WO2012060631A2 - 보간을 이용한 프리코딩 행렬 지시자 피드백 방법 및 장치 - Google Patents

보간을 이용한 프리코딩 행렬 지시자 피드백 방법 및 장치 Download PDF

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    • H04W74/002—Transmission of channel access control information

Definitions

  • the present invention relates to a wireless access system, and more particularly, to a method and apparatus for channel feedback through precoding linear indicator (PMI) interpolation.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for setting a window for PMI interpolation.
  • Wireless access systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless access system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier SC-FDMA. frequency division multiple access) systems.
  • 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 SC-FDMA. frequency division multiple access
  • CSI channel state information
  • Another object of the present invention is to provide a feedback method that provides higher channel accuracy in order to remove interference between terminals in a comp environment.
  • the present invention relates to a wireless access system and provides various methods for feeding back channel state information in a comp environment.
  • a method for feeding back a precoding matrix indicator (PMI) in a CoMP environment includes a step in which a terminal performs PI interpolation using PMIs included in a PMI window and the terminal interpolates.
  • the PMI and the step of selecting the optimum PMI by comparing the channel status of the channels are O ( ⁇ may be a terminal comprising the step of feeding back the joejeok PMI to the base station.
  • a terminal for feeding back a precoding matrix indicator (PMI) in a CoMP environment includes: a transmission module for transmitting a radio signal, receiving modules for receiving a radio signal, and a feedback for the PMI It may include a processor for.
  • the processor performs PMI interpolation using the PMIs included in the PMI window, compares the interpolated PMI with the channel state of the current channel, selects the optimal PMI, and uses the transmitting module to transmit the sinister PMI to the base station. You can feedback.
  • PMI interpolation may be performed by calculating an average value of PMIs included in a PMI window.
  • Each phase coefficient for PMIs may be considered when calculating the average value of PMIs.
  • the average value of the PMIs may be a phase average of each of the PMIs.
  • PMIs included in the PMI window may include PMIs in a current subframe and PMIs previously fed to a base station.
  • the PMI window may be determined in consideration of the transmission period of the channel state information reference signal (CSI-RS). If this PMI window is sleeping, the new ⁇ window removes all ⁇ s contained in the ⁇ window and starts with the current subframe. Can be reset. Or, when the PMI window is multiple, the new PMI window may be set by reusing some of the PMIs included in the PMI window.
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • the terminal may receive a message (RRC signaling or PDCCH signal) including information on the PMI window from the base station.
  • a message RRC signaling or PDCCH signal
  • feedback methods according to embodiments of the present invention may provide higher channel accuracy by eliminating interference between terminals in a comp environment.
  • high channel accuracy can be provided by avoiding interference caused by the serving cell to the serving shell in the comp environment.
  • the PMI I interpolation can improve the channel accuracy by feeding back the PMI that is closest to the current channel.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a radio frame that can be used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot that can be used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an uplink subframe structure that can be used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG 6 illustrates an example of interpolation used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating one method of determining and feeding back a PMI through interpolation as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another method of determining and feeding back a PMI through interpolation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates how to determine the interpolation window size used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention, in which the embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 9 may be performed. [Form for implementation of invention]
  • various methods of feeding back CSI under a comp environment are disclosed. Also disclosed are channel feedback methods via precoding matrix indicator (PMI) interpolation, methods of establishing a window for PMI interpolation, and an apparatus supporting the methods.
  • PMI precoding matrix indicator
  • each component or particular may be considered 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 correspond to corresponding components or features of another embodiment. Can be associated.
  • the base station has a meaning as a terminal node of a network which directly communicates with a mobile station. Certain operations described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be substituted by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a terminal may be a user equipment (UE) or a mobile station (MS). It may be replaced with terms such as a mobile station, a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, or an advanced mobile station (AMS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802.XX system, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, the 3GPP LTE system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems.
  • Embodiments of the invention may be supported by 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213 and 3GPP TS 36.321 documents. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above sentences.
  • all terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
  • I techniques include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. Can be used in various wireless access systems such as CDMA, frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. Can be used in various wireless access systems such as CDMA, frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. Can be used in various wireless access systems such as CDMA, frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. Can be used in various wireless access systems such as CDMA, frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA
  • CDMA can be implemented with UT A (Universal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000 high-end radio technologies such as ⁇ TDMA is the Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced (EDGE). Data rates for GSM Ev can be implemented with the same wireless technologies: OFDMA is IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), LTE May be implemented with a wireless technology such as -A or the like.
  • UTRA is the Universal Mobile Telecommunications System (U TS)
  • 3GPP Long Term Evolution is an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA
  • E-UMTS Evolved UMTS
  • OFDMA is employed in downlink
  • SC-FDMA is employed in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • I will focus on 3GPP LTE / LTE-A, but can also be applied to IEEE 802.16e / m systems and the like.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a radio frame that can be used in embodiments of the present invention.
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots.
  • a time taken for transmitting one subframe is referred to as a transmission time interval (TTl).
  • Tl transmission time interval
  • the length of one subframe is 1ms
  • the length of one slot is 0.5ms.
  • One slot is a plurality of OFDM (thogonal) in the time domain
  • Frequency division multiplexing symbol, and includes a plurality of It includes a resource block (RB).
  • the OFDM symbol is for representing one symbol period in a 3GPP LTE system using Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (OFDMA) scheme in downlink. That is, the OFDM symbol may be referred to as an SC-FDMA symbol or a symbol interval according to a multiple access scheme.
  • the RB includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame of FIG. 1 is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot that can be used in embodiments of the present invention.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block (RB) includes 12 subcarriers in a frequency domain.
  • Each element on the resource grid is called a resource element (RE).
  • One resource block (RB) includes 12x7 resource elements (RE).
  • the number N DL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth set in the shell.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • the subframe includes two slots in the time domain. Up to three OFDM symbols of the first slot in the subframe are the control region to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are the data region to which the Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • PCFICH Physical FICH
  • the PCFICH signal transmitted in the first OFDM symbol of the subframe carries information about the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of the control channel signal in the subframe.
  • PHICH carries an AcknowledgmentVNACK (None-Acknowledgement) signal for an uplink HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request).
  • the ACK / NACK signal for the uplink data transmitted by the user equipment is transmitted on the PHICH.
  • DCI Downlink control information
  • DCI includes resource allocation information and other control information for a UE or UE group.
  • the DCI may include uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, and uplink transmission power control command.
  • the PDCCH is a transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH), a transmission format and resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), a paging channel ( Paging information on PCH: Paging Channel, system information on DL-SCH, resource allocation information for higher layer control messages such as random access response transmitted on PDSCH, transmission power for individual UEs in any UE group. It can carry information about control command set, transmit power control command, Voice of Internet Protocol (VoIP) and activation.
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • Paging information on PCH Paging Channel
  • system information on DL-SCH system information on DL-SCH
  • resource allocation information for higher layer control messages such as random access response transmitted on PDSCH
  • transmission power for individual UEs in any UE group can carry information about control command set, transmit power control command, Voice of Internet Protocol (VoIP) and activation.
  • VoIP Voice of Internet Protocol
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDCCH is one or more
  • CCE is in the state of the wireless channel It is a logical allocation resource used to provide a single PDCCH coding.
  • CCE has multiple Resource Element Groups (REG) 0
  • the number of available bits is determined by the correlation between the number of CCEs and the coding provided in the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and invokes CRC on the control information.
  • the CRC is masked with a unique Radio Network Temporary Identifier (RNTI), depending on how I use or owner of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the unique identifier of the UE e.g, C-RNTI: Cell-RNTI
  • the paging indicator identifier for example, P-RNTI: Paging-RNTI
  • the system information identifier and system information RNTI S—RNTI
  • a random access RNTI (RA-RNTI) may be masked to the CRC to indicate a random access answer, which is an answer to the reception of the random access preamble of the UE.
  • the PDCCH may be transmitted through one or more component carriers and may include resource allocation information for one or more component carriers. Can be.
  • the PDCCH is transmitted on one component carrier, but may include resource allocation information for one or more PDSCHs and PUSCHs.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an uplink subframe structure that can be used in embodiments of the present invention.
  • the uplink subframe includes a plurality of (eg, two) slots.
  • the slot may include different numbers of SC-FDMA symbols according to a cyclic prefix (CP) length.
  • the uplink subframe is divided into a data region and a control region in the frequency domain.
  • the data area includes a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) and is used to transmit a data signal including voice information.
  • the control region includes a PUCCH (Physical Uplink Control Channel) and is used to transmit uplink control information (UCI).
  • the PUCCH includes RB pairs located at both ends of the data region on the frequency axis and hops to slot boundaries.
  • the UE does not simultaneously transmit the PUCCH signal and the PUSCH signal in order to maintain a single carrier characteristic.
  • the PUCCH signal and the PUSCH signal may be simultaneously transmitted in the same subframe according to the transmission mode of the UE.
  • the PUCCH signal may be piggybacked on the PUSCH signal and transmitted.
  • the UE may transmit uplink control information through the PUSCH according to the channel situation.
  • PUCCH for one UE is allocated as an RB pair in a subframe, and RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of two slots.
  • This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • SR Service Request: Information used for requesting an uplink UL-SCH resource. It is transmitted using OOK (On-Off Keying) method.
  • HARQ AC / NAC downlink data packet or PDS on PDSCH
  • a response signal to a PDCCH indicating release A response signal to a PDCCH indicating release.
  • the HARQ AC / NAC signal indicates whether a downlink data packet or a PDCCH indicating SPS release has been successfully received.
  • One bit of ACK / NACK is transmitted in response to a single downlink codeword, and two bits of ACK / NACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • ACK / NACK responses for a plurality of downlink subframes are collected and bundled. It is transmitted on one PUCCH through multiplexing.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • CSI Channel State Information
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • 20 bits are used per subframe.
  • CSI may be used as a concept including all CQI, I, and PMI values.
  • the amount of uplink control information (UCI) I can transmit in a subframe depends on the number of SC-FDMAs available for transmission of control information.
  • SC-FDMA available for transmission of control information means the remaining SC-FDMA symbol except for the SC-FDMA symbol for transmitting the reference signal in the subframe, and in the case of the subframe in which the Sounding Reference Signal (SRS) is set, the subframe I The last SC-FDMA symbol is also excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • PUCCH supports seven formats according to the transmitted information.
  • Table 1 shows the mapping of PUCCH format and UCI in LTE. Represents a relationship.
  • the communication environment considered in the embodiments of the present invention includes a multi-carrier aggregation supporting environment. That is, a multicarrier system or a carrier aggregation system used in the present invention refers to a target broadband when configuring a target broadband to support wideband. One or more with a small bandwidth
  • Component Carrier (CC Component) CC Component
  • Carrier refers to a system that uses a combination (aggregation).
  • multi-carrier means carrier aggregation (or carrier coupling), and carrier aggregation means not only coupling between adjacent carriers but also coupling between non-adjacent carriers.
  • carrier combining may be used interchangeably with terms such as carrier aggregation, bandwidth combining, and the like.
  • a multicarrier ie, carrier aggregation
  • CCs component carriers
  • the bandwidth of the combining carrier may be limited to the bandwidth used by the existing system to maintain backward compatibility with the existing IMT system.
  • the existing 3GPP LTE system supports ⁇ 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 ⁇ MHz bandwidth
  • the 3GPP LTE_advanced system ie LTE_A
  • LTE_A uses only the bandwidths supported by LTE. It can be used to support bandwidth greater than 20MHz.
  • the multicarrier system used in the present invention supports carrier combining (i.e. carrier aggregation, etc.) by defining a new bandwidth regardless of the bandwidth used in the existing system. You may want to.
  • LTE-A system uses the concept of a cell (cell) to manage radio resources.
  • a cell is defined as a combination of downlink resources and uplink resources, and uplink resources are not required. Accordingly, the cell may be configured with only downlink resources or with downlink resources and uplink resources. If multicarrier (i.e. carrier aggregation) is supported, the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource is determined by the system information. Can be indicated.
  • multicarrier i.e. carrier aggregation
  • Cells used in the LTE-A system include a primary cell (PCell: Primary Cell) and a secondary cell (SCell: Secondary Cell).
  • the P shell may refer to a shell operating on the primary frequency (or primary CC)
  • the S cell may refer to a shell operating on the secondary frequency (or secondary CC).
  • only one P cell is allocated to a specific terminal, and one or more S cells may be allocated.
  • the P shell is used by the terminal to perform an initial connection establishment process or to perform a connection re-establishment process.
  • the P shell may refer to a shell indicated in the handover process.
  • the SCell may be referred to as Radio Resource Control (RRC). After the connection is made, it is configurable and can be used to provide additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Pcell and Scell can be used as serving shells.
  • a UE that is in an RRC ⁇ CONNECTED state but carrier aggregation is not configured or does not support carrier aggregation there is only one serving cell consisting of a PCell.
  • one or more serving cells may exist, and the entire serving shell includes a PCell and one or more S shells.
  • the E-UTRAN may configure a network including one or more S shells in addition to the Pcell initially configured in the connection establishment process.
  • the Pcell and Sshell may operate as respective component carriers. That is, carrier matching may be understood as a combination of one or more S cells.
  • the primary component carrier (PCC) may be used in the same sense as the Pcell, and the secondary component carrier (SCC) may be used in the same meaning as the SCell.
  • MI O Feedback Multi-Input Multi-Output Feedback
  • a MIMO feedback method using more than one input / output antenna may also be supported.
  • MI O feedback consists of a Precoding Matrix Index (PMI), a Rank Indicator (RI) and a Channel Quality Information (CQI) index.
  • PMI represents the index of the precoding matrix constituting the codebook.
  • the RI is determined from the number of assigned transmission layers, and the UE can obtain the RI value from the associated DCI.
  • PMI is defined in the 3GPP TS 36.211 standard, the terminal may determine the SINR, and may optimally select the I PMI in consideration of the accumulated SINR.
  • the CQI represents the quality of the channel
  • the CQI index represents the channel coding and modulation method.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the number of transmitting antennas is increased to ⁇ ⁇ and the number of receiving antennas is increased, the number of transmitting antennas is increased in proportion to the number of antennas.
  • Channel transmission capacity increases. Therefore, the transmission rate can be improved and the frequency effect can be significantly improved.
  • the transmission rate is theoretically the maximum with a single antenna. The transmission rate can be increased by multiplying by the rate of increase in rate.
  • a MIMO communication system using four transmit antennas and four receive antennas can theoretically achieve four times the transmission rate compared to a single antenna system. Since the theoretical increase in capacity of multi-antenna systems was demonstrated in the mid-90s, various techniques have been actively studied to bring this to practical data transfer. In addition, some technologies are already being reflected in various wireless communication standards such as 3G mobile communication generation next generation WLAN.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory axis related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multiple access environments, the study of wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, and the improvement of transmission reliability. Research has been actively conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology for improving transmission.
  • the communication method in a multi-antenna system is described in more detail using mathematical modeling.
  • the system includes ⁇ r transmit and receive antennas Assume that exists.
  • the transmission signal when there are ⁇ / transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is ⁇ ⁇ .
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information 15 25 , ⁇ ⁇ may have a different transmission power. If each transmission power is ,, '' , '' ,., The following information may be expressed as the transmission information whose transmission power is adjusted.
  • s may be expressed as follows using the diagonal matrix ⁇ of the transmission power.
  • the weighting matrix W is applied to the information vector s of which the transmission power is adjusted to transmit the actual basis i. That is, consider the case where the ⁇ gaeeu i transmission signal, " ⁇ 2 ' ⁇ Nr configuration weighting if haengreol W serves to appropriately distributed to the respective antennas according to the transmission channel condition to transmit information, ⁇ 2, ''' , ⁇ Can be expressed as
  • 3 ⁇ 4 means a weight between the / 3 ⁇ 4 th transmission antenna and the y th information.
  • W is also called a precoding hangar.
  • the received signal may be expressed as a received signal of each antenna;, 2 , '" ,) ⁇ as a vector.
  • the channel When modeling a channel in a multi-antenna wireless communication system, the channel is transmitted and received It can be classified according to the antenna index.
  • the channel over the receive antenna / from the transmit antenna J! Will be marked with ⁇ . Note that the index display order in ⁇ is that the receiving antenna index is first and the transmitting antenna index is later.
  • FIG. 5 (b) shows a channel from ⁇ / ⁇ transmit antennas to a receive antenna.
  • the channels may be bundled and displayed in the form of a vector and a matrix.
  • a channel arriving from the total ⁇ ⁇ transmit antennas to the receive antenna / can be represented as follows.
  • the actual channel has white noise (AWGN; Additive White) Gaussian Noise is added.
  • AWGN Additive White
  • the white noise «1, « 2 , '" , ⁇ added to each of the R reception antennas can be expressed as follows.
  • the received signal is expressed as follows through the above-described equation modeling.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H representing the channel state is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receive antennas, and the number of columns is equal to the number ⁇ of transmit antennas. That is, the channel matrix ⁇ is a matrix N R xN T.
  • the rank of a matrix is defined as the number of places in the number of rows or columns that are independent of each other. Therefore, the rank of a row barrel cannot be larger than the number of rows or columns.
  • the rank ra (H) of the channel matrix H is limited as follows. [Equation 11]
  • rank can be defined as the number of eigenvalues that are non-zero [ Eigen value decomposition].
  • another definition of rank can be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition. Therefore, the physical meaning of rank in a channel matrix is the maximum number of different information that can be sent in a given channel.
  • 'rank' for MIMO transmission refers to the number of paths that can transmit signals independently at a specific time point and at a specific frequency resource, and 'number of layers' It indicates the number of signal streams transmitted through each path.
  • the transmitting end 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. 4. Feedback method under CoMP general and comp environment
  • CoMP Coordinatd Multi-Point
  • Comp is also called co-MIMO, collaborated MIMO, and network MIMO.
  • Comp is a technique designed to improve the terminal operation of the cell boundary and to improve the average throughput of each sector.
  • inter-cell interference reduces terminal performance of a cell boundary and reduces average sector storage in a multicell environment using frequency reuse factor 1.
  • simple techniques e.g., FFR (Fractional Frequency Reuse) in UE specific power control
  • LTE-A system can be applied to The use of FFR is more effective in reducing ICI or reusing ICI as a desired signal instead of reducing the use of frequency resources per cell.
  • the comp schemes may be classified into joint processing (JP) and coordinated scheduling / beamforming (CS / CB) schemes.
  • JP joint processing
  • CS / CB coordinated scheduling / beamforming
  • the PDSCH signal is transmitted simultaneously in multiple points (premise or part of a comp cooperation set).
  • the data for a single endpoint is It is transmitted simultaneously from multiple transmission points to eliminate new signal quality and / or active interference to other terminals.
  • PDSCH signals are transmitted from one transmission point (comp cooperative set) at a time.
  • comp reception means reception of coordinated transmission signals at multiple points, and geographically separated transmission points and comp schemes are classified into joint reception (JR) and coordinated scheduling / beamforming (CS / RS). Can be.
  • JR joint reception
  • CS / RS coordinated scheduling / beamforming
  • the PUSCH signal transmitted is received at multiple reception points
  • the CS / CB scheme the PUSCH signal is received at only one reception point, but user scheduling / beamforming is performed in shells adjusted according to the comp cooperation set. Is determined by
  • Transceiver is multiplexing gain of MIMO antenna in closed loop MIMO
  • beamforming is performed based on channel information (for example, CSI).
  • the base station may command to feedback the downlink CSI by allocating a PUCCH or a PUSCH to the UE to obtain the downlink CSI.
  • CSI may be classified into three types of information: a rank indicator (RI), a precoding matrix indicator ( ⁇ ⁇ . Precoding Matrix Indicator), and channel quality information (CQI).
  • RI rank indicator
  • ⁇ precoding matrix indicator
  • CQI channel quality information
  • RI represents rank information of the corresponding channel, and means the number of streams received by the UE through the same frequency time resource.
  • the RI value is dominantly determined by the long term fading of the channel and is fed back from the UE to the base station in a period longer than the PMI and CQI values.
  • PMI is a value reflecting the spatial characteristics of the channel and represents the precoding index of the base station preferred by the UE based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value representing the strength of the channel, and means the reception SINR that can be obtained when the base station uses PMI.
  • MU-MIMO multi-user MIM
  • BCPMI Best Companion PMI
  • UE-A UE-A
  • BCPMI Best Companion PMI
  • the base station may MU-MIMO schedule another UE that prefers Best Companion Precoding Matrix (BCPM) precoding indicated by UE-A O I "BCPMI based on the BCPMI information.
  • BCPM Best Companion Precoding Matrix
  • the BCPMI feedback method can be classified into two types, an explicit feedback method and an implicit feedback method, depending on the presence or absence of a feedback payload.
  • the explicit feedback scheme is a feedback scheme with a feedback payload.
  • the feedback method is a method in which the terminal determines the BCPMI in the codebook of the precoding matrix and then feeds back to the base station through the control channel.
  • the terminal may select an interference signal precoding hangar in which the estimated SINR becomes a band in the codebook and feed it back to the base station as a BCPMI value.
  • An advantage of the explicit feedback scheme is that the UE can select a BCPMI that is more effective for interference cancellation and transmit it to the base station. This is because the UE assumes the interference beams one by one for all codewords in the codebook, and then determines BCPMI as the most effective value for interference cancellation by comparing metrics such as SINR.
  • the explicit feedback method as the codeword size increases, the candidate of BCPMI increases, which requires a larger feedback payload size.
  • An implicit feedback method is a feedback method without a feedback payload.
  • the implicit feedback method is not a method in which the UE searches for a codeword having less interference in the codeword and selects it as a BCPMI. Instead, a corresponding BCPMI is statically determined when an optimal PMI is determined.
  • the BCPM is preferably composed of vectors orthogonal to the determined optimal PMI. Because, optimal PMI is used to maximize received SINR Since the interfering signal is selected to avoid the direction of the PMI, since the channel gain of the channel H is set in such a way as to condense, the interference gain is effective.
  • the channel H between the terminal and the base station is analyzed as a plurality of independent channels through singular value decomposition (SVD), the advantages of the BCPMI determination method become clearer. For example, the 4x4 channel H can be resolved through SVD as shown in Equation 12 below.
  • Equation 12 the linear U, V are unitary matrices, where, ⁇ and are respectively 4x1 left singular vectors, 4x1 right singular vectors, and singular values of channel H. ), Sorted in descending order by> + ,.
  • the terminal transmits a transmission beamforming vector ⁇ and a reception beamforming actor 11, respectively.
  • ⁇ 2 results in sinister performance in terms of SNR.
  • the reception beam is set to u, and the transmission beam of the interference signal is set in the direction perpendicular to the PM, so that the UE can completely remove the interference signal without losing the optimal signal.
  • the optimal PM is slightly different from ⁇ ⁇ due to quantization error, the transmission beam of the interference signal set in the direction perpendicular to the PM is no longer equal to the vertical beam, so that the terminal does not interfere with the optimal signal without loss.
  • small quantization errors can help control interfering signals.
  • the LTE codebook shown in Table 2 may be used.
  • BCPMI may be statically determined as shown in Table 3 as a vector index orthogonal to ⁇ .
  • Table 2 shows a case of 4 antenna port transmission, and the precoding matrix W may be selected as a subset of Table 2 or Table 2.
  • I is a 4x4 unit row barrel, and each vector 1 may refer to Table 2.
  • the reception rank of the terminal fed back ⁇ is 1, optimal
  • Three vectors orthogonal to the PMI may be represented by three BCPMIs as shown in Table 3.
  • PMI 3
  • the BCPMI is determined to be (0, 1, 2).
  • PMI O BCPMI indicates the index of the 4x1 vector codeword in the codebook.
  • the advantage of the implicit feedback method is that there is no additional feedback overhead since the sinful PMI and BCPMI sets are mapped 1: 1.
  • the BCPM dependent thereon may also have a sinusoidal interference cancellation beam direction and error.
  • each BCPM may differ from the ideal interference beam.
  • WCPMI Wood Companion PMI
  • WCPMI is the opposite of BCPMI.
  • WCPMI means an index for BCPM that gives the largest interference to the terminal when PMI is used as a precoding matrix of the interference signal.
  • the base station receiving the WCPMI may mitigate the interference by determining a precoding row of the cooperative terminal with a beam having a small correlation with the WCPMI.
  • the neighbor cell base station that has received the WCPMI may mitigate the interference by determining a precoding matrix of the UE with a beam having a small correlation with the WCPMI.
  • the neighbor cell base station receiving the WCPMI may determine a precoding matrix of the comp terminal with a beam having a high correlation with the WCPMI.
  • the effective channel is a channel obtained by applying a reception beamforming hangar to the measured channel, and is represented as U * H when the reception beamforming rowar of the UE is U and the measured channel is H.
  • the terminal determines a reception beam capable of obtaining high received signal power from a channel with a serving cell.
  • the receive beam is directed to the left dominant singular vector of the channel from the serving cell
  • the comp UE or cooperative terminal quantizes U * H to a serving shell and U * H C to an adjacent cell and transmits data, and the serving cell receives the U * H out correlation. Set the beam with high relation.
  • the neighboring shell may reduce the interference by determining a precoding matrix of the UE with a beam having a small correlation with U * H C.
  • the neighbor cell may determine the precoding matrix of the comp terminal with a beam having a high correlation with U * H C.
  • the terminal performs interpolation of the PMIs that have already fed back the PMI existing within the window size promised with the base station.
  • PMI interpolation methods that feed back the PMI with the closest result compared to the channel will be described in detail.
  • FIG 6 illustrates an example of interpolation used in embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a case in which four precoding matrices (PM) are interpolated with respect to the current channel when the window size is four.
  • PM precoding matrices
  • FIG. 6 for convenience, a vector represented by a current channel in a three-dimensional space and represented by an F PMI (that is, a codeword) is geometrically represented.
  • the base station and the terminal may share a window size interpolation method for PMI interpolation. Therefore, when the base station receives the interpolated PMI from the terminal, it can estimate the channel by performing the PMI interpolation in the same manner as the terminal.
  • the window size specifies the number of PMIs that feed back currently and the number of PMIs that have fed back in the past. That is, when the window size is promised to N between the base station and the terminal, previously fed back N-1 PMIs and PMIs to be fed back are used for PMI interpolation. Several variables can be considered to determine the window size.
  • the terminal For example, mobility of the terminal, Doppler frequency and / or channel change may be taken into account when determining the window size.
  • the channel changes rapidly the correlation between the previous PMI and the current channel is small, so it is difficult to increase the accuracy of the feed back channel even if the interpolation window size is increased. desirable.
  • the window size is determined by the base station to be semi-static and transmitted to the UE through higher layer (eg, RRC) signaling, or dynamically determined to be determined by the UE through a control channel such as a PDCCH. I can let you know.
  • the base station may transmit not only the window size but also the interpolation method to be performed by the terminal to the terminal (S710).
  • step S710 the case where the terminal receives the window size and the interpolation method from the base station is described. However, unlike step S710, the terminal is on the channel. Depending on the situation, the interpolation window size and / or interpolation method for PMI interpolation can be determined and transmitted to the base station.
  • the base station transmits a reference signal (RS) to the terminal by performing downlink channel measurement (S720).
  • RS reference signal
  • the UE may obtain a window size for PMI interpolation from the RRC signaling or the PDCCH signal received in step S710.
  • the terminal can measure the current channel state based on the received in step S720, in each subframe
  • the terminal is included in the window according to the window size.
  • PMI interpolation may be performed on the PMIs (S730).
  • PMI interpolation can be implemented in a number of ways. Equation 13 below shows an example of PMI interpolation.
  • Equation 13 the function f () represents an interpolation function, and the window size is assumed to be N.
  • Function nor () is a function that normalizes the norm of a matrix
  • PMI u (i) refers to the i th PMI for the current m th subframe.
  • PMI M- ⁇ , —, PU refers to PMI, which was fed back just before, and ⁇ , which was fed back N-1 times.
  • PM) and PM respectively mean a precoding hangar corresponding to the i th PMI to be fed back and a precoding hangar fed back n times.
  • ⁇ means a weighting factor that is rapidly applied to each ⁇ . However, in the case of simplifying normalization, it can be calculated by fixing all « lac to 1.
  • the terminal may compare the result of the PMI interpolation with the current channel to determine the final sinuous PMI to feed back to the base station (S740).
  • Equation 14 may be used in operation S740 to determine an optimal PMI. All.
  • the dist () function is a value representing a correlation between two factors.
  • An example of a value representing the correlation between two factors is Euclidean distance.
  • the first factor H means a channel between the terminal and the base station.
  • the second argument may be the f () function, which is an interpolation term of Equation 13.
  • H which is the first factor, can be used directly, or H's dominant singular vector can be used by H function such as singular value decomposition (SVD).
  • j denotes a final PMI which is a calculated result.
  • the terminal may feed back the determined final PMI (j) to the base station through the PUCCH signal or the PUSCH signal (S750).
  • step S750 when the terminal feeds back the final PMI to the base station, the terminal
  • the base station may inform the base station about the PMI interpolation method performed in step S730. If the base station informs the interpolation method in step S710, the terminal does not need to inform the base station again the interpolation method. However, the terminal is different from the interpolation method When the interpolation method is used or the base station does not inform the interpolation method in step S710, the UE may inform the base station together with the interpolation method performed by the UE during PMI feedback.
  • the base station receiving the PUCCH signal or the PUSCH signal including the final PMI value may check the final PMI value transmitted by the terminal.
  • the base station since the base station knows how to interpolate the size of the interpolation window in which the terminal performs interpolation, the base station may estimate the channel by performing interpolation in the same manner as the terminal after receiving the sinusoidal PMI (S760).
  • the UE may use another PMI interpolation method. For example, the terminal first separates the current correct channel into one form of linear combination of codewords, and then window size in proportion to the weighting of each codeword (e.g., phase coefficient). The codeword may be determined and reported to the base station within.
  • the terminal first separates the current correct channel into one form of linear combination of codewords, and then window size in proportion to the weighting of each codeword (e.g., phase coefficient).
  • the codeword may be determined and reported to the base station within.
  • the terminal selects codewords (ie, PMI) vl, v2 and vlO from Cl / (d + c2 + c3): c2 / (cl + c2 +): c3 / (cl + c2 + c3) can be fed back to the base station. That is, the terminal may report to the base station by varying the number of transmission times for each PMI. All.
  • the PMI interpolation and feedback method described with reference to FIG. 7 focuses on downlink channel estimation of a base station and a terminal
  • the PMI interpolation and feedback method may be used as a channel feedback method through a codeword between any one or more terminals.
  • the window for PMI interpolation may be called initially. That is, when the window is initialized, the terminal may ignore all previous PMIs and assume the current PMI as the initial PMI and calculate it.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another method of determining and feeding back a PMI through interpolation according to an embodiment of the present invention.
  • the UE may perform PMI interpolation using Channel State Information / Indication-Reference Signal (CSI-RS).
  • CSI—RS is a newly designed RS in LTE-A system and is used for downlink channel measurement.
  • a terminal determines a window size and / or an interpolation method for PMI interpolation, and determines the determined window size and / or interpolation method in a PUCCH signal or a PUSCH.
  • the signal may be transmitted to the base station eNB (S810).
  • step S810 it is assumed that the UE determines the window size and / or interpolation method.
  • the BS determines the window size and / or interpolation method and transmits it to the UE through RRC signaling or PDCCH signal. Can be.
  • the base station periodically transmits the CSI-RS to the terminal for downlink channel establishment (S820).
  • the terminal may perform PMI calculation and interpolation using the window size and / or interpolation method determined in step S810 (S830).
  • the terminal may determine the final optimal PMI based on the interpolated PMI in step S830 (S840).
  • the interpolation method performed by the UE in step S830 may use the interpolation method of step S730 of FIG. 7, and the method of determining the seconds (the seed PMI) in step S840 may refer to step S740.
  • the terminal may feed back the determined final PMI and neighbor cell channel information to the base station using the PUCCH signal or the PUSCH signal (S850). Since the BS knows the size of the window and the interpolation method through the PUCCH signal received in step S810, the base station can accurately estimate the channel by performing the same interpolation with the terminal using the received sinusoid PMI (S860).
  • the PMI interpolation method described above with reference to FIGS. 6 to 8 may be used to accurately transmit precoding matrix information of a sinusoidal signal received by the UE from the serving cell.
  • the PMI interpolation method can be used to accurately transmit the information of the precoding matrix for the interference signal of the cooperative terminal received from the serving cell in consideration of MU-MIMO.
  • the precoding matrix information for the interference signal may be the above-described BCPMI, WCPMI and / or effective channel feedback.
  • PMI interpolation can be used to accurately convey channel information about the intake shell for the Comp (CoMP).
  • channel information to neighbor cells may be BCPMI, WCPMI and / or effective channel feedback.
  • the UE may transmit the BCPMI, WCPMI, and / or the effective channel feedback value together with the neighbor cell channel information as well as the sinusoidal PMI value to the base station.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of determining a PMI window size used in embodiments of the present invention and a method of performing PMI interpolation using a PMI window.
  • CSI-RS is used for downlink channel establishment.
  • the number of antennas supported in the LTE-A system is increased to eight (e.g. 8Tx)
  • transmitting RS over the entire band every subframe may cause excessive RS overhead as in the existing LTE. Therefore, CSI-RS transmission is performed in a relatively long period of several tens of msec in LTE— ⁇ system.
  • the PMI window size for PMI measurement can be fed back through the uplink during the CSI-RS transmission period.
  • FIG. 9 (a) shows a case in which the number of PMIs is 5 because the size of the window corresponds to the CSI-RS transmission period.
  • CSI-RS transmission includes 10 subframes (ie, 10 msec) once, and the UE may transmit five PMIs over the uplink for 10 msec.
  • the window size is set to S, which is the number of PMI reports.
  • the UE determines the PMI for the two
  • the mobile station 5, 7, 9, and 11 th uplink to feed back the PMI computed based on the first CSI-RS in a subframe to a base station is the second CSI-RS (2 nd in the eleventh downlink subframe CSI-RS) and generates and feeds back PMI information about the newly measured channel based on the second CSI-RS. That is, the terminal feeds back the PMI determined based on the second CSI-RS to the base station after the 13 th uplink subframe.
  • the UE calculates a PMI when the window is re-learned in uplink subframes 3, 5, 7, 9, and 11, and the second CSI from uplink subframe 13 Based on -RS I can set up a new window to calculate the PMI.
  • the newly set interpolation window is used for subframes 13, 15, 17, 19, and 21. It consists of PMI.
  • the window size is preferably determined as a multiple of the number of PMIs fed back during the CSI-RS period (e.g. 10 msec). That is, in FIG. 9, it is preferable to determine 5, 10, or 15, which is a multiple of 5, the number of PMIs fed back during the transmission period of the CSI-RS.
  • the problem is how to set a new interpolation window when the size of the interpolation window is different. For example, if the size of the window is 10, the terminal calculates the PMI in the same window until receiving the third CSI-RS (3 rd CSI-RS), and after receiving the third CSI-RS A new interpolation window must be set up to calculate the PMI.
  • new interpolation windows can be set in the following two ways. i) The window reset method removes all PMIs of the previous window and reports the PMI of the newly started window. ii) The sliding window method removes some PMIs of the previous window and restarts the remaining PMIs of the previous window. It is a way to consider them together in Windows. i) Window reset method
  • the UE calculates the PMI in the same window until it receives when the window size is 10, and the third CSI-RS (3 rd CSI- RS). However, after receiving the third CSI-RS, a new interpolation window is set to calculate the PMI.
  • the new window unattends (removes) all PMIs calculated before the third CSI-RS is received, and the fifth CSI-RSs after the PMI calculated using the third CSI-RS (5 th CSI-RS). It can be set up to I PMI until receiving).
  • the window resetting method completely initializes the window when the interpolation window is full, and assumes that the PMI generated based on the newly received CSI-RS is the first interpolated PMI without using any previously calculated PMI. That's the way. ii) Sliding window type
  • the UE calculates the PMI in the same window until it receives a third CSI-RS (3 rd CSI- RS) if the size of the window 10. However, after receiving the third CSI-RS, a new interpolation window is set to calculate the PMI. At this time, the new window removes the PMI calculated before receiving the second CSI-RS, and the second After the PMI unit Ej calculated using the CSI-RS, it may be set to I PMI until the L) th CSI-RS (4 th CSI-RS) is received.
  • the sliding window method initializes a part of the previous window, and sets the PMI remaining in the previous window and the PMI for the newly received third CSI-RS period as the new window.
  • the terminal may perform PMI interpolation using a portion of the previous window and a PMI to be accumulated during the newly received CSI-RS period.
  • the window is initialized and interpolated when the size of the window is full (reset method).
  • the and windows are all closed, you can consider two I emptying the previous window, interpolation using the PMI remaining in the previous window and the newly calculated PMI (sliding method).
  • the generated PMI When the generated PMI is set to a window size of more than twice the number of PMIs fed back during the CSI-RS transmission period, it may be more effective when the channel is changed slowly and the channels determined by a plurality of adjacent CSI-RSs are similar.
  • the terminal may perform interpolation after setting a new window by resetting or sliding the window.
  • the terminal may finally feed back the two I, which has performed interpolation assuming a window resetting method and a sliding method, and a PMI having a small error compared to a recently determined channel, to the base station.
  • the UE determines the interpolation window size
  • the UE transmits 1 bit of control information (eg, window setting indicator) to the PUCCH signal or PUSCH signal including the optimal PMI in order to inform the base station of how to set the window size.
  • feedback to the base station may be provided. For example, when one bit of control information is set to '', the window resetting method may be indicated, and if it is set to ⁇ , the suliding method may be indicated. (4) How to determine interpolation window size 2
  • the above-described embodiments of the present invention are methods in which a terminal transmits PMI over several subframes on a time axis and interpolates the PMIs to increase the accuracy of channel feedback.
  • the interpolated window size is set in units of time.
  • the UE may transmit some or all of the PMIs interpolated in the interpolation window in one subframe.
  • the interpolated window may be determined as the number of I PMIs transmitted in one subframe.
  • the terminal may interpolate by supplying a phase coefficient to the PMI when the PMI within the interpolation window is interpolated. In this case, the terminal may feed back to the base station together with the PMI interpolated with the phase coefficients.
  • the terminal may feed back the channel state to the base station more accurately by performing interpolation with 3 * ⁇ 1 + ⁇ * 2 * ⁇ 2. If there are ⁇ ⁇ s that do not overlap in the interpolation window, the terminal transmits each phase coefficient value for N-1 to the base station. You can do interpolation in the same way by feedin. Additionally, the base station and the terminal may perform interpolation by obtaining a phase average of each PMI, instead of simply obtaining an average of the PMI sum. For example, if three PMI1 and two PMI2 exist in the interpolation window as shown in FIG.
  • Equation 15 ph ⁇ avg (PMI ⁇ , PM1 ⁇ , PM1 ⁇ , PM12, ⁇ 2)-
  • the interpolation result value maintains the ICM (Constant Modulus) characteristic (that is, the characteristic that the size of each element is set equally) in PMI.
  • the terminal selects the PMI by comparing the interpolation result (correlation or Euclidean distance, etc.) of normalization using the nor () function of Equation 13 10 is another embodiment of the present invention, the bones described in Figures 1 to 9
  • the terminal may operate as a transmitter in uplink and operate as a receiver in downlink.
  • the base station may operate as a receiver in the uplink, and may operate as a transmitter in the downlink.
  • the terminal and the base station may include transmission modules (Tx module: 1040, 1050) and reception modules (Rx module: 1050, 1070), respectively, to control transmission and reception of information, data, and / or messages.
  • Tx module: 1040, 1050 transmission modules
  • Rx module: 1050, 1070 reception modules
  • Antennas 1000 and 1010 for transmitting and receiving information, data, and / or messages.
  • the terminal and the base station may each include a processor 1020 and 1030 for performing the above-described embodiments of the present invention and a memory 1080 and 1090 for temporarily or continuously storing the processing of the processor. Can be.
  • the terminal and the base station of FIG. 10 may further include one or more of an LTE module and a low power RF / Intermediate Frequency (IF) module for supporting the LTE system and the LTE-A system.
  • IF Intermediate Frequency
  • the transmission module and the reception module included in the mobile station and the base station include a packet modulation and demodulation function, a high speed packet null coding function, and an orthogonal frequency division for data transmission.
  • Multiple Access Orthogonal Frequency Division Multiple Access (FDMA)) Packet scheduling, time division duplex (TDD) packet scheduling, and / or channel multiplexing.
  • FDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • FIG. 10 is a means by which the methods described in FIGS. 1 to 9 can be implemented. Embodiments of the present invention can be performed using the components and functions of the above-described mobile terminal and base station apparatus.
  • the processor of the terminal may perform PMI interpolation at the size of the interpolation window to determine an optimal PMI and feed it back to the base station.
  • the interpolation window size for the PMI interpolation may be determined by the base station and informed to the terminal, or may be determined by determining the channel situation in the processor of the terminal.
  • the processor of the terminal may interpolate the PMIs using the interpolation methods described with reference to FIGS. 6 to 9.
  • the mobile terminal is a personal digital assistant (PDA), a cell phone, a personal communication service (PCS) phone, a GSM (Global System for Mobile) phone, a WCDMA (Wideband CDMA) phone, MBS (Mobile Broadband System) Phone, Hand-Held PC, Notebook PC, Smart A phone or a Multi Mode Multi Band (MM-MB) terminal may be used.
  • PDA personal digital assistant
  • PCS personal communication service
  • GSM Global System for Mobile
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MBS Mobile Broadband System
  • Hand-Held PC Hand-Held PC
  • notebook PC Smart A phone or a Multi Mode Multi Band (MM-MB) terminal may be used.
  • MM-MB Multi Mode Multi Band
  • a smart phone is a terminal that combines the advantages of a mobile communication terminal or a personal portable terminal, and means a terminal integrating data communication functions such as schedule management, fax transmission and internet access, which are functions of a personal portable terminal, in a mobile communication terminal. can do.
  • a multimode multiband terminal is a multi-mode chip embedded in a portable Internet system and other mobile communication systems (for example, code division multiple access (CDMA) 2000 system, WCDMA (Wideband CDMA) system, etc.) A terminal that can all work.
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA Wideband CDMA
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more I ASICs (application specific integrated circuits), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic (PLDs). devices), FPGAs (field programmable gate ' arrays), processors, controllers, microcomputers It can be implemented by a controller, a microprocessor, or the like.
  • I ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic
  • FPGAs field programmable gate ' arrays
  • processors controllers
  • microcomputers It can be implemented by a controller, a microprocessor, or 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.
  • software code may be stored in the memory units 1080 and 1090 and driven by the processors 1020 and 1030.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may transmit and receive the processor off data by various known means.
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • variety Examples of wireless access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP) LTE systems, 3GPP LTE-A systems, 3GPP2 and / or IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) systems.
  • Embodiments of the present invention can be applied not only to the various radio access systems, but also to all technical fields to which the various radio access systems are applied.

Abstract

본 발명은 프리코딩 행렬 지시자(PMI) 보간을 통한 채널 피드백 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예로서 콤프(CoMP) 환경에서 프리코딩 행렬 지시자(PMI)를 피드백하는 방법은, 단말이 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들을 이용하여 PMI 보간(interpolation)을 수행하는 단계와 단말이 보간된 PMI와 현재 채널의 채널상태를 비교하여 최적 PMI를 선택하는 단계 및 단말이 최적 PMI를 기지국에 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명침】
보간을 이용한 프리코딩 행렬 지시자 피드백 방법 및 장치
[기술분야]
본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 프리코딩 행럴 지시자 (PMI) 보간을 통한 채 널 피드백 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, PMI 보간을 위해 윈도우를 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
무선 접속 시스템이 음성이나 데이 터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원 (대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속 (multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템으ᅵ 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. 【발명의 상세한 설명 1
【기술적 과제】
콤프 (CoMP) 환경에서는 여러 기지국이 특정 단말에게 동일한 데이터를 협 력 전송하므로 단말간 간섭을 피하기 위해 높은 수준의 채널 정확도가 요구된다. 또한, 인접 셀이 서 빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 단말과 기지국 간에 정교한 채 널 정보가 요구된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 제어신호 (예를 들어, 채널상태정보 (CSI))를 송수신하는 효을적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 콤프 환경에서 단말간 간섭을 제거하기 위해 보다 높은 채널 정확도를 제공하는 피드백 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 콤프 환경에서 인접 셀이 서 빙 셀에 주는 간섭 을 회피하기 위해서 보다 높은 채 널 정확도를 제공하는 피드백 방법들을 제공하 는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이미 피드백 한 프리코딩 행럴 지시자 (PMI)들과 현재 피드백 하고자 하는 PMI의 보간을 통해 현재 채널고 ^ 가장 근사한 PMI를 피 드백하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, PMI 보간을 위한 보간 윈도우를 설정하는 방법 들을 제공하는 것이 다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법들을 지원하고 수행되는 장지들을 제 공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 복적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
【기술적 해결방법】
본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서 콤프 환경에서 채 널상태정보를 피드백하는 다양한 방법들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서, 콤프 (CoMP) 환경에서 프리코딩 행렬 지시자 (PMI)를 피드백하는 방법은, 단말이 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들을 이용하여 P I 보간 (interpolation)을 수행하는 단계와 단말이 보간된 PMI와 현재 채 널의 채 널상태를 비교하여 최적 PMI를 선택하는 단계오 (■ 단말이 죄적 PMI를 기지국에 피드백하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 양태로서 콤프 (CoMP) 환경에서 프리코딩 행렬 지시자 (PMI) 를 피드백하는 단말은, 무선 신호를 전송하기 위한 송신모듈, 무선 신호를 수신하 기 위한 수신모들, 및 PMI를 피드백하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들을 이용하여 PMI 보간 (interpolation)을 수행하고, 보간된 PMI와 현재 제널의 채널상태를 비교하여 최적 PMI를 선택하고, 송신모듈을 이용하여 죄적 PMI를 기지국에 피드백할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들에서, PMI 보간은 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들의 평균값을 계산하는 것으로 수행될 수 있다, PMI들의 평균값을 계산할 때 PMI들에 대한 각각의 위상 계수가 고려될 수 있다. 이때, PMI들의 평균값은 PMI들에 대한 각각의 위상 평균일 수 있다.
상기 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들은 현재 서브프레임에서의 PMI 및 이 전에 기지국에 피드엑한 PMI들이 포함될 수 있다.
상기 PMI 윈도우는 채 널상태정보-참조신호 (CSI-RS)의 전송 주기를 고려하여 결정될 수 있다. 이 PMI 윈도우가 다 자는 경우, λΗ로운 ΡΜΙ 윈도우는 ΡΜΙ 윈도우에 포함되는 ΡΜΙ 들을 모두 제거하고 현재 서브프레임부터 재설정될 수 있다. 또는, PMI 윈도우가 다 자는 경우, 새로운 PMI 윈도우는 PMI 윈도우에 포함되는 PMI 들 중 일부를 재사용하여 설정될 수 있다ᅳ
단말은 기지국으로부터 PMI 윈도우에 대한 정보를 포함하는 메시지 (RRC 시그널 링 또는 PDCCH 신호)를 수신할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설 명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제어신호 (CSI)를 효율적으로 송수신할 수 있다.
들째, 본 발명의 실시예들에 따른 피드백 방법들은, 콤프 환경에서 단말간 간섭을 제거함으로써 보다 높은 채 널 정확도를 제공할 수 있다.
셋째, 콤프 환경에서 인잡 셀이 서 빙 셸에 주는 간섭을 회피함으로써 높은 채 널 정확도를 제공할 수 있다.
넷째, 이미 피드백 한 프리코딩 행럴 지시자 (PMI)들고 [■ 현재 피드백 하고자 하는 PMI으 I 보간을 통해 현재 채널과 가장 근사한 죄적의 PMI를 피드백함으로써 채널 정확도를 높일 수 있다.
다섯째, 채널 상황에 따라 PMI 보간을 위한 보간 윈도우를 설정함으로써, PMI 보간을 보다 효을적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
첨부된 도면은 본 발명의 실시예들을 구제적으로 설명하기 위해 부가된 것 들이며, 각 도면에 기재된 사항은 본 발명의 기술적 특징을 명확히 드러내기 위 한 부분들만을 도시하였다. 즉, 통상의 기술자들이 이해할 수 있는 범위 내에서, 본 발명의 실시예들을 설명하는데 불필요한 단계들 및 부분들은 각 도면에서 도 시하지 않았다. 도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 무선 프레임의 구조를 나 타내는 도면이다.
도 2는 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (Resource Grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브프레임의 구조 를 나타내는 도면이다.
도 4는 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브프레임 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 보간의 일례를 나타내는 도면이 다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 보간을 통해 PMI를 결정하여 피드백하는 방 법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 보간을 통해 PMI를 결정하여 피드백하는 방 법 중 다른 하나를 나타내는 도면이 다ᅳ
도 9는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 보간 윈도우 크기를 결정하는 방 법 및 보간 윈도우를 이용하여 PMI 보간을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 또 다튼 실시예로서, 도 1 내지 도 9에서 설명한 본 발 명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국을 나타내는 도면이다. 【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서는, 콤프 환경하에서 CSI를 피드백하는 다양한 방법들을 개시한다. 또한, 프리코딩 행 렬 지시자 (PMI) 보간을 통한 채 널 피드백 방법들고ᅡ PMI 보간을 위해 윈도우를 설정하는 방법들 및 이 방법들을 지원하는 장치에 대해서 개시한 다.
이하의 실시에들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특정은 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 교제될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절자 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아나하였다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이 터 송수신 관계를 중심으로 설 명되었다. 여기서, 기지국은 이동국고ᅡ 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미가 있다. 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 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국 (ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대제될 수 있다ᅳ
또한, 단말 (Terminal)은 사용자 기기 (UE: User Equipment), 이동국 (MS: Mobile Station), 가입자 단말 (SS: Subscriber Station), 이동 가입자 단말 (MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말 (Mobile Terminal) 또는 발전된 이동단말 (AMS: Advanced Mobile Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이 터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및 /또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이 터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및 /또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명으ᅵ 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.XX 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 발명의 실시예들은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213 및 3GPP TS 36.321 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문사들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설 명될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설 명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정 (特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이 러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어 나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하으 I 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 있다ᅳ
CDMA는 UT A(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000고 (■ 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 Ev이 ution)오 [· 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA), LTE-A 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 U TS(Universal Mobile Telecommunications System)으 | 일부이다. 3GPP LTE(Long Term Ev이 ution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)으 | 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE 시스템이 개량된 시스템이다. 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 명확하게 하기 우 I해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 IEEE 802.16e/m 시스템 등에도 적용될 수 있다.
1. 3GPP LTE/LTE_A 시스템의 기본 구조
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯 (slot)으로 구성된다. 이때, 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTl(transmission time interval)이라 한다. 이때, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯으ᅵ 길이는 0.5ms 이다.
하나의 슬롯은 시간 영역 (time domain)에서 복수의 OFDM (이 thogonal
Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록 (RB: Resource Block)을 포함한다. OFDM 심볼은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 人 |·용하는 3GPP LTE 시스템에서 하나의 심볼 구간 (symbol period)을 표현하기 위한 것이다. 즉, OFDM 심볼은 다중접속방식에 따라 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. RB는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다.
도 1의 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임으ᅵ 수, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 및 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (Resource Grid)를 나타내는 도면이다.
하향링크 슬롯은 시간 영역 (time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 하나의 하향링크 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록 (RB: Resource Block)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술한다.
자원 그리드 상의 각 요소 (element)를 자원요소 (RE: Resource Element)라 하며, 하나의 자원블록 (RB)은 12x7개의 자원요소 (RE)를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NDL은 셸에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭 (bandwidth)에 종속한다.
도 3은 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
서브 프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 서브 프레임 내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어채 널들이 할당되는 제어 영역 (control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이 터 영역이 된다.
3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어채 널들은 PCFICH(Physical
Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH 신호는 서브프레임 내에서 제어채 널신호의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수 (즉, 제어 영역으ᅵ 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK (AcknowledgementVNACK (None-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말 (UE: User Equipment)이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보 (DCI: Downlink Control Information)라고 한다. DCI는 단말 (UE) 또는 단말 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 상향링크 전송 전 력 제어 명 령 등을 포함할 수 있다.
PDCCH는 하향링크 공유채 널 (DL-SCH: Downlink Shared Channel)의 전송포맷 및 자원할당정보, 상향링크 공유채 널 (UL-SCH: Uplink Shared Channel)의 전송포맷 및 자원할당정보, 페이징 채 널 (PCH: Paging Channel) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 임의접속응답고 같은 상위계층 제어 메시지에 대한 자원 할당 정보, 임의의 UE 그룹 내에서 개 별 UE들에 대한 전송 전 력 제어 명 령 집합, 전송 전력 제어 명 령, VoIP(Voice of Internet Protocol)와 활성화 등에 대한 정보를 나를 수 있다.
다수의 PDCCH는 하나의 제어 영역에서 전송될 수 있고, UE는 다수의 PDCCH를 모니터할 수 있다. PDCCH는 하나 이상으 | 연속된 제어채 널요소 (CCE: Control Channel Element)들 상에서 전송될 수 있다. CCE는 무선 채널의 상태에 기반하여 PDCCH를 하나의 코딩을로 제공하는데 사용되는 논리적 할당 자원이다. CCE는 다수의 자원요소그룹 (REG)0|| 대응된다. PDCCH으ᅵ 포맷 및 상기 PDCCH으 | 가용한 비트의 개수는 CCE에서 제공되는 코딩을 및 CCE의 개수 간 상관관계에 따라 결정된다. 기지국은 UE에 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC를 불인다.
CRC는 PDCCH으 I 사용방법 또는 소유자에 따라 고유의 식 별자 (RNTI: Radio Network Temporary Identifier)와 함께 마스크된다. PDCCH가 특정 UE를 위한 것이면, UE의 고유 식 별자 (예를 들어, C-RNTI: Cell-RNTI)는 CRC에 마스킹된다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것이 면, 페이징 지시자 식 별자 (예를 들어, P-RNTI: Paging-RNTI)가 CRC0j| 마스킹된다. 또한, PDCCH가 시스템 정보 (특히, 시스템 정보 블록)를 위한 것이면, 시스템 정보 식 별자 및 시스템 정보 RNTI(S— RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 임의접속 프리엠블의 수신에 대한 옹답인 임의접속 옹답을 지시하기 위해, 임의접속 RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
반송파 집성 환경에서는 PDCCH는 하나 이상의 컴포년트 캐리어를 통해 전송될 수 있으며, 하나 이상의 컴포넌트 캐리어에 대한 자원할당정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, PDCCH는 하나의 컴포년트 캐리어를 통해 전송되지만, 하나 이상의 PDSCH 및 PUSCH에 대한 자원할당 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브프레임 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수 (예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 순환전치 (CP: Cyclic Prefix) 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역고ᅡ 제어 영역으로 구분된다. 데이 터 영역은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함하고, 음성 정보를 포함하는 데이 터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 포함하고, 상향링크 제어 정보 (UCI: Uplink Control Information)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이 터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍 (RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
LTE 시스템에서 단말은 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 PUCCH 신호와 PUSCH 신호를 동시에 전송하지 않는다. 다만, LTE-A 시스템에서는 단말의 전송 모드에 따라 PUCCH 신호 및 PUSCH 신호를 동일 서브프레임에서 동시에 전송할 수 있으며, PUCCH 신호를 PUSCH 신호에 피기백하여 전송할 수 있다. 또한, 채 널 상황에 따라 단말은 PUSCH를 통해 상향링크 제어정보를 전송할 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 RB 쌍 (pair)으로 할당되고, RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계 (slot boundary)에서 주파수 도약 (frequency hopping)된다고 한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ AC /NAC : PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷 또는 SPS(Semi-
Persistent Scheduling) 해제 (release)를 지시하는 PDCCH에 대한 응답 신호이다. HARQ AC /NAC 신호는 하향링크 데이 터 패킷 또는 SPS 해제를 지시하는 PDCCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다. TDD으 I 경우 다수의 하향링크 서브프레임들에 대한 ACK/NACK 응답들이 모아져서 번들링 (bundling) 흑은 멀 티플랙싱 (multiplexing)을 통하여 하나의 PUCCH에서 전송된다.
- CQI(Channel Quality Indicator) 또는 CSI(Channel State Information): 하향링크 채 널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다. 본 발명의 실시예들에서 CSI는 CQI, I 및 PMI 값을 모두 포함하는 개 념으로 사용될 수 있다.
단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어 정보 (UCI)으 I 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA으ᅵ 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임으 I 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어 런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 7개의 포맷을 지원한다.
표 1은 LTE에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 . 관계를 나타낸다.
【표 1】
Figure imgf000021_0001
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2. 다중 반송파 집성 (Multi-Carrier Aggregation) 환경
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 다중 반송파 집성 (Multi- Carrier Aggregation) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀 티캐리어 시스템 또는 반송파 집성 시스렘 (carrier aggregation system)이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭 (bandwidth)을 가지는 1개 이상으 | 컴포년트 캐리어 (CC Component
Carrier)를 결합 (aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀 티 캐리어는 반송파의 집성 (또는, 캐리어 결합)을 의미하며, 이때 반송파 집성은 인접한 캐리어 간의 결합뿐 아니라 비 인접한 캐리어 간의 결합을 모두 의미한다. 또한, 캐리어 결합은 반송파 집성, 대역폭 결합 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포년트 캐리어 (CC)가 결합되어 구성되는 멀 티캐리어 (즉, 반송파 집성)는 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐 리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성 (backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다.
예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역 폭을 지원하며, 3GPP LTE_advanced 시스템 (즉, LTE_A)에서는 LTE에서 지원하는 상 기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또 한, 본 발명에서 사용되는 멀 티캐리어 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역 폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 결합 (즉, 반송파 집성 등)을 지 원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀 (cell)의 개 념을 사용한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 정의되며, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 멀 티캐리어 (즉, 캐리어 병합)가 지원되는 경우, 하향링크 자원의 캐리어 주파수 (또는, DL CC)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수 (또는, UL CC) 사이의 링키지 (linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머 리 셀 (PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀 (SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셸은 프라이머리 주파수 (또는, primary CC) 상에서 동작하는 셸을 의미하고, S셀은 세컨더 리 주파수 (또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셸을 의미할 수 있다. 다만, 특정 단말에는 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다.
P셸은 단말이 초기 연결 설정 (initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재 -설정 과정을 수행하는데 사용된 다. P셸은 핸드오버 과정에서 지시된 셸을 지칭할 수도 있다 · S셀은 무선자원제어 (RRC: Radio Resource Control) 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다.
P셀과 S셀은 서 빙 셸로 사용될 수 있다. RRCᅳ CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서 빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서 빙 셀이 존재할 수 있으며, 전제 서 빙 셸에는 P셀과 하나 이상의 S셸이 포함된다.
, 초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셸을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 멀 티캐리어 환경에서 P셀 및 S셸은 각각의 컴포년트 캐리어로서 동작할 수 있다. 즉, 반송파 정합은 P셀고ᅡ 하나 이상의 S셀의 결합으로 이해될 수 있다. 이하의 실시예에서는 프라이 머리 컴포넌트 캐리어 (PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포년트 캐리어 (SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
3. MI O 피드백 (Multi-Input Multi-Output Feedback) 본 발명의 실시예들에서 사용되는 다중 반송파 집성 (CA) 기술을 지원하는 무선 접속 시스템에서는 들 이상의 입출력 안테나를 사용하는 MIMO 피드백 방법 또한 지원할 수 있다.
MI O 피드백은 PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 및 CQI(Channel Quality Information) 인 덱스로 구성된다. 이때, PMI는 코드북을 구성 하는 프리코딩 행렬의 인덱스를 나타낸다. RI는 할당된 전송 레이어 (Transmission Layers)의 개수로부터 결정되고, 단말은 관련된 DCI로부터 RI 값울 획득할 수 있 다. PMI는 3GPP TS 36.211 규격에 정의되어 있으며, 단말은 SINR을 축정하고, 축 정한 SINR을 고려하여 최적으 I PMI를 선택할 수 있다. CQI는 채 널의 품질을 나타 내는 것으로, CQI 인덱스는 채널 코딩을 및 변조 방법을 나타낸다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 Λ Γ 개로, 수신 안테나의 수를 개로 늘리 면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 도ᅵ는 경 우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적 인 채 널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효을을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전 송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트 (/ 에 레이트 증가율 ( 이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
【수학식 1】
Rt 二 min(NT, NR )
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통 신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템으 I 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적 인 데이터 전송를 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재 까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신고ᅡ 차세 대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채 널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 축면 연 구, 다중안테나 시스템의 무선 채 널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송를 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진 되고 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구 체적으로 설 명한다. 상기 시스템에는 Λ r개의 송신 안테나와 개의 수신 안테나 가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, Λ/개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 ΛΓ개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 2]
τ
s = \sl,s2,--',sN
각각의 전송 정보 15 25 ， Ντ는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을 ，^，'''，^.라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 가 이 표현될 수 있다.
【수학식 3】
s二
Figure imgf000028_0001
또한, s는 전송 전력의 대각행렬 Ρ를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 4】
Figure imgf000028_0002
전송전력이 조정된 정보 벡터 s에 가중지 행렬 W가 적용되어 실저 i 전송 되는 Λτ개으ᅵ 송신신호 ， "^2， '^Nr가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중지 행럴 W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다. ，^2，'''， ^는 벡터 X를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 5]
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0003
여기에서, ¾는 /¾째 송신 안테나와 y뻔째 정보간의 가중치를 의미한다.
W는 프리코딩 행럴이라고도 불린다.
수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 ； ， 2，'"，) ^은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 6]
Figure imgf000029_0002
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 J!로부터 수신 안테나 /를 거 지는 채 널을 ^로 표시하기로 한다. ^에서, 인덱스 표시 순서는 수신 안테나 인 덱스가 먼저이고 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다ᅳ
도 5(b)에 Λ/Γ 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 로의 채 널을 도시하였다. 상기 채널을 묶어서 백터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 Λ Γ 개 의 송신 안테나로부터 수신 안테나 /로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 7]
Figure imgf000030_0001
따라서, Λ/Γ 개의 송신 안테나로부터 / 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 재 널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 8]
Figure imgf000030_0002
실제 채 널에는 제 널 행렬 H를 거진 후에 백색잡음 (AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 «1，«2，'"， ^은 다음과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 9]
Figure imgf000031_0001
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현
【수학식 10】
Figure imgf000031_0002
한편, 채널 상태를 나타내는 재널 행렬 H의 행고ᅡ 열의 수는 송수신 안테 나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 Λτ와 같다. 즉, 채널 행렬 Η는 행렬이 NRxNT 된다.
행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 또는 열의 개수 중에서 죄소 개수로 정의된다. 따라서, 행럴의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없 다. 채널 행렬 H의 랭크 (ra (H))는 다음과 같이 제한된다. 【수학식 11】
rank H)≤ min^Vy， NR )
랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition) 하였 을 [대, 0이 아닌 고유지들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정 의는 특이지 분해 (singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채 널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채 널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 문서으ᅵ 설 명에 있어서, MIMO 전송에 대한 '랭크 (Rank)' 는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내 며, '레이어 (layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나 타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다. 4. 콤프 (CoMP) 일반 및 콤프 환경 하에서의 피드백 방법
(1) CoMP 전송 및 수신 LTE-A 요건을 만족시키기 위해, 콤프 (CoMP: Coordinated Multi-Point) 전송 기 법이 제안되었다. 콤프는 co-MIMO, 협 력 MIMO (Collaborated MIMO), 네트워 크 MIMO 등으로 불리기도 한다. 콤프는 셀 경계의 단말 동작을 향상시키고 각 섹터의 평균 처리 량을 향상시키기 위해 고안된 기술이다.
일반적으로, 셀 내 간섭 (ICI: Inter-cell interference)은 주파수 재사용 팩터 1 을 사용하는 멀 티셀 환경에서 셀 경계의 단말 성능을 감소시키고 평균 섹터 저리 량을 감소시킨다. ICI를 줄이고 간섭 제한 환경에서 셀 경계으 I 단말들에 합리적 인 처리 성능을 제공하기 우ᅵ해, 간단한 기술들이 (예를 들어, UE 특정 전 력 제어에서 FFR (Fractional Frequency Reuse)) LTE-A 시스템에 적용될 수 있다. FFR의 사용은 셀 당 주파수 자원 사용을 줄이는 대신에 ICI를 줄이거나, 원하는 신호로서 ICI를 재사용하는데 더 효과적이다.
하향링크에서 콤프 방식들은 JP (Joint Processing) 및 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식들로 구분될 수 있다. JP 방식의 경우 데이 터는 콤 프 협 력 집합에서 전송 가능하다.
조인트 전송 (Joint Transmission)의 경우 PDSCH 신호는 다중 점들 (콤프 협 력 집합의 전제 또는 일부)에서 동시에 전송된다. 단일 단말에 대한 데이 터는 수 신신호품질 및 /또는 다른 단말들에 대한 활성 간섭을 제거하기 위해 다중 전송점 들로부터 동시에 전송된다. 동적셸선택 (Dynamic Cell Selection)의 경우, PDSCH 신 호는 한번에 하나의 전송점 (콤프 협력집합)으로부터 전송된다.
CS/BS의 경우, 데이 터는 서 빙 셀에서만 전송 가능하지만 사용자 스케줄링 / 빔포밍 선 택은 콤프 협 력 집합에 대응하는 셀들의 조정에 의해 전송 가능하다. 상향링크에서 콤프 수신은 다중점들에서 조정된 전송 신호들의 수신을 의 미하며, 지리적으로 떨어진 전송점 및 콤프 방식들은 조인트 수신 (JR: Joint Reception) 및 CS/RS(Coordinated Scheduling/Beamforming)으로 구분될 수 있다. 이때, JR의 경우 전송된 PUSCH 신호는 다중 수신점에서 수신되고, CS/CB 방식의 경우 PUSCH 신호는 오직 하나의 수신점에서 수신되지만 사용자 스케줄링 /빔포밍 은 콤프 협 력 집합에 따라 조정된 셸들에 의해 결정된다.
(2) 하향링크 제널상태 정보 (CSI) 피드백
3GPP LTE 표준에서는 채 널 정보 없이 운용되는 개루프 (Open— Loop) MIMO 및 채 널 정보가 반영되는 폐루프 (Closed-Loop) MIMO으 | 두 가지 송신 방식이 존 재한다. 송수신단은 폐루프 MIMO에서 MIMO 안테나의 다중화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해 각각 제널 정보 (예를 들어, CSI)를 바탕으로 빔포밍을 수행한다. 기지국은 하향링크 CSI를 얻기 위해 단말 (UE)에게 PUCCH 또는 PUSCH를 할당하 여 하향링크 CSI를 피드백 하도록 명 령할 수 있다.
CSI는 랭크 지시자 (RI: Rank indicator), 프리코딩 매트릭스 지시자 (Ρ Γ. Precoding Matrix Indicator) 및 채 널품질정보 (CQI: Channel Quality Information) 의 세 가지 정보로 크게 분류될 수 있다.
RI는 해당 재 널으ᅵ 랭크 (rank) 정보를 나타내며, UE가 동일 주파수 시간 자 원을 통해 수신 하는 스트림 (stream)의 개수를 의미한다. RI값은 채 널의 긴주기의 페이 딩 (long term fading)에 의해 지배적으로 (dominant) 결정되으로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 UE에서 기지국으로 피드백 된다. PMI는 채 널의 공간 특 성을 반영한 값으로 SINR 등의 매트릭 (metric)을 기준으로 UE가 선호하는 기지국 의 프리코딩 인덱스를 나타낸다. CQI는 해당 채 널의 세기를 나타내는 값으로 통 상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
LTE-A와 같이 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (Multi-User MIM아를 이용한 추가적 인 다중 사용자 다이버시 티 (multi-user diversity)를 얻는 방법들이 추가되었다. 이를 위해 채 널 피드백 관점에서는 보다 높은 정확도 (accuracy)가 요구된다.
그 이유는 MU-MIMO에서는 안테나 영역 (domain)에서 다중화되는 단말 (UE) 간의 간섭 채 널 존재하기 때문에 피드백 채 널의 정확도가 피드백 정보를 전송한 UE 뿐 아니라 다중화되는 다른 UE의 간섭에도 큰 영향을 미치기 때문이다.
또한, 콤프 (CoMP)를 위해서 보다 높은 채 널 정확도가 필요하다. 콤프 JT의 경우 여러 기지국이 특정 UE에게 동일한 데이 터를 협력 전송하므로 이론적으로 안테나가 지 리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주 할 수 있다ᅳ 즉, 콤 프 JT에서 MU-MIMᄋ를 하는 경우도 단일 셸 MU-MIMO오 I" 마찬가지로 같이 스 케줄링되는 UE간 간섭을 피하기 위해 높은 수준의 채 널 정확도가 요구된다. 콤프 CB의 경우 역시 인접 셸이 서 빙 셸에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채 널 정보가 요구된다. 따라서, 이하에서는 피드1백 채널 정확도를 높이기 위한 다양 한 피드백 방법들을 제안한다.
(3) MU-MIMO 또는 콤프를 위해 향상된 PMI 피드백
i) BCP I 피드백
상술한 바와 같이 LTE-A 시스템에서 높은 전송률을 달성하기 위해 MU- MIMO 및 콤프 등의 송신 기 법이 제안되고 있다. 이러한 향상된 송신 기 법을 구 현하기 위해서, UE는 보다 복잡하고 다양한 CSI 를 기지국으로 피드백 해야 할 필요가 있다.
예를 들어, MU-MIMO에서는 단말 (UE-A)이 PMI를 선택할 때, 자신의 최적 PMI(desired PMI) 뿐만이 아니라 자신과 함께 스케줄링 받을 UE의 PMI도 함께 피드백하는 CSI 피드백 방식이 고려되고 있다 (이하, 이를 BCPMI(Best Companion PMI)라 부른다). 즉, 프리코딩 매트릭스 코드북 내에서 함께 스케줄링 된 단말 (co-scheduled UE)은 프리코더로 사용했을 때 다른 단말 (UE-A)에게 간섭 을 덜 주는 BCPMI를 계산하여 자신에 대한 CSI와 함께 추가적으로 기지국에게 피드백할 수 있다. 기지국은 BCPMI 정보를 기반으로, UE-A오 I" BCPMI에 으ᅵ해 지시 되는 BCPM(Best Companion Precoding Matrix) 프리코딩을 선호하는 또 다른 UE 를 함께 MU-MIMO 스케줄할 수 있다.
BCPMI 피드백 방식은 피드백 페이로드의 유무에 따라 크게 명시적 (explicit) 피드백 방식과 묵시적 (implicit) 피드백 방식의 두 가지로 분류될 수 있 다.
명시적 피드백 방식은 피드백 페이로드가 있는 피드백 방식이다. 명시적 피드백 방식은 단말이 프리코딩 매트릭스의 코드북 내에서 BCPMI를 결정한 뒤, 제어채 널을 통해 기지국으로 피드백하는 방식이다. 명시적 피드백 방식의 일례로 서, 단말은 추정 SINR이 죄대가 되게 하는 간섭신호 프리코딩 행럴을 코드북 내 에서 선택하고 이를 BCPMI 값으로 기지국에 피드백할 수 있다.
명시적 피드백 방식의 장점은, 단말이 간섭 제거에 보다 효과적인 BCPMI 를 선택하여 기지국으로 전송할 수 있다는 것이다. 단말은 코드북 내의 모든 코 드워드에 대해서 하나씩 간섭 빔으로 가정한 후, SINR 등의 매트릭 (metric)을 비 교하여 간섭 제거에 가장 효과적인 값을 BCPMI로 결정하기 때문이다. 다만, 명시 적 피드백 방식의 경우 코드워드 크기가 커질수록 BCPMI의 후보가 늘어 나므로 더 큰 피드백 페이로드 크기가 필요한 단점이 있다.
묵시적 피드백 방식은 피드백 패이로드가 없는 피드백 방식이다. 묵시적 피드백 방식은 단말이 코드워드 내에서 간섭을 적게 받는 코드워드를 검색하여 BCPMI로 선택하는 것이 아니라, 최적 PMI(desired PMI)가 결정되 면 그에 상응하 는 BCPMI가 정적으로 결정되는 방식이다.
묵시적 피드백 방식에서 BCPM은 결정된 최적 PMI에 직교하는 벡터들로 구성되는 것이 바람직하다. 왜나하면, 최적 PMI는 수신 SINR을 최대화 하기 위해 서 채널 H의 채널 이득 (gain)을 죄대화 할 수 있는 방향으로 설정되기 때문에, 간 섭신호는 이 PMI의 방향을 회피하여 선택되는 것이 간섭 완화에 효과적이기 때 문이다. 단말과 기지국 간의 채널 H를 특이값분해 (SVD: Singular Value Decomposition) 방식을 통해 복수 개의 독립채널로 분석해 보면 이러한 BCPMI 결정방식의 장점이 더욱 명확해 진다. 예를 들어, 4x4 채널 H는 다음 수학식 12 와 같이 SVD를 통해 분해할 수 있다.
【수학식 12】
Figure imgf000039_0001
수학식 12에서 행럴 U,V는 단일 (unitary) 행렬이며, 내, \ 및 는 각각 채널 H의 4x1 좌축 특이 벡터 (left singular vector), 4x1 우축 특이 벡터 (right singular vector) 및 특이값 (singular value)를 나타내며, > +,로 내림자순으로 정렬되어 있다. 이를 통해, 송신 단에서 빔포밍 행럴 V오ᅡ 수신 단에서 빔포밍 행럴 U"를 사용할 경우 이론적으로 얻을 수 있는 모든 채널 이득을 손실 없이 얻을 수 있다.
단말은 랭크 1인 경우에는 송신 빔포밍 백터 ^과 수신 빔포밍 엑터 11,을 사용하는 것이 채 널 이득 μ, Ι2 을 얻어 SNR , 관점에서 죄적의 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어, 단말은 랭크 1인 경우 ^과 가장 유사한 프리코딩 행렬 (ΡΜ: Precoding Matrix)을 선택하는 것이 유리하다.
이상적으로 죄적 PM이 ^과 완전히 일치하는 경우 수신 빔을 u 으로 설정하고, 간섭 신호의 송신 빔은 PM에 수직하는 방향으로 설정함으로써 단말은 최적 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거할 수 있다. 현실적으로 양자화 오류로 인해 최적 PM이 \^과 약간의 차이가 있는 경우, PM에 수직한 방향으로 설정된 간섭 신호의 송신 빔은 수직한 빔고ᅡ 더 이상 동일하지 않기 때문에, 단말이 최적 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거 할 수 없지만 양자화 오차가 작은 경우 간섭 신호 제어에 도움을 줄 수 있다.
묵시적인 피드백 방식의 일례로 다음 표 2와 같은 LTE 코드북을 사용할 수 있다. 이때, BCPMI는 ΡΜΙ에 대해 직교하는 벡터 인덱스로 표 3과 같이 정적으로 결정될 수 있다.
【표 2]
Figure imgf000041_0001
표 2는 4 안테나 포트 전송의 경우를 나타내는 것으로서 프리코딩 행렬 W는 표 2 또는 표 2의 부분집합으로 선택될 수 있다. 퀀티티 W 는 Wn=I- 2unun H/un Hun으로 표현되는 집합 {s}에 으ᅵ해 주어지는 컬럼 (Cdumn)들에 의해 정의되는 행렬을 나타낸다. 이때, I는 4x4 단위행럴이고, 각 벡터 1 은 표 2를 참조할 수 있다.
【표 3】
Figure imgf000041_0002
송신 안테나가 4개 이고, ΡΜΙ를 피드백 한 단말의 수신 랭크가 1이고, 최적 PMI에 대해 직교하는 3개의 백 터는 표 3과 같이 3 개의 BCPMI로 표현될 수 있다. 예를 들어, 표 3을 참조하면, PMI=3인 경우 BCPMI는 (0, 1, 2)로 결정된다ᅳ 이때, PMI오 I" BCPMI는 코드북 내에 있는 4x1 벡터 코드워드의 인 덱스를 나타낸다. 기지국은 상기 BCPMI 집합 (e.g. BCPMI=0,1,2)을 간섭 제거에 유효한 프리코딩 인덱스로 간주하여 일부 또는 전부를 협 력 단말 (co-schedule UE)으ᅵ 프리코더로 사용할 수 있다.
묵시적 피드백 방식의 장점은 죄적 PMI와 BCPMI 집합이 1:1로 매핑되므로 추가적인 피드백 오버헤드가 없다는 것이다. 하지만, 최적 PM (즉, PMI에 해당하는 프리코딩 행 렬)의 양자화 오차로 인해 그에 종속된 BCPM 역시 죄적의 간섭제거 빔 방향과 오차가 있을 수 있다.
표 3에서 양자화 오자가 없다면 3개의 ᅳ BCPM는 모두 간섭을 완벽히 제거하는 간섭 빔 (즉, 이상적 간섭 빔)을 나타내지만, 오자가 있을 경우 각 BCPM는 이상적 간섭 빔과는 차이가 발생할 수 있다. 또한, 각 BCPM이 갖는 이상적 간섭 빔과의 차이는 평균적으로 같지만, 특정 순간에는 다를 수 있다. 예를 들어 죄적 PMI=3일 경우, BCPMI 0,1,2으 I 순서로 간섭 신호 제거에 효과적 일 수 있으며, BCPMI 0,1,2으ᅵ 상대적 인 오차를 모르는 기지국은 이상적 간섭 빔과 오차가 가장 큰 BCPMI 2를 간섭 신호의 빔으로 설정하여 협 력 단말간 강한 간섭이 존재하는 상태로 통신 할 가능성이 있다. ii) WCPMI 피드백
MU-MIMO 및 콤프를 위한 추가적인 채 널 피드엑으로 고려되는 또 다른 피드백 요소는 WCPMI (Worst Companion PMI) 피드백이다.
WCPMI는 BCPMI와 반대되는 개 념이 다. WCPMI는 PMI가 간섭 신호의 프리코딩 행렬로 활용되는 경우 단말에게 가장 큰 간섭을 주는 BCPM에 대한 인덱스를 의미한다. MU-MIMO를 수행하는 경우, WCPMI를 수신한 기지국은 WCPMI와 상관관계 (correlation)가 작은 빔으로 협력 단말의 프리코딩 행럴을 결정하여 간섭을 완화시킬 수 있다.
콤프 CB의 경우, WCPMI를 수신한 인접 셀 기지국은 WCPMI와 상관관계가 작은 빔으로 단말의 프리코딩 행렬을 결정하여 간섭을 완화시길 수 있다. 콤프 JP의 경우, WCPMI를 수신한 인접 셀 기지국은 WCPMI와 상관관계가 큰 빔으로 콤프 단말의 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. iii)유효 채널 피드백 (Effective Channel Feedback)
이외 추가적인 대안이 되는 피드백 방식으로 유효 제널 (effective channel) 피드백을 고려할 수 있다. 유효 재널은 측정된 재널에 수신 빔포밍 행럴을 적용하여 획득한 채널로서, 단말의 수신 빔포밍 행럴이 U이고 측정된 채널이 H인 경우 U*H로 표현된다.
유효 재널을 획득하기 위해 단말은 서빙 셀과의 채널로부터 높은 수신 신호 전력을 획득할 수 있는 수신 빔을 결정한다. 이론적으로 수신 빔은 서빙 셀로부터의 채널의 좌축 우위 특이 백터 (left dominant singular vector)으 | 공액 전치 (conjugate transpose)로 결정된다. 콤프를 수행하는 경우, 콤프 UE (또는, 협력 단말)는 서빙 셸에 U*H를 인접 셀에 U*HC를 양자화하여 데이터를 전송하게 되며, 이를 수신한 서빙 셀은 U*H 오ᅡ 상관관계가 높은 빔을 설정한다. 이를 수신한 인접 셸은 CB를 수행하는 경우, U*HC와 상관관계가 작은 빔으로 단말의 프리코딩 행렬을 결정하여 간섭을 완화시킬 수 있다. 또한, JT를 수행하는 경우, 인접 셀은 U*HC와 상관관계가큰 빔으로 콤프 단말의 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다.
5.보간을 통한 PMI피드백 방법 (1) PMI 보간 방법 1
이하에서는 피드백 재 널 정확도를 높이기 위해서 단말이 기지국과 약속된 윈도우 크기 (Window Size) 내에 존재하는 이미 피드백한 PMI들고 |· 현재 피드백하 고자 하는 ΡΜΙ의 보간 (Interpolation)을 수행하고, 이 값을 현재 채널과 비교하여 가장 인접한 결과를 획득한 PMI를 피드백하는 PMI 보간 방법들에 대해서 구제적 으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 보간의 일례를 나타내는 도면이 다.
도 6은 윈도우의 크기가 4인 경우, 현재 재 널에 대해서 4개의 프리코딩 행 렬 (PM)을 보간하는 경우를 나타낸다. 도 6에서는 설 명으ᅵ 편의상 3차원의 공간에 현재의 채 널고 F PMI (즉, 코드워드)가 나타내는 백터를 기하학적으로 표현하였다. 기지국과 단말은 PMI 보간을 위한 윈도우 크기오ᅡ 보간 방법을 공유할 수 있다. 따라서, 기지국에서는 단말로부터 보간된 PMI를 수신하면, 단말과 동일하게 PMI 보간을 수행하여 채 널을 추정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 보간을 통해 PMI를 결정하여 피드백하는 방 법 중 하나를 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예들에서 윈도우 크기는 현재 피드백하는 PMI와 보간되는 과거 피드백했던 PMI의 개수를 지정한다. 즉, 기지국과 단말 사이에 윈도우 크기 를 N으로 약속한 경우, 이전에 피드백한 N-1개의 PMI와 현재 피드백할 PMI가 PMI 보간에 사용된다. 윈도우 크기를 결정하기 위해 여러 가지 변수들이 고려될 수 있다.
예를 들어, 단말의 이동성, 도플러 주파수 및 /또는 채 널 변화을 등이 윈도 우 크기 결정시 고려될 수 있다. 다만, 채널이 빠르게 변하는 경우 이전 PMI와 현재 채 널간의 상관관계가 작기 때문에 보간 윈도우의 크기가 늘어나더라도 피드 백 채 널의 정확도를 높이기 어 려우나, 채 널이 정적인 경우 윈도우 크기를 크게 하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 윈도우 크기는 기지국에서 반 정적 (Semi-Static)으로 결정 하여 상위계층 (예를 들어, RRC) 시그널링으로 단말에 전달하거나, 동적으로 결정 하여 PDCCH 등의 제어채 널을 통해 단말에 알려줄 수 있다. 이때, 기지국은 윈도 우 크기뿐 아니라 단말이 수행할 보간 방법도 함께 단말에 전송할 수 있다 (S710).
S710 단계에서는 단말이 기지국으로부터 윈도우 크기 및 보간 방법을 수 신하는 경우에 대해서 설 명하고 있다. 그러 나, S710 단계오 달리 단말이 채 널 상 황에 따라 PMI 보간을 위한 보간 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법을 결정하여 기 지국에 전송할 수 있다.
기지국은 하향링크 채 널 측정을 우ᅵ해 참조 신호 (RS: Reference Signal)를 단 말에 전송한다 (S720).
단말은 S710 단계에서 수신한 RRC 시그널 링 또는 PDCCH 신호로부터 PMI 보간을 위한 윈도우 크기를 획득할 수 있다. 또한, 단말은 S720 단계에서 수신되 기반으로 현재 채 널의 상태를 측정할 수 있고, 각 서브프레임에서
PMI를 결정할 수 있다. 따라서, 단말은 윈도우 크기에 따라서 윈도우에 포함되
PMI들에 대한 PMI 보간을 수행할 수 있다 (S730).
PMI 보간은 여러 가지 방식으로 구현될 수 있다. 다음 수학식 13은 PMI 보간의 일례를 나타낸다.
【수학식 13]
Figure imgf000047_0001
수학식 13에서 함수 f()는 보간 함수를 나타내며, 윈도우 크기는 N으로 가 정하였다. 함수 nor()는 행렬의 놈 (norm)을 정규화 (normalization)하는 함수이며, PMIu {i) 은 현재 m 번째 서브프레임에 대한 i 번째 PMI를 의미한다. PMIM -、,—,PU 각각 바로 이전에 피드백 했던 PMI와 N-1번 전에 피드백 했던 ΡΜΓ를 의미한다. PM ),PM 은 각각 현재 피드백 할 i번째 PMI에 해당하 는 프리코딩 행럴과 n번 전에 피드백 했던 프리코딩 행럴을 의미한다. 또한, α„ 는 각 ΡΜ에 급해지는 가중지 요소 (weighting factor)를 의미한다. 다만, 정규화를 간단하게 하는 경우에는 «„를 모두 1로 고정하여 계산할 수 있다.
예를 들어, «„ 이 1로 고정되고, 윈도우 크기 (N)가 3이며, ΡΜΙΜ = \,ΡΜΙΜ^λ = \,ΡΜΙΜ_2 = 2 인 경우 보간 결과로 표현되는 채널은 r((vl + vl + v2)/3)이 된다. 이때, 는 PMI i 에 해당하는 프리코딩 행렬을 나타 낸다.
또 다른 예로서, cc„ 이 1로 고정되고, 윈도우 크기 (N)가 3이며, PMIM = 1, /U_, = ,ΡΜΙ^ = 1 인 경우 보간 결과로 표현되는 채널은 "or((vl + vl + vl)/3)이 된다.
다시 도 7을 참조하면, 단말은 PMI 보간의 결과와 현재 채 널을 비교하여 기지국에 피드백할 최종의 죄적 PMI를 결정할 수 있다 (S740).
최적 PMI를 결정하기 위해 S740 단계에서 다음 수학식 14가 사용될 수 있 다.
【수학식 14】
Figure imgf000049_0001
수학식 14에서 dist() 함수는 두 인자 사이의 상관관계 (correlation)를 나타 내는 값이다. 두 인자 사이의 상관관계를 나타내는 값의 일례로는 유클리 디언 거 리 (distance)가 있다. 수학식 14에서 첫 번째 인자 H는 단말과 기지국 간의 채 널 을 의미한다. 두 번째 인자는 수학식 13의 보간항수인 f() 함수가 될 수 있다. 수 학식 14에서 첫 번째 인자인 H는 바로 사용되거 나, H함수가 특이값분해 (SVD) 등의 연산을 통해 H의 우성 특이값 (Dominant Singular Vector)이 사용될 수 있다. 수학식 14에서 j는 연산된 결과인 최종 PMI를 의미한다.
단말은 결정된 최종 PMI (j)를 PUCCH 신호 또는 PUSCH 신호를 통해 기지 국으로 피드백할 수 있다 (S750).
S750 단계에서, 단말이 최종 PMI를 기지국에 피드백하는 경우, 단말은
S730 단계에서 수행한 PMI 보간 방법에 대해서 기지국에 알려줄 수 있다. S710 단계에서 기지국이 보간 방법을 알려주는 경우에는 단말이 다시 기지국에 보간 방법을 알려줄 필요는 없다. 하지만, 단말이 기지국이 알려준 보간 방법고ᅡ 다른 보간 방법을 사용하거나 S710 단계에서 기지국이 보간 방법을 알려주지 않은 경 우에는, 단말은 PMI 피드백 시 자신이 수행한 보간 방법을 함께 기지국에 알려줄 수 있다.
최종 PMI 값을 포함하는 PUCCH 신호 또는 PUSCH 신호를 수신한 기지국 은 단말이 전송한 최종 PMI 값을 확인할 수 있다. 또한, 기지국은 단말이 보간을 수행한 보간 윈도우의 크기오ᅣ 보간 방법을 알고 있으므로, 기지국은 죄종 PMI를 수신한 후 단말과 동일하게 보간을 수행하여 채 널을 추정할 수 있다 (S760).
도 7의 S730 단계에서 단말은 다른 PMI 보간 방법을 사용할 수 있다. 예 를 들어, 단말은 먼저 현재의 정확한 채 널을 코드워드의 선형 결합 (linear combination)으 1 형태로 분리한 이후, 각 코드워드의 가중지 (예를 들어, 위상 계 수)에 비례해서 윈도우 크기 내에서 해당 코드워드를 결정하여 기지국에 보고할 수 있다.
예를 들어, 윈도우 크기가 N이고, α„ =1이며, 채 널 Η가 H = clvl + c2v2 + c3vl0 일 경우, 단말은 코드워드 (즉, PMI) vl, v2 및 vlO을 Cl/(d + c2 + c3) : c2/(cl + c2 + ) : c3/(cl + c2 + c3) 의 비율로 기지국에 피드백할 수 있 다. 즉, 단말은 각 PMI 별로 전송 횟수 비율을 달리하여 기지국에 보고할 수 있 다.
도 7에서 설명한 PMI 보간 및 피드백 방법은 기지국과 단말의 하향링크 채널 추정에 초점을 맞추어 설명을 하였지만, 임의의 들 이상의 단말들 사이에서 코드워드를 통한 채 널 피드백 방식으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 들에서, PMI 보간을 위한 윈도우는 초기호ᅡ 될 수 있다. 즉, 윈도우가 초기화되는 경우 단말은 이전 PMI를 모두 무시하고, 현재 피드백하는 PMI를 최초 PMI로 가 정하여 계산할 수 있다.
(2) PMI 보간 방법 2
도 8은 본 발명의 실시예로서 보간을 통해 PMI를 결정하여 피드백하는 방 법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 8에서 단말 (UE)은 CSI-RS (Channel State Information/Indication- Reference Signal)을 이용하여 PMI 보간을 수행할 수 있다. CSI— RS는 LTE-A 시스 템에서 새로이 디자인되는 RS로서 하향링크 채널 측정을 목적으로 사용된다. 도 8을 참조하면, 단말이 PMI 보간을 위한 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법 을 결정하고, 결정한 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법을 PUCCH 신호 또는 PUSCH 신호를 통해 기지국 (eNB)으로 전송할 수 있다 (S810).
S810 단계에서는 단말이 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법을 결정하는 것을 가정하였으나, 이오ᅡ 달리 도 7과 같이 기지국이 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법 을 결정하고 이를 RRC 시그널 링 또는 PDCCH 신호를 통해 단말에 전송할 수 있 다.
기지국은 하향링크 채널 축정을 위해 CSI-RS를 주기적으로 단말에 전송한 다 (S820).
단말은 S810 단계에서 결정한 윈도우 크기 및 /또는 보간 방법을 이용하여 PMI 축정 및 보간을 수행할 수 있다 (S830).
또한, 단말은 S830 단계에서 보간된 PMI를 기반으로 최종의 최적 PMI를 결정할 수 있다 (S840).
S830 단계에서 단말이 수행하는 보간 방법은 도 7의 S730 단계의 보간 방 법을 이용할 수 있으며, S840 단계에서 초 (종 PMI를 결정하는 방법은 S740 단계 를 참조할 수 있다.
단말은 결정한 최종 PMI와 인근셀 채널 정보를 PUCCH 신호 또는 PUSCH 신호를 이용하여 기지국에 피드백할 수 있다 (S850). 기지국은 S810 단계에서 수신한 PUCCH 신호를 통해 윈도우의 크기 및 보 간 방법을 알 고 ¾으므로, 수신한 죄종 PMI를 이용하여 단말과 동일한 보간을 수행함으로써 채널을 정확히 추정할 수 있다 (S860).
도 6 내지 도 8에서 상술한 PMI 보간 방법은 단말이 서 빙 셀로부터 수신 한 죄적 신호의 프리코딩 행 렬 정보를 정확하게 전달하는 데 이용 될 수 있다. 또한, PMI 보간 방법은 MU-MIMO를 고려하여 서 빙 셀로부터 수신하는 협력 단 말의 간섭 신호에 대한 프리코딩 행렬의 정보를 정확하게 전 달하는 데 이용 될 수 있다. 예를 들어, 간섭 신호에 대한 프리코딩 행렬 정보는 상술한 BCPMI, WCPMI 및 /또는 유효채 널 피드백이 될 수 있다.
또한, PMI 보간은 콤프 (CoMP)를 위한 안접셸에 대한 채 널 정보를 정확하 게 전달하는 데 이용 될 수 있다. 예를 들어, 인접 셀로의 채 널 정보는 BCPMI, WCPMI 및 /또는 유효채 널 피드백 등이 될 수 있다.
따라서, 도 7 및 도 8의 S750 단계 및 S850 단계에서 단말은 죄적 PMI 값 이외에 인접셀 채 널 정보로서 BCPMI, WCPMI 및 /또는 유효채널 피드백 값을 함 께 기지국에 전송할 수 있다. (3) PMI 윈도우 크기 결정 방법
이하에서는 S710 단계 및 S810 단계에서 단말 및 /또는 기지국이 PMI 보간 을 위한 PMI 윈도우의 크기를 결정하는 방법에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 PMI 윈도우 크기를 결정하는 방법 및 PMI 윈도우를 이용하여 PMI 보간을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.
LTE-A 시스템에서는 하향링크 채 널 축정을 위해 CSI-RS가 사용된다. 다만, LTE-A 시스템에서 지원하는 안테나 수가 8개 (e.g. 8Tx)로 늘어 남에 따라 기존 LTE에서오 같이 매 서브 프레임 마다 전 대역에 RS를 전송하는 것은 지나진 RS 오버해드를 초래할 수 있다. 따라서, LTE— Α 시스템에서 수 십 msec의 비교적 긴 주기로 CSI-RS 전송이 이루어진다.
이처럼 매 서브 프레임 마다 CSI-RS가 전송되는 것이 아니라 주기를 가지고 특정 서브 프레임에만 CSI-RS가 전송되는 경우, PMI 측정을 위한 PMI 윈도우 크기는 CSI-RS 전송 주기 동안 상향링크를 통해 피드백 할 수 있는 PMI 개수의 배수로 결정되는 것이 바람직하다ᅳ
도 9(a)는 윈도우의 크기가 CSI-RS 전송 주기에 대옹하여 PMI 개수가 5인 경우를 나타낸다. 도 9(a)를 참조하면, CSI-RS 전송은 10 서브프레임 (즉, 10 msec)마다 한 번 이루어지고, 10 msec 동안 단말 (UE)은 상향링크를 통해 5개의 PMI를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 윈도우 크기는 PMI 보고 개수인 S로 설정된다.
이때, 단말은 1 번째 하향링크 서브프레 임에서 첫 번째 CSI-RS (1st CSI- RS)를 측정한 두 |, 2 개의 서브프레임 시간 동안 PMI를 결정하고 3 번째 상향링크 서브프레임에서 기지국으로 PMI를 피드백 한다. 이후, 단말은 5, 7, 9 및 11 번째 상향링크 서브프레임에서 첫 번째 CSI-RS를 기준으로 계산한 PMI를 기지국으로 피드백한다 단말은 11 번째 하향링크 서브프레임에서 두 번째 CSI-RS (2nd CSI-RS)를 수신하고, 두 번째 CSI-RS를 기반으로 새롭게 측정된 재널에 대한 PMI 정보를 생성 및 피드백 한다. 즉, 단말은 13번째 상향링크 서브프레임 이후부터는 두 번째 CSI-RS를 기반으로 결정한 PMI를 기지국에 피드백한다.
도 9(b)를 참조하면, 윈도우 크기가 5인 경우, 단말은 상향링크 서브프레임 3, 5, 7, 9 및 11에서 윈도우를 재워가면 PMI를 계산하고, 상향링크 서브프레임 13부터는 두 번째 CSI-RS를 기준으로 다人 I 새로운 윈도우를 설정하여 PMI를 계산할 수 있다. 새롭게 설정된 보간 윈도우는 서브 프레임 13, 15, 17, 19, 21의 PMI로 구성된다.
본 발명의 실시예들에서 윈도우 크기는 CSI-RS 주기 (e.g. 10msec) 동안 피드백되는 PMI의 개수의 배수로 결정되는 것이 바람직하다. 즉, 도 9에서는 CSI- RS의 전송 주기 동안 피드백 되는 PMI 개수인 5의 배수인 5, 10 또는 15 등으로 결정되는 것이 바람직하다.
다만, 윈도우의 크기가 10 이상인 경우는 보간 윈도우의 크기가 다 차는 경우 새로운 보간 윈도우를 어떻게 설정할 것인지가 문제가 된다. 예를 들어, 윈도우의 크기가 10인 경우, 단말은 세 번째 CSI-RS (3rd CSI-RS)를 수신할 때까지 동일한 윈도우 내에서 PMI를 계산하고, 세 번째 CSI-RS를 수신한 이후에는 새로운 보간 윈도우를 설정하여 PMI를 계산하여야 한다.
이때, 보간 윈도우가 다 차는 경우에는 다음 두 가지 방법으로 새로운 보간 윈도우를 설정할 수 있다. i) 윈도우 재설정 방식은 이전 윈도우의 모든 PMI를 제거하고 새로 시작하는 윈도우의 PMI를 보고하는 방식이고, ii) 슬라이 딩 윈도우 방식은 이전 윈도우의 일부 PMI를 제거하고, 이전 윈도우의 남은 PMI를 새로 시작하는 원도우에서 함께 고려하는 방식이다. i) 윈도우 재설정 (reset) 방식
단말은 윈도우 크기가 10인 경우, 세 번째 CSI-RS (3rd CSI-RS)를 수신할 때까지 동일한 윈도우 내에서 PMI를 계산한다. 다만, 세 번째 CSI-RS를 수신한 이후에는 새로운 보간 윈도우를 설정하여 PMI를 계산한다.
새로운 윈도우는 세 번째 CSI-RS를 수신하기 이전까지 계산된 모든 PMI를 무人 |(제거)하고, 세 번째 CSI-RS를 이용하여 계산된 PMI 부터 이후 다섯 번째 CSI-RS (5th CSI-RS)를 수신하기 이전까지으 I PMI까지로 설정될 수 있다.
즉, 윈도우 재설정 방식은 보간 윈도우 크기가 모두 차면 윈도우를 완전히 초기화 하여, 이전에 계산했던 PMI 는 전혀 사용하지 않고 새로 수신한 CSI-RS를 기반으로 생성한 PMI를 첫 번째로 보간되는 PMI로 가정하는 방식이다. ii) 슬라이딩 (Sliding) 윈도우 방식
단말은 윈도우 크기가 10인 경우 세 번째 CSI-RS (3rd CSI-RS)를 수신할 때까지 동일한 윈도우 내에서 PMI를 계산한다. 다만, 세 번째 CSI-RS를 수신한 이후에는 새로운 보간 윈도우를 설정하여 PMI를 계산한다. 이때, 새로운 윈도우는 두 번째 CSI-RS 를 수신하기 이전 계산된 PMI 들은 제거하고, 두 번째 CSI-RS를 이용하여 계산된 PMI부 Ej 이후 L ) 번째 CSI-RS (4th CSI-RS)를 수신하기 이전까지으 I PMI로 설정될 수 있다.
즉, 술라이 딩 윈도우 방식은 윈도우 크기가 모두 차면 이전 윈도우의 일부를 초기화하고 이전 윈도우에 남아있는 PMI와 새로 수신한 세 번째 CSI-RS 주기 동안의 PMI까지를 새로운 윈도우로 설정하는 방식이다. [[ᅣ라서, 단말은 슬라이 딩 윈도우 방식을 이용하여 윈도우 크기를 설정하는 경우, 이전 윈도우의 일부와 새로 수신한 CSI-RS 주기 동안 축정할 PMI를 사용하여 PMI 보간을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 생성한 PMI를 윈도우 크기가 CSI-RS 전송 주기 동안 피드백 하는 PMI 개수의 2배 이상으로 설정하는 경우에는 윈도우의 크기가 모두 차면 윈도우를 초기화하여 새톱게 보간하는 방식 (리셋 방식)과 윈도우가 다 자면 이전 윈도우의 일부를 비운 두 I, 이전 윈도우에 남아 있는 PMI와 새롭게 계산된 PMI를 사용해 보간하는 방식 (슬라이 딩 방식)을 고려할 수 있다.
생성한 PMI를 윈도우 크기가 CSI-RS 전송 주기 동안 피드백 하는 PMI 개수의 두 배 이상으로 설정하는 경우는 채널이 느리게 변하여 인접한 복수 개의 CSI-RS로 축정한 채널이 유사할 경우 보다 효과적일 수 있다. 보간 윈도우를 설정하는 방법으로 리셋 방식고ᅡ 슬라이 딩 방식을 제안하였다. 이들은 보간 윈도우의 크기가 CSI-RS의 전송 주기에 피드백하는 PMI 개수의 두 배 이상으로 설정되는 경우를 위주로 설명하였으나, CSI-RS 전송 주기에 피드백하는 PMI 개수가 한 배, 즉 동일하게 결정되는 경우 (e.g. N=5)에도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 단말은 윈도우 크기가 다 찬 경우 윈도우를 재설정하거나 슬라 이 딩하여 새로운 윈도우를 설정한 이후 보간을 수행할 수 있다. 이때, 단말은 윈 도우 재설정 방식 및 슬라이 딩 방식 모두를 가정하여 보간을 수행한 두 I, 최근 축 정된 채 널과 비교하여 오차가 작은 PMI를 최종적으로 기지국에 피드백할 수 있 다. 이때, 단말이 보간 윈도우 크기를 결정하는 경우, 단말은 윈도우 크기 설정 방법을 기지국에게 알리기 위해 최적의 PMI를 포함하는 PUCCH 신호 또는 PUSCH 신호에 1 비트 (bit)의 제어 정보 (e.g. 윈도우 설정 지시자)를 추가하여 기 지국에 피드백할 수 있다. 예를 들어, 1 비트의 제어 정보가 Ό'으로 설정되는 경 우 윈도우 재설정 방법을 나타내고, Τ로 설정되는 경우 경우 술라이 딩 방식을 나 타낼 수 있다. (4) 보간 윈도우 크기 결정 방법 2
상술한 본 발명의 실시예들은, 단말이 시간 축으로 여러 서브프레임에 걸쳐 PMI를 전송하고, 그 PMI들을 보간하여 채 널 피드백의 정확도를 높이는 방법들이다. 즉, 보간되는 윈도우 크기는 시간 단위로 설정 된다.
하지만, 제어 채 널에 여유가 있을 경우에, 단말은 보간 윈도우 내에서 보간되는 PMI들의 일부 또는 전부를 한 서브 프레임에 전송할 수 있다. 이 경우에는, 보간되는 윈도우는 한 서브 프레임에서 전송되는 PMI으 I 개수로 결정될 수 있다.
또한, 단말은 보간 윈도우 내에 있는 PMI가 보간될 때 PMI에 위상 계수 (coefficient)를 급하여 보간을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 단말은 위상 계수를 보간한 죄종 PMI와 함께 기지국에 피드백할 수 있다.
예를 들어, 도 9(c)에서 단말이 보간 윈도우 내에 PMI1 세 개와 PMI2 두 개를 전송하고, PMI 2에 대한 위상 계수 α 를 피드백한 경우를 가정한다. 이때, 단말은 3*ΡΜΙ1 + α *2*ΡΜΙ2로 보간을 수행함으로써 보다 정확하게 채널 상태를 기지국에 피드백할 수 있다. 만약, 보간 윈도우 내에 중복되지 않는 Ν개의 ΡΜΙ가 존재하는 경우, 단말은 N-1개에 대한 각각의 위상 계수 값을 기지국에 피드엑함으로써 동일한 방식으로 보간을 수행 할 수 있다. 추가적으로, 기지국과 단말은 단순히 PMI 합의 평균을 구하는 것이 아니라 각 PMI의 위상 평균을 구하여 보간을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 9(c)오 ^ 같이 보간 윈도우 내에 PMI1 3개와 PMI2 2개가 존재하는 경우 다음 수학식 15와 같이 위상 평균을 구할 수 있다.
【수학식 15】 phᅳ avg{PMI\, PM1\, PM1\, PM12, ΡΜΙ2) --
Figure imgf000061_0001
수학식 15와 같이 위상 평균으로 보간을 수행하는 경우, 보간 결과 값은 PMI으 I CM(Constant Modulus) 특성 (즉, 행럴으 | 각 요소의 크기가 동일하게 설정되는 특성)을 그대로 유지한다. 이때, 단말은 보간 결과를 수학식 13의 nor() 함수를 이용하여 정규화를 수행한 두 (, 채널의 상관관계 (correlation) 또는 유클리디언 거리 등을 비교하여 PMI를 선 택하고 이 · 피드백 한다. 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 1 내지 도 9에서 설 명한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국을 나타내는 도면이다.
단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다.
즉, 단말 및 기지국은 정보, 데이터 및 /또는 에시지의 전송 및 수신을 제어하기 위해 각각 송신모들 (Tx module: 1040, 1050) 및 수신모들 (Rx module: 1050, 1070)을 포함할 수 있으며, 정보, 데이터 및 /또는 메시지를 송수신하기 위한 안테나 (1000, 1010) 등을 포함할 수 있다.
또한, 단말 및 기지국은 각각 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 프로세서 (Processor: 1020, 1030)와 프로세서의 처리 과정을 임시적으로 또는 지속적으로 저장할 수 있는 메모리 (1080, 1090)를 각각 포함할 수 있다. 또한, 도 10의 단말 및 기지국은 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 지원하기 위한 LTE 모듈 및 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모들 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
이동단말 및 기지국에 포함된 전송 모듈 및 수신 모듈은 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷재 널코딩 기능, 직교 주파수 분할 다중접속 (ᄋ FDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케즐링, 시분할듀플텍스 (TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 /또는 채 널 다중화 기능을 수행할 수 있다.
도 10에서 설 명한 장치는 도 1 내지 도 9에서 설 명한 방법들이 구현될 수 있는 수단이다. 상술한 이동단말 및 기지국 장치의 구성성분 및 기능들을 이용하여 본원 발명의 실시예들이 수행될 수 있다.
예를 들어, 단말의 프로세서는 보간 윈도우의 크기에서 PMI 보간을 수행하여 최적의 PMI를 축정하고 이를 기지국에 피드백할 수 있다. 이때, PMI 보간을 위한 보간 윈도우 크기는 기지국이 결정하여 단말에 알려줄 수 있으며, 단말의 프로세서에서 채 널 상황 등을 파악하여 결정할 수도 있다. 또한, 단말의 프로세서는 도 6 내지 도 9에서 설 명한 보간 방법들을 이용하여 PMI들을 보간할 수 있다.
한편, 본 발명에서 이동단말로 개인휴대단말기 (PDA: Personal Digital Assistant), 셀를러폰, 개인통신서비스 (PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트 (Smart) 폰 또는 멀 티모드 멀티맨드 (MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.
여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기오ᅡ 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터 넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀 티모드 멀 티밴드 단말기란 멀 티 모템칩을 내장하여 휴대 인터 넷시스템 및 다른 이동통신 시스템 (예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.
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 이상으 I ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate ' arrays), 프로세서, 콘트를러, 마이크로 콘트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설 명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절자 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛 (1080, 1090)에 저장되어 프로세서 (1020, 1030)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위지할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서오ᅡ 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구제화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설 명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적 인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE 시스템, 3GPP LTE-A 시스템, 3GPP2 및 /또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스렘뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1)
콤프 (CoMP) 환경에서 프리코딩 행렬 지시자 (PMI)를 피드백하는 방법에 있 어서,
단말이 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들을 이용하여 PMI 보간 (interpolation) 을 수행하는 단계;
상기 단말이 상기 보간된 PMI와 현재 채 널으 i 재 널상태를 비교하여 최적 PMI를 선택하는 단계; 및
상기 단말이 상기 최적 PMI를 기지국에 피드백하는 단계를 포함하는, PMI 피드백 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 PMI 보간을 수행하는 단계는,
상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI들의 평균값을 계산하는 것으로 수 행되는, PMI 피드백 방법.
【청구항 3】 제 2항에 있어서,
상기 PMI들의 평균값을 계산할 때 상기 PMI들에 대한 각각의 위상 계수가 고려되는, PMI 피드백 방법.
【청구항 4】
제 2항에 있어서,
상기 PMI들의 평균값은 상기 PMI들에 대한 각각의 위상 평균인, PMI 피드 백 방법.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI들은, 현재 서브프레임에서의 PMI 및 이전에 상기 기지국에 피드백한 PMI들이 포함되는, PMI 피드백 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서,
상기 PMI 윈도우는 채 널상태정보-참조신호 (CSI-RS)의 전송 주기를 고려하여 결정되는, PMI 피드백 방법 .
【청구항 7】 제 6 항에 있어서,
상기 PMI 윈도우가 다 차는 경우, 새로운 PMI 윈도우는 상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI 들을 모두 제거하고 현재 서브프레임부터 재설정되는, PMI 피드백 방법.
【청구항 8】
제 6 항에 있어서,
상기 PMI 윈도우가 다 차는 경우, 새로운 PMI 윈도우는 상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI들 중 일부를 재사용하는, PMI 피드백 방법.
[청구항 10】
제 6 항에 있어서,
상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 PMI 윈도우에 대한 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, PMI 피드백 방법.
【청구항 11】
콤프 (CoMP) 환경에서 프리코딩 행럴 지시자 (PMI)를 피드백하는 단말에 있 어서,
무선 신호를 전송하기 위한 송신모듈; 무선 신호를 수신하기 위한 수신모듈; 및
상기 P嗎 피드엑하기 위한 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 PMI 윈도우에 포함되는 PMI들을 이용하여 PMI 보간 (interpolation)을 수행하고,
상기 보간된 PMI와 현재 채 널의 채널상태를 비교하여 최적 PMI를 선택하 고,
상기 송신모들을 이용하여 상기 초 I적 PMI를 기지국에 피드백하는, 단말. 【청구항 12】
제 11항에 있어서,
상기 PMI 보간은 상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI들의 평균값을 계 산하는 것으로 수행되는, 단말.
【청구항 13】
제 12항에 있어서,
상기 PMI들의 평균값을 계산할 때 상기 PMI들에 대한 각각의 위상 계수가 고려되는, 단말.
【청구항 14】 제 12항에 있어서,
상기 PMI들의 평균값은 상기 PMI들에 대한 각각의 위상 평균인, 단말. 【청구항 15]
제 11항에 있어서,
상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI들은, 현재 서브프레임에서의 PMI 및 이전에 상기 기지국에 피드백한 PMI들이 포함되는, 단말.
【청구항 16】
제 11항에 있어서,
상기 PMI 윈도우는 채널상태정보-참조신호 (CSI-RS)의 전송 주기를 고려하여 결정되는, 단말.
【청구항 17】
제 16 항에 있어서,
상기 PMI 윈도우가 다 차는 경우, 새로운 PMI 윈도우는 상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI 들을 모두 제거하고 현재 서브프레임부터 재설정되는, 단말.
【청구항 18】 제 6 항에 있어서,
상기 PMI 윈도우가 다 차는 경우, 새로운 PMI 윈도우는 상기 PMI 윈도우에 포함되는 상기 PMI 들 중 일부를 재사용하는, 단말.
【청구항 20]
제 16 항에 있어서,
상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 PMI 윈도우에 대한 정보를 포함하는 메시지를 상기 수신모듈을 이용하여 수신하는, 단말.
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