WO2014123336A1 - 빔 제약적 서브프레임에 기반한 하향링크 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

빔 제약적 서브프레임에 기반한 하향링크 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014123336A1
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박성호
정재훈
김수남
경수철
김진민
김기태
이경행
고현수
강지원
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엘지전자 주식회사
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving subframes.
  • next generation mobile communication system aims to provide a high speed link service between a base station and a plurality of users.
  • Gbps gigabits per second
  • Beamforming is an antenna technology in which energy radiated from an antenna is concentrated in a specific direction in space.
  • the purpose of beamforming is to receive a stronger signal from the desired direction or to deliver a signal with more concentrated energy in the desired direction.
  • the beamforming system is required to implement various types of beams of high gain for high speed and high capacity of the wireless communication system.
  • the beamforming system may be used in high path loss bands such as high-speed transmission / reception communication of a large amount of data to a large number of users, various satellite air communication using a smart antenna such as satellite, aviation, and the like. Accordingly, beamforming communication is being studied in various fields such as next generation mobile communication and various radar, military and aerospace communication, indoor and building high speed data communication, wireless local area network (WLAN), and wireless personal area network (WPAN). .
  • WLAN wireless local area network
  • WPAN wireless personal area network
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for transmitting and receiving beam constrained subframes.
  • a method for transmitting downlink data in a base station the base station transmitting configuration information regarding a beam restricted subframe to a terminal; And transmitting, by the base station, downlink data to the terminal through a subframe, wherein the subframe includes the beam-constrained subframe and a normal subframe, and the configuration information includes the one of the plurality of subframes.
  • the second beam subset may be a set of beams that are generated based on a second set of precoding matrix including the first set of precoding matrices.
  • a base station operating in a wireless communication network may be selectively connected to a radio frequency (RF) unit and an RF unit implemented to transmit and receive a radio signal.
  • the processor may include a processor, and the processor may be configured to transmit configuration information about a beam restricted subframe to the terminal and to transmit downlink data to the terminal through the subframe, but the subframe may be a beam restricted subframe.
  • a normal subframe wherein the configuration information includes information indicating a subframe set as a beam-constrained subframe among the plurality of subframes, and the beam-constrained subframe is a subframe transmitted based only on the first beam subset.
  • the normal subframe is a subframe transmitted based on the first beam subset and the second beam subset.
  • the first beam subset is a set of beams generated based on the first set of precoding matrices
  • the second beam subset is a set of beams generated based on the second set of precoding matrices comprising the first set of precoding matrices. Can be.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an enhanced inter-cell interference cancellation (eICIC) technique.
  • eICIC enhanced inter-cell interference cancellation
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an antenna tilting method.
  • FIG 3 illustrates a pattern of beams generated by a base station in consideration of the conventional electric tilting.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an active antenna system.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a method of transmitting an active antenna based UE specific beam.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a beam constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating beam constrained subframe configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a method for allocating a virtual cell identifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a method for determining a CSI by a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the user equipment may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a personal digital assistant (PDA). It may be called other terms such as digital assistant, wireless modem, handheld device.
  • MS mobile station
  • MT mobile terminal
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • PDA personal digital assistant
  • a base station generally refers to a fixed station communicating with a terminal, and may be referred to as other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point an access point
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an enhanced inter-cell interference cancellation (eICIC) technique.
  • eICIC enhanced inter-cell interference cancellation
  • FIG. 1 discloses a method of distributing or avoiding interference by allocating transmit powers in a time domain differently for each cell during an inter-cell interference cancellation (eICIC) scheme.
  • eICIC inter-cell interference cancellation
  • transmit power of an interfering cell may be set differently in the time domain.
  • the interfering cell may transmit by lowering the transmit power of a specific subframe to reduce the interference effect on the interfering cell.
  • a subframe having a lower transmission power than the general subframe is defined in terms of ABS (almost blank subframe).
  • interference can be reduced through a method of defining and transmitting the configuration of the ABS for a predetermined time domain. For example, by transmitting a 40-bit bitmap in a 40 ms transmission period, information on the configuration of the ABS may be transmitted from the base station to the terminal.
  • the UE may have two different sets of CSI measurement subframes from the higher layer (for example, And ), Different feedback information for each CSI measurement subframe can be transmitted to the base station.
  • the higher layer for example, And
  • the adjacent cell is reduced by the interfering cell 100 at the time t1 when the interfered cell 120 transmits the subframe.
  • a method of mitigating liver interference is shown.
  • the interference cell 150 and the interference cell 160 are heterogeneous networks (HetNets).
  • HetNets heterogeneous networks
  • a small base station having a small coverage such as a micro / pico / femto cell may exist in a macro base station.
  • the amount of interference generated in the to-be-interrupted cell 160 may be reduced by reducing the power used when the macro base station transmits.
  • the macro base station may adjust the load of the network by moving the terminal to an adjacent small base station based on handover or cell (re) selection according to the network load. have.
  • the eICIC method based on the time domain may be limited by scheduling of the UE from the standpoint of the interfering base station for reasons other than the network load. That is, the interfering base station limits transmission power for reasons other than the network load reason (for example, terminal protection of the interfering base station in a heterogeneous network environment or cell range extension in the same network environment). Case) may be restricted when scheduling the UE in a specific subframe.
  • the beam transmitted by the interfering cells in the upper part of FIG. 1 and the lower part of FIG. 1 means that the beams are divided into transmission powers in the time domains t1 and t2.
  • the feedback information of the terminal also And Are not explicitly divided and fed back, or at the same time.
  • interference occurring between adjacent cells and mobile cells can be prevented by restricting a beam subset used to transmit a specific subframe as well as the time domain. Specific embodiments thereof will be described later.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an antenna tilting method.
  • FIG. 2 shows no antenna tilting
  • the interruption of FIG. 2 shows mechanical tilting
  • the lower part of FIG. 2 shows electrical tilting
  • a base station has used a method of reducing inter-cell interference based on mechanical tilting or electrical tilting and improving signal to interference-plus-noise ratio (SINR) of terminals in a cell.
  • SINR signal to interference-plus-noise ratio
  • the beam direction is fixed at the time of initial installation, and the radiation beam width is determined because the mechanical tilting angle is determined according to the height of the building on which the base station is installed and the height of the support.
  • the beam width should be wide.
  • the tilting angle can be changed using an internal phase shift module, but in fact, only a very limited vertical beamforming is possible due to the cell fixed tilting. have.
  • AAS active antenna system
  • free horizontal beamforming and / or horizontal beamforming may be implemented in preparation for conventional tilting.
  • FIG 3 illustrates a pattern of beams generated by a base station in consideration of the conventional electric tilting.
  • the left side of FIG. 3 shows a general horizontal beam pattern
  • the right side of FIG. 3 shows a vertical beam pattern when the electric tilting angle is assumed to be 15 degrees.
  • the beam characteristics of an antenna considered or generally known in 3GPP may have the following values.
  • the vertical beam width may have 10 degrees to 15 degrees based on the half power beam width
  • the horizontal beam width may have 65 degrees to 70 degrees based on the HPBW.
  • the half power beam width refers to a beam considering 3dB gain attenuation.
  • HPBW is a physical quantity that indicates the degree of directivity as a half-difference, and can represent the sharpness (sharpness) of the main lobe. Smaller HPBW may mean that the beam has sharp directivity.
  • when using the electrical tilting may have a wider beam width than the pattern of the beam generated in the base station. This will be described later in detail.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an active antenna system.
  • an active antenna system is an antenna system in which a radio frequency (RF) module 400 is coupled to each of passive antennas, unlike a conventional passive antenna system.
  • the active antenna system includes an RF module 400, that is, an active element, in each antenna, so that power and phase for each antenna module can be adjusted.
  • the active antenna system not only improves the antenna performance issues (increasing the small antenna effective length, increasing the bandwidth, reducing the mutual coupling and improving the noise component between the array elements, etc.), but also improving the MIC (High integration is possible in conjunction with microwave integrated circuit (MMIC) and monolithic microwave integrated circuit (MMIC) technologies, especially in millimeter wave communications systems, where high losses due to transmission lines, limited source power, reduced antenna efficiency, and superior phase performance It can overcome the disadvantages caused by the lack of displacement. Since the RF module 400 is coupled to each antenna, it is possible to control the antenna for each port so that the antenna can adjust the phase and the output according to the communication environment and the situation.
  • MMIC microwave integrated circuit
  • MMIC monolithic microwave integrated circuit
  • FIG. 4 shows a method of transmitting a UE specific beam based on an active antenna.
  • beamforming may be performed to a target by adjusting a direction of a beam in a corresponding direction with respect to a specific target and adjusting power based on a position of the target.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a method of transmitting an active antenna based UE specific beam.
  • FIG. 5 a method of transmitting a UE specific beam based on a 2D active antenna array is disclosed.
  • the environment O2I, Outdoor to Indoor
  • outdoor small cell environment Urban Micro
  • the base station may not only perform terminal-specific horizontal beam steering but also vertical beam steering considering various terminal heights according to building height. It can be used in a real cell environment where many buildings exist.
  • the beam may be steered in consideration of changes in shading / path loss due to height differences, fading characteristics including line of sight (LoS) / non-line of sight (NLoS), direction of arrival (DoA), and the like.
  • LoS line of sight
  • NoS non-line of sight
  • DoA direction of arrival
  • the base station and the terminal may require that the channel for the steering region including the vertical plane / horizontal plane or the entire vertical plane and the horizontal plane being steered in the two-dimensional antenna array be fed and feedback the measured channel information. .
  • the terminal may need to calculate the optimal channel state information (CSI) including not only a magnetic channel but also an interference channel.
  • CSI channel state information
  • the computational complexity of the terminal increases.
  • the antenna array scale increases for precise beam steering, not only the computational complexity of the terminal but also the amount of feedback information rapidly increases.
  • a multi-tier network or a multi-BS network may be minimized while minimizing an increase in complexity for calculating channel information for an active antenna-based two-dimensional antenna array.
  • a method for canceling interference that can be used in a network is disclosed.
  • the beam may be used as a term meaning an actual antenna radiation beam, a precoding vector / matrix, a precoding vector / matrix index, or the like.
  • the subset of beams may refer to an antenna radiation beam in a specific direction, a specific precoding vector / precoding matrix, or an index of a specific precoding vector / matrix. That is, the subset of beams may refer to a set of beams of some of a set of beams that can be steered in an active antenna based 2D antenna array.
  • an antenna which is a term used in an embodiment of the present invention, may indicate an active antenna based two-dimensional antenna array.
  • the base station may define a subframe transmitted using only beams corresponding to a specific beam subset which is a part of the entire set of beams.
  • a subframe transmitted using only a specific beam subset may be defined as a term beam constrained subframe.
  • the base station may transmit the configuration information for the beam-constrained subframe to the terminal.
  • the UE may obtain information on the beam subset used to transmit the beam constrained subframe based on the configuration information on the beam constrained subframe.
  • a composite precoding vector and / or precoding that generates a composite beam for a horizontal region and a vertical region
  • the matrix (composite precoding vector / matrix, P) may be expressed as in Equation 1 below.
  • PVPH vertical precoding vector / matrix
  • PH horizontal precoding vector / matrix
  • a precoding vector (or matrix) of a composite beam may be calculated based on a product of a vertical precoding vector (or matrix) and a horizontal precoding vector (or matrix).
  • the base station may transmit a subframe to the terminal using a beam determined based on the composite precoding vector and / or the composite precoding matrix. That is, the base station may transmit a beam constrained subframe to the terminal through a beam generated using a limited beam subset (eg, a beam generated based on a specific synthesis precoding vector and a precoding matrix).
  • such a beam-constrained subframe is set, a method of transmitting a beam-constrained subframe to the terminal by using a limited beam subset at the base station, and the terminal receiving the beam-constrained subframe has channel state information (e.g., For example, a method of transmitting channel state information (CSI) to a base station is described in detail.
  • CSI channel state information
  • the horizontal antenna beam based on the active antenna has a fast adaptation speed, a wide beam width, and a wide shadow range.
  • the active antenna-based vertical area beam may have a fast adaptation speed, a wide beam width (30 ° to 90 °), and a narrow operating range.
  • the adaptation speed means the speed of change of the beam
  • the beam width is the effective beam width for the radiation beam at the antenna
  • the operating range is the beam coverage in the entire beam area for the beam width. can do.
  • the operating range of the vertical beam is narrower than the horizontal beam.
  • the change of the vertical beam can be changed within a limited set.
  • the beam-constrained subframe may be configured based on the characteristics of the active antenna-based 2D antenna array. According to an embodiment of the present invention, interference can be efficiently avoided while minimizing the constraint on the terminal by using the beam-constrained subframe. For example, at a transmission time at which a cell transmits a beam-constrained subframe, data is transmitted using a beam subset other than the constrained beam subset used in the beam-constrained subframe to prevent interference by other cells. can do.
  • the beam subset for transmitting the beam-constrained subframe mainly discloses the beam subset for confining the beam steering region of the vertical beam region.
  • the beam subset for transmitting the beam constrained subframe may not only be a beam subset for constraining the beam steering region of the vertical beam region but also a beam subset for constraining the horizontal beam region.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a beam constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • a beam restricted subframe 600 set in one frame is disclosed.
  • the beam constrained subframe 600 may be a subframe in which the beam subset for transmitting data to the receiver is limited.
  • one radio frame may include a beam constrained subframe 600 and a normal subframe.
  • the beam constrained subframe 600 may be a subframe transmitted based only on the first beam subset
  • the normal subframe may be a subframe transmitted based on the first beam subset and the second beam subset. That is, the beam constrained subframe 600 may be a subframe in which the beam subset for transmitting the beam constrained subframe 600 is limited.
  • the normal subframe may be a subframe in which a beam subset for transmitting the normal subframe is limited.
  • the night subset may mean a beam generated based on a specific precoding matrix.
  • the first beam subset is a set of beams generated based on a first set of precoding matrices
  • the second beam subset is a set of beams generated based on a second set of precoding matrices comprising a first set of precoding matrices.
  • the base station includes subframes # 2 (620), subframes # 5 (650), and subframes, which are subframes corresponding to the third, sixth, and ninth subframes of ten subframes included in one frame.
  • Frame # 8 680 may be set to the beam constrained subframe 600.
  • the base station may transmit the beam constrained subframe 600 using the limited beam subset.
  • the base station may transmit a beam constrained subframe to the terminal on a beam generated based on one precoding matrix of the first precoding matrix, the third precoding matrix, and the fifth precoding matrix.
  • the base station may transmit beam constrained subframe configuration information to the terminal.
  • the base station may transmit beam constrained subframe configuration information to the terminal using a bitmap format.
  • the period in which the beam-constrained subframe configuration information is transmitted may be set to an integer multiple of a transmission period in which a specific reference signal such as a channel state information reference signal (CSI-RS) is transmitted.
  • the period in which the beam constrained subframe configuration information is transmitted may be transmitted in accordance with the period in which the PBCH is transmitted and / or updated. That is, information about beam-constrained subframes may be transmitted in accordance with a physical broadcasting channel (PBCH), which is a master information block (MIB) transmission channel including main system information, and a transmission and / or update period.
  • PBCH physical broadcasting channel
  • MIB master information block
  • the preferred transmission period of the beam constrained subframe configuration information may be 40 ms, and a bitmap format having a length of 40 bits may be used to convey the beam constrained subframe configuration information
  • a plurality of beam-constrained subframes may be defined and transmitted to a terminal in one frame.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating beam constrained subframe configuration according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of beam constrained subframes such as a first beam constrained subframe 710, a second beam constrained subframe 720, and a third beam constrained subframe 730, may be configured in one frame.
  • the first beam constrained subframe 710 may indicate a subframe transmitted based on a beam corresponding to the first beam subset during transmission.
  • the second beam constrained subframe 720 may be a subframe transmitted based on a beam corresponding to the second beam subset during transmission
  • the third beam constrained subframe 730 may transmit a beam corresponding to the third beam subset during transmission. It can indicate a subframe transmitted based on.
  • the first beam subset, the second beam subset, and the third beam subset may be beam subsets comprising at least one different beam subset element (antenna radiation beam, precoding vector / matrix or precoding vector / matrix index).
  • the first beam constrained subframe 710 is temporally preceded third frame in one frame
  • the second beam constrained subframe is temporally preceded sixth subframe in one frame
  • the third beam-constrained subframe may be a subframe set in the ninth subframe temporally preceding in one frame.
  • the information on the beam-constrained subframe configuration may be transmitted in a specific period based on a specific information format from the base station to the terminal as described above. For example, bitmap information on the configuration of the beam constrained subframe may be transmitted from the base station to the terminal according to the beam constrained subframe transmission period set to 40 ms.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • a subset of the constrained beams may be limited to beam subsets for steering the beam to a vertical beam area.
  • Such a beam constrained subframe may be referred to as a vertical region beam constrained subframe 800.
  • the vertical area beam constrained subframe 800 may limit the vertical area of the beam being steered in the antenna array to a range of areas by limiting the precoding matrix used to a particular matrix.
  • the vertical region beam-constrained subframe 800 may be set such that the beam-constrained subframe does not interfere with other beams transmitted in the vertical region other than the vertical region by using a method of limiting the vertical region of the beam.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 a method of restricting a transmission mode in which beam-constrained subframes are scheduled is described.
  • the beam-constrained subframe 900 may be scheduled only for a specific transmission mode. That is, the transmission mode that can be used in the beam constrained subframe 900 can be limited.
  • the transmission mode of the base station is MU (multiple user) -MIMO (multiple input multiple output).
  • a plurality of terminals may be paired with a base station to transmit and receive respective data.
  • Some of the plurality of terminals paired in the MU-MIMO transmission environment may not be a terminal existing in a beam constrained environment in which interference is to be considered.
  • the base station may be limited to not set to the beam-constrained subframe 900. That is, the channel or signal transmitted to the terminal operating in MU-MIMO may not be scheduled in the beam constrained subframe 900.
  • the rank used for transmitting data in the beam constrained subframe may be limited.
  • Data transmitted in the beam-constrained subframe may be set to be transmitted from the base station to the terminal based on a specific rank.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a method of limiting a subset of beams in a beam-constrained subframe according to an embodiment of the present invention.
  • a rank value used when a base station transmits data through a beam-constrained subframe 1000 to a terminal may be limited to a value of rank 1 or rank 2.
  • the base station may select a rank value of 1 to transmit data.
  • a rank value of 1 may be selected to transmit data.
  • the line of sight LoS, line of sight
  • the beam subset applicable in the beam constrained subframe 1000 may be limited.
  • the beam-constrained subframe 1000 may be transmitted by extending the transmission rank to rank 2.
  • a rank value may be extended to rank 2 when transmitting data in the beam-constrained subframe 1000 according to a channel condition.
  • the beam subset used for transmitting data through the beam-constrained subframe 1000 may be limited to a beam subset corresponding to a specific rank value such as rank 1 or rank 2.
  • the beam-constrained subframe may be transmitted by restricting the beam subset only for a specific rank. .
  • a method may be used that does not restrict a rank itself that may be used in the beam-constrained subframe 1000, but restricts a beam subset that may be used in a specific rank, and does not restrict a beam subset that may be used in the remaining ranks. For example, when the value of the rank for transmitting data through the beam constrained subframe 1000 is rank 1 or rank 2, the beam subset that may be used in the corresponding rank may be restricted. On the contrary, when the value of the rank for transmitting data through the beam-constrained subframe 1000 is a rank other than rank 1 or rank 2, the corresponding rank may be set to use the entire beam subset without restricting the beam subset. .
  • the terminal may not need to be aware of the vertical area beam and / or the horizontal area beam.
  • the base station simply informs the terminal of a plurality of CSI-RS configuration information about the vertical beam and / or the horizontal beam, and transmits each CSI-RS for this configuration information.
  • the UE may simply feed back channel state information (CSI) such as channel quality indicator (CQI), rank index (RI), and precoding matrix index (PMI) to each received CSI-RS.
  • CSI channel state information
  • CQI channel quality indicator
  • RI rank index
  • PMI precoding matrix index
  • the vertical beam to be constrained may be an application to some CSI-RSs for a plurality of CSI-RSs received from a plurality of base stations.
  • a cell specific virtual cell identifier may be allocated to a vertical beam region (or a vertical beam domain).
  • the operation of elevation (vertical) beamforming based on the existing electrical tilting was generally performed based on beams formed within 6 degrees (up to 12 degrees).
  • active antenna-based vertical beamforming can have a relatively wider beam operating width and a narrower beam width.
  • the vertical beam domain is still more limited than the horizontal beam domain due to the geographical characteristics between the terminal and the base station.
  • UE-specific vertical beamforming may cause an increase in computational complexity and feedback resources of the UE.
  • the beam for indicating the beam subset for performing vertical beamforming A cell-specific virtual cell ID may be assigned to the index.
  • the base station may perform vertical beamforming based on the assigned cell specific virtual cell identifier.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a method for allocating a virtual cell identifier according to an embodiment of the present invention.
  • a virtual cell identifier may be assigned to a vertical beam region to identify a beam subset or a vertical beam region for determining the vertical beam.
  • the virtual cell identifier may be an identifier that is extended and determined based on a basic physical cell ID (PCI) allocated to the terminal.
  • PCI basic physical cell ID
  • a beam subset used to steer a particular vertical region may be indicated by a vertical beam index 0, and a physical cell identifier may be assigned to the vertical region steered based on the vertical beam index 0.
  • Vertical beam indexes 1 to x indicating the remaining beam subset used to steer another vertical region may correspond to each virtual cell identifier.
  • a first virtual cell identifier may be assigned to the first vertical region 1110 among the vertical regions, and a second virtual cell identifier may be assigned to the second vertical region 1120.
  • the virtual cell identifier used to distinguish the vertical region may be assigned by selecting any cell identifier within the subset except for the physical cell identifier of the current cell among a total of 504 physical cell identifier sets. However, the virtual cell identifiers used to identify the vertical beamforming region in one base station may be selected so as not to overlap each other between beam indices.
  • the terminal may know the transmission timing of the beam-constrained subframe through the beam-constrained subframe configuration information informed by the base station.
  • the UE determines channel state information (CSI (eg, channel state information such as CQI, RI, PMI, etc.)) based on the channel and / or signal transmitted in the beam-constrained subframe, and feeds back the determined channel state information to the base station. can do.
  • CSI channel state information
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a method for determining a CSI by a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may first obtain beam-constrained subframe configuration information from the base station.
  • the terminal may obtain information on the beam subset used by the base station to transmit data through the beam constrained subframes 1200 and 1250 based on the beam constrained subframe configuration information.
  • the UE may also obtain information about the CSI measurement subframes 1230 and 1250, which are subframes used to determine channel state information (eg, CSI).
  • the UE may determine the CSI based on the information on the CSI measurement subframes 1230 and 1250 for determining the information on the beam-constrained subframe and the channel state information. For example, if the CSI measurement subframe is a beam-constrained subframe (1250), the UE determines the CSI measurement subframe based on the information on the beam subset used by the base station to transmit data in the beam-constrained subframe 1250. CSI may be determined at 1250. The terminal may feed back information on the determined CSI to the base station.
  • the CSI measurement subframe is a beam-constrained subframe (1250)
  • the UE determines the CSI measurement subframe based on the information on the beam subset used by the base station to transmit data in the beam-constrained subframe 1250.
  • CSI may be determined at 1250.
  • the terminal may feed back information on the determined CSI to the base station.
  • the beam subset used for transmitting a reference signal such as a CSI-RS in the corresponding CSI measurement subframe 1250 may be limited.
  • the beam subset used to transmit data via the CSI measurement subframe 1250 may be a beam subset that performs vertical beamforming for a particular vertical region or other restrictive beam subset.
  • channel state information may be calculated based on some of the CSI-RSs.
  • the rank used for transmitting the CSI measurement subframe 1250 may be limited. Accordingly, the terminal may determine the CSI based on the data of the CSI measurement subframe 1250 transmitted using the specified rank and feed back the determined CSI to the base station.
  • the UE may report the measured CSI based on the limited beam subset to the base station for a specific rank.
  • the base station can define a beam subset that can be used for a particular rank value used to transmit the beam constrained subframe 1250.
  • the UE may transmit the channel state information measured through the data of the CSI measurement subframe 1250 transmitted based on the limited beam subset with respect to the specific rank value to the base station.
  • a subframe transmitted in a specific transmission mode such as MU-MIMO may not be set as a beam constrained subframe. Accordingly, when the UE acquires information on a subframe transmitted based on MU-MIMO, the corresponding subframe 1250 may determine the CSI for the entire beam subset and feed back the determined CSI to the base station.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the base station 1300 includes a processor 1310, a memory 1320, and an RF unit 1330.
  • the memory 1320 is connected to the processor 1310 and stores various information for driving the processor 1310.
  • the RF unit 1320 is connected to the processor 1310 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 1310 implements the proposed functions, processes, and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 1310.
  • the processor 1310 may include a wireless device 1350, a processor 1360, a memory 1370, and an RF unit 1380.
  • the memory 1370 is connected to the processor 1360 and stores various information for driving the processor 1360.
  • the RF unit 1380 is connected to the processor 1360 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Processor 1360 implements the proposed functions, processes, and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the wireless device may be implemented by the processor 1360.
  • the processor 1310 may be configured to transmit configuration information regarding a beam restricted subframe to the terminal and to transmit downlink data to the terminal through the subframe.
  • the subframe includes a beam constrained subframe and a normal subframe
  • the configuration information includes information indicating a subframe set as the beam constrained subframe among the plurality of subframes, and the beam constrained subframe includes only the first beam subset.
  • a normal subframe is a subframe transmitted based on the first beam subset and the second beam subset
  • the first beam subset is a subframe transmitted based on the first set of precoding matrices.
  • a second beam subset may be a set of beams generated based on a second set of precoding matrices comprising a first set of precoding matrices.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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Abstract

빔 제약적 서브프레임에 기반한 하향링크 데이터 전송 방법 및 장치가 개시되어 있다. 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법은 기지국이 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하는 단계, 기지국이 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있되, 서브프레임은 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고, 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고, 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 노말 서브프레임은 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고, 제2 빔 서브셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합일 수 있다.

Description

빔 제약적 서브프레임에 기반한 하향링크 데이터 전송 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서브프레임을 송신 및 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 차세대 이동 통신 및 대용량 데이터 통신에 대한 요구가 증가하면서 고품질의 고속 멀티미디어 통신 서비스가 점차 요구되고 있다. 특히 차세대 이동 통신 시스템에서는 기지국과 다수의 사용자 간의 고속의 링크 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 또한, 디지털 영상 미디어 기술의 발전과 고속 무선 전송에 대한 요구가 증가함에 따라 실내 외 근거리 고속 무선 데이터 통신에서 수 Gbps(giga bit per second) 급의 무선 전송을 현실화하려는 시도가 세계적인 기술 선진국들을 중심으로 진행되고 있다. 이는 원하는 신호를 고속으로 추적하고, 통신 간 높은 이득을 가지는 빔 포밍(beam forming)시스템이 점차 요구되고 있다는 것을 의미한다.
빔포밍이란 안테나에서 방사된 에너지가 공간에서 특정한 방향으로 집중되는 안테나 기술이다. 빔포밍의 목적은 원하는 방향으로부터 보다 세기가 강한 신호를 수신하거나 원하는 방향으로 보다 집중된 에너지를 가지는 신호를 전달하는 것이다. 특히, 빔 포밍 시스템은 무선 통신 시스템의 고속화 및 대용량화를 위해 높은 이득의 다양한 형태의 빔을 구현하는 것이 요구된다.
예를 들어, 빔 포밍 시스템은 다수 사용자에 대한 대용량 데이터의 고속 송수신 통신, 위성, 항공 등 스마트 안테나를 사용하는 각종 위성 항공 통신 등과 같은 높은 패스 로스(path loss) 대역에서의 통신 등에 사용될 수 있다. 따라서, 빔포밍 통신은 차세대 이동 통신 및 각종 레이더, 군사 및 항공 우주 통신, 실내 및 건물 간 고속 데이터 통신, WLAN(wireless local area network), WPAN(wireless personal area network) 등의 다양한 분야에서 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 빔 제약적 서브프레임을 송신 및 수신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 빔 제약적 서브프레임을 송신 및 수신하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법은 상기 기지국이 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하는 단계, 상기 기지국이 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 서브프레임은 상기 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고, 상기 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 상기 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고, 상기 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 상기 노말 서브프레임은 상기 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 상기 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고, 상기 제2 빔 서브셋은 상기 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합일 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 네트워크에서 동작하는 기지국은 무선 신호를 송신 및 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부, RF부와 선택적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하고, 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 단말로 전송하도록 구현될 수 있되, 서브프레임은 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고, 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고, 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 노말 서브프레임은 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고, 제2 빔 서브셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합일 수 있다.
빔 제약적 서브프레임을 정의함으로써 인접 셀 및 이종 셀 간에 간섭을 완화하여 데이터 송신 및 수신 효율을 높일 수 있다.
도 1은 eICIC(enhanced inter-cell interference cancellation) 기법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 안테나 틸팅 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 기존의 전기적 틸딩을 고려하였을 경우 기지국에서 생성되는 빔의 패턴을 나타낸다.
도 4는 능동 안테나 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 5는 능동 안테나 기반의 단말 특정 빔을 전송하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임 설정을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가상 셀 식별자를 할당하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말이 CSI를 결정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
단말(User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

도 1은 eICIC(enhanced inter-cell interference cancellation) 기법을 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 eICIC(inter-cell interference cancellation) 기법 중에 셀 별로 전송 전력을 시간 영역에서 다르게 할당함으로써 간섭을 분산 또는 회피하는 방법에 대해 개시한다. 이러한 eICIC 기법은 3GPP LTE-A Rel-10 적용된 기법이다.
도 1을 참조하면 시간 영역에서의 셀 간 간섭을 제거하기 위해 방법으로 간섭 셀의 전송 전력을 시간 영역에서 서로 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 간섭 셀은 피 간섭 셀에 대하여 간섭 영향을 줄이고자 특정한 서브프레임의 전송 전력을 낮추어 전송할 수 있다. 이와 같이 일반적인 서브프레임에 비하여 낮은 전송 전력을 갖는 서브프레임을 ABS(almost blank subframe)라는 용어로 정의한다. 3GPP LTE에서는 이와 같은 ABS에 대한 구성을 일정 시간 영역에 대하여 규정하여 전송하는 방법을 통해 간섭을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 40ms 전송 주기로 40 비트의 비트맵 전송하여 ABS의 구성에 대한 정보를 기지국에서 단말로 전송할 수 있다.
단말은 상위 계층으로부터 서로 다른 2가지의 CSI 측정 서브프레임 집합(예를 들어,
Figure PCTKR2014000945-appb-I000001
및
Figure PCTKR2014000945-appb-I000002
)를 할당 받아, CSI 측정 서브프레임 별로 서로 다른 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
도 1의 상단은 피 간섭 셀(120)과 간섭 셀(100)이 인접 셀인 경우, 피 간섭 셀(120)이 서브프레임을 전송하는 t1 시간에서 간섭 셀(100)이 전송 전력을 감소시킴으로써 인접 셀 간 간섭을 완화시키는 방법을 나타낸다.
도 1의 하단은 간섭 셀(150)과 피 간섭 셀(160)이 이종 네트워크(heterogeneous network, HetNet)인 경우이다. 이종 네트워크는 매크로 기지국 내에 마이크로/피코/펨토 셀 등 작은 커버리지를 가지는 소형 기지국이 중첩되어 존재할 수 있다. 피 간섭 셀(160)인 마이크로/피코/펨토 셀 등이 전송을 수행하는 시간 t1에서는 매크로 기지국에서 전송시 사용하는 전력을 감소시킴으로써 피 간섭 셀(160)에 발생하는 간섭량을 감소시킬 수 있다. 도 1의 하단과 같은 이종 네트워크의 경우, 매크로 기지국은 네트워크 부하에 따라 핸드오버 또는 셀 (재)선택(cell (re)selection)을 기반으로 단말을 인접한 소형 기지국으로 옮김으로써 네트워크의 부하를 조절할 수 있다.
하지만, 이러한 시간 영역을 기반으로 수행하는 eICIC 방법은 간섭 기지국 입장에서는 네트워크 부하가 아닌 다른 이유로 단말의 스케쥴링에 제약을 받을 수 있다. 즉, 간섭 기지국은 네트워크 부하 이유가 아닌 다른 이유(예를 들어, 이종 네트워크 환경에서의 피 간섭 기지국의 단말 보호 또는 동일 네트워크 환경에서의 셀 영역 확대 (Cell Range Extension) 등을 위해 전송 전력을 제한하는 경우)로 특정한 서브프레임에 단말을 스케쥴링시 제약을 받을 수 있다.
또한, 도 1의 상단 및 도 1의 하단에서 간섭 셀이 전송하는 빔은 시간 영역 t1, t2에서 전송 전력으로 구분됨을 의미하는 것으로 빔 방향의 변동을 의미하는 것은 아니다. 또한, 단말의 피드백 정보 역시
Figure PCTKR2014000945-appb-I000003
및
Figure PCTKR2014000945-appb-I000004
에 대하여 명시적으로 구분되어 피드백되거나, 동시에 이루어 지는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에서는 시간 영역뿐만 아니라 특정한 서브프레임을 전송하기 위해 사용되는 빔 서브셋을 제약함으로써 인접 셀 및 이동 셀 간에 발생하는 간섭을 방지할 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예는 후술한다.

도 2는 안테나 틸팅 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2의 상단은 안테나 틸팅을 수행하지 않은 것을 나타내고, 도 2의 중단은 기계적 틸팅(mechanical tilting), 도 2의 하단은 전기적 틸팅(electrical tilting)을 수행하는 것을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기존 셀룰러 시스템에서 기지국은 기계적 틸팅 또는 전기적 틸팅을 기반으로 셀 간 간섭을 줄이고, 셀 내 단말들의 SINR(signal to interference-plus-noise ratio)을 향상시키는 방법을 사용해 왔다. 하지만, 기계적 틸팅의 경우, 초기 설치시 빔의 방향이 고정되는 단점이 있고, 기지국을 설치하는 건물의 높이, 지지대의 높이에 따라서 기계적 틸팅각(mechanical tilting angle)이 결정되기 때문에 방사 빔 폭(radiation beam width)을 넓게 형성해야 한다. 전기적 틸팅(electrical tilting)의 경우 내부 위상 쉬프트(phase shift) 모듈을 이용하여 틸팅 각(tilting angle)을 변경할 수 있으나, 사실상 셀 고정적 틸팅으로 인하여 매우 제약적인 수직 빔 포밍(vertical beamforming)만 가능한 단점이 있다. 능동 안테나 시스템(active antenna system, AAS)을 사용하는 경우, 기존의 틸팅에 대비하여 자유로운 수평 빔포밍 및/또는 수평 빔 포밍을 구현할 수 있다.

도 3은 기존의 전기적 틸딩을 고려하였을 경우 기지국에서 생성되는 빔의 패턴을 나타낸다.
도 3의 좌측은 일반적인 수평 빔 패턴을 나타내고, 도 3의 우측은 전기적 틸팅각을 15도로 가정하였을 경우, 수직 빔 패턴을 나타낸다.
3GPP에서 고려하거나 일반적으로 알려져 있는 안테나의 빔 특성은 아래와 같은 값을 가질 수 있다. 수직 빔 폭(vertival beam width)은 HPBW(half power beam width)을 기준으로 10도 내지 15도를 가질 수 있고, 수평 빔 폭은 HPBW를 기준으로 65도 내지 70도를 가질 수 있다. 여기서 HPBW(half power beam width)는 3dB 이득 감쇠를 고려한 빔을 의미한다. HPBW는 반차각으로써 지향성의 정도를 나타내는 물리량으로 주엽의 날카로운 정도(첨예도)를 나타낼 수 있다. HPBW이 작을수록 빔이 예리한 지향성을 가지는 것을 의미할 수 있다. 능동 안테나를 사용하는 경우, 전기적 틸팅을 사용할 경우 기지국에서 생성되는 빔의 패턴보다 넓은 빔 폭을 가질 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술한다.

도 4는 능동 안테나 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 4의 상단을 참조하면, 능동 안테나 시스템(active antenna system, AAS)은 기존 수동 안테나 시스템과 달리 수동 소자인 안테나 각각에 RF(radio frequency) 모듈(400)이 결합되는 형태로 구현된 안테나 시스템이다. 능동 안테나 시스템은 안테나 각각에 RF 모듈(400), 즉 능동 소자를 포함하고 있어, 안테나 모듈 각각에 대한 전력 및 위상을 조절할 수 있다. 능동 안테나 시스템은 안테나 성능들과 관련된 사항들(소형 안테나 유효 길이 증가, 대역폭 증가, 배열 소자들 사이의 상호 커플링 감소 및 잡음 성분 개선, 송신 전력 효율 증대 등)을 개선시켜 줄 뿐만 아니라, MIC(microwave Integrated Circuit) 및 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 기술과 연관되어 고집적화가 가능하고 특히, 밀리미터파 대역 통신 시스템들에 응용할 경우 전송 선에 의한 높은 손실, 제한된 소스 전력, 안테나 효율 감소 및 우수한 성능의 위상 변위기 결여 등으로 인한 단점을 극복 할 수 있다. 각 안테나 별로 RF 모듈(400)이 결합되어 있는 형태이기 때문에 안테나를 포트 별로 제어가 가능하여 안테나를 통신 환경 및 상황에 맞도록 위상 및 출력을 조절 할 수 있는 특징이 있다.
도 4의 하단은 능동 안테나를 기반으로 단말 특정 빔을 전송하는 방법을 나타낸다. 도 4의 하단을 참조하면, 능동 안테나를 사용하는 경우, 특정한 타겟에 대해 해당 방향으로 빔의 방향을 조절하여 해당 타겟의 위치를 기반으로 전력을 조절하여 타겟으로 빔포밍을 수행할 수 있다.

도 5는 능동 안테나 기반의 단말 특정 빔을 전송하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 2차원 능동 안테나 어레이를 기반으로 단말 특정 빔을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이를 이용한 전송 환경으로는 외부 기지국에서 실내 단말에 대하여 전송하는 환경 (O2I, Outdoor to Indoor) 및 실외의 작은 셀 환경 (Urban Micro) 정도를 주로 고려하고 있다.
도 5를 참조하면, 능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이를 사용하여 빔을 전송하는 경우, 기지국이 단말 특정 수평 빔 조향 뿐만 아니라 건물 높이에 따른 다양한 단말 높이를 고려한 수직 빔 조향까지 가능하여 셀 내 다양한 다수의 건물들이 존재하는 실제 셀 환경에서 사용할 수 있다.
셀 내에 다양한 높이를 가진 다수의 건물들이 존재하는 셀 환경을 고려할 수 있다. 이러한 경우, 기존 무선 채널 환경과는 많이 다른 채널 특성 등을 고려할 수 있다. 예를 들어, 높이 차이에 따른 음영/경로 손실 변화, LoS(line of sight)/NLoS(non-line of sight), DoA(direction of arrival) 등을 포함한 페이딩 특성 변화 등을 고려하여 빔을 조향할 수 있다. 수직 빔 조향을 고려하는 경우, 기지국 및 단말에서 2차원 안테나 어레이에서 조향되는 수직면/수평면 각각 또는 전체 수직면 및 수평면을 포함하는 조향 영역에 대한 채널을 측정하고 측정된 채널 정보를 피드백할 것을 요구할 수 있다. 즉, 단말은 자기 채널뿐만 아니라 간섭 채널까지 포함하여 최적의 CSI(channel state information)를 산정할 필요가 있을 수 있다. 이러한 채널 정보 결정 방법을 사용할 경우, 단말의 계산 복잡도가 증가하게 된다. 특히, 정밀한 빔 조향을 위하여 안테나 어레이 규모를 증가시킬수록 단말의 계산 복잡도뿐만 아니라 피드백 정보량도 급격히 증가하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이에 대한 채널 정보를 산출하기 위한 복잡도 증가를 최소화하면서 멀티-타이어 네트워크(multi-tier network) 또는 멀티-BS 네트워크(multi-BS(base station) network)에서 사용이 가능한 간섭 제거 방법에 대해 개시한다.
이하, 본 발명의 실시예에서 빔은 실제 안테나 방사 빔, 프리코딩 벡터/행렬, 프리코딩 벡터/행렬 인덱스 등을 의미하는 용어로 사용할 수 있다. 또한 빔의 서브셋은 특정한 방향의 안테나 방사빔, 특정한 프리코딩 벡터/ 프리코딩 행렬 또는 특정한 프리코딩 벡터/행렬의 인덱스를 의미할 수 있다. 즉, 빔의 서브셋은 능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이에서 조향이 가능한 빔의 집합 중 일부의 빔의 집합을 의미할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어인 안테나는 능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이를 지시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기지국은 빔의 전체 집합 중 일부인 특정한 빔 서브셋에 해당하는 빔만을 사용하여 전송되는 서브프레임을 정의할 수 있다. 특정한 빔 서브셋만 사용하여 전송되는 서브프레임을 빔 제약적 서브프레임이라는 용어로 정의할 수 있다. 기지국은 빔 제약적 서브프레임에 대한 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 단말은 빔 제약적 서브프레임에 대한 설정 정보를 기반으로 빔 제약적 서브프레임을 전송하기 위해 사용된 빔 서브셋에 대한 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 기지국이 능동 안테나 기반 2차원(2-dimension) 안테나 어레이를 기반으로 신호를 단말로 전송하는 경우, 수평 영역 및 수직 영역에 대한 합성 빔을 생성하는 합성 프리코딩 벡터 및/또는 프리코딩 매트릭스(composite precoding vector/matrix, P)는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 1>
P = PVPH (PV: vertical precoding vector/matrix, PH: horizontal precoding vector/ matrix)
수학식 1을 참조하면, 수직 프리코딩 벡터(또는 행렬)과 수평 프리코딩 벡터(또는 행렬)의 곱을 기반으로 합성 빔의 프리코딩 벡터(또는 행렬)을 산출할 수 있다. 기지국은 합성 프리코딩 벡터 및/또는 합성 프리코딩 매트릭스를 기반으로 결정된 빔을 사용하여 단말로 서브프레임을 전송할 수 있다. 즉, 기지국은 제한적 빔 서브셋(예를 들어, 특정 합성 프리코딩 벡터 및 프리코딩 매트릭스를 기반으로 생성된 빔)을 사용하여 생성한 빔을 통해 단말로 빔 제약적 서브프레임을 전송할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 이러한 빔 제약적 서브프레임의 설정, 기지국에서 제한된 빔 서브셋을 사용하여 빔 제약적 서브프레임을 단말로 전송하는 방법 및 빔 제한적 서브프레임을 수신한 단말이 채널 상태 정보(예를 들어, CSI(channel state information))를 기지국으로 전송하는 방법에 대해 구체적으로 개시한다.
능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이를 사용하여 빔을 조향하는 경우, 기존의 틸팅을 기반으로 한 수평 영역 및 수직 영역에서의 빔 특징과 다른 빔 특징을 가질 수 있다. 능동 안테나 기반의 수평 영역 빔은 적응 속도가 빠르고 빔 폭이 넓고, 음영 범위가 넓을 수 있다. 또한, 능동 안테나 기반의 수직 영역 빔은 적응 속도가 빠르고 빔 폭이 넓고(30°~90°), 운용 범위 좁을 수 있다. 여기서, 적응 속도는 빔의 변경 속도를 의미하고, 빔 폭은 안테나에서의 방사 빔에 대한 유효 빔 폭(beam width), 운용 범위는 빔폭에 대한 전체 빔 영역에서의 빔 커버리지(beam coverage)를 의미할 수 있다.
즉, 능동 안테나 기반의 2차원 어레이를 구성하는 경우, 수평 빔에 비하여 수직 빔의 운용 범위가 좁다. 또한, 타겟의 실제 이동을 고려할 때 수직 빔의 변경은 제한된 셋 안에서 변경될 수 있다. 이러한 능동 안테나 기반의 2차원 안테나 어레이의 특성을 기반으로 빔 제약적 서브프레임을 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 빔 제약적 서브프레임을 사용함으로써 단말에 대한 제약을 최소화하면서 효율적으로 간섭을 회피할 수 있다. 예를 들어, 특정 셀이 빔 제약적 서브프레임을 전송하는 전송 시간에 다른 셀에서 빔 제약적 서브프레임에서 사용되는 제약된 빔 서브셋이 아닌 다른 빔 서브셋을 사용하여 데이터를 전송함으로써 다른 셀에 의한 간섭을 방지할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 주로 빔 제약적 서브프레임을 전송하기 위한 빔 서브셋은 수직 빔 영역의 빔 조향 영역을 제약하기 위한 빔 서브셋에 대해 개시한다. 하지만, 빔 제약적 서브프레임을 전송하기 위한 빔 서브셋은 수직 빔 영역의 빔 조향 영역을 제약하기 위한 빔 서브셋일 뿐만 아니라 수평 빔 영역을 제약하기 위한 빔 서브셋일 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 하나의 프레임에서 설정된 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)(600)에 대해 개시한다. 빔 제약적 서브프레임(600)은 데이터를 수신기로 전송하기 위한 빔 서브셋이 제한된 서브프레임일 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임은 빔 제약적 서브프레임(600)과 노말 서브프레임을 포함할 수 있다. 빔 제약적 서브프레임(600)은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 노말 서브프레임은 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브 셋을 기반으로 전송되는 서브프레임일 수 이있다. 즉, 빔 제약적 서브프레임(600)은 빔 제약적 서브프레임(600)을 전송하기 위한 빔 서브 셋이 제한된 서브프레임일 수 있다. 노말 서브프레임은 노말 서브프레임을 전송하기 위한 빔 서브 셋이 제한된 서브프레임일 수 있다. 밤 서브 셋은 특정한 프리코딩 행렬을 기반으로 생성된 빔을 의미할 수 있다. 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고, 제2 빔 서브셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합일 수 있다.
예를 들어, 기지국은 하나의 프레임에 포함된 10개의 서브프레임 중 시간적으로 3번째, 6번째 및 9번째에 해당하는 서브프레임인 서브프레임 #2(620), 서브프레임 #5(650), 서브프레임 #8(680)을 빔 제약적 서브프레임(600)으로 설정할 수 있다. 이러한 빔 제약적 서브프레임(600)의 설정을 기반으로 기지국은 제한된 빔 서브셋을 사용하여 빔 제약적 서브프레임(600)를 전송할 수 있다.
예를 들어, 제1 프리코딩 행렬, 제3 프리코딩 행렬 및 제5 프리코딩 행렬만을 빔 제약적 서브프레임을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용되는 빔 서브셋으로 설정할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어, 기지국은 제1 프리코딩 행렬, 제3 프리코딩 행렬 및 제5 프리코딩 행렬 중 하나의 프리코딩 행렬을 기반으로 생성된 빔을 빔 제약적 서브프레임을 단말로 전송할 수 있다.
기지국은 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 비트맵의 포맷을 사용하여 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 빔 제약적 서브프레임 설정 정보가 전송되는 주기는 CSI-RS(channel state information reference signal)와 같은 특정한 참조 신호가 전송되는 전송 주기의 정수배로 설정될 수 있다. 또는 빔 제약적 서브프레임 설정 정보가 전송되는 주기는 PBCH의 전송 및/또는 갱신되는 주기와 맞추어 전송될 수도 있다. 즉, 주요 시스템 정보를 포함하는 MIB(Master Information Block) 전송 채널인 PBCH(Physical Broadcasting Channel)와 전송 및/또는 갱신 주기와 맞추어 빔 제약적 서브프레임에 대한 정보를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 빔 제약적 서브프레임 구성 정보의 바람직한 전송 주기는 40ms일 수 있으며, 40비트 길이를 갖는 비트맵 포맷이 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나의 프레임에서 빔 제약적 서브프레임이 복수개 정의되어 단말로 전송될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임 설정을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 하나의 프레임에 제1 빔 제약적 서브프레임(710)과 제2 빔 제약적 서브프레임(720) 및 제3 빔 제약적 서브프레임(730)과 같이 복수의 빔 제약적 서브프레임이 설정될 수 있다. 제1 빔 제약적 서브프레임(710)은 전송시 제1 빔 서브셋에 대응되는 빔을 기반으로 전송되는 서브프레임을 지시할 수 있다. 마찬가지로 제2 빔 제약적 서브프레임(720)은 전송시 제2 빔 서브셋에 대응되는 빔을 기반으로 전송되는 서브프레임, 제3 빔 제약적 서브프레임(730)은 전송시 제3 빔 서브셋에 대응되는 빔을 기반으로 전송되는 서브프레임을 지시할 수 있다.
제1 빔 서브셋, 제2 빔 서브셋 및 제3 빔 서브셋은 적어도 하나의 서로 다른 빔 서브셋 요소(안테나 방사 빔, 프리코딩 벡터/행렬 또는 프리코딩 벡터/행렬 인덱스)를 포함하는 빔 서브셋일 수 있다.
예를 들어, 하나의 프레임에서 제1 빔 제약적 서브프레임(710)은 하나의 프레임에서 시간적으로 선행하는 3번째 서브프레임, 제2 빔 제약적 서브프레임은 하나의 프레임에서 시간적으로 선행하는 6번째 서브프레임, 제3 빔 제약적 서브프레임은 하나의 프레임에서 시간적으로 선행하는 9번째 서브프레임에 설정된 서브프레임일 수 있다.
이러한 빔 제약적 서브프레임 설정에 대한 정보는 전술한 바와 같이 기지국에서 단말로 특정한 정보 포맷을 기반으로 특정한 주기에 전송될 수 있다. 예를 들어, 40ms로 설정된 빔 제약적 서브프레임 전송 주기에 따라 빔 제약적 서브프레임의 설정에 대한 비트맵 정보가 기지국에서 단말로 전송될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한함에 있어서 제약되는 빔의 서브셋을 수직 빔 영역으로 빔을 조향하기 위한 빔 서브셋으로 제한할 수 있다. 이러한 빔 제약적 서브프레임을 수직 영역 빔 제약적 서브프레임(800)이라고 할 수 있다.
예를 들어, 수직 영역 빔 제약적 서브프레임(800)은 사용되는 프리코딩 행렬을 특정한 행렬로 제한함으로써 안테나 어레이에서 조향되는 빔의 수직 영역을 일정한 범위의 영역으로 제한할 수 있다. 수직 영역 빔 제약적 서브프레임(800)에서 빔의 수직 영역을 일정한 범위로 제한함으로써 동일한 수평 빔을 구성하는 경우에도 빔의 수직 영역에 대한 설정이 서로 상이할 경우, 단말이 겪는 간섭은 매우 제약적일 수 있다. 따라서, 수직 영역 빔 제약적 서브 프레임(800)은 빔의 수직 영역을 제한하는 방법을 사용함으로써 빔 제약적 서브프레임이 해당 수직 영역이 아닌 다른 수직 영역에서 전송되는 다른 빔을 간섭하지 않도록 설정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9에서는 빔 제약적 서브프레임이 스케쥴링되는 전송 모드를 제한하는 방법에 대해 개시한다.
도 9를 참조하면, 특정한 전송 모드에 대해서만 빔 제약적 서브프레임(900)을 스케줄링할 수 있도록 설정할 수 있다. 즉, 빔 제약적 서브프레임(900)에서 사용될 수 있는 전송 모드가 제한될 수 있다.
예를 들어, 기지국의 전송 모드가 MU(multiple user)-MIMO(multiple input multiple output)인 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 단말이 기지국과 페어링되어 각각의 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 이러한 MU-MIMO 전송 환경에서 페어링된 복수의 단말들 중 일부의 단말들은 간섭을 고려해야 하는 빔 제약적 환경에서 존재하는 단말이 아닐 수 있다.
즉, 빔 제약적 서브프레임(900)을 설정하여 복수의 단말들에게 전송하는 경우, 데이터 송신 및 수신 효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 기지국이 특정한 서브프레임이 MU-MIMO와 같은 전송 모드를 기반으로 전송되는 서브프레임인 경우, 빔 제약적 서브프레임(900)으로 설정되지 않도록 제한할 수 있다. 즉, MU-MIMO로 동작하는 단말로 전송되는 채널 또는 신호는 빔 제약적 서브프레임(900)에서 스케쥴링하지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기지국이 빔 제약적 서브프레임에서 데이터를 전송함에 있어 빔 제약적 서브프레임에서 데이터를 전송하기 위해 사용되는 랭크를 제한할 수 있다. 빔 제약적 서브프레임에서 전송되는 데이터는 특정한 랭크(rank)를 기반으로 기지국에서 단말로 전송되도록 설정할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 빔 제약적 서브프레임에서 빔의 서브셋을 제한하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10을 참조하면, 예를 들어, 기지국이 단말로 빔 제약적 서브프레임(1000)을 통해 데이터를 전송시 사용되는 랭크 값은 랭크 1 또는 랭크 2의 값으로 한정될 수 있다.
SINR(signal to interference plus noise ratio) 측면에서 채널 상태가 상대적으로 좋지 않은 SINR 조건인 경우, 기지국에서 랭크값을 1로 선택하여 데이터를 전송할 수 있다. 또는 높은 공간 채널 상관도(high spatial channel correlation)를 가진 채널 환경에서 랭크값을 1로 선택하여 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 채널 환경에서는 빔의 직진성(LoS, line of sight)이 주요 선택 조건이 될 수 있고, 이러한 이유로 빔 제약적 서브프레임(1000)에서 적용 가능한 빔 서브셋이 한정될 수 있다.
만약, 안테나 형태가 이중 편파 안테나(dual polarized antenna)라면 빔 제약적 서브프레임(1000)은 전송 랭크를 랭크 2까지 확대하여 전송될 수 있다. 또는 채널 상황에 따라서는 동일 편파 안테나(co-polarized antenna)라 할지라도 빔 제약적 서브프레임(1000)에서 데이터를 전송시 랭크 값을 랭크 2까지 확대하여 전송할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 빔 제약적 서브프레임(1000)을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용되는 빔 서브셋을 랭크 1 또는 랭크 2와 같이 특정한 랭크값에 대응되는 빔 서브셋으로 제한할 수 있다. 빔 제약적 서브프레임(1000)을 통해 데이터를 전송하기 위한 빔 서브셋의 랭크를 제약하는 또 다른 방법으로 빔 제약적 서브프레임을 전송함에 있어 특정 랭크에 대해서만 빔 서브셋을 제한하여 빔 제약적 서브프레임을 전송할 수도 있다.
즉, 빔 제약적 서브프레임(1000)에서 사용될 수 있는 랭크 자체를 제약하지는 않되, 특정 랭크에서 사용될 수 있는 빔 서브셋을 제약하고, 나머지 랭크에서는 사용될 수 있는 빔 서브셋은 제약하지 않는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 빔 제약적 서브프레임(1000)을 통해 데이터를 전송하기 위한 랭크의 값이 랭크 1 또는 랭크 2인 경우 해당 랭크에서 사용될 수 있는 빔 서브셋을 제약할 수 있다. 반대로 빔 제약적 서브프레임(1000)을 통해 데이터를 전송하기 위한 랭크의 값이 랭크 1 또는 랭크 2을 제외한 나머지 랭크인 경우, 해당 랭크에서는 빔 서브셋을 제약하지 않고 전체 빔 서브셋을 사용할 수 있도록 설정할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 수직 영역 빔 및/또는 수평 영역 빔에 대하여 인지할 필요가 없을 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 수직 빔 및/또는 수평 빔에 대하여 단순히 다수의 CSI-RS 설정 정보를 단말로 알려주고, 각 설정 정보에 이에 대한 각각의 CSI-RS를 전송할 수 있다. 단말은 수신한 CSI-RS 각각에 대하여 단순히 CSI(CQI(channel quality indicator), RI(rank index), PMI(precoding matrix index) 등 채널 상태 정보)를 피드백할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제약하고자 하는 수직 빔은 이러한 경우, 다수의 기지국으로부터 수신한 다수의 CSI-RS에 대하여 일부의 CSI-RS에 대한 적용일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 수직 빔 영역(또는 수직 빔 도메인)에 대하여 셀 특정 가상 셀 식별자를 할당할 수 있다. 기존 전기적 틸팅 기반의 엘리베이션(수직)(elevation(vertical)) 빔포밍의 운용은 일반적으로 6도 이내(최대 12도 이내)에서 형성된 빔을 기반으로 수행되었다. 이에 반해 능동 안테나 기반 수직 빔포밍은 상대적으로 빔 운용 폭이 넓고, 빔 폭도 더 좁게 가져갈 수 있다. 하지만, 수직 빔 도메인(vertical beam domain)은 단말과 기지국 사이의 지리적(geometric) 특성으로 인하여 여전히 수평 빔 도메인보다는 제약적일 수 밖에 없다. 더욱이, 전술한 바와 같이 단말-특정 수직 빔포밍(UE-specific vertical beamforming)은 단말의 계산 복잡도 및 피드백 자원의 증가를 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 수직 빔포밍을 수행하기 위한 빔 서브셋이 수평 빔포밍을 수행하기 위한 빔 서브셋보다 제한적인 서브셋인 경우를 가정하였을 경우, 수직 빔포밍을 수행하기 위한 빔 서브셋을 지시하기 위한 빔 인덱스에 셀 특정(cell-specific) 가상 셀 식별자(vitual cell ID)를 할당할 수 있다. 기지국은 할당된 셀 특정 가상 셀 식별자를 기반으로 수직 빔 포밍을 수행할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가상 셀 식별자를 할당하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 수직 빔 영역에 가상 셀 식별자를 할당하여 수직 빔을 결정하기 위한 빔 서브셋 또는 수직 빔 영역을 식별할 수 있다.
예를 들어, 가상 셀 식별자는 단말에 할당되는 기본 PCI (Physical Cell ID)를 기반으로 확장되어 결정되는 식별자일 수 있다. 예를 들어, 특정한 수직 영역을 조향하기 위해 사용되는 빔 서브셋을 수직 빔 인덱스 0으로 지시할 수 있고, 수직 빔 인덱스 0을 기반으로 조향되는 수직 영역에는 물리적 셀 식별자가 할당될 수 있다.
다른 수직 영역을 조향하기 위해 사용되는 나머지 빔 서브셋을 지시하는 수직 빔 인덱스 1~x는 각각의 가상 셀 식별자에 대응될 수 있다. 예를 들어, 수직 영역 중 제1 수직 영역(1110)에 대해서는 제1 가상 셀 식별자가 부여되고 제2 수직 영역(1120)에 대해서는 제2 가상 셀 식별자가 부여될 수 있다.
수직 영역을 구분하기 위해 사용되는 가상 셀 식별자는 총 504개 물리적 셀 식별자 집합 중 현재 셀의 물리적 셀 식별자를 제외한 서브셋 내에서의 임의의 셀 식별자가 선택되어 할당될 수 있다. 단, 하나의 기지국에서 수직 빔 포밍 영역을 식별하기 위해 사용되는 가상 셀 식별자는 빔 인덱스 간에 서로 중첩되지 않도록 선택될 수 있다.
또한, 다수의 캐리어를 기반으로 캐리어 어그리게이션을 수행함에 있어, 각 캐리어에 대하여 다수의 수직 빔 인덱스가 적용될 때 역시 각 수직 빔 도메인에 대한 가상 셀 식별자는 서로 다른 식별자가 할당되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말은 기지국이 알려주는 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 통해 빔 제약적 서브프레임의 전송 타이밍을 알 수 있다. 단말은 빔 제약적 서브프레임에서 전송되는 채널 및/또는 신호를 기반으로 채널 상태 정보(CSI(예를 들어, CQI, RI, PMI 등 채널 상태 정보))를 결정하고, 결정된 채널 상태 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말이 CSI를 결정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 먼저 획득할 수 있다. 단말은 빔 제약적 서브프레임 설정 정보를 기반으로 기지국이 빔 제약적 서브프레임(1200, 1250)을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용한 빔 서브셋에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한 단말은 채널 상태 정보(예를 들어, CSI)를 결정하기 위해 사용되는 서브프레임인 CSI 측정 서브프레임(1230, 1250)에 대한 정보 또한 획득할 수 있다.
단말은 빔 제약적 서브프레임에 대한 정보 및 채널 상태 정보를 결정하기 위한 CSI 측정 서브프레임(1230, 1250)에 대한 정보를 기반으로 CSI를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 CSI 측정 서브프레임이 빔 제약적 서브프레임인 경우(1250), 빔 제약적 서브프레임(1250)에서 데이터를 전송하기 위해 기지국이 사용한 빔 서브셋에 대한 정보를 기반으로 CSI 측정 서브프레임(1250)에서 CSI를 결정할 수 있다. 단말은 결정된 CSI에 대한 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.
CSI 측정 서브프레임이 빔 제약적 서브프레임일 경우(1250) 사용되는 해당 CSI 측정 서브프레임(1250)에서 CSI-RS와 같은 참조 신호를 전송하기 위해 사용되는 빔 서브셋이 제한적일 수 있다. 예를 들어, CSI 측정 서브프레임(1250)을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용되는 빔 서브셋은 특정한 수직 영역에 대하여 수직 빔포밍을 수행하는 빔 서브셋이거나 다른 제한적인 빔 서브셋일 수 있다. 또한, CSI 측정 서브프레임(1250)에 다수의 CSI-RS가 할당되는 경우, 이 중 일부의 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말이 CSI를 결정하는 CSI 측정 서브프레임이 빔 제약적 서브프레임(1250)일 때, CSI 측정 서브프레임(1250)을 전송하기 위해 사용되는 랭크는 제한적일 수 있다. 따라서, 단말은 특정된 랭크를 사용하여 전송된 CSI 측정 서브프레임(1250)의 데이터를 기반으로 CSI를 결정하고 결정된 CSI를 기지국으로 피드백할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, CSI 측정 서브프레임이 빔 제약적 서브프레임(1250)일 때, 단말은 특정 랭크에 대해서는 한정된 빔 서브셋을 기반으로 측정된 CSI를 기지국으로 보고할 수 있다. 전술한 바와 같이 기지국은 빔 제약적 서브프레임(1250)을 전송하기 위해 사용하는 특정 랭크 값에 대해서 사용될 수 있는 빔 서브셋을 한정할 수 있다. 단말은 특정 랭크 값에 대해서는 한정된 빔 서브셋을 기반으로 전송된 CSI 측정 서브프레임(1250)의 데이터를 통해 측정된 채널 상태 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, MU-MIMO와 같이 특정한 전송 모드로 전송되는 서브프레임은 빔 제약적 서브프레임으로 설정되지 않을 수 있다. 따라서, MU-MIMO를 기반으로 전송되는 서브프레임에 대한 정보를 단말이 획득하는 경우, 해당 서브프레임(1250)에서는 전체 빔 서브셋을 대상으로 CSI를 결정하고 결정된 CSI를 기지국으로 피드백할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 13을 참조하면, 기지국(1300)은 프로세서(processor, 1310), 메모리(memory, 1320) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 1330)을 포함한다. 메모리(1320)는 프로세서(1310)와 연결되어, 프로세서(1310)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1320)는 프로세서(1310)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1310)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 기지국의 동작은 프로세서(1310)에 의해 구현될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1310)는 무선기기(1350)는 프로세서(1360), 메모리(1370) 및 RF부(1380)을 포함한다. 메모리(1370)는 프로세서(1360)와 연결되어, 프로세서(1360)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1380)는 프로세서(1360)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1360)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 무선기기의 동작은 프로세서(1360)에 의해 구현될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1310)는 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하고, 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 단말로 전송하도록 구현될 수 있다. 서브프레임은 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고, 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고, 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 노말 서브프레임은 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고, 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고, 제2 빔 서브셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합일 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 기지국이 빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 기지국이 서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 서브프레임은 상기 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고,
    상기 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 상기 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고,
    상기 노말 서브프레임은 상기 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고,
    상기 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고,
    상기 제2 빔 서브셋은 상기 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합인 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 빔 서브 셋은 수직 영역으로 방사되는 수직 빔 영역을 제한하는 수직 프리코딩 행렬의 집합이고,
    상기 수직 빔 영역은 가상의 물리적 셀 아이디가 할당되는 일정한 수직 공간 영역인 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 랭크 1 또는 랭크 2의 전송에서만 사용되는 서브프레임인 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 MU(multi user)-MIMO(multiple input multiple output)로 동작하지 않는 단말들에게 설정되는 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 단말로 상기 빔 제약적 서브프레임을 전송하기 위해 사용된 상기 제1 빔 서브셋에 대한 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 단말로부터 CSI(channel state information)을 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 CSI는 상기 제1 빔 서브셋에 대한 정보를 기반으로 결정되는 기지국에서 햐향링크 데이터를 전송하는 방법.
  6. 무선 통신 네트워크에서 동작하는 기지국에 있어서, 상기 기지국은,
    무선 신호를 송신 및 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 선택적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    빔 제약적 서브프레임(beam restricted subframe)에 관한 설정 정보를 단말로 전송하고,
    서브프레임을 통해 하향링크 데이터를 상기 단말로 전송하도록 구현되되,
    상기 서브프레임은 상기 빔 제약적 서브프레임 및 노말 서브프레임을 포함하고,
    상기 설정 정보는 복수의 서브프레임 중 상기 빔 제약적 서브프레임으로 설정된 서브프레임을 지시하는 정보를 포함하고,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 제1 빔 서브 셋만을 기반으로 전송되는 서브프레임이고,
    상기 노말 서브프레임은 상기 제1 빔 서브 셋 및 제2 빔 서브셋을 기반으로 전송되는 서브프레임이고,
    상기 제1 빔 서브 셋은 제1 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합이고,
    상기 제2 빔 서브셋은 상기 제1 프리코딩 행렬 집합을 포함하는 제2 프리코딩 행렬 집합을 기반으로 생성되는 빔의 집합인 기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 빔 서브 셋은 수직 영역으로 방사되는 수직 빔 영역을 제한하는 수직 프리코딩 행렬의 집합이고,
    상기 수직 빔 영역은 가상의 물리적 셀 아이디가 할당되는 일정한 수직 공간 영역인 기지국.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 랭크 1 또는 랭크 2의 전송에서만 사용되는 서브프레임인 기지국.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 빔 제약적 서브프레임은 MU(multi user)-MIMO(multiple input multiple output)로 동작하지 않는 단말들에게 설정되는 기지국.
  10. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 단말로 상기 빔 제약적 서브프레임을 전송하기 위해 사용된 상기 제1 빔 서브셋에 대한 정보를 전송하고,
    상기 단말로부터 CSI(channel state information)을 수신하도록 구현되되,
    상기 CSI는 상기 제1 빔 서브셋에 대한 정보를 기반으로 결정되는 기지국.
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