WO2014196822A1 - 무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014196822A1
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김형태
박한준
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엘지전자 주식회사
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    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting channel state information using subsampling in a wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described in brief.
  • E-UMTS Evolved Univers l Mobile Telecommunications System
  • 3GPP Mobile Telecom Unix ions System
  • E—UMTS may be referred to as a Long Term Evolution (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolution
  • UMTS and E—technical specification of UMTS ⁇ For details, refer to "3rd Generat ion Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network” ⁇ Release 7 and Release 8.
  • an E-UMTS is located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNodeB, eNB, network (E—UTRAN)) and connected to an external network (Access Gateway, AG).
  • UE user equipment
  • eNodeB eNodeB
  • E—UTRAN external network
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be set to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, HARQCHybrid Automatic Repeat and reQuest (related information), etc., to which the data is to be transmitted.
  • the base station for uplink (UL) data Time / frequency region, encoding, and data size that can be used by the terminal by sending scheduling information to the terminal.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (Core Network, CN) may be composed of a network node for the user registration of the AG and the terminal.
  • AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • TA tracking area
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and businesses are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, flexible use of frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of terminals.
  • the MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technology can improve the transmit / receive data efficiency by adopting multiple transmit antennas and multiple receive antennas, which is far from using one transmit antenna and one receive antenna. Say how. That is, a technique for increasing capacity or improving performance by using multiple antennas at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • MIM0 technology may be referred to as a multi-antenna technology.
  • a precoding matrix that appropriately distributes transmission information to each antenna according to channel conditions may be applied.
  • a method of transmitting channel state information (CSI) by the terminal in a wireless communication system 4 Subsampling the first codebook associated with the first Precocling Matrix Indicator (PMI) and the second codebook associated with the second PMI according to the reporting submode for the antenna port; And reporting channel state information based on the subsampled first codebook and the second codebook.
  • PMI Precocling Matrix Indicator
  • the first codebook index for the first PMI may include: Is determined to be one of 0, 4, 8, and 12, and the RI is 1, the second codebook index for the second PMI is determined to be 0, 2, 8, and 10, and the RI is 2, The second codebook index for the second PMI may be determined as one of 0, 1, 4, and 5.
  • a terminal for transmitting channel state information (CSI) in a wireless communication system includes: an R Radio Frequency unit; And a processor, the processor subsampHng a first codebook associated with a first Precodin Matrix Indicator (PMI) and a second codebook associated with a second PMI according to a reporting submode for four antenna ports, It is configured to report channel state information based on the sampled first codebook and the second codebook, and when RI (Rank Indicator) is 1 or 2, the first codebook index for the first PMI is 0, 4 When the RI is 1, the second codebook index for the second PMI is determined to be one of 0, 2, 8, and 10, and when the RI is 2, the second PMI The second codebook index for may be determined as one of 0, 1, 4, and 5.
  • PMI Precodin Matrix Indicator
  • the second codebook index for the second PMI may have one of integers from 0 to 15.
  • the second codebook index for the second PMI may have an integer increment of 0 to 15.
  • the IPMI2 may have an integer value of 0 to 3 and indicate the value of the second PMI.
  • RI 2
  • the second codebook index is determined by using the following equation.
  • the IPMI2 has an integer value between 0 and 3, and may represent the value of the second PMI.
  • the first PMI corresponds to a wideband long term PMI
  • the second PMI corresponds to a narrowband short term PMI
  • a final PMI may be determined by the first PMI and the second PMI.
  • the reporting submode may be a second submode of PUCCH (Physical Uplink Control Channel) mode 1-1 that reports PMI and wideband channel quality indicator (CQI).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • CQI wideband channel quality indicator
  • a method and apparatus for efficiently transmitting channel state information using subsampling in a wireless communication system may be provided.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates a structure of a control plane and a user plane of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • 3 illustrates physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 illustrates a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 illustrates the configuration of a general multiple antenna (MIM0) communication system.
  • [36] 12 illustrates periodic reporting of channel state information under discussion in an LTE-A system.
  • FIG. 13 illustrates CSI feedback in submode 1 of mode 1-1 of FIG.
  • FIG. 14 illustrates CSI feedback in submode 2 of mode 1-1 of FIG. 8.
  • FIG. 15 illustrates CSI feedback in mode 2-1 of FIG. 8.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of reporting channel state information according to an embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this is an example embodiment of the present invention may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD method, which is an example of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD method or the TDD method.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP wireless access network standard.
  • the control plane is a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service (InfomaUon Transfer Service) to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated by the OFDMCOrthogonal Frequency Division Multiple Access method in the downlink, and modulated by the SC—FDM Single Carrier Frequency Division Multiple Access method in the uplink. do.
  • the second access medium (Medium Access Control, MAC) layer is
  • Radio Link Control (RLC) layer which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the functions of the RIX tradeoff may be implemented as functional blocks inside the MAC.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second tradeoff requires unnecessary control to efficiently transmit IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth wireless interface. Perform header compression to reduce information.
  • PDCP packet data convergence protocol
  • the radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for controlling logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configurat ion, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer provides session management.
  • One cell constituting the base station (e NB) is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10. 15. 20 MHz, and provides downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different seals can be set to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. ). Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • an uplink transport channel for transmitting data from a terminal to a network includes an RA KRandom Access Channel for transmitting an initial control message and an uplink SCH for transmitting user traffic or a control message. It is located above the transport channel, and BCCH (Broadcast Control) as the logical channel mapped to the transport channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Modult icast Traffic Channel
  • 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal If the terminal is powered on or newly enters a cell, the terminal performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID. have. After that, the terminal is physically broadcast from the base station.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • Broadcast information in a cell can be obtained by receiving a channel (Physical Broadcast Channel).
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell discovery step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information on the PDCCH to provide a more specific system.
  • Information can be obtained (S302).
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (Step S303 to step S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a voice response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (Physical) as general uplink / downlink signal transmission procedures.
  • a PDCCH / PDSCH reception S307
  • a physical uplink shared channel Physical
  • Uplink Shared Channel (PUSCH) / Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal is connected through
  • DCI Downlink Control Information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the terminal transmits to the base station through the uplink or the terminal
  • Control information received from the base station is a downlink / uplink ACK / NACK signal
  • the UE may transmit control information such as CQI / PMI / RI described above through PUSCH and / or PUCCH. .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 XTs) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360xTs).
  • the slot includes a plurality of 0FDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • one resource block includes 12 subcarriers x7 (6) 0FDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the above-described radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of 0FDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • R1 to R4 represent reference signals (RS) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid—ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel), and the like.
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in the control region based on the cell ID Cell IDentity.
  • REG consists of four REXResource Elements.
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one OFDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by quadrature phase shift keying (QPSK).
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • the PHICH is a physical HARQ Hybrid-Automatic Repeat and Request (EMC) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, PHICH represents a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is scrambled to be cell specific.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • ⁇ is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • PDCCH is a paging channel (PCH) that is a transport channel and
  • DL-SCH Downlink shared channel
  • Uplink Scheduling Grant Uplink Scheduling Grant
  • HARQ information and the like are informed to each UE or UE group.
  • Paging channel (PCH) and Down 1 ink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of " ⁇ ” and a DCI format of "C", that is, a transmission format.
  • RNTI Radio Network Temporary Identity
  • information on data transmitted using information eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.
  • the terminals receive the PDCCH and receive the PDSCH indicated by "B" and "C" through the received PDCCH information.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe carries control information.
  • It may be divided into a region to which a PUCCHCPhysical Uplink Control CHannel) is allocated and a region to which a PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel) carrying user data is allocated.
  • a PUCCHCPhysical Uplink Control CHannel Physical Uplink Control CHannel
  • a PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain. Control information transmitted on the PUCCH is used for HARQ
  • Multiple—Output is a method of using a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas, which can improve data transmission and reception efficiency. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or the receiving end of the wireless communication system, it is possible to increase capacity and improve performance.
  • MIM0 may be referred to as a “multi-antenna”.
  • multi-antenna technique it does not rely on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multi-antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a specified sal area, or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. This technique can also be widely used in mobile communication terminals, repeaters, and the like. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • FIG. 7 is a block diagram of a general multi-antenna (MIM0) communication system.
  • NT transmitting antennas are provided at the transmitting end
  • NR receiving antennas are provided at the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved.
  • the maximum transmission rate when using one antenna is Ro
  • the transmission rate when using multiple antennas is theoretically, the maximum transmission rate as shown in Equation 1 below. It is possible to increase Ro by multiplying the rate of increase rate Ri. Where Ri is the smaller of NT and NR.
  • R f min (N T , N)
  • transmission information may be represented by a vector such as Equation 2 below.
  • Equation 3 In addition, when S is represented using a diagonal matrix of transmission power " ⁇ ”, it is expressed as Equation 4 below. [81] [Equation 4]
  • the weight matrix plays a role of properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Such a transmission signal
  • Equation 5 y denotes a weight between the z th transmission antenna and the th information ⁇ W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the physical meaning of the tank of the channel matrix is the maximum number that can transmit different information in a given channel. So the channel matrix
  • the number of tanks 111 is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the tank of the matrix cannot be larger than the number of rows or columns.
  • the tank (rank (H)) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below.
  • each of the different information transmitted using the multi-antenna technology will be defined as a 'stream' or simply 'stream'.
  • a 'stream' may be referred to as a 'layer'.
  • the number of transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Therefore, the channel matrix H can be expressed as Equation 7 below.
  • mapping one or more streams to several antennas There may be various ways of mapping one or more streams to several antennas. This method can be described as follows according to the type of multiple antenna technology. When one stream is transmitted through multiple antennas, it can be seen as a spatial diversity scheme, and when multiple streams are transmitted through multiple antennas, it can be regarded as a spatial multiplexing scheme. Of course, the space diversity and space in between
  • channel state information (CSI) reporting will be described.
  • CSI channel state information
  • LTE standard there are two transmission schemes, an open-loop MIM0 operating without channel state information and a closed-loop MIM0 operating based on channel state information.
  • closed-loop MIM0 multiplexing of MIM0 antennas
  • each of the base station and the terminal may perform beamforming 3 ⁇ 4 based on the channel state information.
  • the base station instructs the terminal to feed back the channel state information (CSI) for the downlink signal by allocating a physical uplink control channel (PUCCH) or a physical uplink shared channel (PUSCH) to the terminal.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • the CSI is broadly classified into three types of information: RHRank Indicator (PHR), Precoding Matrix Index (PMI), and Channel Quality Indication (CQ I).
  • PHR RHRank Indicator
  • PMI Precoding Matrix Index
  • CQ I Channel Quality Indication
  • the RI represents the rank information of the channel as described above, and means the number of streams that the UE can receive through the same frequency-time rule.
  • the RI is fed back to the base station at a longer period than the PMI and CQI values.
  • PMI is a value that reflects the spatial characteristics of the channel.
  • CQI is a value indicating the strength of the channel means a reception SINR that can be obtained when the base station uses the PMI.
  • MU—multi-user MIM0 MIMO
  • the accuracy of CSI may have a significant effect on the interference of not only the terminal reporting the CSI but also other terminals to be multiplied. Therefore, the MU ⁇ MIM0 requires more accurate CSI reporting than the SU-MIM0.
  • the final PMI is defined as Wl, which is a long term and / or wideband (WB) PMI, and a short term and / or sub-band (SB) PMI. It was decided to design in W2.
  • WB wideband
  • SB sub-band
  • a long-term covariance matrix of channels may be used as shown in Equation 8 below.
  • W2 is a short rum PMI, so as to reflect the short team channel state information.
  • W is the codeword of the final codebook (in other words, the precoding matrix)
  • worm A is the norm of each column of the matrix ( norm ;> li
  • Equation 9 The specific structure of the existing W1 and W2 is shown in Equation 9 below.
  • NT denotes the number of transmit antennas
  • M denotes the number of columns of the matrix Xi
  • eMk, eMl, and eMm are heat vectors whose only kth, 1st, mth elements are 1, and the rest are 0, respectively, of M elements.
  • CCj , ⁇ J and Y are both unit norm
  • a complex value with norm indicating that the phase rotation at ion is applied to the k, 1, and m column vectors of the matrix Xi, respectively. i is greater than or equal to zero
  • Equation 9 the structure of the codeword is cross polarized antenna
  • antennas and when the spacing between antennas is tight for example, when the distance between adjacent antennas is usually less than half of the signal wavelength
  • the antennas are divided into horizontal antenna groups and vertical antenna groups.
  • Each antenna group has the characteristics of a ULA miform linear array antenna, and the two antenna groups co-locate.
  • the correlation between antennas of each group has the same linear phase increase (LPI) characteristic, and the correlation between antenna groups has a phase rotated characteristic.
  • LPI linear phase increase
  • the codebook is a quantized value of the channel, so the characteristics of the channel remain the same. It is necessary to design the codebook to reflect.
  • the ⁇ 1 codeword having the above-described structure may be illustrated as in Equation 10 below.
  • the codeword is represented by ⁇ J vector, and is structured as an upper vector and a lower vector J ⁇ , and each shows correlation characteristics between a horizontal antenna group and a vertical antenna group.
  • Second) is advantageously represented as a vector having a linear phase increase characteristic reflecting the correlation characteristics between antennas of each antenna group.
  • a discrete fourier transform (DFT) matrix may be used.
  • channel state information includes, but is not limited to, CQI, PMI, RI, and the like, and all of the CQI, PMI, and RI are transmitted according to the transmission mode of each UE. Only some of them are sent.
  • the case where the channel state information is periodically transmitted is called periodic reporting, and the case where the channel state information is transmitted by the request of the base station is called aperiodic reporting.
  • aperiodic reporting a request bit included in uplink scheduling information provided by the base station is transmitted to the terminal. Thereafter, the terminal transmits channel state information considering the transmission mode to the base station through an uplink data channel (PUSCH).
  • PUSCH uplink data channel
  • a period and an offset in a corresponding period are signaled in sub-frame units in a semi-static manner through a higher layer signal for each terminal.
  • Each terminal delivers channel state information considering a transmission mode to a base station through an uplink control channel (PUCCH) at predetermined intervals. If uplink data exists simultaneously in a subframe that transmits channel state information, the channel state information is transmitted through the uplink data channel (PUSCH) together with the data.
  • the base station considers the channel situation of each terminal and the distribution of the terminal distribution in the cell, and makes transmission suitable for each terminal.
  • the timing information is transmitted to the terminal.
  • the transmission timing information includes a period for transmitting channel state information, an offset, and the like, and may be transmitted to each terminal through an RRC message.
  • the CQI reporting mode is divided into WB CQI and SB CQI according to the CQI feedback type, and is divided into a PMI member (No PMI) and a single PMI according to whether PMI is transmitted.
  • Each UE receives information consisting of a combination of a period and an offset to periodically report the CQI through RRC signaling.
  • FIG. 9 illustrates an example of transmitting channel state information when the terminal receives information indicating ⁇ period '5' and offset ' ⁇ .
  • the UE sets five subframes with an offset of one subframe in the direction of increasing the subframe index from the 0th subframe.
  • Channel state information is transmitted in subframe units.
  • Channel status information is basically
  • the subframe index is a combination of a system frame number (or radio frame index) (nf) and a slot index (ns, 0 to 19).
  • the subframe consists of two slots, so the subframe index is
  • the type of transmitting only WB CQI transmits CQI information for the entire band in a subframe corresponding to every CQI transmission period.
  • the PMI also needs to be transmitted according to the PMI feedback type as shown in FIG. 8, the PMI information is transmitted together with the CQI information.
  • WB CQI and SB CQI are transmitted alternately.
  • the system band consists of 16 RBs.
  • the system band consists of two bandwidth parts (BP), each BP consists of two subbands (SBO, SB1), and each SB consists of four RBs.
  • BP bandwidth parts
  • SB subbands
  • each SB consists of four RBs.
  • the number of BPs and the size of each SB may vary according to the size of a system band.
  • the number of SBs constituting each BP may vary according to the number of RBs, the number of BPs, and the size of SBs. [120]
  • the first CQI transmission In the case of transmitting both WB CQI and SB CQI, the first CQI transmission
  • a CQI for an SB having a good channel state among SB0 and SB1 and an index (eg, Subband Selection Indicator, SSI) of the corresponding SB are transmitted. Then, in the next CQI transmission subframe
  • the CQI for the SB having a good channel state and the index of the corresponding SB are transmitted.
  • the CQI information for each BP is sequentially transmitted.
  • CQI information for each BP may be sequentially transmitted 1 to 4 times between two WB CQIs. For example, when CQI information about each BP is sequentially transmitted once between two WB CQIs, they may be transmitted in the order of WB CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BP1 CQI ⁇ WB CQI.
  • WBCQI ⁇ BPO CQI ⁇ BP1 CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BP1CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BP1 CQI ⁇ BPO CQI ⁇ BP1 CQI ⁇ WB CQI Can be sent.
  • Information on how many times each BP CQI will be sequentially transmitted is signaled in an upper layer (eg, RC layer).
  • FIG. 11 (a) shows an example in which both the WB CQI and the SB CQI are transmitted when the UE is signaled with information indicating ⁇ period '5' and offset '1' ⁇ .
  • CQI can only be sent corresponding to a frequency and offset signaling regardless of the type sub-program i frame.
  • FIG. 1Kb illustrates a case in which RI is additionally transmitted in the case of FIG. 11 (a).
  • the RI may be signaled from a higher tradeoff (eg RRC layer) in a combination of how many times the WB CQI transmission period is transmitted and the offset in that transmission period.
  • the offset of the RI is signaled as a value relative to the offset of the CQI. For example, if the offset of the CQI is '1' and the offset of the RI is '0', the RI has the same offset as the CQI.
  • the offset of RI is defined as 0 and a negative value. Specifically, FIG.
  • the RI transmission period is one times the WB CQI transmission period and the RI offset is in the same environment as that of FIG. 11 (a). Since the transmission period of the RI is 1 times the transmission period of the WB CQI, the transmission period of the channel state information is substantially the same. Since the RI is an offset, the RI is transmitted based on the offset '1' of the CQI (ie, subframe 0) in FIG. 11 (a). If the offset of the RI is '0', the WB CQI overlaps with the transmission subframes of the RI.
  • FIG. 12 illustrates periodic reporting of channel state information under discussion in the LTE ⁇ A system.
  • the mode 2-1 sets the PTKPrecoder Type Indication parameter, which is a 1-bit indicator, and considers the periodic reporting mode divided into two types as shown in FIG. have.
  • W1 and W2 represent hierarchical codebooks described with reference to Equations 8-9. Both W1 and W2 must be determined to combine them to determine the complete precoding matrix W.
  • Report 1 reports RI and 1-bit PTI values.
  • nf is the system frame number
  • ns represents a slot index in a radio frame.
  • floorO represents the rounding function
  • a mod B represents the remainder of A divided by B.
  • the MRI is a higher layer Determined by signaling.
  • N offset, RI represents a relative off value for RI
  • the transmission time of Report 1 and Report 2 does not overlap each other.
  • the UE calculates RI, Wl, and W2 values, they are calculated in association with each other. For example, W1 and W2 are calculated depending on the RI value, and W2 is calculated depending on W1.
  • the base station can know the final W from W1 and W2.
  • FIG. 13 illustrates CSI feedback in submode 1 of mode 1-1 of FIG. 8.
  • submode 1 and submode 2 exist in the PUCCH feedback mode 1-1, when the dual codebook is used. 13 shows an example of submode 1.
  • FIG. Wideband W2 and wideband CQI are set to offset 1 and period 2
  • RI and W1 are set to offset 0 and period 16.
  • W1 is subsampled as shown in Table 1. This is to report information at low coding rate by reducing payload size of RI and W1. Since RI is a value referenced by the remaining PMIs and CQIs, the RI must be encoded at a low coding rate so that decoding errors do not occur in the RI values.
  • Illustrate ⁇ As described above, in the PUCCH feedback mode 1-1, when the dual codebook structure is used, submode 1 and submode 2 exist. 14 is an example for submode 2.
  • FIG. Wideband W1 / W2 and wideband CQI were set to offset 1 and period 2.
  • RI was set to offset 0, period 16.
  • the CSI information is reported to the base station through the PUCCH format 2. That is, CSi information may be transmitted within 11 bits, which is a payload size of PUCCH format 2. Therefore, the codebook should be subsampled so that the payload of type 2c does not exceed 11 bits in total.
  • the 8Tx codebook is subsampled as shown in Table 2 below ⁇ , W27 ⁇ and reported as type 2c.
  • 8Tx Wl for rank 1 and 8Tx W1 for tank 2 are the same.
  • the i th PMI and i + 1 th PMI of W1 share two overlapping DFT vectors.
  • the channel can be fed back more accurately.
  • the PMI of the even-numbered W1 may be limited to the even-numbered subsampling.
  • the UE can still express all 32 DFT vectors using the subsampled W1, thereby minimizing performance degradation.
  • FIG. 15 illustrates CSI feedback in mode 2-1 of FIG. 8.
  • PUCCH feedback mode 2-1 is defined in two ways according to the PTI value when using the dual codebook structure.
  • (A) of FIG. 15 shows a case where PTI is 0, and (b) shows a case where PTI is 1 An example is shown.
  • FIG. 15A in the PUCCH feedback resource opened at offset 1 and period 2, wideband W1 is reported in 8 subframe periods, and wideband W2 and CQI are reported in the rest. RI and PTI were set to period 16, offset 0.
  • PTI is set to 1 in FIG. 15B, L bit information indicating a subband W2, a subband CQI, and a subband index is reported.
  • the 8Tx codebook W2 is subsampled in the type la report in which the subband W2, the subband CQI, and the L bit information indicating the subband index are reported together. Through such subsampling, information can be transmitted within 11 bits, which is the payload size of PUCCH format 2.
  • the W2 codewords of rank 2 report only 0, 2, 4 and 6. These values serve to select the beam of one beam group constituting W1 to generate the final codebook. For example, when W1 is configured as shown in the following equation, if codeword 0 of W2 is selected, the final codebook W uses w n only. In Equation 11 below, wll, wl2, wl3, and wl4 represent 4x1 column vectors.
  • codeword 2 of W2 is selected, the final codebook W is determined using w only. If codeword 4 of W2 is selected, final codebook is determined using 30,000. If codeword 6 of W2 is selected, final codebook W is selected. Is determined using 4 only.
  • Table 3 below shows codebook subsampling in PUCCH pod 2-1. mod represents a modular operation.
  • the CSI reporting type may be set to various types of types.
  • the CSI reporting type defined in LTE release -10 is as follows.
  • Type 1 reporting supports CQI feedback for UE selection subbands.
  • Type la reporting supports narrowband CQI and second PMI feedback / Type 2, Type 2b, and Type 2c reporting support wideband CQI and PMI feedback.
  • Type 2a reporting supports wideband PMI feedback.
  • Type 3 reporting supports RI feedback.
  • Type 4 reporting supports wideband CQI.
  • Type 5 reporting supports RI and wideband PMI feedback.
  • Type 6 reporting supports RI and PTI feedback.
  • the ⁇ codebook can be expressed as the product of two matrices as follows.
  • the inner precoder W i and the outer precoder W 2 represent the wideband / long-term channel characteristics and the narrowband / short term channel characteristics, respectively.
  • ⁇ Can be set as follows: .
  • codebook W2 for rank 2 may be set as follows.
  • W2 has a form in which two Y vectors are vertically concatenated, and the lower Y vector is multiplied by one of 1, -1, j, _j, and the horizontal angle in the X ⁇ pol antenna ( phase rotation between the horizontal and vertical beam groups
  • Equation 15 The values of 1, _1, j, ⁇ j are commonly referred to as co-phasor factors. Similarly, in Equation 15, (1, -1) and (j, -j) are considered as mutual interphase factors.
  • the index of W1 is defined as il, and il is equal to the index ⁇ value of W1 in the above-described equation of the 4Tx codebook.
  • index of W2 is defined as shown in the following table.
  • a first embodiment of the present invention relates to a codebook subsampling method in submode 1 of PUCCH feedback ' mode 1-1.
  • the codeword of the 4Tx Wl codebook proposed in Equation 13 has some overlapping values.
  • Xn of each codeword is composed of the same vector set. example
  • Xn of the 0 th W1 codeword is ⁇ h 9l 9
  • Xn is It can be seen that it consists of the same column vector. This feature is identical to the i-th Wl codeword and the i + 8th W1 codeword. Therefore, when subsampling by 3 bits, it is effective to remove such overlapped wi. In the subsampling scheme of Table 5, only the codewords from 0 to 7 are subsampled in consideration of this feature so that W1 does not overlap.
  • a 4-bit payload may be transmitted in a type 5 report to increase a reception decoding probability.
  • a joint encoding method of RI and subsampled W1 may be applied as shown in Table 6 below. Since there are 9 hypotheses in total, it can be expressed in 4 bits.
  • the W1 indexes of rank 1 and rank 2 are the same.
  • Rank 2 are the same.
  • the subsampling methods of Tables 5 and 6 can be commonly used.
  • W1 of tank 1 may use Table 5 values
  • W1 of tank 2 may use Table 6 values.
  • rank 1 and rank 2 have eight and four hypotheses, respectively, so that a type 5 report can be transmitted using four bits.
  • a second embodiment of the present invention relates to a codebook subsampling method in submode 2 of PUCCH feedback mode 1-1.
  • the subsampling method of W1 / W2 in the type 2c report may be applied as shown in Table 7 below.
  • rank 1 may report only one of ⁇ 0,1,2,3,4,5,6,7 ⁇ as a W1 index, and report only one of ⁇ 0,2 ⁇ as a W2 index.
  • Tank 3, and 4 because the W1 code book identity matrix (identity matrix) separate signaling for W1 does not need to.
  • W1 is subsampled in the same manner as in Table 5.
  • the subsampling scheme of W2 is the same as 8Tx.
  • the selection vector of W2 is fixed to el, and the co-phasor factor of W2 is fixed. Only values can be selected. In this case, even if W1 is composed of ⁇ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ⁇ , the selection vector of W2 is fixed to el. Therefore, the final precoding matrix generated by multiplying W1 and W2 will use only the first 0 th to 7 th vectors of the 32 vectors of the 2x32 DFT matrix that is 16 times oversampled.
  • the precoding matrix is codebook
  • the subsampling method of W1 / W2 may be applied as shown in Table 9 in the Type 2c report.
  • Wl and W2 are represented by 3 bits and 1 bit, respectively, but in Table 9, Wl and W2 are represented by 2 bits and 2 bits, respectively, so that W2 and W2 are represented as 2 bits and 2 bits respectively.
  • the vector of W1 selected by el and the vector of e3 selected by e3 have orthogonal characteristics. If the frequency selectivity is large, the channel direction can be fed back more accurately by selecting el or e3 from the subband information W2.
  • W1 is subsampled in the same manner as in Table 6.
  • el and e3 can be selected as the selection vector of W2.
  • the selection vector of W2 can select only el and e3, not el, e2, e3, and e4. Therefore, the final precoding matrix generated by multiplying W1 and W2 uses only unevenly spaced vectors out of the 32 vectors of the 16 ⁇ oversampled 2 ⁇ 32 DFT matrix. That is, only the ⁇ 0,2,4,6,16,18,20,22 ⁇ th DFT vector is used.
  • the precoding matrix is driven in a specific direction in the codebook space, and thus performance may be degraded.
  • subsampling can be performed as shown in Table 10.
  • the final precoding matrix generated by multiplying W1 and W2 is ⁇ 0,4,8,12,16,20,24,0] distributed evenly among the 32 vectors of a 2x32 DFT matrix 16 times oversampled. 28th vector is used.
  • the third embodiment is another example of the 4Tx codebooks of Equations 12 to 15, and the first and second embodiments may be applied even when the codebook of the third embodiment is used.
  • the codebooks of Equations 12 to 15 and the codebook of the third embodiment described above differ only in some codewords (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) of W2 in tank 2 and all others are the same. Accordingly, when the codebook of the third embodiment is subsampled according to the first embodiment or the second embodiment, the subsampled codebooks are the same.
  • the 4 ⁇ codebook of the third embodiment may be expressed as a product of two matrices as follows. [192] [Equation 17]
  • the inner precoder W i and the outer precoder W 2 represent wideband / long term channel characteristics and narrowband / short term channel characteristics, respectively.
  • W ' may be set as follows.
  • the codebook W2 for rank 1 may be set as follows.
  • codebook for tank 2 may be set as follows.
  • n n represents a four element selection vector in which the n th element has a value of 1 and all the rest have zero values.
  • the index of W1 is defined as il and il is equal to the index ⁇ value of W1 in the above-described equation of the 4Tx codebook.
  • index of W2 is defined as shown in the following table.
  • step S161 the UE subsamples the first codebook associated with the first Precoding Matrix Indicator (PMI) and the second codebook associated with the second PMI according to the reporting submode for the four antenna ports.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • step S163 the terminal reports channel state information based on the subsampled first codebook and the second codebook.
  • the first codebook index for the first PMI is determined to be one of 0, 4, 8, and 12. If the RI is 1, the second codebook index for the second PMI is determined to be one of 0, 2, 8, and 10. When the RI is 2, the second codebook index for the second PMI may be determined as one of 0, 1, 4, and 5.
  • the same principle proposed in the present invention may be applied to uplink MIM0 transmission and reception for transmission.
  • FIG. 17 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • the communication takes place between the base station and the relay, and communication is performed between the relay and the terminal in the access link. Therefore, the base station or the terminal illustrated in the figure may be replaced with a relay according to the situation.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 1710 and a terminal (UE).
  • BS base station
  • UE terminal
  • Base station 1710 includes a processor 1712, a memory 1714, and wireless.
  • the processor 1712 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed by the present invention.
  • Memory 1714 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed by the present invention.
  • Terminal 1720 includes a processor 1722, a memory 1724, and an RF unit 1726.
  • the processor 1722 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed by the present invention.
  • the memory 1724 is connected with the processor 1722 and stores various information related to the operation of the processor 1722.
  • RF unit 1726 is . It is coupled with the processor 1722 and transmits and / or receives wireless signals.
  • the base station 1710 and / or the terminal 1720 may have a single antenna or multiple antennas. The above-described embodiments are not limited to the components of the present invention.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node in some cases. That is, it is apparent that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNodeB (eNB), an access point, and the like.
  • An embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware and firmware.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • Software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the present invention can be used in a wireless communication device such as a terminal, a relay, a base station, and the like.

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 스템에서 단말이 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 전송하는 방법은, 4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제1 PMI (Precoding Matrix Indicator)와 연관된 제1 코드북 및 제2 PMI와 연관된 제2 코드북을 서브샘플링(subsampling)하는 단계; 및 서브샘플링된 제1 코드북 및 제2 코드북을 기초로 채널상태정보를 보고하는 단계를 포함하고, RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우, 제1 PMI를 위한 제1 코드북 인덱스는 0, 4, 8 및 12 중 하나로 결정되고, RI가 1인 경우, 제2 PMI를 위한 제2 코드북 인덱스는 0, 2, 8 및 10 중 하나로 결정되고, RI가 2인 경우, 제2 PMI를 위한 제2 코드북 인덱스는 0, 1, 4 및 5 중 하나로 결정될 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 채널상태정보 전송 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는， 무선 통신 시스템에서 서브샘플링 (subsampling)을 이용하여 채널상태정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution, 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템 에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도 면이다. E-UMTS( Evolved Univers l Mobile Telecommunications System) 入 ]스템은 기존 UMTSCUni versa 1 Mobile Teleco隱 unicat ions System)에서 진화한 시스템으로서， 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E— UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E— UMTS의 기술 규격 (technical specification)^ 상세한 내용은 각각 "3rd Generat ion Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network"≤ Release 7과 Release 8을 참 조할 수 있다.
[4] 도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment, UE)과 기지국 (eNodeB, eNB, 네트워크 (E— UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 샐이 존재한다. 셀은 1.25， 2.5， 5， 10， 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한 다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수 의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케즐링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 / 주파수 영역， 부호화， 데이터 크기， HARQCHybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향 링크 (Up link, UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링 크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파 수 영역， 부호화, 데이터 크기. HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network, CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리 한다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만， 사용자와 사 업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한， 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력올 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비 트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용， 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
[7] MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 기술은 지금까지 한 개의 전송안테나 와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여， 다중전송안테나와 다중수신안테 나를 채택하여 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 무선통신 시스템의 송신단 (transmitting end) 혹은 수신단 (receiving end)에서 다중안테나를 사 용하여 용량을 증대시키거나 성능을 개선하는 기술이다. MIM0 기술을 다중 안테나 기 술로 칭할 수도 있다.
[8] 다중 안테나 전송을 지원하기 위하여 전송 정보를 각각의 안테나에 채널 상 황 등에 따라 적절하게 분배해주는 프리코딩 행렬을 적용할 수 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[9] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 채널상 태정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
[10] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하 는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[11] 상기 문제점을 해결하기 위하여， 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 스 템에서 단말이 채널상태정보 (Channel State Information, CSI)를 전송하는 방법은， 4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제 1 PMI (Precocling Matrix Indicator)와 연관된 제 1 코드북 및 제 2PMI와 연관된 제 2 코드북을 서브샘플링 (subsampHng)하는 단계; 및 서브샘플링된 상기 제 1 코드북 및 상기 제 2 코드북을 기초로 채널상태정보 를 보고하는 단계를 포함하고, RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우, 상기 제 1 PMI 를 위한 제 1 코드북 인덱스는 0， 4, 8 및 12 중 하나로 결정되고， 상기 RI 가 1 인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 제 2 코드북 인덱스는 0， 2， 8 및 10 중 하나로 결정 되고， 상기 RI가 2인 경우， 상기 제 2PMI를 위한 제 2 코드북 인덱스는 0， 1, 4 및 5 중 하나로 결정될 수 있다ᅳ
[12] 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 단말은， R Radio Frequency) 유닛 ; 및 프로세서를 포함하고， 상기 프로세서 는， 4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제 1PMI (Precodin Matrix Indicator) 와 연관된 제 1 코드북 및 제 2 PMI와 연관된 제 2 코드북을 서브샘플링 (subsampHng) 하고, 서브샘플링된 상기 제 1 코드북 및 상기 제 2코드북을 기초로 채널상태정보를 보고하도록 구성되며， RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우, 상기 제 1 PMI를 위 한 제 1코드북 인덱스는 0, 4， 8 및 12중 하나로 결정되고, 상기 RI가 1인 경우， 상 기 제 2PMI를 위한 제 2 코드북 인덱스는 0， 2， 8 및 10중 하나로 결정되고， 상기 RI 가 2인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 제 2코드북 인덱스는 0, 1, 4 및 5중 하나로 결 정될 수 있다.
[13] 본 발명에 따른 상기 실시예들에 대하여 다음의 사항이 공통적으로 적용될 수 있다.
[14] 상기 RI가 3인 경우 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2코드북 인덱스는 0부 터 15까지의 정수 중 하나를 가질 수 있다.
[15] 상기 RI가 4인 경우, 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2코드북 인덱스는 0부 터 15까지의 정수 증 하나를 가질 수 있다.
[16] 상기 RI 가 1 인 경우， 상기 제 2코드북 인덱스는 다음의 수학식을 이용하여 결정되고，
[17] 2/層 2 + 4. \JPMJ2 i 2—
[18] 상기 IPMI2는 0 내지 3 중 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PMI의 값을 나 타낼 수 있다. [19] 상기 RI 가 2 인 경우, 상기 제 2 코드북 인덱스는 다음의 수학식을 이용하여 결정되고,
[20] 1 P 1 2 " J ΡΜΊ2 I 2j
[21] 상기 IPMI2는 0 내지 3 증 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PMI 의 값을 나 타낼 수 있다.
[22] 상기 제 1PMI는 광대역 장기간의 PMI에 해당하고， 상기 제 2PMI는 협대역 단 기간의 PMI에 해당하며， 최종 PMI는 상기 제 1PMI와 상기 제 2PMI에 의하여 결정될 수 있다.
[23] 상기 보고 서브모드는 PMI 및 광대역 CQI (Channel Quality Indicator)를 보 고하는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 모드 1—1의 제 2 서브모드일 수 있 다.
[24] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며， 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】 [25] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 서브샘플링 (subsampling) 을 이용하여 채널상태정보를 효율적으로 전송할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
[26] 본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으 며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[27] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는， 첨부 도 면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고， 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상 을 설명한다.
[28] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
[29] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용 자평면 (User Plane) 구조를 예시한다. [30] 도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신 호 전송 방법을 예시한다.
[31] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[32] 도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[33] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[34] 도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성을 예시한다.
[35] 도 8 내지 도 11은 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다.
[36] 12 는 LTE-A 시스템에서 논의 중인 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다.
[37] 도 13은 도 8의 모드 1—1 의 서브모드 (submode) 1에서 CSI 피드백을 예시한 다.
[38] 도 14는 도 8의 모드 1-1 의 서브모드 (submode) 2에서 CSI 피드백을 예시한 다.
[39] 도 15는 도 8의 모드 2-1에서 CSI 피드백을 예시한다.
[40] 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널상태정보 보고 방법의 흐름도이다.
[41] 도 17은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말올 나타낸다. 【발명을 실시를 위한 형태】
[42] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성， 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP시스템에 적용된 예들이다.
[43] 본 명세서는 LTE시스템 및 LTE-A시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한， 본 명세서는 FDD방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
[44] 도 2는 3GPP무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment， UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다ᅳ 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터， 예를 들어， 음성 데！이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.,
[45] 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 (InfomaUon Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control) 계층과는 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다ᅳ 구체적으로， 물리채널은 하향 링크에서 OFDMCOrthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고， 상향 링크에서 SC—FDM Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
[46] 제 2계충의 매체접속제어 (Medium Access Control, MAC) 계층은
논리채널 (Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control， RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계충의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RIX 계충의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2계충의 PDCP( Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[47] 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer, RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re-configurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해， 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session
Management)와 이동성 관리 (Mobility Management) 등의 기능을 수행한다. [48] 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10. 15. 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 씰은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
[49] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH( Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고， 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RA KRandom Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH( Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control
Channel), PCCH( Paging Control Channel ) , CCCH( Common Control Channel),
MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다.
[50] 도 3은 3GPP시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[51] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 샐에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 샐 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고， 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송
채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 샐 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 샐 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[52] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[53] 한편， 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physicai Random Access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대웅하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 웅답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 충돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[54] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널 (Physical
Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여
하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information, DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
[55] 한편， 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이
기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크 /상향 링크 ACK/NACK 신호，
CQI (Channel Quality Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) , RKRank Indicator) 등을 포함한다.3GPP LTE 시스템의 경우， 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[56] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[57] 도 4를 참조하면， 무선 프레임 (radio frame)은 10ms (327200 XTs)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임 (subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯 (slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360xTs)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=l/(15kHzX2048)=3.2552xi0-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고， 주파수 영역에서 복수의 자원블록 (Resource Block, RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파 x7(6)개의 0FDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI (Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고， 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다. [58] 도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
[59] 도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다.
서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고， 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid— ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
[60] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고， 각각의 REG는 셀 ID Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 REXResource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shi ft Keying)로 변조된다.
[61] PHICH는 물리 HARQ Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 샐 특정 (cellᅳ specific)하게 스크램블 (scrambl ing) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며， BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자 (Spreading Factor, SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복 (repetition)된다. [62] PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서., η은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및
DL-SCH( Down link- shared channel)의 자원할당과 관련된 정보， 상향 링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH( Paging channel) 및 DL-SCH ( Down 1 ink- shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서， 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
[63] PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며， 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어， 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI (Radio Network Temporary Identity)로 CRC마스킹 (masking)되어 있고， 'Έ"라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보 (예, 전송 블록 사이즈， 변조 방식， 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우， 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고， "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면， 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고， 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
[64] 도 6은 LTE시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[65] 도 6을 참조하면， 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는
PUCCHCPhysical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다.
서브프레임의 중간부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는
ACK/NACK, 하향 링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Quality Indicator), MIM0를 위한 RKRank Indicator), 샅향 링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록올 사용한다. 즉， PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH. m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
[66] 다중 안테나 (MIM0) 시스템
[67] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Muitiple-Input
Multiple— Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서 , 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다.
[68] 다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 (fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 샐 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나， 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
[69] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고， 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서， 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면， 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는， 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
[70] 【수학식 1】
[71] Rf = min(NT,N [72] 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스 ¾에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후ᅳ 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며， 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[73] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구， 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[74] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， NT개의 송신 나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[75] 【수학식 2】
전력을 다르게
Figure imgf000013_0001
，， 면면，, 전전송송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[78] 【수학식 3]
Figure imgf000013_0002
[80] 또한， S를 전송 전력의 대각행렬 "^를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다. [81] 【수학식 4】
[82]
Figure imgf000014_0001
적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호 (transmitted signal)
Figure imgf000014_0002
구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
2 백터 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 y는 z 번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가중치를 의미한다ᅳ W는 가중치 행렬 (weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
[85]
Figure imgf000014_0003
[86] [87] 일반적으로， 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의
¾크( 111 는 서로 독립인 (independent) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중쎄서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (cohmm)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면， 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
[88] 【수학식 6】
[89] rank(H)≤mm(NT,NR)
[90] 또한， 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림 (Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[91] 【수학식 7】 [92] # ° streamS - Γαη^β) ~ ^ 1
Figure imgf000015_0001
, W R)
[93] 여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[94] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간
멀티플렉싱의 흔합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
[95] 채널상태정보 (CSI) 피드백
[96] 이하， 채널 상태 정보 (channel state information, CSI) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open-loop) MIM0와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIM0두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히， 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 안테나의 다중화 이득 (multiplexing gam)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 빔포 ¾을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해， 단말에게 PUCCH( Physical Uplink Control CHannel) 또는 PUSCH( Physical Uplink Shared CHarmel)를 할당하여 하향링크 신호에 대한채널 상태 정보 (CSI)를 피드백 하도록 명령한다.
[97] CSI는 RHRank Indicator), PMI (Precoding Matrix Index), CQ I (Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI는 상술한 바와 같이 채널의 랭크 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수 -시간 자왐을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한， RI는 채널의 통텀 페이딩 (long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
[98] 두 번째로, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR등의
메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
[99] LTE-A표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU— MIMO (multi-user MIM0)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티 (multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다ᅳ MU-MIM0에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에， CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라， 다증화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서， MUᅳ MIM0에서는 SU-MIM0에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
[100] 이에 , LTE-A표준에서는 최종 PMI를 통텀 (long term) 및 /또는 광대역 (WB, wideband) PMI인 Wl와 숏텀 (short term) 및 /또는 서브밴드 (SB, sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
[101] 상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 8과 같이 채널의 통텀 공분산 행렬 (long-term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
[102] 【수학식 8】
「 W = norm( V 2) [104] 수학식 8에서 W2는 숏럼 PMI로서， 숏팀 채널 상태 정보를 반영하기 위해
구성된 코드북의 코드워드이고, W은 최종 코드북의 코드워드 (다른 말로, 프리코딩 행렬)이며， worm A)은 행렬 의 각 열의 노름 (norm; >l i로
정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
[105] 기존 W1과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[106] 【수학식 91 t/2 by M matrix.
(if rank = r) , where \ <k,l,m≤M and k, /, m are integer.
Figure imgf000017_0001
[108] 여기서， NT는 송신 안테나의 개수를 나타내고, M은 행렬 Xi의 열의 개수로서 행렬 Xi에는 총 M개의 후보 열백터가 있음을 나타낸다. eMk, eMl, eMm는 M개의 원소 중 각각 k번째, 1번째， m번째 원소만 1이고 나머지는 0인 열백터로서 Xi의 k번째ᅳ
1번째， m번째 열백터를 나타낸다. CCj ， ^J 및 Y 는 모두 단위 노름 (unit
norm)을 갖는 복소 값으로서， 각각 행렬 Xi의 k번째， 1번째， m번째 열백터를 골라낼 때 이 열백터에 위상 회전 (phase rot at ion)을 적용함을 나타낸다. i는 0 이상의
정수로서 을 지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다. j는 0 이상의 정수로서 W2를
지시하는 PMI 인덱스를 나타낸다.
[109] 수학식 9에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나 (cross polarized
antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어， 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채널의 상관관계 (correlation)
특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹 (horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹 (vertical antenna group)으로
구분 할 수 있는데， 각 안테나 그룹은 ULA miform linear array) 안테나의 특성을 가지며， 두 안테나 그룹은 공존 (co-located)한다.
[110] 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계는 동일한 선형 위상 증가 (LPI) 특성을 가지며， 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 갖는다.
결국 코드북은 채널을 양자화 (quantization)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 ¾크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다.
[111] 【수학식 10]
Figure imgf000018_0001
Λ^송신안테나의개수) X 1
[113] 위 수학식 10에서 코드워드는 、 J 백터로 표현되고， 상위 백터 와 하위 백터 J Λ 로 구조화 되어있으며， 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. 초 )는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성올 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 백터로 표현하는 것이 유리하며， 대표적인 예로
DFT(discrete fourier transform) 행렬을 이용할 수 있다.
[114] 앞에서 설명한 바와 같이， LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI)는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI, PMI, RI 등을 포함하며， 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI, PMI, RI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (periodic report ing)라고 하며， 채널 상태 정보가 기지국의 요청에 의해서 전송되는 경우를 비주기적 보고 (aperiodic reporting)라고 한다. 비주기적 보고의 경우, 기지국이 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함되어 있는 요청 비트 (request bit)가 단말에게 전송된다. 그 후， 단말은 자신의 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)를 통해서 기지국에게 전달한다. 주기적 보고의 경우， 각 단말 별로 상위계층 신호를 통해 반 -정적 (semi-static) 방식으로 주기와 해당 주기에서의 오프셋 등이 서브프레임 단위로 시그널링된다. 각 단말은 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 정해진 주기에 따라 상향링크 제어 채널 (PUCCH)을 통해 기지국에 전달한다. 채널 상태 정보를 전송하는 서브프레임에 상향링크 데이터가 동시에 존재하면， 채널 상태 정보는 데이터와 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)을 통해 전송된다. 기지국은 각 단말의 채널 상황 및 셀 내의 단말 분포 상황 둥을 고려하여 각 단말에 적합한 전송 타이밍 정보를 단말에게 전송한다. 전송 타이밍 정보는 채널 상태 정보를 전송하기 위한 주기， 오프셋 등을 포함하며， RRC 메시지를 통해 각 단말에게 전송될 수 있다.
[115] 도 8 내지 도 11은 LTE에서 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다.
[116] 도 8을 참조하면, LTE 시스템에는 4가지 CQI 보고 모드가 존재한다.
구체적으로， CQI 보고 모드는 CQI 피드백 타입에 따라 WB CQI와 SB CQI로 나눠지고， PMI 전송 여부에 따라 PMI 부재 (No PMI)와 단일 (single) PMI로 나눠진다. 각 단말은 CQI를 주기적으로 보고하기 위해 주기와 오프셋의 조합으로 이뤄진 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송받는다.
[117] 도 9는 단말이 {주기 '5'， 오프셋 'Γ}을 나타내는 정보를 시그널링 받은 경우에 채널 상태 정보를 전송하는 예를 나타낸다. 도 9를 참조하면， 주기가 '5'이고 오프셋 '1'을 나타내는 정보를 받은 경우에 단말은 0번째 서브프레임으로부터 서브프레임 인덱스의 증가 방향으로 한 서브프레임의 오프셋을 두고 5개의
서브프레임 단위로 채널 상태 정보를 전송한다. 채널 상태 정보는 기본적으로
PUCCH를 통해 전송되지만， 동일 시점에 데이터 전송을 위한 PUSCH가 존재하면 채널 상태 정보는 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송된다. 서브프레임 인덱스는 시스템 프레임 번호 (또는 무선 프레임 인덱스) (nf)와 슬롯 인덱스 (ns, 0~19)의 조합으로 이뤄진다. 서브프레임은 2개의 슬롯으로 이뤄지므로 서브프레임 인덱스는
10*nf+floor(ns/2)로 정의될 수 있다. floorO는 내림 함수를 나타낸다.
[118] WB CQI만을 전송하는 타입과 WB CQI와 SB CQI를 모두 전송하는 타입이 존재한다. WB CQI만을 전송하는 타입은 매 CQI 전송 주기에 해당하는 서브프레임에서 전체 대역에 대한 CQI 정보를 전송한다. 한편， 도 8에서와 같이 PMI 피드백 타입에 따라 PMI도 전송해야 하는 경우에는 PMI 정보를 CQI 정보와 함께 전송한다. WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우, WB CQI와 SB CQI는 번갈아 전송된다.
[119] 도 10은 시스템 대역이 16개의 RB로 구성된 시스템을 예시한다. 이 경우, 시스템 대역은 두 개의 BP(Bandwidth Part)로 구성되고 (BPO, BP1), 각각의 BP는 두 개의 SB(subband)로 구성되며 (SBO, SB1), 각각의 SB는 4개의 RB로 구성된다고 가정한다. 상기 가정은 설명을 위한 예시로서， 시스템 대역의 크기에 따라 BP의 개수 및 각 SB의 크기가 달라질 수 있다. 또한， RB의 개수， BP의 개수 및 SB의 크기에 따라 각각의 BP를 구성하는 SB의 개수가 달라질 수 있다. [120] WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우， 첫 번째 CQI 전송
서브프레임에서 WB CQI를 전송하고, 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 BP0에 속한
SB0과 SB1 중에서 채널 상태가 좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인덱스 (예， Subband Selection Indicator, SSI)를 전송한다. 그 후， 다음 CQI 전송 서브프레임에서는
BP1에 속한 SB0과 SB1 중에서 채널 상태가 좋은 SB에 대한 CQI와 해당 SB의 인덱스를 전송하게 된다. 이와 같이， WBCQI를 전송한 후， 각 BP에 대한 CQI 정보를 순차적으로 전송하게 된다. 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보를 순차적으로 1~4번까지 전송할 수 있다. 예를 들어， 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 1번 순차적으로 전송될 경우， WB CQI → BPO CQI → BP1 CQI → WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 또한， 두 WB CQI 사이에 각 BP에 대한 CQI 정보가 4번 순차적으로 전송될 경우 WBCQI → BPO CQI → BP1 CQI → BPO CQI → BP1CQI → BPO CQI → BP1 CQI → BPO CQI → BP1 CQI → WB CQI 순으로 전송될 수 있다. 각 BP CQI가 몇 번 순차적으로 전송될 것인지에 관한 정보는 상위 계층 (예, RC 계층)에서 시그널링된다.
[121] 도 11(a)는 단말이 {주기 '5'， 오프셋 '1'}을 나타내는 정보를 시그널링 받은 경우에 WB CQI와 SB CQI를 모두 전송하는 예를 나타낸다. 도 11(a)를 참조하면， CQI는 종류에 상관없이 시그널링된 주기와 오프셋에 해당되는 서브프ᅵ레임에서만 전송될 수 있다.
[122] 도 1Kb)는 도 11(a)의 경우에서 RI가 추가로 전송되는 경우를 나타낸다. RI는 WB CQI 전송 주기의 몇 배수로 전송되는지와 그 전송 주기에서의 오프셋의 조합으로 상위 계충 (예 RRC 계층)으로부터 시그널링될 수 있다. RI의 오프셋은 CQI의 오프셋에 대한 상대적인 값으로 시그널링된다. 예를 들어， CQI의 오프셋이 '1'이고 RI의 오프셋이 '0'이라면， RI는 CQI와 동일한 오프셋을 가지게 된다. RI의 오프셋은 0과 음수인 값으로 정의된다. 구체적으로， 도 11(b)는 도 11(a)와 동일한 환경에서 RI의 전송 주기가 WB CQI 전송 주기의 1배이며， RI의 오프셋이 인 경우를 가정한다. RI의 전송 주기는 WB CQI 전송 주기의 1배이므로 채널 상태 정보의 전송 주기는 사실상 동일하다. RI는 오프셋이 이므로, RI는 도 11(a)에서의 CQI의 오프셋 '1'에 대한 (즉 , 0번 서브프레임)을 기준으로 전송된다. RI의 오프셋이 '0'이면 WB CQI와 RI의 전송 서브프레임이 겹치게 되며， 이 경우 WB CQI를
드랍 (dropping)하고 RI를 전송한다. [123] 도 12는 LTEᅳ A 시스템에서 논의 중인 채널 상태 정보의 주기적 보고에 대해 예시한다. 기지국이 8개의 전송 안테나를 갖을 때 모드 2-1의 경우 1-비트 지시자인 PTKPrecoder Type Indication) 파라미터를 설정하며， ΡΉ 값에 따라， 도시한 바와 같이 두 가지 형태로 세분화된 주기적 보고 모드를 고려하고 있다. 도면에서， W1과 W2는 수학식 8~9를 참조하여 설명한 계층적 코드북을 나타낸다. W1과 W2가 모두 정해져야 이들을 결합하여 완성된 형태의 프리코딩 행렬 W가 결정된다.
[124] 도 12를 참조하면， 주기적 보고의 경우， Report 1， Report 2， Report 3에 해당하는 서로 다른 내용의 보고가 서로 다른 반복 주기에 따라 보고된다. Report 1은 RI와 1-비트 PTI 값을 보고한다. Report 2는 WB(WideBand) Wl (PTI=0일 때 ) 또는 WB W2 및 WB CQI (ΡΤΙ=1일 때)를 보고한다. Report 3은 WB W2 및 WB CQI (PTI=0일 때) 또는 SB(Subband) W2 및 SB CQI (PTI=1일 때)를 보고한다.
[125] Report 2와 Report 3은 서브프레임 인덱스가 (10*nf+f loor(ns/2)-N오프셋， CQI) mod (NC)=0를 만족하는 서브프레임 (편의상， 제 1서브프레임 세트로 지칭)에서 전송된다. N오프셋, CQI는 도 9에서 예시한 PMI/CQI 전송을 위한 오프셋 값에
해당한다. 또한ᅳ Nc는 인접한 Report 2또는 Report 3간의 서브프레임 간격을 나타낸다. 도 12는 N오프셋， CQI=1 및 Nc=2인 경우를 예시하며， 제 1서브프레임 세트는 홀수 인덱스를 갖는 서브프레임들로 구성된다. nf는 시스템 프레임 번호
(또는 무선 프레임 인덱스)를 나타내고， ns는 무선 프레임 내에서 슬롯 인덱스를 나타낸다. floorO는 내림 함수를 나타내고, A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 나타낸다.
[126] 제 1서브프레임 세트 내의 일부 서브프레임 상에 Report 2가 위치하고， 나머지 서브프레임 상에 Report 3가 위치한다. 구체적으로， Report 2는 서브프레임 인덱스가 (10*nf+floor(ns/2)— N오프셋， CQI) mod (H*Nc)=0를 만족하는 서브프레임 상에 위치한다. 따라서， H*Nc의 간격마다 Report 2가 전송되고， 인접한 Report 2사이에 있는 하나 이상의 제 1서브프레임들은 Report 3 전송으로 채워진다. PTI=0일 경우 Η=Μ이고， Μ은 상위 계층 시그널링에 의해 정해진다. 도 12는 Μ=2인 경우를 예시한다. ΡΠ=1일 경우 H=J*K+1이고, K는 상위 계층 시그널링에 의해 정해지며， J는
BP(bandwidth part)의 개수이다. 도 12는 J=3 및 K=l인 경우를 예시한다..
[127] Report 1은 서브프레임 인텍스가 (10*nf+f loor(ns/2)-N오프셋, CQI-N오프셋， RI) mod (MRI*(J*K+l)*Nc)=0을 만족하는 서브프레임에서 전송되며， MRI는 상위 계층 시그널링에 의해 정해진다. N오프셋, RI는 RI를 위한 상대 오프^ 값을 나타내며， 도 12는 MRI=2 및 N오프엣， RI=— 1인 경우를 예시한다. N오프셋, RI=— 1에 의해， Report 1과 Report 2의 전송 시점이 서로 겹치지 않게 된다. 단말이 RI， Wl, W2 값을 계산 시， 이들은 서로 연관되어 계산된다. 예를 들어， RI 값에 의존하여 W1과 W2가 계산되며， 또한 W1에 의존하여 W2가 계산된다. Report 1에 이어 Report 2 및 Report 3이 모두 보고된 시점에， 기지국은 W1 및 W2로부터 최종 W를 알 수 있게 된다.
[128] 도 13은 도 8의 모드 1-1 의 서브모드 (submode) 1에서 CSI 피드백을
예시한다.
[129] PUCCH 피드백 모드 1ᅳ 1은 듀얼 코드북 (dual codebook)을 이용하는 경우 서브모드 1과 서브모드 2가 존재한다. 도 13은 서브모드 1에 대한 예시이다. 광대역 (Wideband) W2와 광대역 CQI는 오프셋 1과 주기 2로 설정되었고， RI와 W1은 오프셋 0， 주기 16으로 설정 되었다.
[130] 8Tx코드북에서는 RI와 W1이 아래의 표 1과 같이 5 비트로 결합
엔코딩 (joint encoding)된다. 이때， W1은 표 1과 같이 서브샘플링 된다. 이는 RI와 W1의 페이로드 크기 (payload size)를 줄여 낮은 코딩율 (coding rate)로 정보를 보고하기 위함이다. RI는 나머지 PMI, CQI가 참조하는 값이므로, RI 값에 디코딩 오류 (decoding error)가 발생하지 않도록 낮은 코딩율로 엔코딩해야 한다.
[131] 【표 1】
Figure imgf000022_0001
[132] 도 14는 도 8의 모드 1-1 의 서브모드 (submode) 2에서 CSI 피드백을
예시한다ᅳ [133] 상술한 바와 같이， PUCCH 피드백 모드 1—1은 듀얼 코드북 구조를 사용하는 경우 서브모드 1과 서브모드 2가 존재한다. 도 14는 서브모드 2에 대한 예시이다. 광대역 W1/W2와 광대역 CQI는 오프셋 1과 주기 2로 설정되었다. RI는 오프셋 0， 주기 16으로 설정되었다.
[134] CSI 정보는 PUCCH포맷 2를 통해 기지국으로 보고된다. 즉， CSi 정보는 PUCCH 포맷 2의 페이로드 크기 (payload size)인 11비트 내에서 전송될 수 있다. 따라서 type 2c의 페이로드가 총 11비트를 넘지 않도록 코드북을 서브샘플링 해야한다. 이를 위해 8Tx 코드북에서는 Π, W27} 아래의 표 2와 같이 서브샘플링 되어 type 2c로 리포트 된다.
[135] 【표 2】
Figure imgf000023_0001
[136] 랭크 1을 위한 8Tx Wl 과 탱크 2를 위한 8Tx W1 은 동일하다. 그리고 W1의 i 번째 PMI와 i+1번째 PMI는 두 개의 중첩된 DFT백터를 공유하게 된다. 이렇게 인접 PMI간에 2개의 DFT 백터를 중첩시킴으로써 채널을 보다 정확하게 피드백 할 수 있다. 하지만 제한된 PUCCH자원으로 인해 표 2와 같이 짝수 번째 W1의 PMI를 짝수 번째로 제한하여 서브샘플링할 수 있다. 짝수 번째 PMI 들 간에는 중첩된 DFT 백터가 존재하지 않지만 UE는 서브샘플링된 W1을 이용하여 여전히 32개의 전체 DFT 백터를 모두 표현 할 수 있으므로 성능 열화를 최소화하는 서브샘플링 방법이다.
[137] 도 15는 도 8의 모드 2-1에서 CSI 피드백을 예시한다.
[138] PUCCH피드백 모드 2-1은 듀얼 코드북 구조를 사용하는 경우 PTI 값에 따라 두 가지 방식으로 정의된다. 도 15의 (a)는 PTI가 0일때, (b)는 PTI가 1일때의 예시를 나타낸다. 도 15의 (a)를 참조하면, 오프셋 1과 주기 2로 열리는 PUCCH 피드백 자원에서 광대역 W1이 8 서브프레임 주기로 보고되며, 광대역 W2와 CQI가 나머지에서 보고된다. RI와 PTI는 주기 16， 오프셋 0으로 설정되었다. 도 15의 (b)에서 PTI 가 1로 설정되는 경우 서브밴드 (subband) W2와 서브밴드 CQI 그리고 서브밴드 인덱스 (index)를 나타내는 L 비트 정보가 보고된다.
[139] 도 15의 (b)에서 서브밴드 W2와 서브밴드 CQI 그리고 서브밴드 인덱스를 나타내는 L 비트 정보가 함께 리포트 되는 type la 보고에서 8Tx 코드북 W2를 아래의 표 3과 같이 서브샘플링 한다. 이러한 서브샘플링을 통해 PUCCH 포맷 2의 페이로드 크기인 11비트 내에서 정보를 전송할 수 있다. 표 2에서 랭크 2의 W2 코드워드는 0,2,4,6 만 리포트한다. 이 값들은 W1을 구성하는 빔 그룹 (beam group) 중 하나의 빔을 선택하여 최종 코드북을 생성하는 역할을 수행한다. 예를 들어 W1이 아래의 수학식과 같이 구성되어 있을 때 , W2의 코드워드 0을 선택하면 최종 코드북 W은 wn 만을 이용하여
Figure imgf000024_0001
아래의 수학식 11에서 wll, wl2, wl3, wl4 는 4x1 열 백터를 나타낸다.
[140] 【수학식 11]
Figure imgf000024_0002
W,4]_
[141] 마찬가지로 W2의 코드워드 2를 선택하면 최종 코드북 W은 w 만을 이용하여 결정되고， W2의 코드워드 4를 선택하면 최종 코드북 은 3만을 이용하여 결정되고 의 코드워드 6를 선택하면 최종 코드북 W은 4만을 이용하여 결정된다.
[142] 아래의 표 3은 PUCCH 포드 2-1에서 코드북 서브샘플링을 나타낸다. mod는 모들러 (modular) 연산을 나타낸다.
[143] 【표 3】
Figure imgf000025_0003
[144] CSI 보고 타입 (reporting type)은 여러가지 타입 증 하나로 설정될 수 있다. 예를 들면， LTE 릴리즈 -10에서 정의된 CSI 보고 타입은 다음과 같다. 타입 1 보고는 UE선택 서브밴드 (sub-bands)를 위한 CQI 피드백을 지원한다. 타입 la보고는 협대역 CQI 및 제 2PMI 피드백을 지원한다/ Type 2， Type 2b， 및 Type 2c 보고는 광대역 CQI 및 PMI 피드백을 지원한다. 타입 2a보고는 광대역 PMI 피드백을 지원한다. 타입 3 보고는 RI 피드백을 지원한다. 타입 4보고는 광대역 CQI를 지원한다. 타입 5보고는 RI 및 광대역 PMI 피드백을 지원한다. 타입 6보고는 RI 및 PTI 피드백을 지원한다.
[145] 4Tx코드북
[146] 4 Τχ코드북은 다음과 같이 두 행렬의 곱으로 나타낼 수 있다.
[147] 【수학식 121
w = w, w2
[148] 여기서， 내측 (inner) 프리코더 Wi및 외측 (outer) 프리코더 W2 는 각각 광대역 /장기간 (long-term) 채널 특성 및 협대역 /단기간 (short term) 채널 특성을 나타낸다. ^은 다음과 같이 설정될 수 있다. .
[149] 【수학식 13】
Figure imgf000025_0001
[150] 여기서，
Figure imgf000025_0002
같이 설정될 수 있다 [151] 【수학식 531
where ql - e
Figure imgf000026_0001
^
[152] 탱크 1을 위한 코드북 W
다음과 같이 설정될 수 있다.
[153] 【수학식 14】
W 2,
Figure imgf000026_0003
2(/-D
Y = et E {ex,e2,e2,e4} and a(i) = q}
[154] 또한， 랭크 2를 위한 코드북 W2는 다음과 같이 설정될 수 있다.
[155] 【수학식 15】
Figure imgf000026_0002
i ,Y2) = (ei5¾)G {{e , ex ), (e2， e2 ), (e3 , e3 ), (e4 , e4 )， (el , e2 ), (e2 , e3 ), (e{ , e ), (e2 ,e4)}
[156] 여기서， e„ 는 n번째 요소 (element)가 1의 값을 가지고， 나머지는 모두 영을 가지는 4요소 선택 백터를 나타낸다.
[157] 수학식 14에서 W2는 Y 백터 두 개가 세로로 연접 (concatenation) 된 형태를 갖는데, 아래 쪽 Y 백터에 1， -1, j, _j를 중 하나를 곱하여 Xᅳ pol 안테나에서의 수평 (horizontal) 빔 그룹과 수직 (vertical) 빔 그룹 간 위상 회전 (phase
rotation)을 보상해준다. 1, _1， j,ᅳ j 값을 통상 상호 -위상 인자 (co—phasor factor)라 칭한다. 마찬가지로， 수학식 15에서도 상호ᅳ위상 인자로 (1， -1)과 (j, -j)를 고려한다. [158] 이하에서， W1의 인덱스는 il으로 정의하며 il은 상술한 4Tx 코드북의 수학식에서 W1의 인덱스 η 값과 동일하다.
[159] 또한， W2의 인덱스는 아래 표와 같이 정의된다.
[160] 【표 4】
W2의 인덱스 W2 for 랭크 1 W2 for 랭크 2
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000028_0002
[161] 제 1 실시예
[162] 본 발명에 따른 제 1 실시예는 PUCCH 피드백 '모드 1-1의 서브모드 1에서 코드북 서브 샘플링 방법에 대한 것이다.
[163] 본 발명의 제 1 실시예에 따르면， 타입 5 보고에서 RI와 서브샘플링 된 W1 의 결합 엔코딩 (joint encoding) 방식을 아래의 표 5와 같이 적용할 수 있다. 총 17개의 가정값 (hypotheses)이 존재하므로 5비트로 표현 가능하고 각 가정값 (hypotheses) 별 RI값과 W1의 인덱스는 표 5와 같다. 예를 들어 0번째 가정값은 RI=1, Wl 인덱스 0을 의미하고ᅳ 1번째 가정값은 RI=1ᅳ W1 인덱스 1을 의미한다. 랭크 3， 4는 W1 코드북이 항등 행렬 (identity matrix)이므로 Wl을 위한 별도의 시그널링은 필요하지 않다. 또한， 아래의 표 5에서， RI가 2인 경우는 가정값에서 8을 차감하는 값으로 표현할 수도 있다.
[164] 【표 5】
Figure imgf000028_0003
[165] 8Tx Wl 코드북과 유사하게 수학식 13에 제안된 4Tx Wl 코드북의 코드워드는 일부 중첩된 값들을 가지고 있다. 예를 들어 0번째 W1 코드워드와 8번째 W1 코드워드를 비교해보면， 각 코드워드의 Xn이 동일한 백터 집합으로 구성된다. 예를
1 1 1 1
xn = 0 8 16
들면, 0번째 W1 코드워드의 Xn은 <h 9l 9, 이고 8번째 W1 코드워드의
Xn은
Figure imgf000028_0001
으로， 동일 컬럼 백터로 구성되어 있음을 알 수 있다 이러한 특징은 i번째 Wl 코드워드 와 i+8번째 W1 코드워드에 동일하게 나타난다. 따라서 3비트로 을 서브샘플링 할 경우 이러한 중첩된 wi을 제거하는 것이 효과적이다. 표 5의 서브샘플링 방식은 이러한 특징을 고려하여 W1이 중첩되지 않도록 0부터 7까지의 코드워드만을 서브샘플링 한 것이다.
[166] 동일한 원리를 이용하여 표 5에서 0부터 7 대신 8부터 15 번째 코드워드 만으로 서브샘플링 하는 것이 가능하다. 서브샘플링 원리가 동일하므로 인덱스만 다를 뿐 코드북 성능은 동일하다ᅳ
[167] 또 다른 방식으로 타입 5 보고에서 4비트 페이로드를 전송하여 수신 디코딩 확률을 높일 수 있다. 이 때， RI와 서브샘플링 된 W1 의 결합 엔코딩 (joint encoding) 방식을 아래의 표 6과 같이 적용할 수 있다. 총 9개의 가정값 (hypotheses)이 존재하므로 4비트로 표현 가능하며， 각 가정값별 RI값과 W1의 인덱스는 표 6과 같다. 예를 들어 0번째 가정값은 RI=1, Wl 인덱스 0을 의미하고， 1번째 가정값은 RI=1, Wl 인텍스 2을 의미한다. 랭크 3， 4는 W1 코드북이 항등 행렬 (identity matrix)이므로
Wl을 위한 별도의 시그널링은 필요하지 않다.
[168] 【표 6】
Figure imgf000029_0001
[169] 표 6의 서브샘플링 방식은 두 단계로 설명할 수 있다. 우선， 표 5와
마찬가지로 중첩되는 W1 코드워드를 제거한다. 이후 남은 {0,1,2，3，4，5，6，7} 중에서 Xn의 두 번째 행 (row)을 구성하는 값들이 (^)* =^2 32^1^£ 1^ = 0，1,2，ᅳ31내에서 등 간격으로 분포할 있도록 서브샘플링한다. 이와 같이 ( /내에서 둥 간격으로 분포하도록 서브샘플링 하면 W1의 범 (beam)들이 코드북 공간 (space) 상에서 특정 방향으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다. 이를 통하여 서브샘플링으로 발생하는 코드북 성능 열화를 줄일 수 있다. [170] 동일한 원리를 이용하여 표 6에서 {0.2，4，6}대신 U,3,,5,7} 코드워드 만으로 서브생플링 하는 것이 가능하다. 서브씸플링 원리가 동일하므로 인덱스만 다를 뿐 코드북 성능은 동일하다.
[171] 한편, 표 5에서 랭크 1， 랭크 2의 W1 인덱스는 동일하다. 마찬가지로， 표 6에서 랭크 1. 랭크 2의 W1 인덱스는 동일하다. 이외에 표 5와 표 6의 서브샘플링 방식을 흔용하여 구성할 수 있다. 예를 들어 탱크 1의 W1은 표 5 값을 이용하고， 탱크 2의 W1은 표 6 값을 이용할 수 있다. 이 경우 랭크 1과 랭크 2는 각각 8개 그리고 4개의 가정값을 가지고 있으므로 4비트를 이용해 타입 5 보고 전송이 가능하다.
[172] 제 2 실시예
[173] 본 발명에 따른 제 2 실시예는 PUCCH 피드백 모드 1-1의 서브모드 2에서 코드북 서브샘플링 방법에 대한 것이다.
[174] ^ 발명의 제 2 실시예에 따르면， 타입 2c 보고에서 W1/W2 의 서브샘플링 방법을 아래의 표 7과 같이 적용할 수 있다. 예를 들면， 랭크 1에서는 W1 인텍스로 {0,1,2,3,4,5,6,7} 중 하나만을 보고하고， W2 인텍스로 {0，2} 중 하나만을 보고할 수 있다. 탱크 3， 4는 W1 코드북이 항등 행렬 (identity matrix)이므로 W1을 위한 별도의 시그널링은 필요하 '지 않다.
[175] 【표 7】
Figure imgf000030_0001
[176] 표 7에서 Wl은 표 5와 같은 방식으로 서브샘플링된다. W2의 서브샘플링 방식은 8Tx 와 동일하다. W2를 표 7과 같이 서브샘플링 함으로써， W2의 선택 백터 (selection vector)는 el으로 고정되고， W2의 상호—위상 인자 (co-phasor factor) 값만 선택 가능하다. 이 경우 W1을 {0，1, 2, 3,4,5,6,7}로 구성하더라도 W2의 선택 백터는 el하나로 고정되어 있다. 따라서， W1과 W2를 곱해서 생성된 최종 프리코딩 행렬은 16배 오버샘플링 (oversampling) 된 2 x 32 DFT 행렬의 32개 백터 중 앞쪽 0번째부터 7 번째 백터만을 이용하게 된다.
[177] 한편， 표 7과 같이 서브샘플링하는 경우， 프리코딩 행렬은 코드북
공간 (space) 상에서 특정 방향으로 몰리게 되어 성능 열화가 발생 할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 아래의 표 8과 같이 적용할 수 있다.
[178] 【표 8】
Figure imgf000031_0001
[179] 또 다른 방식으로， 타입 2c 보고에서 W1/W2 의 서브샘플링 방식을 표 9와 같이 적용할 수 있다. 표 7 및 표 8은 Wl, W2가 각각 3비트， 1비트로 표현되지만, 표 9에서는 Wl, W2가 각각 2비트， 2비트로 표현되어 W2에서 상호 -위상 인자 (c으 phasor factor) 외에 선택 백터 (selection vector)를 선택할 수 있는 자유도를 확보하게 된다. 즉 선택 백터로 el 뿐만 아니라 e3도 선택 가능하다. el으로 선택된 W1의 백터와 e3으로 선택된 의 백터는 서로 직교 (orthogonal)한 특성을 갖는다. 주파수 선택성 (Frequency selectivity)이 클 경우 서브밴드 정보인 W2에서 el 또는 e3을 선택하게 함으로써 채널 방향을 보다 정확하게 피드백 할 수 있다.
[180] 【표 9】
Figure imgf000032_0001
[181] 표 9에서 Wl은 표 6과 동일한 방법으로 서브샘플링 한다. W2를 표 9와 같이 서브샘플링 함으로써， W2의 선택 백터 (selection vector)로 el과 e3를 선택할 수 있다. 이 경우 W1을 {0,2，4，6}로 구성하더라도 W2의 선택 백터는 el, e2, e3, e4 가 아닌 el과 e3만 선택 가능한다. 따라서， W1과 W2를 곱해서 생성된 최종 프리코딩 행렬은 16배 오버샘플링 (oversampling) 된 2 x 32 DFT 행렬의 32개 백터 중 불균등하게 떨어진 백터만올 이용하게 된다. 즉， {0,2,4,6,16,18,20,22} 번째 DFT 백터만을 이용하게 된다.
[182] 한편， 표 9와 같이 서브샘플링 된 경우 프리코딩 행렬은 코드북 공간 (space) 상에서 특정 방향으로 몰리게 되어 성능이 열화 발생 할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 표 10과 같이 서브샘플링할 수 있다. 표 19의 경우 W1과 W2를 곱해서 생성된 최종 프리코딩 행렬은 16배 오버샘플링된 2 X 32 DFT 행렬의 32개 백터 중 균등하게 분포하는 {0,4,8,12,16,20,24,28} 번째 백터를 이용하게 된다.
[183] 【표 10】
Figure imgf000033_0001
[184] 상기 표 10에서， 랭크가 1 및 2일 때 W1의 코드북 인텍스인 {0， 4， 8， 12}는 0 내지 3중 하나의 값올 가지는 게 1 PMI 인덱스 IPMI^ 4를 곱하여 도축할 수 있다.
[185] 또한, 표 10에서 랭크가 1일 때 W2의 코드북 인덱스인 {0, 2, 8, 10}은 0내지 3중 하나의 값을 가지는 제 2 PMI 인텍스 1«12를 다음 수학식에 적용하여 도출할 수 있다.
[186] 【수학식 15】 I PM2 + 4. PMII I 2」
[187] 또한， 표 10에서 랭크가 2일 때 W2의 코드북 인덱스인 {0， 1， 4， 5}는 0내지 3 중 하나의 값을 가지는 제 2 PMI 인덱스 1«12를 다음 수학식에 적용하여 도출할 수 있다.
[188] 【수학식 16】
I 2 + 2 · \jpM12 / 2」
[189] 제 3실시예
[190] 제 3실시예는 상술한 수학식 12 내지 15의 4Tx코드북의 다른 예로서, 제 3 실시예의 코드북을 이용하더라도 상기 제 1 실시예 및 제 2실시예가 적용될 수 있다. 상술한 수학식 12 내지 15의 코드북과 제 3실시예의 코드북은 탱크 2에서 W2의 일부 코드워드 (9,10,11,12,13,14,15) 만 다르고 나머지는 모두 동일하다. 따라서 제 3 실시예의 코드북을 제 1실시예 또는 제 2 실시예에 따라 서브샘플링 할 경우, 서브샘플링 된 코드북은 동일하다.
[191] 게 3실시예의 4 Τχ코드북은 다음과 같이 두 행렬의 곱으로 나타낼 수 있다. [192] 【수학식 17】
w = w, - w2
[193] 여기서， 내측 (inner) 프리코더 Wi 및 외측 (outer) 프리코더 W2 는 각각 광대역 /장기간 (long— term) 채널 특성 및 협대역 /단기간 (shortᅳ term) 채널 특성을 나타낸다. W '은 다음과 같이 설정될 수 있다.
[194] 【수학식 18】
Figure imgf000034_0001
X.
[195] 여기서, 는다음과 같이 설정될 수 있다.
[196] 【수학식 53】 where qx = e
Figure imgf000034_0002
[197] 랭크 1을 위한 코드북 W2는 다음과 같이 설정될 수 있다.
[198] 【수학식 19】
Figure imgf000034_0004
Υ 2(/-1)
= e,. G {el,e2,e3,e4} and a{i) = q
[199] 또한, 탱크 2를 위한 코드북 다음과 같이 설정될 수 있다.
[200] 【수학식 20】
Figure imgf000034_0003
Figure imgf000034_0005
[201] 여기서， en 는 n번째 요소 (element)가 1의 값을 가지고， 나머지는 모두 영을 가지는 4 요소 선택 백터를 나타낸다.
[202] W1의 인덱스는 il으로 정의되며 il은 상술한 4Tx 코드북의 수학식에서 W1의 인덱스 η 값과 동일하다.
[203] 또한, W2의 인덱스는 아래 표와 같이 정의된다.
[204] 【표 4】
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000036_0001
[205] 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 상태 정보 보고 방법에 대하여 설명한다.
[206] 단계 S161에서 단말은 4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제 1 PMI (Precoding Matrix Indicator)와 연관된 제 1 코드북 및 제 2 PMI와 연관된 게 2 코드북을 서브샘플링 (subsampl ing)한다.
[207] 구체적인 서브샘플링 방법은 제 2'실시예에서 기술한 서브샘플링 방법과 동일하므로， 상세한 설명은 생략한다.
[208] 단계 S163에서 단말은 서브샘플링된 상기 제 1 코드북 및 상기 제 2 코드북올 기초로 채널상태정보를 보고한다.
[209] 여기서， RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우， 상기 제 1 PMI를 위한 제 1 코드북 인덱스는 0， 4， 8 및 12 중 하나로 결정된다. 상기 RI가 1인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 계 2 코드북 인덱스는 0， 2， 8 및 10 중 하나로 결정된다. 상기 RI가 2인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 제 2 코드북 인덱스는 0, 1, 4 및 5 중 하나로 결정될 수 있다.
[210] 본 발명의 채널상태정보 전송 방법에 있어서， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용될 수 있으며， 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다. [211] 또한. 기지국과 중계기간의 (백홀 상향링크 및 백홀 하향링크에서의) MIM0 전송 및 중계기와 단말간의 (액세스 상향링크 및 액세스 하향링크에서의) MIM0
전송에 대한 상향링크 MIM0 전송 및 수신에 대해서도 본 발명에서 제안하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.
[212] 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 기지국 및 단말
[213] 도 17은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
[214] 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우， 백홀 링크에서 통신은
기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서， 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
[215] 도 17을 참조하면， 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 1710) 및 단말 (UE,
1720)을 포함한다. 기지국 (1710)은 프로세서 (1712)， 메모리 (1714) 및 무선
주파수 (Radio Frequency, RF) 유닛 (1716)을 포함한다. 프로세서 (1712)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (1714)는
프로세서 (1712)와 연결되고 프로세서 (1712)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (1716)은 프로세서 (1712)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 단말 (1720)은 프로세서 (1722), 메모리 (1724) 및 RF 유닛 (1726)을 포함한다.
프로세서 (1722)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (1724)는 프로세서 (1722)와 연결되고 프로세서 (1722)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (1726)은.프로세서 (1722)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 (1710) 및 /또는 단말 (1720)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과
특성들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특성은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특성은 다른 구성요소나 특성과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특성들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부
구성이나 특성은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특성과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에' 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[216] 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNodeB(eNB), 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[217] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어， 하드웨어， 펌웨어
(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(appIication specific integrated circuits) , DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices) , PLDs( programmable logic devices) , FPGAs (field programmable gate arrays), 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로 세서 등에 의해 구현될 수 있다ᅳ
[218] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될ᅳ수 있다.
[219] 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[220] 본 발명은 본 발명의 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구 체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범 위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[221] 본 발명은 단말， 릴레이， 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있 다.

Claims

【청구의 범위 1 【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 단말이 채널상태정보 (Channel State Information, CSI) 를 전송하는 방법에 있어서，
4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제 1 PMI (Precoding Matrix
Indicator)와 연관된 제 1 코드북 및 제 2 PMI와 연관된 제 2 코드북을 서브샘플링 (subsampling)하는 단계; 및
서브샘플링된 상기 제 1 코드북 및 상기 제 2 코드북을 기초로 채널상태정보를 보고하는 단계를 포함하고，
RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우， 상기 제 1 PMI를 위한 제 1 코드북 인덱스는 으 4， 8 및 12 중 하나로 결정되고,
상기 RI가 1인 경우, 상기 제 2PMI를 위한 제 2코드북 인덱스는 0,
2， 8 및 10 중 하나로 결정되고，
상기 RI가 2인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 계 2코드북 인덱스는 0， 1， 4및 5 중 하나로 결정되는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 21 '
제 1항에 있어서，
상기 RI가 3인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2 코드북 인덱스는 0 부터 15까지의 정수 중 하나를 가지는, 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서，
상기 RI가 4인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2 코드북 인덱스는 0 부터 15까지의 정수 중 하나를 가지는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서， 상기 RI가 1인 경우, 상기 제 2 코드북 인덱스는 다음의 수학식을 이용하여
'결정되고，
Figure imgf000039_0001
상기 ll ll2는 0 내지 3 중 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PM1의 값을 나타 내는， 채널상태정보 전송 방법.
【청구항 51
제 1항에 있어서， 상기 RI가 2인 경우, 상기 제 2 코드북 인덱스는 다음의 수학식을 이용하여 결정되고,
1 PM11 + 2. J PMI2 I 2j
상기 IpM12는 0 내지 3 중 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PMI의 값을 나타 내는， 채널상태정보 전송 방법ᅳ
【청구항 6】
제 1항에 있어서,
'상기 제 1 PMI는 광대역 장기간의 PMI에 해당하고， 상기 계 2 PMI는 협대역 단기간의 PMI에 해당하며， 최종 PMI는 상기 제 1 PMI와 상기 제 2 PMI에 의하여 결정되는， 채널 상태정보 전송 방법 .
【청구항 7】
제 1항에 있어서， 상기 보고 서브모드는 PMI 및 광대역 CQI (Channel Quality Indicator)를 보 고하는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 모드 1-1의 제 2서브모드인， 채널 상태정보 전송 방법 . 【청구항 8】 ,
무선 통신 시스템에서 채널상태정보 (CSI)를 전송하는 단말에 있어서,
RFCRadio Frequency) 유닛 ; 및
프로세서를 포함하고，
상기 프로세서는，
4 안테나 포트를 위한 보고 서브모드에 따라 제 1 PMI (Precoding Matrix indicator)와 연관된 제 1 코드북 및 제 2 PMI와 연관된 거 1:2 코드북을 서브샘플링 (subsam l ing)하고，
서브샘플링된 상기 제 1 코드북 및 상기 제 2 코드북을 기초로 채널상태정보를 보고하도록 구성되며 ,
RI (Rank Indicator) 가 1 또는 2 인 경우， 상기 제 1 PMI를 위한 제 1 코드북 인덱스는 0， 4,
8 및 12 중 하나로 결정되고，
상기 RI가 1인 경우， 상기 제 2PMI를 위한 제 2 코드북 인텍스는 0， 2， 8 및 10 중 하나로 결정되고,
상기 RI가 2인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 게 2 코드북 인덱스는 0， 1, 4 및 5 중 하나로 결정되는， 단말.
【청구항 9]
제 8항에 있어서,
상기 RI가 3인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2 코드북 인덱스는 0 부터 15 까지의 정수 중 하나를 가지는 단말.
【청구항 10】
제 8항에 있어서，
상기 RI가 4인 경우， 상기 제 2 PMI를 위한 상기 제 2 코드북 인덱스는 0 부터 15 까지의 정수 중 하나를 가지는， 단말.
【청구항 11】
제 8항에 있어서， 상기 RI가 1인 경우， 상기 제 2 코드북 인덱스는 다음의 수학식을 이용하여 결정되고，
Figure imgf000041_0001
상기 IPMI2는 0 내지 3 중 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PMI의 값을 나타 내는， 단말.
【청구항 12】
제 8항에 있어서， 상기 Ri가 2인 경우， 상기 제 2 코드북 인텍스는 다음의 수학식을 이용하여 결정되고,
^ PMI2 + 2. J PMI2 I 2j
상기 IpMI2는 0 내지 3 중 하나의 정수값을 가지며 상기 제 2 PMI의 값을 나타 내는， 단말.
【청구항 131
제 8항에 있어서， 상기 게 1 PMI는 광대역 장기간의 PMI에 해당하고， 상기 제 2 PMI는 협대역 단기간의 PMI에 해당하며， 최종 PMI는 상기 제 1 PMI와 상기 제 2 PMI에 의하여 결정되는， 단 말.
【청구항 14]
제 8항에 있어서， . 상기 보고 서브모드는 PMI 및 광대역 CQI (Channel Quality Indicator)를 보 고하는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 모드 1-1의 제 2서브모드인， 단말.
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