WO2014148862A1 - 무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014148862A1
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김기준
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    • H04B7/0636—Feedback format
    • H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting channel state information using subsampling of a codebook in a wireless communication system, and an apparatus for this.
  • LTE 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications
  • LTE Long Term Evolution
  • UMTS and E—Details of the technical specifications of the UMTS can be found in the "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network" - ⁇ ] Release 7 and Release 8, respectively.
  • an E-UMTS is located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNodeB, eNB, network (E-UTRAN)) and connected to an external network (Access Gateway, AG).
  • UE user equipment
  • eNodeB eNodeB
  • E-UTRAN network
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20 MHz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest) related information.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest
  • the base station The scheduling information is transmitted to the terminal to inform the user of the time / frequency region, encoding, data size, HARQ related information, etc. available to the terminal.
  • the core network may be composed of a network node for the user registration of the AG and the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a TACTracking Area consisting of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and businesses are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Cost per bit is reduced, service availability is increased, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and proper power consumption of the terminal are required.
  • the MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technology can improve the transmit / receive data efficiency by adopting multiple transmit antennas and multiple receive antennas, which is far from using one transmit antenna and one receive antenna.
  • the transmitting end (black) of a wireless communication system is a technique for increasing capacity or improving performance by using multiple antennas at a receiving end.
  • the MIM0 technique may be referred to as a multi-antenna technique.
  • a precoding matrix that appropriately distributes transmission information to each antenna according to channel conditions may be applied.
  • a method of transmitting channel state information (CSI) by a terminal in a wireless communication system includes 16 precoding matrices. Subsampling a codebook for an included four antenna port; And feeding back a CSI based on the subsampled codebook, and when the RKRank indicator is 4, the subsampled codebook is a first precoding matrix having an index 0 among the 16 precoding matrices. A third precoding matrix having 2, a ninth precoding matrix having an index 8, and an eleventh precoding matrix having an index 10 may be included.
  • a terminal for transmitting channel state information includes: a radio frequency (RF) unit; And a processor, wherein the processor is configured to subsample a codebook for a 4 antenna port including 16 precoding matrices, and to feed back CSI based on the subsampled codebook, and RI (Rank) indicator) is 4, the subsampled codebook includes a first precoding matrix having an index of 0, a third precoding matrix having an index of 2, a ninth precoding matrix having an index of 8, and the like; It may include an eleventh precoding matrix having an index of 10.
  • the first precoding matrix is configured as follows.
  • the third precoding matrix is configured as follows.
  • the ninth precoding matrix is configured as follows.
  • the eleventh precoding matrix may be configured as follows.
  • the IPMI may indicate an index of a precoding matrix having one of 0 to 3 values.
  • the subsampling step may subsample a precoding matrix including only real values among the 16 precoding matrices.
  • the 16 precoding matrices may be subjected to subsampling for a precoding matrix based on the Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulation method.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • the subsampling may be performed on a precoding matrix having a value that corresponds to an X-pol (cross polarization) antenna among the 16 precoding matrices.
  • the second precoding matrix of the 16 precoding matrices is configured as follows.
  • the fourth precoding matrix is constructed as follows.
  • the fifth precoding matrix is constructed as follows.
  • the precoding matrix is constructed as follows.
  • the seventh precoding matrix is constructed as follows :
  • the precoding matrix is constructed as follows.
  • the tenth precoding matrix is constructed as follows.
  • the twelfth precoding matrix is constructed as follows :
  • the thirteenth precoding matrix is configured as follows. [45]
  • the fourteenth precoding matrix is configured as follows.
  • the fifteenth precoding matrix is constructed as follows.
  • the sixteenth precoding matrix may be configured as follows.
  • a method and apparatus for efficiently transmitting channel state information using subsampling of a codebook in a wireless communication system may be provided.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E—UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates a structure of a control plane and a user plane of a radio interface protocol between a UE and an EHJT AN based on the 3GPP radio access network standard.
  • 3 illustrates physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 illustrates a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 illustrates a configuration of a general multiple antenna (MIM0) communication system.
  • FIG. 14 illustrates a process of periodically reporting channel state information when using a hierarchical codebook.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of transmitting channel state information according to the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this, as an example, may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD method, which is an example of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD method or the TDD method.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a user equipment and an E—UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane is a terminal (User Equipment , A path through which control messages used by the UE and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer of the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in the Orthogonal Frequency Division Multiple Access (0FDMA) scheme in the downlink, and modulated in the SC-FDM Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SCDM) scheme in the uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SCDM Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • Radio Link Control (RLC) layer which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer provides unnecessary control for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth air interface. Perform header compression to reduce information.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configurat ion, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer provides session management.
  • One cell constituting an eNB is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20Mhz to provide downlink or uplink transmission service to various terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. ). Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the UE to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. It is located above the transport channel, and BCCH (Broadcast Control) is a logical channel mapped to the transport channel.
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Modult icast Traffic Channel
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same. '
  • the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with a base station when a power is turned on or a new cell is entered.
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S—SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID. have.
  • the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE which has completed initial cell discovery receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information carried on the PDCCH.
  • Information can be obtained (S302).
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (Step S303 to step S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a voice response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure. (Physical Uplink Control Channel, PUCCH) can be performed (S308).
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the terminal transmits to the base station through the uplink or the terminal
  • Control information received from the base station is a downlink / uplink ACK / NACK signal
  • the UE can transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through PUSCH and / or PUCCH. have.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 x Ts) and 10 equals. It consists of subframes of size. Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. Each slot has a length of 0.5 ms (15360 XTs).
  • the slot includes a plurality of (FDM symbols) in the time domain and a plurality of 'Resource Blocks (RBs) in the frequency domain.
  • FDM symbols FDM symbols
  • RBs 'Resource Blocks
  • one resource block includes 12 subcarriers X7 (6) 0FDM symbols.
  • the transmission time interval ( ⁇ ) which is a unit time in which data is transmitted, may be determined in units of one or more subframes.
  • the above-described structure of a radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame is included. Alternatively, the number of slots included in the subframe and the number of 0FOM symbols included in the slots may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • R1 to R4 represent reference signals (RS) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator ' CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of 0FDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first 0FDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • One REG consists of four REXResource Elements.
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one 0FOM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the PHICH is a physical HARQ indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, the PHICH indicates a channel through which DL AC / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is cell-specifically scrambled.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • PDCCH is a paging channel (PCH) that is a transport channel and
  • Paging channel (PCH) and down 1 ink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted. For example, if a particular PDCCH is called " ⁇ "
  • Radio Network Temporary Identity RNTI
  • radio resource eg, frequency location
  • DCI format DCI format
  • transmission format information eg, transmission block size, modulation scheme, It is assumed that information on data transmitted using coding information, etc.
  • the terminal in the cell monitors the PDCCH using the RNTI information it has, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive the PDCCH, and through the information of the received PDCCH " Receive PDSCH indicated by [beta] '' and.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe carries control information.
  • a physical uplink shared channel (PUCCH) is allocated, and a physical uplink shared channel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the part is assigned to the PUCCH. Control information transmitted on the PUCCH is used for HARQ
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are slots Frequency hopping at the boundary.
  • Multiple-out put is a method of using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, which can improve data transmission and reception efficiency. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or the receiving end of the wireless communication system, it is possible to increase capacity and improve performance.
  • MIM0 may be referred to as a 'multi-antenna'.
  • multi-antenna technique it does not rely on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multi-antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a cell area of a specified size or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. In addition, this technique can be widely used in mobile communication terminals and repeaters. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • FIG. NT transmitting antennas are provided at the transmitting end, and NR receiving antennas are provided at the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved.
  • the maximum transmission rate when using one antenna is Ro
  • the transmission rate when using multiple antennas is theoretically the maximum transmission rate as shown in Equation 1 below. It is possible to increase Ro by multiplying the rate of increase rate Ri. Where Ri is the smaller of NT and NR.
  • the transmission information may be represented by a vector shown in Equation 2 below.
  • each transmission information transmission power can be different, wherein each transmission If
  • the transmission power adjusted power is represented by a vector as shown in Equation 3 below.
  • NT transmit signals that are actually transmitted by applying an augmentation matrix W to the information vector S whose transmission power is adjusted.
  • the weight matrix plays a role of properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Such a transmission signal
  • the physical meaning of the tank of the channel matrix is the maximum number that can transmit different information in a given channel. So the channel matrix
  • rank (H) of the channel matrix H is limited as in Equation 6.
  • each of the different information sent using the multi-antenna technology will be defined as a 'stream' or simply 'stream'.
  • a 'stream' may be referred to as a 'layer'.
  • the number of transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Accordingly, the three-channel matrix H can be expressed by Equation 7 below.
  • # of streams represents the number of streams, while it should be noted that one stream may be transmitted through more than one antenna.
  • channel state information (CSI) reporting will be described.
  • CSI channel state information
  • an open-loop MIMO operated without channel state information and a closed-loop MIMO operated based on channel state information.
  • closed-loop MIM0 multiplexing of MIM0 antennas
  • each of the base station and the terminal may perform beamforming based on channel state information.
  • the base station allocates a PUCCHCPhysical Upl Ink Control CHannel (PUC) or a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) to the terminal to feed back channel state information (CSI) for the downlink signal.
  • PUC Physical Upl Ink Control CHannel
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • CSI is classified into three types of information: RKRank Indicator, PMKPrecoding Matrix Index, and CQ I (Channel Quality Indication).
  • the RI represents the rank information of the channel as described above, and means the number of streams that the UE can receive through the dynamic frequency time resource.
  • the RI is fed back to the base station at a longer period than the PMI and CQI values.
  • PMI is a value that reflects the spatial characteristics of a channel.
  • CQI is a value indicating the strength of the channel means a reception SINR that can be obtained when the base station uses the PMI.
  • MU-MIM0 ⁇ It i-user MIM0
  • MU-MIM0 Since there is interference between terminals multiplexed in the antenna domain in MIM0, the accuracy of CSI may have a great influence on the interference of not only the UE reporting the CSI but also other multiplexing terminals. Therefore, MU-MIM0 requires more accurate CSI reporting than SU-MIM0.
  • the final PMI is defined as W1, which is a long term and / or wideband (WB) PMI, and a short term and / or subband (SB, PB), which is a PMI. It was decided to design by dividing by W2.
  • a long term covariance matrix of a channel may be used as shown in Equation 8 below.
  • W ⁇ W1W2)
  • W2 is a short term ⁇ , which is a codeword of a codebook configured to reflect short-term channel state information
  • W is a codeword (in other words, a precoding matrix) of a final codebook
  • o is a matrix. norm of each column (norm) of the first to -'4
  • Equation 9 The specific structure of the existing W1 and W2 is shown in Equation 9 below.
  • NT denotes the number of transmit antennas
  • M denotes the number of columns of the matrix Xi
  • eMk, eMl, and eMm are thermal vectors whose kth, 1st, and mth elements are 1, and the remainder are 0, respectively, of M elements, and kth of Xi,
  • the first and mth column vectors are shown. J , ⁇ J and are all unit norm (unit
  • a complex value with norm indicating that phase rotation is applied to the column vectors when the k, 1, and m column vectors of the matrix Xi are selected, respectively. i is greater than or equal to zero
  • Equation 9 the structure of the codeword is cross polarized antenna
  • the spacing between antennas is dense, for example, when the distance between adjacent antennas is usually less than half of the signal wavelength, the correlation of the generated channel
  • the antennas can be divided into horizontal antenna groups and vertical antenna groups. Each antenna group has characteristics of a uniform linear array (ULA) antenna. Co-located.
  • ULA uniform linear array
  • the correlation between antennas of each group has the same linear phase increase (LPI) characteristic, and the correlation between antenna groups has a phase rotated characteristic.
  • LPI linear phase increase
  • the codebook is a quantized value of the channel, so the characteristics of the channel remain the same. It is necessary to design the codebook to reflect.
  • the rank 1 codeword having the above-described structure may be illustrated as Equation 10 below.
  • the codeword is represented by ⁇ J 1 vector, and is structured as an upper vector z and a lower vector J ⁇ , and each shows correlation characteristics between a horizontal antenna group and a vertical antenna group.
  • a discrete fourier transform (DFT) matrix may be used.
  • channel state information includes, but is not limited to, CQI, PMI, RI, and the like, and all of CQI, PMI, RI are transmitted according to the transmission mode of each UE. Only some of them are sent.
  • the case where the channel state information is transmitted periodically is called periodic reporting, and the case where the channel state information is transmitted by the request of the base station is called aperiodic reporting.
  • aperiodic reporting a request bit included in uplink scheduling information provided by the base station is transmitted to the terminal. Thereafter, the terminal transmits channel state information considering its transmission mode to the base station through an uplink data channel (PUSCH).
  • PUSCH uplink data channel
  • a period and an offset in a corresponding period are signaled in subframe units in a semi-static manner through a higher layer signal for each terminal.
  • Each terminal delivers channel state information considering a transmission mode to a base station through an uplink control channel (PUCCH) at predetermined intervals. If uplink data exists simultaneously in a subframe that transmits channel state information, the channel state information is transmitted through the uplink data channel (PUSCH) together with the data.
  • the base station considers the channel status of each terminal and the distribution status of the terminals in the cell, etc.
  • the timing information is transmitted to the terminal.
  • the transmission timing information includes a period for transmitting channel state information, an offset, and the like, and may be transmitted to each terminal through an RC message.
  • the CQI reporting mode is divided into CQI and SB CQI according to the CQI feedback type, and divided into a PMI member (No PMI) and a single PMI according to whether PMI is transmitted.
  • Each UE receives information consisting of a combination of a period and an offset to periodically report the CQI through RRC signaling.
  • FIG. 9 illustrates an example of transmitting channel state information when the terminal receives information indicating ⁇ period '5' and offset '1' ⁇ .
  • the UE sets five subframes with an offset of one subframe in the increasing direction of the subframe index from the 0th subframe.
  • Channel state information is transmitted in subframe units.
  • Channel status information is basically
  • the subframe index is a combination of a system frame number (or radio frame index) (nf) and a slot index (ns, 0 to 19).
  • the subframe consists of two slots, so the subframe index is
  • the type of transmitting only WB CQI transmits CQI information for the entire band in a subframe corresponding to every CQI transmission period.
  • the PMI also needs to be transmitted according to the PMI feedback type as shown in FIG. 8, the PMI information is transmitted together with the CQI information.
  • the WB CQI and SB CQI are transmitted alternately.
  • the system band consists of 16 RBs.
  • the system band consists of two bandwidth parts (BP), each BP consists of two subbands (SB0, SB1), and each SB consists of four RBs.
  • BP bandwidth parts
  • SB0, SB1 subbands
  • each SB consists of four RBs.
  • the number of BPs and the size of each SB may vary according to the size of a system band.
  • the number of SBs constituting each BP may vary according to the number of RBs, the number of BPs, and the size of the SBs.
  • the WB CQI is transmitted in the first CQI transmission subframe, and belongs to BP0 in the next CQI transmission subframe.
  • the CQI for the SB having a good channel state among the SB0 and the SB1 and the index of the SB (for example, Subband Selection Indicator, SSI) are transmitted. After that, the next CQI transmission subframe
  • the CQI for the SB having a good channel state and the index of the SB are transmitted.
  • the CQI information for each BP is sequentially transmitted.
  • CQI information for each BP may be sequentially transmitted 1 to 4 times between two WB CQIs.
  • the CQI information for each BP may be transmitted in the order of WB CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BPl CQI ⁇ WB CQI.
  • WBCQI ⁇ BPO CQI ⁇ BPl CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BPl CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BPl CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BPl CQI ⁇ WB CQI Can be sent to.
  • Information on how many times each BP CQI will be sequentially transmitted is signaled in a higher layer (eg, RRC layer).
  • FIG. 11 (a) shows an example in which both the WB CQI and the SB CQI are transmitted when the UE is signaled with information indicating ⁇ period '5' and offset '1' ⁇ .
  • the CQI may be transmitted only in a subframe corresponding to the signaled period and offset regardless of the type.
  • FIG. 1Kb) illustrates a case in which an RI is additionally transmitted in the case of FIG. 11 (a).
  • the RI may be signaled from a higher layer (eg, R C layer) in a combination of how many times the WB CQI transmission period is transmitted and the offset in the transmission period.
  • the offset of the RI is signaled as a value relative to the offset of the CQI.
  • FIG. 11B is a diagram
  • the transmission period of RI is 1 times the WB CQI transmission period and the offset of RI is equal to 11 (a). Since the transmission period of the RI is 1 times the transmission period of the WB CQI, the transmission period of the channel state information is substantially the same. Since RI is an offset, RI is transmitted based on '-1' (that is, subframe 0) for offset '1' of CQI in FIG. 11 (a). If the offset of the RI is '0', the WB CQI and the transmission subframes of the RI overlap. In this case, the WB CQI is dropped and the RI is transmitted.
  • CSI feedback in the case of Mode 1-1 of FIG. 8.
  • CSI feedback consists of transmission of two types of report content, Report 1 and Report 2. Specifically, RI is reported in Report 1, and WBPMI and WB CQI are transmitted in Report 2.
  • Report 2 is transmitted at a subframe index that satisfies (lOnf + f loor (ns / 2) -N offset, CQI) mod (Npd).
  • Npd represents a subframe interval between adjacent Report 2
  • MRI is determined by higher layer signaling.
  • FIG. 13 illustrates CSI feedback in the case of Mode 2-1 of FIG. 8.
  • CSI feedback is composed of transmission of three types of report contents, Report 1, Report 2, and Report 3. Specifically, Report 1 selects RI, Report 2 selects WB PMI and WB CQI, and Report 3 selects SB (subband) CQI and L1-bit subbands.
  • An indicator (Stibband Selection Indicator, SSI) is transmitted.
  • Report 2 is transmitted at every H * Npd interval, and subframes between adjacent Report 2 are filled with Report 3 transmission.
  • I a value indicating the number of consecutive cycles of performing a full cycle of selecting and transmitting a subband once for each BP over all BPs, and is determined by higher layer signaling.
  • FIG. 14 illustrates periodic reporting of channel state information under discussion in LTE—A system.
  • the base station has eight transmit antennas, in the case of Mode 2-1, it sets the PTKPrecoder Type Indication parameter, which is a 1-bit indicator, and according to the PTI value.
  • PTKPrecoder Type Indication parameter which is a 1-bit indicator
  • PTI value a 1-bit indicator
  • W1 and W2 represent hierarchical codebooks described with reference to Equations 8-9. Both W1 and W2 must be determined to combine them to determine the complete precoding matrix W.
  • Report 1 reports RI and 1-bit PTI values.
  • nf is the system frame number
  • ns represents a slot index in a radio frame.
  • ⁇ represents the rounding function
  • a mod B represents the remainder of A divided by B.
  • MRI is determined by higher layer signaling.
  • N offset, RI represents a relative offset value for RI
  • the transmission time of Report 1 and Report 2 does not overlap each other.
  • the terminal calculates RI, Wl, W2 values, These are calculated in relation to each other. For example, W1 and are calculated depending on the RI value, and W2 is calculated depending on W1.
  • the base station can know the final W from W1 and W2.
  • the PMI of the 8Tx codebook is used for long term and / or wideband precoder and short term and / or narrowing in order to improve the feedback channel accuracy. It is preferable to divide the design into two subbands, W (2) .
  • W is a precoder generated from W and w (2 ), and the UE feeds back this information to the base station.
  • orm (A) means a matrix in which norm of each column ( co l umn ) of the matrix A is normalized to 1.
  • the codeword structure uses a cross polarized antenna and has a correlation between channels that occurs when the distance between antennas is dense (generally, when the distance between adjacent antennas is less than or equal to half the signal wavelength). This structure is designed to reflect the correlation characteristics.
  • the antenna may be divided into a horizontal antenna group and a vertical antenna group. Each antenna group has the characteristics of a ULA unifonn linear array antenna, and the two antenna groups are co-located. Therefore, the correlation between antennas of each group is the same linear phase increase (LPI, LPI).
  • the correlation between the antenna groups has a phase rotated characteristic.
  • the codebook is a quantized value of the channel, it is necessary to design the codebook by reflecting the characteristics of the channel corresponding to the source. For example, a rank 1 codeword that satisfies the following equation reflects the channel characteristics described above.
  • a codeword is represented by a vector of Nt (number of Tx antennas) ⁇ 1 and structured into an upper vector X 'and a lower vector "' ⁇ '( ' upper vector and lower vector.
  • Nt number of Tx antennas
  • X reflects the correlation characteristics between the antennas of each antenna group
  • LPI linear phase increase
  • ⁇ ' ⁇ a DFT matrix may be used.
  • An 8 Tx codebook for a base station with 8 Tx antennas is defined in the LTE Re 1-10 system.
  • the codebook is a dual codebook structure in which two codebooks are multiplied.
  • An inner precoder w (1) is a first codebook as shown in the following equation.
  • the outer precoder W (2) for rank 1 transmission is selected from the second codebook C i (2) as shown below.
  • Outer precoder for rank 2 transmission It is selected from the second codebook C) as shown in the equation.
  • phase value determined by the codeword index of and ⁇ ' .
  • the rank 1 codeword of the 4 Tx codebook is generated as follows.
  • the 2x2 DFT matrix is oversampled eight times to generate a 2x16 DFT matrix.
  • V is concatenated repeatedly to generate a 4x1 vector of [v ⁇ ] ⁇ .
  • the channel characteristics of the ULA antenna can be expressed by the characteristics of the dominant eigen vector of the channel.
  • the dominant el gen vector In a correlated environment where the spacing between ULA antenna ports is tight, the dominant el gen vector generally has LPI characteristics. Since each transmit antenna port is spaced at equal intervals, the signal leaving each port has a regular receive delay. That is, the signal received from the first transmit antenna There is a difference in the reception time by ⁇ " between the signals received from the i th transmit antenna. The difference in the reception time is eventually represented by the phase change of the channel, so that the signal received from the first transmit antenna and the signal received from the first transmit antenna is different. "it exists a phase difference of as much as, and the channel represents the LPI properties. Therefore, in a codebook optimized in a correlated environment where the spacing between ULA antenna ports is tight, each codeword must have an LPI attribute.
  • the 4Tx codebook described above is composed of a first codebook L having a 3-bit size and a second codebook L having a 4-bit size in each tank, and have a total size of 7 bits. Depending on the tank, it is defined by dividing it by C i (2) and
  • the second codebook is assumed to be L without rank division). Some of the rank 1 codewords generated by the codebook have LPI characteristics in consideration of ULA antennas. However, among the rank 2 codewords generated by the codebook, no codeword having LPI characteristics exists in both the first and second columns.
  • the 4 Tx codebook of rank 2 may consist of only codewords having the above characteristics, or may be configured to include codewords having the above characteristics.
  • n and m represent indices of any DFT vector selected through
  • Wn and Wni are each over sampled.
  • Equation 18 is arranged as in Equation below.
  • the inner precoder W () is selected from [] ⁇ codebook ⁇ .
  • k is the codeword index of.
  • (k) represents the k-th codeword of the codebook.
  • the outer precoder w (2) for rank 2 transmission is selected from the second codebook C of the following equation.
  • e '' denotes a 4-element selection vector having all zero except for the nth component.
  • 1 is Is a codeword index of 0,1,2,7.
  • 2) (is C ? First in the codebook
  • L according to the first example of the 4 Tx codebook of Tank 2 is generated by using an oversampled DFT vector equal to L of Equation 15.
  • the following is composed of eight consecutive oversampled DFT vectors. This is so that the two beam vectors constituting the Tank 2 codeword have LPI properties. Is equal to four consecutive, oversampled DFT vectors.
  • the two generated beam vectors may have LPI properties.
  • L and P according to the first example of the 4 Tx codebook of Tank 2 may be used to generate a codeword having an LPI attribute.
  • ( Y >' Y2 ) in C (2 ) is limited to ( e '' e ' + 4 ).
  • ni-nl 4 is always satisfied in (21).
  • all beam vectors constituting Rank 2 are orthogonal and LPI. Based on 21, in the first example of Rank 2's 4 Tx codebook
  • the inner precoder w () is selected from the first codebook ⁇ ' .
  • An outer precoder for tank 2 transmission is selected from the second codebook ⁇ 2) of the following equation.
  • e represents a zero, and both 4 ⁇ component (element) selected vector (vector select ion) having a (zero) except for the n-th components.
  • 1 Codeword of Index and I 0,1,2,3.
  • . . C 2 2> (I) is the first codeword of the C) codebook
  • L according to the second example of the 4 Tx codebook of rank 2 is composed of a matrix having the same size as L of Equation 15. [221] However, unlike Equation 15, the second example of the 4 Tx codebook of rank 2
  • the result is composed of DFT vectors oversampled four times rather than eight times. This means that the two beam vectors that make up the rank 2 codeword are LPI properties.
  • Equation 15 is composed of DFT vectors oversampled eight times, even if C is used to select any vector existing in L , the two beam vectors generated in the end do not have LPI properties. can not do it.
  • the fourth Tx codebook of rank 2 is composed of a 4-fold oversampled (oversamp l e) DFT vectors, through the two pan-vector (beam vector) may have a LPI properties .
  • the two beam vectors selected through must satisfy
  • 4 in order to have LPI attributes.
  • the second example of Tank 2's 4 Tx codebook consists of an 8x oversampled DFT vector. Since according to the second example of the rank 2 4Tx codebook consists of four times oversampled DFT vectors, it should satisfy
  • 4. In order to satisfy this condition, it is set to ( e ⁇ 2) e ei ' e3 M e2 ' e in Equation 25.
  • the codebook according to the third example of the 4 Tx codebook of rank 2 is nationalized as in the following equation.
  • An inner precoder w () is selected from the first codebook ⁇ ' .
  • (k) represents the kth codeword of the L codebook.
  • An outer precoder w for rank 2 transmission is selected from the second codebook C of the following equation.
  • Da ( Z ) is composed of P-th row and? -Th column as shown in the following equation, where / and q start at 0.
  • W w may be set as in the following equation.
  • W « may be set as in the following equation.
  • w may be set as in the following equation.
  • W may be set as in the following equation.
  • W may be set as in the following equation.
  • the number of bits of the pre-coder (inner precoder) and outside the precoder (ou ter precoder) W () will be described for each of the 4-bit and 2-bit is set.
  • Da ( ⁇ ) consists of a P-th row and a ninth column, as shown in the following equation, where P and? Start at zero.
  • W may be set as in the following equation.
  • the codebook may be sampled to generate a form that reduces the codebook size.
  • system performance is generally less sensitive to codebook size than low rank.
  • the max rank may be
  • the LTE 8 Tx codebook is designed to have a clear enjoyment of the codebook size in high tanks, and the codebook size is 0 bits in tank 8.
  • the LTE release -84 Tx codebook is sampled below.
  • the new codebook according to the present invention generated by the following will be described. According to the present invention, the feedback overhead can be saved by reducing the codebook size.
  • the LTE release -84 Tx codebook is achieved by selecting the rank n column vectors in each matrix of the following equation in a predetermined manner.
  • the 4 Tx codebook is as follows.
  • each matrix for the BPSK modulation method in the 4 TX codebooks of Tank 4 is represented by the following equation.
  • each matrix for the QPSK modulation method in the 4 ⁇ codebook of rank 4 is represented by the following equation.
  • Equation 41 the sign of the imaginary part may be changed as in the following Equation.
  • Equation 43 the sign of the imaginary part may be changed as in the following Equation.
  • the 4 TX codebook is as follows.
  • each matrix of the BPSK modulation method in the 4 TX codebook of Tank 3 is expressed by the following equation.
  • each matrix for the 4 ⁇ codebook enhancement QPSK modulation method of rank 3 is expressed by the following equation.
  • each matrix for the 8PSK modulation method in the 4 TX codebooks of Tank 3 is represented by the following equation.
  • a value (alphabet) constituting each codeword is considered.
  • the matrix for the BPSK modulation method has only real values, but the QPSK or 8PSK matrix also has imaginary values. Since the imaginary values increase the amount of computation when the terminal is implemented, it is advantageous to design a codebook consisting only of the values of the BPSK matrix.
  • the second principle of sampling codebooks is to consider channel characteristics in high tanks. Since the X-I and ULA antennas have different channel characteristics, it is optimal to use different codebooks that are specific to each antenna setup. However, as described above, since a codebook does not significantly affect performance in a high tank, using a single codebook is complicated in terms of complexity.
  • each channel of the horizontal antenna and the vertical antenna has the same value, and there is a phase difference between the two antennas. Therefore, it is desirable to select a codebook that maintains this structure in the Release-8 codebook.
  • the following codebook for rank 3 or 4 consisting of 1 bit, 2 bits and 3 bits according to the present invention is proposed.
  • the codebook for rank 3 or 4 of 1 bit according to the present invention may be configured as follows.
  • the 1-bit codebook may consist of only WO and W2 in Equation 18 in Equation 40.
  • the column vector permutat ion and column vector selection for each rank can be applied to the release-8 method.
  • the 1-bit codebook according to the present invention consists of BPSK values according to the first principle, is commonly applied to all antenna configurations according to the second principle, and satisfies the channel structure of X-pol according to the third principle.
  • a 2-bit code 3 or 4 codebook may be configured as follows.
  • the 2-bit codebook according to the present invention may consist of only WO, W2, W8, and W10 in the above-described rank 3 and 4 codebooks.
  • codebook indices of 0, 2, 8, and 10 may be derived by applying a second PMI index 1 ⁇ 12 having one of 0 to 3 to the following equation.
  • the thermal vector replacement and the thermal vector selection for each rank may be applied to the release-8 ' method as it is.
  • the 2-bit codebook according to the present invention is composed of BPSK values according to the first principle, is commonly applied to all antenna configurations according to the second principle, and satisfies the channel structure of X-poI according to the third principle.
  • the 3-bit codebook for tank 3 or 4 according to the present invention may be configured as follows.
  • a 3-bit codebook according to the present invention may be composed of only W2, 8, W10, W12, 13, W14, and W15 in Equation 40. For each rank, thermal vector substitution and thermal vector selection can be applied to the Leeds-8 method.
  • the 3-bit codebook according to the present invention consists of BPSK values according to the first principle, and is commonly applied to all antenna configurations according to the second principle. However, W12, 13, W14, and W15 do not meet the third principle because they do not satisfy the X-pol channel structure.
  • the codebook is composed of only WO, W2, W8, W10, 1, W3, W9, and W11 in Equations 40 to 42. For each tank, thermal vector replacements and thermal vector selections remain in the Release-8 format. The codebook does not satisfy the first principle. However, the second principle is common to all antenna configurations, and the third principle satisfies the X-pol channel structure.
  • the RAM-3 uses the above-described codebook, it may not generate a codebook for rank 4. That is, the rank 4 codebook is fixed with a 4by4 identity matrix.
  • step S151 the UE subsamples a codebook for 4 antenna ports including 16 precoding matrices.
  • step S153 the UE feeds back CSI based on the subsampled codebook.
  • the subsampled codebook includes one precoding matrix having an index of 0, a third precoding matrix having an index of 2, and an index among the 16 precoding matrices described above.
  • the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time, and overlapping content may be used for clarity. The description is omitted for the sake of brevity.
  • the MIM0 transmission (in the backhaul uplink and the backhaul downlink) of the base station and the relay period, and the uplink MIM0 transmission and reception for the MIM0 transmission (in the access uplink and the access downlink) between the relay and the terminal can also be applied.
  • FIG. 16 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • a relay When a relay is included in the wireless communication system, communication is performed between the base station and the relay in the backhaul link, and communication is performed between the relay and the terminal in the access link. Therefore, the base station or the terminal illustrated in the figure may be replaced with a relay according to the situation.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a terminal (UE) 120.
  • Base station 110 includes processor 112, memory 114, and radio frequency (Radio).
  • the processor 112 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 114 is connected with the processor 112 and stores various information related to the operation of the processor 112.
  • the RF unit 116 is connected with the processor 112 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Terminal 120 includes a processor 122, a memory 124, and an RF unit 126.
  • the processor 122 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 124 is connected with the processor 122 and stores various information related to the operation of the processor 122.
  • the RF unit 126 is connected with the processor 122 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the base station 110 and / or the terminal 120 may have a single antenna or multiple antennas.
  • the specific operation described in this document to be performed by the base station may be performed by an upper node in some cases. That is, various operations performed for communication with a terminal in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station. It is obvious that it can be done.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNodeB (eNB), an access point, and the like.
  • An embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware and firmware.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (FLDs), and FPGAs. (field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • FLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the present invention can be used in a wireless communication device such as a terminal, a relay, a base station, and the like.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 채널상태정보(CSI)를 전송하는 방법은, 16개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링(subsampling)하는 단계; 및 서브샘플링된 코드북을 기초로 CSI를 피드백하는 단계를 포함하고, RI(Rank indicator)가 4인 경우, 서브샘플링된 코드북은 16개의 프리코딩 행렬 중에서 인덱스 0을 가지는 제1 프리코딩 행렬, 인덱스 2를 가지는 제3 프리코딩 행렬, 인덱스 8을 가지는 제9 프리코딩 행렬 및 인덱스 10을 가지는 제11 프리코딩 행렬을 포함한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는， 무선 통신 시스템에서 코드북의 서브샘플링을 이용하여 채널상태정보를 전송하는 방법 및 이 _를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution, 이하 "LTE' '라 함) 통신 시스템 에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도 면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Teleco隱 unicat ions System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서， 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E— UMTS의 기술 규격 (technical speci f icat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network" -≥] Release 7과 Release 8을 참 조할 수 있다.
[4] 도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment, UE)과 기지국 (eNodeB, eNB, 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25， 2.5, 5, 10， 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한 다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수 의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 / 주파수 영역， 부호화, 데이터 크기， HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향 링크 (Uplink, UU 데이터에 대해 기지국은 상향 링 크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파 수 영역， 부호화， 데이터 크기， HARQ관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network, CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TACTracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리 한다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와사 업자의 .요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한， 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비 트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용， 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
[7] MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 지금까지 한 개의 전송안테나 와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여， 다중전송안테나와 다중수신안테 나를 채택하여 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉， 무선통신 시스템의 송신단 (transmitting end) 흑은 수신단 (receiving end)에서 다증안테나를 사 용하여 용량을 증대시키거나 성능을 개선하는 기술이다. MIM0기술을 다중 안테나 기 술로 칭할 수도 있다.
[8] 다중 안테나 전송을 지원하기 위하여 전송 정보를 각각의 안테나에 채널 상 황 등에 따라 적절하게 분배해주는 프리코딩 행렬을 적용할 수 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[9] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 채널상 태정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
[10] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하 는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[11] 상기 문제점을 해결하기 위하여， 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시 스템에서 단말이 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 방법은， 16 개의 프리코딩 행렬을 포 함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링 (subsampling)하는 단계 ; 및 상기 서브 샘플링된 코드북을 기초로 CSI를 피드백하는 단계를 포함하고， RKRank indicator)가 4인 경우， 상기 서브샘플링된 코드북은 상기 16개의 프리코딩 행렬 중에서 인덱스 0 을 가지는 제 1 프리코딩 행렬， 인덱스 2를 가지는 제 3 프리코딩 행렬， 인덱스 8을 가지는 제 9 프리코딩 행렬 및 인덱스 10을 가지는 제 11 프리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
[12] 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 단말은 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 프로세서를 포함하고， 상기 프로세서 는， 16 개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링 (subsampling)하고， 상기 서브샘플링된 코드북을 기초로 CSI 를 피드백하도록 구성되 며， RI(Rank indicator)가 4인 경우， 상기 서브샘플링된 코드북은 상기 16개의 프리 코딩 행렬 중에서 인덱스 0을 가지는 제 1 프리코딩 행렬， 인덱스 2를 가지는 제 3 프 리코딩 행렬 , 인덱스 8을 가지는 제 9 프리코딩 행렬 및 인덱스 10을 가지는 제 11 프 리코딩 행렬을 포함할 수 있다.
[13] 본 발명에 따른 상기 실시예들에 대하여 다음의 사항이 공통적으로 적용될 수 있다.
[14] 상기 제 1 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000004_0001
[16] 상기 제 3 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고,
Figure imgf000004_0002
[18] 상기 제 9 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
[19]
Figure imgf000004_0003
[20] 상기 제 11 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성될 수 있다.
Figure imgf000005_0001
[22] 상기 서브샘플링 단겨' 다음의 수학식을 이용하여 상기 4 안테나 포트용 코 ≡■북을 서브샘플링하고，
Figure imgf000005_0002
[24] 상기 IPMI 는 0 내지 3 중 하나의 값을 가지는 프리코딩 행렬의 인덱스를 나타낼 수 있다.
[25] 상기 서브샘플링 단계는 상기 16 개의 프리코딩 행렬 중 실수 값만 포함하는 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링할 수 있다.
[26] 상기 서브샘플링 단계는 상기 16 개의 프리코딩 행렬 증 BPSK (Binary Phase Shift Keying) 변조 방법에 대웅하는 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링할 수 있 다.
[27] 상기 서브샘플링 단계는 상기 16 개의 프리코딩 행렬 중 X-pol (cross polarization) 안테나에 대웅하는 값으로 이루이진 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘 플링할 수 있다.
[28] 상기 16개의 프리코딩 행렬 중 제 2 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000005_0003
[30] 제 4 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
1 j -1 一 j
j 1
W, =-一 1 -7
J 2 ᅳ 1 j 1 一 j
[31] j 1 j 1
[ [3322]] 제 5 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000006_0001
[34] 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000006_0002
[36] 제 7프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고:
Figure imgf000006_0003
[38] 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000006_0004
[40] 제 10 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000006_0005
[42] 제 12 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고:
Figure imgf000006_0006
[44] 제 13 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고, [45]
Figure imgf000007_0001
[46] 제 14 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000007_0002
[48] 제 15 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000007_0003
[50] 제 16 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성될 수 있다.
Figure imgf000007_0004
[52] 본 발명에 대하여 전 한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며， 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】
[53] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 코드북의 서브샘플링을 이 용하여 채널상태정보를 효율적으로 전송할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
[54] 본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으 며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[55] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는， 첨부 도 면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상 을 설명한다. [56] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E— UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
[57] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 EHJT AN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용 자평면 (User Plane) 구조를 예시한다.
[58] 도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신 호 전송 방법을 예시한다.
[59] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[60] 도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[61] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[62] 도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성을 예시한다.
[63] 도 8 내지 도 11은 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다ᅳ
[64] 도 12~13 은 비-계층적 코드북 사용 시에 채널 상태 정보를 주기적으로 보고 하는 과정을 예시한다.
[65] 도 14는 계층적 코드북 사용 시에 채널 상태 정보를 주기적으로 보고하는 과 정을 예시한다.
[66] 도 15는 본 발명에 따른 채널상태정보 전송 방법에 따른 순서도이다.
[67] 도 16은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 나타낸다. 【발명을 실시를 위한 형태】
[68] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
[69] 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 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
[70] 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E— UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment， UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
[71] 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control) 계층과는 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 테이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향 링크에서 0FDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고， 상향 링크에서 SC-FDM Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
[72] 제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control, MAC) 계층은
논리채널 (Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control， RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 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 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[73] 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer, RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re— conf igurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널， 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 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 (Mob i Π ty Management ) 등의 기능을 수행한다. [74] 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 샐은 1.25, 2.5, 5， 10， 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 샐은 서로 다론 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
[75] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH (Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고， 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH( Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며， 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control
Channel ) , PCCH( Paging Control Channel ) , CCCH( Common Control Channel ) ,
MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다.
[76] 도 3은 3GPP시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. '
[77] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel, S—SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Cha皿 el)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal， DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[78] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[79] 한편， 기지국에 최초로 접속하거나 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 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel , PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305) , PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 웅답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 충돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[80] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel , PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널 (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 포맷이 서로 다르다.
[81] 한편， 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이
기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크 /상향 링크 ACK/NACK신호，
CQI (Channel Quality Indicator) , PMI (Precoding Matrix Index) , RKRank Indicator) 등을 포함한다.3GPPLTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[82] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다ᅳ [83] 도 4를 참조하면， 무선 프레임 (radio frame)은 10ms (327200 xTs)의 길이를 가지며 10개의 균등한크기의 서브프레임 (subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯 (slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms (15360 XTs)의 길이를 가진다. 여기에서， Ts 는 샘플링 시간을 나타내고 Ts=l/( 15kHz X2048)=3.2552 X10-8 약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 (FDM 심볼을 포함하고， 주파수 영역에서 복수의 '자원블록 (Resource Block, RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파 X7(6)개의 0FDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 ΤΠ (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 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 0FOM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다. [84] 도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채^을 예시하는 도면이다.
[85] 도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 OFDM심볼로 구성되어 있다.
서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고， 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator ' CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
[86] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 0FDM심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 0FDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 샐 IDCCell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된 i= . 하나의 REG는 4개의 REXResource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 0FOM심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shi ft Keying)로 변조된다.
[87] PHICH는 물리 HARQ( Hybrid - Automatic Repeat and request ) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 UL HARQ를 위한 DL AC /NACK정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고， 샐 특정 (cell-specific)하게 스크램블 (scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며， BPSK (Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은
확산인자 (Spreading Factor, SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH그룹을 구성한다. PHICH그룹에 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. [88] PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서， n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및
DL-SCHC Down link-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 (Down 1 ink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서 , 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
[89] PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며， 상기 단말들이 어떻게 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 C C 마스킹 (masking)되어 있고， "B"라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉， 전송형식정보 (예， 전송 블록 사이즈， 변조 방식， 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면， 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "Β' '와 에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
[90] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[91] 도 6을 참조하면， 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는
PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다ᅳ 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는
ACK/NACK, 하향 링크 채널 상태를 나타내는 CQI (Channel Quality Indicator), MIM0를 위한 RKRank Indicator), 상향 링크 자원 할당 요청인 SR(Schedui ing Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉， PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
[92] 다중 안테나 (MIM0) 시스템
[93] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input
Multiple— Out put)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다ᅳ
[94] 다중 안테나 기술에서는， 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 (fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나， 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 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.
[95] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고， 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가·설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고， 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로， 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
[96] 【수학식 1】 二
[97] Rf mm{NT,N R [98] 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MO 통신 시스템에서는， 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후， 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[99] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구， 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[100] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도
7에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[101] 【수학식 2】
Figure imgf000015_0001
[103] 한편 , 각각의 전송 정보 전송 전력을 다르게 할수 있으며， 이때 각각의 전송
Figure imgf000015_0002
라 하면
전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[104] 【수학식 3】
S二
[105]
Figure imgf000015_0003
[ 8ι， Prs2， ' ..， -^NT SNT [106] 또한， S를 전송 전력의 대각행렬 ^ 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다. [107] 【수학식
[108]
Figure imgf000016_0001
[110] 한편, 전송전력이 조정된 정보 백터 S에 가증치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호 (transmitted signal)
Figure imgf000016_0002
구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
2
X ]VT = 백터 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 υ 번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. w n 는 .가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
[111] 【수학식 5]
Figure imgf000016_0003
[112] [113] 일반적으로， 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의
탱크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면， 채널 행렬 H의 랭크 (rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
[114] 【수학식 6】
[115] rank(n)≤min(NT,NR)
[116] 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 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라세 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[117] 【수학식 7】
Figure imgf000017_0001
[119] 여기서 "# of streams' '는 스트림의 수를 나타낸다. 한편， 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[120] 한 개 이상의 스트림을 여러.개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 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 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간
멀티플렉싱의 흔합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
[121] 채널상태정보 (CSI) 피드백
[122] 이하， 채널 상태 정보 (channel state information, CSI) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open- loop) MIMO와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed— loop) MIMO 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히， 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 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 위해， 단말에게 PUCCHCPhysical Upl ink Control CHannel) 또는 PUSCH( Physical Uplink Shared CHannel)를 할당하여 하향링크 신호에 대한채널 상태 정보 (CSI)를 피드백 하도록 명령한다.
[123] CSI는 RKRank Indicator), PMKPrecoding Matrix Index), CQ I (Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선， RI는 상술한 바와 같이 채널의 랭크 정보를 나타내며， 단말이 동알주파수ᅳ시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한， RI는 채널의 통텀 페이딩 (long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
[124] 두 번째로, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의
메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
[125] LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIM0 (腿 It i -user MIM0)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티 (multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU— MIM0에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에, CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라， 다증화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 , MU-MIM0에서는 SU-MIM0에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
[126] 이에， LTE-A표준에서는 최종 PMI를 통팀 (long term) 및 /또는 광대역 (WB, wideband) PMI인 W1와 숏텀 (short term) 및 /또는 서브밴드 (SB, subᅳ band) PMI인 W2 들로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
[127] 상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 8과 같이 채널의 통럼 공분산 행렬 (long— term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
[128] 【수학식 8】
W =顯 W1W2) [130] 수학식 8에서 W2는 숏텀 ΡΜί로서, 숏텀 채널 상태 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고， W은 최종 코드북의 코드워드 (다른 말로， 프리코딩 행렬)이며， o 4)은 행렬 -'4 의 각 열의 노름 (norm)이 1로
정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
[131] 기존 W1과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[132] 【수학식 9] t/2 by M matrix.
(if rank = r) , where l≤k,l,m≤M and , I, m are integer.
Figure imgf000019_0001
[134] 여기서， NT는 송신 안테나의 개수를 나타내고， M은 행렬 Xi의 열의 개수로서 행렬 Xi에는 총 M개의 후보 열백터가 있음을 나타낸다. eMk, eMl, eMm는 M개의 원소 중 각각 k번째， 1번째， m번째 원소만 1이고 나머지는 0인 열백터로서 Xi의 k번째，
O · β - Ύ -
1번째， m번째 열백터를 나타낸다. J , ^J 및 는 모두 단위 노름 (unit
norm)을 갖는 복소 값으로서, 각각 행렬 Xi의 k번째， 1번째， m번째 열백터를 골라낼 때 이 열백터에 위상 회전 (phase rotation)을 적용함을 나타낸다. i는 0 이상의
정수로서 W1을 지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다. j는 0 이상의 정수로서 W2를
지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다.
[135] 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 채널의 상관관계 (correlation)
특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹 (horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹 (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.
[136] 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계는 동일한 선형 위상 증가 (LPI) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 갖는다.
결국， 코드북은 채널을 양자화 (quantization)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다ᅳ
[137] 【수학식 10】
Figure imgf000020_0001
(송신안테나의개수) X
[139] 위 수학식 10에서 코드워드는 ^ J 1 백터로 표현되고, 상위 백터 z 와 하위 백터 J Λ 로 구조화 되어있으며， 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. )는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 백터로 표현하는 것이 유리하며， 대표적인 예로
DFT(discrete fourier transform) 행렬을 이용할 수 있다.
[140] 앞에서 설명한 바와 같이, LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI)는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI, PMI, RI 등을 포함하며， 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI, PMI, RI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (per iodic 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 데이터와 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)을 통해 전송된다. 기지국은 각 단말의 채널 상황 및 셀 내의 단말 분포 상황 등을 고려하여 각 단말에 적합한 전송 타이밍 정보를 단말에게 전송한다. 전송 타이밍 정보는 채널 상태 정보를 전송하기 위한주기， 오프셋 등을 포함하며， R C 메시지를 통해 각 단말에게 전송될 수 있다.
[141] 도 8 내지 도 11은 LTE에서 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다.
[142] 도 8을 참조하면， LTE시스템에는 4가지 CQI 보고 모드가 존재한다.
구체적으로， CQI 보고 모드는 CQI 피드백 타입에 따라 CQI와 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.
[143] 도 9는 단말이 {주기 '5'， 오프셋 '1'}을 나타내는 정보를 시그널링 받은 경우에 채널 상태 정보를 전송하는 예를 나타낸다. 도 9를 참조하면， 주기가 '5'이고 오프셋 '1'올 나타내는 정보를 받은 경우에 단말은 0번째 서브프레임으로부터 서브프레임 인덱스의 증가 방향으로 한 서브프레임의 오프셋을 두고 5개의
서브프레임 단위로 채널 상태 정보를 전송한다. 채널 상태 정보는 기본적으로
PUCCH를 통해 전송되지만， 동일 시점에 데이터 전송을 위한 PUSCH가 존재하면 채널 상태 정보는 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송된다. 서브프레임 인덱스는 시스템 프레임 번호 (또는 무선 프레임 인덱스) (nf)와 슬롯 인덱스 (ns, 0~19)의 조합으로 이뤄진다. 서브프레임은 2개의 슬롯으로 이뤄지므로 서브프레임 인덱스는
10*nf+floor(ns/2)로 정의될 수 있다. floorO는 내림 함수를 나타낸다ᅳ
[144] 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 8에서와 같이 PMI 피드백 타입에 따라 PMI도 전송해야 하는 경우에는 PMI 정보를 CQI 정보와 함께 전송한다. WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우， WB CQI와 SB CQI는 번갈아 전송된다.
[145] 도 10은 시스템 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 개수가달라질 수 있다. [146] WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우， 첫 번째 CQI 전송 서브프레임에서 WB CQI를 전송하고， 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 BP0에 속한
SB0과 SB1 중에서 채널 상태가좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인덱스 (예， Subband Selection Indicator, SSI)를 전송한다. 그 후' 다음 CQI 전송 서브프레임에서는
BP1에 속한 SB0과 SB1 중에서 채널 상태가 좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인텍스를 전송하게 된다. 이와 같이, WBCQI를 전송한 후， 각 BP에 대한 CQI 정보를 순차적으로 전송하게 된다. 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보를 순차적으로 1~4번까지 전송할 수 있다. 예를 들어， 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 1번 순차적으로 전송될 경우， WB CQI → BPO CQI → BPl CQI → WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 또한， 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 4번 순차적으로 전송될 경우 WBCQI → BPO CQI → BPl CQI → BPO CQI → BPl CQI → BPO CQI → BPl CQI → BPO CQI → BPl CQI → WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 각 BP CQI가 몇 번 순차적으로 전송될 것인지에 관한 정보는 상위 계층 (예， RRC 계층)에서 시그널링된다.
[147] 도 11(a)는 단말이 {주기 '5'， 오프셋 '1'}을 나타내는 정보를 시그널링 받은 경우에 WB CQI와 SB CQI를 모두 전송하는 예를 나타낸다. 도 11(a)를 참조하면， CQI는 종류에 상관없이 시그널링된 주기와 오프셋에 해당되는 서브프레임에서만 전송될 수 있다. 도 1Kb)는 도 11(a)의 경우에서 RI가 추가로 전송되는 경우를 나타낸다. RI는 WB CQI 전송 주기의 몇 배수로 전송되는지와 그 전송 주기에서의 오프셋의 조합으로 상위 계층 (예， R C 계층)으로부터 시그널링될 수 있다. RI의 오프셋은 CQI의 오프셋에 대한 상대적인 값으로 시그널링된다. 예를 들어， CQI의 오프셋이 '1 '이고 RI의 오프셋이 '0'이라면， RI는 CQI와 동일한 오프셋을 가지게 된다ᅳ RI의 오프셋은 0과 음수인 값으로 정의된다. 구체적으로， 도 11(b)는 도
11(a)와 동일한 환경에서 RI의 전송 주기가 WB CQI 전송 주기의 1배이며， RI의 오프셋이 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 '1'에 대한 '― 1' (즉， 0번 서브프레임)을 기준으로 전송된다. RI의 오프셋이 '0'이면 WB CQI와 RI의 전송 서브프레임이 겹치게 되며， 이 경우 WB CQI를 드랍 (dropping)하고 RI를 전송한다.
[148] 도 12는 도 8의 Mode 1-1의 경우의 CSI 피드백을 예시한다. [149] 도 12를 참조하면， CSI 피드백은 두 종류의 리포트 컨텐츠인 Report 1과 Report 2의 전송으로 구성된다. 구체적으로 Report 1에는 RI가， Report 2에는 WBPMI와 WB CQI가 전송된다. Report 2는 (lOnf+f loor(ns/2)-N오프셋， CQI )mod(Npd) )를 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. N오프셋， CQI는 도 9에서 예시한 PMI/CQI 전송을 위한 오프셋 값에 해당하며 도 12는 N오프셋， CQI = 1인 경우를 예시한다. Npd 는 인접한 Report 2 간의 서브프레임 간격을 나타내며， 도 12는 Npd = 2인 경우를 예시한다. Report 1은 (lOnf+floor (ns/2)-N오프셋， CQI-N오프셋， RI )mod(MRI * Npd)=0을 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. MRI는 상위 계층 시그널링에 의해 정해진다. 또한 N오프셋， RI는 도 11에서 예시한 RI 전송을 위한 상대 오프셋 값에 해당한다. 도 12는 MRI = 4 및 N오프셋， RI 二 -1인 경우를 예시한다.
[150] 도 13은 도 8의 Mode 2-1의 경우의 CSI 피드백을 예시한다.
[151] 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一비트 서브밴드 선택
지시자 (Stibband Selection Indicator, SSI)가 전송된다. Report 2또는 Report 3은 (10*nf+floor(ns/2)-N오프셋， CQI)mod(Npd)=0를 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. 특히， Report 2는 (10*nf+f loor(ns/2)-N오프셋, CQI )mod(H*Npd).=0를 만족하는서브프레임 인덱스에서 전송된다. 따라서, H*Npd 의 간격마다 Report 2가 전송되고， 인접한 Report 2사이의 서브프레임들은 Report 3 전송으로 채워진다. 이 때， H 값은 H = J*K +1이고， 여기서 J 는 BP(bandwidth part)의 개수이다. 는 서로 다른 BP별로 한번씩 서브밴드를 선별하여 전송하는 과정을 모든 BP에 걸쳐 수행하는 전체 사이클 (full cycle)을 연속적으로 몇 사이클 수행할 것인가를 나타내는 값으로서 상위 계층.시그널링에 의해 정해진다. 보 13은 Npd = 2, J =3 및 K =1인 경우를 예시한다. Report 1의 경우는
(10*nf+floor(ns/2)-N오프셋ᅳ CQI— N오프셋, RI)mod(MRI*(J*K +l)*Npd)=0을 만족하는 서브프레임 인덱스에서 전송된다. 도 13은 MRI = 2 및 N오프셋， RI =— 1인 경우를 예시한다 .
[152] 도 14는 LTE— A시스템에서 논의 중인 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다. 기지국이 8개의 전송 안테나를 갖을 때 Mode 2-1의 경우 1-비트 지시자인 PTKPrecoder Type Indication) 파라미터를 설정하며, PTI 값에 따라, 도시한 바와 같이 두 가지 형태로 세분화된 주기적 보고 모드를 고려하고 있다. 도면에서, W1과 W2는 수학식 8~9를 참조하여 설명한 계층적 코드북을 나타낸다. W1과 W2가 모두 정해져야 이들을 결합하여 완성된 형태의 프리코딩 행렬 W가 결정된다.
[153] 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 때) 또는 SB(Subband) W2 및 SB CQI (PTI=1일 때)를 보고한다.
[154] Report 2와 Report 3은 서브프레임 인텍스가 (10*nf+f loor(ns/2)— N오프셋， CQI) mod (NC)=0를 만족하는 서브프레임 (편의상， 제 1 서브프레임 세트로 지칭)에서 전송된다. N오프셋， CQI는 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 슬롯 인덱스를 나타낸다. ΠΟΟΓΟ는 내림 함수를 나타내고， A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 나타낸다.
[155] 게 1 서브프레임 세트 내의 일부 서브프레임 상에 Report 2가 위치하고， 나머지 서브프레임 상에 Report 3가 위치한다. 구체적으로， Report 2는 서브프레임 인덱스가 (10nf+floor(ns/2)-N오프셋, CQI) mod (H*Nc)=0를 만족하는 서브프레임 상에 위치한다ᅳ 따라서， H*Nc의 간격마다 Report 2가 전송되고， 인접한 Report 2 사이에 있는 하나 이상의 게 1 서브프레임들은 Report 3 전송으로 채워진다. PTI=0일 경우
Η=Μ이고, Μ은 상위 계층 시그널링에 의해 정해진다. 도 14는 Μ=2인 경우를 예시한다. Ρ Ι=1일 경우 H=J*K+1이고， K는 상위 계층 시그널링에 의해 정해지며, J는
BP (bandwidth part)의 개수이다. 도 14는 J=3 및 K=l인 경우를 예시한다..
[156] Report 1은 서브프레임 인덱스가 (10*nf+f loor (ns/2)-N오프셋， CQI-N오프셋, RI ) mod (MRI*(J*K+l)*Nc)=0을 만족하는 서브프레임에서 전송되며， MRI는 상위 계층 시그널링에 의해 정해진다. N오프셋， RI는 RI를 위한 상대 오프셋 값을 나타내며, 도 14는 MRI=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 가 계산되며, 또한 W1에 의존하여 W2가 계산된다. Report 1에 이어 Report 2 및 Report 3이 모두 보고된 시점에， 기지국은 W1 및 W2로부터 최종 W를 알 수 있게 된다.
[157] 8 Tx (전송 안테나) 코드북
[158] LTE-A와 같은 통신 시스템에는 MU— MIMO (multi-user MIM0)를 이용한 다중 사용자 .다이버시티 (multi— user diversity) 기술이 추가되었다. 이를 위하여 채널 피드백 관점에서 이전 보다 향상된 정확성 (accuracy)이 요구된다. 그 이유는
MU-MIM0의 안테나 영역 (domain)에서 다중화 (multiplexing )되는 UE간의 간섭 채널이 존재하기 때문에 피드백 채널의 정확성 (accuracy)이 피드백을 을린 UE 뿐 아니라 다중화 (multiplexing) 되는 다른 UE의 간섭에도 큰 영향을 미치기 때문이다. 따라서 LTE-A에서는 피드백 채널 정확성 (accuracy)을 높이기 위해 8Tx 코드북 (codebook)의 PMI를 장기간 (long term) 및 /또는 광대역 (wideband) 프리코더 (precoder) 인 과 단기간 (short term) 및 /또는 협대역 (sub-band) 프리코더 (precoder) 인 W(2) 둘로 나누어 설계하는 것이 바람직하다
[159] 두 채널 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 수식은 아래와 같아 W(1) 과 W(2)의 곱으로 표현된다.
[160] 【수학식 11】
W二 (W(1)W(2))
[161] 위 수학식에서 W은 W 과 w(2)로부터 생성된 프리코더 (precoder)이고， UE는 이 정보를 기지국으로 피드백 한다. "orm(A)은 행렬 A의 각 열 (column) 별 norm이 1로 정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
[162] LTE에 정의된 8¾ 코드북 (codebook)에서 과 W(2)의 구체적인 구조는 다음과 같다.
[163] 【수학식 12】 s Nt/2 by M matrix.
(if rank = r) , where 1 < k,！， m≤M and k, /, m are integer.
Figure imgf000025_0001
[164] 상기 코드워드 (codeword) 구조는 교차 편파 안테나 (cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우 (일반적으로 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우) 발생하는 채널의 상관 (correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 (horizontal) 안테나 그룹 (antenna group)과 수직 (vertical) 안테나 그룹 (antenna group)으로 구분 할 수 있다. 각 안테나 그룹은 ULA unifonn linear array) 안테나의 특성을 가지며， 두 안테나 그룹은 공동 위치 (co-located)되어 있다ᅳ 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관 (correlation)은 동일한 선형 위상 증가 (LPI， LPI)특성을 가지며 , 안테나 그룹 간 상관 (correlation) 은 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 가진다.
[165] 코드북은 채널을 양자화 (quantization) 한 값이기 때문에 소스 (source)에 해당하는 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 예를 들면， 아래의 수학식을 만족하는 랭크 (rank) 1 코드워드 (codeword) 는 상술한 채널 특성을 반영하고 있다.
[166] 【수학식 13]
Figure imgf000026_0001
[167] 위 수학식에서 코드워드 (codeword)는 Nt (Tx 안테나 수) χ 1 의 백터 (vector)로 표현되며 상위 백터 X' 와 하위 백터 "'Χ'( 둘로 구조화 된다. ' 상위 백터와 하위 백터 각각은 수평 안테나 그룹 (horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹 (vertical antenna group)의 상관 (correlat ion) 특성을 보여준다. X 는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관 (correlation) 특성을 반영하여 선형 위상 증가 (LPI，
LPI)를 갖는 백터로 표현하는 것이 바람직하다. Χ'^)의 대표적인 예로서 DFT 행렬을 이용할 수 있다.
[168] 8 Tx 코드북에서 축소 (downscaled)된 4 Tx듀얼 코드북
[169] LTE Re 1-10 시스템에서 8 Tx 안테나를 가진 기지국을 위한 8 Tx 코드북이 정의되었다. 상기 코드북은 두 개의 코드북이 곱해지는 듀얼 코드북 구조로서
광대역 /장기간 (Wideband/ longterm) 채널 정보를 포함하는 (,) 코드북과 협대역 /단기간 (subband/shortterm) 채널 정보를 포함하는 、 코드북으로 이루어진다. 최근， 향상된 4Tx 코드북의 하나로서 LTE Rel-10 시스템에 정의된 8 Tx 코드북과 유사한 형태의 코드북이 제안되었다. 제안된 codebook은 아래와 같다.
[170] 전체 프리코더는 아래의 수학식과 같ᄋ
Figure imgf000027_0001
Λ 으로 이루어진다.
[171] 【수학식 14】
W = w(1)w(2)
[172] 내측 프리코더 (inner precoder) w(1)는 아래의 수학식과 같이 제 1 코드북
C 으로부터 선택된다.
[173] 【수학식 15】 W(24+l)modl6 W(2*+2)modl6 W(2*+ +33))mmooddl166 ]k = 0,\,---,7
Figure imgf000027_0002
1
where w„ = " = 0,1
16 ，···, 15
[174] 랭크 (rank) 1 전송 (transmission)을 위한 외측 프리코더 (outer precoder) W(2)는 아래의 수학식과 같이 제 2 코드북 Ci(2)으로부터 선택된다 .
[175] 【수학식 16】
Figure imgf000027_0005
Figure imgf000027_0003
[176] 여기서， "는 n번째 구성 요소를 제외하고 모두 영 (zero)을 가7' 백터 (selection vector)를 나타내며， n은 1내지 4의 값을 가진다. 또한，
Figure imgf000027_0004
Y
이고 는 C(1)과 C 2)의 코드워드 인덱스로 결정되는 위싱- 값으로 가 LPI 특성을 갖도록 보상해 주는 역할을 한다. . [177] 랭크 (rank) 2 전송을 위한 외측 프리코더 (outer precoder)
Figure imgf000028_0001
수학식과 같이 제 2 코드북 C )으로부터 선택된다.
[178] 【수학식 17]
Figure imgf000028_0002
e
[179] 여기서， n번째 구성 요소를 제외하고 모두 영 (zero)을 가지는 4 성분 (element)-선택 백터 (selection vector)를 나타낸다.
Figure imgf000028_0003
C (1) (2)
와 ᅳ'의 코드워드 인텍스로 결정되는 위상 값.ᄋ 의 각 백터가
LPI 특성을 갖도록 보상해 주는 역할을 한다.
[180] 상기 4 Tx 코드북의 랭크 1 코드워드는 다음과 같이 생성된다. 2x2 DFT 행렬 (matrix)을 8배로 오버샘플링 (oversampl ing)하여 2x16 DFT 행렬을 생성한다. 이 16개의 백터 중 하나를 선택하고 선택한 2x1 백터를 V라고 했을 때， V를 반복하여 연접 (concatenation)하여 [v ν]τ 의 4x1 백터를 생성한다. 그리고 X—poi 안테나의 수직 안테나 그룹과 수평 안테나 그룹의 위상 보상을 위한 네 가지 위상 보상값 {1， j , 一 1， -j}을 고려하여 {[V aiv]T, [V ai*j*v]T, [v - ∑ *v]T, [v ― ai*j*v]T} 중 하나를 선택한다. 을 이용하여 보상하지 않는 경우 총 64개의 탱크 1 백터 중
8개의 백터 만아 LPI 속성을 갖는다. al을 아래쪽 백터에 곱하여 [V alV]T 형태의 코드워드가 항상 LPI 속성을 가지도록 보상하면， 총 64개의 ¾크 1 백터 중 16개의 백터가 LPI 속성을 갖는다. 은 C(')와 (2)의 코드워드의 함수로 결정된다.
[181] ULA 안테나의 채널 특성
[182] ULA 안테나의 채널 특성은 채널의 중심 고유 백터 (dominant eigen vector)의 특성으로 표현할 수 있다. ULA 안테나 포트 간의 간격이 조밀한 상관 (correlated) 환경에서는 일반적으로 상기 중심 고유 백터 (dominant el gen vector)가 LPI 특성을 가진다. 각 송신 안테나 포트가 동일 간격으로 떨어져 있기 때문에 각 포트에서 나간 신호는 규칙적인 수신 지연을 갖는다. 즉 첫 번째 송신 안테나로부터 수신한 신호와 i 번째 송신 안테나로부터 수신한 신호 간에는 Δζ "만큼의 수신 시간 차가 존재한다. 수신 시간의 차이는 결국 채널의 위상 변화로 나타남으로 첫 번째 송신 안테나로부터 수신한 신호와 ϊ 번째 송신 안테나로부터 수신한 신호 간에는 "만큼의 위상 차가 존재하고， 채널은 LPI 속성을 나타낸다. 따라서， ULA 안테나 포트간의 간격이 조밀한 상관 (correlated) 환경에서 최적화된 코드북은 각 코드워드 (codeword)가 LPI 속성을 가져야 한다.
[183] 탱크 2의 4 Tx코드북
[184] 상술한 4Tx 코드북은 각 탱크에서 3 비트 크기 (size)를 갖는 제 1 코드북 L 과 4 비트 크기를 갖는 제 2 코드북 L 으로 구성되어 총 7 비트의 크기를 갖는다 (여기서, 제 2코드북은 탱크에 따라서 Ci(2)과 로 나누어 정의되지만， 설명의
广 (2)
편의상 랭크의 구분 없이 제 2 코드북을 L 라 가정한다). 상기 코드북으로 생성된 랭크 1 코드워드 중 일부는 ULA 안테나를 고려하여 LPI 특성을 갖는다. 하지만 상기 코드 북으로 생성된 랭크 2 코드워드 중에서 첫 번째와 두 번째 열 (column) 모두 LPI 특성을 갖는 코드워드는 존재하지 않는다.
[185] 따라서, 높은 상관 (High correlated) ULA 안테나의 코드북 성능 향상을 위하여， 랭크 2 이상에서 모든 범 백터 (beam vector)가 LPI 특성을 가지는 코드북이 요청된다. 또한， 스트림 간 (inter— stream) 간섭 ( interference)을 최소화 하기 위하여는 각 범 백터 (beam vector)가 서로 직교 (orthonomal)해야 한다. 이하에서는 탱크 2 이상에서 다음의 두 가지 특성을 갖는 코드북을 제안한다. 첫번째로， 모든 범 백터 (beam vector)가 LPI 특성을 갖는다. 두번째로， 모든 빔 백터 (beam vector)가 서로 직교 (orthonomal)한다.
[186] 이하에서는, 랭크 2 이상에서 모든 범 백터 (beam vector)가 LPI 특성과 직교 (orthonomal) 특성을 동시에 갖는 코드워드를 포함하는 코드북을 제안한다. 또한， 랭크 2의 4 Tx 코드북은 상기 특성을 지닌 코드워드로만 구성되거나, 상기 특성을 지닌 코드워드를 포함하도록 구성될 수 있다.
[187] 상술한 수학식 14 내지 18에 기반하여 생성된 랭크 2 코드워드는 아래의 수학식과 '같이 표현된다.
[188] 【수학식 18】
Figure imgf000030_0001
[189] 여기서， n, m은 를 통해 선택된 임의의 DFT 백터의 인덱스를 의미하고
Wn과 Wni은 각각 상기 오버샘플된 (over sampled)
Figure imgf000030_0002
중에서 선택된 하나의 백터를 나타낸다.
[190] 수학식 18의 탱크 2 코드워드의 모든 빔 백터 (beam vector)가
직교 (orthonomal) 특성을 가지기 위해서는 아래 수학식의 조건을 만족해야 한다.
[191] 【수학식 19】
H H H
w„ wm - α, αΊν/„ w 0
[192] 위 수학식을 만족하기 위해서- 또는 " o 이어야 한다.
[193] 먼저, a세 조건을 만족하여 모든 빔 백터가 직교 특성을 가지는 경우， LPI 특성도 만족하기 위하여 필요한 조건을 이하에서 살펴본다.
[194] Ωι = a2 = e 라 가정하면 수학식 18은 아래의 수학식과 같이 정리된다.
[195] 【수학식 201
Figure imgf000030_0003
[196] 위 수학식에서 왼쪽과 같이 표현된 경우 두 백터가 모두 LPI 특성을 갖기 위해서는 다음 수학식을 만족해야 한다.
[197] 【수학식 21]
7.71 2.Κ
φ = 2—— (ή) = 2—— (m) + ΤΓ ± 2;r
16 16
[198] 위 수학식을 만족하는 n은 " = w±4 이다.
[199] 하지만 수식 15의 종래 코드북을 이용할 경우 In - ml < 4 이므로
직교 (or.thonomal)하면서 LPI 특성을 갖는 코드워드를 만들 수 없다. 따라서 탱크 2 코드워드를 구성하는 두 백터가 모두 LPI 특성을 갖기 위해서는 상기 4 Tx 코드북에서 C( 와 ^2)을 새롭게 설계해야 한다.
[200] 랭크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예는 수학식 21을 만족하여 백터가 모두
LPI특성을 가지며， 수학식 19에 따른 조건 중 =^에 따라 직교 특성을 만족하는 경우이다.
[201] 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에 따른 C(l)과 C^) 는 아래의 수학식과 같이 구성된다.
[202] 【수학식 22】
Figure imgf000031_0001
[203] 내측 프리코더 (inner precoder) W()는 제]^ 코드북 ^ 으로부터 선택된다.
[204]
Figure imgf000031_0002
k는 의 코드워드 인덱스이다. 또한， (k)는 코드북의 k번째 코드워드를 나타낸다. [205] 랭크 2 전송을 위한 외측 프리코더 (outer precoder) w(2)는 아래의 수학식의 、제 2 코드북 C 으로부터 선택된다.
[206] 【수학식 23】
Figure imgf000031_0003
[207] 여기서， e' '는 n번째 구성 요소를 제외하고 모두 영 (zero)을 가지는 4-성분 (element) 선택 백터 (selection vector)를 나타낸다. 1 은
Figure imgf000032_0001
의 코드워드 인덱스이고， 0,1,2,···,7 이다. 또한， 2)( 은 C? 코드북의 1 번째
27(¾4A+/mod4)mod16)
코드워드이고， a\ = a2 ^ e 이다.
广 (I) 广 0)
[208] 상기 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에 따른 L 은 수학식 15의 L 과 동일하게 오버샘플된 (oversampled) DFT 백터를 이용하여 생성된다.
[209] 하지만, 수학식 15의 과 다르게 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에 厂 (1)
따른 은 8개의 연속된 오버샘플된 (oversampled) DFT 백터로 구성되어 있다. 이는 탱크 2 코드워드를 구성하는 두 개의 빔 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 갖도록 하기 위해서이다. 수학식 15의 은 4개의 연속되며 오버샘플된 DFT 백터로
厂 (2)
구성되어 있기 때문에 를 사용해 내에 존재하는 임의의 백터를 선택하더라도 최종 생성되는 두 개의 범 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 갖지 못한다. 즉, 수학식 21에서 lm-n|=4를 만족시키지 못한다.
广 (1)
[210] 따라서， 랭크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에 따른 L 은 보다 많은 (fat) 广(2)
행렬로 구성되며， 주어진 L 에서 를 통해 선택될 수 있는 DFT 백터의 종류가 증가되었다. 즉， 수학식 21에서 0<|m— n|<7 이 되므로 lm-nl=4를 만족시키는 m, n을 찾을 수 있다. 그 결과 최종 생성되는 두 개의 범 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 가질 수 있다.
[211] 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에 따른 L 및 를 이용하여 LPI 속성을 갖는 코드워드를 생성할 수 있다. C(2)에서 (Y>'Y2)는 (e''e'+4)로 제한된다. 그 결과 수학식 21에서 |ni - nl = 4 를 항상 만족한다. 또한 랭크 2를 구성하는 모든 빔 백터 (beam vector)가 직교 (orthonomal )한 특성과 LPI .특성을 갖기위한 수학식 21에 기반하여 , 랭크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에
Figure imgf000033_0001
,2π
αχ - α - β]φ , where φ = 2(— η),η = (4k + 1 mod 4) mod 16
로 설정된다.
[212] 탱크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예는 수학식 21을 만족하여 백터가 모두
LPI특성을 가지며 , 수학식 19에 따른 조건 중 = "2에 따라 직교 특성을 만족하는 다른 경우이다.
[213] 랭크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예에 따른 C(1)과 C 는 아래의 수학식과 같이 구성된다.
[214] 【수학식 24】 " (2/t+l)mod8 TT (2/t+2)mod8 " (2/t+3)mod8 k = 0,1,2,3
Figure imgf000033_0002
[215] 내측 프리코더 (inner precoder) w()는 제 1 코드북 ^ ' 으로부터 선택된다
[216] 여기서
Figure imgf000033_0003
의 코드워드 인덱스이다. 또한
Figure imgf000033_0004
k번째 코드워- 나타낸다.
[217] 탱크 2 전송을 위한 외측 프리코더 (outer precoder) 는 아래 수학식의 제 2 코드북 ^2)으로부터 선택된다.
[218] 【수학식 25】
Figure imgf000033_0005
[219] 여기서， e"는 n번째 구성 요소를 제외하고 모두 영 (zero)을 가지는 4一성분 (element) 선택 백터 (select ion vector)를 나타낸다. 1 은
Figure imgf000033_0006
의 코드워드 인덱스이고 I =0,1,2,3 이다. 또한.. C22> ( I ) 은 C ) 코드북의 1 번째 코드워드이고,
2/(— (2 +/mod2)mod8)
^二¾ = 16 이다
r ) 广 (0
[220] 랭크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예에 따른 L 은 수학식 15의 L 과 동일한 크기 (size)의 행렬로 구성된다. [221] 하지만， 수학식 15 의 과 다르게， 랭크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예에
一
따른 은 8배가 아닌 4배로 오버샘플 (oversample)된 DFT 백터로 구성되어 있다. 이는 랭크 2 코드워드를 구성하는 두 개의 빔 백터 (beam vector)가 LPI 속성을
广 (1)
갖도록 하기 위해서이다. 수학식 15의 L 은 8배로 오버샘플 (oversample)된 DFT 백터로 구성되어 있기 때문에 C 를 사용해 L 내에 존재하는 임의의 백터를 선택하더라도 최종 생성되는 두 개의 빔 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 갖지 못한다.
[222] 따라서， 랭크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예에 따른 은 4 배로 오버샘플 (oversample)된 DFT 백터로 구성되고， 를 통해 두 개의 범 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 가질 수 있다. [223] 한편， 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 예에서는 를 통해 선택되는 두 개의 빔 백터 (beam vector)가 LPI 속성을 가지기 위해서 |m-n|=4 를 만족하여야
ᅳ rm 하지만， 탱크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예는 8배로 오버샘플된 DFT 백터로 이 구성된 경우이다. 랭크 2의 4Tx 코드북의 두번째 예에 따른 은 4배로 오버샘플된 DFT 백터로 구성되어 있기 때문에 Ιηι— η|=4 대신 |m— η卜 2 를 만족해야 한다. 이 조건을 만족시키기 위해 수학식 25에서 (ΥιΎ2) e ei'e3Me2'e 로 설정된다. 또한 탱크 2를 구성하는 모든 빔 백터 (beam vector)가 직교 (or thonomal )한 특성과 LPI 특성을 갖기 위한 수학식 21에 기반하여， 탱크 2의 4 Tx 코드북의 두번째 예에 따른 ) C = c = βιφ , where φ = = (2k + / mod 2) mod 8
C 은
Figure imgf000034_0001
로 설정된다. [224] 랭크 2의 4 Tx 코드북의 세번째 예는 수학식 21을 만족하여 백터가 SL-
Η
v.. v„
LPI특성을 가지며, 수학식 19에 따른 조건 중 " 0 에 따라 직교 특성을 만족하는 경우이다.
H
V V
[225] 수학식 19에서 n "'= 0이면 임의의 에 대해 탱크 2의 두 빔 백터 (beam
H
vector)는 항상 직교 (orthonomal)한다. 따라서 V" Vm = 0를 만족하도록 코드북을 설계하고 는 각 탱크에 해당하는 범 백터 (beam vector)가 LPI특성을 갖도록 하면 직교 (orthonomal) 특성과 LPI 특성을 모두 가진 코드북이 생성된다.
[226] 랭크 2의 4 Tx 코드북의 세번째 예에 따른 코드북은 아래의 수학식과 같이 국성된다.
[227] 【수학식 26]
Figure imgf000035_0001
" (2A+l)modl6 TT (2A+2)modl6 w (2A+15)modl6 k = c0)
[228] 내측 프리코더 (inner precoder) w()는 제 1 코드북 ^ '으로부터 선택된다.
[229] 여기서 또한
Figure imgf000035_0002
세)
(k)는 L 코드북의 k번째 코드워드를 나타낸다.
[230] 랭크 2 전송을 위한 외측 프리코더 (outer precoder) w 는 아래 수학식의 제 2 코드북 C )으로부터 선택된다.
[231] 【수학식 27】
Figure imgf000035_0003
Ί >
Figure imgf000036_0001
[232] 여기서， c "는 n번째 구성 요소를 제외하고 모두 영 (zero)올 가지는 4—성분 (element) 선택 백터 (select ion vector )를 나타낸다. 1 은 C^ 의 코 인덱스이고， =0 1 2 ,15 이다. 또한, C ) (0 은 C ) 코드북의 1 번째 코드워드이고,
Figure imgf000036_0002
를 만족한다.
C (1)
[233] 탱크 2의 4 Tx 코드북의 세번째 예에 따른 ^ 은 8배로
오버샘플 (oversample)된 DFT 백터로 구성되며， 모든 DFT 백터로 이루어진 하나의 코드워드를 갖는다. 탱크 2의 4 Tx 코드북의 세번째 예의 는 (Yi'Y2) = {e''e' 8}로
v„ v„
제한하여 수학식 19에서 v" v-= 0의 조건을 만족한다. 즉， 수학식 26 및 27에 따른 탱크 2 코드워드는 두 빔 백터 (beam vector)가서로 직교 (orthonomal )하며， 과 를 수학식 27과 같이 설정함으로써 각 빔 백터 (beam vector)는 LPI 특성을 갖는다.
[234] 탱크 2의 4 Tx 코드북의 첫번째 내지 세번째 예에서 랭크 2를 가정하여 설명하였으나， 탱크 2에 한정되지 않으며 랭크 2 이상이며 상술한 방식으로 LPI 특성과 직교 (orthonomal) 특성을 만족하는 임의의 코드북을 포함한다. 또한 상술한 랭크 2 코드북 중 일부를 서브샘플링 (subsampling)하거나 상기 코드북을 포함하는 코드북도 포함된다 할 것이다..
[235] 이하에서는， 상술한 랭크 2의 4 Tx 코드북의 조건을 만족하며， 내측 프리코더 (inner precoder) W(l)과 외측 프리코더 (outer precoder) W(2)의 비트수가 각각 4비트와 1비트로 설정된 경우를 설명한다.
[236] 먼저， 은 아래 수학식과 같이 설정될 수
[237] 【수학식 28】
Figure imgf000037_0001
[238] 여기서 W ) 는 아래 수학식과 같이 설정된다.
[239] 【수학식 29】 ,(/) = k (/)_mod1l(6; w TT(/+i)modl6 W(/+6)modl6 W(/+7)modI6 1
Figure imgf000037_0002
[240] 또한， 아래 수학식과 같이 Da(Z)은 P번째 행과 ？번째 열로 구성되며 여기서 /와 q는 0부터 시작한.다.
[241] 【수학식 30】
Figure imgf000037_0003
[242] 다음으로， Ww는 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
W2 ηλ ,η2) =
W2
Figure imgf000037_0004
[243] 다음은， 상술한 랭크 2의 4 Tx 코드북의 조건을 만족하며， 내측
프리코더 (inner precoder) W(1)과 외측 프리코더 (0L1ter precoder) W(2)의 비트수가 각각 3비트와 2비트로 설정된 경우를 설명한다.
[244] 먼저, W«은 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
[245] 【수학식 31】 w,(/) =
Figure imgf000037_0005
[246] 여기서
Figure imgf000037_0006
아래 수학식과 같이 설정된다.
[247] 【수학식 32】
Figure imgf000038_0001
[248] 또한， 아래 수학식과 같이
Figure imgf000038_0002
9번째 열로 구성되며 여기서 P와 q는 0부터 시작한다.
[249] 【수학식 33]
Figure imgf000038_0003
[250] 다음으로， w 는 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
Figure imgf000038_0004
[251] 다음은， 상술한 탱크 2의 4 Tx 코드북의 조건을 만족하몌 내
프리코더 (inner precoder) W0)과 외측 프리코더 (outer precoder) w
각각 3비트와 1비트로 설정된 경우를 설명한다.
[252] 먼저， W 은 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
[253] 【수학식 34]
Figure imgf000038_0005
이 설정된다.
[255] 【수학식 35】
Figure imgf000038_0006
[256] 또한， 아래 수학식과 같이
Figure imgf000038_0007
Ρ번째 행과 번째 열로 구성되며 , 여기서 ^와 9는 0부터 시작한다.
[257] 【수학식 36】 . .2/!-((2/+(pmod4))inodl6)
D
p*q
[258] 다음으로, W 는 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
Figure imgf000039_0001
[259] 다음은， 상술한 탱크 2의 4 Tx 코드북의 조건을 만족하며 , 내측
프리코더 (inner precoder) 과 외측 프리코더 (outer precoder) W( )의 비트수가 각각 4비트와 2비트로 설정된 경우를 설명한다.
[260] 먼저， 은 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
[261] 【수학식 37】
0
Wt(/) /e {0,1, 2,...,15}
0 W,(/)Dn(/)
[262] 여기서 ^ 는 아래 수학식과 같이 설정된다.
[263] 【수학식 38】
Figure imgf000039_0002
[264] 또한 아래 수학식과 같이 Da(^은 P번째 행과 9번째 열로 구성되며 여기서 P와 ?는 0부터 시작한다.
[265] 【수학식 39】
Figure imgf000039_0003
[266] 다음으로, W 는 아래 수학식과 같이 설정될 수 있다.
， (η{,η2) {(1,5), (2, 6),(3, 7),(4,8)}.
Figure imgf000039_0004
[267] 본 발명에 따른 탱크 3 또는 4의 4 Tx 코드북 [268] 본 발명에 따른 랭크 (Rank) 3 또는 4의 코드북은 LTE 릴리즈 8의 4 Tx
코드북을 샘플링 (sampling)하여 코드북 크기 (size)를 줄이는 형태로 생성할 수 있다. 높은 ¾크(11 11 rank) 환경에서는 일반적으로 낮은 랭크 (low rank)보다 시스템 성능 (system performance)아 코드북 크기에 민감하지 않다. 예를 들면, 수신단이 IRC 수신단 (receiver)이 아니라면， 최대 탱크 (max rank)에서는 어떤
프리코더 (precoder)를 이용하여도 성능에 지장을 주지 않는다. 이러한 이유로 LTE 8 Tx 코드북은 높은 탱크에서 코드북 크기가 확연히 즐어드는 형태로 설계되어 있으며 탱크 8에서는 코드북 크기 가 0 비트 (bit)이다ᅳ 이러한 원칙을 고려하여， 이하에서는 LTE 릴리즈 -84 Tx 코드북을 샘플링하여 생성되는 본 발명에 따른 새로운 코드북을 설명한다. 본 발명에 따르면, 코드북 크기를 줄임으로써 피드백 오버해드를 절약할 수 있다.
[269] LTE 릴리즈 -84 Tx 코드북은 아래 수학식의 각 행렬에서 랭크 n 개의 열 백터를 정해진 방식대로 선택하여 이루어진다.
[270] 예를 들어， 램크가 4인 경우 4 Tx 코드북은 다음과 같다.
[271] 먼저， 탱크 4의 4 TX코드북 중 BPSK 변조 방법에 대한 각 행렬은 다음 수학식과 같다.
[272] 【수학식 40】
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000041_0001
[273] 다음으로， 랭크 4의 4 ΤΧ 코드북 중 QPSK 변조 방법에 대한 각 행렬은 다음 수학식과 같다.
[274] 【수학식 41]
Figure imgf000041_0002
[275] 또한ᅳ 수학식 41의 행렬은 다음 수학식과 같이 허수부의 부호가 변경될 수도 있다.
【수학식 42]
[276]
Figure imgf000041_0003
각 행렬은 다음 수학식과 같다 _
[277] 【수학식 43]
Figure imgf000041_0004
Figure imgf000042_0001
[278] 또한 수학식 43의 행렬은 다음 수학식과 같이 허수부의 부호가 변경될 수도 있다.
Figure imgf000042_0002
정해진 방식대로 3개의 열백터를 선택하고, 정규화 (normalize)를 위하여 행렬 앞의 1/2 대신 1/V3을 곱할 수 있다. 구체적으로， 탱크가 3인 경우 4 TX 코드북은 다음과 같다.
[280] 먼저， 탱크 3의 4 TX 코드북 중 BPSK 변조 방법에 대한 각 행렬은 다음 수학식과 같다.
[281] 【수학식 44]
Figure imgf000042_0003
Figure imgf000043_0001
[282] 다음으로， 랭크 3의 4 ΤΧ 코드북 증 QPSK 변조 방법에 대한 각 행렬은 다음 수학식과 같다.
[283] 【수학식 45]
Figure imgf000043_0002
[284] 다음으로， 탱크 3의 4 TX코드북 중 8PSK 변조 방법에 대한 각 행렬은 다음 수학식과 같다.
[285] 【수학식 46}
Figure imgf000043_0003
Figure imgf000044_0001
[286] 본 발명에 따른 코드북을 샘플링하는 첫 번째 원칙으로 각 코드워드를 이루는 값 (alphabet)을 고려한다. BPSK 변조 방법에 대한 행렬은 실수 값만 갖지만， QPSK또는 8PSK 행렬은 허수 값도 갖는다. 단말을 구현할 때 이러한 허수 값들로 인해 계산 량이 많아지므로, BPSK 행렬의 값으로만 구성된 코드북을 설계하는 것이 유리하다.
[287] 코드북을 샘플링하는 두 번째 원칙으로 높은 탱크에서의 채널 특성을 고려한다. X-i l과 ULA 안테나는 서로다른 채널 특성을 갖기 때문에 각 안테나 설정에 특화된 서로 다른 코드북을 사용하는 것이 최적이다. 하지만 상술한 바와 같이 낮은 램크에 비하여， 높은 탱크에서는 코드북 자체가 성능에 큰 영향을 주지 않기 때문에 하나의 코드북을 이용하는 것이 복잡성 (complexity) 측면에서
바람직하다.
[288] 코드북을 샘플링하는 세 번째 원칙으로 X— pol 안테나의 채널 특성을 고려한다. X-pol과 ULA에서 모두 잘 동작하는 하나의 코드북을 생성하기 위한 코드북은'둘 모두의 안테나 설정의 채널 특성을 잘 반영해야 한다. 상술한 바와 같 0 ULA 측면에서는 각 빔 (beam)을 나타내는 열 백터가 선형 위상 증가 (linear phase increase) 속성을 갖는 것이 좋다. 하지만 안테나 간격이 조밀한 ULA에서 높은 랭크가 발생할 확률이 떨어지고， 안테나 간격이 넓은 ULA에서는 채널의 특이 백터 (singular vector)가 선형 위상 증가 속성을 갖지 않을 가능성이 높기 때문에 높은 행크에서 코드북의 선형 위상 증가 속성을 지키는 것은 바람직하지 않다.
따라서 X-pol 채널에 보다 최적화된 코드북을 디자인하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이， X—pol 채널은 수평 (horizontal) 안테나와 수직 (vertical) 안테나의 각 채널이 동일한 값으로 구성되고, 두 안테나 간의 위상차가 존재 한다. 따라서 릴리즈 -8 코드북에서 이러한 구조를 유지하는 코드북을 선택하는 것이 바람직하다.
[289] 상술한 3가지 원칙을 고려하여， 이하에서는 본 발명에 따른 1 비트， 2 비트 및 3 비트로 구성되는 랭크 3또는 4용 코드북을 제안한다. [290] 먼저 , 본 발명에 따른 1 비트의 랭크 3 또는 4용 코드북은 다음과 같이 구성될 수 있다.
[291] 1비트 코드북은 수학식 40에서 수식 18에서 WO, W2만으로 구성될 수 있다. 각 랭크 별로 열 백터 (column vector) 치환 (permutat ion)과 열 백터 선택은 릴리즈—8 방식을 그대로 적용할 수 있다.
[292] 본 발명에 따른 1 비트 코드북은 상기 첫번째 원칙에 따라 BPSK 값들로 구성되고， 두번째 원칙에 따라 모든 안테나 설정에 공통 적용되며， 세번째 원칙에 따라 X-pol의 채널 구조를 만족한다.
[293] 다음으로， 본 발명에 따른 2비트의 ¾크 3 또는 4용 코드북은 다음과 같이 구성될 수 있다.
[294] 본 발명에 따른 2비트 코드북은 상술한 랭크 3및 4용 코드북에서 WO, W2, W8, W10만으로 구성될 수 있다.
[295] 예를 들면， 0, 2， 8， 10의 코드북 인덱스는 은 0내지 3 중 하나의 값을 가지는 제 2 PMI 인덱스 1^12를 다음 수학식에 적용하여 도출될 수 있다.
[296] 【수학식 47】
Figure imgf000045_0001
[298] 각 랭크 별로 열 백터 치환과 열 백터 선택은 상술한 바와 같이 릴리즈 -8 ' 방식을 그대로 적용할 수 있다.
[299] 본 발명에 따른 2비트 코드북은 상기 첫번째 원칙에 따라 BPSK 값들로 구성되고， 두번째 원칙에 따라 모든 안테나 설정에 공통 적용되며, 세번째 원칙에 따라 X-poI의 채널 구조를 만족한다.
[300] 다음으로， 본 발명에 따른 3비트의 탱크 3 또는 4용 코드북은 다음과 같이 구성될 수 있다.
[301] 본 발명에 따른 3비트 코드북은 수학식 40에서 , W2, 8, W10, W12, 13, W14, W15만으로 구성될 수 있다. 각 랭크 별로 열 백터 치환과 열 백터 선택은 리리즈 -8 방식을 그대로 적용할 수 있다.
[302] 본 발명에 따른 3비트 코드북은 상기 첫번째 원칙에 따라 BPSK 값들로 구성되고， 두번째 원칙에 따라 모든 안테나 설정에 공통 적용된다. 하지만 W12, 13, W14, W15은 X-pol의 채널 구조를 만족하지 못하므로 세번째 원칙을 따르지는 않는다. [303] 또 다른 3 비트 코드북으로 수학식 40 내지 42 에서 WO, W2, W8, W10, l, W3 W9, W11 만으로 코드북을 구성한다. 각 탱크 별로 열 백터 치환과 열 백터 선택은 릴리즈—8 방식을 그대로 적용한다. 상기 코드북은 상기 첫번째 원칙을 만족하지는 못한다. 하지만 두번째 원칙에 따라 모든 안테나 설정에 공통 적용되며, 세번째 원칙에 따라 X-pol의 채널 구조를 만족한다.
[304] 다음으로， 본 발명에 따른 0비트 코드북으로서, 램크 3은 상술한 코드북을 사용하더라도， 랭크 4에 대해서는 코드북을 만들지 않을 수 있다. 즉， 랭크 4 코드북은 4by4 항등행렬로 고정한다.
[305] 도 15 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 보고 방법에 대하여 설명한다.
[306] 단계 S151 에서 단말은 16개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링 (subsampling)한다.
[307] 구체적인 서브샘플링 방법은 상술한 탱크 3， 4의 코드북을 서브샘플링하는 방법과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
[308] 단계 S153 에서 단말은 서브샘플링된 코드북을 기초로 CSI를 피드백한다.
[309] 예를 들면, 탱크가 3 또는 4인경우， 상기 서브샘플링된 코드북은 상술한 16개의 프리코딩 행렬 중에서 인덱스 0을 가지는 게 1 프리코딩 행렬， 인덱스 2를 가지는 제 3 프리코딩 행렬， 인덱스 8을 가지는 제 9 프리코딩 행렬 및 인텍스 10을 가지는 제 11 프리코딩 행렬을 포함한다.
[310] 도 15 와 같은 본 발명의 채널상태정 전송 방법에 있어서， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용될 수 있으며， 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
[311] 또한， 기지국과 중계기간의 (백홀 상향링크 및 백홀 하향링크에서의) MIM0 전송 및 중계기와 단말간의 (액세스 상향링크 및 액세스 하향링크에서의) MIM0 전송에 대한 상향링크 MIM0 전송 및 수신에 대해서도 본 발명에서 제안하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.
[312] 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 기지국 및 단말
[313] 도 16은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다. [314] 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
[315] 도 16을 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 절차 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.
[316] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특성들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특성은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특성은 다른 구성요소나 특성과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특성들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특성은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특성과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[317] 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉， 기지국을 포함하는 복수의 네 트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수 행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수 행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNodeB(eNB) , 억 세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[318] 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(digi tal signal processing devices) , FlDs( programmable logic devices) , FPGAs (field programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로 세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[319] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다.
[320] 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[321] 본 발명은 본 발명의 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구 체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라세 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범 위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 둥가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[322] 본 발명은 단말， 릴레이， 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있 다.

Claims

【청구의 범위 I
【청구항 1】 ,
무선 통신 시스템에서 단말이 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 방법에 있어서， 16개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링
(subsampHng)하는 단계 ; 및
상기 서브샘플링된 코드북을 기초로 CSI를'피드백하는 단계를 포함하고, RKRank indicator)가 4인 경우， 상기 서브샘플링된 코드북은 상기 16개의 프 리코딩 행렬 중에서 인덱스 0을 가지는 제 1 프리코딩 행렬， 인덱스 2를 가지는 제 3 프리코딩 행렬， 인텍스 8을 가지는 제 9 프리코딩 행렬 및 인덱스 10을 가지는 제 11 프리코딩 행렬을 포함하는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 제 1 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고,
Figure imgf000049_0001
상기 제 3 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
1 •1 1 -1
-1 1 1 ᅳ 1
2 2 1 1 1 1
-1 ■1 1 1
Λ기 제 9 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000049_0002
7} 제 11 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되
Figure imgf000049_0003
채널상태정보 전송 방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서，
상기 서브샘플링 단계는 다음의 수학식을 이용하여 상기 4 안테나 포트용 코 드북을 서브샘플링하고，
H PM1 + 4. \ PM[212一
상기 IPMi2는 0 내지 3 중 하나의 값을 가지는 프리코딩 행렬의 인덱스를 나 타내는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서，
상기 서브샘플링 단계는 상기 16개의 프리코딩 행렬 중 실수 값만 포함하는 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링하는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 5]
제 1항에 있어서，
상기 서브샘플링 단계는 상기 ,16개의 프리코딩 행렬 중 BPSK (Binary Phase
Shift Keying) 변조 방법에 대응하는 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링하는， 채 널상태정보 전송 방법 .
【청구항 61
제 1항에 있어서，
상기 서브샘플링 단계는 상기 16개의 프리코딩 행렬 중 X-pol (cross polarization) 안테나에 대응하는 값으로 이루이진 프리코딩 행렬을 대상으로 서브 샘플링하는， 채널상태정보 전송 방법 .
【청구항 7】
제 1항에 있어서，
상기 16개의 프리코딩 행렬 중 제 2 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고,
Figure imgf000051_0001
제 4 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
71 ·
같이 구성되고,
Figure imgf000051_0002
제 6프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000051_0003
프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고,
Figure imgf000051_0004
제 8 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000051_0005
제 10 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000052_0001
제 12 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000052_0002
제 13프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000052_0003
제 14 -리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고:
Figure imgf000052_0004
제 15 리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고
Figure imgf000052_0005
제 16 Χ -리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되
Figure imgf000052_0006
채널상태정보 전송 방법 .
【청구항 8】
무선 통신 시스템에서 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 단말에 있어서 RF (Radio Frequency) 유닛; 및
프로세서를 포함하고，
상기 프로세서는，
16개의 프리코딩 행렬을 포함하는 4 안테나 포트용 코드북을 서브샘플링 (subsampl ing)하고，
상기 서브샘플링된 코드북을 기초로 CSI를 피드백하도록 구성되며，
RKRank indicator)가 4인 경우， 상기 서브샘플링된 코드북은 상기 16개의 프 리코딩 행렬 중에서 인덱스 0을 가지는 제 1 프리코딩 행렬， 인덱스 2를 가지는 제 3 프리코딩 행렬, 인덱스 8을 가지는 제 9 프리코딩 행렬 및 인덱스 10을 가지는 제 11 프리코딩 행렬을 포함하는， 단말.
【청구항 9]
거 18항에 있어서，
상기 게 1 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000053_0001
상기 제 3 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000053_0002
상기 제 9 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000053_0003
상기 제 11 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되는，
Figure imgf000053_0004
단말.
【청구항 10】 .
제 8항에 있어서，
상기 서브샘플링 단계는 다음의 수학식을 이용하여 상기 4 안테나 포트용 코 드북을서브샘플링하고,
.21 PMJ2 + 4 · I / /2
상기 l™2는 0 내지 3 중 하나의 값을 가지는 프리코딩 행렬의 인덱스를 나 타내는， 단말.
【청구항 HI
제 8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 16개의 프리코딩 행렬 중 실수 값만 포함하는 프리코 딩 행렬을 대상으로 서브샘플링하는， 단말.
【청구항 12]
제 8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 .16개의 프리코딩 행렬 중 BPSK (Binary Phase Shift
Keying) 변조 방법에 대응하는 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링하는.， 단말.
【청구항 13】
제 8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 16개의 프리코딩 행렬 중 X-poI (cross polarization) 안테나에 대응하는 값으로 이루이진 프리코딩 행렬을 대상으로 서브샘플링하는， 단 말
【청구항 14】
제 8항에 있어서，
상기 16개의 프리코딩 행렬 중 제 2 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고，
Figure imgf000054_0001
제 4 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고 같이 구성되고 같이 구성되고，
Figure imgf000055_0001
제 7 프리코딩 행렬은 다음과 같이 구성되고, 같이 구성되고,
Figure imgf000055_0002
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