KR20180108357A

KR20180108357A - 이동 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180108357A
Application number: KR1020170043111A
Authority: KR
Inventors: 곽영우; 노훈동; 신철규; 배태한; 최승훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-04
Also published as: EP3563510A2; EP3563510A4; KR102294661B1

Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 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.

Description

이동 통신 시스템에서의 데이터 전송 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DATA TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

NR (New Radio) 에서는 기지국 및 단말이 시스템 자원을 효율적으로 사용하고 성능을 최적화 하기 위하여 상향 링크 자원에서 서브 밴드 프리코딩을 지원할 수 있다. 하지만, 이러한 서브 밴드 프리코딩의 성능은 특정 조건에서만 유효할 수 있다. 따라서 본 발명은 해당 서브 밴드 프리코딩이 동작하기 위한 조건 및 지시 방법 등을 제안한다.

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.

이동 통신 시스템에서 기지국이 지원하는 안테나의 수가 증가하고 UE specific beamformed CSI-RS 전송이 지원됨에 따라 단말 별 CSI-RS 자원 설정이 필요해짐으로써 CSI-RS 오버헤드가 증가하게 되었으며 이를 해결하기 위하여 비주기적 CSI-RS 전송이 도입되었다. 한편 5G 통신 시스템에서는 multi-TRP 전송, multi-panel 전송 등 다수의 CSI-RS 자원을 필요로 하는 다양한 기술들이 추가 지원될 예정으로 CSI-RS 오버헤드는 더욱 증가하게 될 것이다. 한편 기존의 비주기적 CSI-RS 전송은 single-TRP 및 single-panel 전송을 고려하여 설계되었기 때문에 다중 CSI-RS 자원에 대한 비주기적 전송을 지원하기에는 적합하지 않다. 따라서, 효율적인 시스템 및 CSI-RS 운영을 위하여 다수의 CSI-RS 자원을 통한 비주기적 CSI-RS 전송 및 이에 따른 채널 상태 정보를 보고하기 위한 방법이 필요하다.

LTE/LTE-A 등 무선통신 시스템에서 상향링크 전송 시 기지국은 sounding reference signal (SRS) 등의 기준신호를 통하여 상향링크 채널을 추정한 후 단말이 사용할 프리코딩 정보 및 modulation & coding scheme (MCS)를 결정하여 이를 단말에게 통보한다. 단말은 상기 프리코딩 정보 및 MCS 정보를 uplink (UL) downlink control information (DCI)를 통하여 수신하고 이에 따라 상향링크 전송을 수행한다. 이때 UL DCI는 충분한 커버리지 확보 등의 이유로 인하여 그 용량이 제한되며 너무 많은 양의 정보를 전송할 수 없다. 따라서 현재의 무선통신 시스템들은 단일 프리코딩 정보 통보를 통한 와이드밴드 (wideband) 프리코딩 만을 지원하고 있다.

한편 상기 와이드밴드 프리코딩은 서브밴드 (subband) 프리코딩 대비 프리코딩 정확도가 떨어지게 되며, 상기 와이드밴드 프리코딩과 서브밴드 프리코딩 간 상향링크 전송 효율의 차이는 단말의 송신안테나 수에 비례하여 증가하게 된다. 최대 4개의 단말 송신안테나를 가정하는 현재의 무선통신 시스템과는 달리, 향후 new radio (NR, 5G) 무선통신 시스템에서는 고주파의 캐리어로 인하여 안테나 폼팩터가 향상되고 RF 기술이 발전하여 단말에서도 4개 이상의 송신 안테나를 사용할 수 있게 될 확률이 높다. 따라서 NR 무선통신 시스템에서는 상향링크에서의 서브밴드 프리코딩 지원에 대한 요구가 높아지게 된다. 하지만 이러한 서브 밴드 프리코딩은 상기에서 언급한 바와 같이 많은 단말의 송신안테나 수를 지원하거나 많은 송신 프리코딩을 지원할 때에 해당 성능이 최적화 되게 된다. 따라서, 본 발명은 해당 서브 밴드 프리코딩이 동작하기 위한 조건 및 지시 방법 등을 제안한다.

또한 본 발명은 무선통신 시스템에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 해당 기지국 및 단말의 빔 전환 능력에 따라 빔의 품질을 측정 및 채널 상태 정보 생성이 성공적으로 이루어졌는지에 대한 여부를 보고 하도록 하는 방법을 제안한다.

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.

5G를 위한 NR (New Radio) MIMO에서는 1024개 등의 많은 안테나 수 지원 및 30GHz 등의 고주파 대역을 지원한다. 이러한 밀리미터파를 이용한 무선 통신은 해당 대역의 특성상 높은 직진성과 높은 경로 손실을 나타내게 되며 이를 극복하기 위해서는 RF 및 안테나를 기반으로 한 아날로그 빔포밍과 디지털 프리코딩 기반의 디지털 빔포밍이 결합된 하이브리드 빔포밍을 필요로 한다. 이 때, 단말의 빔 전환 시에 해당 단말의 빔 전환 능력에 따라 채널 상태 보고를 위해 전송된 CSI-RS가 측정 가능하거나 불가능 할 수 있다. 또한, NR 에서는 LTE와 비교하여 넓은 시스템 대역을 지원하며, 이 때 하나의 단말이 지원하는 대역은 이러한 시스템 대역과는 다른 대역 일 수 있으며, 단말이 지원하는 대역 내에서도 RS의 전송은 전대역 혹은 부분 대역으로 달라질 수 있다. 단말이 이러한 대역 전환 상황에서 RF 전환 능력이 부족 할 때, 채널 상태 보고를 위해 전송된 CSI-RS 역시 측정 불가능 할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 단말이 이러한 측정 불가 상황에서 기지국에게 해당 측정 불가 상황을 효율적으로 전달하기 위한 방법을 제안한다.

또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서의 효율적인 시스템 및 CSI-RS 운영을 위하여 기지국이 새로운 CSI-RS 전송 방법을 결정하고 단말이 이를 수신하는 방법을 제안한다.

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.

본 발명은 해당 서브 밴드 프리코딩이 동작하기 위한 조건 및 지시 방법 등을 제안한다.

또한 본 발명은 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 단말이 이러한 측정 불가 상황에서 기지국에게 해당 측정 불가 상황을 효율적으로 전달하기 위한 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 이동통신 시스템에서 기존의 단일 CSI-RS 자원에 기반하는 비주기적 CSI-RS 전송 및 그에 따른 채널 상태 정보 생성/보고뿐만 아니라 다중 CSI-RS 자원에 기반하는 비주기적 CSI-RS 전송 및 그에 따른 채널 상태 정보 생성/보고 지원을 가능하게 한다.

도 1a는 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 하향링크 시간-주파수영역 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 상향링크 시간-주파수영역 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 eMBB, URLLC, mMTC 등 다양한 vertical (혹은 slice) 들이 시간-주파수 영역에서 전송되는 예제를 도시하는 도면이다.
도 1d는 eMBB, URLLC, mMTC 등 다양한 vertical (혹은 slice) 들이 시간-주파수 영역에서 전송되는 또 다른 예제를 도시하는 도면이다.
도 1e는 종래 기술에 따른 LTE 또는 LTE-A 시스템의 codeblock segmentation 예제를 도시하는 도면이다.
도 1f는 NR에서의 outer code 예시를 도시하는 도면이다.
도 1g는 NR에서 dynamic beamforming 또는 semi-dynamic beamforming에 따른 상향링크 전송 예시를 도시하는 도면이다.
도 1h는 NR에서 상향링크 자원할당 및 상향링크 서브밴드 프리코딩 예시를 도시하는 도면이다.
도 1i는 상향링크 전송을 위한 자원할당 및 subband precoding 적용 예시를 도시하는 도면이다.
도 1j는 복수 개의 단말들이 상향 링크 데이터를 전송하기 위해 사용하는 시간 및 주파수 자원을 도시하는 도면이다.
도 1k는 MAC CE를 통한 SRS 후보 자원 활성화 및 DCI를 통한 실제 활성화 동작을 도시하는 도면이다.
도 1l은 본 발명에 따른 단말의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1m은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a은 LTE 시스템의 무선 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 2b는 LTE 시스템의 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 도시한 도면이다.
도 2c은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2d는 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.
도 2e는 시간 자원에서의 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.
도 2f은 OFDM 심볼의 구조를 도시한 도면이다.
도 2g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작을 도시한 도면이다.
도 2h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작을 도시한 도면이다.
도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 동작 순서를 도시한 순서도이다.
도 2k는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2l은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2m은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2n은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3a는 기존 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 기존 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 기존 LTE 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB의 무선자원을 이용하여 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 나타내는 도면이다.
도 3d는 기존 LTE 시스템에서의 주기적인 CSI-RS 설정 및 동작을 설명하는 도면이다.
도 3e는 본 발명에서 고려하는 다중 전송 CSI-RS와 비주기적인 CSI-RS 설정 및 활성화/비활성화 동작을 설명하는 도면이다.
도 3f는 본 발명에서 제안하는, CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 지시하는 MAC 제어 신호 제 1 방법을 나타내는 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 제안하는, CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 지시하는 MAC 제어 신호 제 2 방법을 나타내는 도면이다.
도 3h는 본 발명이 적용되는 multi-shot CSI-RS 모드에서의 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3i는 본 발명이 적용되는 aperiodic CSI-RS 모드에서의 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3j는 본 발명에서 제안하는 MAC CE를 사용한 CSI-RS 활성화 및 비활성화의 전체 단말 동작을 나타내는 도면이다.
도 3k는 본 발명에서 제안하는 MAC CE를 사용한 CSI-RS 활성화 및 비활성화의 동작에서 카운터를 사용하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3ka는 aperiodic CSI-RS 및 multi-shot CSI-RS 전송 procedure를 나타내는 도면이다.
도 3kaa는 본 발명에서 제안하는 NR에서의 CSI-RS 및 reporting의 설정을 나타내는 도면이다.
도 3kb, 3kc, 3kd, 3ke는 단일 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정을 다중 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정으로 확장하기 위한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 3kba는 MACE CE를 통한 CSI-RS resource subgroup의 활성화 및 비활성화를 위한 한 가지 시그날링 상세 예시를 도시하는 도면이다.
도 3kca는 RRC를 통한 CSI-RS subgroup 설정을 설멍하기 위한 도면이다.
도 3l는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3m는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국, MME 및 S-GW의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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.

<제1 실시예>

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다. 또한, 5세대 무선통신 시스템으로 5G 혹은 NR (new radio)의 통신표준이 만들어지고 있다.

상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 혹은 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.

LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호화(디코딩)하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 디코딩 실패를 알리는 정보(NACK; Negative Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 이전에 디코딩 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 디코딩 성공을 알리는 정보(ACK; Acknowledgement)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.

도 1a는 LTE 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.

도 1a에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, N_symb (102)개의 OFDM 심벌이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(105)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms 이다. 그리고 라디오 프레임(114)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역구간이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 N_BW (104)개의 서브캐리어로 구성된다.

시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 N_symb (102)개의 연속된 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 N_RB (110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 N_symb x N_RB 개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 일반적으로 상기 N_symb = 7, N_RB=12 이고, N_BW 및 N_RB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케쥴링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가하게된다. LTE 시스템은 6개의 전송 대역폭을 정의하여 운영한다. 하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. 표 1은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성된다.

Channel bandwidth BW _Channel [MHz]	1.4	3	5	10	15	20
Transmission bandwidth configuration N_RB	6	15	25	50	75	100

하향링크 제어정보의 경우 상기 서브프레임 내의 최초 N 개의 OFDM 심벌 이내에 전송된다. 일반적으로 N = {1, 2, 3} 이다. 따라서 현재 서브프레임에 전송해야 할 제어정보의 양에 따라 상기 N 값이 서브프레임마다 가변하게 된다. 상기 제어정보로는 제어정보가 OFDM 심벌 몇 개에 걸쳐 전송되는지를 나타내는 제어채널 전송구간 지시자, 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케쥴링 정보, HARQ ACK/NACK 신호 등을 포함한다.

LTE 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보(Downlink Control Information; DCI)를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. DCI 는 여러 가지 포맷을 정의하여, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (UL grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (DL grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화 (spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI format 1 은 적어도 다음과 같은 제어정보들을 포함하도록 구성된다.

- 자원 할당 유형 0/1 플래그(Resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 유형 0 인지 유형 1 인지 통지한다. 유형 0 은 비트맵 방식을 적용하여 RBG (resource block group) 단위로 리소스를 할당한다. LTE 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 리소스로 표현되는 RB이고, RBG 는 복수개의 RB로 구성되어 유형 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 유형 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.

- 자원 블록 할당(Resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.

- 변조 및 코딩 방식(Modulation and coding scheme; MCS): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block 의 크기를 통지한다.

- HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 통지한다.

- 새로운 데이터 지시자(New data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.

- 중복 버전(Redundancy version): HARQ 의 중복 버전(redundancy version) 을 통지한다.

- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(Transmit Power Control) command for PUCCH(Physical Uplink Control CHannel): 상향링크 제어 채널인 PUCCH 에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.

상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH (Physical downlink control channel)(또는, 제어 정보, 이하 혼용하여 사용하도록 한다) 혹은 EPDCCH (Enhanced PDCCH)(또는, 향상된 제어 정보, 이하 혼용하여 사용하도록 한다)를 통해 전송된다.

일반적으로 상기 DCI는 각 단말에 대해 독립적으로 특정 RNTI (Radio Network Temporary Identifier)(또는, 단말 식별자)로 스크램블 되어 CRC(cyclic redundancy check)가 추가되고 채널코딩된 후, 각각 독립적인 PDCCH로 구성되어 전송된다. 시간영역에서 PDCCH는 상기 제어채널 전송구간 동안 매핑되어 전송된다. PDCCH 의 주파수영역 매핑 위치는 각 단말의 식별자(ID) 에 의해 결정되고, 전체 시스템 전송 대역에 퍼뜨려진다.

하향링크 데이터는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) 를 통해 전송된다. PDSCH는 상기 제어채널 전송구간 이후부터 전송되는데, 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식 등의 스케줄링 정보는 상기 PDCCH 를 통해 전송되는 DCI가 알려준다.

상기 DCI 를 구성하는 제어정보 중에서 5 비트로 구성되는 MCS 를 통해서, 기지국은 단말에게 전송하고자 하는 PDSCH에 적용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터의 크기 (transport block size; TBS)를 통지한다. 상기 TBS 는 기지국이 전송하고자 하는 데이터 (transport block, TB)에 오류정정을 위한 채널코딩이 적용되기 이전의 크기에 해당한다.

LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 으로서, 각각의 변조오더(Modulation order) (Qm) 는 2, 4, 6 에 해당한다. 즉, QPSK 변조의 경우 심벌 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심벌 당 6 비트를 전송할 수 있다.

도 1b는 종래 기술에 따른 LTE-A 시스템에서 상향링크에서 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 SC-FDMA 심벌(202)로서, N_symb ^UL 개의 SC-FDMA 심벌이 모여 하나의 슬롯(206)을 구성한다. 그리고 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(205)을 구성한다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth; 204)은 총 N_BW개의 서브캐리어로 구성된다. N_BW는 시스템 전송 대역에 비례하여 값을 갖는다.

시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element; RE, 212)로서 SC-FDMA 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 정의할 수 있다. 리소스 블록 페어(208, Resource Block pair; RB pair)은 시간영역에서 N_symb ^UL 개의 연속된 SC-FDMA 심벌과 주파수 영역에서 N_sc ^RB 개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB는 N_symb ^UL x N_sc ^RB 개의 RE로 구성된다. 일반적으로 데이터 혹은 제어정보의 최소 전송단위는 RB 단위이다. PUCCH 의 경우 1 RB에 해당하는 주파수 영역에 매핑되어 1 서브프레임 동안 전송된다.

LTE 시스템에서는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH 혹은 반영구적 스케줄링 해제(semi-persistent scheduling release; SPS release)를 포함하는 PDCCH/EPDDCH에 대응하는 HARQ ACK/NACK이 전송되는 상향링크 물리채널인 PUCCH 혹은 PUSCH의 타이밍 관계가 정의되어 있다. 일례로 FDD(frequency division duplex)로 동작하는 LTE 시스템에서는 n-4번째 서브프레임에서 전송된 PDSCH 혹은 SPS release를 포함하는 PDCCH/EPDCCH에 대응하는 HARQ ACK/NACK가 n번째 서브프레임에서 PUCCH 혹은 PUSCH로 전송된다.

LTE 시스템에서 하향링크 HARQ는 데이터 재전송시점이 고정되지 않은 비동기(asynchronous) HARQ 방식을 채택하고 있다. 즉, 기지국이 전송한 초기전송 데이터에 대해 단말로부터 HARQ NACK을 피드백 받은 경우, 기지국은 재전송 데이터의 전송시점을 스케줄링 동작에 의해 자유롭게 결정한다. 단말은 HARQ 동작을 위해 수신 데이터에 대한 디코딩 결과, 오류로 판단된 데이터에 대해 버퍼링을 한 후, 다음 재전송 데이터와 컴바이닝을 수행한다.

단말은 서브프레임 n에 기지국으로부터 전송된 하향링크 데이터를 포함하는 PDSCH를 수신하면, 서브프레임 n+k에 상기 하향링크 데이터의 HARQ ACK 혹은 NACK를 포함하는 상향링크 제어정보를 PUCCH 혹은 PUSCH를 통해 기지국으로 전송한다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD(time division duplex)와 그 서브프레임 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.

LTE 시스템에서 하향링크 HARQ 와 달리 상향링크 HARQ는 데이터 전송시점이 고정된 동기(synchronous) HARQ 방식을 채택하고 있다. 즉, 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 이에 선행하는 하향링크 제어채널인 PDCCH, 그리고 상기 PUSCH에 대응되는 하향링크 HARQ ACK/NACK이 전송되는 물리채널인 PHICH(Physical Hybrid Indicator Channel)의 상/하향링크 타이밍 관계가 다음과 같은 규칙에 의해 고정되어 있다.

단말은 서브프레임 n에 기지국으로부터 전송된 상향링크 스케줄링 제어정보를 포함하는 PDCCH 혹은 하향링크 HARQ ACK/NACK이 전송되는 PHICH를 수신하면, 서브프레임 n+k에 상기 제어정보에 대응되는 상향링크 데이터를 PUSCH를 통해 전송한다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD(time division duplex)와 그 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.

그리고 단말은 서브프레임 i에 기지국으로부터 하향링크 HARQ ACK/NACK을 운반하는 PHICH를 수신하면, 상기 PHICH는 서브프레임 i-k에 단말이 전송한 PUSCH에 대응된다. 이 때 상기 k는 LTE의 시스템의 FDD 또는 TDD와 그 설정에 따라 다르게 정의되어 있다. 일례로 FDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 4로 고정된다. 한편 TDD LTE 시스템의 경우에는 상기 k가 서브프레임 설정과 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있다.

상기 무선통신시스템의 설명은 LTE 시스템을 기준으로 설명하였으며, 본 발명의 내용은 LTE 시스템에 국한되는 것이 아니라 NR, 5G 등 다양한 무선 통신 시스템에서 적용될 수 있다.

도3과 도4는 5G 혹은 NR 시스템에서 고려되는 서비스인 eMBB, URLLC, mMTC용 데이터들이 주파수-시간자원에서 할당된 모습을 보여준다. 도3에서는 전제 시스템 주파수 대역(300)에서 eMBB, URLLC, mMTC용 데이터가 할당된 모습이다. eMBB(301)와 mMTC(309)가 특정 주파수 대역에서 할당되어 전송되는 도중에 URLLC 데이터(303, 305, 307)가 발생하여 전송이 필요한 경우, eMBB(301) 및 mMTC(309)가 이미 할당된 부분을 비우고 URLLC 데이터(303, 305, 307)를 전송하는 모습을 도시한 도면이다. 상기 서비스 중에서 URLLC는 특히 짧은 지연시간이 중요하기 때문에, eMBB가 할당된 자원(301)의 일부분에 URLLC 데이터가 할당(303, 305, 307)되어 전송될 수 있을 것이다. 물론 eMBB가 할당된 자원에서 URLLC가 추가로 할당되어 전송되는 경우, 중복되는 주파수-시간 자원에서는 eMBB 데이터가 전송되지 않을 수 있으며, 따라서 eMBB 데이터의 전송 성능이 낮아질 수 있다. 즉, 상기의 경우에 URLLC 할당으로 인한 eMBB 데이터 전송 실패가 발생할 수 있다. 도4에서는 전체 시스템 주파수 대역(400)을 나누어 각 서브밴드(402, 404, 406)에서 서비스 및 데이터를 전송하는 용도로 사용할 수 있다. 상기 서브밴드는 미리 나누어져서 단말에게 상위 시그널링 될 수 있고, 혹은 기지국이 임의로 나누어 단말에게 서브밴드의 정보 없이 서비스들을 제공할 수도 있을 것이다. 도4에서는 서브밴드 402는 eMBB 데이터 전송, 서브밴드 404는 URLLC 데이터 전송, 서브밴드 406에서는 mMTC 데이터 전송에 사용되고 있는 예제를 보여준다. 상기 도3과 도4에서는 URLLC 전송에 사용되는 전송시간구간(transmission time interval, TTI)의 길이는 eMBB 혹은 mMTC 전송에 사용되는 TTI 길이보다 짧을 수 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 이에 포함될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.

이하에서 기술되는 eMBB 서비스를 제1타입 서비스라하며, eMBB용 데이터를 제1타입 데이터라한다. 상기 제1타입 서비스 혹은 제1타입 데이터는 eMBB에 국한되는 것은 아니고 고속데이터전송이 요구되거나 광대역 전송을 하는 경우에도 해당될 수 있다. 또한 URLLC 서비스를 제2타입 서비스, URLLC용 데이터를 제2타입 데이터라 한다. 상기 제2타입 서비스 혹은 제2타입 데이터는 URLLC에 국한되는 것은 아니고 저지연시간이 요구되거나 고신뢰도 전송이 필요한 경우에도 해당될 수 있다. 또한 mMTC 서비스를 제3타입 서비스, mMTC용 데이터를 제3타입 데이터라 한다. 상기 제3타입 서비스 혹은 제3타입 데이터는 mMTC에 국한되는 것은 아니고 저속도 혹은 넓은 커버리지, 혹은 저전력 등이 요구되는 경우에 해당될 수 있다.

상기 3가지의 서비스 혹은 데이터를 전송하기 위해 각 타입별로 사용하는 물리계층 채널의 구조는 다를 수 있다. 예를 들어, 전송시간구간(TTI)의 길이, 주파수 자원의 할당 단위, 제어채널의 구조, 데이터의 매핑 방법 등이 다를 수 있을 것이다.

상기에서는 3가지의 서비스와 3가지의 데이터로 설명을 하였지만 더 많은 종류의 서비스와 그에 해당하는 데이터가 존재할 수 있으며, 이 경우에도 본 발명의 내용이 적용될 수 있을 것이다.

본 발명에서는 제안하는 방법 및 장치를 설명하기 위해 종래의 LTE 혹은 LTE-A 시스템에서의 물리채널 (physical channel)와 신호(signal)라는 용어가 사용될 수 있다. 하지만 본 발명의 내용은 LTE 및 LTE-A 시스템이 아닌 무선 통신 시스템에서 적용될 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 제1타입, 제2타입, 제3타입 서비스 혹은 데이터 전송을 위한 단말과 기지국의 송수신 동작을 정의하고, 서로 다른 타입의 서비스 혹은 데이터 스케줄링을 받는 단말들을 동일 시스템 내에서 함께 운영하기 위한 구체적인 방법을 제안한다. 본 발명에서 제1타입, 제2타입, 제3타입 단말은 각각 1타입, 제2타입, 제3타입 서비스 혹은 데이터 스케줄링을 받은 단말을 가리킨다.

본 발명에서의 내용은 FDD 및 TDD 시스템에서 적용이 가능한 것이다.

이하 본 발명에서 물리계층 시그널링은 기지국에서 물리계층의 하향링크 컨트롤 채널을 이용하여 단말로, 혹은 단말에서 물리계층의 상향링크 컨트롤 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법이며, L1 시그널링, 혹은 PHY 시그널링으로 언급될 수도 있다.

이하 본 발명에서 상위시그널링 또는 상위계층 시그널링은 기지국에서 물리계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 혹은 단말에서 물리계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법이며, RRC 시그널링, 혹은 L2 시그널링, 혹은 PDCP 시그널링, 혹은 MAC 제어요소(MAC control element; MAC CE)라고 언급될 수도 있다.

이하 본 발명에서 TPMI라 함은 transmit precoding matrix indicator 혹은 information을 의미하며 이와 유사하게 빔포밍 벡터 정보, 빔 방향 정보 등으로 표현되는 것이 가능하다.

이하 본 발명에서 uplink (UL) DCI 혹은 UL-related DCI라 함은 UL grant와 같이 상향링크 자원설정 정보 및 자원설정 타입 정보, 상향링크 파워컨트롤 정보, 상향링크 기준신호의 cyclic shift 또는 직교커버코드 (orthogonal cover code, OCC), 채널상태정보 (channel state information, CSI) 요청, SRS 요청, codeword 별 MCS 정보, 상향링크 precoding information field 등 상향링크 전송에 필요한 정보들을 포함하는 물리계층 컨트롤 시그날링(L1 control)을 의미한다.

이하 본 발명에서는 다양한 시나리오에서의 상향링크 전송을 수행하기 위하여 다이나믹 (dynamic) 빔포밍(beamforming) 혹은 준다이나믹 (semi-dynamic) 빔포밍이 지원됨을 가정한다.

도 1g은 다이나믹 빔포밍과 준다이나믹 빔포밍을 통한 상향링크 전송 예시를 도시하는 도면이다.

다이나믹 빔포밍은 단말의 이동속도가 낮거나, 셀 간 분리가 잘 되어있거나, 셀 간 간섭 관리가 우수한 상황 등 정확한 상향링크 채널정보가 이용 가능한 경우에 적합하다. 이 경우 단말은 (702) 정확한 상향링크 채널 방향 정보에 의거 좁은 빔폭을 가지는 빔을 이용하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 기지국(701)은 UL grant와 같은 UL DCI를 통하여 TPMI를 단말에게 통보한다. 단말은 상기 TPMI 시그날링을 수신 후 상기 TPMI가 가리키는 프리코더 혹은 빔포밍 벡터/매트릭스를 이용하여 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다. 상기 다이나믹 빔포밍을 지원하기 위한 코드북 기반의 MIMO transmission은 (rank indicator (RI) 가 존재하는 경우 해당 RI에 따라 결정되는) precoding information (PMI) field를 포함하는 UL DCI에 의하여 운용될 수 있다. 이때 상기 precoding information field는 해당 단말에게 할당된 상향링크 전송에 사용되는 precoding matrix를 가리킨다. 상기 precoding matrix는 wideband precoding 정보인 경우 할당된 전 대역에서 한 가지 방향을 가리키게 되나 subband precoding 정보인 경우 subband 별로 한 가지 방향을 가리키도록 약속될 수 있다. 이때 subband precoding 정보가 지정하는 precoding vector는 상기 wideband precoding 정보에 의하여 지정되는 precoding vector 그룹에 포함되도록 제한되는 것이 가능하다. 이를 통하여 subband precoding 정보에 대한 시그날링 부담을 줄일 수 있다.

준다이나믹 빔포밍은 단말의 이동속도가 높거나, 셀 간 분리가 잘 되어있지 않거나, 셀 간 간섭 관리가 미흡한 상황 등 상향링크 채널정보가 부정확한 경우에 적합하다. 이 경우 단말(703)은 개략적인 상향링크 채널 방향 정보에 의거 여러 방향의 빔들로 이루어진 빔 그룹을 이용하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 기지국(701)은 UL grant와 같은 UL DCI를 통하여 TPMI를 단말에게 통보한다. 단말은 상기 TPMI 시그날링을 수신 후 상기 TPMI가 가리키는 프리코더의 부분집합 혹은 빔포밍 벡터/매트릭스의 부분집합을 이용하여 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다. 상기 준다이나믹 빔포밍을 지원하기 위한 코드북 기반의 MIMO transmission은 (rank indicator (RI) 가 존재하는 경우 해당 RI에 따라 결정되는) precoding information (PMI) field를 포함하는 UL DCI에 의하여 운용될 수 있다. 이때 상기 precoding information field는 해당 단말에게 할당된 상향링크 전송에 사용되는 precoding vector의 그룹을 가리킨다. 상기 precoding vector 그룹 정보는 wideband information으로 할당된 전체 상향링크 대역에서 동일하게 사용된다. 단말은 통보된 precoding vector 그룹에 포함되는 빔들에 미리 정해진 패턴에 따른 precoder cycling을 적용하는 것이 가능하다.

1h는 NR에서 상향 링크 전송을 위해 필요한 채널 상태 정보를 얻기 위해 단말 및 기지국이 기준신호를 전송하는 것을 나타내는 도면이다.

NR에서 지원하는 다수의 안테나를 지원하기 넓은 영역이 셀 단위 혹은 섹터 단위의 CSI-RS 빔을 전송하고 단말의 프리코딩 피드백을 이용하여 빔포밍 하는 Non-precoded CSI-RS를 (NP CSI-RS, 1h-10) 사용하는지 안테나에 beamforming을 적용하여 CSI-RS 오버헤드를 줄인 Beamformed CSI-RS (BF CSI-RS, 1h-20)를 사용하느냐에 따라 달라질 수 있다. 해당 NP CSI-RS의 경우 많은 수의 안테나 포트를 지원하기 위하여 복수 개의 단위 자원 설정 을 이용하여 지원하도록 할 수 있으며 BF CSI-RS의 경우에는 단위 자원 설정이 아닌 복수 개의 CSI-RS 자원을 설정하여 단말이 그 중 하나 혹은 복수 개의 자원을 선택하여 채널 상태 정보를 보고하도록 할 수 있다.

이와 유사하게 단말이 SRS를 전송할 때에도 하나의 SRS 자원에서 많은 안테나를 지원하는 NP SRS (1h-20)와 복수 개의 SRS 자원을 단말에게 설정하여 그 중 하나 혹은 복수개의 SRS 자원의 정보를 이용하는 BF SRS (1h-30)가 가능하다. 기지국이 설정한 상기 SRS 자원을 이용하여 단말은 SRS를 송신하고 기지국은 해당 SRS를 수신하여 단말과 기지국간에 필요한 최적의 송신빔을 단말에게 지시하고 기지국에게 최적화 된 수신빔을 찾을 수 있다. 또한, 상향 링크와 하향 링크 간에 채널의 가역성 (reciprocity)이나 빔 결정이 일치할 경우 (correspondence) 상기에서 언급한 NP CSI-RS (1h-10)와 BF CSI-RS (1h-20)를 이용하여 상향 링크 빔을 선택할 수 있다.

상향 링크에서의 precoding vector 그룹 혹은 빔 그룹은 다음의 두 가지 방법들을 통하여 정의되는 것이 가능하다.

첫 번째 방법은 계층적 PMI에 기반하는 빔 그룹 정의 방법이다. 일례로 하나의 code point를 지칭하는 PMI는 두 개 이상의 서브 PMI들로 구성될 수 있다. 만약 PMI가 두 개의 서브 PMI로 이루어져 있다고 가정하면 첫 번째 PMI는 특정 수의 precoding vector들을 포함하는 빔 그룹 인덱스 중 하나를 의미하고, 두 번째 PMI는 상기 빔 그룹에 포함되는 precoding vector의 인덱스 중 하나를 의미하도록 약속될 수 있다. 예를 들어 M개의 단말 송신안테나, O의 oversampling factor에 기반하는 B개의 DFT precoding vector v_k 들을 포함하는 빔 그룹 G_i 들로 구성되는 상향링크 코드북은 다음 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

[수학식 1]

여기서 A는 beam skipping factor로 빔 그룹 간 간격 (빔 단위) 를 의미한다. 본 예제에서 첫 번째 PMI i는 빔 그룹의 인덱스를 의미하며

의 payload를 가지는 두 번째 PMI에 의하여 단일 precoding vector가 지정되는 것이 가능하다.

두 번째 방법은 단일 구조의 PMI에 기반하는 빔/빔 그룹 정의 방법이다. 일례로 하나의 PMI는 상위계층 혹은 물리계층 시그날링에 따라 단일 빔을 가리키거나 혹은 빔 그룹을 가리키는 지시자로 이해되는 것이 가능하다. 예를 들어 M개의 단말 송신안테나, O의 oversampling factor에 기반하는 i번째 DFT precoding vector v_i 그리고 B개의 DFT precoding vector들을 포함하는 빔 그룹 G_i 들로 구성되는 상향링크 코드북은 다음 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.

[수학식 2]

본 예제에서 i번째 PMI는 상기 상위계층 혹은 물리계층 시그날링이 dynamic 빔포밍 혹은 wideband precoding을 지시하는 경우 v_i를 가리키는 것으로 이해될 수 있다. 반면 상기 상위계층 혹은 물리계층 시그날링이 semi-dynamic 빔포밍 혹은 subband precoding을 지시하는 경우 G_i를 가리키는 것으로 이해될 수 있다. 표 2는 본 예제에서 상위계층 시그날링에 의하여 dynamic 혹은 semi-dynamic beamforming 전송 또는 wideband 혹은 subband precoding이 지정되었을 때 TPMI 해석 방법의 일례를 나타낸다. 표 3는 본 예제에서 물리계층 시그날링에 의하여 dynamic 혹은 semi-dynamic beamforming 전송 또는 wideband 혹은 subband precoding이 지정되었을 때 TPMI 해석 방법의 일례를 나타낸다.

PMI value i	Precoder or precoder group
PMI value i	BeamformingScheme = 'Dynamic'	BeamformingScheme = 'Semi-dynamic'
0	v_o	G₀
1	v₁	G₁
2	v₂	G₂
...	...	...
0M-1	v_0M _-1	G_0M _-1

표 2 Exemplary PMI table for embodiment 1

PMI value i	Interpretation
PMI value i	Beamforming scheme	Precoder or precoder group
0	Dynamic	Precoder v_o
1	Dynamic	Precoder v₁
2	Dynamic	Precoder v₂
...	...	...
0M-1	Dynamic	Precoder v_0M _-1
0M	Semi-dynamic	Precoder group G₀
0M+1	Semi-dynamic	Precoder group G₁
0M+2	Semi-dynamic	Precoder group G₂
...	...	...
20M-1	Semi-dynamic	Precoder group G_0M _-1

표 3 Exemplary PMI table for embodiment 2 (2^nd example)

상기 수학식 1 및 수학식 2에서는 단말의 송신 안테나들이 1차원 안테나 배열로 이루어진 경우를 가정하여 1차원 DFT 벡터로 구성되는 코드북을 가정하였으나, 단말의 송신 안테나들이 2차원 안테나 배열로 이루어진 경우 다른 형태의 상향링크 코드북이 사용될 수 있다. 예를 들어 단말의 송신안테나 배열이 첫 번째 차원에 M₁개의 안테나 포트를, 두 번째 차원에 M₂개의 안테나 포트를 포함하고 있는 경우, 한 쌍의 인덱스 (m₁, m₂)를 통하여 수학식 3과 같은 precoding vector

그리고 빔 그룹

을 정의할 수 있다.

[수학식 3]

상기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에서는 단말의 송신 안테나들이 모두 동일한 polarization을 가지는 경우를 가정하였으나, 단말의 송신 안테나들이 dual-polarized 배열로 이루어진 경우 상기 상향링크 코드북 예제들은 이를 고려하여 변형되는 것이 가능하다. 일례로 단말의 송신 안테나가 각 polarization 별 M개 총 2M개의 안테나 포트들로 구성되는 1차원 배열인 경우 다음 수학식 4와 같은 rank 1 precoding vector v_i,k 및 빔 그룹 G_m 을 정의하는 것이 가능하다.

[수학식 4]

수학식 4에서 K는 co-phasing quantization level을 의미한다.

또 다른 예시로 단말의 송신 안테나가 각 polarization 별 M₁M₂개 총 2 M₁M₂개의 안테나 포트들로 구성되는 2차원 배열인 경우 다음 수학식 5와 같은 rank 1 precoding vector

를 정의하는 것이 가능하다. 여기서 M₁ 및 M₂는 각각 첫 번째 차원 그리고 두 번째 차원에 포함되는 polarization 별 단말 송신 안테나 포트 수 이다. 빔 그룹의 경우 수학식 5의

를 바탕으로 상기 수학식 3과 유사하게 구성되는 것이 가능하다.

[수학식 5]

상기 dynamic/semi-dynamic beamforming 혹은 wideband/subband precoding 시그날링 예시, 즉 표 2 및 표 3은 상기 코드북 예제들에 모두 쉽게 적용이 가능함이 자명하다.

상기 예제들에서 단일 방향을 가리키는 rank 1 codebook을 기반으로 설명하였으나 실제 구현 시 이에 국한되지 않고 두 개 이상의 방향을 가리키는 rank 2 이상의 codebook에 동일하게 적용이 가능하다.

상기 예제들은 UL DCI에 하나의 TPMI가 포함되는 경우를 가정한 것으로 이를 수신한 단말은 자신에게 할당된 전체 상향링크 대역에 하나의 빔 방향 또는 하나의 빔 그룹에 대한 상향링크 프리코딩을 적용하는 것이 가능하다.

도 1i는 상향링크 전송을 위한 자원할당 및 subband precoding 적용 예시를 도시하는 도면이다. 일례로 기지국은 subband precoding을 위하여 UL DCI에 다수의, 예를 들면 N_PMI개의 subband에 대한 프리코딩 정보를 포함하는 N_PMI개의 TPMI를 전송할 수 있을 것이다. 상기 N_PMI 값은 단말에게 할당되는 상향링크 자원(RB) 수 RA_RB 및 subband를 구성하는 RB 수 P_SUBBAND, 그리고 상향링크 자원 할당 방법에 의하여 결정된다. 도 1i의 i1-10과 같이 연속적인 (contiguous) RB들을 할당할 경우 그리고 802는 불연속적으로 (clustered) RB들을 할당하였을 때의 상향링크 자원을 도시하고 있다. 도 1i에서는 P_SUBBAND=4인 경우를 가정하였다. 도 1i에 의하면 1i-10과 같이 자원이 할당 되었을 때, 즉 하나의 클러스터로 구성된 자원이 할당된 경우, 필요한 subband 수는 RA_RB 및 P_SUBBAND 에 의거 수학식 6과 같이 계산이 가능하다. 여기서 클러스터라 함은 연속적으로 할당된 상향링크 RB들의 집합을 의미한다.

[수학식 6]

.

그러나 1i-20과 같이 하나 이상의 클러스터로 구성되는 자원이 할당된 경우 상기 수학식 6의 계산이 정확하지 않을 수 있으며 이 경우 수학식 7 또는 수학식 8의 방법을 기반으로 N_PMI를 계산할 수 있다. 수학식 7은 할당된 RB 중 가장 낮은 인덱스 RB_low와 가장 높은 인덱스 RB_high를 바탕으로 N_PMI를 계산하는 방법이다. 수학식 8은 각 cluster 별로 할당된 연속된 RB 수에 의거 N_PMI를 계산하는 방법이다. 수학식 8에서 RA_RB,n은 n 번째 클러스터에 할당된 연속된 RB 수 이며 N은 단말에게 할당된 클러스터의 개수이다.

[수학식 7]

[수학식 8]

만약 하나의 상향링크 PMI가 T개의 비트로 이루어진 경우, 본 예제에서 상향링크 subband precoding을 위하여 N_PMIT 비트의 TPMI payload 전송이 필요할 수 있다. 이는 수 개의 subband 및 수 비트의 코드북이 사용될 경우 TPMI 시그날링에 수십 비트 이상이 필요할 수 있음을 의미한다. 이는 UL DCI에 전송되기에는 너무 큰 부담이 될 수 있으며 UL DCI 부담을 줄이기 위한 새로운 UL subband precoding 수행 방법을 정의할 필요가 있다. 또한, 이 때, 상향 링크 전송에서 서브 밴드 프리코딩이 지원되는 환경을 정의 할 경우, 송신 및 수신 안테나 수가 적은 단말에게 UL DCI 커버리지를 향상 시킬 수 있으며, 송신 및 수신 안테나 수가 많은 단말에게는 서브 밴드 프리코딩을 지원하여 단말의 상향 링크 전송 성능 및 전체 시스템 성능을 향상 시킬 수 있다.

<실시예 1-1>

단말이 상향링크 서브 밴드 프리코딩에 적용되는 프리코딩을 확인하기 위하여 기지국으로부터 단말에게 사전에 RRC로 설정된 SRS 자원 중 하나 혹은 복수를 지시 받을 수 있다. 또한, 이러한 기지국이 단말에게 지시하는 SRS 자원의 수는 단말이 서브 밴드 프리코딩을 지원하는지 아닌지에 따라 달라질 수 있다. 도 1j는 복수 개의 단말들이 상향 링크 데이터를 전송하기 위해 사용하는 시간 및 주파수 자원을 도시한 것이다.

상기 도 1j에 도시한 바와 같이 단말의 채널 상황에 따라 상향 링크 전송 할당은 달라지게 된다. 특히, 상향 링크는 단말의 배터리 특성 및 하드웨어의 한계로 인하여 송신 전력이 제한되어 있다. 따라서, 하향 링크와 다른 자원 할당 특성의 고려가 필요하다. 도 1j의 1j-10에서 채널 상태가 좋은 단말은 넓은 주파수 대역과 짧은 시간을 이용하여 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이는, 단말과 기지국 간 채널 상태가 좋아 단말이 송신하는 파워 만으로도 충분히 데이터를 잘 전송할 수 있기 때문이다. 1j-20에서의 단말은 어느 정도 제한된 주파수 대역과 늘어난 시간을 이용하여 데이터를 전송한다. 이는, 1j-10에서의 단말보다 상대적으로 채널 상태가 좋지 않기 때문이다. 상향 링크에서는 도 1j에서 나타낸 바와 같이 전송 대역을 줄이고 전송 시간을 증가시킴으로써 주파수의 power spectral density를 높일 수 있다. 또한, 단말이 특정 시간 내에서는 송신 파워가 한정되어 있지만, 동일한 파워를 여러 번 반복하여 사용할 경우 실제로 단말 전송 데이터의 커버리지를 향상 시키는 효과를 갖는다. 또한, 단말과 기지국간 채널이 매우 좋지 않을 경우에는 1j-30에서 나타난 바와 같이 매우 좁은 대역에 오랜 시간동안 전송하도록 자원을 할당할 수 있다. 상기 도 1j에서 나타난 바와 같이 상향링크 전송의 특성은 단말마다 다르기 때문에 단말이 전송할 때에 필요한 프리코딩 관련 정보 또한 대역별로 달라질 수 있다. 따라서, 상기에서 언급한 바와 같이 단말이 전대역 프리코딩을 적용할 경우에는 하나의 SRS를 지시하고, 서브밴드 프리코딩을 지원할 때에는 서브밴드 수나 서브밴드의 집합인 bandwidth part 등의 수와 동일한 수의 SRS 자원을 지시함으로써 단말이 상향링크 전송을 하도록 지원할 수 있으며, 단말은 상기와 같이 지시된 SRS 자원을 통하여 단말이 전송할 때 사용하는 코드북이 몇 개의 안테나 포트 기반의 코드북을 사용하여야 하는지, 또한 해당 코드북의 코드북 부집합 제한 (codebook subset restriction)이 어떻게 설정되어 있는지 등을 확인할 수 있다.

또한, 상기 지시 시에 SRS 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 사전에 RRC 등의 상위 레이어를 통해 설정된 SRS 자원 중 일부를 활성화 하여, 활성화 된 자원들 중의 일부 만을 DCI를 통해 지시할 수 있다. 특히, 상위 주파수 대역일 경우 안테나 폼 팩터의 감소로 인하여 단말의 데이터 빔이 좁아지게 되며, 이에 따라 많은 수의 빔 지원 및 이에 따른 SRS 자원의 수 지원이 필요할 수 있다. 이 때, 이러한 SRS 자원들을 활성화 및 비활성화 할 수 있도록 함으로써 단말의 위치 및 최적 빔그룹 등에 맞는 자원의 최적화를 할 수 있다. 상기 SRS의 실제 전송은 하기와 같을 수 있다.

● SRS 자원 설정 및 트리거 방법 1: 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 설정된 자원의 일부를 활성화 하며, 활성화 된 자원 중의 일부를 트리거 하는 방법

● SRS 자원 설정 및 트리거 방법 2: 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 활성화에 따라 해당 CSI-RS 자원 전송을 비활성화 될 때까지 주기적으로 전송하는 방법.

SRS 자원 설정 및 트리거 방법 1은 복수 개의 비주기적 SRS 자원을 사전에 설정하고 설정된 자원의 일부를 활성화 하며, 활성화 된 자원 중의 일부를 트리거 하는 방법이다. 이러한 자원의 활성화를 위해 기지국은 MAC CE (Control Element) 신호를 이용하여 전달할 수 있다. 상기 활성화 신호를 전달 받은 단말은 해당 SRS 자원 전송을 위한 기지국의 DCI 트리거가 전달 될 때 해당 SRS 전송을 할 수 있다.

SRS 자원 설정 및 트리거 방법 2는 복수 개의 반영속적 SRS 자원을 사전에 설정하고 활성화에 따라 해당 SRS 자원 전송을 비활성화 될 때까지 주기적으로 전송하는 방법이다. 이러한 자원의 활성화를 위해 기지국은 MAC CE 신호를 이용하여 전달할 수 있다. 또한, 기지국은 MAC CE 신호를 통해 후보 자원을 활성화/비활성화 하고 실제 활성화는 MAC CE 신호를 통해 활성화 된 후보 자원 중 일부를 DCI를 통해 활성화 혹은 비활성화 하는 것도 가능하다. 도 1k는 상기에서 언급한 MAC CE를 통한 SRS 후보 자원 활성화 및 DCI를 통한 실제 활성화 동작을 도시한 도면이다.

이 때, 상기 SRS 전송에 필요한 SRS의 상세 정보가 설정 될 수 있다. SRS 전송 대역, 전송 주기 및 슬롯/서브프레임/미니 슬롯 오프셋이 설정될 수 있다. 또한, 안테나 포트 수나 Zadoff-Chu sequence 전송을 위한 cyclic shift 및 transmission comb 역시 각각의 SRS 그룹 별로 전송 될 수 있다.

이 때, 상기 설정된 복수 개의 SRS 안테나 포트 수는 모두 동일하거나 혹은 하나의 안테나 포트 수만을 설정하도록 할 수 있다. 상대적으로 많은 안테나 (예를 들어, 16 포트 혹은 32 포트)를 지원하는 기지국과 달리 단말은 해당 단말의 폼팩터 때문에 상대적으로 안테나 수가 적을 수 밖에 없다. 따라서, 해당 안테나 수를 달리 설정하여야 하는 필요가 적을 수 있으며 모든 SRS 자원의 안테나 포트 수를 동일하게 맞춤으로써 서브 밴드 프리코딩에서 지원하는 안테나 포트 수가 자원 마다 달라지는 복잡도를 줄이고 동일한 wideband TPMI를 사용하여 UL DCI 오버헤드를 감소시킬 수 있다.

<실시예 1-2>

또한, 상기에서 언급한 바와 같이 단말이 상향링크 전송 시에 채널의 가역성 이나 빔 결정이 일치할 경우 하향링크 데이터 전송을 위해 사용되는 CSI-RS를 참고하여 상향링크 데이터 전송을 지원할 수 있다. 이 때, 상기 CSI-RS는 하기 방법을 이용하여 단말에게 전달 될 수 있다.

● 상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 1: DCI를 통해 지시

● 상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 2: RRC 또는 MAC CE를 통해 지시

● 상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 3: 지시 된 SRS 자원을 통해 간접적으로 지시

상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 1은 DCI를 통해 지시하는 방법이다. 기지국이 단말에게 데이터 전송을 할당 하는 UL DCI에 CSI-RS 자원을 지시하는 필드를 둠으로써 단말이 CSI-RS를 통해 정확한 채널 정보를 파악하도록 할 수 있다. 이러한 CSI-RS 자원은 전대역 프리코딩 지원을 위해 하나의 CSI-RS 자원을 전달할 수도 있으며, 서브밴드 프리코딩을 지원하더라도 채널 파악을 위한 CSI-RS는 하나를 전달할 수 있다. 또한, 서브밴드 프리코딩 시에 복수개의 CSI-RS를 전달하는 것도 가능한 방법이다.

상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 2는 RRC 또는 MAC CE를 통해 지시하는 방법이다. 상기 지시 방법 1과 같이 동적으로 전달할 경우 해당 CSI-RS의 적응은 빠르고 유연하게 이루어 질 수 있지만, DCI 오버헤드가 커지게 된다. 따라서, 이를 최소화 하기 위하여 RRC 또는 MAC CE를 통해 단말당 하나 혹은 셀 당 하나의 CSI-RS 자원을 지시함으로써 상향 링크 전송을 도울 수 있다.

상향 링크 전송을 위한 CSI-RS 지시 방법 3은 지시 된 SRS 자원을 통해 간접적으로 지시하는 방법이다. 이 때, SRS 자원 별로 CSI-RS 자원을 RRC 혹은 MAC CE로 설정, 혹은 설정 된 자원을 활성화/비활성화 할 수 있다. 기본적인 활성화 및 비활성화 동작은 실시예 1-1에서 언급된 SRS 활성화/비활성화 동작과 유사하거나 동일할 수 있다. 따라서, 단말에게 상향 링크 데이터 전송을 위해 SRS 자원이 지시될 경우, 단말은 해당 SRS 자원에 사전에 설정된 혹은 사전에 활성화 된 CSI-RS 자원을 통해 채널 상태 정보를 파악하고 데이터 전송을 지원할 수 있다.

<실시예 1-3>

기지국이 단말이 서브밴드 프리코딩을 사용하는지 여부를 판단하기 위해 하기와 같은 방법을 이용하여 단말에게 지시할 수 있다.

● 서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 1: DCI를 통해 지시

● 서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 2: RRC 또는 MAC CE를 통해 지시

● 서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 3: 지시 된 SRS 자원의 안테나 포트 수를 통해 지시

● 서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 4: 단말에게 설정된 SRS 자원 수를 통해 지시

서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 1은 DCI를 통해 지시하는 방법이다. 기지국이 단말에게 상향링크 데이터 전송을 스케쥴링 할 때, 상기에서 언급한 바와 같이 TRI, wideband TPMI, 자원할당 등의 정보를 UL DCI로 전달 할 수 있다. 이에 더하여 1 bit를 이용하여 서브밴드 프리코딩 사용 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 0일 경우 전대역 프리코딩 사용을 지시하고 1일 경우 서브밴드 프리코딩을 사용하도록 하는 것이다. 단말이 상기 1 bit을 이용하여 서브밴드 프리코딩을 지시 받을 때에는 사전에 설정된 정보, 예를 들어, 동일 DCI 내의 subband TPMI 정보, 혹은 두번째 DCI의 subband TPMI 정보, 혹은 MAC CE를 통해 사전에 설정된 subband TPMI 정보, 혹은 RRC를 통해 사전에 설정된 subband TPMI 정보를 확인할 수 있다. 이 때, 단말이 MAC CE 혹은 RRC를 통해 subband TPMI를 전달 받을 경우 해당 subband TPMI 정보는 단말에게 지시 가능한 혹은 설정된 SRS 자원 별로 설정될 수 있으며, 단말은 해당 1 bit 정보 및 지시 된 SRS 자원을 통해 subband TPMI를 확인할 수 있다.

서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 2는 RRC 또는 MAC CE를 통해 지시하는 방법이다. 기지국이 단말에게 사전에 RRC 또는 MAC CE를 통해 서브밴드 프리코딩 사용 여부를 설정함으로써 단말은 해당 서브 밴드 프리코딩의 사용 여부를 확인할 수 있다. 이 경우, 기지국이 단말에게 전달하는 UL DCI의 정보량이 줄어들어 UL DCI의 커버리지를 확보할 수 있다는 장점이 있다.

서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 3은 지시 된 SRS 자원의 안테나 포트 수를 통해 지시하는 방법이다. 상기에서 언급한 바와 같이 상향 링크의 서브 밴드 프리코딩은 단말의 송신 안테나 수가 충분히 확보 될 때에 성능 향상이 크다. 따라서, 단말에게 지시된 SRS 자원의 안테나 포트 수가 적을 때에는 서브 밴드 프리코딩을 지원하지 않고, 안테나 포트 수가 특정 안테나 포트 수보다 많을 때에는 서브 밴드 프리코딩을 지원할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 지시된 SRS 포트 수가 2보다 크거나 4보다 클 경우에는 서브밴드 프리코딩을 사용하도록 할 수 있다. 또한, 모든 SRS 자원의 포트 수가 동일하게 설정되거나 하나의 값을 가질 때에 단말은 기지국의 UL DCI가 아닌 사전에 RRC 혹은 MAC CE를 통해 설정된 SRS 안테나 포트 수를 통해 상향 링크 서브 밴드 프리코딩 여부를 확인할 수 있다.

서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법 4는 단말에게 설정된 SRS 자원 수를 통해 지시하는 방법이다. 상기 도 1h에서 언급한 바와 같이 많은 수의 송신 안테나를 보유한 단말을 지원하는 방법은 하나 혹은 소수의 SRS 자원에서 많은 안테나 포트를 지원하는 것도 가능하지만, 적은 안테나 포트 수를 이용하여 많은 SRS 자원을 이용하는 것도 가능한 방법이다. 따라서, 자원의 수가 특정 수보다 많이 설정 되었을 경우에는 단말이 서브 밴드 프리코딩을 사용하도록 할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 SRS 자원이 2개 이상 설정되었을 경우 서브밴드 프리코딩을 사용하도록 할 수 있으며, 이는 3개 혹은 4개도 가능하다.

이에 더하여 상기 서브밴드 프리코딩 사용 지시 방법은 복수 개의 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 지시 방법 3과 4를 동시에 만족 할 때 (지시, 설정 된 SRS 자원의 안테나 포트 수가 일정 수보다 크고 설정된 SRS 자원의 수가 일정 수보다 클 때) 사용하도록 할 수 있다. 또한, 지시방법 1과 3을 동시에 만족 할 때 (사전에 RRC로 서브밴드 프리코딩을 사용하도록 설정되고, 지시, 설정 된 SRS 자원의 안테나 포트 수가 일정 수보다 클 때) 사용하는 것도 가능하다. 또 다른 일례로, 지시방법 1, 3, 4를 모두 만족할 때에 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 지시방법의 사용은 단말이 상향 링크 데이터 전송시에 CP-OFDM을 사용할 때에만 사용하는 것도 가능하다. DFT-S OFDM의 경우 해당 waveform의 특성상 서브밴드 프리코딩의 적용이 불가능하다. 따라서, DFT-S OFDM에서는 항상 전대역 프리코딩을 가정하고, CP-OFDM의 경우에만 서브밴드 프리코딩을 적용하도록 하는 것도 가능한 방법이다. 이러한 방법은 단말이 데이터를 전송하는 rank에 따라 달라질 수도 있다. 현재, NR에서 DFT-S OFDM은 오직 rank1 전송에서만 이용되기 때문에 rank1일 경우에는 전대역 프리코딩을 가정하고, CP-OFDM의 경우에만 서브밴드 프리코딩을 적용할 수 있다.

<실시예 1-4>

기지국이 단말에게 Subband TPMI를 지원할 경우, 하기의 방법을 이용하여 전달 할 수 있다.

● Subband TPMI 전달 방법 1: 지시되는 SRS 자원 수에 맞는 subband TPMI payload를 이용하여 전달

● Subband TPMI 전달 방법 2: 지시되는 SRS 자원 수에 맞는 subband TPMI payload를 이용하여 전달

Subband TPMI 전달 방법 1은 지시되는 SRS 자원 수에 맞는 subband TPMI payload를 이용하여 전달하는 방법이다. 이러한 subband TPMI의 크기는 단말에게 설정된 SRS 자원 중 가장 큰 안테나 포트 수를 갖는 SRS 자원에 연동 될 수 있다. 일반적으로 안테나 포트 수가 증가할수록 해당 안테나가 지원하는 빔 폭이 줄어들기 때문에 더 높은 SINR을 확보할 수 있지만, 상대적으로 많은 수의 TPMI를 필요로 한다. 따라서, 지시되는 SRS 자원에 따라 subband TPMI의 bit 수가 달라질 수 있으며, 이러한 방법은 최적의 DCI 오버헤드를 이용하여 DCI 커버리지 낭비를 최소활 수 있게 한다. 이러한 방법은 단말이 DCI 크기에 따른 블라인드 디코딩 수가 늘어날 수 있기 때문에, 첫번째 UL DCI를 통해 subband TPMI의 존재 여부를 확인한 후에 디코딩하는 두번째 DCI를 통한 subband TPMI 전송에 보다 더 적합할 수 있다.

Subband TPMI 전달 방법 2는 지시되는 SRS 자원 수에 맞는 subband TPMI payload를 이용하여 전달하는 방법이다. 단말이 DCI를 수신하기 위해서는 해당 DCI의 payload 크기를 사전에 알고 있어야 한다. 일반적으로 안테나 포트 수가 증가할수록 해당 안테나가 지원하는 빔 폭이 줄어들기 때문에 더 높은 SINR을 확보할 수 있지만, 상대적으로 많은 수의 TPMI를 필요로 한다. 따라서, 가장 높은 안테나 수를 갖는 SRS 자원을 기준으로 TPMI 비트를 맞출 경우 DCI 크기가 변하지 않고, 단말에게 추가적인 블라인드 디코딩 부담을 줄여줄 수 있다. 상기 실시예 1-1에서 언급하였듯이 모든 SRS 자원들이 하나 혹은 동일한 수의 안테나 포트를 가질 경우 해당 TPMI는 해당 안테나 포트에서 필요로 하는 subband TPMI 수에 맞춰 전달될 수 있다.

본 실시예 1-4에서 언급하는 subband TPMI는 DCI, 두번째 DCI, MAC CE, RRC, PDSCH 등을 통해 전달될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예들을 수행하기 위해 단말과 기지국의 송신부, 수신부, 처리부가 각각 도 1l과 도 1m에 도시되어 있다. 상기 제1-1실시예부터 제1-4실시예까지 제2타입 서비스와의 충돌 여부를 결정하고 이에 기반하여 제2신호를 처리하는 동작을 수행하기 위한 기지국과 단말의 송수신 방법이 나타나 있으며, 이를 수행하기 위해 기지국과 단말의 수신부, 처리부, 송신부가 각각 실시 예에 따라 동작하여야 한다.

구체적으로 도 1l은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 1l에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 단말기 수신부 (1l-10), 단말기 송신부 (1l-20), 단말기 처리부 (1l-30)를 포함할 수 있다. 단말기 수신부 (1l-10)와 단말이 송신부 (1l-20)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 단말기 처리부 (1l-30)로 출력하고, 단말기 처리부 (1l-30)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 단말기 처리부 (1l-30)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 단말 수신부 (1l-10)에서 기지국으로부터 제2신호 전송 타이밍 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 단말 처리부 (1l-30)는 제2신호 전송 타이밍을 해석하도록 제어할 수 있다. 이후, 단말 송신부 (1l-20)에서 상기 타이밍에서 제2신호를 송신한다.

도 1m은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 1m에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국은 기지국 수신부 (1m-10), 기지국 송신부 (1m-20), 기지국 처리부 (1m-30)를 포함할 수 있다. 기지국 수신부 (1m-10)와 기지국 송신부 (1m-20)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 기지국 처리부 (1m-30)로 출력하고, 단말기 처리부 (1l-30)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 기지국 처리부 (1m-30)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 기지국 처리부 (1m-30)는 제2신호 처리방법을 결정하고, 단말에게 전달할 상기 제2신호 정보를 생성하도록 제어할 수 있다. 이후, 기지국 송신부 (1m-20)에서 상기 제2신호 정보를 단말에게 전달하고, 기지국 수신부 (1m-10)는 상기 제2신호에 따라 초기전송 및 재전송의 combining을 수행한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기지국 처리부(1m-30)는 상기 상향링크 프리코딩을 위한 기준신호 처리 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 생성하도록 제어할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예 1-1와 실시예 1-2의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 FDD LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, TDD LTE 시스템, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

<제2 실시예>

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 2a은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB의 무선자원을 도시한 것이다.

상기 도 2a에 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 2a의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 RE (resource element)라 한다.

상기 도 2a에 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 2b의 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 2a에서 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 2a에서 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 4은 CSI-RS 설정을 구성하는 RRC 필드를 나타낸 것이다.

표 4 CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 지원하기 위한 RRC 설정

CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 보고를 하기 위한 설정은 표 2와 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 5 및 6는 현재 LTE에서 지원하는 Resource config과 Subframe config 설정을 위한 표이다.

	CSI Reference signal configuration	Number of CSI reference signals configured
		1 or 2		4		8
		(k', l')	n_s mod 2	(k', l')	n_s mod 2	(k', l')	n_s mod 2
fra me str uct ure ty pe 1 and 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
fra me str uct ure ty pe2 on ly	20	(11,1)	1	(11,1)	1	(11,1)	1
	21	(9,1)	1	(9,1)	1	(9,1)	1
	22	(7,1)	1	(7,1)	1	(7,1)	1
	23	(10,1)	1	(10,1)	1
	24	(8,1)	1	(8,1)	1
	25	(6,1)	1	(6,1)	1
	26	(5,1)	1
	27	(4,1)	1
	28	(3,1)	1
	29	(2,1)	1
	30	(1,1)	1
	31	(0,1)	1

표 5 Resource config 설정

CSI-RS Subframe config I_CSI _- _RS	CSI-RS periodicity T_CSI _- _RS (subframes)	CSI-RS subframe offset (subframes)
0 - 4	5	I_CSI _- _RS
5 - 14	10	I_CSI _- _RS -5
15 - 34	20	I_CSI _- _RS -15
35 - 74	40	I_CSI _- _RS -35
75 - 154	80	I_CSI _- _RS -75

표 6 Subframe config 설정

단말은 상기 표 5 및 6를 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 7는 full port mapping 상황에서 CSI-RS port 수에 따른 이용 가능한 이차원 안테나 배열 구조 리스트이다.

Number of aggregated CSI-RS ports	Number of aggregated CSI-RS ports per polarization	Available 2D antenna array geometry, (N₁, N₂) (1D configurations were omitted)				Impact on 2D RS and feedback design
18	9	(3,3)	-	-	-	Low
20	10	(2,5)	(5,2)	-	-	Med
22	11	-	-	-	-	-
24	12	(2,6)	(3,4)	(4,3)	(6,2)	High
26	13	-	-	-	-	-
28	14	(2,7)	(7,2)	-	-	Med
30	15	(3,5)	(5,3)	-	-	Med
32	16	(2,8)	(4,4)	(8,2)	-	High

표 7 Available 2D antenna array geometry according to the number of aggregated CSI-RS ports based on full port mapping

표 7 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 7의 (N1, N2)와 같다. 표 7은 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 2b에 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 2c의 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 언급한 바와 같이 5G를 위한 NR (New Radio) MIMO에서는 1024개 등의 많은 안테나 수 지원 및 30GHz 등의 고주파 대역을 지원한다. 이러한 밀리미터파를 이용한 무선 통신은 해당 대역의 특성상 높은 직진성과 높은 경로 손실을 나타내게 되며 이를 극복하기 위해서는 RF 및 안테나를 기반으로 한 아날로그 빔포밍과 디지털 프리코딩 기반의 디지털 빔포밍이 결합된 하이브리드 빔포밍을 필요로 한다. 도 2d는 이러한 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.

상기 도 2d에서 기지국과 단말은 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 위한 RF 체인 및 위상 천이기 (phase shifter)를 포함하고 있다. 송신측에서의 아날로그 빔포밍 방식은, 다수의 안테나들을 이용하여 각 안테나로부터 송신되는 신호를 위상 천이기를 통해서 각 안테나에서 전송되는 신호의 위상을 바꿈으로써 해당 신호를 특정한 방향으로 집중시키는 방법이다. 이를 위해서 다수의 요소 안테나(antenna element)들이 집합된 형태인 배열 안테나(array antenna)가 사용된다. 이러한 송신 빔포밍을 사용하면 신호의 전파 도달 거리를 증가시킬 수 있고, 해당 방향 이외의 다른 방향으로는 신호가 거의 전송되지 않기 때문에 다른 사용자에게 미치는 간섭이 매우 줄어들게 되는 장점이 있다. 마찬가지로, 수신 측에서도 수신 배열 안테나를 이용하여 수신 빔포밍을 수행할 수 있는데, 이 또한 전파의 수신을 특정 방향으로 집중시켜 해당 방향으로 들어오는 수신 신호 감도를 증가시키고 해당 방향 이외의 방향으로 들어오는 신호를 수신 신호에서 배제함으로써 간섭 신호를 차단할 수 있다.

한편, 전송 주파수가 높아질수록 전파의 파장은 짧아지므로, 일 예로, 반 파장 간격으로 안테나를 구성하는 경우, 동일한 면적 내에 더 많은 요소 안테나들로 배열 안테나를 구성할 수 있다. 따라서, 고주파수 대역에서 동작하는 통신 시스템은 낮은 주파수 대역에서 빔포밍 기술을 사용하는 것에 비해 상대적으로 더 높은 안테나 이득을 얻을 수 있으므로 빔포밍 기술을 적용하기에 유리하다.

이러한 빔포밍 기술에 있어서, 보다 높은 안테나 이득을 얻기 위하여 아날로그 빔포밍 기술 적용과 더불어 기존 다중 안테나 시스템에서의 높은 데이터 전송률 효과를 얻기 위해 사용하는 디지털 프리코딩(Precoding)을 접목한 하이브리드 빔포밍(Hybrid beamforming)이 사용된다. 이 경우, 아날로그 빔포밍을 통하여 빔을 형성하고 하나 이상의 아날로그 빔들을 형성하였을 때에 기저 대역에서 기존 다중 안테나에서 적용된 것과 유사한 디지털 프리코딩을 적용하여 전송함으로써 보다 신뢰도 높은 신호를 수신하거나 보다 높은 시스템 용량을 기대할 수 있다. 본 발명에서는 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 해당 기지국 및 단말의 빔 전환 능력에 따라 빔의 품질을 측정하고 해당 정보를 보고 및 이용하는 방법을 제안한다.

상기 빔포밍을 적용함에 있어 가장 중요한 것은 해당 기지국 및 단말에게 최적화 된 빔 방향을 선택하는 것이다. 최적화 된 빔 방향을 선택하기 위하여 기지국과 단말은 복수개의 시간 및 주파수 자원을 이용하여 빔 스위핑 (beam sweeping)을 지원할 수 있다. 도 2e는 시간 자원에서의 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.

도 2e에서 단말 혹은 기지국은 해당 단말 혹은 기지국의 빔 선택을 위하여 시간 자원에 다른 빔을 이용하여 기준 신호를 전송한다. 이 때, 이러한 기준 신호를 수신한 기지국 혹은 단말은 해당 기준 신호의 CSI, RSRP (Reference Signals Received Power), RSRQ (Reference Signals Received Quality) 등을 기반으로 하여 해당 기준 신호의 품질을 측정하고 해당 결과에 따라 한 개 혹은 복수개의 송신 혹은 수신 빔을 선택할 수 있다. 상기 도 2e에서는 다른 시간 자원을 통하여 다른 빔을 기반으로 한 기준 신호를 전송하는 것을 도시하였지만, 이는 주파수 및 코드 자원 등에도 동일하게 적용될 수 있다. 이러한, 빔 스위핑을 위한 자원 할당에는 빔 스위핑에 소요되는 시간 역시 고려되어야 한다. 도 2e에서 도면 (a)의 경우 6개의 빔을 스위핑 하기 위하여 6개의 연속된 심볼에 빔을 할당하였으며 이에 따라 6TS의 시간이 소요되게 된다 (하나의 심볼 길이가 TS라 가정할 경우). 하지만, 도면 (b)의 경우 동일한 빔을 스위핑 하기 위하여 11TS의 시간이 소요되게 되며, 이에 따라 빔 선택에 필요한 시간이 길어져 효율성이 떨어질 수도 있다.

이러한 아날로그, 디지털, 하이브리드 빔포밍을 위하여 빔 스위핑을 함에 있어 해당 빔포밍의 특성, 단말 및 기지국의 빔 전환 능력이 모두 고려되어야 한다. 아날로그 빔의 경우 하드웨어 기반의 위상 천이기의 특성이 고려 되어야 한다. 아날로그 빔의 경우 하드웨어 기반의 위상 천이기를 사용하기 때문에 주파수 대역에서 다른 아날로그 빔을 전송할 수 없다. 따라서, 빔 스위핑을 위해서는 다른 시간 자원이 고려되어야 한다. 이에 더하여 다른 시간 자원에 다른 빔 측정을 지원하기 위하여 OFDM 심볼의 구조 역시 고려되어야 한다. 도 2f은 OFDM 심볼의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 2f에서 OFDM 심볼은 OFDM 심볼간 간섭을 방지하기 위한 CP (Cyclic Prefix) 부분과 데이터 및 기준 신호가 전송되는 부분으로 나뉘어 진다. 실제 기준신호는 데이터 및 기준 신호 구간에서 전송되어야 하며, 이에 따라 기지국 혹은 단말의 위상 천이기의 위상 천이 동작이 해당 OFDM 심볼의 CP 길이 내에서 이루어져야 한다. 하지만, 이러한 단말 위상 천이기의 위상 천이 동작 지원은 단말에 구현된 위상 천이기의 구조 등에 따라 단말 별로 다를 수 있으며, 이에 따라 심볼별로 연속된 심볼에서의 빔 스위핑 동작 지원 가능 여부 역시 단말 별로 다를 수 있다. 또한, 이러한 단말의 위상 천이 전환 능력에 더하여 기지국 및 단말이 지원하는 numerology에 따른 OFDM 심볼 구조 역시 함께 고려되어야 한다. 표 4는 subcarrier spacing에 따른 CP 길이를 나타낸 것이다.

Subcarrier spacing (kHz)	CP length (us)	Subcarrier spacing (kHz)	CP length (us)
15	4.7	120	585
30	2.35	240	293
60	1.17	480	146

표 8 Subcarrier spacing에 따른 OFDM 심볼의 CP 길이

상기 표에서 나타난 바와 같이, subcarrier spacing이 증가할 경우 이에 반비례하여 CP 길이가 줄어들게 된다. 따라서, 단말 및 기지국이 RF 회로의 위상 천이를 통하여 빔을 전환할 수 있는 시간이 줄어들게 된다. 예를 들어, 단말의 빔 전환이 400 ns 내에 가능하다고 할 경우 표 3에서 검정색으로 표기된 15, 30, 60, 120 kHz는 연속된 심볼을 통한 빔 전환이 가능하지만, 240, 480 kHz는 연속된 심볼을 이용하여 빔 전환을 하는 것이 불가능하다. 본 발명은 단말 및 기지국의 빔 전환 능력에 따라 다른 빔을 선택하여 할당하거나 측정함으로써 단말 및 기지국이 해당 단말 및 기지국의 빔 전환 능력에 따라 빔 스위핑을 진행할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에서 해당 자원은 시간 자원 (OFDM 심볼)을 기준으로 설명하지만, 해당 자원은 주파수, 코드 분할 자원 등을 함께 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 단말의 위상 천이기가 필요로 하는 시간에 따른 빔 전환 능력만을 포함하였지만, 디지털 프리코딩, 하이브리드 빔포밍을 위한 빔 전환 능력, 복수개의 패널을 고려한 빔 전환 능력 등 다양한 빔 전환 능력이 함께 고려될 수 있다. 이에 더불어, 하기에서는 연속된 자원에서의 빔 전환 능력으로 예시하지만, 해당 자원이 꼭 연속되어야 할 필요는 없으며, 해당 시간 주기나 주파수 혹은 코드 분할 자원 간의 차이가 단말이 전환능력으로 처리하기 불가능 한 모든 경우를 포함할 수 있다.

빔 스위핑을 위한 기준 신호를 전송하는 송신기가 수신기의 빔 전환 능력에 대한 정보가 없을 때나 할당된 자원에서의 빔 전환을 지원하는 단말과 지원하지 않는 단말이 혼재되어 있을 때 등에 적용 가능한 방법으로, 해당 수신기가 측정 가능한 범위내에서 기준 신호를 측정하고, 측정하지 못한 빔의 경우 이 후 전송시기 혹은 자원에서 측정하도록 할 수 있다. 도 2g은 이러한 제 1 실시예에 따른 단말 및 기지국의 동작을 나타낸 도면이다.

수신기는 도 2e의 (a)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당 받았다고 가정한다. 이 때, 단말의 빔전환 능력이 할당된 자원에서의 빔 전환을 지원하지 못할 수 있다. 모든 단말이 해당 조건을 공유 할 경우 기지국은 단말에게 도 2e의 (b)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당 할 수 있지만, 특정 단말은 도 2e의 (a)와 같은 기준 신호 하에서도 빔 스위핑이 가능할 경우 도 2e의 (a)와 같은 연속된 자원을 기반으로 한 기준 신호 할당은 빔 스위핑에 필요한 시간 등의 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하기 때문에 유익하다. 하지만, 특정 단말의 경우 할당된 자원에서 측정이 불가능하기 때문에 해당 기준 신호 할당을 기반으로 하여 모든 빔을 측정하기 위한 방법이 필요하다. 도 2g에서는 해당 단말이 빔 전환을 위해 보호구간으로 하나의 OFDM 심볼이 가능함을 가정하여 도시하였다. 해당 도 2g에서 단말은 주어진 OFDM 심볼 1/2/3/4/5/6을 모두 측정할 수 없으므로, 할당 된 기준 신호를 선별하여 측정하여야 한다. 따라서, 첫번째 측정 주기에서는 할당 된 기준 신호 중 도 2g의 1/3/5번 심볼의 기준 신호를 측정하여 빔 품질을 측정 및 결정한다. 해당 기준 신호가 시간 자원에서 주기적으로 전송 될 때 단말은 두번째 측정시기에서 이미 측정된 도 2g의 1/3/5번 심볼을 제외하고 측정 되지 않은 2/4/6번 심볼의 기준 신호를 측정하여 빔 품질을 측정 및 결정 할 수 있다. 따라서, 이러한 빔 스위핑을 여러 번의 시기로 나누어 시행함으로써 해당 단말 및 기지국의 빔 전환 능력에 맞는 빔 스위핑을 진행할 수 있다. 상기에서는 빔 전환에 하나의 OFDM 심볼이 필요한 것으로 도시하였으나 이러한 전환에 필요한 자원의 양은 달라질 수 있으며, 자원 역시 주파수 및 코드 자원 등이 고려될 수 있다.

하지만, 상기 동작은 해당 기지국이 단말에게 해당 기준 신호의 수신이 되지 않더라도 다음 수신 시에 측정할 수 있는 주기적이나 혹은 반영속적 (semi-persistent)으로 할당 하였을 때에만 가능한 동작이며, 주기적 혹은 반영속적으로 할당 되었다고 하더라도 특정 시점의 기준 신호 전송과 이전 시점의 기준 신호 전송이 동일하게 가정되지 않는 측정 제한 (measurement restriction)이 설정되거나 가정될 경우에는 이러한 이후 수신 동작을 할 수가 없다. 도 2h는 이러한 동일한 특성을 갖는 기준 신호가 전송되지 않는 경우를 나타낸 것이다.

도 2h에 나타낸 것과 같이 하나의 빔을 수신하지 못할 경우 해당 빔을 이후에 재수신하는 것은 불가능할 수 있으며, 이에 따라 기지국에게 해당 빔을 제대로 수신하지 못했음을 알릴 필요가 있다. 더욱이, 해당 빔의 품질이 낮은 것과 수신하지 못한 것은 다르기 때문에 품질이 낮은 경우에는 해당 빔을 실제 데이터 전송에 사용하지 않으면 되지만, 수신하지 못한 경우에는 해당 빔이 최적의 빔일 수 있으며 이에 따라, 단말이 해당 기준 신호 전송에서 수신 및 채널 상태 정보 생성이 불가능 했음을 기지국에게 알리는 신호가 필요하다. 이러한 기지국에게 채널 상태 정보 생성이 불가능 함을 알리는 동작은 하기와 같은 방법을 통해 가능하다.

- 기준 신호 수신 및 채널 정보 생성 불가능 지시 방법 1: 직접적인 DCI 신호를 통해 전달

- 기준 신호 수신 및 채널 정보 생성 불가능 지시 방법 2: 채널 상태 보고에 약속 된 특정 비트를 전송하여 전달

- 기준 신호 수신 및 채널 정보 생성 불가능 지시 방법 3: 측정되지 않은 채널 상태 보고 정보를 전달하지 않음으로 써 전달

첫번째 방법은 직접적인 DCI 신호를 통해 전달하는 방법이다. 예를 들어, 단말이 기지국에게 채널 상태 정보가 전달되는 상향 링크 제어신호 (LTE의 경우 PUCCH format 2, 2a, 3, 4 등)에 1 bit 신호를 따로 두어 기지국에게 기준 신호를 정확히 수신하지 못했거나 채널 상태 정보가 정확히 생성되지 못했음을 알리는 것이다. 또한, 복수 개의 채널 상태 정보 보고 가정 (예를 들어, LTE의 CSI process)이나 복수 개의 셀 (예를 들어, LTE의 carrier aggregation) 등을 위하여 복수 개의 비트를 사용할 수 있다. 이러한 복수 개의 비트는 표준에 채널 상태 정보 보고 ID, 측정 설정 ID, 셀 ID 등의 순서에 따라 정렬 될 수 있다. 예를 들어, MSB는 낮은 ID를 갖는 측정의 수신 여부를 알리고 LSB는 높은 수의 ID를 갖는 측정의 수신 여부를 알리는 것이다. 또 다른 일례로, 단말은 RSRP, RSRQ, CQI 등을 통해 최적의 채널 상태를 갖는 CSI-RS 자원을 확인할 수 있으며 CRI (CSI-RS resource indicator)의 형태로 전달 할 수 있다. 이 때, CRI를 보고 하기 위하여 복수 개의 자원이 설정 되어야 하며, 이 중 특정 자원들이 측정 되지 못하거나 채널 상태 정보가 제대로 생성되지 못 할 수 있다. 따라서, 해당 CRI 별로 CRI를 위해 설정된 CSI-RS 자원들 중 어떠한 자원이 제대로 측정되지 못했는지를 단말이 기지국에게 알리는 것이다. 이 때, 설정 된 CSI-RS 자원들 중 측정되지 못한 자원은 하기와 같이 처리 될 수 있다.

- CRI 보고를 위한 측정 불가 CSI-RS 자원 처리 방법 1: CRI 선택 시에 해당 CSI-RS 자원에 가장 최근에 생성된 채널 상태 보고 혹은 RSRP, RSRQ 등을 기반으로 하여 선택

- CRI 보고를 위한 측정 불가 CSI-RS 자원 처리 방법 2: 측정되지 못하거나 채널 상태 정보가 생성되지 못한 자원은 CRI 선택 시에 포함하지 않고 채널 상태 정보가 생성된 자원들을 기반으로 하여 선택

CRI 보고를 위한 측정 불가 CSI-RS 자원 처리 방법 1은 CRI 선택 시에 해당 CSI-RS 자원에 가장 최근에 생성된 채널 상태 보고 혹은 RSRP, RSRQ 등을 기반으로 하여 선택하는 방법이다. 해당 CSI-RS 자원이 측정 되지 못하였더라도 해당 자원의 가장 최근의 측정 결과를 참고로 할 경우 대략적인 선택이 가능하며, 이를 통해 더 정확한 CRI 선택이 가능할 수 있다. 이러한 경우는 비주기적 CSI-RS 전송이라 할 지라도 해당 자원에서는 동일한 혹은 유사한 특성을 갖는 프리코딩이 전달 될 경우 더욱 유리하다.

CRI 보고를 위한 측정 불가 CSI-RS 자원 처리 방법 2는 측정되지 못하거나 채널 상태 정보가 생성되지 못한 자원은 CRI 선택 시에 포함하지 않고 채널 상태 정보가 생성된 자원들을 기반으로 하여 선택하는 방법이다. 해당 CSI-RS 자원이 측정되지 못한 경우 해당 CSI-RS 자원에 적용된 프리코딩은 이전 전송에서의 프리코딩과 완전히 다른 특성을 지닐 수 있으며, 이 경우 해당 자원의 이전 정보를 포함하게 되면 CRI 선택에 오류가 생길 수 있다. 따라서, 이러한 오류를 방지하기 위해 배제할 수 있다.

또한, 상기 CRI 선택에 필요한 CSI-RS 자원에 더하여 단말이 채널 상태 정보 보고시에 CSI-RS 자원 중 일부 포트를 선택하여 기지국에게 채널 상태 정보를 보고할 경우 측정에 실패하거나 채널 상태 정보 생성에 실패한 CSI-RS port를 나타내는 것도 가능하다.

이러한 CSI-RS 측정 불가 자원 처리 방법을 알리는 지시자는 기지국이 RRC 혹은 MAC CE 설정 등을 통해 단말에게 보고하도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, 2GHz나 4GHz 등의 낮은 대역에서는 이러한 문제의 발생 여지가 적으며 따라서 상기의 보고의 효용성이 낮을 수 있다. 따라서, 이러한 보고의 설정을 켜고 끌 수 있게 함으로써 기지국의 필요에 따라 상기 보고를 하도록 설정하게 할 수 있다. 또한, 기지국이 사용하고 있는 주파수 대역에 따라 상기 보고가 이루어지거나 이루어지지 않는 것을 간접적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 해당 단말이 접속하고 있는 주파수가 6GHz 이하(혹은 미만)일 경우에는 해당 지시자를 보고하지 않고, 6GHz 초과(혹은 이상)일 경우에는 해당 지시자를 보고하는 것이다. 이에 더하여, 해당 시스템의 동기 신호가 복수개의 동기 신호 전송 혹은 빔 전송을 지원할 경우에도 해당 지시자를 보고하는 것을 간접적으로 설정하도록 할 수도 있다.

상기에서 언급한 CRI 보고를 위한 측정 불가 CSI-RS 자원 처리 방법 1에 사용되는 지시자는 측정 실패 지시자(Measurement failure indicator), RF 실패 지시자 (RF failure indicator), 빔 측정 실패 지시자 (Beam measurement failure indicator), 유효 채널 상태 정보 지시자 (Valid CSI indicator), 유효 CSI-RS 자원 지시자 (Valid CSI-RS resource indicator), 유효 CSI-RS 포트 지시자 (Valid CSI-RS port indicator) 등 다양한 이름으로 표현될 수 있다.

두번째 방법은 채널 상태 보고에 약속 된 특정 비트를 전송하여 전달하는 것이다. 단말은 기지국에게 CRI, RI (Rank indicator), PMI (Precoder matrix indicator), CQI (Channel quality indicator) 등의 정보를 채널 상태 정보를 통해 전달하게 된다. 이 때, 상기 채널 상태 정보 들의 일부 혹은 전체를 특정 비트로 고정하여 전달함으로써 기지국에게 해당 셀, 측정 설정, 채널 상태 보고 설정, 기준 신호 설정 등의 기준 신호 측정 및 채널 상태 보고 생성이 정확히 이루어지지 않았음을 알릴 수 있다. 예를 들어, CRI, RI 정보의 경우 해당 비트가 많지 않으며 송신을 위해 자원을 많이 소모하지만, PMI나 CQI의 경우 상대적으로 적은 자원을 소모하고 많은 비트를 사용하기 때문에 해당 값 중 하나를 이용하여 보고하도록 할 수 있다. 예를 들어, PMI가 0 일 때나, CQI가 0 일 때 혹은 PMI 및 CQI가 모두 0일 때에는 해당 기준 신호의 측정 혹은 채널 상태 보고의 생성이 실패했다고 지시하는 것이다. 이를 통해, 추가적인 UCI 오버헤드를 사용하지 않고 해당 측정 실패 및 채널 상태 보고의 생성 실패를 지시할 수 있다.

세번째 방법은 채널 상태 측정에 실패하거나 보고 생성에 실패한 기준 신호 자원, 셀, CSI process, 측정 설정, 채널 상태 보고 설정 등에 대하여 채널 상태 보고를 진행하지 않는 방법이다. 단말이 빔 측정 시에 우선적으로 먼저 전송된 기준 신호를 측정하고 나중에 전송된 기준 신호를 측정하는 동작이 자연스러운 동작이며, 이에 따라 기지국은 단말이 보고한 채널 상태 보고 수와 사전에 설정 혹은 전송된 기준 신호 측정 순서 혹은 기준 신호 측정 우선 순위에 따라 단말이 측정했을 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 보고된 수를 통해 단말이 측정하지 못한 기준 신호 혹은 채널 상태 정보를 생성하지 못한 기준 신호를 간접적으로 확인할 수 있다. 또한, 상기 동작을 위해 기준 신호 측정 우선 순위가 설정 될 수 있다. 예를 들어, 동일한 시점에 다른 빔을 필요로 하는 기준 신호가 설정 될 경우 우선 순위를 갖는 하나의 기준 신호를 측정하도록 할 수 있다. 이러한 우선 순위의 설정 방법은 하기와 같은 방법이 가능하다.

- 기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 1: 표준에 사전에 설정된 우선 순위를 통해 판단

- 기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 2: 기지국이 설정을 통해 전달한 우선 순위를 통해 판단

- 기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 3: 전송된 시간을 통해 우선 순위를 통해 판단

기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 1은 표준에 사전에 설정된 우선 순위를 통해 판단하는 방법이다. 예를 들어, 표준에 단말에게 설정된 셀 ID, CSI-RS ID, 혹은 CSI-RS 형태 (Type I, Type II, non-precoded, beamformed) 등을 통하여 간접적으로 단말이 해당 기준 신호의 측정 우선 순위를 파악하여 측정 및 채널 상태 정보를 생성하고 이를 채널 상태 보고에 활용할 수 있다.

기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 2는 기지국이 RRC 설정을 통해 전달한 우선 순위를 통해 판단하는 방법이다. 간접적인 우선 순위 설정은 시그널링 오버헤드를 줄여줄 수는 있지만 설정 자유도를 제한한다. 따라서, 이러한 우선 순위를 RRC 혹은 MAC CE 등을 통해 설정하도록 함으로써 우선 순위를 설정할 수 있다.

기준 신호 측정 우선 순위 설정 방법 3은 전송된 시간을 통해 우선 순위를 통해 판단하는 방법이다. 상기에 언급한 바와 같이 단말은 먼저 전송된 기준 신호를 측정하고 있게 되며, 이 때, 이후에 전송된 기준 신호를 측정하지 못하거나 채널 상태 정보를 생성하지 못할 수 있다. 따라서, 기준 신호가 전송된 시간 n에서 이후 k 슬롯 (혹은 서브프레임이나 미니 슬롯) 이내에 전송 된 기준 신호는 측정 우선 순위가 떨어지는 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 이러한 k는 단말이 기지국에게 UE capability로 전달 할 수 있으며, 기지국은 이러한 UE capability가 실제 k로 가정하거나 혹은 이보다 큰 값을 갖는 정수로 단말에게 설정하도록 허용될 수 있다.

상기 실시예에서는 송신기와 수신기가 각각 기지국 및 단말인 상황을 가정하여 설명하였으나, 상향 링크의 경우 송신기와 수신기가 각각 단말 및 기지국 일 수 있다. 또한, 사이드 링크를 고려할 경우 해당 송신기 및 수신기가 모두 단말인 것도 가능하다.

도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 2j 에서 단말 혹은 기지국은 빔 스위핑을 위해서 사용되는 전체 기준 신호 풀에서 해당 단말 혹은 기지국의 빔 전환 능력이 해당 기준 신호 할당을 지원할 수 있는 지를 판단한다. 이 때, 이러한 판단을 위해서 OFDM 심볼 구조 및 CP 길이, subcarrier spacing, 단말 혹은 기지국이 위상 천이기를 통하여 지원할 수 있는 빔 전환 시간, 프리코딩 지원 가능 단위 등이 고려될 수 있다. 해당 단계에서 단말 혹은 기지국이 해당 기준 신호 풀을 지원 가능할 경우 이후 단계에서 단말 혹은 기지국은 전체 기준 신호 풀을 이용하여 빔 스위핑을 진행하고, 해당 기준 신호 풀을 지원 가능하지 않을 경우 이후 단계에서 단말 혹은 기지국은 전체 기준 신호 풀 중 해당 단말 혹은 기지국이 측정 가능한 신호 만을 측정하거나 기준 신호로 할당하여 해당 빔 스위핑 동작을 지원하게 된다.

도 2k은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 2k을 참조하면 단말은 2k-10 단계에서 빔 스위핑을 위한 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등) 구성에 대한 설정 정보를 수신한다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 기준 신호에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 다수 개의 기준 신호를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config, codebook subset restriction 관련 정보, 보고 관련 정보, CSI-process index, 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이후에, 단말은 2k-20 단계에서 적어도 하나 이상의 기준 신호 위치를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 구성한다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode 등이 설정될 수 있다. 단말은 2k-40단계에서 해당 정보를 기반으로 기준 신호를 수신하면 이를 기반으로 하여 기지국 안테나와 단말의 수신안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말은 1040단계에서, 상기 추정한 채널 혹은 신호 수신 품질을 기반으로, 수신한 피드백 설정을 이용하여 피드백 정보 (rank, PMI 및 CQI 혹은 RSRP, RSRQ 등)를 생성한다. 이후 단말은 2k-50 단계에서 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.

도 2l은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 2l을 참조하면 기지국은 2l-10 단계에서, 빔 스위핑을 위한 기준 신호(CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등) 에 대한 설정 정보를 단말로 전송한다. 상기 설정 정보는 각 기준 신호에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 기준 신호를 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 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후에, 기지국은 2l-20 단계에서 적어도 하나 이상의 기준신호를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 전송한다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode 등이 설정될 수 있다. 이후에 기지국은 구성된 기준신호를 단말로 전송한다. 단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI, RSRP, RSRQ 등을 생성하여 기지국으로 전송한다. 이에 따라 기지국은 2l-30 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용한다.

도 2m은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 2m을 참조하면, 단말은 통신부(2m-10)와 제어부(2m-20)를 포함한다. 통신부(2m-10)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2m-10)는 제어부(2m-20)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 제어부(2m-20)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(2m-20)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(2m-20)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(2m-10)를 제어한다. 이를 위해 제어부(2m-20)는 채널 추정부(2m-30)를 포함할 수 있다. 채널 추정부(2m-30)는 기지국으로부터 수신되는 기준 신호 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 판단하고, 상기 피드백 정보에 기초하여 수신된 기준신호를 사용하여 채널을 추정한다. 또한, 기지국이 전송한 DCI를 기반으로 하여 본 발명의 실시예에서 설명한 해당 PDSCH 전송에 해당 하는 PRG의 크기 및 rank, DMRS 포트에 프리코더를 적용한 기준신호 매핑을 적용하여 PDSCH를 복호한다. 도 2m에서는 단말이 통신부(2m-10)와 제어부(2m-20)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(2m-30)가 제어부(2m-20)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2m-20)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2m-10)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2m-20)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2m-10)를 제어할 수 있다.

또한 제어부(2m-20)는 상기 통신부(2m-10)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(2m-20)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 통신부(2m-10)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(2m-20)는 기지국으로부터 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등)를 수신하고, 상기 수신한 기준 신호에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(2m-20)는, 상기 기지국의 정보에 따라 프리코딩 매트릭스(precoding matrix), 빔 인덱스, 안테나 포트, 자원 인덱스 등을 선택할 수 있다.

도 2n은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 2n을 참조하면, 기지국은 제어부(2n-10)와 통신부(2n-20)를 포함한다. 제어부(2n-10)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(2n-10)는 단말의 채널 추정을 위한 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등) 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(2n-10)는 자원 할당부(2n-30)를 더 포함할 수 있다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다. 통신부(2n-20)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2n-20)는 제어부(2n-10)의 제어하에 할당된 자원을 통해 기준 신호를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다. 상기에서는 자원 할당부(2n-30)가 제어부(2n-10)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2n-10)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(2n-20)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(2n-10)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(2n-20)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2n-10)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(2n-20)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(2n-10)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 기준 신호를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 기준 신호 정보에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(2n-10)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(2n-10)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 기준 신호에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다.

<제3 실시예>

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 3a는 기존 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 3a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들(3a-05, 3a-10. 3a-15, 3a-20)과 MME(Mobility Management Entity, 3a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 3a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말, 3a-35)은 기지국(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20) 및 S-GW(3a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국들(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(3a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(3a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(3a-25) 및 S-GW(3a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국들(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국들(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)로 전달할 패킷을 처리한다.

하나의 기지국은 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들을 송출하고 수신할 수 있다. 예를 들어 기지국(3a-05)으로부터 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어와 순방향 중심 주파수가 f2인 캐리어가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(3a-35)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말의 전송 속도를 높일 수 있다. 상기와 같이 하나의 기지국이 송출하고 수신하는 순방향 캐리어와 역방향 캐리어들을 집적하는 것을 기지국 내 캐리어 집적(carrier aggregation, CA)이라고 한다. 전통적인 의미로 하나의 기지국이 송출하는 하나의 순방향 캐리어와 상기 기지국이 수신하는 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.

이하 본 명세서에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서에서는 특히 캐리어 집적을 '다수의 서빙 셀이 설정된다'는 것으로 표현할 것이며, 서빙 셀에 관하여 프라이머리 서빙 셀(Primary Serving Cell, 이하 PCell)과 세컨더리 서빙 셀(Secondary Serving Cell, 이하 SCell), 혹은 활성화된 서빙 셀 등의 용어를 사용할 것이다. PCell과 SCell은 단말에 설정되는 서빙 셀의 종류를 나타내는 용어이다. PCell과 SCell 사이에는 몇 가지 차이점이 있는데, 예를 들어 PCell은 항상 활성화 상태를 유지하지만, SCell은 기지국의 지시에 따라 활성화 상태와 비활성화 상태를 반복한다. 단말의 이동성은 PCell을 중심으로 제어되며, SCell은 데이터 송수신을 위한 부가적인 서빙 셀로 이해할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에서의 PCell과 SCell은 LTE 규격 36.331이나 36.321 등에서 정의된 PCell과 SCell을 의미한다. 상기 용어들은 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되는 그대로의 의미를 가진다. 본 발명에서는 캐리어, 컴포넌트(component) 캐리어, 서빙 셀 등의 용어가 혼용된다.

통상적인 기지국 내 CA에서 단말은 PCell의 물리 업링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, 이하 PUCCH)를 통해, PCell에 대한 하이브리드 자동 반복 요구(Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 HARQ) 피드백과 채널 상태 정보(Channel State Information, 이하 CSI) 뿐만 아니라 SCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI도 전송한다. 이는 상향 링크 동시 전송이 불가능한 단말에 대해서도 CA 동작을 적용하기 위해서이다. LTE Rel-13 eCA(enhanced CA)에서는 PUCCH를 가지는 추가적인 SCell을 정의하고 32개까지의 캐리어를 집적할 수 있도록 하였다. 상기 PUCCH SCell은 MCG(Mast Cell Group)에 속하는 서빙 셀로 한정된다. 상기 MCG란 PCell을 제어하는 기지국(Master eNB, MeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미하며, SCG란 PCell을 제어하는 기지국이 아닌 기지국, 다시 말해서 SCell(Secondary Cell)들만을 제어하는 기지국(Secondary eNB, SeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미한다. 특정 서빙 셀이 MCG에 속하는지 SCG에 속하는지는 해당 서빙 셀을 설정하는 과정에서 기지국이 단말에게 알려준다. 또한, 각각의 SCell들이 PCell 그룹에 속하는지 혹은 PUCCH SCell 그룹에 속하는지 기지국이 단말에게 알려준다

도 3b는 기존 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 3b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 eNB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 3b-05, 3b-40), RLC(Radio Link Control 3b-10, 3b-35), MAC(Medium Access Control 3b-15, 3b-30)으로 이루어진다. PDCP(3b-05, 3b-40)는 IP header 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- header 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(3b-10, 3b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

MAC(3b-15, 3b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

물리 계층(3b-20, 3b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC(Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.

도 3c는 기존 LTE 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 최소 단위인 1 subframe 및 1 RB(Resourced Block)의 무선자원을 이용하여 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 나타내는 도면이다.

도 3c에 도시된 무선자원은 시간축 상에서 한 개의 서브 프레임(subframe)으로 이루어지며 주파수축 상에서 한 개의 RB로 이루어진다. 이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어지며 시간영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 3c의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 RE(resource element)라 한다.

도 3c에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell Specific Reference Signal, 셀 특정 기준 신호): 한 개의 cell에 속한 모든 단말을 위하여 전송되는 기준신호

2. DMRS (Demodulation Reference Signal, 복조 기준 신호): 특정 단말을 위하여 전송되는 기준신호이며 PDSCH에 실린 정보를 복원하기 위한 채널추정을 수행하는데 이용됨. 한 개의 DMRS port는 이와 연결된 PDSCH layer와 동일한 precoding이 적용되어 전송된다. PDSCH의 특정 layer를 수신하고자 하는 단말은 해당 layer와 연결된 DMRS port를 수신하여 채널 추정을 수행한 후 이를 이용하여 해당 layer에 실린 정보를 복원함.

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel, 물리 하향 공용 채널): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 도 3c의 data 영역에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송됨

4. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal, 채널 상태 정보 기준 신호): 한 개의 cell에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호이며, 채널상태를 측정하는데 이용됨. 한 개의 cell에는 복수개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

5. ZP-CSI-RS (Zero Power CSI-RS): CSI-RS가 전송되는 위치에서 실제 신호가 전송되지 않는 것.

6. IMR (Interference Measurement Resource): CSI-RS가 전송되는 위치에 해당하며 도 3c에서 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J 중 하나 또는 복수를 IMR로 설정할 수 있음. 단말은 IMR로 설정된 RE들에서 수신되는 모든 신호를 간섭이라고 가정하고 간섭측정을 수행함.

7. 기타 제어채널 (PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel)): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ(Hybrid automatic repeat request)를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송

상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 서로 다른 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭없이 수신될 수 있도록 zero power CSI-RS을 설정할 수 있다. 상기 zero power CSI-RS(muting)는 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 zero power CSI-RS(muting)는 또 다른 용어로 muting이라고 불리기도 한다. zero power CSI-RS(muting)의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.

도 3c에서 CSI-RS는 이를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, 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. 안테나포트 수가 2개일 경우 상기 도 3c에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트 수가 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.

LTE-A 시스템에서 기지국은 상위 레이어 시그날링을 통하여 CSI-RS 설정 정보(CSI-RS configuration)를 단말에 통보할 수 있다. 상기 CSI-RS configuration은 CSI-RS 설정 정보의 index, CSI-RS가 포함하는 port 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS 자원 설정 정보 (CSI-RS resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다.

두 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 시간 축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나포트의 신호가 전송되며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분하여 CDM(code division multiplexing) 된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두 개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 나머지 두 개의 안테나포트에 대한 신호가 전송된다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다. 8개 보다 많은 12개와 16개의 CSI-RS를 전송하는 경우에는 기존의 4, 8개의 CSI-RS가 전송되는 위치를 RRC 설정으로 결합하여 12개와 16개의 CSI-RS를 전송한다. 다시 말해, 12개의 CSI-RS가 전송되는 경우에는 4포트 CSI-RS 전송위치 3개를 묶어 하나의 12포트 CSI-RS로 전송하고, 16개의 CSI-RS가 전송되는 경우에는 8포트 CSI-RS 전송 위치 2개를 묶어 하나의 16포트 CSI-RS로 전송하는 것이다. 또한, 12와 16포트 CSI-RS 전송이 기존의 8포트 이하의 CSI-RS 전송과 비교하여 추가로 다른 점 하나는 크기가 4인 CDM을 지원하는 점이다. 기존 8포트 이하의 CSI-RS는 CDM2를 지원하여 2개의 시간 심볼에 CSI-RS 2포트를 겹쳐서 전송함으로써 8 포트 기준으로 최대 6dB까지의 파워 부스팅을 지원하여 CSI-RS 전송에 전체 파워를 사용할 수 있다. 하지만, 12포트나 16포트 CSI-RS의 경우에는 CDM2와 6dB의 조합으로는 CSI-RS 전송에 전체 파워를 사용할 수 없기 때문에 이러한 경우를 위하여 CDM4를 지원하여 전체 파워를 사용할 수 있도록 돕고 있다.

도 3d는 기존 LTE 시스템에서의 주기적인 CSI-RS 설정 및 동작을 설명하는 도면이다.

도 3d를 참조하면, 기지국은 단말들에게 RRC 메시지를 통해 주기적인 CSI-RS를 설정한다(3d-05). 상기 CSI-RS 설정은 CSI-RS 설정 정보의 index, CSI-RS가 포함하는 안테나 port 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS 자원 설정 정보 (CSI-RS resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다. 기존 LTE 단말의 경우 비주기적 CSI-RS 전송을 지원하지 않기 때문에, 기지국은 항상 주기적 CSI-RS를 전송하여 단말에게 채널 상태 정보를 보고하도록 하여야 한다.

하기 표 9는 CSI-RS 설정을 구성하는 RRC 필드를 나타낸 것이다.

표 9 CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 지원하기 위한 RRC 설정

CSI-RS process는 CoMP(Coordinated MultiPoint)를 지원하기 위한 기지국이 여러 개 존재할 경우 각 기지국의 채널 정보를 서빙 셀에게 전달하기 위해 필요하며, 현재는 최대 4개까지 지원한다. CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 보고를 하기 위한 설정은 표 9과 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(3d-15) 및 오프셋(3d-10)을 설정한다.

기지국은 설정된 Subframe config에 맞춰서 CSI-RS(3d-20)를 해당 자원을 통해 전달하고, 단말은 주기적으로 전송되는 CSI-RS를 수신한다. 또한, 단말은 기지국으로부터 설정된 CSI-RS 보고 조건에 따라 측정한 CSI-RS의 값을 보고한다. 상기 보고 방법으로는 주기적 혹은 비주기적 보고 방법이 사용될 수 있다.

상기의 과정은 기지국이 RRC reconfiguration을 통해 설정값을 변경하게 될때까지 지속된다(3d-25).

[실시예 3-1]

도 3e는 본 발명에서 고려하는 다중 전송 CSI-RS와 비주기적인 CSI-RS 설정 및 활성화/비활성화 동작을 설명하는 도면이다.

다중 전송 CSI-RS(이하 Multi-shot CSI-RS)의 경우, 기지국은 단말들에게 RRC 메시지를 통해 주기적인 CSI-RS를 설정한다(3e-05). 상기 CSI-RS 설정은 기존 CSI-RS 설정 정보의 index, CSI-RS가 포함하는 안테나 port 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS 자원 설정 정보 (CSI-RS resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 CSI-RS 설정이 Multi-shot CSI-RS을 위한 것임을 나타내는 지시자가 포함될 수 있다. 이후 기지국은 MAC 제어 신호(Control Element, 이하 CE)를 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 표시한다(3e-15). 상기 도 3c에서 설명했듯이, CSI-RS는 이를 전송하는 안테나들 수에 따라 1~8개의 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 활성화 자원을 지시받게 되면 X ms (예를 들어 8 ms, 3e-15) 이후에 CSI-RS 활성화 동작(CSI-RS 수신)을 수행한다(3e-20). 그러므로 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다. RRC를 통해 설정된 주기 정보에 따라 CSI-RS를 수신하고, 측정한 후, 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고한다. 상기 보고 방법에는 주기적 혹은 비주기적 보고가 가능하다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3e-35), 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms, 3e-40)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다. 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

한편, 비주기적 CSI-RS(이하 Aperiodic CSI-RS)의 경우, 기지국은 단말들에게 RRC 메시지를 통해 비주기적인 CSI-RS를 설정한다(3e-45). 상기 CSI-RS 설정은 기존의 subframe config 정보를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 상기 CSI-RS 설정이 비주기적 CSI-RS을 위한 것임을 나타내는 지시자가 포함될 수 있다. 이후 기지국은 MAC CE를 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 표시한다(3e-50). 상기 도 3c에서 설명했듯이, CSI-RS는 이를 전송하는 안테나들 수에 따라 1~8개의 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 활성화 자원을 지시받게 되면 X ms (예를 들어 8 ms, 3e-55) 이후에 CSI-RS 활성화 동작(CSI-RS 수신)을 수행한다(3e-60). 그러므로 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms (3e-65) 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다. 상기 동작이 기존의 CSI-RS 수신 동작과 차별되는 점은 기지국으로부터의 CSI-RS 전송이 비주기적으로 DCI가 전송되는 서브프레임에서 같이 전송된다는 점이다(3e-60). 단말은 DCI를 수신하고, 같은 서브프레임에서 전송되는 CSI-RS를 수신 및 측정한 후, 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고한다. 상기 보고 방법에는 비주기적 보고가 가능하다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3e-60), 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms, 3e-70)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다. 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

또한, 상기의 RRC 메시지를 통한 CSI-RS 설정에는 서로 다른 설정을 구별하기 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.

1. 기존의 CSI-RS config IE에 Multi-shot CSI-RS 및 Aperiodic CSI-RS를 지시하는 식별 정보를 포함하는 방법. 만약, Aperiodic CSI-RS가 지시된다면 상기 CSI-RS config IE에 설정된 subframe config 정보는 사용되지 않는다.

2. 기존의 CSI-RS config IE에 Multi-shot CSI-RS를 지시하는 식별 정보를 포함하고, 추가로 Aperiodic CSI-RS를 위한 새로운 Aperiodic CSI-RS config IE를 도입하는 방법. 상기 Aperiodic CSI-RS config IE에는 subframe config 정보는 포함되지 않는다.

3. 기존의 CSI-RS config IE외에 추가로 새로운 New CSI-RS config IE를 도입하는 방법. 상기 New CSI-RS config IE에는 Multi-shot CSI-RS와 Aperiodic CSI-RS config IE를 구분하는 식별자가 포함되며, 만약, Aperiodic CSI-RS가 지시된다면 상기 CSI-RS config IE에 설정된 subframe config 정보는 사용되지 않는다.

만약, 단말에 한 개 혹은 그 이상의 aperiodic/multi-shot CSI-RS 자원이 설정된다면, 기지국은 CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 지시하기 위해 새롭게 정의되는 MAC CE를 사용할 수 있다. 이를 통해 보다 빠르고 적응적으로 CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 결정할 수 있다. 또한, 설정된 aperiodic/multi-shot CSI-RS 자원은 초기 설정과 핸드오버 이후에는 비활성화된 상태로 초기화될 수 있다. 본 발명에서는 MAC CE의 신호 구조에 따라 두 가지 설계 방법을 제안한다. MAC CE 설계 제 1 방법은 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 모든 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령을 포함하는 것이고, MAC CE 설계 제 2 방법은 하나의 MAC CE가 해당 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령만을 포함하도록 하는 것이다.

도 3f는 본 발명에서 제안하는, CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 지시하는 MAC 제어 신호 제 1 방법을 나타내는 도면이다.

앞서 설명했듯이, MAC CE 설계 제 1 방법은 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 모든 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령을 포함하는 것으로써, 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀의 개수에 따라 2가지 모델로 구분할 수 있다. 상기에서 제 1 모델은 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀(ServCellIndex 에서 높은 인덱스를 가지는 서빙 셀)의 개수가 8 이하인 경우이며, 이를 지시하기 위해 1 바이트의 field(Ci, 3f-05)가 사용된다. 상기에서 제 2 모델은 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀(ServCellIndex 에서 높은 인덱스를 가지는 서빙 셀)의 개수가 8 보다 큰 경우이며, 이를 지시하기 위해 4 바이트의 fields(Ci, 3f-25)가 사용된다. 이는 최대 32개의 서빙 셀을 지원하기 위함이다. 상기의 설계에서는 CSI-RS resource가 설정된, 혹은 CSI process가 설정된 서빙 셀의 인덱스를 기준으로 포맷을 결정하는 것이 큰 특징이다.

또한, 서빙 셀의 각 CSI 프로세스 별로 어떤 CSI-RS 자원이 활성화 및 비활성화 되는지를 지시하는 fields(Ri, 3f-10, 3f-15, 3f-30, 3f-30, 3f-35, 3f-40)가 사용된다. 상기의 CSI-RS resource 명령은 activate된 서빙 셀들에 대해서만 지시되는 것을 특징으로 하며, 3f-45와 같이 1 바이트의 fields(Ri)로 구성된다.

CSI-RS의 활성화 및 비활성화를 위한 MAC CE는 아래와 같이 정의될 수 있다.

- Ci: this field indicates the presence of Activation/Deactivation CSI-RS command(s) for the serving cell with ServCellIndex i. The Ci field set to "1" indicates that Activation/Deactivation CSI-RS command(s) for the serving cell with ServCellIndex i are included. The Ci field set to "0" indicates that no Activation/Deactivation CSI-RS command for the serving cell with ServCellIndex i is included. The number of Activation/Deactivation CSI-RS command for a serving cell is same as the number of configured CSI-RS processes for the serving cell;

- Ri: this field indicates the activation/deactivation status of the CSI-RS resource associated with CSI-RS-ConfigNZPId i for the CSI-RS process.

상기에서 Ri는 CSI-RS-ConfigNZPId와 대응된다. 즉, 같은 CSI 프로세스에서 같은 주파수로 할당된 전송 전력이 0이 아닌 CSI-RS 자원을 의미한다.

도 3g는 본 발명에서 제안하는, CSI-RS 자원의 활성화 및 비활성화를 지시하는 MAC 제어 신호 제 2 방법을 나타내는 도면이다.

MAC CE 설계 제 2 방법은 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 서빙 셀 specific으로 정의되며, 해당 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령만을 포함하도록 하는 것이다. 상기의 설계에서는 CSI-RS 활성화 및 비활성화를 위한 MAC CE가 수신된 서빙 셀에 대한 명령만이 포함되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 MAC CE 설계 제 2 방법은 서빙 셀 specific으로 설정되므로, 서빙 셀의 인덱스를 지시할 필요가 없고 단지 서빙 셀의 CSI 프로세스 별로 어떤 CSI-RS 자원이 활성화 및 비활성화 되는지를 지시하는 fields(Ri, 3g-05, 3g-10)가 사용된다. 상기의 CSI-RS resource 명령은 activate된 서빙 셀들에 대해서만 지시되는 것을 특징으로 하며, 3f-15와 같이 1 바이트의 fields(Ri)로 구성된다.

상기의 MAC CE 설계 제 2 방법은 다중 셀에서 MAC CE가 전송될 수 있다면 구조가 간단하기 때문에 장점을 가질 수 있다. 하지만 다중 셀에서 MAC CE가 전송될 수 없다면 상기의 MAC CE 설계 제 1 방법이 유효한 방법이다.

도 3h는 본 발명이 적용되는 multi-shot CSI-RS 모드에서의 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.

단말(3h-01)은 기지국(3h-03)으로부터 시스템 정보를 수신하고(3h-05), RRC 연결을 수행한다(3h-10). 이후 상기 단말은 상기 기지국으로부터 CSI-RS resource 설정을 위한 RRC 메시지를 수신한다. 상기 CSI-RS 설정은 기존 CSI-RS 설정 정보의 index, CSI-RS가 포함하는 안테나 port 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS 자원 설정 정보 (CSI-RS resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 CSI-RS 설정이 Multi-shot CSI-RS을 위한 것임을 나타내는 지시자가 포함될 수 있고, 상기의 RRC 메시지를 통한 CSI-RS 설정에는 서로 다른 설정을 구별하기 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.

이후 기지국은 MAC CE를 통해 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 표시한다(3h-20). 상기 도 3c에서 설명했듯이, CSI-RS는 이를 전송하는 안테나들 수에 따라 1~8개의 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 활성화 자원을 지시받게 되면 X ms (예를 들어 8 ms) 이후에 CSI-RS 활성화 동작(CSI-RS 수신)을 수행한다(3e-25). 즉, 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달하고, 설정된 안테나 포트 및 서브프레임 설정 등의 CSI-RS 설정을 준비하고, 간섭 측정을 위한 준비, 측정된 CSI-RS를 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고할 준비를 한다. 상기 보고 방법에는 주기적 혹은 비주기적 보고가 가능하다. 3h-35 단계에서 단말은 미리 설정된 주기에 따라 기지국으로부터 CSI-RS를 수신한다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3h-35), 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다. 또한, 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다(3h-40). 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

도 3i는 본 발명이 적용되는 aperiodic CSI-RS 모드에서의 전체 동작을 설명하기 위한 도면이다.

단말(3i-01)은 기지국(3i-03)으로부터 시스템 정보를 수신하고(3i-05), RRC 연결을 수행한다(3i-10). 이후 상기 단말은 상기 기지국으로부터 CSI-RS resource 설정을 위한 RRC 메시지를 수신한다. 상기 CSI-RS 설정은 기존의 subframe config 정보를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 상기 CSI-RS 설정이 비주기적 CSI-RS을 위한 것임을 나타내는 지시자가 포함될 수 있다. 또한, 상기 CSI-RS 설정이 Aperiodic CSI-RS을 위한 것임을 나타내는 지시자가 포함될 수 있고, 상기의 RRC 메시지를 통한 CSI-RS 설정에는 서로 다른 설정을 구별하기 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.

이후 기지국은 MAC CE를 통해 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 표시한다(3i-20). 상기 도 3c에서 설명했듯이, CSI-RS는 이를 전송하는 안테나들 수에 따라 1~8개의 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 활성화 자원을 지시받게 되면 X ms (예를 들어 8 ms) 이후에 CSI-RS 활성화 동작(CSI-RS 수신)을 수행한다(3e-25). 즉, 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달하고, DCI를 수신하는 서브프레임에서의 CSI-RS 수신을 모니터링하며, 간섭 측정을 위한 준비, 측정된 CSI-RS를 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고할 준비를 한다. 상기 보고 방법에는 비주기적 보고가 가능하다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3i-35), 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다. 또한, 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다(3i-40). 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

도 3j는 본 발명에서 제안하는 MAC CE를 사용한 CSI-RS 활성화 및 비활성화의 전체 단말 동작을 나타내는 도면이다.

RRC 연결 상태의 단말은 기지국으로부터 CSI-RS configuration을 수신한다(3j-05). 상기의 CSI-RS configuration의 종류에 따라 기지국은 CSI-RS resource 및 전송 동작을 다르게 하기 때문에 단말의 동작도 달라진다. 또한, 설정된 aperiodic/multi-shot CSI-RS 자원은 초기 설정과 핸드오버 이후에는 비활성화된 상태로 초기화될 수 있다. 상기의 RRC 메시지를 통한 CSI-RS 설정에는 서로 다른 설정을 구별하기 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.

3j-10 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 CSI-RS 설정 정보를 분석해서 어떤 타입인지 판단한다. Type 1은 기존의 주기적인 CSI-RS 수신 동작이며, 상기의 CSI-RS config 방법에 따른 식별 방법을 바탕으로 이를 판별 할 수 있다.

만약 3j-10 단계에서 단말이 기지국으로부터 수신한 CSI-RS 설정 정보를 분석해서 Type 2 동작이 결정된다면 단말은 도 3h에서의 동작을 수행한다. 즉, multi-shot CSI-RS 모드에서의 동작을 수행한다. 즉, MAC CE를 통해 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 수신한다(3j-20). 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달하고(3j-25), 설정된 안테나 포트 및 서브프레임 설정 등의 CSI-RS 설정을 준비하고, 간섭 측정을 위한 준비, 측정된 CSI-RS를 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고할 준비를 한다(3j-30). 3h-35 단계에서 단말은 미리 설정된 주기에 따라 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 측정값을 기지국에 보고한다. 상기 보고 방법에는 주기적 혹은 비주기적 보고가 가능하다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3h-40), 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다(3h-45). 또한, 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다(3h-50). 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

만약 3j-10 단계에서 단말이 기지국으로부터 수신한 CSI-RS 설정 정보를 분석해서 Type 3 동작이 결정된다면 단말은 도 3i에서의 동작을 수행한다. 즉, aperiodic CSI-RS 모드에서의 동작을 수행한다. 즉, 단말은 MAC CE 수신을 통해 설정된 CSI-RS resource 중 어떤 자원이 실제로 활성화 되는 지를 확인한다(3j-55). 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 활성화 자원을 지시받게 되면 X ms (예를 들어 8 ms) 이후에 CSI-RS 활성화 동작(CSI-RS 수신)을 수행한다. 즉, 단말은 해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 X ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달하고(3j-60), 간섭 측정을 위한 준비, 측정된 CSI-RS를 기지국으로부터 정해진 CSI-RS 보고 방법에 따라 CSI-RS 측정값을 보고할 준비를 하고(3j-65), DCI를 수신하는 서브프레임에서의 CSI-RS 수신을 모니터링한다(3j-70). 상기 보고 방법에는 비주기적 보고가 가능하다. 이후 단말은 MAC CE를 통해 CSI-RS 비활성화를 수신하며(3j-75), 상기 MAC은 MAC CE를 수신한 시점 정보(MAC CE 수신시의 subframe number)를 물리 계층에 전달한다(3j-80),. 또한, 이를 수신한지 Y ms (예를 들어 8 ms)가 지난 후에 CSI-RS 수신 및 CSI-RS 보고를 비활성한다(3j-85). 만약 Y ms동안 CSI-RS가 수신된다면 상기 정보는 유효하다.

도 3k는 본 발명에서 제안하는 MAC CE를 사용한 CSI-RS 활성화 및 비활성화의 동작에서 카운터를 사용하는 방법을 나타내는 도면이다.

상기의 도 3j에서의 단말 전체 동작을 수행하는 것의 또 다른 실시예로써, sCellDeactivationTimer 같은 타이머를 도입했을 때의 동작을 구체화할 수 있다. RRC 연결 상태의 단말은 기지국으로부터 CSI-RS configuration을 수신한다(3k-05). 상기의 CSI-RS configuration의 종류에 따라 기지국은 CSI-RS resource 및 전송 동작을 다르게 하기 때문에 단말의 동작도 달라진다. 3k-10 단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 CSI-RS 설정 정보를 분석해서 어떤 타입인지 판단한다. Type 1은 기존의 주기적인 CSI-RS 수신 동작이며(3k-15), 상기의 CSI-RS config 방법에 따른 식별 방법을 바탕으로 이를 판별 할 수 있다. 만약 CSI-RS 설정 정보를 통해 Type 2 혹은 3의 동작이 확인된다면 단말은 MAC CE를 수신함으로써 활성화되는 CSI-RS 자원을 확인할 수 있다(3k-20). 상기의 시점, 즉 MAC CE를 수신하면 단말은 CSIRSDeactivationTimer를 시작한다. 즉, CSIRSDeactivationTimer는 CSI-RS resource가 설정된 혹은 CSI process가 설정된 셀 별로 구동되고 (혹은 CSI process 별로 구동되고), 시작/재시작은 해당 resource를 활성화하는 MAC CE가 수신되는 시점에 하고, 타이머가 만료되면 해당 resource를 deactivate 한다(3k-35). 또한, CSI-RS resource 별로 타이머를 관리할 수도 있다.

[실시예 3-2]

도 3ka는 상기 실시예 1에 의한 aperiodic CSI-RS 및 multi-shot CSI-RS 전송 procedure를 도시하는 도면이다. 먼저 기지국은 RRC 시그날링을 통하여 K 개의 CSI-RS를 설정할 수 있다 (3ka-05). 이때 상기 K개의 CSI-RS는 LTE의 경우 CSI process 별로 혹은 new radio (NR) access network (혹은 5G network)일 경우 CSI resource setting 별로 설정될 수 있다. 이후 단말은 상기 K개의 CSI-RS resource 중 N≤K개의 CSI-RS resource에 대한 activation/deactivation 설정을 판단한다. 만약 상기 설정된 K가 4보다 작거나 같을 경우 단말은 상기 K개의 CSI-RS resource들이 항상 activation 된 것으로 간주한다 (3ka-10). 즉 이 경우 N=K임을 의미한다. 반면 K가 4보다 큰 경우 기지국은 상기 실시예 3-1에 의거 MAC CE를 통하여 K개 중 N=4개의 CSI-RS resource에 대한 activation/deactivation을 시그날링 한다 (3ka-15). 이후 RRC로 설정된 CSI-RS IE에 SubframeConfig 정보가 있을 경우 기지국 및 단말은 이를 multi-shot CSI-RS로 약속하여 상기 N개의 CSI-RS resource에 대한 CSI-RS 송신/수신을 수행한다 (3ka-20). 반면 RRC로 설정된 CSI-RS IE에 SubframeConfig 정보가 없을 경우 기지국 및 단말은 이를 aperiodic CSI-RS로 약속한다. 기지국은 상기 MAC CE로 설정된 N개의 CSI-RS resource 중 비 주기 전송되는 하나의 CSI-RS resource를 DCI를 통하여 단말에게 공지할 수 있다 (3ka-25). 이때 상기 '단일 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정'은 하나의 DCI code point는 다수개의 CSI-RS resource를 가리킬 수 있으나 이때 각 CSI-RS resource는 개별적인 CSI reporting에 연결되기 때문에 하나의 aperiodic CSI reporting 당 하나의 aperiodic CSI-RS transmission만이 수행될 수 있음을 의미한다. 이후 기지국 및 단말은 선택된 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 송신/수신을 수행한다 (3ka-30).

NR에서 상기 CSI-RS 및 reporting은 도 3kaa의 예제와 같이 설정되는 것이 가능하다. LTE의 경우 하나 이상의 CSI process가 설정되고 각 CSI process에 적어도 하나 이상의 CSI-RS resource 설정 정보와 CSI reporting 정보가 포함되어 단말은 이를 바탕으로 CSI 생성 및 보고를 수행한다. 반면 NR의 경우 단말은 N개의 Resource setting (3ka-1-05, 3ka-1-10)을 통하여 적어도 하나의 CSI-RS resource들에 대한 정보를 확인하고, M개의 CSI reporting setting(3ka-1-15, 3ka-1-20)을 통하여 적어도 하나 이상의 CSI reporting에 대한 설정 정보들을 확인할 수 있다. 이때 하나의 Resource setting(3ka-1-40)은 적어도 하나의 CSI-RS resource(3ka-1-50)으로 구성되는 적어도 하나의 CSI-RS resource set(3ka-1-45)를 포함할 수 있다. 또한 단말은 measurement setting(3ka-1-25)을 통하여 하나의 resource setting과 하나의 reporting setting 간 관계를 제공하는 L개의 link(3ka-1-30, 3ka-1-35)에 대한 정보를 확인할 수 있다. 상기 aperiodic CSI-RS 전송을 위한 주파수/시간 자원을 지칭하기 위하여 상기 Resource setting에 관련된 지시자를 사용하거나 혹은 상기 measurement setting의 link에 관련된 지시자를 사용하는 것이 가능하다. 따라서 아래의 설명에서 'CSI-RS resource를 선택/지시' 하는 것은 'resource setting 인덱스'를 선택 혹은 지시 하거나 또는 'link 인덱스'를 선택 혹은 지시하는 것으로 표현되는 것이 가능하다.

실시예 3-2에서는 상기 실시예 3-1에서의 단일 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정을 다중 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정으로 확장하기 위한 방법들을 제공한다. 다중 CSI-RS resource에 대한 비 주기적 전송/측정을 지원하기 위해서는 상기 비 주기 전송되는 다수의 CSI-RS resource에 대한 지정이 필요하며, 만약 이를 위한 L1 시그날링 capability(혹은 DCI payload)가 충분하지 못할 경우 이를 경감시키기 위한 방법들이 필요하다. 이후의 설명에서 aperiodic CSI-RS 이외 multi-shot CSI-RS에 대한 부분은 설명의 편의를 위하여 생략하도록 한다.

첫 번째 방법은 MAC CE 시그날링을 통하여 상기 같은 전송 타이밍 혹은 같은 L1 시그날링 타이밍을 가지는 (예를 들어 같은 slot 내에서 전송되거나 혹은 같은 DCI에 의하여 전송이 지정되는) 다수의 비 주기 CSI-RS resource들로 구성되는 subgroup을 설정하는 것이다. 상기 CSI-RS resource subgroup은 resource subgroup, link subgroup 등 상황에 따라 다양하게 표현되는 것이 가능하다. 첫 번째 방법의 상세 procedure는 다음과 같다. 먼저 기지국은 RRC 시그날링을 통하여 K 개의 CSI-RS를 설정할 수 있다 (3kb-05). 만약 K가 특정 상수보다 큰 경우 기지국은 MAC CE를 통하여 K개 중 N개의 CSI-RS resource subgroup에 대한 activation/deactivation을 시그날링 한다 (3kb-10). 이때 각 CSI-RS resource subgroup은 상기 RRC로 설정된 K개의 CSI-RS resource 중 적어도 하나 이상의 CSI-RS resource를 포함한다. 이후 기지국은 상기 MAC CE로 설정된 N개의 CSI-RS resource subgroup 중 비 주기 전송되는 하나의 CSI-RS resource subgroup을 DCI를 통하여 단말에게 공지할 수 있다 (3kb-15). 이때 상기 '단일 CSI-RS resource subgroup에 대한 비 주기적 전송/측정'에서 하나의 DCI code point는 다수개의 CSI-RS resource를 포함하는 다수개의 CSI-RS resource subgroup들을 가리킬 수 있으나 이때 각 CSI-RS resource subgroup들은 개별적인 CSI reporting에 연결된다. 이후 기지국 및 단말은 선택된 CSI-RS resource subgourp에 포함되는 CSI-RS resource들 대한 비 주기적 송신/수신을 수행한다 (3kb-20).

상기 첫 번째 방법에서 MAC CE를 통한 CSI-RS resource subgroup 설정은 다음과 같은 option들을 통하여 수행되는 것이 가능하다. Option 1a는 subgroup 개수만큼의 2차원 비트맵을 가지는 것이다. 예를 들면 비트맵의 첫 번째 차원은 상기 실시예 1에서와 같이 RRC 설정되는 K개 CSI-RS resource에 대한 선택을 의미하며 비트맵의 두 번째 차원은 상기 MAC CE로 activation/deactivation 되는 N개 CSI-RS resource subgroup에 대한 선택을 의미할 수 있다. Option 1b는 비트맵 그룹 혹은 알파벳 시퀀스를 통하여 CSI-RS resource subgroup을 지정하는 방법이다. 예를 들어 K=8개의 CSI-RS resource가 RRC로 설정되었다고 하였을 때 N=3개의 resource subgroup을 알파벳 A, B, C를 통하여 설정할 수 있다고 가정하자. 이 경우 단말은 [A A B B C 0 0 0]과 같은 MAC CE 설정을 통하여 첫 번째와 두 번째 resource는 subgroup A에, 세 번째와 네 번째 resource는 subgroup B에, 다섯 번째 resource는 subgroup C에 그리고 여섯 번째, 일곱 번째, 여덟 번째 resource는 activation 되지 않았음을 인식할 수 있다.

도 3kba는 상기 첫 번째 방법에서 MACE CE를 통한 CSI-RS resource subgroup의 활성화 및 비활성화를 위한 한 가지 시그날링 상세 예시를 도시하는 도면이다. 본 방법은 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 모든 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령을 포함하는 것으로써, 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀의 개수에 따라 2가지 모델로 구분할 수 있다. 상기에서 제 1 모델은 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀(ServCellIndex 에서 높은 인덱스를 가지는 서빙 셀)의 개수가 8 이하인 경우이며, 이를 지시하기 위해 1 바이트의 field(Ci, 3kb-1-05)가 사용된다. 상기에서 제 2 모델은 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀(ServCellIndex 에서 높은 인덱스를 가지는 서빙 셀)의 개수가 8 보다 큰 경우이며, 이를 지시하기 위해 4 바이트의 fields(Ci, 3k-1-20)가 사용된다. 이는 최대 32개의 서빙 셀을 지원하기 위함이다. 상기의 설계에서는 CSI-RS resource가 설정된 서빙 셀의 인덱스를 기준으로 포맷을 결정하는 것이 큰 특징이다.

또한, 서빙 셀 별로 어떤 CSI-RS 자원이 활성화 및 비활성화 되는지를 지시하는 fields(Ri, 3kb-1-10, 3kb-1-15, 3kb-1-25, 3kb-1-30)가 사용된다. 상기의 CSI-RS resource subgroup 명령은 activate된 서빙 셀들에 대해서만 지시되는 것을 특징으로 하며, 3kb-1-45와 같은 1차원 fields(Rij)로 구성되거나 {3kb-1-60, 3kb-1-65, 3kb-1-70}와 같은 2차원 fields(Rij)로 구성될 수 있다. 3kb-1-45에서 1차원 field는 총 KN개의 비트로 구성될 수 있다. 이는 N개의 CSI-RS resource subgroup에 대한 K개 CSI-RS resource의 포함 여부를 표시하기 위함이다. 예를 들어 K개의 CSI-RS resource들이 RRC로 설정되고 이들을 바탕으로 N개의 CSI-RS resource subgroup을 구성하는 경우, 3kb-1-45에서 i 번째 N개의 비트 그룹{Ri1, …, Rij, …, RiN}은 i 번째 CSI-RS resource의 활성화/비활성화를 표시하는데 사용되는 것이 가능하다. 3kb-1-50은 본 예제에서 {K=4, N=2} 인 경우의 1 바이트 MAC CE 시그날링 예제이며, 3kb-1-55는 본 예제에서 {K=2, N=4} 인 경우의 1 바이트 MAC CE 시그날링 예제이다. {3kb-1-60, 3kb-1-65, 3kb-1-70}에서 2차원 field는 K개의 비트로 구성되는 비트맵 N개로 이루어 질 수 있다. 이는 N개의 CSI-RS resource subgroup에 대한 K개 CSI-RS resource의 포함 여부를 표시하기 위함이다. 예를 들어 K=8인 경우 1바이트 시그날링 3kb-1-60, 3kb-1-65, 3kb-1-70는 각각 첫 번째, 두 번째, 그리고 N번째 CSI-RS subgroup에 대한 CSI-RS resource 활성화/비활설화를 표시하는데 사용될 수 있다.

- Ci: this field indicates the presence of Activation/Deactivation CSI-RS command(s) for the serving cell with ServCellIndex i. The Ci field set to "1" indicates that Activation/Deactivation CSI-RS command(s) for the serving cell with ServCellIndex i are included. The Ci field set to "0" indicates that no Activation/Deactivation CSI-RS command for the serving cell with ServCellIndex i is included.

- Ri: this field indicates the activation/deactivation status of the CSI-RS resource associated with CSI-RS-ConfigNZPId i

상기에서 Ri는 CSI-RS-ConfigNZPId와 대응된다. 즉, 해당 서빙 셀로 할당된 전송 전력이 0이 아닌 CSI-RS 자원을 의미한다.

만약 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 서빙 셀 specific으로 정의되는 경우, MAC CE는 해당 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령만을 포함하도록 약속될 수 있다. 상기의 설계에서는 CSI-RS 활성화 및 비활성화를 위한 MAC CE가 수신된 서빙 셀에 대한 명령만이 포함되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 도 3kb-1과 같이 서빙 셀의 인덱스를 지시할 필요가 없고 (즉 3kb-1-05 혹은 3kb-1-20은 생략되고) 단지 서빙 셀의 CSI 프로세스 별로 어떤 CSI-RS 자원이 활성화 및 비활성화 되는지를 지시하는 fields(Ri, 3kb-1-10, 3kb-1-15, 3kb-1-25, 3kb-1-30)가 사용될 수 있다.

상기 첫 번째 방법에서 RRC/MAC CE/DCI 설정에 의한 자원 선택 관계는 3kb-30과 같다.

두 번째 방법은 규격에 의하여 미리 정해진 규칙, 혹은 RRC에 의하여 미리 정해진 subgroup 설정정보에 의거 DCI를 통하여 상기 aperiodic CSI-RS 전송을 위한 CSI-RS resource subgroup을 선택하는 것이다. 두 번째 방법의 상세 procedure는 다음과 같다. 먼저 기지국은 RRC 시그날링을 통하여 K 개의 CSI-RS를 설정할 수 있다 (3kc-05). 만약 K가 특정 상수보다 큰 경우 기지국은 MAC CE를 통하여 K개 중 N개의 CSI-RS resource들에 대한 activation/deactivation을 시그날링 한다 (3kc-10). 이후 기지국은 상기 MAC CE로 설정된 N개의 CSI-RS resource들 중 적어도 하나의 CSI-RS resource를 포함하는 다수의 CSI-RS resource subgroup 중 비 주기 전송되는 하나의 CSI-RS resource subgroup을 DCI를 통하여 단말에게 공지할 수 있다 (3kc-15). 이때 상기 '단일 CSI-RS resource subgroup에 대한 비 주기적 전송/측정'에서 하나의 DCI code point는 다수개의 CSI-RS resource를 포함하는 다수개의 CSI-RS resource subgroup들을 가리킬 수 있으나 이때 각 CSI-RS resource subgroup들은 개별적인 CSI reporting에 연결된다. 이후 기지국 및 단말은 선택된 CSI-RS resource subgourp에 포함되는 CSI-RS resource들 대한 비 주기적 송신/수신을 수행한다 (3kc-20).

상기 두 번째 방법에서 MAC CE를 통하여 activation/deactivation된 CSI-RS resource들 중 적어도 하나의 CSI-RS resource로 구성되는 CSI-RS resource subgroup은 다음과 같은 option들을 통하여 설정되는 것이 하다. Option 2a는 규격에 의하여 subgroup 설정 방법을 미리 지정하는 것이다. 일례로 N=2인 경우 <표 10>과 같은 규칙을 지정하여 2비트 DCI로 CSI-RS resource subgroup에 대한 aperiodic CSI-RS transmission을 지시하는 것이 가능하다. <표 10>에 의하면 DCI code point '00'은 aperiodic CSI-RS 전송이 수행되지 않음을 의미하며 '01'은 MAC CE로 activation 된 첫 번째 (가장 낮은 RRC 설정 순서를 가지는 혹은 가장 낮은 CSI-RS/link ID를 가지는) CSI-RS가 비 주기 전송되며, '10'은 MAC CE로 activation 된 두 번째 (두 번째 RRC 설정 순서를 가지는 혹은 두 번째 CSI-RS/link ID를 가지는) CSI-RS가 비 주기 전송되며, '11'은 MAC CE로 activation 된 모든 CSI-RS가 비 주기 전송되는 것을 의미하도록 약속될 수 있다.

DCI bits for N=2	Contents
00	No aperiodic CSI-RS transmission
01	Aperiodic CSI-RS in config #1
10	Aperiodic CSI-RS in config #2
11	Aperiodic CSI-RS in config #1 and #2

Option 2a는 가능한 DCI payload 및 DCI 시그날링 방법, 활성화/비활성화 되는 자원 수 등에 따라 확장되는 것이 가능하다. 예를 들어 독립적인 3비트 DCI payload가 사용 가능하며 활성화/비활성화 되는 CSI-RS/link 수가 N=4인 경우 <표 11>과 같이 규칙을 지정하여 3비트 DCI로 CSI-RS resource subgroup에 대한 aperiodic CSI-RS transmission을 지시하는 것이 가능하다. <표 11>에 의하면 DCI code point '00'은 aperiodic CSI-RS 전송이 수행되지 않음을 의미하며 이후의 DCI code point 들은 MAC CE에 의하여 활성화 된 CSI-RS 자원들 중 RRC 설정 순서 혹은 CSI-RS/link ID 오름/내림 차순에 따라 비주기 전송되는 CSI-RS 자원을 선택하도록 약속될 수 있다.

DCI bits for N=4	Contents
000	No aperiodic CSI-RS transmission
001	Aperiodic CSI-RS in config #1
010	Aperiodic CSI-RS in config #2
011	Aperiodic CSI-RS in config #3
100	Aperiodic CSI-RS in config #4
101	Aperiodic CSI-RS in config #1 and #2
110	Aperiodic CSI-RS in config #2 and #3
111	Aperiodic CSI-RS in config #3 and #4

Option 2b는 RRC를 통하여 subgroup 설정 정보를 미리 지정하는 것이다. 일례로 N=2인 경우 <표 12>와 같은 규칙을 지정하여 2비트 DCI로 CSI-RS resource subgroup에 대한 aperiodic CSI-RS transmission을 지시하는 것이 가능하다. <표 12>에 의하면 DCI code point '00'은 RRC로 설정 된 CSI-RS resource subgroup #1에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하며, '01'은 RRC로 설정 된 CSI-RS resource subgroup #2에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하며, '10'은 RRC로 설정 된 CSI-RS resource subgroup #3에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하며, '11'은 RRC로 설정 된 CSI-RS resource subgroup #4에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하도록 약속될 수 있다. 이때 RRC로 설정된 각 CSI-RS resource subgroup 정보들은 MAC CE로 activation/deactivation 되는 CSI-RS resource들에 대한 상대적인 설정 순서로 정의되는 것이 가능하다. 또한 CSI-RS resource subgroup에 대한 특정 RRC 설정 값(예를 들면 '00…0'과 같은)이 aperiodic CSI-RS 전송이 수행되지 않음을 의미하도록 약속되는 것도 가능하다.

DCI bits for N=2	Contents
00	Aperiodic CSI-RS in subgroup #1
01	Aperiodic CSI-RS in subgroup #2
10	Aperiodic CSI-RS in subgroup #3
11	Aperiodic CSI-RS in subgroup #4

Option 2b는 가능한 DCI payload 및 DCI 시그날링 방법, 활성화/비활성화 되는 자원 수 등에 따라 확장되는 것이 가능하다. <표 13>에 의하면 DCI code point '000'은 RRC로 설정 된 첫 번째 서빙 셀들의 CSI-RS resource subgroup #1에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하며, '001'은 RRC로 설정 된 두 번째 서빙 셀들의 CSI-RS resource subgroup #2에 대한 aperiodic CSI-RS 전송이 수행됨을 의미하도록 약속될 수 있다. 나머지 DCI code point들에 대한 설명은 이와 유사하므로 생략하도록 한다. 이때 RRC로 설정된 각 CSI-RS resource subgroup 정보들은 MAC CE로 activation/deactivation 되는 CSI-RS resource들에 대한 상대적인 설정 순서로 정의되는 것이 가능하다.

DCI bits for N=3	Contents
000	Aperiodic CSI-RS in subgroup #1 for a 1st set of serving cells configured by higher layers
001	Aperiodic CSI-RS in subgroup #2 for a 2nd set of serving cells configured by higher layers
010	Aperiodic CSI-RS in subgroup #3 for a 3rd set of serving cells configured by higher layers
011	Aperiodic CSI-RS in subgroup #4 for a 4th set of serving cells configured by higher layers
100	Aperiodic CSI-RS in subgroup #5 for a 5th set of serving cells configured by higher layers
101	Aperiodic CSI-RS in subgroup #6 for a 6th set of serving cells configured by higher layers
110	Aperiodic CSI-RS in subgroup #7 for a 7th set of serving cells configured by higher layers
111	Aperiodic CSI-RS in subgroup #8 for a 8th set of serving cells configured by higher layers

상기 두 번째 방법에서 RRC를 통한 CSI-RS subgroup 설정은 도 3kca와 같은 관계를 통하여 시그날링 되는 것이 가능하다. 도 3kca에 의하면 기지국은 총 E개의 RRC code point들을 통하여 가능한 CSI-RS subgroup 조합들을 mapping시키는 것이 가능하다. 단말은 상기 mapping을 통하여 RRC 시그날링 되는 Ue와 CSI-RS/link ID들 간의 관계를 파악하는 것이 가능하다.

상기 두 번째 방법에서 RRC/MAC CE/DCI 설정에 의한 자원 선택 관계는 3kc-30과 같다.

세 번째 방법은 DCI를 통하여 두 개 이상의 CSI-RS resource를 직접 지정하여 aperiodic CSI-RS 전송을 지시하는 것이다. 세 번째 방법의 상세 procedure는 다음과 같다. 먼저 기지국은 RRC 시그날링을 통하여 K 개의 CSI-RS를 설정할 수 있다 (3kd-05). 만약 K가 특정 상수보다 큰 경우 기지국은 MAC CE를 통하여 K개 중 N개의 CSI-RS resource들에 대한 activation/deactivation을 시그날링 한다 (3kd-10). 이후 기지국은 상기 MAC CE로 설정된 N개의 CSI-RS resource들 중 최대 X개(예를 들어 2개 또는 3개) CSI-RS resource를 포함하는 다수의 CSI-RS resource에 대한 비 주기 전송 여부를 DCI를 통하여 단말에게 공지할 수 있다 (3kd-15). 이후 기지국 및 단말은 선택된 CSI-RS resource subgroup에 포함되는 CSI-RS resource들 대한 비 주기적 송신/수신을 수행한다 (3kd-20). 세 번째 방법의 경우 많은 양의 DCI payload를 요구하게 될 수 있다. 일례로 N=6 그리고 X=2일 경우 6C2=15 가지 경우의 수를 표현하기 위하여 4비트가 요구될 수 있으며 이는 DCI 전송에 큰 부담이 될 수 있다. 따라서 일부 code point들에 대한 down-selection을 약속하는 것이 가능하다. 혹은 N=4 이하인 경우 해당 DCI 시그날링은 MAC CE로 activation/deactivation 된 각 CSI-RS resouce들의 비 주기 전송에 대한 비트맵으로 약속되는 것도 가능하다.

상기 세 번째 방법에서 RRC/MAC CE/DCI 설정에 의한 자원 선택 관계는 3kd-30과 같다.

네 번째 방법은 MAC CE를 통하여 개별 CSI-RS resource에 대한 활성화/비활성화 및 CSI-RS resource subgroup 설정을 각각 지원하는 것이다. 네 번째 방법에서는 활성화/비활성화 되는 CSI-RS resource 수 N'과 DCI로 선택되는 CSI-RS subgroup 수 N이 다를 수 있다. 도 3ke에 따르면, 먼저 기지국은 RRC 시그날링을 통하여 K 개의 CSI-RS를 설정할 수 있다 (3ke-05). 만약 K가 특정 상수보다 큰 경우 기지국은 MAC CE를 통하여 K개 중 N'개의 CSI-RS resource들에 대한 activation/deactivation을 시그날링 한다 (3ke-10). 이후 기지국은 상기 MAC CE로 활성화/비활성화 된 N'개의 CSI-RS resource들 중 적어도 하나를 포함하는 N개의 CSI-RS resource(혹은 link) subgroup을 설정한다 (3ke-15). 이후 기지국은 상기 MAC CE로 설정된 N개의 CSI-RS resource subgroup 중 비 주기 전송되는 하나의 CSI-RS resource subgroup을 DCI를 통하여 단말에게 공지할 수 있다 (3ke-20). 이후 기지국 및 단말은 선택된 CSI-RS resource subgroup에 포함되는 CSI-RS resource들 대한 비 주기적 송신/수신을 수행한다 (3ke-20).

상기 네 번째 방법을 위하여 기지국은 두 종류의 MAC CE 시그날링을 제공할 수 있다. 먼저 3ke-30과 같이 K개 비트로 이루어진 비트맵을 통하여 K개 CSI-RS resource에 대한 활성화/비활성화 시그날링을 제공한다. 단말은 이를 통하여 N'개 CSI-RS resource가 활성화/비활성화 됨을 알 수 있다. 기지국은 이를 바탕으로 상기 N'개의 활성화 된 CSI-RS resource중 적어도 하나를 포함하는 N개의 CSI-RS subgroup을 설정하게 된다. 일례로 기지국은 3ke-35와 같이 N'N개의 비트(Dij)로 구성되는 1차원 비트맵, 혹은 N'개의 비트로 구성되는 N개의 2차원 비트맵을 통하여 N개 CSI-RS subgroup 구성 정보를 단말에 통지할 수 있다. 본 예제에서 Dij는 i=1 부터 i=N 까지의 CSI-RS subgroup에 대한 j번째 활성화된 CSI-RS의 포함여부를 나타낸다. 이때 j는 MAC CE에 의하여 활성화 된 CSI-RS 자원들 중 RRC 설정 순서 혹은 CSI-RS/link ID 오름/내림 차순에 따라 결정되는 상대적인 값으로 이해될 수 있다.

도 3l는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3l를 참조하면, 단말은 송수신부(3l-05), 제어부(3l-10), 다중화 및 역다중화부(3l-15), 제어 메시지 처리부(3l-30), 각 종 상위 계층 처리부(3l-20, 3l-25), EPS bearer manager (3l-35) 및 NAS 계층 장치(3l-40)를 포함한다.

상기 송수신부(3l-05)는 서빙 셀의 순방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신부(3l-05)는 상기 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

다중화 및 역다중화부(3l-15)는 상위 계층 처리부(3l-20, 3l-25)나 제어 메시지 처리부(3l-30)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(3l-05)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(3l-20, 3l-25)나 제어 메시지 처리부(3l-30)로 전달하는 역할을 한다.

제어 메시지 처리부(3l-30)는 RRC 계층 장치이며 기지국으로부터 수신된 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다. 예를 들어 RRC CONNECTION SETUP 메시지를 수신하면 SRB와 temporary DRB를 설정한다.

상위 계층 처리부(3l-20, 3l-25)는 DRB 장치를 의미하며 서비스 별로 구성될 수 있다. FTP(File Transfer Protocol)나 VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(3l-15)로 전달하거나 상기 다중화 및 역다중화부(3l-15)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다. 하나의 서비스는 하나의 EPS bearer와 하나의 상위 계층 처리부와 일 대 일로 매핑될 수 있다.

제어부(3l-10)는 송수신부(3l-05)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로 역방향 전송이 수행되도록 송수신부(3l-05)와 다중화 및 역다중화부(3l-15)를 제어한다. 또한 제어부(3l-10)는 상기 송수신부(3l-05)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(3l-10)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 송수신부(3l-05)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(3l-10)는 기지국으로부터 CSI-RS(Channel Status Indication - Reference Signal)를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(3l-10)는, 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 별로 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 각각 선택하고 상기 기지국의 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하여 하나의 추가적(additional) 프리코딩 매트릭스를 더 선택할 수 있다.

또한 제어부(3l-10)는 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(3l-10)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택할 수 있다. 또한 제어부(3l-10)는 기지국으로부터 피드백 설정 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 CSI-RS를 수신하고, 상기 수신한 피드백 설정 정보 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(3l-10)는, 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다.

도 3m는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국, MME 및 S-GW의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3m의 기지국 장치는 송수신부(3m-05), 제어부(3m-10), 다중화 및 역다중화부(3m-20), 제어 메시지 처리부(3m-35), 각종 상위 계층 처리부(3m-25, 3m-30), 스케줄러(3m-15), EPS bearer 장치(3m-40, 3m-45) 및 NAS 계층 장치(3m-50)를 포함한다. EPS bearer 장치는 S-GW에, NAS 계층 장치는 MME에 위치한다.

송수신부(3m-05)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신한다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(3m-05)는 상기 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

다중화 및 역다중화부(3m-20)는 상위 계층 처리부(3m-25, 3m-30)나 제어 메시지 처리부(3m-35)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(3m-05)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(3m-25, 3m-30)나 제어 메시지 처리부(3m-35), 혹은 제어부 (3m-10)로 전달하는 역할을 한다. 제어 메시지 처리부(3m-35)는 단말이 전송한 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취하거나, 단말에게 전달할 제어 메시지를 생성해서 하위 계층으로 전달한다.

상위 계층 처리부(3m-25, 3m-30)는 EPS 베어러 별로 구성될 수 있으며 EPS 베어러 장치에서 전달된 데이터를 RLC PDU로 구성해서 다중화 및 역다중화부(3m-20)로 전달하거나 다중화 및 역다중화부(3m-20)로부터 전달된 RLC PDU를 PDCP SDU로 구성해서 EPS 베어러 장치로 전달한다.

스케줄러는 단말의 버퍼 상태, 채널 상태 등을 고려해서 단말에게 적절한 시점에 전송 자원을 할당하고, 송수신부에게 단말이 전송한 신호를 처리하거나 단말에게 신호를 전송하도록 처리한다.

EPS 베어러 장치는 EPS 베어러 별로 구성되며, 상위 계층 처리부에서 전달한 데이터를 처리해서 다음 네트워크 노드로 전달한다.

상위 계층 처리부와 EPS 베어러 장치는 S1-U 베어러에 의해서 상호 연결된다. common DRB에 해당하는 상위 계층 처리부는 common DRB를 위한 EPS 베어러와 common S1-U 베어러에 의해서 연결된다.

NAS 계층 장치는 NAS 메시지에 수납된 IP 패킷을 처리해서 S-GW로 전달한다.

또한, 제어부(3m-10)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(3m-10)는 단말의 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석한다. 송수신부(3m-05)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 송수신부(3m-05)는 제어부(3m-10)의 제어하에 할당된 자원을 통해 비주기적 CSI-RS를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다. 제어부(3m-10)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 송수신부(3m-05)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(3m-10)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 송수신부(3m-05)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(3m-10)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 송수신부(3m-05)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(3m-10)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 비주기적 CSI-RS를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(3m-10)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(3m-10)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다.

본 발명은 하기의 청구항의 권리를 가진다.

MAC 제어 신호를 이용한 CSI-RS 활성화 및 비활성화 방법 및 장치

Multi-shot CSI-RS 자원 및 aperiodic CSI-RS 자원의 설정과 활성화 및 비활성화 동작

- RRC 메시지에 포함되어 있는 식별자 혹은 RRC 메시지에서의 CSI-RS config IE의 종류에 따라 세 가지 동작을 구분 (주기적 CSI-RS, 비주기적 CSI-RS, 다중 전송 CSI-RS)

- MAC CE에서 지시된 동작을 MAC이 직접 하는 것이 아니라 관련 정보만 PHY에 전달 (해당 동작이 MAC CE가 성공적으로 수신된 시점에서 8 ms 이 후에 진행되는 것이기 때문에 상기 시점 정보를 전달).

- CSI-RS resource가 설정된, 혹은 CSI process가 설정된 서빙 셀의 인덱스를 기준으로 포맷을 결정.

- MAC CE의 신호 구조에 따라 두 가지 설계 방법을 제안한다.

- MAC CE 설계 제 1 방법은 기지국이 전송하는 하나의 MAC CE가 모든 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령을 포함.

- 제 1 방법에서 Ci 필드는 설정된 CSI-RS 자원을 가지는 서빙 셀을 지시

- 제 1 방법에서 Activate된 서빙 셀들에 대해서만 CSI-RS command가 지시됨.

- MAC CE 설계 제 2 방법은 하나의 MAC CE가 해당 서빙 셀을 위한 활성화 및 비활성화 명령만을 포함.

- 제 2 방법에서 MAC CE가 수신된 서빙 셀에 대한 명령이 포함됨. 해당 서빙 셀에 대해서만 CSI-RS를 활성화/비활성화.

- CSI-RS 명령에서의 활성화/비활성화 자원의 개수는 서빙 셀을 위한 설정된 CSI-RS 프로세스의 숫자와 같다.

- Ri는 CSI-RS-ConfigNZPId와 대응된다.

- sCellDeactivationTimer 같은 타이머

CSIRSDeactivationTimer는 CSI-RS resource가 설정된 혹은 CSI process가 설정된 셀 별로 구동 (혹은 CSI process 별로)　

시작/재시작은 해당 resource를 활성화하는 MAC CE가 수신되는 시점

타이머가 만료되면 해당 resource를 deactivate

CSI-RS resource 별로 타이머를 관리하는 것도 가능

- 설정된 aperiodic/multi-shot CSI-RS resources 는 configuration과 핸드오버 이후에는 최초로 deactivated 된다

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims

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.