KR20170038759A - 채널 상태 보고를 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며, 상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹의 각 안테나 포트는 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정되며, 상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(channel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신하는 단계 및 상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 보고하는 단계를 포함하고, 상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.

Description

채널 상태 보고를 위한 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR REPORTING CHANNEL STATE, AND DEVICE THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 채널 상태 보고를 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다. 또한, 사용자기기가 주변에서 엑세스할 수 있는 노드의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 사용자기기와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 사용자기기에게 제공할 수 있다.
복수의 노드에서 동일한 시간-주파수 자원을 이용하여 사용자기기와 통신을 수행하는 이러한 다중 노드 협력 통신 방식은 각 노드가 독립적인 기지국으로 동작하여 상호 협력 없이 사용자기기와 통신을 수행하는 기존의 통신 방식보다 데이터 처리량에 있어서 훨씬 우수한 성능을 갖는다.
다중 노드 시스템은 각 노드가, 기지국 혹은 엑세스 포인트, 안테나, 안테나 그룹, 무선 리모트 헤드(radio remote header, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)로서 동작하는, 복수의 노드를 사용하여 협력 통신을 수행한다. 안테나들이 기지국에 집중되어 위치해 있는 기존의 중앙 집중형 안테나 시스템과 달리, 다중 노드 시스템에서 상기 복수의 노드는 통상 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한다. 상기 복수의 노드는 각 노드의 동작을 제어하거나, 각 노드를 통해 송/수신될 데이터를 스케줄링하는 하나 이상의 기지국 혹은 기지국 컨트롤러(controller)에 의해 관리될 수 있다. 각 노드는 해당 노드를 관리하는 기지국 혹은 기지국 컨트롤러와 케이블 혹은 전용 회선(dedicated line)을 통해 연결된다.
이러한 다중 노드 시스템은 분산된 노드들이 동시에 서로 다른 스트림을 송/수신하여 단일 또는 다수의 사용자기기와 통신할 수 있다는 점에서 일종의 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 볼 수 있다. 다만, 다중 노드 시스템은 다양한 위치에 분산된 노드들을 이용하여 신호를 전송하므로, 기존의 중앙 집중형 안테나 시스템에 구비된 안테나들에 비해, 각 안테나가 커버해야 하는 전송 영역이 축소된다. 따라서, 중앙 집중형 안테나 시스템에서 MIMO 기술을 구현하던 기존 시스템에 비해, 다중 노드 시스템에서는 각 안테나가 신호를 전송하는 데 필요한 전송 전력이 감소될 수 있다. 또한, 안테나와 사용자기기 간의 전송 거리가 단축되므로 경로 손실이 감소되며, 데이터의 고속 전송이 가능하게 된다. 이에 따라, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율이 높아질 수 있으며, 셀 내의 사용자기기의 위치에 상관없이 상대적으로 균일한 품질의 통신 성능이 만족될 수 있다. 또한, 다중 노드 시스템에서는, 복수의 노드들에 연결된 기지국(들) 혹은 기지국 컨트롤러(들)이 데이터 전송/수신에 협력하므로, 전송 과정에서 발생하는 신호 손실이 감소된다. 또한, 일정 거리 이상 떨어져 위치한 노드들이 사용자기기와 협력 통신을 수행하는 경우, 안테나들 사이의 상관도(correlation) 및 간섭이 줄어들게 된다. 따라서, 다중 노드 협력 통신 방식에 의하면, 높은 신호 대 잡음비(signal to interference-plus-noise ratio, SINR)이 얻어질 수 있다.
이와 같은 다중 노드 시스템의 장점 때문에, 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀(backhaul) 망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 SINR의 향상을 위해, 다중 노드 시스템이 기존의 중앙집중형 안테나 시스템과 병행 혹은 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반으로 대두되고 있다.
본 발명은 채널 상태 보고를 위한 방안을 제안하며, 특히 하향링크 전송을 위해 이차원 배열의 안테나 엘리먼트가 사용되고 상기 안테나 엘리먼트에 대한 코드북으로 수평 안테나 프리코딩 행렬과 수직 안테나 프리코딩 행렬의 크로네커 곱으로 표현되는 코드북이 사용되는 경우의 채널 상태 보고 방안을 설명한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법이 제안되며, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며, 상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹의 각 안테나 포트는 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정되며, 상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(channel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신하는 단계 및 상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 보고하는 단계를 포함하고, 상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬은 안테나 포트 그룹 선택 코드북에서 선택될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스(constant modulus) 코드북에서 선택될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 방법은 안테나 포트 그룹 별로 상기 CSI-RS의 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지 여부를 지시하는 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 비활성화된 안테나 포트 그룹을 선택하기 위한 프리코딩 행렬은 상기 채널 상태 정보에서 제외될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 방법은 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩의 랭크 제한 또는 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩의 랭크 제한에 대한 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 일실시예에 따라 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 하도록 구성된 단말이 제안되며, 상기 단말은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹의 각 안테나 포트는 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정되며, 상기 프로세서는 상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(channel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신하고, 그리고 상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 보고하도록 구성되며, 상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬은 안테나 포트 그룹 선택 코드북에서 선택될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스(constant modulus) 코드북에서 선택될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 프로세서는 안테나 포트 그룹 별로 상기 CSI-RS의 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지 여부를 지시하는 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 비활성화된 안테나 포트 그룹을 선택하기 위한 프리코딩 행렬은 상기 채널 상태 정보에서 제외될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 프로세서는 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩의 랭크 제한 또는 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩의 랭크 제한에 대한 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 효율적인 채널 상태 보고가 가능하다.
본 발명에서 얻은 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 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4 는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 코드 북 기반 빔 포밍을 설명한다.
도 6은는 LTE-A 시스템에서 12개의 서브캐리어로 구성된 RB에서 8개 안테나 포트를 갖는 CSI-RS의 전송 가능한 패턴을 나타낸다
도 7은 2-포트, 4-포트, 그리고 8-포트 CSI-RS의 전송 패턴을 도시한다.
도 8은 2차원 안테나 배열을 도시한다.
도 9는 2차원 안테나 배열을 통한 3차원 빔패턴을 도시한다.
도 10은 특정 안테나 포트의 EPRE(energy per resource element)를 도시한다.
도 11 및 도 12는 안테나 포트 그룹을 도시한다.
도 13은 안테나 포트 그룹과 안테나 엘리먼트 그룹의 맵핑 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예(들)을 구현하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에 있어서, 사용자기기(user equipment, UE)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)와 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point), PS(Processing Server), 전송 포인트(transmission point; TP)등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하의 본 발명에 관한 설명에서는, BS를 eNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 사용자기기와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이, 리피터 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 보다 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다. 안테나들이 기지국에 집중되어 위치하여 하나의 eNB 컨트롤러(controller)에 의해 제어되는 기존의(conventional) 중앙 집중형 안테나 시스템(centralized antenna system, CAS)(즉, 단일 노드 시스템)과 달리, 다중 노드 시스템에서 복수의 노드는 통상 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한다. 상기 복수의 노드는 각 노드의 동작을 제어하거나, 각 노드를 통해 송/수신될 데이터를 스케줄링(scheduling)하는 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러에 의해 관리될 수 있다. 각 노드는 해당 노드를 관리하는 eNB 혹은 eNB 컨트롤러와 케이블(cable) 혹은 전용 회선(dedicated line)을 통해 연결될 수 있다. 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드들로의/로부터의 통한 신호 전송/수신에는 동일한 셀 식별자(identity, ID)가 이용될 수도 있고 서로 다른 셀 ID가 이용될 수도 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID를 갖는 경우, 상기 복수의 노드 각각은 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작한다. 다중 노드 시스템에서 노드들이 서로 다른 셀 ID를 갖는다면, 이러한 다중 노드 시스템은 다중 셀(예를 들어, 매크로-셀/펨토-셀/피코-셀) 시스템이라고 볼 수 있다. 복수의 노드들 각각이 형성한 다중 셀들이 커버리지에 따라 오버레이되는 형태로 구성되면, 상기 다중 셀들이 형성한 네트워크를 특히 다중-계층(multi-tier) 네트워크라 부른다. RRH/RRU의 셀 ID와 eNB의 셀 ID는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. RRH/RRU가 eNB가 서로 다른 셀 ID를 사용하는 경우, RRH/RRU와 eNB는 모두 독립적인 기지국으로서 동작하게 된다.
이하에서 설명될 본 발명의 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드와 연결된 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러가 상기 복수의 노드 중 일부 또는 전부를 통해 UE에 동시에 신호를 전송 혹은 수신하도록 상기 복수의 노드를 제어할 수 있다. 각 노드의 실체, 각 노드의 구현 형태 등에 따라 다중 노드 시스템들 사이에는 차이점이 존재하지만, 복수의 노드가 함께 소정 시간-주파수 자원 상에서 UE에 통신 서비스를 제공하는 데 참여한다는 점에서, 이들 다중 노드 시스템들은 단일 노드 시스템(예를 들어, CAS, 종래의 MIMO 시스템, 종래의 중계 시스템, 종래의 리피터 시스템 등)과 다르다. 따라서, 복수의 노드들 중 일부 또는 전부를 사용하여 데이터 협력 전송을 수행하는 방법에 관한 본 발명의 실시예들은 다양한 종류의 다중 노드 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 노드는 통상 타 노드와 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한 안테나 그룹을 일컫지만, 후술하는 본 발명의 실시예들은 노드가 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹을 의미하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, X-pol(Cross polarized) 안테나를 구비한 eNB의 경우, 상기 eNB가 H-pol 안테나로 구성된 노드와 V-pol 안테나로 구성된 노드를 제어한다고 보고 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
복수의 전송(Tx)/수신(Rx) 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 복수의 전송/수신 노드들 중에서 선택된 적어도 하나의 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 하향링크 신호를 전송하는 노드와 상향링크 신호를 수신하는 노드를 다르게 할 수 있는 통신 기법을 다중-eNB MIMO 또는 CoMP(Coordinated Multi-Point TX/RX)라 한다. 이러한 노드 간 협력 통신 중 협력 전송 기법은 크게 JP(joint processing)과 스케줄링 협력(scheduling coordination)으로 구분될 수 있다. 전자는 JT(joint transmission)/JR(joint reception)과 DPS(dynamic point selection)으로 나뉘고 후자는 CS(coordinated scheduling)과 CB(coordinated beamforming)으로 나뉠 수 있다. DPS는 DCS(dynamic cell selection)으로 불리기도 한다. 다른 협력 통신 기법에 비해, 노드 간 협력 통신 기법들 중 JP가 수행될 때, 보다 더 다양한 통신환경이 형성될 수 있다. JP 중 JT는 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE로 전송하는 통신 기법을 말하며, JR은 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE로부터 수신하는 통신 기법을 말한다. 상기 UE/eNB는 상기 복수의 노드들로부터 수신한 신호들을 합성하여 상기 스트림을 복원한다. JT/JR의 경우, 동일한 스트림이 복수의 노드들로부터/에게 전송되므로 전송 다이버시티(diversity)에 의해 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다. JP 중 DPS는 복수의 노드들 중 특정 규칙에 따라 선택된 일 노드를 통해 신호가 전송/수신되는 통신 기법을 말한다. DPS의 경우, 통상적으로 UE와 노드 사이의 채널 상태가 좋은 노드가 통신 노드로서 선택되게 될 것이므로, 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP LTE-A 기반의 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 채널 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다. 일반적으로 인접한 노드들은 서로 직교하는 CSI-RS 자원들 상에서 해당 CSI-RS 자원들을 전송한다. CSI-RS 자원들이 직교한다고 함은 CSI-RS를 나르는 심볼 및 부반송파를 특정하는 CSI-RS 자원 구성(resource configuration), 서브프레임 오프셋(offset) 및 전송 주기(transmission period) 등에 의해 CSI-RS가 할당된 서브프레임들을 특정하는 서브프레임 구성(subframe configuration), CSI-RS 시퀀스 중 최소 한가지가 서로 다름을 의미한다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(configuration)을 예시한 것이다.
DL-UL configuration Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5ms D S U U U D S U U U
1 5ms D S U U D D S U U D
2 5ms D S U D D D S U D D
3 10ms D S U U U D D D D D
4 10ms D S U U D D D D D D
5 10ms D S U D D D D D D D
6 5ms D S U U U D S U U D
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특이 프레임의 구성(configuration)을 예시한 것이다.
Special subframe configuration Normal cyclic prefix in downlink Extended cyclic prefix in downlink
DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS
Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink
0 6592·Ts 2192·Ts 2560·Ts 7680·Ts 2192·Ts 2560·Ts
1 19760·Ts 20480·Ts
2 21952·Ts 23040·Ts
3 24144·Ts 25600·Ts
4 26336·Ts 7680·Ts 4384·Ts 5120·Ts
5 6592·Ts 4384·Ts 5120·Ts 20480·Ts
6 19760·Ts 23040·Ts
7 21952·Ts 12800·Ts
8 24144·Ts - - -
9 13168·Ts - - -
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다. 특히, 도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 자원격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 안테나 포트당 1개의 자원격자가 있다.
도 2를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는
Figure pct00001
*
Figure pct00002
개의 부반송파(subcarrier)와
Figure pct00003
개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서,
Figure pct00004
은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고,
Figure pct00005
은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다.
Figure pct00006
와
Figure pct00007
은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다.
Figure pct00008
은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며,
Figure pct00009
은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
Figure pct00010
는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서,
Figure pct00011
*
Figure pct00012
개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분을 위한 널 부반송파는 미사용인 채 남겨지는 부반송파로서, OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier frequency, f0)로 맵핑(mapping)된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다.
일 RB는 시간 도메인에서
Figure pct00013
개(예를 들어, 7개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 c개(예를 들어, 12개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB는
Figure pct00014
*
Figure pct00015
개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터
Figure pct00016
*
Figure pct00017
-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터
Figure pct00018
-1까지 부여되는 인덱스이다.
일 서브프레임에서
Figure pct00019
개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2개의 슬롯 각각에 1개씩 위치하는 2개의 RB를 물리자원블록(physical resource block, PRB) 쌍(pair)이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스(index)라고도 함)를 갖는다. VRB는 자원할당을 위해 도입된 일종의 논리적 자원할당 단위이다. VRB는 PRB와 동일한 크기를 갖는다. VRB를 PRB로 맵핑하는 방식에 따라, VRB는 로컬라이즈(localized) 타입의 VRB와 분산(distributed) 타입의 VRB로 구분된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들은 PRB들에 바로 맵핑되어, VRB 번호(VRB 인덱스라고도 함)가 PRB 번호에 바로 대응된다. 즉, nPRB=nVRB가 된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들에는 0부터
Figure pct00020
-1순으로 번호가 부여되며,
Figure pct00021
=
Figure pct00022
이다. 따라서, 로컬라이즈 맵핑 방식에 의하면, 동일한 VRB 번호를 갖는 VRB가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서, 동일 PRB 번호의 PRB에 맵핑된다. 반면, 분산 타입의 VRB는 인터리빙을 거쳐 PRB에 맵핑된다. 따라서, 동일한 VRB 번호를 갖는 분산 타입의 VRB는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 서로 다른 번호의 PRB에 맵핑될 수 있다. 서브프레임의 두 슬롯에 1개씩 위치하며 동일한 VRB 번호를 갖는 2개의 PRB를 VRB 쌍이라 칭한다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 3을 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 구분된다. 도 3을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다. 3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 UL 전송에 대한 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 임의 접속 응답과 같은 상위 계층(upper layer) 제어 메시지의 자원 할당 정보, UE 그룹 내의 개별 UE들에 대한 전송 전력 제어 명령(Transmit Control Command Set), 전송 전력 제어(Transmit Power Control) 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화(activation) 지시 정보, DAI(Downlink Assignment Index) 등을 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE에게 전송된다.
일반적으로, UE에 구성된 전송 모드(transmission mode, TM)에 따라 상기 UE에게 전송될 수 있는 DCI 포맷이 달라진다. 다시 말해, 특정 전송 모드로 구성된 UE를 위해서는 모든 DCI 포맷이 사용될 수 있는 것이 아니라, 상기 특정 전송 모드에 대응하는 일정 DCI 포맷(들)만이 사용될 수 있다.
PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 부호화율(coding rate)를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 유닛(unit)이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE는 9개의 REG에 대응되고 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 각각의 UE을 위해 PDCCH가 위치할 수 있는 CCE 세트를 정의하였다. UE가 자신의 PDCCH를 발견할 수 있는 CCE 세트를 PDCCH 탐색 공간, 간단히 탐색 공간(Search Space, SS)라고 지칭한다. 탐색 공간 내에서 PDCCH가 전송될 수 있는 개별 자원을 PDCCH 후보(candidate)라고 지칭한다. UE가 모니터링(monitoring)할 PDCCH 후보들의 모음은 탐색 공간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 각각의 DCI 포맷을 위한 탐색 공간은 다른 크기를 가질 수 있으며, 전용(dedicated) 탐색 공간과 공통(common) 탐색 공간이 정의되어 있다. 전용 탐색 공간은 UE-특정(specific) 탐색 공간이며, 각각의 개별 UE를 위해 구성(configuration)된다. 공통 탐색 공간은 복수의 UE들을 위해 구성된다. 상기 탐색 공간을 정의하는 집성 레벨(aggregation level)은 다음과 같다.
Search Space SK (L) Number of PDCCH candidates M(L)
Type Aggregation Level L Size[in CCEs]
UE-specific 1 6 6
2 12 6
4 8 2
8 16 2
Common 4 16 4
8 16 2
하나의 PDCCH 후보는 CCE 집성 레벨에 따라 1, 2, 4 또는 8개의 CCE에 대응한다. eNB는 탐색 공간 내의 임의의 PDCCH 후보 상에서 실제 PDCCH (DCI)를 전송하고, UE는 PDCCH (DCI)를 찾기 위해 탐색 공간을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 해당 탐색 공간 내의 각 PDCCH의 복호(decoding)를 시도(attempt)하는 것을 의미한다. UE는 상기 복수의 PDCCH를 모니터링하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. 기본적으로 UE는 자신의 PDCCH가 전송되는 위치를 모르기 때문에, 매 서브프레임마다 해당 DCI 포맷의 모든 PDCCH를 자신의 식별자를 가진 PDCCH를 검출할 때까지 PDCCH의 복호를 시도하는데, 이러한 과정을 블라인드 검출(blind detection)(블라인드 복호(blind decoding, BD))이라고 한다.
eNB는 데이터영역을 통해 UE 혹은 UE 그룹을 위한 데이터를 전송할 수 있다. 상기 데이터영역을 통해 전송되는 데이터를 사용자데이터라 칭하기도 한다. 사용자데이터의 전송을 위해, 데이터영역에는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당될 수 있다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. UE는 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 복호하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터를 읽을 수 있다. PDSCH의 데이터가 어떤 UE 혹은 UE 그룹에게 전송되는지, 상기 UE 혹은 UE 그룹이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 복호해야 하는지 등을 나타내는 정보가 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 DL 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. UE는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A"라는 RNTI를 가지고 있는 UE는 PDCCH를 검출하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
UE가 eNB로부터 수신한 신호의 복조를 위해서는 데이터 신호와 비교될 참조신호 참조신호(reference signal, RS)가 필요하다. 참조신호라 함은 eNB가 UE로 혹은 UE가 eNB로 전송하는, eNB와 UE가 서로 알고 있는, 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿(pilot)이라고도 불린다. 참조신호들은 셀 내 모든 UE들에 의해 공용되는 셀-특정(cell-specific) RS와 특정 UE에게 전용되는 복조(demodulation) RS(DM RS)로 구분된다. eNB가 특정 UE를 위한 하향링크 데이터의 복조를 위해 전송하는 DM RS를 UE-특정적(UE-specific) RS라 특별히 칭하기도 한다. 하향링크에서 DM RS와 CRS는 함께 전송될 수도 있으나 둘 중 한 가지만 전송될 수도 있다. 다만, 하향링크에서 CRS없이 DM RS만 전송되는 경우, 데이터와 동일한 프리코더를 적용하여 전송되는 DM RS는 복조 목적으로만 사용될 수 있으므로, 채널측정용 RS가 별도로 제공되어야 한다. 예를 들어, 3GPP LTE(-A)에서는 UE가 채널 상태 정보를 측정할 수 있도록 하기 위하여, 추가적인 측정용 RS인 CSI-RS가 상기 UE에게 전송된다. CSI-RS는 채널상태가 상대적으로 시간에 따른 변화도가 크지 않다는 사실에 기반하여, 매 서브프레임마다 전송되는 CRS와 달리, 다수의 서브프레임으로 구성되는 소정 전송 주기마다 전송된다.
도 4는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터영역에 할당될 수 있다.
UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f0로 맵핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ-ACK: PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다.
UE가 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. UCI에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 구성된 서브프레임의 경우에는 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히런트(coherent) 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 다양한 포맷을 지원한다.
표 4는 LTE/LTE-A 시스템에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.
PUCCH format Modulation scheme Number of bits per subframe Usage Etc.
1 N/A N/A (exist or absent) SR (Scheduling Request)
1a BPSK 1 ACK/NACK orSR + ACK/NACK One codeword
1b QPSK 2 ACK/NACK orSR + ACK/NACK Two codeword
2 QPSK 20 CQI/PMI/RI Joint coding ACK/NACK (extended CP)
2a QPSK+BPSK 21 CQI/PMI/RI + ACK/NACK Normal CP only
2b QPSK+QPSK 22 CQI/PMI/RI + ACK/NACK Normal CP only
3 QPSK 48 ACK/NACK orSR + ACK/NACK orCQI/PMI/RI + ACK/NACK
표 4를 참조하면, PUCCH 포맷 1 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용되며, PUCCH 포맷 2 계열은 주로 CQI/PMI/RI 등의 채널상태정보(channel state information, CSI)를 나르는 데 사용되고, PUCCH 포맷 3 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용된다.
코드북 기반 프리코딩 기법
다중 안테나 전송을 지원하기 위하여 전송 정보를 각각의 안테나에 채널 상황 등에 따라 적절하게 분배해주는 프리코딩(precoding)을 적용할 수 있다. 코드북(Codebook) 기반의 프리코딩 기법은, 송신단과 수신단에서 프리코딩 행렬의 집합을 미리 정하여 두고, 수신단이 송신단으로부터의 채널정보를 측정하여 가장 알맞은 프리코딩 행렬이 무엇인지(즉, 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index; PMI)를 송신단에게 피드백하여 주고, 송신단은 PMI에 기초하여 적절한 프리코딩을 신호 전송에 적용하는 기법을 말한다. 미리 정해둔 프리코딩 행렬 집합 중에서 적절한 프리코딩 행렬을 선택하는 방식이므로, 항상 최적의 프리코딩이 적용되는 것은 아니지만, 실제 채널 정보에 최적의 프리코딩 정보를 명시적으로(explicitly) 피드백하는 것에 비하여 피드백 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 5는 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
코드북 기반 프리코딩 방식에 따를 경우, 송신단과 수신단은 전송 랭크, 안테나 개수 등에 따라 미리 정해진 소정 개수의 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 정보를 공유하게 된다. 즉, 피드백 정보가 유한한(finite) 경우에 프리코딩 기반 코드북 방식이 사용될 수 있다. 수신단은 수신 신호를 통해 채널 상태를 측정하여, 상술한 코드북 정보를 기반으로 유한한 개수의 선호하는 프리코딩 행렬 정보(즉, 해당 프리코딩 행렬의 인덱스)를 송신단에 피드백할 수 있다. 예를 들어, 수신단에서는 ML(Maximum Likelihood) 또는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식으로 수신 신호를 측정하여 최적의 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 도 5에서는 수신단이 송신단에 프리코딩 행렬 정보를 코드워드별로 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
수신단으로부터 피드백 정보를 수신한 송신단은 수신된 정보에 기반하여 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬을 선택한 송신단은 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 선택된 프리코딩 행렬을 곱하는 방식으로 프리코딩을 수행하며, 프리코딩이 수행된 전송 신호를 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다. 프리코딩 행렬에서 행(row)의 개수는 안테나의 개수와 동일하며, 열(column)의 개수는 랭크 값과 동일하다. 랭크 값은 레이어의 개수와 동일하므로, 열(column)의 개수는 레이어 개수와 동일하다. 예를 들어, 전송 안테나의 개수가 4 이고 전송 레이어의 개수가 2 인 경우에는 프리코딩 행렬이 4by2 행렬로 구성될 수 있다. 프리코딩 행렬을 통하여 각각의 레이어를 통해 전송되는 정보가 각각의 안테나에 매핑될 수 있다.
송신단에서 프리코딩되어 전송된 신호를 수신한 수신단은 송신단에서 이루어진 프리코딩의 역처리를 수행하여 수신 신호를 복원할 수 있다. 일반적으로 프리코딩 행렬은 U*UH = I와 같은 유니터리 행렬(U) 조건을 만족하는바, 상술한 프리코딩의 역처리는 송신단의 프리코딩에 이용된 프리코딩 행렬(P)의 에르미트(Hermit) 행렬 (PH)을 수신 신호에 곱하는 방식으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 다음의 표 5는 3GPP LTE 릴리즈-8/9 에서 2-tx(전송) 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이고, 표 6은 3GPP LTE 릴리즈-8/9 에서 4-tx(전송) 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이다.
Figure pct00023
Figure pct00024
상기 표 6에서,
Figure pct00025
는
Figure pct00026
와 같이 표현되는 수학식으로부터 구성되는 세트 {S}로 얻어진다. 이 때, I 는 4×4 단일행렬을 나타내고 Un는 표 6에서 주어지는 값이다.
상기 표 5에서 나타내는 바와 같이, 2 개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 7개의 프리코딩 벡터/행렬을 가지고 있으며 여기서, 단일 행렬은 개-루프(open-loop) 시스템을 위한 것이므로, 폐-루프(loop) 시스템의 프리코딩을 위한 프리코딩 벡터/행렬은 총 6개가 된다. 또한, 상기 표 6과 같은 4개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 64개의 프리코딩 벡터/행렬을 가지고 있다.
위와 같은 코드북은 일정 모듈러스(Constant modulus; CM) 특성, 네스티드 특성(Nested property), 제한된 알파벳(Constrained alphabet) 등의 공통적인 특성을 가진다. CM 특성은 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)는 '0'을 포함하지 않으며, 같은 크기를 가지도록 구성되는 특성이다. 네스티드 특성은, 낮은 랭크의 프리코딩 행렬이 높은 랭크의 프리코딩 행렬의 특정 열의 서브셋(subset) 으로 구성되도록 설계된 것을 의미한다. 제한된 알파벳 특성은, 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)가 제한되는 것을 의미한다. 예를 들어, 프리코딩 행렬의 각각의 요소가 BPSK(Binary Phase Shift Keying)에 사용되는 요소(±1)로만 제한되거나, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 에 사용되는 요소(±1,±j)로만 제한되거나, 또는 8-PSK 에 사용되는 요소(
Figure pct00027
)로만 제한될 수 있다. 상기 표 5의 코드북의 예시에서는 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)의 알파벳이
Figure pct00028
으로 구성되므로, 제한된 알파벳 특성을 가진다고 표현할 수 있다.
참조 신호 (Reference Signal; RS)
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호(Pilot Signal) 또는 참조신호(Reference Signal)라고 한다.
다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로, 좀더 자세하게는 안테나 포트(안테나 포트)별로 별도의 참조신호가 존재하여야 한다.
참조신호는 상향링크 참조신호와 하향링크 참조신호로 구분될 수 있다. 현재 LTE 시스템에는 상향링크 참조신호로써,
i) PUSCH 및 PUCCH를 통해 전송된 정보의 코히런트(coherent)한 복조를 위한 채널 추정을 위한 복조 참조신호(DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
ii) 기지국이, 네트워크가 다른 주파수에서의 상향링크 채널 품질을 측정하기 위한 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)가 있다.
한편, 하향링크 참조신호에는,
i) 셀 내의 모든 단말이 공유하는 셀-특정 참조신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)
ii) 특정 단말만을 위한 단말-특정 참조신호(UE-specific Reference Signal)
iii) PDSCH가 전송되는 경우 코히런트한 복조를 위해 전송되는 (DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
iv) 하향링크 DMRS가 전송되는 경우 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 전달하기 위한 채널상태정보 참조신호(Channel State Information- Reference Signal, CSI-RS)
v) MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 모드로 전송되는 신호에 대한 코히런트한 복조를 위해 전송되는 MBSFN 참조신호(MBSFN Reference Signal)
vi) 단말의 지리적 위치 정보를 추정하는데 사용되는 위치 참조신호(Positioning Reference Signal)가 있다.
참조신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득할 수 있는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 그 참조신호를 수신하여야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 상황에서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 해당 참조신호를 수신함으로써 채널 측정을 하여 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
앞서 언급한 것처럼, LTE 시스템에서는 유니캐스트 서비스를 위해서 셀-특정 RS(CRS)와 UE-특정 RS의 두 가지 종류의 하향링크 RS가 정의되어 있다. UE-특정 RS는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 데이터 복조 이외에도 CSI 획득 및 핸드오버 등의 RRM 측정 등의 목적으로 모두 사용된다. CRS는 시스템 전체 대역에 대해서 매 서브프레임마다 전송되며, 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS가 전송된다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0 내지 3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다.
LTE-A 시스템에서 기지국의 하향링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS를 매 서브프레임마다 전 대역에 전송하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, LTE-A 시스템에서는 MCS, PMI 등의 선택을 위한 CSI 측정 목적의 CSI-RS와 데이터 복조를 위한 DM-RS로 분리되어 두 개의 RS가 추가되었다. CSI-RS는 RRM 측정 등의 목적으로도 사용될 수는 있지만 CSI 획득의 주목적을 위해서 디자인되었다. CSI-RS는 데이터 복조에 사용되지 않으므로 매 서브프레임마다 전송될 필요는 없다. 그러므로 CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 시간 축 상에서 간헐적으로 전송하도록 한다. 데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링된 UE에게 전용(dedicatedly)으로 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링된 영역, 즉 데이터를 수신받는 시간-주파수 영역에만 전송된다.
도 6은 LTE-A 시스템에서 12개의 서브캐리어로 구성된 RB에서 8개 안테나 포트를 갖는 CSI-RS의 전송 가능한 패턴을 나타낸 것으로서, 하나의 안테나 포트에 대한 RS는 두개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 확산(spread)되어 전송되며 두 RS가 두 RE를 공유하며 직교 코드를 사용하여 구분된다. 예를 들어, 숫자 0과 1로 표현된 RE는 CSI-RS 포트 0과 1이 전송되는 두 RE를 의미한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 CSI-RS 포트 0, 1 등과 같은 표현을 사용하며, CRS나 UE-특정 RS와 같은 다른 종류의 RS와의 구분을 위해서 CSI-RS 포트 0, 1 등은 포트 15, 16 등과 같은 인덱스를 가질 수 있다. CSI-RS는 8 포트 이외에도 1, 2, 4 포트를 가지도록 설정될 수 있다.
표 7은 일반 CP의 전송 방식에서 N-포트 CSI-RS의 전송 RE의 위치를 RB내에서 서브캐리어 인덱스 k와 OFDM 심볼 인덱스 l, 그리고 슬롯 인덱스 ns로 나타내고 있다. 표에 나타나있듯이 LTE 시스템의 프레임 구조 타입 1(FDD모드)과 타입 2(TDD모드)에 공통으로 8-포트 CSI-RS는 하나의 서브프레임에서 5개의 전송 패턴만을 갖는다. 도 7은 2-포트, 4-포트, 그리고 8-포트 CSI-RS의 전송 패턴을 도시한다.
CSI-RS configuration Number of CSI-RSs configured
1 or 2 4 8
(k',l') nsmod2 (k',l') nsmod2 (k',l') nsmod2
FS-1 and FS-2 0 (9,5) 0 (9,5) 0 (9,5) 0
1 (11,2) 1 (11,2) 1 (11,2) 1
2 (9,2) 1 (9,2) 1 (9,2) 1
3 (7,2) 1 (7,2) 1 (7,2) 1
4 (9,5) 1 (9,5) 1 (9,5) 1
5 (8,5) 0 (8,5) 0
6 (10,2) 1 (10,2) 1
7 (8,2) 1 (8,2) 1
8 (6,2) 1 (6,2) 1
9 (8,5) 1 (8,5) 1
10 (3,5) 0
11 (2,5) 0
12 (5,2) 1
13 (4,2) 1
14 (3,2) 1
15 (2,2) 1
16 (1,2) 1
17 (0,2) 1
18 (3,5) 1
19 (2,5) 1
현재 LTE 표준에서 CSI-RS 설정(configuration)은 antennaPortsCount, subframeConfig, resourceConfig 등으로 구성되어 있어, CSI-RS가 몇 개의 안테나 포트에서 전송되는지, CSI-RS가 전송될 서브프레임의 주기 및 오프셋이 어떻게 되는지, 그리고 해당 서브프레임에서 어떤 RE 위치(주파수와 OFDM 심볼 인덱스)에서 전송되는지 알려준다. 구체적으로 기지국은 특정 CSI-RS 설정을 UE에게 전달할 때 다음과 같은 내용의 정보들을 전달한다.
- antennaPortsCount : CSI 참조 신호들의 전송에 사용되는 안테나 포트들의 수를 나타내는 파라미터 (예컨대, 1 CSI-RS 포트, 2 CSI-RS 포트, 4 CSI-RS 포트 또는 8 CSI-RS 포트)
- resourceConfig : CSI-RS 할당 자원 위치에 관한 파라미터
- subframeConfig : CSI-RS가 전송될 서브프레임 주기 및 오프셋에 관한 파라미터
- p-C : CSI 피드백 CSI-RS를 위해 참조 PDSCH 전송 전력에 대한 UE의 가정에 관한 것이며, Pc는 UE가 CSI 피드백을 도출할 때 1dB 스텝 사이즈로 [-8, 15]dB 범위의 값들을 가질 수 있을 때, PDSCH EPRE(energy per resource element)에 대한 CSI-RS EPRE의 비율에 해당한다.
- zeroTxPowerResourceConfigList : 제로-전력(zero-power) CSI-RS 설정에 관한 파라미터
- zeroTxPowerSubframeConfig : 제로 전력 CSI-RS가 전송될 서브프레임 주기 및 오프셋에 관한 파라미터
진화된 무선 통신 시스템에서는 능동 안테나 시스템(active antenna system: 이하 AAS)의 도입이 고려되고 있다. 신호의 위상 및 크기를 조정할 수 있는 증폭기와 안테나가 분리되어 있는 기존의 수동 안테나 시스템과 달리, AAS는 각각의 안테나가 증폭기와 같은 능동 소자를 포함하도록 구성된 시스템을 의미한다. 상기 AAS는 능동 안테나 사용에 따라 증폭기와 안테나를 연결하기 위한 별도의 케이블, 커넥터, 기타 하드웨어 등이 필요하지 않고, 따라서 에너지 및 운용 비용 측면에서 효율성이 높은 특징을 갖는다. 특히 상기 AAS는 각 안테나 별 전자식 빔 제어(electronic beam control) 방식을 지원하기 때문에 빔 방향 및 빔 폭을 고려한 정교한 빔 패턴 형성 또는 3차원 빔 패턴을 형성하는 등의 진보된 MIMO 기술을 가능하게 한다.
상기 AAS 등의 진보된 안테나 시스템의 도입으로 다수의 입출력 안테나와 다차원 안테나 구조를 갖는 대규모 MIMO 구조 또한 고려되고 있다. 일례로 기존의 일자 형 안테나 배열과 달리 2차원 안테나 배열을 형성할 경우, AAS의 능동 안테나에 의해 3차원 빔 패턴을 형성할 수 있다. 일반적인 2차원 안테나 배열로써 도 8에 도시된 것처럼, Nt=Nv·Nh 개의 안테나가 정방향의 모양을 갖는 경우를 고려할 수 있다. 여기서, Nh는 안테나 열의 수, Nv는 안테나 행의 수를 나타낸다.
송신 안테나 관점에서 상기 3차원 빔 패턴을 활용할 경우, 빔의 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로의 준-정적 또는 동적인 빔 형성을 수행할 수 있으며 일례로 수직 방향의 섹터 형성 등의 응용을 고려할 수 있다. 또한, 수신 안테나 관점에서는 대규모 안테나를 활용하여 수신 빔을 형성할 때, 안테나 배열 이득(antenna array gain)에 따른 신호 전력 상승 효과를 기대할 수 있다. 따라서 상향링크의 경우, 기지국이 다수의 안테나를 통해 단말로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있으며, 이때 단말은 간섭 영향을 줄이기 위해 대규모 수신 안테나의 이득을 고려하여 자신의 송신 전력을 매우 낮게 설정할 수 있는 장점이 있다. 도 9는 상기 예를 도식화 한 것으로 기지국 또는 단말이 AAS 기반의 3D 빔 형성이 가능한 다수의 송/수신 안테나를 갖고 있는 시스템을 도시한 것이다.
본 발명에서는 FDM(frequency division multiplexing)+TDM(time division multiplexing) 방식에서 동일 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼에 전송되는 RS(reference signal)들의 안테나 포트들을 그룹핑하고, 물리적 안테나 엘리먼트들도 그룹핑하여 안테나 포트 그룹내의 각 안테나 포트가 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹의 다수의 안테나 엘리먼트들을 통해 전송되도록 한다. 제안 방식에서 데이터 전송 및 CSI 보고를 위한 프리코딩 행렬의 코드북은 안테나 포트 그룹 선택을 위한 선택 코드북과 선택된 안테나 포트 그룹에서 사용할 빔패턴을 결정하기 위한 상수 모듈러스 코드북(constant modulus codebook)을 결합하여 사용한다.
제안방식에서 선택 코드북은 안테나 포트 그룹 중에서 어떤 그룹들을 사용할지에 대한 정보를 알려주기 위해 사용되며, 상수 모듈러스 코드북은 해당 안테나 포트 그룹내의 포트들에게 어떤 프리코딩을 적용할지에 대한 정보를 알려주기 위해 사용된다.
[안테나 당 전송 전력 제한]
기지국 안테나가 Nt개이고 기지국 송신기의 최대 전송 전력이 Pt[Watt]로 허용되어 있는 경우에, 각 안테나당 최대 전송 전력 능력은 Pa=Pt/Nt를 갖는 것이 안테나의 앰프 크기 및 가격 측면에서 가장 효율적이다. 여기서, 안테나 당 앰프는 독립된 소자로 구성되어 안테나 앰프간의 전송 전력 교환은 불가능한 경우를 고려한다. 즉, 각 안테나의 전송 전력 능력을 다 사용해야 기지국 송신기의 최대 전송 전력으로 신호 전송이 가능하다.
OFDM 전송 방식에서 각 안테나 포트의 전송 OFDM 심볼의 특정 서브캐리어를 RE(resource element)라고 명칭하고, n-번째 안테나 포트의 n-번째 OFDM 심볼의 k-번째 서브캐리어의 RE를 RE(k,l,n)으로 표시한다. 그리고 각 안테나 포트의 RE당 전송되는 평균 에너지를 EPRE(energy per resource element)라고 부르도록 한다. 전송 시간이 T인 K개의 서브캐리어로 구성된 OFDM 전송 방식에서 각 RE 당 모든 안테나를 합친 전체 평균 전송 에너지는 Et=T·Pt/K이며, 각 안테나 포트의 RE당 평균 전송 에너지, 즉 EPRE는 Et=T·Pa/K 이다. K개의 서브캐리어는 단일 앰프에 의해 증폭 전송되므로 서브캐리어간의 전송 전력 교환은 용이하다. 즉, 동일 OFDM 심볼에서 K개의 서브캐리어 전체의 전송 에너지가 K·Ea를 초과하지 않으면 된다.
[안테나 포트 맵핑]
안테나 포트는 논리적 안테나의 개념으로 실질적인 (물리) 안테나 엘리먼트를 의미하지는 않는다. 그러므로 안테나 포트를 가상 안테나로, 그리고 안테나 엘리먼트를 물리 안테나로 부르기도 한다. 각 논리적 안테나 포트가 물리적 안테나 엘리먼트에 맵핑되는 방식은 전체 MIMO 시스템을 설계하는데 중요한 요소이다. 안테나 맵핑 방식으로 안테나 포트를 하나의 안테나 엘리먼트에 맵핑하는 일대일 맵핑과 안테나 포트를 다수의 안테나 엘리먼트에 맵핑하는 일대다 맵핑을 고려할 수 있다.
안테나 포트에서 안테나 엘리먼트로의 맵핑은 다음의 수학식에서 가상화 행렬 B로 표현된다. 여기서, x는 안테나 포트에서의 전송 신호를 나타내며, z는 안테나 엘리먼트에서의 전송 신호를 나타낸다. 안테나 포트의 개수는 안테나 엘리먼트의 개수보다 작아도 되지만, 설명의 편의를 위해 안테나 포트의 개수도 Nt인 경우를 고려한다. bn은 n번째 안테나 포트가 안테나 엘리먼트들에 맵핑되는 관계를 나타내는 가상화 벡터를 나타낸다. 가상화 벡터 bn의 비-제로 엘리먼트(non-zero element)가 한 개이면 일대일 맵핑 방식을 의미하며 다수개일 경우에는 일대다 맵핑 방식을 나타낸다.
Figure pct00029
여기서 안테나 포트에서의 신호 에너지와 안테나 엘리먼트에서의 신호 에너지가 동일하기 위해 가상화 벡터는
Figure pct00030
로 노멀라이즈(normalized)되었다고 가정한다.
[데이터 프리코딩 및 수신 신호]
전송 데이터 레이어가 R개인 데이터 전송을 위해서 전송 데이터 심볼 벡터는 아래 수학식처럼 프리코딩에 의해 Nt개 안테나 각각을 통해 전송되게 되는데, 이때 전송 전력이 최대 전력 Pt이기 위하여 프리코딩 행렬 W는 각 엘리먼트가 동일 크기를 갖는, 즉
Figure pct00031
인 것이 바람직하다. 동시에 전송되는 데이터 레이어 개수 R은 스트림 개수 또는 랭크(rank)로 부르기도 한다.
Figure pct00032
Figure pct00033
수학식3의 전송 신호는 채널을 통과한 후에 Nr개의 수신 안테나를 갖는 수신기에 수신되는데, 수신 신호는 다음의 수학식으로 표현될 수 있다. 여기서, H는 Nr×Nt채널 행렬을 나타내며, n은 Nr×1 노이즈 벡터를 나타낸다.
Figure pct00034
데이터 복조를 위해서는 유효 채널 H·B·W을 알면 되므로, DM-RS 전송을 통해 유효 채널을 직접적으로 추정하는 방법도 가능하다. 그러나 전송 효율을 최대화하는 프리코딩 행렬 W를 정하기 위해서는 채널 행렬 H·B를 추정해야 한다.
Figure pct00035
유효 채널 행렬
Figure pct00036
는 수학식 5처럼 Nt개의 채널 열벡터로 표현될 수 있는데, 여기서
Figure pct00037
는 n-번째 전송 안테나 포트와 Nr개의 수신 안테나 사이의 유효 채널을 나타낸다. 유효 채널 행렬의 추정은 각 안테나 포트에서 독립된 RS를 전송하여 각 유효 채널 벡터
Figure pct00038
를 개별 추정하도록 한다. RS는 채널 추정의 정확도를 위해 각 안테나 포트를 위한 RS가 직교 자원을 통해 전송되어야 한다. 즉, 수학식 2에서 0-번째 안테나 포트를 위한 RS를 전송하기 위하여 프리코딩 행렬은 랭크가 1인 열벡터로써 첫 번째 엘리먼트를 제외한 모든 엘리먼트가 0인, 즉
Figure pct00039
, (i≠0)이어야 한다. 여기서 첫 번째 엘리먼트인 w0의 크기는
Figure pct00040
인 것이 바람직한데, 이는 데이터 심볼이 Nt·Ea의 에너지로 전송되므로 동일한 전송 에너지로 전송되어 동일 셀 커버리지를 가지기 위해서이다.
[RS의 FDM 전송 방식]
Nt개 안테나 포트를 위한 RS를 FDM하여 전송하는 방식에서는 RE(ki,l,ni)에서 ni-번째 포트의 RS가 전송되고 RE(kj,l,nj)에서 nj-번째 포트의 RS가 전송되는 경우에 RE(ki,l,ni)와 RE(kj,l,nj)에 신호 전송을 하지 않으므로 RE(ki,l,ni)와 RE(kj,l,nj)에서의 RS 전송 전력을 높일 수 있게 된다. 이는 서브캐리어간의 전송 전력 교환이 가능하기 때문이다. 도 10은 Nt가 4인 경우에 k=2+n인 서브캐리어에 n-번째 안테나 포트의 RS를 전송하는 방식에서 0-번째 안테나 포트의 RE에 전송되는 EPRE의 일례를 나타내었다. 도 10에서 k=3, 4, 5인 RE에 0-번째 안테나 포트에서는 다른 포트에서 전송되는 RS에 간섭을 주지 않기 위하여 어떠한 신호도 전송하지 않는 뮤팅(muting) 동작을 수행하여 해당 RE에서 전송 가능했던 에너지를 0-번째 안테나 포트의 RS가 전송되는 RE(2,l,0)로 가져와 전송하게 된다. 도 10에서 k=0, 1, 6, 7인 RE에는 데이터 심볼이 전송되는 경우로써 데이터 심볼이 갖는 EPRE의 일례를 나타낸다. 안테나당 EPRE의 관점에서 RS 전송 RE의 EPRE가 데이터 전송 RE의 EPRE보다 Nt배 크지만, 모든 안테나의 전송 에너지의 합의 에너지 관점에서 RS 전송 에너지와 데이터 전송 에너지는 동일하게 된다.
주파수 선택적 페이딩 환경에서 전 대역의 채널을 측정하기 위하여 RS는 주파수 축에서 일정 간격으로 반복 전송된다. 채널의 코히어런스(coherence) 대역폭 BWc마다 적어도 한번 이상의 RS가 전송되어야 하므로 동일 안테나 포트의 RS가 전송되는 서브캐리어의 간격은 T·BWc보다 낮게 설정되어야 한다. 전체 안테나의 개수 Nt가 T·BWc보다 큰 경우에 Nt개의 안테나 포트별 RS 모두를 FDM 방식으로 전송할 수 없게 된다. 그러므로 많은 수의 RS를 전송하기 위하여 TDM 또는 CDM 방식을 추가적으로 고려하여야 한다.
[RS의 FDM+TDM 전송 방식]
FDM+TDM 방식은 주파수 축에서 Mf개, 그리고 시간 축에서 Mt개의 자원을 결합하여 전체 Nt=Mf·Mt개의 RE를 사용하여 Nt개의 RS를 전송하도록 한다. 도 11은 FDM+TDM 방식의 일례로써 OFDM 자원 격자에서 4개 서브캐리어와 4개 OFDM 심볼을 사용하여 전체 16개의 RE에 16개 RS를 전송하는 일례이다. 0-번째 안테나 포트는 RE(2,2,0)에 RS를 전송하고, 다른 안테나 포트의 RS가 전송되는 RE에서는 뮤팅을 수행한다. 서브캐리어 간의 전송 전력 교환이 가능하므로 RE(k,2,0), k=3, 4, 5에서 가능했던 전송 에너지를 RE(2,2,0)로 가져올 수 있지만, 전송 시점이 다르면 전송 에너지 교환이 불가능하므로 RE(k,l,0)(k=2,...,5, l=3,4,5)에서 가능했던 전송 에너지는 RE(k,2,0)로 가져올 수 없다.
[안테나 가상화 행렬의 특성(property)]
본 명세서에서는 안테나 엘리먼트 앰프의 전송 파워 제한이 주어진 상태에서 FDM+TDM의 RS 전송 방식의 전송 에너지 효율을 높이기 위한 안테나 포트 맵핑 방식을 설명한다. 본 명세서에서는 FDM+TDM의 RS 전송 방식에서도 RS의 전송 에너지가 Nt·Ea가 되기 위하여 수학식 1의 안테나 가상화를 적용하도록 한다. 안테나 맵핑 방식으로 하나의 안테나 포트가 Mt의 안테나 엘리먼트에 전송되도록 하여 Mt의 안테나 엘리먼트의 전송 능력을 모두 사용할 수 있도록 한다. 결과적으로, FDM+TDM의 RS 전송 방식에서 RS 전송 에너지는 FDM된 RS간의 전송 전력 교환으로 Mf배 부스팅(boosting)되며, 일대다 안테나 맵핑 방식으로 전송 전력을 Mt배 부스팅하여, 최종적으로 전송 전력을 Nt배로 부스팅 하도록 한다.
설명의 편의를 위해 동일 OFDM 심볼에서 전송되는 RS들의 안테나 포트들을 하나의 그룹으로 형성하여, 안테나 포트들을 디스조인트(disjoint)하게 그룹핑하도록 한다. 도 11의 안테나 포트 인덱스를 고려하여 i·Mf 번째 안테나 포트부터 (i+1)·Mf-1번째 안테나 포트까지를 그룹 T(i)라 부른다. 또한, Nt개의 안테나 엘리먼트들을 Mt개씩 나누어 Mf개의 그룹을 만들어, i번째 안테나 엘리먼트 그룹을 그룹 E(i)라 부른다.
제안 방식에서 하나의 안테나 포트는 하나의 안테나 엘리먼트 그룹 E(i)에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑된다. 즉, 안테나 포트와 안테나 엘리먼트 그룹간에 일대일 맵핑된다. 또한, 동일 그룹 T(i)에 속하는 안테나 포트들은 각각 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 매핑되도록 한다. 안테나 포트 그룹 T(i)와 안테나 포트 그룹 T(j)에 적용되는 안테나 엘리먼트의 그룹핑은 다를 수 있다. 하지만 본 명세서의 이하에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 엘리먼트의 그룹핑 방식이 유지되는 경우에 한정해서 설명한다. 특히, i·Mt 번째 안테나 엘리먼트부터 (i+1)·Mt-1번째 안테나 엘리먼트 까지를 그룹 E(i)로 그룹핑하는 경우를 대표 예로 설명한다. 이 경우에 동일 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되는 안테나 포트들을 그룹핑하여 이를 안테나 포트 그룹 F(i)로 정의한다.
제안 방식을 안테나 가상화 행렬의 특징으로 설명하도록 한다. 수학식 1의 안테나 가상화 행렬 B는 다음 수학식과 같이 Mt의 행렬로 나타낸다.
Figure pct00041
여기서, Cn은 n번째 안테나 포트 그룹 T(n)에 적용되는 가상화 행렬을 나타낸다. Cn은 다음의 수학식처럼 Mt×1 열벡터로 표현될 수 있다.
Figure pct00042
여기서, 0는 Mt×1 영벡터를 나타내며, Cn,i는 Mt×1 가상화 벡터를 나타내는데, 안테나 포트 그룹 T(n)의 i번째 안테나 포트가 안테나 엘리먼트 그룹 E(i)에 어떻게 맵핑되는지를 나타낸다. 수학식 7의 가상화 행렬은 각 행벡터가 비-제로(non-zero) 엘리먼트를 하나만 갖는다. 이는 각 안테나 엘리먼트가 안테나 포트 그룹 T(n) 내의 하나의 안테나 포트에 맵핑되도록 하기 위해서이다.
제안 방식에서, 열벡터 Cn,i의 모든 엘리먼트는 비-제로로써, 동일 크기를 갖도록하며, 안테나 포트간에 독립된 채널 특성을 갖도록 하기 위해 Cn,i와 Cm,i간에 상호 직교하도록 한다. 가상화 벡터 설계를 용이하게 하기 위해 안테나 포트 그룹 T(n)에 적용되는 Mt×1 가상화 행렬은 모두 동일하게 즉, Cn,i= Cn,j이도록 할 수 있다.
수학식 6과 수학식 7에 의해 안테나 포트 그룹 T(n)의 i번째 안테나 포트가 동일 그룹 E(i)에 맵핑되므로 그룹 F(i)를 형성한다. 도 11의 실시예에서 그룹 E(i)는 i번째 안테나 포트부터 Mf개의 간격으로 떨어져있는 Mt개의 안테나 포트들로 구성된다. 실시예에서 그룹 F(i)에 속하는 각각의 안테나 포트가 동일 서브캐리어의 다른 OFDM 심볼에 전송된다. 제안방식에서, 그룹 T(n)을 형성하는 안테나 포트들의 RS는 동일 OFDM 심볼에서 전송되어야 하지만, 그룹 T(n)과 그룹 T(n+1)에 속하는 포트들의 RS들이 연속된 OFDM 심볼에 전송될 필요는 없다.
[2D AAS에 적용]
본 절에서는 본 명세서에서 제안한 내용을 도 12의 2D AAS에 적용한 예를 설명한다. 2D AAS에서 RS 포트가 일대다 맵핑되는 안테나 엘리먼트의 그룹을 수평 방향의 안테나 행으로 구성된 그룹 또는 수직 방향의 안테나 열로 구성된 그룹에 적용할 수 있다. 전자의 경우(도 12(a))에 그룹당 안테나 엘리먼트의 개수는 Mt=Nh로 설정되며, 그룹의 개수는 Mf=Nv로 설정된다. 이와 달리 후자의 경우(도 12(b))에는 Mt=Nv와 Mf=Nh로 설정된다.
도 12(a)의 경우, 하나의 안테나 포트는 Nh개의 안테나 엘리먼트에 맵핑되어, Nv개의 안테나 포트들이 그룹 T(n)을 형성하여 해당 RS들이 동일한 OFDM 심볼에서 전송된다. 도 12(b)의 경우 하나의 안테나 포트는 Nv개의 안테나 엘리먼트에 맵핑되어, Nh개의 안테나 포트들이 그룹 T(n)을 형성하여 해당 RS들이 동일한 OFDM 심볼에서 전송된다.
[2D AAS의 코드북 특성, 크로네커 곱]
2D AAS에서 안테나 엘리먼트의 간격이 작을수록 3차원상의 빔의 모양은 수평 방향의 빔과 수직 방향의 빔의 곱으로 표현될 수 있다. 그러므로, 2D AAS에서 사용할 코드북으로 수평 안테나의 프리코딩 행렬
Figure pct00043
과 수직 안테나의 프리코딩 행렬
Figure pct00044
의 크로네커 곱(kronecker product)으로 표현되는 행렬로 구성된 코드북을 고려하고 있다. 도 11의 안테나 포트의 인덱싱 순서에 의해 도 12(a)의 예의 경우 수학식 8처럼 표현되며, 도 12(b)의 경우 수학식 9처럼 크로네커 곱이 표현된다.
Figure pct00045
Figure pct00046
여기서,
Figure pct00047
의 랭크가 RH이고,
Figure pct00048
의 랭크가 RV인 경우, 전체 프리코딩의 랭크는 RH·RV이다. 수평 안테나의 프리코딩 행렬의 집합을 수평 안테나의 코드북 CB(H)(Nh)로 정의하며, 수직 안테나의 프리코딩 행렬의 집합을 수직안테나 코드북 CB(V)(Nv)로 정의한다.
앞서 언급한 안테나 포트와 안테나 엘리먼트 간의 맵핑 방식을 고려하여, 도 12(a)의 경우 수평 안테나 코드북으로 선택 코드북을 사용하고, 수직 안테나 코드북으로 상수 모듈러스 코드북을 사용하도록 한다. 이와 달리, 도 12(b)의 경우 수직 안테나 코드북으로 선택 코드북을 사용하고 수평 안테나 코드북으로 상수 모듈러스 코드북을 사용하도록 한다. 여기서, 상기 선택 코드북은 비-제로 엘리먼트가 1개인 열벡터들로 형성된 행렬만을 프리코딩 행렬로 갖는 코드북을 의미하며, 상기 상수 모듈러스 코드북은 엘리먼트가 동일한 크기를 갖는 행렬만을 프리코딩 행렬로 갖는 코드북을 의미한다. 이러한 코드북의 구성은 수학식 3의 전송 신호에 사용된 최종 프리코딩 행렬 B·W의 각 엘리먼트가 동일한 크기를 갖도록 하기 위해서이다.
제안 방식에서 상기 선택 코드북은 Mt개의 안테나 포트 그룹 T(n) 중에서 어떤 그룹들을 사용할지에 대한 정보를 알려주며, 상기 상수 모듈러스 코드북은 해당 안테나 포트 그룹 내의 안테나 포트들에게 어떤 프리코딩을 적용할지에 대한 정보를 알려준다.
[선택 코드북 구성 방법]
안테나 크기 N의 안테나 포트 선택 코드북은 랭크=1인 프리코딩 벡터로 비-제로 엘리먼트가 한 개인 선택 벡터들로만 구성되며, 랭크>1인 프리코딩 행렬은 각 행이 선택 벡터로 표현되는 행렬로 구성된다. 표 8에는 안테나 크기 4의 선택 코드북에서 랭크=1과 2에 해당하는 프리코딩 행렬의 일례를 나타낸다. 안테나 크기 N의 안테나 포트 선택 코드북은 랭크 M의 코드북을 N 중에서 M를 선택하는 개수 즉, combination(N,M) 만큼을 가질 수 있다.
또한 안테나 포트들을 다수 개의 안테나 포트 집합으로 나누고 랭크 M의 코드북은 동일 안테나 포트 집합 내의 안테나 포트 M개를 선택하도록 제한될 수 있다. 일례로 안테나 크기 N의 안테나 포트 선택 코드북에서 안테나 포트 집합을 2개로 나눈 경우에, 랭크 M의 코드북은 2개의 안테나 포트 집합의 각각에서 집합 내의 포트들 N/2중에서 M를 선택하는 개수 즉, 2*combination(N/2,M)개가 존재할 수 있다. 이를 일반화하여 안테나 크기 N의 안테나 포트 선택 코드북에서 안테나 포트 집합을 G개로 나눈 경우에, 랭크 M의 코드북은 G개의 안테나 포트 집합의 각각에서 집합 내의 포트들 N/G중에서 M를 선택하는 개수 즉, G*combination(N/G,M)개가 존재할 수 있다.
제안 방식은 N개의 안테나 포트들의 전송 빔이 모두 직교하지 않는 경우에 적용하도록 한다. 제안 방식에서 안테나 포트들의 전송 빔이 직교하는 포트들만을 집합으로 구성하도록 한다. 즉, 안테나 포트 집합 내의 포트들 간에는 전송 빔이 직교하도록 한다. 다른 안테나 포트 집합에 속하는 포트들 간에는 전송 빔이 직교하지 않을 수 있다. 그러므로, 랭크 M의 코드북은 동일 안테나 포트 집합 내의 안테나 포트들만을 선택하게 하여 전송 레이어 간에 직교성을 보장하도록 한다.
안테나 포트 선택 코드북의 최대 랭크는 미리 지정될 수 있고, 각 랭크에서 사용될 수 있는 코드북은 RRC 시그널링의 비트맵 지시자에 의해 제한될 수 있다.
Figure pct00049
[비-크로네커 곱 코드북으로의 일반화]
본 발명을 일반화하여 2D AAS에서 안테나 엘리먼트의 간격이 커져서 3차원상의 빔의 모양이 수평 방향의 빔과 수직 방향의 빔의 곱으로 표현되지 않는 일반적인 경우의 코드북 디자인 및 이에 따른 CSI 보고 방식을 설명하도록 한다. 이하에서는 편의상 도 12(b)의 경우로 설명하도록 한다. 그러나 V와 H를 상호 교환하여 도 12(a)의 경우에도 동일하게 적용 가능하다.
제안 방식의 일반화된 코드북은 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00050
여기서,
Figure pct00051
이다.
여기서,
Figure pct00052
는 안테나 포트 선택 코드북에서 선택되며,
Figure pct00053
는 상수 모듈러스 코드북에서 선택된다. RV는
Figure pct00054
의 랭크로써 몇 개의 안테나 포트 그룹이 선택되었는지를 알려주며,
Figure pct00055
는 안테나 포트 선택 벡터로써 r번째로 어떤 안테나 포트 그룹을 선택했는지를 알려준다.
Figure pct00056
는 선택된 r번째 안테나 포트 그룹에 적용되는 프리코딩을 나타낸다.
Figure pct00057
의 랭크가 RH(r)로 표현되면 전체 프리코딩의 랭크는 다음과 같이 주어진다.
Figure pct00058
즉, 전체 프리코딩의 랭크는 선택된 안테나 포트 그룹들의 각각에 적용된 프리코딩 행렬의 랭크들의 합이 된다
[CSI-RS 설정]
제안 방식을 적용한 Nt개의 안테나 포트 CSI-RS는 다수 개의 그룹으로 그룹핑되어 있으며, 동일 그룹에 속하는 안테나 포트의 RS는 동일 OFDM 심볼에서 전송되도록 한다. 즉, 동일 OFDM 심볼에서 전송되는 RS들의 안테나 포트가 하나의 그룹을 형성할 수도 있으며, 또는 다수 개의 안테나 포트 그룹의 RS가 동일 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. Nt개의 안테나 포트CSI-RS는 Mt개의 그룹으로 그룹핑되면 m번째 RS 그룹에 속하는 RS의 개수는 Mf(m)로 정의하면, 다음의 관계를 만족해야 한다.
Figure pct00059
제안 방식을 단순화하여 그룹 당 안테나 포트 개수는 모두 동일할 수 있다. 이 경우에 Mf(m)=Nt/Mt로 주어진다.
제안 방식을 적용한 Nt개의 안테나 포트 CSI-RS는 다수 개의 그룹으로 그룹핑되어 있으며, 동일 그룹에 속하는 포트의 CSI-RS는 도 7의 기존 CSI-RS 전송 패턴을 사용하도록 한다. 이 경우에 한 그룹에 포함되는 안테나 포트의 개수는 1, 2, 4, 또는 8 중에서 선택된다. 동일 그룹에 속하는 포트의 CSI-RS들은 도 7의 FDM+CDM 방식에 의한 다중화되어 전송된다. 그러나 다른 그룹에 속하는 포트의 RS는 다른 OFDM 심볼에 전송될 수 있다. 이러한 구조에서 전체 CSI-RS는 FDM+CDM+TDM되어 전송된다고 할 수 있다.
제안방식의 CSI-RS를 기지국이 UE에게 설정해 줄 때, CSI-RS 설정으로 다음의 정보들이 전달된다.
-전체 안테나 포트 개수
-안테나 포트 그룹 개수
-그룹 당 안테나 포트 개수
-그룹 당 CSI-RS 전송 자원의 위치
-그룹 당 CSI-RS 전송 주기 및 오프셋
-안테나 포트 그룹 당 Pc
여기서, Pc는 PDSCH EPRE와 CSI-RS EPRE의 비율로써 UE가 CSI 보고를 위하여 가정하고 PDSCH의 품질을 결정하기 위한 파라미터이다. 여기서, 안테나 포트 그룹당 다른 Pc를 적용하게 하여 각 안테나 포트 그룹에서 전송되는 데이터 레이어 간에 다른 전송 전력 설정이 가능하도록 해준다.
안테나 포트 그룹 당 CSI-RS 전송 자원의 위치는 CSI-RS 설정을 통해 개별 지정해 줄 수도 있지만, 첫번째 그룹의 CSI-RS 전송 자원 위치만 알려주고 나머지 그룹의 CSI-RS 전송 자원 위치는 첫번째 그룹의 상대 위치로 미리 지정해 놓을 수 있다. CSI-RS 전송 주기 및 오프셋은 모든 안테나 포트 그룹에 있어서 동일하게 설정될 수도 있지만, CSI-RS 전송 효율을 높이기 위하여 안테나 포트 그룹 당 다른 전송 주기 및 오프셋이 설정될 수 있다. 특히, CSI-RS의 모든 안테나 포트 그룹의 RS를 자원 부족으로 동일 서브프레임에서 전송하지 못할 경우에, 모든 안테나 포트 그룹의 RS가 동일 주기로 전송되더라도 전송 서브프레임의 오프셋은 안테나 포트 그룹별로 다르게 지정하도록 한다.
[안테나 포트 그룹별 활성/비활성화]
기지국은 CSI-RS 전송에 대한 오버헤드를 줄이기 위해 특정 CSI-RS의 전송이 불필요하다고 판단된 경우에 해당 CSI-RS의 전송을 중단할 수 있다. 해당 CSI-RS가 사전에 UE들에게 설정되어 있는 CSI-RS인 경우에는 해당 UE들에서 MAC 또는 RRC 시그널링을 통해 해당 CSI-RS가 비활성화되었음을 알려주어, 해당 CSI-RS에 대한 CSI 추정을 더 이상 하지 않도록 한다.
이러한 방식을 다수의 안테나 포트 그룹으로 구성된 CSI-RS 설정에 적용하여 기지국이 안테나 포트 그룹별로 CSI-RS 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지를 알려주도록 한다. 즉, 기지국은 CSI-RS 활성화/비활성화 명령을 UE에게 알려줄 때 몇 번째 CSI-RS 설정의 몇 번째 안테나 포트 그룹이 활성화 또는 비활성화되었는지를 알려주도록 한다.
UE는 기지국의 활성화/비활성화 명령에 의해 비활성화된 안테나 포트 그룹은 안테나 포트 선택에서 제외하도록 한다. 즉, 안테나 포트 선택 코드북의 일부 코드북이 자동으로 제한된다. 일례로써 4개의 안테나 포트 그룹으로 구성된 CSI-RS 설정을 설정받은 상태에서 4번째 안테나 포트 그룹이 비활성화되었다는 명령을 수신하면, UE는 표 8의 안테나 포트 선택 코드북에서 4번째 안테나 포트 그룹을 선택하는 코드북은 자동 제한되어 UE가 CSI 보고시에 해당 코드북을 선택하지 않도록 한다.
[CSI-RS 피드백]
본 절에서는 다수 개의 안테나 포트 그룹들로 형성된 CSI-RS 설정에 대한 CSI 보고 방식에 대해 설명하도록 한다.
제안 방식에 UE는 안테나 포트 선택 코드북을 사용하여 어떤 안테나 포트 그룹을 선택할지에 대한 정보를 보고하도록 한다. 선택되는 안테나 포트 그룹의 개수는 보고된 안테나 포트 선택 프리코딩 행렬
Figure pct00060
의 랭크에 의해 결정된다. 또한, UE는 r번째로 선택된 안테나 포트 그룹에 대하여 어떤 프리코딩 행렬
Figure pct00061
을 사용하여 데이터를 전송할 지에 대한 정보를 보고하도록 한다. 이 때, 안테나 포트 그룹에 적용되는 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스 코드북에서 선택된다.
제안 방식에서 UE는 CSI 보고를 위하여 안테나 포트 그룹 선택을 위한 랭크 RV와 프리코딩 행렬
Figure pct00062
을 보고하며, 선택된 안테나 포트 그룹 각각에 적용되는 프리코딩을 위해 RV개의 랭크 RH(r)와 프리코딩 행렬
Figure pct00063
를 보고할 수 있다. 그리고, UE는 보고되는 프리코딩 행렬들이 적용되었을 때 얻을 수 있는 CQI에 대해 보고한다. 여기서 각 보고 항목의 보고 주기는 다르게 설정될 수 있다. 예로써, 랭크 RV의 보고 주기는 프리코딩 행렬
Figure pct00064
의 보고 주기보다 크거나 같을 수 있다. 즉, 랭크 RV가 500 서브프레임마다 한번 보고되면
Figure pct00065
는 100 서브프레임마다 한번 보고되도록 설정될 수 있다. 또한, 프리코딩 행렬
Figure pct00066
의 보고 주기는 랭크 RH(r) 또는
Figure pct00067
의 보고 주기보다 크거나 같을 수 있다. 또한, 랭크 RH(r)의 보고 주기는 프리코딩 행렬
Figure pct00068
의 보고 주기보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 여기서 각 보고 항목의 적용 주파수 대역은 다르게 설정될 수 있다. 즉, 각 보고 항목은 대역별로 채널을 측정하여 그 결과에 따라 독립적으로 선택되어 보고되는데, 각 보고 항목의 대역 크기는 다르게 설정될 수 있다. 예로써, 랭크 RV가 독립적으로 결정되는 대역의 크기는 프리코딩 행렬
Figure pct00069
의 대역의 크기보다 크거나 같을 수 있다. 즉, 랭크 RV가 100 RB마다 한번 결정되어 보고되면
Figure pct00070
는 20 RB마다 한번 결정되어 보고될 수 있다. 또는, 랭크 RV가 시스템 대역에 걸쳐 하나의 값이 보고되지만
Figure pct00071
는 서브 대역 별로 각각 보고될 수 있다. 또한, 프리코딩 행렬
Figure pct00072
의 결정 대역은 랭크 RH(r) 또는
Figure pct00073
의 결정 대역보다 크거나 같을 수 있다. 또한, 랭크 RH(r)의 결정 대역은 프리코딩 행렬
Figure pct00074
의 결정 대역보다 크거나 같도록 할 수 있다. 예로써, 프리코딩 행렬
Figure pct00075
은 시스템 대역에 걸쳐 하나의 값이 보고되지만,
Figure pct00076
은 서브 대역 별로 각각 보고되도록 할 수 있다.
제안 방식의 변형으로 UE는 CSI 보고를 위하여 안테나 포트 그룹 각각에 적용되는 랭크 RH(m)과 프리코딩 행렬
Figure pct00077
을 보고할 수 있다. 즉 안테나 포트 그룹이 Mt개면 Mt개의 랭크 RH(m)와 프리코딩 행렬
Figure pct00078
를 보고할 수 있다. 이때 m번째 안테나 그룹에서 데이터 전송을 원하지 않으면, UE는 RH(m)=0으로 보고하고 프리코딩 행렬
Figure pct00079
를 보고하지 않는다.
제안 방식의 단순화된 경우로 전체 프리코딩 행렬이 수학식 9의 크로네커 곱으로 표현되는 경우로서, UE는 CSI 보고를 위하여 안테나 포트 그룹 선택을 위한 랭크 RV와 프리코딩 행렬
Figure pct00080
을 보고할 수 있으며, 선택된 안테나 포트 그룹들에 적용되는 프리코딩을 위해 랭크 RH와 프리코딩 행렬
Figure pct00081
을 보고할 수 있다. 그리고, UE는 보고되는 프리코딩 행렬들이 적용되었을 때 얻을 수 있는 CQI에 대해 보고할 수 있다. CSI 정보 X의 보고 주기를 Period(X)라고 표시하면, Period(RV) ≥ Period(
Figure pct00082
)≥ Period(RH) ≥ Period (
Figure pct00083
)가 되도록 설정할 수 있다. 또는, Period(RV) ≥ Period(RH)≥ Period(
Figure pct00084
) ≥ Period (
Figure pct00085
)가 되도록 설정할 수 있다.
또한, CSI 정보 X의 결정 대역을 Bw(X)라고 표시하면, Bw(RV) ≥ Bw(
Figure pct00086
)≥ Bw(RH) ≥ Bw(
Figure pct00087
)가 되도록 설정할 수 있다. 또는, Bw(RV) ≥ Bw(RH)≥ Bw(
Figure pct00088
) ≥ Bw(
Figure pct00089
)가 되도록 설정할 수 있다. 일례로 UE는 RV,
Figure pct00090
, RH를 시스템 대역에 전체에 있어 하나의 값으로 결정하여 보고하고
Figure pct00091
는 서브 대역별로 각각 보고하도록 한다. 또는, 일례로 UE는 RV, RH를 시스템 대역에 전체에 있어 하나의 값으로 결정하여 보고하고
Figure pct00092
,
Figure pct00093
는 서브 대역별로 각각 보고하도록 한다.
수학식 9의 전송 방식에서 RH=2경우에 첫번째 데이터 레이어와 두번째 데이터 레이어는 동일 안테나 포트 그룹을 통해 전송되게 된다. 연속된 데이터 레이어들을 다른 안테나 포트 그룹을 통해 전송하기 위해서는 수학식 9의 프리코딩 행렬을 다음과 같이 변형하여야 한다.
Figure pct00094
여기서,
Figure pct00095
이다.
본 발명에서 제안하는 안테나 포트 그룹핑이 적용된 CSI-RS 설정의 그룹핑된 안테나 포트들을 서브-CSI-RS로 정의하여 다수 개의 서브-CSI-RS로 구성된 CSI-RS 설정으로 구성할 수 있다. 또는, 다수 개의 CSI-RS 설정이 결합하여 수퍼(super) CSI-RS를 설정하는 방식도 고려할 수 있다.
본 발명을 32개 안테나 엘리먼트를 갖는 2D AAS에 적용한 경우를 도 13을 참고하여 설명하도록 한다. 도 13의 좌측은 32개의 안테나 엘리먼트로써 물리 안테나를 나타낸다. 도 13의 우측은 32개의 안테나 포트로써 논리적 안테나를 나타낸다. 도 13은 안테나 엘리먼트의 그룹핑 방식과 안테나 포트의 그룹핑 방식을 나타내며, 또한 안테나 엘리먼트와 안테나 포트간의 맵핑을 나타낸다.
도 13의 실시예는 안테나 엘리먼트를 수직 방향의 안테나 열로 그룹핑하는 도 12(b)에 해당하는데, 여기서 안테나 엘리먼트는 4개의 그룹 E(0), E(1), E(2), E(3)으로 나뉜다. 32개의 안테나 포트들도 4개의 그룹으로 구분되어 그룹 F(0), F(1), F(2), F(3)을 형성한다. 제안 방식의 일례로 그룹 F(i)에 속하는 안테나 포트들은 그룹 E(i)에 속하는 모든 안테나 엘리먼트를 사용하여 가상화(virtualization) 되도록 한다. 그룹 F(i)에 속하는 안테나 포트 각각의 가상화 벡터는 다르게 설정되도록 한다. 또한, 각 안테나 포트 그룹에서 한 개씩의 포트를 선택하여 그룹 T(i)를 형성하도록 한다. 그룹 T(i)에 속하는 각 안테나 포트는 동일한 가상화 벡터를 사용하여 각각 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 한다. 그룹 T(i)에 속하는 각 안테나 포트를 위한 RS는 동일 OFDM 심볼에 전송되도록 한다.
제안 방식을 확장하여 2D AAS에서 사용할 코드북으로 수학식 8과 9에서 처럼 두 개의 코드북의 크로네커 곱을 이용하는 경우에, 또는 수학식 10과 11에서 처럼 두 종류의 코드북의 결합으로 구성되는 경우에 하나의 코드북은 상수 모듈러스 코드북을 사용하고 또 다른 하나의 코드북은 안테나 포트 선택 코드북과 상수 모듈러스 코드북 중에서 선택하여 사용할 수 있도록 한다. 이러한 방식은 기지국의 CSI-RS 전송 방식에 따라 코드북을 선택하여 사용할 수 있는 유연성을 갖는다. 이 경우에, UE는 안테나 포트 선택 코드북을 사용하여 CSI를 보고할지 상수 모듈러스 코드북을 사용하여 CSI를 보고할지를 지정 받도록 한다. 구체적으로, 기지국은 MIMO 전송 모드를 전송해 주는 RRC 시그널링을 통해
Figure pct00096
에 적용될 코드북이 안테나 포트 선택 코드북인지 상수 모듈러스 코드북인지를 지정해 줄 수 있다.
제안 방식을 확장하여 2D AAS에서 사용할 코드북으로 수학식 8과 9에서 처럼 두 개의 코드북의 크로네커 곱을 이용하는 경우에, 또는 수학식 10과 11에서 처럼 두 종류의 코드북의 결합으로 구성되는 경우에 하나의 코드북은 상수 모듈러스 코드북을 사용하고 또 다른 하나의 코드북은 안테나 포트 선택 프리코더와 상수 모듈러스 프리코더가가 섞여 있는 혼합 코드북(mixed codebook)을 사용하도록 한다. 이 경우에 기지국은 CSI-RS 전송 방식에 따라 혼합 코드북에 코드북 제한을 가해서 특정 종류의 프리코더, 즉 안테나 포트 선택 프리코더 또는 상수 모듈러스 프리코더들만 사용하도록 할 수 있다.
[CSI-RS 피드백 랭크 제한]
위의 제안 방식에서 안테나 포트 그룹 선택을 위한 랭크 RV는 사전에 특정 몇 개의 값으로 제한될 수 있다. 즉, 랭크 RV는 1과 2 중에서만 선택되도록 한정 될 수 있다. 또는, 기지국은 MIMO 전송 모드를 전송해 주는 RRC 시그널링을 통해 랭크 RV가 가질 수 있는 값을 제한할 수 있다. 또한, 선택된 안테나 포트 그룹 각각에 적용되는 랭크 RH(r)도 사전에 특정 몇 개의 값으로 제한될 수 있다. 또는, 수학식 12의 전체 프리코딩의 랭크가 사전에 특정 몇 개의 값으로 제한될 수 있다. 대표적으로 수학식 12의 전체 프리코딩의 랭크는 단말기의 수신 안테나 개수 또는 단말기가 수신할 수 있는 최대 데이터 레이터의 개수를 초과하여 설정할 수 없도록 제한될 수 있다. 또는, 안테나 포트 그룹 각각에 적용되는 랭크 RH(r)의 최대값은 각각의 안테나 포트 그룹의 전송 특징에 의해 특정 값 이하로 제한될 수 있다. 이러한 안테나 포트 그룹 각각에 적용되는 RH(r)의 최대값 및 전체 프리코딩의 랭크의 최대값은 기지국이 MIMO 전송 모드를 전송해 주는 RRC 시그널링을 통해 UE에게 알려 줄 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예예 따른 동작을 도시한다.
본 실시예는 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고와 관련된다. 상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹이 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정된다.
단말(141)은 서빙 셀(142)로부터 상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(chaneel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신할 수 있다(S1410).
상기 단말은 상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산할 수 있다(S1420).
그리고나서, 상기 단말은 상기 채널 상태 정보를 상기 서빙 셀로 보고할 수 있다(S1430).
상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬은 안테나 포트 그룹 선택 코드북에서 선택될 수 있다. 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스(constant modulus) 코드북에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 단말은 안테나 포트 그룹 별로 상기 CSI-RS의 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지 여부를 지시하는 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신할 수 있다. 상기 비활성화된 안테나 포트 그룹을 선택하기 위한 프리코딩 행렬은 상기 채널 상태 정보에서 제외될 수 있다.
또한, 상기 단말은 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩의 랭크 제한 또는 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩의 랭크 제한에 대한 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신할 수 있다.
도 14에 도시된 단말 또는 기지국의 동작은 도 14를 참조하여 설명한 실시예 뿐만 아니라, 앞서 설명한 본 발명의 구체적인 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있을 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예들을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13,23)을 제어하도록 구성된 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다. 프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 Nt개(Nt는 1보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 Nr개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, eNB는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다.
상기 전송장치 및/또는 상기 수신장치는 앞서 설명한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 실시예들의 조합을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며,
    상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹의 각 안테나 포트는 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정되며,
    상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(chaneel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 보고하는 단계를 포함하고,
    상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬은 안테나 포트 그룹 선택 코드북에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스(constant modulus) 코드북에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  4. 제1항에 있어서, 안테나 포트 그룹 별로 상기 CSI-RS의 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지 여부를 지시하는 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비활성화된 안테나 포트 그룹을 선택하기 위한 프리코딩 행렬은 상기 채널 상태 정보에서 제외되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩의 랭크 제한 또는 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩의 랭크 제한에 대한 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  7. 2차원으로 배열된 Nt개의 안테나 포트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 하도록 구성된 단말에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 Nt개의 안테나 포트 각각은 특정 안테나 엘리먼트 그룹에 속하는 모든 안테나 엘리먼트에 맵핑되고, 동일한 OFDM 심볼에서 전송되는 참조 신호(reference signal; RS)에 대응하는 안테나 포트 그룹의 각 안테나 포트는 서로 다른 안테나 엘리먼트 그룹에 맵핑되도록 설정되며,
    상기 프로세서는 상기 안테나 포트 그룹에 대한 채널 상태 보고를 위한 참조 신호(chaneel state information-reference signal; CSI-RS) 설정을 수신하고, 그리고
    상기 수신된 CSI-RS 설정을 사용하여 수신된 CSI-RS를 통해 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 보고하도록 구성되며,
    상기 보고되는 채널 상태 정보는 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬 및 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩 행렬은 안테나 포트 그룹 선택 코드북에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  9. 제7항에 있어서, 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩 행렬은 상수 모듈러스(constant modulus) 코드북에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  10. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는 안테나 포트 그룹 별로 상기 CSI-RS의 전송이 활성화 또는 비활성화되었는지 여부를 지시하는 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비활성화된 안테나 포트 그룹을 선택하기 위한 프리코딩 행렬은 상기 채널 상태 정보에서 제외되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  12. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 안테나 포트 그룹 선택을 위한 프리코딩의 랭크 제한 또는 상기 선택된 안테나 포트 그룹에 적용될 프리코딩의 랭크 제한에 대한 정보를 상기 서빙 셀로부터 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 단말.
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