KR20180057467A - 이동 통신 시스템에서의 채널 추정 및 데이터 복호 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
기준 신호(Reference signal)는 무선 이동 통신 시스템에서 채널의 세기나 왜곡, 간섭의 세기, 가우시안잡음(Gaussian noise)과 같은 기지국과 사용자들 간의 채널의 상태를 측정하여 수신한 데이터 심볼(data symbol)의 복조(demodulation) 및 디코딩(decoding)을 돕기 위해 이용되는 신호다. 기준 신호의 또 하나의 용도는 무선 채널상태의 측정이다. 수신기는 송신기가 약속된 전송전력으로 송신하는 기준 신호가 무선 채널을 거쳐 수신되는 수신세기를 측정함으로써 자신과 송신기 사이의 무선채널의 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 무선채널의 상태는 수신기가 송신기에게 어떤 data rate을 요청할지 판단하는데 이용된다.
그러나, 일반적인 이동통신 시스템의 경우 신호를 전송할 수 있는 시간, 주파수 및 송신전력 등 무선자원이 한정되어 있기 때문에 기준 신호에 많은 무선자원을 할당할 경우 데이터 신호(data signal)에 할당할 수 있는 무선자원이 상대적으로 감소한다. 이와 같은 이유로 기준 신호에 할당되는 무선자원은 시스템 용량(system throughput)을 고려하여 적절하게 결정되어야 한다. 특히 복수개의 안테나를 사용하여 송수신을 수행하는 MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 적용할 경우 기준 신호를 할당하고 이를 측정하는 것이 매우 중요한 기술적 사항이다.
기준 신호(RS: Reference Signal, 이하 ‘RS’라 칭함)는 기지국으로부터 수신되는 것으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(CRS: Common Reference Signal, 이하 ‘CRS’라 칭함)와 전용 기준 신호의 하나로 복호 기준 신호(DMRS: DeModulation Reference Signal, 이하 ‘DMRS’라 칭함)를 포함한다. CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복호에 사용된다. DMRS 역시 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 특정 단말의 데이터 채널 복호 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링 할 PRB 자원을 통해 전송된다.
상기 DMRS를 이용하여 데이터 복호를 위한 채널 추정에 있어 LTE에서는 시스템 대역에 연동된 PRB bundling을 이용하여 해당 bundling 단위인 PRG (Precoding Resource block Group) 내에서 채널 추정을 시행한다. 또한, 시간 단위에서는 오직 하나의 TTI에서의 DMRS 만을 프리코딩이 같다고 가정하여 채널을 추정하게 된다. 따라서, CRS와 달리 시간 및 주파수 대역에서의 사용이 제한되어 있기 때문에 해당 기준 신호의 추정 성능은 CRS 에 비하여 저하되게 되며, 따라서 5G에서는 이러한 DMRS의 채널 추정 성능을 향상 시키기 위한 방법이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 DMRS 채널 추정 성능 향상 방법을 제안한다.

Description

이동 통신 시스템에서의 채널 추정 및 데이터 복호 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL ESTIMATION AND DATA DEMOULDATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 시스템에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 기지국 및 단말이 기준 신호를 이용하여 채널 상태를 추정하고 데이터를 복호 하는 데에 채널 추정 성능을 향상 시키고 데이터 복호 성능을 높이기 위함이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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) 이후의 시스템이라 불리어지고 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 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(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), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

기준 신호(Reference signal)는 무선 이동 통신 시스템에서 채널의 세기나 왜곡, 간섭의 세기, 가우시안잡음(Gaussian noise)과 같은 기지국과 사용자들 간의 채널의 상태를 측정하여 수신한 데이터 심볼(data symbol)의 복조(demodulation) 및 디코딩(decoding)을 돕기 위해 이용되는 신호다. 기준 신호의 또 하나의 용도는 무선 채널상태의 측정이다. 수신기는 송신기가 약속된 전송전력으로 송신하는 기준 신호가 무선 채널을 거쳐 수신되는 수신세기를 측정함으로써 자신과 송신기 사이의 무선채널의 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 무선채널의 상태는 수신기가 송신기에게 어떤 data rate을 요청할지 판단하는데 이용된다.

그러나, 일반적인 이동통신 시스템의 경우 신호를 전송할 수 있는 시간, 주파수 및 송신전력 등 무선자원이 한정되어 있기 때문에 기준 신호에 많은 무선자원을 할당할 경우 데이터 신호(data signal)에 할당할 수 있는 무선자원이 상대적으로 감소한다. 이와 같은 이유로 기준 신호에 할당되는 무선자원은 시스템 용량(system throughput)을 고려하여 적절하게 결정되어야 한다. 특히 복수개의 안테나를 사용하여 송수신을 수행하는 MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 적용할 경우 기준 신호를 할당하고 이를 측정하는 것이 매우 중요한 기술적 사항이다.

기준 신호(RS: Reference Signal, 이하 ‘RS’라 칭함)는 기지국으로부터 수신되는 것으로 단말이 채널 추정을 할 수 있도록 하는 신호로서, LTE 통신 시스템에서는 공통 기준 신호(CRS: Common Reference Signal, 이하 ‘CRS’라 칭함)와 전용 기준 신호의 하나로 복호 기준 신호(DMRS: DeModulation Reference Signal, 이하 ‘DMRS’라 칭함)를 포함한다. CRS는 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 모든 단말이 수신 가능하며, 채널 추정, 단말의 피드백 정보 구성, 또는 제어 채널 및 데이터 채널의 복호에 사용된다. DMRS 역시 전체 하향링크 대역에 걸쳐서 전송되는 기준 신호로 특정 단말의 데이터 채널 복호 및 채널 추정에 사용되며, CRS와 달리 피드백 정보 구성에는 사용되지 않는다. 따라서 DMRS는 단말이 스케줄링 할 PRB 자원을 통해 전송된다.

상기 DMRS를 이용하여 데이터 복호를 위한 채널 추정에 있어 LTE에서는 시스템 대역에 연동된 PRB bundling을 이용하여 해당 bundling 단위인 PRG (Precoding Resource block Group) 내에서 채널 추정을 시행한다. 또한, 시간 단위에서는 오직 하나의 TTI에서의 DMRS 만을 프리코딩이 같다고 가정하여 채널을 추정하게 된다. 따라서, CRS와 달리 시간 및 주파수 대역에서의 사용이 제한되어 있기 때문에 해당 기준 신호의 추정 성능은 CRS 에 비하여 저하되게 되며, 따라서 5G에서는 이러한 DMRS의 채널 추정 성능을 향상 시키기 위한 방법이 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기지국 및 단말이 DMRS를 이용하여 데이터 복호를 할 때 DMRS의 채널 추정 성능을 향상 시키기 위한 방법을 제안한다.

도 1은 LTE 시스템의 무선 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 LTE 시스템의 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 시간 자원에서의 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.
도 6은 OFDM 심볼의 구조를 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에서 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명에서 기지국의 동작을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

본 발명은 일반적인 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식(multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 기준 신호(Reference Signal)를 매핑하는 방법에 에 대한 것이다.

현재의 이동통신시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 이를 위해 3GPP, 3GPP2, 그리고 IEEE 등의 여러 표준화 단체에서 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 적용한 3세대 진화 이동통신 시스템 표준을 진행하고 있다. 최근 3GPP의 Long Term Evolution (LTE), 3GPP2의 Ultra Mobile Broadband (UMB), 그리고 IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

LTE, UMB, 802.16m 등의 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나)를 적용하고 beam-forming (빔포밍), Adaptive Modulation and Coding (AMC, 적응 변조 및 부호) 방법과 channel sensitive (채널 감응) scheduling 방법 등의 다양한 기술을 이용하는 특징을 갖고 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 channel quality 등에 따라 여러 안테나로부터 송신하는 전송 전력을 집중하거나 전송하는 데이터 양을 조절하고, channel quality가 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다. 이러한 기법들은 대부분이 기지국(eNB: evolved Node B, BS: Base Station)과 단말(UE: User Equipment, MS: Mobile Station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, eNB 또는 UE은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이때 이용되는 것이 Channel Status Indication reference signal (CSI-RS)다. 앞서 언급한 eNB는 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며 한 개의 eNB는 복수 개의 cell에 대한 송수신을 수행한다. 한 개의 이동통신 시스템에서 복수 개의 eNB들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 eNB는 복수개의 cell에 대한 송수신을 수행한다.

LTE/LTE-A 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송율 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용한다. 상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로서 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송한다. 이와 같이 복수개의 information stream을 공간적으로 분리하여 전송하는 것을 spatial multiplexing이라 한다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라진다. 일반적으로 몇 개의 information stream에 대하여 spatial multiplexing을 적용할 수 있는지를 해당 전송의 rank라 한다. LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송신 안테나의 경우 16개, 수신 안테나의 경우 8개 있는 경우에 대한 spatial multiplexing을 지원하며 rank가 최대 8까지 지원된다.

현재 논의되고 있는 5세대 이동통신 시스템인 NR(New Radio access technology)의 경우, 상기에서 언급한 eMBB, mMTC, URLLC 등의 다양한 서비스를 지원할 수 있도록 하는 것이 시스템의 설계 목표이며 이러한 목표를 위해 항상 전송되는 기준 신호를 최소화 하고, 기준 신호 전송을 비주기적으로 전송할 수 있도록 함으로써 시간 및 주파수 자원을 유연하게 전송할 수 있도록 하고 있다.

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.

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 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 지칭한다.

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.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 명세서에서는 NR 시스템 및 을 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 면허 대역 및 비 면허 대역을 사용하는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.

도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB의 무선자원을 도시한 것이다.

상기 도 1에 도시된 무선자원은 시간축상에서 한 개의 subframe으로 이루어지며 주파수축상에서 한 개의 RB로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 subcarrier로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 1의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 RE (resource element)라 한다.

상기 도 1에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell Specific RS): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준신호이며 복수개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.

2. DMRS (Demodulation Reference Signal): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지 DMRS port에 해당하며 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다.

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 2의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송됨

4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호를 채널상태를 측정하는데 이용됨. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

5. 기타 제어채널 (PHICH, PCFICH, PDCCH): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송

상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국의 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 muting을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 zero-power CSI-RS라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.

상기 도 1에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트수가 2개일 경우 상기 도 1에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다. 두개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 CSI-RS는 시간축에서 연결된 두개의 RE에서 각 안테나포트의 신호를 전송하며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 추가로 두개의 안테나포트에 대한 신호를 전송한다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다. 12개와 16개의 안테나포트를 지원하는 CSI-RS의 경우 기존 4개의 안테나포트에 대한 CSI-RS 전송위치를 3개 결합하거나 8개 안테나포트에 대한 CSI-RS 전송위치를 2개 결합하여 이루어진다.

또한, 단말은 CSI-RS와 함께 CSI-IM (혹은 IMR, interference measurement resources)을 할당 받을 수 있는데 CSI-IM의 자원은 4port를 지원하는 CSI-RS와 동일한 자원 구조와 위치를 가진다. CSI-IM은 하나 이상의 기지국을부터 데이터 수신을 하는 단말이 인접한 기지국으로부터 간섭을 정확하게 측정하기 위한 자원이다. 가령, 인접 기지국이 데이터를 전송할 때의 간섭의 양과 전송하지 않을 때의 간섭의 양을 측정하고 싶은 경우 기지국은 CSI-RS와 두 개의 CSI-IM 자원을 구성하고 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하도록 하고 다른 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하지 않도록 하여 인접 기지국의 간섭 양을 효과적으로 측정할 수 있다.

하기 표 1은 CSI-RS 설정을 구성하는 RRC 필드를 나타낸 것이다.

[표 1] CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 지원하기 위한 RRC 설정

CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 보고를 하기 위한 설정은 표 1과 같이 4가지로 분류할 수 있다. CSI-RS config은 CSI-RS RE의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. 여기서, 안테나 수 설정을 통해 해당 CSI-RS가 몇 개의 포트를 갖는지를 설정한다. Resource config은 RB내의 RE 위치를 설정하며, Subframe config은 서브프레임의 주기 및 오프셋을 설정한다. 표 2는 현재 LTE에서 지원하는 Resource config과 Subframe config 설정을 위한 표이다.

[표 2] Resource config 및 Subframe config 설정

(a) Resource config 설정

(b) Subframe config 설정

단말은 상기 표 2를 통해 주파수 및 시간 위치 그리고 주기 및 오프셋을 확인하는 것이 가능하다. Qcl-CRS-info는 CoMP를 위한 quasi co-location 정보를 설정하게 된다. CSI-IM config은 간섭을 측정하기 위한 CSI-IM의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. CSI-IM은 항상 4개의 포트를 기준으로 설정되기 때문에 안테나 포트 수의 설정은 필요없으며, Resource config과 Subframe config은 CSI-RS와 동일한 방식으로 설정된다. CQI report config은 해당 CSI process를 이용하여 채널 상태 보고를 어떻게 할 것인지에 대하여 설정하기 위해 존재하는 것이다. 해당 설정 안에는 주기적 채널 상태 보고 설정과 비주기적 채널 상태 보고 설정, PMI/RI 보고 설정, RI reference CSI process 설정, Subframe 패턴 설정 등이 있다. 이 외에도 단말이 채널 상태 보고를 생성하기 위해서 필요한 PDSCH와 CSI-RS RE 간의 파워비를 의미하는 PC 및 어떠한 코드북에 대해서 사용하도록 할 것인지를 설정하는 Codebook subset restriction 등이 있다.

상기 설명한 바와 같이 FD-MIMO 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준신호 자원을 구성하여 단말에 전송해야 하며 이 때 기준신호의 수는 기지국 안테나 configuration 및 측정 방법(measurement type)에 따라 상이할 수 있다. 일례로 LTE/LTE-A release 13에서는 {1, 2, 4, 8, 12, 16}-port CSI-RS를 full port mapping을 가정하여 설정하는 것이 가능하다. 여기서 full port mapping은 모든 TXRU가 채널 추정을 위한 dedicated CSI-RS port를 가지고 있다는 것을 의미한다.

한편 상기 설명한 바와 같이 LTE/LTE-A release 14 이후 에서는 16개 이상의 TXRU가 도입 될 가능성이 높다. 또한 지원 가능한 안테나 배열의 형상도 release 13 대비 크게 증가하게 될 것이다. 이는 LTE/LTE-A release 14에서 다양한 수의 TXRU가 지원될 수 있어야 함을 의미한다. 표 3은 full port mapping 상황에서 CSI-RS port 수에 따른 이용 가능한 이차원 안테나 배열 구조 리스트이다. 표 3 에서 {18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32}-port CSI-RS를 고려하였으며, 편파 안테나 구조에서 두 개의 서로 다른 편파 안테나가 같은 위치에 존재할 수 있음을 고려하면 {9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16}개의 서로 다른 AP 위치를 고려할 수 있다. 한편, 첫 번째 dimension (수직 또는 수평 방향) 에서 서로 다른 AP 위치의 가지 수 N1 과 두 번째 dimension (수평 또는 수직 방향) 에서 서로 다른 AP 위치의 가지 수 N2로 2차원 직사각형 또는 정사각형 안테나 배열의 형상을 나타낼 수 있으며 각각의 포트 수에서 가능한 조합은 표 3의 (N1, N2)와 같다. 표 3은 CSI-RS 포트 수에 따라 다양한 경우의 안테나 어레이 형상이 존재할 수 있음을 의미한다.

셀룰러 시스템에서 기지국은 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준신호 (reference signal)를 단말로 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 단말은 기지국이 전송하는 CRS 또는 채널 상태 정보 기준 신호(Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS)를 이용하여 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함된다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며, 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 한 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 단말은 기지국에서 수신된 기준신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하고 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고, 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 기지국에 통보됨으로써, 기지국이 하향링크에서 어떤 데이터 전송속도로 단말에게 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.

LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백한다. LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세 가지가 있다.

- 랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 spatial layer의 개수

- 프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 precoding matrix에 대한 지시자

- 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate). CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있다.

상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 precoding matrix는 rank별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값과, RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값은 그 값이 동일하더라도 다르게 해석이 된다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 rank 값과 PMI 값이 기지국에서 적용되었다고 가정한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 경우, rank가 RI_X이고 precoding이 PMI_Y일 때, CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정함으로써, 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.

상기 채널정보 생성 및 보고를 수행하기 위하여 대규모 안테나를 보유하는 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준신호 자원을 구성하여 단말에 전송해야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 가용한 CSI-RS 자원은 최대 48개의 RE를 사용할 수 있으나 현재 하나의 CSI process 당 8개까지의 CSI-RS를 설정하는 것이 가능하다. 따라서 8개 이상의 CSI-RS port들에 기반하여 동작할 수 있는 FD-MIMO 시스템을 지원하기 위하여 새로운 CSI-RS 설정 방법이 필요하게 된다. 일례로, LTE/LTE-A release 13에서는 하나의 CSI process에 1개, 2개, 4개, 8개, 12개 또는 16개의 CSI-RS port들이 설정될 수 있다. 구체적으로, {1, 2, 4, 8}-port CSI-RS의 경우 기존과 같은 mapping rule을 따르며, 12-port CSI-RS의 경우 3개의 4-port CSI-RS pattern의 조합으로 (aggregation) 구성되고, 16-port CSI-RS의 경우 2개의 8-port CSI-RS pattern의 조합으로 구성된다. 또한 LTE/LTE-A release 13에서는 12-/16-port CSI-RS에 대하여 길이 2 또는 4의 직교커버코드 (OCC, orthogonal cover code)를 이용하여 CDM(code division multiplexing)-2 또는 CDM-4를 지원한다. 상기 도 3의 설명은 CDM-2를 기반으로 한 CSI-RS 파워 부스팅에 대한 것으로, 상기 설명에 따르면 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS에 대한 full power utilization을 위하여 PDSCH 대비 최대 9dB의 power boosting이 필요하게 된다. 이는 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS를 운영 시 full power utilization을 위하여 기존 대비 고성능의 hardware가 필요함을 의미한다. 상기 release 13에서는 이를 고려하여 CDM-4 기반의 12-/16-port CSI-RS를 도입하였으며 이 경우 기존과 같은 6dB power boosting을 통하여 full power utilization이 가능해지게 된다. 이에 더하여 release 14에서는 32-port 까지의 CSI-RS를 위하여 CDM-8 기반의 CSI-RS를 도입하였다.

상기에서 설명한 바와 같이 DMRS는 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송된다. DMRS는 총 8개의 DMRS port들로 이루어질 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지 DMRS port에 해당하며 port들은 CDM또는 FDM을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 orthogonality를 유지한다. 우선 수학식을 통해 보다 구체적으로 설명하면, DMRS를 위한 기준 신호 시퀀스는 아래와 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

<수학식 1>

여기서 c(i)는 pseudo-random 시퀀스이며 DMRS의 scrambling sequence를 위한 initial state는 각 subframe마다 아래 수학식 2를 통해 생성된다.

<수학식 2>

여기서 n_s는 프레임의 slot 인덱스로 0과 19사이의 정수값을 가진다. 수학식2에서

와

는 DMRS의 scrambling과 관련된 값이다.

는 virtual Cell ID 값에 해당하며 0에서 503 사이의 정수값을 가진다. 또한

는 scrambling ID 값에 해당되며 0 또는 1의 값을 갖는다. 일반적으로 LTE/LTE-A에서는

값에 따라 사전 설정된 두 개의

값중 하나가 따라서 결정된다. 즉, 아래 표 1에서과 같이

값이 0일 경우 virtual Cell ID 값은 상위 시그널링으로 사전 설정된 scramblingIdentity-r11의 값을 가지며

값이 1일 경우 virtual Cell ID 값은 상위 시그널링으로 사전 설정된 scramblingIdentity2-r11의 값을 가지게 된다.

[표 3] DMRS-Config 설정 필드

상기 수학식 1의 DMRS를 위한 기준 신호 시퀀스 r(m)은 안테나 포트 p=7, p=8 또는 p=7,8,…v+6에 대하여 n_PRB 에 PDSCH가 할당되었을 때 수학식 3를 통해 RE에 매핑된다.

<수학식 3>

여기서,

그리고 w_p(i)은 아래 표 4에 나타난 바와 같다. 상기 수식에서 Table 4.2-1은 LTE 표준 3GPP TS 36.211을 참고한다.

[표 4] The sequence

for normal cyclic prefix.

표 4의 시퀀스 w_p(i)는 CDM을 통해 DMRS port간 orthogonality를 유지하기 위한 orthogonal cover code (OCC)이다.

Rel-13 이전의 LTE 에서는 MU-MIMO를 지원하는 경우 안테나 포트 p=7,8만을 고려하여 PRB당 12개의 DMRS RE와 길이 2의 OCC 를 사용하여 orthogonal 전송 레이어 수를 최대 2개까지 지원한다. 또한

값을 이용하여 quasi-orthogonal 전송 레이어 수를 최대 4개까지 지원하고 있다. DCI 포멧 2C와 2D에서 3비트를 이용하여 DMRS가 전송되는 antenna port,

, 그리고 layer 개수를 아래 표 5를 이용하여 지시할 수 있다. 표 5에서 첫 번째열은 PDSCH가 하나의 부호어 전송으로 스케줄링 되는 경우에 해당하며, 두번째 열은 PDSCH가 하나의 부호어 전송으로 스케줄링 되는 경우에 해당된다. 그리고 첫번째 열에서 Value=4,5,6은 해당되는 부호어의 재전송으로만 사용된다. 특히 노란색으로 표시된 부분은 MU-MIMO 전송시 DMRS 정보를 지시하는데 사용될 수 있다. 표 5를 참조하면 현재 LTE 표준에서는 MU-MIMO 전송시 orthogonal 전송 레이어 수는 2개까지 지원 가능하고,

를 사용하여 최대 4개의 레이어까지 quasi-orthogonal한 전송레이어 지원이 가능하다.

[표 5] Antenna port(s), scrambling identity and number of layers indication

Rel-13 이후의 DMRS 에서는 하기 표 6의 지시 테이블을 기반으로 하여 OCC 4를 이용하여 4개까지의 직교 DMRS port를 지원한다.

[표 6] Antenna port(s), scrambling identity and number of layers indication

단말은 상기 표 5 혹은 표 6을 기반으로 기지국 지시한 DCI를 통해 PDSCH 전송에 상기에서 언급한 할당 된 layer수, RE 매핑과 기준 신호 시퀀스 등을 판단하고 precoded 채널을 추정하여 PDSCH를 복호 할 수 있다. 이 때, 해당 DM-RS는 PMI/RI 보고가 설정 되지 않았을 경우에는 항상 하나의 RB안에서만 동일한 precoding을 사용하는 것으로 가정하여 복호하며, PMI/RI 보고가 설정되었을 경우에는 하나의 Precoding Resource block Group(PRG) 내에서 같은 것으로 판단된다. 해당 PRG 단위는 단말에게 설정된 시스템 대역폭에 따라 크기가 달라지며 이는 하기 표 7과 같다.

[표 7] Size of PRG

상기 DMRS를 이용하여 데이터 복호를 위한 채널 추정에 있어 LTE에서는 시스템 대역에 연동된 PRB bundling을 이용하여 해당 bundling 단위인 PRG (Precoding Resource block Group) 내에서 채널 추정을 시행한다. 또한, 시간 단위에서는 오직 하나의 TTI에서의 DMRS 만을 프리코딩이 같다고 가정하여 채널을 추정하게 된다. 따라서, CRS와 달리 시간 및 주파수 대역에서의 사용이 제한되어 있기 때문에 해당 기준 신호의 추정 성능은 CRS 에 비하여 저하되게 되며, 따라서 NR에서는 이러한 DMRS의 채널 추정 성능을 향상 시키기 위한 방법이 필요하다. 이러한, DMRS 채널 추정 성능은 NR에서 더 크게 문제가 될 수 있다. 도 4는 NR에서 지원 가능한 DMRS 할당을 예시한 것이다.

도 4에서 기지국은 1 OFDM 심볼을 기반으로 DMRS를 할당하며, 단말이 기지국의 데이터 전송에 대한 복호 및 ACK/NACK 전달까지의 시간을 최소화 하기 위하여 데이터 전송 전반부에만 DMRS 심볼이 위치하는 DMRS 구조를 (front-loaded DMRS) 지원할 수 있다. 이 경우, 최초의 심볼 이후에는 DMRS 전송이 이루어지지 않기 때문에 해당 DMRS의 정확도가 저하되게 되며 이를 위해 DMRS 채널 추정 성능 향상이 필요하다.

이를 위하여 NR에서는 PRG에 대한 설정을 도입할 수 있다. 하기와 같은 CSI 보고 설정, 기준신호 설정, CSI 측정 설정이 사용될 수 있다.

[표 8] CSI 보고 설정, 기준 신호 설정, CSI 측정 설정

상기에서 언급한 바와 같이 기존 LTE에서는 PMI/RI 보고 설정을 이용하여 PRB bundling의 사용을 설정하였지만, 상기 표 8과 같은 유연한 CSI 보고 설정/기준 신호 설정/CSI 측정 설정 등의 설정과 함께 동작하기 위해서 전송 파라미터 설정에 독립적인 PRB bundling 설정을 지원할 수 있다. 본 발명에서는 하기 표 9와 같은 전송 파라미터 집합이 사용될 수 있다.

[표 9] 전송 파라미터 집합 1과 2

상기와 같이 전송에 있어서 설정 기반의 전송 파라미터 집합 1과 동적으로 지시되는 전송 파라미터 집합 2가 있을 수 있다. 이 때, 이러한 PRB bundling 설정을 지원하기 위하여 전송 파라미터 집합 1에 PRB bundling의 크기 설정 관련 파라미터를 지원할 수 있다. 이러한 파라미터에는 하기와 같은 설정 가능 항목의 전체 혹은 일부가 지원 될 수 있다.

- PRB bundling 설정 1: PRB bundling을 지원하지 않고, 하나의 PRB 기준으로 하여 전송 프리코딩이 동일함을 가정하여 DMRS 채널 추정 및 데이터 복호를 진행.

- PRB bundling 설정 2: PRB bundling을 지원하며, 시스템 대역에 따라 정해진 값의 PRB bundling 크기를 지원.

- PRB bundling 설정 3: PRB bundling을 지원하며, 기지국이 상위 레이어 시그널링이나 동적 시그널링 (DCI, MAC CE 등) 을 통해 PRB bundling 크기를 설정.

- PRB bundling 설정 4: 시스템 대역이나 단말에게 설정 된 전체 대역 (wideband)를 기반으로 하는 PRB bundling을 지원.

PRB bundling 설정 1은 PRB bundling을 지원하지 않는 방법이다. 단말이 TDD 등을 이용하여 동작 할 때, 기지국과 단말이 송수신에 동일한 안테나를 사용하는 등의 조건이 만족될 경우 기지국은 단말이 전송한 SRS (Sounding Reference Signal) 등을 통하여 추정한 상향 링크 정보를 통하여 하향 링크 채널 상태 정보를 확인할 수 있다. 이러한 동작을 channel reciprocity라 하며, 이 때에는 단말이 기지국에게 하향 링크 채널의 빔 방향 정보를 전달하지 않아도 기지국이 모든 대역에 대하여 빔 방향 정보를 획득할 수 있기 때문에 기지국은 단말에게 데이터가 전송되는 PRB 마다 다른 빔 방향을 이용하여 전송할 수 있으며, 이를 위하여 PRB bundling이 지원되지 않아야 할 수 있다.

PRB bundling 설정 2는 시스템 대역에 따라 정해진 값의 PRB bundling 크기를 지원하는 방법이다. 이러한 방법은 PRB bundling을 위한 단말의 구현 복잡도를 낮추며, PRB bundling을 통해 DMRS 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 또한, channel reciprocity 동작이 불가능 할 경우 단말은 전체 대역 혹은 서브 밴드 (subband) 별로 채널 방향 정보를 보고하게 되는데 이는 모든 PRB에 대해서 방향 정보를 보고 하는 것이 단말이 보고를 위해 필요로 하는 오버헤드에 비하여 성능 향상 정도가 미미하기 때문이다. 따라서, 단말은 해당 방향 정보를 최소 서브 밴드 별로 보고 하게 되고, 이에 따라 프리코딩은 최소 서브 밴드 별로 동일한 프리코딩이 적용되게 된다. 따라서, 이러한 경우에는 프리코딩이 같은 여러 개의 PRB를 함께 채널 추정을 할 수 있게 함으로써 채널 추정 성능 향상을 꾀할 수 있다. 이 때, 해당 시스템 대역에 따른 PRG의 크기는 서브 밴드나 RBG (Resource Block Group)의 크기와 동일 할 수 있다.

PRB bundling 설정 3은 상위 레이어 시그널링이나 동적 시그널링으로 PRB bundling 크기를 지원하는 방법이다. 이러한 방법은 PRB bundling을 위한 단말의 구현 복잡도는 설정 2보다 상대적으로 높지만, 기지국의 판단에 따라 유연하게 PRB bundling을 조절하여 DMRS 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 이러한 설정은 상위 레이어 시그널링 1 bit (혹은 ON/OFF)를 기반으로 동적 시그널링의 ON/OFF를 나타낼 수 있으며, ON 으로 설정 되었을 시에 표준에 사전에 정의된 PRB bundling 크기를 사용하여 지시될 수 있다. 하기 표 10은 이러한 사전에 정의 된 PRB bundling 크기를 예시한 것이다.

[표 10] 사전에 정의된 PRB bundling 크기 예시

따라서, 상기 동적 PRB bundling 설정이 상위 레이어 시그널링을 통해 ON이 될 경우 단말은 기지국으로부터 DCI 시그널링을 통해 지시 받게 된다. 표 10을 기반으로 할 경우, 2 bit의 시그널링을 받게 되며, 2로 지시 받을 경우 3 PRB 크기를 갖는 PRG 크기를 사용하게 되며, 0으로 지시 받을 경우 PRB bundling을 지원하지 않는다.

또한, 상기 설정을 기반으로 PRB bundling 설정 3이 설정 되었을 때, 하나의 PRB 크기가 설정 되어 해당 PRG 크기를 기반으로 PRB bundling이 지원될 수 있다. 이 때, 표 10과 같이 사전에 설정 가능한 값이 존재하며 이러한 값들이 상위레이어 시그널링을 통해 지시 될 수 있다.

또한, 상기 PRB bundling 설정 3을 위하여 두 개 이상의 값이 설정 되어 설정된 값들이 기지국의 동적 시그널링을 통해 지시될 수 있다. 하기 상기 표 10으로 예시할 경우, 단말에게 하나의 PRB bundling 값은 3 PRBs 다른 PRB bundling 값은 4 PRBs 기반의 PRG 사이즈로 설정되어 기지국이 단말에게 이를 동적으로 지시하도록 할 수도 있다. 이 때, 상기 PRB bundling 설정 1이 존재할 경우 1 PRB 기반의 설정은 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 표 10에 더하여 하기 표 11과 같은 설정 테이블이 이용될 수도 있다.

[표 11] 동적 지시를 위한 PRB bundling 크기 예시

혹은 PRB bundling 설정 3에 표 10과 같이 1 PRB (PRB bundling 지원하지 않음이 존재 할 경우 PRB bundling 설정 1이 존재하지 않을 수 있다.

이에 더하여 상기의 PRB bundling 중 오직 PRB bundling 설정 3 만이 지원될 수도 있다. PRB bundling 설정 3은 동적 혹은 상위레이어 시그널링을 통해 PRB bundling 1, 2, 4를 지원 가능하기 때문에 단말은 항상 PRB bundling 설정 3을 이용하고 해당 PRG의 크기는 RRC 혹은 동적으로 기지국으로부터 전달 받을 수 있다.

이에 더하여 상기 표 10과 표 11등의 PRB bundling 크기에는 PRB bundling 설정 4의 시스템 대역 혹은 전대역이 포함될 수 있다.

PRB bundling 설정 4는 시스템 대역 혹은 단말에게 설정 혹은 할당된 전대역을 설정하도록 하는 것이다. 단말이 시스템 대역 혹은 단말에게 설정 혹은 할당된 전대역에 같은 프리코딩이 적용되는 것을 가정할 경우 단말의 채널 추정기 구현이 간단해지게 된다. 따라서, 이를 위해 기지국은 전대역 프리코딩을 지원할 수 있으며, 이러한 전대역 프리코딩을 기반으로 한 PRB bundling이 설정될 경우 단말은 전대역 혹은 단말에게 설정 혹은 할당된 대역에 프리코딩이 동일하다고 가정하여 추정할 수 있다.

도 5는 기존 DMRS 채널 추정 방법을 예상되는 NR DMRS 구조에 대입하여 도시한 것이다. 도 5에서 각각의 DMRS와 데이터는 precoding #1과 precoding #2를 이용하여 전송된다. 단말이 보고하는 채널 상태 보고는 주기적으로 이루어지거나 기지국의 지시가 있을 때에만 일어나기 때문에 DMRS 및 데이터에 전송되는 프리코딩은 자주 전환되지 않지만, DMRS 및 데이터를 위한 채널 추정은 하나의 TTI (Transmission Time Interval) 를 기반으로 이루어지기 때문에 단말은 동일한 프리코딩을 이용하여 DMRS 및 데이터를 전송 받음에도 불구하고 해당 DMRS 들을 동시에 이용하여 채널 추정 성능을 향상 시킬 수가 없다.

도 6은 본 발명에서 제안하는 복수 개의 TTI에 전송되는 동일한 프리코딩을 이용한 전송에 대하여 DMRS을 동시에 추정하는 방법을 나타낸 것이다. 단말은 기지국의 지시에 따라 동일한 프리코딩 사용 여부에 따라 지시를 받을 수 있으며, 이를 이용하여 동일한 프리코딩을 사용한 DMRS 전송의 경우 함께 추정하여 DMRS 채널 추정 성능을 높일 수 있다. 또한, 이러한 방법은 mMTC 등에서 사용되는 커버리지 향상을 위한 반복 전송의 경우 와는 데이터 및 스케쥴링 구간이 다를 수 있다는 점에서 구분된다. LTE mMTC 에서는 커버리지 향상을 위해서 하나의 OFDM 심볼에 해당하는 기준 신호와 데이터를 4개의 심볼에 반복하여 전송한다. 이 때에는 동일한 데이터를 동일 시점에 전송하기 위하여 반복하기 때문에 기준 신호와 데이터에 적용되는 프리코딩 및 실제 전송되는 데이터가 모두 같지만, 본 발명에서 제안하는 방법은 전송되는 DMRS의 채널 추정 성능 향상을 위하여 실제 전송되는 시간/주파수 자원 및 전송 데이터가 다를 때에도 함께 추정하여 DMRS의 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있도록 한다. 이러한, 동일한 프리코딩 사용 여부를 지시하기 위하여 하기의 방법이 가능하다.

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 1: 고정 된 혹은 숫자의 혹은 RRC 설정을 기반으로 동일한 프리코딩이 사용되는 시간 구간을 지시하여 해당 구간 내의 DMRS/데이터 전송의 경우 동일한 프리코딩으로 간주하여 채널을 추정

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 2: 1비트 DCI를 통하여 동일한 프리코딩을 지시

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 3: 복수 개의 비트 기반의 DCI 지시를 통하여 동일한 프리코딩을 지시

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 4: 전송 파라미터 기반으로 동일한 프리코딩을 지시

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 5: 지시된 채널 상태 보고 관련 파라미터를 기반으로 동일한 프리코딩을 지시

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 6: 복수 개의 서브프레임, 슬롯 혹은 미니 슬롯이 한 번에 스케쥴링 되었을 경우 해당 구간의 프리코딩이 같은 것으로 가정

- 동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 7: 데이터를 위한 시간 혹은 주파수 자원이 한 단말에게 연속되어 할당 될 경우 동일한 프리코딩으로 가정

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 1: 고정 된 혹은 숫자의 혹은 RRC 설정을 기반으로 동일한 프리코딩이 사용되는 시간 구간을 지시하여 해당 구간 내의 DMRS/데이터 전송의 경우 동일한 프리코딩으로 간주하여 채널을 추정하는 방법이다. 도 7은 이러한 본 발명의 지시 방법 1에 따라 단말이 측정 구간 설정을 통해 동일한 프리코딩이 적용되는 시간 구간을 파악하고 함께 DMRS의 채널을 추정하여 채널 추정 성능을 향상 시키는 것을 나타낸 도면이다.

상기 도 7에서 사용되는 측정 구간을 파악하기 위하여, 해당 측정 구간은 표준에 정의된 하나의 특정 값일 수 있다. 일례로, 복수 개의 서브프레임 (2개 혹은 3개의 서브프레임 등) 이나 슬롯 (2개 혹은 3개의 슬롯 등) 일 수 있으며, 복수 개의 TTI (예를 들어, 2/3/4 TTIs) 일 수 있다. 이러한 특정 값인 경우 단말은 해당 서브프레임, 슬롯, TTI 인덱스에 따라 K mod N = I를 만족 할 때, 해당 단말에게 사용되는 프리코딩이 변환 됨을 확인할 수도 있다. 이 때, K는 해당 서브프레임, 슬롯, TTI의 인덱스이며, N은 서브프레임, 슬롯, TTI 기반 측정 구간의 길이, I는 오프셋 값이며, 오프셋이 필요하지 않을 경우 0 일 수 있다. 또한, 이러한 값은 단말에게 할당된 시스템 대역폭, 단말이 제공받는 서비스 형태 (eMBB, URLLC, mMTC 등), 전송 및 채널 상태 보고기법 (open-loop, closed-loop, SFBC, precoder cycling, precoding) 등에 따라 다른 값이 정의 되거나 특정 서비스 형태, 전송 및 채널 상태 보고 기법에만 본 발명의 연속된 프리코딩을 사용하도록 할 수도 있다. 또한, 상기 도 7의 측정 구간은 RRC를 기반으로 설정될 수 있다. 상기에서 N과 I를 모두 RRC를 통해서 설정 받을 수 있도록 하거나, I는 0으로 고정하고 N 만을 RRC 설정을 통해 설정하는 것도 가능하다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 2는 1비트 DCI를 통하여 동일한 프리코딩을 지시하는 방법이다. 도 8은 이러한 지시 방법 2에 따른 단말의 DMRS 추정을 나타낸 것이다.

도 8에서 기지국은 단말에게 1 비트 DCI를 통하여 해당 DMRS 및 데이터 전송에 동일한 프리코딩이 사용되고 있음을 알린다. 이 때, 1 비트를 통한 리셋을 통해 동일한 프리코딩 사용 여부를 알릴 수 있다. 예를 들어, 해당 DCI가 단말에게 0은 동일한 프리코딩 사용을 지시하고, 1은 새로운 프리코딩 사용 (리셋)을 지시할 수 있다. 따라서, 기지국이 프리코딩 #1을 이용하여 DMRS 및 데이터를 전송한 이 후 새로운 프리코딩 #2의 적용 필요를 인식하고 이를 단말에게 리셋으로써 지시하면, 단말은 이러한 지시에 따라 해당 리셋 이후에 데이터 및 DMRS를 위한 프리코딩이 변경 되었음을 인식하고 함께 채널을 추정 하는 데에 사용하지 않는 것이다. 이 후에 다시 동일한 프리코딩이 적용될 경우 기지국은 단말에게 다시 0을 지시하게 된다. 이러한 동작은 단말의 토글 동작을 통해서도 지시 될 수 있다. 예를 들어, 단말은 프리코딩 #1을 이용하여 데이터 및 DMRS를 전송하는 경우 비트 0을 지시한다. 이 후, 프리코딩 변경 필요가 생겨 프리코딩 #2를 사용할 경우 비트를 1로 변경한 후에 이 후 추가적인 프리코딩 변경이 필요할 때까지 1로 유지할 수 있다. 또 다른 방법은 0과 1을 통하여 직접적으로 프리코딩 집합 #1과 #2를 지시하는 방법이다. 도 9는 이러한 직접 지시에 따른 방법을 나타낸 것이다.

도 9 에서 단말은 1 비트 지시를 통하여 각각의 서브프레임, 슬롯, 미니 슬롯, TTI 등에 대하여 프리코딩 집합을 지시 받는다. 해당 집합이 동일한 자원에 대하여 단말은 동일한 프리코딩을 사용하여 DMRS 및 데이터가 전송되었음을 확인하고 함께 DMRS를 추정하여 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 또한, 상기 리셋 및 토글 기반의 방법이 한 단말 기준으로 연속된 프리코딩 적용에만 사용할 수 있는 반면, 이러한 방법은 불연속적인 프리코딩 집합 지시에도 사용될 수 있다. CoMP (Coordinated Multi-Point Transmission)의 하지만, 이러한 방법은 프리코딩 집합은 지시 가능 하나 프리코딩의 변경은 지시할 수 없기 때문에 추가적인 리셋 지시를 필요로 한다. 예를 들어, 리셋을 위한 DCI가 1로 리셋을 나타낼 경우 지시된 프리코딩 집합이 더 이상 동일한 프리코딩을 사용하지 않고, 새로운 프리코딩을 사용하게 된다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 3은 복수 개의 비트 기반의 DCI 지시를 통하여 동일한 프리코딩을 지시하는 방법이다. 복수 개의 비트를 사용하여 지시하는 경우 1비트에 비하여 더 많은 프리코딩 집합을 지시할 수 있다. 도 10은 이러한 지시 방법 3을 기반으로 한 프리코딩 집합 지시를 나타낸 도면이며, 표 12와 표 13은 이러한 복수 개의 비트를 기반으로 한 DCI 지시를 위해서 2 비트 기반의 지시를 통해 프리코딩 집합을 지시할 때의 지시 테이블을 예시한 것이다.

[표 12] 복수 개의 비트를 기반으로 한 DCI 지시 테이블

[표 13] 복수 개의 비트를 기반으로 한 DCI 지시 테이블

이러한 복수 개의 비트를 사용한 지시방법은 여러 가지 프리코딩 집합을 지원할 수 있기 때문에, 복수 개의 TP 및 전송 기술을 지원하는 CoMP 전송과 같은 전송 시나리오에서 유용하게 쓰일 수 있다. 상기에서 표 12는 지시 방법 2에서 언급했던 바와 마찬가지로 각각 프리코딩 집합을 지시한다. 따라서, 단말은 이러한 지시를 기반으로 하여 전송된 DMRS 및 데이터가 어떠한 프리코딩 집합을 기반으로 전송되었는지를 확인하고 해당 DMRS 전송을 결합하여 DMRS 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 이 때, 지시 방법 2에서 언급한 바와 같이 해당 프리코딩 집합을 리셋하기 위하여 추가적인 DCI 지시가 필요할 수 있다.

표 13은 복수 개의 비트가 지시하는 테이블에 리셋 항목을 추가하는 방법이다. 이러한 방법은 리셋 지시를 위해 추가적인 DCI 비트를 사용하기 보다는 해당 지시 테이블 중 하나를 리셋으로 할당 함으로써 추가적인 DCI 비트 사용을 최소화 하고, DCI 커버리지를 유지할 수 있는 방법이다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 4는 상기 표 9에서 언급한 전송 파라미터 기반으로 동일한 프리코딩을 지시하는 방법이다.

NR 에서는 L1/L2/L3를 통해 사전에 설정될 수 있는 전송 파라미터 집합 1과 DCI 를 통해 지시되는 전송 파라미터 2를 이용하여 단말에게 해당 데이터 및 DMRS 전송을 위한 파라미터를 지시한다. 파라미터 집합 1에는 전송 방법 (closed-loop, open-loop, transmit diversity, SFBC, precoding, precoder cycling), DMRS 구조 및 포트 수 (예를 들어, SU-MIMO 지원용 DMRS 테이블 사용 혹은 MU-MIMO 지원용 DMRS 지시 테이블 사용 여부) 등의 다양한 정보를 사전에 설정한다. 해당 파라미터 집합 1은 복수 개를 설정 가능할 수 있으며, 해당 복수 개의 파라미터 집합은 지시 비트와 1대 1의 직접적인 지시나 파라미터 집합 ID를 통한 간접적인 지시를 지원할 수 있다. 파라미터 집합 2가 파라미터 1을 동적으로 지시함으로써 해당 전송을 지원하는 것도 가능하다. 이 때, 프리코딩 집합을 지원하기 위하여 해당 파라미터 집합 2에 프리코딩 집합을 설정 가능하도록 하거나 (예를 들어, 프리코딩 집합 #0, 프리코딩 집합 #1 등) 혹은 단말에게 동일한 파라미터 집합이 동적으로 지시될 때에는 동일한 프리코딩으로 가정하여 DMRS의 채널을 함께 추정하도록 할 수 있다. 이 때 역시 지시 방법 3과 마찬가지로 해당 프리코딩의 연속을 리셋하기 위한 추가적인 리셋 비트가 DCI를 통해 지원이 필요할 수 있다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 5는 상기 표 8에서 언급한 지시된 채널 상태 보고 관련 파라미터를 기반으로 동일한 프리코딩을 지시하는 방법이다.

기존 LTE에서는 CSI process를 사용하여, 상기의 설정들이 함께 묶인 상태로 지원되었으나, NR에서는 이러한 설정들의 유연한 결합이 가능하다. 도 11은 이러한 설정 들의 결합을 예시한 것이다.

도 11에서 나타낸 바와 같이 각각의 CSI 보고 설정, 기준신호 설정은 CSI 측정 설정에 의하여 자유롭게 결합되어 단말에게 채널 상태 보고를 위해 지시될 수 있다. 또한, 상기의 CSI 보고 설정, 기준 신호 설정, CSI 측정 설정은 DMRS의 채널 추정 성능 향상을 위한 채널의 Doppler 관련 특성, Delay 관련 특성 등을 파악하기 위한 QCL 지시 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, CSI 보고 설정을 단말에게 하향링크 데이터 스케쥴링 정보와 함께 알릴 경우 해당 CSI 보고 설정을 기반으로 지시된 하향링크 스케쥴링 정보는 해당 CSI 보고 설정에 이용된 CSI-RS, beam RS, mobility RS 등에서 채널의 delay 및 Doppler 관련 특성 등을 파악하고 해당 DMRS 추정에 이용하는 것이다. 마찬가지로 기준 신호 설정을 지시할 경우 해당 기준 신호 전송에서 채널의 delay 및 Doppler 관련 특성을 파악하여 DMRS 추정에 이용할 수 있으며, CSI 측정 설정을 지시할 경우 해당 CSI 측정 설정에 사용된 RS 및 보고 관련 특성을 delay 및 Doppler 관련 특성 파악에 사용할 수 있다. 이와 더불어, 동일한 CSI 보고 설정, 기준 신호 설정 혹은 CSI 측정 설정이 지시될 경우 해당 동일 설정을 이용하여 전송된 DMRS는 모두 동일한 프리코딩을 사용한 것으로 가정하여 DMRS 채널을 추정할 수 있다. 이 때 역시 상기 지시 방법 4, 5와 마찬가지로 프리코딩 정보 리셋을 위한 리셋 비트가 필요할 수 있다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 6은 복수 개의 서브프레임, 슬롯 혹은 미니 슬롯이 한 번에 스케쥴링 되었을 경우 해당 구간의 프리코딩이 같은 것으로 가정하는 방법이다. 도 12는 이러한 복수 개의 서브프레임을 하나의 DCI를 통해 스케쥴링 하는 것을 도시한 도면이다.

기존 LTE에서는 하나의 DCI는 하나의 서브프레임 혹은 TTI 만을 스케쥴링했다. 하지만, NR에서는 도 12에서 도시한 바와 같이 복수 개의 서브프레임, 슬롯 혹은 미니 슬롯이 한 번에 스케쥴링 하는 것을 고려하고 있다. 이러한 경우 기지국은 스케줄링 시에 서브프레임, 슬롯 혹은 미니 슬롯에 대하여 새로운 채널 상태 정보를 확인할 수 없으며 따라서 동일한 프리코딩을 사용하는 것이 자연스럽다. 따라서 이러한 경우에는 DMRS 모두 동일한 프리코딩을 사용하는 것으로 간주하여 DMRS를 추정함으로써 DMRS 추정 성능을 향상 시킬 수 있다.

동일한 프리코딩 사용 여부 지시 방법 7은 데이터를 위한 시간 혹은 주파수 자원이 한 단말에게 연속되어 할당 될 경우 동일한 프리코딩으로 가정하는 방법이다. 도 13은 이러한 시간 자원에서 연속 된 스케쥴링을 통하여 단말에게 DMRS 및 데이터 전송을 위한 동일한 프리코딩을 지시하는 방법을 나타낸 것이다.

도 13에서 나타난 바와 같이 단말0은 첫번째와 두번째 TTI에서 연속으로 데이터를 스케줄링 받는다. 이러한 경우 단말은 연속된 프리코딩을 사용하는 것으로 확인하고 DMRS를 동시에 추정함으로써 추정 성능을 향상 시킨다. 세번째 TTI에서는 단말 1이 스케줄링 되게 되며 이에 따라 이후에 스케줄링 받은 네번째 TTI 에서는 다른 프리코딩을 사용한 것으로 생각하여 분리하여 DMRS 의 채널을 추정하게 된다.

도 14는 시간 자원에 더하여 주파수 자원에서의 연속 된 스케쥴링을 통하여 단말에게 DMRS 및 데이터 전송을 위한 동일한 프리코딩을 지시하는 방법을 나타낸 것이다.

도 14에서 나타난 바와 같이 단말0은 첫번째와 두번째 TTI에서 주파수 자원에서 연속으로 데이터를 스케줄링 받는다. 이러한 경우 단말은 연속된 프리코딩을 사용하는 것으로 확인하고 DMRS를 동시에 추정함으로써 추정 성능을 향상 시킨다. 세번째 TTI에서는 다른 자원에서 스케줄링 되게 되며 이에 따라 세번째 TTI 부터는 다른 프리코딩을 사용한 것으로 생각하여 분리하여 DMRS 의 채널을 추정하게 된다. 상기 도 13과 도 14 에서는 시간 및 주파수 자원에서 동일 자원을 사용하는 것으로 설명하였으나 해당 동일 자원은 시간, 주파수, 안테나 포트, 코드 등의 다양한 자원이 고려될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명에서 제안하는 DMRS를 함께 추정하는 방법을 사용하고, 기지국이 연속된 프리코딩이나 동일한 프리코딩 집합이 지시하였을 때 스케쥴링 된 rank가 다른 경우에 대해 고려되어야 한다. 도 15는 이러한 스케줄링 된 rank가 다른 상황을 도시한 도면이다.

도 15에 도시한 바와 같이 단말은 다른 TTI에서 다른 rank를 지시 받는다. 이러한 경우, 해당 데이터 복호를 위해 필요한 DMRS 안테나 포트의 수가 다르기 때문에 단말의 경우 연속된 프리코딩 인지 및 DMRS 채널을 함께 추정 하는 데에 어려움이 있다. 따라서, 이러한 경우 해결하는 첫번째 방법은 연속된 프리코딩을 사용하지 않는 리셋으로 인지하는 방법이다. 두번째 방법은 연속된 프리코딩을 사용하되 최소 rank에 대해서만 사용하는 방법이다. 기존 LTE의 코드북은 rank 1/2와 rank 3/4 그리고 rank 5/6/7/8이 동일한 빔을 사용하되 직교 빔을 추가하여 rank를 증가시킨다. 이러한 코드북의 디자인 원리를 적용할 경우 최소 rank (도 15의 경우 rank2) 까지는 동일한 프리코딩을 사용하고 이후 rank에는 새로운 프리코딩이 적용되었음을 가정하여 추정하는 방법이다. 이러한 방법은 최소 rank 까지는 DMRS 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다는 장점이 있다.

상기에서 설명한 본 발명에서 제안하는 DMRS를 함께 추정하는 방법을 사용하고, 기지국이 연속된 프리코딩이나 동일한 프리코딩 집합이 지시하였을 때 스케쥴링 주파수 자원이 다른 경우 역시 고려되어야 한다. 도 16는 이러한 주파수 자원이 다른 경우를 도시한 도면이다.

도 16에 도시한 바와 같이 단말은 다른 TTI에서 다른 주파수 자원을 스케쥴링 받는다. 이러한 경우, 해당 데이터 복호를 위해 전송되는 DMRS 의 영역이 다르기 때문에 단말의 경우 연속된 프리코딩 인지 및 DMRS 채널을 함께 추정 하는 데에 어려움이 있다. 따라서, 이러한 경우 해결하는 첫번째 방법은 연속된 프리코딩을 사용하지 않는 리셋으로 인지하는 방법이다. 두번째 방법은 연속된 프리코딩을 사용하되 중복 스케쥴링이 이루어진 영역에서만 사용하는 방법이다. 세번째 방법은 중복 스케쥴링이 되지 않은 영역도 보간법이나 외삽법 등을 이용하여 사용할 수 있도록 하는 방법이다. 이 때, 두번째 방법과 세번째 방법을 혼용할 수 있다. 예를 들어, 중복되어 할당 되지 않은 자원의 크기에 따라 (예를 들어, 중복 되지 않은 영역이 X PRB 보다 작은 경우) 크기가 작은 경우 세번째 방법을 사용하고 그렇지 않은 경우 두번째 방법을 사용하는 것이다.

상기에서 설명한 본 발명에서 제안하는 DMRS를 함께 추정하는 방법을 사용하고, 기지국이 연속된 프리코딩이나 동일한 프리코딩 집합이 지시하였을 때 전송에 사용되는 MCS (Modulation and Coding Scheme)가 다른 경우 역시 고려되어야 한다. 도 17은 이러한 MCS가 다른 경우를 도시한 도면이다.

도 17에 도시한 바와 같이 단말은 다른 TTI에서 다른 MCS를 이용하여 스케쥴링 받는다. 이러한 경우, 해당 데이터 복호를 위해 전송되는 MCS가 다르기 때문에 프리코딩을 다르게 사용하여야 하는 필요가있을 수 있다. 따라서, 이러한 경우 해결하는 첫번째 방법은 연속된 프리코딩을 사용하지 않는 리셋으로 인지하는 방법이다. 두번째 방법은 기지국의 지시에 따라 연속된 프리코딩을 사용하는 것이다.

상기에서 설명한 본 발명에서 제안하는 DMRS를 함께 추정하는 방법을 사용하고, 기지국이 연속된 프리코딩을 지시하였음에도 불구하고 단말의 채널 추정기의 한계에 따라 실제 함께 고려하여 추정 가능한 추정 구간은 실제 지시보다 제한 될 수 있다. 도 18은 이러한 추정 연속 된 프리코딩의 지시보다 짧은 추정 구간을 나타낸 도면이다.

도 18에 도시한 바와 같이 단말은 해당 단말의 채널 추정기의 특성에 따라 기지국으로부터 동일한 프리코딩으로 지시된 전체 구간을 한 번에 함께 추정할 수가 없다. 따라서, 이러한 경우 해결하는 첫번째 방법은 사전에 모든 단말들이 지원해야 하는 최소 측정 구간을 표준에 정하는 방법이다. 이러한 방법을 위해서는 단말이 해당 최소 요구를 만족해야 이러한 DMRS의 연속 된 프리코딩을 이용하여 채널 추정 성능 향상을 사용할 수 있을 수 있다. 두번째 방법은 RRC 설정을 이용하여 기지국이 측정 구간을 설정하는 방법이다. 이를 위해서는 단말이 해당 단말의 측정 가능 구간의 크기를 UE capability로 보고할 수 있으며, 기지국은 이를 기반으로 하여 필요 측정 가능 구간의 크기를 채널의 상태 (단말의 이동성, 간섭의 세기) 등을 함께 고려하여 결정할 수 있다. 세번째 방법은 단말의 구현에 따르는 방법이다. 해당 단말의 UE capability는 단말 스스로 인지가 가능하며, 따라서 기지국이 연속 된 프리코딩을 지시하였다 할지라도 단말의 구현이 지원 가능한 구간을 임의로 선택하여 단말 스스로 결정하게 하는 방법이다. 이러한 방법은 표준에 복잡한 설명이 필요하지 않으며, 다양한 단말의 구현을 허용할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에서는 하향 링크를 가정하여 기지국이 스케줄링 하고 단말이 수신하는 것으로 가정하여 설명하였으나, 단말이 송신하여 기지국이 수신하는 상향 링크나 단말간 송수신을 지원하는 사이드 링크에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명에서는 DMRS에 대해서만 언급하였으나 상기 발명은 CSI-RS, beam RS, mobility RS, SRS 등의 모든 종류의 기준 신호에 추정 성능을 향상 시키기 위하여 적용될 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 19를 참조하면 단말은 110 단계에서 RRC나 상위 레이어 등을 통해 해당 단말의 데이터 전송에 관련되는 정보들을 수신하며, 이러한 정보는 전송 기술 (transmit diversity, closed-loop, open-loop, precoder cycling 등)과 PRG (precoding resource block group) 관련 설정, DCI 크기 등을 포함할 수 있다.

이 후 단말은 120 단계에서 CSI-RS 및 채널 상태 보고 구성에 대한 설정 정보를 수신한다. 이러한 정보에는 VRG 관련 ID, 각 VRG의 시간, 주파수 자원 위치, 서비스 형태, 서비스 셋, 지원 피드백 타입, VRG measurement subset 중에서 적어도 하나가 설정될 수 있다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 NP CSI-RS에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 다수 개의 CSI-RS를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config, codebook subset restriction 관련 정보, CSI 보고 관련 정보, CSI-process index, 그리고 전송전력 정보(PC) 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이 후 단말은 130 단계에서 기지국이 전달한 하향링크 제어 정보를 통해 데이터 전송 관련 스케줄링 및 전송 기술 관련 정보를 수신한다. 이 때, 프리코딩 연속 여부, 프리코딩 셋, 전송 기술 관련 설정, 채널 상태 정보 측정 관련 설정, 기준 신호 관련 설정, 채널 상태 보고 관련 설정 등이 지시될 수 있다. 130 단계에서 수신한 정보를 기반으로 140 단계에서 단말은 DMRS 프리코딩 연속 여부를 확인하고 해당 여부에 따라 DMRS 를 이용하여 시간 대역에서 함께 채널 추정을 진행하여 채널 추정 성능을 향상 시킨다. 150 단계에서 단말은 추정된 DMRS 채널 정보를 기반으로 데이터를 복호한다.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 20을 참조하면 기지국은 210 단계에서 RRC나 상위 레이어 등을 통해 해당 단말의 데이터 전송에 관련되는 정보들을 전송하며, 이러한 정보는 전송 기술 (transmit diversity, closed-loop, open-loop, precoder cycling 등)과 PRG (precoding resource block group) 관련 설정, DCI 크기 등을 포함할 수 있다.

이 후 기지국은 220 단계에서 CSI-RS 및 채널 상태 보고 구성에 대한 설정 정보를 전송한다. 이러한 정보에는 VRG 관련 ID, 각 VRG의 시간, 주파수 자원 위치, 서비스 형태, 서비스 셋, 지원 피드백 타입, VRG measurement subset 중에서 적어도 하나가 설정될 수 있다. 또한, 기지국은 전송된 설정 정보를 기초로, 각 NP CSI-RS에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 다수 개의 CSI-RS를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config, codebook subset restriction 관련 정보, CSI 보고 관련 정보, CSI-process index, 그리고 전송전력 정보(PC) 중에서 적어도 하나를 전달할 수 있다.

이 후 기지국은 230 단계에서 하향링크 제어 정보를 통해 데이터 전송 관련 스케줄링 및 전송 기술 관련 정보를 지시한다. 이 때, 프리코딩 연속 여부, 프리코딩 셋, 전송 기술 관련 설정, 채널 상태 정보 측정 관련 설정, 기준 신호 관련 설정, 채널 상태 보고 관련 설정 등이 지시될 수 있으며, 이를 이용하여 시간 대역에서의 DMRS 프리코딩 연속 여부를 지시하여 단말의 DMRS 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 21을 참조하면, 단말은 통신부(310)와 제어부(320)를 포함한다. 통신부(310)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(310)는 제어부(320)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 제어부(320)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(320)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성하고 할당 받은 정보에 따라 DMRS 채널을 추정하고 데이터를 복호한다. 또한, 제어부(320)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(310)를 제어하고 단말에게 할당된 데이터를 수신하도록 제어한다. 이를 위해 제어부(320)는 채널 추정부(330)를 포함할 수 있다. 채널 추정부(330)는 기지국으로부터 수신되는 VRG 서비스 및 피드백 정보를 통해 해당 VRG의 시간 및 주파수 자원에서의 위치를 판단하고, 이와 관련 된 CSI-RS 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 확인한다. 또한, DMRS 프리코딩 연속 여부에 따라 복수 개의 서브프레임 혹은 슬롯의 DMRS 샘플을 이용하여 채널을 추정한다. 도 21에서는 단말이 통신부(310)와 제어부(320)로 구성된 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 예를 들어 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 채널 추정부(330)가 제어부(320)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(320)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(310)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(320)는 상기 적어도 하나 이상의 하향 링크 제어 신호를 수신하고 이에 따라 직접적/간접적으로 지시 받은 DMRS 프리코딩 연속 여부를 확인하고 이에 따라 DMRS 채널 추정 및 데이터를 복호하도록 통신부(310)를 제어할 수 있다. 이에 더하여 제어부(320)은 DMRS 프리코딩 연속이 중단됨을 지시하기 위하여 리셋신호를 하향링크 제어신호를 통해 직간접적으로 지시할 수 있다

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 22를 참조하면, 기지국은 제어부(410)와 통신부(420)를 포함한다. 제어부(410)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(410)는 단말이 데이터를 수신 받기 위한 전송 기술 정보 및 DCI 크기 정보 등과 함꼐 VRG 정보를 획득하기 위한 관련 설정 및 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(310)는 자원 할당부(330)를 더 포함할 수 있다. 통신부(320)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(320)는 제어부(310)의 제어하에 할당된 자원을 통해 DMRS를 단말로 전송하고 이러한 DMRS에 동일한 프리코딩을 적용하거나 하지 않고 DMRS 및 데이터를 단말에게 전송한다.

상기에서는 자원 할당부(330)가 제어부(310)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(310)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(320)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(310)는 데이터 및 DMRS 전송에 필요한 전송 및 DMRS 설정 관련 정보 및 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(320)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(310)는 상기 적어도 하나 이상의 하향 링크 제어 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 하향 링크 제어 신호에 따른 데이터 전송 타이밍에서 상기 단말에게 전송 되는 데이터에 연속 혹은 불연속적인 프리코딩이 적용된 데이터를 송신하도록 통신부(320)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(310)는 단말에 프리코딩 리셋 관련 정보를 전송하고, 상기 단말이 해당 프리코딩이 연속되지 않음을 확인하도록 할 수 있다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
   기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
   상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.

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