WO2011025278A2 - 다중 사용자 mimo 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중 사용자 mimo 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011025278A2
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Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission.
  • a multiple input multiple output (MIMO) system refers to a system that improves transmission and reception efficiency of data using multiple transmission antennas and multiple reception antennas.
  • MIMO technology includes a spatial diversity technique and a spatial multiplexing technique.
  • the spatial diversity scheme can increase transmission reliability or widen a cell radius through diversity gain, which is suitable for data transmission for a mobile terminal moving at high speed.
  • Spatial multiplexing can increase the data rate without increasing the bandwidth of the system by simultaneously transmitting different data.
  • each transmit antenna has an independent data channel.
  • the transmit antenna may mean a virtual antenna or a physical antenna.
  • the receiver estimates the channel for each of the transmit antennas and receives data transmitted from each transmit antenna.
  • Channel estimation refers to a process of restoring a received signal by compensating for distortion of a signal caused by fading.
  • fading refers to a phenomenon in which the strength of a signal is rapidly changed due to multipath-time delay in a wireless communication system environment.
  • a reference signal known to both the transmitter and the receiver is required.
  • the reference signal may simply be referred to as a reference signal (RS) or a pilot according to the applied standard.
  • RS reference signal
  • UE-specific DMRS (Demodulation RS) for data demodulation is defined.
  • UE-specific DMRS may be used for multi-user (MI-MIMO) transmission.
  • MI-MIMO multi-user
  • Each terminal may perform MU-MIMO operation without interference with other terminals by using channel information obtained through precoding-based DMRS.
  • the overhead of the DMRS and the location on the resource block may vary according to a transmission rank. If each UE that performs MU-MIMO operation does not know about the existence of another UE that performs MU-MIMO operation, the position on the resource block to which DMRS for another UE is allocated is allocated for data transmission to itself. This may be misleading, leading to malfunction in data demodulation.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for supporting each terminal to correctly operate in MU-MIMO transmission supporting multiple layers.
  • a method for receiving a signal by a terminal in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission receives information on the entire transmission rank of the multi-user MIMO transmission Doing; Receiving demodulation reference signals and data for the terminal based on the information on the overall transmission rank; Acquiring channel information on the terminal from the demodulation reference signal; And demodulating the data based on the obtained channel information.
  • the receiving of the demodulation reference signal and data may include determining a position on the time-frequency domain in which the demodulation reference signal and the data are transmitted from the information on the entire transmission rank. It may include.
  • the method may further include receiving a layer indicator assigned to the terminal; And receiving the information on the rank of the transmission for the terminal.
  • the receiving of the demodulation reference signal and data may include determining a demodulation reference signal for a layer valid for the terminal based on the layer indicator and information on a rank of transmission for the terminal. can do.
  • a method for transmitting a signal by a base station in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission the information on the overall transmission rank of the multi-user MIMO transmission; Transmitting to multiple users; And transmitting a demodulation reference signal and data for the multi-user, wherein the information on the overall transmission rank includes receiving the demodulation reference signal and the data at the multi-user side and performing the demodulation. It can be used to demodulate the data by acquiring channel information from a reference signal.
  • the method may further include transmitting a layer indicator assigned to each of the multiple users; And transmitting information on a rank of transmission for each of the multiple users.
  • a terminal for receiving a signal in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission the receiving module for receiving a downlink signal from the base station; A transmission module for transmitting an uplink signal to the base station; And a processor connected to the receiving module and the transmitting module and controlling the terminal including the receiving module and the transmitting module, wherein the processor transmits all of the multi-user MIMO transmissions through the receiving module.
  • Receive information on a rank control to receive a demodulation reference signal and data for the terminal based on the information on the entire transmission rank, obtain channel information for the terminal from the demodulation reference signal, And control to demodulate the data based on the obtained channel information.
  • a base station for transmitting a signal in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission a receiving module for receiving an uplink signal from the terminal; A transmission module for transmitting a downlink signal to the terminal; And a processor connected to the receiving module and the transmitting module and controlling the base station including the receiving module and the transmitting module, wherein the processor transmits the entire transmission of the multi-user MIMO transmission through the transmitting module. And transmits information about a rank to the multi-user, and transmits a demodulation reference signal and data for the multi-user, wherein the information about the entire transmission rank is transmitted by the demodulation reference signal and at the multi-user side.
  • the data can be used to receive the data, obtain channel information from the demodulation reference signal, and demodulate the data.
  • 1 is a block diagram showing the structure of a transmitter having multiple antennas.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame.
  • 3 is an exemplary diagram illustrating an example of a resource grid for one downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 5 illustrates a pattern of a common reference signal (CRS) and a dedicated reference signal (DRS) in a 3GPP LTE system (eg, release-8).
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated reference signal
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for receiving a signal by a terminal in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a wireless communication system including a terminal apparatus and a base station apparatus according to the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • the term “terminal” may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and the like.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN-OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system). For clarity, the following description focuses on the 3GPP LTE and LTE-A standards, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • 'rank' in MIMO transmission indicates the number of paths that can independently transmit a signal
  • 'number of layers' indicates the number of signal streams transmitted through each path. Indicates. In general, since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of ranks used for signal transmission, unless otherwise specified, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • 1 is a block diagram showing the structure of a transmitter having multiple antennas.
  • the transmitter 100 includes an encoder (110-1, ..., 110-K), a modulation mapper (120-1, ..., 120-K), a layer mapper ( layer mapper 130, precoder 140, resource element mapper 150-1, ..., 150-K and OFDM signal generator 160-1, ..., 160-K ).
  • the transmitter 100 includes Nt transmit antennas 170-1,..., 170 -Nt.
  • the encoders 110-1, ..., 110-K encode the input data according to a predetermined coding scheme to form coded data.
  • the modulation mapper 120-1, ..., 120-K maps the coded data to modulation symbols representing positions on the signal constellation.
  • the modulation scheme is not limited and may be m-Phase Shift Keying (m-PSK) or m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM).
  • m-PSK may be BPSK, QPSK or 8-PSK.
  • m-QAM may be 16-QAM, 64-QAM or 256-QAM.
  • the layer mapper 130 defines a layer of modulation symbols so that the precoder 140 can distribute antenna-specific symbols to the paths of the respective antennas.
  • the layer is defined as an information path input to the precoder 140.
  • the information path before the precoder 140 may be referred to as a virtual antenna or a layer.
  • the precoder 140 outputs an antenna specific symbol by processing the modulation symbol by a MIMO scheme according to the multiple transmit antennas 170-1,..., 170 -Nt.
  • the precoder 140 distributes the antenna specific symbol to the resource element mappers 150-1,..., 150 -K of the path of the corresponding antenna.
  • Each information path sent by the precoder 140 to one antenna is called a stream. This may be referred to as a physical antenna.
  • the resource element mapper 150-1,..., 150 -K allocates an antenna specific symbol to an appropriate resource element and multiplexes according to a user.
  • the OFDM signal generators 160-1,..., 160 -K output an OFDM symbol by modulating the antenna specific symbol by the OFDM scheme.
  • the OFDM signal generators 160-1, ..., 160-K may perform an inverse fast fourier transform (IFFT) on an antenna specific symbol, and a cyclic prefix (CP) is inserted into the time domain symbol on which the IFFT is performed. Can be.
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • CP cyclic prefix
  • the CP is a signal inserted in a guard interval to remove inter-symbol interference due to multiple paths in the OFDM transmission scheme.
  • the OFDM symbol is transmitted through each transmit antenna 170-1,..., 170 -Nt.
  • a downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots.
  • the downlink radio frame may be configured by frequency division duplex (FDD) or time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration of the CP.
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first two or three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the structure of the radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • one downlink slot includes 7 OFDM symbols and one resource block includes 12 subcarriers, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is called a resource element (RE).
  • the resource element a (k, l) becomes a resource element located in the k-th subcarrier and the l-th OFDM symbol.
  • One resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • N DL is the number of resource blocks included in the downlink slot.
  • the value of N DL may be determined according to a downlink transmission bandwidth set by scheduling of the base station.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated.
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), and a Physical HARQ Indicator Channel.
  • PCFICH Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH is a resource allocation and transmission format of the downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information of the uplink shared channel (UL-SCH), paging information of the paging channel (PCH), system information on the DL-SCH, on the PDSCH Resource allocation of upper layer control messages such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, transmission power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in a combination of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier called a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier P-RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB))
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI Random Access-RNTI
  • RA-RNTI may be masked to the CRC to indicate a random access response that is a response to the transmission of the random access preamble of the terminal.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a pattern of a common reference signal (CRS) and a dedicated reference signal (DRS) in a 3GPP LTE system (eg, release-8).
  • the common reference signal (CRS) may be called a cell-specific reference signal and the dedicated reference signal may be called a UE-specific reference signal.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a resource element to which a common reference signal and a dedicated reference signal are mapped in the case of a general CP.
  • the horizontal axis represents the time domain (OFDM symbol unit), and the vertical axis represents the frequency domain (subcarrier unit).
  • 14 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain may be the basic units of the resource block.
  • 12 OFDM symbols and 12 subcarriers may be a basic unit of a resource block for a reference signal pattern.
  • the smallest rectangular area in the time-frequency domain shown in FIG. 5 is an area corresponding to one OFDM symbol in the time domain and one subcarrier in the frequency domain.
  • Rp denotes a resource element used for transmission of a reference signal on a pth antenna port.
  • R0 to R3 represent resource elements to which common reference signals transmitted from the 0 to third antenna ports are mapped
  • R5 represents resource elements to which dedicated reference signals transmitted to the fifth antenna port are mapped.
  • the common reference signals transmitted by the zeroth and first antenna ports are transmitted at six subcarrier intervals (based on one antenna port) on the zeroth, fourth, seventh, and eleventh OFDM symbols.
  • the common reference signals transmitted by the second and third antenna ports are transmitted at six subcarrier intervals (based on one antenna port) on the first and eighth OFDM symbols.
  • the dedicated reference signal is transmitted in four subcarrier intervals on the third, sixth, ninth and twelfth OFDM symbols of every subframe. Accordingly, 12 dedicated reference signals are transmitted in two consecutive resource blocks (resource block pairs) in time of one subframe.
  • the common reference signal (or cell-specific reference signal) is used for estimating a channel of a physical antenna terminal and is a reference signal commonly transmitted to all UEs in a cell.
  • the channel information estimated by the UE through the common reference signal includes single antenna transmission, transmit diversity, closed-loop spatial multiplexing, and open-loop spatial multiplexing. It can be used for demodulation of data transmitted by transmission schemes such as -loop spatial multiplexing, multi-user MIMO, etc. Can be.
  • the cell may be shifted by shifting the position in the subframe of the common reference signal for each cell. For example, when the reference signal is located every three subcarriers, one cell may be arranged at a subcarrier spacing of 3k and another cell at a subcarrier spacing of 3k + 1.
  • the dedicated reference signal (or terminal-specific reference signal) is a reference signal used for data demodulation.
  • the dedicated reference signal may be referred to as a demodulation reference signal (DMRS).
  • DMRS demodulation reference signal
  • Equivalent channel that combines the precoding weight transmitted in each transmitting antenna and the transmission channel when the terminal receives the reference signal by using the precoding weight used for a specific terminal as it is in the reference signal when transmitting multiple antennas. To estimate.
  • the dedicated reference signal is required to be orthogonal between transport layers.
  • the existing 3GPP LTE system supports transmission of up to 4 transmit antennas, and cell-specific reference signals for supporting a single transmit antenna, 2 transmit antennas, and 4 transmit antennas and terminal-specific reference signals for rank 1 beamforming are defined. have.
  • LTE-A Advanced
  • high order MIMO, multi-cell transmission, and advanced multi-user-MIMO are considered, which supports efficient reference signal operation and advanced transmission scheme.
  • data demodulation based on a dedicated reference signal is considered.
  • the dedicated reference signal for each layer may be multiplexed and disposed.
  • Time Division Multiplexing means placing dedicated reference signals for two or more layers on different time resources (e.g., OFDM symbols).
  • Frequency Division Multiplexing means placing dedicated reference signals for two or more layers on different frequency resources (eg, subcarriers).
  • Code Division Multiplexing means multiplexing dedicated reference signals for two or more layers disposed on the same radio resource using an orthogonal sequence (or orthogonal covering).
  • DRS dedicated reference signal
  • DMRS Demodulation Reference Signal
  • DMRS for rank 1 to 2 transmission of LTE-A may be used for dual-layer beamforming of 3GPP LTE Release-9.
  • Downlink MIMO transmission was also supported in 3GPP LTE systems before the 3GPP LTE-A system.
  • a single layer beam based on precoded DMRS (which may be called a dedicated RS (DRS) or a UE-specific RS) Can support forming.
  • DRS dedicated RS
  • UE-specific RS a single layer beam based on precoded DMRS
  • the transmitter since the precoding weight is included in the channel information estimated by the receiver through the precoded DMRS, the transmitter separately receives information on the precoding weight. There is no need to inform.
  • downlink MIMO transmission of the 3GPP LTE release-9 system may support dual layer (or dual stream) beamforming.
  • the dual layer beamforming technique is a MIMO transmission technique supporting up to rank 2 transmission based on precoded DMRS.
  • a precoded reference signal can be used for downlink MIMO transmission in the LTE-A system, and the reference signal overhead can be reduced by using the precoded reference signal. Since the DMRS is precoded by the same precoder as the precoder applied to the data, the precoding matrix is transparent to the terminal. Therefore, it is only required to transmit the DMRS corresponding to the layer, and there is no need to transmit separate precoding information.
  • DMRS overhead may be defined as the number of resource elements (REs) used for DMRS per one resource block (e.g., one subframe in time x 12 subcarrier sizes in frequency) in each transmission rank. have.
  • REs resource elements
  • 12 REs may be used for DMRS in one RB. This is equivalent to the overhead of DMRS (antenna port index 5) in 3GPP LTE Release-8.
  • up to 24 REs may be used for DMRS in one RB.
  • the same RE per antenna port in each rank may be used for DMRS.
  • the same DMRS pattern may be used regardless of the subframe type (TDD or FDD scheme). If the same DMRS pattern is used regardless of the subframe type, the complexity of UE operation can be reduced.
  • Terminal-specific precoded DMRS is supported for up to 8 layer transmissions in LTE-A systems, to achieve high spectral efficiency (or bandwidth efficiency) requirements. Since the DMRS is defined as UE-specific, it is necessary to first determine whether the DMRS should be optimized for each transmission mode or whether the same DMRS will be used regardless of the transmission mode. In terms of the complexity of the terminal operation, a unified DMRS that can perform the same demodulation operation regardless of the transmission mode would be more advantageous.
  • the UE may perform the same demodulation process in different transmission modes such as SU-MIMO, MU-MIMO, and CoMP transmission / reception techniques, it may be advantageous to use the same DMRS pattern regardless of rank.
  • using the same DMRS pattern regardless of rank means that the DMRS pattern (eg, time-frequency location and code) for each layer is the same for all ranks. For example, a channel corresponding to layer index 1 may be estimated by the same channel estimator regardless of rank.
  • using the same DMRS pattern regardless of rank means that the low rank DMRS pattern is a subset of the high rank DMRS pattern.
  • the same DMRS pattern is used regardless of rank, since the UE can perform data demodulation in the same operation in all transmission modes, the complexity of the UE design can be reduced. Thus, it may be desirable to use a fixed DMRS pattern for each layer regardless of rank.
  • the OFDM symbol used as a guard period for the repeater backhaul link (link between the base station and the repeater) and the last OFDM symbol used for transmission of a synchronization channel in the TDD scheme are not used for DMRS transmission. You can do that.
  • an OFDM symbol including a cell-specific reference signal (or common reference signal) defined in 3GPP LTE Release-8 may not be used for DMRS transmission.
  • reference signal power boosting means power is taken from a RE other than the one allocated for the reference signal among the REs of one OFDM symbol.
  • reference signal power boosting means power is taken from a RE other than the one allocated for the reference signal among the REs of one OFDM symbol.
  • the DMRS overhead may be set to 12 REs in one RB and up to 24 REs in rank higher for Rank 1 transmission.
  • DMRS transmit power should also be considered as DMRS overhead.
  • CDM code division multiplexing
  • Patterns 1 to 4 of FIGS. 6 (a) to 6 (d) correspond to CDM-based DMRS patterns candidates for supporting a high rank.
  • multiplexing of the CDM scheme can be applied only within a CDM-group including 12 REs.
  • 6 (a) to 6 (d) 'C' and 'D' represent CDM-groups capable of multiplexing up to four layers.
  • the DMRS patterns illustrated in FIGS. 6 (a) to 6 (d) may satisfy the above-described transmission mode independent and rank independent DMRS characteristics.
  • the DMRS pattern of FIG. 6 (a) will be described.
  • Four layers in one CDM-group can be multiplexed in a CDM manner using Walsh covering.
  • the DMRSs for the four layers are all disposed on the same RE, and the DMRSs for the respective layers can be distinguished using CDM resources.
  • An orthogonal cover of (1, 1, 1, 1) is multiplied for the first layer
  • an orthogonal cover of (1, -1, 1, -1) is multiplied for the second layer
  • the orthogonal covers of 1, 1, -1, -1 are multiplied
  • the orthogonal covers of (1, -1, -1, 1) are multiplied for the fourth layer.
  • any three or less orthogonal covers among the four different orthogonal covers may be selectively used.
  • DMRS overhead may vary according to a transmission rank. As shown in FIG. 6, two CDM-groups are used to support up to eight layers, and each CDM-group may support up to four layers. Therefore, DMRS overhead may be defined differently according to the number of CDM-groups. In this regard, two ways can be considered.
  • the DMRS overhead of 12 REs may be set, and in the case of ranks 3 to 8, the DMRS overhead of 24 REs may be set.
  • rank 1 and rank 2 can be defined in one CDM-group, and two CDM-groups can be used from rank 3. Therefore, in the case of rank 3 or more, as a large amount of DMRS is used, the robustness to the mobility of the terminal may be increased, so that good performance for a low rank may be guaranteed. However, for ranks 3 and 4 there may be too much RS overhead.
  • the DMRS overheads of 12 REs may be set, and in the case of ranks 5 to 8, the DMRS overheads of 24 REs may be set.
  • up to rank 4 can be defined in one CDM-group, so the RS overhead can be lowered as compared to the above-described scheme in terms of ranks 3 and 4.
  • channel estimation performance can be lowered in the case of a high Doppler frequency compared to the aforementioned scheme.
  • Multiuser-MIMO MU-MIMO
  • each UE is acquired through channel information and control channel acquired through the cell-specific reference signal. Data demodulation may be performed using one precoding weight information.
  • the base station does not need to inform each terminal of the precoding weight, and each terminal uses DMRS.
  • MU-MIMO can be operated without multi-user interference. In this case, for correct operation of the terminal, it is necessary to indicate which information about which layer among channel information of multiple layers obtained from the DMRS is for a specific terminal.
  • a method of designing MU-MIMO for 3GPP LTE Release-9 and LTE-A system will be described.
  • the single layer beamforming defined in the 3GPP LTE Release-8 system may support the dual layer beamforming of the extended form using the UE-specific precoded DMRS. Accordingly, since up to two layers can be supported, SU-MIMO using precoded DMRS can be supported.
  • the SU-MIMO scheme using the precoded DMRS may provide a better performance than the codebook based SU-MIMO scheme in this regard since the precoder may be optimized at the base station in a transparent manner to the terminal.
  • it may be required to support MU-MIMO to provide higher system throughput in 3GPP LTE Release-9 systems, which extends the operating range of double-layer beamforming from SU-MIMO to MU-MIMO. Can be done by.
  • 3GPP LTE Release-8 system since the MU-MIMO scheme based on SDMA (Spatial Division Multiple Access) using precoded DMRS is supported without information on the interference channel, the system performance is relatively low and the terminal is co-channel (co). -channel) interference could not be canceled or suppressed. Therefore, limited performance has been provided in that system performance depends on antenna configuration and scheduler. To enhance the MU-MIMO scheme in 3GPP LTE Release-9, it may be desirable to provide better system performance and robustness by allowing interference cancellation / suppression at the terminal side (unless there is a significant impact on existing standard documents). have.
  • SDMA Spatial Division Multiple Access
  • orthogonal DMRS In supporting single user dual layer beamforming, it may be considered to use orthogonal DMRS to support better rank 2 transmission. Thus, if a performance gain can be obtained, it may be desirable to make the most of the orthogonal DMRS already designed for MU-MIMO. In order to improve MU-MIMO performance, consider canceling and / or suppressing co-channel interference to increase signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) at the terminal side. Can be. Thus, it may be desirable to use orthogonal DMRS to allow interference channel estimation for better performance.
  • SINR signal-to-interference-plus-noise ratio
  • interference suppression may be more appropriate than interference cancellation as an enhancement technique for MU-MIMO in 3GPP LTE Release-9 system.
  • the interference channel may be estimated using orthogonal DMRS. Therefore, interference suppression is supported in 3GPP LTE Release-9 dual layer MU-MIMO, and it may be desirable to provide related control information (DMRS index and co-scheduling indicator for the terminal) for interference suppression.
  • control information explicitly indicated to the terminal it is necessary to consider the influence on the existing standard document.
  • CDM-based DMRS may be a solution to this problem. That is, in case of using CDM-based DMRS, the UE can detect co-channel interference with orthogonal DMRS using energy detection in each scheduled PRB without separate signaling, and when there is another terminal interfering This is because interference signals can be suppressed in each scheduled PRB. Therefore, the DMRS indicator using the CDM-based orthogonal DMRS can minimize the impact of the standard document for supporting MU-MIMO. If a similar approach is applied for SU-MIMO rank 1 transmission, a common PDCCH may be used for both SU-MIMO and MU-MIMO.
  • the common reference signal CRS
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • the terminal-specific reference signal since the terminal-specific reference signal is not shared with other terminals, power sharing information is implicitly included in the reference signal.
  • the terminal may assume that the RE to which data is transmitted and the RE to which the terminal-specific reference signal is transmitted have the same power level. Therefore, whether to support DMRS power boosting can only be considered in terms of channel estimation performance enhancement, even in the case of SU-MIMO. Therefore, the power sharing indicator may not be specified for MU-MIMO support.
  • DCI Format Downlink Control Information Format
  • DCI Downlink Control Information
  • DCI format 1 / 1A includes information used in rank 1 transmission, such as single antenna transmission, single stream transmission, or transmit diversity transmission.
  • DCI format 2A is for a two codeword system in which non-channel dependent (or open-loop) precoding is used.
  • DCI formats 1, 1A, and 2A Details of DCI formats 1, 1A, and 2A are shown in Tables 1, 2, and 3, respectively.
  • Table 1 DCI format 1 Resource Allocation Header 1 bit Resource block assignment N bits Modulation and coding scheme 5 bits HARQ process number 3 bits (FDD), 4 bits (TDD) New data indicator 1 bit Redundancy version 2 bits TPC command for PUCCH 2 bits Downlink Assignment Index 2 bits
  • DCI format 1A Flag for format 0 / 1A differentiation 1 bit Localized / Distributed VRB assignment Flag 1 bit Resource block assignment N bits Modulation and coding scheme 5 bits HARQ process number 3 bits (FDD), 4 bits (TDD) New data indicator 1 bit Redundancy version 2 bits TPC command for PUCCH 2 bits Downlink Assignment Index 2 bits
  • DCI format 2A A downlink control information (DCI) format 2A defined in a 3GPP LTE (eg, Release-8 or Release-9) system will be described with reference to Table 3 above.
  • DCI format 2A corresponds to a control information format for channel-independent (or open loop) spatial multiplexing transmission.
  • Open-loop spatial multiplexing transmission means that spatial multiplexing transmission is implemented without feedback from a terminal.
  • DCI format 2A supports up to two codewords (transport blocks), and defines a modulation and coding scheme (MCS), a new data indicator (NDI), and a redundancy version (RV) for each transport block.
  • MCS modulation and coding scheme
  • NDI new data indicator
  • RV redundancy version
  • the precoding information field defined in DCI format 2A of Table 3 provides information about a transmission rank. As shown in Table 4 below, the precoding information field is set to 0 bits for transmission by two antenna ports (i.e., not present) and to 2 bits for transmission by four antenna ports. . In the case of two antenna ports, even if precoding information is not provided, the UE may implicitly obtain rank information from activation / deactivation of the transport block. In this regard, whether the transport block is activated may be indicated by the MCS information and the RV of the transport block.
  • DCI format 2A when the value of the MCS index of a transport block is set to 0 to indicate that the transport block size is 0, it means that transmission is not performed, and thus, the transport block may be inactivated. If the size of the transport block is not 0, it may indicate that the transport block is activated. Alternatively, when the value of the MCS index is set to 0 and the RV is set to 1, it may indicate that the transport block is deactivated, and in other cases, the transport block may be activated. Accordingly, the UE implicitly knows that the case where the two transport blocks are activated corresponds to rank 2 transmission, and when one of the two transport blocks is activated and the other one is deactivated, it corresponds to the rank 1 transmission.
  • the content of the precoding information field for the 4 antenna port may be defined as shown in Table 5 below.
  • Table 5 One codeword: Codeword 0 enabled, Codeword 1 disabled Two codewords: Codeword 0 enabled, Codeword 1 enabled Bit field mapped to index Message Bit field mapped to index Message 0 4 layers: Transmit diversity 0 2 layers: precoder cycling with large delay CDD One 2 layers: precoder cycling with large delay CDD One 3 layers: precoder cycling with large delay CDD 2 reserved 2 4 layers: precoder cycling with large delay CDD 3 reserved 3 reserved
  • the overhead of DMRS may be set differently according to the transmission rank.
  • DMRS for supporting ranks 1 and 2 may be designed to maintain a constant overhead, and to have increased overhead when supporting rank 3 or more.
  • ranks 1-4 may be designed to maintain a constant level of overhead and to have increased overhead for rank 5 and above.
  • the overhead of the DMRS can be kept constant in the data transmission through DMRS-based double layer beamforming of the 3GPP LTE Release-9 system.
  • MU-MIMO is supported in the 3GPP LTE Release-9 system, up to two terminals can be multiplexed (each terminal performs a single layer transmission), and the base station assumes rank 2 in that it is DMRS based MIMO transmission. Since MU-MIMO is transmitted, a constant DMRS overhead and a position on a resource block of DMRS can be maintained at all times.
  • the base station indicates a specific layer of two layers to the terminal for MU-MIMO transmission, so that the terminal can obtain the orthogonal channel.
  • the MU-MIMO may be operated using a layer indicator.
  • DMRSs are multiplexed using the CDM-group 'C' of FIG. 6 (a) (that is, using 12 REs in one resource block) and rank 3 or more.
  • DMRSs may be multiplexed using both CDM-groups 'C' and 'D' (that is, using 24 REs in one resource block).
  • the DMRS is additionally disposed at a position on the resource block of the DMRS supporting up to 1 to 2 for transmission of the rank 3 or more.
  • the base station transmits data using DMRS for supporting rank 3.
  • Terminals (first and second terminals) allocated to the first layer and the second layer obtain a channel from the rank 1 to 2 DMRS positions, and the terminal (the third terminal) assigned to the third layer receives the rank 3 DMRS. In order to obtain a channel from the DMRS location allocated additionally.
  • the UEs (first and second terminals) allocated to the first layer / second layer may not recognize the existence of the third layer. have.
  • the first and second terminals may cause a serious problem in data demodulation in the first and second terminals since the RE of the added DMRS location may be mistaken for being used for data transmission other than DMRS. have. Therefore, when the overhead of the DMRS or the position on the resource block changes depending on the rank, it is necessary to inform the terminal operating in MU-MIMO the maximum rank.
  • a rank indicator may be used to inform the terminal operating in MU-MIMO of the maximum rank.
  • the rank indicator indicates the rank currently being transmitted.
  • the rank indicator may be used to indicate the total rank multiplexed by multiple users, or may be used to indicate the number of layers allocated for a specific terminal.
  • the terminal may transmit data at an RE location (12 additional RE locations in one RB, for example, a location of 'D' in FIG.
  • the terminal can know the RE position to which the effective DMRS is assigned to the other terminal in addition to the DMRS position valid to the terminal, and the data in the RE It can be seen that it is not transmitted. Accordingly, the terminal can reliably distinguish between the RE to which the DMRS is transmitted and the RE to which the data is assigned, and correctly perform data demodulation.
  • the UE may acquire only the channel of the layer indicated by the layer indicator.
  • the UE increases from the layer indicated by the layer indicator.
  • Channels of P layers may be obtained in the order in which the layers are obtained. For example, if data transfer using up to two layers is allowed, then the layer indicated by the layer indicator (eg, layer index 1) and the layer in increasing order (eg, layer index 2) ) Can be obtained.
  • the terminal may recognize that it is a rank 1 transmission through other information.
  • the terminal may recognize the rank 2 transmission when both codewords are activated, and may recognize the rank 1 transmission when only one codeword of the two codewords is activated.
  • the UE increases from the layer indicated by the layer indicator.
  • Channels of P layers may be obtained in the order in which the layers are obtained.
  • the entire transmission rank, information on layers valid for each corresponding terminal, and rank information for each corresponding terminal may be provided to terminals operating in MU-MIMO through the same resource, and each terminal may be a resource block. It is possible to reliably distinguish the location of DMRS and data on the channel and to obtain channel information valid for itself.
  • the following setting may be applied in relation to the rank indicator.
  • the 2-bit rank indicator can be used to indicate up to 4 ranks in indicating the overall rank multiplexed for MU-MIMO.
  • one-bit indicator indicating that the DMRS overhead or position is changed can be used.
  • the 1-bit indicator may indicate on / off whether the DMRS overhead is increased (or additional DMRS location).
  • Tables 6 to 11 below show codeword-to-band for a case where maximum rank P (P ⁇ 2) transmission is allowed for each UE performing MU-MIMO operation and multiple codeword transmission is allowed for each UE. Indicates layer mapping. Tables 6 to 10 show codeword-to-layer mapping for the case of maximum transmission ranks 1, 2, 3 and 4 respectively from the base station perspective. Tables 10 and 11 show codeword-to-layer mapping for the case of maximum reception rank 1 and 2 respectively from the terminal perspective.
  • Table 8 Max Tx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer 3 (case 1) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 3 (case 2) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 2 (for 2 nd UE) 3
  • Table 9 Max Tx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer 4 (case 1) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 1 (for 4 th UE) 4 4 (case 2) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 2 (for 3 rd UE) 4 4 (case 3) 1 (for 1 st UE) One 2 (for 1 st UE) 2 1 (for 2 nd UE) 3 2 (for 2 nd UE) 4
  • Tables 12 to 17 below show codeword-to-band for a case where maximum rank P (P ⁇ 2) transmission is allowed for each UE performing MU-MIMO operation and single codeword transmission is allowed for each UE. Indicates layer mapping. Tables 12-15 show the codeword-to-layer mapping for the case of maximum transmission ranks 1, 2, 3 and 4 respectively from the base station perspective. Tables 16 and 17 show codeword-to-layer mapping for the case of maximum reception rank 1 and 2 respectively from the terminal perspective.
  • Table 13 Max Tx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer 2 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2
  • Table 14 Max Tx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer 3 (case 1) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 3 (case 2) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 3
  • Table 15 Max Tx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer 4 (case 1) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 1 (for 4 th UE) 4 4 (case 2) 1 (for 1 st UE) One 1 (for 2 nd UE) 2 1 (for 3 rd UE) 3 4 4 (case 3) 1 (for 1 st UE) One 2 2 (for 2 nd UE) 3 4
  • Table 16 Max Rx Rank Codeword to Layer mapping Codeword Layer One One One
  • the codeword-to-layer mapping relationship in the case of the maximum reception rank 2 may be used not only for initial transmission in MU-MIMO transmission but also for retransmission.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for receiving a signal by a terminal in a wireless communication system supporting multi-user MIMO transmission according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may receive information about the overall transmission rank of the multi-user MIMO transmission. In addition to this, it is possible to receive a layer indicator assigned to the terminal, and information on the rank of the transmission for the terminal.
  • the terminal may determine a demodulation reference signal (DMRS) for the corresponding terminal and a position on the resource block (data on the time-frequency domain) to which data is transmitted, from the information on the entire transmission rank.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the terminal may determine a demodulation reference signal (DMRS) for the layer valid for the user from the layer indicator and information on the rank of the transmission for the terminal.
  • DMRS demodulation reference signal
  • the terminal may receive DMRS and data valid for the terminal.
  • the terminal may acquire channel information from the DMRS.
  • the terminal may demodulate data from the obtained channel information.
  • the UE correctly receives the DMRS valid for the UE, and knows that data is not transmitted at the DMRS location for the other UE in the MU-MIMO operation. Therefore, the UE uses channel information obtained through the DMRS. Data demodulation can be performed correctly.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a wireless communication system including a terminal apparatus and a base station apparatus according to the present invention.
  • the terminal device 810 may include a receiving module 811, a transmitting module 812, a processor 813, a memory 814, and an antenna 815.
  • the receiving module 811 may receive various signals, data, information, and the like from the base station.
  • the transmission module 812 may transmit various signals, data, information, and the like to the base station.
  • the processor 813 may be configured to control the overall operation of the terminal device 810 including the receiving module 811, the transmitting module 812, the memory 814, and the antenna 815.
  • the antenna 815 may be composed of a plurality of antennas.
  • the processor 813 receives information on the entire transmission rank of the multi-user MIMO transmission through the reception module 811 and receives demodulation reference signals and data for the terminal based on the information on the entire transmission rank. Can be controlled. In addition, the processor 813 may obtain channel information on the terminal from the demodulation reference signal, and demodulate the data based on the obtained channel information.
  • the processor 813 performs a function of processing the information received by the terminal device, information to be transmitted to the outside, and the like.
  • the memory 814 may store the processed information and the like for a predetermined time and may include a buffer (not shown). May be replaced by a component such as).
  • the base station apparatus (eNB) 820 may include a receiving module 821, a transmitting module 822, a processor 823, and a memory 824.
  • the receiving module 821 may receive various signals, data, information, and the like from the terminal.
  • the transmission module 822 may transmit various signals, data, information, and the like to the terminal.
  • the processor 823 may be configured to control the overall operation of the base station apparatus 820 including the receiving module 821, the transmitting module 822, the memory 824, and the antenna 825.
  • the antenna 825 may be composed of a plurality of antennas.
  • the processor 823 is configured to transmit, via the transmission module 822, information about the entire transmission rank of the multi-user MIMO transmission to the multi-user (UE), and transmit demodulation reference signals and data for the multi-user. Can be.
  • the information on the entire transmission rank may be used to receive demodulation reference signals and data on a multi-user (UE) side, obtain channel information from the demodulation reference signals, and demodulate the data.
  • the processor 823 performs a function of processing the information received by the terminal device, information to be transmitted to the outside, and the like.
  • the memory 824 may store the processed information and the like for a predetermined time and may include a buffer (not shown). May be replaced by a component such as).
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법은, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계; 상기 복조용 참조신호로부터 상기 단말에 대한 채널 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 데이터를 복조하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
다중 입출력 (Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이란 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템을 말한다. MIMO 기술은 공간 다이버시티(Spatial diversity) 기법과 공간 다중화(Spatial multiplexing) 기법이 있다. 공간 다이버시티 기법은 다이버시티 이득(gain)을 통해 전송 신뢰도(reliability)를 높이거나 셀 반경을 넓힐 수 있어, 고속으로 이동하는 단말에 대한 데이터 전송에 적합하다. 공간 다중화 기법은 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다.
MIMO 시스템에서는 각각의 송신 안테나마다 독립된 데이터 채널을 가진다. 송신 안테나는 가상 안테나(virtual antenna) 또는 물리 안테나(physical antenna)를 의미할 수 있다. 수신기는 송신 안테나에 각각에 대하여 채널을 추정하여 각 송신 안테나로부터 송신된 데이터를 수신한다. 채널 추정(channel estimation)은 페이딩(fading)에 의하여 생기는 신호의 왜곡을 보상함으로써 수신된 신호를 복원하는 과정을 말한다. 여기서 페이딩이란 무선통신 시스템 환경에서 다중경로(multi path)-시간지연(time delay)으로 인하여 신호의 강도가 급격히 변동되는 현상을 말한다. 채널추정을 위하여는 송신기와 수신기가 모두 알고 있는 참조신호(reference signal)가 필요하다. 또한, 참조 신호는 간단히 RS(Reference Signal) 또는 적용되는 표준에 따라 파일럿(Pilot)으로 지칭될 수도 있다.
다양한 하향링크 참조신호 중에서, 데이터 복조를 위한 단말-특정 DMRS(Demodulation RS)가 정의된다. 다중사용자-MIMO (MU-MIMO) 전송에 있어서 단말-특정 DMRS가 사용될 수 있다. 각각의 단말은 프리코딩(precoding) 기반 DMRS를 통하여 획득한 채널 정보를 사용하여 다른 단말과의 간섭 없이 MU-MIMO 동작을 수행할 수 있다.
다중 레이어를 지원하는 MU-MIMO 전송에 있어서, 전송 랭크에 따라 DMRS의 오버헤드 및 자원블록 상의 위치가 달라질 수 있다. MU-MIMO 동작을 하는 각 단말이 함께 MU-MIMO 동작을 하는 다른 단말의 존재에 대해 알지 못하는 경우에, 다른 단말에 대한 DMRS가 할당된 자원블록 상의 위치가 자신에 대한 데이터 전송을 위해 할당된 것으로 오인할 수 있어, 데이터 복조시에 오동작이 유발될 수 있다.
따라서, 본 발명은 다중 레이어를 지원하는 MU-MIMO 전송에 있어서, 각 단말이 올바르게 동작할 수 있도록 지원하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법은, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계; 상기 복조용 참조신호로부터 상기 단말에 대한 채널 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 데이터를 복조하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계는, 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보로부터, 상기 단말에 대한 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역 상의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 단말에게 할당되는 레이어 지시자를 수신하는 단계; 및 상기 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계는, 상기 레이어 지시자 및 상기 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보에 기초하여, 상기 단말에게 유효한 레이어에 대한 복조용 참조신호를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법은, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 상기 다중 사용자에게 전송하는 단계; 및 상기 다중 사용자에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보는 상기 다중 사용자 측에서 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터를 수신하고, 상기 복조용 참조신호로부터 채널 정보를 획득하여 상기 데이터를 복조하는데에 이용될 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 다중 사용자 각각에 할당되는 레이어 지시자를 전송하는 단계; 및 상기 다중 사용자 각각에 대한 전송의 랭크에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 단말은, 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈과 접속되고, 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 수신 모듈을 통하여, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하고, 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하도록 제어하고, 상기 복조용 참조신호로부터 상기 단말에 대한 채널 정보를 획득하고, 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 데이터를 복조하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 기지국은, 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈과 접속되고, 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 전송 모듈을 통하여, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 상기 다중 사용자에게 전송하고, 상기 다중 사용자에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 전송하도록 제어하도록 구성되며, 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보는 상기 다중 사용자 측에서 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터를 수신하고, 상기 복조용 참조신호로부터 채널 정보를 획득하여 상기 데이터를 복조하는데에 이용될 수 있다.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따를 경우, 각 단말이 올바르게 동작할 수 있도록 지원하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 다중안테나를 구비한 송신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 2는 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8 (release-8))에서의 공용 참조신호(CRS) 및 전용참조신호(DRS)의 패턴을 나타내는 도면이다.
도 6은 CDM 기반의 DMRS 패턴들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법에 대한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치를 포함하는 무선 통신 시스템의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 LTE-A 표준을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
이하의 설명에 있어서, MIMO 전송에 있어서 '랭크(Rank)’는 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, ‘레이어(layer)의 개수’는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
도 1은 다중안테나를 구비한 송신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 송신기(100)는 인코더(encoder, 110-1,...,110-K), 변조 맵퍼(modulation mapper, 120-1,...,120-K), 레이어 맵퍼(layer mapper, 130), 프리코더(precoder, 140), 자원요소 맵퍼(resource element mapper, 150-1,...,150-K) 및 OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)를 포함한다. 송신기(100)는 Nt 개의 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 포함한다.
인코더(110-1,...,110-K)는 입력되는 데이터를 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 변조 맵퍼(120-1,...,120-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 변조 심볼에 맵핑한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다.
레이어 맵퍼(130)는 프리코더(140)가 안테나 특정 심볼(antenna-specific symbol)을 각 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 변조 심볼의 레이어를 정의한다. 레이어는 프리코더(140)로 입력되는 정보 경로(information path)로 정의된다. 프리코더(140) 이전의 정보 경로를 가상 안테나(virtual antenna) 또는 레이어라고 할 수 있다.
프리코더(140)는 변조 심볼을 다중 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼을 출력한다. 프리코더(140)는 안테나 특정 심볼을 해당 안테나의 경로의 자원요소 맵퍼(150-1,...,150-K)로 분배한다. 프리코더(140)에 의해 하나의 안테나로 보내어지는 각 정보 경로를 스트림(stream)이라 한다. 이를 물리적 안테나(physical antenna)라 할 수 있다.
자원요소 맵퍼(150-1,...,150-K)는 안테나 특정 심볼을 적절한 자원요소(resource element)에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDM 심볼을 출력한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 영역 심볼에는 CP(cyclic prefix)가 삽입될 수 있다. CP는 OFDM 전송 방식에서 다중 경로에 의한 심볼 간 간섭(inter-symbol interference)을 제거하기 위해 보호구간(guard interval)에 삽입되는 신호이다. OFDM 심볼은 각 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 통해 송신된다.
도 2는 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하향링크 무선 프레임은 FDD(frequency division duplex) 또는 TDD(time division duplex)에 의해 구성될 수 있다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸 예시도이다. 이는 OFDM 심볼이 일반 CP로 구성된 경우이다. 도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(resource block; RB)을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록은 12 부반송파(subcarrier)를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(RE)라 한다. 예를 들어, 자원 요소 a(k,l)은 k번째 부반송파와 l번째 OFDM 심볼에 위치한 자원 요소가 된다. 하나의 자원블록은 12×7 자원요소를 포함한다. 각 부반송파의 간격은 15kHz이므로, 하나의 자원블록은 주파수영역에서 약 180kHz을 포함한다. NDL은 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수이다. NDL의 값은 기지국의 스케줄링에 의해 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 따라 결정될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈-8 (release-8))에서의 공용참조신호(CRS) 및 전용참조신호(DRS)의 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 공용참조신호(CRS)는 셀-특정(cell-specific) 참조신호라 칭할 수도 있고, 전용 참조신호는 단말-특정(UE-specific) 참조신호라 칭할 수도 있다.
도 5는 일반 CP 경우의 공용참조신호 및 전용참조신호가 맵핑되는 자원요소를 설명하는 도면이다. 도 5에 있어서 가로축은 시간 영역 (OFDM 심볼 단위)을, 세로축은 주파수 영역 (부반송파 단위)을 나타낸다. 참조신호 패턴과 관련하여 일반 CP의 경우에 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼 및 주파수 영역에서 12 개의 부반송파가 자원 블록의 기본 단위가 될 수 있다. 확장된 CP의 경우에는 12 개의 OFDM 심볼 및 12 개의 부반송파가 참조신호 패턴에 대한 자원 블록의 기본 단위가 될 수 있다. 도 5에 도시한 시간-주파수 영역 내에서 가장 작은 사각형 영역은 시간 영역으로 1 OFDM 심볼에, 주파수 영역으로 1 부반송파에 대응하는 영역이다.
도 5에 있어서 Rp는 제p 안테나 포트(port)상에서 참조신호의 전송에 사용되는 자원요소를 표시한다. 예를 들어, R0 내지 R3은 각각 제0 내지 제3 안테나 포트에서 전송되는 공용 참조신호가 맵핑되는 자원요소를 나타내고, R5는 제5 안테나 포트에서 전송되는 전용 참조신호가 맵핑되는 자원요소를 나타낸다. 제0 및 제1 안테나 포트에서 전송되는 공용 참조신호는 제0, 제4, 제7 및 제11 OFDM 심볼상에서 6 부반송파 간격으로(하나의 안테나 포트 기준) 전송된다. 제2 및 제3 안테나 포트에서 전송되는 공용 참조신호는 제1 및 제8 OFDM 심볼상에서 6 부반송파 간격으로(하나의 안테나 포트 기준) 전송된다. 전용 참조신호는 매 서브프레임의 제3, 제6, 제9 및 제12 OFDM 심볼상에서 4 부반송파 간격으로 전송된다. 따라서, 하나의 서브프레임의 시간상 연속하는 2 자원블록(자원블록 쌍) 내에서 12개의 전용 참조신호가 전송된다.
공용참조신호(CRS) (또는, 셀-특정 참조신호)는 물리 안테나단의 채널을 추정하기 위해 사용되며, 셀 내에 있는 모든 단말(UE)들에게 공용으로 전송되는 참조신호이다. 공용참조신호를 통해 단말에 의하여 추정된 채널 정보는 단일 안테나 전송(Single Antenna Transmission), 전송 다이버시티(Transmit diversity), 폐-루프 공간 다중화(Closed-loop Spatial multiplexing), 개-루프 공간 다중화(Open-loop Spatial multiplexing), 다중-사용자(Multi-User) MIMO(MU-MIMO) 등의 전송 기법으로 송신된 데이터의 복조를 위해 사용될 수 있으며, 또한 단말이 채널을 측정하여 기지국으로 보고하는 용도로 사용될 수 있다. 공용참조신호를 통한 채널 추정 성능을 높이기 위해 셀 마다 공용참조신호의 서브프레임 내 위치를 시프트(shift)시켜 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 참조신호가 3 부반송파 마다 위치하는 경우에, 어떤 셀은 3k 의 부반송파 간격으로, 다른 셀은 3k+1의 부반송파 간격으로 배치 되도록 할 수 있다.
전용 참조신호(DRS) (또는 단말-특정 참조신호)는 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호이다. 이러한 점에서 전용 참조신호를 복조용 참조신호(DMRS)라 칭할 수도 있다. 다중안테나 전송을 할 때 특정 단말에 사용되는 프리코딩 가중치를 참조신호에도 그대로 사용함으로써 단말이 참조신호를 수신했을 때에 각 송신안테나에서 전송되는 프리코딩 가중치와 전송 채널이 결합된 균등 채널(Equivalent channel)을 추정할 수 있도록 한다. 또한, 전용 참조신호는 전송 레이어간에 직교할 것이 요구된다.
기존의 3GPP LTE 시스템은 최대 4 송신 안테나 전송을 지원하고, 단일 송신 안테나, 2 송신 안테나, 4 송신 안테나를 지원하기 위한 셀-특정 참조신호 및 랭크 1 빔포밍을 위한 단말-특정 참조신호가 정의되어 있다. 한편, 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 높은 오더(order)의 MIMO, 다중-셀 전송, 발전된 다중사용자-MIMO 등이 고려되고 있는데, 효율적인 참조신호의 운용과 발전된 전송 방식을 지원하기 위하여 전용 참조신호 기반의 데이터 복조를 고려하고 있다. 또한, 전용 참조신호는 기지국에 의해 하향링크 전송이 스케줄링된 자원블록 및 레이어에만 존재하도록 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
LTE-A 시스템에서 도입되는 최대 랭크 8 전송을 지원하기 위한 전용 참조신호를 무선 자원 상에 배치함에 있어서 각각의 레이어에 대한 전용 참조신호를 다중화하여 배치할 수 있다. 시간분할다중화(Time Division Multiplexing; TDM)는, 2 이상의 레이어에 대한 전용 참조신호를 상이한 시간 자원 (예를 들어, OFDM 심볼) 상에 배치하는 것을 의미한다. 주파수분할다중화(Frequency Division Multiplexing; FDM)는, 2 이상의 레이어에 대한 전용 참조신호를 상이한 주파수 자원 (예를 들어, 부반송파) 상에 배치하는 것을 의미한다. 코드분할다중화(Code Division Multiplexing; CDM)는, 동일한 무선 자원 상에 배치된 2 이상의 레이어에 대한 전용 참조신호를 직교 시퀀스(또는, 직교 커버링)을 사용하여 다중화하는 것을 의미한다.
이하에서는, 전술한 사항을 고려하여 최대 랭크 8 전송에 대하여 수신단에서 효율적인 채널 추정 및 데이터 복원을 수행할 수 있도록 하는 전용참조신호(DRS) 패턴에 대한 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
복조용 참조신호 (DMRS)
전술한 바와 같이, 3GPP LTE 시스템보다 높은 상/하향링크 전송률을 지원하는 3GPP LTE-A 시스템의 설계가 논의 중에 있다. 3GPP LTE-A 시스템에서 하향링크 MIMO 전송은 최대 랭크 8을 지원하며, 단말-특정 DMRS를 기반으로 데이터 복조를 할 수 있다. 이에 따라서, 랭크 1 내지 8 전송을 지원하기 위한 DMRS의 설계가 요구된다. 또한 LTE-A의 랭크 1 내지 2 전송을 위한 DMRS는 3GPP LTE Release-9의 이중-레이어(Dual-layer) 빔포밍을 위해 사용될 수 있다. 3GPP LTE-A 하향링크 MIMO 전송에서 이용되는 DMRS에 대하여 설명하기 전에, 기존의 3GPP LTE 시스템 (release-8 또는 release-9)의 하향링크 MIMO 전송에 이용되는 DMRS에 대하여 살펴본다.
3GPP LTE-A 시스템 이전의 3GPP LTE 시스템에서도 하향링크 MIMO 전송이 지원되었다. 3GPP LTE 릴리즈-8 (release-8) 시스템의 하향링크 MIMO 전송에서는 프리코딩된(Precoded) DMRS (전용 참조신호(Dedicated RS; DRS) 또는 단말-특정 참조신호라고 칭할 수 있음) 기반의 단일 레이어 빔포밍을 지원할 수 있다. 프리코딩된 DMRS를 사용하여 하향링크 전송을 하는 경우에는, 프리코딩된 DMRS를 통하여 수신단에서 추정된 채널 정보에 프리코딩 가중치(weight)가 포함되어 있기 때문에, 송신단이 프리코딩 가중치에 대한 정보를 따로 알려줄 필요가 없다. 위와 같은 단일 레이어 빔포밍 기술의 발전된 형태로서, 3GPP LTE 릴리즈-9 (release-9) 시스템의 하향링크 MIMO 전송에서는 이중 레이어 (또는 이중 스트림) 빔포밍을 지원할 수 있다. 이중 레이어 빔포밍 기술은 프리코딩된 DMRS 기반으로 최대 랭크 2 전송을 지원하는 MIMO 전송기법이다.
이하에서는 LTE-A 시스템을 위한 DMRS 설계 및 실시예에 대하여 설명한다.
LTE-A 시스템에서의 하향링크 MIMO 전송을 위하여 프리코딩된 참조신호가 사용될 수 있으며, 프리코딩된 참조신호의 사용으로 참조신호 오버헤드가 감소될 수 있다. DMRS는 데이터에 적용되는 프리코더와 동일한 프리코더에 의하여 프리코딩되므로, 단말에게 프리코딩 행렬은 투명(transparent)하다. 따라서, 레이어에 대응하는 DMRS를 전송하는 것이 요구될 뿐, 별도의 프리코딩 정보를 전송할 필요는 없다.
DMRS 오버헤드에 대해서 설명한다. DMRS 오버헤드는 각각의 전송 랭크에서 하나의 자원블록 (예를 들어, 시간 상으로 하나의 서브프레임 × 주파수 상으로 12 부반송파 크기) 당 DMRS를 위하여 사용되는 자원요소(RE)의 개수로서 정의될 수 있다.
랭크 1 전송에 대해서는 하나의 자원블록에서 12 개의 RE가 DMRS를 위하여 사용될 수 있다. 이는 3GPP LTE 릴리즈-8 에서의 DMRS (안테나 포트 인덱스 5)의 오버헤드와 동일한 것이다.
랭크 2 이상의 전송에 대해서는 하나의 자원블록에서 최대 24 개의 RE가 DMRS를 위하여 사용될 수 있다. 랭크 2 이상의 전송의 경우에 각 랭크에서 안테나 포트 당 동일한 RE가 DMRS를 위하여 사용될 수 있다.
또한, 서브프레임 타입 (TDD 또는 FDD 방식)에 무관하게 동일한 DMRS 패턴이 사용될 수 있다. 서브프레임 타입에 무관하게 동일한 DMRS 패턴을 사용하는 경우 단말 동작의 복잡성을 감소할 수 있다.
이하에서는 LTE-A 시스템을 위한 DMRS 설계의 세부사항에 대하여, 전송 모드 독립성, 랭크 독립성, 서브프레임 독립성, 및 DMRS 전력 부스팅(power boosting) 관점에서 살펴본다.
LTE-A 시스템에서의 최대 8 레이어 전송에 있어서 단말-특정 프리코딩된 DMRS가 지원되어, 높은 스펙트럼 효율성 (또는 대역폭 효율성) 요건을 달성할 수 있다. DMRS가 단말-특정으로 정의되므로, DMRS가 각각의 전송모드에 대해서 최적화되어야 할지 또는 전송 모드에 무관하게 동일한 DMRS가 사용될지에 대하여 먼저 결정할 필요가 있다. 단말 동작의 복잡성 측면에서는, 전송 모드에 무관하게 동일한 복조 동작을 수행할 수 있는 통일된 DMRS가 보다 유리할 것이다. 또한, 단일사용자-MIMO (SU-MIMO), 다중사용자-MIMO (MU-MIMO) 및 협력형 다중 포인트 (Cooperative Multi-Point; CoMP) 송수신 기술의 공동 최적화(joint optimization)를 고려하면, 전송 모드에 무관하게 동일한 DMRS를 사용하는 것이, 여러 가지 전송 모드 사이에서 단말에게 투명하게 유연성 있는 스케줄링을 가능하게 한다는 점에서 장점을 가질 수 있다. 따라서, 성능에 큰 영향을 미치지 않는 한, 전송 모드에 무관하게 동일한 DMRS 패턴을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
단말이 SU-MIMO, MU-MIMO 및 CoMP 송수신 기술과 같은 상이한 전송 모드에서 동일한 복조 프로세스를 수행할 수 있다는 점에서, 랭크에 무관하게 동일한 DMRS 패턴을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 여기서, 랭크에 무관하게 동일한 DMRS 패턴을 사용한다는 것은, 각각의 레이어에 대한 DMRS 패턴 (예를 들어, 시간-주파수 위치 및 코드)이 모든 랭크에 있어서 동일하다는 것을 의미한다. 예를 들어, 레이어 인덱스 1 에 해당하는 채널은 랭크에 무관하게 동일한 채널 추정기에 의하여 추정될 수 있다. 다시 말하자면, 랭크에 무관하게 동일한 DMRS 패턴을 사용한다는 것은, 낮은 랭크의 DMRS 패턴은 높은 랭크의 DMRS 패턴의 부분집합(subset)인 특성을 의미한다. 랭크에 무관하게 동일한 DMRS 패턴이 사용되는 경우, 단말은 모든 전송 모드에서 데이터 복조를 동일한 동작으로 수행할 수 있으므로, 단말 설계의 복잡성이 감소될 수 있다. 따라서, 랭크에 무관하게 각각의 레이어에 대하여 고정된 DMRS 패턴을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
서브프레임 타입 (FDD 또는 TDD 방식)에 무관하게 하나의 DMRS 패턴을 사용하고 FDD 방식 및 TDD 방식에서의 공통성을 유지하기 위해서는, DMRS 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼의 위치를 적절하게 결정할 필요가 있다. 구체적으로, 중계기 백홀 링크 (기지국과 중계기 간의 링크) 서브프레임에 대한 가드 구간(guard period)으로 사용되는 OFDM 심볼, TDD 방식에서 동기화 채널 전송을 위하여 사용되는 마지막 OFDM 심볼 등은 DMRS 전송을 위하여 사용되지 않도록 할 수 있다. 또한, 3GPP LTE 릴리즈-8에서 정의하는 셀-특정 참조신호 (또는 공용 참조신호)를 포함하는 OFDM 심볼도 DMRS 전송을 위하여 사용되지 않도록 할 수 있다. 이는, 셀-특정 참조신호의 전력 부스팅이 사용되는 경우에 (참조신호 전력 부스팅은, 하나의 OFDM 심볼의 RE들 중 참조신호를 위해 할당된 RE가 아닌 다른 RE로부터 전력을 가져오는 것을 의미함), 셀-특정 참조신호가 전송되는 OFDM 심볼과 동일한 OFDM 심볼 상에 DMRS 가 전송되면 DMRS 전송 전력이 낮아지게 되고, 복조 성능이 저하되기 때문이다. 따라서, 셀-특정 참조신호 및 중계기 백홀 서브프레임의 가드 구간이 할당되는 OFDM 심볼에서는 DMRS가 전송되지 않도록 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같이 DMRS 오버헤드는, 랭크 1 전송에 대하여 하나의 자원블록에서 12 개의 RE로, 그 이상의 랭크에서 최대 24 개의 RE로 정해질 수 있다. 그러나, DMRS 전송 전력 역시 DMRS 오버헤드로서 고려되어야 한다. 코드분할다중화(CDM) 방식으로 복수개의 레이어에 대한 DMRS를 다중화하는 경우 DMRS 전송 전력이 복수개의 레이어에서 공유되므로, 레이어의 개수가 증가할 수록 채널 추정 성능이 낮아질 수 있다. 따라서, DMRS 전력 부스팅을 고려할 수도 있다.
위와 같은 점을 고려하여 DMRS 패턴으로 사용될 수 있는 몇가지 방안을 제안한다. 전술한 바와 같이 단말 동작의 복잡성 감소 및 유연성을 제공하기 위해서는 다중 레이어에 대한 DMRS를 CDM 방식으로 다중화하는 것을 고려할 수 있다.
도 6(a) 내지 도 6(d)의 패턴-1 내지 패턴-4는 높은 랭크를 지원하기 위한 CDM 기반의 DMRS 패턴들의 후보에 해당한다.
랭크에 무관하게 각각의 레이어에 대한 고정된 DMRS 패턴이 설정되도록 하기 위하여, CDM 방식의 다중화는 12 개의 RE를 포함하는 CDM-그룹 내에서만 적용될 수 있다. 도 6(a) 내지 6(d)에 있어서, 'C' 및 'D'는 최대 4 개의 레이어를 다중화할 수 있는 CDM-그룹을 나타낸다. 도 6(a) 내지 6(d)에 도시된 DMRS 패턴들은 모두 전술한 전송 모드 독립 및 랭크 독립 DMRS 특성을 만족할 수 있다.
대표적으로, 도 6(a)의 DMRS 패턴에 대하여 설명한다. 'C'로 표시되는 12개의 RE는 하나의 CDM-그룹을 형성한다. 하나의 CDM-그룹에서 4 개의 레이어가 월시 커버링을 이용하여 CDM 방식으로 다중화될 수 있다. 다시 말하자면, 4 개의 레이어에 대한 DMRS가 모두 동일한 RE 상에 배치되고, 각각의 레이어들에 대한 DMRS는 CDM 자원을 이용하여 구분될 수 있다. 제 1 레이어에 대해서는 (1, 1, 1, 1)의 직교 커버가 곱해지고, 제 2 레이어에 대해서는 (1, -1, 1, -1)의 직교 커버가 곱해지고, 제 3 레이어에 대해서는 (1, 1, -1, -1)의 직교 커버가 곱해지며, 제 4 레이어에 대해서는 (1, -1, -1, 1)의 직교 커버가 곱해진다. 또는, 예를 들어, 3 이하의 개수의 레이어에 대한 DMRS 가 다중화되는 경우에는 상기 4 개의 서로 다른 직교 커버들 중 임의의 3 이하의 개수의 직교 커버가 선택적으로 이용될 수 있다.
도 6의 DMRS 패턴에 있어서, DMRS 오버헤드는 전송 랭크에 따라 달라질 수 있다. 도 6에서 도시하는 바와 같이, 최대 8 개의 레이어를 지원하기 위하여 2 개의 CDM-그룹이 사용되고 각각의 CDM-그룹은 최대 4 레이어를 지원할 수 있다. 따라서, DMRS 오버헤드는 CDM-그룹의 개수에 따라서 다르게 정의될 수 있다. 이와 관련하여, 2 가지 방식을 고려할 수 있다.
우선, 랭크 1 및 랭크 2 의 경우에는 각각 12 개의 RE의 DMRS 오버헤드를 갖고, 랭크 3 내지 8의 경우에는 각각 24 개의 RE의 DMRS 오버헤드를 갖도록 설정할 수 있다. 이러한 DMRS 오버헤드 설정의 경우에는, 랭크 1 및 랭크 2 가 하나의 CDM-그룹에서 정의될 수 있고, 2 개의 CDM-그룹이 랭크 3 부터 사용될 수 있다. 따라서, 랭크 3 이상의 경우에 많은 양의 DMRS가 사용됨에 따라 단말의 이동성(mobility)에 대한 강인성이 증가될 수 있으므로, 낮은 랭크에 대한 양호한 성능이 보장될 수 있다. 하지만, 랭크 3 및 4 의 경우에는 RS 오버헤드가 너무 많을 수도 있다.
또는, 랭크 1 내지 4 경우에는 각각 12 개의 RE의 DMRS 오버헤드를 갖고, 랭크 5 내지 8의 경우에는 각각 24 개의 RE의 DMRS 오버헤드를 갖도록 설정할 수 있다. 이러한 DMRS 오버헤드 설정의 경우에는, 랭크 4 까지 하나의 CDM-그룹에서 정의될 수 있으므로, 랭크 3 및 4 관점에서 전술한 방안에 비하여 RS 오버헤드가 낮아질 수 있다. 그러나, 높은 도플러 주파수의 상황에서는 전술한 방안에 비하여 채널 추정 성능이 낮아질 수 있다.
DMRS 오버헤드 설정에 대한 전술한 2 가지 방안에 있어서, 채널 추정 성능과 RS 오버헤드는 서로 트레이드-오프(trade-off) 관계에 있으므로, 이를 고려하여 적절한 DMRS 오버헤드 설정이 이루어질 필요가 있다.
다중사용자-MIMO (MU-MIMO)
전술한 바와 같이, 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8) 시스템에서 정의하고 있는 MU-MIMO를 동작시키기 위해서, 각각의 단말은 셀-특정 참조신호를 통해 획득한 채널 정보와 제어채널을 통해 획득한 프리코딩 가중치 정보를 사용하여 데이터 복조를 수행할 수 있다. 다중-레이어를 지원할 수 있는 DMRS가 설계된 3GPP LTE 릴리즈-9 및 LTE-A 시스템에서 MU-MIMO가 동작할 때에는, 기지국은 프리코딩 가중치를 각각의 단말에게 알려줄 필요 없이, 각각의 단말이 DMRS를 통해 획득한 채널정보를 사용하여 다중사용자 간섭 없이 MU-MIMO를 동작할 수 있다. 여기서, 단말의 올바른 동작을 위해서는, DMRS로부터 획득되는 다중 레이어의 채널 정보 중 어떤 레이어에 대한 정보가 특정 단말에 대한 것인지가 지시(indication)될 필요가 있다. 이하에서는, 3GPP LTE 릴리즈-9 및 LTE-A 시스템을 위한 MU-MIMO 설계 방안에 대하여 설명한다.
3GPP LTE 릴리즈-9 시스템에서는, 3GPP LTE 릴리즈-8 시스템에서 정의된 단일 레이어 빔포밍이 확장된 형태의 이중 레이어 빔포밍을, 단말-특정 프리코딩된 DMRS를 이용하여 지원할 수 있다. 이에 따라, 2 개의 레이어까지 지원할 수 있으므로, 프리코딩된 DMRS를 이용한 SU-MIMO가 지원될 수 있다. 프리코딩된 DMRS를 이용한 SU-MIMO 방식은, 단말에게 투명한 방식으로 기지국에서 프리코더가 최적화될 수 있으므로, 이러한 점에서 코드북에 기반한 SU-MIMO 방식에 비하여 보다 양호한 성능을 제공할 수 있다. 또한, 3GPP LTE 릴리즈-9 시스템에서 보다 높은 시스템 수율(throughput)을 제공하기 위하여 MU-MIMO를 지원하는 것이 요구될 수 있으며, 이는 이중 레이어 빔포밍의 작동 범위를 SU-MIMO 로부터 MU-MIMO로 확장시킴으로서 이루어질 수 있다.
이하에서는 3GPP LTE 릴리즈-9 시스템에서의 이중 레이어 빔포밍에 기반한 MU-MIMO 방식에 대하여, 이중 레이어 빔포밍에서 MU-MIMO의 지원 여부, 직교 DMRS 또는 비-직교 DMRS, 단말에서의 간섭 소거/억제(interference cancellation/suppression), 기존의 표준문서에 대한 영향의 최소화, 및 전력 공유 지시자(power sharing indicator) 등이 고려될 수 있다. 이하에서는 상기 고려사항들에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 프리코딩된 다중 레이어 DMRS를 이용한 MU-MIMO 방식의 최적화의 유리한 점을 살펴본다.
3GPP LTE 릴리즈-8 시스템에서는, 간섭 채널에 대한 정보 없이, 프리코딩된 DMRS를 이용한 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 기반의 MU-MIMO 방식이 지원되므로, 시스템 성능이 비교적 낮고 단말이 공동-채널(co-channel) 간섭을 소거하거나 억제할 수 없었다. 따라서, 안테나 구성 및 스케줄러에 따라서 시스템 성능이 좌우되는 점에서 제한적인 성능을 제공하였다. 3GPP LTE 릴리즈-9 에서 MU-MIMO 방식을 강화하기 위해, (기존의 표준문서에 대한 큰 영향이 없는 한) 단말측에서의 간섭 소거/억제를 허용함으로써 보다 나은 시스템 성능 및 강인성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
단일 사용자 이중 레이어 빔포밍을 지원함에 있어서, 보다 나은 랭크 2 전송을 지원하기 위하여 직교 DMRS를 사용하는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 성능 이득을 얻을 수 있다면, MU-MIMO를 위하여 이미 설계된 직교 DMRS를 최대한 이용하는 것이 바람직할 수 있다. MU-MIMO 성능을 개선하기 위해, 공동-채널 간섭을 소거 및/또는 억제하여 단말측에서의 신호-대-간섭및잡음-비(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio; SINR)를 증가시키는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 보다 나은 성능을 위해서 간섭 채널 추정을 허용하는 직교 DMRS를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같이, 3GPP LTE 릴리즈-8 시스템에서의 SDMA 기반 MU-MIMO 방식에서는, 단말측에서 공동-채널 간섭이 소거 및/또는 억제될 수 없으므로, 그 성능이 특정 레벨로 제한된다. 간섭 소거를 허용하기 위해서는, 동일한 물리자원블록(Physical Resource Block; PRB)에서 공동-스케줄링된 다른 단말에 대한 변조및코딩기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 채널 및 랭크와 같은 스케줄링 정보가 공유될 필요가 있는데, 그러면 과도한 시그널링 오버헤드가 발생할 수 있다. 또한, 공동-스케줄링된 단말이 동일한 PRB에 할당되지 않는다면 간섭 소거를 위한 시그널링 오버헤드는 더욱 심각해질 수 있다. 한편, 간섭 억제는 간섭 채널 정보만을 요구하므로, 3GPP LTE 릴리즈-9 시스템에서의 MU-MIMO에 대한 강화 기법으로서 간섭 소거에 비하여 간섭 억제가 보다 적절할 수 있다. 단말이 해당 단말과 간섭하는 다른 단말의 존재 및 해당 단말의 전송 블록 복조와 연관된 DMRS 인덱스를 아는 경우에, 직교 DMRS를 이용하여 간섭 채널이 추정될 수 있다. 따라서, 3GPP LTE 릴리즈-9 이중 레이어 MU-MIMO 에서 간섭 억제가 지원되고, 간섭 억제를 위한 관련 제어 정보 (해당 단말에 대한 DMRS 인덱스 및 공동-스케줄링 지시자)를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 단말에 대하여 명시적으로 (explicitly) 지시되는 제어 정보가 필요한지에 대해서는, 기존의 표준문서에 대한 영향을 고려할 필요가 있다.
간섭 억제와 연관된 제어 정보 중에서, 스케줄링 제한(restriction)을 회피하기 위하여 각각의 스케줄링된 PRB에서 명시적으로 공동-스케줄링 지시자가 전송되는 경우에는 시그널링 오버헤드가 증가될 수 있다. 이러한 상황에서, CDM 기반 DMRS는 이러한 문제의 해결책이 될 수 있다. 즉, CDM 기반 DMRS를 이용하는 경우에는 별도의 시그널링 없이, 단말이 각각의 스케줄링된 PRB에서 에너지 검출을 이용하여 직교하는 DMRS와의 공동-채널 간섭을 검출할 수 있고, 간섭하는 다른 단말이 존재하는 경우에는 각각의 스케줄링된 PRB에서 간섭 신호를 억제할 수 있기 때문이다. 따라서, CDM 기반 직교 DMRS를 이용하는 DMRS 지시자는 MU-MIMO를 지원하기 위한 표준문서 영향을 최소화할 수 있다. 이와 유사한 접근방식이 SU-MIMO 랭크 1 전송에 대하여 적용되는 경우, SU-MIMO 및 MU-MIMO 모두에 대하여 공통된 PDCCH가 사용될 수 있다.
3GPP LTE 릴리즈-8 시스템에서는, 공용 참조신호(CRS)가 셀-특정으로 제공되므로, QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 기반 변조가 사용되는 경우에는 복조를 위하여 전력 공유 정보가 요구될 수 있다. 그러나, 단말-특정 참조신호가 사용되는 경우에는 (단말-특정 참조신호는 다른 단말과 공유되지 않으므로), 전력 공유 정보가 참조신호에 묵시적으로(implicitly) 포함된다. 이러한 경우에, 단말은 데이터가 전송되는 RE와 단말-특정 참조신호가 전송되는 RE가 동일한 전력 레벨을 가지는 것으로 추정할 수 있다. 따라서, DMRS 전력 부스팅을 지원할 것인지 여부는 채널 추정 성능 강화 측면에서만 고려될 수 있으며, 이는 SU-MIMO 의 경우에도 마찬가지이다. 따라서, MU-MIMO 지원을 위해서는 전력 공유 지시자를 특정하지 않을 수 있다.
하향링크 제어 정보 포맷(DCI format)
3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8 또는 릴리즈-9) 시스템에서 정의되는 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information; DCI) 포맷의 내용에 대하여 설명한다.
DCI 포맷 1/1A는 단일 안테나 전송, 단일 스트림 전송 또는 전송 다이버시티 전송 등 의 랭크 1 전송에서 사용되는 정보들을 포함한다. DCI 포맷 2A는 비-채널의존(non-channel dependent) (또는 개-루프(open-loop)) 프리코딩이 사용되는 2 코드워드 시스템을 위한 것이다.
DCI 포맷 1, 1A 및 2A 의 구체적인 내용은 각각 표 1, 2 및 3 과 같다.
표 1
DCI format 1
Resource Allocation Header 1 bit
Resource block assignment N bits
Modulation and coding scheme 5 bits
HARQ process number 3 bits (FDD), 4 bits(TDD)
New data Indicator 1 bit
Redundancy version 2 bits
TPC command for PUCCH 2 bits
Downlink Assignment Index 2 bits
표 2
DCI format 1A
Flag for format 0/1A differentiation 1 bit
Localized/Distributed VRB assignment Flag 1 bit
Resource block assignment N bits
Modulation and coding scheme 5 bits
HARQ process number 3 bits (FDD), 4 bits(TDD)
New data Indicator 1 bit
Redundancy version 2 bits
TPC command for PUCCH 2 bits
Downlink Assignment Index 2 bits
표 3
DCI format 2A
Resource allocation header 1 bit
Resource block assignment N bits
TPC command for PUCCH 2 bits
Downlink Assignment Index 2 bits
HARQ process number 3 bits (FDD), 4 bits(TDD)
Modulation and coding scheme (for transport block 1) 5 bits
New data Indicator (for transport block 1) 1 bit
Redundancy version (for transport block 1) 2 bits
Modulation and coding scheme (for transport block 2) 5 bits
New data Indicator (for transport block 2) 1 bit
Redundancy version (for transport block 2) 2 bits
Precoding Information M bits
상기 표 3을 참조하여 3GPP LTE (예를 들어, 릴리즈-8 또는 릴리즈-9) 시스템에서 정의하는 하향링크 제어 정보(DCI) 포맷 2A에 대하여 설명한다. DCI 포맷 2A는 채널-독립 (또는 개루프) 공간 다중화 전송을 위한 제어 정보 포맷에 해당한다. 개루프 공간 다중화 전송이란 단말로부터의 피드백 없이 공간 다중화 전송이 구현됨을 의미한다.
DCI 포맷 2A는 최대 2 개의 코드워드(전송 블록)를 지원하고, 각각의 전송 블록에 대하여 MCS(Modulation and Coding Scheme), NDI(New Data Indicator) 및 RV(Redundancy Version)를 정의한다. MCS는 송신단이 이용하는 변조 및 코딩 방식에 대한 정보이고, NDI는 전송되는 데이터가 새로운 데이터인지 재전송되는 데이터인지에 대한 신규 데이터 지시자이며, RV는 재전송의 경우 어떤 서브패킷을 재전송하는 것인지에 대한 리던던시 버전 정보를 의미한다.
상기 표 3의 DCI 포맷 2A에 정의된 프리코딩 정보(Precoding Information) 필드는 전송 랭크에 대한 정보를 제공한다. 아래의 표 4에서 나타내는 바와 같이, 프리코딩 정보 필드는 안테나 포트 2 개에 의한 전송의 경우에는 0 비트로 설정되고(즉, 존재하지 않고), 안테나 포트 4 개에 의한 전송의 경우에 2 비트로 설정된다. 안테나 포트 2 개의 경우에는 프리코딩 정보가 제공되지 않아도, 단말은 전송 블록의 활성화/비활성화로부터 랭크 정보를 묵시적으로 획득할 수 있다. 이와 관련하여, 전송 블록의 MCS 정보 및 RV에 의하여, 전송 블록의 활성화 여부가 지시될 수 있다. DCI 포맷 2A에서는, 예를 들어, 전송 블록의 MCS 인덱스의 값이 0으로 설정되어 전송 블록 크기가 0임을 나타내면 전송이 이루어지지 않음을 의미하므로, 그 전송 블록이 비활성화됨을 지시할 수 있다. 전송 블록의 크기가 0이 아닌 경우에는 그 전송 블록이 활성화됨을 지시할 수 있다. 또는, MCS 인덱스의 값이 0으로 설정되고 RV 가 1로 설정되는 경우에 전송 블록이 비활성화되는 것을 지시하고, 나머지 경우에는 전송 블록이 활성화되는 것을 지시할 수 있다. 따라서, 단말은 2 개의 전송 블록이 모두 활성화되는 경우는 랭크 2 전송에 해당하고, 2 개의 전송 블록 중 하나가 활성화되고 나머지 하나가 비활성화되는 경우에는 랭크 1 전송에 해당함을 묵시적으로 알 수 있다.
표 4
Number of antenna ports at eNode-B Number of bits for Precoding Information
2 0
4 2
4 안테나 포트에 대한 프리코딩 정보 필드의 내용은 다음 표 5와 같이 정의될 수 있다.
표 5
One codeword:Codeword 0 enabled,Codeword 1 disabled Two codewords:Codeword 0 enabled,Codeword 1 enabled
Bit field mapped to index Message Bit field mapped to index Message
0 4 layers: Transmit diversity 0 2 layers: precoder cycling with large delay CDD
1 2 layers: precoder cycling with large delay CDD 1 3 layers: precoder cycling with large delay CDD
2 reserved 2 4 layers: precoder cycling with large delay CDD
3 reserved 3 reserved
전술한 바와 같이, DMRS 기반 MIMO 전송을 고려할 때 전송 랭크에 따라 DMRS의 오버헤드를 상이하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 랭크 1 내지 2를 지원하기 위한 DMRS는 일정한 오버헤드를 유지하도록 하고, 랭크 3 이상을 지원할 때에는 증가된 오버헤드를 가지도록 설계될 수 있다. 또는 랭크 1 내지 4 까지의 DMRS는 일정한 수준의 오버헤드를 유지하고, 랭크 5 이상에 대해서는 증가된 오버헤드를 가지도록 설계될 수 있다.
랭크 1 내지 2 의 DMRS의 오버헤드를 일정한 수준으로 유지하도록 하는 경우, 3GPP LTE 릴리즈-9 시스템의 DMRS 기반 이중 레이어 빔포밍을 통한 데이터 전송에서는 DMRS의 오버헤드가 일정하게 유지될 수 있다. 3GPP LTE 릴리즈-9 시스템에서 MU-MIMO를 지원할 때, 최대 2 명의 단말이 다중화될 수 있으며 (각각의 단말은 단일 레이어 전송을 함), DMRS 기반 MIMO 전송인 점에서 기지국은 랭크 2 를 가정한 DMRS를 전송하기 때문에 MU-MIMO를 하더라도 항상 일정한 DMRS 오버헤드와 DMRS의 자원블록 상의 위치를 유지할 수 있다. 기지국은 MU-MIMO 전송을 하는 단말에게 2개의 레이어 중 특정 레이어를 지시(indication)함으로써, 해당 단말이 직교 채널을 획득할 수 있도록 한다. 이와 같이 DMRS의 오버헤드 또는 DMRS의 자원블록 상의 위치에 변함이 없는 경우, 레이어 지시자(Layer Indicator)를 사용하여 MU-MIMO를 동작시킬 수 있다.
한편, DMRS의 오버헤드 또는 DMRS의 자원블록 상의 위치가 달라지는 기준이 되는 랭크에 대하여, 해당 기준 랭크를 넘는 범위에서 MU-MIMO를 지원하는 최대 랭크가 결정된다면, MU-MIMO로 동작하는 단말의 데이터 복조에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 랭크 1 내지 2 의 경우에는 도 6(a)의 CDM-그룹 'C'를 이용하여 (즉, 하나의 자원블록에서 12 개의 RE를 이용하여) DMRS가 다중화되고, 랭크 3 이상의 경우에는 도 6(b)의 CDM-그룹 'C' 및 'D' 를 모두 이용하여 (즉, 하나의 자원블록에서 24 개의 RE를 이용하여) DMRS가 다중화될 수 있다. 이러한 경우, 랭크 3 이상의 전송을 위하여 랭크 1 내지 2 까지 지원하는 DMRS의 자원블록 상의 위치에 추가적으로 DMRS가 배치되는 경우를 가정할 수 있다. 이 때, 각각 단일 레이어 전송을 수신하는 단말 3명이 다중화되어 MU-MIMO 동작을 한다고 가정하는 경우, 기지국은 랭크 3를 지원하기 위한 DMRS를 사용하여 데이터 전송을 하게 된다. 제 1 레이어와 제 2 레이어를 할당받는 단말(제1 및 제2 단말)은 랭크 1~2 DMRS 위치로부터 채널을 획득하게 되고, 제 3 레이어를 할당받는 단말(제3 단말)은 랭크 3 DMRS를 위해 추가적으로 할당된 DMRS 위치로부터 채널을 획득하게 된다. 전술한 바와 같이 레이어 지시자를 사용하여 각 UE에게 할당된 레이어를 알려주는 경우, 제 1 레이어/제 2 레이어를 할당받는 단말(제1 및 제2 단말)은 제 3 레이어의 존재를 인식하지 못할 수도 있다. 이 때, 제 1 및 제 2 단말은, 추가된 DMRS 위치의 RE가, DMRS가 아닌 데이터 전송을 위해 사용된 것으로 오인할 수 있기 때문에 제 1 및 제 2 단말에서의 데이터 복조에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, DMRS의 오버헤드 또는 자원블록 상의 위치가 랭크에 따라 변하는 경우, MU-MIMO로 동작하는 단말에게 최대 랭크를 알려줄 필요가 있다.
MU-MIMO로 동작하는 단말에게 최대 랭크를 알려주기 위하여 랭크 지시자(Rank Indicator)를 사용할 수 있다.
SU-MIMO에서 랭크 지시자는 현재 전송되는 랭크를 나타낸다. 반면, MU-MIMO에서 랭크 지시자는, 다중 사용자들이 다중화된 전체 랭크를 나타내기 위해 사용될 수 있고, 또는, 특정 단말을 위해 할당된 레이어의 개수를 나타내기 위해 사용될 수도 있다.
보다 구체적으로, 랭크 지시자는 MU-MIMO를 위해 다중화된 단말들의 전체 전송 랭크(Total Transmission Rank)를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 랭크 N (N≥1) 전송을 하는 단말이 M (M≥2) 개 존재하는 경우, 기지국은 총 K (K=N*M) 의 랭크로 전송하게 된다. 이 때, 기지국은 랭크 지시자를 통해 현재 총 K 의 랭크로 전송되고 있고 랭크 K을 지원하기 위한 DMRS 패턴을 사용하고 있다는 것을 알려줄 수 있고, 단말은 랭크 K를 지원하기 위한 DMRS가 사용되었다는 것을 인지할 수 있다. 이러한 방식에 따르면, 전송 랭크에 따라 DMRS 패턴 또는 오버헤드가 변경되는 경우에도, 단말은 DMRS를 위해 사용되는 RE와 데이터를 위해 사용되는 RE를 확실히 구분할 수 있다. 단말은 랭크 K의 DMRS를 통해 K 개의 레이어의 채널을 획득할 수 있는데, 레이어 지시자로부터 획득한 정보를 통해 자신에게 유효한 채널 정보가 어떤 레이어의 것인지 구분하여 획득할 수 있다.
예를 들어, 총 전송 랭크가 3 인 경우에, 하나의 단말은 랭크 1 전송을 지원하는 경우를 가정하여 설명한다. 기지국은 총 전송 랭크 2 까지는 하나의 RB에서 12 개의 RE를 통해 DMRS를 전송하고, 랭크 3 이상에서는 하나의 RB에서 24 개의 RE 를 통해 DMRS를 전송하는 것으로 가정한다. 만약 총 전송 랭크에 대한 정보가 MU-MIMO 동작을 하는 단말에게 알려지지 않는 경우에, 상기 단말은 랭크 1 전송에 대한 DMRS 위치 (하나의 RB에서 12개의 RE 위치, 예를 들어, 도 6(a)의 'C' 의 위치) 이외에서는 데이터가 전송되는 것으로 오인할 수 있다. 따라서, 상기 단말은 MU-MIMO 동작을 하는 다른 단말을 위한 DMRS가 전송되는 RE 위치 (하나의 RB 에서 추가적인 12 개의 RE 위치, 예를 들어, 도 6(a)의 'D' 의 위치)에서 데이터가 전송되는 것으로 보고 데이터 복조를 수행하므로, 올바르게 데이터를 복조할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 전술한 바와 같이 총 전송 랭크에 대한 정보가 상기 단말에게 알려지는 경우에는, 해당 단말은 자신에게 유효한 DMRS 위치 이외에도 다른 단말에게 유효한 DMRS가 할당되는 RE 위치를 알 수 있고, 그 RE에서 데이터가 전송되지 않음을 알 수 있다. 따라서, 상기 단말은 DMRS가 전송되는 RE 와 데이터가 할당되는 RE를 확실하게 구별하고, 올바르게 데이터 복조를 수행할 수 있다.
만약 MU-MIMO 동작을 하는 각각의 단말에 대하여 최대 랭크 1 전송만이 허용되는 경우에는, 단말은 레이어 지시자에 의해 지시된 레이어의 채널만을 획득할 수 있다.
한편, MU-MIMO 동작을 하는 각각의 단말에 대하여 최대 랭크 P (P≥2) 전송이 허용되고 각각의 단말에 대하여 다중 코드워드 전송이 허용되는 경우, 단말은 레이어 지시자에 의해 지시된 레이어로부터 증가되는 순서에 따라 P 개의 레이어의 채널을 획득할 수 있다. 예를 들어, 최대 2개의 레이어를 사용하는 데이터 전송이 허용되는 경우, 레이어 지시자에 의해 지시되는 레이어 (예를 들어, 레이어 인덱스 1) 및 그보다 하나 증가된 순서의 레이어 (예를 들어, 레이어 인덱스 2)의 채널을 획득할 수 있다. 한편, 최대 2 레이어 전송이 허용되는 상황에서 1 레이어 전송이 이루어지는 경우에는, 단말은 다른 정보들을 통해 랭크 1 전송이라는 것을 인지할 수 있다. 예를 들어, 각각의 코드워드의 MCS 정보 등으로부터 해당 코드워드의 활성화 여부를 묵시적으로 획득할 수 있고 (상기 표3 및 표4와 관련한 설명부분 참조), 이를 통하여 전송 레이어의 개수 또한 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 2 개의 코드워드가 모두 활성화되는 경우에 랭크 2 전송으로 인식할 수 있고, 2 개의 코드워드 중 하나의 코드워드만이 활성화되는 경우에는 랭크 1 전송으로 인식할 수 있다.
한편, MU-MIMO 동작을 하는 각각의 단말에 대하여 최대 랭크 P (P≥2) 전송이 허용되고 각각의 단말에 대하여 단일 코드워드 전송이 허용되는 경우, 단말은 레이어 지시자에 의해 지시된 레이어로부터 증가되는 순서에 따라 P 개의 레이어의 채널을 획득할 수 있다.
정리하자면, 동일한 자원을 통하여 MU-MIMO로 동작하는 단말들에게, 전체 전송 랭크, 해당 단말 각각에게 유효한 레이어에 대한 정보 및 해당 단말 각각에 대한 랭크 정보가 제공될 수 있고, 각각의 단말은 자원블록 상에서 DMRS 및 데이터의 위치를 확실하게 구분하고 자신에게 유효한 채널 정보를 획득할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 랭크 지시자와 관련하여 다음과 같은 설정이 적용될 수 있다.
첫 번째로, 3 비트의 랭크 지시자를 이용하여 최대 8 랭크까지 지시할 수 있도록 설정할 수 있다.
두 번째로, 2 비트의 랭크 지시자를 이용하여 MU-MIMO를 위해 다중화된 전체 랭크를 지시함에 있어서 최대 4 랭크까지 지시할 수 있도록 설정할 수 있다.
세 번째로, 랭크 지시자를 설정하지 않고, DMRS 오버헤드 또는 위치가 변경되는 것을 나타내는 1 비트의 지시자를 이용할 수 있다. 1 비트의 지시자는 DMRS 오버헤드의 증가 (또는 추가적인 DMRS 위치) 여부를 on/off로 알려줄 수 있다.
전술한 바와 같은 MU-MIMO 동작을 지원함에 있어서, 기지국 및 단말 관점에서 코드워드-대-레이어 매핑(Codeword-to-Layer Mapping) 관계가 새롭게 정의될 필요가 있다. 이에 대하여 아래의 표 6 내지 표 17을 참조하여 설명한다
아래의 표 6 내지 11 는, MU-MIMO 동작을 하는 각각의 단말에 대하여 최대 랭크 P (P≥2) 전송이 허용되고 각각의 단말에 대하여 다중 코드워드 전송이 허용되는 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다. 표 6 내지 10 은 기지국 관점에서 각각 최대 전송 랭크 1, 2, 3 및 4의 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다. 표 10 및 11은 단말 관점에서 각각 최대 수신 랭크 1 및 2의 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다.
표 6
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
1 1 (for 1st UE) 1
표 7
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
2 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
표 8
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
3(case 1) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
3(case 2) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
2 (for 2nd UE) 3
표 9
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
4(case 1) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
1 (for 4th UE) 4
4(case 2) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
2 (for 3rd UE) 4
4(case 3) 1 (for 1st UE) 1
2 (for 1st UE) 2
1 (for 2nd UE) 3
2 (for 2nd UE) 4
표 10
Max Rx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
1 1 1
표 11
Max Rx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
2 1 1
2 2
아래의 표 12 내지 17 은, MU-MIMO 동작을 하는 각각의 단말에 대하여 최대 랭크 P (P≥2) 전송이 허용되고 각각의 단말에 대하여 단일 코드워드 전송이 허용되는 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다. 표 12 내지 15 는 기지국 관점에서 각각 최대 전송 랭크 1, 2, 3 및 4의 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다. 표 16 및 17은 단말 관점에서 각각 최대 수신 랭크 1 및 2의 경우에 대한 코드워드-대-레이어 매핑을 나타낸다.
표 12
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
1 1 (for 1st UE) 1
표 13
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
2 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
표 14
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
3(case 1) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
3(case 2) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
3
표 15
Max Tx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
4(case 1) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
1 (for 4th UE) 4
4(case 2) 1 (for 1st UE) 1
1 (for 2nd UE) 2
1 (for 3rd UE) 3
4
4(case 3) 1 (for 1st UE) 1
2
2 (for 2nd UE) 3
4
표 16
Max Rx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
1 1 1
표 17
Max Rx Rank Codeword to Layer mapping
Codeword Layer
2 1 1
2
상기 표 11 및 17 에서 나타내는 단말 관점에서 최대 수신 랭크 2 인 경우의 코드워드-대-레이어 매핑 관계는, MU-MIMO 전송에 있어서의 초기 전송뿐만 아니라 재전송시에도 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법에 대한 순서도이다.
단계 710에서, 단말은 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이에 추가적으로, 단말에게 할당되는 레이어 지시자, 및 해당 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보를 수신할 수 있다.
단계 720에서, 단말은 전체 전송 랭크에 대한 정보로부터, 해당 단말에 대한 복조용 참조신호(DMRS) 및 데이터가 전송되는 자원 블록 상의 위치 (시간-주파수 영역 상의 위치)를 결정할 수 있다.
단계 730에서, 단말은 레이어 지시자 및 해당 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보로부터, 자신에게 유효한 레이어에 대한 복조용 참조신호(DMRS)를 결정할 수 있다.
단계 740에서, 단말은 자신에게 유효한 DMRS 및 데이터를 수신할 수 있다. 단계 750에서, 단말은 DMRS로부터 채널 정보를 획득할 수 있다. 단계 760에서, 단말은 획득된 채널 정보로부터 데이터를 복조할 수 있다.
도 7에서 도시하는 방법에 따라 단말은 자신에게 유효한 DMRS를 올바르게 수신하고, MU-MIMO 동작의 다른 단말에 대한 DMRS 위치에서 데이터 전송이 되지 않음을 알 수 있으므로, DMRS를 통하여 획득된 채널 정보를 이용하여 올바르게 데이터 복조를 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치를 포함하는 무선 통신 시스템의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
단말 장치(UE; 810)는 수신 모듈(811), 전송 모듈(812), 프로세서(813), 메모리(814) 및 안테나(815)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(811)은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈(812)은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로 전송할 수 있다. 프로세서(813)는 수신모듈(811), 전송모듈(812), 메모리(814) 및 안테나(815)를 포함하는 단말 장치(810)의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 안테나(815)는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다.
프로세서(813)는, 수신모듈(811)을 통하여 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하고, 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(813)는, 복조용 참조신호로부터 단말에 대한 채널 정보를 획득하여, 획득된 채널 정보에 기초하여 데이터를 복조할 수 있다.
프로세서(813)는 그 외에도 단말 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(814)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
한편, 기지국 장치(eNB; 820)는 수신 모듈(821), 전송 모듈(822), 프로세서(823) 및 메모리(824)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(821)은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈(822)은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로 전송할 수 있다. 프로세서(823)는 수신모듈(821), 전송모듈(822), 메모리(824) 및 안테나(825)를 포함하는 기지국 장치(820)의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 안테나(825)는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다.
프로세서(823)는 전송 모듈(822)을 통하여, 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 다중 사용자(UE)에게 전송하고, 다중 사용자에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 전송하도록 제어하도록 구성될 수 있다. 전체 전송 랭크에 대한 정보는 다중 사용자(UE) 측에서 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하고, 복조용 참조신호로부터 채널 정보를 획득하여 데이터를 복조하는데에 이용될 수 있다.
프로세서(823)는 그 외에도 단말 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(824)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법으로서,
    상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계;
    상기 복조용 참조신호로부터 상기 단말에 대한 채널 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 데이터를 복조하는 단계를 포함하는, 신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 전체 전송 랭크에 대한 정보로부터, 상기 단말에 대한 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역 상의 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 신호 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말에게 할당되는 레이어 지시자를 수신하는 단계; 및
    상기 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 신호 수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 레이어 지시자 및 상기 단말에 대한 전송의 랭크에 대한 정보에 기초하여, 상기 단말에게 유효한 레이어에 대한 복조용 참조신호를 결정하는 단계를 포함하는, 신호 수신 방법.
  5. 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법으로서,
    상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 상기 다중 사용자에게 전송하는 단계; 및
    상기 다중 사용자에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 전체 전송 랭크에 대한 정보는 상기 다중 사용자 측에서 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터를 수신하고, 상기 복조용 참조신호로부터 채널 정보를 획득하여 상기 데이터를 복조하는데에 이용되는, 신호 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다중 사용자 각각에 할당되는 레이어 지시자를 전송하는 단계; 및
    상기 다중 사용자 각각에 대한 전송의 랭크에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
  7. 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하는 단말로서,
    기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및
    상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈과 접속되고, 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 모듈을 통하여, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 수신하고, 상기 전체 전송 랭크에 대한 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 수신하도록 제어하고,
    상기 복조용 참조신호로부터 상기 단말에 대한 채널 정보를 획득하고, 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 데이터를 복조하도록 제어하도록 구성되는, 신호 수신 단말.
  8. 다중 사용자 MIMO 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 기지국으로서,
    단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및
    상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈과 접속되고, 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 전송 모듈을 통하여, 상기 다중 사용자 MIMO 전송의 전체 전송 랭크에 대한 정보를 상기 다중 사용자에게 전송하고, 상기 다중 사용자에 대한 복조용 참조신호 및 데이터를 전송하도록 제어하도록 구성되며,
    상기 전체 전송 랭크에 대한 정보는 상기 다중 사용자 측에서 상기 복조용 참조신호 및 상기 데이터를 수신하고, 상기 복조용 참조신호로부터 채널 정보를 획득하여 상기 데이터를 복조하는데에 이용되는, 신호 전송 기지국.
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