WO2014189206A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014189206A1
WO2014189206A1 PCT/KR2014/002971 KR2014002971W WO2014189206A1 WO 2014189206 A1 WO2014189206 A1 WO 2014189206A1 KR 2014002971 W KR2014002971 W KR 2014002971W WO 2014189206 A1 WO2014189206 A1 WO 2014189206A1
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WO
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csi
antenna
reference signal
domain
beamforming
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Application number
PCT/KR2014/002971
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English (en)
French (fr)
Inventor
고현수
강지원
이길봄
정재훈
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for reporting channel state information.
  • Multi-Input Multi-Output (MIM0) technology is a technology that improves the transmission and reception efficiency of data by using multiple transmission antennas and multiple reception antennas, instead of using one transmission antenna and one reception antenna. to be.
  • MIM0 Multi-Input Multi-Output
  • the receiving end receives data through a single antenna path, but when using multiple antennas, the receiving end receives data through multiple paths.
  • the data transmission speed and the amount of transmission can be improved and the coverage can be increased.
  • channel status information is fed back from the MIM0 fisheries terminal and used by the MIM0 transmitter.
  • the receiver may determine the CSI by performing channel measurement using a predetermined reference signal (RS) from the transmitter.
  • RS reference signal
  • a method for reporting channel state information (CSI) in a terminal of a wireless communication system includes receiving a first reference signal from a base station. step; And CSI for a first domain antenna element generated using the first reference signal. Reporting to a base station; And receiving a second reference signal from the base station, wherein the second reference signal is a reference signal for measuring a channel of the second domain antenna element determined according to the first domain antenna element. .
  • the first domain antenna element may be indicated by higher layer signaling from the base station.
  • the first reference signal may be a reference signal for measuring a channel related to at least one of a vertical domain antenna element and a horizontal domain antenna element constituting the two-dimensional array antenna.
  • the first reference signal includes both a reference signal for measuring the channel of the vertical domain antenna element and a reference signal for measuring the channel of the horizontal domain antenna element, the vertical domain antenna element and the horizontal Determining the specific domain antenna element of one of the domain antenna elements.
  • the method may further include reporting an indicator indicating the determined specific domain antenna element to the base station.
  • the indicator may be transmitted at the same time as the CSI, or may be transmitted before the CSI.
  • the second domain antenna element may be set to be different from the first domain antenna element.
  • a method of receiving channel state information (CSI) in a base station of a wireless communication system includes: transmitting a first reference signal to a terminal; step; And a first domain generated using the first reference signal. Receiving CSI for an antenna element from the terminal; And transmitting a second reference signal to the terminal, wherein the second reference signal is a reference signal for measuring a channel of the second domain antenna element determined according to the first domain antenna element. .
  • another embodiment of the present invention provides a terminal for reporting channel state information (CSI) of another wireless communication system. ; And a processor, the processor receiving a first reference signal from a base station, Report to the base station a CSI about a first domain antenna element generated using a first reference signal, and receive a second reference signal from the base station, wherein the second reference signal is transmitted to the first domain antenna element.
  • the reference signal for measuring the channel of the second domain antenna element determined according to.
  • a base station for receiving channel state information (CSI) of a wireless communication system includes: a radio frequency unit (Radio Frequency Unit); And a processor, wherein the processor transmits a first reference signal to a terminal, receives from the terminal a CSI about a first domain antenna element generated using the first reference signal, and the terminal And a second reference signal, wherein the second reference signal is a reference signal for measuring a channel of the second domain antenna element determined according to the first domain antenna element.
  • CSI channel state information
  • a new CSI generation and reporting method capable of supporting a 2 dimensional antenna structure correctly and efficiently can be provided.
  • 1 is a diagram for explaining the structure of a radio frame.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • 3 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG. 6 is a diagram 0 1 illustrating an exemplary pattern of CRS and DRS on one RB pair.
  • FIG. 6 is a diagram 0 1 illustrating an exemplary pattern of CRS and DRS on one RB pair.
  • FIG. 7 shows an example of a DMRS pattern defined in an LTE-A system.
  • FIG. 8 shows examples of a CSI-RS pattern defined in an LTE-A system.
  • FIG. 9 is a diagram for describing an example of a method in which the CSI-RS is periodically transmitted.
  • FIG. 10 illustrates a basic concept of codebook based precoding.
  • 11 shows examples of configuring 8 transmission antennas.
  • FIG. 12 is a view illustrating a general structure of an active antenna array system.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a two-dimensional antenna array structure.
  • 15 is a view for explaining the definition of the angular direction.
  • R: 16 is a diagram showing a planar array antenna configuration.
  • 17 is a diagram for explaining another definition of the angular direction.
  • 18 is a diagram illustrating examples of beamforming according to a two-dimensional antenna configuration.
  • 19 is a diagram for describing examples of vertical beamforming.
  • 20 to 1 are views for explaining two-dimensional array antenna mapping.
  • FIG. 24 is?: For explaining a channel state information (CSI) transmission and reception method according to the present invention.
  • CSI channel state information
  • 25 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a base station apparatus and a terminal apparatus according to the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments It may be included in other embodiments, or may be substituted for the constitution or features of other embodiments.
  • Embodiments of the present invention will be described with reference to the relationship between data transmission and reception between a base station and a terminal.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal. Certain operations described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • BS Base station ion
  • eNB eNode B
  • AP access point
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • RN relay node
  • RS relay station
  • 'Terminal 1 ' may be replaced with terms such as UE Jser Equiment (MS), Mobile Station (MS), Mobile Subscriber Station (MSS), and Subscribing Station (SS).
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. Also. All terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • 0FDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile Communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • 0FDMA may be implemented with a radio technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) LTEClong term evolution (3GPP) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs 0FDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE- / Advanced is the evolution of 3GPP LTE.
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system).
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system).
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system).
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN—OFDMA Reference System)
  • 1 is a diagram for explaining the structure of a radio frame.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in subframe units, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of 0FDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to FDC FreQuency Division Duplex) and a type 2 radio frame structure applicable to TDDdime Division Duplex.
  • FIG. 1 (a) is a diagram illustrating a structure of a type 1 radio frame.
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a TTK transmission time interval).
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of 0FDM symbols in the time domain and a plurality of Resource Blocks (RBs) in the frequency domain. Since a 3GPP LTE system uses 0FDMA in downlink, a 0FDM symbol is one symbol. Indicates an interval. The 0FDM symbol may also be referred to as SC— FDMA symbol or symbol interval.
  • Resource Block (RB) is a resource allocation It is a unit and may include a plurality of consecutive subcarriers (sLibcarriers) in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration of a cyclic prefix (CP).
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of 0FOM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one slot When a normal CP is used, one slot includes 7 OFDM symbols.
  • One subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first two or three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a PDS Kphysical downlink shared channel.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • FIG. 1B is a diagram illustrating a structure of a type 2 radio frame.
  • FIG. Type 2 radio frame is composed of two half frames (half frame), each half frame is five subframes and DwPTS (Downlink Pilot Time Slot). It consists of Guard Period (GP) and Uplink Pilot Time Slot (UpPTS), and one subframe consists of two slots.
  • DwPTS is the initial cell search in the terminal. Used for synchronization or channel estimation.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the radio frame type.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain and one resource block RB includes 12 subcarriers in the frequency domain, the present invention is not limited thereto.
  • one slot includes 7 OFDM symbols, but in the case of an extended CP, one slot may include 6 OFDM symbols.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number of N DLs of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • a maximum of three OFDM symbols in the front of the first slot in one subframe corresponds to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to a data region to which a Physical Downlink Shared Chancel (PDSCH) is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared Chancel
  • Downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), and physical HARQ indicator channel (Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH).
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a male answer for uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a DL shared channel (DL-SCH), resource allocation information of a UL shared channel (UL-SCH), paging information of a paging channel (PCH), system information on a DL-SCH, and a PDSCH.
  • Resource allocation of upper layer control messages such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in a certain terminal group, transmit power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE processes multiple resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the CRC is masked with an identifier called Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, the cell's RNTKC-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier P—RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB)).
  • System information identifier and system information RNTKSI-NTI may be masked to the CRC.
  • random access-RNTURA-RNTI may be masked to the CRC.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots.
  • the resource block pair allocated to the PUCCH is said to be frequency-hopped at the slot boundary.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be significantly improved.
  • the transmission rate theoretically increases as the maximum transmission rate ( 0 ) multiplied by the rate of increase rate () by using a single antenna. can do.
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained. Since the theoretical capacity increase of multi-antenna systems was proved in the mid 90's, various techniques to actively lead to the actual data rate improvement have been actively studied. In addition, some techniques have been already reflected in the "standard of a variety of wireless communication such as a 3G mobile communication and the next-generation wireless LAN.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information S ⁇ , S '', S N. R may have different transmission powers.
  • the transmission information transmitted power adjustment can be expressed as follows.
  • &quot means the weight between the th transmit antenna and the / th information.
  • W is also called a precoding matrix.
  • the reception signal is a reception signal y of each antenna when there are N R reception antennas. Can be expressed as a vector as
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes.
  • the channel from the transmitting antenna to the receiving antenna 7 will be denoted by. Note that, at 3 ⁇ 4, the order of the index is the receive antenna index first, followed by the index of the transmit antenna.
  • FIG . 5 (b) shows a channel from ⁇ transmit antennas to receive antennas.
  • the channels may be bundled and displayed in the form of a vector and a matrix.
  • a channel arriving from a total of ⁇ transmit antennas to a receive antenna / may be represented as follows.
  • all channels arriving from ⁇ transmit antennas to ⁇ receive antennas may be represented as follows.
  • the real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix H.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the white noises ⁇ ⁇ ' ⁇ ' and ⁇ ⁇ ⁇ added to each of the N R receive antennas may be expressed as follows.
  • the received signal may be expressed as follows.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmitting and receiving antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receiving antennas, and the number of columns is equal to the number of transmitting antennas 7.
  • the channel matrix H is
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other. Therefore, the size of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the tank ra " (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • rank may be defined as the number of nonzero eigenvalues when the matrix is eigenvalue decomposition.
  • another definition of binary can be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition is performed.
  • rank in the channel matrix The physical meaning of is the maximum number of different information that can be sent on a given channel.
  • 'tank' for MIM0 transmission refers to the number of paths that can independently transmit a signal at a specific time point and a specific frequency resource, and 'number of layers' It represents the number of signal streams transmitted through each channel.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of hanks used for signal transmission, unless otherwise specified, the tank has the same meaning as the number of layers.
  • a signal When a packet is transmitted in a wireless communication system, a signal may be distorted in the transmission process because the transmitted packet is transmitted through a wireless channel. In order to directly receive the distorted signal at the receiving side, the distortion must be corrected in the received signal using the channel information. In order to find out the channel information, a signal known to both the transmitting side and the receiving side is transmitted, and a method of finding the channel information with a distortion degree when the signal is received through the channel is mainly used. The signal is called a pilot signal or a reference signal.
  • RSs can be classified into two types according to their purpose.
  • One is an RS used for channel information acquisition, and the other is an RS used for data demodulation.
  • the former is an RS for allowing the terminal to acquire downlink channel information, and thus should be transmitted over a wide band. certain Even if a terminal does not receive downlink data in a subframe, it should be able to receive and measure a corresponding RS.
  • Such RS is also used for measurement for handover and the like.
  • the latter is an RS that is transmitted together with the corresponding resource when the base station transmits a downlink, and the terminal can estimate the channel by receiving the corresponding RS, and thus can demodulate the data. This RS should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • RS Downlink Reference Signal
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated RS
  • the CRS is used for acquiring information about channel state, measuring for handover, and the like, and may be referred to as cell-specific RS.
  • DRS is used for data demodulation, the terminal - can be referred to as a specific '(UE-specific) RS.
  • DRS is used only for data demodulation, and CRS can be used for both purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • the CRS is a cell-specific RS and is transmitted every subframe for a wideband.
  • the CRS may be transmitted for up to four antenna ports according to the number of transmit antennas of the base station. For example, if the number of transmit antennas of the base station is two, CRSs for antenna ports 0 and 1 are transmitted, and if four, CRSs for antenna ports 0 to 3 are transmitted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary pattern of CRS and DRS on one RB pair.
  • RS for up to eight transmit antennas should also be supported. Since the downlink RS in the LTE system is defined for up to four antenna ports only, the base station may have a maximum of four or more base stations in the LTE ⁇ A system. If there are eight downlink transmit antennas, the RS for these antenna ports should be further defined. As RS for up to eight transmit antenna ports, both RS for channel measurement and RS for data demodulation should be considered.
  • Backward compatibility means that the existing LTE terminal supports to operate correctly in the LTE-A system. From the point of view of RS transmission, if RS is added for up to eight transmit antenna ports in the time-frequency domain where CRS defined in the LTE standard is transmitted every subframe over the entire band, the RS overhead becomes excessively large. do. Therefore, in designing RS for up to 8 antenna ports, consideration should be given to reducing RS overhead.
  • RS newly introduced in the LTE-A system may be classified into two types. One of them is a transfer tank.
  • CSI—RS Channel State information RS
  • RS for channel measurement purposes for selection of modulation and coding schemes (ICS), precoding matrix index (PMI), etc.
  • PMI precoding matrix index
  • DMRS demodulation-reference signal
  • CSI ⁇ RS for channel measurement purposes is designed for channel measurement-oriented purposes, whereas CRS in conventional LTE systems is used for data demodulation at the same time as channel measurement, handover, etc. There is a characteristic.
  • the CSI-RS may also be used for the purpose of measuring handover. Since the CSI-RS is transmitted only for the purpose of obtaining information about the channel status. Unlike CRS in the existing LTE system. It is not necessary to transmit every subframe. Thus, to reduce the overhead of the CSI-RS, the CSI-RS may be designed to be transmitted intermittently (eg, periodically) on the time axis.
  • a dedicated DMRS is transmitted to a terminal scheduled for data transmission.
  • the DMRS may be referred to as UE-specific RS.
  • the DMRS dedicated to a specific terminal may be designed to be transmitted only in a resource region in which the terminal is scheduled, that is, in a time-frequency region in which data for the terminal is transmitted.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a DMRS pattern defined in an LTE-A system.
  • FIG. 7 a location of a resource element for transmitting a DMRS on one resource block pair for transmitting downlink data (12 subcarriers on 14 OFDM symbols X frequencies in time in the case of a general CP) is shown.
  • DMRS may be transmitted for four antenna ports (antenna port index 7. 8, 9 and 10) which are additionally defined in LTE—A system.
  • DMRSs for different antenna ports may be distinguished by being located in different frequency resources (subcarriers) and / or different time resources (OFDM symbols) (ie, may be multiplexed in FDM and / or TDM schemes).
  • DMRSs for different antenna ports located on the same time-frequency resource may be distinguished from each other by orthogonal codes (ie, may be multiplexed in a CDM manner).
  • DMRSs for antenna ports 7 and 8 may be located in resource elements (REs) indicated as DMRS CDM group 1, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • DMRSs for antenna ports 9 and 10 may be located in the resource elements indicated as DMRS group 2 in the example of FIG. 7, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • the channel information estimated using the DMRS (or the terminal-specific RS) in the terminal is precoded channel information.
  • the UE can easily perform data demodulation using the precoded channel information estimated through DMRS.
  • the terminal cannot know the precoding information applied to the DMRS, the terminal cannot obtain channel information that is not precoded from the DMRS.
  • the terminal has a separate reference signal other than DMRS, i.e. Channel information that is not precoded can be obtained using the above-described CSI-RS.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of a CSI-RS pattern defined in an LTE-A system.
  • FIG. 8 shows the location of a resource element in which a CSI-RS is transmitted on one resource block pair in which downlink data is transmitted (12 subcarriers on 14 0FDM symbol X frequencies in time in the case of a general CP). .
  • one of the CSI-RS patterns of FIGS. 8 (a) to 8 (e) may be used.
  • the CSI-RS may be transmitted for eight antenna ports (antenna port indexes 15, 16, 17, 18. 19, 20, 21, and 22) which are additionally defined in the LTE1 A system.
  • the CSI-RSs for different antenna ports may have different frequency resources (subcarriers) and / or different time resources (0 FDM).
  • CSI-RSs for different antenna ports located on the same time-frequency resource may be distinguished from each other by orthogonal codes (ie, multiplexed in the CDM scheme).
  • CSI-RSs for antenna ports 15 and 16 may be located in resource elements (REs) indicated as CSI-RS CDM group 1, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 17 and 18 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 2, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 19 and 20 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 3, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • CSI-RSs for antenna ports 21 and 22 may be located in resource elements indicated as CSI-RS CDM group 4, which may be multiplexed by an orthogonal code.
  • the same principle described with reference to FIG. 8 (a) may be applied to FIGS. 8 (b) to 8 (e).
  • RS patterns of Figs. 6 to 8 are merely exemplary and are not limited to specific RS patterns in applying various embodiments of the present invention. That is, even when RS patterns different from those of FIGS. 6 to 8 are defined and used, various embodiments of the present invention may be equally applied.
  • the base station should transmit CSI-RS for all antenna ports.
  • Transmitting CSI ⁇ RS for every subframe for up to 8 transmit antenna ports has a disadvantage in that the overhead is too large. Therefore, the CSI-RS is not transmitted every subframe but is transmitted intermittently on the time axis. It can be enjoyed. Accordingly, the CSI-RS may be periodically transmitted with an integer multiple of one subframe or may be transmitted in a specific transmission pattern.
  • the period or pattern in which the CSI—RS is transmitted may be configured by a network (for example, a base station).
  • a network for example, a base station.
  • the UE In order to perform the measurement based on the CSI-RS, the UE must know the CSI-RS configuration of each CSI-RS antenna port of the cell (or transmission point (TP)) to which it belongs.
  • CSI-RS settings DL subframe index on which CSI-RS is transmitted, CSI ⁇ RS in a transmission subframe As the time-frequency position of the resource element (RE) (for example, the CSI-RS pattern as shown in Figs.
  • RE resource element
  • CSI-RS sequence the sequence used for CSI-RS purposes
  • the plurality of CSI-RS configurations may or may not include one CSI—RS configuration in which the terminal assumes that the transmission power of the CSI-RS is non ⁇ zero.
  • One or more CSI-RS settings that assume a transmission power of zero may or may not be included.
  • each bit of a parameter (for example, a 16-bit bitmap ⁇ ⁇ / 3 ⁇ 4 ⁇ / ⁇ 7-7 "parameter") of a CSI-RS setting of 0 transmit power by a higher layer is set to CSI.
  • CSI-RS RE of the RS configuration (or REs to which the CSI-RS can be allocated according to the CSI-RS configuration), and the UE performs the bit set to 1 in the corresponding parameter. Can be assumed to be zero.
  • the CSI-RSs for each antenna port may be multiplexed in FDM, TDM and / or CDM scheme using orthogonal frequency resources, orthogonal time resources, and / or orthogonal code resources. have.
  • RE resource element
  • the CSI-RS is periodically transmitted with an integer multiple of one subframe (eg, 5 subframe periods, 10 subframe periods, 20 subframe periods, 40 subframe periods, or 80 subframe periods). Can be.
  • the transmission period of the CSI-RS of the base station is 10 ms (ie, 10 subframes), and the CSI-RS transmission offset is 3.
  • the offset value may have a different value for each base station so that CSI-RS of several cells may be evenly distributed in time.
  • the offset value may have one of 0 to 9.
  • the offset value may have one of 0 to 4
  • the offset value is one of 0 to 19.
  • the offset value may have one of 0 to 39 when the CSI-RS is transmitted in a period of 40 ms.
  • the offset value may be one of 0 to 79 when the CSI-RS is transmitted in a period of 80 ms. It can have a value of.
  • This offset value indicates the value of the subframe where the base station transmitting the CSI-RS at a predetermined period starts the CSI-RS transmission.
  • the terminal may receive the CSI-RS of the base station at the corresponding subframe location by using the value.
  • the UE measures the channel through the received CSI-RS and as a result can report information such as CQI, PMI and / or RKRank Indicator) to the base station.
  • CQI CQI
  • PMI PMI
  • RI RI
  • CSI CSI
  • the information related to the CSI-RS is Sal-specific information, and can be commonly applied to terminals in a cell.
  • the CSI-RS transmission period and offset may be separately designated for each CSI-RS configuration. For example, a CSI-RS configuration indicating a CSI-RS transmitted with a zero transmission power and a CSI-RS configuration indicating a CSI—RS transmitted with a non-zero transmission power as described below. A separate CSI-RS transmission period and offset may be set for the configuration.
  • the CSI ⁇ RS may be set to be transmitted only in some subframes.
  • the CSI subframe set C CSI , 0 and Ccsu may be set by the higher layer.
  • the CSI reference resource ie, the predetermined resource region upon which the CSI calculation is based
  • C CSI , 0 or Ccs may be C CSI , 0 or Ccs. It may belong to one of and may not belong to both of C CS1,0 and Ccsu at the same time.
  • the UE may perform a trigger (or CSI calculation) on a CSI reference resource existing in a subframe not belonging to any of the CSI subframe sets. May not be expected to receive instructions.
  • the CSI reference resource may be configured on a valid downlink subframe.
  • the valid downlink subframe may be configured as a subframe satisfying various requirements. One of the requirements would be, in the case of periodic CSI reporting, a subframe belonging to the set of CSI subframes linked to the periodic CSI report if a CSI subframe set is configured for the terminal.
  • the UE may derive the CQI index in consideration of the following assumptions (see 3GPP TS 36.213 for details):
  • the ratio of PDSCH EPRE (Energy Per Resource Element) to CSI—RS EPRE follows a predetermined rule.
  • the DMRS of overhead is the last report to the tank Assume a match (e.g. / DMRS overhead is as described in FIG. 7 for two or more antenna ports (i.e. rank 2 or less), although the DMRS overhead on one resource block pair is 12 RE, For 3 or more antenna ports (i.e., 3 or more of 3), it is 24 RE, so the CQI index can be calculated assuming a DMRS overhead based on the most recently reported tank value.)
  • RE RE is not allocated for CSI-RS and EPO CSI-RS
  • ⁇ PDSCH transmission scheme depends on the transmission mode (may be the default mode) currently set for the UE
  • the CSI-RS configuration may be informed to the user equipment using, for example, RRC (Radio Resource Control) signaling. That is, the CSI-RS configuration may be performed using dedicated RRC signaling.
  • Information may be provided to each of the terminals in the cell. For example, in the process of establishing a connection ion with a base station through initial access or handover, the base station informs the terminal of the CSI-RS configuration through RC signaling. Can be. Alternatively, when the base station transmits an RRC signaling message for requesting channel state feedback based on CSI-RS measurement, the base station may inform the terminal of the CSI-RS configuration through the corresponding R C signaling message.
  • RRC Radio Resource Control
  • the time position in which the CSI-RS exists that is, the cell-specific subframe setting period and the cell-specific subframe offset, can be summarized as shown in Table 1 below, for example.
  • the parameter / ⁇ ⁇ may be set separately for the CSI ⁇ RS in which the UE assumes a non-zero transmission power and the CSI-RS in which the UE assumes a transmission power of zero.
  • a subframe including the CSI-RS may be expressed as in Equation 12 below (where E n is a system frame number and / 3 ⁇ 4 is a slot number).
  • a CSI-RS-Config information element (IE) defined as shown in Table 2 below may be used to specify a CSI-RS configuration.
  • the antenna port count (s / 7ia 33 ⁇ 4 / s 3 ⁇ 4 /) parameter represents the number of antenna ports (ie, CSI-RS ports) used for CSI-RS transmission, and anl is It corresponds to one and an2 corresponds to two.
  • the pj parameter indicates a ratio of PDSCH EPRECEnergy Per Resource Element) and CSI—RS EPRE to be assumed when the UE derives CSI feedback.
  • the resource configuration (resi3 ⁇ 4yrceC / 7 //) parameter has a value for determining the location of the resource element to which the CSI-RS is mapped, for example, on the RB pair as shown in FIG.
  • the subframe configuration (st /? / Ra / ⁇ //) parameter in Table 2 corresponds to / rs , _ RS in Table 1 above.
  • zeroTxPowerResourceConfigUst and zeroTxPowerSub eConfig ⁇ correspond to resourceConfig and subframeConfi for CSI-RS having a transmission power of 0, respectively.
  • the MIM0 method may be divided into an open-loop method and a closed-loop method.
  • the open-loop MIM0 scheme means that the transmitter performs MIM0 transmission without feedback of channel state information from the MIM0 receiver.
  • the closed-loop MIM0 scheme means that the MIM0 transmission is performed by the transmitter by receiving the channel state information from the MIM0 receiver.
  • each of the transmitter and the receiver may perform beamforming based on channel state information in order to obtain a multiplexing gain of the MIM0 transmit antenna.
  • the transmitting end eg, the base station
  • the UE may perform estimation and / or measurement on the downlink channel using CRS and / or CSI—RS.
  • the channel state information (CSI) fed back to the base station by the terminal may include a tank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI) and a channel quality indicator (CQI).
  • RI is information about a channel tank.
  • the rank of the channel means the maximum number of layers (or streams) that can transmit different information through the same time-frequency resource.
  • the tank value is determined primarily by the long term fading of the channel, so it can be fed back over a longer period of time (ie less frequently) than with PMI and CQI.
  • PMI is information about a precoding matrix used for transmission from a transmitter. This value reflects the spatial characteristics of the channel. Precoding means mapping a transmission layer to a transmission antenna, and the layer-antenna mapping relationship can be determined by the precoding matrix.
  • the PMI corresponds to a precoding matrix index of a base station preferred by the terminal based on metrics such as signal-to-interference plus noise ratio (SINR).
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • the sender and the receiver use a codebook containing various precoding matrices. A method of feeding back only indexes that are shared in advance and indicating a specific precoding matrix in a corresponding codebook may be used. For example, the PMI may be determined based on the most recently reported RI.
  • the CQI is information indicating channel quality or channel strength.
  • CQI may be expressed as a predetermined MCS combination. That is, the fed back CQI index indicates a corresponding modulation scheme and code rate.
  • the CQI sets a specific resource region (eg, a region specified by a valid subframe and / or a physical resource block) as a CQI reference resource, and assumes that a PDSCH transmission exists in the corresponding CQI reference resource. It can be calculated assuming that the PDSCH can be received without exceeding the probability (eg, 0.1).
  • the CQI is a value that reflects the received SINR that can be obtained when the base station configures the spatial channel using the PMI.
  • the CQI may be calculated based on the most recently reported RI and / or PMI.
  • an additional multiuser diversity is considered to be obtained by using a multiuser-MIM0 (MU-MIM0) scheme.
  • MU-MIM0 multiuser-MIM0
  • the MU-MIM0 scheme since interference channels exist between terminals multiplexed in an antenna domain, multiple base stations may use the channel state information fed back by one terminal in a base station to perform downlink transmission to another terminal. It is necessary to prevent interference from occurring. Therefore, in order for the MU-MIM0 operation to be performed correctly, the channel state information with higher accuracy than the single user-MIM0 (SU-MIM0) method should be fed back.
  • SU-MIM0 single user-MIM0
  • a new CSI feedback scheme that improves the existing CSI composed of RI, PMI, and CQI may be applied.
  • the precoding information fed back by the receiving end may be indicated by a combination of two PMIs (eg, il and i2).
  • PMIs eg, il and i2
  • more sophisticated PMIs can be fed back, and more sophisticated CQIs can be calculated and reported based on these sophisticated PMIs.
  • the CSI may be periodically transmitted through the PUCCH or may be transmitted periodically through the PUSCH.
  • the first PMI for example, Which of the second PMI (e.g., W2), CQI is fed back, and which PMI is fed back
  • W2 wideband
  • SB subband
  • the CQI calculation will be described in detail on the assumption that the downlink receiving terminal is a terminal.
  • the content described in the present invention can be equally applied to a repeater as a downlink receiver.
  • a method of setting / defining a resource (hereinafter, referred to as a reference resource) as a reference for calculating a CQI when a UE reports CSI will be described. First, the definition of CQI will be described in more detail.
  • the CQI reported by the UE corresponds to a specific index value.
  • the CQI index is a value indicating a modulation technique, a code rate, and the like corresponding to a channel state.
  • CQI indexes and their interpretation may be given as in Table 3 below.
  • the UE Based on the observation that is not limited in time and frequency, the UE has the highest CQI satisfying a predetermined requirement among CQI indexes 1 to 15 of Table 3 for each CQI value reported in uplink subframe n.
  • the index can be determined.
  • Certain requirements include the modulation scheme (e.g., MCS) and transmission corresponding to the corresponding CQI index.
  • a single PDSCH transport block having a combination of block size (TBS) and occupying a group of downlink physical resource blocks called a CQI reference resource can be received with a transport block error probability of no greater than 0.1 (ie, 10%). Can be decided. If the CQI index 1 also does not satisfy the above requirement, the UE may determine that the CQI index 0 is zero.
  • the UE may perform channel measurement for calculating the CQI value reported in the uplink subframe n based only on the CSI-RS. .
  • the terminal may perform channel measurement for CQI calculation based on the CRS.
  • a combination of modulation scheme and transport block size may correspond to one CQI index.
  • the combination may be signaled for transmission on the PDSCH in the CQI reference resource according to the associated transport block size table, the modulation scheme is indicated by the corresponding CQI index, and the combination of transport block size and modulation scheme is the reference.
  • the requirement is to have an effective channel code rate as close as possible to the code rate indicated by the corresponding CQI index. If two or more combinations of transport block sizes and modulation schemes are associated with that CQI index, If it is as close as the code rate indicated by, the transport block size can be determined with the smallest combination.
  • the CQI reference resource is defined as follows.
  • the CQI reference resource is defined as a group of downlink physical resource blocks corresponding to a band related to the derived CQI value.
  • the CQI reference resource is defined as a single downlink subframe n-nCQI_ref.
  • nCQLref is determined to be the smallest value among four or more values
  • the downlink subframe n-nCQI ⁇ ref corresponds to a valid downlink subframe.
  • nCQI ⁇ ref is valid corresponding to a CQI request (or a CQI request received) in an uplink DCI format (that is, a PDCCH DCI format for providing uplink scheduling control information to the UE).
  • the same downlink subframe as the downlink subframe is determined as the CQI reference resource.
  • nCQI ⁇ ref is 4 and downlink subframe n-nCQI_ref is assigned to a valid downlink subframe.
  • the downlink subframe n-nCQI_ref may be received after a subframe corresponding to a CQI request (or a CQI request received) in a random access response grant.
  • a valid downlink subframe is set to a downlink subframe for the UE and is not an MBSFN subframe except for transmission mode 9, and the length of the DwPTS is 7680 * Ts.
  • the CQI reference resource is defined as any RI and PMI presumed by the CQI.
  • the first 3 OFDM symbols of the downlink subframe are used for control signaling.
  • Main synchronous signal There is no resource element used by the floating signal or the physical broadcast channel.
  • the redundancy version is zero.
  • CSI-RS is used for channel measurement, the ratio of PDSCH EPRE (Energy Per Resource Element) to CSI-RS EPRE has a predetermined value signaled by a higher layer.
  • PDSCH transmission schemes defined for each transmission mode are currently configured for the UE (may be the default mode).
  • PDSCH EPRE vs. CRS EPRE can be determined according to certain requirements. For more details regarding the definition of CQI, refer to 3GPP TS36.213.
  • the downlink receiving end (eg, the UE) sets a specific single subframe in the past as a CQI reference resource based on a time point of performing a current CQI calculation, and transmits the PDSCH from the base station in the corresponding CQI reference resource.
  • the CQI value can be calculated to satisfy the condition that the error probability does not exceed 10%.
  • precoding that appropriately distributes transmission information to each antenna may be applied.
  • the codebook based precoding scheme is based on the precoding matrix at the transmitter and receiver. With the set in advance, the receiver measures the channel information from the transmitter and feeds back to the transmitter what is the most appropriate precoding matrix (ie, the Precoding Matrix Index (PMI)).
  • PMI Precoding Matrix Index
  • a method of applying an appropriate precoding to a signal transmission is to select an appropriate precoding matrix from a predetermined set of precoding matrices, so that optimal precoding is not always applied, but optimal precoding is performed on actual channel information. There is an advantage in that feedback overhead can be reduced as compared with explicit feedback of coding information.
  • 10 is a diagram for explaining a basic concept of codebook based precoding.
  • the transmitting end and the receiving end share codebook information including a predetermined number of precoding matrices according to a transmission resource, the number of antennas, and the like. That is, when the feedback information is finite, the precoding-based codebook method may be used.
  • the receiving end may measure the channel state through the received signal, and feed back a finite number of preferred precoding matrix information (that is, an index of the corresponding precoding matrix) to the transmitting end based on the above-described codebook information. For example, the receiver may select an optimal precoding matrix by measuring the received signal by MUMaximum Likelihood (MUMaximum Likelihood) or MMSE (Minimum Mean Square Error).
  • MUMaximum Likelihood MUMaximum Likelihood
  • MMSE Minimum Mean Square Error
  • the transmitter that has received the feedback information from the receiver may select a specific precoding matrix from the codebook based on the received information.
  • the transmitter that selects the precoding matrix performs precoding by multiplying the number of layer signals of the transmission tank by the selected precoding matrix, and transmits the precoded transmission signal through a plurality of antennas.
  • the number of rows in the precoding matrix is equal to the number of antennas, and the number of columns is equal to the tank value. Since the rank value is equal to the number of layers.
  • the number of columns is equal to the number of layers.
  • the precoding matrix may be configured as a 4 ⁇ 2 matrix. Information transmitted through each layer may be mapped to each antenna through a precoding matrix.
  • the receiving end receiving the signal precoded and transmitted by the transmitting end may restore the received signal by performing reverse processing of the precoding performed by the transmitting end.
  • the inverse processing of the precoding described above is a Hermit of the precoding matrix ( ⁇ ) used for the precoding of the transmitting end.
  • the matrix P H may be multiplied by the received signal.
  • Table 4 shows a codebook used for downlink transmission using 2 transmission antennas in 3GPP LTE release—8 / 9
  • Table 5 shows 4 transmission antennas in 3GPP LTE release 8/9. This indicates a codebook used for downlink transmission using.
  • ⁇ ⁇ > is W ⁇ I-lu; is derived from the set ⁇ consisting of a mathematical expression expressed as / uu '. At this time .
  • I represents a 4x4 single matrix, where ⁇ is the value given in Table 5.
  • the codebook for two transmitting antennas has a total of seven precoding vectors / matrices, where a single matrix is for an open-loop system. There are a total of six precoding vectors / matrixes for precoding a loop system.
  • the codebook for four transmission antennas as shown in Table 5 has a total of 64 precoding vectors / matrixes.
  • MIM0 transmission using 8 transmission antennas may be performed.
  • Codebook design is required.
  • CSI-RS antenna ports may be represented by antenna port indexes 15 to 22.
  • Tables 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, and 13 are each one using antenna ports 15 to 22. Examples of codebooks for layer, two-layer, three-layer, four-layer, five-layer, six-layer, seven-layer, and layer CSI reporting are shown.
  • ⁇ ⁇ and ⁇ ′ may be given by Equation 13.
  • 11 shows examples of configuring 8 transmission antennas.
  • FIG. 11 (a) shows a case in which N antennas form channels independent from each other without grouping, and is generally called a UU Umform Linear Array.
  • FIG. 11 (b) shows an antenna configuration of a ULA scheme in which two antennas are paired (Paired ULA). In this case, there may be an associated channel between two paired antennas and a channel independent of the other pair of antennas.
  • a ULA antenna configuration such as FIGS. 11A and 1Kb may not be suitable.
  • it may be considered to apply a dual-pole (or cross-pole) antenna configuration as shown in FIG. 11 (c).
  • an independent channel can be formed by reducing the antenna correlation, thereby enabling high yield data transmission.
  • antenna 2 may be configured to have polarities orthogonal to each other.
  • Antennas in antenna group 1 may have the same polarity (eg vertical polar izat ion) and antennas in antenna group 2 may have another same polarity (eg horizontal polarization).
  • the two antenna groups are located at the same position (allocated). For example, antennas 1 and ⁇ ⁇ / 2 + 1, antenna 2 and ⁇ ⁇ / 2 + 2, antenna 3 and ⁇ ⁇ / 2 + 3 antenna ⁇ ⁇ / 2 and ⁇ ⁇ may be disposed at the same position.
  • the antennas within an antenna group are the ULA Jniform Linear Array.
  • the correlation between antennas in one antenna group has a linear phase increment characteristic.
  • the correlation between antenna groups has a phase rotated characteristic.
  • the one-dimensional antenna arrangement may include a ULA or cross-polar antenna array configuration as shown in FIG. 11.
  • the reference signal transmission and CSI feedback scheme as described above is applied. That is, for the purpose of estimating the channel between the transmitting end and the receiving end (or the base station and the terminal) in downlink transmission, the transmitting end transmits a reference signal (for example, CRS or CSI-RS) to the receiving end, Can estimate the channel state from the reference signal.
  • the receiver may calculate a tank, a precoding weight, and a CQI based thereon that are expected to be appropriate for downlink data transmission based on channel information obtained through the reference signal.
  • Precoding information is required for MIM0 transmission, such as precoded spatial multiplexing (precoded spatial multiplexing), and the precoding value may be configured in the form of a codebook.
  • CSI feedback for precoded spatial multiplexing (SM) using CRS in a MIM0 system using four transmit antennas is as follows. It can be explained.
  • the terminal uses AP, AP0, 1, 2, 3
  • the channel from can be estimated.
  • H may be expressed as a matrix (or vector) of Nr X Nt size. Where Nr is the number of receive antennas and Nt is the number of transmit antennas.
  • the terminal may assume that the base station transmits data using a precoding weight matrix (or vector) W ra (k).
  • W ra (k) [W n W 12 W 13 ... W lm ; W 21 W 22 W 23 ... W 2m ; W 3 i W 32 W 33 ... W Description ; It can be represented by W 41 W 42 W 43 ... W 4 J. That is, W ra (k) may be expressed as a matrix (or vector) of Nt X m size. [207] Also.
  • the terminal may calculate the equivalent channel H eq .
  • the UE may select a tank and a precoding weight suitable for downlink transmission based on the equivalent channel H eq .
  • the terminal may calculate the expected CQI when applying the selected rank and precoding weight.
  • CSI feedback for precoded spatial multiplexing (SM) using CSI-RS in a MIM0 system using eight transmit antennas may be described as follows.
  • a CSI-RS When transmitting a CSI-RS from a base station having eight transmit antennas, if the index of the antenna port ( ⁇ ) mapped to each RS is AP15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, or 22, the terminal is a CSI.
  • -RS can be used to estimate the channels from AP15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22.
  • Nr2 H H H Nr3 Nr4 Nr5 H H H H Nr6 Nr7 Nr8 H] can be expressed as (where, Nr is the number of receive antennas).
  • W m (k) [Wn W 12 W 13 ... W lm ; w 21 w 22 w 23 ... w 2m ; w 31 w 32 w 33 ... w Description ; It can be represented by W 81 W 82 W 83 ... W 8 J.
  • the UE determines a hank and precoding weight suitable for downlink transmission. Select and apply the selected rank and precoding weights to calculate the expected CQI.
  • the UE may feed back the CSI (eg, RI, PMI, CQI) selected / calculated using the CRS or CSI-RS as described above to the base station.
  • the base station may determine a tank, a precoding weight, a modulation and coding technique suitable for downlink transmission in consideration of the CSI reported by the terminal.
  • a beam formed by a one-dimensional antenna structure such as a conventional ULA is specified only in the azimuth angle direction (eg, the horizontal domain), and the elevation angle direction (eg, vertical). Domain), only two-dimensional beamforming is supported.
  • a one-dimensional antenna structure e.g., ULA or cross-polar array configuration
  • the beam formed by the two-dimensional antenna structure has a specific direction in azimuth and elevation directions. Since it is possible, three-dimensional three-dimensional bump forming becomes possible.
  • sector-specific elevation beamforming for example, by vertical pattern beamwidth and / or downtilt
  • Adaptive beam control improved sectorization in the vertical domain
  • user (or UE) specific high and low frequency foaming.
  • UE-specific high and low bumping may improve SINR for the UE by specifying a vertical antenna pattern in the direction of the UE.
  • UE-specific high and low bump forming requires additional standard technical support. For example, to correctly support a two-dimensional port structure, a UE's CSI measurement and feedback method for UE-specific high and low beamforming is required.
  • a downlink MIM0 improvement method is required to support UE-specific high beamforming.
  • the downlink MIM0 improvement scheme may include, for example, improving the UE's CSI feedback scheme (for example, designing a new codebook, supporting codebook selection / update / modification, minimizing increase in CSI payload size, etc.), UE ⁇ .
  • Changes in CSI-RS configuration for specific high beamforming, definition of additional antenna ports for UE-specific high beamforming, and enhancement of downlink control operation to support UE-specific high beamforming may include aspects such as measuring reliability (rel iabi 1 i ty).
  • a base station (eNB) antenna calibration error phase and time error
  • an estimated imat ion downlink overhead
  • complexity complexity
  • Feedback overhead backward compatibility
  • actual UE implementation reuse of existing feedback frameworks, subband-to-bandwidth feedback, and the like.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a general structure of an active antenna array system.
  • TXRUA Transceiver Unit Array
  • RDN Radio Distribution Network
  • AA Antenna Array
  • TXRUs may interface with the eNodeB and provide a receive input for base band processing of the eNB, or may be provided with a transmit output from the baseband processing of the eNB.
  • the TXRUA may include a plurality of transmitting units and a plurality of receiving units.
  • the transmitting unit may receive a baseband input from the MS base station and provide an RFCRadio Frequency) transmit output, which may be distributed to M via the RDN.
  • the receiving unit may provide an RF receive input distributed over the RDN as an output for baseband processing.
  • AAS may be defined as a base station system that combines M and active TXRUA.
  • the MS may also include an RDN, which is a passive network that physically separates the active TXRUA from and defines the mapping between TXRUA and M.
  • RDN may convert the K transmit outputs from TXRUA into L outputs to M.
  • the RDN may convert L receive inputs from M into K inputs to TXRUA.
  • the transmitter unit and the receiver unit may be separated from each other, and the mapping for the antenna elements may be defined differently from each other in the transmitter unit and the receiver unit.
  • the base station system including the AAS. Transmission diversity, bump forming. It can be assumed to support spatial multiplexing, or any combination thereof.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a two-dimensional antenna array structure.
  • FIG. 13 (a) shows an MXN antenna array, and each antenna element may be assigned an index from (0.0) to (M-1, N-1).
  • each antenna element may be assigned an index from (0.0) to (M-1, N-1).
  • one column or one row may be regarded as I A.
  • each antenna element can be assigned an index from (0, 0) to (M— 1. N / 2— 1).
  • one column or one row may be regarded as a pair of cross-polar arrays.
  • a three-dimensional space (ie, X, y, and z axes) is defined to describe an array factor having a plurality of columns formed by a URAOJniform Rectangular Array antenna structure. Space).
  • N H antenna elements in the horizontal direction (or in the y axis direction) on the yz plane
  • N Y antenna elements in the vertical direction or in the z axis direction
  • the spacing between antenna elements in the horizontal direction is defined as d H
  • the spacing between antenna elements in the vertical direction is defined as d v .
  • the direction of the signal acting on the antenna array element is represented by u.
  • the elevation angle of the signal direction is represented by ⁇ , and the azimuth angle of the signal direction is represented by.
  • 15 is a view for explaining the definition of the angular direction.
  • the elevation angle 6 » is defined as a value between 90 ° and ⁇ 90 ° , and the closer to 90 °, the angle toward the bottom (or the ground surface),
  • the azimuth angle p may be defined as a value between 0 ° and 180 ° .
  • the elevation angle of the signal direction is defined as a value between 0 ° and 180 ° , in which case the angle closer to 0 ° represents the downward direction (or surface), Closer to 180 ° , upwards An angle is shown, and 90 degrees is a value indicating a direction perpendicular to the antenna array element.
  • the azimuth may also be defined as a value between -180 ° and 180 ° .
  • the RDN can control the side lobe levels and the tilt angle by assigning complex weights to signals from each port and distributing them to subarrays.
  • Complex weighting can include amplitude amplitude addition and phase shift.
  • One. ... ⁇ or ⁇ 1, 2, ..., ⁇ .
  • S p is a set of antenna elements of the sub-array associated with antenna port p.
  • w an additive value given to the antenna elements (in, n).
  • Ao means the wavelength on free-space.
  • r m concernedis the element position vector and ⁇ is defined as in Equation 15 below.
  • ⁇ ⁇ is a unit direction vector, and is defined as in Equation 16 below.
  • ⁇ can be referred to as the distance from the origin of the antenna element (m, n).
  • Equation 16 0 etilt corresponds to a vertical steering angle or elevation angle, and (f> escm corresponds to a horizontal steering angle or azimuth angle. It can be said to express the beam direction in three-dimensional space as an angle. In this respect, beamforming By compensating the difference in phase experienced by the antenna equally, it can be said to adjust the direction of the beam formed from the antenna array at a specific angle.
  • the antenna pattern A p which means a radiation pattern for the antenna port p, may be given by Equation 17 below.
  • the radiation pattern can be said to be the shape of the band formed by the antenna port p.
  • the shape of the beam may be thin, focused toward a location, or may be thick, directed toward a certain range.
  • three ⁇ and ⁇ refer to a composite array element pattern having a dB unit and may be defined in the element pattern shown in Table 14 below (see Table 14
  • the values of the parameters e.g., the number of radiating elements per column, the number of columns, the maximum array gain in one column, etc.
  • TR Technical Report
  • Equation 17 v m , Equation 18 below.
  • Equation 19 is given as Equation 19 below.
  • the maximum antenna gain of the MS should be defined as the sum of the passive maximum antenna gain and the losses of the cable network.
  • FIG. 16 illustrates a planar array antenna configuration
  • FIG. 17 illustrates another definition of the angular direction.
  • the two-dimensional arrangement of the antenna elements (m, n) is considered.
  • the example of FIG. 16 is described assuming a two-dimensional arrangement of antenna elements (n, m).
  • the elevation angle ⁇ is defined as a value between ⁇ 90 ° and 90 ° (in this case, 0 ° is a value indicating a direction perpendicular to the antenna array element), and the azimuth angle is 0 ° and Although defined as a value between 180 °, in the example of FIG. 17, an angle of a signal direction may be defined by changing a reference value.
  • the elevation angle ⁇ is defined as a value between -90 ° and 90 °, and indicates an angle toward the bottom (or the ground surface) closer to -90 °. The closer it is to 90 °, the more upward the angle is, and 0 ° is the value representing the direction perpendicular to the antenna array element.
  • the azimuth angle ⁇ may be defined as a value between ⁇ 90 ° and 90 °.
  • 18 is a diagram illustrating examples of beamforming according to a two-dimensional antenna configuration.
  • FIG. 18 (a) shows vertical sectorization by three-dimensional beamforming
  • FIG. 18 (b) shows vertical panforming by three-dimensional beamforming.
  • FIG. 18A when beamforming is possible at an elevation angle, sectorization of the vertical domain is enabled, and horizontal beamforming may be performed according to an azimuth angle in each vertical sector. have.
  • 18 (b) when using elevation beamforming, high quality signals can be transmitted to users located higher than the antenna of the base station.
  • FIG. 19 illustrates an example of vertical beamforming.
  • the base station antenna is located on the roof of a building, and the height of the building where the antenna is located may be lower than or higher than the surrounding building.
  • 19 (a) is an example of beamforming considering neighboring buildings higher than the height of the base station antenna.
  • a spatial channel having a strong line of sight (U) S component may be generated.
  • adaptive beamforming by the height of the building may be more important than horizontal red-eye forming in the building.
  • 19 (b) is an example of beamforming considering neighboring buildings lower than the height of the antenna of the base station.
  • the signal transmitted from the base station antenna may be refracted by the roof of the building or reflected by another building or the ground surface to generate a spatial channel including a large number of non-line of sight (NL0S) components.
  • N0S non-line of sight
  • the present invention proposes a precoding codebook design scheme for correctly and efficiently supporting UE-specific high beamforming, vertical sectorization, and the like, which is enabled by a two-dimensional antenna structure.
  • the beam direction is fixed vertically (ie, the beam cannot be selected / adjusted vertically), and beamforming can be performed only in the horizontal direction.
  • To report and receive the CSI including the PMI from the UE to determine the. Instructs the CSI-RS configuration to the UE and transmit the CSI-RS according to the CSI-RS configuration.
  • Indicating CSI-RS configuration includes at least one of information (eg, CSI-RS port, CSI-RS transmission timing, CSI-RS transmission RE location, etc.) included in the CSI-RS-Config IE in Table 2 above. of Means to provide.
  • vertical bumpforming (or vertical selection) is required in addition to the existing horizontal beamforming, and a specific method for this is not yet defined.
  • a two-dimensional URA (or UPA) is defined as a ULA of a first domain (eg, horizontal dossine) and a ULA of a second domain (eg, vertical domain).
  • a three-dimensional beam can be formed by determining the elevation angle in the horizontal domain after determining the elevation angle in the vertical domain, or by determining the elevation angle in the vertical domain after determining the azimuth angle in the horizontal domain.
  • selecting the ULA for any one of the first and second domains in the two-dimensional antenna structure may be referred to as regional selection or domain selection.
  • vertical beamforming (or elevation beamforming) may be performed together with horizontal beamforming (or azimuthal beamforming).
  • the precoding codebook designed for beamforming in the horizontal direction may be designed such that the azimuth of the azimuth is divided at equal intervals or an arbitrary beam direction is formed.
  • a codebook designed on the basis of DFK Discrete Fourier Transform has a phase determined in the form of ei 2nn W N , where 2 ⁇ / ⁇ can be understood as meaning that the phases are divided by equal intervals.
  • the codebook is determined in such a way that any beam direction has an arbitrary phase value.
  • one of the element (s) increments included in the predetermined codebook is subjected to a specific precoding matrix or a specific pan direction, and the UE transmits information indicating a specific element (for example, ⁇ ) of the codebook to the base station. By feeding back, the UE can report the preferred beam direction to the base station.
  • a specific element for example, ⁇
  • the present invention proposes a codebook design method that can solve this problem.
  • the definition of the angular direction should be understood as following the definition of the angular direction described with reference to FIG. 15.
  • the scope of the present invention is not limited to this, and it is obvious that the principle can be applied in the same manner by replacing the value of the angle ⁇ ateum proposed by the present invention even for the definition of the other angular direction.
  • Embodiment 1 in a feedback codebook configuration for precoding, a precoding matrix (or precoding vector) supporting precise and efficient three-dimensional beamforming in consideration of a relationship between vertical beamforming and horizontal beamforming It is about how to configure.
  • a method of configuring a codebook such that a beam having a specific angular range is formed in the elevation angle is proposed.
  • the vertical beamforming weight is expressed based on a direction of arrival (DoA).
  • DoA direction of arrival
  • this principle may be applied to the case of expressing the vertical bump forming weight based on the DFT.
  • the principle may be applied to the weight vector for horizontal beamforming.
  • the codebook for vertical beamforming may include a weight vector that may form a beam in elevation-90 ° to 90 ° . '
  • a weight vector for vertical bump forming for a 2 ⁇ D antenna array may be expressed as Equation 20 below based on DoA. [277] [Equation 20]
  • Wv denotes a weight vector for vertical beamforming.
  • M represents the number of antennas in the vertical domain
  • dv is the vertical Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ represents a wavelength and ⁇ represents an elevation angle.
  • a weight vector for horizontal beamforming for a 2—dimensional antenna array may be expressed as Equation 21 based on DoA.
  • Wh denotes a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh denotes the horizontal Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ is the wavelength
  • ⁇ is the elevation angle
  • ⁇ is the azimuth angle.
  • the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90 °).
  • ⁇ ⁇ 90 ° ) the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90 °).
  • ⁇ ⁇ 90 ° ) the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90 °).
  • ⁇ ⁇ 90 ° ) has a value in the range of 1 1 ⁇ ( ⁇ ) ⁇ 1.
  • the weight vector for vertical beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 22 below based on the DFT.
  • Wv e j '2Tt, mk / K / VM
  • Wv denotes a weight vector for vertical beamforming.
  • M denotes the number of antennas in the vertical domain
  • K denotes the number of beams in the vertical domain
  • k denotes the beam number (or beam index) in the vertical domain.
  • 2k / K has a value ranging from 0 to 2 in accordance with the beam index k in Equation 22 of Embodiments 1 to 3 of the DFT, the range of the elevation angle ⁇ in the DoA based scheme, The relationship with the beam index k in the DFT-based scheme may be set.
  • 2k / K has a value of 0 to 1.
  • the range of the 2k / K value is the same as the range of the sin (e) value (that is, 0 ⁇ sin (e) ⁇ l) when the elevation angle ⁇ has a range of 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 °.
  • the range of 2k / K values is the same as the range of sin (e) values (that is, ⁇ l ⁇ sin (e) ⁇ 0) when the elevation angle ⁇ has a range of -90 ° ⁇ ⁇ ⁇ 0 ° . .
  • setting the elevation angle ⁇ to 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 ° in the DoA-based method may be equivalent to setting the beam index k to a value in the range of 0 to K / 2 in the DFT-based method.
  • the elevation angle ⁇ is set to —90 ° ⁇ ⁇ 0 ° , in which the pan-index k is set to a value in the range K / 2 to K in the DFT-based scheme? It can be grand.
  • Equation 23 The weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 23 below based on the DFT. [297] [Equation 23]
  • Wh means a weight vector for horizontal beamforming.
  • N represents the number of antennas in the horizontal domain
  • n represents the antenna number (or antenna index) in the horizontal domain.
  • H represents the number of beams in the horizontal domain.
  • h denotes a beam number (or beam index) in the horizontal domain.
  • c is a value determined according to a pan-index for vertical beamforming.
  • c may be set to have a value between 0 and 1.
  • the variable k of the weight vector for vertical bump forming is between 0 and K. It can have a value of.
  • the weight vector for horizontal beamforming there is a value (ie, c) determined according to the beam index selected in the vertical beamforming, and the value may be defined as in Equation 24 below.
  • an appropriate angle ⁇ may be selected in the horizontal domain ⁇ the azimuth angle is considered in consideration of only the horizontal domain separately (or irrespective or independently) of the selected elevation angle in the vertical domain.
  • the selection when the beamforming in the elevation direction is actually applied, it will most likely be that the originally selected azimuth direction cannot guarantee optimal performance. Accordingly, in order to enable more accurate beamforming, it is desirable to select an appropriate angle ⁇ in the horizontal domain according to the selected angle ⁇ in the vertical domain (or considering ⁇ , or dependent on ⁇ ).
  • a weight vector (s) using c value By designing the precoding codebook, CSI feedback including more accurate and efficient precoding information is possible for the UE, and more accurate and efficient precoding (or beamforming) is possible for the eNB.
  • the weight vector for horizontal beamforming for the 2—dimensional antenna array may be expressed as Equation 25 below based on DoA.
  • Wh means a weight vector for horizontal bump forming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh denotes the horizontal Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ is the wavelength.
  • ⁇ represents an azimuth angle.
  • the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90 ° ⁇ ⁇ 90 ° )
  • sin (w) has a value in the range of -1 ⁇ ⁇ ( ⁇ ) ⁇ 1.
  • the azimuth angle is selected without considering the elevation angle (or assuming the elevation angle is 0 ° ), thereby reducing the complexity of the calculation of the UE even if the accuracy of the actual beam direction is somewhat reduced. This is an effective way.
  • the weight vector for horizontal beamforming for the 2—dimensional antenna array may be expressed as Equation 26 below based on the DFT.
  • Wh denotes a weight vector for horizontal beamforming.
  • N represents the number of antennas in the horizontal domain, and n represents the antenna number (or antenna index) in the horizontal domain.
  • H denotes the number of beams in the horizontal domain, and h denotes a pan number (or pan index) in the horizontal domain.
  • Example 1-6 has the same meaning as that of the c value of 1 in Example 1-4.
  • the present embodiment can be said to select the azimuth angle without considering the elevation angle (or assuming that the elevation angle is 0 ° ), so that even if the accuracy of the actual beam direction is somewhat reduced, This is an effective way to reduce complexity.
  • the codebook for vertical beamforming may include a weight vector capable of forming a beam having an elevation angle of 0 ° to 90 ° .
  • An augmentation vector for vertical beamforming for a two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 27 below based on DoA.
  • Equation 27 Wv denotes a weight vector for vertical beamforming.
  • M represents the number of antennas in the vertical domain
  • dv in the vertical domain Represents the distance between antennas.
  • ⁇ represents a wavelength and ⁇ represents an elevation angle.
  • a weight vector for horizontal beamforming for a two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 28 below based on DoA.
  • Wh denotes a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh denotes the horizontal Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ is the wavelength
  • ⁇ is the elevation angle
  • ⁇ is the azimuth angle.
  • the range of the variable ⁇ of the weight vector is -180 ° ⁇ ⁇ ⁇ 180 ° (or ⁇ 90).
  • sin (i ⁇ has a value in the range of -1 ⁇ ⁇ ( ⁇ ) ⁇ 1.
  • the weight vector for vertical beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 29 below based on the DFT.
  • Wv denotes a weight vector for vertical bump forming.
  • 2k / K has a value of 0 to 1.
  • the range of 2k / K values is equal to the range of sin (e) values (that is, 0 ⁇ sin (e) ⁇ l) when the elevation angle ⁇ has a range of 0 ° ⁇ ⁇ 90 ° .
  • the elevation angle ⁇ is set to 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 ° in the DoA-based method because the beam index k is set to a value in the range of 0 to K / 2 in the DFT-based method. It can be grand.
  • the weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 30 below based on the DFT.
  • Wh denotes a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain and n denotes the antenna number (or antenna index) in the horizontal domain.
  • H represents the number of beams in the horizontal domain, and h represents the beam number (or beam index) in the horizontal domain.
  • c is a value determined according to a beam index for vertical beamforming.
  • c may be set to have a value between 0 and 1.
  • the variable k of the weight vector for vertical beamforming is 0 to K / 2. It can have a value between Weight vector for horizontal beamforming.
  • a value (ie, c) determined according to the beam index selected in the vertical beamforming, and the value may be defined as in Equation 31 below.
  • the value of c is a coefficient or variable such that an appropriate angle ⁇ is selected in the horizontal domain according to the selected angle ⁇ in the vertical domain (or considering ⁇ or dependent on ⁇ ). As meaning.
  • these examples will be described.
  • Example 2-5 The weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 32 below based on DoA.
  • Wh means a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh is horizontal Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ represents a wavelength and ⁇ represents an azimuth.
  • the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ ⁇ 180 ° ( or-
  • a weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 33 below based on the DFT.
  • Wh denotes an incremental vector for horizontal beamforming.
  • N represents the number of antennas in the horizontal domain, and n represents the antenna number (or antenna index) in the horizontal domain.
  • H represents the number of beams in the horizontal domain, and h represents the beam number (or beam index) in the horizontal domain.
  • This Example 2-6 has the same meaning as that of the c value of 1 in Example 2-4.
  • the present embodiment does not consider the elevation angle (or the elevation angle is It can be said to be 0 ° and the way home) select the azimuth, and this even if the accuracy of the actual beam direction somewhat away, it is possible to an effective method in terms of reducing the complexity of the calculation of the UE.
  • the codebook for vertical beamforming may include a weight vector capable of forming a beam having an elevation angle of ⁇ 90 ° to 0 ° .
  • the augmented vector for vertical bump forming on a two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 34 below based on DoA.
  • Wv denotes a weight vector for vertical beamforming.
  • M represents the number of antennas in the vertical domain
  • dv is the vertical Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ represents a wavelength and ⁇ represents an elevation angle.
  • the range of ⁇ is ⁇ 90 ° ⁇ ⁇ ⁇ 0 ° , whereby sin (e) has a value in the range -l ⁇ sin (e) ⁇ 0.
  • a weight vector for horizontal beamforming for a two-dimensional antenna array may be expressed as in Equation 35 below based on DoA.
  • Wh denotes an incremental vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh denotes the horizontal domain Represents the distance between antennas.
  • ⁇ is the wavelength
  • ⁇ is the elevation angle
  • ⁇ is the azimuth angle.
  • the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90). ° ⁇ ⁇ 90 ° ), whereby ⁇ ⁇ ( ⁇ ) has a value in the range of -1 ⁇ sin (ii ⁇ l).
  • the weight vector for vertical bump forming for the 2 ⁇ D antenna array may be expressed as Equation 36 below based on the DFT.
  • Wv denotes a weight vector for vertical beamforming.
  • M represents the number of antennas in the vertical domain
  • K denotes the number of beams in the vertical domain
  • k denotes the beam number (or beam index) in the vertical domain. If the elevation angle is said to have a value of 0 ° to 90 ° range, k may have a value between K / 2 to K (e.g., kK / 2, K / 2 + 1, ⁇ ⁇ , Kl).
  • 2k / K has a value of 1 to 2.
  • A ⁇ X2k /.
  • the value A ranges from ⁇ to 2 ⁇ .
  • the exp (jA) value when the range of the A value is ⁇ to 2 ⁇ is the same as the exp (jA) value when the range of the A value is - ⁇ to 0. This can be seen as the same as the value of 2k / K has a value of -1 to 0.
  • the range of the 2k / K value is the same as the range of the sin (e) value when the elevation angle ⁇ has a range of -90 ° ⁇ ⁇ ⁇ 0 ° (that is, ⁇ l ⁇ sin (e) ⁇ 0). .
  • the elevation angle ⁇ is set to ⁇ 90 ° ⁇ ⁇ ⁇ 0 °
  • the pan index k is set to a value in the range of K / 2 to K. It can be grand.
  • the weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 37 below based on the DFT.
  • Wh denotes an incremental vector for horizontal beamforming.
  • N represents the number of antennas in the horizontal domain, and n represents the antenna number (or antenna index) in the horizontal domain.
  • H denotes the number of beams in the horizontal domain, and h denotes a pan number (or beam index) in the horizontal domain.
  • c is a value determined according to a beam index for vertical beamforming.
  • c may be set to have a value between 1 and 0.
  • the variable k of the weight vector for vertical beamforming is K / 2 to It can have a value between K.
  • the weight vector for horizontal beamforming there is a value (ie, c) determined according to the beam index selected in the vertical beamforming, and the value may be defined as in Equation 38 below.
  • Equation 38 the value of c depends on the selected angle ⁇ in the vertical domain (or considering ⁇ or dependent on ⁇ ). It is meaningful as a coefficient or variable that allows the appropriate angle ⁇ to be selected in the horizontal domain.
  • Example 3-5 The weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 39 below based on DoA.
  • Wh denotes a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • dh denotes the horizontal Indicates the distance between antennas in the domain.
  • ⁇ represents a wavelength and ⁇ represents an azimuth.
  • the range of the variable ⁇ of the weighted vector is -180 ° ⁇ ⁇ 180 ° (or-90).
  • sin () has a value in the range of ⁇ 1 ⁇ sin (i ⁇ l).
  • the weight vector for horizontal beamforming for the two-dimensional antenna array may be expressed as Equation 40 below based on the DFT.
  • Wh means a weight vector for horizontal beamforming.
  • N denotes the number of antennas in the horizontal domain
  • n is displayed produces "antenna number (or an antenna index) in the horizontal domain.
  • H represents the number of beams in the horizontal domain
  • h represents the beam number (or beam index) in the horizontal domain.
  • This embodiment 3x6 has the same meaning as that of the c value of 1 in Example 3x4.
  • the present embodiment does not consider the elevation angle (or the elevation angle is The azimuth angle may be selected by assuming that the angle is 0 ° , and thus, even though the accuracy of the actual direction is somewhat reduced, the method may be effective in terms of reducing the complexity of the UE calculation.
  • the resolution of the vertical beamforming may be set differently according to the elevation angle (or the range of the elevation angle).
  • the space where the physical antenna array is actually arranged is a rooftop of a high building
  • the antenna array position is disposed higher than the target position of signal transmission / reception (for example, in FIG. 19 (b))
  • the opposite case eg, the case of FIG. 19A
  • the antenna array position is disposed higher than the target position for signal transmission and reception (for example, in case of FIG. 19 (b))
  • considering the refraction, reflection, etc. due to various obstacles, and vice versa for example, As compared with the case of Fig. 19 (a), it is required to adjust the direction more precisely.
  • the elevation angle 0 ° is a value indicating a direction perpendicular to the antenna array
  • the elevation angle is 90 ° when the elevation angle is in the range of -90 ° to 90 ° (or 0 ° to 90 ° ).
  • the precoding codebook can be designed to have a more sparse resolution, ie precoding augmentation for vertical beamforming, within a precoding codebook containing precoding weight vectors / matrix for vertical beamforming.
  • the resolution of the vector / matrix is lower when the elevation angle is close to 0 ° compared to when the elevation angle is near 90 ° , and in the precoding ⁇ book, the precoding row corresponding to near 90 ° elevation
  • the number of columns (or precoding vectors) may be greater than the number of precoding matrices (or precoding vectors) whose elevation angles are near -90 ° (or 0 ° ).
  • the resolution of the horizontal beamforming may be differently set according to the elevation angle (or the range of the elevation angle). For the same reason as described above, the closer the elevation angle is to 90 ° , the more advantageous the beam direction can be set.
  • the closer the elevation is to 90 ° i.e., the downward direction in the antenna array
  • the precoding codebook can be designed to have fine resolution.
  • the resolution of the precoding augmentation vector / matrix for horizontal panforming has an elevation angle of 0 ° to 90 °. It can be said that the case is constructed higher than when the elevation angle has a value in the range of -90 ° to 0 ° .
  • the resolution of the horizontal beamforming for the case where the elevation angle is in the range of 0 ° to 90 ° is more compact, and the resolution of the horizontal beamforming for the case where the elevation angle is in the range of -90 ° to 0 °. Can be more refined.
  • Embodiment 2 relates to a method of constructing a codebook set including a precoding weight vector for horizontal bump forming and a precoding weight vector for vertical beamforming.
  • This embodiment proposes a codebook construction method for vertical-horizontal beamforming.
  • the precoding weight vector (or precoding weight matrix) for the three-dimensional bump forming may be determined or indicated by a combination of .2 indicators (or two PMIs). Two indicators. For example, it may be called and 1 2 . And 1 2 may be reported at the same time, and may be reported at different points in time to reduce feedback overhead. Where is reported as a long term and can be applied to wideband.
  • Each of the one or more elements constituting the codebook may be designed to include both weight vector / matrix for vertical beamforming and weight vector / matrix for horizontal bumpforming.
  • the first indicator e.g., the precoder set indicated by ⁇ is one weight vector / matrix for vertical beamforming and one or more for horizontal beamforming
  • Candidate weights include all of the vector / matrix. Different vertical beamforming weight vectors / matrixes are determined by different first indicators ( ⁇ ), and the same horizontal beamforming weight vectors / matrixes may correspond to different first indicators ().
  • a precoder vector / matrix for three-dimensional beamforming may be configured by the first indicator (h) and the second indicator (1 2 ) as shown in Table 15 below.
  • one weight vector / matrix Wv (0) for vertical beamforming is indicated, and four candidate weight vector / matrix for horizontal beamforming Wh ( 0), Wh (l), Wh (2) and Wh (3) are indicated.
  • one of the four horizontal bump forming weight vector / matrix candidates may be specified according to a value of 1 2 .
  • one of the weight vector / matrix for vertical beamforming may be indicated, and one of the augmentation vector / matrix for horizontal bump forming may be indicated in combination with 1 2 .
  • the precoder set indicated by the first indicator may comprise a portion of one or more candidate weight vector / matrix for vertical beamforming and one or more candidate weight vector / matrix for horizontal beamforming. Includes all of them.
  • the vertical beamforming weight vector / matrix bouncing on the first value of the first indicator ( ⁇ may be partially overlapped with the vertical beamforming augmentation vector / matrix on the second value.
  • Different first indicators (h) The same horizontal beamforming weight vector / matrix can be treated for.
  • a precoder vector / matrix for three-dimensional beamforming may be specified by the first indicator () and the second indicator 12 as shown in Table 16 below. [421] [Table 16]
  • a vector / matrix Wv (0) or Wv (l) is indicated and four candidate augmentation vector / matrix Wh (0), Wh (l), Wh (2) and Wh (3) for horizontal beamforming This is directed.
  • one of the two weight vector / matrix Wv (0) or Wv (l) for the vertical beamforming is specified according to the value of 1 2 , and the four horizontal beamforming weight vector / matrix candidates are also specified. Any one of them may be specified.
  • the weight vector / matrix for two (candidate) vertical bump formings for vertical beamforming is determined in a similar manner for the other 1 values.
  • the combination with 1 2 can finally indicate the weight vector / matrix for one vertical beamforming and also one of the augmentation vector / matrix for horizontal beamforming.
  • a first indicator (eg, the precoder set indicated by ⁇ may be part of one or more candidate weight vector / matrix for vertical beamforming and all of one or more candidate weight vector / matrix for horizontal beamforming
  • the vertical beamforming weight vector / matrix is not overlapped by different first indicators ( ⁇ , and different vertical beamforming augmentation vector / matrix is determined. The same for different first indicators ( ⁇ ).
  • the horizontal bump forming weight vector / matrix can be treated.
  • the first indicator precoder vector / matrix for three-dimensional beam-forming by the first and the second indicator (12) as specified in Table 17 below.
  • a first indicator (eg, the precoder set indicated by ⁇ may be part of one or more candidate weight vector / matrix for vertical beamforming and part of one or more candidate weight vector / matrix for horizontal beamforming.
  • the vertical beamforming weight vector / matrix for the first value of the first indicator (h) may overlap some or all of the vertical beamforming weight vector / matrix for the second value.
  • the horizontal beamforming weight vector / matrix is not amplified, and different horizontal beamforming weight vector / matrix is determined.
  • it may be a precoder vector / matrix for three-dimensional beam-forming by the first indicator 0) and a second indicator (12) as specified in Table 18 below.
  • Wv (0) which is one weight vector / matrix for vertical beamforming
  • Wh (0) which is one weight vector / matrix for vertical beamforming
  • Wh (2) which is one weight vector / matrix for vertical beamforming
  • Wh (3) any one of the four horizontal beamforming weight vector / matrix candidates may be specified according to the value of 1 2 .
  • One of the weight vector / matrix for vertical beamforming is indicated in a similar manner for the other h value.
  • One of the weight vector / matrix for horizontal beamforming may be indicated by a combination with 1 2 .
  • a DoA-based or DFT-based precoding weight vector / matrix may be configured according to the method described in Embodiment 1 above.
  • the codebook may be designed such that the size of the codebook in the horizontal domain is changed according to the PMI value of the vertical domain.
  • a large size codebook is designed such that seven horizontal domain PMIs of Wh (0) to Wh (7) are treated for Wv (0), and Wh (0) and Wh (for Wv (3). Only two horizontal domain PMIs in l) can be used to design a smaller codebook.
  • codebooks of different sizes may be designed according to the value (or range) of the elevation angle in the vertical direction. For example, for elevation range 0 ° to 45 ° , include a greater number of vertical and / or horizontal precoding weight matrices / vectors (i.e. support tighter bumpforming), and elevation angle range 45 ° to 90 ° For, the codebook can be designed to include fewer vertical and / or horizontal precoding weight matrices / vectors (ie, to support finer panforming).
  • the codebook may be designed to include fewer vertical and / or horizontal precoding weight matrices / vectors (ie, to support finer beamforming).
  • the codebook can be designed such that the vertical / horizontal precoding weight matrix / vector is defined tightly or sparsely for a particular elevation angle range.
  • This embodiment relates to a method of configuring a codebook (hereinafter, referred to as a vertical beamforming codebook) including precoding weight vector / matrix (s) for vertical beamforming.
  • a codebook hereinafter, referred to as a vertical beamforming codebook
  • one specific precoding vector / matrix of the vertical beamforming codebook may be determined or indicated by a combination of two indicators (or two PMIs). Two indicators may be referred to, for example, V ′ and VI 2 . VI ! And V-1 2 may be reported at the same time, and may be reported at different points in time to reduce feedback overhead.
  • the PMI for vertical beamforming eg, V- and / or V-1 2
  • the PMI for vertical beamforming is reported as a long-term and can be applied to wideband.
  • the PMI for vertical beamforming It is reported as a whole compared to VI 2 and can be applied to broadband.
  • the precoding weight vector / matrix for vertical bump forming is indicated by two indicators
  • the precoding weight vector / matrix for three-dimensional beamforming is finally one (for horizontal beamforming).
  • the precoding incremental vector / matrix for three-dimensional beamforming may be indicated by a combination of two V-PMIs and one H-PMI.
  • the V-PMI (eg, V— and / or VI 2 ) is a vertical beamforming codebook to indicate a precoding weight vector / matrix configured based on DoA or DFT according to the method described in Embodiment 1 above. This can be configured.
  • V ⁇ PMI eg, V-Ii and / or V— 1 2 .
  • the vertical bump forming weight vector / matrix based on the first value may overlap some or all of the vertical beamforming weight vector / matrix on the second value.
  • a precoding vector / matrix for vertically bumping may be specified by V- and V-1 2 as shown in Table 19 below.
  • the Wv (0) and Wv (l) 2 candidate weight vector / matrix for the vertical beam forming the is directed to any one of the values of the VI 2 It is decided according to.
  • two candidate weight vector / matrix Wv (l) and Wv (2) for vertical beamforming are indicated, one of which is determined according to the value of VI 2 .
  • candidate groups of weight vector / matrix for vertical beamforming may be indicated, and weight vector / matrix for one vertical beamforming among them may be indicated by combination with VI 2 .
  • the reporting period may be set as follows.
  • VI 2 may be reported more often than V ⁇ (or,
  • the reporting period of V ⁇ 1 2 may be shorter than the reporting period of V—.
  • VI 2 is a relationship between the H-PMI, VI 2 may be more frequently reported H-PMI (or, looking at the period of V- 1 2 may be given shorter than a reporting cycle of the H eu PMI). Alternatively, V-1 2 may be reported at the same time point as the H ⁇ PMI.
  • H— PMI consists of two indicators (eg, H— and HI 2 ), it may be reported at the same time as V— 1 2 . Or, it may be reported at the same time as the RI. Or, it may not be reported simultaneously with other PMI or other CSI, but may be reported alone. Alternatively, H— and H— 1 2 can be reported at the same time.
  • This embodiment relates to another method of constructing a codebook (hereinafter, referred to as a vertical beamforming codebook) including precoding weight vector / matrix (s) for vertical beamforming.
  • a codebook hereinafter, referred to as a vertical beamforming codebook
  • precoding weight vector / matrix (s) for vertical beamforming precoding weight vector / matrix (s) for vertical beamforming.
  • one specific precoding vector / matrix of the vertical bump forming codebook may be determined or indicated by one indicator (or one PMI).
  • One such indicator may be referred to, for example, VI.
  • the PMI eg, V—I
  • the precoding weight vector / matrix for three-dimensional beamforming is finally horizontal. It can be specified by an additional combination of one (or a plurality of) precoding vectors / matrix for beamforming.
  • the precoding weight vector / matrix for 3-dimensional beamforming may be indicated by the combination of one VI and one or more H-PMIs (eg, HI, or H- and HI 2 ). .
  • a vertical beamforming codebook may be configured to indicate a precoding weight vector / matrix configured based on DoA or DFT according to the method described in the first embodiment.
  • the size or length of the V-I is determined according to the number of antenna ports in the vertical domain.
  • V-I may indicate a particular vertically-formed precoding weight vector / matrix.
  • the VI may be reported at a different time point than the H-PMI (eg, HI, or Hi and HI 2 ). In this case, the VI may be reported more frequently than the H-PMI (or the reporting period of the VI may be shorter than the reporting period of the H-PMI).
  • the vertical beamforming weight vector / matrix and the horizontal beamforming weight vector / matrix are combined to simultaneously perform three-dimensional beamforming (ie, vertical bumpforming and horizontal beamforming).
  • Weight vector / matrix For example, the codebook may be configured such that one PMI points to one precoding vector / matrix that is applied to both the vertical and horizontal domains.
  • One such three-dimensional precoding vector / matrix may be indicated by constructing such a codebook and combining one PMI or a plurality of PMIs.
  • the third embodiment relates to a method of defining a PUCCH report type. Specifically, when performing UE-specific vertical beamforming and horizontal bumpforming in a MIM0 system having an MS-based two-dimensional array antenna configuration, the index of the precoder for vertical beamforming and the precoder for horizontal beamforming Suggest ways to report indexes.
  • the PUCCH resource is designed to transmit a maximum of 11 bits and a maximum of 13 bits.
  • transmissions above tank-2 may support two transport blocks (or two codewords), which are mapped one-to-one to two codewords.
  • the CQI is measured and reported for each transport block (or codeword), in which case the CQI of the first transport block (or codeword) is 4 bits and the CQI for the second transport block (or codeword). Is represented by 3 bits, so a total of 7 bits are required to report the CQI for 2 transport block (or 2 codeword) transmissions.
  • a maximum of 11 bits may be used to simultaneously report precoding and CQI.
  • the existing 3GPP LTE system supports only horizontal beamforming.
  • a reporting method when PUCCH is used to report CSI for this purpose is defined as follows.
  • the codebook for 8Tx transmission is designed based on two indicators (first indicator () and second indicator (i 2 )).
  • first indicator and the second indicator are three different ways. Can report.
  • the first method is a method of reporting a first indicator () and then simultaneously reporting a second indicator (i 2 ) and a CQI.
  • the second method is a method of simultaneously reporting the first indicator (), the second indicator (i 2 ), and the CQI.
  • the third method is to define a specific indicator (eg, Precoding Type Indicator (PTI)) on whether the first indicator () is reported and apply a different reporting method accordingly. If the specific indicator indicates that the first indicator (u) is reported, the first indicator () is reported at a predetermined time, and then the second indicator (i 2 ) and the CQI are simultaneously reported. If the specific indicator indicates that the first indicator () is not reported, then the second indicator (i 2 ) and the CQI are simultaneously reported at a predetermined time (in this case, without the first indicator (h)). Since the second indicator (i 2 ) alone cannot determine a particular precoding vector / matrix, Assuming a use of the reported first indicator (h), one can determine or indicate a particular precoding vector / matrix).
  • a specific indicator eg, Precoding Type Indicator (PTI)
  • V-PMI Reporting Type Indicator a specific indicator (or flag indicator) indicating whether to report PMKV-PMI for vertical beamforming.
  • This specific indicator is called a V-PMI Reporting Type Indicator (RTI).
  • the V-PMI RTI may be included in the CSI transmitted by the UE through the PUCCH. Also, depending on the value of the V-PMI RTI, the UE may or may not perform V—PMI reporting (or, depending on whether the UE performs or does not perform V-PMI reporting, Can also be determined).
  • V-PMI RTI is set to a first value (or a value indicating On)
  • V-PMI may be reported after reporting of the V-PMI RTI.
  • H ⁇ PMI may be reported.
  • the V-PMI and the H-PMI may be reported at the same time.
  • a portion of the H-PMI together with the V-PMI may be reported at the same time point, and then the remaining portion of the H ⁇ PMI may be reported (eg, after simultaneously reporting V-PMI and H-PMI l, H-PMI 2 and CQI may be reported simultaneously).
  • V-PMI RTI When the V-PMI RTI is set to a second value (or a value indicating Off). After the reporting of VMI PMI RTI, V—PMI may not be reported, only H-PMI may be reported. In this case.
  • the precoder for vertical bump forming may assume that the precoder indicated by the V—PMI most recently reported (eg the last reported prior to the V-PMI RTI's report) is used as is. Alternatively, the precoder for vertical beamforming may use a precoder indicated by a specific V-PMI set as a default. The default V-PMI may be V—PMI with the lowest number (or index). [471] The V-PMI RTI may be reported in conjunction with the RI.
  • V-PMI is assumed to be selected / determined based on tank-1, and the reported RI may be used to indicate the tank value upon which H-PMI is selected / determined (e.g., V Regardless of whether the value of the PMI RTI indicates On or Off, the RI may indicate the transmission tank value associated with the H-PMI reported thereafter).
  • the reported RI may be a precoding vector / matrix indicated by the combination of V-PMI and H—PMI (or a precoding vector / matrix indicated by V-PMI and a precoding vector indicated by H-PMI). It can also be used to indicate the rank value of a matrix combination (e.g., a precoding vector / matrix resulting from the Kronecker product).
  • the V-PMI RTI may be reported before the RI.
  • the V-PMI is assumed to be selected / determined based on tank-1, and the reported RI indicates the rank value (ie, the ram value associated with the H-PMI) upon which the H-PMI is selected / determined.
  • the reporting period of the V-PMI RTI may be determined as an integer multiple of the reporting period of the RI, and the reporting of the V-PMI RTI before the RI may indicate that a predetermined reporting point (eg, RI reporting) is reported. It may be indicated as an offset value with respect to the viewpoint.
  • the precoding weight vector for the vertical beamforming and the precoding vector for the vertical beamforming are used, two indicators are used to generate the precoding vector and the matrix. Method and operation of the terminal.
  • the terminal When the terminal selects a precoder for vertical beamforming and a precoder for horizontal bumpforming from the channel measurement reference signal, respectively, the terminal indicates an indicator of the precoder for vertical beamforming and a precoder for horizontal bump forming. Each indicator can be reported.
  • the terminal measures the channel quality of the signal transmitted using the two precoders and reports it to the base station.
  • the terminal In order to measure the state of the formed channel, the terminal should assume that the two precoders are combined and transmitted. For this purpose, if there is no agreed definition between the terminal and the base station, the measured and reported channel information is different from the actual transmission. It can be very different. Therefore, precoder generation method assumed for transmission for accurate channel measurement and reporting A definition of the law is required.
  • W [Wh 0 Nh _Tx x ⁇ _ ⁇ -1; 0 N h_Tx x 1 Wh 0 Nh _Tx x Nh_Tx-2; ... ⁇ 0 Nh _Tx x Nv_Tx-l Wh] [Wv (D
  • the precoding weight for vertical beamforming is Ram ⁇ 1
  • the precoding additive value for horizontal beamforming assumes the upper ram.
  • the precoding weight for vertical beamforming is called a Wv (Nv—Tx x 1) vector
  • the precoding weight for horizontal beamforming is called a Wh (Nh_Tx xr) vector
  • the precoder for transmission is It can be assumed as in Equations 45 to 48. (r: transfer rank)
  • W [Wh 0 N h_Tx x Nv— Tx— 1; 0 N h_Tx x 1 Wh ONh— Tx x Nh— Tx— 2; Nh_Tx x Nv— Tx-1 Wh] [Wv (D
  • W [Wv ONV Tx x Nh— Tx-1; 0 Nv _Tx X 1 W 0 Nv _ Tx x Nh— Tx— 2; ': ⁇ Nv— Tx x Nh_Tx-l Wv] [Wh (D Wh (2) ⁇ ⁇ Wh ( Nh_Tx)]
  • Embodiment 5 relates to an antenna port indicating method and an antenna port mapping relationship in a two-dimensional array antenna configuration.
  • the parameters of the horizontal domain antenna ports and / or the parameters of the vertical domain antenna ports may be set to be indicated semi-statically.
  • a parameter of vertical domain antenna ports is additionally defined. For example, when 1, 2, 4, and 8) are indicated through RRC signaling, antenna ports may be mapped in consideration of an additionally received signal.
  • FIG. 20 shows an array antenna configured with ULA.
  • FIG. 20 (a) shows a case in which the horizontal domain antennas are configured with eight transmit antennas (that is, 8 ⁇ ), and a parameter of horizontal domain antenna ports is additionally indicated by 1.
  • 20 (b) to 20 (d) further show a case where horizontal domain antenna ports 2, 4, and 8 are indicated when horizontal domain antennas are 8 ⁇ , one column or one Row denotes that the ULA is configured.
  • FIG. 21 shows an array antenna composed of a cross-pole antenna pair.
  • 21 (a) shows a case in which a parameter of horizontal domain antenna ports is additionally indicated by 1 when the horizontal domain antennas are configured as 8Tx.
  • FIG. 21 (a) is composed of a cross-polar antenna pair, in order to arrange a total of eight transmitting antennas, Group 1 up to indexes 1, 2, and 8/2 and indexes
  • Groups 2 up to 8/2 + 1 and 8/2 + 2 8 may be configured to have polarities orthogonal to each other.
  • 21 (b) to 21 (d) further illustrate a case where horizontal domain antenna ports 2, 4. 8 are indicated when the horizontal domain antennas are 8 ⁇ , and FIG. 21 (a). Since it is composed of a cross-polar antenna pair as described above, Cross-polar antenna pairs that constitute one row may be configured to have polarities orthogonal to each other.
  • parameters of all antenna ports are received through RRC signaling, and additionally parameters of vertical domain antenna ports (eg, 1, 2, 4, 8). If is indicated through RRC signaling, the antenna ports may be mapped in consideration of the parameters of the received total antenna ports and the vertical domain antenna parameters.
  • FIG. 22 illustrates an array antenna configured with ULA.
  • FIG. 22 (a) shows a case where a parameter of all antenna ports is indicated by 8Tx and a parameter of vertical domain antenna ports is indicated by 1.
  • the total antenna ports are configured by two identical antenna parameters. It can consist of rows.
  • the antenna ports have a parameter of 32 ⁇ and the vertical domain antenna ports have a parameter of 4
  • the antenna ports have a parameter of 64 ⁇ and the vertical domain antenna ports have a parameter of 4. Indicates.
  • FIG. 23 shows an array antenna composed of a cross-pole antenna pair.
  • FIG. 23 (a) shows a case in which the parameters of the entire antennas are indicated by 8Tx, and in addition, the parameter of the vertical domain antenna ports is indicated by 1.
  • FIG. 23 (a) is composed of a cross-polar antenna pair, in order to arrange a total of eight transmitting antennas, group 1 up to indexes 1, 2, 8/2, indexes 8/2 + 1, Groups 2 up to 8/2 + 2 8 may be configured to have polarities orthogonal to each other.
  • Embodiment 6 relates to a scheme for supporting vertical beamforming and to operation of a base station (eNB) and a terminal (UE).
  • eNB base station
  • UE terminal
  • the existing 3GPP LTE system does not introduce a two-dimensional array antenna, and proposes a transmission mode for a MIM0 system (ie, a wireless communication system after 3GPP LTE release # 11) supporting vertical domain bump forming.
  • a MIM0 system ie, a wireless communication system after 3GPP LTE release # 11
  • a two-dimensional array antenna is set, the antennas of the base station BS are set to 1, 2, 4, 8., etc., and single / multi transmission points (TPs) and RRHs.
  • the wireless communication system supporting the (Remote Radio Head) will be described in detail.
  • a C ()-located two-dimensional array antenna and one tank for vertical domain wide forming and the CSI-RS is precoded using a vertical beamforming weight vector and the horizontal domain Assume PMI selection.
  • the present invention is not to be construed as being limited to one assumption, and the present invention can be extended to apply UE-specific vertical beamforming.
  • the same vertical domain beamforming weight vector may be applied to the plurality of horizontal domain antenna ports, and thus one CSI for the antenna ports generated accordingly.
  • CSI-RS set can be generated.
  • multiple CSI-RS sets may be generated according to multiple vertical domain bump forming weight vectors. Accordingly, when the base station reports feedback from the UE for a specific CSI-RS set among a plurality of CSI-RS sets that differ in the vertical domain beamforming weight vector, a plurality of horizontal lines to which the corresponding vertical domain beamforming weight vector is applied are applied. It may be determined that the UE has a high preference for the domain antenna ports.
  • one CSI-RS set may be composed of non-zero power CSI-RS and / or zero power CSI-RS.
  • the eNB configures a CSI-RS set to the UE through RRC signaling, and may configure a plurality of CSI-RS sets to the UE.
  • a UE instructed by multiple CSI-RS sets performs CSI processing for each CSI-RS set.
  • each CSI process (horizontal) RI / PMI / CQI is selected / calculated, and the interference is measured.
  • the UE may measure RSRP / RSRQ for each CSI-RS.
  • the UE may report RI / PMI / CQI measured for each of a plurality of CSI—RS sets to the base station. You can report in two ways here.
  • a UE reports RI / PMI / CQI information calculated through a plurality of CSI processes to a base station according to a PUSCH feedback mode / PUCCH feedback mode definition.
  • the UE may select a preferred CSI-RS set through the measured RSRP or RSRQ. That is, one or more preferred CSI-RS sets may be reported to the base station.
  • preferred CSI-RS aggregation information and RI / PMI / CQI information corresponding to the CSI-RS can be reported together.
  • the preferred CSI-RS aggregation information is reported at a specific time, and then in the subsequent time. RI / PMI / CQI information related to the existing CSI-RS set may be reported.
  • a case where a base station configures a plurality of CSI-RS sets to a terminal through RC signaling a case in which a specific vertical domain antenna port is combined is described. That is, a method for the UE to select / calculate RI / PMI / CQI for a plurality of CSI processes or measure interference.
  • the CSI process calculates a single PMI.-H (horizontal domain PMI) and CQI for each CSI-process, and ii) combines different sets of CSI-RSs to combine a single PMI-V ( Vertical domain PMI) and average CQI for the combined multiple CSI-RS sets.
  • RI can also be calculated as a single RI for multiple CSI-RS sets. It can also be set to measure interference for each CSI process.
  • antenna ports belonging to different CSI-RS sets may be combined using precoding weights.
  • the precoding weight is a weight vector / matrix defined by the codebook
  • the preferred index may be reported to the base station. That is, the RI / PMI / CQI applied to the CSI-RS set composed of the combined vertical domain CSI-RS ports may be calculated and reported to the base station according to the PUSCH feedback mode / PUCCH feedback mode.
  • the terminal may calculate RI / PMI / CQI for each CSI-RS set (for horizontal domain antenna ports).
  • each CSI-RS set selects / calculates PMI / CQI based on a reference RI.
  • the precoding weight combining the (vertical domain) antenna ports belonging to different CSI-RS sets is applied, and the CQI is calculated accordingly.
  • the UE may include information on RI / PMI / CQI calculated for each CSI-RS set and precoding weights for combining antenna ports belonging to different CSI-RS sets (if the codebook is an index) and the same.
  • the CQI can be reported to the base station.
  • mapping rules need to be defined when applying antenna port definitions and precoding weights.
  • each CSI-RS set has a plurality of (horizontal domains). It consists of an antenna port. For convenience of explanation, it is assumed that the antenna port number is 0 to ⁇ . For example, when a CSI-RS set is composed of four antenna ports, it may be represented as antenna ports 0, 1, 2, and 3.
  • each CSI-RS set is composed of (AP 0, ..., ⁇ ).
  • each CSI-RS set consists of four antenna ports, set 0 through set 3 (AP # 0, AP # 1, AP # 2, AP # 3) ( AP # 0, AP # 1, AP # 2, AP # 3) (AP # 0 ( AP # 1, AP # 2, AP # 3) (AP # 0, AP # 1, AP # 2, AP # 3)
  • the precoding value that combines antenna ports belonging to different CSI-RS sets selects the kth antenna port of each CSI-RS set, and the precoding weight can be applied to this antenna port.
  • the order in which each element of the precoding augmentation vector is applied may be applied according to the order of the CSI-RS set.
  • each CSI-RS set consists of (0, 1, 2, 3)
  • a specific (eg, first) CSI-RS antenna port is selected.
  • CSI-RS set (0,1,2,3), (0,, 1,2,3), (0 '', 1,2,3), (0 '' ', 1,2, 3)
  • multiple PMIs may be reported, but a single PMI may be reported to reduce signaling overhead.
  • the PMI is selected based on the vertical domain for a specific antenna port (eg, 1st) (ie, CSI-RS set (0,1,2,3) (0 ', 1,2,3) If ( ⁇ '', 1,2,3) ( ⁇ '' ', 1,2, 3)), then a single PMI is reported.
  • a specific antenna port eg, 1st
  • the CQI for each CSI-RS set may be calculated, and an average CSI for all CSI—RS ports and a plurality of CQIs for each CS.I-RS set may be reported.
  • a base station may configure a plurality of CSI—RS sets to the UE as a scheme for effectively supporting vertical bump forming.
  • a specific CSI-RS set may be configured as one CSI-RS set of antenna ports precoded using a weight vector for vertical beamforming.
  • the UE measures and reports the strength of each antenna port in the specific CSI-RS set to the base station, which may include at least one of the following information.
  • the index of the antenna port may be UE-specific Some may also be cell-specific.
  • the index of the preferred antenna port is the index of the preferred antenna port
  • the index of the preferred antenna port and the index strength of the antenna port are the same.
  • the base station may adjust the beamforming for the terminal by receiving the above-described information.
  • RI / PMI / CQI may be measured using another CSI-RI set allocated to the terminal by the base station.
  • the CSI-RS port previously beamformed to the vertical-domain may be used, and the UE reports measurement information to the base station, which may follow the PUSCH feedback mode / PUCCH feedback mode.
  • Embodiment 7 relates to a method of defining a reporting timing of a terminal when performing vertical-horizontal bump forming. Specifically, for the vertical beamforming report timing and the horizontal beamforming report timing, vertical / horizontal domain weights are reported at predetermined default time intervals, and based on the CSI-RS beamformed into the vertical / horizontal domains, We propose a scheme to be transmitted. This can be applied even when multiple CSI processes are set up.
  • the multi-dimensional MIMC Full Dimension MIM0 is capable of performing vertical domain bump forming as well as horizontal domain beamforming using a 2D array antenna structure. Therefore, in order to calculate an optimal beamforming weight, spatial channel information between a transmitting end and a receiving end is required.
  • a base station transmits a reference signal to a terminal so that the terminal can measure channel information from the reference signal.
  • a reference signal for a horizontal domain antenna array but also a reference signal for a vertical domain antenna array is transmitted. This may cause a problem called a reference signal overhead.
  • the reference signal ( RS may be transmitted or a reference signal may be transmitted to measure a channel of the vertical domain antenna element.
  • the terminal selects and reports the vertical domain beamforming weighting value to the base station using the estimated channel information.
  • the base station generates a transmission weight by referring to the reported vertical domain beamforming value. Thereafter, the base station may apply the transmission weight to the vertical antenna element to configure the reference signal precoded in the vertical domain and transmit the reference signal divided into the horizontal domain (related to the vertical domain).
  • the terminal estimates a channel for the antenna array of the horizontal domain, selects an appropriate beamforming incremental vector for the channel, and measures and reports the CQI to the base station. Therefore, the beamformed CSI—RS is transmitted using the vertical domain beamforming weights for a preset basic time, and then reference signals for all antenna elements may be transmitted at a predetermined predetermined time point.
  • the preset default time or the specific time point may be indicated through higher layer signaling (eg, R C signaling).
  • Embodiment 1 it is assumed that the vertical domain weights are reported in a very long period, and that the CSI-RSs that are formed in the vertical domain during this period are transmitted.
  • Embodiment 2 the generalization is more generalized. If the vertical / horizontal domain weights are reported in long periods, the CSI-RS beamformed in the vertical and horizontal domains is transmitted during the period.
  • a) a reference signal capable of measuring the channels of all antenna elements is transmitted, or b) a reference capable of measuring the channels of the vertical domain antenna elements.
  • a signal may be transmitted or c) a reference signal capable of measuring a channel of the horizontal domain antenna element.
  • an attribute of a transmitted reference signal may be indicated through higher layer signaling.
  • the property of the reference signal may be one of the above-mentioned a) to c), and the reference signal The transmission timing can be determined.
  • the terminal determines the vertical domain beamforming weight or the horizontal domain bumpforming weight. Accordingly, the terminal sets an indicator for reporting to the base station whether the panforming weight is related to the vertical / horizontal domain, and reports the indicator and the bumping weight according to the selection of the terminal. Further, the time point at which the indicator and the bumping weight are transmitted may be set to be the same, but the beamforming increment may be reported after the indicator is reported first. In addition, the bump forming weight may be represented by an indicator.
  • the base station determines the attributes of the beamforming weights selected and reported by the terminal (ie, ' , vertical domain beamforming weight or horizontal domain beamforming weight) and instructs the terminal (ie, in the above-described case, b and c). You may.
  • the base station may instruct the terminal through higher layer signaling, and the terminal selects a bump forming weight and reports the base station to the base station according to the attribute of the beamforming additive value determined by the indication of the base station.
  • the base station may refer to the bumpforming weight reported by the terminal. Generate vertical domain transfer weights or horizontal domain transfer weights.
  • the property of the reference signal transmitted after beamforming is determined according to the property of the bumping weight reported by the UE. That is, when configuring a reference signal precoded in the vertical domain by applying the transmission weight to the vertical antenna element, after receiving channel measurement information about the vertical domain from the terminal, the reference signal divided into the horizontal domain is transmitted. On the contrary, in the case of configuring a reference signal precoded to the horizontal domain by applying the transmission weight to the horizontal antenna element, after receiving channel measurement information about the horizontal domain from the terminal, the reference signal divided into the vertical domain is transmitted.
  • the UE After receiving the reference signal divided into the horizontal domains, the UE estimates a channel for the antenna array of the horizontal domain according to the property of the beamformed CSI-RS, and ' suitable beamforming weights ' for the channel. You can select a vector and measure the CQI and report it to the base station. The channel for the antenna array of phosphorus can be estimated, the beamforming weight vector appropriate for this channel can be selected, and the CQI can be measured and reported to the base station.
  • CSI—RS beamformed with vertical domain beamforming weights is transmitted to a specific time point (for example, a time point according to a predetermined period through higher layer signaling), after which all antenna elements are transmitted.
  • a reference signal for may be transmitted.
  • a CSI-RS that is frame-formed with horizontal domain beamforming augmentation may be transmitted, and then a reference signal for all antenna elements may be transmitted at a specific point in time.
  • CSI 24 is a diagram for explaining a method of transmitting / receiving channel state information (CSI) according to the present invention.
  • the base station may transmit a reference signal (eg, CSI-RS) that may be used to generate CSI for the two-dimensional antenna structure to the terminal.
  • CSI-RS reference signal
  • step S20 the UE may generate CSI for the 2D antenna structure by using the reference signal received from the base station.
  • step S30 the terminal may report the generated CSI to the base station.
  • FIG. 24 The example method described in FIG. 24 is represented by a series of actions for simplicity of description, but is not intended to limit the order in which the steps are performed, where each step is concurrent or in a different order as necessary. May be performed. In addition, not all the steps illustrated in FIG. 24 are necessary to implement the method proposed by the present invention.
  • 25 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a terminal apparatus and a base station apparatus according to the present invention.
  • the base station apparatus 10 may include a transmitter 11, a receiver 12, a processor 13, a memory 14, and a plurality of antennas 15. .
  • the transmitter 11 may transmit various signals, data, and information to an external device (eg, a terminal).
  • Receiver 12 is a variety of signals from external devices (e.g., terminals), Data and information can be received.
  • the processor 13 may control the operation of the base station apparatus 10 as a whole.
  • the plurality of antennas 15 may be configured according to the two-dimensional antenna structure.
  • the processor 13 of the base station apparatus 10 controls the transmitter 11 to transmit a reference signal to the terminal, and uses the reference signal to generate the CSI generated by the terminal.
  • the receiver 12 may be configured to control and receive from the terminal.
  • various examples proposed by the present invention with respect to CSI generation and / or reporting for the two-dimensional antenna structure for example, in the two-dimensional antenna structure.
  • One or more combinations of precoding matrix construction schemes, codebook design schemes, precoding matrix indicator construction schemes, precoding matrix indicator reporting schemes, and supporting objects in legacy systems, etc. to represent suitable vertical and horizontal beamforming. This can be applied.
  • the processor 13 of the reporter station apparatus 10 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 10, information to be transmitted to the outside, and the like, and the memory 14 calculates the processed information.
  • Etc. may be stored for a predetermined time and may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal device 20 may include a transmitter 21, a receiver 22, a processor 23, a memory 24, and a plurality of antennas 25.
  • the plurality of antennas 25 refers to a terminal device that supports MIM0 transmission and reception.
  • the transmitter 21 can transmit various signals, data, and information to an external device (eg, a base station).
  • Receiver 22 receives various signals from an external device (e.g., base station). Data and information can be received.
  • the processor 23 may control operations of the entire terminal device 20.
  • the processor 23 of the terminal device 20 controls the receiver 22 to receive a reference signal from a reporter station, and receives the CSI generated using the reference signal. It may be configured to control the transmitter 21 to report to the base station.
  • the processor 23 of the terminal device 20 performs a function of processing the information received by the terminal device 20, information to be transmitted to the outside, and the memory 24 includes information processed by the operation. It may be stored for a predetermined time, it may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • a downlink transmission entity or an uplink reception entity has been described mainly using an example of a base station, and a downlink reception entity or an uplink transmission entity mainly uses a terminal.
  • the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the description of the base station is a cell, an antenna port, an antenna port group, an RH, a transmission point, a reception point, an access point, a repeater, or the like.
  • the repeater becomes a downlink transmission entity to the terminal or an uplink reception entity from the terminal, or when the repeater becomes an uplink transmission entity to the base station or a downlink reception entity from the base station,
  • the principles of the present invention described through various embodiments may be equally applied.
  • embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware are software, software, or a combination thereof.
  • the method according to the embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and PLDs (PLDs).
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs PLDs
  • Programmable Logic Devices FPGAs CField Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions 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 internal or external to the processor. In this manner, data may be exchanged with the processor by various means known in the art.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 장치가 개시된다. 구체적으로, 기지국으로부터 제 1 참조 신호를 수신하는 단계 및 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 기지국으로 보고하는 단계 및 기지국으로부터 제 2 참조 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 제 2 참조 신호는, 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보 보고 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 다중 입출력 (Multi-Input Multi-Output; MIM0) 기술은 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 기슬이다. 단일 안테나를 사용하면 수신단은 데이터를 단일 안테나 경로 (path)를 통해 수신하지만， 다중 안테나를 사용하면 수신단은 여러 경로를 통해 데이터를 수신한다. 따라서, 데이터 전송 속도와 전송량을 향상시킬 수 있고 커버리지 (coverage)를 증대시킬 수 있다.
[3] MIM0 동작의 다중화 이득을 높이기 위해서 MIM0 수산단으로부터 채널상태정보 (Channel Status Information; CSI)를 피드백 받아 MIM0 송신단에서 이용할 수 있다. 수신단에서는 송신단으로부터의 소정의 참조신호 (Reference Signal; RS)를 이용하여 채널 측정을 수행함으로써 CSI를 결정할 수 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[4] 본 발명에서는 2-차원 안테나 구조를 올바르고 효율적으로 지원하기 위한 CSI 생성 및 보고 방안 등을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
[5] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[6] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 단말에서 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 보고하는 방법은, 기지국으로부터 제 1 참조 신호를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 기지국으로 보고하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 제 2 참조 신호를 수신하는 단계를 포함하고， 상기 제 2 참조 신호는, 상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.
[7] 나아가, 상기 제 1 도메인 안테나 요소는, 상기 기지국으로부터 상위 계층 시그널링를 통하여 지시되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[8] 나아가, 상기 제 1 참조 신호는， 2-차원 어레이 안테나를 구성하는 수직 도메인 안테나 요소 및 수평 도메인 안테나 요소 중 적어도 하나에 관한 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 할 수 있다ᅳ 더 나아가, 상기 제 1 참조 신호가， 상기 수직 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호와 상기 수평 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호를 모두 포함하는 경우, 상기 수직 도메인 안테나 요소 및 상기 수평 도메인 안테나 요소 중 하나의 특정 도메인 안테나 요소를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게늗， 상기 결정된 특정 도메인 안테나 요소를 지시하는 지시자를 상기 기지국으로 보고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 지시자는， 상기 CSI와 동일한 시점에 전송되거나, 상기 CSI보다 먼저 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[9] 나아가, 상기 제 2 도메인 안테나 요소는, 상기 제 1 도메인 안테나 요소와 상이하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[10] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 수신하는 방법은， 단말로 제 1 참조 신호를 송신하는 단계; 및 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인. 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 단말로 제 2 참조 신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 참조 신호는, 상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.
[11] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 띠：른 무선 통신 시스템의 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 보고하는 단말은, 무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Unit); 및 프로세서 (processor )를 포함하며 , 상기 프로세서는， 기지국으로부터 제 1 참조 신호를 수신하고, 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 기지국으로 보고하며， 상기 기지국으로부터 제 2 참조 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 제 2 참조 신호는, 상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.
[12] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 수신하는 기지국은， 무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Unit); 및 프로세서 (processor )를 포함하며 , 상기 프로세서는, 단말로 제 1 참조 신호를 송신하고, 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 단말로부터 수신하며， 상기 단말로 제 2 참조 신호를 송신하도록 구성되며, 상기ᅳ 제 2 참조 신호는, 상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.
[13] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며， 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】
[14] 본 발명에 따르면 2ᅳ차원 안테나 구조를 기법을 을바르고 효율적으로 지원할 수 있는 새로운 CSI 생성 및 보고 방안이 제공될 수 있다.
[15] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[16] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
[17] 도 1은 무선 프레임의 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
[18] 도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이다.
[19] 도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[20] 도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[21] 도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다. [22] 도 6은 하나의 자원블록 쌍 상에서의 CRS 및 DRS의 예시적인 패턴을 나타내는 도면0 1다.
[23] 7은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DMRS 패턴의 일례를 나타내는 도면이다
[24] 도 8은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 이다.
[25] 도 9는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 더이다.
[26] 도 10은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
[27] 도 11은 8 전송안테나를 구성하는 예시들을 나타낸 것이다.
[28] 도 12는 액티브 안테나 어레이 시스템의 일반적인 구조를 설명하기 위한 며 i이다.
[29] 도 13은 2-차원 안테나 어레이 구조를 설명하기 위한 도면이다.
[30] 도 14는 MS의 기하학적인 설명을 위한 도면이다.
[31] 도 15는 각도 방향의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
[32] r: 16은 평면 어레이 안테나 구성을 나타내는 도면이다.
[33] 17은 각도 방향의 다른 정의를 설명하기 위한 도면이다.
[34] 도 18은 2-차원 안테나 구성에 따른 빔포밍의 예시들을 나타내는 도면이다
[35] 19는 수직 빔포밍의 예시들을 설명하기 위한 도면이다.
[36] 도 20 내 1지 도 23은 2-차원 어레이 안테나 매핑을 설명하기 위한 도면이다
[37] 도 24은 본 발명에 따른 채널상태정보 (CSI) 송수신 방법을 설명하기 위한 π:며 ,이다.
[38] 25은 본 발명에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[39] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[40] 본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
[41] 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Stat ion)'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말 (Terminal)1은 UE Jser Equi ment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscr iber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
[42] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[43] 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한， 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다 .
[44] 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP 시스템， 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 증 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한. 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[45] 이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access) , TDMA(Time Division Multiple Access) ,
0FDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) , SC-FDMA( Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service) /EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 0FDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA (Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS Jni versa 1 Mobile Teleco画 unicat ions System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTEClong term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS( Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-/ Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격 (WirelessMAN— OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격 (WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[46] 도 1은 무선 프레임의 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
[47] 셀를라 0FDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상 /하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 0FDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDC FreQuency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임 (radio frame) 구조와 TDDdime Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
[48] 도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subframe)으로 구성되고， 하나의 서브프레임은 시간 영역 (time domain)에서 2개의 슬롯 (slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTK transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록 (Resource Block; RB)을 포함한다, 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 0FDMA를 사용하므로, 0FDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. 0FDM 심볼은 또한 SC— FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록 (Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파 (sLibcarrier)를 포함할 수 있다.
[49] 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성 (configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우， 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우에는 하나의 OFDM 심블의 길이가 늘어나므로， 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에， 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 0FOM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
[50] 일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로. 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고， 나머지 OFDM 심볼은 PDS Kphysical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
[51] 도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot). 보호구간 (Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색. 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
[52] 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의.수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[53] 도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이다. [54] 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고， 하나의 자원블톡 (RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만， 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어， 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP( extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소 (resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12X7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
[55] 도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[56] 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널 (Physical Downlink Shared Chancel； PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다.
[57] 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어 , 물리제어포맷지시자채널 (Physical Control Format Indicator Channel； PCFICH), 물리하향링크제어채널 (Physical Downlink Control Channel； PDCCH) , 물리 HARQ지시자채널 (Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 웅답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보 (Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널 (DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널 (UL-SCH)의 자원 할당 정보， 페이징채널 (PCH)의 페이징 정보， DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속웅답 (Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당， 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있고, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. [58] PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소 (Control Channel Element; CCE)의 조합 (aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대웅한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다.
[59] 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사 (Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자 (Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cellᅳ RNTKC-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는， PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자 (Paging Indicator Identifier; P— RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보 (보다 구체적으로, 시스템 정보 블록 (SIB))에 대한 것이면. 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTKSI- NTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 옹답인 임의접속웅답을 나타내기 위해, 임의접속- RNTURA— RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
[60] 도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[61] 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널 (Physical Uplink Control Channel； PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널 (Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍 (RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 -호핑 (frequencyᅳ hopped)된다고 한다.
[62] 다중안테나 (MIM0) 시스템의 모델링
[63] 도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
[64] 도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 개로, 수신 안테나의 수를 ^ 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다ᅳ 채널 전송 용량이 증가함에 따라， 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트 ( 0)에 레이트 증가율 ( )이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
[65] 【수학식 1】
R' 二 min {NT,NR)
[66] 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의'표준에 반영되고 있다.
[67] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스 '템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
[68] 다증안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 ^개의 송신 안테나와 ^개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
[69] 송신 신호를 살펴보면, Vr개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[70] 【수학식 2】 s二 ^j , 52 , · · · , sNr J
[71] 각각의 전송 정보 S\,S ' ',SN.R 는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을 Ρ\,Ρι, ·,ΡΝτ 라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[72] 【수학식 3】 s― ^]^2,···, SNT J7 =
Figure imgf000011_0001
··, ΡΝτ SNT ^ [73] 또한, S는 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
[74] 【수학식 4】
S =
Figure imgf000012_0001
[75] 전송전력이 조정된 정보 백터 S 에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 개의 송신신호 Χ\,^,· · ',ΧΝΤ 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬 W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을
Figure imgf000012_0002
백터 ： X 를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
[76] 【수학식 5】
X = Ws = WPs
Figure imgf000012_0004
XV
[77] 여기에서 는 「번째 송신 안테나와 /번째 정보간의 가중치를 의미한다 W는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
[78] 수신신호는 NR 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 y
Figure imgf000012_0003
은 백터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
[79] 【수학식 6】 = [>; };2'---, ¾]r
[80] 다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 로부터 수신 안테나 7를 거치는 채널을 로 표시하기로 한다. ¾ 에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저， 송신 안테나의 인텍스가 나중임에 유의한다. [81] 한편, 도 ' 5(b)은 ^ 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 ./로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 백터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 ^ 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 /로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[82] 【수학식 7】
Figure imgf000013_0001
[83] 따라서 , 개의 송신 안테나로부터 ^개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[84] 【수학식 8]
Figure imgf000013_0002
[85] 실제 채널에는 채널 행렬 H 를 거친 후에 백색잡음 (AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 ηι'ν',ηΝΛ 은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[86] 【수학식 9】
Figure imgf000013_0003
[87] 상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[88] 【수학식 10】 '
Figure imgf000013_0004
[89], 한편 , 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 7와 같다. 즉, 채널 행렬 H는 행렬이
Afex Vj된다. [90] 행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 ¾크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 탱크 (ra" :(H))는 다음과 같이 제한된다.
[91] 【수학식 11】
rank R)≤ min(NT , NR )
[92] 랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, ¾크의 또 다른 정의는 특이치 분해 (singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크. 의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
[93] 본 문서의 설명에 있어서, MIM0 전송에 대한 '탱크 (Rank)' 는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어 (layer)의 개수' 는 각 ¾로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 행크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 탱크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
[94] 참조 신호 (Reference Signal; RS)
[95] 무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때， 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 을바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여， 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다.
[96] 다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.
[97] 이동 통신 시스템에서 참조신호 (RS)는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 하나는 채널 정보 획득을 위해 사용되는 RS이고, 다른 하나는 데이터 복조를 위해 사용되는 RS이다. 전자는 단말이 하향 링크 채널 정보를 획득하도록 하기 위한 RS이므로 광대역으로 전송되어야 하고. 특정 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 해당 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 이러한 RS는 핸드 오버 등을 위한 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 RS로서 , 단말은 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고， 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이러한 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
[98] 기존의 3GPP LTE (예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈 -8) 시스템에서는 유니캐스트 (unicast) 서비스를 위해서 2 가지 종류의 하향링크 RS 를 정의한다. 그 중 하나는 공용 참조신호 (Co讓 on RS; CRS)이고ᅳ 다른 하나는 전용 참조신호 (Dedicated RS; DRS) 이다. CRS 는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등을 위한 측정 등을 위해서 사용되고, 셀—특정 (cellᅳ specific) RS 라고 칭할 수도 있다. DRS 는 데이터 복조를 위해 사용되고， 단말-특정' (UE-specific) RS 라고 칭할 수도 있다. 기존의 3GPP LTE 시스템에서 DRS 는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용될 수 있다.
[99] CRS는 셀-특정으로 전송되는 RS 이며 , 광대역 (wideband)에 대해서 매 서브프레임마다 전송된다. CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대해서 전송될 수 있다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우， 0번과 1번 안테나 포트애 대한 CRS가 전송되고， 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다.
[100] 도 6은 하나의 자원블록 쌍 상에서의 CRS 및 DRS의 예시적인 패턴을 나타내는 도면이다.
[101] 도 6의 참조신호 패턴의 예시에서는, 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 하나의 자원블록 쌍 (일반 CP 의 경우. 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 X 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CRS 및 DRS의 패턴을 나타낸다. 도 6에서 'R0' , 'Rl' , 'R2' 및 'R3' 로 표시된 자원 요소 (RE)는, 각각 안테나 포트 인덱스 0, 1, 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편, 도 6에서 'D'로 표시된 자원 요소는 LTE 시스템에서 정의되는 DRS의 위치를 나타낸다.
[102] LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE— A 시스템에서는, 하향링크에서 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있다. 따라서， 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서의 하향링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대해서만 정의되어 있으므로， LTEᅳ A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트들에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS로서, 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 고려되어야 한다.
[103] LTE-A 시스템을 설계함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 역방향 호환성 (backward compatibi 1 ity)이다. 역방향 호환성이란, 기존의 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 올바르게 동작하도록 지원하는 것을 의미한다. RS 전송 관점에서 보았을 때， LTE 표준에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS를 추가하는 경우, RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, 최대 8 안테나 포트에 대한 RS를 새롭게 설계함에 있어서 RS 오버헤드를 줄이는 것이 고려되어야 한다.
[104] LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되는 RS는 크게 2 가지로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 전송 탱크. 변조및코딩기법 (Modulation and Coding Scheme； ICS), 프리코딩행렬인덱스 (Precoding Matrix Index; PMI) 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS인 채널상태정보-참조신호 (Channel State information RS; CSI— RS)이고, 다른 하나는 최대 8 개의 전송 안테나를 통해 전송되는 데이터를 복조하기 위한 목적의 RS 인 복조—참조신호 (DeModulation RS; DMRS)이다.
[105] 채널 측정 목적의 CSIᅳ RS는, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS가 채널 측정, 핸드오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS 역시 핸드오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로. 기존의 LTE 시스템에서의 CRS와 달리. 매 서브프레임마다 전송되지 않아도 된다. 따라서, CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로 (예를 들어, 주기적으로) 전송되도록 설계될 수 있다.
[106] 만약 어떤 하향링크 서브프레임 상에서 데이터가 전송되는 경우에는. 데이터 전송이 스케줄링된 단말에게 전용으로 (dedicated) DMRS가 전송된다. 즉, DMRS는 단말ᅳ특정 (UE-specific) RS라고 칭할 수도 있다. 특정 단말 전용의 DMRS는, 해당 단말이 스케줄링된 자원영역, 즉 해당 단말에 대한 데이터가 전송되는 시간- 주파수 영역에서만 전송되도록 설계될 수 있다.
[107] 도 7은 LTE-A 시스템에서 정의되는 DMRS 패턴의 일례를 나타내는 로면이다. [108] 도 7에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블록 쌍 (일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 OFDM 심볼 X 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 DMRS가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. DMRS는 LTE— A 시스템에서 추가적으로 정의되는 4 개의 안테나 포트 (안테나 포트 인덱스 7. 8, 9 및 10)에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 DMRS는 상이한 주파수 자원 (부반송파) 및 /또는 상이한 시간 자원 (OFDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다 (즉, FDM 및 /또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간- 주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 DMRS들은 서로 직교 코드 (orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다 (즉， CDM 방식으로 다증화될 수 있다). 도 7 의 예시에서 DMRS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소 (RE) 들에는 안테나 포트 7 및 8 에 대한 DMRS들이 위치할 수 있고 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 마찬가지로, 도 7 의 예시에서 DMRS 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 9 및 10 에 대한 DMRS들이 위치할 수 있고， 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다.
[109] 기지국에서 DMRS를 전송함에 있어서. 데이터에 대해서 적용되는 프리코딩과 동일한 프리코딩이 DMRS에 적용된다. 따라서, 단말에서 DMRS (또는 단말—특정 RS)를 이용하여 추정되는 채널 정보는 프리코딩된 채널 정보이다. 단말은 DMRS를 통하여 추정한 프리코딩된 채널 정보를 이용하여, 데이터 복조를 용이하게 수행할 수 있다. 그러나, 단말은 DMRS에 적용된 프리코딩 정보를 알 수 없으므로, DMRS로부터는 프리코딩되지 않은 채널 정보를 획득할 수 없다. 단말은, DMRS 이외의 별도의 참조신호, 즉. 전술한 CSI-RS를 이용하여 프리코딩되지 않은 채널 정보를 획득할 수 있다.
[110] 도 8은 LTE-A 시스템에서 정의되는 CSI-RS 패턴의 예시들을 나타내는 도면이다.
[111] 도 8에서는 하향링크 데이터가 전송되는 하나의 자원블톡 쌍 (일반 CP 의 경우, 시간 상으로 14 개의 0FDM 심볼 X 주파수 상으로 12 부반송파) 상에서 CSI-RS 가 전송되는 자원요소의 위치를 나타낸다. 어떤 하향링크 서브프레임에서 도 8(a) 내지 8(e) 중 하나의 CSI-RS 패턴이 이용될 수 있다. CSI-RS 는 LTE一 A 시스템에서 추가적으로 정의되는 8 개의 안테나 포트 (안테나 포트 인덱스 15, 16, 17, 18. 19, 20, 21 및 22) 에 대하여 전송될 수 있다. 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 상이한 주파수 자원 (부반송파) 및 /또는 상이한 시간 자원 (0FDM 심볼)에 위치하는 것으로 구분될 수 있다 (즉, FDM 및 /또는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다). 또한, 동일한 시간ᅳ주파수 자원 상에 위치하는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 서로 직교 코드 (orthogonal code)에 의해서 구분될 수 있다 (즉, CDM 방식으로 다중화될 수 있다). 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 1 로 표시된 자원요소 (RE) 들에는 안테나 포트 15 및 16 에 대한 CSI— RS 들이 위치할 수 있고， 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 2 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 17 및 18 에 대한 CSI— RS 들이 위치할 수 있고， 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 3 으로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 19 및 20 에 대한 CSI-RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a) 의 예시에서 CSI-RS CDM 그룹 4 로 표시된 자원요소들에는 안테나 포트 21 및 22 에 대한 CSI— RS 들이 위치할 수 있고, 이들은 직교 코드에 의해 다중화될 수 있다. 도 8(a)를 기준으로 설명한 동일한 원리가 도 8(b) 내지 8(e)에 적용될 수 있다.
[112] 도 6 내지 8 의 RS 패턴들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 실시예들을 적용함에 있어서 특정 RS 패턴에 한정되는 것이 아니다. 즉, 도 6 내지 8 과 다른 RS 패턴이 정의 및 사용되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예들은 동일하게 적용될 수 있다.
[113] CSI-RS 설정 (configuration)
[114] 전술한 바와 같이, 하향링크에서 최대 8 개의 전송 안테나를 지원하는 LTE-A 시스템에서 기지국은 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 CSIᅳ RS를 매 서브프레임마다 전송하는 것은 오버헤드가 너무 큰 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되어야 그 오버헤드를 즐일 수 있다. 이에 따라， CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나, 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다.
[115] 이 때 CSI— RS가 전송되는 주기나 패턴은 네트워크 (예를 들어， 기지국)가 설정 (configure) 할 수 있다. CSI-RS에 기초한 측정을 수행하기 위해서 단말은 반드시 자신이 속한 셀 (또는 송신 포인트 (TP))의 각각의 CSI— RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS 설정 (configuration)을 알고 있어야 한다. CSI-RS 설정에는. CSI- RS가 전송되는 하향링크 서브프레임 인덱스, 전송 서브프레임 내에서 CSI一 RS 자원요소 (RE)의 시간-주파수 위치 (예를 들어， 도 8(a) 내지 8(e)와 같은 CSI-RS 패턴)， 그리고 CSI-RS 시뭔스 (CSI-RS 용도로 사용되는 시뭔스로서 , 슬롯 번호， 셀 ID, CP 길이 등에 기초하여 소정의 규칙에 따라 유사—랜덤 (pseudo-random)하게 생성됨) 등이 포함될 수 있다. 즉, 임의의 (given) 기지국에서 복수개의 CSI-RS 설정 (configuration)이 사용될 수 있고, 기지국은 복수개의 CSI-RS 설정 중에서 셀 내의 단말 (들)에 대해 사용될 CSI-RS 설정을 알려줄 수 있다.
[116] 복수개의 CSI-RS 설정들은, 단말이 CSI-RS의 전송 전력이 0이 아닌 (non¬ zero) 것으로 가정하는 CSI— RS 설정을 하나를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 또한, 단말이 0의 전송 전력으로 가정하는 CSI-RS 설정을 하나 이상을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
[117] 또한, 상위 계층에 의해서 0의 전송전력의 CSI-RS 설정에 대한 파라미터 (예를 들어， 16-비트 비트맵 ^ Ό/¾^/· 7-7 "파라미터)의 각각의 비트는 CSI-RS 설정 (또는 CSI-RS 설정에 따라 CSI-RS가 할당될 수 있는 RE들)에 대웅할 수 있고, 단말은 해당 파라미터에서 1로 설정되는 비트에 대웅하는 CSI— RS 설정의 CSI-RS RE들에서의 전송 전력이 0인 것으로 가정할 수 있다.
[118] 또한, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI— RS 는 구별될 필요가 있으므로, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 가 전송되는 자원은 서로 직교 (orthogonal)해야 한다. 도 8 과 관련하여 설명한 바와 같이, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 직교하는 주파수 자원, 직교하는 시간 자원 및 /또는 직교하는 코드 자원을 이용하여 FDM, TDM 및 /또는 CDM 방식으로 다중화될 수 있다.
[119] CSI— RS에 관한 정보 (CSI-RS 설정 (configuration))를 기지국이 셀 내의 단말들에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간- 주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, 시간에 대한 정보에는, CSIᅳ RS가 전송되는 서브프레임 번호들, CSI— RS 가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브프레임 오프셋, 특정 안테나의 CSI— RS 자원요소 (RE)가 전송되는 OFDM 심볼 번호 등이 포함될 수 있다. 주파수에 대한 정보에는 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소 (RE)가 전송되는 주파수 간격 (spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 시프트 값 등이 포함될 수 있다.
[120] 도 9는 CSI-RS가 주기적으로 전송되는 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다. [121] CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기 (예를 들어 , 5 서브프레임 주기 , 10 서브프레임 주기, 20 서브프레임 주기, 40 서브프레임 주기 또는 80 서브프레임 주기)를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다.
[122] 도 9에서는 하나의 무선 프레임이 10 개의 서브프레임 (서브프레임 번호 0 내지 9)로 구성되는 것을 도시한다. 도 9 에서는， 예를 들어, 기지국의 CSI-RS의 전송 주기가 10ms (즉, 10 서브프레임) 이고, CSI-RS 전송 오프셋 (Offset)은 3 인 경우를 도시한다. 여러 셀들의 CSI-RS가 시간 상에서 고르게 분포할 수 있도록 상기 오프셋 값은 기지국마다 각각 다른 값을 가질 수 있다. 10ms의 주기로 CSI- RS가 전송되는 경우, 오프셋 값은 0 내지 9 중 하나를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들어 5ms의 주기로 CSIᅳ RS가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~4 중 하나의 값을 가질 수 있고, 20ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~19 중 하나의 값을 가질 수 있고， 40ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~39 중 하나의 값을 가질 수 있으며， 80ms의 주기로 CSI-RS 가 전송되는 경우 오프셋 값은 0~79 중 하나의 값을 가질 수 있다. 이 오프셋 값은, 소정의 주기로 CSI-RS 를 전송하는 기지국이 CSI-RS 전송을 시작하는 서브프레임의 값을 나타낸다. 기지국이 CSI-RS의 전송 주기와 오프셋 값을 알려주면， 단말은 그 값을 이용하여 해당 서브프레임 위치에서 기지국의 CSI-RS를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 CSI-RS를 통해 채널을 측정하고 그 결과로서 CQI, PMI 및 /또는 RKRank Indicator) 와 같은 정보를 기지국에게 보고할 수 있다. 본 문서에서 CQI, PMI 및 RI 를 구별하여 설명하는 경우를 제외하고， 이들을 통칭하여 CQI (또는 CSI) 라 칭할 수 있다. 또한, CSI-RS 에 관련된 상기 정보들은 샐—특정 정보로서, 셀 내의 단말들에게 공통으로 적용될 수 있다. 또한. CSI-RS 전송 주기 및 오프셋은 CSI-RS 설정 (configuration) 별로 별도로 지정될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이 0의 전송 전력으로 전송되는 CSI-RS 를 나타내는 CSI-RS 설정 (configuration) 및 0이 아닌 (non-zero) 전송 전력으로 전송되는 CSI— RS 를 나타내는 CSI-RS 설정 (configuration) 에 대해서 별도의 CSI- RS 전송 주기 및 오프셋이 설정될 수 있다.
[123] PDSCH가 전송될 수 있는 모든 서브프레임에서 전송되는 CRS와 달리, CSIᅳ RS는 일부 서브프레임에서만 전송되는 것으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층에 의해서 CSI 서브프레임 세트 CCSI,0 및 Ccsu 이 설정될 수 있다. CSI 레퍼런스 자원 (즉, CSI 계산의 기준이 되는 소정의 자원 영역)은 CCSI,0 또는 Ccs 중 하나에 속할 수 있고, CCS1,0 및 Ccsu 의 모두에 동시에 속하지는 않을 수 있다. 이에 따라, CSI 서브프레임 세트 CCS1,0 및 Ccsu 이 상위 계층에 의해서 설정되는 경우에, 단말은 CSI 서브프레임 세트 중 어디에도 속하지 않는 서브프레임에 존재하는 CSI 레퍼런스 자원에 대한 트리거 (또는 CSI 계산에 대한 지시)를 받을 것으로 기대하지 않을 수 있다.
[124] 또한, CSI 레퍼런스 자원은 유효한 하향링크 서브프레임 상에서 설정될 수 있다. 유효한 하향링크 서브프레임은 다양한 요건을 만족하는 서브프레임으로서 설정될 수 있다. 그 요건들 중 하나는, 주기적 CSI 보고의 경우에, 단말에 대해서 CSI 서브프레임 세트가 설정된다면 주기적 CSI 보고에 연결 (link)되는 CSI 서브프레임 세트에 속하는 서브프레임일 것이다.
[125] 또한, CSI 레퍼런스 자원에서, 단말은 다음과 같은 가정들을 고려하여 CQI 인덱스를 도출할 수 있다 (자세한 사항은 3GPP TS 36.213을 참조한다):
[126] - 한 서브프레임의 처음 3 개의 OFDM 심볼들은 제어 시그널링에 의해 점유됨
[127] 一 주 동기신호 (primary synchronization signal), 부 (secondary) 동기 신호 또는 물리방송채널 (PBCH)에 의해 사용되는 자원요소는 없음
[128] 一 비ᅳ MBSFN( Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임의 CP 길이
[129] - 리던던시 버전 (Redundancy Vers ion)은 0 임
[130] ᅳ 채널 측정을 위해 CSI-RS가 사용되는 경우， PDSCH EPRE(Energy Per Resource Element) 대 CSI— RS EPRE의 비 (ratio)는 소정의 규칙에 따름
[131] - 전송모드 9(즉., 최대 8 레이어 전송을 지원하는 모드)에서의 CSI 보고의 경우에, 단말에 대해 PMI/RI 보고가 설정되면, DMRS 오버해드는 가장 최근에 보고된 탱크에 일치하는 것으로 가정함 (예를 들어/ DMRS 오버헤드는 도 7에서 설명한 바와 같아 2개 이상의 안테나 포트 (즉， 랭크 2 이하)의 경우에는 하나의 자원블록 쌍 상에서의 DMRS 오버헤드가 12 RE이지만， 3개 이상의 안테나 포트 (즉, ¾크 3 이상)의 경우에는 24 RE이므로, 가장 최근에 보고된 탱크 값에 대웅하는 DMRS 오버해드를 가정하여 CQI 인덱스를 계산할 수 있다.)
[132] ᅳ CSI-RS 및 으전력 CSI-RS에 대해서 RE가 할당되지 않음
[133] - PRS(Positioning RS)에 대해서는 RE가 할당되지 않음 [134] ᅳ PDSCH 전송 기법은 단말에 대해 현재 설정된 전송 모드 (디폴트 모드일 수 있음)에 따름
[135] - PDSCH EPRE 대 샐 -특정 참조신호 EPRE의 비 (ratio)는 소정의 규칙에 따름
[136] 이러한 CSI-RS 설정은， 예를 들어， RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 이용하여 기지국이 단말에게 알려즐 수 있다ᅳ 즉， 전용 (dedicated) RRC 시그널링을 사용하여 CSI-RS 설정에 대한 정보가 셀 내의 단말들 각각에게 제공될 수 있다. 예를 들어， 단말이 초기 액세스 또는 핸드오버를 통해서 기지국과 연결 (connect ion)을 확립 (establ ish)하는 과정에서， 기지국이 해당 단말에게 R C 시그널링을 통해 CSI-RS 설정 (configuration)을 알려 주도록 할 수 있다. 또는 기지국이 단말에게 CSI-RS 측정에 기반한 채널 상태 피드백을 요구하는 RRC 시그널링 메시지를 전송할 때에, 해당 R C 시그널링 메시지를 통해 CSI-RS 설정 (configuration)을 해당 단말에게 알려 주도록 할 수도 있다.
[137] 한편， CSI-RS가 존재하는 시간 위치, 즉, 셀ᅳ특정 서브프레임 설정 주기 및 셀ᅳ특정 서브프레임 오프셋은， 예를 들어， 다음의 표 1과 같이 정리할 수 있다.
[138] 【표 1】
Figure imgf000022_0001
[139] 전술한 바와 같이. 파라미터 /끠 ς는 단말이 0이 아닌 전송 전력으로 가정하는 CSIᅳ RS와 0의 전송 전력으로 가정하는 CSI-RS에 대해서 별도로 (separately) 설정될 수 있다. CSI-RS를 포함하는 서브프레임은 다음의 수학식 12와 같이 표현할 수 있다 (수학식 12에서 nf는 시스템 프레임 번호이고, /¾는 슬롯 번호임).
[140] 【수학식 12】
(10"f + \n l\ - ACSI_RS )mod TCSI_RS 二 0 [141] 아래의 표 2와 같이 정의되는 CSI-RS-Config 정보요소 (IE)는 CSI-RS 설정을 특정하기 위해서 사용될 수 있다.
[142] 【표 2】 CSI-RS-Config information elements
― ASN1START :
CSI-RS-Config-rlO SEQUENCE {
csi-RS-rlO CHOICE {
release NULL,
setup SEQUENCE {
ant ennaPor t sCount -rlO ENUMERATED {anl, an2, an4, an8} resourceConf ig-rlO INTEGER (0..31),
subf rameConf ig-r 10 INTEGER (0..154)
p-C-rlO INTEGER (-8..15)
}
OPTIONAL, ― Need ON zeroTxPowerCSl-RS-rlO CHOICE {
release NULL,
setup SEQUENCE {
zeroTxPowerResourceConf igList-rlO BIT STRING (SIZE (16)), zeroTxPowerSubf rameConf ig-r 10 INTEGER (0..154)
}
OPTIONAL ― Need ON
― ASN1ST0P [143] 상기 표 2에서 안테나포트카운트 (s/7ia 3¾/ s ¾ / ) 파라미터는 CSI-RS의 전송을 위해서 사용되는 안테나 포트 (즉, CSI-RS 포트)의 개수를 나타내며, anl은 1개에 해당하고, an2는 2개에 해당한다.
[144] 상기 표 2에서 pj: 파라미터는, UE가 CSI 피드백을 유도 (derive)할 때에 가정하는 PDSCH EPRECEnergy Per Resource Element)와 CSI— RS EPRE의 비율을 나타낸다.
[145] 상기 표 2에서 자원설정 (resi¾yrceC /7// ) 파라미터는， 예를 들어， 상기 도 8에서와 같은 RB 쌍 상에서 CSI-RS가 매핑되는 자원요소의 위치를 결정하는 값을 가진다.
[146] 상기 표 2에서 서브프레임설정 (st/?/ra/^ // ) 파라미터는， 상기 표 1에서의 /rs,_RS에 해당한다 . [147] 상기 표 2에서 zeroTxPowerResourceConfigUst 및 zeroTxPowerSubfra eConfig^ 각각 0의 전송전력의 CSI-RS에 대한 resourceConfig 및 subframeConfi 해당한다.
[148] 상기 표 2의 CSI-RS 설정 IE에 대한 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 36.331을 참조할 수 있다.
[149] 채널상태정보 (CSI)
[150] MIM0 방식은 개 -루프 (open- loop) 방식과 폐 -루프 (closed-loop) 방식으로 구분될 수 있다. 개 -루프 MIM0 방식은 MIM0 수신단으로부터의 채널상태정보의 피드백이 없이 송신단에서 MIM0 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐 -루프 MIM0 방식은 MIM0 수신단으로부터의 채널상태정보를 피드백 받아 송신단에서 MIM0 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐 -루프 MIM0 방식에서는 MIM0 송신 안테나의 다증화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해서 송신단과 수신단의 각각이 채널 상태정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 수신단 (예를 들어， 단말)이 채널상태정보를 피드백할 수 있도록 송신단 (예를 들어, 기지국)은 수신단 (예를 들어, 단말)에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당할 수 있다.
[151] 단말은 CRS 및 /또는 CSI— RS를 이용하여 하향링크 채널에 대한 추정 및 /또는 측정을 수행할 수 있다. 단말에 의해서 기지국으로 피드백되는 채널상태정보 (CSI)는 탱크 지시자 (RI), 프리코딩 행렬 인덱스 (PMI) 및 채널품질지시자 (CQI)를 포함할 수 있다.
[152] RI는 채널 탱크에 대한 정보이다. 채널의 랭크는 동일한 시간-주파수 자원을 통해서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 레이어 (또는 스트림 )의 최대 개수를 의미한다. 탱크 값은 채널의 통ᅳ팀 (long— term) 페이딩에 의해서 주로 결정되므로, PMI 및 CQI 에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따라 (즉, 덜 빈번하게) 피드백될 수 있다.
[153] PMI는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이며. 채널의 공간 특성을 반영하는 값이다. 프리코딩이란 전송 레이어를 송신 안테나에 매핑시키는 것을 의미하며, 프리코딩 행렬에 의해 레이어ᅳ안테나 매핑 관계가 결정될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비 (Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR) 등의 측정값 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 (preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스에 해당한다. 프리코딩 정보의 피드백 오버헤드를 줄이기 위해서, 송신단과 수신단이 여러 가지 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 미리 공유하고 있고, 해당 코드북에서 특정 프리코딩 행렬을 지시하는 인텍스만을 피드백하는 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, PMI는 가장 최근에 보고된 RI에 기초하여 결정될 수 있다.
[154] CQI는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQI는 미리 결정된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인덱스는 해당하는 변조기법 (modulation scheme) 및 코드 레이트 (code rate)를 나타낸다. CQI는 특정 자원 영역 (예를 들어, 유효한 서브프레임 및 /또는 물리자원블록에 의해 특정되는 영역)을 CQI 레퍼런스 자원으로 설정하고, 해당 CQI 레퍼런스 자원에서 PDSCH 전송이 존재하는 것으로 가정하여, 소정의 에러확률 (예를 들어, 0.1)을 넘지 않고 PDSCH가 수신될 수 있는 경우를 가정하여 계산될 수 있다. 일반적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수신 SINR 을 반영하는 값이 된다. 예를 들어, CQI는 가장 최근에 보고된 RI 및 /또는 PMI에 기초하여 계산될 수 있다.
[155] 확장된 안테나 구성을 지원하는 시스템 (예를 돌어, LTE-A 시스템)에서는 다중사용자 -MIM0 (MU-MIM0) 방식을 이용하여 추가적인 다중사용자 다이버시티를 획득하는 것을 고려하고 있다. MU-MIM0 방식에서는 안테나 영역 (domain)에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다증사용자 증 하나의 단말이 피드백하는 채널상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하는 경우에 다른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서 , MU-MIM0 동작이 올바르게 수행되기 위해서는 단일사용자 -MIM0 (SU-MIM0) 방식에 비하여 보다 높은 정확도의 채널상태정보가 피드백되어야 한다.
[156] 이와 같이 보다 정확한 채널상태정보를 측정 및 보고할 수 있도록, 기존의 RI, PMI 및 CQI 로 구성되는 CSI 를 개선한 새로운 CSI 피드백 방안이 적용될 수 있다. 예를 들어， 수신단이 피드백하는 프리코딩 정보가 2 개의 PMI (예를 들어， il 및 i2)의 조합에 의해서 지시될 수 있다. 이에 따라 보다 정교한 PMI가 피드백될 수 있으며, 이러한 정교한 PMI에 기초하여 보다 정교한 CQI가 계산 및 보고될 수 있다.
[157] 한편 . CSI는 주기적으로 PUCCH를 통하여 전송되거나, 비주기적으로 PUSCH를 통하여 전송될 수 있다. 또한, RI, 제 1 PMI (예를 들어，
Figure imgf000025_0001
제 2 PMI (예를 들어， W2), CQI 중에서 어느 것이 피드백되는지와， 피드백되는 PMI 및 /또는 CQI가 광대역 (WB)에 대한 것인지 또는 서브대역 (SB)에 대한 것인지에 따라, 다양한 보고 모드가 정의될 수 있다.
[158] CQI 계산
[159] 이하에서는 하향링크 수신단이 단말인 경우를 가정하여 CQI 계산에 대하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명에서 설명하는 내용은 하향링크 수신 주체로서의 증계기에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
[160] 단말이 CSI를 보고할 때 CQI를 계산하는 기준이 되는 자원 (이하에서는， 레퍼런스 자원 (reference resource)라 칭함)을 설정 /정의하는 방안에 대하여 설명한다. 먼저, CQI의 정의에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
[161] 단말이 보고하는 CQI는 특정 인텍스 값에 해당한다. CQI 인덱스는 채널 상태에 해당하는 변조기법, 코드 레이트, 등을 나타내는 값이다. 예를 들어. CQI 인덱스들 및 그 해석은 다음의 표 3과 같이 주어질 수 있다.
[162] 【표 3】
Figure imgf000026_0001
[163] 시간 및 주파수에서 제한되지 않는 관찰에 기초하여, 단말은 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 각각의 CQI 값에 대해서 상기 표 3의 CQI 인덱스 1 내지 15 중에서 소정의 요건을 만족하는 가장 높은 CQI 인덱스를 결정할 수 있다. 소정의 요건은, 해당 CQI 인텍스에 해당하는 변조 기법 (예를 들어, MCS) 및 전송 블록 크기 (TBS)의 조합을 가지고， CQI 레퍼런스 자원이라고 칭하여지는 하향링크 물리 자원 블록들의 그룹을 차지하는 단일 PDSCH 전송 블록이 0.1(즉， 10%)을 넘지 않는 전송 블록 에러 확률로 수신될 수 있는 것으로 정해질 수 있다. 만약 CQI 인덱스 1도 상기 요건을 만족하지 않는 경우에는 단말은 CQI 인텍스 0으로 결정할 수 있다.
[164] 전송 모드 9(최대 8 레이어 전송에 해당함) 및 피드백 보고 모드의 경우에 단말은 CSI-RS에만 기초해서 상향링크 서브프레임 n에서 보고되는 CQI 값을 계산하기 위한 채널 측정을 수행할 수 있다. 다른 전송 모드 및 해당하는 보고 모드들의 경우에, 단말은 CRS에 기초하여 CQI 계산을 위한 채널 측정을 수행할 수 있다.
[165] 아래의 요건이 모두 만족하는 경우에, 변조 기법 및 전송 블록 크기의 조합은 하나의 CQI 인덱스에 해당할 수 있다. 관련된 전송 블록 크기 테이블에 따라서 CQI 레퍼런스 자원에서의 PDSCH 상에서의 전송에 대해서 상기 조합이 시그널링될 수 있고， 변조 기법이 해당 CQI 인덱스에 의해서 지시되고， 그리고， 전송 블록 크기 및 변조 기법의 조합이 상기 레퍼런스 자원에 적용되는 경우에, 해당 CQI 인덱스에 의해 지시되는 코드 레이트에 최대한 가까운 유효 채널 코드 레이트를 가지는 것이 위 요건에 해당한다ᅳ 만약 전송 블록 크기 및 변조 기법의 조합의 2 개 이상이 해당 CQI 인텍스에 의해 지시되는 코드 레이트에 동일한 정도로 가까운 경우에는, 전송 블록 크기가 최소인 조합으로 결정될 수 있다.
[166] CQI 레퍼런스 자원은 다음과 같이 정의된다.
[167] 주파수 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은， 도출된 CQI 값이 관련된 대역에 해당하는 하향링크 물리 자원 블록들의 그룹으로 정의된다.
[168] 시간 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은, 단일 하향링크 서브프레임 n- nCQI_ref 로 정의된다. 여기서, 주기적 CQI 보고의 경우에는, nCQLref 는 4 이상의 값 중에서 가장 작은 값이면서, 하향링크 서브프레임 n-nCQIᅳ ref 가 유효한 하향링크 서브프레임에 해당하는 값으로 결정된다. 비주기적 CQI 보고의 경우에는， nCQIᅳ ref 는 상향링크 DCI 포맷 (즉， 상향링크 스케줄링 제어 정보를 단말에게 제공하기 위한 PDCCH DCI 포맷)에서의 CQI 요청에 해당하는 (또는 CQI 요청이 수신된) 유효한 하향링크 서브프레임과 동일한 하향링크 서브프레임이 CQI 레퍼런스 자원으로 결정된다. 또한， 비주기적 CQI 보고의 경우에, nCQIᅳ ref 는 4이고 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 는 유효한 하향링크 서브프레임에 해당하며, 여기서 하향링크 서브프레임 n-nCQI_ref 는 임의접속웅답그랜트 (random access response grant)에서의 CQI 요청에 해당하는 (또는 CQI 요청이 수신된) 서브프레임 이후에 수신될 수 있다. 여기서, 유효한 하향링크 서브프레임이란, 해당 UE에 대해서 하향링크 서브프레임으로 설정되고, 전송 모드 9를 제외하고는 MBSFN 서브프레임이 아니고, DwPTS의 길이가 7680*Ts
(Ts=L/(15000x2048)초)이하인 경우에 DwPTS 필드를 포함하지 않으며, 그리고, 해당 UE에 대해서 설정된 측정 갭에 속하지 않는 하향링크 서브프레임을 의미한다. 만약 CQI 레퍼런스 자원을 위한 유효한 하향링크 서브프레임이 없는 경우에는, 상향링크 서브프레임 n에서 CQI 보고는 생략될 수 있다.
[169] 레이어 영역에서 CQI 레퍼런스 자원은, CQI가 전제로 하는 임의의 RI 및 PMI로 정의된다.
[170] CQI 레퍼런스 자원에서 단말이 CQI 인덱스를 유도하기 위해서 다음의 사항들을 가정할 수 있다: (1) 하향링크 서브프레임의 처음 3 OFDM 심볼은 제어 시그널링의 용도로 사용된다. (2) 주동기신호. 부동기신호 또는 물리방송채널에 의해서 사용되는 자원 요소는 없다. (3) 비 -MBSFN 서브프레임의 CP 길이를 가진다. (4) 리던던시 버전은 0이다. (5) 채널 측정을 위해서 CSI-RS가 사용되는 경우， PDSCH EPRE( Energy Per Resource Element) 대 CSI-RS EPRE의 비율은 상위 계층에 의해 시그널링되는 소정의 값을 가진다. (6) 전송 모드 별로 정의된 PDSCH 전송 기법 (단일 안테나 포트 전송, 전송 다이버시티. 공간 다중화, MU-MIM0 등)이 해당 UE에 대해서 현재 설정되어 있다 (디폴트 모드일 수 있음). (7) 채널 측정올 위해서 CRS가 사용되는 경우에 , PDSCH EPRE 대 CRS EPRE는 소정의 요건에 따라서 결정될 수 있다. CQI 정의에 관련된 보다 구체적인 사항은 3GPP TS36.213을 참조할 수 있다.
[171] 요컨대, 하향링크 수신단 (예를 들어, 단말)은 현재 CQI 계산을 수행하는 시점을 기준으로 과거의 특정한 단일 서브프레임을 CQI 레퍼런스 자원으로 설정하고， 해당 CQI 레퍼런스 자원에서 기지국으로부터 PDSCH가 전송되었을 때 그 에러 확률이 10%를 넘지 않을 조건을 만족하도록 CQI 값을 계산할 수 있다.
[172] 코드북 기반 프리코딩 기법
[173] 다중 안테나 전송을 지원하기 위하여 전송 정보를 각각의 안테나에 채널 상황 등에 따라 적절하게 분배해주는 프리코딩 (precoding)을 적용할 수 있다. 코드북 (Codebook) 기반의 프리코딩 기법은， 송신단과 수신단에서 프리코딩 행렬의 집합을 미리 정하여 두고, 수신단이 송신단으로부터의 채널정보를 측정하여 가장 알맞은 프리코딩 행렬이 무엇인지 (즉, 프리코딩 행렬 인덱스 (Precoding Matrix Index; PMI)를 송신단에게 피드백하여 주고, 송신단은 PMI에 기초하여 적절한 프리코딩을 신호 전송에 적용하는 기법을 말한다. 미리 정해둔 프리코딩 행렬 집합 중에서 적절한 프리코딩 행렬을 선택하는 방식이므로, 항상 최적의 프리코딩이 적용되는 것은 아니지만， 실제 채널 정보에 최적의 프리코딩 정보를 명시적으로 (explicitly) 피드백하는 것에 비하여 피드백 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.
[174] 도 10은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
[175] 코드북 기반 프리코딩 방식에 따를 경우, 송신단과 수신단은 전송 ¾크, 안테나 개수 등에 따라 미리 정해진 소정 개수의 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 정보를 공유하게 된다. 즉, 피드백 정보가 유한한 (finite) 경우에 프리코딩 기반 코드북 방식이 사용될 수 있다. 수신단은 수신 신호를 통해 채널 상태를 측정하여, 상술한 코드북 정보를 기반으로 유한한 개수의 선호하는 프리코딩 행렬 정보 (즉, 해당 프리코딩 행렬의 인덱스)를 송신단에 피드백할 수 있다. 예를 들어， 수신단에서는 MUMaximum Likelihood) 또는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식으로 수신 신호를 측정하여 최적의 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 도 10에서는 수신단이 송신단에 프리코딩 행렬 정보를 코드워드별로 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
[176] 수신단으로부터 피드백 정보를 수신한 송신단은 수신된 정보에 기반하여 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬을 선택한 송신단은 전송 탱크에 대웅하는 개수의 레이어 신호에 선택된 프리코딩 행렬을 곱하는 방식으로 프리코딩을 수행하며, 프리코딩이 수행된 전송 신호를 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다. 프리코딩 행렬에서 행 (row)의 개수는 안테나의 개수와 동일하며, 열 (column)의 개수는 탱크 값과 동일하다. 랭크 값은 레이어의 개수와 동일하므로. 열 (column)의 개수는 레이어 개수와 동일하다. 예를 들어. 전송 안테나의 개수가 4 이고 전송 레이어의 개수가 2 인 경우에는 프리코딩 행렬이 4X2 행렬로 구성될 수 있다. 프리코딩 행렬을 통하여 각각의 레이어를 통해 전송되는 정보가 각각의 안테나에 매핑될 수 있다.
[177] 송신단에서 프리코딩되어 전송된 신호를 수신한 수신단은 송신단에서 이루어진 프리코딩의 역처리를 수행하여 수신 신호를 복원할 수 있다. 일반적으로 프리코딩 행렬은 u*uH = I와 같은 유니터리 행렬 (ω 조건을 만족하는바， 상술한 프리코딩의 역처리는 송신단의 프리코딩에 이용된 프리코딩 행렬 (Ρ)의 에르미트 (Hermit) 행렬 (PH)을 수신 신호에 곱하는 방식으로 이루어질 수 있다.
[178] 예를 들어, 다음의 표 4는 3GPP LTE 릴리즈—8/9 에서 2 전송 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이고, 표 5는 3GPP LTE 릴리즈 -8/9 에서 4 전송 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이다.
[179] 【표 4】
Figure imgf000030_0001
[180] 【표 5】
Figure imgf000031_0001
[181] 상기 표 5에서 , ^Λ> 는 W^I-lu ; /u u„ 와 같이 표현되는 수학식으로부터 구성되는 세트 ^로 얻어진다. 이 때 . I는 4X4 단일행렬을 나타내고 ^는 표 5 에서 주어지는 값이다.
[182] 상기 표 4 에서 나타내는 바와 같이, 2 개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 7개의 프리코딩 백터 /행렬을 가지고 있으며 여기서, 단일 행렬은 개- 루프 (open— loop) 시스템을 위한 것이므로, 폐ᅳ루프 (loop) 시스템의 프리코딩을 위한 프리코딩 백터 /행렬은 총 6개가 된다. 또한, 상기 표 5 와 같은 4개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 64개의 프리코딩 백터 /행렬을 가지고 있다.
[183] 추가적으로, 확장된 안테나 구성을 지원하는 시스템 (예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈 -10 또는 후속 시스템)에서는ᅳ 예를 들어 8 개의 전송 안테나를 이용한 MIM0 전송이 수행될 수 있으며, 이를 지원하기 위한 코드북 설계가 요구된다.
[184] 8 개의 안테나 포트를 통하여 전송되는 채널에 대한 CSI 보고를 위해서, 아래의 표 6 내지 13과 같은 코드북을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 8 개의 CSI-RS 안테나 포트는, 안테나 포트 인텍스 15 내지 22로 표현할 수 있다. 표 6， 7, 8, 9, 10, 11， 12 및 13의 각각은， 안테나 포트 15 내지 22 를 이용한 1一 레이어, 2-레이어, 3-레이어, 4-레이어, 5-레이어, 6-레이어, 7-레이어 및 레이어 CSI 보고에 대한 코드북의 일례를 나타낸다.
[185] 표 6 내지 13에 있어서 , φη 및 ν„은 수학식 13과 같이 주어질 수 있다.
[186] 【수학식 13】
Figure imgf000032_0001
[187] 【표 6】
Figure imgf000032_0002
[188] 【표 71
Figure imgf000032_0003
[189] 【표 8】 2£//:/ O Ϊ卜 6sossxI>d 9068ϊ30AV
Figure imgf000033_0004
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000033_0003
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000034_0002
[194] 【표 13]
Figure imgf000034_0001
[195] 다중 안테나 배치
[196] 도 11은 8 전송안테나를 구성하는 예시들을 나타낸 것이다.
[197] 도 11(a) 는 N 개의 안테나가 그룹화 없이 서로 득립적인 채널을 구성하는 경우를 도시한 것이며, 일반적으로 UU Umform Linear Array)라고 칭한다.
[198] 도 11(b)에서는 2 개의 안테나가 쌍을 이루는 ULA 방식의 안테나 구성 (Paired ULA)을 나타낸다. 이러한 경우 쌍을 이루는 2 개의 안테나 사이에는 연관된 채널을 가지고, 다른 쌍의 안테나와는 독립적인 채널을 가질 수 있다.
[199] 부족한 공간에 많은 개수의 송신안테나를 설치해야 하는 경우에는 도 11(a) 및 도 1Kb) 와 같은 ULA안테나 구성은 적합하지 않을 수 있다. 따라서 , 도 11(c) 와 같이 이중—극성 (dual-pole) (또는 크로스ᅳ극성 (cross-pole)) 안테나 구성을 적용하는 것을 고려할 수 있다. 이와 같이 전송 안테나를 구성하는 경우에는， 안테나간의 거리 가 상대적으로 짧더라도 안테나 상관도를 낮춰 독립적인 채널을 구성할 수 있으므로, 높은 수율의 데이터 전송이 가능해진다.
[200] 도 11(c)의 예시에서는 총 Ντ개의 송신 안테나를 배치함에 있어서, 인덱스
1, 2 Ντ/2 까지의 그룹 1과, 인텍스 Ντ/2+l, Ντ/2+2, ..., Ντ 까지의 그룹
2는 서로 직교하는 극성을 가지도록 구성될 수 있다. 안테나 그룹 1의 안테나들은 동일한 극성 (예를 들어 수직 극성 (vertical polar izat ion))을 가지고 안테나 그룹 2의 안테나들은 또 다른 동일한 극성 (예를 들어 수평 극성 (horizontal polarization))을 가질 수 있다. 또한, 두 안테나 그룹은 동일한 위치에 위치한다 (allocated). 예를 들어， 안테나 1과 Ντ/2+1, 안테나 2와 Ντ/2+2, 안테나 3과 Ντ/2+3 안테나 Ντ/2와 Ντ는 동일한 위치에 배치될 수 있다. 달리 표현하자면， 하나의 안테나 그룹 내의 안테나들은 ULA Jniform Linear Array)와 같이 동일한 극성을 가지고， 하나의 안테나 그룹 내의 안테나 간의 상관 (correlation)은 선형 위상 증가 (linear phase increment) 특성을 가진다. 또한, 안테나 그룹 간의 상관은 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 갖는다.
[201] 1-차원 안테나 구조
[202] 1-차원 안테나 배치는 도 11과 같은 ULA 또는 크로스ᅳ극성 안테나 어레이 구성을 포함할 수 있다. 이러한 1-차원 안테나 배치가 적용되는 경우， 전술한 바와 같은 참조신호 전송 및 CSI 피드백 방안이 적용된다. 즉, 하향링크 전송에 있어서의 송신단과 ,수신단 (또는 기지국과 단말) 사이의 채널을 추정하기 위한 목적으로， 송신단은 참조신호 (예를 들어, CRS 또는 CSI-RS)를 수신단으로 전송하고, 수신단은 참조신호로부터 채널 상태를 추정할 수 있다. 수신단은 참조신호를 통해 획득된 채널 정보를 바탕으로 하향링크 데이터 전송에 적절할 것으로 예상되는 탱크, 프리코딩 가중치, 및 이에 기초한 CQI를 산출할 수 있다.
[203] 프리코딩된 공간 다중화 (Precoded Spatial Mult iplexing)와 같은 MIM0 전송을 위해서는 프리코딩 정보가 요구되는데, 프라코딩 가증치는 코드북 형태로 구성될 수 있다.
[204] 예를 들어, 4 개의 전송 안테나 (이하에서는, 4Tx로 표현함)를 이용하는 MIM0 시스템에서 CRS를 이용한 프리코딩된 공간 다중화 (SM)를 위한 CSI 피드백은 다음과 같이. 설명할 수 있다. 4 개의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CRS를 전송할 때, 각각의 RS에 매핑되는 안테나 포트 (ΑΡ)의 인덱스를 AP0, 1, 2, 3이라고 하면， 단말은 CRS를 이용하여 AP0, 1, 2, 3으로부터의 채널을 추정할 수 있다.
[205] 이 경우, 단말에 의해서 추정된 채널을 표현하는 행렬 (또는 백터)를 Η라고 하면, Η = [Ηη Η12 Η13 Η14; Η21 Η22 Η23 Η24; ...； HNrl HNr2 HNr3 HNr4] 라고 나타낼 수 있다. 즉, H는 Nr X Nt 크기의 행렬 (또는 백터)로 표현될 수 있다. 여기서, Nr은 수신 안테나의 개수이고， Nt는 송신 안테나의 개수이다.
[206] 또한, 단말은 기지국이 프리코딩 가중치 행렬 (또는 백터) Wra(k)를 사용하여 데이터를 전송한다고 가정할 수 있다. Wra(k)에서， m은 전송 랭크를 의미하고， k는 Rank-m을 위해 정의된 프리코딩 가중치 행렬 (또는 백터)의 인덱스를 의미한다. Wra(k) = [Wn W12 W13 ... Wlm； W21 W22 W23 ... W2m; W3i W32 W33 ... W3m; ...； W41 W42 W43 ... W4J 으로 나타낼 수 있다. 즉, Wra(k)는 Nt X m 크기의 행렬 (또는 백터)로 표현될 수 있다. [207] 또한. 단말은 등가채널 Heq을 산출할 수 있다. 등가채널 Heq는, 추정된 채널 H와 프리코딩 가중치 Wra(k)의 합성 (즉, Heq = HWra(k))에 의해서 계산되거나, 추정된 채널의 공분산 행렬 (Covariance Matrix) R과 프리코딩 가중치 Wm(k)의 합성 (즉， Heq = RWm(k))에 의해서 계산될 수 있다. 등가채널 Heq에 기초하여 단말은 하향링크 전송에 적합한 탱크 및 프리코딩 가중치를 선택할 수 있다. 또한, 단말은 선택된 랭크 및 프리코딩 가중치를 적용하였을 때의 예상되는 CQI를 계산할 수 있다.
[208] 다른 예시로서， 8 개의 전송 안테나 (이하에서는, 8Tx로 표현함)를 이용하는 MIM0 시스템에서 CSI-RS를 이용한 프리코딩된 공간 다중화 (SM)를 위한 CSI 피드백은 다음과 같이 설명할 수 있다. 8 개의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 CSI-RS를 전송할 때， 각각의 RS에 매핑되는 안테나 포트 (ΑΡ)의 인덱스를 AP15, 16, 17, 18, 19， 20, 21, 22라고 하면, 단말은 CSI-RS를 이용하여 AP15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22으로부터의 채널을 추정할 수 있다.
[209] 이 경우， 단말에 의해서 추정된 채널을 표현하는 행렬 (또는 백터)를 H라고 H = [Hn Hi2 Hi3 Hi4 His Hi6 H17 Η^; H21 H22 H23 H24 H25 1½6 H27 H28; ... ; ΗΝΓ1
HNr2 HNr3 HNr4 HNr5 HNr6 HNr7 HNr8] (여기서 , Nr은 수신 안테나의 개수) 라고 나타낼 수 있다.
[210] 또한, 단말은 기지국이 프리코딩 가중치 행렬 (또는 백터) Wm(k)를 사용하여 데이터를 전송한다고 가정할 수 있으며, Wm(k) = [Wn W12 W13 ... Wlm; w21 w22 w23 ... w2m; w31 w32 w33 ... w3m; ...； W81 W82 W83 ... W8J 으로 나타낼 수 있다.
[211] 또한， 등가채널 Heq (여기서， Heq = HWm(k) 또는 Heq = RWm(k) 에 의해서 계산됨)에 기초하여 단말은 하향링크 전송에 적합한 행크 및 프리코딩 가중치를 선택하고， 선택된 랭크 및 프리코딩 가중치를 적용하였을 때의 예상되는 CQI를 계산할 수 있다.
[212] 이에 따라， Nt개의 전송 안테나를 지원하는 MIM0 시스템에서, 단말은 위와 같이 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 선택 /계산된 CSI (예를 들어， RI, PMI， CQI)를 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국은 단말이 보고하는 CSI를 고려하여 하향링크 전송에 적합한 탱크, 프리코딩 가중치， 변조및코딩기법 등을 결정할 수 있다.
[213] 2-차원 안테나 구조 [214] 기존의 ULA와 같은 1-차원 안테나 구조에 의해서 형성되는 빔은 방위각 (azimuth angle) 방향 (예를 들어， 수평 도메인) 으로만 특정되고， 앙각 (elevation angle) 방향 (예를 들어, 수직 도메인) 으로는 특정될 수 없으므로, 2-차원 빔포밍만이 지원된다. 이러한 1-차원 안테나 구조 (예를 들어, ULA 또는 크로스 -극성 어레이 구성)는 방위각 방향의 적웅적 빔포밍 또는 공간 다증화를 지원할 수 있고， 기존의 무선 통신 시스템 (예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈一 8, 9, 10, 11에 따르는 시스템)에서는 이를 위한 MIM0 송수신 기법만이 설계되어 있다.
[215] 한편， 시스템 성능의 향상을 목적으로 하는 2ᅳ차원 안테나 구 ： 기반의 MIM0 송수신 기법을 지원하는 경우, 2-차원 안테나 구조에 의해서 형성되는 빔은 방위각 방향 및 앙각 방향으로의 방향 특정이 가능하므로, 3ᅳ차원 범포밍이 가능해진다.
[216] 이와 같이 방위각 및 앙각을 특정하여 범을 형성하는 기능에 의하면, 섹터 특정 고저 (elevation) 빔포밍 (예를 들어 , 수직 패턴 빔폭 (bea隱 idth) 및 /또는 다운틸트 (downtilt)에 의한 적응적 제어), 수직 도메인에서의 개선된 섹터화, 사용자 (또는 UE)—특정 고저 범포밍 등의 새로운 빔포밍을 지원할 수 있게 된다.
[217] 수직 섹터화 (Vertical Sector izat ion)는 수직 섹터 패턴의 이득을 통해 평균 시스템 성능을 높일 수 있으며, 일반적으로 추가적인 표준기술 지원이 요구되지 않는다. ᅳ
[218] UE-특정 고저 범포밍은, UE 방향으로 수직 안테나 패턴을 지정함으로써 , 해당 UE에 대한 SINR을 향상 시킬 수 있다. 반면, 수직 섹터화 또는 섹터 -특정 수직 빔포밍과 달리, UEᅳ특정 고저 범포밍은 추가적인 표준기술 지원이 요구된다. 예를 들어， 2—차원 포트 구조를 을바르게 지원하기 위해서는, UE-특정 고저 빔포밍을 위한 UE의 CSI 측정과 피드백 방법이 요구된다.
[219] UE-특정 고저 빔포밍을 지원하기 위해서는 하향링크 MIM0 개선 방안이 요구된다. 하향링크 MIM0 개선 방안은, 예를 들어, UE의 CSI 피드백 방식의 개선 (예를 들어 , 새로운 코드북 설계， 코드북 선택 /업데이트 /변형을 지원하는 방안, CSI 페이로드 크기 증가의 최소화 등), UEᅳ특정 고저 빔포밍을 위한 CSI-RS 설정의 변경, UEᅳ특정 고저 빔포밍을 위한 추가적인 안테나 포트의 정의, UE-특정 고저 빔포밍을 지원하기 위한 하향링크 제어 동작의 개선 (예를 들어. 안테나 포트의 개수가 증가하는 경우에 공통 채널 커버리지 및 /또는 RRM(Radio Resource Management) 측정 신뢰도 (rel iabi 1 i ty)를 확보하기 위한 방안 등) 등의 측면을 포함할 수 있다.
[220] 또한, 개선된 하향링크 MIM0 동작을 설계함에 있어서, 기지국 (eNB) 안테나 교정 (calibrat m) 에러 (위상 및 시간 상의 에러) , 추정 (est imat ion) 에레 하향링크 오버헤드, 복잡도 (complexity), 피드백 오버해드, 역방향 호환성 (backward compatibility), 실제 UE 구현, 기존의 피드백 프레임워크의 재사용, 서브대역 대 광대역 피드백 등의 다양한 요소를 고려할 수 있다.
[221] 도 12는 액티브 안테나 어레이 시스템의 일반작인 구조를 설명하기 위한 도면이다.
[222] 액티브 안테나 어레이 시스템 (Active Antenna Array System; MS)의 구조는 논리적으로 3 개의 주요 기능 블록들로 표현될 수 있다. 이들은 송수신기 유닛 어레이 (Transceiver Unit Array; TXRUA) , 무선 분배 네트워크 (Radio Distribution Network; RDN) , 및 안테나 어레이 (Antenna Array; AA)라고 칭할 수 있다. TXRU들은 eNodeB와 인터페이스되며, eNB의 기저 대역 (base band) 프로세싱을 위한 수신 입력을 제공하거나, eNB의 기저 대역 프로세싱으로부터 송신 출력을 제공받을 수 있다.
[223] 구체적으로, TXRUA는 복수개의 송신 유닛들과 복수개의 수신 유닛들을 포함할 수 있다. 송신 유닛은 MS 기지국으로부터 기저 대역 입력을 받아서 RFCRadio Frequency) 송신 출력을 제공할 수 있으며, RF 송신 출력은 RDN을 통해서 M에 분배될 수 있다. 수신 유닛은 로부터 RDN을 통해서 분배된 RF 수신 입력을 기저 대역 프로세싱을 위한 출력으로 제공할 수 있디-.
[224] 즉， AAS는 M와 액티브 TXRUA를 조합 (combine)하는 기지국 시스템으로 정의될 수 있다. 또한, MS는 RDN을 포함할 수 있고， 이는 액티브 TXRUA를 로부터 물리적으로 분리 (physically separate)시키는 패시브 (passive) 네트워크이며, TXRUA와 M 간의 매핑을 정의한다. 예를 들어, RDN은 TXRUA로부터의 K개의 송신 출력을, M로의 L개의 출력으로 변환할 수 있다. 또는, RDN은 M로부터의 L개의 수신 입력을 TXRUA로의 K개의 입력으로 변환할 수 있다.
[225] 또한, 송신기 유닛과 수신기 유닛은 서로 분리될 수 있고, 안테나 요소들에 대한 매핑은 송신기 유닛과 수신기 유닛에서 서로 상이하게 정의될 수 있다. [226] 이러한 AAS를 포함하는 기지국 시스템은. 전송 다이버시티， 범포밍. 공간 다중화， 또는 이들의 어떤 조합이라도 지원하는 것으로 가정할 수 있다.
[227] 도 13은 2ᅳ차원 안테나 어레이 구조를 설명하기 위한 도면이다.
[228] 도 13(a)는 MXN 안테나 어레이를 나타내며, 각각의 안테나 요소에는 (0. 0) 부터 (M-l, N-1) 까지의 인덱스가 부여될 수 있다. 도 13(a)의 안테나 어레이에서 하나의 열 (column) 또는 하나의 행 (row)은 I A로 구성된 것으로 볼 수 있다.
[229] 도 13(b)는 Mx(N/2) 안테나 어레이를 나타내며 . 각각의 안테나 요소는 (0, 0) 부터 (M— 1. N/2— 1) 까지의 인덱스가 부여될 수 있다. 도 13(b)의 안테나 어레이에서 하나의 열 또는 하나의 행은 크로스 -극성 어레이의 쌍 (pair)로 구성된 것으로 볼 수 있다.
[230] 도 14는 MS의 기하학적인 설명을 위한 도면이다.
[231] 도 14에서는 URAOJniform Rectangular Array) 안테나 구조에 의해서 형성되는 복수개의 열 (column)을 가지는 어레이 팩터 (array factor)를 설명하기 위한 3-차원 공간 (즉, X, y, z 축에 의해 정의되는 공간)을 나타낸다. 여기서， yz 평면 상에서 수평 방향으로 (또는 y 축 방향으로) NH개의 안테나 요소가존재하고, 수직 방향으로 (또는 z 축 방향으로) NY 개의 안테나 요소가 존재하는 것으로 가정한다. 또한, 수평 방향의 안테나 요소들 간의 간격은 dH로 정의되고, 수직 방향의 안테나 요소들 간의 간격은 dv로 정의된다.
[232] 안테나 어레이 요소에 작용하는 신호의 방향은 u로 표현된다. 이러한 신호 방향의 앙각 (elevation angle)은 Θ 로 표현되며, 신호 방향의 방위각 (azimuth angle)은 로 표현된다.
[233] 도 15는 각도 방향의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
[234] 도 15(a)에서 나타내는 바와 같이, 앙각 6» 는 90° 와 ᅳ90° 사이의 값으로 정의되고， 90° 에 가까울수록 아래쪽 (또는 지표면)으로 향하는 각도를 나타내고,
-90° 에 가까울수록 위쪽으로 향하는 각도를 나타내고, 0° 는 안테나 어레이 요소에 직각 (perpendicular) 방향을 나타내는 값이 된다. 또한， 도 15(b)에서 나타내는 바와 같이, 방위각 p는 0° 와 180° 사이의 값으로 정의될 수도 있다.
[235] 또는， 기준 값을 무엇으로 하느냐에 따라서는， 신호 방향의 앙각 는 0° 와 180° 사이의 값으로 정의되고, 이 경우에는 0° 에 가까울수록 아래쪽 (또는 지표면)으로 향하는 각도를 나타내고, 180° 에 가까울수록 위쪽으로 향하는 각도를 나타내고， 90° 는 안테나 어레이 요소에 직각 방향을 나타내는 값이 된다. 또한, 방위각 는 -180° 와 180° 사이의 값으로 정의될 수도 있다.
[236] RDN은 각각의 포트로부터의 신호에 대해서 복소 가중치 (complex weight)를 부여하고 서브ᅳ어레이에 분산하여 , 사이드 로브 레벨 (side lobe levels) 및 틸트 각 (tilt angle)을 제어할 수 있다. 복소 가중치 부여는 진폭 (ampl itude) 가증치 부여 및 위상 시프트 (phase shift)를 포함할 수 있다. 안테나 요소 (in, n)에 대한 복소 가중치 ,„는 아래의 수학식 14와 같이 주어질 수 있다.
[237] 【수학식 14】
W
Figure imgf000040_0001
[238] 상기 수학식 14에서 m=0, 1, ···. NH 또는 m=l, 2, ···, ΝΗ 이고, η=0. 1. … Νν 또는 η=1, 2, ···, Νν .이다. Sp 는 안테나 포트 p에 연관된 서브—어레이의 안테나 요소들의 세트이다. w, 안테나 요소 (in, n)에 부여되는 가증치이다. Ao 는 자유 -공간 상에서의 파장 (wavelength)을 의미한다. rm,„는 요소 위치 백터이며ᅳ 아래의 수학식 15 와 같이 정의된다. φε 는 단위 방향 백터이며, 아래의 수학식 16과 같이 정의된다.
[239] 【수학식 15】 rm,n = [0 n'dH m-dy
[240] 상기 수학식 15에서 알 수 있는 바와 같이, ξ 의 의미는 안테나 요소 (m, n)의 원점으로부터의 거리라고 할 수 있다.
[241] 【수학식 16】
17，
( = cos 9etilt cos (pesca„ cos 9etlh sin (pt escan Sm^etilt
[242] 상기 수학식 16에서 0etilt는 수직 스티어링 각도 (vertical steering angle) 또는 앙각에 대웅하고, (f>escm는 수평 스티어링 각도 (horizontal steering angle) 또는 방위각에 대웅한다. 즉, 수학식 16은 3차원 공간 상에서의 빔 방향을 각도로서 표현하는 것이라고 할 수 있다. 이러한 관점에서, 빔포밍은 각각의 안테나가 경험하는 위상의 차이를 동일하게 보상해 줌으로써， 안테나 어레이로부터 형성되는 빔의 방향을 특정 각도로 조정하는 것이라고 할 수 있다.
[243] 안테나 포트 p에 대한 방사 (radiation) 패턴을 의미하는 안테나 패턴 Ap는 아래의 수학식 17과 같이 주어질 수 있다. 방사 패턴이란， 안테나 포트 p에 의해서 형성되는 범의 모양이라고 할 수 있다. 예를 들어. 빔의 모양은 어떤 위치를 향하여 집중되는 얇은 형태일 수도 있고, 어떤 범위를 향하는 굵은 형태일 수도 있다.
[244] 【수학식 17】
Figure imgf000041_0001
[245] 상기 수학식 17에서 세 φ,θ) 는 dB 단위를 가지는 복합 어레이 요소 패턴 (composite array element pattern)을 의미하며, 아래의 표 14의 요소 패턴에서 정의되는 바에 따를 수 있다 (표 14의 요소 패턴을 적용함에 있어서 필요한 파라미터들 (예를 들어, 열 당 방사 요소의 개수, 열의 개수, 하나의 열에서의 최대 어레이 이득 등)의 값은, 예를 들어, Technical Report (TR) 37.840 문서를 참조할 수 있다). .
[246] 【표 14】
Figure imgf000041_0002
[247] 상기 수학식 17에서 v m,„ 은 어레이 배치 (placement)로 인한 위상 入 팩터이며 , 아래의 수학식 18과 같이 주어진다.
[248] 【수학식 18】 v m,n = exp (ᅳ /'2r (^7mn)),(m,n)eS
[249] 상기 수학식 is에서 아래의 수학식 19와 같이 주어진다.
[250] 【수학식 19]
Figure imgf000042_0001
[251] 또한, MS의 최대 안테나 이득 (gain)은, 패시브 최대 안테나 이득과 케이블 네트워크의 손실 (losses)을 합한 값으로 정의되어야 한다.
[252] 다음으로, 도 16 및 도 17을 참조하여 평면 어레이 안테나 (또는 URA) 구성에 대해서 설명한다.
[253] 도 16은 평면 어레이 안테나 구성을 나타내는 도면이고， 도 17은 각도 방향의 다른 정의를 설명하기 위한 도면이다.
[254] 상기 도 14의 예시에서는 안테나 요소 (m, n)의 2-차원 배치를 고려하였지만. 도 16의 예시는 안테나 요소 (n, m)의 2-차원 배치를 가정하여 설명한다ᅳ
[255] 또한， 도 15의 예시에서는 앙각 Θ 는 —90° 와 90° 사이의 값으로 정의되고 (이 경우에 0° 는 안테나 어레이 요소에 직각 방향을 나타내는 값이 된다) , 방위각 는 0° 와 180° 사이의 값으로 정의하였지만, 도 17의 예시에서는 기준 값을 달리하여 신호 방향의 각도를 정의할 수 있다.
[256] 예를 들어, 도 17(a)에서 나타내는 바와 같이, 앙각 Θ 는 -90° 와 90° 사이의 값으로 정의뢰고， -90° 에 가까을수록 아래쪽 (또는 지표면)으로 향하는 각도를 나타내고 90° 에 가까울수록 위쪽으로 향하는 각도를 나타내고, 0° 는 안테나 어레이 요소에 직각 방향을 나타내는 값이 된다. 또한， 도 17(b)에서 나타내는 바와 같이 , 방위각 φ는 -90° 와 90° 사이의 값으로 정의될 수도 있다.
[257] 도 18은 2-차원 안테나 구성에 따른 빔포밍의 예시들을 나타내는 도면이다.
[258] 도 18(a)에서는 3-차원 빔포밍에 의한 수직 섹터화 (sectorizat ion)를 나타내고， 도 18(b)에서는 3-차원 빔포밍에 의한 수직 범포밍을 나타낸다. 구체적으로， 도 18(a)에서 나타내는 바와 같이, 앙각으로 빔포밍이 가능한 경우에는 수직 도메인의 섹터화 (sectorization)가 가능하게 되고， 각각의 수직 섹터 내에서 방위각에 따라서 수평 빔포밍이 수행될 수 있다. 나아가， 도 18(b)에서 나타내는 바와 같이， 앙각 빔포밍을 사용하는 경우 기지국의 안테나보다 높은 곳에 위치한 사용자들에게도 고품질의 신호를 전송할 수 있다.
[259] 도 19는 수직 빔포밍의 예시돌을 설명하기 위한 도면이다.
[260] 도심지역의 경우 높이가 다양한 빌딩들이 분포한다. 일반적으로 기지국 안테나는 건물 옥상에 위치하는데, 안테나가 위치한 건물의 높이가 주변 건물보다 낮을 수도 있고, 높을 수도 있다.
[261] 도 19(a)는 기지국 안테나의 높이보다 높은 주변 건물들을 고려한 빔포밍의 예시이다. 이러한 경우, 기지국 안테나와 기지국 주변의 높은 건물 사이에는 장애물들이 없기 때문에, U)S(Line of Sight) 성분이 강한 공간 채널이 생성될 수 있다. 또한, 높은 건물을 지향하는 빔포밍의 경우 건물의 높낮이에 의한 적응적 빔포밍이, 건물 내에서 수평방향의 적웅적 범포밍보다 중요한 요소가 될 수 있다.
[262] 도 19(b)는 기지국의 안테나의 높이보다 낮은 주변 건물들을 고려한 빔포밍의 예시이다. 이러한 경우, 기지국 안테나로부터 전송된 신호가 건물 옥상에 의해 굴절되거나, 다른 건물 또는 지표면 등에 의해서 반사되어 NL0S(non- line of sight) 성분이 다수 포함된 공간 채널이 생성될 수 있다. 따라서, 기지국에서 아래쪽 (또는 지표면)을 향하는 수직 빔포밍을 이용하여 사용자에게 신호를 전송할 때， 특정 공간 (특히 건물에 의해 가려진 위치)에서는 앙각 및 방위각에 의해 표현될 수 있는 다양한 경로를 갖는 공간채널이 생성될 수 있다.
[263] 2-차원 안테나 구조를 지원하기 위한프리코딩 코드북 설계 방안
[264] 본 발명에서는 2-차원 안테나 구조에 의해서 가능해지는 UE-특정 고저 빔포밍, 수직 섹터화 등의 기법을 을바르고 효율적으로 지원하기 위한 프리코딩 코드북 설계 방안에 대해서 제안한다.
[265] 기존의 시스템에서는 수직으로는 빔의 방향이 고정되고 (즉, 빔의 수직 방향을 선택 /조정할 수 없고)， 수평 방향으로만 빔포밍이 수행될 수 있었다ᅳ 기지국은 가장 적절한 수평 빔포밍을 결정하기 위해서 UE로부터의 PMI 등을 포함하는 CSI를 보고 받기 위해서. UE에게 CSIᅳ RS 설정 (CSI-RS configuration)을 지시하고 CSI-RS 설정에 따른 CSI-RS를 전송할 수 있다. CSI-RS 설정을 지시한다는 것은, 상기 표 2의 CSI-RS-Config IE에 포함되는 정보 (예를 들어, CSI-RS 포트, CSI-RS 전송 타이밍， CSI-RS 전송 RE 위치 등) 중에서 하나 이상을 제공한다는 의미이다.
[266] 3-차원 빔포밍을 위해서는 기존에 마련되어 있는 수평 빔포밍에 추가적으로 수직 범포밍 (또는， 수직 범의 선택)이 필요하며 , 이를 위한 구체적인 방안은 아직까지 정의되어 있지 않다.
[267] 본 발명의 기본적인 원리를 설명하기 위해서, 2-차원 URA (또는 UPA)를 제 1 도메인 (예를 들어, 수평 도쎄인)의 ULA와 제 2 도메인 (예를 들어, 수직 도메인)의 ULA가 조합된 형태로 가정할 수 있다. 예를 들어, 수직 도메인에서의 앙각을 결정한 후에 수평 도메인에서의 방위각을 결정하는 방식으로, 또는 수평 도메인에서의 방위각을 결정한 후에 수직 도메인에서의 앙각을 결정하는 방식으로 3—차원 빔이 형성될 수 있다. 이와 같이 2-차원 안테나 구조에서 제 1 및 제 2 도메인의 어느 하나에 대한 ULA를 선택하는 것을 영역 선택 (regional selection) 또는 도메인 선택이라고 칭할 수 있다. 이와 같이, 2-차원 안테나 구조에서는 수평 빔포밍 (또는 방위각 방향 빔포밍 )과 함께 수직 빔포밍 (또는 앙각 방향 빔포밍)이 수행될 수 있다.
[268] 기존의 시스템에서는 수평 방향의 빔포밍을 위해서 설계된 프리코딩 코드북은， 방위각의 전방위를 등간격으로 나누거나， 임의의 빔 방향이 형성되도록 설계할 수 있다. 예를 들어, DFKDiscrete Fourier Transform) 기반으로 설계된 코드북은 ei2nnWN 의 형태로 위상이 결정되는데, 여기서 2π/Ν 은 위상이 등간격으로 나누어진다는 의미로서 이해될 수 있다. 또는 임의의 빔 방향은 임의의 위상 값을 가지는 형태로 코드북이 결정된다는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같이, 미리 결정되어 있는 코드북에 포함된 요소 (들) 증의 하나는 특정 프리코딩 행렬 또는 특정 범 방향에 대웅되고, UE는 코드북 중에서 특정 요소를 지시하는 정보 (예를 들어， ΡΜΙ)를 기지국에게 피드백함으로써， UE가 선호하는 빔 방향을 기지국에게 보고할 수 있다.
[269] 2—차원 안테나 전송을 효율적으로 지원하기 위해서는, 수직 빔포밍에 대한 ΡΜΙ도 UE가 기지국에게 보고할 수 있어야 하며, 이를 위하여 수직 빔포밍에 이용될 수 있는 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 수직 범포밍을 위한 코드북 설계에 있어서, 기존의 코드북 설계와 같이 방위각을 등간격으로 나누는 방식을 그대로 적용하는 것은 효율적이지 않다. 왜냐하면. 도 18 또는 도 19 등에서 예시하는 바와 같이 수직 방향으로의 빔포밍은 안테나보다 낮은 위치의 방향으로의 범이 형성될 경우가 많기 때문에, 코드북의 설계에 있어서도 가장 많이 사용될 수 있는 빔 방향에 대웅하는 요소들이 코드워드에 많이 포함되도록 하는 것이 효율적이다. 만약 수직 빔포밍에 이용되는 코드북 설계에 있어서도 앙각을 등간격으로 나누는 방식이 적용된다면, 코드북에 의해 표현될 수 있는 빔 방향의 개수는 제한적인데 비하여 , 사용될 가능성이 낮은 빔포밍 가중치가 코드북 요소에 포함될 수 있으므로， 그러한 코드북 내에서 적절한 빔포밍 가중치를 계산할 때에 불필요한 계산이 증가되거나, UE가 선호하는 실제 빔 방향을 표현하지 못하는 부적절한 코드북 요소가 선택 /결정될 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 코드북 설계 방안에 대해서 제안한다.
[270] 또한, 본 발명에서 제안하는 다양한 실시예들에서 각도 방향의 정의는 도 15에서 설명한 각도 방향의 정의를 따르는 것으로 이해되어야 한다. 다만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 각도 방향의 정의에 대해서도 본 발명에서 제안하는 원리가 각도의 수치를■ 대체함으로써 동일하게 적용될 수 았음은 자명하다. [271] 실시형태 1
[272] 본 실시형태 1은 프리코딩을 위한 피드백 코드북 구성에 있어서, 수직 빔포밍과 수평 빔포밍의 관계를 고려하여 정밀하고 효율적인 3-차원 빔포밍을 지원하는 프리코딩 행렬 (또는 프리코딩 백터)를 구성하는 방안에 대한 것이다. 또한, 본 실시형태 1에 따르면 앙각 방향에서는 특정 각도 범위의 빔이 형성되도록 코드북을 구성하는 방안에 대해서도 제안하며, 예를 들어, 도착방향 (Direction of Arrival; DoA) 기반으로 수직 빔포밍 가중치를 표현하는 경우, DFT 기반으로 수직 범포밍 가중치를 표현하는 경우 등에 이러한 원리가 적용될 수 있다, 나아가 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터에도 이러한 원리가 적용될 수도 있다.
[273] 실시예 1
[274] 앙각 0° 가 안테나 어레이에 대한 직각 방향을 나타내는 값이라고 하면. 수직 빔포밍을 위한 코드북은, 앙각 —90° 내지 90° 범위의 빔을 형성할 수 있는 가중치 백터를 포함할 수 있다. '
[275] 실시예 1-1
[276] 2ᅳ차원 안테나 어레이에 대한 수직 범포밍을 위한 가중치 백터는, DoA 기반으로 아래의 수학식 20과 같이 표현될 수 있다. [277] 【수학식 20】
Wv = ej'2n-m-dvsin(e)/A j^J ^
[278] 상기 수학식 20에서 Wv는 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인텍스)를 나타내며 (예를 들어, m=0, 1, ■··, M-1), dv는 수직 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을 나타낸다.
[279] 앙각이 -90° 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 Θ의 범위는 -90° < Θ < 90° 이 되고， 이에 따라， sin(e)는 -l<sin(9)<l 범위의 값을 가지게 된다.
[280] 실시예 1-2
[281] 2—차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DoA 기반으로 다음의 수학식 21과 같이 표현될 수 있다.
[282] 【수학식 21】
Wh = ej.2"'n.dh'cos(8 sin
Figure imgf000046_0001
[283] 상기 수학식 21에서, Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어， n=0, 1, ···, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을， ψ는 방위각을 나타낸다.
[284] 앙각이 -9(Γ 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 Θ의 범위는 -90° < Θ < 90° 이 되고, 이에 따라, cos(e)는 0<cos(9)<l 범위의 값을 가지게 된다.
[285] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면 , 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 -180° ψ < 180° (또는 - 90° < ψ < 90° )이 되고, 이에 따라, sin( )는 一 1< είη(ψ)<1 범위의 값을 가지게 된다.
[286] 실시예 1-3
[287] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터는， DFT 기반으로 아래의 수학식 22와 같이 표현될 수 있다.
[288] 【수학식 22】
Wv = ej'2Tt,mk/K/VM [289] 상기 수학식 22에서 Wv는 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다 (예를 들어. m=0, 1. ···, M-1). K는 수직 도메인의 빔의 개수를 나타내고， k는 수직 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. 앙각이 -90° 내지 906 범위의 값을 가진다고 하면， k는 0 내지 K 사이의 값 (예를 들어, k=0, 1, K-1)을 가질 수 있다.
[290] 상기 DoA 기반의 실시예 1—1의 수학식 20에서 dv = λ/2 라고 하면， Wv = exp(jX K XmXsin(e))/sqrt(M)으로 표현할 수 있다. 여기서 , -90° < Θ < 90° 이면 -l<sin(e)≤l 이다. 한편, DFT 기반의 본 실시예 1—3의 상기 수학식 22에서 빔 인텍스 k에 따라서 2k/K가 0 내지 2 범위의 값을 가지게 되는 것을 고려하면, DoA 기반 방식에서의 앙각 Θ의 범위와, DFT 기반 방식에서의 빔 인텍스 k와의 관계를 설정할 수 있다.
[291] DFT 기반 방식에서 k = 0, 1, ···, /2 인 경우에, 2k/K 는 0 내지 1 의 값을 가진다. 여기서， 2k/K 값의 범위는, 앙각 Θ가 0° ≤ Θ ≤ 90° 의 범위를 가지는 경우의 sin(e) 값의 범위 (즉， 0≤sin(e)≤l)와 동일하다.
[292] 나아가, k = K/2, K/2+1, ···, Κ 인 경우에, 2k/K 는 1 내지 2 의 값을 가진다. 여기서， A = π 2k/K 라고 가정하면, A 값의 범위는 π 내지 2π가 된다. 또한, exp(jA)의 관점에서는, A 값의 범위가 π 내지 2π인 경우의 exp(jA) 값은, A 값의 범위가 -% 내지 0인 경우의 exp(jA) 값과 동일하다. 이는， 2k/K 의 값이 -1 내지 0의 값을 가지는 것과 동일하게 블 수 있다. 여기서, 2k/K 값의 범위는， 앙각 Θ가 -90° ≤ Θ ≤ 0° 의 범위를 가지는 경우의 sin(e) 값의 범위 (즉， ― l<sin(e)≤0)와 동일하다.
[293] 요컨대, DoA 기반 방식에서 앙각 Θ가 0° ≤ Θ ≤ 90° 로 설정되는 것은, DFT 기반 방식에서 빔 인덱스 k가 0 내지 K/2 범위의 값으로 설정되는 것에 대웅할 수 있다.
[294] 또한. DoA 기반 방식에서 앙각 Θ가 —90° < Θ < 0° 로 설정되는 것은, DFT 기반 방식에서 범 인덱스 k가 K/2 내지 K 범위의 값으로 설정되는 것? 대웅할 수 있다.
[295] 실시예 1-4
[296] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 23과 같이 표현될 수 있다. [297] 【수학식 23】
Wh = e''27t-nch/H /
[298] 상기 수학식 23에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인텍스)를 나타낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고. h는 수평 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. c는 수직 빔포밍을 위한 범 인덱스에 따라서 결정되는 값이.다.
[299] 방위각이 —180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어, n=0, 1, ·■·, N-1)을 가질 수 있다. 1
[300] 수직 빔 인텍스 k가 0 내지 K 사이의 값을 가지는 경우에, c는 0 내지 1 사이의 값을 가지도톡 설정될 수 있다.
[301] 구체적으로, 상기 실시예 1-3에서와 같이 , 앙각이 Θ가 -90° < Θ < 90° 범위의 값을 가지는 경우, 수직 범포밍을 위한 가중치 백터의 변수 k는 0 내지 K 사이의 값을 가질 수 있다. 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터에는, 수직 빔포밍에서 선택된 빔 인텍스에 따라서 결정되는 값 (즉, c)가 존재하며, 그 값은 아래의 수학식 24와 같이 정의될 수 있다.
[302] 【수학식 24】
Figure imgf000048_0001
[303] 상기 수학식 24에서 나타내는 바와 같이, 본 발명에서의 c 값은 sin2(e) + cos2(9) = 1 을 맞추기 위한 계수 또는 변수로서의 의미를 가질 수 있으며， 이러한 관점에서, sin(e)는 k에 대웅하고, cos(e)는 c에 대웅한다.
[304] 이에 따라, 수직 도메인에서 선택된 각도 Θ에 따라서, 수평 도메인에서 적절한 각도 ψ가 선택될 수 있다ᅳ 수직 도메인에서 선택된 앙각에 별도로 (또는 무관하게. 또는 독립적으로) 수평 도메인만을 고려하여 방위각을 선택하는 경우, 실제로 앙각 방향의 빔포밍이 적용되는 경우에는 원래 선택된 방위각 방향이 최적의 성능을 보장할 수 없는 경우가 대부분일 것이다. 이에 따라, 좀더 정확한 빔포밍을 가능하게 하기 위해서는, 수직 도메인에서 선택된 각도 Θ에 따라서 (또는 Θ를 고려하여， 또는 Θ에 종속적으로) 수평 도메인에서 적절한 각도 ψ를 선택하는 것이 바람직하다.
[305] 따라서 , 본 발명에 따르면 c 값을 사용하는 가중치 백터 (들)을 포함하는 프리코딩 코드북을 설계함으로써, UE 입장에서는 보다 정확하고 효율적인 프리코딩 정보를 포함하는 CSI 피드백이 가능해지고， eNB 입장에서는 보다 정확하고 효율적인 프리코딩 (또는 빔포밍)이 가능해진다.
[306] 실시예 1ᅳ 5
[307] 2—차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 벡터는， DoA 기반으로 아래의 수학식 25와 같이 표현될 수 있다.
[308] 【수학식 25】
Wh = ej'2lT'n'dh'sin((p)/入 / H
[309] 상기 수학식 25에서， Wh는 수평 범포밍을 위한 가중치 벡터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어, n=0. 1, ···, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을. ψ는 방위각을 나타낸다.
[310] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 -180° < ψ < 180° (또는 - 90° < ψ < 90° )이 되고, 이에 따라, sin(w)는 -1< ^η(ψ)<1 범위의 값을 가지게 된다.
[311] 본 실시예 1-5는 상기 실시예 1-2에서 θ=0° 로 가정한 경우에 해당한다. 이러한 관점에서, 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며 , 이에 따라 실제 빔 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도， UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다ᅳ
[312] 실시예 1-6
[313] 2—차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 26과 같이 표현될 수 있다.
[314] 【수학식 26】
Wh = ei'27tnh/H/VN
[315] 상기 수학식 26에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고， h는 수평 도메인에서의 범 번호 (또는 범 인덱스)를 나타낸다.
[316] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어, n=0. 1, ···, N-1)을 가질 수 있다.
[317] 본 실시예 1-6은 상기 실시예 1-4에서 c 값이 1이라고 가정한 것과 동일한 의미이다. 이러한 관점에서, 본 실시예는 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며, 이에 따라 실제 빔 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도 , UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다.
[318] 실시예 2
[319] 앙각 0° 가 안테나 어레이에 대한 직각 방향을 나타내는 값이라고 하면, 수직 빔포밍을 위한 코드북은， 앙각 0° 내지 90° 범위의 빔을 형성할 수 있는 가중치 백터를 포함할 수 있다.
[320] 실시예 2ᅳ 1
[321] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수직 빔포밍을 위한 가증치 백터는， DoA 기반으로 아래의 수학식 27과 같이 표현될 수 있다.
[322] 【수학식 27】
Wv = ej'2lt'm'dv'sin(e)//入 /V
[323] 상기 수학식 27에서 Wv는 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다.
M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어, πι=0, 1, …， M-1), dv는 수직 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을 나타낸다.
[324] 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면 , 가중치 백터의 변수 Θ의 범위는 0° ≤ Θ ≤ 90° 이 되고， 이에 따라, sin(e)는 0≤sin(e)<l 범위의 값을 가지게 된다.
[325] 실시예 2-2
[326] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는， DoA 기반으로 다음의 수학식 28과 같이 표현될 수 있다.
[327] 【수학식 28】
Wh = ej'2 ivdh'cos(e)'sin (crt ^^/j
[328] 상기 수학식 28에서, Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인텍스)를 나타내며 (예를 들어, n=0, 1, ···, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을， ψ는 방위각을 나타낸다.
[329] 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 Θ의 범위는 0° ≤ Θ ≤ 90° 이 되고, 이에 따라， cos(e)는 0<cos(e)≤l 범위의 값을 가지게 된다.
[330] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 ᅳ 90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 —180° < Ψ < 180° (또는 ᅳ 90° < ψ < 90° )이 되고, 이에 따라， sin(i} 는 -1< ^η(ψ)<1 범위의 값을 가지게 된다.
[331] 실시예 2-3
[332] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 29와 같이 표현될 수 있다.
[333] 【수학식 29】
Wv = ei'27tm - k K/ M
[334] 상기 수학식 29에서 Wv는 수직 범포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다 (예를 들어, m=0, 1, -, M-1). K는 수직 도메인의 빔의 개수를 나타내고, k는 수직 도메인에서의 범 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면, k는 0 내지 /2 사이의 값 (예를 들어, k=0, 1, ■··, K/2ᅳ 1)을 가질 수 있다.
[335] 상기 DoA 기반의 실시예 2—1의 수학식 27에서 dv = λ/2 라고 하면, Wv = exp(j X π XmXsin(e))/sqrt(M)으로 표현할 수 있다. 여기서 , 0° < Θ < 90° 이면 0≤sin(e)≤l 이다. 한편， DFT 기반의 본 실시예 2-3의 상기 수학식 29에서 빔 인덱스 k에 따라서 2k/K가 0 내지 2 범위의 값을 가지게 되는 것을 고려하면, DoA 기반 방식에서의 앙각 θ의 범위와, DFT 기반 방식에서의 빔 인덱스 k와의 관계를 설정할 수 있다.
[336] DFT 기반 방식에서 k = 0, 1， ···, K/2 인 경우에, 2k/K 는 0 내지 1 의 값을 가진다. 여기서， 2k/K 값의 범위는， 앙각 Θ가 0° < Θ < 90° 의 범위를 가지는 경우의 sin(e) 값의 범위 (즉， 0≤sin(e)≤l)와 동일하다.
[337] 이에 따라, DoA 기반 방식에서 앙각 Θ가 0° ≤ Θ < 90° 로 설정되는 것은, DFT 기반 방식에서 빔 인덱스 k가 0 내지 K/2 범위의 값으로 설정되는 것에 대웅할 수 있다.
[338] 실시예 2-4
[339] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 30과 같이 표현될 수 있다.
[340] 【수학식 30】
Wh = e j'27Tn-ch/H/ N
[341] 상기 수학식 30에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서와 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고, h는 수평 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. c는 수직 빔포밍을 위한 빔 인덱스에 따라서 결정되는 값이다.
[342] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어, n=0, 1, ···, N-1)을 가질 수 있다.
[343] 수직 범 인덱스 k가 0 내지 K/2 사이의 값을 가지는 경우에, c는 0 내지 1 사이의 값을 가지도록 설정될 수 있다.
[344] 구체적으로, 상기 실시예 2— 3에서와 같이, 앙각이 Θ가 0° ≤ Θ < 90° 범위의 값을 가지는 경우, 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터의 변수 k는 0 내지 K/2 사이의 값을 가질 수 있다. 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터에는. 수직 빔포밍에서 선택된 빔 인텍스에 따라서 결정되는 값 (즉, c)가 존재하며, 그 값은 아래의 수학식 31과 같이 정의될 수 있다.
[345] 【수학식 31】
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[346] 상기 수학식 31에서 나타내는 바와 같이, c 값은 수직 도메인에서 선택된 각도 Θ에 따라서 (또는 Θ를 고려하여， 또는 Θ에 종속적으로)， 수평 도메인에서 적절한 각도 ψ가 선택되도록 하는 계수 또는 변수로서 의미를 가진다.
[347] 한편, 본 실시형태에서와 같이 앙각이 제한되는 경우 (예를 들어, 0° < Θ < 90° )라면, c 값을 단순히 1로 설정 (또는， 앙각 θ=0° 으로 가정)함으로써 UE의 계산의 복잡성을 줄일 수도 있다. 이하에서는 이러한 예시들에 대해서 설명한다.
[348] 실시예 2-5 [349] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는， DoA 기반으로 아래의 수학식 32와 같이 표현될 수 있다.
[350] 【수학식 32】
Wh = ej'2lrn'dh'sin(ip)/: Vn
[351] 상기 수학식 32에서, Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다.
N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고， n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어， n=0, 1， ·■·, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, ψ는 방위각을 나타낸다.
[352] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 -180° < Ψ < 180° (또는 -
90° < ψ < 90° )이 되고, 이에 따라, sin 는 ᅳ 1< sin(V)<l 범위의 값을 가지게 된다.
[353] 본 실시예 2ᅳ5는 상기 실시예 2-2에서 θ=0° 로 가정한 경우에 해당한다. 이러한 관점에서, 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며, 이에 따라 실제 빔 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도, UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다.
[354] 실시예 2-6
[355] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 33과 같이 표현될 수 있다.
[356] 【수학식 33】
Wh = e j'27T-n'h/H/ N
[357] 상기 수학식 33에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가증치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고, h는 수평 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다.
[358] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어, n=0, 1, ···, N_l)을 가질 수 있다.
[359] 본 실시예 2-6은 상기 실시예 2-4에서 c 값이 1이라고 가정한 것과 동일한 의미이다. 이러한 관점에서, 본 실시예는 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며, 이에 따라 실제 빔 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도, UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다.
[360] 실시예 3
[361] 앙각 0° 가 안테나 어레이에 대한 직각 방향을 나타내는 값이라고 하면， 수직 빔포밍을 위한 코드북은， 앙각 -90° 내지 0° 범위의 빔을 형성할 수 있는 가중치 백터를 포함할 수 있다.
[362] 실시예 3-1
[363] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수직 범포밍을 위한 가증치 백터는, DoA 기반으로 아래의 수학식 34와 같이 표현될 수 있다.
[364] 【수학식 34】
Wv = ej-2 m-dvsin(9)/A j^j ^
[365] 상기 수학식 34에서 Wv는 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다.
M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어， m=0, 1, ■··, M-1), dv는 수직 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을 나타낸다.
[366] 앙각이 -90° 내지 0° 범위의 값을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수
Θ의 범위는 ᅳ 90° ≤ Θ < 0° 이 되고， 이에 따라, sin(e)는 -l≤sin(e)<0 범위의 값을 가지게 된다.
[367] 실시예 3一 2
[368] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는， DoA 기반으로 다음의 수학식 35와 같이 표현될 수 있다.
[369] 【수학식 35】
Wh = ej'2T dh'cos(6 sin
[370] 상기 수학식 35에서, Wh는 수평 빔포밍을 위한 가증치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어, n=0, 1, -, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을, Θ는 앙각을, ψ는 방위각을 나타낸다.
[371] 앙각이 -90° 내지 0° 범위의 값을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 Θ의 범위는 -90° < Θ < 0° 이 되고. 이에 따라, cos(e)는 0<cos(9)≤l 범위의 값을 가지게 된다.
[372] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 —90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 -180° < ψ < 180° (또는 - 90° < ψ < 90° )이 되고， 이에 따라, ^η(ψ)는 -1< sin(ii <l 범위의 값을 가지게 된다.
[373] 실시예 3-3
[374] 2ᅳ차원 안테나 어레이에 대한 수직 범포밍을 위한 가중치 백터는, DFT 기반으로 아래의 수학식 36과 같이 표현될 수 있다.
[375] 【수학식 36】 Wv = ej-2Tr'mk/ / M
[376] 상기 수학식 36에서 Wv는 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다.
M은 수직 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, m은 수직 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인텍스)를 나타낸다 (예를 들어, m=0, 1. ···, M-1). K는 수직 도메인의 빔의 개수를 나타내고, k는 수직 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가진다고 하면, k는 K/2 내지 K사이의 값 (예를 들어， k-K/2, K/2+1, ■··, K-l)을 가질 수 있다.
[377] 상기 DoA 기반의 실시예 3-1의 수학식 34에서 dv = λ/2 라고 하면, Wv = exp(jx π XmXsin(e))/sqrt(M)으로 표현할 수 있다. 여기서 , -90° < Θ < 0° 이면 -l≤sin(e)≤0 이다. 한편, DFT 기반의 본 실시예 3-3의 상기 수학식 36에서 범 인덱스 k에 따라서 2k/K가 1 내지 2 범위의 값을 가지게 되는 것을 고려하면， DoA 기반 방식에서의 앙각 Θ의 범위와， DFT 기반 방식에서의 빔 인덱스 k와의 관계를 설정할 수 있다.
[378] DFT 기반 방식에서 k = K/2, K/2+1, ···, K 인 경우에， 2k/K 는 1 내지 2 의 값을 가진다. 여기서 , A = π X2k/ 라고 가정하면. A 값의 범위는 π 내지 2 π가 된다. 또한， exp(jA)의 관점에서는， A 값의 범위가 π 내지 2π인 경우의 exp(jA) 값은, A 값의 범위가 -π 내지 0인 경우의 exp(jA) 값과 동일하다. 이는, 2k/K 의 값이 -1 내지 0의 값을 가지는 것과 동일하게 볼 수 있다. 여기서, 2k/K 값의 범위는, 앙각 Θ가 -90° ≤ Θ ≤ 0° 의 범위를 가지는 경우의 sin(e) 값의 범위 (즉， ᅳ l≤sin(e)≤0)와 동일하다.
[379] 요컨대， DoA 기반 방식에서 앙각 Θ가 ᅳ90° ≤ Θ ≤ 0° 로 설정되는 것은, DFT 기반 방식에서 범 인덱스 k가 K/2 내지 K 범위의 값으로 설정되는 것에 대웅할 수 있다.
[380] 실시예 3-4
[381] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 벡터는， DFT 기반으로 아래의 수학식 37과 같이 표현될 수 있다.
[382] 【수학식 37】
Wh = e''27in'c'h/H/VN
[383] 상기 수학식 37에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가증치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고, h는 수평 도메인에서의 범 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다. c는 수직 빔포밍을 위한 빔 인덱스에 따라서 결정되는 값이다.
[384] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 -90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면， n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어, n=0, 1. ···, N-1)을 가질 수 있다.
[385] 수직 빔 인텍스 k가 K/2 내지 K 사이의 값을 가지는 경우에.. c는 1 내지 0 사이의 값을 가지도록 설정될 수 있다.
[386] 구체적으로， 상기 실시예 3-3에서와 같이 , 앙각이 Θ가 ᅳ 90° < Θ < 0° 범위의 값을 가지는 경우， 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터의 변수 k는 K/2 내지 K 사이의 값을 가질 수 있다. 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터에는, 수직 빔포밍에서 선택된 빔 인덱스에 따라서 결정되는 값 (즉， c)가 존재하며, 그 값은 아래의 수학식 38과 같이 정의될 수 있다.
[387] 【수학식 38】
Figure imgf000056_0001
[388] 상기 수학식 38에서 나타내는 바와 같이, c 값은 수직 도메인에서 선택된 각도 Θ에 따라서 (또는 Θ를 고려하여, 또는 Θ에 종속적으로). 수평 도메인에서 적절한 각도 ψ가 선택되도록 하는 계수 또는 변수로서 의미를 가진다.
[389] 한편, 본 실시형태에서와 같이 앙각이 제한되는 경우 (예를 들어, -90° < Θ < 0° )라면 , c 값을 단순히 1로 설정 (또는 , 앙각 θ=0° 으로 가정 )함으로써 UE의 계산의 복잡성을 줄일 수도 있다. 이하에서는 이러한 예시들에 대해서 설명한다.
[390] 실시예 3-5 [391] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는, DoA 기반으로 아래의 수학식 39와 같이 표현될 수 있다 .
[392] 【수학식 39】
Figure imgf000057_0001
[393] 상기 수학식 39에서, Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고, n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타내며 (예를 들어, n=0, 1， ···, N-1), dh는 수평 도메인에서의 안테나간 거리를 나타낸다. λ는 파장을， Ψ는 방위각을 나타낸다.
[394] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 ᅳ 90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면， 가중치 백터의 변수 ψ의 범위는 —180° < ψ < 180° (또는 - 90° < ψ < 90° )이 되고， 이에 따라， sin( )는 -1≤ sin( i ≤l 범위의 값을 가지게 된다.
[395] 본 실시예 3-5는 상기 실시예 3-2에서 θ=0° 로 가정한 경우에 해당한다. 이러한 관점에서， 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며, 이에 따라 실제 빔 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도， UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다. '
[396] 실시예 3一 6
[397] 2-차원 안테나 어레이에 대한 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터는， DFT 기반으로 아래의 수학식 40과 같이 표현될 수 있다.
[398] 【수학식 40】
Wh = e'-27I'n'h/H/VN
[399] 상기 수학식 40에서 Wh는 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터를 의미한다. N은 수평 도메인에서의 안테나의 개수를 나타내고， n은 수평 도메인에서의 안테나 번호 (또는 안테나 인덱스)를 나타'낸다. H는 수평 도메인의 빔의 개수를 나타내고, h는 수평 도메인에서의 빔 번호 (또는 빔 인덱스)를 나타낸다.
[400] 방위각이 -180° 내지 180° 범위의 값 (또는 —90° 내지 90° 범위의 값)을 가진다고 하면, n은 0 내지 N 사이의 값 (예를 들어 , n=0, 1， ···, N-1)을 가질 수 있다.
[401] 본 실시예 3ᅳ 6은 상기 실시예 3ᅳ4에서 c 값이 1이라고 가정한 것과 동일한 의미이다. 이러한 관점에서, 본 실시예는 앙각을 고려하지 않고 (또는 앙각이 0° 인 것으로 가정하고) 방위각을 선택하는 방식이라고 할 수 있으며 , 이에 따라 실제 범 방향의 정확도가 다소 떨어지더라도, UE의 계산의 복잡도를 줄이는 측면에서 효과적인 방식이라고 할 수 있다.
[402] 위와 같은 본 발명에서 제안하는 프리코딩 코드북 구성 방안에 있어서, 아래의 사항들을 추가적으로 고려할 수 있다.
[403] 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬 (또는 프리코딩 백터)를 구성함에 있어서, 앙각의 값 (또는 앙각의 범위)에 따라서 수직 빔포밍의 해상도 (resolution)를 상이하게 설정할 수 있다. 실제로 물리적인 안테나 어레이가 배치되는 공간이 높은 건물의 옥상인 점을 고려하면, 안테나 어레이 위치가 신호 송수신의 대상 위치보다 높이 배치되는 경우 (예를 들어， 도 19(b)의 경우)가, 그 반대의 경우 (예를 들어, 도 19(a)의 경우)보다 많을 것으로 예상된다. 또한， 안테나 어레이 위치가 신호 송수신의 대상 위치보다 높이 배치되는 경우 (예를 들어， 도 19(b)의 경우)에서 다양한 장애물로 인한 굴절, 반사 등을 고려하면, 그 반대의 경우 (예를 들어， 도 19(a)의 경우)에 비하여 범 방향을 보다 세밀하게 조정하는 것이 요구된다.
[404] 이러한 점을 고려하면， 앙각 0° 가 안테나 어레이에 대한 직각 방향을 나타내는 값이라고 하면, 앙각의 -90° 내지 90° (또는 0° 내지 90° ) 범위인 경우에， 앙각이 90° 에 가까을수록 (즉, 안테나 어레이에서 아래 방향을 향할수록) 수직 빔포밍이 보다 촘촘한 (dense) 해상도를 가지고, 앙각이 그 반대 방향 (― 9(Γ 또는 .0° )에 가까울수록 수직 빔포밍이 보다 듬성한 (sparse) 해상도를 가지도록 프리코딩 코드북을 설계할 수 있다. 즉, 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬을 포함하는 프리코딩 코드북 내에서, 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가증치 백터 /행렬의 해상도는， 앙각이 0° 에 가까운 경우가 앙각이 90° 에 가까운 경우에 비하여 낮게 구성된다고 할 수 있다. 또한, 프리코딩 ^드북 내에서, 앙각 90° 근처에 대응하는 프리코딩 행렬 (또는 프리코딩 백터)의 개수가, 앙각이 -90° (또는 0° ) 근처에 대웅하는 프리코딩 행렬 (또는 프리코딩 백터)의 개수보다 많을 수 있다.
[405] 나아가， 프리코딩 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬 (또는 프리코딩 백터)을 구성함에 있어서, 앙각의 값 (또는 앙각의 범위)에 따라서 수평 빔포밍의 해상도를 상이하게 설정할 수 있다. 전술한 바와 마찬가지의 이유로 앙각이 90° 에 가까울수록 보다 세밀한 빔 방향의 설정이 가능한 것이 유리하므로, 앙각이 90° 에 가까울수록 (즉, 안테나 어레이에서 아래 방향을 향할수록) 수평 범포밍이 보다 촘촘한 해상도를 가지고, 앙각이 그 반대 방향 (-90° 또는 0° )에 가까울수록 수평 범포밍이 보다 듬성한 해상도를 가지도록 프리코딩 코드북을 설계할 수 있다. 즉, 수평 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬을 포함하는 프리코딩 코드북 내에서, 수평 범포밍을 위한 프리코딩 가증치 백터 /행렬의 해상도는, 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가지는 경우가 앙각이 -90° 내지 0° 범위의 값을 가지는 경우에 비하여 높게 구성된다고 할 수 있다. 예를 들어， 앙각이 0° 내지 90° 범위의 값을 가지는 경우에 대한 수평 빔포밍의 해상도를 보다 촘촘하게 하고, 앙각이 -90° 내지 0° 범위의 값을 가지는 경우에 대한 수평 빔포밍의 해상도는 보다 듬성하게 할 수 있다.
[406] 실시형태 2
[407] 본 실시형태 2는 수평 범포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터와 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터를 포함하는 코드북 세트를 구성하는 방안에 대한 것이다.
[408] 실시예 1
[409] 본 실시예에서는 수직 -수평 빔포밍을 위한 코드북 구성 방안에 대해서 제안한다.
[410] 3-차원 범포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 (또는 프리코딩 가중치 행렬)는 .2 개의 지시자 (또는 2 개의 PMI)의 조합에 의해 결정 또는 지시될 수 있다. 2 개의 지시자는. 예를 들어, 및 12라고 칭할 수 있다. 및 12는 동시에 보고될 수도 있고, 피드백 오버헤드의 감소를 위해서 상이한 시점에 보고될 수도 있다. 여기서 , 은 통ᅳ텀 (long— term)으로 보고되고, 광대역 (wideband)에 적용될 수 있다.
[411] 실시예 1-1
[412] 코드북을 구성하는 하나 이상의 요소의 각각은， 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬 및 수평 범포밍을 위한 가중치 백터 /행렬을 모두 포함하도톡 설계될 수 있다.
[413] 실시예 1-2
[414] 제 1 지시자 (예를 들어, ^에 의해서 지시되는 프리코더 세트는, 수직 빔포밍을 위한 하나의 가중치 백터 /행렬 및 수평 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 (candidate) 가중치 백터 /행렬의 전부를 포함한다. 서로 다른 제 1 지시자 (^에 의해서 서로 다른 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬이 결정되며, 서로 다른 제 1 지시자 ( )에 대해서 동일한 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬이 대응될 수 있다.
[415] 예를 들어， 아래의 표 15와 같이 제 1 지시자 (h) 및 제 2 지시자 (12)에 의해서 3-차원 빔포밍을 위한 프리코더 백터 /행렬이 구성될 수 있다.
[416] 【표 15】
Figure imgf000060_0001
[417] 상기 표 15의 예시에서 li=0인 경우, 수직 빔포밍을 위한 하나의 가중치 백터 /행렬인 Wv(0)가 지시되고, 수평 빔포밍을 위한 4 개의 후보 가중치 백터 /행렬인 Wh(0), Wh(l), Wh(2) 및 Wh(3)이 지시된다. 이에 추가적으로, 12의 값에 따라서 상기 4 개의 수평 범포밍 가중치 백터 /행렬 후보들 중에서 어느 하나가 특정될 수 있다. 다른 h 값에 대해서도 유사한 방식으로 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬 중의 하나가 지시되고, 12와의 조합에 의해 수평 범포밍을 위한 가증치 백터 /행렬 중의 하나가 지시될 수 있다.
[418] 실시예 1-3
[419] 제 1 지시자 (예를 들어， 1 )에 의해서 지시되는 프리코더 세트는， 수직 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 일부 및 수평 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 전부를 포함한다. 제 1 지시자 (^의 제 1 값에 대웅하는 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬은 제 2 값에 대웅하는 수직 빔포밍 가증치 백터 /행렬과 일부가 중복될 수도 있다. 서로 다른 제 1 지시자 (h)에 대해서 동일한 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬이 대웅될 수 있다.
[420] 예를 들어, 아래의 표 16과 같이 제 1 지시자 ( ) 및 제 2 지시자 (12)에 의해서 3-차원 빔포밍을 위한 프리코더 백터 /행렬이 특정될 수 있다. [421] 【표 16】
Figure imgf000061_0002
Figure imgf000061_0001
백터 /행렬인 Wv(0) 또는 Wv(l)가 지시되고, 수평 빔포밍을 위한 4 개의 후보 가증치 백터 /행렬인 Wh(0), Wh(l), Wh(2) 및 Wh(3)이 지시된다. 이에 추가적으로, 12의 값에 따라서 상기 수직 빔포밍을 위한 2 개의 가중치 백터 /행렬인 Wv(0) 또는 Wv(l) 중에서 어느 하나가 특정되고, 또한 상기 4 개의 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬 후보들 중에서 어느 하나가 특정될 수 있다. 다른 1 값에 대해서도 유사한 방식으로 수직 빔포밍을 위한 2 개의 (후보) 수직 범포밍을 위한 가중치 백터 /행렬이 결정되고. 12와의 조합에 의해 최종적으로 하나의 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬이 지시되고, 또한 수평 빔포밍을 위한 가증치 백터 /행렬 중의 하나가 지시될 수 있다.
[423] 실시예 1-4
[424] 제 1 지시자 (예를 들어, ^에 의해서 지시되는 프리코더 세트는, 수직 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 일부 및 수평 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 전부를 포함한다. 서로 다른 제 1 지시자 ( ^에 의해서 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬은 중복되지 않으며, 서로 다른 수직 빔포밍 가증치 백터 /행렬이 결정된다. 서로 다른 제 1 지시자 (Ιι)에 대해서 동일한 수평 범포밍 가중치 백터 /행렬이 대웅될 수 있다.
[425] 예를 들어, 아래의 표 17과 같이 제 1 지시자 (1 및 제 2 지시자 (12)에 의해서 3-차원 빔포밍을 위한 프리코더 백터 /행렬이 특정될 수 있다.
[426] 【표 17】
Figure imgf000061_0003
Figure imgf000062_0001
[427] 상기 표 17의 예시에서 11=0인 경우, 수직 범포밍을 위한 2 개의 가증치 백터 /행렬인 Wv(0) 또는 Wv(l)가 지시되고, 수평 빔포밍을 위한 4 개의 후보 가중치 백터 /행렬인 h(0), Wh(l), Wh(2) 및 Wh(3)이 지시된다. 이에 추가적으로, 12의 값에 따라서 상기 수직 범포밍을 위한 2 개의 가중치 백터 /행렬인 Wv(0) 또는 WvU) 중에서 어느 하나가 특정되고, 또한 상기 4 개의 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬 후보들 증에서 어느 하나가 특정될 수 있다. 다른 h 값에 대해서도 유사한 방식으로 수직 범포밍을 위한 2 개의 (후보) 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬이 결정되고, 12와의 조합에 의해 최종적으로 하나의 수직 빔포밍을 위한 가증치 백터 /행렬이 지시되고， 또한 수평 빔포밍을 위한 가증치 백터 /행렬 중의 하나가 지시될 수 있다.
[428] 실시예 1-5
[429] 제 1 지시자 (예를 들어, ^에 의해서 지시되는 프리코더 세트는, 수직 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 일부 및 수평 빔포밍을 위한 하나 이상의 후보 가중치 백터 /행렬의 일부를 포함한다. 제 1 지시자 (h)의 제 1 값에 대웅하는 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬은 제 2 값에 대웅하는 수직 빔포밍 가중치 벡터 /행렬과 일부 또는 전부가 중복될 수도 있다. 서로 다른 제 工 지시자 (h)에 의해서 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬은 증복되지 않으며， 서로 다른 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬이 결정된다.
[430] 예를 들어, 아래의 표 18과 같이 제 1 지시자 0 ) 및 제 2 지시자 (12)에 의해서 3-차원 빔포밍을 위한 프리코더 백터 /행렬이 특정될 수 있다.
[431] 【표 18】
Figure imgf000062_0002
Figure imgf000063_0001
[432] 상기 표 18의 예시에서 1^0인 경우, 수직 빔포밍을 위한 하나의 가중치 백터 /행렬인 Wv(0)가 지시되고. 수평 범포밍을 위한 4 개의 후보 가중치 백터 /행렬인 Wh(0), Wh(l), Wh(2) 및 Wh(3)이 지시된다. 이에 추가적으로, 12의 값에 따라서 상기 4 개의 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬 후보들 중에서 어느 하나가 특정될 수 있다. 다른 h 값에 대해서도 유사한 방식으로 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬 중의 하나가 지시되고. 12와의 조합에 의해 수평 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬 중의 하나가 지시될 수 있다.
[433] 또한, 전술한 다양한 예시들에 대해서, 상기 실시형태 1에서 설명했던 방식에 따라서 DoA 기반 또는 DFT 기반의 프리코딩 가중치 백터 /행렬이 구성될 수도 있다.
[434] 또한, 수직 도메인의 PMI의 값에 따라서 수평 도메인의 코드북의 크기가 적웅적으로 변경되도록 코드북을 설계할 수도 있다. 예를 들어, Wv(0)에 대해서는 Wh(0) 내지 Wh(7)의 7개의 수평 도메인 PMI가 대웅되도록 하여 큰 크기의 코드북을 설계하고， Wv(3)에 대해서는 Wh(0) 및 Wh(l)의 2 개의 수평 도메인 PMI 만이 대웅되도톡 하여 보다 작은 크기의 코드북으로 설계할 수도 있다.
[435] 또한, 수직 방향에서의 앙각의 값 (또는 범위)에 따라서 상이한 크기의 코드북이 설계될 수도 있다. 예를 들어, 앙각 0° 내지 45° 범위에 대해서는 보다 많은 개수의 수직 및 /또는 수평 프리코딩 가중치 행렬 /백터를 포함하고 (즉. 보다 촘촘한 범포밍을 지원하고)， 앙각 45° 내지 90° 범위에 대해서는 보다 적은 개수의 수직 및 /또는 수평 프리코딩 가중치 행렬 /백터를 포함하도록 (즉， 보다 듬성한 범포밍을 지원하도록) 코드북을 설계할 수 있다. 추가적인 예시로서, 앙각 0° 내지 -45° 범위에 대해서는 보다 많은 개수의 수직 및 /또는 수평 프리코딩 가중치 행렬 /백터를 포함하고 (즉, 보다 촘촘한 빔포밍을 지원하고), 앙각 0° 내지 90° 범위에 대해서는 보다 적은 개수의 수직 및 /또는 수평 프리코딩 가중치 행렬 /백터를 포함하도록 (즉， 보다 듬성한 빔포밍을 지원하도록) 코드북을 설계할 수도 있다. 이와 유사하게, 특정 앙각 범위에 대해서는 수직 /수평 프리코딩 가중치 행렬 /백터가 촘촘하게 또는 듬성하게 정의되도록 코드북을 설계할 수 있다. [436] 이하에서 설명하는 실시예들은 수평 빔포밍을 위한 코드북 세트와 수직 빔포밍을 위한 코드북 세트를 구분하여 구성하는 방안에 대한 것이다.
[437] 실시예 2
[438] 본 실시예는 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬 (들)을 포함하는 코드북 (이하， 수직 빔포밍 코드북)을 구성하는 방안에 대한 것이다.
[439] 본 실시예에 따르면, 수직 빔포밍 코드북의 특정 하나의 프리코딩 백터 /행렬은 2 개의 지시자 (또는 2 개의 PMI)의 조합에 의해 결정 또는 지시될 수 있다. 2 개의 지시자는, 예를 들어, Vᅳ 및 V-I2라고 칭할 수 있다. V-I! 및 V- 12는 동시에 보고될 수도 있고, 피드백 오버헤드의 감소를 위해서 상이한 시점에 보고될 수도 있다. 여기서, 수직 빔포밍을 위한 PMI (예를 들어， V- 및 /또는 V- 12)는 통-텀 (long-term)으로 보고되고， 광대역 (wideband)에 적용될 수 있다. 또는, 수직 빔포밍을 위한 PMI 중에서
Figure imgf000064_0001
V-I2에 비하여 통ᅳ텀으로 보고되고， 광대역에 적용될 수 있다.
[440] 이와 같이 수직 범포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬이 2 개의 지시자에 의해서 지시되는 경우, 최종적으로 3-차원 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬은 수평 빔포밍을 위한 하나의 (또는 복수개의) 프리코딩 백터 /행렬의 추가적인 조합에 의해서 특정될 수 있다. 예를 들어, 3-차원 빔포밍을 위한 프리코딩 가증치 백터 /행렬은, 2 개의 V-PMI와 1 개의 H-PMI의 조합에 의해서 지시될 수 있다.
[441] V-PMI (예를 들어, V— 및 /또는 V-I2)는 상기 실시형태 1에서 설명했던 방식에 따라서 DoA 기반 또는 DFT 기반으로 구성된 프리코딩 가중치 백터 /행렬을 지시하도록 수직 빔포밍 코드북이 구성될 수 있다.
[442] 또한, 수직 도메인에서의 안테나 포트의 개수에 따라서 Vᅳ PMI (예를 들어. V-Ii 및 /또는 V— 12)의 크기 또는 길이가 결정된다.
[443] 또한， 제 1 값에 대웅하는 수직 범포밍 가중치 백터 /행렬은 제 2 값에 대웅하는 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬과 일부 또는 전부가 중복될 수도 있다. 예를 들어, 아래의 표 19과 같이 V- 및 V— 12에 의해서 수직 범포밍을 위한 프리코딩 백터 /행렬이 특정될 수 있다.
[444] 【표 19】
Figure imgf000064_0002
Figure imgf000065_0001
[445] 상기 표 19의 예시에서 V-I^O인 경우, 수직 빔포밍을 위한 2 개의 후보 가중치 백터 /행렬인 Wv(0) 및 Wv(l)이 지시되며， 그 중에서 어느 하나는 V-I2의 값에 따라서 결정된다. V-I l인 경우， 수직 빔포밍을 위한 2 개의 후보 가중치 백터 /행렬인 Wv(l) 및 Wv(2)이 지시되며, 그 중에서 어느 하나는 V-I2의 값에 따라서 결정된다. 다른 V- 값에 대해서도 유사한 방식으로 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬의 후보군이 지시되고， V-I2와의 조합에 의해 그 중에서 하나의 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터 /행렬이 지시될 수 있다.
[446] V-I2이 상이한 시점에 보고되는 경우에， 보고 주기는 다음과 같이 설정될 수 있다.
[447] Vᅳ 12의 관계에서는, V-I2은 Vᅳ 보다 자주 보고 될 수 있다 (또는,
Vᅳ 12의 보고 주기는 V— 의 보고 주기보다 짧게 주어질 수 있다).
[448] V-I2은 H-PMI의 관계에서는, V-I2은 H-PMI 보다 자주 보고 될 수 있다 (또 는， V— 12의 보고 주기는 Hᅳ PMI의 보고 주기보다 짧게 주어질 수 있다). 또는, V- 12은 Hᅳ PMI과 동일한 시점에서 보고될 수 있다.
[449] 만약', H— PMI가 2 개의 지시자 (예를 들어， H— 및 H-I2)로 구성되는 경우, V— 12와 동일한 시점에서 보고될 수 있다. 또는, RI와 동일한 시점에 서 보고될 수 있다. 또는， 다른 PMI 또는 다른 CSI와 동시에 보고되지 않 고, 단독으로 보고될 수도 있다. 또는, H— 과 H— 12는 동일한 시점에서 보고될 수 있다.
[450] 실시예 3
[451] 본 실시예는 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬 (들)을 포함하는 코드북 (이하， 수직 빔포밍 코드북)을 구성하는 또 다른 방안에 대한 것이다.
[452] 본 실시예에 따르면, 수직 범포밍 코드북의 특정 하나의 프리코딩 백터 /행렬은 하나의 지시자 (또는 하나의 PMI)에 의해서 결정 또는 지시될 수 있다. 이러한 하나의 지시자를, 예를 들어, V-I라고 칭할 수 있다. 여기서， 수직 빔포밍을 위한 PMI (예를 들어, V— I)는 통―텀 (longᅳ term)으로 보고되고, 광대역 (wideband)에 적용될 수 있다. [453] 이와 같이 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬이 하나의 지시자 (예를 들어, V-I)에 의해서 지시되는 경우， 최종적으로 3-차원 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬은 수평 빔포밍을 위한 하나의 (또는 복수개의) 프리코딩 백터 /행렬의 추가적인 조합에 의해서 특정될 수 있다. 예를 들어, 3- 차원 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터 /행렬은, 1 개의 V-I와 하나 이상의 H- PMI (예를 들어, H-I, 또는 H- 및 H-I2)의 조합에 의해서 지시될 수 있다.
[454] V-I는 상기 실시형태 1에서 설명했던 방식에 따라서 DoA 기반 또는 DFT 기반으로 구성된 프리코딩 가중치 백터 /행렬을 지시하도록 수직 빔포밍 코드북이 구성될 수 있다.
[455] 또한, 수직 도메인에서의 안테나 포트의 개수에 따라서 V-I의 크기 또는 길이가 결정된다.
[456] 예를 들어, 표 20에서 나타내는 바와 같이, V-I는 특정 하나의 수직 범포밍 프리코딩 가중치 백터 /행렬을 지시할 수 있다.
[457] 【표 20】 ,
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[458] 한편， V-I는 H-PMI (예를 들어， H-I, 또는 H-i 및 H-I2)와 상이한 시점에 보고될 수 있다. 이 경우, V-I는 H-PMI 보다 자주 보고 될 수 있다 (또는, V-I의 보고 주기는 H-PMI의 보고 주기보다 짧게 주어질 수 있다).
[459] 전술한 실시예들의 변형예로서, 수직 빔포밍 가중치 백터 /행렬과 수평 빔포밍 가중치 백터 /행렬을 합성하여, 3-차원 빔포밍을 위한 (즉, 수직 범포밍 및 수평 빔포밍을 동시에 결정하는) 가중치 백터 /행렬을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 PMI가 수직 도메인과 수평 도메인에 대해 모두 적용되는 하나의 프리코딩 백터 /행렬을 지시하도록 코드북을 구성할 수도 있다. 이러한 코드북을 구성하고， 하나의 PMI 또는 복수개의 PMI들의 조합에 의해서 특정 하나의 3-차원 프리코딩 백터 /행렬이 지시될 수 있다.
[460] 실시형태 3
[461] 본 실시형태 3은 PUCCH 보고 타입을 정의하는 방안에 대한 것이다ᅳ 구체적으로, MS기반의 2-차원 어레이 안테나 구성을 가지는 MIM0 시스템에서 UE- 특정 수직 빔포밍 및 수평 범포밍을 수행할 때， 수직 빔포밍을 위한 프리코더의 인덱스 및 수평 빔포밍을 위한 프리코더의 인텍스를 보고하는 방안에 대해서 제안한다.
[462] 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈 -8， 9, 10, 11)에서 PUCCH 자원은 최대 11 비트 내지 최대 13 비트를 전송할 수 있도록 설계되었다. 또한, 탱크 -2 이상의 전송에서는 2 개의 전송 블록 (또는 2 개의 코드워드)를 지원할 수 있으며, 2 개의 전송 블록은 2 개의 코드워드에 일-대 -일로 매핑된다. 또한, CQI는 각각의 전송 블록 (또는 코드워드)에 대해서 측정 및 보고된다, 이 경우， 제 1 전송 블록 (또는 코드워드)의 CQI는 4 비트로, 제 2 전송 블록 (또는 코드워드)에 대한 CQI는 3 비트로 표현되며, 이에 따라 2 전송 블록 (또는 2 코드워드) 전송에 대한 CQI를 보고하기 위해서 총 7 비트가 요구된다. 또한, 프리코딩이 적용되는 시스템에서 PMI를 보고하기 위해서 4 비트가 필요하다면, 프리코딩 및 CQI를 동시에 보고하기 위해서 최대 11 비트가 사용될 수 있다.
[463] 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 수평 빔포밍만을 지원하며. 이를 위한 CSI의 보고를 위해서 PUCCH가 이용되는 경우의 보고 방식을 다음과 같이 정의하고 있다. 특히 , 8Tx 전송을 위한 코드북은 2개의 지시자 (제 1 지시자 ( ) 및 제 2 지시자 (i2))를 기반으로 설계가 되었는데, 이를 위해서 PUCCH 보고 모드에서는 3 가지 방식으로 제 1 지시자 및 제 2 지시자를 보고할 수 있다.
[464] 첫 번째 방식은， 제 1 지시자 ( )를 보고한 후, 제 2 지시자 (i2)와 CQI를 동시에 보고하는 방식이다.
[465] 두 번째 방식은, 제 1 지시자 ( ), 제 2 지시자 (i2) 및 CQI를 동시에 보고하는 방식이다.
[466] 세 번째 방식은, 제 1 지시자 ( ) 보고 여부에 대한 특정 지시자 (예를 들어, Precoding Type Indicator; PTI)를 정의하고, 이에 따라 상이한 보고 방식을 적용하는 것이다. 만약 상기 특정 지시자가 제 1 지시자 (u)가 보고된다는 것을 나타내는 경우라면, 소정의 시간에 제 1 지시자 ( )를 보고한 후, 제 2 지시자 (i2)와 CQI를 동시에 보고한다. 만약 상기 특정 지시자가 제 1 지시자 ( )가 보고되지 않는다는 것을 나타내는' 경우라면, 소정의 시간에 제 2 지시자 (i2) 및 CQI를 동시에 보고하게 된다 (이 경우, 제 1 지시자 (h)가 없이 제 2 지시자 (i2)만으로 특정 프리코딩 백터 /행렬을 결정할 수 없으므로， 이전에 보고되었던 제 1 지시자 (h)를 사용한다고 가정하여 특정 프리코딩 백터 /행렬을 결정 또는 지시할 수 있다).
[467] 발전된 3GPP LTE 시스템 (예를 들어， 3GPP LTE 릴리즈 -11 이후)에서는 AAS 기반의 2-차원 어레이 안테나 구성을 가정한 M 0시스템에 대한 잠재적인 이득을 최대화하기 위한 논의가 진행중이다. MS 기반의 2-차원 어레이 안테나 구성에서는, 수직 도메인 빔포밍을 가변적으로 및 /또는 UE-특정으로 수행할 수 있다는 점이 기존의 시스템과 구분되는 특징이다. 이러한 수직 빔포밍을 적용함에 있어서, 기존의 시스템과 구분되는 점은 UE가 자신에게 가장 적합한 (또는 선호하는) 수직 도메인 빔 방향을 선택하여 기지국에게 보고한다는 것이다. 이하에서는， 수직 빔포밍과 수평 범포밍을 위한 PMI를 보고할 때에 추가적으로 고려해야 하는 UE동작에 대해서 제안한다.
[468] 본 발명에서는, PUCCH를 통한 CSI 보고의 경우 수직 빔포밍을 위한 PMKV- PMI)의 보고 여부를 알려주는 특정 지시자 (또는 플래그 지시자)를 정의한다. 이러한 특정 지시자를 V-PMI 보고 타입 지시자 (Reporting Type Indicator; RTI)라고 칭한다. V-PMI RTI는 UE가 PUCCH를 통하여 전송하는 CSI에 포함될 수 있다. 또한, V-PMI RTI의 값에 따라서 UE는 V— PMI 보고를 수행하거나 수행하지 않을 수 있다 (또는， UE는 V-PMI 보고를 수행하거나 수행하지 않는지 여부에 따라서, V— PMI RTI의 값이 결정된다고도 표현할 수 있다).
[469] 만약, V— PMI RTI가 제 1 값 (또는 On을 나타내는 값)으로 설정되는 경우, V-PMI RTI의 보고 후에 V-PMI가 보고될 수 있다. 이러한 경우, V-PMI 보고 후에, Hᅳ PMI가 보고될 수 있다. 또는, V-PMI와 H-PMI가 동일한 시점에서 보고될 수도 있다. 또는, V-PMI와 함께 H-PMI의 일부가 동일한 시점에서 보고되고, 그 후에 H一 PMI의 나머지 일부가 보고될 수도 있다 (예를 들어, V-PMI 및 H-PMI l 동시에 보고된 후, H-PMI2와 CQI가 동시에 보고될 수 있다).
[470] 만약. V-PMI RTI가 제 2 값 (또는 Off를 나타내는 값)으로 설정되는 경우. Vᅳ PMI RTI의 보고 후에 V— PMI가 보고되지 않고 H-PMI 만이 보고될 수 있다. 이러 한 경우. 수직 범포밍을 위한 프리코더는 가장 최근에 보고된 (예를 들어, V-PMI RTI의 보고 이전에 가장 마지막으로 보고된) V— PMI에 의해서 지시되는 프리코더가 그대로 사용된다고 가정할 수 있다. 또는， 수직 빔포밍을 위한 프리코더는 디폴트 (default)로 설정되어 있는 특정 V-PMI에 의해서 지시되는 프리코더가 사용될 수 도 있다. 디폴트 V-PMI는 가장 낮은 번호 (또는 인덱스)를 가지는 V— PMI일 수 있다. [471] V-PMI RTI는 RI와 결합되어 보고될 수도 있다. 이 경우, V-PMI는 탱크 -1에 기초하여 선택 /결정된 것으로 가정하고， 보고되는 RI는 H-PMI의 선택 /결정의 기초 가 되는 탱크 값을 지시하는 것으로 사용될 수 있다 (예를 들어， V-PMI RTI의 값 이 On을 지시하는지 Off를 지시하는지에 무관하게， RI는 그 후에 보고되는 H-PMI 에 연관된 전송 탱크 값을 지시할 수 있다). 또는， 보고되는 RI는 V-PMI와 H— PMI 의 조합에 의해서 지시되는 프리코딩 백터 /행렬 (또는 V-PMI에 의해 지시되는 프리 코딩 백터 /행렬과 H-PMI에 의해 지시되는 프리코딩 백터 /행렬의 결합 (예를 들어, Kronecker product)의 결과로 얻어지는 프리코딩 백터 /행렬)의 랭크 값을 지시하 는 것으로 사용될 수도 있다.
[472] 또는, V-PMI RTI는 RI 보다 앞서서 보고될 수도 있다. 이 경우, V-PMI는 탱크 -1에 기초하여 선택 /결정된 것으로 가정하고, 보고되는 RI는 H-PMI의 선택 /결 정의 기초가 되는 랭크 값 (즉, H-PMI에 연관된 램크 값)을 지시하는 것으로 사용 될 수 있다ᅳ 또한, V-PMI RTI의 보고 주기는 RI의 보고 주기의 정수배로 결정될 수 있으며， RI 보다 앞서서 V-PMI RTI가 보고된다는 것은 소정의 보고 시점 (예를 들어, RI 보고 시점)을 기준으로 하는 오프셋 (offset) 값으로서 지시될 수 있다.
[473] 실시형태 4
[474] 본 실시형태 4는 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치 백터와 수직 빔포밍 을 위한 프리코딩 백터를 사용하는 경우에, 두 개의 지시자 (indicator)를 사용하 여 프리코딩 백터 및 행렬을 생성하는 방법 및 단말의 동작에 대한 것이다.
[475] 단말은 채널 측정 참조 신호로부터 수직 빔포밍을 위한 프리코더와 수평 범포밍을 위한 프리코더를 각각 선택하는 경우, 기지국으로 수직 빔포밍을 위한 프리코더의 지시자와 수평 범포밍을 위한 프리코더의 지시자를 각각 보고할 수 있 다.
[476] 만약, 수직 범포밍을 위한 프리코더와 수평 범포밍을 위한 프리코더가 선 택되는 경우, 단말은 두 프리코더를 사용하여 전송되는 신호의 채널 품질을 측정 하여 기지국으로 보고하게 된다.
[477] 범포밍된 채널의 상태를 측정하기 위해서 단말은 두 프리코더가 결합되어 전송되는 것을 가정하여야 하는데, 이를 위해 단말과 기지국에서 합의된 정의가 없다면 측정하여 보고된 채널 정보는 실제 전송과는 크게 차이가 날 수 도 있다. 따라서 , 정확한 채널 측정과 보고를 위해서는 전송에 가정되는 프리코더 생성 방 법에 대한 정의가 요구된다.
[478] 첫 번째 방식은， 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치를 Wv (Νν_Τχ χ 1) 백터라고 하고， 수평 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치를 Wh (Nh_Tx x 1) 백터라고 할 때, 전송을 위한 프리코더는 수학식 41 내지 44와 같이 가정할 수 있다 (여기서， kronecker product 는 kron( [a b;c d] , [e f； g h]) = [ a[e f ;g h] b[e f;g h]； c[e f,g h] d[e f ;g h]]와 같이 정의된다.)
[479] 【수학식 41】
W = kron( v. Wh)
[480] 【수학식 42】
W = [Wh 0Nh_Tx x Νν_Τχ-1； 0Nh_Tx x 1 Wh 0Nh_Tx x Nh_Tx-2； ··■ ； 0Nh_Tx x Nv_Tx-l Wh] [Wv(D
Wv(2) ··· Wv(Nv_Tx)]
[481] 【수학식 43】
W = kron(Wh, Wv)
[482] 【수학식 44】
= [Wv 0Νν_Τχ x Nh_Tx-l^ ᄋ Nv— Tx x 1 Wv 0Nv_Tx X Nh_Tx— 2 ; ··· ； ᄋ Nv_Tx x N jfx-l Wv] [Wh(l) h(2) ··■ Wh(Nh_Tx)]
[483] 두 번째 방식은, 상위 랭크 전송을 위해서, 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치를 램크 -1을 가정하고， 수평 빔포밍을 위한프리코딩 가증치는 상위 램크를 가정한다. 이 때, 수직 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치를 Wv (Nv— Tx x 1) 백터라 고 하고, 수평 빔포밍을 위한 프리코딩 가중치를 Wh (Nh_Tx x r) 백터라고 할 때, 전송을 위한 프리코더는 수학식 45 내지 수학식 48과 같이 가정할 수 있다. (r: 전송 rank)
[484] 【수학식 45】
W = kron(Wv, Wh)
[485] 【수학식 46】
W = [Wh 0Nh_Tx x Nv— Tx— 1 ; 0Nh_Tx x 1 Wh ONh— Tx x Nh— Tx— 2 ; ᅳ" ； ᄋ Nh_Tx x Nv— Tx-1 Wh] [Wv(D
Wv(2) ··· Wv(Nv_Tx)]
[486] 【수학식 47】
W = kron(Wh, Wv) - [487] 【수학식 48】
W = [Wv ONV Tx x Nh— Tx-1 ; 0Nv_Tx X 1 Wv 0Nv_Tx x Nh— Tx— 2 ; ··' ： ᄋ Nv— Tx x Nh_Tx-l Wv] [Wh(D Wh(2) ··■ Wh(Nh_Tx)]
[488] 실시형태 5
[489] 본 실시형태 5는 2 차원 어레이 안테나 설정에서 안테나 포트 지시 방법과 안테나 포트 매핑 관계에 대한 것이다.
[490] 본 실시 형태에서, 수평 도메인 안테나 포트들의 파라미터 및 /또는 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터는 반 -정적 (semi-static)하게 지시되도록 설정될 수 있다.
[491] 실시예 1
[492] 본 실시예에서는 수평 도메인 안테나 포트들의 개수 (예를 들어, ΙΤχ, 2Tx. 4Τχ, 8Τχ)는 (예를 들어, RRC 시그널링을 통하여) 정의되었을 때, 추가적으로 수 직 도메인 안테나 포트들의 파라미터 (예를 들어 , 1, 2, 4, 8)가 RRC 시그널링을 통하여 지시되는 경우, 추가적으로 수신된 신호를 고려하여 안테나 포트들이 매핑 될 수 있다.
[493] 도 20 및 도 21은 본 실시예에 따른 안테나 포트 매핑을 나타낸 것이다.
[494] 도 20은 ULA로 구성된 어레이 안테나를 나타낸 것이다. 도 20(a)는 수평 도메인 안테나들이 8개의 전송 안테나 (즉, 8Τχ)구성된 경우, 추가적으로 수평 도 메인 안테나 포트들의 파라미터가 1이 지시된 경우를 나타낸다.
[495] 도 20(b) 내지 도 20(d)는 수평 도메인 안테나들이 8Τχ인 경우, 추가적으 로 수평 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 2, 4， 8이 지시된 경우를 나타내며， 하나의 열 또는 하나의 행은 ULA로 구성된 것을 나타낸다.
[496] 도 21은 크로스—극성 (Cross-pole) 안테나 쌍 (pair)으로 구성된 어레이 안 테나를 나타낸 것이다. 도 21(a)는 수평 도메인 안테나들이 8Tx로 구성된 경우, 추가적으로 수평 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 1이 지시된 경우를 나타낸다. 여기서, 도 21(a)는 크로스ᅳ극성 안테나 쌍으로 구성되어 있으므로, 총 8개의 송 신 안테나를 배치함에 있어서, 인덱스 1, 2， 8/2 까지의 그룹 1과, 인덱스
8/2+1, 8/2+2 8 까지의 그룹 2는 서로 직교하는 극성을 가지도록 구성될 수 있다.
[497] 도 21(b) 내지 도 21(d)는 수평 도메인 안테나들이 8Τχ인 경우, 추가적으 로 수평 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 2, 4. 8이 지시된 경우를 나타내며, 도 21(a)에서 상술한 바와 같이 크로스 -극성 안테나 쌍으로 구성되어 있으므로, 하나의 행을 구성하는 크로스—극성 안테나 쌍들은 서로 직교하는 극성을 가지도록 구성될 수 있다.
[498] 실시예 2
[499] 본 실시예에서는 전체 안테나 포트들의 파라미터 (예를 들어 , 16Tx, 32Τχ, 64Τχ)가 RRC 시그널링을 통하여 수신되고， 추가적으로 수직 도메인 안테나 포트들 의 파라미터 (예， 1, 2, 4, 8)가 RRC 시그널링을 통하여 지시되는 경우， 수신된 전 체 안테나 포트들의 파라미터 및 수직 도메인 안테나 파라미터를 고려하여 , 안테 나 포트들이 매핑될 수 있다.
[500] 도 22 및 도 23은 본 실시예에 따른 안테나 포트 매명을 나타낸 것이다.
[501] 도 22는 ULA로 구성된 어레이 안테나를 나타낸 것이다. 도 22(a)는 전체 안테나 포트들의 파라미터가 8Tx 로 지시되고, 수직 도메인 안테나 포트들의 파라 미터가 1로 지시된 경우를 나타낸다. 즉, 수직 안테나 포트들의 파라미터가 1로 지시된 경우, 전체 안테나 포트들은 하나의 행을 구성하는 ULA로 설정된다.
[502] 또한, 도 22(b)와 같이 전체 안테나 포트들의 파라미터가 16Τχ로 지시되고, 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 2로 지시된 경우에는, 전체 안테나 포트 들은 (동일한 안테나 파라미터로 구성된) 두 개의 행으로 구성될 수 있다. 마찬가 지로， 22(c) 및 도 22(d)에서는 각각 안테나 포트들의 파라미터가 32Τχ이며 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 4인 경우, 안테나 포트들의 파라미터가 64Τχ 이며 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 4인 경우를 나타낸다.
[503] 도 23은 크로스ᅳ극성 (Cross-pole) 안테나 쌍 (pair)으로 구성된 어레이 안 테나를 나타낸 것이다. 도 23(a)는 전체 안테나들의 파라미터가 8Tx로 지시되고, 추가적으로 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 1이 지시된 경우를 나타낸다. 여기서, 도 23(a)는 크로스 -극성 안테나 쌍으로 구성되어 있으므로, 총 8개의 송 신 안테나를 배치함에 있어서, 인덱스 1, 2, 8/2 까지의 그룹 1과, 인덱스 8/2+1, 8/2+2 8 까지의 그룹 2는 서로 직교하는 극성을 가지도록 구성될 수 있다.
[504] 도 23(b) 내지 도 23(d)는 (전체 안테나의 파라미터， 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터}의 관계가 각각 {16Τχ, 2}， {32Τχ, 4}, {64Τχ, 8}인 경우를 나 타낸다. 도 23(a)에서 상술한 바와 같이 크로스 -극성 안테나 쌍으로 구성되어 있 으므로， 하나의 행을 구성하는 크로스 -극성 안테나 쌍들은 서로 직교하는 극성을 가지도록 구성될 수 있다. [505] 나아가， 본 실시형태 5는 수직 도메인 안테나 포트들의 파라미터가 1을 초 과하도록 (즉， 2 이상) 지시하는 경우에 한하여， 상술한 새로운 전송 모드 (transmission mode) 및 전송 방식 (transmission scheme) , CSI 보고 모드, RRM 측 정 방법이 적용되도록 설정될 수 도 있다.
[506] 실시형태 6
[507] 본 실시형태 6는 수직 빔포밍을 지원하기 위한 방안 및 이에 따른 기지국 (eNB)과 단말 (UE)의 동작에 대한 것이다. 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈 -8/9/10/11)에서 정의된 전송 모드를 간단히 정리하면, 표 21과 같다.
[508] 【표 21】
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즉, 기존의 3GPP LTE 시스템은 2차원 어레이 안테나를 도입하지 아니하였는 바, 수직 도메인 범포밍을 지원하는 MIM0 시스템 (즉, 3GPP LTE 릴리즈ᅳ11 이후의 무선 통신 시스템)을 위한 전송 모드를 제안한다.
[509] 본 실시형태 6에서는, 2차원 어레이 안테나가 설정되고, 기지국 (BS)의 안 테나가 1, 2, 4, 8.. 등으로 설정되며， 단일 /멀티 전송 포인트 (TP)들 및 RRH(Remote Radio Head)를 지원하는 무선 통신 시스템을 증심으로 설명한다. 또한， 설명의 편의를 위하여, C()- location하는 2차원 어레이 안테나 및 수직 도메인 범 포밍을 위한 하나의 탱크를 가정하며, CSI-RS는 수직 빔포밍 가중치 백터를 사용 하여 프리코딩되고, 수평 도메인 PMI 선택 (selection)을 가정한다. 그러나, 상술 한 가정에 한정되어 본 발명이 해석되어서는 아니되며, UE-특정 수직 빔포밍을 적 용하는 경우에도 본 발명은 확장 적용될 수 있다.
[510] 실시예 1
[511]. 본 실시예에서는， 수¾ 도메인의 빔포밍 가중치 백터를 사용하여 안테나 요소에 적용하는 경우를 설명한다 .
[512] 이와 같이 수직 도메인의 빔포밍 가중치 백터를 사용하는 경우, 다수의 수 평 도메인 안테나 포트들에는 동일한 수직 도메인 빔포밍 가중치 백터가 적용될 수 있으며， 이에 따라 생성되는 안테나 포트들에 대한 하나의 CSI-RS 집합 (CSI-RS set)을 생성할 수 있다. 마찬가지로， 다수의 수직 도메인 범포밍 가중치 백터에 따라 다수의 CSI-RS 집합이 생성될 수 도 있다. 이에 따라, 기지국은 수직 도메인 빔포밍 가중치 백터를 달리하는 다수의 CSI-RS 집합 중 특정 CSI-RS 집합에 대하 여 단말로부터 피드백이 보고되는 경우, 해당 수직 도메인 빔포밍 가중치 백터가 적용되는 다수의 수평 도메인 안테나 포트들에 대한 단말의 선호도가 높다고 판단 할 수 있다. 여기서, 하나의 CSI-RS 집합은 non-zero power CSI-RS 및 /또는 zero power CSI-RS로 구성될 수 있다. eNB는 UE에게 RRC 시그널링을 통해 CSI-RS 집합 을 설정 (configure)하는데 , 다수의 CSI-RS 집합을 단말에게 설정 (conf igurat ion) 할 수 있다.
[513] 다수의 (Multiple) CSI-RS 집합을 지시받은 단말은, 각 CSI-RS 집합 별로 CSI 프로세싱을 수행한다. 즉, 각 CSI 프로세스 별로 (수평) RI/PMI/CQI를 선택 / 계산하며 , 간섭을 측정한다. 또한, 단말은 각 CSI-RS 별로 RSRP/RSRQ를 측정할 수 있다.
[514] 상술한 CSI 프로세싱 이후, 단말은 다수의 CSI— RS 집합 별로 각각 측정한 RI/PMI/CQI를 기지국에 보고할 수 있다. 여기서 2 가지 방식으로 보고할 수 있다.
[515] 첫 번째 방식은， 단말이 다수의 CSI 프로세스를 통해 계산된 RI/PMI/CQI 정보를 PUSCH 피드백 모드 /PUCCH 피드백 모드의 정의에 따라 기지국에 보고하는 방식이다.
[516] 두 번째 방식으로, 단말은 측정한 RSRP 또는 RSRQ를 통해 선호하는 CSI-RS 집합을 선택할 수 있다. 즉, 선호하는 하나 또는 다수의 CSI-RS 집합을 기지국에 보고할 수 있다. PUSCH 피드백 모드의 경우는 선호하는 CSI-RS 집합 정보와, CSI- RS에 해당하는 RI/PMI/CQI 정보를 함께 보고할 수 있다. PUCCH 피드백 모드의 경 우는 선호하는 CSI-RS 집합 정보를 특정 시간에 보고한 후， 후속되는 시간에는 상 기 CSI-RS 집합과 관련된 RI/PMI/CQI 정보를 보고할 수 있다.
[517] 실시예 2
[518] - 본 실시예에서는， 기지국이 RC 시그널링을 통해 단말에게 다수의 CSI-RS 집합을 설정 (configuration)한 경우, 특정 수직 도메인 안테나 포트를 결합하는 경우를 설명한다. 즉, 단말이 다수의 CSI 프로세스에 관한 RI/PMI/CQI를 선택 /계 산하거나， 간섭을 측정하기 위한 방안을 설명한다.
[519] 또한, 본 실시형태에서 CSI 프로세스는 i) CSI-프로세스 별로 단일 PMI.- H (수평 도메인 PMI) 및 CQI를 계산하며， ii) 서로 다른 CSI-RS 집합들을 결합하여 단일 PMI-V (수직 도메인 PMI)를 계산하고， 결합된 다수의 CSI-RS 세트들에 대한 평균 CQI를 계산할 수 있다. 또한 RI는 다수의 CSI-RS 세트에 대하여 단일 RI로 계산될 수 있다. 또한, 각각의 CSI 프로세스들에 대한 간섭을 측정하도록 설정될 수 있다.
[520]
[521] 예를 들어， 첫 번째 방식으로, 프리코딩 가중치를 사용하여 서로 다른 CSI-RS 집합에 속한 안테나 포트를 결합 (combining)할 수 있다. 만약, 프리코딩 가중치가 코드북으로 정의된 가중치 백터 /행렬인 경우， 선호하는 인덱스를 기지국 에 보고할 수 있다. 즉, 결합된 수직 도메인 CSI-RS 포트들로 구성된 CSI-RS 집합 에 적용되는 RI/PMI/CQI를 계산하며, PUSCH 피드백 모드 /PUCCH 피드백 모드에 따 라 기지국으로 보고할 수 있다.
[522] 두 번째 방식으로, 단말은 (수평 도메인 안테나 포트들에 대한) 각각의 CSI-RS 집합별로 RI/PMI/CQI를 계산할 수 있다. 여기서, 각각의 CSI-RS 집합은 기 준 (Reference)되는 RI를 기준으로 PMI/CQI를 선택 /계산한다. 또한 서로 다른 CSI- RS 집합에 속한 (수직 도메인) 안테나 포트들을 결합하는 프리코딩 가중치를 적용 하고, 이에 따른 CQI를 계산한다.
[523] 따라서， 단말은 각 CSI-RS 집합 별로 계산한 RI/PMI/CQI 및 서로 다른 CSI-RS 집합에 속한 안테나 포트를 결합하는 프리코딩 가중치에 대한 정보 (만약, 코드북인 경우 인덱스)와 이를 적용했을 때의 CQI를 기지국에 보고할 수 있다.
[524] 여기서, 서로 다른 CSI-RS 집합에 속한 안테나 포트를 결합하기 위해서는, 안테나 포트 정의와 프리코딩 가중치를 적용할 때 매핑 규칙이 정의될 필요가 있 다.
[525] 다수의 CSI-RS 집합이 설정될 때, 각 CSI-RS 집합은 다수의 (수평 도메인) 안테나 포트로 구성된다. 설명의 편의를 위하여, 안테나 포트 넘버를 0부터 Ν으로 가정한다. 예를 들어， CSI-RS 집합이 4개의 안테나 포트로 구성된다고 할 때， 안 테나 포트 (AP) 0,1,2,3으로 표시될 수 있다.
[526] 또한, M개의 CSI-RS 집합이 설정될 때, 각 CSI-RS 집합은 (AP 0,···,Ν)으로 구성된다. 예를 들어. 4개의 CSI-RS 집합이 설정되고, 각 CSI-RS 집합은 4개의 안 테나 포트로 구성된다고 하면， 집합 0부터 집합 3까지는 (AP#0, AP#1, AP#2, AP#3) (AP#0, AP#1, AP#2, AP#3) (AP#0( AP#1, AP#2, AP#3) (AP#0, AP#1, AP#2, AP#3)이 된다. 이 때, 서로 다른 CSI— RS 집합에 속한 안테나 포트를 결합하는 프리코딩 가 증치는 각 CSI-RS 집합의 k번 째 안테나 포트를 선택하고. 이 안테나 포트에 프리 코딩 가중치를 적용될 수 있다. 프리코딩 가증치 백터의 각 요소가 적용되는 순서 는 CSI-RS 집합의 순서에 따라 적용될 수 있다.
[527] 따라서, 만약 다수의 CSI-RS 집합이 설정되고 각각의 CSI-RS 세트가 (0,1,2, 3)으로 구성된 경우, 특정 (예， 1번째) CSI-RS안테나 포트가 선택되어 (즉, CSI-RS 집합 (0,1,2,3), (0， ,1,2,3), (0' ' ,1,2,3), (0' ' ' ,1,2, 3)인 경우), 이에 대한 다수의 PMI가 보고될 수 있으나, 시그널링 오버헤드를 감소시키기 위하 여 단일 PMI가 보고될 수 도 있다.
[528] 만약, 특정 안테나 포트 (예， 1번째)에 대한 수직 도메인을 기준으로 PMI가 선택 (즉, CSI-RS set (0,1,2,3) (0' ,1,2,3) (Ο' ' ,1,2,3) (Ο' ' ' ,1,2, 3))되는 경우라면， 단일 PMI가 보고된다.
[529] 나아가, CSI-RS 집합별 CQI 계산되어, 모든 CSI— RS 포트들에 대한 평균 CSI 및 각각의 CS.I-RS 집합별 다수의 CQI가 보고될 수 있다.
[530] 실시예 3
[531] 본 실시예에서는， UE-특정 수직 도메인 빔포밍을 하기 위하여 선호하는 안 테나 포트의 인덱스를 보고하는 경우를 설명한다.
[532] 2차원 어레이 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서, 수직 범포밍을 효과적 으로 지원하기 위한 방안으로, 기지국이 다수의 CSI— RS 집합을 UE에게 설정할 수 있다. 그 중 특정 CSI-RS 집합은， 수직 빔포밍을 위한 가중치 백터를 사용하여 프 리코딩된 안테나 포트들을 하나의 CSI-RS 집합으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 단말은 상기 특정 CSI-RS 집합에서 각 안테나 포트들의 강도 (strength)를 측정하 여 기지국에 보고하는데, 이하에서 나열하는 정보 들 중 적어도 .하나를 포함하여 보고할 수 있다. 여기서 안테나 포트의 인덱스는 단말-특정적 (UE-Specific)일 수 도 있으나, 셀-특정적 (Cell-specific)일 수도 있다.
- 선호하는 안테나 포트의 인덱스
- 선호하는 안테나 포트의 인덱스 및 안테나 포트의 인텍스 강도
- 측정한 모든 안테나 포트의 강도
- 안테나 포트를 결합하는데 사용되는 프리코딩에 대한 정보 (만약, 코드북으로 정 의된 경우 지시자)
따라서, 기지국은 상술한 정보를 수신하여, 단말에 대한 빔포밍을 조정할 수 있다.
[533] 만약， 이와 같은 정보가， 기지국으로 보고된 후 일정 시간이 지난 시점에 , 기지국이 단말에게 할당한 다른 CSI-RI 세트를 사용하여 RI/PMI/CQI를 측정할 수 있다. 이러한 경우에 이전에 수직 -도메인으로 빔포밍된 CSI-RS 포트를 이용할 수 있을 것이며, 단말은 기지국으로 측정 정보를 보고하는데, PUSCH 피드백 모드 /PUCCH 피드백 모드를 따를 수 있다.
[534] 따라서 , 본 실시예에서 특정 UE에 대한 명확한 수직 도메인 빔포밍이 가능 하다. 다만, 본 실시예에 대한 동작은 기존의 3GPP LTE 시스템과 유사한 방식으로 빔포밍 동작이 수행될 수 있으며, 보고되는 참조 신호에 대한 안테나 포트에 따를 것이다.
[535] 실시형태 Ί
[536] 본 실시형태 7은 수직ᅳ수평 범포밍을 수행할 때 단말의 보고 타이밍을 정 의하는 방안에 대한 것이다. 구체적으로 수직 빔포밍 보고 타이밍과 수평 빔포밍 보고 타이밍을 위하여， 미리 설정된 기본 시간 (default time) 간격마다 수직 /수평 도메인 가중치가 보고되며， 이에 기반하여 수직 /수평 도메인으로 빔포밍된 CSI-RS 가 전송되는 방안을 제안한다. 이는 다수의 CSI 프로세스가 설정된 경우에도 적용 될 수 있다.
[537] 다차원 MIMC Full Dimension MIM0)는 2D 어레이 안테나 구조를 사용하여， 수평 도메인 빔포밍 뿐만 아니라 수직 도메인 범포밍을 수행할 수 있는 특징이 있 다. 따라서, 최적의 빔포밍 가중치를 계산하기 위해서는 전송단과 수신단 사이의 공간 채널 정보가 필요하며， 일반적으로 기지국은 단말에게 참조 신호를 전송하여 단말로 하여금 참조신호로부터 채널 정보를 측정할 수 있도록 한다.
[538] 따라서 , 다차원 MIM0를 지원하기 위해서는- 수평 도메인 안테나 어레이를 위한 참조 신호뿐만 아니라, 수직 도메인 안테나 어레이를 위한 참조 신호가 전송 되어야 하는데， 이에 따라 참조 신호 오버헤드 (Reference signal overhead)라는 문제점이 발생될 수 있다.
[539] 실시예 1
[540] 본 실시예에 따라, 참조 신호 오버헤드의 부담을 줄이기 위한 방법을 설명 하면， 먼저 특정 시점에 수평 /수직 도메인의 모든 안테나 요소 (Antenna element) 에 대한 채널을 추정할 수 있도록 참조 신호 (RS)를 전송되거나, 혹은 수직 도메인 안테나 요소의 채널을 측정할 수 있도록 참조 신호가 전송될 수 있다.
[541] 이에 따라, 단말은 추정된 채널 정보를 사용하여 수직 도메인 빔포밍 가중 치를 선택하여 기지국에 보고한다. 기지국은 보고받은 수직 도메인 빔포밍 가증치 를 참고하여 전송 가중치를 생성한다. 그 후, 기지국은 전송 가중치를 수직 안테 나 요소에 적용하여 수직 도메인으로 프리코딩된 참조 신호를 구성하고, (해당 수 직 도메인에 관련된) 수평 도메인으로 구분된 참조 신호를 전송할 수 있다
[542] 이후， 단말은 수평 도메인의 안테나 어레이에 대한 채널을 추정하며， 이 채널에 적당한 빔포밍 가증치 백터를 선택하고 CQI를 측정하여 기지국에 보고한다. 따라서, 미리 설정된 기본 시간 동안 수직 도메인 빔포밍 가중치를 이용하여 빔포 밍된 CSI— RS가 전송되며, 이후 미리 설정된 특정 시점에 모든 안테나 요소를 위한 참조 신호가 전송될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기본 시간 (default time) 혹은 상기 특정 시점은 상위 계층 시그널링 (예를 들어, R C 시그널링)을 통하여 지시될 수 도 있다.
[543] 실시예 2
[544] 상술한 실시예 1 에서는 수직 도메인 가중치는 상당히 긴 주기로 보고되고， 또 이러한 주기 동안 수직 도메인으로 범포밍 된 CSI-RS가 전송되는 경우를 가정 하였다ᅳ 이와 달리, 본 실시예 2 에서는 보다 일반화된 방법으로 수직 /수평 도메 인 가중치가 긴 주기로 보고되는 경우면, 해당 주기 동안 수직 흑은 수평 도메인 으로 빔포밍된 CSI-RS가 전송되는 방안을 제안한다.
[545] 상술한 실시예 1와 같이, 먼저 특정 시점에서 , a) 모든 안테나 요소의 채 널을 측정할 수 있는 참조 신호가 전송되거나, b) 수직 도메인 안테나 요소의 채 널을 측정할 수 있는 참조 신호가 전송되거나, c) 수평 도메인 안테나 요소의 채 널을 측정할 수 있는 참조 신호가 전송될 수 있다. 여기서. 본 실시예 2에서는 전 송되는 참조 신호의 속성은 상위 계층 시그널링을 통하여 지시될 수 있다. 나아가, 참조 신호의 속성은 상술한 a) 내지 c) 중 하나일 수 있으며, 해당 참조 신호의 전송 타이밍이 결정될 수 있다.
[546] 만약， 모든 안테나 요소의 채널을 측정할 수 있는 참조 신호가 전송되는 경우 (즉, 상술한 경우 a), 단말이 선택하여 보고하는 빔포밍 가중치의 속성. 즉, 수직 도메인 빔포밍 가중치 혹은 수평 도메인 범포밍 가중치는 단말이 결정하게 된다. 따라서， 단말은 범포밍 가중치가 수직 /수평 도메인 중 어느 도메인에 관한 것인지 여부를 기지국에 보고하는 지시자를 설정하고, 단말의 선택에 따른 지시자 와 범포밍 가중치를 보고한다. 나아가， 지시자와 범포밍 가중치가 전송되는 시점 은 동일하게 설정될 수 있으나, 지시자가 먼저 보고된 후 빔포밍 가증치가 보고될 수 도 있다. 또한, 범포밍 가중치는 지시자로 나타낼 수도 있다.
[547] 또는， 단말이 선택하여 보고하는 빔포밍 가중치의 속성 (즉' , 수직 도메인 빔포밍 가중치 혹은 수평 도메인 빔포밍 가중치)을 기지국이 결정하여 단말에게 지시 (즉， 상술한 경우 b, c)할 수 도 있다. 이러한 경우, 기지국은 상위 계층 시 그널링을 통하여 단말에게 지시할 수 있으며, 단말은 상기 기지국의 지시에 의해 결정된 빔포밍 가증치의 속성에 맞춰， 범포밍 가중치를 선택하고 기지국에 보고한 다.
[548] 만약， 상술한 b), c)에 따라, 단말이 보고하는 빔포밍 가중치가 수직 도메 인 빔포밍 가중치 혹은 수평 도메인 빔포밍 가중치인 경우， 기지국은 단말이 보고 하는 범포밍 가중치를 참고하여 수직 도메인 전송 가중치 혹은 수평 도메인 전송 가중치를 생성한다.
[549] 나아가, 단말이 보고한 범포밍 가중치의 속성에 따라, 이후에 빔포밍되어 전송되는 참조 신호의 속성이 결정된다. 즉， 전송 가중치를 수직 안테나 요소에 적용하여 수직 도메인으로 프리코딩된 참조 신호를 구성하는 경우， 단말로부터 수 직 도메인에 관한 채널 측정 정보가 수신된 이후에는 수평 도메인으로 구분된 참 조 신호을 전송한다. 반대로， 전송 가중치를 수평 안테나 요소에 적용하여 수평 도메인으로 프리코딩된 참조 신호을 구성하는 경우, 단말로부터 수평 도메인에 관 한 채널 측정 정보가 수신된 이후에는 수직 도메인으로 구분된 참조 신호를 전송 한다.
[550] 이후, 단말은 빔포밍된 CSI-RS의 속성에 따라, 수평 도메인으로 구분된 참 조 신호를 수신한 경우 수평 도메인의 안테나 어레이에 대한 채널을 추정하며， 이 채널에'적당한 빔포밍 가중치 백터를 선택하고 CQI를 측정하여 기지국에 보고할 수 있다ᅳ 만약， 수직 도메인으로 구분된 참조 신호를 수신한 경우라면 수직 도메 인의 안테나 어레이에 대한 채널을 추정하며, 이 채널에 적당한 빔포밍 가중치 백 터를 선택하고 CQI를 측정하여 기지국에 보고할 수 도 있다.
[551] 나아가, 특정 시점 (예를 들어， 상위 계층 시그널링을 통하여 미리 결정된 주기에 따른 시점)까지 수직 도메인 빔포밍 가중치로 빔포밍된 CSI— RS 가 전송되 며, 이 후 특정 시점에 모든 안테나 요소를 위한 참조 신호가 전송될 수 있다. 물 론, 수평 도메인 빔포밍 가증치로 범포밍된 CSI— RS 가 전송되고, 이 후 특정 시점 에 모든 안테나 요소를 위한 참조 신호가 전송될 수 도 있다.
[552]
[553] 도 24는 본 발명에 따른 채널상태정보 (CSI) 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[554] 단계 S10에서 기지국은 단말로 2-차원 안테나 구조에 대한 CSI 생성에 이용될 수 있는 참조신호 (예를 들어, CSI-RS)를 전송할 수 있다.
[555] 단계 S20에서 단말은 기지국으로부터 수신된 참조신호를 이용하여 2—차원 안테나 구조에 대한 CSI를 생성할 수 있다.
[556] 단계 S30에서 단말은 생성된 CSI를 기지국으로 보고할 수 있다.
[557] 2—차원 안테나 구조에 대한 CSI 생성 및 /또는 보고에 있어서， 본 발명에서 제안하는 다양한 예시들 (예를 들어, 2-차원 안테나 구조에 적합한 수직 /수평 빔포밍을 표현하기 위한 프리코딩 행렬 구성 방안, 코드북 설계 방안, 프리코딩 행렬 지시자 구성 방안, 프리코딩 행렬 지시자 보고 방안, 레거시 시스템의 개체를 지원하는 방안 등)의 하나 또는 둘 이상의 조합이 적용될 수 있다.
[558] 도 24에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법을 구현하기 위해서 도 24에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.
[559] 도 25는 본 발명에 따른 단말 장치 및 기지국 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
[560] 도 25를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치 (10)는, 송신기 (11)， 수신기 (12), 프로세서 (13)， 메모리 (14) 및 복수개의 안테나 (15)를 포함할 수 있다. 송신기 (11)는 외부 장치 (예를 들어, 단말)로의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 수신기 (12)는 외부 장치 (예를 들어, 단말)로부터의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 프로세서 (13)는 기지국 장치 (10) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 복수개의 안테나 (15)는 2ᅳ차원 안테나 구조에 따라서 구성될 수 있다.
[561] 본 발명의 일례에 따른 기지국 장치 (10)의 프로세서 (13)는, 송신기 (11)를 제어하여 단말에게 참조신호를 전송하고, 상기 참조신호를 이용하여 상기 단말에서 생성된 CSI를, 상기 수신기 (12)를 제어하여 상기 단말로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
[562] 위와 같은 기지국 장치 (10)의 구체적인 구성에 있어서, 2-차원 안테나 구조에 대한 CSI 생성 및 /또는 보고에 대해서 본 발명에서 제안하는 다양한 예시들 (예를 들어, 2-차원 안테나 구조에 적합한 수직 /수평 빔포밍을 표현하기 위한 프리코딩 행렬 구성 방안， 코드북 설계 방안, 프리코딩 행렬 지시자 구성 방안, 프리코딩 행렬 지시자 보고 방안, 레거시 시스템의 개체를 지원하는 방안 등)의 하나 또는 둘 이상의 조합이 적용될 수 있다.
[563] 기자국 장치 (10)의 프로세서 (13)는 그 외에도 기지국 장치 (10)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며 , 메모리 (14)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며， 버퍼 (미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
[564] 도 25를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치 (20)는 , 송신기 (21), 수신기 (22), 프로세서 (23), 메모리 (24) 및 복수개의 안테나 (25)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나 (25)는 MIM0 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 송신기 (21)는 외부 장치 (예를 들어, 기지국)로의 각종 신호， 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 수신기 (22)는 외부 장치 (예를 들어 , 기지국)로부터의 각종 신호. 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 프로세서 (23)는 단말 장치 (20) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
[565] 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 (20)의 프로세서 (23)는， 수신기 (22)를 제어하여 기자국으로부터 참조신호를 수신하고, 상기 참조신호를 이용하여 생성된 상기 CSI를， 상기 송신기 (21)를 제어하여 상기 기지국으로 보고하도록 구성될 수 있다.
[566] 위와 같은 단말 장치 (20)의 구체적인 구성에 있어서, 2—차원 안테나 구조에 대한 CSI 생성 및 /또는 보고에 대해서 본 발명에서 제안하는 다양한 예시들 (예를 들어， 2-차원 안테나 구조에 적합한 수직 /수평 빔포밍을 표현하기 위한 프리코딩 행렬 구성 방안, 코드북 설계 방안. 프리코딩 행렬 지시자 구성 방안， 프리코딩 행렬 지시자 보고 방안， 레거시 시스템의 개체를 지원하는 방안 등)의 하나 또는 둘 이상의 조합이 적용될 수 있다.
[567] 단말 장치 (20)의 프로세서 (23)는 그 외에도 단말 장치 (20)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리 (24)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며， 버퍼 (미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
[568] 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 하향링크 전송 주체 (entity) 또는 상향링크 수신 주체는 주로 기지국을 예로 들어 설명하였고, 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체는 주로 단말을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어， 상기 기지국에 대한 설명은 셀， 안테나 포트, 안테나 포트 그룹, R H, 전송 포인트, 수신 포인트, 액세스 포인트, 중계기 등이 단말로의 하향링크 전송 주체가 되거나 단말로부터의 상향링크 수신 주체가 되는 경우에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 중계기가 단말로의 하향링크 전송 주체가 되거나 단말로부터의 상향링크 수신 주체가 되는 경우， 또는 중계기가 기지국으로의 상향링크 전송 주체가 되거나 기지국으로부터의 하향링크 수신 주체가 되는 경우에도 본 발명의 다양한 실시예를 통하여 설명한 본 발명의 원리가 동일하게 적용될 수도 있다.
[569] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 (fir画 are), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[570] 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits) , DSPs(Digital Signal Processors) , DSPDs(Digi tal Signal Processing Devices) , PLDs( Programmable Logic Devices) , FPGAsCField Programmable Gate Arrays) , 프로세서， 컨트를러， 마이크로 컨트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[571] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[572] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있올 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
[573] 본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라， 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
【산업상 이용가능성】
[574] 상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 았다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1
무선 통신 시스템의 단말에서 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 보고하는 방법에 있어서，
기지국으로부터 제 1 참조 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 기지국으로 보고하는 단계 ; 및
상기 기지국으로부터 제 2 참조 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 참조 신호는，
상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도메인 안테나 요소는,
상기 기지국으로부터 상위 계층 시그널링를 통하여 지시되는 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 3
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 참조 신호는,
2-차원 어레이 안테나를 구성하는 수직 도메인 안테나 요소 및 수평 도메인 안테나 요소 중 적어도 하나에 관한 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법.
【청구항 4
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 참조 신호가, 상기 수직 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호와 상기 수평 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호를 모두 포함하는 경우, 상기 수직 도메인 안테나 요소 및 상기 수평 도메인 안테나 요소 중 하나의 특정 도메인 안테나 요소를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 5】
제 4 항에 있어서,
상기 결정된 특정 도메인 안테나 요소를 지시하는 지시자를 상기 기지국으로 보고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 6】
제 5 항에 있어서,
상기 지시자는, 상기 CSI와 동일한 시점에 전송되는 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 7】
제 5 항에 있어서 ,
상기 지시자는, 상기 CSI보다 먼저 전송되는 것을 특징으로 하는，
CSI 보고 방법 .
【청구항 8]
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 도메인 안테나 요소는,
상기 제 1 도메인 안테나 요소와 상이하도록 설정되는 것을 특징으로 하는，
CSI 보고 방법 .
【청구항 9】
무선 통신 시스템의 기지국에서 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 수신하는 방법에 있어서, ■
단말로 제 1 참조 신호를 송신하는 단계; 및
상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 단말로 제 2 참조 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 참조 신호는, 상기 제 .1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측.정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 하는,
CSI 보고 방법 .
【청구항 10]
무선 통신 시스템의 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 보고하는 단말에 있어서,
무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Unit); 및
프로세서 (processor)를 포함하며，
상기 프로세서는., 기지국으로부터 제 1 참조 신호를 수신하고, 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 기지국으로 보고하며, 상기 기지국으로부터 제 2 참조 신호를 수신하도록 구성되며,
상기 제 2 참조 신호는，
상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 하는,
단말. ᅳ
【청구항 11]
무선 통신 시스템의 채널 상태 정보 (Channel State Information, CSI)를 수신하는 기지국에 있어서,
무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Unit); 및
프로세서 (processor)를 포함하며,
상기 프로세서는， 단말로 제 1 참조 신호를 송신하고, 상기 제 1 참조 신호를 이용하여 생성된 제 1 도메인 안테나 요소에 관한 CSI를 상기 단말로부터 수신하며, 상기 단말로 제 2 참조 신호를 송신하도록 구성되며,
상기 제 2 참조 신호는，
상기 제 1 도메인 안테나 요소에 따라 결정된 제 2 도메인 안테나 요소의 채널을 측정하기 위한 참조 신호인 것을 특징으로 하는,
기지국.
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