【명세세
【발명의 명청】
무선 통신 시스템에서 채 널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장지 【기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 채 널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 【배경기술】
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution, 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개락적으로 설 명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개락적으로 도시한 도면이 다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적 인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격 (technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"으 | Release 7고 (■ Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말 (User Equipment, UE)고 [■ 기지국 (eNode B, eNB, 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위지하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀 티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이 터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20 hz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여 러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이 터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Downlink, DL) 데이 터에
대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이 터가 전송될 시간 /주파수 영역, 부호화, 데이 터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크 (Uplink, UL) 데이 터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역, 부호화, 데이 터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심 망 (Core Network, CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지 만, 사용자와 사업자의 요구와 기 대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으으로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
【발명의 상세한 설 명】
【기술적 과제】
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장지를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 채 널 상태 정보를 보고하는 방법에 있어서, 채 널 상태 정보의 주기적 보고를 위한 구성 정보를 수신하는 단계; 및 상기 구성 정보에 따라 상기 채 널 상태 정보를 제 1 주기 마다 주기적으로 보고하되, 상기 채 널 상태 정보는 상기 제 1 주기보다 큰 제 2 주기에 따라 소정의 패 턴을 갖도록 반복되는 단계를 포함하고, 단일 전송 포인트 동작 모드인 경우, 상기 제 2 주기는 제 1 값으로 주어지고, 다중 전송 포인트 협 력 동작 모드인 경우, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 값 및 다중 전송 포인트 협동 동작에 관여하는 협 력 전송 포인트의 개수에 비례하는 제 2 값의 합으로 주어지는 방법이
제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 채 널 상태 정보를 전송하도록 구성된 단말에 있어서, 무선 주파수 (Radio Frequency, RF) 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 채널 상태 정보의 주기적 보고를 위한 구성 정보를 수신하고, 상기 구성 정보에 따라 상기 채 널 상태 정보를 제 1 주기마다 주기적으로 보고하되, 상기 채널 상태 정보는 상기 제 1 주기보다 큰 제 2 주기에 따라 소정의 패 턴을 갖도록 반복되도록 구성되며, 단일 전송 포인트 동작 모드인 경우, 상기 제 2 주기는 제 1 값으로 주어지고, 다중 전송 포인트 협 력 동작 모드인 경우, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 값 및 다중 전송 포인트 협동 동작에 관여하는 협 력 전송 포인트의 개수에 비례하는 제 2 값의 합으로 주어지는 단말이 제공된다. 바람직하게, 상기 제 2 주기 중 상기 제 2 값에 해당하는 길이의 구간에서 전송되는 재 널 상태 정보는 다중 전송 포인트 협력 동작을 위한 채 널 상태 정보를 포함한다.
바람직하게, 상기 다중 전송 포인트 협 력 동작을 위한 채 널 상태 정보는 협력 전송 포인트에 관한 채 널 상태 정보를 포함한다.
바람직하게, 상기 다중 전송 포인트 협 력 동작을 위한 채 널 상태 정보는 하나의 협 력 전송 포인트를 위한 광대역 (wideband) PMI만을 포함한다.
바람직하게, 상기 다중 전송 포인트 협 력 동작을 위한 채 널 상태 정보는 CoMP-CB(Coordinated Multi Point Coordinated Beamforming) 동작을 가정한 상태에서 계산된 CQI를 포함한다.
바람직하게, 상기 다중 전송 포인트 협동 동작은 CoMP(Coordinated Multi Point) 동작을 포함한다.
바람직하게, 상기 채 널 상태 정보는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 통해 전송된다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 채 널 상태 정보를 보다 효과적으로 보고할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개락적으로 예시한다. 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E— UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)으ᅵ 제어평 면 (Control Plane) 및 사용자평 면 (User Plane) 구조를 예시한다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채 널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다. 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다. 도 7은 일반적 인 다중 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성을 예시한다.
도 8 내지 도 11은 재 널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다.
도 12~13은 비-계층적 코드북 사용 시에 채 널 상태 정보를 주기적으로 보고하는 과정을 예시한다.
도 14는 계층적 코드북 사용 시에 채 널 상태 정보를 주기적으로 보고하는 과정을 예시한다.
도 15는 CoMP-CB(Coordinated Multi Point Coordinated Beamforming) 동작을 예시한다.
도 16~24는 본 발명의 일 실시예에 따라 비 -계층적 코드북 사용 시에 채 널 상태 정보를 주기적으로 보고하는 과정을 예시한다.
도 25~28은 본 발명의 일 실시예에 따라 계충적 코드북 사용 시에 채 널 상태 정보를 주기적으로 보고하는 과정을 예시한다.
도 29는 본 발명에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설 명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다. 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설 명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터패이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평 면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평 면은 단말 (User Equipment, UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이 터, 예를 들어, 음성 데이 터 또는 인터 넷 패킷 데이 터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제 1계층인 물리계층은 물리채 널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매제접속제어 (Medium Access Control) 계충과는 전송채 널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채 널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이 터가 이동한다. 송신측과 수신측의 울리계층 사이는 물리채 널을 통해 데이 터가 이동한다. 상기 물리채 널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구제적으로, 물리채 널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제 2계층으 I 매제접속제어 (Medium Access Control, MAC) 계층은 논리채 널 (Logical Channel)을 통해 상위계충인 무선 링크제어 (Radio Link Control, RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이 터 전송을 지원한다. LC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도
있다.제 2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효을적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. R C 계층은 무선베어 러 (Radio Bearer, RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re-configuration) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채 널, 전송채 널 및 물리채 널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이 터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management)와 이동성 관리 (Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셸은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여 러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이 터를 전송하는 하향 전송채 널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 패이정 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀 티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지으 I 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이 터를 전송하는 상향 전송채 널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채 널으ᅵ 상위에 있으며, 전송채 널에 매핑되는 논리채 널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채 널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설 명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진 입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채 널 (Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채 널 (Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 재 널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셸 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향 링크 채 널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마진 단말은 물리 하향 링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실 린 정보에 따라 울리 하향 링크 공유 채 널 (Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신함으로써 종더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
한편, 기지국에 죄초로 접속하거 나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 우ᅵ해, 단말은 물리 임의 접속 채 널 (Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대옹하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH으 I 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적 인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향 링크 공유 채 널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채 널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information, DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라
포탯이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크 /상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템으 I 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 무선 프레임 (radio frame)은 10ms(327200xTs)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임 (subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯 (slot)으로 구성되어 있다. 각각의 술롯은 0.5ms(15360xTs)£| 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 생플링 시간을 나타내고, Ts=l/(15kHzx2048)=3.2552xl0-8(약 33ns)로 표시된다. 술롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록 (Resource Block, RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파 χ7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이 터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 술롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채 널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 [[ᅡ라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심불은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이 터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패 턴으로 고정된다. 제어 채 널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채 널도 데이 터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다.
제어 영역에 할당되는 제어 채 널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채 널로서 매 서브프레임 口ᅡ다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위지하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셸 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 OFDM 심볼로 정의되는 죄소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채 널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채 널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정 (cell-specific)하게 스크램블 (scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPS (Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자 (Spreading Factor, SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복 (repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채 널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 재널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink— shared channel)는
PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이 터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이 터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH으 I 데이 터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떨게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "Α' '라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹 (masking)되어 있고, "B "라는 무선자원 (예, 주파수 위지) 및 "C라는 DCI 포탯 즉, 전송형식정보 (예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이 터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 R TTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니 터 링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상으 I 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "Β' '와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역고 I" 사용자 데이 터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영 역의 양축 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향 링크 채 널 상태를 나타내는 CQKChannel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향 링크 자원 할당 요청 인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 술롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 술롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple- Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이 터의 송수신 효을을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 흑은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시길 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나 '라 지청할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여 러 안테나에서 수신된 데이 터 조각 (fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이 터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셸 영역 내에서 데이 터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시길 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
일반적 인 다중 안테나 (MIMO) 통신 시스렘으ᅵ 구성도가 도 7에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 Ντ개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설지되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적 인 채 널 전송 용량이 증가한다. 채 널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효을이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 죄대 전송 레이트를 R0라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1고ᅡ 같이 최대 전송 레이트 R。에 레이트 증가을 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 Ντ와 NR 중 작은 값이다.
【수학식 1】
^ = min( Vr, V
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신
시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이오ᅡ 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이 터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신고ᅡ 차세대 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 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채 널 축정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구제적 인 방법으로 설 명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음고ᅣ 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백 터로 나타낼 수 있다.
'•> SNT
한편, 각각의 전송 정보 τ 에 있어 전송 전 력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 τ 라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내 면 하기의 수학식 3과 같다
【수
S
S
또한, 를 전송 전 력의 대각행럴 ^를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 같다.
【수학 4]
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터
8에 가중치 행렬 가 적용되어 실제 전송되는 Ν
τ 개의 송신신호 (transmitted signal) ^
1'^
2'
"""'^ 7\ 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행럴은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이오ᅡ 같은 전송신호 ¬ᅵ터 X 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
W
여기서 는 ^번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가중지를 의미한다. W 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행럴 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
【수
X二 WPs
일반적으로, 채널 행럴의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 재널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 죄대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행럴의 랭크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 (row) 또는 열 (column)으 | 개수 중에서 최소 개수로
정의되므로, 행렬의 랭크는 행 (row) 또는 열 (column)으 I 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크 (rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 전송 스트림 (Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지침될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 죄대 수인 재널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 7】
# of streams < rank{tl)≤ min(NT, NR )
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대옹시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음고ᅡ 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플텍싱 방식으로 불 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플텍싱의 혼합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
이하, 채널 상태 정보 (channel state information, CSI) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open-loop) MIMO 와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIMO 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIMO 에서는 MIMO 안테나의 다중화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 우 I해, 단말에게 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 또는 PUSCH(Physical
Uplink Shared CHannel)를 할당하여 하향링크 신호에 대한채 널 상태 정보 (CSI)를 피드백 하도록 명령한다.
CSI 는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), CQI(Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI 는 상술한 바와 같이 채널으ᅵ 랭크 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수 -시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한, RI 는 채 널의 롱텀 페이 딩 (long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
두 번째로, PMI 는 채 널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행럴 인 덱스를 나타낸다. 마지막으로, CQI 는 채 널으ᅵ 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI 를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (multi-user MIMO)를 이용한 추가적 인 다중 사용자 다이버시 티 (multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO 에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 이 존재하기 때문에, CSI 으ᅵ 정확성 여부는 CSI 를 보고한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU- MIMO 에서는 SU-MIMO 에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
이에, LTE-A 표준에서는 죄종 PMI 를 롱텀 (long term) 및 /또는 광대역 (wideband) PMI 인 W1 오ᅵ― 숏텀 (short term) 및 /또는 서브밴드 (sub-band) PMI 인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 죄종 PMI 를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 8 과 같이 채 널의 통텀 공분산 행 렬 (long-term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
【수학식 8] =縦 ( Wl W2)
수학식 8에서 W2는 숏텀 PMI로서, 숏텀 채 널 상태 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고, W은 죄종 코드북의 코드워드 (다른 말로, 프리코딩
행럴)이며, nonn(A) 은 행럴 A 의 각 열의 노름 (norm)이 1로 정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
기존 W1과 W2의 구제적 인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
【수학식 9】 t/2 by M matrix.
(if rank = r) , where 1 < k,l,m≤ M and k, I, m are integer.
여기서, Nt는 송신 안테나의 개수를 나타내고, M은 행럴 Xi의 열의 개수로서 행렬 Xi에는 총 M개의 후보 열엑터가 있음을 나타낸다. eM k eM', eM m는 M개으ᅵ 원소 중 각각 k번째, I번째, m번째 원소만 1이고 나머지는 0인 열벡 터로서 Xi의 k번째, I번째, m번째 열엑터를 나타낸다. a] , Pj , 및 는 모두 단위 노름 (unit norm)을 갖는 복소 값으로서, 각각 행렬 Xi의 k번째, I번째, m번째 열백 터를 골라낼 때 이 열백터에 위상 회전 (phase rotation)을 적용함을 나타낸다. i는 0 이상의 정수로서 W1을 지시하는 PMI 인 덱스를 나타낸다. j는 0 이상의 정수로서 W2를 지시하는 PMI 인 덱스를 나타낸다.
수학식 9에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나 (cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어, 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채 널의 상관관계 (correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹 (horizontal antenna group)고 (■ 수직 안테나 그 "^(vertical antenna group)으로 구분 할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA(uniform linear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 공존 (co-located)한다.
따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계는 동일한 선형 위상 증가 (linear phase increment) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 갖는다. 결국, 코드북은 채 널을 양자화 (quantization)한 값이기 때문에 채 널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설 명의 편의를 위해
상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다.
【수학식 10】
W1( * W20.) =
j k) 우ᅵ 수학식 10에서 코드워드는 Nr (송신안테나의개수 ) xl으 I 백터로 표현되고, 상위 벡터 x' )오ᅡ 하위 벡터 α'χ '( 로 구조화 되어있으며, 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. χ' ( 는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 엑터로 표현하는 것이 유리하며, 대표적인 예로 DFT행렬을 이용할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI)는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI, ΡΜΙ, RI 등을 포함하며, 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI, ΡΜΙ, RI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (periodic reporting)라고 하며, 채널 상태 정보가 기지국의 요청에 의해서 전송되는 경우를 비주기적 보고 (aperiodic reporting)라고 한다. 비주기적 보고의 경우, 기지국이 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함되어 있는 요청 비트 (request bit)가 단말에게 전송된다. 그 후, 단말은 자신의 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)를 통해서 기지국에게 전달한다. 주기적 보고의 경우, 각 단말 별로 상위계층 신호를 통해 반 -정적 (semi-static) 방식으로 주기와 해당 주기에서의 오프셋 등이 서브프레임 단위로 시그널링된다. 각 단말은 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 정해진 주기에 따라 상향링크 제어 채널 (PUCCH)을 통해 기지국에 전달한다. 채널 상태 정보를 전송하는 서브프레임에 상향링크 데이터가 동시에 존재하면, 채널 상태 정보는 데이터오卜 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)을 통해 전송된다. 기지국은 각 단말의 채널 상황 및 셸 내의 단말 분포 상황 등을 고려하여 각 단말에 적합한 전송 타이밍 정보를 단말에게 전송한다. 전송 타이밍 정보는 채널 상태 정보를 전송하기 위한 주기, 오프셋 등을 포함하며, RRC 메시지를 통해 각 단말에게 전송될
수 있다.
도 8 내지 도 11은 LTE에서 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다. 도 8을 참조하면, LTE 시스템에는 4가지 CQI 보고 모드가 존재한다. 구제적으로, CQI 보고 모드는 CQI 피드백 타입에 따라 광대역 (WideBand, WB) CQI와 서브밴드 (SubBand, SB) CQI로 나눠지고, PMI 전송 여부에 따라 PMI 부재 (No PMI)와 단일 (single) PMI로 나눠진다. 각 단말은 CQI를 주기적으로 보고하기 위해 주기와 오프셋의 조합으로 이뤄진 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송받는다.
도 9는 단말이 {주기 '5', 오프셋 T}을 나타내는 정보를 시그널 링 받은 경우에 채널 상태 정보를 전송하는 예를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 주기가 '5'이고 오프셋 T을 나타내는 정보를 받은 경우에 단말은 0번째 서브프레임으로부터 서브프레임 인 덱스의 증가 방향으로 한 서브프레임의 오프셋을 두고 5개의 서브프레임 단위로 채 널 상태 정보를 전송한다. 채 널 상태 정보는 기본적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 동일 시점에 데이 터 전송을 위한 PUSCH가 존재하면 채 널 상태 정보는 PUSCH를 통해 데이 터오 함께 전송된다. 서브프레임 인덱스는 시스템 프레임 번호 (또는 무선 프레임 인 덱스) (nf)와 슬롯 인 덱스 (ns, 0~19)의 조합으로 이뤄진다. 서브프레임은 2개의 술롯으로 이뤄지므로 서브프레임 인덱스는 10*nf+floor(ns/2)로 정의될 수 있다. floorO는 내 림 함수를 나타낸다.
WB CQI만을 전송하는 타입과 WB CQI와 SB CQI를 모두 전송하는 타입이 존재한다. WB CQI만을 전송하는 타입은 매 CQI 전송 주기에 해당하는 서브프레임에서 전체 대역에 대한 CQI 정보를 전송한다. 한편, 도 8에서오卜 같이 PMI 피드백 타입에 따라 PMI도 전송해야 하는 경우에는 PMI 정보를 CQI 정보와 함깨 전송한다. WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우, WB CQI와 SB CQI는 번갈아 전송된다.
도 10은 시스렘 대역이 16개의 RB로 구성된 시스템을 예시한다. 이 경우, 시스템 대역은 두 개의 BP(Bandwidth Part)로 구성되고 (BP0, BP1), 각각의 BP는 두 개의 SB(subband)로 구성되며 (SB0, SB1), 각각의 SB는 4개의 RB로 구성된다고 가정한다. 상기 가정은 설명을 위한 예시로서, 시스템 대역의 크기에 따라 BP의
개수 및 각 SB의 크기가 달라질 수 있다. 또한, RB의 개수, BP의 개수 및 SB의 크기에 따라 각각의 BP를 구성하는 SB의 개수가 달라질 수 있다.
WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입으ᅵ 경우, 첫 번째 CQI 전송 서브프레임에서 WB CQI를 전송하고, 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 BP0에 속한 SB0과 SB1 중에서 채 널 상태가 좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인덱스 (예, Subband Selection Indicator, SSI)를 전송한다. 그 후, 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 BP1에 속한 SB0과 SB1 중에서 채 널 상태가 좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인 덱스를 전송하게 된다. 이와 같이, WB CQI를 전송한 후, 각 BP에 대한 CQI 정보를 순차적으로 전송하게 된다. 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보를 순자적으로 1~4번까지 전송할 수 있다. 예를 들어, 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 1번 순차적으로 전송될 경우, WB CQI => BPO CQI => BP1 CQI WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 또한, 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 4번 순차적으로 전송될 경우, WB CQI =>· BPO CQI => BP1 CQI => BPO CQI => BP1 CQI BPO CQI => BP1 CQI => BPO CQI => BP1 CQI => WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 각 BP CQI가 몇 번 순차적으로 전송될 것인지에 관한 정보는 상위 계층 (예, C 계층)에서 시그널 링된다.
도 11(a)는 단말이 {주기 '5', 오프셋 T}을 나타내는 정보를 시그널 링 받은 경우에 WB CQI와 SB CQI를 모두 전송하는 예를 나타낸다. 도 11(a)를 참조하면, CQI는 종류에 상관없이 시그널 링된 주기와 오프셋에 해당되는 서브프레임에서만 전송될 수 있다. 도 11(b)는 도 11(a)의 경우에서 RI가 추가로 전송되는 경우를 나타낸다. RI는 WB CQI 전송 주기의 몇 배수로 전송되는지오ᅡ 그 전송 주기에서의 오프셋의 조합으로 상위 계층 (예, RRC 계층)으로부터 시그널 링될 수 있다. RI의 오프셋은 CQI의 오프셋에 대한 상대적인 값으로 시그널 링된다. 예를 들어, CQI의 오프셋이 T이고 RI의 오프셋이 '0'이라면, RI는 CQI와 동일한 오프셋을 가지게 된다. RI의 오프셋은 0과 음수인 값으로 정의된다. 구제적으로, 도 11(b)는 도 11(a)와 동일한 환경에서 RI의 전송 주기가 WB CQI 전송 주기의 1배이며, FU의 오프셋이 '- 1'인 경우를 가정한다. RI의 전송 주기는 WB CQI 전송 주기의 1배이므로 채널 상태
정보의 전송 주기는 사실상 동일하다. RI는 오프셋이 이므로, RI는 도 11(a)에서의 CQI의 오프셋 T에 대한 ᅳ -1' (즉, 0번 서브프레임)을 기준으로 전송된다. RI의 오프셋이 Ό'이 면 WB CQI와 RI의 전송 서브프레임이 겹치게 되며, 이 경우 WB CQ 드랍 (dropping)하고 RI를 전송한다.
도 12는 도 8의 Mode 1-1의 경우의 CSI 피드백을 예시한다.
도 12를 참조하면, CSI 피드백은 두 종류의 리포트 컨텐츠인 Report 1과 Report 2의 전송으로 구성된다. 구체적으로 Report 1에는 RI가, Report 2에는 WB(wideband) PMI와 WB CQI가 전송된다. Report 2는 (10* floor("5 2)- Λ오프셋,
CQI)mod(/ )=0를 만족하는 서브프레임 인텍스에서 전송된다. Λ/오프셋, 는 도 9에서 예시한 PMI/CQI 전송을 위한 오프셋 값에 해당하며 도 12는 /V오프셋,
CQI = 1인 경우를 예시한다. N
pd 는 인접한 Report 2 간의 서브프레임 간격을 나타내며, 도 12는 N
pd
Λ/오프셋, RI)mod(MRI · Λ/ρο)=0을 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. ^는 상위 계층 시그널 링에 의해 정해진다. 또한 V오프셋, ^는 도 11에서 예시한 RI 전송을 위한 상대 오프셋 값에 해당한다. 도 12는 Λ½ = 4 및 Λ/오프셋, R! = -1인 경우를 예시한다. 도 13은 도 8으 I Mode 2-1의 경우의 CSI 피드백을 예시한다.
도 13을 참조하면, CSI 피드백은 세 종류의 리포트 컨텐츠인 Report 1, Report 2, Report 3의 전송으로 구성된다. 구체적으로 Report 1에는 RI가, Report 2에는 WB PMI와 WB CQI가, Report 3에는 SB(subband) CQI와 L-비트 서브밴드 선택 지시자 (Subband Selection Indicator, SSI)가 전송된다. Report 2 또는 Report 3은 (10*/ floor( 2 V오프셋, CQI)mod( VpoH)를 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된 다ᅳ 특히, Report 2는 (lO^^floo "^)-^오프셋, CQI)mod(// ^^)=0를 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. 따라서, H 'Npd \ 간격마다 Report 2가 전송되고, 인접한 Report 2 사이의 서브프레임들은 Report 3 전송으로 채워진다. 이 때, 값은 H = J ·ΖΤ +1이고, 여기서 J 는 BP(bandwidth part)의 개수이다. K 는 서로 다른 BP 별로 한번씩 서브밴드를 선 별하여 전송하는 과정을 모든 BP에 걸쳐 수행하는 전제 사이클 (full cycle)을 연속적으로 몇 사이클 수행할 것인가를 나타내는 값으로서 상위
계층 시그널 링에 의해 정해진다. 도 13은 Npd = l, J ^ 및 Τ = 1인 경우를 예시한다. Report 1으 | 경우는 (10* 7^floor( ¾/2)-/V오프셋, CQr/V오프셋, Ri)mod(/l i - (J K + 1) - \싸0을 만족하는 서브프레임 인 덱스에서 전송된다. 도 13은 MRJ = 2 및 Λ/오프셋, RI = -1인 경우를 예시한다.
도 14는 LTE-A 시스템에서 논의 중인 채 널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다. LTE-A 시스템은 Mode X-1의 경우 1-비트 지시자인 PTI(Precoder Type Indication) 파라미 터를 설정하며, PTI 값에 따라, 도시한 바와 같이 두 가지 형태로 세분화된 주기적 보고 모드를 고려하고 있다. 도면에서, W1과 W2는 수학식 8~9를 참조하여 설 명한 계층적 코드북을 나타낸다. W1과 W2가 모두 정해져야 이들을 결합하여 완성된 형 태으 I 프리코딩 행렬 W가 결정된다.
도 14를 참조하면, 주기적 보고의 경우, Report 1, Report 2, Report 3에 해당하는 서로 다른 내용의 보고가 서로 다른 반복 주기에 따라 보고된다. Report 1은 RI와 1-비트 PTI 값을 보고한다. Report 2는 WB(WideBand) Wl (PTI=0일 때) 또는 WB W2 및 WB CQI (ΡΤΙ=1일 때)를 보고한다. Report 3은 WB W2 및 WB CQI (PTI=0일 [대) 또는 SB(Subband) W2 및 SB CQI (PTI=1일 [대)를 보고한다.
Report 2와 Report 3은 서브프레임 인덱스가 (10*nf+floor(ns/2)-N오프셋, CQI) mod (Nc)=0를 만족하는 서브프레임 (편의상, 제 1 서브프레임 세트로 지청)에서 전송된다. N오프셋, 1는 도 9에서 예시한 PMI/CQI 전송을 위한 오프셋 값에 해당한다. 또한, Nc는 인접한 Report 2 또는 Report 3간의 서브프레임 간격을 나타낸다. 도 14는 N오프셋, CQI= 1 및 NC=2인 경우를 예시하며, 제 1 서브프레임 세트는 홀수 인덱스를 갖는 서브프레임들로 구성된다. nf는 시스템 프레임 번호 (또는 무선 프레임 인덱스)를 나타내고, ns는 무선 프레임 내에서 술롯 인 덱스를 나타낸다. floor()는 내 림 함수를 나타내고, A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 나타낸다.
제 1 서브프레임 세트 내의 일부 서브프레임 상에 Report 2가 위치하고, 나머지 서브프레임 상에 Report 3가 위치한다. 구제적으로, Report 2는 서브프레임 인덱스가 (10*nf+floor(ns/2)-N오프셋, CQI) mod (H*Nc)=0를 만족하는 서브프레임 상에 위지한다. 따라서, H*NC의 간격마다 Report 2가 전송되고, 인접한 Report 2 사이에
있는 하나 이상으 I 제 1 서브프레임들은 Report 3 전송으로 채워진다. Ρπ=0일 경우 Η=Μ이고, Μ은 상위 계층 시그널 링에 의해 정해진다. 도 14는 Μ=2인 경우를 예시한다. ρπ=ι일 경우 Η= Κ+1이고, I〈는 상위 계층 시그널 링에 의해 정해지며, J는 BP(bandwidth part)의 개수이다. 도 14는 J=3 및 K=l인 경우를 예시한다..
Report 1은 서브프레임 인덱스가 (10*nf+floor(ns/2)-N오프셋, CQi-N오프셋, w) mod
(MRI*( K+1)*NC)=0을 만족하는 서브프레임에서 전송되며, (\½는 상위 계층 시그널 링에 의해 정해진다. N오프셋, RI½ RI를 위한 상대 오프셋 값을 나타내며, 도 14는 MR!=2 및 N오프셋, RI=-1인 경우를 예시한다. N오프셋, RI=-1에 의해, Report 1과 Report 2의 전송 시점이 서로 겹치지 않게 된다. 단말이 RI, Wl, W2 값을 계산 시, 이들은 서로 연관되어 계산된다. 예를 들어, RI 값에 의존하여 W1과 W2가 계산되며, 또한 W1에 의존하여 W2가 계산된다. Report 1에 이어 Report 2 및 Report 3이 모두 보고된 시점에, 기지국은 W1 및 W2로부터 죄종 W를 알 수 있게 된다.
한편, 차세대 이동통신 시스템으 I 표준인 LTE-A 시스템에서는 데이 터 전송률 향상을 위해 기존 표준에서는 지원되지 않았던 CoMP(Coordinated Multi Point) 전송 방식을 지원할 것으로 예상된다. 여기서, CoMP 전송 방식은 음영 지역에 있는 단말 및 기지국 (셀 또는 섹 터) 간의 통신 성능을 향상시키기 위해 2개 이상의 전송 포인트 (예, 기지국 흑은 셀)가 서로 협 력하여 단말과 통신하는 방식을 말한다.
CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협 력적 MIMO 형태의 조인트 프로세싱 (CoMP - Joint Processing, CoMP-JP) 및 협 력 스케줄링 /빔포밍 (CoMP - Coordinated Scheduling/beamforming, CoMP-CS/CB) 방식으로 구분될 수 있다.
하향링크의 경우 조인트 프로세싱 (CoMP-JP) 방식에서, 단말은 CoMP전송 방식을 수행하는 복수의 기지국으로부터 데이 터를 동시에 수신할 수 있으며, 각 기지국으로부터 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시길 수 있다 (Joint Transmission, JT). 또한, CoMP전송 방식을 수행하는 기지국들 중 하나가 특정 시점에 단말로 데이 터를 전송하는 방법도 고려할 수 있다 (Dynamic Point Selection, DPS). 협 력 스케줄링 /빔포밍 방식 (CoMP-CS/CB)의 경우, 단말은 빔포밍을 통해 데이 터를 순간적으로 하나의 기지국, 즉 서 빙 기지국을 통해 수신할 수 있다-
상향링크에서 조인트 프로세싱 (CoMP-JP) 방식이 적용되는 경우, 복수의 기지국이 단말로부터 PUSCH 신호를 동시에 수신할 수 있다 (Joint Reception, JR). 이와 달리, 협 력 스케줄링 /빔포밍 방식 (CoMP-CS/CB)의 경우, 하나의 기지국만이 PUSCH를 수신할 수 있다. 협 력 스케줄링 /범포딩 방식을 사용하기로 하는 결정은 협 력 셸 (흑은 기지국)들에 의해 결정될 수 있다.
도 15는 CoMP CB 동작을 예시한다. 도 15에서 단말, 즉 CoMP UE은 서 빙 기지국 (Serving eNB, s-eNB)으로부터 제어 정보를 수신하여 동작하고 데이 터는 s- eNB로부터만 수신한다. CoMP UE는 s-eNB뿐만 아니라 c-eNB(s)로부터으 | 무선 채 널에 대한 채 널 추정을 수행하고 각각의 eNB에 대한 CSI 피드백을 eNB별로 s- eNB에게 보고할 수 있다. s-eNB는 보고받은 c-eNB(s)용 PMI0]| 기초하여 각각의 c- eNB에게 PMI 추천 (recommendation) 정보를 전달할 수 있다. 각 c-eNB는 PMI 추천 정보를 활용하여 CoMP UE에게 주는 간섭이 최소화 되도록 빔 회피 (beam avoidance) 및 이를 위한 프리코딩을 수행할 수 있다.
도 15에서는 1개의 c-eNB만 예시하였으나, 본 발명은 다수의 c-eNB가 존재하는 협력 세트에 대해 일반적으로 적용된다. 또한, 본 발명은 도 15와 같이 S- eNB오 I" c-eNB가 지 리적으로 떨어져 존재하는 인터-사이트 (inter-site) CoMP 형태뿐만 아니라, 협 력 세트 내에 존재하는 기지국들 (혹은 셀들)이 지 리적으로 공존 (co- located)하는 인트라-사이트 (intra-site) CoMP 구조, 또는 이들간의 혼합 형태를 포함한 이종 망 (heterogeneous network) 구조에 대해서도 적용 가능하다.
이하, 본 발명에서는 단말이 CoMP 동작 중 CS/CB 모드로 구성되었을 때, 협 력 세트 내의 각 셀의 채 널 상태 정보를 주기적으로 피드백하는 주기적 CSI 보고 방식에 대해 제안한다. 본 발명에서 제안하는 주기적 인 CSI 피드백 방식은 CoMP 동작뿐만 아니라, 상황에 따라 서 빙 기지국의 匪 -CoMP 동작으로의 폴백 (fallback) 모드도 선택적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명은 협력 세트 내의 각 셸의 채널 정보가 와이드밴드 (WideBand, WB) CSI 뿐만 아니라 서브밴드 (SubBand, SB) CSI 단위로 피드백 되는 경우도 포함한다. 편의상, 주기적 CSI 보고는 PUCCH 포맷 2/2a/2b를 통해 전송된다고 가정하지만, 이는 일 예로서 주기적 CSI 보고를 나르는
물리 채 널의 종류에는 제한이 없다.
실시예 1: 비-계충적 PMI의 경우
본 예에서는 단일-셀 기반의 피드백 Mode 1-1 및 Mode 2-1을 CB 동작을 위한 CoMP 피드백 방식으로 확장하는 방안을 제시한다. 구체적으로, 도 12에서 예시한 WB CSI 보고 방식 인 Mode 1-1에서 s-eNB에 대한 Report 2 간의 전송 주기 Npd^ CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 11】 여기서, Λ/ρ ^는 앞에서 정의한 바와 같고, ACoMP는 1 이상의 정수이다.
수학식 11은 Mode 1-1의 CoMP 모드에서의 s-eNB용 Report 2의 전송 주기를 나타낸다. 즉, /VCoMP 보고 인스턴스 (들)만큼 c-eNB(s)용 WB CSI 보고 전송 구간을 추가항으로써 s-eNB용 및 c-eNB(s)용 WB CSI에 해당하는 l+ACoMP 만큼의 WB 보고 구간을 확보할 수 있다. 이를 통해, s-eNB는 보고받은 c-eNB별 WB CSI 정보에 기초하여 각 c-eNB에게 CB를 위한 PMI를 추천함으로써 와이드밴드 범 회피를 수행할 수 있다.
또한, Mode 1-1에서 Report 1간의 전송 주기 인 Λ½ ·Λ/ρ£ /는 CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 12】
^RI - (1 + ^C0MP) - ^
여기서, MR Npd, /VCoMP는 앞에서 정의한 바와 같다.
도 13에서 예시한 SB CSI 보고 방식 인 Mode 2-1에서 s-eNB에 대한 Report 2 간의 전송 주기 J .K+1) .NP^ CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 13】
(J - K + \ + NCoMP) - Npd
여기서, J, K, Npd VCoMP는 앞에서 정의한 바와 같다.
수학식 13은 Mode 2-1의 CoMP 모드에서 s-eNB용 Report 2의 전송 주기를 나타낸다. SB CSI 보고의 경우 /VCoMP 보고 인스턴스 (들)만큼 c-eNB(s)용 WB CSI 보고
전송 구간을 추가함으로써 _/ · Τ 만큼의 s-eNB용 SB CSI 보고 구간 외에, s— eNB용 및 c-eNB(s)용 WB CSI에 해당하는 l+ ACoMP만큼의 WB 보고 구간을 확보할 수 있다. 이를 통해, s-eNB는 보고받은 c-eNB별 WB CSI 정보에 기초하여 각 c-eNB에게 CB를 위한 PMI를 추천함으로써 와이드밴드 범 회피를 수행할 수 있다. 또한, s-eNB는 s- eNB용 SB CSI 보고 구간의 피드백 정보들 중, 보고된 c-eNB(s)으 | WB CSI 정보들과 人! "용 시에 CoMP CB 퍼포먼스가 최대로 하는 s-eNB용 SB CSI를 선택할 수 있다. Mode 2-1에서 Report 1간의 전송 주기 Λ½ · (J 'K +1) -Npd 는 CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 14】
MR (J . K + l + NCoMp Npd
여기서, MR J, K, Npdl /VCoMP는 앞에서 정의한 바와 같다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 편의상, 이하의 설 명에서 협 력 세트 내의 c-eNB(s) 개수를 <Γ 라고 정의한다. 구제적으로, 이하에서는 ACoMP를 정의하는 방식에 따른 여 러 가지 가능한 피드백 패 턴 및 실시 방안을 기술한다ᅳ 방식 1-1: c-eNB별 WB PMI의 단독 전송 (/VCoMP = C + a)
도 16~17은 방식 1-1에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다. 도 16은 기존 Mode 1-1(WB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타내고, 도 17은 기존 Mode 2-l(SB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타낸다.
도 16은 Mode 1-1(WB CSI 보고)에서 C=3, a=l, Npd =2, Λ½=1인 경우를 예시한다. 도 16을 참조하면, SI(Subframe index) =3, 5, 7 위치에서 각 c-eNB별 WB PMI가 단독적으로 전송되며, ACoMP = C + a = 4가 수학식 11 및 수학식 12에 적용되어 전송 주기가 결정됨을 알 수 있다. 도시한 바와 같이, SI=3, SI=5, SI=7에서 각 c-eNB별 WB PMI를 단독 전송하는 방식의 장점은 PMI+CQI를 전송할 때에 비해 높은 보호 코딩이 가능하다는 것이다. 구체적으로, 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 PUCCH-기반 주기적 CSI 피드백의 한 보고 인스턴스에 할당된 최대 페이로드가 11비트이고 WB PMI으 I 단독 전송 시 랭크에 따라 최대 비트 수가 4비트이므로, 각 c-eNB별 WB PMI를 단독 전송할 경우 낮은 페이로드 사이즈로 인해 높은 보호
코딩이 가능하다. 즉, CoMP CB를 위해 c-eNB(s)용 WB PMI를 보다 신뢰성 있게 피드백 함으로써 빔 회피 효과를 극대화할 수 있다. SI=9 위지에 전송되는 CQI는 예를 들어 c-eNBi, c-eNB2, c-eNB3이 모두 CB를 수행하는 경우의 이득이 반영된 CB CQI 값이 사용될 수 있다. CB CQI가 따로 전송되는 부분이 α=1에 해당하며, CoMP를 위해 추가로 필요한 피드백 컨텐츠가 있을 경우 a 값이 증가될 수 있다.
도 17은 Mode 2-l(SB CSI 보고)에서, 03, a=0, Npd =2, J=4, K=l, Λ ι=1인 경우를 예시한다ᅳ 도 17을 참조하면, SI=3, SI= 5, SI=7 위치에서 각 c-eNB별 WB PMI가 단독적으로 전송되며, ACoMP = C = 3 이 수학식 13 및 수학식 14에 적용되어 전송 주기가 결정됨을 알 수 있다. 도시한 바와 같이, SI=3, SI=5, SI=7에 CoMP CB를 위한 c-eNB(s)용 WB PMI를 단독 전송함으로써 신뢰성 있는 피드백을 보장하여 빔 회피 효과를 극대화할 수 있다. 이 경우, 단말은 SI=3, SI=5, SI=7에서으ᅵ c-eNB(s)의 WB CSI 정보들을 기 반으로 CoMP CB 퍼포먼스가 최대로 되는 방향으로 SI=9, SI=11, SI=13, SI=15 위지에서 s-eNB에 대한 베스트 서브밴드를 선택하고 해당 CB CQI 및 SSI를 전송할 수 있다. 본 예에서, CB CQI는 s-eNB용 SB 보고로서 SI=9, SI=11, SI=13, SI=15 위치에서 전송되므로 도 16에서와 같이 별도의 WB CB CQI를 전송할 필요가 없어 α=0이 적용될 수 있다. 여기서, CB CQI는 예를 들어 c-eNB c-eN B2, c- eNB3이 모두 CB를 수행하는 경우의 이득이 반영된 CQI 값을 나타낼 수 있다. SSI는 BP(bandwidth part) 내의 서브밴드 중 어떤 서브밴드가 선택되었는지를 나타내는 파라미 터이다. 만일 서브밴드 선택을 미리 정해지거나 /시그널 링된 패 턴 (혹은 사이클링 (cycling))에 따라 수행한다면 SSI 전송은 생락될 수 있다.
도 16~17은 방식 1-1의 설 명을 돕기 위한 예시로서, 도 16~17에서 각각의 세부적 인 리포트 컨텐츠는 다음과 같은 다양한 조합들로 변경될 수 있다. 즉, 위에서 설 명한 내용뿐만 아니라 하기의 표 1~2에서 예시하는 다양한 리포트 컨 텐츠들이 해당 SI 위치에서 전송될 수 있다. 표 1은 도 16~17에서 전송 가능한 c-eNB(s)용 WB 리포트 컨텐츠를 예시한다. 표 2는 도 17에서 전송 가능한 c-eNB(s)용 SB 리포트 컨 텐츠를 예시한다.
【표 11
SI=3 SI=5 SI=7 비고
예시 1 WB PMI for c-eNBl WB PMI for c-eNB2 WB PMI for c-eNB3 도 16의 예시와 동일
(SI=9에서 WB CB CQI 전송 필요) 예시 2 WB PMI for c-eNBl WB PMI for c-eNB2 WB PMI for c-eNB3 WB CB CQI가 함깨
WB CB CQI WB CB CQI WB CB CQI 전송되으로 SI=9에서 (s-eNB,c-eNBl) (s-eNB,c-eNBl,c-eNB2) (s-eNB,c-eNBl, (: -eNB2,c- 따로 전송 불필요 eNB3)
예시 3 WB PMI for c-eNBl WB PMI for c-eNB2 WB PMI for c-eNB3 모든 c-eNB(s)가 CB에
WB CB CQI WB CB CQI WB CB CQI 참여할 때의 WB CQI를 (s-eNBfc-eNBl) (s-eNB,c-eNB2) (s-eNB, c-eNB3) SI=9에서 주가 전송 가능 표 1에서, 각 c-eNB별 WB CB CQI에 대해 괄호 안에 나열된 s-eNB 및 c- eNB(s)들은 해당 CB CQI를 계산 시에 CB에 참여하는 s-eNB 및 c-eNB(s)들을 표기한 것이 다. 예를 들어, 표 1에서 예시 2, SI=3의 WB CB CQI (s-eNB,c-eNBl)는 s-eNB와 c-eNBl이 CB에 참여할 때으ᅵ CQI, SI=5의 WB CB CQI (s-eNB,c-eNBl,c-eNB2)는 s- eNB, c-eNBl, c-eNB2가 CB에 참여할 때으 | CQI, SI=7의 WB CB CQI (s-eNB,c-eNBl,c- eNB2,c-eNB3)는 s-eNB, c-eNBl, c-eNB2, c-eNB3이 모두 CB에 참여할 때으 | CQI를 의미한다. 예시 3의 괄호도 동일한 의미를 나타낸다.
【표 2]
표 2의 예人 |3과 예人 |4의 경우, SI=3, SI=5, SI=7에서 보고된 c-eNB(s)의 WB CSI 정보들을 기반으로 CoMP CB 퍼포먼스가 최대로 되는 방향으로 SI=9, SI=11, SI=13, SI=15에서의 s-eNB용 SB PMI를 결정하고 해당 CB CQI와 함깨 전송한다는 특징이 있다. 즉, 단말은 c-eNB(s)용 WB PMI가 먼저 보고된 상태에서 이들이 s- eNB/c-eNB(s)에 의해 사용된다는 가정 하에 SB별로 s-eNB용 PMI를 결정할 수 있다. 예人 |3의 경우 SSI까지 전송함에 따라 전송 정보의 양이 죄대 페이로드 사이즈를 초과할 수 있다. 이 경우, 정보 양을 줄이기 우 I해, 전체 SB PMI 세트 중에서 일부로 구성된 SB PMI 서브세트에서 선택된 서브-생플링된 SB PMI가 사용되거나, 보통의 SB CB CQI 대신 SI=1의 non-CoMP CQI와 비교한 차이만 보고하는 델타 (Δ) CQI가
사용될 수 있다.
방식 1-2: c-eNB별 다수의 WB PMI 전송 (/VCOMP = C + a)
도 18~19는 방식 1-2에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다. 도 18은 기존 Mode 1-1(WB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타내고, 도 19는 기존 Mode 2-l(SB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타낸다.
방식 1-2는 방식 1-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 도 18 및 도 19에서 나타낸 바와 같이 SI=3, SI=5, SI=7에서의 c-eNB(s)용 WB CSI 전송 구간의 컨텐츠를 각 c-eNB별로 한번에 다수의 WB 컴패 니언 (Companion, CMR) PMI를 전송하는 방식 이다. 도 18 및 19는 한 번에 두 개의 CMP PMI(WB CMP. PMI1고 (· WB CMP. PMI2)을 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이는 예시로서 본 발명은 한 번에 셋 이상의 CMR PMI들을 전송하는 경우로도 확장될 수 있다. WB CMR PMI1고ᅡ WB CMP. PMI2에 해당하는 리포트 컨텐츠는 표 3과 같이 다양한 조합이 가능하다. 표 3은 전송 가능한 c-eNB(s)용 WB 리포트 컨텐츠를 나타낸다.
【표 3]
표 3의 예人 | 1은 베스트 CMP. PMI와 워스트 CMP. PMI가 한 번에 (예, 동일 서브프레임) 같이 피드백 되는 경우를 나타낸다. 여기서, 베스트 CMP. PMI는 s- eNB용 PMI와 함께 CB를 수행 人 | CB 퍼포먼스가 가장 높은 c-eNB용 PMI를 의미한다. 반대로 워스트 CMP. PMI는 s-eNB용 PMI와 함깨 CB를 수행 人 | CB 퍼포먼스가 가장 낮은 PM 의미한다. 해당 c— eNB에서는 보고된 워스트 CMR PMI를 가능한 한 선택을 하지 않는 방향으로 해당 정보를 활용할 수 있다. 예시 2는 베스트 CMP. PMI 두 개가 한 번에 같이 피드백 되는 경우를 나타낸다. 이 경우, 가장 선호하는 베스트 CMR PMI 하나가 하나의 보고 인스턴스 (예, 서브프레임)에서 두 번 피드백 될 수도 있고, c-eNB의 PMI 선택폭을 보다 넓게 하기 위해 가장 선호하는 베스트 CMP PMI와 그 다음으로 선호되는 세컨드-베스트 (second-best)
베스트 CMR PMI가 하나의 보고 인스턴스 (예, 서브프레임)에서 함께 피드백 될 수 있다. 여기서, 가장 선호하는 베스트 CMR PMI만 동일하게 두 개 실어 보내는 경우는 세컨드-베스트 CMR PMI가 별로 좋지 않을 경우의 선택 사항이 될 수 있다. 예시 2와 달리, 예시 3은 가장 선호하지 않는 워스트 CMR PMI가 동시에 두 번 피드백 되거 나, 워스트 CMR PMI와 그 다음으로 선호하지 않는 세컨드- 워스트 (second-worst) CMR PMI가 함깨 피드백 되는 경우를 나타낸다.
표 3에서 WB CMP. PMU 및 WB CMP. PMI2는 우선 순위 없이 한 보고 인스턴스에서 함께 전송되는 컨텐츠이므로, 표 3에서 WB CMR PMI1 및 WB CMP. PMI2 항목의 내용은 서로 바뀌어도 상관없다. 또한, 한 보고 인스턴스에서 셋 이상의 CMR PMI가 피드백 되는 경우, 표 3에 WB CMP. PMI3, WB CMR PMI4, ... 항목들이 추가될 수 있으며, 이를 표 4에 예시하였다. 표 4에서의 예시 1, 예시 2, 예시 3은 표 3의 내용과 동일하다. 표 4와 같이, WB CMR PMI3이 추가될 경우 표 3에서 해당 항목을 적용시길 수 있으며, 또한 WB CMP. PMI4가 추가될 경우 마찬가지로 해당 항목을 적용시길 수 있다. 이오ᅡ 같은 식으로 더 많은 개수의 CMP. PMI가 추가될 경우에도 일반화 확장이 가능하다.
【표 4]
방식 1-2의 경우, 표 4에서오ᅡ 같이 다수의 CMP. PMI를 한번에 전송하고자 할 때, 이들을 여 러 서브프레임에 걸쳐 나누어 전송하는 방식도 가능하다. 이 경우, 다수의 CMR PMI가 몇 개의 서브프레임을 통해 전송되는지에 따라 N
CoMP 값이 변동된다.
방식 1-3: 둘 이상의 c-eNB에 대한 WB PMI들의 혼합 전송 (예, 두 개의 c- eNB에 대한 WB PMI들의 혼합 전송 人 | VCoMP = rC/21+ct)
도 20~22는 방식 1-3에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다. 도 20~21은 기존 Mode 1-1(WB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타내고, 도 22는 기존 Mode 1-1(SB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타낸다. 도 20은 Mode 1-1(WB CSI 보고)에서, C=3, a=l, Npd =2, MRI=1인 경우를 예시한다. 방식 1-3은 방식 1-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 A/CoMP=3 값이 방식 1-1과 다르므로 이에 따라 RI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 MRl - (1+ VCOMP) -NPd = S 서브프레임으로 변경된 경우이다.
방식 1-3은 도 20의 예시오 [■ 같이 SI=3, SI=5에 걸져 서로 다른 c-eNB용 WB PMI들을 한 보고 인스턴스에 섞어 전송하는 방식이다. 즉, 방식 1-1과 같이 한 보고 인스턴스 마다 각 c-eNB별 WB PMI를 단독 전송하는 대신, 방식 1-3은 해당 보고 인스턴스에 남는 비트 폭 (bit width)가 충분히 클 경우, 들 이상의 단독 전송하고자 했던 PMI들을 하나의 보고 인스턴스로 모아 전송할 수 있다. 따라서, 방식 1-3은 방식 1—1에 비해 피드백 자원을 절약할 수 있다. 도 20에서와 갈이 두 개의 PMI를 모아서 전송하는 경우, C=3이므로 SI=5에서는 c-eNB3용 PMI가 단독 전송되는 경우도 발생할 수 있다. 이오ᅡ 같이, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 경우, 해당 c- eNB용 PMI를 SI=3 위치로 가져가서 세 개의 c-eNB용 PMI를 하나의 보고 인스턴스에서 함께 전송할 수 있다. 또한, 도 20은 c-eNB3용 PMI가 단독 전송되는 것으로 도시하고 있으나, PMI 단독 전송을 위한 c-eNB 인덱스를 지정할 수도 있다. 예를 들어, c-eNB , c-eNB2, c-eNB3 중 하나를 지정하고, 해당 c-eNB용 PMI를 단독 전송할 수 있다. PMI 단독 전송을 위한 c-eNB 인덱스의 지정은 고정되거나, 일정 패 턴 /시그널 링에 으ᅵ해 변경될 수 있다. 또한, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 보고
인스턴스를 활용하여 다른 정보를 같이 실어 보내거나, 단독 전송되는 PMI에 대해서는 방식 1-2를 적용하는 등의 다양한 변형 및 확장이 가능하다.
본 예는 WB CB CQI (SI=7)의 단독 전송을 위해 «=1로 설정된 경우를 나타낸다. 그러나, 도 20과 같이, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 경우 (SI=5, c-eNB3용 PMI), c-eNB3용 PMI와 WB CB CQI를 한 보고 인스턴스에서 함께 전송하는 방안을 고려할 수 있다. 이러한 예를 도 21에 도시하였다. 도 21을 참조하면, 도 20의 SI=7에서 단독 전송되 던 WB CB CQI가 SI=5에서 c-eNB3용 PMI와 함께 전송된다. 이를 우 I해, 도 21에서는 α=0으로 설정되며, RI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 Mn · (Ι + ΛCOMP) -Npd = 6 서브프레임으로 변경된다.
도 22는 Mode 2-l(SB CSI 보고)에서, 03, α=0, Npd =2, 7=4, Κ=1, ι=1인 경우를 예시한다. 본 예시도 방식 1-1에서 논의한 모든 내용을 포함하며, 단지 A/COMP=2 값이 방식 1-1의 도 17과 다르므로 이에 따라 RI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 MKl - {J -K +l+NCou?) -Npd = 14 서브프레임으로 변경된다. 이에 따라, 표 2에서 SI=9, SI=11, SI=13, SI=15는 도 22의 리포트 컨텐츠를 나타내기 위해 SI=7, SI=9, SI=11, SI=13으로 대제될 수 있다. 즉, 피드백 주기으ᅵ 변화에 따라 표 2에서 해당 SI가 변경될 뿐, 방식 1-1의 리포트 컨 톈츠는 방식 1-3에 모두 적용 가능하다. 또한, 도 22와 같이 두 개의 PMI를 모아서 전송하는 경우, C=3이므로 SI=5에서 c- eNB3용 PMI가 단독 전송되는 경우도 발생한다. 이와 같이, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 경우, 해당 c-eNB용 PMI SI=3 위지로 가져가서 세 개의 c-eNB용 PMI를 하나의 보고 인스턴스에서 함께 전송할 수 있다. 또한, PMI 단독 전송을 위한 c-eNB 인 덱스를 지정할 수도 있다. 예를 들어, c-eNB , c-eNB2, c-eNB3 중 하나를 지정하고, 해당 c-eNB용 PMI를 단독 전송할 수 있다. 또한, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 보고 인스턴스를 활용하여 다른 정보를 같이 실어 보내거 나, 단독 전송되는 PMI에 대해서는 방식 1-2를 적용하는 등의 다양한 변형 및 확장이 가능하다.
특별히, 방식 1-2와 방식 1-3은 협력 셸 (흑은 기지국)으 I 개수 C 에 따라 서로 스위치 되며 적용될 수 있다. 예를 들어, 한 서브프레임에 두 개의 PMI가 보고 가능하다면 협력 셀의 수에 따라 리포트 컨텐츠를 바꾸어 전송할 수 있다ᅳ 일 구현
예로, 협 력 셀이 하나라면 (C=l) 두 PMI는 단일 협 력 셀에 대한 CMR PMI (예, 표 3과 같이 두 개의 베스트 PMIs, 두 개의 워스트 PMIs, 또는 베스트 및 워스트 PMIs)를 보고하되, 협 력 셸이 두 개라면 (<Γ=2) 각각의 셸에 대한 CMP. ΡΜΙ (예, 각각의 협 력 셀을 위한 하나의 베스트 ΡΜΙ 또는 각각의 협 력 셀을 위한 하나의 워스트 ΡΜΙ)를 보고하는 동작이 가능하다. 즉, 협력 셀이 하나면 방식 1-2, 두 개면 방식 1-3이 되도록 스위치 하는 동작이 가능하다. 이 경우, 방식 1-2나 방식 1-3에 관계없이 항상 ACoMP = 1+ «가 된다.
방식 1-4: c-eNB에 대한 베스트 WB PMI의 선택 전송 (/VCOMP ≡ 1+α)
도 23~24는 방식 1-4에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다. 도 23은 기존 Mode 1-1(WB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타내고, 도 24는 기존 Mode 2-l(SB CSI 보고)을 CoMP 피드백을 위해 변형한 예를 나타낸다.
도 23은 Mode 1-1(WB CSI 보고)에서, < 3, a=l, Npd =2, MRI=1인 경우를 예시한다. 방식 1-4는 방식 1-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 /VCoMP=2 값이 방식 1-1과 다르므로 이에 따라 RI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 M^ - (Ι + Λ COMP) -NPd = 6 서브프레임으로 변경된 경우이다.
방식 1-4는 도 23에서 예시한 바와 같이 SI=3에서 협 력 세트 내의 c-eNB(s) 중 s-eNB오 I· WB CoMP CB 동작 시 가장 성능이 높은 베스트 c-eNB (c-eNB(1)으로 표기)를 선택하여 해당 c-eNB용 PMI 및 베스트 c-eNB 선택 지시자 (Best c-eNB Selection Indicator, BCSI)를 보고하는 방식이다. 즉, 방식 1-4는 단말이 베스트 c-eNB 하나를 선 택해서 피드백 하는 방식으로서, 협 력 세트 내의 모든 c-eNB(s)가 CoMP CB에 참여하는 것이 어려운 상황에서 설정될 수 있다. 방식 1-4의 동작 모드는 상위 계층 (예, C) 시그널 링을 통해 구성되거나, 사전에 약속된 하향링크의 특정 시그널 링을 통해 지시될 수 있다. 또한, 도 23은 SI=3에서 BCSI가 전송되는 것으로 도시하고 있으나, 이는 예시로서 SI=5에서 WB CB CQI와 BCSI가 항깨 전송되는 등의 다양한 변형이 가능하다.
표 5는 SI=3 및 SI=5에서 전송 가능한 리포트 컨탠트의 조합을 예시하였다.
【표 5]
SI=3 SI=5 비고
예시 1 WB P I for c-eNB(l), BCSI WB CB CQI 도 23과 동일 예시 2 WB PMI for c-eNB(l) WB CB CQL BCSI BCSI를 WB CB CQI와 함깨 전송 예시 3 WB PMI for c-eNB(l)를 방식 1-2에 WB CB CQI SI=3에 방식 1-2 적용, BCSI도 따라 두 개 이상 전송, BCSI SI=3에서 전송 에시4 WB PMI for c-eNB(l)를 방식 1-2에 WB CB CQL BCSI SI=3에 방식 1-2 적용, BCSI도 따라 두 개 이상 전송 SI=5에서 전송 표 5에서 예시 3고ᅡ 예시 4의 경우 SI=3 위지에 방식 1-2가 적용됨에 따라 표 4에서 예시하는 다양한 CMR PMI 조합들이 적용 가능하다.
도 24는 Mode 2-l(SB CSI 보고)에서, C=3, a=0, Npd =2, J=4, K二 1, =l인 경우를 예시한다. 본 예도 방식 1-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 /VCoMP=l 값이 방식 1-1의 도 17과 다르므로 이에 따라 RI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 MRl - (J ■ K +l+ NcoMP) - Npd = 12 서브프레임으로 변경된 경우이다. 표 2에서 SI=9, SI=11, SI=13, SI=15는 도 24의 리포트 컨텐츠를 나타내기 위해 SI=5, SI=7, SI=9, SI=11로 대체될 수 있다. 즉, 피드백 주기의 변화에 따라 표 2에서 해당 SI가 변경될 뿐, 방식 1-1의 리포트 컨 텐츠는 방식 1-4에 모두 적용 가능하다. 또한, 도 24의 SI=3에 방식 1-2를 적용하여 c-eNB(1)용 WB PMI를 한 번에 두 개 이상 피드백 할 수 있으며 표 4에서 예시하는 다양한 CMP PMI 조합들이 마찬가지로 적용 가능하다.
실시예 2: 계층적 PMI의 경우
본 예에서는 도 14와 같이 1-비트 PTI 파라미 터를 그대로 사용하여 단말이 피드백 컨텐츠를 동적 선택 및 보고할 수 있는 구조를 기반으로 할 때, 단일-셀 기반의 피드백 방식을 CB 동작을 위한 CoMP 피드백 방식으로 확장하는 방안을 제안한다ᅳ 구제적으로, 도 14(b)에서 Report 2 간의 전송 주기 (J -K +1) -Nc 는 CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 15]
(J - ^ + l + NCoMP) - Nc
여기서, / 및 /Vc는 앞에서 정의한 바와 같고, /V (;。 MP는 1 이상의 정수이다. 수학식 15에 따르면 SB CSI 보고 시에 / COMP 보고 인스턴스 (들)만큼의 c- eNB(s)용 WB CSI 보고 전송 구간을 추가함으로써 J K 만큼의 s-eNB용 SB CSI 보고 사이클 외에, s-eNB용 및 c-eNB(s)용 WB CSI 에 해당하는 1+ACOMP 만큼의 職 보고
구간을 확보할 수 있다. 이를 통해, s-eNB는 보고받은 c-eNB별 WB CSI 정보에 기초하여 각 c-eNB에게 CB를 위한 PMI를 추천함으로써 WB 빔 회피를 수행할 수 있다. 또한, s-eNB용 SB CSI 보고 구간의 피드백 정보들은, 보고된 c-eNB(s)으ᅵ WB CSI 정보들에 기반 시 CoMP CB 퍼포먼스가 죄대로 되는 방향으로 선택될 수 있다. 도 14에서 Report 1간의 전송 주기 Λ½ · (J K +1) Nc 는 CoMP 모드에서 다음과 같이 변형될 수 있다.
【수학식 16】
MR1 . (J - K + l + NCoMP) - Nc
여기서, J, K, No /VCoMP는 앞에서 정의한 바와 같다.
Report 1간의 전송 주기를 PTI=0일 때에도 동일하게 함으로써, PTI=0 또는
ΡΤΙ=1의 변화에 무관하게 Report 1간의 전송 주기를 항상 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. Report 1의 전송시점이 PTI에 따라 변할 수 있다면, Report 1 전송에서 에러 발생 시 이후에 누적되는 에러 전파 (error propagation)를 예축하기 어 럽기 때문이다. 수학식 16과 같이, Report 1간의 전송 주기는 Report 2간 전송 주기의 Λ½ 배로 결정되고, Λ½ 값은 상위 계층 시그널 링으로 주어진다. 이에 맞추어 PTI=0인 경우, Report 1간의 전송 주기 사이를 적절한 s-eNB 및 c— eNB(s)용 WB CoMP CSI들로 재우고, 이를 다음 Report 1이 오기 전까지 가용한 보고 인스턴스 (s)에서 반복할 수 있다. 즉, 중요도가 높고 신속한 보고가 요구되는 CSI부터 전송되도록 리포트 컨텐츠를 배열함으로써, 수학식 16에서 제시한 주기 내에서 ρπ=ο인 경우에 효과적 인 WB CSI 보고가 될 수 있도록 리포트 컨텐츠를 구성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구제적으로 설 명한다. 편의상, 이하의 설명에서 협 력 세트 내의 c-eNB(s) 개수를 C 라고 정의한다. 구제적으로, 이하에서는 /VCoMP를 정의하는 방식에 따른 여 러 가지 가능한 피드백 패 턴 및 실시 방안을 기술한다.
방식 2-1: c-eNB별 WB PMI의 단독 전송 (yVCoMP = C
도 25는 방식 2-1에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다. 도 25는 계층적 코드북을 (7=3 및 =4, K=l, Nc=2, Λ½=1인 경우를 예시한다.
도 25를 참조하면, SI=19, SI=21, SI=23에서 각 c-eNB별 WB W2가 단독으로
전송되며, VCoMP = C = 3이 수학식 15 및 수학식 16에 적용되어 전송 주기가 결정됨을 알 수 있다 · 도시한 바와 같이, SI=19, SI=21, SI=23에서 각 c-eNB별 WB W2를 단독 전송하는 방식의 장점은 PMI+CQI를 전송할 때에 비해 높은 보호 코딩이 가능하다는 것이다. 구체적으로, 현재 LTE-A에서 논의되고 있는 PUCCH-기반 주기적 CSI 피드백의 한 보고 인스턴스에 할당된 최대 페이로드가 11비트이고 WB PMI의 단독 전송 시 랭크에 따라 최대 비트 수가 4비트이므로, 각 c-eNB별 WB PMI를 단독 전송할 경우 낮은 페이로드 사이즈로 인해 높은 보호 코딩이 가능하다. 즉, CoMP CB를 위해 c-eNB(s)용 WB W2를 보다 신뢰성 있게 피드백 함으로써 빔 회피 효과를 극대화할 수 있다. 본 예의 경우, 단말은 보고된 c-eNB(s)으ᅵ WB CSI 정보들에 기반하여 CoMP CB 퍼포먼스가 최대로 되는 방향으로 SI=25, SI=27, SI=29, SI=31에서의 s-eNB용 SB CSI (예, SB W2, SB CQI, SSI)를 선택할 수 있다. 여기서, SB CQI는 예를 들어 c-eNB^ c-eNB2, c-eNB3이 모두 CB를 수행하는 경우의 이득이 반영된 CB SB CQI 값일 수 있다. SSI는 BP(bandwidth part) 내의 서브밴드 중 어떤 서브벤드가 선택되었는지를 나타내는 파라미 터이다. 만일 서브밴드 선택을 미리 정해지거 나 /시그널 링된 패 턴 (혹은 사이클링 (cycling))에 따라 수행한다면 SSI 전송은 생락될 수 있다.
SI=17에서 s-eNB용 WB W2 및 WB non-Co P CQI를 전송하는 이유는, 우선 WB non-CoMP CQI는 하향링크 제어채 널 인 PDCCH에서으 | 집합 레벨 (aggregation level) 및 전 력 레벨 (power level)을 결정하는데 필요하기 때문이며, 같이 전송되는 WB W2는 경우에 따라 non-CoMP 모드로 폴백 (fall-back)하는데 활용될 수 있기 때문이다. 마찬가지의 활용 용도로 Ρ Π=0일 때 SI=3 위치에 WB non-CoMP CQI 및 WB W2가 전송되고 있으며, WB CSI를 전송하는 PTI=0일 때는 기본적으로 W1과 W2가 나누어 전송됨을 알 수 있다. 즉, 협 력 세트 내의 각 eNB별로 두 개의 보고 인스턴스에 걸져 우선 W1이 높은 보호 목적으로 단독으로 전송되고, 이어서 WB W2와 WB CQI가 전송되는 구조이다. 각 c-eNB별 WB CQI는 다양한 형태로 정의될 수 있는데, 예를 들면 SI=7의 CQI는 s-eNB오 I· c-eNB^| CB에 참여할 때의 CQI, SI=11의 CQI는 s-eNB와 c-eNB2가 CB에 참여할 때의 CQI, SI=15의 CQI는 s-eNB와
c-eNB3이 CB에 참여할 때으ᅵ CQI로 정의될 수 있다. 다른 예로, SI가 증가함에 따라 CB에 참여하는 c-eNB를 점차 늘려가는 형태로 CQI를 정의할 수 있다. 구제적으로, SI=7의 CQI는 s-eNB와 c-eNB^| CB에 참여할 때의 CQI, SI=11의 CQI는 s-eNB, c- eNBi, c-eNB2가 CB에 참여할 때으 | CQI, SI=15의 CQI는 s-eNB, c-eNBL c-eNB2, c- eNB3이 모두 CB에 참여할 때의 CQI로 정의될 수 있다.
도 25는 방식 2-1의 설 명을 돕기 위한 예시로서, 도 25의 리포트 컨텐츠는 다음과 같은 다양한 조합들로 변경될 수 있다. 즉, 위에서 설명한 내용뿐만 아니라 하기 표 6~8에서 예시하는 다양한 리포트 컨텐츠들이 해당 SI 위치에서 전송될 수 있다. 표 6은 PTI=1일 때 전송 가능한 s-eNB용 SB 리포트 컨텐츠를 예시한다. 표 7은 PTI=0일 때 전송 가능한 s-eNB용 WB 리포트 컨텐츠를 예시한다. 표 8은 PTI=0일 때 전송 가능한 c-eNB(s)용 WB 리포트 컨 텐츠를 예시한다.
【표 6]
【표 8]
예시 3 for c-eNBl for c- eNB2 for c-eNB3 일 때)
예시 4 Wl, WB CB CQI Wl, WB CB CQI Wl, WB CB CQI
WB W2 (s-eNB(c-eNBl) WB W2 (s-eNB,c-eNBl, WB W2 (s-eNB.c-eNBl, c-eNB2) c-eNB2(c-eNB3) for c- eNBl for c- eNB2 for c-eNB3 예시 5 Wl, WB CB CQI Wl, WB CB CQI Wl, WB CB CQI
WB W2 (s— eNB,c-eNBl) WB W2 (s-eNB,c-eNB2) WB W2 (s-eNB,c-eNB3) for c- eNBl for c- eNB2 for c-eNB3 예시 6 Wl, Wl, Wl, WB CB CQI (SI=1 반복) (SI=3 반복)
WB W2 for c- WB W2 for c- WB W2 for c- (s-eNB,c-eNBl,
eNBl eNB2 eNB3 c-eNB2,c-eNB3)
예시 7 Wl, Wl, Wl, (SI=1 반복) (SI=3 반복) (SI=5 반복)
WB W2 for c- WB W2 for c- WB W2 for c- eNBl eNB2 eNB3
표 8에서, 각 c-eNB별 WB CB CQI에 대해 괄호 안에 나열된 s-eNB 및 c- eNB(s)들은 해당 CB CQI를 계산 시에 CB에 참여하는 s-eNB 및 c-eN B(s)들을 표기한 것이다. 예를 들어, 표 3에서 예시 1, SI=7의 WB CB CQI (s-eNB,c-eNBl)는 s-eNB오 (■ c-eNBl이 CB에 참여할 때의 CQI, SI=11의 WB CB CQI (s-eNB,c-eNBl,c-eNB2)는 s- eNB, c-eNBl, c-eNB2가 CB에 참여할 때으 | CQI, SI=15 의 WB CB CQI (s-eNB,c- eNBl,c-eNB2,c-eNB3)는 s-eNB, c-eNBl, c-eNB2, c-eNB30| 모두 CB에 참여할 때의 CQI를 의미한다. 표 8의 다른 예시에서도 괄호는 동일한 의미를 나타낸다.
방식 2-2: c-eN B별 다수의 WB PMI의 전송 (/VCoMP = C)
도 26는 방식 2-2에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다.
방식 2-2는 방식 2-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 도 26에서 나타낸 바와 같이 SI=19, SI=21, SI=23에서의 c-eNB(s)용 WB CSI 전송구간의 컨텐츠를 각 c-eNB별로 한번에 다수의 PMI를 전송하는 방식이다. 도 26와 같이 계층적 코드북을 사용하는 경우, PTI=0일 때에 보고된 각 c-eNB(s)용 W1들과 항께, SI=19, SI=21, SI=23에서 보고되는 c-eNB(s)용 WB W2들이 결합되어 최종 PMI가 구성된다. 이 때 SI=19, SI=21, SI=23에서 한번에 다수의 WB W2가 피드백 되도록 함으로써 추가적 인 빔 그래늘리 티 (granularity)를 높일 수 있다. 예를 들어, W2에 대한 코드북 사이즈가 4비트라면 총 16개의 코드북 인덱스 (Codebook Index, CI)가 존재하고 각각 CI=0, CI=1, CI=15라고 하자. 또한 SI=19에서 c-eNB^ 대해서만
예를 들어 논의하기로 하자 (SI=21, SI=23 위치의 c-eNB2 및 c-eNB3에 대해서도 동일한 논의가 적용된다). 방식 2-1을 적용하여 SI=19에서 WB W2를 단독 전송되고, 선택된 W2가 코드북 중 CI=3이라고 하자. 코드북은 실제로 연속적인 빔 방향을 적절한 간격으로 양자화한 것이므로, 선택된 CI=3은 실제 빔 방향과 가장 가까운 빔 일 것이다. 예를 들어 CI=3과 CI=4의 중간에 실제 방향이 존재하는 경우도 있을 수 있다. 이 러한 경우에, 방식 2-2에 의해 한번에 두 개의 W2를 전송할 수 있다고 하면, 단말은 CI=3과 CI=4를 함께 피드백하고 eNB는 CI=3과 CI=4를 정해진 평균 규칙 (average rule)에 따라 평균화함에 따라 범 그래뉼리 티를 추가적으로 높일 수 있다. 물론, 만일 실제로 빔 방향이 CI=3에 매우 근접한 경우라면 CI=3 두 개가 한번에 피드백 될 수 있다.. 미리 정해진 평균 규칙 (average rule)으로는, 빔 백터간의 평균을 쥐하는 방식, 두 개 범의 위상 부분만을 평균 취하는 방식 등 다양한 방식이 존재할 수 있다■ 또한, 두 개의 W2를 각각 W2-A, W2-B라고 하면 표 9에 예시한 바와 같이 W2-A와 W2-B를 다양한 조합으로 전송할 수 있다.
표 9는 PTI=1일 때 전송 가능한 c-eNB(s)용 WB 리포트 컨텐츠를 예시한다. 【표 9】
표 9의 예시 1은 베스트 CMR W2와 워스트 CMR W2가 한 번에 (예, 동일 서브프레임) 같이 피드백 되는 경우를 나타낸다. 여기서 베스트 CMP. W2란 해당 W1과 결합하여 구성된 PMI가 s-eNB용 PMI와 함께 CB를 수행 시 가장 CB 퍼포먼스가 높은 c-eNB용 W2를 의미한다. 반대로 워스트 CMR W2는 해당 W1과 결합하여 구성된 PMI가 s-eNB용 PMI와 함께 CB를 수행 시 가장 CB 퍼포먼스가 낮은 W2를 의미한다. 해당 c-eNB에서는 보고된 워스트 CMR W2를 가능한 한 선택을 하지 않는 방향으로 해당 정보를 활용할 수 있다. 예시 2는 베스트 CMR W2 두 개가 한 번에 같이 피드백 되는 경우를 나타낸다. 이 경우, 가장 선호하는 베스트
CMP. W2 하나가 하나의 보고 인스턴스에서 두 번 피드백 될 수도 있고, c-eNB의 PMI 선택폭을 보다 넓게 하기 위해 가장 선호하는 베스트 CMP. W2와 그 다음으로 선호하는 세컨드-베스트 (second-best) 베스트 CMP. W2가 하나의 보고 인스턴스 (예, 서브프레임)에서 함께 피드백 될 수 있다. 여기서, 가장 선호하는 베스트 CMR W2만 동일하게 두 개 실어 보내는 경우는 세컨드-베스트 CMP W2가 별로 좋지 않을 경우의 선택 사항이 될 수 있다. 예시 2와 달리, 예시 3은 가장 선호하지 않는 워스트 CMR W2가 동시에 두 번 피드백 되거나, 워스트 CMR W2와 그 다음으로 선호하지 않는 세컨드-워스트 (second-worst) CMR W2가 함께 피드백 되는 경우를 나타낸다.
표 9에서 W2-A 및 W2-B는 우선 순위 없이 한 보고 인스턴스에서 함께 전송되는 컨텐츠이으로, 표 9에서 W2-A 및 W2-B 항목의 내용은 서로 바뀌어도 상관 없다ᅳ 또한, 한 보고 인스턴스에서 세 이상의 CMR W2가 피드백 되는 경우, 표 9에서 W2-C, W2-D, ... 항목들이 추가될 수 있으며, 이를 표 10에 예시하였다. 표 10에서의 예시 1, 예시 2, 예시 3은 표 9의 내용과 동일하다. 표 10과 같이, 여기에 W2-C가 추가될 경우 해당 항목까지 적용시길 수 있으며, 여기에 W2-D까지 추가될 경우 마찬가지로 해당 항목까지 적용시길 수 있다. 이와 같은 식으로 더 많은 개수의 CMR W2가 추가될 경우에도 일반화 확장이 가능하다.
【표 10]
SI=19, 21, 23에서 전송될 리포트 컨텐츠
W2-A W2-B W2-C W2-D 예시 1 Best CMR W2 Worst CMP. W2
예시 2 Best CMP. W2 Best CMR W2 (or
"second-best" CMR W2)
예시 3 Worst CMP. W2 Worst CMR W2 (or
"second -worst" CMR W2)
예시 4 Best CMP. W2 Worst CMR W2 Best CMP. W2 (or Best CMR W2 (or "third- "second-best" CMR W2) best" CMR W2) 예시 5 Best CMR W2 Worst CMR W2 Worst CMP. W2 (or Worst CMP. W2 (or
"second-worst" CMR W2) "third-worst" CMR W2) 예시 6 Best CMR W2 Worst CMR W2 Best CMR W2 (or Worst CMR W2 (or
"second-best" CMP. W2) "second-worst" CMP. W2) 예시 7 Best CMR W2 Worst CMR W2 Worst CMR W2 (or Best CMR W2 (or
"second-worst" CMR W2) "second-best" CMR W2) 예시 8 Best CMR W2 Best CMP. W2 (or Best CMR W2(or "third- Best CMP. W2 (or "fourth-
"second-best" CMR W2) best" CMP. W2) best" CMR W2) 예시 9 Worst CMP. W2 Worst CMR W2 (or Worst CMR W2 (or Worst CMR W2 (or
"second-worst" CMP. W2) "third-worst" CMR W2) "fourth-worst" CMR W2) 방식 2-2의 경우, 표 4에서오ᅡ 같이 다수의 CMP. PMI를 한번에 전송하고자 할 때, 이들을 여 러 서브프레임에 걸쳐 나누어 전송하는 방식도 가능하다. 이 경우, 다수의 CMP. W2가 몇 개의 서브프레임을 통해 전송되는지에 따라 NCoMP 값이 변동된다.
현재 LTE-A에서 논의되고 있는 PUCCH-기반 CSI 피드백을 예로 들면, 한 보고 인스턴스에 할당된 최대 페이로드 사이즈가 11비트이고 W2의 최대 비트 수가 4비트이므로, 방식 2-2에 따라 표 9와 같이 하나의 PUCCH에 W2를 두 개 실어 보내는 것이 가능하다 (죄대 4bits + 4bits). 방식 2-2는 방식 2-1보다는 CSI 페이로드 사이즈가 크지만, 죄대 패이로드 사이즈인 11비트 보다는 낮은 8비트의 페이로드 사이즈로 인해 높은 보호 코딩이 여전히 가능하다. 즉, 방식 2-1은 ¾씬 더 높은 W2 보호 효과가 있고, 방식 2-2는 적 당한 W2 보호와 함께 한 번의 다수의 CMP. W2를 전송할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 방식 2-2는 표 8의 예시 4, 예시 5, 예시 6, 예시 7과 같이 W1과 WB W2가 한 서브프레임에서 같이 전송되는 경우에도 적용될 수 있다. W1과 W2가 한 보고 인스턴스에 같이 전송되 더라도, W1/W2의 서브샘플링 등으로 인해 이들의 페이로드 사이즈가 죄대 페이로드 사이즈보다 작은 경우, 한 번에 다수의 W1 + W2 쌍을 전송하는 것이 가능하다. 이 때에는 표 9 또는 표 10에서, "W2" 대신 서브생플링된 "W1 + W2" 로 간주할 때 나타나는 다양한 컨텐츠 조합, 즉, 베스트 CMR W1 + W2 쌍 또는 워스트 CMP. W1 + W2 쌍 등을 포함하는 다양한 조합의 피드백 컨 텐츠가 전송될 수 있다. 실제로 LTE-A PUCCH-기반 CSI 피드백 모드에서는 W1 + W2의 조인트 인코딩의 페이로드 사이즈가 서브생플링을 통해 4비트로 제한되도록 논의되었으므로 한 번에 다수의 W1 + W2 쌍을 전송하는 것이 가능하다. 또한, 다수의 W1 + W2 쌍을 전송 시, W1은 공통적으로 하나만 선택하고, 하나의 공통 W1과 함께 다수의 CMR W2들을 묶어 전송하는 방식도 가능하다. 이와 같은 방식은 특정 피드백 모드에 국한되는 것이 아니라, 한 서브프레임에서 W1 + W2가 조인트 인코딩 되어 함께 전송되는 모든 경우에 대해 적용 가능하다.
방식 2-3: 두 개 이상으ᅵ c-eNB에 대한 WB PMI들의 혼합 전송 (예, 두 개의 c-eNB에 대한 WB PMI들의 혼합 전송 시 /VC(3MP = \Cl l \)] 도 27은 방식 2-3에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다.
도 27은 계층적 코드북을 사용하고, C=3 및 J=3, K=l, Nc=2, Λ½=1인 경우를 예시한다. 방식 2-3은 방식 2-1에서 논의한 모든 내용을 포함하면서, 단지 ACoMP=2 및 =3의 파라미 터 값이 방식 2-1과 다르므로 이에 따라 RI 및 PTI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 MM . (J - T +1+ /VCOMP) -NC = 12 서브프레임으로 변경된 경우이다. 이에 따라, 표 6에서의 SI=25, SI=27, SI=29, SI=31는 도 27에서의 SI=19, SI=21, SI=23에 해당되는 내용으로 적용되어야 하고, 표 7는 그대로 적용 가능하며, 표 8에서의 SI=5, SI=7, SI=9, SI=11, SI=13, SI=15는 도 27에서의 SI=5, SI=7, SI=9, SI=11에 해당되는 내용으로 적용되어야 한다. 즉, 피드백 주기의 변화에 따라 표 6, 표 7, 표 8에서 해당 SI가 변경될 뿐 리포트 컨텐츠는 예시한 바대로 모두 적용 가능하다. 구체적으로, 도 27은 PTI=0일 때 표 7의 예人 |2와 표 8으 I 예人 |6이 사용된 예를 보여준다. 다만, 표 6, 표 7, 표 8에서 예시한 리포트 컨텐츠들은 피드백 주기에 따라 모두 전송이 불가능한 경우가 발생하기도 하고, 모두 전송한 이후 남는 보고 인스턴스 (들)가 있을 시 다시 SI=1의 컨텐츠부터 반복 전송하는 경우가 발생하기도 한다. 그러나 이와 같은 문제는 피드백 주기를 결정짓는 파라미 터 K, NC l MRL 등을 적절히 조절하면 상기 모두 전송이 불가능한 경우를 방지할 수 있으므로 구현 이슈로 볼 수 있다.
방식 2-3은 도 27에서 예시한 바와 같이 SI=15, SI=17에 걸쳐 서로 다른 c- eNB용 WB W2들을 한 보고 인스턴스에 섞어 전송하는 방식이다. 즉, 방식 2-1에서 한 보고 인스턴스 마다 각 c-eNB별 WB PMI를 단독 전송하는 대신, 방식 2-3은 해당 보고 인스턴스에 남는 비트 폭 (bit width)이 충분히 클 경우, 두 개 이상으ᅵ 단독 전송하고자 했던 PMI들을 하나의 보고 인스턴스로 모아서 전송함으로써 피드백 자원을 절약할 수 있다. 도 27에서와 같이 두 개의 PMI를 모아서 전송하는 경우, C=3이므로 SI=17에서 c-eNB3용 PMI가 단독 전송되는 경우도 발생한다.
이와 같이, c-eNB용 PMI가 단독 전송되는 경우, 해당 c-eNB용 PMI SI=15
위치로 가져가서 세 개의 c-eNB용 PMI를 하나의 보고 인스턴스에서 함께 전송할 수 있다. 또한, PMI 단독 전송을 위한 c-eNB 인덱스를 지정할 수도 있다. 예를 들어, c-eNBi, c-eNB2, c-eNB3 중 하나를 지정하고, 해당 c-eNB용 PMI를 단독 전송할 수 있다. 또한, c— eNB용 PMI가 단독 전송되는 보고 인스턴스를 활용하여 다른 정보를 같이 실어 보내거 나, 단독 전송되는 PMI에 대해서는 방식 2-2의 중복 전송을 적용하는 등의 다양한 변형 및 확장이 가능하다. 또한 해당 W2 자리에 W1과 W2가 서브생플림 및 조인트 인코딩 되어 함께 전송될 수 있다.
방식 2-4: 협 력 세트 내의 베스트 c-eNB용 WB PMI의 선택 전송 ( VCoMP = 1) 도 28은 방식 2-4에 따른 CoMP CSI 피드백을 예시한다.
도 28은 계층적 코드북을 사용하고, C=3 및 J=4, K=l, Nc=2, MRI=1인 경우를 예시한다. 방식 2-4는 방식 2-1에서 논의한 모든 내용을 포함하며, 단지 VCoMP=l 및 =4의 파라미 터 값이 방식 2-1과 다르므로 이에 따라 RI 및 PTI가 전송되는 Report 1의 피드백 주기가 Mm - {J - T + l+A/coMP) -Nc = 12 서브프레임으로 도 27과 동일하게 설정된 경우이다. 이에 따라 표 6에서 SI=25, SI=27, SI=29, SI=31는 도 27의 SI=19, SI=21, SI=23에 해당되는 내용으로 적용되어야 하고, 표 7은 그대로 적용 가능하며, 표 8에서 SI=5, SI=7, SI=9, SI=11, SI=13, SI=15는 도 27의 SI=5, SI=7, SI=9, SI=11에 해당되는 내용으로 적용되어야 한다. 즉, 피드백 주기으ᅵ 변화에 따라 표 6, 표 7, 표 8에서 해당 SI가 변경될 뿐 리포트 컨텐츠는 예시한 바대로 모두 적용 가능하다. 다만, 표 6, 표 7, 표 8에서 예시한 리포트 컨텐츠들은 피드백 주기에 따라 모두 전송이 불가능한 경우가 발생하기도 하고, 모두 전송한 이후 남는 보고 인스턴스 (들)가 있을 시 다시 SI=1의 컨텐츠부터 반복 전송하는 경우가 발생하기도 한다.
방식 2-4는 도 28에서 예시한 바와 같이 SI=15에서 협 력 세트 내의 c-eNB(s) 중 s-eNB오 I" WB CoMP CB 동작 人 | 가장 성능이 높은 베스트 c-eNB (c-eNB(1)으로 표기)를 선택하여 해당 c-eNB용 PMI 및 베스트 best c-eNB 선택 지시자 (Best c-eNB Selection Indicator, BCSI)를 보고하는 방식이다.
. 즉, 방식 1-4는 단말이 베스트 c-eNB 하나를 선택해서 피드백 하는
방식으로서, 협 력 세트 내으 I 모든 c-eNB(s)가 CoMP CB에 참여하는 것이 어 려운 상황에서 설정될 수 있다. 방식 1-4의 동작 모드는 상위 계층 (예, RRC) 시그널 링을 통해 구성되거나, 사전에 약속된 하향링크의 특정 시그널 링을 통해 지시될 수 있다. 또한, 도 28은 SI=15에서 BCSI가 전송되는 것으로 도시하고 있으나, 이는 예시로서 별도의 보고 인스턴스에서 전송되거 나 다른 피드백 정보와 함께 전송될 수도 있다. 편의상, 실시예 1 및 2와 그에 따른 각각의 방식은 분리되어 설명되었으나 이들은 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층 시그널 링이나 소정의 이벤트, 소정의 통신 환경에 따라 실시예 1 및 2의 방식들이 스위치 될 수 있다. 도 29 는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다. 무선 통신 시스템에 럴레이가 포함되는 경우, 백흘 링크에서 통신은 기지국과 럴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 럴레이오ᅡ 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞줘 럴레이로 대체될 수 있다. 도 29 를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 110) 및 단말 (UE, 120)을 포함한다. 기지국 (110)은 프로세서 (112), 메모리 (114) 및 무선 주파수 (Radio Frequency, RF) 유닛 (116)을 포함한다. 프로세서 (112)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (114)는 프로세서 (112)와 연결되고 프로세서 (112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (116)은 프로세서 (112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 단말 (120)은 프로세서 (122), 메모리 (124) 및 RF 유닛 (126)을 포함한다. 프로세서 (122)는 본 발명에서 제안한 절자 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (124)는 프로세서 (122)와 연결되고 프로세서 (122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (126)은 프로세서 (122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 (110) 및 /또는 단말 (120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다. 이상에서 설 명된 실시예들은 본 발명으ᅵ 구성요소들과 특정들이 소정 형태로 결합된 것들이 다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적 인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특정은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을
결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설 명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적 인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시길 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트를러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어 나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명으 I 일 실시예는 이상에서 설 명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절자, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이 터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구제화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설 명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적 인 것으로 고려되어야 한다. 본
발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 채 널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장지는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스렘 이의에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.