WO2016013750A1 - 무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016013750A1
WO2016013750A1 PCT/KR2015/003171 KR2015003171W WO2016013750A1 WO 2016013750 A1 WO2016013750 A1 WO 2016013750A1 KR 2015003171 W KR2015003171 W KR 2015003171W WO 2016013750 A1 WO2016013750 A1 WO 2016013750A1
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precoder
information
mobility
terminal
channel
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강지원
김수남
김기태
이길봄
김희진
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엘지전자 주식회사
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    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a signal transmission method and apparatus therefor using a terminal mobility-based precoder cyclic scheme in a wireless communication system.
  • LTE 3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • E-UMTS may be referred to as a Long Term Evolut ion (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolut ion
  • an E-UMTS is an access gateway located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an eNB, and an network (E-UTRAN) and connected to an external network; AG)
  • 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 configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to determine time / frequency domain, encoding, data size, HARQ hybr id automat ic repeat and reQuest (related information), etc., to which the data is transmitted to the corresponding UE. Inform.
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink (UL) data, and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available to the user equipment.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (CN) may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages mobility of the UE in units of a TA Tracking Area including a plurality of cells.
  • the present invention proposes a signal transmission method using a terminal mobility-based precoder cyclic scheme and a device therefor in a wireless communication system.
  • a method for transmitting a signal from a transmitting end to a receiving end in a wireless communication system includes: configuring a precoder set including one or more precoders; Precoding the signal by cyclically applying one or more precoder in a specific resource unit; And transmitting the precoded signal to the receiver at all times, wherein the size of the precoder set and at least one of the one or more precoders are determined based on the mobility of the receiver. do.
  • the beam of the precoded signal when the mobility of the receiver is high
  • the width is preferably wider than the beam width of the precoded signal when the mobility of the receiver is low.
  • configuring the precoder set may include receiving information about at least one preferred precoder from the receiving end; And selecting one or more precoders based on the at least one preferred precoder.
  • configuring the precoder set may include selecting at least one specific precoder based on mobility of the receiving end; And selecting one or more precoders based on the at least one specific precoder.
  • configuring the precoder set may include: receiving information about at least one preferred precoder from the receiving end; Setting a reference precoder set within a predetermined beamforming angle range around the at least one preferred precoder; And configuring the precoder set from the reference precoder set based on the mobility of the receiver.
  • the method further comprises transmitting information about the precoder set to the receiving end, wherein the information about the precoder set comprises the one or more pre-sets included in the precoder set. It is characterized by including the sorting information of the coder.
  • a transmission apparatus in a wireless communication system comprises a precoder set including one or more precoder, and cyclically applies one or more precoder in a specific resource unit to apply the signal. And a wireless communication module for transmitting the precoded signal to a receiving device, wherein the processor is configured to transmit at least one of a size of the precoder set and the at least one precoder. and based on mobi li ty.
  • the beam width of the precoded signal when the mobility of the receiver is high is wider than the beam width of the precoded signal when the mobility of the receiver is low.
  • the processor may select one or more precoders based on at least one preferred precoder received from the receiving device.
  • the processor may select one or more precoders based on at least one specific precoder selected based on the mobility of the receiving device.
  • the processor sets a reference precoder set within a predetermined pan-forming angle range around at least one preferred precoder received from the receiving apparatus, and based on the mobility of the receiving apparatus, the reference precoder.
  • the precoder set may be constructed from a coder set.
  • the information about the precoder set is provided to the receiving device, and the information about the precoder set is sorting information of the one or more precoders included in the precoder set. Characterized in that it comprises a.
  • a base station in a wireless communication system can perform beamforming more efficiently in conformity with terminal mobility.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • 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 a 3GPP radio access network standard.
  • 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 a 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a general signal transmission method using physical channels used in the 3GPP system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. [25] tr 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a general multi-antenna (MIM0) communication system.
  • MIM0 multi-antenna
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an antenna tilting method.
  • FIG. 9 is a diagram comparing an existing antenna system and an active antenna system.
  • FIG. 10 shows an example of forming a terminal specific category based on an active antenna system.
  • FIG. 11 illustrates a three-dimensional beam transmission scenario based on an active antenna system.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating comprehensive coverage of a conventional MIM0 transmission method and a B beamforming method.
  • t 13 is a diagram illustrating a concept of a DA bump forming technique.
  • [33] 14 is a diagram illustrating features of the DA bump forming technique.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a concept of a DBA bump forming technique.
  • Figure 18 illustrates the concept of a single PMI based precoder decision scheme according to the present invention.
  • Figure 19 shows an example of a single PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • [38] 20 shows another example of a single PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • Figure 21 illustrates the concept of a multiple PMI based precoder decision scheme in accordance with the present invention.
  • [40] 22 shows an example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • [41] 23 shows another example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • ⁇ 24 shows an example of tracking channel quality variation according to PMI.
  • Figure 25 shows another example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • Figure 26 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention. [Form for implementation of invention]
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, but this is an example and the embodiment of the present invention can be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention based on the FDD method, but this is an example embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD method or the TDD method.
  • the specification of the base station may be used in a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a receptor ion point (RP), a relay, and the like. .
  • RRH remote radio head
  • eNB transmission point
  • RP receptor ion point
  • relay a relay
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a UE and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to 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 an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an Informat ion 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 of the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated by an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (FDMA) scheme in downlink, and a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) in uplink. Modulated in such a way.
  • FDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the LC layer of Layer 2 supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCKPacket Data Convergence Protocol (Layer 2) layer of the second layer provides unnecessary control information to efficiently transmit IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth wireless interface. Performs header compression, which is reduced.
  • the radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in association with radio bearers (RBs), conf igurat ions, re-conf igurat ions, and releases.
  • 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 connected (RRC Connected) between the terminal and the RRC layer of the network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs the functions of session management and mobility management.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. ). Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink MCH (mult icast channel). Meanwhile, the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RACH random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH Broadcast Control
  • PCCH transport channel Channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Mult 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 enters a new 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. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. On the other hand, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE 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 carried 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 (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence as a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH. (S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • S304 and S306 In case of contention-based RACH, a content ion resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal is connected to the PDCCH Downlink control information (Downl Ink Control Informat ion; DCI) is received.
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different depending on the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station is a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), PMK Precoding Matr ix Index (CQI), RKRank Indi cator) and the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the 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> ⁇ 1 ⁇ ) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 XT s ).
  • the slot contains a plurality of 0FDM symbols in the time domain, and a plurality of in the frequency domain Resource Block (RB) of the.
  • RB Resource Block
  • one resource block includes 12 subcarriers X 7 (6) 0 FDM symbols.
  • Transition Time Interval which is a unit time at which data is transmitted, 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, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM 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 0FDM symbols.
  • the first 1 to 3 0FDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 0FDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (RSs) or Pi lot signals for antennas 0 to 3.
  • RS is constant within a subframe regardless of the control region and data region. It is fixed in a pattern.
  • 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), PHICHCPhysical Hybrid-ARQ Indicator CHannel (PCH), and PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • 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 0FOM 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 a control region based on a Cell ID (Cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • 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 hybrid automatic repeat and request (HARQ) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission.
  • HARQ physical hybrid automatic repeat and request
  • PHICH 1
  • It is composed of REGs and is cell-specifically scrambled.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • SF Spreading Factor
  • 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 0FDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH transmits information related to resource allocation of a transmission channel (PCH) and DL-SCHCDownl ink-shared channel (PCH), uplink scheduling grant, and HARQ information to each UE or UE group.
  • Inform. Paging channel (PCH) and Down ink-shared channel (DL) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C", that is, transmission
  • RTI Radio Network Temporary Identity
  • B radio resource
  • C DCI format
  • the terminal in the cell monitors, that is, blindly decodes, the PDCCH in the search region by using the RNTI information of the cell, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive and receive the PDCCH.
  • the PDSCH indicated by "B” and "C” is received through the information of one PDCCH.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region in which a Physical Upl Ink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region in which a Physical Upl Ink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • 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.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NACK used for HARQ, CQKChannel Quality Indicator indicating downlink channel status, RKRank Indicator for MIM0), SR (Scheduling Request) which is an uplink resource allocation request, and the like. have.
  • the PUCCH for one UE uses one resource block that occupies a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • MIMO iple-Input Mul- tple Output
  • MIMO is a method of using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, and this method can improve data transmission / reception efficiency. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or the receiving end of the wireless communication system, the capacity can be increased and the performance can be improved.
  • MIM0 may be referred to as a “multi-antenna”.
  • multi-antenna technique it does not rely on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multi-antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a cell area of a specified size or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. In addition, this technique can be widely used in mobile communication terminals and repeaters. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • N r transmitting antennas are provided at the transmitting end, and N receiving antennas are provided at the receiving end.
  • N r transmitting antennas are provided at the transmitting end
  • N 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 one antenna is used is i? If 0 , the transmission rate when using multiple antennas can theoretically increase by multiplying the rate of increase rate by the maximum transmission rate 0 as shown in Equation 1 below. Where ⁇ is the smaller of N r .
  • the mathematical modeling may be expressed as follows. As shown in FIG. 7, it is assumed that N r transmit antennas and N receive antennas exist. First, referring to the transmission signal, when there are N r transmit antennas, since the maximum transmittable information is N r , the transmission information may be represented by a vector shown in Equation 2 below.
  • the transmission power may be different in each transmission information ⁇ .
  • the transmission information whose transmission power is adjusted is represented by a vector as shown in Equation 3 below.
  • Equation 5 ⁇ is the weight between the ⁇ th transmit antenna and the _ / th information. It is called the w weight matrix or the precoding matrix.
  • the physical meaning of the tank of the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel. Therefore, the rank of the channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the tanks of the matrix are larger than the number of rows or columns. It becomes impossible.
  • the tank rank (H) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below.
  • each of the different information sent using the multi-antenna technique is a 'stream' or simply 'stream'.
  • a 'stream' is called 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.
  • # of streams represents the number of streams, while it should be noted that one stream may be transmitted through more than one antenna.
  • each of the base station and the terminal may perform bumpforming based on channel state information in order to obtain a mult ixing gain of the MIM0 antenna.
  • the base station transmits a reference signal to the terminal in order to obtain the channel state information from the terminal, and feeds back the channel state information measured based on the Physical Upl Ink Control CHannel (PUCCH) or the Physical Upl Ink Shared CHannel (PUSCH).
  • PUCCH Physical Upl Ink Control CHannel
  • PUSCH Physical Upl Ink Shared CHannel
  • CSI is classified into three types of information: RI (Rank Indicator), PMK Precoding Matrix Index (CRI), and Channel Quality Indicat ion (CQI).
  • RI represents tank information of a channel as described above, and means the number of streams that a terminal can receive through the same frequency-time resource.
  • CQI Channel Quality Indicat ion
  • PMI is a value reflecting spatial characteristics of a channel and indicates a precoding matrix index of a base station preferred by a terminal based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value indicating the strength of the channel means a reception SINR that can be obtained when the base station uses the PMI.
  • MU-MIM0 In more advanced communication systems, such as the LTE-A standard, it has been added to obtain additional multi-user diversity (mult i-user MIM0) using MU-MIMO (mult i-user MIM0).
  • MU-MIM0 there is interference between UEs multiplexed in the antenna domain, so the accuracy of CSI may have a significant effect on interference of not only UEs reporting CSI but also other UEs multiplexed. Therefore, MU-MIM0 requires more accurate CSI reporting than SU-MIM0.
  • the final PMI is designed to be divided into Wl, which is a long term and / or wideband PMI, and W2, which is a short term and / or sub-band PMI. It was decided to.
  • Equation 8 An example of a hierarchical codebook transformat ion method of constructing one final PMI from the W1 and W2 information is a long-term covariance matrix (ix) of a channel as shown in Equation 8 below. It is available. [102] [Equation 8]
  • W2 is a short term PMI, which is a codeword of a codebook configured to reflect short channel information
  • W is a codeword of a final codebook
  • orm (A) is a gambling of each column of the matrix A. norm) means a matrix normalized to one.
  • Equation 9 The specific structure of the existing and W2 is shown in Equation 9 below.
  • the structure of a codeword is generated when a cross polarized antenna is used and the spacing between antennas is dense, for example, when the distance between adjacent antennas is less than half of the signal wavelength. It is a structure designed to reflect the correlation characteristics of channels.
  • the antenna can be divided into a horizontal antenna group and a vertical antenna group. Each antenna group has characteristics of a ULA miform linear array antenna, and the two antenna groups coexist. (co-located).
  • the correlation between antennas of each group has the same linear phase increment characteristic, and the correlation between antenna groups has phase rotation characteristic.
  • the codebook is a quantized value of the channel, it is necessary to design the codebook to reflect the characteristics of the channel.
  • the Tank 1 codeword having the above-described structure may be illustrated as in Equation 10 below.
  • the codeword is expressed as a vector of the number of transmit antennas ⁇ ⁇ L , and is structured as an upper vector x '(and a lower vector ⁇ ⁇ ⁇ , and each of the horizontal antenna group and the vertical antenna group X ' () is advantageously represented as a vector having a linear phase increase characteristic reflecting the correlation between antennas of each antenna group, and a representative example may be a DFT matrix.
  • a base station reduces mechanical interference by using mechanical tilting or electrical tilting, and reduces throughput between terminals in a cell, eg, SINR (Signal to Interference plus noisy se rat io) has been used. It will be described in more detail with reference to the drawings.
  • SINR Signal to Interference plus noisy se rat io
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an antenna tilting method.
  • FIG. 8A illustrates an antenna structure to which no antenna tilting is applied
  • FIG. 8B illustrates an antenna structure to which mechanical tilting is applied
  • FIG. 8C illustrates mechanical tilting and electrical tilting. Both show an antenna structure applied.
  • FIG. 9 illustrates a comparison between an existing antenna system and an active antenna system (MS).
  • FIG. 9A illustrates an existing antenna system
  • FIG. 9B illustrates an active antenna system.
  • each of the plurality of antenna modules includes an F module including a power amplifier, that is, an active element, and thus, power and power for each antenna module may be different.
  • This system is characterized by adjustable phase.
  • the MIM0 antenna structure considered is considered to be linear, that is, one-dimensional array antenna such as ULA mi form inear array.
  • a bump that can be generated by bump forming exists in a two-dimensional plane.
  • PAS Passive Antenna System
  • the vertical antennas are tied to one RF model so that beamforming in the vertical direction is impossible, and only the above-described mechanical tilting is applicable.
  • the beams that can be generated may be expressed in three-dimensional space in the vertical and horizontal directions, and thus may be referred to as three-dimensional beamforming.
  • 3D beamforming has been made possible by evolving from a 1D array antenna structure to a planar 2D array antenna structure.
  • 3D bump forming is not only possible when the antenna array has a planar shape, but 3D beamforming is possible even in a ring structure of 3D shape.
  • the characteristic of 3D bump forming is that MIM0 process is performed in 3D space because of various types of antenna arrangements rather than the existing 1D array antenna structure.
  • FIG. 10 shows an example of forming a terminal specific beam based on an active antenna system. Referring to FIG. 10, it can be seen that beamforming is possible not only when the terminal moves to the left and right of the base station but also when moving forward and backward due to the 3D bump forming, thereby providing a higher degree of freedom in forming the terminal specific category.
  • the transmission environment using the antenna structure of the active antenna-based two-dimensional array includes not only an environment transmitted from the outdoor base station to the outdoor terminal, but also an environment transmitted by the outdoor base station to the indoor terminal (021, Outdoor to Indoor) and The indoor base station transmits the indoor hot spot to the indoor terminal.
  • the base station may not only terminal-specific horizontal range steering but also vertical beam steering capability considering various terminal heights according to building height. There is a need to consider. Considering such a cell environment, it is necessary to reflect channel characteristics that are much different from the existing wireless channel environment, for example, changes in shadow / path loss due to height differences and fading characteristics.
  • three-dimensional bump forming is an evolution of horizontal beamforming, which was performed only in the horizontal direction based on a linear one-dimensional array antenna structure, and includes an antenna of a multi-dimensional array such as a planar array.
  • MIM0 processing technique that is extended and combined to elevation beamforming or vertical beamforming based on a structure or a mesh antenna array.
  • the mesh antenna array may have one or more of the following characteristics. That is, located in 0 two-dimensional plane or three-dimensional space, ⁇ ) more than eight logical or physical antennas (where logical antennas can be represented by antenna ports), and iii) each antenna can be configured as an AAS. .
  • the definition of the mesh antenna array is not limited thereto.
  • various bump forming techniques using a mesh antenna array will be described.
  • A) Partial antenna array based bump forming applied in a 3D beamforming environment is referred to as beam-width adaptat ion (BA) bump forming, and has the following characteristics.
  • FIG. 12 is a diagram for comparing the coverage of the existing MIM0 transmission scheme and the BA bumpforming scheme.
  • FIG. 12 shows a conventional MIM0 transmission scheme, and the right figure shows a BA beamfoam scheme.
  • the width transmitted by the 4x4 antenna array is too narrow to secure channel accuracy, and the open loop scheme covers the entire cell coverage. It may be too wide. 12, only the center 2x2 antenna array is used for transmission. Participation allows the beam to be generated in such a way that it has a relatively wide breadth but gains. That is, according to the moving speed of the terminal, the number of antennas participating in the transmission is reduced to increase the beam width, thereby obtaining a beam gain higher than that of the closed loop beamforming, but higher than the open loop beamforming.
  • the BA beamforming is a technique for adjusting the beam width according to the mobility of the UE, beamforming is performed only in the vertical or horizontal direction according to the movement direction of the UE and open loop precoding in the other direction.
  • This technique is referred to as a Dimension Adaptat ion (DA) beamforming technique because it enables 2D beamforming in a 3D beamforming environment.
  • DA Dimension Adaptat ion
  • the base station adopts an open loop method in a direction in which a base station moves severely, that is, in a direction in which Doppler is strong, in a vertical direction and a horizontal direction of a terminal, and uses a closed loop method in a direction that does not exist. It is a pan-forming technique to apply and transmit.
  • 13 is a diagram illustrating a concept of a DA beamforming technique. In particular, the left figure of FIG. 13 illustrates a case in which the terminal moves in a horizontal direction, and the right figure illustrates a case in which the terminal moves in a vertical direction.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating features of a DA bump forming technique.
  • the DA beamforming technique When the DA beamforming technique is used, beam gain can be obtained in a direction in which Doppler is small and beam gain in a direction in which Doppler is large. Therefore, the narrow beam is formed only in one of the horizontal direction and the vertical direction as shown in FIG. 14. Therefore, it is possible to give a certain level of beam gain to the terminal moving in a specific direction.
  • DBA dimension and beam-width adaptation
  • the DBA beamforming technique combines the DA beamforming technique with the BA beamforming technique.
  • DBA beamforming when DBA beamforming is applied, when a terminal moves in a vertical or horizontal direction, closed loop bump forming is performed in a direction in which Doppler is small, that is, a direction orthogonal to the movement of the terminal, and a certain level of Doppler exists.
  • Doppler a direction in which Doppler is small
  • a certain level of Doppler exists.
  • Adjust the width by adjusting the number of participating antennas.
  • the DA beamforming is a valid technique when moving in a specific direction based on a base station
  • the BA beamforming is a technique effective in an environment in which a terminal moves at low to medium speeds. Is a valid technique when the terminal moves at a low to medium speed in a specific direction.
  • BA beamforming or DBA beamforming has a feature of controlling the width in accordance with the channel change characteristic, in particular, the movement of the terminal, specifically, the moving speed of the terminal.
  • antenna 0N / 0FF transmit power and phase control technology for each antenna may be used.
  • the present invention proposes a precoder cycling technique having a limited bump forming range.
  • the precoder cyclic scheme according to the present invention has a feature in that the lower the moving speed of the terminal, the narrower the beam coverage due to the precoder circulation, and the higher the moving speed of the terminal, the longer the beam coverage.
  • the general coverage may mean a range of beamforming angles of the circulating precoder.
  • the base station configures the terminal specific precoder set according to the feedback information related to the preferred precoder of the terminal and the temporal channel change characteristic of the terminal, and sets the corresponding precoder in units of specific time / frequency. It is proposed to apply the precoders in turn.
  • PMI feedback information may be considered.
  • the temporal channel change characteristic of the terminal may be determined by measuring a characteristic of an uplink signal, or may be determined by measuring a temporal change amount of the terminal position or channel related information (eg, PMI, CQI, etc.). have.
  • the terminal is information related to the temporal channel change characteristic (for example, Doppler frequency, speed of the terminal, coherence time Can be identified by feedback.
  • the specific time / frequency unit may exemplify a symbol, a subframe, a frame, etc. on the time side, and a subcarrier, a resource block, a resource block group, etc., on the frequency side.
  • some of the precoders included in the precoder set proposed in the present invention may not be included in the PMI codebook for precise effective beam width control. That is, a precoder not defined in the PMI codebook may be applied to the precoder set.
  • a terminal specific precoder set is expressed as ⁇ Xi ' ' X w ⁇ .
  • the first embodiment it is proposed to determine precoders included in a precoder set according to UE channel change characteristics.
  • the first embodiment may be divided into a single PMI based precoder determination method and a multiple PMI based precoder determination method.
  • the precoding matrix can be expressed by Equation 11 below.
  • the matrix P is a precoding matrix corresponding to the selected PMI and has an N-shape size.
  • N ' is the number of transmit antennas and N s is the number of layers.
  • 0 means a switching function corresponding to the th precoding matrix, and is determined according to the channel change characteristic of the terminal.
  • the precoding matrix ' may be configured as shown in Equation 12 below.
  • R in equation (12) may be a matrix phase fluctuation, defined as a dia s0 function for switching the size of the vector into a diagonal matrix of size ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the matrix p , i -refers to M selected precoding matrices included in the PMI codebook.
  • the M PMI may considering ⁇ ⁇ of PMI and channel variability terminal a terminal feedback the base station is configured with selected ⁇ _ ⁇ ⁇ one PMI.
  • ⁇ _ ⁇ ⁇ one PMI Of course, the case of ° 1 1 is also possible.
  • 0 means a synthesis and conversion function corresponding to the th precoding matrix.
  • the number ⁇ and / or / '() of the ⁇ selected by the terminal is determined according to the channel change characteristic of the terminal.
  • ⁇ 2
  • x «, P, + (i- «,) P 2 (where “'is a number between ⁇ and 1).
  • ⁇ 2
  • ⁇ and G ' denote phase shift matrices.
  • a method of changing the size N of the precoder set according to the temporal channel change characteristic of the UE based on the reference precoder set set irrespective of the temporal channel change characteristic of the UE may be applied.
  • the precoder set may be determined as follows.
  • the transmitter pre-configures a set of UE-specific reference precoders of a predetermined number (for example, 100) in the range of -X to + X, centered on the receiver, that is, the PMI preferred by the terminal.
  • a predetermined number for example, 100
  • X may be a predefined value.
  • Step 2 Determine a portion of the reference precoder set as the precoder set according to the change in channel status. For example, select only those categories that fall within -deg ⁇ deg.
  • Y is a value smaller than X and may be determined in conjunction with the terminal moving speed.
  • the reference precoder set may be a system using a pre-defined coder set in a system or a network.
  • a subset is configured in the corresponding reference precoder set according to the PMI and channel variation of the UE, and a precoder set to be applied to data transmission for the UE is determined.
  • the widths of the five precoders when the terminal is moving at a low speed may be smaller than the beam widths of the five precoders when the terminal is moving at a high speed.
  • 17 is a beamforming method according to the second embodiment, in which the number of precoders included in the precoder set when the terminal is moving at a low speed is three, and the terminal moves at a high speed. It can be seen that the number of precoders included in the precoder set in the case of being less than five is smaller.
  • a single PMI based precoder determination scheme and a multiple PMI based precoder determination scheme may be used in both the first embodiment and the second embodiment.
  • a Doppler environment and a user channel are changed by generating a precoder set based on a PMI selected by a terminal or a base station (in a predefined codebook) and alternately using the precoders included in each resource. Even in the environment, a certain number of beams give a gain.
  • the method of PMI selection is largely 1) a method of using the PMI selected and reported by the terminal, 2) a method of determining the base station through the uplink measurement channel, and 3) a terminal mobility information of the PMI obtained through one of the above two methods. We can consider using PMI to select the corrected PMI.
  • FIG. 19 shows an example of a single PMI based precoder determination scheme according to the present invention. In particular, it is assumed that FIG. 19 applies the method of 3) above.
  • the base station selects the PMI by correcting the PMI selected and reported by the terminal using mobility information, and generates a precoder set based on the selected PMI.
  • a technique for predicting a channel change of the terminal may be additionally required.
  • FIG. 20 shows another example of a single PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • FIG. 20 assumes that the method of 1) above is applied.
  • the base station generates a precoder set in consideration of the moving direction and speed of the terminal based on the PMI selected and reported by the terminal.
  • the method of 2) may also be applied in the same manner except that the base station selects the PMI.
  • Figure 21 illustrates the concept of a multiple PMI based precoder determination scheme, in accordance with the present invention.
  • a plurality of PMIs selected by a terminal or a base station are selected, and a precoder set is generated through any combination of the selected PMIs.
  • Some or all of the selected plurality of PMIs may be PMIs selected by the UE or PMIs calculated through a channel measured by the base station through uplink.
  • some of the plurality of PMI may be a PMI selected by the base station according to the mobility of the terminal.
  • FIG. 22 shows an example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • FIG. 22 illustrates a case in which the UE reports a single PMI.
  • the base station when reporting a single PMI, the base station selects an additional PMI by using mobility information of the terminal, that is, a moving direction ⁇ speed, and then generates a precoder set by combining two PMIs.
  • FIG. 23 shows another example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • FIG. 23 exemplifies a case in which the UE reports multiple PMIs.
  • the UE may select and report a plurality of PMIs while estimating a change amount of a preferred PMI and / or a channel quality change amount of a corresponding PMI.
  • the number of PMIs reported by the terminal may be either a method controlled by the base station or a method determined and determined by the terminal.
  • the UE may determine the plurality of PMIs based only on the channel quality at the time of channel measurement, but ideally, reports a PMI set having the maximum quality at the time of data transmission. shall.
  • the PMI set should be selected through tracking PMI and quality variation tracking of the PMI mentioned above.
  • 24 illustrates an example of tracking channel quality variation according to PMI. Especially 24 illustrates channel quality variation for PMI at TO and ⁇ . Referring to FIG. 24, it is understood that PMI2 and PMI3 should be selected as the channel quality criteria, but PMI3 and PMI4 should be selected and reported if the channel is predicted at a future time point T2 to which data is transmitted.
  • the determined precoder set does not necessarily include a pre-selected PMI set.
  • the PMI may include a low granularity PMI set.
  • FIG. 25 illustrates another example of a multiple PMI based precoder determination scheme according to the present invention.
  • the terminal reports PMI1 and PMI2 and the base station selects it, and it can be seen that a precoder set is configured based on PMI1 and PMI2. However, it can be seen that the precoder set excludes the selected precoders PMI1 and PMI2.
  • the terminal may transmit some or all of the following information to the base station.
  • the base station may provide some or all of the following information in order to inform the terminal of the precoding scheme information or to obtain information for applying the channel redundancy precoder cyclic scheme.
  • the existing PMI codebook there may be a problem that it may be difficult to generalize and apply the precoder set generation function because the PMI is not arranged in the angular transmission angle order. Therefore, it may be necessary to rearrange the PMI to suit the precoder set generation function, and in this case, PMI sorting informat ion among the information may be provided to the terminal.
  • the PMI alignment information may be delivered to the terminal as dedicated control information, but may be delivered as broadcast information like system information. Alternatively, the system may predefine PMI alignment information in the case of a channel mandatory precoder cyclically applied transmission mode and apply it without additional signaling.
  • the proposed technique can be applied to a MIM0 precoder to be applied in a vertical direction and / or a horizontal direction in a 3D MIM0 environment.
  • the beam width adaptat ion through the antenna 0N / 0FF can be applied as a BA bump forming method other than the beamforming method, and when applied to only one of the vertical direction and the horizontal direction, the DBA bump forming method is used. It is possible. '
  • the proposed technique can also be used to control the width of the width according to the moving speed and the direction of the terminal or to adaptively control the beam width to other channel parameters that are not determined according to the moving speed and the direction. For example, as the angular spread of a wireless channel or the number and distribution of ray clusters can vary the gain, the technique can be used to control the width based on the parameters. Can be. In more detail, when the diffusion angle of the channel is large or the number of ray clusters is large and distributed, it may be determined that the gain due to the bump forming is relatively small and the channel variability is high in the future. In this case, the technique may be applied in the form of wider range. In addition to the above examples, the adjustment of the width can be determined and applied according to various criteria, and the technique of the present invention adjusts the width regardless of the criteria or the purpose. It can be utilized as a means.
  • the PMI feedback information has been described on the basis of measuring and reporting one value for the entire frequency bandwidth for convenience, but this is not limiting.
  • separate feedback information may be fed back to a specific frequency domain (eg, subband, subcarrier, resource block, carrier, sal, etc.) for each frequency domain.
  • feedback information may be transmitted only for a specific frequency region selected by the terminal or designated by the base station.
  • the frequency domain may consist of one or more frequency contiguous regions or of frequency discontinuous regions.
  • the present invention has been described on the basis of downlink, but this is not limitative.
  • the base station serves as a terminal and the terminal changes as a base station, so the present proposal can be applied.
  • the present proposal may be applied since terminal 1 is applied in the form of a base station and terminal 2.
  • 26 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 2600 includes a processor 2610, a memory 2620, an RF module 2630, a display module 2640 and a user interface modules 2650.
  • the communication device 2600 is shown for convenience of description and some models may be omitted. In addition, the communication device 2600 may further include all necessary modules. In addition, some of the mothers in the communication device 2600 can be divided into more granular ones.
  • the processor 2610 is configured to perform an operation according to an embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. Specifically, detailed operations of the processor 2610 are described with reference to FIGS.
  • the memory 2620 is connected to the processor 2610 and stores an operating system, an application, a program code, data, and the like.
  • the RF module 2630 is connected to the processor 2610 and performs a function of converting a baseband signal into a wireless signal or converting a wireless signal into a baseband signal. For this purpose, the RF module 2630 performs analog conversion, amplification, filtering and frequency up-conversion, or the reverse process thereof.
  • Display modules 2640 are coupled to the processor 2610 and display various information. Display modules 2640 are not limited to this Well-known elements such as liquid crystal displays (LCDs), light emitting diodes (LEDs), and 0rganic light emitting diodes (0LEDs) can be used.
  • the user interface modules 2650 are connected to the processor 2610 and can be configured with a combination of well known user interfaces such as a keypad, touch screen, and the like.
  • the specific operation described to be performed by the base station in this document may be performed by an upper node in some cases. That is, it is obvious 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 fixed station, Node B, eNode B (eNB), access point, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more ASICs (application integrated speci- fic integrated circuits), digital signal processor (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), and PLDs (programmable). logic devices, FPGAs (ield programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention is It may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the described functions or operations.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 하나 이상의 프리코더를 포함하는 프리코더 세트를 구성하는 단계; 하나 이상의 프리코더를 특정 자원 단위로 순환하여 적용하여 상기 신호를 프리코딩하는 단계; 및 상기 프리코딩된 신호를 상시 수신단으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 프리코더 세트의 크기 및 상기 하나 이상의 프리코더 중 적어도 하나는 상기 수신단의 이동성(mobility)에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[ 1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는， 무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
[배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다ᅳ E-UMTSC Evolved Universal Mobi le Telecommunicat ions System) 시스템은 기존 UMTSCUniversal Mobi le Telecommunicat ions System)에서 진화한 시스템으로서 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolut ion) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격 (technical speci f icat ion)의 상세한— 내용은 각각 "3rd Generat ion Partnership Project； Technical Speci f icat ion Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[4] 도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment ; UE)과 기지국 (eNode B; eNB, 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5， 5, 10， 15， 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크 (Downl ink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기, HARQ Hybr id Automat ic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향링크 (Upl ink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 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 관리한다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만， 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용， 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제]
[7] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
[8] 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법은, 하나 이상의 프리코더를 포함하는 프리코더 세트를 구성하는 단계; 하나 이상의 프리코더를 특정 자원 단위로 순환하여 적용하여 상기 신호를 프리코딩하는 단계 ; 및 상기 프리코딩된 신호를 상시 수신단으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 프리코더 세트의 크기 및 상기 하나 이상의 프리코더 중 적어도 하나는 상기 수신단의 이동성 (mobi l i ty)에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
[9] 여기서， 상기 수신단의 이동성이 높은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 빔 폭은 상기 수신단의 이동성이 낮은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 빔 폭보다 넓은 것이 바람직하다 .
[ 10] 추가적으로, 상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는， 상기 수신단으로부터 적어도 하나의 선호 프리코더에 관한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 선호 프리코더를 기반으로， 하나 이상의 프리코더를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 또는， 상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는， 상기 수신단의 이동성에 기반하여 적어도 하나의 특정 프리코더를 선택하는 단계 ; 및 상기 적어도 하나의 특정 프리코더를 기반으로 하나 이상의 프리코더를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
[ 11] 또는， 상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는， 상기 수신단으로부터 적어도 하나의 선호 프리코더에 관한 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 선호 프리코더를 중심으로 소정의 빔포밍 각도 범위 내에서 레퍼런스 프리코더 세트를 설정하는 단계; 및 상기 수신단의 이동성에 기반하여 상기 레퍼런스 프리코더 세트로부터 상기 프리코더 세트를 구성하는 단계를 포함할 수도 있다.
[ 12] 보다 바람직하게는， 상기 방법이 상기 수신단으로 상기 프리코더 세트에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함하고， 상기 프리코더 세트에 관한 정보는， 상기 프리코더 세트에 포함된 상기 하나 이상의 프리코더의 정렬 (sort ing) 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[ 13] 한편， 본 발명의 다른 양상인， 무선 통신 시스템에서의 송신 장치는， 하나 이상의 프리코더를 포함하는 프리코더 세트를 구성하고， 하나 이상의 프리코더를 특정 자원 단위로 순환하여 적용하여 상기 신호를 프리코딩하는 프로세서， 및 상기 프리코딩된 신호를 수신 장치로 송신하는 무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는， 상기 프리코더 세트의 크기 및 상기 하나 이상의 프리코더 중 적어도 하나를 상기 수신 장치의 이동성 (mobi l i ty)에 기반하여 결정하는 것을 특징으로 한다.
[ 14] 바람직하게는， 상기 수신 장치의 이동성이 높은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 빔 폭은 상기 수신 장치의 이동성이 낮은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 빔 폭보다 넓은 것을 특징으로 한다. [15] 추가적으로, 상기 프로세서는 상기 수신 장치로부터 수신한 적어도 하나의 선호 프리코더를 기반으로， 하나 이상의 프리코더를 선택할 수 있다. 또는， 상기 프로세서는 상기 수신 장치의 이동성에 기반하여 선택한 적어도 하나의 특정 프리코더를 기반으로 하나 이상의 프리코더를 선택할 수 있다.
[16] 혹은， 상기 프로세서는 상기 수신 장치로부터 수신한 적어도 하나의 선호 프리코더를 중심으로 소정의 범포밍 각도 범위 내에서 레퍼런스 프리코더 세트를 설정하고， 상기 수신 장치의 이동성에 기반하여 상기 레퍼런스 프리코더 세트로부터 상기 프리코더 세트를 구성할 수도 있다.
[17] 보다 바람직하게는， 상기 프리코더 세트에 관한 정보는 상기 수신 장치로 제공되고， 상기 프리코더 세트에 관한 정보는 상기 프리코더 세트에 포함된 상기 하나 이상의 프리코더의 정렬 (sort ing) 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 【유리한 효과】
[18] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 기지국은 단말 이동성에 적웅적으로 보다 효율적으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
[19] 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】
[20] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
[21] 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면.
[22] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들올 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
[23] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면 .
[24] 도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면. [25] tr 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
[26] 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도.
[27] 8은 안테나 틸팅 방식을 설명하기 위한 도면이다.
[28] 도 9는 기존 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템을 비교하는 도면이다.
[29] 10은 능동 안테나 시스템에 기반하여， 단말 특정 범을 형성한 예를 도시한다.
[30] 도 11는 능동 안테나 시스템 기반의 3 차원 빔 전송 시나리오를 도시한다.
[31] 도 12는 기존 MIM0 전송 방식과 ΒΑ 빔포밍 방식의 범 커버리지 비교하는 도면이다.
[32] t 13은 DA 범포밍 기법의 개념을 도시하는 도면이다.
[33] 14는 DA 범포밍 기법의 특징을 예시하는 도면이다.
[34] 도 15는 DBA 범포밍 기법의 개념을 도시하는 도면이다.
[35] 도 16과 도 17은 본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예의 적용 차이점을 예시한다.
[36] ΧΖ 18은 본 발명에 따른, 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 개념을
^1시한다.
[37] 도 19는 본 발명에 따른 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 예를 도시한다
[38] 20은 본 발명에 따른 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 다른 예를 도시한다.
[39] 도 21은 본 발명에 따른， 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 개념을 예시한다.
[40] 22는 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 예를 도시한다
[41] 23은 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 다른 예를 도시한다.
[42] τζ 24는 PMI에 따른 채널 품질 변화량 트랙킹의 예를 도시한다.
[43] 25는 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 또 다른 예를 도시한다. [44] 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다. 【발명의 실시를 위한 형태】
[45] 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.
[46] 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한， 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
[47] 또한， 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head) , eNB, TP(transmi ssion point ) , RP(recept ion point ) , 중계기 (relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
[48] 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment ; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
[49] 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel )올 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 ( Informat ion Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control ) 계층과는 전송채널 (Transport Channel )을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 테이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 0FDMA( Orthogonal Frequency Division Mult iple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA( Single Carrier Frequency Divi sion Mul t iple Access) 방식으로 변조된다.
[50] 제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control ; MAC) 계층은 논리채널 (Logi cal Channel )을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control ; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 계 2계층의 LC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2계층의 PDCKPacket Data Convergence Protocol ) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 해더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[51] 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control； RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer； RB)들의 설정 (Conf igurat ion) , 재설정 (Re-conf igurat ion) 및 해제 (Re lease)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 (Mobi l ity Management ) 둥의 기능을 수행한다.
[52] 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(Mult icast Channel )을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel ) , 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel )가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel )로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH (Paging Control Channel), CCCH( Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다.
[53] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[54] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 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 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[55] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[56] 한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시뭔스를 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 층돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[57] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel； PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downl ink Control Informat ion; DCI )를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라포맷이 서로 다르다.
[58] 한편， 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호, CQI (Channel Qual i ty Indicator) , PMKPrecoding Matr ix Index) , RKRank Indi cator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[59] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[60] 도 4를 참조하면, 무선 프레임 (radio frame)은 10ms (327200 ><1^)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( 15360 XTs)의 길이를 가진다. 여기에서， Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=l/( 15kHz X 2048)=3.2552 x i0_8 (약 33ns)로 표시된다, 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블톡 (Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파 X 7(6)개의 0FDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 ΠΙ (Transmi ssion 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 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[61] 도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
[62] 도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 0FDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 0FDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 0FDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pi lot 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), PHICHCPhysical Hybrid-ARQ Indicator CHannel ) , PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
[63] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 0FOM 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 RE(Resource 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 Shift Keying)로 변조된다.
[64] PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는
UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의
REG로 구성되고， 셀 특정 (cell-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.
[65] PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 0FDM 심볼에 할당된다. 여기에서， n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL- SCHCDownl ink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel ) 및 DL—SCH(Downl 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.
[66] 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 둥은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어， 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI (Radio Network Temporary Ident ity)로 CRC 마스킹 (masking)되어 있고， "B "라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉， 전송 형식 정보 (예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식， 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임올 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우， 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링， 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고， 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
[67] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[68] 도 6을 참조하면， 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel )가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고， 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Qual i ty Indicator) , MIM0를 위한 RKRank Indicator) , 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request ) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블톡을 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.
[69] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Mul t iple-Input Mul t iple- 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.
[70] 다중 안테나 기술에서는， 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 ( fragment )을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나， 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한， 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
[71] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 Nr 개 설치되어 있고 수신단에서는 수신 안테나가 N 개가 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 i?0라고 한다면， 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는 이론적으로， 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 0에 레이트 증가율 를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 ^는 Nr와 중 작은 값이다.
[72] 【수학식 1】 ?, - min( Vr, j [74] 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후， 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며， 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[75] 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 전송를 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[76] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 Nr개의 송신 안테나와 N 개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， Nr개의 송신 안테나가 있 경우 최대 전송 가능한 정보는 Nr개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
Figure imgf000015_0001
^1 ' ^2： S
[79] 한편， 각각의 전송 정보 τ 에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며， 이때 각각의 전송 전력을 ' 라 하면， 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[80] 【수학식 3】
S 1， ^2， . · · , SNT Pisl , P2s2, " ' 9 P ΝM^Τs^ΝΤ」
[81] [82] 또한， s 를 전송 전력의 대각행렬 ^를 이용하여 나타내면 하기의 수학식
4와 같다.
[83] 【수학식 4】
Figure imgf000016_0001
[85] 한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 8에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 Ντ 개의 송신신호 (transmitted signal) ^1'^2'"''^ 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure imgf000016_0002
백터 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 ^는 ^번째 송신안테나와 _/번째 정보 간의 가중치를 의미한다. w 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
[86] 【수학식 5】
WS二 WPs
Figure imgf000016_0003
Figure imgf000016_0004
[88] 일반적으로, 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H) )는 수학식 6과 같이 제한된다.
[89] 6】
Figure imgf000017_0001
[91] 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.
[92] 【수학식 7】
# of streams≤ rank(n)≤ min(NT， NR )
[94] 여기서 "# of streams' '는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[95] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 흔합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
[96] 이하에서는， 채널 상태 정보 (channel state informat ion; CSI ) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 정보 없이 운용되는 개루프 (open- loop) MIM0와 채널 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIM0 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 안테나의 다중화 이득 (mul t iplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 범포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해， 단말에게 참조 신호를 전송하고， 이에 기반하여 측정한 채널 상태 정보를 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel ) 또는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )를 통하여 피드백 하도록 명령한다.
[97] CSI는 RI (Rank Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) , CQI (Channel Qual i ty Indicat ion) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선， RI는 상술한 바와 같이 채널의 탱크 정보를 나타내며， 단말이 동일 주파수 -시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한， RI는 채널의 통텀 페이딩 ( long term fading)에 외해 결정되므로 PM^ CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
[98] 두 번째로， PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
[99] LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (mult i-user MIM0)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티 (mult i-user diversi ty)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIM0에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에， CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라， 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU-MIM0에서는 SU-MIM0에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
[100] 이에， LTE— A표준에서는 최종 PMI를 통팀 ( long term) 및 /또는 광대역 (wideband) PMI인 Wl와 숏텀 (short term) 및 /또는 서브밴드 (sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
[101] 상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchical codebook transformat ion) 방식의 예시로 아래 수학식 8과 같이 채널의 통텀 공분산 행렬 ( long-term covar iance matr ix)를 이용할 수 있다. [102] 【수학식 8】
[103] W = norm(Wl W2)
[104] 위 수학식 1에서 W2는 숏텀 PMI로서， 숏팀 채널 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고, W은 최종 코드북의 코드워드이며, "orm(A)은 행렬 A의 각 열의 노름 (norm)이 1로 정규화 (normalization)된 행렬을 의미한다.
[105] 기존 과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[106 【 9】
k,l, m≤ M and A：， l,m are integer.
Figure imgf000019_0001
[108] 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.
[109] 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계 은 동일한 선형 위상 증가 (linear phase increment) 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 탱크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다.
110] 【수학식 10】
Figure imgf000019_0002
[112] 위 수학식 10에서 코드워드는 송신 안테나의 개수 丄、 L 의 백터로 표현되고， 상위 백터 x'( 와 하위 백터 Χ人^ 로 구조화 되어있으며， 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. X' ( 는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 백터로 표현하는 것이 유리하며， 대표적인 예로 DFT 행렬을 이용할 수 있다.
[113] 이하， 능동 안테나 시스템 (Act ive Antenna System; S) 및 3 차원 범포밍에 관하여 설명한다.
[114] 기존 샐를러 시스템에서 기지국은 기계적 틸팅 (mechanical t i lt ing) 혹은 전기적 틸팅 (electr ical t i lt ing)을 이용하여 샐 간 간섭을 줄이고， 셀 내 단말들의 쓰루풋， 예를 들어 SINR (Signal to Interference plus Noi se rat io)의 향상시키는 방안을 사용해 왔다. 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
[115] 도 8은 안테나 틸팅 방식을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 8의 (a)는 안테나 틸팅이 적용되지 않은 안테나 구조를 도시하고， 도 8의 (b)는 기계적 틸팅이 적용된 안테나 구조를 도시하며， 도 8의 (c)는 기계적 틸팅과 전기적 틸팅 모두 적용된 안테나 구조를 도시한다.
[116] 도 8의 (a)와 도 8의 (b)를 비교하면， 기계적 틸팅의 경우 도 8의 (b)와 같이 초기 설치 시 범 방향이 고정되어 버리는 단점이 있다. 나아가 전기적 틸팅의 경우 도 8의 (c)와 같이 내부 위상 천이 (phase shi ft ) 모듈을 이용하여 틸팅 각 (t i lt ing angle)을 변경할 수 있지만， 사실상 셀 고정적 틸팅으로 인하여 매우 제약적인 수직 빔포밍 (수직 범포밍 )만 가능한 단점이 있다.
[117] 도 9는 기존 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템 (Act ive Antenna System; MS)을 비교하는 도면이다. 특히， 도 9의 (a)는 기존 안테나 시스템을 도시하고， 도 9의 (b)는 능동 안테나 시스템올 도시한다.
[118] 도 9를 참조하면， 능동 안테나 시스템은 기존 안테나 시스템과 달리 복수의 안테나 모듈 각각이 전력 증폭기를 비롯한 F모들， 즉 능동 (act ive) 소자를 포함하고 있어, 안테나 모들 각각에 대한 전력 및 위상 조절이 가능한 특징이 있는 시스템이다 . [ 119] 일반적으로 고려하던 MIM0 안테나 구조는 ULA mi form l inear array)와 같이 선형적인, 즉 1 차원 어레이의 안테나를 고려하였다. 이러한 1 차원 어레이 구조에서는 범포밍으로 생성 가능한 범이 2 차원 평면 내에 존재하게 된다. 이는 기존 기지국의 수동 안테나 시스템 (Passive Antenna System ; PAS) 기반 MIMO구조에도 적용된다. PAS 기반 기지국에도 수직 안테나들 및 수평 안테나들이 존재하지만， 수직 안테나들은 하나의 RF모들에 묶여있어 수직방향으로 빔포밍이 불가능하며， 상술한 기계적 틸팅 만이 적용 가능하다.
[ 120] 그러나， 기지국의 안테나 구조가 능동 안테나 시스템으로 진화하면서 수직 방향의 안테나들에도 독립적인 RF모들이 구현되었으며， 이에 따라 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로도 빔포밍이 가능하게 되었다. 이를 수직 범포밍 또는 엘리베이션 범포밍 (elevat ion beamforming)이라고 지칭한다.
[ 121] 수직 빔포밍에 따르면， 생성 가능한 빔들은 수직 및 수평방향으로 3차원 공간에 표현될 수 있으므로， 이를 3 차원 빔포밍이라 지칭할 수도 있다. 즉, 3 차원 빔포밍은 1 차원 어레이의 안테나 구조에서 평면형태의 2 차원 어레이의 안테나 구조로 진화하며 가능해 진 것이다. 여기서， 3 차원 범포밍은 안테나 어레이가 꼭 평면 (planar) 형상인 경우에만 가능한 것은 아니고, 링 (r ing) 형태의 3차원 형태의 어레이 구조에서도 3 차원 빔포밍이 가능하다. 3 차원 범포밍의 특징은 기존 1 차원 어레이의 안테나 구조가 아닌 다양한 형태의 안테나 배치로 인해 MIM0프로세스가 3 차원 공간 상에서 이루어 진다는 것이다.
[ 122] 도 10은 능동 안테나 시스템에 기반하여 단말 특정 빔을 형성한 예를 도시한다. 도 10을 참조하면, 3 차원 범포밍으로 인하여 단말이 기지국 좌우로 움직일 경우뿐만 아니라 전후로 움직이는 경우까지 빔포밍이 가능하므로 단말 특정 범 형성에 보다 높은 자유도가 제공됨을 알 수 있다.
[ 123] 나아가 능동 안테나 기반의 2 차원 어레이의 안테나 구조를 이용한 전송 환경으로는 실외 기지국에서 실외 단말에게 전송하는 환경뿐만 아니라, 실외 기지국이 실내 단말에 대하여 전송하는 환경 (021 , Outdoor to Indoor) 및 실내 기지국이 실내 단말에 전송하는 환경 ( Indoor hot spot ) 등올 고려할 수 있다.
[ 124] 도 11은 능동 안테나 시스템 기반의 3 차원 빔 전송 시나리오를 도시한다. [125] 도 11을 참조하면， 샐 내 다양한 다수의 건물들이 존재하는 실제 셀 환경을 가정하게 될 경우, 기지국은 단말 특정 수평 범 조향 뿐만 아니라 건물 높이에 따른 다양한 단말 높이를 고려한 수직 빔 조향 능력까지 고려해야 할 필요가 있다. 아와 같은 셀 환경을 고려할 경우， 기존 무선 채널 환경과는 많이 다른 채널 특성， 예를 들어 높이 차이에 따른 음영 /경로 손실 변화， 페이딩 특성 변화 등을 반영할 필요가 있다.
[126] 다시 말해， 3 차원 범포밍은 기존에 선형적인 1 차원 어레이의 안테나 구조에 기반하여 수평 방향으로만 이루어지던 수평 빔포밍이 진화된 것으로, 평면 배열 (planar array) 등의 다차원 어레이의 안테나 구조 또는 메시브 안테나 (massive antenna) 어레이를 기반으로 엘리베이션 빔포밍 혹은 수직 빔포밍까지 확장 및 결합된 형태로 이루어 지는 MIM0프로세싱 기법을 지칭한다.
[127] 상기 메시브 안테나 어레이는 다음 특성들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 즉， 0 2차원 평면 또는 3차원 공간에 위치하고， Π ) 논리적 또는 물리적 안테나가 8개 이상이며 (여기서 논리적 안테나는 안테나 포트로 표현될 수 있다)， i i i ) 각각의 안테나가 AAS로 구성될 수 있다. 다만， 상기 메시브 안테나 어레이의 정의는 이에 제한되는 것은 아니다. 이하， 메시브 안테나 어레이를 이용한 각종 범포밍 기법에 관하여 설명한다.
[128] a) 3D 빔포밍 환경에서 적용한 부분적 안테나 어레이 기반 범포밍을 빔-폭 조절 (Beam-width adaptat ion; BA) 범포밍이라 지칭하며， 이는 다음과 같은 특징을 나타낸다.
[129] BA 범포밍 기법은 단말의 이동 속도에 따라 데이터 전송에 참여하는 안테나의 수를 조절하여 전송 범 폭을 조절하는 기술이다. 도 12는 기존 MIM0 전송 방식과 BA 범포밍 방식의 범 커버리지 비교하는 도면이다. 특히, 도 12의 좌측 도면은 기존 MIM0 전송 방식을 도시하며, 우측 도면은 BA 빔포멍 방식을 도시한다.
[ 130] 도 12의 좌측 도면을 참조하면， 4x4 안테나 어레이에서 단말이 중속으로 움직이는 경우 4x4 안테나 어레이가 전송하는 범 폭은 채널 정밀도를 확보하기에 지나치게 좁고， 개루프 방식은 전체 셀 커버리지를 커버하므로 지나치게 넓을 수 있다. 만약 도 12의 우측 도면과 같이， 중앙의 2x2 안테나 어레이만 전송에 참여하면， 상대적으로 넓은 범 폭을 가지나 범이득은 얻을 수 있는 형태로 빔을 생성할 수 있다. 즉， 단말의 이동 속도에 따라 해당 단말에게 전송에 참여하는 안테나 수를 줄여 빔 폭을 확대하여 폐루프 빔포밍 보다는 작지만， 개루프 빔포밍 보다는 높은 수준의 빔 이득을 획득할 수 있다.
[131] b) BA 빔포밍이 단말의 이동성에 따라 빔 폭올 조절하는 기술이라면 단말의 이동 방향에 따라 수직 또는 수평 방향으로만 빔포밍을 수행하고 다른 방향으로는 개루프 프리코딩 (open loop precoding)을 수행하는 방법도 고려할 수 있다. 이 기술은 3D 빔포밍 환경에서 2D빔포밍을 수행할 수 있도톡 하므로 차원 조절 (Dimension Adaptat ion; DA) 빔포밍 기법이라 지칭한다.
[132] DA 범포밍 기법은 기지국이 단말의 수직 방향 및 수평 방향 중, 움직임이 심한 방향, 즉 도플러 (Doppler)가 심한 방향에 대해서는 개루프 방식을 적용하고, 그렇지 않은 방향에 대해서는 폐루프 방식을 적용하여 전송하는 범포밍 기법이다. 도 13은 DA 빔포밍 기법의 개념을 도시하는 도면이다. 특히， 도 13의 좌측 도면은 단말이 수평 방향으로 움직이는 경우를 도시하고， 우측 도면은 단말이 수직 방향으로 움직이는 경우를 도시한다.
[ 133] 도 14는 DA 범포밍 기법의 특징을 예시하는 도면이다.
[134] DA 빔포밍 기법을 사용하면, 도플러가 적은 방향으로는 빔 이득 얻을 수 있고， 도플러가 큰 방향으로는 빔 이득을 얻을 수 없다. 따라서, 생성되는 범의 영역은 도 14와 같이 수평 방향 및 수직 방향 중 한 방향으로만 협폭의 빔이 형성된다. 따라서， 특정 방향으로 움직이는 단말에게 일정 수준의 빔 이득을 부여하는 것이 가능하다.
[135] c) 또한, BA 범포밍과 DA 빔포밍을 결합한 차원 및 빔-폭 조절 (Dimension and Beam-width Adaptat ion; DBA) 범포밍 기법도 고려할 수 있다. 도 15는 DBA 범포밍 기법의 개념을 도시하는 도면이다.
[136] DBA 빔포밍 기법은 DA 빔포밍 기법과 BA 빔포밍 기법을 결합한 기술이다. 도 15를 참조하면, DBA 빔포밍 적용 시, 단말이 수직 혹은 수평 방향으로 움직일 경우， 도플러가 적은 방향， 즉 단말이 움직임에 직교하는 방향으로는 폐루프 범포밍을 수행하고， 도플러가 일정 수준 존재하는 방향으로는 단말의 속도에 따라 전송에 참여하는 안테나 수를 조절하여 범 폭을 조절한다.
[137] 정리하면， 아래 표 1과 같이， DA 빔포밍이 기지국 기준으로 특정 방향으로 고속 이동할 때 유효한 기술이고， BA 빔포밍이 단말이 저속 ~중속으로 이동하는 환경에서 유효한 기술이며， DBA 범포밍은 단말이 특정 방향으로 저속 ~중속으로 이동할 때 유효한 기술이다.
[138] 【표 1】
Figure imgf000024_0001
[139] . BA 빔포밍 혹은 DBA 빔포밍은 채널 변화 특성， 특히 단말의 움직임, 구체적으로 단말의 이동 속도에 따라 범 폭을 제어하는 특징을 갖는다. 범 폭을 제어하기 위한 수단으로 안테나 0N/0FF , 안테나 별 전송 전력과 위상 제어 기술을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 빔 폭을 제어하기 위한 다른 수단으로서， 제한된 범포밍 범위를 갖는 프리코더 순환 (precoder cycl ing) 기법을 제안한다. 본 발명의 프리코더 순환 기법은 단말의 이동 속도가 낮을수록 프리코더 순환에 의한 빔 커버리지를 좁히고， 단말의 이동 속도가 높을수록 빔 커버리지 가 늘어나는 특징을 갖는다. 여기서， 범 커버리지는 순환하는 프리코더의 빔포밍 각도의 범위를 의미할 수 있다.
[140] 보다 구체적으로, 본 발명에서는 단말의 선호 프리코더 관련 피드백 정보 및 해당 단말의 시간적 채널 변화 특성에 따라， 기지국은 단말 특정 프리코더 세트를 구성하고， 특정 시간 /주파수 단위로 해당 프리코더 세트내의 프리코더들을 번갈아 적용하는 것을 제안한다.
[141] 상기 단말의 선호 프리코더 관련 피드백 정보의 예로 PMI피드백 정보를 고려할 수 있다.
[142] 상기 단말의 시간적 채널 변화 특성은 기지국이 상향링크 신호의 특성을 측정하여 파악할 수도 있고， 단말의 위치 혹은 채널 관련 정보 (예를 들어， PMI , CQI 등)의 시간적 변화량을 측정하여 파악할 수 있다. 또는, 단말이 시간적 채널 변화 특성 관련 정보 (예를 들어， 도플러 주파수， 단말의 속도， 코히런스 시간 등)를 피드백 함으로 파악할 수 있다. 또한， 상기 특정 시간 /주파수 단위는 시간 측으로 심볼， 서브프레임， 프레임 등을 예시할 수 있고, 주파수 측으로 부반송파 (subcarrier), 자원 블톡, 자원 블톡 그룹 등을 예시할 수 있다.
[143] 추가적으로， 본 발명에서 제안하는 프리코더 세트에 포함된 프리코더들 중 일부는 정밀한 유효 빔 폭 제어를 위해 PMI 코드북에 포함되지 않을 수 있다. 즉， PMI 코드북에 정의되지 않은 프리코더가 상기 프리코더 세트에서는 적용될 수 있다.
[144] 이하에서는， 본 발명에서 제안하는 단말 특정 프리코더 세트를 구성하는 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위하예 단말 특정 프리코더 세트를 {Xi' 'Xw }로 표현한다.
[145] <제 1 실시예 >
[146] 우선， 본 발명의 제 1 실시예에서는, 프리코더 세트 내에 포함된 프리코더들을 단말 채널 변화 특성에 따라 결정하는 것을 제안한다. 구체적으로, 제 1 실시예는 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식과 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식으로 구분할 수 있다. [147] (1) 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식에 따르면， 프리코딩 행렬 는 아래 수학식 11과 같이 표현할 수 있다.
[148] 【수학식 11】
[149] X' =^(P)
[150] 상기 수학식 11에서 행렬 P는 선택된 PMI에 해당하는 프리코딩 행렬로서， N셰 크기를 갖는다. 여기서， N'는 송신 안테나 수이고， Ns는 레이어의 개수이다. 또한, 0는 번째 프리코딩 행렬에 해당하는 전환 함수를 의미하며， 단말의 채널 변화특성에 따라 결정된다.
[151] 예를 들어， 프리코딩 행렬 '는 아래 수학식 12와 같이 구성될 수 있다.
[152] 【수학식 12】 [153] X'=R'P R, = dia8 (Lex ( ,i ) exp(ya/2 ) . ' · exp(j i N )J)
[154] '
[155] 상기 수학식 12에서 R,는 위상 변동 행렬로서， 크기의 백터를 ΝχΝ 크기의 대각 행렬로 전환하는 dias0 함수로 정의될 수 있다.
[156] 또한， 는 "번째 안테나에 대한 위상 변화량을 나타낸다. ULA(Uniform linear array)의 경우 =2π£/("— θ '로 설정하여 선형적인 위상 변화를 부여할 수 있다. 여기서， ^는 파장 단위의 안테나 간 간격을 나타내며， θ '는 단말 속도에 기반하여 결정되는 인자인 를 이용하여， ᅳ ≤ '≤ 와 같은 범위를 가질 수 있다.
[157] (2) 다음으로， 다중 ΡΜΙ 기반 프리코더 결정 방식에 따르면， 프리코딩 행렬 Χ' 는 아래 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
[158]. 【수학식 13】
[159] X' = /'(P"- 'P-)
[160] 수학식 13에서 행렬 p,, i = -- 는 PMI 코드북에 포함된 M 개 ( M≤N )의 선택된 프리코딩 행렬들을 지칭한다. M개의 PMI는 단말이 피드백한 Μι개의 PMI 및 단말 채널 변동성을 고려하여 기지국이 선택한 Μ_Μι개의 PMI로 구성할 수 있다. 물론 · °1 1인 경우도 가능하다. 또한， 0는 번째 프리코딩 행렬에 해당하는 합성 및 전환 함수를 의미한다. 여기서， 단말이 선택하는 ΡΜΙ의 개수 Μ 및 /또는 /'()는 단말의 채널 변화특성에 따라 결정된다.
[161] 예를 들어, ^ 이 2 인 경우 x,=«,P,+(i-«,)P2 (단, "'는 ο~1 사이의 수)로 표현될 수 있다. 다른 예로， Μ이 2 인 경우， Χ'^Κ'Ρ!®^1*2로 표현될 수도 있다. 여기서， 는 element -wise product를 지시하고， ^와 G'는 위상 변동 행렬을 나타낸다.
[162] 또 다른 예로, ^이 4인 경우， M 값， 즉 단말의 이동성에 따라 아래 표 2와 같이 '이 구성될 수도 있다.
[163] 【표 2】
Figure imgf000027_0001
[164] 위 방식 대신 단말의 시간적 채널 변화 특성과 무관하게 설정된 레퍼런스 프리코더 세트를 기준으로 프리코더 세트의 크기 N을 단말의 시간적 채널 변화 특성에 따라 적웅적으로 변화 시키는 방식을 적용할 수도 있다.
[165] <제 2 실시예 >
[166] 본 발명의 제 2 실시예에서는, 프리코더 세트의 크기를 단말 채널 변화 특성에 따라 결정하는 것을 제안한다. 구체적으로， 제 2 실시예에서는 다음과 같이 프리코더 세트를 결정할 수 있다.
[167] 제 1 단계 ： 송신측은 수신단 즉 단말이 선호하는 PMI를 중심으로 -X도에서 +X도 범위로 정해진 개수 (예를 들어， 100개)의 단말 특정적 레퍼런스 프리코더 세트를 미리 구성한다. 여기서， X는 미리 규정된 값일 수 있다.
[168] 제 2 단계 ： 채널 상황 변동에 따라 해당 레퍼런스 프리코더 세트 중 일부를 프리코더 세트로 결정한다 . 예를 들어， -丫도~丫도에 포함되는 범들만 선택한다 . 여기서， Y는 X보다 작은 값이며， 단말 이동 속도에 연동되어 결정될 수 있다.
[169] 상기 제 1 단계에서는 단말 특정적인 레퍼런스 프리코더 세트를 생성하는 예를 들었으나， 레퍼런스 프리코더 세트는 시스템 혹은 네트워크에서 미리 규정된 프리코더 세트를 사용하는 방식도 가능하다. 이 경우 제 2 단계에서 단말의 선호 PMI 및 채널 변동에 따라 해당 레퍼런스 프리코더 세트에서 서브셋을 구성하여， 해당 단말에 대한 데이터 전송에 적용할 프리코더 세트를 결정한다.
[170] 도 16과 도 17은 본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예의 적용 차이점을 예시한다 .
[ 171] 도 16은 제 1 실시예에 의한 범포밍 방식으로서， 프리코더 세트에 포함된 프리코더의 개수 N이 5개인 것으로 가정한다. 이와 같은 경우， 도 16에 따르면 단말이 낮은 속도로 이동 중인 경우의 5개의 프리코더에 따른 범 폭은 단말이 높은 속도로 이동 중인 경우의 5개의 프리코더에 따른 빔 폭보다 작은 것올 알 수 있다.
[ 172] 또한， 도 17은, 제 2 실시예에 의한 빔포밍 방식으로서， 단말이 낮은 속도로 이동 중인 경우의 프리코더 세트에 포함되는 프리코더의 개수는 3개로서， 단말이 높은 속도로 이동 중인 경우의 프리코더 세트에 포함되는 프리코더의 개수 5개보다 작은 것올 알 수 있다.
[ 173] 한편， 제 1 실시예와 제 2 실시예 모두에서 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식 및 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식이 사용될 수 있다.
[174] 도 18은 본 발명에 따른， 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 개념을
\一
예시한다.
[ 175] 도 18을 참조하면, (기 정의된 코드북에서) 단말 또는 기지국에 의하여 선택된 PMI를 기준으로 프리코더 세트를 생성하여 이에 포함된 프리코더들을 자원 별로 번갈아 사용하여 도플러 환경 및 사용자 채널이 변하는 환경에서도 일정 이상의 빔이 득을 부여한다. 여기서 PMI 선택의 방식은 크게 1) 단말이 선택 및 보고한 PMI를 사용하는 방법， 2) 상향링크 측정 채널을 통해 기지국이 결정하는 방식 및 3) 위 두 방식 중 하나를 통해 얻은 PMI를 단말 이동성 정보를 활용해 보정한 PMI를 선택하는 방법을 고려할 수 있다.
[ 176] 도 19는 본 발명에 따른 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 예를 도시한다. 특히 , 도 19는 위 3)의 방법을 적용한 것으로가정한다.
[ 177] 도 19를 참조하면, 기지국은 단말이 선택 및 보고한 PMI를 이동성 정보를 활용해 보정하여 PMI를 선택하고， 선택된 PMI를 중심으로 프리코더 세트를 생성하는 것을 알 수 있다. 다만， 이를 위하여는 단말의 채널 변화를 예측하는 기술이 추가로 필요할 수 있다.
[ 178] 도 20은 본 발명에 따른 단일 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 다른 예를 도시한다. 특히, 도 20은 위 1)의 방법을 적용한 것으로 가정한다. [179] 도 20을 참조하면， 기지국은 단말이 선택 및 보고한 PMI를 기준으로, 단말의 이동 방향과 속도를 고려하여 프리코더 세트를 생성하는 것을 알 수 있다. 위 2)의 방법 역시 기지국이 선택한 PMI를 기준으로 한다는 것 이외에는 동일하게 적용될 수 있다.
[180] 도 21은 본 발명에 따른， 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 개념을 예시한다.
[181] 도 21을 참조하면, (기 정의된 코드북에서) 단말 또는 기지국에 의하여 선택된 다수의 PMI들을 선택하고， 선택된 PMI들의 임의의 결합을 통하여 프리코더 세트를 생성한다. 선택된 다수의 PMI들 중 일부 혹은 전부는 단말이 선택한 PMI 흑은 상향링크를 통해 기지국이 측정한 채널을 통해 계산된 PMI일 수 있다. 또한 다수의 PMI 중 일부는 단말의 이동성에 따라 기지국이 선택한 PMI일 수 있다.
[182] 도 22는 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 예를 도시한다. 특히, 도 22는 단말이 단일 PMI 보고를 하는 경우를 예시한다.
[183] 도 22를 참조하면, 단일 PMI 보고를 하는 경우， 단말의 이동성 정보， 즉 이동 방향ᅳ 속도를 활용하여 기지국이 추가적인 PMI를 선택한 후， 두 PMI의 결합으로 프리코더 세트를 생성한다.
[184] 도 23은 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 다른 예를 도시한다. 특히， 도 23은 단말이 다중 PMI 보고를 하는 경우를 예시한다.
[185] 도 23을 참조하면， 단말이 다중 PMI 보고를 하는 경우， 단말은 선호하는 PMI의 변화량 및 /또는 해당 PMI의 채널 품질 변화량을 추정해가며 다수의 PMI를 선택하여 보고할 수 있다. 단말이 보고하는 PMI의 개수는 기지국이 제어하는 방법을 적용하거나， 단말이 판단하여 결정하는 방법 모두 가능하다.
[186] 한편， 단말이 다수의 PMI를 결정하기 위해서는 채널 측정 시점에서의 채널 품질만을 기준으로 다수의 PMI를 결정할 수 있으나, 이상적으로는 데이터 전송이 수행될 시점에서 최대 품질을 갖는 PMI 세트를 보고하여야 한다. 이를 위해서는 앞 서 언급한 PMI 및 해당 PMI의 품질 변화량 트랙킹 (tracking)을 통해 PMI 세트를 선택하여야 한다.
[187] 도 24는 PMI에 따른 채널 품질 변화량 트랙킹의 예를 도시한다. 특히， 도 24에서는 TO와 Π에서의 PMI에 대한 채널 품질 변화량을 예시한다. 도 24를 참조하면， 채널 품질 기준으로는 PMI2와 PMI3가 선택되어야 하지만， 데이터가 전송될 미래 시점 (T2)에서의 채널을 예측한다면 PMI3와 PMI4를 선택하여 보고해야 하는 것을 알 수 있다.
[188] .한편， 결정된 프리코더 세트에 반드시 기 선택된 PMI 세트가 포함되어야만 하는 것은 아니다. 예를 들어 PMI 코드북의 오버해드를 낮게 유지하려는 목적으로 PMI 에는 낮은 그래뉴얼리티 (low granularity) PMI 세트를 포함할 수 있다.
[189] 도 25는 본 발명에 따른 다중 PMI 기반 프리코더 결정 방식의 또 다른 예를 도시한다. 도 25를 참조하면， 단말은 PMI1과 PMI2를 보고하고 기지국은 이를 선택하였으며， PMI1과 PMI2를 기준으로 프리코더 세트를 구성한 것을 알 수 있다. 그러나， 상기 프리코더 세트는 선택된 프리코더인 PMI1과 PMI2가 제외된 것을 알 수 있다.
[190] 본 발명의 채널 적응적 프리코더 순환을 적용하기 위해 단말은 기지국에게 다음 정보 중 일부 혹은 전부를 전달할 수 있다.
[191] (A) 선호하는 하나 이상의 PMI
[192] (B) 보고하는 PMI의 선호 개수 (Μι)
[193] (C) 프리코더 세트의 선호 크기 (^)
[194] (D) 프리코더 세트를 생성하기 위한 파라미터들의 선호 값 (예를 들어， 최대 빔포밍 각도 오프셋 (maximum angle offset), 지향 각도 오프셋 (directivity of angle offsets) , 결합 인자 (composition coefficient) 등)
[195] 또한, 기지국은 단말에게 프리코딩 방식에 대한 정보를 알려주기 위해， 혹은 채널 적웅적 프리코더 순환 방식 적용을 위한 정보를 획득하기 위해 다음 정보 중 일부 흑은 전부를 제공할 수 있다.
[196] (a) 보고해야 하는 PMI의 개수 (Μ')
[197] (b) 프리코더 세트의 크기 N)
[198] (c) PMI 코드북의 크기 (M)
[199] (d) 기지국이 선택한 Μ_Μι개의 PMI [200] (e) 프리코더 세트를 생성하기 위한 파라미터들의 선호 값 (예를 들어, 최대 범포밍 각도 오프셋 (maximum angle offset ) , 지향 각도 오프셋 (direct ivi ty of angle offsets) , 결합 인자 (composi t ion coeff icient ) 등)
[201] (f ) PMI 정렬 정보 (sort ing informat ion)
[202] 기존 PMI 코드북의 경우， PMI가 범 전송 각도 순으로 정렬되어 있지 않아 프리코더 세트 생성 함수를 일반화하여 적용하기 어려을 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 PMI를 프리코더 세트 생성 함수에 적합하게 재정렬할 필요가 있을 수 있으며, 이러한 경우 상기 정보 중 PMI 정렬 정보 (sort ing informat ion)를 단말에게 제공할 수 있다. 상기 PMI 정렬 정보는 단말에게 전용 (dedicated) 제어 정보로 전달될 수 있으나， 시스템 정보와 같이 방송 정보로 전달될 수 있다. 또는， 시스템에서 채널 적웅적 프리코더 순환 적용 전송 모드일 경우의 PMI 정렬 정보를 미리 규정하여 별도의 시그널링 없이 적용할 수도 있다.
[203] 본 제안 기술은 3D MIM0 환경에서 수직 방향 그리고 /또는 수평 방향으로 적용될 MIM0 프리코더에 적용될 수 있다. 이 경우， 안테나 0N/0FF를 통한 빔폭 적웅적 (Beamwidth adaptat ion) 빔포밍 방식이 아닌 다른 형태의 BA 범포밍 방식으로 적용 가능하며， 수직 방향 또는 수평 방향 중 하나에만 적용될 경우 DBA 범포밍 방식으로 활용 가능하다. '
[204] 본 제안 기술은 단말의 이동 속도 및 방향에 따라 범 폭을 제어하는 기술이나 이동 속도 및 방향에 따라 결정되지 않는 다른 채널 파라미터에 적응적으로 빔 폭을 제어할 때도 활용 가능하다. 예를 들어， 무선 채널의 확산 각도 (angular spread)라던지， 레이 클러스터 (ray cluster)의 수 및 분포에 따라 범포밍 이득이 달라질 수 있으므로 해당 파라미터들을 기준으로 범 폭을 제어하기 위해 본 기술을 사용할 수 있다. 좀 더 구체적으로 기술한다면， 채널의 확산 각도가 크거나 레이 클러스터의 수가 많고 분산되어 있는 경우， 범포밍에 의한 이득이 상대적으로 작을 뿐만 아니라 향 후 채널의 변동성이 클 확률이 높다고 판단할 수 있다. 이러한 경우 범 폭을 키우는 형태로 기술을 적용할 수도 있다. 상기 예뿐만 아니라 범 폭의 조정은 다양한 판단 기준에 따라 결정하여 적용할 수 있는데， 본 발명의 기술은 판단 기준이나 목적에 관계없이 범 폭을 조정하는 수단으로서 활용 가능하다.
[205] 상기 PMI 피드백 정보는 편의상 전체 주파수 대역폭에 대해 하나의 값을 측정 및 보고함을 기준으로 설명하였으나, 이는 제한되는 것은 아니다. 광대역 시스템에서 특정 주파수 영역 (예를 들어， 서브밴드， 부반송파， 자원 블톡， 반송파， 샐 등)으로 나누어 각 주파수 영역에 대해 별개의 피드백 정보를 피드백할 수 있다. 혹은 단말이 선택하거나 기지국이 지정한 특정 주파수 영역에 대해서만 피드백 정보가 전송될 수 있다. 상기 주파수 영역은 주파수 연속적인 하나 이상의 영역으로 구성되거나 주파수 불연속적인 영역으로 구성될 수 있다.
[206] 본 발명은 하향링크를 기준으로 설명하였으나 이는 제한되는 것은 아니다. 상향링크에서는 기지국이 단말로， 단말이 기지국으로 역할이 바뀌어 본 제안이 적용될 수 있다. 또한， 단말 간 통신에서도 단말 1이 기지국， 단말 2가 단말인 형태로 적용되어 본 제안이 적용될 수 있다.
[207] 도 26은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블특 구성도를 예시한다.
[208] 도 26을 참조하면， 통신 장치 (2600)는 프로세서 (2610) , 메모리 (2620)， RF 모들 (2630)， 디스플레이 모들 (2640) 및 사용자 인터페이스 모들 (2650)을 포함한다.
[209] 통신 장치 (2600)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모들은 생략될 수 있다. 또한， 통신 장치 (2600)는 필요한 모들올 더 포함할 수 있다. 또한， 통신 장치 (2600)에서 일부 모들은 보다 세분화된 모들로 구분될 수 있다. 프로세서 (2610)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서 (2610)의 자세한 동작은 도 1 내지 도
25에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
[210] 메모리 (2620)는 프로세서 (2610)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템 , 어플리케이션, 프로그램 코드， 데이터 등을 저장한다. RF 듈 (2630)은 프로세서 (2610)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해， RF 모듈 (2630)은 아날로그 변환， 증폭， 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모들 (2640)은 프로세서 (2610)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모들 (2640)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display) , LED(Light Emi tt ing Diode) , 0LED(0rganic Light Emi tt ing Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모들 (2650)은 프로세서 (2610)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
[211] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[212] 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 (f ixed stat ion) , Node B, eNode B(eNB) , 억세스 포인트 (access point ) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[213] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어， 하드웨어， 펌웨어 (f iraware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(appl icat ion speci f ic integrated circui ts) , DSPs(digi tal signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러, 마이크로 콘트롤러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[214] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[215] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[216] 상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 또한， 본 발명은 메시브 안테! ^에 관한 것이지만， 다른 안테나 구조에도 적용 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 11
무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법에 있어서, 하나 이상의 프리코더를 포함하는 프리코더 세트를 구성하는 단계 ;
하나 이상의 프리코더를 특정 자원 단위로 순환하여 적용하여 상기 신호를 프리코딩하는 단계; 및
상기 프리코딩된 신호를 상시 수신단으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 프리코더 세트의 크기 및 상기 하나 이상의 프리코더 중 적어도 하나는 상기 수신단의 이동성 (mobi l i ty)에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
[창구항 2】
제 1 항에 있어서，
상기 수신단의 이동성이 높은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 범 폭은 상기 수신단의 이동성이 낮은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 범 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 3】
제 1 항에 있어서，
상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는，
상기 수신단으로부터 적어도 하나의 선호 프리코더에 관한 정보를 수신하는 단계 ; 및
상기 적어도 하나의 선호 프리코더를 기반으로， 하나 이상의 프리코더를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 4】
제 1 항에 있어서，
상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는，
상기 수신단의 이동성에 기반하여 적어도 하나의 특정 프리코더를 선택하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 특정 프리코더를 기반으로 하나 이상의 프리코더를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 5】
제 1 항에 있어서，
상기 프리코더 세트를 구성하는 단계는,
상기 수신단으로부터 적어도 하나의 선호 프리코더에 관한 정보를 수신하는 단계;
상기 적어도 하나의 선호 프리코더를 중심으로 소정의 범포밍 각도 범위 내에서 레퍼런스 프리코더 세트를 설정하는 단계; 및
상기 수신단의 이동성에 기반하여 상기 레퍼런스 프리코더 세트로부터 상기 프리코더 세트를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 6】
제 1 항에 있어서，
상기 수신단으로 상기 프리코더 세트에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함하고，
상기 프리코더 세트에 관한 정보는，
상기 프리코더 세트에 포함된 상기 하나 이상의 프리코더의 정렬 (sort ing) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 7】
제 1 항에 있어서，
상기 특정 자원 단위는，
주파수 자원 단위 또는 시간 자원 단위 중 하나인 것을 특징으로 하는， 신호 송신 방법ᅳ
【청구항 8】 무선 통신 시스템에서의 송신 장치로서，
하나 이상의 프리코더를.포함하는 프리코더 세트를 구성하고， 하나 이상의 프리코더를 특정 자원 단위로 순환하여 적용하여 상기 신호를 프리코딩하는 프로세서, 및
상기 프리코딩된 신호를 수신 장치로 송신하는 무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는，
상기 프리코더 세트의 크기 및 상기 하나 이상의 프리코더 중 적어도 하나를 상기 수신 장치의 이동성 (mobi l i ty)에 기반하여 결정하는 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
【청구항 9】
제 8 항에 있어서，
상기 수신 장치의 이동성이 높은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 빔 폭은 상기 수신 장치의 이동성이 낮은 경우의 상기 프리코딩된 신호의 범 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
【청구항 10】
제 8 항에 있어서，
상기 프로세서는，
상기 수신 장치로부터 수신한 적어도 하나의 선호 프리코더를 기반으로， 하나 이상의 프리코더를 선택하는 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
[청구항 11】
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는，
상기 수신 장치의 이동성에 기반하여 선택한 적어도 하나의 특정 프리코더를 기반으로 하나 이상의 프리코더를 선택하는 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
【청구항 12] 제 8 항에 있어서，
상기 프로세서는，
상기 수신 장치로부터 수신한 적어도 하나의 선호 프리코더를 중심으로 소정의 빔포밍 각도 범위 내에서 레퍼런스 프리코더 세트를 설정하고， 상기 수신 장치의 이동성에 기반하여 상기 레퍼런스 프리코더 세트로부터 상기 프리코더 세트를 구성하는 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
【청구항 13】
제 8 항에 있어서,
상기 프리코더 세트에 관한 정보는 상기 수신 장치로 제공되고,
상기 프리코더 세트에 관한 정보는，
상기 프리코더 세트에 포함된 상기 하나 이상의 프리코더의 정렬 (sort ing) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는，
송신 장치 .
【청구항 14]
제 8 항에 있어서，
상기 특정 자원 단위는,
주파수 자원 단위 또는 시간 자원 단위 중 하나인 것을 특징으로 하는， 송신 장치 .
PCT/KR2015/003171 2014-07-24 2015-03-31 무선 통신 시스템에서 단말 이동성 기반 프리코더 순환 기법을 이용한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 WO2016013750A1 (ko)

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