다.
표 25은 표 22에 나타낸 코드북을 기반으로 생성한 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 각각에 대한 8Tx 코드북을 나타낸 것이다. 상기 코드북 내 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 각각에 대한 코드북은 W2 피드백이 없기 때문에, 상기 코드북의 코드워드 또한 1개로 사용한다. 이는 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8의 피드백이 이루어 질 때, PMI에 대한 정보가 피드백되지 않아도 됨을 의미한다. 하기 표 25에 나타낸 신규 코드북은 엘리먼트 인덱스 0번부터 시작함을 가정한다.
Figure pat00054
Figure pat00055
표 13, 14, 20, 21, 25에 나타낸 코드북을 사용하는 조건은 다음과 같다.
1) CSI 보고 타입 중 클래스(class) B가 적용되는 경우 (e,g., CSI-Reporting-Type = 'Class B')
2) CSI-RS 자원이 1개만 단말에게 구성되는 경우 (e,g., only one CSI-RS-ConfigNZPId configuration)
3) 표 13, 14, 20, 21, 25 에 나타낸 코드북의 사용을 단말에게 명령하는 경우 (e,g., PMI-Config =1)
또한 향후 규격에서는 하기 표 21 내지 표 24와 같은 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 코드북을 사용할 수 있다.
표 26은 구성 4를 사용했을 때 랭크-5 코드북을 나타낸 것이다. 표 26에서 i1,1 및 i1,2는 W1 코드북의 인덱스를 나타내고, i2는 W2 코드북의 인덱스를 나타낸다.
Figure pat00056
표 27은 구성 4를 사용했을 때 랭크-6 코드북을 나타낸 것이다. 표 27에서 i1,1 및 i1,2는 W1 코드북의 인덱스를 나타내고, i2는 W2 코드북의 인덱스를 나타낸다.
Figure pat00057
표 28은 구성 4를 사용했을 때 랭크-7 코드북을 나타낸 것이다. 표 28에서 i1,1 및 i1,2는 W1 코드북의 인덱스를 나타내고, i2는 W2 코드북의 인덱스를 나타낸다.
Figure pat00058
표 29는 구성 4를 사용했을 때 랭크-8 코드북을 나타낸 것이다. 표 29에서 i1,1 및 i1,2는 W1 코드북의 인덱스를 나타내고, i2는 W2 코드북의 인덱스를 나타낸다.
Figure pat00059
본 발명의 제2 실시예는 표 26 내지 표 29에 나타낸 코드북에서 O1=1을 가정하고,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
을 코드북 생성용 빔으로 사용하여 신규 코드북을 생성할 수 있다. 여기서 Np는 안테나 포트 개수를 나타내고,
Figure pat00062
벡터는 N 크기의 벡터로, i번째 엘리먼트 값이 1이고 나머지 엘리먼트들의 값이 0인 벡터를 나타낸다.
표 29에 나타낸 코드북에서 O1=1을 가정하고,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
을 코드북 생성용 빔으로 활용하는 경우, 표 25에서와 같은 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 각각에 대한 8Tx 코드북을 생성할 수 있다. 상기 코드북 내 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8 각각에 대한 코드북은 W2 피드백이 없기 때문에, 상기 코드북의 코드워드 또한 1개로 사용한다. 이는 랭크-5, 랭크-6, 랭크-7, 랭크-8의 피드백이 이루어 질 때, PMI에 대한 정보가 피드백 되지 않아도 됨을 의미한다.
제3 실시예 : PMI 이외의 다른 피드백 정보를 생성하는 방안
본 발명의 제3 실시예는 PMI 이외의 다른 피드백 정보를 생성하는 방안에 대해 설명하도록 한다.
하나의 실시예로 W1 코드북 인덱스를 피드백하기 위해, 해당 시스템은 아래와 같은 피드백을 가정하거나 단말에게 지시할 수 있다.
1) 단말이 W1 피드백을 수행하지 않도록 함
2) 단말이 특정 W1 인덱스를 피드백 하도록 함 (예를 들어 W1 정보로 “0”값을 피드백 하도록 함)
3) 상기 2)번의 단말 동작을 지시하기 위해, 기지국은 해당 동작을 위해 코드북 서브셋 제한(codebook subset restriction)을 단말에게 지시함
또 하나의 실시예로 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator: PTI)를 피드백 하기 위해, 관련 시스템은 아래와 같은 피드백을 가정하거나 단말에게 지시할 수 있다.
1) 단말이 PTI 피드백을 수행하지 않도록 함
2) 단말이 특정 PTI 인덱스를 피드백 하도록 함 (예를 들어 PTI 정보로 “1”을 항상 피드백 하도록 함)
3) 상기 2)번의 단말 동작을 지시하기 위해, 기지국은 해당 동작을 위해 W1 코드북에 대한 코드북 서브셋 제한을 단말에게 지시함. 이 경우 단말이 사용할 수 있는 W1 코드북은 1개의 값으로 제한되며, 그 결과 단말은 항상 PTI정보로 “1”을 피드백 하도록 함
본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서는 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 기존의 레거시 코드북을 사용할 수도 있고, 본 발명에서 제안하는 신규 방식에 의해 생성된 신규 코드북을 사용할 수도 있다. 따라서 기지국은 상기 기준 신호를 단말에게 전송하기 전에 피드백 정보 생성시 신규 코드북이 사용되는지 여부를 알리는 제어 정보를 먼저 단말에게 전송한다. 이때 상기 제어 정보는 하기 표 30과 같은 형태로 설계될 수 있다.
Figure pat00065
즉 표 30에 나타낸 제어 정보는 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함한다. 상기 제어 정보를 수신한 단말은 상기 제어 정보에 포함된 필드가 지시하는 값에 따라 레거시 코드북 또는 신규 코드북을 사용할 수 있다.
또 다른 예로서 기지국은 기준 신호를 단말에게 전송하기 전에 상기 기준 신호 타입을 알리는 제어 정보를 먼저 단말에게 전송한다. 상기 기준 신호 타입은 타입 1과 타입 2를 포함하며, 상기 타입 1은 상기 기준 신호에 빔포밍이 적용되지 않음을 나타내고, 타입 2는 상기 기준 신호에 빔포밍이 적용됨을 나타낸다. 이때 상기 제어 정보는 하기 표 31과 같은 형태로 설계될 수 있다.
Figure pat00066
본 발명의 실시예에 따른 신규 코드북은 BS-CSI-RS를 수신하는 단말에서 사용될 가능성이 높다.따라서 표 31에서와 같이 CSI-RS 타입에 대한 정보가 단말에게 전달되는 경우, 단말은 CSI-RS 타입 정보를 기반으로 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는 코드북을 결정할 수 있다. 즉 단말은 타입 1에 관련된 정보가 포함된 제어 정보가 수신되면 레거시 코드북을 이용하여 CSI 피드백을 생성하고, 타입 2에 관련된 정보가 포함된 제어 정보가 수신되면 신규 코드북을 이용하여 CSI 피드백을 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다. 특히 도 3에서는 기지국이 단말로부터 수신되는 SRS를 이용하여 1차 빔포밍 정보를 생성하는 동작에 대해 설명하도록 한다.
301단계에서 기지국은 제1 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보를 단말에게 전송한다. 여기서는 상기 제어 정보에 포함되는 필드가 상기 제1 코드북, 즉 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용됨을 지시한다고 가정한다.
305단계에서 기지국은 단말로부터 주기적으로 전송되는 SRS의 수신을 대기하고, 307단계로 진행하여 SRS가 수신되는지 여부를 검사한다. 307단계 검사 결과 SRS가 수신되지 않으면, 기지국은 305단계로 진행하여 SRS의 수신을 대기한다. 307단계 검사 결과 상기 SRS가 수신되면, 기지국은 309단계로 진행하여 수신된 SRS 정보에 근거하여 1차 빔포밍 정보를 결정한다. 즉 기지국은 수신된 SRS 정보에 UE 별 프리코딩을 수행하여 1차 빔포밍 정보를 결정한다. 311단계에서 기지국은 상기 1차 빔포밍 정보를 기반으로 빔포밍 정보가 적용된 BF-CSI-RS를 단말에게 전송한다.
313단계에서 기지국은 311단계에서 전송한 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 보고의 수신을 대기하고, 315 단계로 진행하여 CSI 보고가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과 CSI 보고가 수신되지 않으면 기지국은 313단계로 진행하여 CSI 보고의 수신을 대기하고, 상기 CSI 보고가 수신되면 317단계로 진행하여 CSI 보고 정보에 근거하여 2차 빔포밍 정보를 결정한다. 즉 기지국은 상기 CSI 보고를 기반으로 RI, CQI를 보상하고, 프리코딩 조정을 수행하여 2차 빔포밍 정보를 결정한다.
319단계에서 기지국은 상기 2차 빔포밍 정보를 기반으로 빔포밍 정보가 적용된 데이터를 단말에게 전송한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다. 특히 도 4에서는 기지국이 긴 주기로 전송되는 CSI-RS에 대응하여 수신되는 피드백 정보를 이용하여 1차 빔포밍 정보를 생성하는 동작에 대해 설명하도록 한다.
401단계에서 기지국은 제1 코드북이 CSI 피드백을 도출하고 CSI 프로세스를 위한 보고를 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보를 단말에게 전송한다. 여기서는 상기 제어 정보에 포함되는 필드가 상기 제1 코드북, 즉 신규 코드북이 CSI 피드백을 도출하고 CSI 프로세스를 위한 보고를 위해 사용됨을 지시한다고 가정한다.
403단계에서 기지국은 긴 주기로 전송되는 롱텀(long term) CSI-RS를 단말에게 전송하고, 405단계로 진행하여 상기 롱텀 CSI-RS에 대응하여 전송되는 피드백 정보의 수신을 대기한다.
407단계에서 기지국은 피드백 정보가 수신되는지 여부를 검사하고, 피드백 정보가 수신되지 않으면 405단계로 진행하여 피드백 정보의 수신을 대기한다. 407단계 검사 결과 상기 피드백 정보가 수신되면, 기지국은 409단계로 진행하여 수신된 피드백 정보에 근거하여 1차 빔포밍 정보를 결정한다. 즉 기지국은 수신된 피드백 정보에 UE 별 프리코딩을 수행하여 1차 빔포밍 정보를 결정한다. 411단계에서 기지국은 상기 1차 빔포밍 정보를 기반으로 빔포밍 정보가 적용된 BF-CSI-RS를 단말에게 전송한다.
413단계에서 기지국은 411단계에서 전송한 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 보고의 수신을 대기하고, 415 단계로 진행하여 CSI 보고가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과 CSI 보고가 수신되지 않으면 기지국은 413단계로 진행하여 CSI 보고의 수신을 대기하고, 상기 CSI 보고가 수신되면 417단계로 진행하여 CSI 보고 정보에 근거하여 2차 빔포밍 정보를 결정한다. 즉 기지국은 상기 CSI 보고를 기반으로 RI, CQI를 보상하고, 프리코딩 조정을 수행하여 2차 빔포밍 정보를 결정한다.
419단계에서 기지국은 상기 2차 빔포밍 정보를 기반으로 빔포밍 정보가 적용된 데이터를 단말에게 전송한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다.
501단계에서 단말은 기지국으로부터 제1 코드북, 즉 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보를 수신한다. 503단계에서 단말은 제어 정보에 포함된 필드가 지시하는 코드북 관련 정보를 획득한다. 즉 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 정보를 획득한다.
505단계에서 단말은 기지국으로부터 전송되는 빔포밍 정보가 적용된 BF-CSI-RS를 수신하고, 수신된 BF-CSI-RS를 기반으로 채널을 추청한다.
507단계에서 단말은 503단계에서 획득한 코드북 관련 정보에 근거하여 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI를 구성한다. 즉 503단계에서 획득한 코드북 관련 정보가 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용됨을 지시할 경우 신규 코드북을 기반으로 CSI를 구성하고, 상기 코드북 관련 정보가 상기 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우 레거시 코드북을 기반으로 CSI를 구성한다.
509단계에서 단말은 507단계에서 구성된 CSI를 기지국에게 전송하고, 511단계로 진행하여 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다.
601단계에서 단말은 기지국으로부터 제1 코드북, 즉 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는 제어 정보를 수신한다. 603단계에서 단말은 제어 정보에 포함된 필드 정보를 기반으로 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되는지 여부를 검사한다.
603단계 검사 결과 상기 제어 정보에 포함된 필드가 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용됨을 지시할 경우, 단말은 605단계로 진행하여 기지국으로부터 전송되는 빔포밍 정보가 적용된 BF-CSI-RS를 수신하고, 수신된 BF-CSI-RS를 기반으로 채널을 추정한다.
607단계에서 단말은 신규 코드북을 기반으로 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 정보를 구성하고, 609단계로 진행하여 607단계에서 구성한 CSI 정보를 전송한다.
한편, 603단계의 검사 결과 상기 제어 정보에 포함된 필드가 신규 코드북이 CSI 피드백 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우, 단말은 613단계로 진행하여 기지국으로부터 전송되는 빔포밍 정보가 적용되지 않은 CSI-RS를 수신하고, 수신된 CSI-RS를 기반으로 채널을 추정한다. 여기서 빔포밍 정보가 적용되지 않은 CSI-RS라 함은 프리코딩이 적용되지 않은 CSI-RS를 의미한다.
615단계에서 단말은 레거시 코드북을 기반으로 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 정보를 구성하고, 609단계로 진행하여 615단계에서 구성한 CSI 정보를 전송한다.
이후 611단계에서 단말은 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다.
701단계에서 단말은 기지국으로부터 기준 신호 타입 정보를 포함하는 제어 정보를 수신한다. 여기서 기준 신호 타입 정보는 기준 신호에 빔포밍이 적용되지 않음을 나타내는 타입 1 정보와 기준 신호에 빔포밍이 적용됨을 나타내는 타입 2 정보를 포함한다.
703단계에서 단말은 제어 정보가 타입 1 정보를 포함하는지 또는 타입 2 정보를 포함하는지 기준 신호 타입 정보를 판단하고, 상기 제어 정보가 타입 1 정보를 포함할 경우 705단계로 진행하여 타입 1 기준 신호, 즉 빔포밍이 적용되지 않은 기준 신호를 수신하고, 수신된 기준 신호를 기반으로 채널을 추정한다.
707단계에서 단말은 레거시 코드북을 기반으로 상기 기준 신호에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 정보를 구성하고, 709단계로 진행하여 707단계에서 구성한 CSI 정보를 전송한다.
한편, 703단계의 판단 결과 상기 제어 정보가 타입 2 정보를 포함할 경우 713단계로 진행하여 타입 2 기준 신호, 즉 빔포밍이 적용된 BF-CSI-RS를 수신하고, 수신된 BF-CSI-RS를 기반으로 채널을 추정한다.
715단계에서 단말은 신규 코드북을 기반으로 BF-CSI-RS에 대한 피드백 정보, 일례로 CSI 정보를 구성하고, 709단계로 진행하여 715단계에서 구성한 CSI 정보를 전송한다.
이후 711단계에서 단말은 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 단말의 내부 구성을 도시한 장치도이다.
도시된 단말(800)은 제어부(810), 통신부(820), 저장부(830)를 포함하고, 상기 제어부(810)은 기준신호 검출부(801), 피드백 정보 생성부(803)를 포함한다.
제어부(810)는 단말(800)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부(810)는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작에 관련된 전반적인 동작을 단말(800)이 수행하도록 제어한다. 또한 제어부에 포함된 기준 신호 검출부(801)는 기지국으로부터 수신되는 기준 신호를 검출하는 동작을 수행하고, 피드백 정보 생성부(803)는 상기 기준 신호에 대한 피드백 정보를 생성하는 동작을 수행한다. 여기서 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작에 대해서는 도 1, 5-7에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
통신부(820)는 상기 제어부(810)의 제어에 따라 각종 메시지 등을 송수신한다. 여기서 상기 통신부(820)가 송수신하는 각종 메시지 등은 도 1, 5-7에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
저장부(830)은 단말(800)에서 발생되는 각종 정보 등을 저장한다. 여기서 상기 저장부(830)가 저장하는 각종 정보 등은 도 1, 5-7에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 기지국의 내부 구성을 도시한 장치도이다.
도시된 기지국(900)은 제어부(910), 통신부(920), 저장부(930)를 포함하고, 상기 제어부(910)은 빔포밍 정보 생성부(901), RI/CQI/프리코딩 조정부(903), 빔포밍 정보 적용부(905)를 포함한다.
제어부(910)는 기지국(900)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부(910)는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작에 관련된 전반적인 동작을 기지국(900)이 수행하도록 제어한다. 또한 제어부에 포함된 빔포밍 정보 생성부(901)는 단말 별 빔포밍 정보를 생성하는 동작을 수행하고, RI/CQI/프리코딩 조정부(903)는 단말로부터 수신된 CSI를 기반으로 RI, CQI를 보상하고, 프리코딩 조정을 수행하는 동작을 수행하고, 빔포밍 정보 적용부(905)는 단말로 전송되는 CSI-RS 및/또는 데이터에 빔포징 정보를 적용하는 동작을 수행한다. 여기서 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 동작에 대해서는 도 1, 3, 4에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
통신부(920)는 상기 제어부(910)의 제어에 따라 각종 메시지 등을 송수신한다. 여기서 상기 통신부(920)가 송수신하는 각종 메시지 등은 도 1, 3, 4에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
저장부(930)은 기지국(900)에서 발생되는 각종 정보 등을 저장한다. 여기서 상기 저장부(930)가 저장하는 각종 정보 등은 도 1, 3, 4에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(read only memory: ROM, 이하 ROM이라 칭하기로 한다)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM, 이하 RAM이라 칭하기로 한다)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 데이터 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서 기지국이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법에 있어서,
    제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 단말에게 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용됨을 지시할 경우, 상기 하향링크 기준 신호에 적용할 1차 빔포밍 정보를 결정하고, 상기 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호를 상기 단말에게 전송하는 과정과,
    상기 제1 코드북을 기반으로 생성된 상기 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정과,
    상기 수신된 피드백 정보를 기반으로 2차 빔포밍 정보를 결정하고, 상기 2차 빔포밍 정보가 적용된 데이터를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우, 상기 제1 코드북 생성시 고려된 제2 코드북을 기반으로 생성된 상기 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 제2 코드북은 8개의 안테나 포트를 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 4개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00067

  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00068
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 5 내지 랭크 8을 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00069

  7. 통신 시스템에서 단말이 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 방법에 있어서,
    제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용됨을 지시할 경우, 상기 기지국으로부터 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호가 수신되면 상기 제1 코드북을 기반으로 상기 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보를 구성하는 과정과,
    상기 구성된 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상기 피드백 정보를 기반으로 결정된 2차 빔포밍 정보가 적용된 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우, 상기 제1 코드북 생성시 고려된 제2 코드북을 기반으로 상기 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보를 구성하는 과정과,
    상기 구성된 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하며,
    상기 제2 코드북은 8개의 안테나 포트를 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 하향링크 기준 신호의 타입 정보를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 제어 정보는 상기 하향링크 기준 신호에 빔포밍이 적용되지 않음을 나타내는 제1 타입 정보와, 상기 하향링크 기준 신호에 빔포밍이 적용됨을 나타내는 제1 타입 정보를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 4개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00070

  12. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00071
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 5 내지 랭크 8을 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00072

  14. 통신 시스템에서 빔포밍이 적용된 기준 신호를 운용하는 단말에 있어서,
    관련 신호를 송수신하는 통신부와,
    제1 코드북이 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제1 코드북은 상기 빔포밍이 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보 생성시 사용되며, 안테나 포트 개수와 랭크 개수를 고려하여 생성됨을 특징으로 하는 단말.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용됨을 지시할 경우, 상기 기지국으로부터 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호가 수신되면 상기 제1 코드북을 기반으로 상기 1차 빔포밍 정보가 적용된 기준 신호에 대한 피드백 정보를 구성하고, 상기 구성된 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 피드백 정보를 기반으로 결정된 2차 빔포밍 정보가 적용된 데이터를 수신하도록 제어함을 특징으로 하는 단말.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어 정보가 상기 제1 코드북이 상기 피드백 정보 생성을 위해 사용되지 않음을 지시할 경우, 상기 제1 코드북 생성시 고려된 제2 코드북을 기반으로 상기 하향링크 기준 신호에 대한 피드백 정보를 구성하고, 상기 구성된 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 제어하고, 상기 제2 코드북은 8개의 안테나 포트를 위해 사용됨을 특징으로 하는 단말.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하향링크 기준 신호의 타입 정보를 지시하는 제어 정보를 기지국으로부터 수신하도록 제어하고, 상기 제어 정보는 상기 하향링크 기준 신호에 빔포밍이 적용되지 않음을 나타내는 제1 타입 정보와, 상기 하향링크 기준 신호에 빔포밍이 적용됨을 나타내는 제1 타입 정보를 포함함을 특징으로 하는 단말.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 4개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 단말.
    Figure pat00073

  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 1 내지 랭크 4를 고려하여 생성될 경우, 상기 제1코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 단말.
    Figure pat00074
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 코드북이 8개의 안테나 포트와 랭크 5 내지 랭크 8을 고려하여 생성될 경우, 상기 제1 코드북은 하기와 같이 나타냄을 특징으로 하는 단말.
    Figure pat00075
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