KR20190085815A

KR20190085815A - 이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보 측정 및 보고 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190085815A
Application number: KR1020180004638A
Authority: KR
Inventors: 곽영우; 노훈동; 신철규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-07-19
Also published as: KR102425065B1

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 이동 통신 시스템에서의 CSI-RS 자원 반복 전송 지원 방법을 개시한다.

Description

이동 통신 시스템에서 채널 상태 정보 측정 및 보고 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CSI MEASUREMENT AND REPORTING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

새로운 5G 통신인 NR (New Radio) 에서는 기존의 LTE와 달리 빔 (beam) 을 기반으로 하여 통신하게 된다. 이는, NR이 기존의 LTE 대역 보다 더 높은 6 GHz 이상의 대역을 지원하며, 이러한 대역에는 기존에 사용되고 있는 시스템이 많지 않아 더 많은 대역을 확보할 수 있기 때문이다. 하지만, 이러한 6 GHz 이상의 대역을 지원하기 위해서는 기존의 LTE에서 사용되던 대역과 달리 많은 것들이 고려되어야 하는데, 그 중 하나는 대역이 높아짐에 따른 경로 감쇄 (pathloss) 이다. 무선 통신에 사용되는 대역이 높아질수록 해당 대역에서 발생하는 경로 감쇄는 증가하게 되며, 이러한 경로 감쇄에 따라 동일 전송 파워를 기반으로 할 때 해당 기지국이 지원하는 커버리지는 감소하게 된다. 따라서, 이러한 경로 감쇄를 극복하기 위하여 전송 파워를 기지국이 전송하고자 하는 방향으로 집중하여 전송하는 빔의 지원이 필요하며, 해당 빔의 지원에 따라 하나의 빔이 지원 가능한 방향이 줄어들게 되므로 이러한 빔을 효율적으로 선택하고 관리하는 방법이 필요하다. 이를 위해서 단말은 CRI 및 L1-RSRP 를 기반으로 하여 채널 상태 및 빔 관리 관련 정보를 보고하게 되는데 이를 위한 보고 우선 순위의 정의가 필요하다.

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 기술인 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.

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

상술한 바와 같이 본 발명은 단말DL CRI 및 L1-RSRP 를 기반으로 하여 채널 상태 및 빔 관리 관련 정보를 보고 할 때에 필요한 보고 우선 순위를 제안한다.

도 1은 LTE 시스템의 무선 자원 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 N_pd=2, M_RI=2, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 RI 및 wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 3은 N_pd=2, M_RI=2, J=3 (10MHz), K=1, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 대한 RI, sCQI, wCQI 피드백 타이밍을도시하는 도면이다.
도 4는 N_pd=2, M_RI=2, J=3 (10MHz), K=1, H'=3, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=0 인 경우의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5는 N_pd=2, M_RI=2, J=3 (10MHz), K=1, H'=3, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 PTI=1 인 경우의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 6은 Rel-13 및 Rel-14 에서 12 port 이상의 CSI-RS가 설정된 단말들이 지원하는 주기적 채널 상태 보고를 예시한 도면이다.
도 7은 NR 시스템에서 eMBB, URLLC, mMTC 등의 데이터들의 무선 자원 구성을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에서 고려하고 있는 5G 통신시스템에서 동기 신호가 전송되는 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에서 고려하고 있는 5G 통신시스템에서 PBCH가 전송되는 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 10은 NR 시스템에서 각 서비스 들이 시간 및 주파수 자원에서 다중화 된 것을 가정하여 예시한 도면이다.
도 11은 NR에서 기지국과 단말이 자원 설정, CSI 보고 설정, CSI 측정 설정을 통하여 유연한 설정을 허용하고 이를 기반으로 채널 상태 보고가 동작하는 것을 예시한 도면이다.
도 12 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 1에 따라 트리거 측정 설정 내의 링크를 트리거하는 방법을 예시한 도면이다.
도 13은 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 1을 위한 비트맵의 지시 순서를 예시한 도면이다.
도 14는 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 2에 따라 트리거 측정 설정 내의 채널 상태 보고 설정을 트리거하는 방법을 예시한 도면이다.
도 15는 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 2를 위한 비트맵의 지시 순서를 예시한 도면이다.
도 16은 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드를 이용하여 비주기적 CSI-RS를 간접적으로 지시하는 것을 도시한 도면이다.
도 17은 하이브리드 빔포밍을 예시한 도면이다.
도 18은 시간 자원에서의 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.
도 19는 긴 주기를 갖는 long PUCCH 의 전송을 도시한 도면이다.
도 20은 short PUCCH (포맷 2) 와 long PUCCH (포맷 4)가 충돌할 때의 상황을 가정하여 예시한 도면이다.
도 21은 NP CSI-RS와 UE specific BF CSI-RS 가 결합 된 하이브리드 CSI 기반의 동작을 도시한 것이다.
도 22는 Cell specific CSI-RS와 UE specific BF CSI-RS 가 결합 된 하이브리드 CSI 기반의 동작을 도시한 것이다.
도 23는 채널 측정을 위한 CSI-RS 자원 별로 간섭 자원이 설정되는 것을 예시한 도면이다.
도 24는 채널 측정을 위한 CSI-RS 자원에 복수 개의 간섭 자원이 설정되는 것을 예시한 도면이다.
도 25는 단말이 복수 개의 간섭 자원에서 측정한 간섭을 합쳐 전체 간섭으로 계산해 내는 과정을 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명에서 기지국의 동작을 도시한 순서도이다.
도 27은 본 발명에서 단말의 동작을 도시한 순서도이다.
도 28는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

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

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

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

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

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

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

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

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

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

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

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

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

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

3. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하향링크로 전송되는 데이터 채널로 기지국이 단말에게 트래픽을 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 1의 data region에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 전송됨

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

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

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

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

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

하기 표 1는 CSI-RS 설정을 구성하는 RRC (Radio Resource Control) 필드를 나타낸 것이다.

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

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

표 2 Resource config 및 Subframe config 설정

(a) Resource config 설정

(b) Subframe config 설정

단말은 상기 표 2를 통해 주파수 및 시간 위치 그리고 주기 및 오프셋을 확인하는 것이 가능하다. Qcl-CRS-info는 CoMP를 위한 quasi co-location 정보를 설정하게 된다. CSI-IM config은 간섭을 측정하기 위한 CSI-IM의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. CSI-IM은 항상 4개의 포트를 기준으로 설정되기 때문에 안테나 포트 수의 설정은 필요없으며, Resource config과 Subframe config은 CSI-RS와 동일한 방식으로 설정된다. CQI report config은 해당 CSI process를 이용하여 채널 상태 보고를 어떻게 할 것인지에 대하여 설정하기 위해 존재하는 것이다. 해당 설정 안에는 주기적 채널 상태 보고 설정과 비주기적 채널 상태 보고 설정, PMI/RI 보고 설정, RI reference CSI process 설정, subframe 패턴 설정 등이 있다.

Subframe 패턴은 단말이 수신하는 채널 및 간섭 측정에 있어 시간적으로 다른 특성을 갖는 채널 및 간섭 측정을 지원하기 위한 measurement subframe subset을 설정하기 위한 것이다. Measurement subframe subset은 eICIC(enhanced Inter-Cell Interference Coordination)에서 ABS(Almost Blank Subframe)와 ABS 가 아닌 일반 서브프레임의 다른 간섭 특성을 반영하여 추정하기 위하여 처음 도입되었다. 이 후, eIMTA(enhanced Interference Mitigation and Traffic Adaptation)에서 항상 DL로 동작하는 subframe과 DL에서 UL로 동적으로 전환될 수 있는 서브프레임 간의 다른 채널 특성을 측정하기 위하여 IMR 2개를 설정하여 측정할 수 있도록 하는 향상된 형태로 발전하였다. 표 3과 4는 eICIC 및 eIMTA 지원을 위한 measurement subframe subset을 나타낸 것이다.

표 3 eICIC를 위한 measurement subframe subset 설정

CQI-ReportConfig-r10 ::= SEQUENCE {

cqi-ReportAperiodic-r10 CQI-ReportAperiodic-r10 OPTIONAL, -- Need ON

nomPDSCH-RS-EPRE-Offset INTEGER (-1..6),

cqi-ReportPeriodic-r10 CQI-ReportPeriodic-r10 OPTIONAL, -- Need ON

pmi-RI-Report-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL, -- Cond PMIRIPCell

csi-SubframePatternConfig-r10 CHOICE {

release NULL,

setup SEQUENCE {

csi-MeasSubframeSet1-r10 MeasSubframePattern-r10,

csi-MeasSubframeSet2-r10 MeasSubframePattern-r10

}

} OPTIONAL -- Need ON

}

표 4 eIMTA를 위한 measurement subframe subset 설정

CQI-ReportConfig-v1250 ::= SEQUENCE {

csi-SubframePatternConfig-r12 CHOICE {

release NULL,

setup SEQUENCE {

csi-MeasSubframeSets-r12 BIT STRING (SIZE (10))

}

} OPTIONAL, -- Need ON

cqi-ReportBoth-v1250 CQI-ReportBoth-v1250 OPTIONAL, -- Need ON

cqi-ReportAperiodic-v1250 CQI-ReportAperiodic-v1250 OPTIONAL, -- Need ON

altCQI-Table-r12 ENUMERATED {

allSubframes, csi-SubframeSet1,

csi-SubframeSet2, spare1} OPTIONAL -- Need OP

}

LTE에서 지원하는 eICIC measurement subframe subset은 csi-MeasSubframeSet1-r10와 csi-MeasSubframeSet2-r10를 이용하여 설정된다. 해당 필드가 참조하는 MeasSubframePattern-r10은 하기 표 5와 같다.

표 5 MeasSubframePattern

-- ASN1START

MeasSubframePattern-r10 ::= CHOICE {

subframePatternFDD-r10 BIT STRING (SIZE (40)),

subframePatternTDD-r10 CHOICE {

subframeConfig1-5-r10 BIT STRING (SIZE (20)),

subframeConfig0-r10 BIT STRING (SIZE (70)),

subframeConfig6-r10 BIT STRING (SIZE (60)),

...

},

...

}

-- ASN1STOP

상기 필드에서 좌측의 MSB부터 subframe #0을 의미하며 1일 경우 해당 measurement subframe subset에 포함되는 것을 나타낸다. 각각의 subframe set을 각각의 필드를 통해 설정하는 eICIC measurement subframe subset과 달리 eIMTA measurement subframe set은 하나의 필드를 이용하여 0은 첫번째 subframe set으로 지시하고 1은 두번째 subframe set으로 지시하게 된다. 따라서, eICIC에서는 해당 subframe이 두 개의 subframe set 에 포함되지 않을 수도 있지만, eIMTA subframe set의 경우 항상 둘 중 하나의 subframe set에 포함되어야 한다는 차이가 있다.

이 외에도 단말이 채널 상태 보고를 생성하기 위해서 필요한 PDSCH와 CSI-RS RE 간의 파워비를 의미하는 P_C 및 어떠한 코드북에 대해서 사용하도록 할 것인지를 설정하는 Codebook subset restriction 등이 있다. P_C와 codebook subset restriction은 하기 표 7의 P-C-AndCBSR 필드를 리스트 형태로 두 개 포함하는 p-C-AndCBSRList 필드에 의하여 각각의 필드는 각각의 subframe subset에 대한 설정을 의미한다.

표 6 p-C-AndCBSRList

CSI-Process-r11 ::= SEQUENCE {

...

p-C-AndCBSRList-r11 SEQUENCE (SIZE (1..2)) OF P-C-AndCBSR-r11,

...

}

표 7 P-C-AndCBSR

P-C-AndCBSR-r11 ::= SEQUENCE {

p-C-r11 INTEGER (-8..15),

codebookSubsetRestriction-r11 BIT STRING

}

상기 P_C 는 하기 수학식 1와 같이 정의될 수 있으며, -8~15dB 사이의 값을 지정할 수 있다.

[수학식 1]

기지국은 채널 추정 정확도 향상 등 다양한 목적을 위하여 CSI-RS 전송 파워를 가변적으로 조정할 수 있으며 단말은 통보된 P_C 를 통하여 데이터 전송에 사용될 전송파워가 채널 추정에 사용된 전송파워 대비 얼마나 낮거나 혹은 높을지 알 수 있다. 상기 이유에 의하여 단말은 기지국이 CSI-RS 전송파워를 가변 하더라도 정확한 CQI를 계산하여 기지국으로 보고하는 것이 가능하다.

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.

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

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

l 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.

LTE/LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 어떤 정보를 포함하느냐에 따라 다음의 네가지 중 하나의 피드백 모드(feedback mode or reporting mode)로 설정된다:

● Reporting mode 1-0(wideband CQI with no PMI): RI, 광대역 (wideband) CQI (wCQI)

● Reporting mode 1-1(wideband CQI with single PMI):: RI, wCQI, PMI

● Reporting mode 2-0(subband CQI with no PMI):: RI, wCQI, 협대역 (subband) CQI (sCQI)

●Reporting mode 2-1(subband CQI with single PMI):: RI, wCQI, sCQI, PMI

상기 네가지 피드백 모드에 대한 각 정보의 피드백 타이밍은 상위 신호(higher layer signal)로 전달되는 N_pd, N_OFFSET,CQI, M_RI, 그리고 N_OFFSET,RI 등의 값에 의해 결정된다. 피드백 모드 1-0에서 wCQI의 전송 주기는 N_pd이며 N_OFFSET,CQI의 서브프레임 오프셋 값을 가지고 피드백 타이밍이 결정된다. 또한 RI의 전송 주기는 N_pd _·M_RI이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI + N_OFFSET,RI이다.

도 2는 N_pd=2, M_RI=2, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 RI 및 wCQI의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 3에서, 각 타이밍은 서브프레임 인덱스를 나타낸다.

피드백 모드 1-1은 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 wCQI와 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

피드백 모드 2-0에서 sCQI에 대한 피드백 주기는 N_pd이며 오프셋 값은 N_OFFSET,CQI이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는 H·N_pd이며 오프셋 값은 sCQI의 오프셋 값과 같이 N_OFFSET,CQI이다. 여기서 H=J·K+1로 정의되는데 K는 상위신호로 전달되며 J는 시스템 대역폭(bandwidth)에 따라 결정되는 값이다.

예를 들어 10 MHz 시스템에 대한 J 값은 3으로 정의된다. 결국 wCQI는 H 번의 sCQI 전송마다 한번씩 이에 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 주기는 M_RI·H_·N_pd이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI+ N_OFFSET,RI이다.

도 3은 N_pd=2, M_RI=2, J=3 (10MHz), K=1, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 대한 RI, sCQI, wCQI 피드백 타이밍을도시하는 도면이다.

피드백 모드 2-1은 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.

상기 설명한 피드백 타이밍은 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4개 이하인 경우이며 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받은 단말의 경우는 상기 피드백 타이밍과 달리 두 가지 PMI 정보가 피드백 되어야 한다. 8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대하여 피드백 모드 1-1은 다시 두 개의 서브모드 (submode)로 나뉘며, 첫번째 서브모드에서는 RI가 첫번째 PMI 정보와 함께 전송되며 두번째 PMI 정보는 wCQI와 함께 전송된다. 여기서 wCQI와 두번째 PMI에 대한 피드백의 주기와 오프셋은 N_pd와 N_OFFSET,CQI로 정의되고 RI와 첫번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기와 오프셋 값은 각각 M_RI·N_pd와 N_OFFSET,CQI+N_OFFSET,RI로 정의된다. 여기서 첫번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W1이라 하고 두번째 PMI에 해당하는 precoding matrix를 W2라고 하면 단말과 기지국은 단말이 선호하는 precoding matrix가 W1W2로 결정되었다는 정보를 공유한다.

8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 피드백 모드 2-1의 경우는 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI) 정보의 피드백이 추가된다. PTI는 RI와 함께 피드백 되고 그 주기는 M_RI·H_·N_pd이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI+N_OFFSET,RI로 정의된다. PTI가 0인 경우에는 첫번째 PMI, 두번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백되며 wCQI와 두번째 PMI가 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 주기는 N_pd이고 오프셋은 N_OFFSET,CQI로 주어진다. 또한 첫번째 PMI의 주기는 H'·N_pd이며 오프셋은 N_OFFSET,CQI이다. 여기서 H'은 상위신호로 전달된다. 반면에 PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 전송되고 wCQI와 두번째 PMI가 함께 전송되며 sCQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백 된다. 이 경우에 첫번째 PMI는 전송되지 않는다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같고 sCQI는 주기가 N_pd 오프셋이 N_OFFSET,CQI로 정의된다. 또한 wCQI와 두번째 PMI는 H_·N_pd의 주기와 N_OFFSET,CQI의 오프셋을 가지고 피드백되며

는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.

도 4 및 5는 N_pd=2, M_RI=2, J=3 (10MHz), K=1, H'=3, N_OFFSET,CQI=1, N_OFFSET,RI=-1의 경우에 대하여 각각 PTI=0과 PTI=1인 경우의 피드백 타이밍을 도시하는 도면이다.

도 6은 Rel-13 및 Rel-14 에서 지원하는 2-D 배열 안테나를 위한 12 port 이상의 CSI-RS port를 위한 주기적 채널 상태 보고 시점의 구조를 도시한 도면이다.

LTE Rel-13 및 Rel-14은 2-D 배열 안테나를 위한 12 port 이상의 CSI-RS port를 지원하기 위하여 NP (non-precoded) CSI-RS를 지원한다. NP CSI-RS 에서는 하나의 subframe에서 기존의 CSI-RS를 위한 위치들을 활용하여 8, 12, 16 또는 그 이상의 CSI-RS port를 지원한다. 해당 필드는 CSI-RS-ConfigNZP-EMIMO 에 설정된다. 단말은 이를 이용하여 CSI-RS자원을 위한 위치를 파악 및 수신할 수 있다. 또한, BF CSI-RS에서는 csi-RS-ConfigNZPIdListExt-r13와 csi-IM-ConfigIdListExt-r13를 이용하여 CSI-RS port 수와 subframe 및 codebook subset restriction 등이 모두 다를 수 있는 개별의 CSI-RS resource들을 묶어 BF CSI-RS로 사용한다. 상기 NP CSI-RS에서 2D 안테나를 지원하기 위해서는 새로운 2D codebook을 필요로 하며, 이는 차원 별 안테나 및 오버샘플링 팩터, 그리고 코드북 설정에 따라 달라질 수 있다. 이러한 2-D 코드북의 PMI bit를 분석하면, i2(W2) 보고를 위한 bit의 경우 모두 4 bit이하로 기존의 채널 상태 보고 방법을 이용 가능하다. 하지만 i11/i12의 경우 하기와 표 8과 같이 지원하는 N1, N2, O1, O2 및 codebookConfig에 대해서 다음과 같이 PMI bit가 증가하게 된다.

표 8 2D codebook의 PMI overhead analysis

상기의 표를 기반으로 확인하면, (N1,N2,O1,O2) = (2,4,8,8)과 Config이 1일 때의 i1이 최대로, 10 bit를 전송하여야 함을 확인할 수 있다. 기존의 주기적 채널 상태 보고에 사용되는 PUCCH format 2의 경우 채널 코딩에 사용되는 Reed-Muller 코드가 13 bit까지 전송 가능하지만 extended CP 의 경우 2 bit의 HARQ ACK/NACK이 지원 되어야 하기 때문에 실제로 normal CP 상황에서 전송 가능한 payload 크기는 11 bit이다. 이러한 payload 크기를 지원하기 위하여 wideband CQI 모드와 subband CQI 모드에서 모두 도 6에 도시된 3가지의 독립된 CSI 보고 시점을 이용하여 보고한다.

LTE/LTE-A에서는 상기 단말의 주기적 피드백뿐만 아니라 비주기적 피드백도 지원한다. 기지국이 특정 단말의 비주기적 피드백 정보를 얻고 싶을 때, 기지국은 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어정보 (DCI, downlink control information)에 포함된 비주기적 피드백 지시자를 특정 비주기적 피드백을 수행하도록 설정하여 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 수행한다. 상기 해당 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 지시자를 n번째 서브프레임 에서 수신하면 해당 단말은 n+k번째 서브프레임에서의 데이터 전송에 비주기적 피드백 정보를 포함하여 상향링크 전송을 수행한다. 여기서 k는 3GPP LTE Release 11 표준에 정의된 파라미터로 FDD(frequency division duplexing)에서는 4이며 TDD(time division duplexing)에서는 표 9와 같이 정의된다.

표 9 TDD UL/DL configuration에서 각 서브프레임 번호 n에 대한 k 값

상기 비주기적 피드백이 설정된 경우에 피드백 정보는 주기적 피드백의 경우와 같이 RI, PMI, CQI를 포함하며 피드백 설정에 따라 RI와 PMI는 피드백 되지 않을 수도 있다. 그리고 CQI는 wCQI와 sCQI 모두를 포함할 수도 있고 wCQI 정보만을 포함할 수도 있다.

LTE/LTE-A에서는 주기적 채널 상태 보고를 위하여 codebook subsampling 기능을 제공한다. LTE/LTE-A에서 상기 단말의 주기적 피드백은 PUCCH를 통하여 기지국으로 전송되게 된다. PUCCH를 통하여 한번에 전송될 수 있는 정보량이 제한적이기 때문에 상기 RI, wCQI, sCQI, PMI1, wPMI2, sPMI2 등 다양한 피드백 객체들은 부표본추출(subsampling)을 통하여 PUCCH로 전송되거나 두 가지 이상의 피드백 정보들이 함께 부호화 되어 (joint encoding) PUCCH로 전송될 수 있다. 일례로 기지국에서 설정한 CSI-RS port가 8개일 때, PUCCH mode 1-1의 submode 1에서 보고 되는 RI와 PMI1은 표 11와 같이 joint encoding 될 수 있다. 표 9에 기반하여 3 bits로 구성되는 RI와 4 bits로 구성되는 PMI1은 총 5 bits로 joint encoding 된다. PUCCH mode 1-1의 submode 2는 표 10과 같이 4 bit로 구성되는 PMI1과 또 다른 4 bit로 구성되는 PMI2를 총 4 bit로 joint encoding 한다. Submode 1과 비교하여 subsampling 수준이 더 크기 때문에 (submode 1의 경우 4->3 submode 2의 경우 8->4) 더 많은 precoding index를 report 할 수 없게 된다. 또 다른 일례로 기지국에서 설정한 CSI-RS port가 8개 일 경우, PUCCH mode 2-1에서 보고 되는 PMI2는 표 11과 같이 subsampling 될 수 있다. 표 11을 참고하면 PMI2는 연관되는 RI가 1일 때 4 bits로 보고된다. 그러나 연관되는 RI가 2 이상일 경우 두번째 codeword를 위한 differential CQI가 추가로 함께 보고되어야 하므로 PMI2가 2 bits로 subsampling되어 보고되는 것을 알 수 있다.

표 9: Joint encoding of RI and i₁ for PUCCH mode 1-1 submode 1

표 10: Joint encoding of RI, i₁ and i₂ for PUCCH mode 1-1 submode 2

표 11: PUCCH mode 2-1 codebook subsampling

도 7은 NR 시스템에서 고려되는 서비스인 eMBB, URLLC, mMTC 등의 데이터들이 FCR(Forward Compatiable Resource)와 함께 주파수-시간자원에서 할당된 모습을 예시한 도면이다.

eMBB와 mMTC가 특정 주파수 대역에서 할당되어 전송되는 도중에 URLLC 데이터가 발생하여 전송이 필요한 경우, eMBB 및 mMTC가 사전에 할당된 부분을 비우고 URLLC 데이터를 전송한다. 상기 서비스 중에서 URLLC는 특히 짧은 지연시간이 중요하기 때문에, eMBB가 할당된 자원의 일부분에 URLLC 데이터가 할당되어 전송될 수 있으며, 이러한 eMBB 자원은 사전에 단말에게 알려질 수 있다. 이를 위하여 eMBB 데이터와 URLLC 데이터가 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. 이 때, URLLC 전송에 사용되는 전송시간구간(transmission time interval, TTI)의 길이는 eMBB 혹은 mMTC 전송에 사용되는 TTI 길이보다 짧을 수 있다.

단말이 무선 통신 시스템에 접속하는 과정에서 네트워크 내의 셀(Cell)과의 동기 획득을 위해 동기 신호 (Synchronization Signal)가 사용된다. 보다 구체적으로 동기 신호는 기지국이 단말의 초기접속 시, 시간 및 주파수 동기화 및 셀 탐색을 위해 전송하는 기준 신호를 의미하며, LTE에서는 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 등의 신호가 동기화를 위해 전송될 수 있다.

도 8은 본 발명에서 고려하고 있는 5G 통신시스템에서 동기 신호가 전송되는 일 실시예를 보여주는 도면이다.

도 8에서 동기 신호 (8-01)는 시간 축 (8-02)에서 일정 주기 (8-04) 간격으로 주기마다 전송될 수 있다. 또한 동기 신호 (8-01)은 주파수 축(8-03)에서 일정한 동기 신호 전송 대역폭 (8-03) 내에서 전송될 수 있다. 동기 신호는 셀 번호(Cell ID)을 지시하기 위해 특별한 시퀀스를 전송 대역폭 (8-03)내의 서브캐리어에 매핑시킬 수 있다. 하나 또는 복수개의 시퀀스의 조합으로 셀 번호를 매핑할 수 있으며, 따라서 단말은 동기 신호를 위해 사용된 시퀀스를 검출함으로써 단말이 접속하고자 하는 셀의 번호를 검출할 수도 있다. 동기 신호에 사용되는 시퀀스는 Zadoff-Chu 시퀀스나 Golay 시퀀스와 같이 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 특성을 갖는 시퀀스나, M-시퀀스 또는 Gold 시퀀스와 같이 Pseudo Random Noise 시퀀스를 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 동기 신호를 위해 앞에서 언급한 동기 신호가 사용되는 것을 가정하나, 특정 신호에 한정하여 본 발명을 기술하지는 않는다. 동기 신호(8-01)은 하나의 OFDM 심볼을 사용하여 구성될 수도 있고, 복수개의 OFDM 심볼을 사용하여 구성될 수도 있다. 복수개의 OFDM 심볼을 사용하여 구성될 경우, 복수개의 다른 동기 신호를 위한 시퀀스가 각 OFDM 심볼에 맵핑될 수 있다. 일 예로, LTE에서와 유사하게 3개의 Zadoff-Chu 시퀀스를 사용하여 PSS(Primary Synchronization Signal)을 생성하고, Gold 시퀀스를 사용하여 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 생성할 수 있다. 한 셀의 PSS는 셀의 물리 계층 셀 ID에 따라 3개의 서로 다른 값을 가질 수 있으며 하나의 셀 ID 그룹 내의 3개의 셀 ID는 서로 다른 PSS에 대응된다. 따라서 단말은 셀의 PSS를 검출하여 LTE에서 지원하는 3개의 셀 ID 그룹 중 하나의 셀 ID 그룹을 확인할 수 있다. 단말은 PSS를 통해 확인 된 셀 ID 그룹을 통하여 504개에서 줄어든 168개의 셀 ID 중 추가적으로 SSS를 검출하여 최종적으로 해당 셀이 속한 셀 ID를 알게 된다.

상기와 같이 단말은 네트워크 내의 셀(Cell)과 동기를 잡고 셀 번호(Cell ID)을 획득하여, 셀 프레임 타이밍을 찾아낸다. 일단 이에 성공하면 단말은 중요 셀 시스템 정보 (Cell system information)을 수신하여야 한다. 이는 네트워크에 의해 반복적으로 broadcasting되는 정보로서, 단말이 셀에 접속하기 위해서 그리고 일반적으로 셀 내에서 적절하게 동작하기 위해서 단말이 알아야 하는 정보이다. LTE에서는 시스템 정보가 두 개의 서로 다른 전송 채널을 통해 전송되며, MIB (Master information block)라 불리는 제한된 양의 시스템 정보는 PBCH (Physical broadcast channel)를 이용하여 전송되며, SIB (System information block)에 해당되는 시스템 정보의 주요 부분은 PDSCH (Physical downlink shared channel)를 이용하여 전송된다. 보다 구체적으로 LTE 시스템에서 MIB에 포함되는 시스템 정보는 하향링크 전송 대역폭, PHICH (Physical hybrid ARQ indicator channel) 설정 정보, 그리고 SFN (System frame number) 등을 포함하고 있다.

도 9는 본 발명에서 고려하고 있는 5G 통신시스템에서 PBCH가 전송되는 일 실시예를 보여주는 도면이다. 도 9에서 PBCH (9-01)는 시간 축 (9-02)에서 일정 주기 (9-04) 간격으로 주기마다 전송될 수 있다. 또한 PBCH (9-01)은 주파수 축 (9-03)에서 일정한 PBCH 전송 대역폭 (9-03) 내에서 전송될 수 있다. PBCH는 커버리지 향상을 위해서 일정 주기 (9-04) 간격으로 동일한 신호를 전송하고 이를 combine하여 수신할 수 있다. 또한 다수의 안테나 포트를 사용하여 TxD (Transmit diversity), 하나의 DMRS 포트 기반의 프리코더 순환 (precoder cycling) 과 같은 전송기법을 적용하여 수신단에서 사용된 전송기법에 대한 추가적인 정보 없이 다이버시티 이득을 얻게 할 수 있다. 본 발명에서는 PBCH를 위해 앞에서 언급한 PBCH가 사용되는 것을 가정하나, 특정 구조에 한정하여 본 발명을 기술하지는 않는다. PBCH (9-01)는 현 LTE 시스템과 유사하게 시간-주파수영역의 자원에 복수개의 OFDM 심볼을 사용하여 구성될 수도 있고, 시간-주파수영역의 자원에 흩어 뿌려져 구성될 수도 있다. 단말은 시스템 정보를 수신하기 위하여 PBCH를 수신 및 디코딩 하여야 하며, LTE 시스템에서는 CRS를 이용하여 PBCH에 대한 채널 추정을 수행한다.

도 10은 NR 시스템에서 각 서비스 들이 시간 및 주파수 자원에서 다중화 된 것을 가정하여 예시한 도면이다. 기지국은 단말에게 초기 채널 상태 정보를 확보하기 위하여 전 대역 혹은 다수의 대역에 CSI-RS를 할당할 수 있다. 이러한 전대역 혹은 다수 대역의 CSI-RS는 많은 양의 기준신호 오버헤드를 필요로 하기 때문에 시스템 성능을 최적화 하는데 불리할 수 있지만, 사전에 확보한 정보가 없는 경우 이러한 전대역 혹은 복수 대역의 CSI-RS는 필수적일 수 있다. 이러한 전대역 혹은 다수 대역의 CSI-RS 전송 이후 각각의 서비스는 서비스 별로 다른 requirement를 가지며 제공될 수 있으며, 이에 따라 필요한 채널 상태 정보의 정확도 및 업데이트 필요 역시 달라질 수 있다. 따라서, 기지국은 이러한 초기 채널 상태 정보 확보 후에 기지국은 각 서비스 별 필요 발생에 따라 해당 대역에 서비스 별로 서브밴드 CSI-RS를 트리거 할 수 있다. 상기 도 10에서는 하나의 시점에 하나의 서비스 별로 CSI-RS를 전송하는 것을 예시하였지만, 필요에 따라 복수 개의 서비스를 위한 CSI-RS가 전송되는 것도 가능하다.

상기에서 언급한 LTE의 CSI-RS 전송 및 CSI 보고 설정과 비교하여 NR에서 지원하는 CSI-RS 전송 및 CSI 보고 설정의 형태는 다를 수 있다. LTE와 달리 NR에서는 채널 상태 보고를 지원하기 위하여 필요한 자원 설정, 채널 측정 설정, 채널 상태 보고 설정을 통하여 LTE 보다 유연한 채널 상태 보고 설정을 지원할 수 있도록 한다. 도 11은 NR에서 채널 상태 보고를 지원하기 위하여 필요한 자원 설정, 채널 측정 설정, 채널 상태 보고 설정을 나타낸 도면이다. 자원 설정, 채널 측정 설정, 채널 상태 보고 설정은 하기와 같은 설정 정보를 포함할 수 있다.

● 채널 상태 보고 설정 (CSI reporting setting): 채널 상태 보고에 필요한 보고 파라미터 (예를 들어, RI, PMI, CQI 등) 의 켜고, 꺼짐 등을 설정할 수 있다. 또한, 채널 상태 보고의 타입 (예를 들어, Type I: 낮은 해상도를 갖는 채널 상태 보고, 간접 (implicit) 보고 형태, 혹은 Type II: 높은 해상도를 갖는 채널 상태 보고, 선형 결합 형태의 채널 상태 보고를 이용하여 직접적 (explicit) 으로 eigen vector, covariance matrix 등을 보고하는 형태로 설정할 수 있다.) 구체적으로, 채널 상태 보고 설정: RI, PMI, CQI, BI 혹은 CRI 등의 보고여부 (개별 설정 혹은 결합된 설정), 보고 방법 (주기적, 비주기적, 반영속적, 비주기적과 반영속적은 하나의 파라미터로 설정 될 수 있다.), 코드북 설정 정보, PMI 형태 (전대역/부분대역), 채널 상태 보고 형태 (implicit/explicit 혹은 Type I/Type II), 채널 품질 보고 형태 (CQI/RSRP), 채널 상태 보고를 위한 자원 설정을 지원할 수 있다.

● 자원 설정 (Resource setting): 채널 상태 측정에 필요한 기준 신호에 대한 설정 정보를 포함하는 설정이다. 채널 측정을 위한 CSI-RS 자원 및 간섭 측정을 위한 CSI-IM (IMR: Interference Measurement Resource) 자원이 설정 될 수 있으며, 이를 위하여 복수 개의 자원 설정이 존재할 수 있다. 또한, 해당 기준신호의 전송형태 (주기적, 비주기적, 반영속적), 기준신호의 전송 주기 및 오프셋 등 역시 설정 가능하다.

● 채널 측정 설정: 채널 상태 보고 설정과 자원 설정 간의 맵핑 혹은 연결을 설정한다. 예를 들어, N개의 채널 상태 보고 설정과, M의 자원 설정이 있을 경우 이러한 복수 개의 채널 상태 보고 설정과 자원 설정 간의 맵핑을 설정하는 L개의 링크가 채널 측정 설정에 포함될 수 있다. 또한, 기준신호 설정과 보고 시점의 연관 설정 (예를 들어, 기준 신호가 n 서브프레임 혹은 슬롯에 전송 될 경우 보고 시점은 D0-0, D1-0, D2-1, D3-2 와 D3-3과 같은 파라미터 들을 이용하여 설정 될 수 있으며, 보고 시점은 이에 따라 n+D0-0과 같이 정의될 수 있다.) 역시 설정 될 수 있다.

NR에서는 LTE 에서 지원하는 주기적, 비주기적 채널 상태 보고에 더하여 반영속적 (semi-persistent) 기준 신호 전 송 및 채널 상태 정보를 지원한다. 이 때, NR의 주기적 및 반영속적 채널 상태 정보에서는 상기에서 언급한 Reporting mode 중 서브밴드 보고를 지원하지 않을 수 있다. 주기적 및 반영속적 채널 상태 보고에서 사용하는 PUCCH는 전송할 수 있는 보고의 양이 한정되어 있다. 따라서, 상기에서 언급한 바와 같이 LTE에서는 bandwidth part 중 일부의 서브밴드에 대해서 단말이 선택하여 올릴 수 있도록 하고 있다. 하지만, 이러한 선택적인 서브 밴드에 대한 보고는 극히 제한적인 정보를 담고 있기 때문에 해당 정보의 효용성은 크지 않다. 따라서, 이러한 보고를 지원하지 않음으로써 단말의 복잡도를 감소하고 해당 보고의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 서브밴드 보고를 지원하지 않기 때문에 NR의 주기적 채널 상태 정보 보고에서는 PMI를 보고하지 않거나 wideband 혹은 partial band에 해당하는 하나의 PMI 만을 전송할 수 있다.

NR의 비주기적 채널 상태 정보 보고에서는 하기와 같은 보고 모드를 지원할 수 있다.

● Reporting mode 1-2 (wideband CQI with multiple PMI): RI, 광대역 (wideband) CQI (wCQI), 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI

● Reporting mode 2-0 (subband CQI with no PMI):: RI, wCQI, 단말이 선택한 대역의 협대역 (subband) CQI (sCQI)

● Reporting mode 2-2 (subband CQI with multiple PMIs):: RI, wCQI, sCQI, 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI

● Reporting mode 3-0 (subband CQI with no PMI):: RI, wCQI, 전체 대역의 협대역 (subband) CQI (sCQI)

● Reporting mode 3-2 (subband CQI with multiple PMIs):: RI, wCQI, 전체 대역의 협대역 (subband) CQI (sCQI), 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI

상기 주기적 채널 상태 보고와 마찬가지로 보고 모드 2-0과 2-2는 단말의 bandwidth part의 서브 밴드 중 하나를 선택하여 보고하는 형태로서, 해당 보고의 효율성이 낮아 NR에서는 지원되지 않을 수 있다. 또한, 상기 LTE에서의 주기적 채널 상태 보고에서는 해당 채널 상태 보고 모드 설정의 PMI/RI 보고 설정과 CQI 설정을 이용하여 결정하였고, 비주기적 채널 상태 보고의 경우에는 직접적으로 채널 상태 보고 모드를 설정하였다. NR 에서는 상기에서 언급한 채널 상태 보고 설정에 각각 PMI/RI 보고 설정 CQI 보고 설정으로 제공될 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 NR 에서는 하기와 같은 낮은 공간 해상도와 높은 공간 해상도를 갖는 두 가지 형태의 채널 상태 보고가 지원된다. 하기 표 12-1과 표 12-2는 이러한 두 가지 형태의 채널 상태 보고 및 보고 형태 별로 필요한 보고 오버헤드를 나타낸 것이다.

표 12-1: Type I 채널 상태 보고

타입 1 단일 패널 코드북

- 2개의 CSI-RS 포트의 경우, NR은 아래의 타입 1 코드북을 지원

- 4개 이상의 CSI-RS 포트의 경우, NR은 아래의 랭크 1부터 8까지에 대한 타입 1 코드북을 지원

코드북은 W=W₁W₂ 프리코더 구조를 가정하고, 여기서

, B는 L 개의 오버 샘플링된 2D DFT 빔으로 구성된다. 랭크 1 및 2에 관해, L 값은

중 하나로 설정될 수 있다. W₂는 빔 선택을 수행하고 (L=4인 경우에만), 2개의 polarization들 사이에서 QPSK co-phasing을 수행한다.

- 1D/2D 안테나 포트 레이아웃들(N₁, N₂) 및 오버샘플링 팩터들 (O₁, O₂) (cf. Rel.13/14 LTE 클래스 A 코드북들)은 아래와 같이 지원된다.

-L=4에 관하여, 아래의 빔 그룹(B) 패턴이 지원된다.

표 12-2: Type II 채널 상태 보고

타입 2 단일 패널 코드북

-NR은 랭크 1 및 2에 대한 타입 2 Cat 1 CSI를 지원

PMI는 공간 채널 정보 피드백을 위하여 사용

단말은 채널 상태 보고를 위한 PMI 코드북을 위하여 하기의 프리코더 구조를 가정한다.

-

L 값은

중 하나의 값으로 설정될 수 있다.

b_k1,k2는 오버 샘플링된 2D DFT 빔이다.

: 빔 i 및 polarization r 및 레이어 l에 대한 와이드밴드 빔 진폭 스케일링 팩터

: 빔 i 및 polarization r 및 레이어 l에 대한 서브밴드 빔 진폭 스케일링 팩터

: 빔 i 및 polarization r 및 레이어 l에 대한 빔 결합 계수 (위상)

QPSK (2비트) 및 8PSK (3비트) 사이에서 선택하여 설정.

진폭 스케일링 모드: WB+SB (불균등한 비트 할당) 및 WB-only 중 선택하여 설정

표 12-3: Type I 채널 상태 보고를 위한 보고 오버헤드

표 12-4: Type II 채널 상태 보고를 위한 보고 오버헤드

상기와 같이 Type I 채널 상태 보고는 기존 LTE와 같이 코드북을 기반으로 하여 RI, PMI, CQI, CSI-RS Resource Indicator (CRI) 등을 통해 기지국에게 채널 상태를 보고할 수 있다. 이에 반해, Type II 보고는 Type I 보고와 유사한 implicit CSI에 더 많은 PMI 보고 오버헤드를 통해 더 높은 형태의 해상도를 제공할 수 있으며, 이러한 PMI 보고는 Type I 보고에 사용된 프리코더, 빔, Co-phase 등의 선형 결합을 통해서 만들어 질 수 있다. 또한, 직접적인 채널 상태를 보고하기 위하여 기존과 다른 explicit CSI 형태로 보고 할 수 있으며, 이의 대표적인 예로는 채널의 covariance matrix를 보고 하는 방법이 있을 수 있다. 또한, implicit과 explicit이 결합된 형태도 가능하다. 예를 들어, PMI로는 채널의 covariance matrix를 보고하지만, 이에 더하여 CQI나 RI 등이 함께 보고 될 수도 있다.

상기에서 언급한 바와 같이, Type II는 높은 보고 오버헤드를 필요로 하게 된다. 따라서, 이러한 보고는 보고 가능한 bit의 수가 많지 않은 주기적 채널 상태 보고에는 적합하지 않을 수 있다. 반면, 비주기적 채널 상태 보고의 경우 해당 채널 상태 보고는 보고 많은 오버헤드를 지원 가능한 PUSCH를 통해서 지원되기 때문에 이러한 높은 보고 오버헤드를 필요로 하는 Type II 보고는 오직 비주기적 채널 상태 보고에는 지원될 수 있다.

이에 더하여, 반영속적 채널 상태 보고에는 Type II를 지원할 수 있다. NR에서 반영속적 채널 상태 보고는 주기적 채널 상태 보고에 비하여 동적인 활성/비활성을 지원하기 때문에 상대적으로 높은 단말 복잡도를 요구하게 된다.

LTE의 채널 상태 보고에서는 표 1 에서 언급한 바와 같이 기지국이 단말에게 CSI process를 기반으로 기준 신호 및 보고 관련 설정을 상위 레이어 설정을 통하여 설정한다. 이를 기반으로 하여 주기적 채널 상태 보고의 경우에는 사전에 설정된 보고 시점 및 자원에 보고하게 되며, 비주기적 채널 상태 보고의 경우에는 기지국이 하향 링크 제어 신호를 통해 전달한 DCI에 있는 트리거를 통해 사전에 설정된 설정 정보를 보고하게 된다.

NR에서는 상기 도 11에서 언급한 바와 같이 채널 상태 보고 설정, 자원 설정 및 이를 연결하는 링크가 채널 측정 설정에 존재하게 된다. 주기적 및 반영속적 (semi-persistent) 채널 상태 보고의 경우, 기지국의 RRC 설정 및 DCI 혹은 MAC CE 기반의 활성화/비활성화 신호에 따라 채널 상태 보고 설정에 의해 주기적 혹은 반영속적으로 채널 상태가 보고 될 수 있다. 비주기적 채널 상태 보고의 경우 하기와 같은 방법을 이용하여 채널 상태 보고를 트리거 할 수 있다.

- 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 1: 측정 설정 내의 링크를 기반으로 하여 트리거

- 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 2: 측정 설정 내의 채널 상태 보고 설정을 기반으로 하여 트리거

비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 1은 측정 설정 내의 링크를 기반으로 하여 트리거 하는 방법이다. 도 12는 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 1에 따라 트리거 측정 설정 내의 링크를 트리거하는 방법을 예시한 도면이다.

도 12에서 기지국은 비주기적 채널 상태 보고를 위하여 각 트리거 필드 별로 트리거 되는 링크를 사전에 RRC로 설정해 놓을 수 있다. 이 때, 기지국은 트리거 되는 링크를 설정하기 위하여 트리거 설정에 링크 ID를 직접적으로 설정할 수 있다. 또 다른 일례로, 기지국은 단말에게 설정된 모든 셀의 링크들의 비트맵을 이용하여 설정할 수 있다. 이 때, 이러한 비트맵의 지시 순서는 셀 ID와 링크 ID 등을 기반으로 하여 오름차순 혹은 내림차순으로 정렬될 수 있다. 도 13은 이러한 비트맵의 지시 순서를 예시한 도면이다.

도 13에서와 같이 셀 ID를 먼저 정렬하여 정렬 후 동일 셀 ID 내에서 링크 ID를 기반으로 하여 MSB 부터 LSB 까지 오름차순으로 정리할 수 있다. 상기 도 13에서는 셀 ID를 우선하여 정렬하는 것으로 예시하였으나 링크 ID가 우선되어 정렬될 수도 있으며, 내림차순으로 정리될 수도 있다.

비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 2는 측정 설정 내의 채널 상태 보고 설정을 기반으로 하여 트리거하는 방법이다. 도 14는 비주기적 채널 상태 보고 트리거 방법 2에 따라 트리거 측정 설정 내의 채널 상태 보고 설정을 트리거하는 방법을 예시한 도면이다.

도 14에서 기지국은 비주기적 채널 상태 보고를 위하여 각 트리거 필드 별로 트리거 되는 채널 상태 보고 설정을 사전에 RRC로 설정해 놓을 수 있다. 이 때, 기지국은 트리거 되는 채널 상태 보고 설정을 설정하기 위하여 트리거 설정에 채널 상태 보고 설정 ID를 직접적으로 설정할 수 있다. 또 다른 일례로, 기지국은 단말에게 설정된 모든 셀의 채널 상태 보고 설정들의 비트맵을 이용하여 설정할 수 있다. 이 때, 이러한 비트맵의 지시 순서는 셀 ID와 채널 상태 보고 설정 ID 등을 기반으로 하여 오름차순 혹은 내림차순으로 정렬될 수 있다. 도 15는 이러한 비트맵의 지시 순서를 예시한 도면이다.

도 15에서와 같이 셀 ID를 먼저 정렬하여 정렬 후 동일 셀 ID 내에서 채널 상태 보고 ID를 기반으로 하여 MSB 부터 LSB 까지 오름차순으로 정리할 수 있다. 상기 도 15에서는 셀 ID를 우선하여 정렬하는 것으로 예시하였으나 채널 상태 보고 ID가 우선되어 정렬될 수도 있으며, 내림차순으로 정리될 수도 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 기지국이 링크를 기반으로 하여 트리거 하기 위하여 하기의 표 13-1, 13-2, 13-3와 같은 트리거 필드를 이용하여 DCI로 단말에게 기지국에게 비주기적 채널 상태를 보고하도록 할 수 있다.

표 13-1: 링크 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

표 13-2: 링크 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

표 13-3: 링크 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

상기 표 13-1에서 기지국은 단말에게 상기 지시 필드를 이용하여 비주기적 채널 상태 보고가 트리거 하지 않거나, 혹은 해당 셀의 모든 링크를 트리거 할 수 있으며, '001' 이후의 비트인 '010' 부터는 사전에 RRC 설정을 통하여 채널 상태 보고를 위해 트리거 되는 링크들을 상기 트리거 방법 1에서 설명한 바와 같이 트리거 할 수 있다. 표 13-2에서 사용되는 트리거 필드는 트리거 되지 않는 경우를 제외하였으며, 이 경우 '001' 등의 설정이 가능한 트리거 필드의 사전 설정에는 트리거 되지 않는 옵션이 존재할 수 있다. 표 13-3에서 사용하는 하나의 셀의 모든 링크를 보고 하는 비주기적 채널 상태 보고 설정은 제외하고 자유도를 높임으로써 기지국의 설정에 유연함을 제공할 수 있다. 이 때에도 상기에서 언급한 표 13-2와 마찬가지로 '000' 등의 설정이 가능한 트리거 필드의 사전 설정에는 트리거 되지 않는 옵션이 존재할 수 있다.

상기에서 언급한 바와 같이 기지국이 채널 상태 보고 설정을 기반으로 하여 트리거 하기 위하여 하기의 표 13-4, 13-5, 13-6과 같은 트리거 필드를 이용하여 DCI로 단말에게 기지국에게 비주기적 채널 상태를 보고하도록 할 수 있다.

표 13-4: CSI 채널 상태 보고 설정 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

표 13-5: CSI 채널 상태 보고 설정 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

표 13-6: CSI 채널 상태 보고 설정 기반의 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드

상기 표 13-4에서 기지국은 단말에게 상기 지시 필드를 이용하여 비주기적 채널 상태 보고가 트리거 하지 않거나, 혹은 해당 셀의 모든 채널 상태 보고 설정들을 트리거 할 수 있으며, '001' 이후의 비트인 '010' 부터는 사전에 RRC 설정을 통하여 채널 상태 보고를 위해 트리거 되는 채널 상태 보고 설정들을 상기 트리거 방법 2에서 설명한 바와 같이 트리거 할 수 있다. 표 13-5에서 사용되는 트리거 필드는 트리거 되지 않는 경우를 제외하였으며, 이 경우 '001' 등의 설정이 가능한 트리거 필드의 사전 설정에는 트리거 되지 않는 옵션이 존재할 수 있다. 표 13-6에서 사용하는 하나의 셀의 모든 채널 상태 보고 설정을 보고 하는 비주기적 채널 상태 보고 설정은 제외하고 자유도를 높임으로써 기지국의 설정에 유연함을 제공할 수 있다. 이 때에도 상기에서 언급한 표 13-5와 마찬가지로 '000' 등의 설정이 가능한 트리거 필드의 사전 설정에는 트리거 되지 않는 옵션이 존재할 수 있다.

상기 지시 필드를 이용하여 채널 측정 및 간섭 측정을 위한 비주기적 CSI-RS를 간접적으로 지시할 수 있다. 도 16은 비주기적 채널 상태 보고 지시 필드를 이용하여 비주기적 CSI-RS를 간접적으로 지시하는 것을 도시한 도면이다.

도 16에서 기지국은 링크를 이용하여 채널 상태 보고를 트리거 한다. 이 때, 해당 링크에 연결 된 자원 설정에서 채널 측정을 위해 지원하는 자원이 주기적 CSI-RS 일 경우 해당 비주기적 채널 상태 보고는 기존의 주기적 CSI-RS 자원에서 측정 된 채널을 기반으로 추정하고, 해당 링크에 연결 된 자원 설정에서 채널 측정을 위해 지원하는 자원이 비주기적 CSI-RS일 경우 해당 비주기적 채널 상태 보고는 비주기적으로 설정된 CSI-RS 자원에서 측정 된 채널을 기반으로 추정할 수 있다. 이 때, 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 비주기적 CSI-RS는 항상 같은 슬롯 혹은 서브프레임에서 전송 될 수 있다. 또한, 상기에서 언급한 바와 같이 링크가 아닌 채널 상태 보고 설정을 통해서 트리거 되는 것도 가능하다.

이 때, 이러한 채널 상태 보고 지원을 위하여 도 11에 도시한 자원 설정을 통하여 선호 신호 (desired signal) 및 간섭 (interference) 측정을 위한 자원을 단말에게 설정할 수 있다. 자원 설정을 위하여 하기의 RRC 파라미터 들이 고려될 수 있다.

표 14: 자원 설정 필드 예시

상기 자원 설정을 기반으로 하여 NR 에서는 빔 측정, 보고 및 관리를 지원할 수 있다. NR 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 17은 이러한 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.

상기 도 17에서 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 18은 시간 자원에서의 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.

도 18에서 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 복수 개의 송신 혹은 수신 빔을 선택할 수 있다. 상기 도 17에서는 다른 시간 자원을 통하여 다른 빔을 기반으로 한 기준 신호를 전송하는 것을 도시하였지만, 이는 주파수, cyclic shift 및 코드 자원 등에도 동일하게 적용될 수 있다. 이 때, 도 18에 도시한 바와 같이 송신 빔 스위핑을 위하여 복수 개의 송신빔을 전송할 수 있으며, 수신 빔 스위핑을 위하여 하나의 송신빔을 반복적으로 적용하여 전송하는 것도 가능하다.

이러한 빔 스위핑 등의 빔 관리 동작 역시 상기 도 11 - 16 에서 언급한 채널 상태 보고 프레임워크 (자원 설정, CSI 보고 설정, CSI 측정 설정, 링크 등), 및 주기적, 반영속적, 비주기적 CSI-RS 전송 및 채널 상태 보고/빔 보고를 기반으로 하여 동작 될 수 있다.

상기 채널 상태 보고 혹은 빔 보고를 지원함에 있어 NR 에서는 자원 설정에 이러한 송신 빔 스위핑을 위한 복수 개의 빔 전송 및 수신 빔 스위핑을 위한 하나의 송신 빔의 반복 전송을 위하여 CSI-RS 자원 집합 (resource set) 에 CSI-RS 자원을 복수 개 설정하고, 해당 CSI-RS 자원이 각각 개별적인 CSI-RS 자원인지 아니면 동일한 CSI-RS 자원이 반복 되는지를 설정하도록 할 수 있으며, 이를 위하여 하기 표 15의 RRC 설정 파라미터 들이 제공될 수 있다.

표 15: CSI-RS 자원 집합 설정

표 15에서 ResourceSetConfigList는 복수 개의 CSI-RS 자원 집합을 설정할 수 있도록 하는 설정이다. 해당 설정에는 복수 개의 CSI-RS 자원 집합이 설정 될 수 있으며, 개개의 CSI-RS 자원 집합은 ResourceSetConfig을 통해 자원 집합의 개별 설정이 이루어지게 된다. 해당 ResourceSetConfig에는 ResourceSetConfigId, CSI-RS-ResourceConfigList, 그리고 CSI-RS ResourceRepetitionConfig 의 설정이 존재하게 된다. 이 때, ResourceSetConfigId는 CSI-RS 자원 집합 설정을 위한 ID를 설정하도록 하며, CSI-RS-ResourceConfigList는 상기 표 14에서 설명한 CSI-RS 자원 들의 ID를 기반으로 하여 해당 CSI-RS 자원 집합에 설정되는 CSI-RS 자원들의 ID를 설정하도록 함으로써 CSI-RS 자원 집합에 설정되는 CSI-RS 자원을 지시할 수 있다. CSI-RS ResourceRepetitionConfig은 해당 CSI-RS 자원 집합에 설정된 CSI-RS 자원 들이 송신 빔 스위핑을 위하여 개개의 CSI-RS 자원이 다른 빔을 기반으로 전송 될 것인지 아니면 개개의 CSI-RS 자원이 동일한 CSI-RS 자원의 반복을 지원할 것인지를 설정할 수 있다. 이 때, CSI-RS ResourceRepetitionConfig은 해당 CSI-RS 자원 집합이 동일한 빔을 지원하는지 아닌지를 지시하기 위하여 BeamRepetitionConfig 등으로 표현 될 수도 있다.

이 때, 해당 CSI-RS 자원 집합 설정에서 CSI-RS 자원의 반복을 설정함에 있어, 각각의 CSI-RS 자원은 오직 1 port CSI-RS 혹은 1 port나 2 port인 CSI-RS 자원만이 설정 가능할 수 있다. 상기 도 18에서 언급한 송신 빔 스위핑 및 수신 빔 스위핑을 함에 있어, 해당 송신 빔의 경우 숫자가 상기에서 언급한 바와 같이 1024 개 등으로 많을 수 있고, 이러한 숫자는 수신빔 스위핑을 고려할 경우 더 많아지게 된다. 따라서, 해당 스위핑에 필요한 CSI-RS 자원의 설정을 위하여 해당되는 안테나 포트의 숫자를 최대 1 port 혹은 2 port 까지의 자원으로 한정함으로써 기준 신호 전송에 필요한 오버헤드를 줄이고 효율적으로 빔 관리를 하도록 지원할 수 있다.

상기에서 언급한 단말의 Type I 및 Type II 채널 상태 보고 및 빔 관리 정보 보고를 위하여 단말은 PUSCH 및 PUCCH 를 이용하여 보고할 수 있다. NR에서는 PUCCH의 경우 짧은 주기를 갖는 PUCCH (short duration PUCCH, short PUCCH)와 긴 주기를 갖는 PUCCH (long duration PUCCH, long PUCCH) 의 두 가지 전송 형태의 PUCCH를 지원할 수 있다. 도 19는 긴 주기를 갖는 long PUCCH 의 전송을 도시한 도면이다.

이러한 long PUCCH는 1개의 슬롯 (slot) 내에서 최소 3개에서 최대 14개까지의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있으며, 복수개의 슬롯을 결합 (aggregation) 하여 전송하는 것도 가능하다. 이러한 long PUCCH 의 첫번째 목적은 많은 정보를 한 번에 전달하는 것이다. 이러한 많은 양의 정보를 전송하기 위하여 슬롯 내에서 최대 14개까지의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있도록 함으로써 시간 축에서 많은 자원을 확보할 수 있으며, 이에 더하여 추가적인 슬롯을 결합하는 것도 가능하다. 이에 더하여, 도 14에 도시한 바와 같이 주파수 축에서 더 많은 PRB를 사용하여 전송함으로써 더 많은 주파수 자원을 추가하는 것도 가능하다. 이러한 상대적으로 많은 시간 및 주파수 자원을 통하여 long PUCCH는 단말이 기지국에게 더 많은 정보를 한 번에 전송 할 수 있도록 지원 가능하다.

또 다른 long PUCCH 의 목적은 단말이 상향 링크 제어 정보 (UCI, Uplink Control Information) 전송을 위해 필요한 커버리지를 확보할 수 있도록 하는 것이다. 기지국과 달리 단말은 구현 공간, 배터리 등의 이유로 기지국에 대비하여 상대적으로 낮은 파워로 전송되게 된다. 또한, 사전에 cell planning을 통해 계획되는 하향 링크와 달리 상향 링크의 경우 사용자의 분포 및 사용에 따라 간섭 단말이 동적으로 달라질 수 있으며, 최악의 경우에는 인근에 다른 단말이 위치하여 높은 간섭을 겪을 수 있다. 따라서, 이러한 단말의 경우 낮은 SINR (Signal to Noise and Interference Ratio) 을 경험하게 된다. 이러한 경우 주파수 자원의 추가 할당은 단말이 전송하는 신호의 bit 당 에너지를 낮추게 되며, 이에 따라 단말 전송 신호의 커버리지 확보를 위하여 동일한 정보를 여러 시간 자원에 전송하여 bit 당 에너지를 유지 하면서도 신호의 전체 전송 파워를 높게 할 수 있다. 따라서, 할당 된 복수 개의 시간 자원에 동일한 신호를 여러 번 반복하여 전송하도록 함으로써 단말이 해당 신호의 커버리지를 확보할 수 있도록 지원할 수 있다. 또한, 낮은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 특성을 보이는 DFT-S OFDM 파형을 지원함으로써 단말의 상향 링크 전송 효율을 높일 수 있다.

Long PUCCH와 비교하여 short PUCCH는 적은 수의 자원을 이용하여 적은 양의 정보를 효율적으로 전송할 수 있도록 한다. 이를 위하여 적은 수의 OFDM 심볼 (예를 들어, 하나 혹은 두 개의 OFDM 심볼) 에 UCI를 전송할 수 있도록 하며, 효율적인 데이터 전송을 위해 CP-OFDM 파형을 기반으로 한다. 이러한 short PUCCH 전송은 CP-OFDM과 적은 수의 OFDM 심볼을 이용하여 효율적인 전송을 할 수 있지만, 상향 링크 채널 상태가 비교적으로 좋은 단말들이 전송 가능할 수 있으며, 해당 단말이 셀 경계에 위치하고 있거나 인근에 상향 링크 전송을 동시에 지원하는 단말이 위치하는 등의 이유에 의하여 상향 링크 채널의 질이 충분히 좋지 못할 경우 해당 전송을 지원하지 못할 수 있다.

이러한 short PUCCH 및 long PUCCH를 기반으로 하여 NR 에서는 하기 표 16의 PUCCH 포맷들을 지원한다.

표 15: NR의 PUCCH format

이 때, 상기 PUCCH 포맷 중 PUCCH 포맷 2, 3, 4가 채널 상태 보고에 사용될 수 있다. 이 때, short PUCCH 기반의 PUCCH format 2의 경우 오직 Type I CSI 를 이용하여 주기적 혹은 반영속적 채널 상태 보고 만을 지원한다. 또한, 하나의 PMI와 CQI 만을 보고하는 전대역 (wideband) 혹은 부분 대역 (partial band) 채널 상태 정보 보고 만을 지원하여 기지국이 적은 정보량을 기반으로 손쉽게 채널 상태를 모니터링 할 수 있도록 한다.

Long PUCCH 기반의 PUCCH 포맷 3과 4의 경우 주기적 혹은 반영속적 채널 상태 보고 만을 지원한다는 점에서 포맷 2와 동일하나 Type II CSI 와 서브밴드 별 PMI 및 CQI를 보고하는 서브밴드 (subband) 보고를 지원한다는 점에서 PUCCH format 2와 다르다. 또한, 포맷 4는 포맷 3에 더하여 OCC를 이용하여 단말 간 다중화를 지원한다는 차이가 있다.

이러한 PUSCH 및 PUCCH를 기반으로 한 보고가 단말이 복수 개의 채널 상태 보고를 허용하지 않거나 혹은 PUCCH 및 PUSCH 를 기반으로 하여 보낼 수 있는 정보의 양이 부족할 때 하나를 제외한 나머지 혹은 전체 중 일부를 drop 해야 할 수 있다. 도 20은 이 중 short PUCCH (포맷 2) 와 long PUCCH (포맷 4)가 충돌할 때의 상황을 가정하여 예시한 도면이다.

도 20 에서 예시한 것과 같은 이러한 다른 전송 타입 기반 보고의 충돌 (PUCCH와 PUSCH 기반 보고의 충돌) 와 동일 전송 타입 의 충돌 상황 (PUCCH 와 PUCCH의 충돌 혹은 PUSCH 와 PUSCH의 충돌) 에서 단말이 하나를 제외한 나머지 혹은 전체 중 일부를 drop 하기 위해서 하기와 같은 우선 순위를 고려할 수 있다.

- 우선 순위 판단 방법 1: 채널 상태 보고의 시간 전송 타입을 기반으로 하여 결정

- 우선 순위 판단 방법 2: 해당 채널 상태 보고의 전송 채널 및 채널 포맷 (PUCCH 혹은 PUSCH 등) 을 기반으로 하여 결정

- 우선 순위 판단 방법 3: 해당 채널 상태 정보 보고의 형태에 따라 결정

- 우선 순위 판단 방법 4: 해당 코드북 타입에 따라 결정

- 우선 순위 판단 방법 5: PMI 보고 수에 따라 결정

- 우선 순위 판단 방법 6: 채널 상태 보고 설정 ID나 CSI-RS ID를 기반으로 하여 판단 및 결정

우선 순위 판단 방법 1은 시간 전송 타입을 기반으로 하여 결정하는 방법이다. 표 16은 기지국이 단말에게 채널 상태 보고 설정을 할 때 RRC를 통하여 해당 채널 상태 정보의 시간 전송 타입을 설정하는 것을 나타낸 표이다.

표 16: 채널 상태 보고의 시간 전송 타입 설정

상기 표 16과 같이 RRC 필드내 CSI reporting setting 혹은 CSIReportConfig 내에 제공 된 하기의 RRC 필드를 통하여 단말은 기지국으로부터 해당 채널 상태 보고의 시간 전송 타입을 설정 받을 수 있다. 이러한 설정은 비주기적 (aperiodic), PUCCH를 이용한 반영속적 (semi-persistent) 전송, PUSCH를 이용한 반영속적 (semi-persistent) 전송, 주기적 (periodic) 전송 등으로 설정될 수 있다. 이 때, 이러한 전송 타입에 따라 충돌할 경우에 우선 순위를 고려할 수 있다. 예를 들어, 비주기적 전송과 주기적 전송 혹은 반영속적 전송이 충돌한 경우 비주기적 전송을 우선할 수 있다. 비주기적 전송의 경우 기지국의 필요에 따라 자세한 정보를 트리거 하는 것으로 기존에 RRC 혹은 MAC CE를 통해 설정한 채널 상태 정보와 대비하여 급박하고 많은 정보 (Type II CSI, 서브밴드 보고 정보 등) 를 담고 있다. 따라서, 충돌 시에 단말이 비주기적 채널 상태 정보를 우선하여 보고하도록 할 수 있다. 마찬가지로 반영속적 전송과 주기적 전송이 충돌 시에 단말이 반영속적 전송을 우선하여 전송하도록 하는 것도 가능하다. 반영속적 전송의 경우 상대적으로 많은 정보 (예를 들어, 서브밴드 보고 정보) 를 담을 수 있으며 이에 따라 자유롭게 활성화 및 비활성화가 가능한 반영속적 전송을 우선하여 전송하도록 함으로써 통신 시스템을 효율적으로 운용할 수 있다.

우선 순위 판단 방법 2는 해당 채널 상태 정보 혹은 빔 관리 정보가 어떠한 전송 채널 및 포맷 (PUSCH 혹은 PUCCH 및 PUCCH 포맷) 에 전송되느냐에 따라 판단하는 방법이다. 하기 표 17은 기지국이 단말에게 채널 상태 보고 설정을 위해 필요한 PUCCH 포맷 및 자원 설정을 나타낸 필드이다.

표 17: 채널 상태 보고를 위한 PUCCH 포맷 및 자원 설정

상기에서 언급하였듯이 short PUCCH 기반의 PUCCH 포맷 2의 경우 낮은 커버리지와 낮은 정보량을 지원하지만, 적은 시간 및 주파수 자원 을 통해 빠르게 정보를 전달할 수 있다. 하지만, long PUCCH 기반의 PUCCH 포맷 3와 4의 경우 반복 전송을 통해 높은 커버리지를 지원할 수 있으며, 또한 많은 양의 자원을 통해 많은 정보가 필요한 서브 밴드나 Type II 채널 상태 정보 보고를 지원할 수 있다. 따라서, 포맷 2와 포맷 3 혹은 4가 충돌하는 경우 더 많은 정보와 자원을 필요로 하는 포맷 3 혹은 4 기반의 채널 상태 정보 보고를 우선함으로써 기지국이 더 많은 정보 및 높은 커버리지 기반의 PUCCH 보고를 확보하도록 할 수 있다. 또한, 마찬가지로 PUSCH와 PUCCH 가 충돌하는 경우에도 더 많은 정보를 지원하는 PUSCH 기반 전송을 우선하도록 하는 것도 가능하다.

이에 더하여 PUCCH 포맷 3과 4가 충돌하는 경우 PUCCH 포맷 3을 우선 하도록 하는 것도 가능하다. PUCCH 포맷 4의 경우 OCC를 통하여 복수 개의 단말이 다중화 하여 전송하게 되므로 해당 PUCCH 의 보고 성능이 높지 않을 수 있다. 따라서, 더 좋은 커버리지를 확보할 수 있는 PUCCH 포맷 3을 우선하여 전송하도록 함으로써 기지국이 채널 상태 정보를 확실히 획득할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 이와 반대로 PUCCH 포맷 4를 우선 하도록 하는 것도 가능하다. PUCCH 포맷 4의 경우 단말의 다중화에 따라 기지국이 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하므로, PUCCH 포맷 3을 사용하는 경우보다 더 적은 자원으로 효율적으로 지원할 수 있도록 한다. 따라서, PUCCH 포맷 4를 우선하여 전송함으로써 기지국이 무선 자원을 효율적으로 지원할 수 있도록 할 수 있다.

이에 더하여 PUCCH 포맷 3과 4 사이의 우선 순위의 경우 기지국이 RRC 설정을 두어 해당 포맷 중 어떤 것이 더 높은 우선 순위를 갖는 지를 설정하도록 할 수 있다. 상기에 언급한 바와 같이 각각의 포맷 전송에 따라 장점이 존재하므로 기지국이 해당 시스템의 상황에 맞게 유연하게 설정하여 사용하도록 할 수 있다.

우선 순위 판단 방법 3은 해당 채널 상태 정보의 형태에 따라 결정하는 방법이다. 하기 표 18은 기지국이 단말에게 채널 상태 보고 설정 혹은 CSIReportConfig에 해당 채널 상태 보고에 사용되는 정보를 RRC에 설정하는 필드를 나타낸 것이다.

표 18: 채널 상태 보고에 사용되는 정보 설정 필드

상기에서 나타낸 바와 같이 정보 설정 필드에 따라 CRI/RI/PMI/CQI 기반의 보고, CRI/RI/i1 기반 보고, CRI/RI/i1/CQI 기반 보고, CRI/RI/CQI 기반 보고, CRI/RSRP 기반 보고, SSB index/RSRP 기반보고, CRI/RI/LI/PMI/CQI 기반 보고 등을 설정할 수 있다. 이러한 설정에 따라 단말이 우선 순위를 정하여 보고할 수 있도록 함으로써 효율적으로 채널 상태 보고 및 빔 관리 정보 보고가 이루어지도록 할 수 있다.

예를 들어, CQI 기반 보고 그룹 (CRI/RI/PMI/CQI, CRI/RI/i1, CRI/RI/i1/CQI, CRI/RI/CQI, CRI/RI/LI/PMI/CQI 등) 과 RSRP 기반 보고 그룹 (CRI/RSRP 혹은 SSB index/RSRP) 으로 나누어 두 그룹간 충돌할 경우 CQI 기반 보고가 우선하도록 지원할 수 있다. 이는 CQI 기반 보고가 RI/PMI/CQI 등 더 많은 정보를 포함하고 있으며 이러한 계산을 위하여 더 많은 단말 복잡도를 요구하기 때문이다.

반대로 RSRP 기반 보고가 우선하도록 지원하는 것도 가능하다. 이는 기지국이 보유하고 있는 빔 기반 보고가 정확하지 않을 경우 단말에게 제대로 된 제어 신호 및 데이터 전송이 불가능하기 때문이다.

또한, 이러한 CQI 기반 보고 그룹 및 RSRP 기반 보고 그룹 간의 우선 순위 판단을 상기에서 언급한 우선 순위 판단 방법 1의 시간 전송 타입에 따라 다르게 판단하는 것도 가능하다. 예를 들어, 주기적 및 반영속적 채널 및 빔 관리 정보 보고의 경우 모니터링을 위한 것으로 더 많은 정보 및 계산량을 요구하는 CQI 기반 보고 그룹의 정보가 더 유용할 수 있다. 특히, 빔 정보의 경우 상대적으로 덜 자주 변하기 때문에 채널 모니터링을 위한 주기적 및 반영속적 채널 및 빔 관리 정보 보고의 경우 CQI 기반 보고 그룹의 정보를 우선하는 것이 바람직하다. 하지만, 비주기적 채널 상태 및 빔 관리 정보 보고의 경우 기지국이 단말에게 제어 정보 및 데이터를 전송하기 위한 빔 정보가 정확하지 못하다고 판단하여 긴급하게 트리거 하기 위함으로써 CQI 정보 보다 더 긴급하게 요구될 수 있다. 따라서, CQI 기반 보고 그룹 보다 RSRP 기반 보고 그룹의 정보를 우선하여 전송하도록 할 수 있다.

이에 더하여, RSRP 기반 보고 그룹 내에서 충돌할 경우 CRI/RSRP 보고를 SSB index/RSRP 보고 보다 우선할 수 있다. 이는 CSI-RS 기반의 CRI 보고가 CSI-RS 를 통하여 추가적인 기준 신호 오버헤드를 요구하며 더 넓은 대역을 통해 더 정확한 정보를 생성할 수 있기 때문이다.

또한, CQI 기반 보고 그룹 내에서 i2가 포함된 정보 (CRI/RI/PMI/CQI 등) 와 i2가 포함되지 않은 정보 (CRI/RI/i1/CQI 혹은 CRI/RI/i1 등) 간의 경우 i2가 포함된 정보를 우선하도록 할 수 있다. 이는 i2가 포함되지 않은 정보의 경우 기지국이 단말의 이동 속도가 빠르다고 생각하여 프리코더를 순환하여 평균적인 CQI 값을 얻어 보고 하는 것으로 상대적으로 자주 변하지 않기 때문에 i2가 포함된 정보를 우선하여 전송하는 것도 가능하다.

반대로 i2가 포함되지 않은 정보를 우선하도록 하는 것도 가능하다. CRI/RI/i1의 경우 많은 CSI-RS 포트 혹은 자원을 기반으로 한 NP (non-precoded) CSI-RS 혹은 cell-specific BF (beamformed) CSI-RS 기반의 동작과 적은 CSI-RS 포트를 기반으로 한 UE specific BF CSI-RS 를 기반으로 한 하이브리드 CSI 기반의 동작 지원을 위한 것이다. 도 21과 22는 이러한 하이브리드 CSI 기반의 동작을 도시한 것이다.

많은 CSI-RS 포트 (예를 들어, 32 포트) 를 필요로 하는 도 21의 NP CSI-RS는 단말이 많은 CSI-RS 포트를 기반으로 하여 정확한 정보를 계산하여 프리코딩 정보 및 CQI를 보고할 수 있다는 장점이 있지만, 많은 기준 신호 오버헤드를 요구한다. 도 22의 Cell-specific BF CSI-RS 역시 많은 CSI-RS 자원 (예를 들어, 64개) 를 기반으로 하여 정확한 정보를 계산하여 CRI (CSI-RS Resource Indicator) 를 통해 빔 정보 및 이에 해당 하는 PMI 와 CQI 등의 정보를 보고할 수 있다는 장점이 있지만, 많은 기준 신호 오버헤드를 요구한다. 이와 반대로 UE-specific BF CSI-RS는 적은 CSI-RS 포트 (예를 들어, 4 포트) 및 자원 (예를 들어, 1개) 을 기반으로 하여 채널 상태 정보를 보고할 수 있다는 장점이 있지만 기지국이 SRS 나 NP CSI-RS 혹은 Cell-specific BF CSI-RS를 통해 사전 빔 혹은 채널 정보를 확보하여야 가능하다. 따라서, 긴 주기 기반의 NP CSI-RS나 Cell-specific BF CSI-RS를 통해 사전 빔 혹은 채널 정보를 획득하고, 짧은 주기 기반의 UE-specific BF CSI-RS를 통하여 해당 빔 내에서 채널 정보를 획득하는 방법을 통하여 기준 신호 오버헤드를 감소시키고 채널 상태 정보를 효율적으로 획득하도록 할 수 있다. 이 때, CRI/RI/i1의 경우 이러한 하이브리드 기반 동작을 위하여 단말이 대략적인 빔 방향 정보를 전달할 수 있도록 하기 위해 사용된다. 따라서, 이러한 많은 오버헤드 기반의 정보를 일반 CQI 정보에 비하여 우선 순위를 둠으로써 해결할 수 있다.

추가적으로 상기에서 언급한 i1의 유무에 따른 우선 순위를 CRI/RI/i1/CQI 와 CRI/RI/i1 간에 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, CRI/RI/i1의 경우 CRI/RI/PMI/CQI 보다 더 높은 우선 순위를 갖고, CRI/RI/i1/CQI의 경우 CRI/RI/PMI/CQI 보다 더 낮은 우선 순위를 갖는 것이다.

또한, CQI 기반 보고 그룹 내에서 PMI 가 포함된 정보 (CRI/RI/PMI/CQI 등) 와 PMI 가 포함되지 않은 정보 (CRI/RI/CQI) 간의 경우 PMI가 포함 된 정보를 우선할 수 있다. 이는 PMI가 포함된 정보가 방향 정보를 담고 있어 더 많은 정보를 기지국에게 줄 수 있기 때문이다.

반대로 PMI가 포함되지 않은 정보를 우선하는 것도 가능하다. 이는 PMI가 포함되지 않은 정보의 경우 TDD 기반 동작을 위한 것으로 SRS 를 통해 사전에 채널 상태 정보가 획득되어 있어 PMI 보다 더 높은 정확도의 정보를 제공할 수 있기 때문이다.

이에 더하여 LI가 포함된 정보 (CRI/RI/LI/PMI/CQI 등) 와 LI가 포함되지 않은 정보 (CRI/RI/PMI/CQI 등) 보고 간의 경우 단말이 PTRS 전송을 위해서 더 선호하는 layer를 지시하기 위한 LI 정보가 추가적으로 전송되므로 LI가 보고 되는 정보를 LI가 보고 되지 않는 정보 보고 보다 우선하도록 할 수 있다.

우선 순위 판단 방법 4는 코드북 타입에 따라 달리 결정하는 것이다. 상기에서 언급한 바와 같이 NR 에서는 Type I/Type II 두 가지 형태의 채널 상태 보고 코드북을 지원한다. 하기 표 19는 이러한 Type I 및 Type II 채널 상태 보고 코드북 설정을 위한 RRC 필드를 나타낸 것이다.

표 19: Type I 및 Type II 채널 상태 보고 코드북 설정을 위한 RRC 필드

이 때, Type II 채널 상태 보고는 항상 서브 밴드를 가정하여 보고 되며, 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 결합된 형태로 메인 빔과 서브 빔 간의 결합을 위하여 결합을 위한 상대적 진폭과 위상차를 함께 보고하게 된다. 이러한 상대적 진폭과 위상차는 전대역의 진폭, 위상차와 함께 서브밴드에서 상대적 진폭 및 위상차를 추가 보고 가능하며, 이 때, 서브밴드 위상차의 유무는 RRC로 설정 가능하다. 또한, 결합을 위한 빔의 경우 4개 까지 결합할 수 있으며, 실제 결합에 사용되는 빔의 수 역시 RRC로 설정 가능하다.

이와 같이 Type II 채널 상태 보고는 Type I 채널 상태 보고와 비교하여 많은 단말 복잡도를 필요로 하며, 이에 따라 많은 정보를 포함하고 있다. 따라서, 단말이 Type II 채널 상태 보고를 우선하도록 함으로써 기지국이 더 많은 정보를 우선하여 획득하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 보고는 상기 우선 순위 판단 방법 3에서 언급한 CQI 기반 보고 그룹 내에서 이루어 질 수 있다.

우선 순위 판단 방법 5는 CSI 보고 설정 혹은 CSIReportConfig의 PMI 형태 설정에 따라 판단하는 것이다. 표 20은 이러한 PMI 형태 설정을 위한 RRC 필드를 나타낸 것이다.

표 20: Type I 및 Type II 채널 상태 보고 코드북 설정을 위한 RRC 필드

표 20에 나타낸 바와 같이 기지국은 단말에게 해당 PMI 보고가 전대역 기반으로 하나를 보고하는 지 혹은 서브밴드 별로 복수 개가 보고 되는 지에 따라 우선 순위를 부여 하는 것이다. 서브 밴드 보고는 서브 밴드 별로 각각 PMI를 보고하기 때문에 더 많은 단말 계산 복잡도를 기반으로 하며 많은 정보를 담고 있다. 따라서, 서브 밴드 별로 보고하는 정보를 우선 함으로써 기지국이 더 많은 정보를 우선하여 획득하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 보고는 상기 우선 순위 판단 방법 3에서 언급한 CQI 기반 보고 그룹 내에서 이루어 질 수 있다.

우선 순위 판단 방법 6은 CSI 보고 설정 혹은 CSIReportConfig 혹은 해당 CSI 보고 설정과 연결된 CSI-RS 혹은 Cell의 ID를 기반으로 결정하는 것이다. 기지국은 단말에게 더 중요한 셀 (예를 들어, Primary Cell) 의 경우 낮은 ID 를 부여할 수 있으며, 상대적으로 덜 중요한 셀 (예를 들어, Secondary Cell)의 경우 높은 숫자의 ID를 부여할 수 있다. 따라서, 낮은 ID를 가진 CSI 보고 설정 CSI 보고 설정 혹은 CSIReportConfig 혹은 해당 CSI 보고 설정과 연결된 CSI-RS 혹은 Cell의 ID를 가진 보고를 더 우선 함으로써 채널 상태 보고의 충돌 상황을 해결할 수 있다.

또한, 상기의 우선 순위 판단 방법 1과 3을 결합하여 하기 수학식 2와 같이 사용할 수 있다.

[수학식 2]

비주기적 RSRP > 비주기적 Type II > 비주기적 Type I > 반영속적 Type II > 반영속적 Type I > 반영속적 RSRP > 주기적 Type I > 주기적 RSRP

이는 상기에서 언급하였듯이 비주기적 RSRP 기반 정보의 경우 긴급한 빔 관련 정보를 얻을 수 있도록 하기 위함이며, 반영속적 및 주기적 RSRP 의 경우 CQI 기반의 보고를 더 우선시 할 수 있다. 이러한 RSRP 기반 정보의 우선 순위 차별화는 반영속적 채널 상태 보고 내에서 PUCCH를 사용하는지 PUSCH 를 사용하는지에 따라 다르게 적용하는 것도 가능하다. 수학식 2-1은 이러한 반영속적 보고 내에서 우선 순위를 다르게 적용하는 것을 나타낸 수학식이다.

[수학식 2-1]

비주기적 RSRP > 비주기적 Type II > 비주기적 Type I > PUSCH 기반 반영속적 RSRP > PUSCH 기반 반영속적 Type II > PUSCH 기반 반영속적 Type I > PUCCH 기반 반영속적 Type II > PUCCH 기반 반영속적 Type I > PUCCH 기반 반영속적 RSRP > 주기적 Type I > 주기적 RSRP

반영속적 채널 상태 보고는 해당 채널 상태 보고가 PUCCH 를 사용하는지 혹은 PUSCH 를 사용하는지에 따라 활성화 및 비활성화 되는 방법이 다르다. PUSCH 를 사용할 경우에는 DCI를 이용하여 SPS (semi-persistent scheduling) 의 방법을 사용하여 활성화 및 비활성화 되는 반면, PUCCH를 사용할 경우에는 MAC CE를 사용하여 활성화 된다. 따라서, PUSCH 기반의 반영속적 보고의 경우 DCI를 사용하여 더 빠르게 트리거 될 수 있으며, 이를 기반으로 한 RSRP 보고는 비주기적 RSRP 보고와 마찬가지로 기지국으로부터 빠르게 요구될 수 있다. 따라서, 비주기적 RSRP 보고와 같이 긴급한 빔 정보를 얻기 위하여 사용될 수 있다. 하지만, PUCCH 기반의 반영속적 RSRP 보고의 경우 MAC CE를 사용하여 활성화 및 비활성화 되기 때문에 활성화 및 비활성화에 더 많은 지연 시간을 필요로 하며, 이에 따라 긴급한 빔 정보를 얻는데에 사용되기 어렵다. 따라서, 반영속적 PUSCH 보고의 경우에는 RSRP 보고를 우선 하고 반영속적 PUCCH 보고의 경우에는 Type II 정보를 우선하는 것도 가능하다.

이에 더하여 하기 수학식 3과 같이 사용하는 것도 가능하다.

[수학식 3]

비주기적 Type II > 비주기적 RSRP > 비주기적 Type I > 반영속적 Type II > 반영속적 Type I > 반영속적 RSRP > 주기적 Type I > 주기적 RSRP

이는 비주기적 Type II CSI 의 경우 많은 정보를 포함하고 있기 때문에 어떤 정보보다도 우선하여야 하며, 이후 빔을 위한 RSRP 기반 보고와 Type I 보고를 진행하기 위함이다. 빔 정보가 매우 중요한 정보이며, 비주기적 RSRP 정보는 긴급한 정보를 얻기 위해서 사용되기 때문에 Type I 보다는 우선시 되지만, Type II의 경우 많은 계산 복잡도와 보고 오버헤드를 필요로 하기 때문에 RSRP 보다는 Type II를 우선할 수 있다. 이러한 수학식 3 역시 반영속적 채널 상태 보고가 어떠한 채널을 사용하느냐에 따라 하기 수학식 3-1과 같이 확장하는 것도 가능하다.

[수학식 3-1]

비주기적 Type II > 비주기적 RSRP > 비주기적 Type I > PUSCH 기반 반영속적 Type II > PUSCH 기반 반영속적 RSRP > PUSCH 기반 반영속적 Type I > PUCCH 기반 반영속적 Type II > PUCCH 기반 반영속적 Type I > PUCCH 기반 반영속적 RSRP > 주기적 Type I > 주기적 RSRP

또한, 정보량을 기준으로 하여 비주기적에도 반영속적, 주기적과 동일하게 우선 순위를 지원하는 수학식 4와 같이 지원하는 것도 가능하다.

[수학식 4]

비주기적 Type II > 비주기적 Type I > 비주기적 RSRP > 반영속적 Type II > 반영속적 Type I > 반영속적 RSRP > 주기적 Type I > 주기적 RSRP

또한, 같은 시간 전송 타입 내에서는 Type II를 Type I 보다 우선 함으로써 더 많은 정보를 획득하도록 할 수 있다.

상기 수학식들을 기반으로 하여 추가적으로 우선 순위를 부여할 수 있다. 동일한 우선 순위를 가진 보고 (예를 들어, 주기적 Type I 과 주기적 Type I)이 충돌할 경우 우선 순위 판단 방법 2의 PUCCH 포맷을 기반으로 하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 주기적 Type I인 PUCCH 포맷 2와 주기적 Type I인 PUCCH 포맷 3 보고가 충돌할 경우 PUCCH 포맷 3 정보를 우선하여 전송할 수 있다.

또한, 상기 수학식 2, 2-1, 3, 3-1, 4를 기반으로 하여 추가적으로 우선 순위 판단 방법 5의 PMI 형태를 기반으로 하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 주기적 Type I인 전대역 PMI 보고와 주기적 Type I인 서브밴드 PMI 보고가 충돌할 경우 서브밴드 PMI 보고를 우선하여 전송할 수 있다.

상기 수학식 2, 2-1, 3, 3-1, 4를 기반으로 하여 우선 순위 판단 방법 2와 5를 한꺼번에 적용하는 것도 가능하다. 판단 방법 2를 우선하여 적용한 후 이후에도 동일 우선 순위일 경우 판단 방법 5를 적용하거나 판단 방법 5를 우선하여 적용한 후 이후에도 동일 우선 순위일 경우 판단 방법 2를 적용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 방법 이후에도 우선 순위가 동일할 경우 우선 순위 판단 방법 6의 ID를 기반으로 하여 추가적으로 우선 순위를 판단할 수 있다.

상기에서 언급한 채널 상태 보고 동작 및 빔 관리 동작을 위하여 간섭 측정을 위한 자원이 설정 될 수 있다. 이러한 간섭 측정을 위하여 도 23 및 도 24의 간섭 측정 방법이 사용될 수 있다.

도 23의 간섭 측정 방법은 채널 측정 자원 별로 간섭 측정 자원을 따로 두어 측정할 수 있도록 하는 방법이다. 상기에서 언급하였듯이 NR 에서는 빔 관리 및 보고를 위한 CSI-RS 자원 별로 다른 빔을 지원할 수 있으며, 이 때 단말이 복수 개의 수신 빔을 지원할 경우 송신 빔 별로 다른 수신 빔이 사용되어야 올바른 간섭을 측정할 수 있다. 따라서, CSI-RS 자원 별로 다른 간섭 측정 자원을 지원함으로써 빔 별로 다른 간섭을 올바로 적용하여 측정할 수 있도록 할 수 있다.

도 24의 간섭 측정 방법은 하나의 채널 측정 자원에 복수 개의 간섭 측정 자원을 두는 방법이다. 복수 개의 빔 및 MU-MIMO 전송 지원 시에 단말에게 발생할 수 있는 간섭 상황은 다양하다. 이 때, 해당 간섭 상황 별로 모두 간섭 측정 자원을 할당할 경우 간섭 측정을 위한 오버헤드가 과도해지게 된다. 따라서, 복수 개의 자원에서 전송되는 간섭을 합해서 채널 보고 상태 정보 생성을 위한 간섭으로 측정할 수 있도록 함으로써 기지국은 간섭 측정 자원의 수를 줄일 수 있다. 도 25는 단말이 이러한 복수 개의 간섭 자원에서 측정되는 간섭을 합쳐서 전체 간섭으로 계산해 내는 과정을 나타내는 도면이다.

상기에서 언급한 바와 같이 도 23 및 도 24의 간섭 측정 방법은 모두 장점이 있다. 따라서 단말이 이러한 도 23 및 도 24의 방법을 동시에 지원하도록 하기 위하여 하기 방법을 고려할 수 있다.

- 간섭 측정 설정 방법 1: 채널 측정 자원 별 간섭 측정 및 복수 개의 간섭 측정 자원 설정을 위한 RRC 설정 지원

- 간섭 측정 설정 방법 2: 채널 측정 자원 수에 따른 간섭 측정 방법 구분

- 간섭 측정 설정 방법 3: 채널 측정 자원 별로 간섭 측정 자원 구분을 위한 RRC 설정 지원

- 간섭 측정 설정 방법 4: 반복 여부에 따른 간섭 측정 방법 구분

- 간섭 측정 설정 방법 5: 채널 상태 보고의 보고 정보에 따른 간섭 측정 방법 구분

간섭 측정 설정 방법 1은 채널 측정 자원 별 간섭 측정 및 복수 개의 간섭 측정 자원 설정을 위한 RRC 설정을 지원하는 방법이다. RRC를 통해 단말이 채널 측정을 위한 CSI-RS 자원 별로 하나의 간섭 자원 혹은 복수 개의 간섭 자원을 지원 할 것 인지를 RRC를 통해 설정할 수 있도록 함으로써 단말이 해당 동작을 고려할 수 있다. 이 때, CSI-RS 자원 별로 하나의 간섭 자원을 사용하도록 설정 된 경우 채널 자원 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수와 간섭 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수가 같을 수 있다.

간섭 측정 설정 방법 2는 채널 측정 자원 수에 따른 간섭 측정 방법 구분하는 방법이다. 채널 측정 자원이 하나인 경우에는 사전에 얻어진 정보를 통해 결정 된 하나의 빔을 기반으로 하여 자세한 MU-MIMO나 CoMP 관련 정보 등을 추가로 획득하는 경우일 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 하나의 채널 측정 자원에서 복수 개의 간섭 자원을 고려하여 측정이 필요할 수 있다. 하지만, 복수 개의 채널 측정 자원이 설정 된 경우에는 빔 정보 획득을 위한 것이며 이 경우에는 빔 별로 간섭 자원이 필요할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 복수 개의 간섭 자원을 설정하도록 함으로써 빔 별 간섭 자원을 지원할 수 있다. 이 경우 채널 자원 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수와 간섭 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수가 같을 수 있다.

간섭 측정 설정 방법 3은 채널 측정 자원 별로 간섭 측정 자원 구분을 위한 RRC 설정을 지원하는 방법이다. 채널 측정 자원의 수와 같은 수의 비트맵을 RRC 설정에 지원하여 각각의 채널 자원 별로 간섭 측정에 사용 될 자원을 비트맵으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 1은 사용되는 간섭 자원을 의미하며 0은 사용되지 않는 간섭 자원을 의미할 수 있다. 이 때, 비트맵의 크기는 설정된 간섭 측정 자원의 수와 동일할 수 있다. 이에 더하여, 다른 빔 사용을 지원하기 위하여 채널 측정 자원 별로 사용되는 간섭 자원의 설정이 겹치는 것이 허용되지 않거나 단말이 무시할 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 자원 0과 1이 동시에 간섭 측정 자원 0을 사용하는 것을 기지국이 설정할 수 없거나 단말이 무시 할 수 있다.

간섭 측정 설정 방법 4는 반복 여부에 따른 간섭 측정 방법 구분하는 방법이다. 상기에서 언급하였듯이 기지국이 단말의 수신 빔 변경 지원을 위해 빔을 반복하여 전송할 수 있으며, 이를 위하여 CSI-RS 자원 내에서 CSI-RS의 반복 전송을 설정할 수 있다. 이 때에는 단말이 자원 별로 다른 수신 빔을 사용하여야 하므로, 항상 자원 별로 간섭 자원을 설정하거나 간섭 측정 설정 방법 3을 통해 RRC로 간섭 측정 자원을 지정할 수 있을 수 있다. 자원 별로 간섭 자원이 설정 될 경우에는 상기에서 언급한 바와 같이 채널 자원 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수와 간섭 측정을 위한 CSI-RS 집합 내에 설정된 CSI-RS 자원의 수가 같을 수 있다.

간섭 측정 설정 방법 5는 채널 상태 보고의 보고 정보에 따른 간섭 측정 방법을 구분하는 방법이다. 상기에서 언급하였듯이 RSRP 기반의 보고의 경우에는 빔 관리를 위한 정보로 아날로그 빔이 달라질 가능성이 높으며, CQI 기반의 보고에서는 정해진 아날로그 빔을 기반으로 하여 디지털 빔 관리가 지원될 수 있다. 따라서, RSRP 기반의 보고에서는 자원 별로 간섭 자원을 설정하도록 하고, CQI 기반의 보고에서는 설정 된 간섭 자원 들의 간섭을 모아서 하나의 간섭으로 간주하여 채널 보고를 생성하도록 할 수 있다.

상기 간섭 측정 설정 방법 지원을 위하여 NZP (Non-Zero Power) CSI-RS 및 ZP (Zero Power) CSI-RS 가 모두 고려 및 설정 될 수 있다. NZP CSI-RS 가 설정 된 경우 단말은 NZP CSI-RS 로 부터 채널을 측정하여 간섭으로 사용하게 되며, 이 때 NZP CSI-RS 포트 하나가 간섭 신호의 layer 라고 가정하여 간섭을 측정할 수 있다. ZP CSI-RS 가 설정 된 경우 단말은 해당 단말을 위한 신호가 muting 된 상태에서 다른 기지국 및 단말로부터 전송 되는 간섭의 파워를 측정하여 채널 상태 보고 생성에 사용할 수 있다. 이러한 간섭 측정을 위한 ZP CSI-RS 및 NZP CSI-RS 는 둘 중 하나의 형태만 설정될 수도 있으며, 두 형태 모두 설정되는 것도 가능하다. 이러한 지원을 위하여 RRC 내 채널 상태 보고 설정 혹은 CSIReportConfig 과 연결 된 자원 설정 내에 채널 측정을 위한 NZP CSI-RS 집합, 간섭 측정을 위한 NZP CSI-RS 집합, 간섭 측정을 위한 ZP CSI-RS 집합이 별도로 존재할 수 있다. 이 때, 상기에서 설정된 채널 측정 자원의 수는 채널 측정 을 위한 NZP CSI-RS 집합 내에서 해당 보고에 사용하도록 RRC로 설정 및 지시된 NZP CSI-RS 자원의 수일 수 있다. 또한, 채널 측정 자원의 수와 간섭 자원의 수가 동일하다는 것의 의미는 간섭 측정을 위한 ZP CSI-RS 집합과 NZP CSI-RS 집합 개별적으로 적용될 수 있으며, 직접적으로 간섭 CSI-RS 집합에 설정된 자원의 수이거나 집합 내에서 RRC로 해당 측정 및 보고에 사용되도록 지시 및 설정된 CSI-RS 의 수일 수 있다.

도 26은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 26을 참조하면 단말은 2610 단계에서 측정 설정 및 자원 설정 정보를 수신한다. 이러한 정보에는 채널 측정을 위한 기준신호에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 타입, 기준 신호의 포트수, 코드북 형태, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 다수 개의 CSI-RS를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config, codebook subset restriction 관련 정보, CSI 보고 관련 정보, CSI-process index, 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 비주기적 채널 상태 보고 간 타이밍 지시를 위한 후보 숫자, 그리고 전송전력 정보(P_C) 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이후에, 단말은 2620 단계에서 해당 측정 설정에서 사용되는 채널 상태 보고 설정을 통해 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 구성한다. 해당 정보에는 PMI/CQI 보고 여부, 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, CRI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode, 채널 상태 보고 형태, 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 비주기적 채널 상태 보고 간 타이밍 지시를 위한 후보 숫자 등이 설정될 수 있다. 단말은 2040단계에서 해당 정보를 기반으로 기준신호를 수신하면 이를 기반으로 하여 기지국 안테나와 단말의 수신안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말은 2640단계에서, 상기 추정한 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정을 이용하여 피드백 정보 rank, PMI 및 CQI 를 생성하며, 이를 기반으로 최적의 CRI를 선택할 수 있다. 이후 단말은 2650 단계에서 기지국의 피드백 설정 혹은 비주기적 채널 상태 보고 트리거 및 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 비주기적 채널 상태 보고 간 타이밍 지시에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여, 채널 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.

도 27은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 27을 참조하면 기지국은 2710 단계에서, 채널을 측정하기 위한 기준신호 및 채널 상태 보고 구성에 대한 설정 정보를 단말로 전송한다. 상기 설정 정보는 각 기준신호의 타입, 시간, 주파수 자원 위치, 서비스 형태, 지원 피드백 타입, measurement subset 중에서 적어도 하나가 설정될 수 있으며 이를 기반으로 기준신호를 전송하기 위하여 기준신호에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 oversampling factor인 O1, O2, 다수 개의 기준신호를 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(P_C) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후에, 기지국은 7120 단계에서 적어도 하나 이상의 CSI-RS를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 단말로 전송한다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, CRI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode, 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 비주기적 채널 상태 보고 간 타이밍 지시를 위한 후보 숫자 등이 설정될 수 있다. 이후에 기지국은 구성된 CSI-RS를 단말로 전송한다. 단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이를 기반으로 가상의 자원에 대한 추가적인 채널을 추정한다. 단말은 피드백을 결정하고 이에 해당하는 CRI, PMI, RI, CQI를 생성하여 기지국으로 전송한다. 이에 따라 기지국은 2730 단계에서 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용한다.

도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 28을 참조하면, 단말은 통신부(2810)와 제어부(2820)를 포함한다. 통신부(2810)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2810)는 제어부(2820)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 제어부(2820)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(2820)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성한다. 또한, 제어부(2820)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(2810)를 제어한다. 이를 위해 제어부(2820)는 채널 추정부(2830)를 포함할 수 있다. 채널 추정부(2830)는 기지국으로부터 수신되는 서비스 및 피드백 정보를 통해 해당 자원의 시간 및 주파수 자원에서의 위치를 판단하고, 이와 관련 된 CSI-RS 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 확인한다. 상기 피드백 정보에 기초하여 수신된 CSI-RS를 사용하여 채널을 추정한다. 도 28에서는 단말이 통신부(2810)와 제어부(2820)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(2830)가 제어부(2820)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2820)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2810)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2820)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(2810)를 제어할 수 있다.

또한 제어부(2820)는 상기 통신부(2810)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(2820)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 통신부(2810)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(2820)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(2820)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(2820)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(2820)는, 상기 기지국의 모든 안테나 포트 그룹에 대한 하나의 프리코딩 매트릭스(precoding matrix)를 선택할 수 있다. 또한 제어부(2820)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(2820)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 29는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 29를 참조하면, 기지국은 제어부(2910)와 통신부(2920)를 포함한다. 제어부(2910)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(2910)는 단말이 자원 정보를 획득하기 위한 관련 설정 및 채널 추정을 위한 CSI-RS 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당한다. 이를 위해 제어부(2910)는 자원 할당부(2930)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(2920)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. 여기서 통신부(2920)는 제어부(2910)의 제어하에 할당된 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신한다. 또한, 단말이 전송한 채널 상태 정보에서 얻은 CRI, rank, PMI 일부 정보, CQI 등을 기반으로 하여 기준신호를 전송한다.

상기에서는 자원 할당부(2930)가 제어부(2910)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2910)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(2920)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(9310)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(2920)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2910)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(2920)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(2910)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 CSI-RS를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(2910)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(2910)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 CSI-RS에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 많은 수의 2차원 안테나 어레이 구조의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송하는데 과다한 피드백 자원을 할당하는 것과 단말의 채널 추정 복잡도를 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 단말은 효과적으로 많은 수의 송신 안테나에 대한 채널을 모두 측정하고 이를 피드백 정보로 구성하여 기지국에 통보할 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.