WO2016017982A1 - 채널 추정을 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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김형태
박종현
김기준
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for reporting a channel state through channel estimation using some antenna ports.
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a user device having one or more antennas.
  • a communication system having a high density of nodes can provide higher performance communication services to user equipment by cooperation between nodes.
  • This multi-node cooperative communication method in which a plurality of nodes communicate with a user equipment using the same time-frequency resources, is more efficient than a conventional communication method in which each node operates as an independent base station to communicate with a user equipment without mutual cooperation. It has much better performance in data throughput.
  • each node cooperates using a plurality of nodes, acting as base stations or access points, antennas, antenna groups, radio remote headers (RRHs), radio remote units (RRUs). Perform communication.
  • the plurality of nodes are typically located more than a certain distance apart.
  • the plurality of nodes may be managed by one or more base stations or base station controllers that control the operation of each node or schedule data to be transmitted / received through each node.
  • Each node is connected to a base station or base station controller that manages the node through a cable or dedicated line.
  • Such a multi-node system can be viewed as a kind of multiple input multiple output (MIMO) system in that distributed nodes can simultaneously communicate with a single or multiple user devices by transmitting and receiving different streams.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the multi-node system transmits signals using nodes distributed in various locations, the transmission area that each antenna should cover is reduced as compared to the antennas provided in the existing centralized antenna system. Therefore, compared to the existing system implementing the MIMO technology in the centralized antenna system, in the multi-node system, the transmission power required for each antenna to transmit a signal can be reduced.
  • the transmission distance between the antenna and the user equipment is shortened, path loss is reduced, and high-speed data transmission is possible.
  • the transmission capacity and power efficiency of the cellular system can be increased, and communication performance of relatively uniform quality can be satisfied regardless of the position of the user equipment in the cell.
  • the base station (s) or base station controller (s) connected to the plurality of nodes cooperate with data transmission / reception, signal loss occurring in the transmission process is reduced.
  • the correlation (correlation) and interference between the antennas are reduced. Therefore, according to the multi-node cooperative communication scheme, a high signal to interference-plus-noise ratio (SINR) can be obtained.
  • SINR signal to interference-plus-noise ratio
  • the multi-node system is designed to reduce the cost of base station expansion and backhaul network maintenance in the next generation mobile communication system, and to increase service coverage and channel capacity and SINR. In parallel with or in place of a centralized antenna system, it is emerging as a new foundation for cellular communication.
  • the present invention proposes a scheme for channel state reporting, and through this, a signaling scheme related to more efficient channel state reporting.
  • the method by the terminal Receiving a channel state information-reference signal (CSI-RS) setting for at least one vertical direction antenna group and a CSI-RS setting for at least one horizontal direction antenna group, and receiving the received CSI-RS setting Computing channel state information for the downlink channel by using and transmitting to the serving cell,
  • the channel state information is a channel (hereinafter referred to as "vertical channel") of the at least one vertical antenna group and the at least Individual channel state information for channels of one horizontal antenna group (hereinafter referred to as " horizontal channel "); Null state combination of the information, or the channel is vertical and includes an integrated channel state information of the horizontal channel and the transmission priority assigned each of yen, the channel state information may be transmitted according to the transmission priority.
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • the remaining channel state information except for the channel state information having the highest transmission priority may be dropped.
  • one channel state information may be dropped according to an additional criterion.
  • the additional criterion may be related to the transmission period of the individual channel state information.
  • the transmission priority may be related to the transmission period of the individual channel state information.
  • the transmission period of the individual channel state information for the vertical channel may be set to have a specific relationship with the transmission period of the individual channel state information for the horizontal channel.
  • the individual channel state information for the vertical channel includes rank information of the vertical channel, first precoding information and second precoding information of the vertical channel, and the vertical channel.
  • the rank information of may have a transmission period larger than the first precoding information of the vertical channel
  • the first precoding information of the vertical channel may have a transmission period larger than the second precoding information of the vertical channel.
  • the individual channel state information for the horizontal channel includes rank information of the horizontal channel, first precoding information and second precoding information of the horizontal channel, and the rank information of the horizontal channel is equal to the horizontal channel.
  • the first precoding information of the channel may have a larger transmission period
  • the first precoding information of the horizontal channel may have a larger transmission period than the second precoding information of the horizontal channel.
  • the integrated channel state information of the vertical channel and the horizontal channel includes integrated channel quality information of the vertical channel and the horizontal channel, wherein the integrated channel quality information is individual channel state information for the vertical channel. And a transmission period smaller than the individual channel state information for the horizontal channel.
  • the combination of individual channel state information may be set to have the highest transmission priority or the lowest transmission priority of the individual channel state information.
  • a terminal configured to perform a channel status report on a downlink channel transmitted through a two-dimensional array antenna element including at least one horizontal antenna group and a vertical antenna group according to another embodiment of the present invention
  • the terminal Includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit, wherein the processor comprises at least one channel state information-reference signal (CSI-RS) setting for at least one vertical directional antenna group Receive the CSI-RS configuration for the horizontal antenna group of and calculate the channel state information for the downlink channel using the received CSI-RS configuration, and transmit the CSI-RS configuration to a serving cell;
  • the channel of the at least one vertical antenna group hereinafter “vertical channel” and the At least one individual channel state information for a channel of a horizontal antenna group (hereinafter referred to as a "horizontal channel”), a combination of the individual channel state informations, or integrated channel state information of the vertical channel and the horizontal channel, respectively, Yen transmission priority is assigned, and the channel state information may be transmitted according to the transmission priority.
  • the present invention it is possible to report a channel state through channel estimation using some antenna ports, thereby improving the efficiency of antenna port setting for channel state reporting and also enabling efficient channel state reporting.
  • FIG. 1 illustrates an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates an example of a downlink / uplink (DL / UL) slot structure in a wireless communication system.
  • FIG 3 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 4 illustrates an example of an uplink (UL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • FIG 7 illustrates the configuration of an 8-transmit (8Tx) transmit antenna.
  • FIG. 8 shows an example of a two-dimensional antenna array.
  • FIG. 9 shows a two-dimensional antenna arrangement consisting of cross polarized antennas.
  • FIG. 10 shows block selection in a two-dimensional antenna arrangement consisting of cross polarized antennas.
  • 11 shows two channel status report chains corresponding to each of the vertical and horizontal antenna blocks.
  • FIG. 13 shows one channel status report chain corresponding to vertical and horizontal antenna blocks.
  • 16 shows a block diagram of an apparatus for implementing an embodiment (s) of the present invention.
  • a user equipment may be fixed or mobile, and various devices which transmit and receive user data and / or various control information by communicating with a base station (BS) belong to this.
  • the UE may be a terminal equipment (MS), a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), or a wireless modem. It may be called a modem, a handheld device, or the like.
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • BS includes Advanced Base Station (ABS), Node-B (NB), evolved-NodeB (eNB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, Processing Server (PS), Transmission Point (TP) May be called in other terms.
  • ABS Advanced Base Station
  • NB Node-B
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • PS Processing Server
  • TP Transmission Point
  • BS is collectively referred to as eNB.
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a user equipment.
  • Various forms of eNBs may be used as nodes regardless of their name.
  • the node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a relay, a repeater, and the like.
  • the node may not be an eNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRHs, RRUs, etc. generally have a power level lower than the power level of the eNB.
  • RRH or RRU, RRH / RRU is generally connected to an eNB by a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU and eNB are generally compared to cooperative communication by eNBs connected by a wireless line.
  • cooperative communication can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group.
  • Nodes are also called points. Unlike conventional centralized antenna systems (ie, single node systems) where antennas are centrally located at base stations and controlled by one eNB controller, in a multi-node system A plurality of nodes are typically located farther apart than a predetermined interval.
  • the plurality of nodes may be managed by one or more eNBs or eNB controllers that control the operation of each node or schedule data to be transmitted / received through each node.
  • Each node may be connected to the eNB or eNB controller that manages the node through a cable or dedicated line.
  • the same cell identifier (ID) may be used or different cell IDs may be used for signal transmission / reception to / from a plurality of nodes.
  • ID cell identifier
  • each of the plurality of nodes behaves like some antenna group of one cell.
  • a multi-node system may be regarded as a multi-cell (eg, macro-cell / femto-cell / pico-cell) system.
  • the network formed by the multiple cells is particularly called a multi-tier network.
  • the cell ID of the RRH / RRU and the cell ID of the eNB may be the same or may be different.
  • both the RRH / RRU and the eNB operate as independent base stations.
  • one or more eNB or eNB controllers connected with a plurality of nodes may control the plurality of nodes to simultaneously transmit or receive signals to the UE via some or all of the plurality of nodes.
  • multi-node systems depending on the identity of each node, the implementation of each node, etc., these multi-nodes in that multiple nodes together participate in providing communication services to the UE on a given time-frequency resource.
  • the systems are different from single node systems (eg CAS, conventional MIMO system, conventional relay system, conventional repeater system, etc.).
  • embodiments of the present invention regarding a method for performing data cooperative transmission using some or all of a plurality of nodes may be applied to various kinds of multi-node systems.
  • a node generally refers to an antenna group spaced apart from another node by a predetermined distance or more
  • embodiments of the present invention described later may be applied even when the node means any antenna group regardless of the interval.
  • the eNB may control the node configured as the H-pol antenna and the node configured as the V-pol antenna, and thus embodiments of the present invention may be applied. .
  • a communication scheme that enables different nodes to receive the uplink signal is called multi-eNB MIMO or CoMP (Coordinated Multi-Point TX / RX).
  • Cooperative transmission schemes among such cooperative communication between nodes can be largely classified into joint processing (JP) and scheduling coordination.
  • the former may be divided into joint transmission (JT) / joint reception (JR) and dynamic point selection (DPS), and the latter may be divided into coordinated scheduling (CS) and coordinated beamforming (CB).
  • DPS is also called dynamic cell selection (DCS).
  • JP Joint Processing Protocol
  • JR refers to a communication scheme in which a plurality of nodes receive the same stream from the UE.
  • the UE / eNB combines the signals received from the plurality of nodes to recover the stream.
  • the reliability of signal transmission may be improved by transmit diversity.
  • DPS in JP refers to a communication technique in which a signal is transmitted / received through one node selected according to a specific rule among a plurality of nodes.
  • DPS since a node having a good channel condition between the UE and the node will be selected as a communication node, the reliability of signal transmission can be improved.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide a communication service. Therefore, in the present invention, communication with a specific cell may mean communication with an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal from / to an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the cell providing uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell means a channel state / quality of a channel or communication link formed between an eNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE transmits a downlink channel state from a specific node on a channel CSI-RS (Channel State Information Reference Signal) resource to which the antenna port (s) of the specific node is assigned to the specific node. Can be measured using CSI-RS (s).
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • adjacent nodes transmit corresponding CSI-RS resources on CSI-RS resources orthogonal to each other.
  • Orthogonality of CSI-RS resources means that the CSI-RS is allocated by CSI-RS resource configuration, subframe offset, and transmission period that specify symbols and subcarriers carrying the CSI-RS. This means that at least one of a subframe configuration and a CSI-RS sequence for specifying the specified subframes are different from each other.
  • Physical Downlink Control CHannel / Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH) / PHICH (Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel) / PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) are respectively DCI (Downlink Control Information) / CFI ( Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK / NACK (ACKnowlegement / Negative ACK) / downlink data, and also a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) / Physical (PUSCH) Uplink Shared CHannel / PACH (Physical Random Access CHannel) means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry uplink control information (UCI) / uplink data / random access signals, respectively.
  • DCI Downlink Control Information
  • CFI Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below ..
  • the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH, respectively.
  • PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used for downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending it.
  • Figure 1 illustrates an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • Figure 1 (a) shows a frame structure for frequency division duplex (FDD) used in the 3GPP LTE / LTE-A system
  • Figure 1 (b) is used in the 3GPP LTE / LTE-A system
  • the frame structure for time division duplex (TDD) is shown.
  • a radio frame used in a 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10 ms (307200 Ts), and is composed of 10 equally sized subframes (SF). Numbers may be assigned to 10 subframes in one radio frame.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. 20 slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • the radio frame may be configured differently according to the duplex mode. For example, in the FDD mode, since downlink transmission and uplink transmission are divided by frequency, a radio frame includes only one of a downlink subframe or an uplink subframe for a specific frequency band. In the TDD mode, since downlink transmission and uplink transmission are separated by time, a radio frame includes both a downlink subframe and an uplink subframe for a specific frequency band.
  • Table 1 illustrates a DL-UL configuration of subframes in a radio frame in the TDD mode.
  • D represents a downlink subframe
  • U represents an uplink subframe
  • S represents a special subframe.
  • the singular subframe includes three fields of Downlink Pilot TimeSlot (DwPTS), Guard Period (GP), and Uplink Pilot TimeSlot (UpPTS).
  • DwPTS is a time interval reserved for downlink transmission
  • UpPTS is a time interval reserved for uplink transmission.
  • Table 2 illustrates the configuration of a singular frame.
  • FIG. 2 illustrates an example of a downlink / uplink (DL / UL) slot structure in a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a resource grid of a 3GPP LTE / LTE-A system. There is one resource grid per antenna port.
  • a slot includes a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • OFDM symbol may mean a symbol period.
  • the signal transmitted in each slot is * Subcarriers and It may be represented by a resource grid composed of OFDM symbols.
  • Represents the number of resource blocks (RBs) in the downlink slot Represents the number of RBs in the UL slot.
  • Wow Depends on the DL transmission bandwidth and the UL transmission bandwidth, respectively.
  • Denotes the number of OFDM symbols in the downlink slot Denotes the number of OFDM symbols in the UL slot.
  • the OFDM symbol may be called an OFDM symbol, a Single Carrier Frequency Division Multiplexing (SC-FDM) symbol, or the like according to a multiple access scheme.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the channel bandwidth and the length of the cyclic prefix (CP). For example, in case of a normal CP, one slot includes 7 OFDM symbols, whereas in case of an extended CP, one slot includes 6 OFDM symbols.
  • FIG. 2 illustrates a subframe in which one slot includes 7 OFDM symbols for convenience of description, embodiments of the present invention can be applied to subframes having other numbers of OFDM symbols in the same manner. 2, each OFDM symbol, in the frequency domain, * Subcarriers are included.
  • the types of subcarriers may be divided into data subcarriers for data transmission, reference signal subcarriers for transmission of reference signals, null subcarriers for guard band, and direct current (DC) components.
  • the null subcarrier for the DC component is a subcarrier that is left unused and is mapped to a carrier frequency (f0) during an OFDM signal generation process or a frequency upconversion process.
  • the carrier frequency is also called the center frequency.
  • 1 RB in the time domain It is defined as (eg, seven) consecutive OFDM symbols, and is defined by c (for example 12) consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • a resource composed of one OFDM symbol and one subcarrier is called a resource element (RE) or tone. Therefore, one RB is * It consists of three resource elements.
  • Each resource element in the resource grid may be uniquely defined by an index pair (k, 1) in one slot. k is from 0 in the frequency domain * Index given up to -1, where l is from 0 in the time domain Index given up to -1.
  • Two RBs one in each of two slots of the subframe, occupying the same consecutive subcarriers, are called a physical resource block (PRB) pair.
  • PRB physical resource block
  • Two RBs constituting a PRB pair have the same PRB number (or also referred to as a PRB index).
  • VRB is a kind of logical resource allocation unit introduced for resource allocation.
  • VRB has the same size as PRB.
  • FIG 3 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • a DL subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • up to three (or four) OFDM symbols located in the first slot of a subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • a resource region available for PDCCH transmission in a DL subframe is called a PDCCH region.
  • the remaining OFDM symbols other than the OFDM symbol (s) used as the control region correspond to a data region to which a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • a resource region available for PDSCH transmission in a DL subframe is called a PDSCH region.
  • Examples of DL control channels used in 3GPP LTE include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols used for transmission of a control channel within the subframe.
  • the PHICH carries a Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) ACK / NACK (acknowledgment / negative-acknowledgment) signal in response to the UL transmission.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
  • DCI downlink control information
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • paging channel a downlink shared channel
  • the transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel may also be called DL scheduling information or a DL grant, and may be referred to as an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the transmission format and resource allocation information is also called UL scheduling information or UL grant.
  • the DCI carried by one PDCCH has a different size and use depending on the DCI format, and its size may vary depending on a coding rate.
  • various formats such as formats 0 and 4 for uplink and formats 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, and 3A are defined for uplink.
  • Hopping flag RB allocation, modulation coding scheme (MCS), redundancy version (RV), new data indicator (NDI), transmit power control (TPC), and cyclic shift DMRS Control information such as shift demodulation reference signal (UL), UL index, CQI request, DL assignment index, HARQ process number, transmitted precoding matrix indicator (TPMI), and precoding matrix indicator (PMI) information
  • MCS modulation coding scheme
  • RV redundancy version
  • NDI new data indicator
  • TPC transmit power control
  • cyclic shift DMRS Control information such as shift demodulation reference signal (UL), UL index, CQI request, DL assignment index, HARQ process number, transmitted precoding matrix indicator (TPMI), and precoding matrix indicator (PMI) information
  • UL shift demodulation reference signal
  • CQI request UL assignment index
  • HARQ process number transmitted precoding matrix indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • the DCI format that can be transmitted to the UE depends on the transmission mode (TM) configured in the UE.
  • TM transmission mode
  • not all DCI formats may be used for a UE configured in a specific transmission mode, but only certain DCI format (s) corresponding to the specific transmission mode may be used.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate based on radio channel conditions.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs). For example, one CCE corresponds to nine REGs and one REG corresponds to four REs.
  • REGs resource element groups
  • a CCE set in which a PDCCH can be located is defined for each UE.
  • the set of CCEs in which a UE can discover its PDCCH is referred to as a PDCCH search space, simply a search space (SS).
  • SS search space
  • An individual resource to which a PDCCH can be transmitted in a search space is called a PDCCH candidate.
  • the collection of PDCCH candidates that the UE will monitor is defined as a search space.
  • a search space for each DCI format may have a different size, and a dedicated search space and a common search space are defined.
  • the dedicated search space is a UE-specific search space and is configured for each individual UE.
  • the common search space is configured for a plurality of UEs.
  • An aggregation level defining the search space is as follows.
  • One PDCCH candidate corresponds to 1, 2, 4 or 8 CCEs depending on the CCE aggregation level.
  • the eNB sends the actual PDCCH (DCI) on any PDCCH candidate in the search space, and the UE monitors the search space to find the PDCCH (DCI).
  • monitoring means attempting decoding of each PDCCH in a corresponding search space according to all monitored DCI formats.
  • the UE may detect its own PDCCH by monitoring the plurality of PDCCHs. Basically, since the UE does not know where its PDCCH is transmitted, every Pframe attempts to decode the PDCCH until every PDCCH of the corresponding DCI format has detected a PDCCH having its own identifier. It is called blind detection (blind decoding).
  • the eNB may transmit data for the UE or the UE group through the data area.
  • Data transmitted through the data area is also called user data.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH) may be allocated to the data area.
  • Paging channel (PCH) and downlink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH.
  • the UE may read data transmitted through the PDSCH by decoding control information transmitted through the PDCCH.
  • Information indicating to which UE or UE group data of the PDSCH is transmitted, how the UE or UE group should receive and decode PDSCH data, and the like are included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is masked with a cyclic redundancy check (CRC) with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A", a radio resource (eg, a frequency location) of "B” and a transmission of "C".
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI Radio Network Temporary Identity
  • format information eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.
  • a reference signal reference signal For demodulation of the signal received by the UE from the eNB, a reference signal reference signal (RS) to be compared with the data signal is required.
  • the reference signal refers to a signal of a predetermined special waveform that the eNB and the UE know each other, which the eNB transmits to the UE or the eNB, and is also called a pilot.
  • Reference signals are divided into a cell-specific RS shared by all UEs in a cell and a demodulation RS (DM RS) dedicated to a specific UE.
  • the DM RS transmitted by the eNB for demodulation of downlink data for a specific UE may be specifically referred to as a UE-specific RS.
  • the DM RS and the CRS may be transmitted together, but only one of the two may be transmitted.
  • the DM RS transmitted by applying the same precoder as the data may be used only for demodulation purposes, and thus RS for channel measurement should be separately provided.
  • an additional measurement RS, CSI-RS is transmitted to the UE.
  • the CSI-RS is transmitted every predetermined transmission period consisting of a plurality of subframes, unlike the CRS transmitted every subframe, based on the fact that the channel state is relatively not changed over time.
  • FIG. 4 illustrates an example of an uplink (UL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the UL subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • One or several physical uplink control channels may be allocated to the control region to carry uplink control information (UCI).
  • One or several physical uplink shared channels may be allocated to a data region of a UL subframe to carry user data.
  • subcarriers having a long distance based on a direct current (DC) subcarrier are used as a control region.
  • subcarriers located at both ends of the UL transmission bandwidth are allocated for transmission of uplink control information.
  • the DC subcarrier is a component that is not used for signal transmission and is mapped to a carrier frequency f0 during frequency upconversion.
  • the PUCCH for one UE is allocated to an RB pair belonging to resources operating at one carrier frequency in one subframe, and the RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in two slots.
  • the PUCCH allocated in this way is expressed as that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary. However, if frequency hopping is not applied, RB pairs occupy the same subcarrier.
  • PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • SR Service Request: Information used for requesting an uplink UL-SCH resource. It is transmitted using OOK (On-Off Keying) method.
  • HARQ-ACK A response to a PDCCH and / or a response to a downlink data packet (eg, codeword) on a PDSCH. This indicates whether the PDCCH or PDSCH is successfully received.
  • One bit of HARQ-ACK is transmitted in response to a single downlink codeword, and two bits of HARQ-ACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • HARQ-ACK response includes a positive ACK (simple, ACK), negative ACK (hereinafter, NACK), DTX (Discontinuous Transmission) or NACK / DTX.
  • the term HARQ-ACK is mixed with HARQ ACK / NACK, ACK / NACK.
  • CSI Channel State Information
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • the amount of uplink control information (UCI) that a UE can transmit in a subframe depends on the number of SC-FDMA available for control information transmission.
  • SC-FDMA available for UCI means the remaining SC-FDMA symbol except for the SC-FDMA symbol for transmitting the reference signal in the subframe, and in the case of a subframe including a Sounding Reference Signal (SRS), the last SC of the subframe
  • SRS Sounding Reference Signal
  • the -FDMA symbol is also excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • PUCCH supports various formats according to the transmitted information.
  • Table 4 shows a mapping relationship between PUCCH format and UCI in LTE / LTE-A system.
  • the PUCCH format 1 series is mainly used to transmit ACK / NACK information
  • the PUCCH format 2 series is mainly used to carry channel state information (CSI) such as CQI / PMI / RI
  • the PUCCH format 3 series is mainly used to transmit ACK / NACK information.
  • the transmitted packet is transmitted through a wireless channel
  • signal distortion may occur during the transmission process.
  • the distortion In order to correctly receive the distorted signal at the receiving end, the distortion must be corrected in the received signal using the channel information.
  • a method of transmitting the signal known to both the transmitting side and the receiving side and finding the channel information with the distortion degree when the signal is received through the channel is mainly used.
  • the signal is called a pilot signal or a reference signal.
  • the reference signal may be divided into an uplink reference signal and a downlink reference signal.
  • an uplink reference signal as an uplink reference signal,
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • SRS sounding reference signal
  • DM-RS Demodulation-Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • MBSFN Multimedia Broadcast Single Frequency Network
  • Reference signals can be classified into two types according to their purpose. There is a reference signal for obtaining channel information and a reference signal used for data demodulation. In the former, since the UE can acquire channel information on the downlink, it should be transmitted over a wide band, and even if the UE does not receive downlink data in a specific subframe, it should receive the reference signal. It is also used in situations such as handover.
  • the latter is a reference signal transmitted together with a corresponding resource when the base station transmits a downlink, and the terminal can demodulate data by performing channel measurement by receiving the reference signal. This reference signal should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the transmission rate may theoretically increase as the rate of increase rate Ri multiplied by the maximum transmission rate Ro when using a single antenna.
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained.
  • the transmission signal when there are N T transmit antennas, the maximum information that can be transmitted is N T.
  • the transmission information may be expressed as follows.
  • Each transmission information The transmit power may be different.
  • Each transmit power In this case, the transmission information whose transmission power is adjusted may be expressed as follows.
  • W ij means a weight between the i th transmit antenna and the j th information.
  • W is also called a precoding matrix.
  • Received signal is received signal of each antenna when there are N R receiving antennas Can be expressed as a vector as
  • channels may be divided according to transmit / receive antenna indexes.
  • a channel passing from the transmitting antenna j to the receiving antenna i will be denoted by h ij . Note that in h ij , the order of the index is that of the receiving antenna index first, and the index of the transmitting antenna is later.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a channel from the N T transmit antennas to the receive antenna i.
  • the channels may be bundled and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from the total N T transmit antennas to the receive antenna i may be represented as follows.
  • the real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix H.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • the received signal may be expressed as follows.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receive antennas N R
  • the number of columns is equal to the number of transmit antennas N T. That is, the channel matrix H is matrix N R ⁇ N T.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the rank ( H ) of the channel matrix H is limited as follows.
  • rank may be defined as the number of nonzero eigenvalues when the matrix is eigenvalue decomposition.
  • another definition of rank may be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition is performed. Therefore, the physical meaning of rank in the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel.
  • precoding may be applied to appropriately distribute transmission information to each antenna according to channel conditions.
  • a set of precoding matrices are determined in advance at a transmitting end and a receiving end, and the receiving end measures channel information from the transmitting end to determine the most suitable precoding matrix (ie, a precoding matrix index).
  • PMI Precoding Matrix Index
  • the transmitting end is a technique of applying the appropriate precoding to the signal transmission based on the PMI, since a method of selecting an appropriate precoding matrix from a predetermined set of precoding matrices.
  • PMI Precoding Matrix Index
  • FIG. 6 illustrates a basic concept of codebook based precoding.
  • the transmitter and the receiver share codebook information including a predetermined number of precoding matrices predetermined according to a transmission rank, the number of antennas, and the like. That is, when the feedback information is finite, the precoding-based codebook method may be used.
  • the receiving end may measure the channel state through the received signal, and feed back a finite number of preferred precoding matrix information (that is, an index of the corresponding precoding matrix) to the transmitting end based on the above-described codebook information.
  • the receiver may select an optimal precoding matrix by measuring the received signal in a maximum likelihood (ML) or minimum mean square error (MMSE) method.
  • ML maximum likelihood
  • MMSE minimum mean square error
  • the receiving end transmits the precoding matrix information for each codeword to the transmitting end, but it is not limited thereto.
  • the transmitter receiving feedback information from the receiver may select a specific precoding matrix from the codebook based on the received information.
  • the transmitter that selects the precoding matrix performs precoding by multiplying the number of layer signals corresponding to the transmission rank by the selected precoding matrix, and transmits the precoded transmission signal through a plurality of antennas.
  • the number of rows in the precoding matrix is equal to the number of antennas, and the number of columns is equal to the rank value. Since the rank value is equal to the number of layers, the number of columns is equal to the number of layers.
  • the precoding matrix may be configured by a 4by2 matrix. Information transmitted through each layer may be mapped to each antenna through a precoding matrix.
  • the receiving end receiving the signal precoded and transmitted by the transmitting end may restore the received signal by performing reverse processing of the precoding performed by the transmitting end.
  • the inverse processing of the precoding described above is a Hermit of the precoding matrix P used for the precoding of the transmitter. (Hermit) matrix (P H ) can be made by multiplying the received signal.
  • Table 5 shows codebooks used for downlink transmission using a 2-tx (transmit) antenna in 3GPP LTE Release-8 / 9, and Table 6 shows 4- in 3GPP LTE Release-8 / 9.
  • the codebook for the two transmit antennas has a total of seven precoding vectors / matrices, where a single matrix is for an open-loop system, loop) There are a total of 6 precoding vectors / matrix for precoding of the system.
  • the codebook for four transmission antennas as shown in Table 6 has a total of 64 precoding vectors / matrices.
  • the codebook as described above has common characteristics such as constant modulus (CM) characteristics, nested properties, and constrained alphabet.
  • CM characteristic is a characteristic that each element of all precoding matrices in the codebook does not include '0' and is configured to have the same size.
  • the nested characteristic means that the low rank precoding matrix is designed to consist of a subset of a particular column of the high rank precoding matrix.
  • the restricted alphabetic feature means that each element of every precoding matrix in the codebook is limited. For example, each element of the precoding matrix is limited to only one element ( ⁇ 1) used for Binary Phase Shift Keying (BPSK) or only one element ( ⁇ 1, ⁇ j) used for Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). Elements restricted or used in 8-PSK ( Can be limited to In the example of the codebook of Table 6, the alphabet of each element of every precoding matrix in the codebook Because it is composed of, it can be expressed as having a limited alphabet characteristics.
  • BPSK Binary Phase Shi
  • FIG 7 illustrates the configuration of an 8-transmit (8tx) transmit antenna.
  • FIG. 7 (a) shows a case in which N antennas configure channels independent of each other without grouping, and is generally called a Uniform Linear Array (ULA).
  • ULA Uniform Linear Array
  • FIG. 7B a paired ULA antenna structure in which two antennas are paired is shown.
  • the ULA antenna configuration such as 7 (a) and 7 (b) may not be suitable. Therefore, it may be considered to apply a dual-pole (or cross-pole, or cross polarization structure) antenna configuration as shown in FIG. 7 (c).
  • the transmission antenna is configured in this way, even if the distance d between the antennas is relatively short, an independent channel can be formed by lowering the antenna correlation, so that high yield data transmission is possible.
  • a user equipment In the 3GPP LTE (-A) system, a user equipment (UE) is defined to report channel state information (CSI) to a base station (BS), and channel state information (CSI) is a radio formed between a UE and an antenna port.
  • information may indicate the quality of a channel (also called a link).
  • a rank indicator RI
  • PMI precoding matrix indicator
  • CQI channel quality indicator
  • RI represents rank information of a channel, which means the number of streams that a UE receives through the same time-frequency resource. Since this value is determined dependent on the long term fading of the channel, it is fed back from the UE to the BS with a period that is usually longer than PMI, CQI.
  • PMI is a value reflecting channel spatial characteristics and indicates a precoding index preferred by the UE based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value indicating the strength of a channel and generally refers to a reception SINR obtained when a BS uses PMI.
  • the UE Based on the measurement of the radio channel, the UE calculates a preferred PMI and RI that can derive an optimal or highest transmission rate if used by the BS under current channel conditions, and feeds back the calculated PMI and RI to the BS. do.
  • CQI refers to a modulation and coding scheme that provides an acceptable packet error probability for the fed back PMI / RI.
  • the current CSI feedback is defined in LTE and thus does not fully support those newly introduced operations.
  • PMI becomes a long term / wideband PMI (W 1 ) and short term ( It has been agreed to consist of two terms: short term) and subband PMI (W 2 ).
  • W 1 * W 2 W 1 * W 2
  • W W 2 * W 1 .
  • the CSI will consist of RI, W 1 , W 2 and CQI.
  • the uplink channel used for CSI transmission in the 3GPP LTE (-A) system is shown in Table 5 below.
  • the CSI may be transmitted using a physical uplink control channel (PUCCH) at a period determined by a higher layer, and a physical uplink shared channel (Physical Uplink) is aperiodically required by a scheduler. It may be transmitted using a shared channel (PUSCH).
  • the CSI is transmitted in the PUSCH only in case of frequency selective scheduling and aperiodic CSI transmission.
  • a CSI transmission method according to a scheduling method and a periodicity will be described.
  • a control signal for requesting transmission of CSI may be included in a PUSCH scheduling control signal (UL Grant) transmitted through a PDCCH signal.
  • UL Grant PUSCH scheduling control signal
  • the following table shows a mode of a UE when transmitting CQI, PMI, RI through PUSCH.
  • the transmission mode of Table 8 is selected in the upper layer, and CQI / PMI / RI are all transmitted in the same PUSCH subframe.
  • CQI / PMI / RI are all transmitted in the same PUSCH subframe.
  • Mode 1-2 represents a case in which a precoding matrix is selected on the assumption that data is transmitted only through subbands for each subband.
  • the UE generates a CQI assuming the selected precoding matrix for the entire band (set S) designated by the system band or the upper layer.
  • the UE may transmit the CQI and the PMI value of each subband.
  • the size of each subband may vary depending on the size of the system band.
  • the UE in mode 2-0 may select the preferred M subbands for the designated band set S designated by the system band or the upper layer.
  • the UE may generate one CQI value on the assumption that data is transmitted for the selected M subbands.
  • the UE further preferably reports one wideband CQI (CQI) value for the system band or set S.
  • CQI wideband CQI
  • the UE defines a CQI value for each codeword in a differential format.
  • the differential CQI value is determined as a difference value between an index corresponding to the CQI values for the selected M subbands and a wideband CQI (WB-CQI) index.
  • the UE in mode 2-0 transmits information on the location of the selected M subbands, one CQI value for the selected M subbands, and a CQI value generated for all bands or a set band (set S) to the BS.
  • the size of the subband and the M value may vary depending on the size of the system band.
  • a UE in mode 2-2 transmits data on M preferred subbands, it simultaneously selects the locations of the M preferred subbands and a single precoding matrix for the M preferred subbands. Can be.
  • CQI values for M preferred subbands are defined for each codeword.
  • the UE further generates wideband CQI (wideband CQI) values for the system band or the set band (set S).
  • the UE in mode 2-2 is configured with information on the location of the M preferred subbands, one CQI value for the selected M subbands, a single PMI for the M preferred subbands, a wideband PMI, and a wideband CQI value. Can transmit to BS.
  • the size of the subband and the M value may vary depending on the size of the system band.
  • the UE in mode 3-0 generates a wideband CQI value.
  • the UE generates a CQI value for each subband assuming that data is transmitted on each subband. At this time, even if RI> 1, the CQI value represents only the CQI value for the first codeword.
  • the UE in mode 3-1 generates a single precoding matrix for the system band or the set band (set S).
  • the UE assumes the previously generated single precoding matrix for each subband and generates subband CQI for each codeword.
  • the UE may assume a single precoding matrix and generate a wideband CQI.
  • the CQI value of each subband may be expressed in a difference form.
  • the subband CQI value is calculated as a difference between the subband CQI index and the wideband CQI index.
  • the size of the subband may vary depending on the size of the system band.
  • a UE in mode 3-2 generates a precoding matrix for each subband, instead of a single precoding matrix for the entire band, compared to mode 3-1.
  • the UE may periodically transmit CSI (e.g. CQI / PMI / PTI (precoding type indicator) and / or RI information) to the BS through the PUCCH. If the UE receives a control signal for transmitting user data, the UE may transmit the CQI through the PUCCH. Even if the control signal is transmitted through the PUSCH, the CQI / PMI / PTI / RI may be transmitted by one of the modes defined in the following table.
  • CSI e.g. CQI / PMI / PTI (precoding type indicator) and / or RI information
  • the UE may have a transmission mode as shown in Table 9.
  • the bandwidth part (BP) is a set of subbands continuously located in the frequency domain. It can cover both the system band or the set band (set S).
  • the size of each subband, the size of the BP, and the number of BPs may vary depending on the size of the system band.
  • the UE transmits the CQI in ascending order in the frequency domain for each BP so as to cover the system band or the set band (set S).
  • the UE may have the following PUCCH transmission type.
  • Type 1 transmits subband CQI (SB-CQI) of mode 2-0, mode 2-1.
  • Type 1a transmit subband CQI and second PMI
  • Type 2b transmit wideband CQI and PMI (WB-CQI / PMI).
  • Type 2a transmit wideband PMI.
  • Type 3 transmit RI.
  • Type 4 Send wideband CQI.
  • Type 5 transmit RI and wideband PMI.
  • Type 6 Send RI and PTI.
  • the CQI / PMI is transmitted in subframes having different periods and offsets.
  • CQI / PMI is not transmitted.
  • AAS active antenna system
  • AAS is expected to be a technology that can be applied more efficiently to reduce the interference or to perform beamforming by changing the antenna pattern according to the situation because each antenna is composed of an active antenna including an active circuit.
  • the AAS is constructed in two dimensions (2D-AAS)
  • the main lobe of the antenna is more effectively adjusted in three dimensions in terms of the antenna pattern, so that the transmission beam is more actively depending on the position of the receiver. It is possible to change the The 2D-AAS is expected to build a large amount of antenna system by placing the antenna in the vertical direction and the horizontal direction as shown in FIG.
  • the transmitting end is called a specific RS (eg, channel state information-reference signal (CSI-RS), hereinafter referred to as "CSI-RS" for convenience) to inform the receiving end of the channel from the transmitting end to the receiving end. Will have to be sent.
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • H means the entire channel from the transmitter to the receiver
  • Wow Denotes a channel transmitted from the antenna port (or antenna element) in the vertical direction and the horizontal direction to the j-th antenna of the receiver.
  • Figure 8 Denotes a channel for the jth antenna of the receiver from the A block antenna, assuming that only the antenna of the A block exists, It is assumed that only the antenna of the B block exists, and means a channel for the j th antenna of the receiver from the antenna of the B block.
  • the description will be made in terms of any one receiving antenna, and all processes are applicable to all other receiving antennas. In the following description, only a channel up to any one receiving antenna from which the (j) index is removed at the transmitting end will be described as follows.
  • Equation 13 is an equation for explaining the present invention, and the actual channel may not be the same as Equation 13.
  • two CSI-RSs can be set.
  • the receiver After receiving the two CSI-RSs, the receiver can infer the channels using the Kronecker product as shown in Equation 2 below.
  • N V is the number of antennas in the vertical direction
  • N H is the number of antennas in the horizontal direction.
  • X-pol AA cross polarized antenna array
  • the 64-port antenna array may be configured with 8 rows, 2 columns, and two polarization characteristics as shown in FIG. 9.
  • FIG. 10 is an example of an A / B block in X-pol AA.
  • the properties of the codebooks of the A and B blocks are different from each other.
  • the B block is an X-pol antenna array, and using a codebook considering polarization may help to improve performance.
  • the current LTE-A 8tx codebook can be used.
  • the A block has the same properties as ULA, in which case it is advantageous to use a DFT codebook.
  • An example of the 3D codebook is as follows.
  • W1 V in the codebook means a set of precodings for vertical antenna elements. e V is responsible for selecting one of these precoding sets. Accordingly, W1 V is fed back in a long term, and e V is fed back in a short term having a shorter period.
  • W1 V is selected as a subset of the D matrix consisting of columns in the DFT codebook D matrix.
  • the DFT codebook can be made as follows.
  • ⁇ is an oversampling factor and N V is the number of vertical antenna elements.
  • e V is a selection vector, which selects one column in W1 V.
  • e V is composed of one vector, and only one value of the element has a value of '1', and the other values have a value of '0'. For example, if e V has a value of '1' and only the second element has a value of '0', then the second column of W1 V is selected.
  • W H denotes a set of precodings for horizontal antenna elements.
  • W H W 1 H ⁇ W 2 H , where W 2 H consists of e H and ⁇ . Therefore, W1 H is fed back to the long term, and W2 H is fed back to the short term having a shorter period.
  • the horizontal PMI W1 H and W2 H and the vertical PMI W1 V and e V have different characteristics.
  • characteristics of individual channel information may be different. Accordingly, there may be a problem about what information should be dropped when the transmission instances (or viewpoints) of respective individual channel information overlap.
  • a more general W2 V is used as a notation for short-term vertical precoding instead of e V.
  • At least two CSI processes are required to transmit horizontal and vertical channel state information.
  • priority of each individual channel information is important to determine information to be dropped.
  • Priority between individual channel information means a criterion for determining what information is dropped if two or more individual channel information transmission cycles overlap in the same transmission instance.
  • the priority in the current LTE-A is a CSI report of a PUCCH report type 3, 5 or 6 of a serving cell and a PUCCH report type 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c or 4 of a serving cell. If there is a conflict, the CSI report of the latter (ie PUCCH report type 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c or 4) has a lower priority and is dropped.
  • Type 1 SB (sub-band) CQI
  • Type 2 WB (wideband) CQI + WB PMI
  • Type 1a SB CQI + SB W2
  • Type 2b WB CQI + WB W2
  • Type 2c WB W1 + WB W2 + WB CQI
  • Type 2a WB W1
  • the long term feedback has a higher priority than the short term feedback.
  • channel state information and characteristics to be reported are as follows.
  • Table 10 shows an example of a combined RI index when the maximum horizontal rank is 8 and the maximum vertical rank is 2.
  • the channel according to the horizontal antenna element (hereinafter referred to as “horizontal channel”) and the channel according to the vertical antenna element (hereinafter referred to as “vertical channel”) may have different characteristics. For example, it may be determined that a vertical channel has a slower rate of change in characteristics than a horizontal channel. In this case, the feedback period of the information on the vertical channel may be set longer than the feedback period of the information on the horizontal channel. Accordingly, the priority of the VPMI and HPMI may be different.
  • the number of bits required for transmitting each individual channel information may be different.
  • the number of bits for transmitting specific channel information may be transmitted in combination with other information (eg, by joint encoding).
  • the priority of the combined channel state information may be determined as a higher priority among the priorities of the two channel informations.
  • the priority of the combined channel state information may be determined as a lower priority among the priorities of the two individual channel state information, and there may be such a specific priority determination criterion.
  • the CSI reporting on the horizontal channel and the vertical channel belongs to different CSI feedback chains, even if the channel information to be reported is divided into the long term channel information and the short term channel information, the CSI reports for the horizontal channel and the vertical channel may be included in the long term channel information or the short term channel information. You may need to have a different priority. for example,
  • the above example is a method of dividing the priority level between channel information, and is an example when three priority levels are applied instead of two priority levels corresponding to the long-term / short-term feedback.
  • actual application cases such as the following table may be made.
  • Example 2 Third example Level 3 VRI VRI Joint RI index Level 2 HRI + W1 H , W1 V , W2 V HRI + PTI, W1 V W1 V + W1 H , W2 V Level 1 CQI + W2 H CQI, W2 V + W1 H , W2 H CQI, W2 H
  • the priority of HRI + W1 H is determined as the priority of HRI having the higher priority among HRI and W1 H.
  • W1 H is determined by the priority level 2 with V W1.
  • the channel state information uses three adjacent priority levels, but in actual use, it is also possible to use distant and / or three or more priority levels. In addition, priority levels equal to or less than priority level 0 may also be allowed.
  • the horizontal CSI feedback chain for the horizontal channel uses feedback mode 1-1, submode A, and the vertical CSI feedback chain for the vertical channel uses a feedback mode that does not feed back CQI.
  • a feedback mode 0-x may be used in a feedback chain that does not transmit CQIs.
  • This feedback mode is implemented in types 2a / 2a and 3/5 / 2a and 5, depending on whether VRI is sent (or combined RI), and whether dual codebooks are used, and any other feedback that transmits CQI. Can be used depending on the chain.
  • the most recently reported ⁇ VRI, HRI, W1 V , W1 H before the time corresponding to the corresponding CQI report or the reference resource for calculating the CQI to be reported , W2 V , W2 H ⁇ may be defined or set to assume at least one individual channel state information and calculate a CQI. For example, if ⁇ VRI, HRI, W1 V , W1 H , W2 V , W2 H ⁇ are all assumed in the CQI calculation, each of the most recently reported and not dropped by the criteria associated with the CSI reporting conflict The CQI is calculated in the state where individual channel state information is assumed.
  • specific individual channel state information is derived assuming the most recently reported value of other individual channel state information (eg, W1 V is based on the most recently reported VRI, W2 V may be based on the most recently reported W1 V , W1 H may be based on the most recently reported HRI, and W2 H may be based on the most recently reported W1 H ), such prior or
  • the most recently reported value may be defined or set according to a trailing (or separated by the priority level) relationship. That is, all of the most recently reported values should be assumed for at least one of ⁇ VRI, HRI, W1 V , W1 H , W2 V , W2 H ⁇ , but, for example, most recently before the CQI reporting time point.
  • T W2_V the time of the W2 V Last reported than the point of time of reporting W1 V (T W1_V) (T W2_V) is more advanced, rather than assuming a W1 V of the point in time (T W1_V), the time (T W2_V) Find the latest (or most recent) W1 V of earlier time points and assume this to calculate the CQI.
  • the corresponding individual channel state information (eg, CQI) to be reported at the reporting time of the low priority level is Calculate assuming the most recently reported individual channel state information (eg, W2 H , ⁇ HRI + W1 H , W1 V , W2 V ⁇ , VRI) at or equal to and / or higher priority level, Among the most recently reported individual channel state information, specific individual channel state information (eg, W2 V ) is the most recently reported individual channel state information (eg, W1 of the same and / or higher priority level). Calculate assuming V , VRI).
  • the most recently reported individual channel state information eg, W2 H , ⁇ HRI + W1 H , W1 V , W2 V ⁇ , VRI
  • the specific individual channel state information may be the most recently reported individual channel state information of the same and / or higher priority level.
  • W1 H and HRI are calculated, and among the most recently reported individual channel state information, specific individual channel state information (eg, W1 V ) is the same as and / or higher priority. It is calculated by assuming the most recently reported individual channel state information (eg, VRI) of the rank level, and among the most recently reported individual channel state information, specific individual channel state information (eg, W1 H ) Calculate assuming the most recently reported individual channel state information (eg, HRI) of the same and / or higher priority level.
  • the embodiment of what reporting time point to recognize the most recently reported value as described above may vary depending on how to define / set the priority level as shown in Table 11 above. Is self explanatory.
  • the base station transmits the corresponding priority level assignment information through the RRC, and the UE can feed back horizontal / vertical channel information according to the received priority level assignment information.
  • the base station transmits the priority level assignment information to the UE, and the UE may interpret the channel information according to the priority level assignment information at the base station.
  • the same criterion may be applied when another CSI feedback chain is additionally allocated to two CSI feedback chains as in the above example, such as Coordinated Multiple Transmission and Reception Point (CoMP) or Carrier Aggregation (CA).
  • CoMP Coordinated Multiple Transmission and Reception Point
  • CA Carrier Aggregation
  • CSI feedback chain 2 using 8tx feedback mode 1-1 and submode 1 is allocated in addition to the CSI feedback chains 1V and 1H as in the first example of Table 11, transmitted to CSI feedback chain 2.
  • the priority of channel information may be arranged as shown in the table below.
  • Table 13 Priority level CSI Feedback Chain 1V, 1H CSI Feedback Chain 2 Level 3 VRI 1 Level 2 HRI 1 + W1 H1 , W1 V1 HRI 2 + W1 2 Level 1 CQI 1 + W2 H1 , W2 V1 CQI 2 + W2 2
  • channel information is determined according to the following steps.
  • the priority of the channel information in the multi-CSI feedback process situation of CoMP / CA may be determined by comparing the CC indexes with respect to the process indexes and comparing the limit measurement set indexes with respect to the same CC index.
  • the base station when the base station sets two CSI processes, CSI process 1 for the vertical channel and CSI process 2 for the horizontal channel, the base station always sets the index of the CSI process 1 lower than the index of the CSI process 2, thereby maintaining the same priority.
  • higher priority may be given to the feedback on the vertical channel.
  • the base station it is also possible for the base station to always set the index of CSI process 2 high. To this end, the UE expects the base station to set the index of CSI process 1 lower than that of CSI process 2.
  • the above priority between the channel information contents can be applied even when two CSI feedback chains as shown in the above example collide with the existing Rel-8 feedback chains. For example, assuming that CSI feedback chain 3 using 2tx mode 1-1 is allocated in addition to CSI feedback chains 1V and 1H as shown in Example 1 of Table 11, priority of channel information transmitted in the CSI feedback chain 3 is given.
  • the ranking can be arranged as shown in the table below.
  • the priority levels of each CSI feedback chain and channel information content are summarized using the priority levels of the table as follows.
  • Table 15 Priority level CSI Feedback Chain 1V, 1H CSI Feedback Chain 2 Level 3 VRI 1 Level 2 HRI 1 + W1 H1 , W1 V1 HRI 3 Level 1 CQI 1 + W2 H1 , W2 V1 CQI 3 + W 3
  • two separate channel state information may have the same priority or index of a) to d).
  • the UE may jointly encode and transmit the two separate channel state information.
  • a method of reporting all of the CSI feedback contents intended to be fed back through two or more CSI processes through a single CSI feedback chain on one CSI process configuration may be considered. Since the use of such a single CSI feedback chain may be more desirable in terms of optimization of the feedback design, with this intention, a single CSI feedback chain may be newly designed and set up in the terminal. In this case, the same priority level as described above may be applied when designing the corresponding CSI feedback chain.
  • the feedback mode can be designed by defining channel information necessary for feedback for 3D-MIMO and setting information transmission period and offset for each. Examples of the transmission period and the offset for the first example of Table 11 are shown in the table below. In particular, the table below shows an example in which the transmission period / offset of the horizontal channel information and the vertical channel information is provided as completely separate RRC parameters so that the CSI report instance is determined.
  • the table indicates that the types of parameters provided to the UE through higher layer signaling such as RRC are N Pd, V , N Pd, H , H ′ V , M RI, H , M RI, V and N Offset, W, V , N Offset, CQI , N Offset, RI, H , N Offset, RI, V
  • parameters such as N Pd, H , M RI, H , N Offset, CQI , N Offset, RI, H, etc. may be separately RRC signaled for the 3D-MIMO feedback operation as in the present invention, or may exist.
  • the RRC signaling by reusing the RRC parameters N Pd , M RI , N Offset, CQI , N Offset, RI, etc. as they are, but the terminal is applied by reinterpreting these existing parameters for operations proposed by the present invention. Can be defined / set.
  • a notation such as N Pd, H , M RI, H , N Offset, CQI , N Offset, RI, H is used.
  • an additional priority level is temporarily applied according to a predetermined criterion. For example, when the transmission instances of the horizontal channel information and the vertical channel information overlap, the priority level of the horizontal channel information may be considered higher.
  • the UE considers that a collision of transmission cycle / offset-related parameters for priority level and / or channel information has occurred and informs the base station of the collision through RRC signaling or the like. have.
  • FIG. 13 illustrates channel state information content to be transmitted in a transmission instance of a CSI feedback chain according to Table 17.
  • a dependency relationship may be defined between vertical and horizontal channel information.
  • the transmission period of W2 V may be defined as H'2 V times the CQI transmission period.
  • the transmission period of each vertical and horizontal channel information has a relationship with each other, the priority level is determined based on the size of the transmission period, and the priority when the transmission instances of at least two channel information overlap You can report by level.
  • Table 18 CSI index Priority level CSI parameter Transmission cycle (subframe) Offset (subframe)
  • a transmission instance in which the transmission instance of each channel state content satisfies the following expression is determined as the transmission instance of the channel state content.
  • the transmitted RRC parameters may be different from the above example.
  • Either precoding may be a single codebook instead of dual codebooks.
  • the H ' v parameter of the corresponding feedback chain may not be provided through higher layer signaling such as RRC.
  • the specific channel information content may be jointly encoded and transmitted together with other channel information content.
  • the transmission period / offset information for the corresponding content may not be transmitted.
  • RI RI index instead of HRI / VRI, M RI, H and N Offset, RI, H for HRI, M RI, Joint instead of M RI, V and N Offset, RI, V for VRI
  • transmission period / offset information for the combined RI indexes such as N Offset, RI, and Joint .
  • RI, H may be provided as transmission period / offset information for the combined RI index at this time , and thus, the conventional RRC parameters M RI, H and N Offset, Only RI and H are provided, but the interpretation of the UE is that the transmission instance for RI reporting determined by these parameters should report the HRI and the VRI together with the combined RI index.
  • -Two or more channel informations are transmitted independently of each other, but the same parameters can be shared.
  • the same parameters can be shared.
  • only newly defined common parameters may be transmitted instead of parameters for each.
  • a conventional parameter eg, at least one of M RI , N Offset, RI , N Pd , and H ′
  • M RI , N Offset, RI , N Pd , and H ′ may be defined / set as playing a corresponding role.
  • the priority level used when designing a single CSI feedback chain may be different from the priority level that determines drop between channel information contents when the corresponding CSI feedback chain is transmitted simultaneously with other CSI feedback chains.
  • the following table is an example of feeding back a subband CQI, wherein channel information is divided into three levels of total priority levels 1 to 3.
  • the priority level for determining drop between channel information contents in different CSI feedback chains may be set differently from the above table.
  • the following shows the priority in case of collision between channel information contents of 3GPP LTE Rel-12 when only multiple CSI processes are configured for the UE such as CoMP / CA.
  • the CSI reported below is information corresponding to a horizontal antenna.
  • First priority report that includes RI, single W1 report
  • Second Priority Reports other than reports that correspond to the first and third priorities
  • the criteria for determining the priority in case of collision between channel information contents may be changed as follows.
  • Priority 1 Report with Vertical RI
  • Second priority reporting with RI, standalone W1 reporting, reporting with vertical PMI
  • Third priority reports other than reports that correspond to the first, second, and fourth priorities
  • the priority determination criteria for the single CSI process may be updated as follows in consideration of Table 20 in a multi-process situation.
  • Table 21 Priority level Channel information content Level 3 VRI + PTI Level 2 HRI + W1 H , W1 V , wideband W2 V Level 1 wideband CQI + wideband W2 H Level 0 subband W2 V , subband CQI + subband W2 H
  • precoding for the vertical channel may be performed by a single precoder.
  • the non-W1 W V V V and W2 may be used.
  • the transmission priority of W V may be determined by the priority of the W1 V In the examples described above.
  • the dependency relationship of the transmission period between channel information contents shown in FIG. 14 may also be modified. That is, the transmission period of W V may have a dependency relationship with the transmission period of individual channel state information (eg, CQI + W2 H ) for the horizontal channel, and may also be dependent on the individual channel state information (eg, VRI) of the vertical channel. It may have a dependency relationship with a transmission period.
  • the CSI information on the vertical channel may be transmitted while maintaining the existing CSI feedback chain.
  • the vertical RI, W1 V , and W2 V may be jointly encoded and transmitted as follows.
  • PMI may be combined and transmitted as follows.
  • W1 V and W2 V can be transmitted in combination with WB W1 H
  • some of the necessary bits can be reduced by subsampling some of WB W1 H , WB W1 V , and WB W2 V.
  • the PMI may be combined and transmitted as follows.
  • W1 V can be transmitted in combination with RI
  • W2 V can be transmitted in combination with WB W1 H
  • the above method can also be used to define and use a new feedback type to transmit CSI for the vertical channel.
  • the following feedback type may be set.
  • Type x1 WB W1 H , WB W1 V , WB W2 V
  • WB W1 H , WB W1 V , and WB W2 V can be subsampled to reduce the number of necessary bits.
  • FIG. 15 illustrates operations of a terminal and a base station related to a method for reporting channel status for a downlink channel transmitted through a two-dimensional array antenna element composed of one or more horizontal antenna groups and vertical antenna groups.
  • the terminal 151 may receive from the base station 152 a channel state information-reference signal (CSI-RS) setting for at least one vertical direction antenna group and a CSI-RS setting for at least one horizontal direction antenna group.
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • the terminal may measure the downlink channel using the received CSI-RS configuration (S1520). That is, the terminal may calculate channel state information of the downlink channel using the received CSI-RS configuration. Then, the terminal may transmit the calculated channel state information to the base station (S1530).
  • the channel state information includes individual channel state information about a channel of the at least one vertical antenna group (hereinafter referred to as a "vertical channel”) and a channel of the at least one horizontal antenna group (hereinafter referred to as a "horizontal channel”).
  • a vertical channel a channel of the at least one vertical antenna group
  • a horizontal channel a channel of the at least one horizontal antenna group
  • the channel state information may be transmitted according to the transmission priority.
  • the remaining channel state information except for the channel state information having the highest transmission priority may be dropped.
  • one channel state information may be dropped according to an additional criterion.
  • the additional criterion may be related to the transmission period of the individual channel state information.
  • the transmission priority may be related to a transmission period of individual channel state information.
  • the transmission period of the individual channel state information for the vertical channel may be set to have a specific relationship with the transmission period of the individual channel state information for the horizontal channel.
  • the individual channel state information for the vertical channel may include rank information of the vertical channel, first precoding information and second precoding information of the vertical channel, and rank information of the vertical channel. May have a larger transmission period than the first precoding information of the vertical channel, and the first precoding information of the vertical channel may have a larger transmission period than the second precoding information of the vertical channel.
  • the individual channel state information for the horizontal channel includes the rank information of the horizontal channel, the first precoding information and the second precoding information of the horizontal channel, the rank information of the horizontal channel is the first information of the horizontal channel
  • the transmission period may be larger than one precoding information
  • the first precoding information of the horizontal channel may have a transmission period larger than the second precoding information of the horizontal channel.
  • the integrated channel state information of the vertical channel and the horizontal channel may include integrated channel quality information of the vertical channel and the horizontal channel, and the integrated channel quality information may include individual channel state information of the vertical channel and the horizontal channel. It may have a transmission period smaller than the individual channel state information for.
  • the combination of the individual channel state information may be set to have the highest transmission priority or the lowest transmission priority among the individual channel state information.
  • the 16 is a block diagram illustrating components of a transmitter 10 and a receiver 20 that perform embodiments of the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like, and in a wireless communication system.
  • the device is operatively connected to components such as the memory 12 and 22 storing the communication related information, the RF units 13 and 23 and the memory 12 and 22, and controls the components.
  • a processor 11, 21 configured to control the memory 12, 22 and / or the RF units 13, 23, respectively, to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information.
  • the memories 12 and 22 may be utilized as buffers.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules in the transmitter or receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be called controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • firmware or software When implementing the present invention using hardware, application specific integrated circuits (ASICs) or digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays) may be provided in the processors 11 and 21.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memory 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 is predetermined from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 and has a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted to the outside. After performing the transmission to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • the RF unit 13 may include Nt transmit antennas (Nt is a positive integer greater than or equal to 1).
  • the signal processing of the receiver 20 is the reverse of the signal processing of the transmitter 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include Nr receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore the baseband signal.
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally transmitted by the transmission apparatus 10.
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • the antenna In the case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the UE operates as the transmitter 10 in the uplink and the receiver 20 in the downlink.
  • the eNB operates as the receiving device 20 in the uplink, and operates as the transmitting device 10 in the downlink.
  • the transmitter and / or the receiver may perform at least one or a combination of two or more of the embodiments of the present invention described above.
  • the present invention can be used in a wireless communication device such as a terminal, a relay, a base station, and the like.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며, 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당되며, 상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송될 수 있다.

Description

채널 추정을 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 일부 안테나 포트를 이용한 채널 추정을 통한 채널 상태 보고를 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다. 또한, 사용자기기가 주변에서 엑세스할 수 있는 노드의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 사용자기기와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 사용자기기에게 제공할 수 있다.
복수의 노드에서 동일한 시간-주파수 자원을 이용하여 사용자기기와 통신을 수행하는 이러한 다중 노드 협력 통신 방식은 각 노드가 독립적인 기지국으로 동작하여 상호 협력 없이 사용자기기와 통신을 수행하는 기존의 통신 방식보다 데이터 처리량에 있어서 훨씬 우수한 성능을 갖는다.
다중 노드 시스템은 각 노드가, 기지국 혹은 엑세스 포인트, 안테나, 안테나 그룹, 무선 리모트 헤드(radio remote header, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)로서 동작하는, 복수의 노드를 사용하여 협력 통신을 수행한다. 안테나들이 기지국에 집중되어 위치해 있는 기존의 중앙 집중형 안테나 시스템과 달리, 다중 노드 시스템에서 상기 복수의 노드는 통상 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한다. 상기 복수의 노드는 각 노드의 동작을 제어하거나, 각 노드를 통해 송/수신될 데이터를 스케줄링하는 하나 이상의 기지국 혹은 기지국 컨트롤러(controller)에 의해 관리될 수 있다. 각 노드는 해당 노드를 관리하는 기지국 혹은 기지국 컨트롤러와 케이블 혹은 전용 회선(dedicated line)을 통해 연결된다.
이러한 다중 노드 시스템은 분산된 노드들이 동시에 서로 다른 스트림을 송/수신하여 단일 또는 다수의 사용자기기와 통신할 수 있다는 점에서 일종의 MIMO(multiple input multiple output) 시스템으로 볼 수 있다. 다만, 다중 노드 시스템은 다양한 위치에 분산된 노드들을 이용하여 신호를 전송하므로, 기존의 중앙 집중형 안테나 시스템에 구비된 안테나들에 비해, 각 안테나가 커버해야 하는 전송 영역이 축소된다. 따라서, 중앙 집중형 안테나 시스템에서 MIMO 기술을 구현하던 기존 시스템에 비해, 다중 노드 시스템에서는 각 안테나가 신호를 전송하는 데 필요한 전송 전력이 감소될 수 있다. 또한, 안테나와 사용자기기 간의 전송 거리가 단축되므로 경로 손실이 감소되며, 데이터의 고속 전송이 가능하게 된다. 이에 따라, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율이 높아질 수 있으며, 셀 내의 사용자기기의 위치에 상관없이 상대적으로 균일한 품질의 통신 성능이 만족될 수 있다. 또한, 다중 노드 시스템에서는, 복수의 노드들에 연결된 기지국(들) 혹은 기지국 컨트롤러(들)이 데이터 전송/수신에 협력하므로, 전송 과정에서 발생하는 신호 손실이 감소된다. 또한, 일정 거리 이상 떨어져 위치한 노드들이 사용자기기와 협력 통신을 수행하는 경우, 안테나들 사이의 상관도(correlation) 및 간섭이 줄어들게 된다. 따라서, 다중 노드 협력 통신 방식에 의하면, 높은 신호 대 잡음비(signal to interference-plus-noise ratio, SINR)이 얻어질 수 있다.
이와 같은 다중 노드 시스템의 장점 때문에, 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀(backhaul) 망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 SINR의 향상을 위해, 다중 노드 시스템이 기존의 중앙집중형 안테나 시스템과 병행 혹은 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반으로 대두되고 있다.
본 발명은 채널 상태 보고를 위한 방안을 제안하며, 이를 통해 좀더 효율적인 채널 상태 보고와 관련된 시그널링 방안을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며, 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 수신하는 단계 및 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당되며, 상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 채널 상태 정보 중 적어도 두 개의 전송 인스턴스(instance)가 겹치는 경우, 상기 전송 우선 순위가 가장 높은 채널 상태 정보를 제외한 나머지 채널 상태 정보는 드롭(drop)될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 적어도 두 개의 채널 상태 정보의 전송 우선 순위가 동일한 경우, 추가 기준에 따라 하나의 채널 상태 정보가 드롭될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 추가 기준은 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 전송 우선 순위는 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기는 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 특정 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수직 채널의 랭크(rank) 정보, 상기 수직 채널의 제1프리코딩(precoding) 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고, 상기 수직 채널의 랭크 정보는 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수직 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가질 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수평 채널의 랭크 정보, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고, 상기 수평 채널의 랭크 정보는 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수평 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가질 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 품질 정보를 포함하고, 상기 통합 채널 품질 정보는 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보 및 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보보다 작은 전송 주기를 가질 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합은 상기 개별 채널 상태 정보들 중 가장 높은 전송 우선 순위 또는 가장 낮은 전송 우선 순위를 갖도록 설정될 수 있다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 수행하도록 구성된 단말에 있어서, 상기 단말은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 수신하고, 그리고 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 전송하도록 구성되고, 상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당되며, 상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송될 수 있따.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 일부 안테나 포트를 이용한 채널 추정을 통한 채널 상태 보고가 가능해지며, 이에 따라 채널 상태 보고를 위한 안테나 포트 설정의 효율성을 제고할 수 있고 또한 효율적인 채널 상태 보고가 가능하다.
본 발명에서 얻은 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.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4 는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 블록도를 도시한다.
도 6은 코드 북 기반 빔 포밍을 설명한다.
도 7은 8-전송(8Tx) 전송 안테나의 구성을 예시한다.
도 8은 2차원 안테나 배열의 일 예를 도시한다.
도 9는 교차 편파 안테나로 구성된 2차원 안테나 배열을 도시한다.
도 10는 교차 편파 안테나로 구성된 2차원 안테나 배열에서의 블록 선택을 도시한다.
도 11은 수직 및 수평 안테나 블록 각각에 대응하는 두 개의 채널 상태 보고 체인을 도시한다.
도 12는 채널 상태 보고의 개별 정보간의 우선 순위를 도시한다.
도 13은 수직 및 수평 안테나 블록에 대응하는 하나의 채널 상태 보고 체인을 도시한다.
도 14는 채널 상태 보고의 개별 정보간의 우선 순위를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예(들)을 구현하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에 있어서, 사용자기기(user equipment, UE)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)와 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point), PS(Processing Server), 전송 포인트(transmission point; TP)등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하의 본 발명에 관한 설명에서는, BS를 eNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 사용자기기와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이, 리피터 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 보다 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다. 안테나들이 기지국에 집중되어 위치하여 하나의 eNB 컨트롤러(controller)에 의해 제어되는 기존의(conventional) 중앙 집중형 안테나 시스템(centralized antenna system, CAS)(즉, 단일 노드 시스템)과 달리, 다중 노드 시스템에서 복수의 노드는 통상 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한다. 상기 복수의 노드는 각 노드의 동작을 제어하거나, 각 노드를 통해 송/수신될 데이터를 스케줄링(scheduling)하는 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러에 의해 관리될 수 있다. 각 노드는 해당 노드를 관리하는 eNB 혹은 eNB 컨트롤러와 케이블(cable) 혹은 전용 회선(dedicated line)을 통해 연결될 수 있다. 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드들로의/로부터의 통한 신호 전송/수신에는 동일한 셀 식별자(identity, ID)가 이용될 수도 있고 서로 다른 셀 ID가 이용될 수도 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID를 갖는 경우, 상기 복수의 노드 각각은 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작한다. 다중 노드 시스템에서 노드들이 서로 다른 셀 ID를 갖는다면, 이러한 다중 노드 시스템은 다중 셀(예를 들어, 매크로-셀/펨토-셀/피코-셀) 시스템이라고 볼 수 있다. 복수의 노드들 각각이 형성한 다중 셀들이 커버리지에 따라 오버레이되는 형태로 구성되면, 상기 다중 셀들이 형성한 네트워크를 특히 다중-계층(multi-tier) 네트워크라 부른다. RRH/RRU의 셀 ID와 eNB의 셀 ID는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. RRH/RRU가 eNB가 서로 다른 셀 ID를 사용하는 경우, RRH/RRU와 eNB는 모두 독립적인 기지국으로서 동작하게 된다.
이하에서 설명될 본 발명의 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드와 연결된 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러가 상기 복수의 노드 중 일부 또는 전부를 통해 UE에 동시에 신호를 전송 혹은 수신하도록 상기 복수의 노드를 제어할 수 있다. 각 노드의 실체, 각 노드의 구현 형태 등에 따라 다중 노드 시스템들 사이에는 차이점이 존재하지만, 복수의 노드가 함께 소정 시간-주파수 자원 상에서 UE에 통신 서비스를 제공하는 데 참여한다는 점에서, 이들 다중 노드 시스템들은 단일 노드 시스템(예를 들어, CAS, 종래의 MIMO 시스템, 종래의 중계 시스템, 종래의 리피터 시스템 등)과 다르다. 따라서, 복수의 노드들 중 일부 또는 전부를 사용하여 데이터 협력 전송을 수행하는 방법에 관한 본 발명의 실시예들은 다양한 종류의 다중 노드 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 노드는 통상 타 노드와 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한 안테나 그룹을 일컫지만, 후술하는 본 발명의 실시예들은 노드가 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹을 의미하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, X-pol(Cross polarized) 안테나를 구비한 eNB의 경우, 상기 eNB가 H-pol 안테나로 구성된 노드와 V-pol 안테나로 구성된 노드를 제어한다고 보고 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
복수의 전송(Tx)/수신(Rx) 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 복수의 전송/수신 노드들 중에서 선택된 적어도 하나의 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 하향링크 신호를 전송하는 노드와 상향링크 신호를 수신하는 노드를 다르게 할 수 있는 통신 기법을 다중-eNB MIMO 또는 CoMP(Coordinated Multi-Point TX/RX)라 한다. 이러한 노드 간 협력 통신 중 협력 전송 기법은 크게 JP(joint processing)과 스케줄링 협력(scheduling coordination)으로 구분될 수 있다. 전자는 JT(joint transmission)/JR(joint reception)과 DPS(dynamic point selection)으로 나뉘고 후자는 CS(coordinated scheduling)과 CB(coordinated beamforming)으로 나뉠 수 있다. DPS는 DCS(dynamic cell selection)으로 불리기도 한다. 다른 협력 통신 기법에 비해, 노드 간 협력 통신 기법들 중 JP가 수행될 때, 보다 더 다양한 통신환경이 형성될 수 있다. JP 중 JT는 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE로 전송하는 통신 기법을 말하며, JR은 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE로부터 수신하는 통신 기법을 말한다. 상기 UE/eNB는 상기 복수의 노드들로부터 수신한 신호들을 합성하여 상기 스트림을 복원한다. JT/JR의 경우, 동일한 스트림이 복수의 노드들로부터/에게 전송되므로 전송 다이버시티(diversity)에 의해 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다. JP 중 DPS는 복수의 노드들 중 특정 규칙에 따라 선택된 일 노드를 통해 신호가 전송/수신되는 통신 기법을 말한다. DPS의 경우, 통상적으로 UE와 노드 사이의 채널 상태가 좋은 노드가 통신 노드로서 선택되게 될 것이므로, 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP LTE-A 기반의 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 채널 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다. 일반적으로 인접한 노드들은 서로 직교하는 CSI-RS 자원들 상에서 해당 CSI-RS 자원들을 전송한다. CSI-RS 자원들이 직교한다고 함은 CSI-RS를 나르는 심볼 및 부반송파를 특정하는 CSI-RS 자원 구성(resource configuration), 서브프레임 오프셋(offset) 및 전송 주기(transmission period) 등에 의해 CSI-RS가 할당된 서브프레임들을 특정하는 서브프레임 구성(subframe configuration), CSI-RS 시퀀스 중 최소 한가지가 서로 다름을 의미한다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(configuration)을 예시한 것이다.
표 1
DL-UL configuration Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5ms D S U U U D S U U U
1 5ms D S U U D D S U U D
2 5ms D S U D D D S U D D
3 10ms D S U U U D D D D D
4 10ms D S U U D D D D D D
5 10ms D S U D D D D D D D
6 5ms D S U U U D S U U D
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특이 프레임의 구성(configuration)을 예시한 것이다.
표 2
Special subframe configuration Normal cyclic prefix in downlink Extended cyclic prefix in downlink
DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS
Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink
0 6592·Ts 2192·Ts 2560·Ts 7680·Ts 2192·Ts 2560·Ts
1 19760·Ts 20480·Ts
2 21952·Ts 23040·Ts
3 24144·Ts 25600·Ts
4 26336·Ts 7680·Ts 4384·Ts *5120·Ts
5 6592·Ts 4384·Ts *5120·Ts 20480·Ts
6 19760·Ts 23040·Ts
7 21952·Ts 12800·Ts
8 24144·Ts - - -
9 13168·Ts - - -
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다. 특히, 도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 자원격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 안테나 포트당 1개의 자원격자가 있다.
도 2를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는
Figure PCTKR2015007570-appb-I000001
*
Figure PCTKR2015007570-appb-I000002
개의 부반송파(subcarrier)와
Figure PCTKR2015007570-appb-I000003
개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000004
은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000005
은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2015007570-appb-I000006
와
Figure PCTKR2015007570-appb-I000007
은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다.
Figure PCTKR2015007570-appb-I000008
은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000009
은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2015007570-appb-I000010
는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000011
*
Figure PCTKR2015007570-appb-I000012
개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분을 위한 널 부반송파는 미사용인 채 남겨지는 부반송파로서, OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier frequency, f0)로 맵핑(mapping)된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다.
일 RB는 시간 도메인에서
Figure PCTKR2015007570-appb-I000013
개(예를 들어, 7개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 c개(예를 들어, 12개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB는
Figure PCTKR2015007570-appb-I000014
*
Figure PCTKR2015007570-appb-I000015
개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터
Figure PCTKR2015007570-appb-I000016
*
Figure PCTKR2015007570-appb-I000017
-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터
Figure PCTKR2015007570-appb-I000018
-1까지 부여되는 인덱스이다.
일 서브프레임에서
Figure PCTKR2015007570-appb-I000019
개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2개의 슬롯 각각에 1개씩 위치하는 2개의 RB를 물리자원블록(physical resource block, PRB) 쌍(pair)이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스(index)라고도 함)를 갖는다. VRB는 자원할당을 위해 도입된 일종의 논리적 자원할당 단위이다. VRB는 PRB와 동일한 크기를 갖는다. VRB를 PRB로 맵핑하는 방식에 따라, VRB는 로컬라이즈(localized) 타입의 VRB와 분산(distributed) 타입의 VRB로 구분된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들은 PRB들에 바로 맵핑되어, VRB 번호(VRB 인덱스라고도 함)가 PRB 번호에 바로 대응된다. 즉, nPRB=nVRB가 된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들에는 0부터
Figure PCTKR2015007570-appb-I000020
-1순으로 번호가 부여되며,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000021
=
Figure PCTKR2015007570-appb-I000022
이다. 따라서, 로컬라이즈 맵핑 방식에 의하면, 동일한 VRB 번호를 갖는 VRB가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서, 동일 PRB 번호의 PRB에 맵핑된다. 반면, 분산 타입의 VRB는 인터리빙을 거쳐 PRB에 맵핑된다. 따라서, 동일한 VRB 번호를 갖는 분산 타입의 VRB는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 서로 다른 번호의 PRB에 맵핑될 수 있다. 서브프레임의 두 슬롯에 1개씩 위치하며 동일한 VRB 번호를 갖는 2개의 PRB를 VRB 쌍이라 칭한다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 3을 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 구분된다. 도 3을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다. 3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 UL 전송에 대한 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 임의 접속 응답과 같은 상위 계층(upper layer) 제어 메시지의 자원 할당 정보, UE 그룹 내의 개별 UE들에 대한 전송 전력 제어 명령(Transmit Control Command Set), 전송 전력 제어(Transmit Power Control) 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화(activation) 지시 정보, DAI(Downlink Assignment Index) 등을 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE에게 전송된다.
일반적으로, UE에 구성된 전송 모드(transmission mode, TM)에 따라 상기 UE에게 전송될 수 있는 DCI 포맷이 달라진다. 다시 말해, 특정 전송 모드로 구성된 UE를 위해서는 모든 DCI 포맷이 사용될 수 있는 것이 아니라, 상기 특정 전송 모드에 대응하는 일정 DCI 포맷(들)만이 사용될 수 있다.
PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 부호화율(coding rate)를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 유닛(unit)이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE는 9개의 REG에 대응되고 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 각각의 UE을 위해 PDCCH가 위치할 수 있는 CCE 세트를 정의하였다. UE가 자신의 PDCCH를 발견할 수 있는 CCE 세트를 PDCCH 탐색 공간, 간단히 탐색 공간(Search Space, SS)라고 지칭한다. 탐색 공간 내에서 PDCCH가 전송될 수 있는 개별 자원을 PDCCH 후보(candidate)라고 지칭한다. UE가 모니터링(monitoring)할 PDCCH 후보들의 모음은 탐색 공간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 각각의 DCI 포맷을 위한 탐색 공간은 다른 크기를 가질 수 있으며, 전용(dedicated) 탐색 공간과 공통(common) 탐색 공간이 정의되어 있다. 전용 탐색 공간은 UE-특정(specific) 탐색 공간이며, 각각의 개별 UE를 위해 구성(configuration)된다. 공통 탐색 공간은 복수의 UE들을 위해 구성된다. 상기 탐색 공간을 정의하는 집성 레벨(aggregation level)은 다음과 같다.
표 3
Search Space SK (L) Number of PDCCH candidates M(L)
Type Aggregation Level L Size[in CCEs]
UE-specific 1 6 6
2 12 6
4 8 2
8 16 2
Common 4 16 4
8 16 2
하나의 PDCCH 후보는 CCE 집성 레벨에 따라 1, 2, 4 또는 8개의 CCE에 대응한다. eNB는 탐색 공간 내의 임의의 PDCCH 후보 상에서 실제 PDCCH (DCI)를 전송하고, UE는 PDCCH (DCI)를 찾기 위해 탐색 공간을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 해당 탐색 공간 내의 각 PDCCH의 복호(decoding)를 시도(attempt)하는 것을 의미한다. UE는 상기 복수의 PDCCH를 모니터링하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. 기본적으로 UE는 자신의 PDCCH가 전송되는 위치를 모르기 때문에, 매 서브프레임마다 해당 DCI 포맷의 모든 PDCCH를 자신의 식별자를 가진 PDCCH를 검출할 때까지 PDCCH의 복호를 시도하는데, 이러한 과정을 블라인드 검출(blind detection)(블라인드 복호(blind decoding, BD))이라고 한다.
eNB는 데이터영역을 통해 UE 혹은 UE 그룹을 위한 데이터를 전송할 수 있다. 상기 데이터영역을 통해 전송되는 데이터를 사용자데이터라 칭하기도 한다. 사용자데이터의 전송을 위해, 데이터영역에는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당될 수 있다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. UE는 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 복호하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터를 읽을 수 있다. PDSCH의 데이터가 어떤 UE 혹은 UE 그룹에게 전송되는지, 상기 UE 혹은 UE 그룹이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 복호해야 하는지 등을 나타내는 정보가 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 DL 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. UE는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A"라는 RNTI를 가지고 있는 UE는 PDCCH를 검출하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
UE가 eNB로부터 수신한 신호의 복조를 위해서는 데이터 신호와 비교될 참조신호 참조신호(reference signal, RS)가 필요하다. 참조신호라 함은 eNB가 UE로 혹은 UE가 eNB로 전송하는, eNB와 UE가 서로 알고 있는, 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿(pilot)이라고도 불린다. 참조신호들은 셀 내 모든 UE들에 의해 공용되는 셀-특정(cell-specific) RS와 특정 UE에게 전용되는 복조(demodulation) RS(DM RS)로 구분된다. eNB가 특정 UE를 위한 하향링크 데이터의 복조를 위해 전송하는 DM RS를 UE-특정적(UE-specific) RS라 특별히 칭하기도 한다. 하향링크에서 DM RS와 CRS는 함께 전송될 수도 있으나 둘 중 한 가지만 전송될 수도 있다. 다만, 하향링크에서 CRS없이 DM RS만 전송되는 경우, 데이터와 동일한 프리코더를 적용하여 전송되는 DM RS는 복조 목적으로만 사용될 수 있으므로, 채널측정용 RS가 별도로 제공되어야 한다. 예를 들어, 3GPP LTE(-A)에서는 UE가 채널 상태 정보를 측정할 수 있도록 하기 위하여, 추가적인 측정용 RS인 CSI-RS가 상기 UE에게 전송된다. CSI-RS는 채널상태가 상대적으로 시간에 따른 변화도가 크지 않다는 사실에 기반하여, 매 서브프레임마다 전송되는 CRS와 달리, 다수의 서브프레임으로 구성되는 소정 전송 주기마다 전송된다.
도 4는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터영역에 할당될 수 있다.
UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f0로 맵핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ-ACK: PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다.
UE가 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. UCI에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 구성된 서브프레임의 경우에는 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히런트(coherent) 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 다양한 포맷을 지원한다.
표 4는 LTE/LTE-A 시스템에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.
표 4
PUCCH format Modulation scheme Number of bits per subframe Usage Etc.
1 N/A N/A (exist or absent) SR (Scheduling Request)
1a BPSK 1 ACK/NACK orSR + ACK/NACK One codeword
1b QPSK 2 ACK/NACK orSR + ACK/NACK Two codeword
2 QPSK 20 CQI/PMI/RI Joint coding ACK/NACK (extended CP)
2a QPSK+BPSK 21 CQI/PMI/RI + ACK/NACK Normal CP only
2b QPSK+QPSK 22 CQI/PMI/RI + ACK/NACK Normal CP only
3 QPSK 48 ACK/NACK orSR + ACK/NACK orCQI/PMI/RI + ACK/NACK
표 4를 참조하면, PUCCH 포맷 1 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용되며, PUCCH 포맷 2 계열은 주로 CQI/PMI/RI 등의 채널상태정보(channel state information, CSI)를 나르는 데 사용되고, PUCCH 포맷 3 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용된다.
참조 신호 (Reference Signal; RS)
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호(Pilot Signal) 또는 참조신호(Reference Signal)라고 한다.
다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로, 좀더 자세하게는 안테나 포트(안테나 포트)별로 별도의 참조신호가 존재하여야 한다.
참조신호는 상향링크 참조신호와 하향링크 참조신호로 구분될 수 있다. 현재 LTE 시스템에는 상향링크 참조신호로써,
i) PUSCH 및 PUCCH를 통해 전송된 정보의 코히런트(coherent)한 복조를 위한 채널 추정을 위한 복조 참조신호(DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
ii) 기지국이, 네트워크가 다른 주파수에서의 상향링크 채널 품질을 측정하기 위한 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)가 있다.
한편, 하향링크 참조신호에는,
i) 셀 내의 모든 단말이 공유하는 셀-특정 참조신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)
ii) 특정 단말만을 위한 단말-특정 참조신호(UE-specific Reference Signal)
iii) PDSCH가 전송되는 경우 코히런트한 복조를 위해 전송되는 (DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
iv) 하향링크 DMRS가 전송되는 경우 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 전달하기 위한 채널상태정보 참조신호(Channel State Information- Reference Signal, CSI-RS)
v) MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 모드로 전송되는 신호에 대한 코히런트한 복조를 위해 전송되는 MBSFN 참조신호(MBSFN Reference Signal)
vi) 단말의 지리적 위치 정보를 추정하는데 사용되는 위치 참조신호(Positioning Reference Signal)가 있다.
참조신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득할 수 있는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 그 참조신호를 수신하여야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 상황에서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 자원에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 해당 참조신호를 수신함으로써 채널 측정을 하여 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(Ro)에 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2015007570-appb-M000001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 NT개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2015007570-appb-M000002
각각의 전송 정보
Figure PCTKR2015007570-appb-I000023
는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2015007570-appb-I000024
라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2015007570-appb-M000003
또한,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000025
는 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2015007570-appb-M000004
전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2015007570-appb-I000026
에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 NT개의 송신신호
Figure PCTKR2015007570-appb-I000027
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬 W는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.
Figure PCTKR2015007570-appb-I000028
는 벡터 X를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2015007570-appb-M000005
여기에서, Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다. W는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2015007570-appb-I000029
은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2015007570-appb-M000006
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 hij로 표시하기로 한다. hij에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
한편, 도 5(b)는 NT 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 NT 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2015007570-appb-M000007
따라서, NT 개의 송신 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2015007570-appb-M000008
실제 채널에는 채널 행렬 H를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2015007570-appb-I000030
은 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 9
Figure PCTKR2015007570-appb-M000009
상술한 수학식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
수학식 10
Figure PCTKR2015007570-appb-M000010
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT와 같다. 즉, 채널 행렬 H는 행렬이 NR×NT된다.
행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
수학식 11
Figure PCTKR2015007570-appb-M000011
랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
코드북 기반 프리코딩 기법
다중 안테나 전송을 지원하기 위하여 전송 정보를 각각의 안테나에 채널 상황 등에 따라 적절하게 분배해주는 프리코딩(precoding)을 적용할 수 있다. 코드북(Codebook) 기반의 프리코딩 기법은, 송신단과 수신단에서 프리코딩 행렬의 집합을 미리 정하여 두고, 수신단이 송신단으로부터의 채널정보를 측정하여 가장 알맞은 프리코딩 행렬이 무엇인지(즉, 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index; PMI)를 송신단에게 피드백하여 주고, 송신단은 PMI에 기초하여 적절한 프리코딩을 신호 전송에 적용하는 기법을 말한다. 미리 정해둔 프리코딩 행렬 집합 중에서 적절한 프리코딩 행렬을 선택하는 방식이므로, 항상 최적의 프리코딩이 적용되는 것은 아니지만, 실제 채널 정보에 최적의 프리코딩 정보를 명시적으로(explicitly) 피드백하는 것에 비하여 피드백 오버헤드를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 코드북 기반 프리코딩의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
코드북 기반 프리코딩 방식에 따를 경우, 송신단과 수신단은 전송 랭크, 안테나 개수 등에 따라 미리 정해진 소정 개수의 프리코딩 행렬들을 포함하는 코드북 정보를 공유하게 된다. 즉, 피드백 정보가 유한한(finite) 경우에 프리코딩 기반 코드북 방식이 사용될 수 있다. 수신단은 수신 신호를 통해 채널 상태를 측정하여, 상술한 코드북 정보를 기반으로 유한한 개수의 선호하는 프리코딩 행렬 정보(즉, 해당 프리코딩 행렬의 인덱스)를 송신단에 피드백할 수 있다. 예를 들어, 수신단에서는 ML(Maximum Likelihood) 또는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식으로 수신 신호를 측정하여 최적의 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 도 6에서는 수신단이 송신단에 프리코딩 행렬 정보를 코드워드별로 전송하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
수신단으로부터 피드백 정보를 수신한 송신단은 수신된 정보에 기반하여 코드북으로부터 특정 프리코딩 행렬을 선택할 수 있다. 프리코딩 행렬을 선택한 송신단은 전송 랭크에 대응하는 개수의 레이어 신호에 선택된 프리코딩 행렬을 곱하는 방식으로 프리코딩을 수행하며, 프리코딩이 수행된 전송 신호를 복수의 안테나를 통해 전송할 수 있다. 프리코딩 행렬에서 행(row)의 개수는 안테나의 개수와 동일하며, 열(column)의 개수는 랭크 값과 동일하다. 랭크 값은 레이어의 개수와 동일하므로, 열(column)의 개수는 레이어 개수와 동일하다. 예를 들어, 전송 안테나의 개수가 4 이고 전송 레이어의 개수가 2 인 경우에는 프리코딩 행렬이 4by2 행렬로 구성될 수 있다. 프리코딩 행렬을 통하여 각각의 레이어를 통해 전송되는 정보가 각각의 안테나에 매핑될 수 있다.
송신단에서 프리코딩되어 전송된 신호를 수신한 수신단은 송신단에서 이루어진 프리코딩의 역처리를 수행하여 수신 신호를 복원할 수 있다. 일반적으로 프리코딩 행렬은 U*UH = I와 같은 유니터리 행렬(U) 조건을 만족하는바, 상술한 프리코딩의 역처리는 송신단의 프리코딩에 이용된 프리코딩 행렬(P)의 에르미트(Hermit) 행렬 (PH)을 수신 신호에 곱하는 방식으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 다음의 표 5는 3GPP LTE 릴리즈-8/9 에서 2-tx(전송) 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이고, 표 6은 3GPP LTE 릴리즈-8/9 에서 4-tx(전송) 안테나를 사용한 하향링크 전송에 사용되는 코드북을 나타내는 것이다.
표 5
Figure PCTKR2015007570-appb-T000001
표 6
Figure PCTKR2015007570-appb-T000002
상기 표 6에서,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000031
는
Figure PCTKR2015007570-appb-I000032
와 같이 표현되는 수학식으로부터 구성되는 세트 {S}로 얻어진다. 이 때, I 는 4×4 단일행렬을 나타내고 Un는 표 6에서 주어지는 값이다.
상기 표 5에서 나타내는 바와 같이, 2 개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 7개의 프리코딩 벡터/행렬을 가지고 있으며 여기서, 단일 행렬은 개-루프(open-loop) 시스템을 위한 것이므로, 폐-루프(loop) 시스템의 프리코딩을 위한 프리코딩 벡터/행렬은 총 6개가 된다. 또한, 상기 표 6과 같은 4개의 송신안테나에 대한 코드북의 경우 총 64개의 프리코딩 벡터/행렬을 가지고 있다.
위와 같은 코드북은 일정 모듈러스(Constant modulus; CM) 특성, 네스티드 특성(Nested property), 제한된 알파벳(Constrained alphabet) 등의 공통적인 특성을 가진다. CM 특성은 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)는 '0'을 포함하지 않으며, 같은 크기를 가지도록 구성되는 특성이다. 네스티드 특성은, 낮은 랭크의 프리코딩 행렬이 높은 랭크의 프리코딩 행렬의 특정 열의 서브셋(subset) 으로 구성되도록 설계된 것을 의미한다. 제한된 알파벳 특성은, 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)가 제한되는 것을 의미한다. 예를 들어, 프리코딩 행렬의 각각의 요소가 BPSK(Binary Phase Shift Keying)에 사용되는 요소(±1)로만 제한되거나, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 에 사용되는 요소(±1,±j)로만 제한되거나, 또는 8-PSK 에 사용되는 요소(
Figure PCTKR2015007570-appb-I000033
)로만 제한될 수 있다. 상기 표 6의 코드북의 예시에서는 코드북 내의 모든 프리코딩 행렬의 각각의 요소(element)의 알파벳이
Figure PCTKR2015007570-appb-I000034
으로 구성되므로, 제한된 알파벳 특성을 가진다고 표현할 수 있다.
다중 안테나 구성
도 7은 8-전송(8tx) 전송 안테나의 구성을 예시한다.
도 7(a) 는 N 개의 안테나가 그룹화 없이 서로 독립적인 채널을 구성하는 경우를 도시한 것이며, 일반적으로 ULA(Uniform Linear Array) 라고 한다. 안테나의 개수가 적을 때에는 이와 같은 ULA 구성이 사용될 수 있지만, 안테나의 개수가 많을 때에는 다수개의 안테나를 서로 공간적으로 떨어뜨려 배치하여 서로 독립적인 채널을 구성하기에는 송신기 및/또는 수신기의 공간이 부족할 수 있다.
도 7(b)에서는 2 개의 안테나가 쌍을 이루는 ULA 방식의 안테나 구성(Paired ULA)을 나타낸다. 이러한 경우 쌍을 이루는 2 개의 안테나 사이에는 연관된 채널을 가지고, 다른 쌍의 안테나와는 독립적인 채널을 가질 수 있다.
한편, 기존의 3GPP LTE 릴리즈-8/9 에서 하향링크에서 4 개 전송 안테나를 사용하는 것과 달리, 3GPP LTE 릴리즈-10 시스템부터는 하향링크에서 8 전송 안테나를 사용할 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 적용하기 위해서는, 부족한 공간에 여러 개의 송신안테나를 설치해야 하므로, 도 7(a) 및 도 7(b) 와 같은 ULA 안테나 구성은 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 도 7(c) 와 같이 이중-극성(dual-pole) (또는 크로스-극성(cross-pole), 또는 교차 편파 구조) 안테나 구성을 적용하는 것을 고려할 수 있다. 이와 같이 전송 안테나를 구성하는 경우에는, 안테나간의 거리 d 가 상대적으로 짧더라도 안테나 상관도를 낮춰 독립적인 채널을 구성할 수 있으므로, 높은 수율의 데이터 전송이 가능해진다.
CSI 보고
3GPP LTE(-A) 시스템에서는, 사용자 기기(UE)가 채널상태정보(CSI)를 기지국(BS)으로 보고하도록 정의되었으며, 채널상태정보(CSI)라 함은 UE와 안테나 포트 사이에 형성되는 무선 채널(혹은 링크라고도 함)의 품질을 나타낼 수 있는 정보를 통칭한다. 예를 들어, 랭크 지시자(rank indicator, RI), 프리코딩행렬 지시자(precoding matrix indicator, PMI), 채널품질지시자(channel quality indicator, CQI) 등이 이에 해당한다. 여기서, RI는 채널의 랭크(rank) 정보를 나타내며, 이는 UE가 동일 시간-주파수 자원을 통해 수신하는 스트림의 개수를 의미한다. 이 값은 채널의 롱 텀 페이딩(fading)에 의해 종속되어 결정되므로, PMI, CQI보다 보통 더 긴 주기를 가지고 UE에서 BS로 피드백된다. PMI는 채널 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 UE가 선호하는 프리코딩 인덱스를 나타낸다. CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 일반적으로 BS가 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
상기 무선 채널의 측정에 기반하여, UE는 현재 채널 상태 하에서 상기 BS에 의해 사용된다면 최적 또는 최고의 전송 레이트를 도출할 수 있는 선호되는 PMI 및 RI를 계산하고, 계산된 PMI 및 RI를 상기 BS로 피드백한다. 여기서, CQI는 상기 피드백된 PMI/RI에 대한 수용가능한 패킷 에러율(packet error probability)을 제공하는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme)을 지칭한다.
한편, 더 정밀한 MU-MIMO와 명시적인 CoMP 동작들을 포함하도록 기대되는LTE-A 시스템에서, 현재의 CSI 피드백은 LTE에서 정의되었으며 따라서 저러한 새롭게 도입될 동작들을 충분하게 지원하지 못한다. CSI 피드백 정확도에 대한 요구사항이 충분한 MU-MIMO 또는 CoMP 스루풋(throughput) 이득을 얻기 위해 점점 까다로워짐에 따라, PMI가 롱 텀(long term)/광대역(wideband) PMI (W1) 그리고 숏 텀(short term)/서브밴드(subband) PMI (W2), 두 가지로 구성되도록 합의되었다. 다시 말해서, 최종 PMI는 W1과 W2의 함수로서 표현된다. 예컨대, 최종 PMI W는 다음과 같이 정의될 수 있다: W=W1*W2 or W=W2*W1. 따라서, LTE-A에서 CSI는 RI, W1, W2 및 CQI로 구성될 것이다.
3GPP LTE(-A)시스템에서 CSI 전송을 위해 사용되는 상향링크 채널은 다음 표 5와 같다.
표 7
스케줄링 방식 주기적 CSI 전송 비주기적 CSI 전송
주파수 비선택적 PUCCH -
주파수 선택적 PUCCH PUSCH
표 7을 참조하면, CSI는 상위 계층에서 정한 주기로 물리상향링크 제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)을 이용하여 전송될 수 있고, 스케줄러의 필요에 따라 비주기적으로 물리상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)을 이용하여 전송될 수 있다. CSI가 PUSCH로 전송되는 경우는 주파수 선택적인 스케줄링 방식 및 비주기적 CSI 전송인 경우에만 가능하다. 이하에서는 스케줄링 방식 및 주기성에 따른 CSI 전송 방식에 대해서 설명한다.
1) CSI 전송 요청 제어 신호(CSI request) 수신 후 PUSCH를 통한 CQI/PMI/RI 전송
PDCCH 신호로 전송되는 PUSCH 스케줄링 제어신호(UL Grant)에 CSI를 전송하도록 요청하는 제어 신호가 포함될 수 있다. 다음 표는 PUSCH를 통해 CQI, PMI, RI를 전송할 때의 UE의 모드를 나타낸다.
표 8
PMI Feedback Type
No PMI Single PMI Multiple PMIs
PUSCH CQI Feedback Type Wideband(Wideband CQI) Mode 1-2 RI 1st wideband CQI(4bit) 2nd wideband CQI(4bit) if RI>1 N*Subband PMI(4bit) (N is the total # of subbands)(if 8Tx Ant, N*subband W2 + wideband W1)
UE selected(Subband CQI) Mode 2-0 RI (only for Open-loop SM) 1st wideband CQI(4bit) + Best-M CQI(2bit) (Best-M CQI: 총 N개의 SB중 선택된 M개의 SB에 대한 평균 CQI) Best-M index (L bit) Mode 2-2 RI 1st wideband CQI(4bit) + Best-M CQI(2bit) 2nd wideband CQI(4bit) + Best-M CQI(2bit) if RI>1* Best-M index (L bit) Wideband PMI(4bit)+ Best-M PMI(4bit) (if 8Tx Ant, wideband W2 + Best-M W2 + wideband W1)
Higher Layer-configured(Subband CQI) Mode 3-0 RI (only for Open-loop SM) 1st wideband CQI(4bit)+N*subbandCQI(2bit) Mode 3-1 RI 1st wideband CQI(4bit)+ N*subbandCQI(2bit) 2nd wideband CQI(4bit)+ N*subbandCQI(2bit) if RI>1 Wideband PMI(4bit) (if 8Tx Ant, wideband W2 + wideband W1) Mode 3-2 RI 1st wideband CQI(4bit)+ N*subbandCQI(2bit) 2nd wideband CQI(4bit)+ N*subbandCQI(2bit) if RI>1N*Subband PMI(4bit) (N is the total # of subbands)(if 8Tx Ant, N*subband W2 + wideband W1)
표 8의 전송 모드는 상위 레이어에서 선택되며, CQI/PMI/RI는 모두 같은 PUSCH 서브프레임에서 전송된다. 이하에서는, 각 모드에 따른 UE의 상향링크 전송 방법에 대해서 설명한다.
모드 1-2(Mode 1-2)는 각각의 서브밴드에 대해서 데이터가 서브밴드만을 통해서 전송된다는 가정하에 프리코딩 행렬을 선택하는 경우를 나타낸다. UE는 시스템 대역 또는 상위 레이어에서 지정한 대역(set S) 전체에 대해서 선택한 프리코딩 행렬을 가정하여 CQI를 생성한다. 모드 1-2에서 UE는 CQI와 각 서브밴드의 PMI 값을 전송할 수 있다. 이때, 각 서브밴드의 크기는 시스템 대역의 크기에 따라 달라질 수 있다.
모드 2-0(Mode 2-0)인 UE는 시스템 대역 또는 상위 레이어에서 지정한 지정 대역(set S)에 대해서 선호하는 M개의 서브밴드를 선택할 수 있다. UE는 선택한 M개의 서브밴드에 대해서 데이터를 전송한다는 가정하에 하나의 CQI 값을 생성할 수 있다. UE는 추가로 시스템 대역 또는 set S에 대해서 하나의 CQI (wideband CQI) 값을 보고하는 것이 바람직하다. UE는 선택한 M개의 서브밴드들에 대해서 다수 개의 코드워드가 있을 경우, 각 코드워드에 대한 CQI 값을 차분 형식으로 정의한다.
이때, 차분 CQI 값은 선택한 M개의 서브밴드에 대한 CQI 값에 해당하는 인덱스와 광대역 CQI(WB-CQI: Wideband CQI) 인덱스의 차이값으로 결정된다.
모드 2-0인 UE는 선택한 M개의 서브밴드의 위치에 대한 정보, 선택한 M개의 서브밴드들에 대한 하나의 CQI 값 및 전 대역 또는 지정 대역(set S)에 대해서 생성한 CQI 값을 BS로 전송할 수 있다. 이때, 서브밴드의 크기 및 M값은 시스템 대역의 크기에 따라 달라질 수 있다.
모드 2-2(Mode 2-2)인 UE는 M개의 선호하는 서브밴드를 통하여 데이터를 전송한다는 가정하에, M개의 선호 서브밴드의 위치와 M개의 선호 서브밴드에 대한 단일 프리코딩 행렬을 동시에 선택할 수 있다. 이때, M개의 선호 서브밴드에 대한CQI 값은 코드워드마다 정의된다. 또한, UE는 추가로 시스템 대역 또는 지정 대역(set S)에 대해서 광대역 CQI(wideband CQI) 값을 생성한다.
모드 2-2인 UE는 M개의 선호하는 서브밴드의 위치에 대한 정보, 선택된 M개의 서브밴드들에 대한 하나의 CQI 값, M개의 선호하는 서브밴드에 대한 단일 PMI, 광대역 PMI, 광대역 CQI 값을 BS로 전송할 수 있다. 이때, 서브밴드의 크기 및 M 값은 시스템 대역의 크기에 따라 달라질 수 있다.
모드 3-0(Mode 3-0)인 UE는 광대역 CQI 값을 생성한다. UE는 각 서브밴드를 통해서 데이터를 전송한다는 가정하에 각 서브밴드에 대한 CQI 값을 생성한다. 이때, RI > 1이더라도 CQI 값은 첫 번째 코드워드에 대한 CQI 값만을 나타낸다.
모드 3-1(Mode 3-1)인 UE는 시스템 대역 또는 지정대역(set S)에 대해서 단일 프리코딩 행렬(precoding matrix)을 생성한다. UE는 각 서브밴드에 대해서 앞서 생성한 단일 프리코딩 행렬을 가정하고, 코드워드 별로 서브밴드 CQI를 생성한다. 또한, UE는 단일 프리코딩 행렬을 가정하고 광대역 CQI를 생성할 수 있다. 각 서브밴드의 CQI 값은 차분 형식으로 표현될 수 있다. 서브밴드 CQI 값은 서브밴드 CQI 인덱스와 광대역 CQI 인덱스의 차이값으로 계산된다. 이때, 서브밴드의 크기는 시스템 대역의 크기에 따라 달라질 수 있다.
모드 3-2(Mode 3-2)인 UE는 모드 3-1와 비교하여, 전체 대역에 대한 단일 프리코딩 행렬 대신, 각 서브밴드에 대한 프리코딩 행렬을 생성한다.
2) PUCCH를 통한 주기적인 CQI/PMI/RI 전송
UE는 CSI(e.g. CQI/PMI/PTI(precoding type indicator) 및/또는 RI 정보)를 PUCCH를 통해 BS에 주기적으로 전송할 수 있다. 만약, UE가 사용자 데이터를 전송하라는 제어신호를 수신하였을 경우에는, UE는 PUCCH를 통하여 CQI를 전송할 수 있다. 제어신호가 PUSCH를 통하여 전송되더라도 CQI/PMI/PTI/RI는 다음 표에서 정의된 모드들 중 하나의 방식에 의해 전송될 수 있다.
표 9
PMI 피드백 타입
No PMI 단일 PMI
PUCCH CQI 피드백 타입 광대역(광대역 CQI) Mode 1-0 Mode 1-1
UE 선택(서브밴드 CQI) Mode 2-0 Mode 2-1
UE는 표 9와 같은 전송 모드를 가질 수 있다. 표 9를 참조하면, 모드 2-0(Mode 2-0) 및 모드 2-1(Mode 2-1)의 경우, 대역폭 파트(BP: Bandwidth Part)는 주파수 영역에서 연속적으로 위치한 서브밴드들의 집합이며 시스템 대역 또는 지정대역(set S)를 모두 커버할 수 있다. 표 9에서 각 서브밴드의 크기, BP의 크기 및 BP의 개수는 시스템 대역의 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한, UE는 시스템 대역 또는 지정대역(set S)을 커버할 수 있도록 BP 별로 CQI를 주파수 영역에서 오름차순으로 전송한다.
CQI/PMI/PTI/RI의 전송 조합에 따라, UE는 다음과 같은 PUCCH 전송 타입을 가질 수 있다.
i) 타입1 (Type 1): 모드 2-0(Mode 2-0), 모드 2-1(Mode 2-1)의 서브밴드 CQI(SB-CQI)를 전송한다.
ii) 타입1a: 서브밴드 CQI 및 제2 PMI를 전송한다
iii) 타입2, 타입 2b, 타입 2c: 광대역 CQI 및 PMI(WB-CQI/PMI)를 전송한다.
iv) 타입2a: 광대역 PMI를 전송한다.
v) 타입3: RI를 전송한다.
vi) 타입 4: 광대역 CQI를 전송한다.
vii) 타입 5: RI 및 광대역 PMI를 전송한다.
viii) 타입 6: RI 및 PTI를 전송한다.
UE가 RI와 광대역 CQI/PMI를 전송하는 경우, CQI/PMI는 서로 다른 주기와 오프셋을 가지는 서브프레임에 전송된다. 또한, RI와 광대역 CQI/PMI가 같은 서브프레임에 전송되어야 하는 경우에는 CQI/PMI는 전송되지 않는다.
본 명세서에서는, 두 개 이상의 CSI 추정에 대한 피드백을 전송할 때의 채널 정보간 우선순위(priority) 및 드롭(drop) 방식, 이에 따른 단일 CSI 피드백 체인(chain) 설계 방식을 정하고 이를 전송하는 방법을 제안한다.
LTE Rel-12 이후에 AAS(active antenna system)를 활용한 안테나 시스템이 도입되려 한다. AAS는 각각의 안테나가 능동 회로를 포함하는 능동 안테나로 구성되어 있어서, 상황에 맞추어 안테나 패턴을 변화시킴으로써 간섭을 줄이거나, 빔포밍을 수행하는데 좀 더 효율적으로 응용할 수 있는 기술로 기대하고 있다. 이러한 AAS를 2차원으로 구축(2D-AAS)하게 되면, 안테나 패턴 측면에서 안테나의 메일 로브(main lobe)를 3차원적으로 좀 더 효율적으로 조절하여, 수신단의 위치에 따라 좀 더 적극적으로 송신빔을 변화시키는 것이 가능하다. 이러한 2D-AAS는 도 8과 같이 안테나를 수직 방향과 수평 방향으로 배치하여, 다량의 안테나 시스템을 구축하게 될 것으로 예측된다.
이러한 2D-AAS가 도입될 경우, 송신단으로부터 수신단까지의 채널을 수신단에게 알려 주기 위해 송신단은 특정 RS(예컨대, CSI-RS(channel state information-reference signal), 이하에서는 편의상 "CSI-RS"로 칭함)를 전송해야 할 것이다. 현재 LTE시스템에서는 이러한 CSI-RS가 1 포트, 2 포트, 4 포트, 8 포트 CSI-RS 로 설계가 되어 있다. n>1인 각각의 n-포트 CSI-RS는 한 RB에 n개의 RE를 사용해야 한다. 따라서, 만약, 2D-AAS의 경우, 안테나가 수직 방향으로 8개, 수평 방향으로 8개가 있어 총 64개의 안테나 포트를 가진다면, 기존의 방식으로는 한 RB에 64개의 RE를 CSI-RS를 위해서 사용해야 한다. 따라서, 안테나 개수에 따른 CSI-RS 오버헤드가 문제점이 될 수 있다.
최근에 이러한 문제를 해결하기 위해, 일부의 CSI-RS 포트만을 사용해서 나머지 포트에서 수신되는 채널까지 유추하는 방법이 제안되었다. 이를 위한 여러 가지 방법이 있으나, 본 발명에서는 2D-AAS로부터 수신단으로의 채널을 다음과 같이 크로네커 곱으로 추정하는 상황을 가정한다.
수학식 12
Figure PCTKR2015007570-appb-M000012
상기 수학식에서
Figure PCTKR2015007570-appb-I000035
는 크로네커 곱(kronecker product) 연산을 의미한다.
상기 수학식에서 H는 송신단에서 수신단까지 전체 채널을 의미하고,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000036
는 송신단에서 j번째 수신 안테나까지 채널을 의미한다.
Figure PCTKR2015007570-appb-I000037
와
Figure PCTKR2015007570-appb-I000038
는 각각 수직방향과 수평방향의 안테나 포트(또는 안테나 엘리먼트)에서 수신단의 j번째 안테나로 전송되는 채널을 의미한다. 도 8에서
Figure PCTKR2015007570-appb-I000039
는 A 블록의 안테나만 존재한다고 가정하고 A 블록 안테나로부터 수신단의 j번째 안테나에 대한 채널을 의미하고,
Figure PCTKR2015007570-appb-I000040
는 B 블록의 안테나만 존재한다고 가정하고, B 블록의 안테나로부터 수신단의 j번째 안테나에 대한 채널을 의미한다. 설명의 편의를 위해 임의의 1개의 수신 안테나 입장에서 설명을 하며, 모든 과정은 다른 수신 안테나에도 모두 적용가능하다. 앞으로의 설명에는 다음과 같이 송신단에서 (j) 인덱스를 제거한 임의의 1개의 수신 안테나까지의 채널만을 이용해 설명한다.
수학식 13
Figure PCTKR2015007570-appb-M000013
수학식 13은 본 발명의 설명을 위한 수식이며, 실제 채널이 수학식 13과 같지 않을 수도 있다.
CSI-RS를 위해 도 8의 A 블록과 같이 NV개의 수직 방향의 안테나 포트에서 전송되는 제1 CSI-RS와 B블록과 같이 NH개의 수평 방향의 안테나 포트에서 전송되는 제2 CSI-RS를 설정해서 총 2개의 CSI-RS를 설정할 수 있다. 그리고 수신단은 상기 2개의 CSI-RS를 측정한 뒤, 2개의 채널 행렬을 수학식 2와 같이 크로네커 곱을 이용해 채널을 유추해낼 수 있다. 여기서, NV는 수직방향의 안테나 개수이고, NH는 수평방향의 안테나 개수이다. 이를 통해, 기존의 2, 4 및 8 포트 CSI-RS를 가지고도 64 포트에서 전송되는 채널까지도 수신단에게 알려줄 수 있다는 장점이 있다.
도 8에서 볼 수 있는 동일 편파 안테나 어레이 대신 도 9와 같은 교차 편파 안테나 어레이(이하, "X-pol AA")의 사용이 고려될 수 있다. 이 경우, 64포트 안테나 어레이는 도 9와 같이 8행 2열, 그리고 2개의 편파 특성으로 구성될 수 있다.
도 10은 X-pol AA에서 A/B 블록의 예시이다. 이 경우, A 블록과 B 블록의 코드북의 성질은 서로 차이를 보이게 된다.
예를 들어, 도 10의 예시를 따를 경우 B블록은 X-pol 안테나 어레이로, 극성(polarization)을 고려한 코드북을 사용하는 것이 성능 향상에 도움을 준다. 이 경우에는 현재 LTE-A 8tx 코드북을 사용할 수 있다.
하지만 A 블록은 ULA와 같은 성질을 보이고, 이 경우에는 DFT 코드북을 사용하는 것이 유리하다. 그에 따른 3D 코드북의 예시는 아래와 같다.
수학식 14
Figure PCTKR2015007570-appb-M000014
상기 코드북에서
Figure PCTKR2015007570-appb-I000041
는 크로네커 곱(kronecker product) 연산을 의미한다.
상기 코드북에서 W1V는 수직 안테나 엘리먼트(element)에 대한 프리코딩의 집합을 의미한다. eV는 이러한 프리코딩 집합에서 한 개를 선택하는 역할을 하게 된다. 따라서, W1V는 롱텀(long term)으로 피드백되고, eV는 이보다 짧은 주기를 갖는 숏텀(short term)으로 피드백된다.
W1V는 DFT 코드북 D행렬 내의 열들로 이루어진 D행렬의 서브셋(subset)으로 선택된다.
한편, 상기 DFT 코드북은 다음과 같이 만들 수 있다. 아래 DFT 코드북에서 α는 오버샘플링 인자(oversampling factor)이고, NV는 수직 안테나 엘리먼트의 개수이다.
수학식 15
Figure PCTKR2015007570-appb-M000015
여기서, m=1, 2, ... NV이고, n=1, 2, ..., NVa이다.
eV는 선택 벡터로써, W1V안에 한 개의 열을 선택하는 역할을 한다. eV는 한 개의 벡터로 구성되며, 엘리먼트 중 한 개의 값만이 '1'의 값을 갖고, 나머지 값들은 '0'의 값을 갖게 된다. 예를 들어, eV가 두 번째 엘리먼트만이 '1'의 값을 갖고, 나머지 엘리먼트들은 '0'을 갖는다면, W1V의 두 번째 열을 선택하게 된다.
수학식 14의 코드북에서 WH는 수평 안테나 엘리먼트에 대한 프리코딩의 집합을 의미한다. WH=W1H˙W2H로 구성되는데, W2H는 eH와 α로 이루어진다. 따라서 W1H는 롱텀으로 피드백되고, W2H는 이보다 짧은 주기를 갖는 숏텀으로 피드백된다.
위의 예시에서, 수평 PMI인 W1H, W2H와 수직 PMI인 W1V, eV는 서로 다른 특성을 가진다. 이와 같이, 두 개 이상의 CSI 피드백 체인을 사용하는 크로네커 채널 추정의 경우 개별 채널 정보의 특성이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 각 개별 채널 정보의 전송 인스턴스(instance, 또는 시점)가 겹칠 경우 어떤 정보를 드롭해야 하는지에 대한 문제가 생길 수 있다. 이하 본문에서는 편의상 eV대신 좀 더 일반적인 W2V를 숏텀 수직 프리코딩에 대한 표기(notation)로 사용하기로 한다.
수평과 수직 채널 상태 정보 전송을 위해서는 최소한 두 개의 CSI 프로세스가 필요하다. 이 경우 같은 전송 인스턴스에 서로 다른 채널 정보가 전송될 경우, 드롭(drop)되는 정보를 정하기 위해서는 각 개별 채널 정보간의 우선 순위(priority)가 중요하다. 개별 채널 정보간의 우선 순위란 만약 같은 전송 인스턴스에서 두 개 이상의 개별 채널 정보의 전송 주기가 겹쳤을 경우, 어떤 정보를 드롭하느냐에 대한 판단 기준을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE-A에서의 우선 순위는, 서빙 셀의 PUCCH 보고 타입 3, 5 또는 6의 CSI 보고와 상기 서빙 셀의 PUCCH 보고 타입 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c 또는 4가 충돌하는 경우, 후자(즉, PUCCH 보고 타입 1, 1a, 2, 2a, 2b, 2c 또는 4)의 CSI 보고가 더 낮은 우선 순위를 가지며, 드롭된다.
여기서 PUCCH 보고 타입을 설명하면,
타입 3: RI
타입 5: RI + WB W1
타입 6: RI + PTI,
타입 1: SB(sub-band) CQI,
타입 2: WB(wideband) CQI + WB PMI
타입 4: WB CQI
타입 1a: SB CQI + SB W2
타입 2b: WB CQI + WB W2
타입 2c: WB W1 + WB W2 + WB CQI
타입 2a: WB W1
즉, 롱텀 피드백이 숏텀 피드백보다 높은 우선 순위를 갖는다.
수평/수직 피드백 구조에서, 보고해야 할 채널 상태 정보 및 특성은 아래와 같다.
1. 랭크(Rank)
1-a. 수평 RI(HRI)와 수직 RI(VRI) 별도 전송
1-b. HRI와 VRI의 통합 RI 전송
2. CQI
수평 안테나 엘리먼트에 대한 채널 및 수직 안테나 엘리먼트에 대한 통합 CQI 전송
3. PMI
수평 PMI(HPMI)와 수직 PMI(VPMI) 별도 전송
RI를 HRI와 VRI 대신 결합(joint) RI 인덱스를 사용할 경우에는 RI=4로 전송될 경우 HRI=2, VRI=2와 HRI=4, VRI=1을 구분할 수 없기 때문에, 아래의 표와 같이 결합 인코딩 형태의 표로 맵핑하는 것이 바람직하다.
표 10
Joint RI index Horizontal rank Vertical rank
0 1 1
1 2 1
2 3 1
3 4 1
4 5 1
5 6 1
6 7 1
7 8 1
8 1 2
9 2 2
10 3 2
11 4 2
12 5 2
13 6 2
14 7 2
15 8 2
상기 표 10은 최대 수평 랭크가 8, 최대 수직 랭크가 2일 때의 결합 RI 인덱스에 대한 예시이다. 이외에 여러가지 특성(예컨대, HRI>=VRI, 최대 RI = 8)이 반영된 조인트 RI가 사용 가능할 것이다.
수평 안테나 엘리먼트에 따른 채널(이하, "수평 채널")과 수직 안테나 엘리먼트에 따른 채널(이하, "수직 채널")이 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 수직 채널은 수평 채널에 비해 그 특성이 변하는 속도가 느리다고 판단될 수 있다. 이 경우 수직 채널에 대한 정보의 피드백 주기는 수평 채널에 대한 정보의 피드백 주기보다 길게 설정될 수 있고, 이에 따라 VPMI와 HPMI의 우선 순위 역시 서로 다를 수 있다.
또한, 각 개별 채널 정보를 전송하기 위해 필요한 비트 수가 다를 수 있다. 특히, 특정 채널 정보를 전송하기 위한 비트 수가 충분히 적으면, 다른 정보와 결합하여(예컨대, 결합 인코딩에 의해) 전송될 수 있다. 예를 들어, 수학식 14의 eV는 W1V나 W2H=αeH와 달리 2비트로도 전송이 가능하고, 따라서 다른 PMI(예컨대, W1H)와 같이 전송될 수 있다. 이와 같이 우선 순위가 서로 다른 두 개 이상의 개별 채널 상태 정보가 결합되어 전송될 경우, 결합된 채널 상태 정보의 우선 순위는 두 채널 정보의 우선 순위 중 높은 우선 순위로 결정될 수 있다. 또는, 결합된 채널 상태 정보의 우선 순위는 두 개의 개별 채널 상태 정보의 우선 순위 중 낮은 우선 순위로 결정될 수 있으며, 이와 같은 특정한 우선 순위 결정 기준이 존재할 수 있다.
위의 예시와 같이, 수평 채널과 수직 채널에 대한 CSI 보고가 서로 다른 CSI 피드백 체인에 속할 경우 보고될 채널 정보가 롱텀 채널 정보와 숏텀 채널 정보로 구분되어도, 롱텀 채널 정보 내 또는 숏텀 채널 정보 내에서도 서로 다른 우선 순위를 가져야 할 수 있다. 예컨대,
제1우선 순위: VRI,
제2우선 순위: HRI, W1V, W2V
제3우선 순위: CQI, W1H, W2H
위 예시는 채널 정보간의 우선 순위의 레벨을 분화하는 방법으로 기존의 롱텀/숏텀 피드백에 해당하는 2개의 우선 순위 레벨 대신 3개 우선 순위 레벨을 적용하였을 때의 예시이다. 이 경우 아래 표와 같은 실제 적용 사례들이 만들어질 수 있을 것이다.
표 11
우선 순위 레벨 제1예 제2예 제3예
레벨 3 VRI VRI Joint RI index
레벨 2 HRI+W1H, W1V, W2V HRI+PTI, W1V W1V+W1H, W2V
레벨 1 CQI+W2H CQI,W2V+W1H, W2H CQI, W2H
표 11의 제1예의 경우 HRI+W1H의 우선 순위는 HRI와 W1H 중 더 높은 우선 순위를 갖는 HRI의 우선 순위로 결정된다. 같은 방식으로, 제3예의 W1H 역시 W1V와 함께 우선 순위 레벨 2로 결정된다.
표 11의 제1예를 도식화 할 경우 도 11과 같이 채널 정보가 드롭되어야 할 것이다.
위의 예시에서는 채널 상태 정보가 인접한 세 개의 우선 순위 레벨을 사용하였지만, 실제 사용에서는 서로 떨어져있는, 그리고/혹은 세 개 이상의 우선 순위 레벨을 사용하는 방법도 가능하다. 또한, 우선 순위 레벨 0 이하의 우선 순위 레벨도 허용될 수 있다.
도 11의 예시에서 수평 채널을 위한 수평 CSI 피드백 체인은 피드백 모드 1-1, 서브모드 A를 사용하고, 수직 채널을 위한 수직 CSI 피드백 체인은 CQI를 피드백하지 않는 피드백 모드를 사용하고 있다. 위와 같이 두 개 이상의 CSI 피드백 체인을 사용하고, 각각의 체인에 대한 통합 CQI를 전송할 경우, CQI를 전송하지 않는 피드백 체인에서는 일종의 '피드백 모드 0-x'를 사용할 수 있다. 이 피드백 모드는 VRI의 전송 여부(또는 결합 RI의 전송 여부), 듀얼(dual) 코드북의 사용 여부에 따라 타입 2a/2a 및 3/5/2a 및 5로 구현되며, CQI를 전송하는 어떤 다른 피드백 체인에 종속되어 사용될 수 있다.
또한, 각 CQI의 보고 전송 인스턴스 별로 보고하는 CQI를 계산할 때에는, 해당 CQI 보고 혹은 보고될 CQI를 계산하기 위한 기준 자원에 대응하는 시점 이전에 가장 최근에 보고된 {VRI, HRI, W1V, W1H, W2V, W2H}중 적어도 하나의 개별 채널 상태 정보를 가정하고 CQI를 계산하도록 정의 또는 설정될 수 있다. 예를 들어, CQI 계산에 상기 {VRI, HRI, W1V, W1H, W2V, W2H}가 모두 가정되어야 한다면, 상기 CSI 보고 충돌과 관련된 기준에 의하여 드롭되지 않고 가장 최근에 보고된 각각의 개별 채널 상태 정보가 가정된 상태에서 CQI를 계산하도록 한다.
만일, 상기 개별 채널 상태 정보들 내에서도 특정 개별 채널 상태 정보는 다른 개별 채널 상태 정보의 가장 최근의 보고된 값을 가정하여 도출되는 것이라면(예컨대, W1V는 가장 최근에 보고된 VRI를 기반으로 하고, W2V는 가장 최근에 보고된 W1V를 기반으로 하고, W1H는 가장 최근에 보고된 HRI를 기반으로 하고, W2H는 가장 최근에 보고된 W1H를 기반으로 할 수 있음), 이러한 선행 또는 후행 (또는 상기 우선 순위 레벨로 구분됨) 관계에 따라 상기 가장 최근에 보고된 값을 결정하도록 정의 또는 설정될 수 있다. 즉, 상기 {VRI, HRI, W1V, W1H, W2V, W2H}중 적어도 하나에 대해서 모두 가장 최근에 보고된 값을 가정해야 하지만, 예를 들어, 상기 CQI 보고 시점 이전의 가장 최근에 보고된 W1V의 시점(TW1_V)보다 가장 최근에 보고된 W2V의 시점(TW2_V)이 더 앞선다면, 상기 시점(TW1_V)의 W1V를 가정하는 것이 아니라, 상기 시점(TW2_V)보다 더 이전 시점들 중의 가장 늦은(또는 최근) W1V을 찾아 이를 가정하여 상기 CQI를 계산하도록 한다. 상기 우선 순위 레벨의 개념으로 다시 설명하자면, 표 11과 같은 예시에서의 특정 우선 순위 레벨이 주어졌을 때, 낮은 우선 순위 레벨의 보고 시점에 보고할 해당 개별 채널 상태 정보(예컨대, CQI)는, 그와 동일하거나 그리고/또는 그 보다 상위 우선 순위 레벨의 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보(예컨대, W2H, {HRI+W1H, W1V, W2V}, VRI)를 가정하여 계산하도록 하며, 상기 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보 중에서 특정 개별 채널 상태 정보(예컨대, W2V)는, 그와 동일하거나 그리고/또는 그보다 상위 우선 순위 레벨의 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보(예컨대, W1V, VRI)를 가정하여 계산하도록 한다. 또한, 이러한 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보 중에서 특정 개별 채널 상태 정보(예컨대, W2H)는, 그와 동일하거나 그리고/또는 그 보다 상위 우선 순위 레벨의 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보(예컨대, W1H, HRI 를 가정하여 계산하도록 한다. 또한, 상기 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보 중에서 특정 개별 채널 상태 정보(예컨대, W1V)는, 그와 동일하거나 그리고/또는 그 보다 상위 우선 순위 레벨의 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보(예컨대, VRI)를 가정하여 계산하도록 한다. 또한, 상기 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보 중에서 특정 개별 채널 상태 정보(예컨대, W1H)는, 그와 동일하거나 그리고/또는 그 보다 상위 우선 순위 레벨의 가장 최근에 보고된 개별 채널 상태 정보(예컨대, HRI)를 가정하여 계산하도록 한다.
이러한 예시를 통해 설명된 바와 같이, 상기 표 11과 같은 우선 순위 레벨을 어떻게 정의/설정하는지에 따라 위와 같은 가장 최근에 보고된 값을 어떠한 보고 시점으로 인식하고 가정해야 하는지의 실시예는 달라질 수 있음은 자명하다.
이런 우선 순위는 여러 요소로부터 영향을 받기 때문에, 두 개 이상의 CSI 피드백 체인이 사용될 경우 그 우선 순위가 사전에 정해지기 어려울 수 있다. 예를 들어, 두 개의 CSI 피드백 체인에 추가적으로 한 개의 추가 수평 CSI-RS가 사용될 경우 총 4 레벨의 우선 순위를 사용할 수도 있고, 최대 3개의 우선 순위 레벨을 사용하여 두 수평 CSI-RS에 대한 CSI 피드백이 같은 우선 순위 레벨을 사용하게 할 수 있다. 따라서, 기지국에서는 해당 우선 순위 레벨 할당 정보를 RRC 등을 통해 전송해주고, UE는 수신된 우선 순위 레벨 할당 정보에 따라 수평/수직 채널 정보를 피드백할 수 있다. 혹은, 기지국이 UE에게 상기 우선 순위 레벨 할당 정보를 전송해주고, UE는 기지국에서 상기 우선 순위 레벨 할당 정보에 따라 채널 정보를 해석할 수 있다.
CoMP(Coordinated Multiple transmission and reception point)나 CA(Carrier Aggregation)과 같이, 위의 예시와 같은 두 개의 CSI 피드백 체인에 추가로 다른 CSI 피드백 체인이 할당될 경우도 같은 기준을 적용할 수 있다. 예를 들어, 표 11의 제1예와 같은 CSI 피드백 체인 1V 및 1H에 더하여 8tx 피드백 모드 1-1, 서브모드 1을 사용하는 CSI 피드백 체인 2가 할당된다고 가정하면, CSI 피드백 체인 2에 전송되는 채널 정보의 우선 순위는 아래 표와 같이 정리될 수 있다.
표 12
우선 순위 레벨 CSI 피드백 체인 2
레벨 2 HRI+W1
레벨 1 CQI+W2
표 12의 우선 순위 레벨을 사용하여 각 CSI 피드백 체인 및 개별 채널 상태 정보별로 우선 순위 레벨을 정리하면 다음과 같다.
표 13
우선 순위 레벨 CSI 피드백 체인 1V, 1H CSI 피드백 체인 2
레벨 3 VRI1
레벨 2 HRI1+W1H1, W1V1 HRI2+W12
레벨 1 CQI1+W2H1, W2V1 CQI2+W22
현재 LTE-A에서는, CSI 보고를 위한 인스턴스에서 두 개 이상의 채널 정보 보고 또는 전송이 겹칠 경우 다음과 같은 단계를 따라 어떤 채널 정보를 전송할지 정한다.
a) CSI 보고 타입의 우선 순위
b) CSI 프로세스 인덱스(낮은 CSI 프로세스 인덱스가 우선 순위가 높음)
c) CC 인덱스(낮은 CC 인덱스가 우선 순위가 높음)
d) 제한 측정 집합(restricted measurement set) 인덱스(낮은 제한 측정 집합 인덱스가 우선 순위가 높음)
따라서, 첫번째 a)표 13과 같은 우선 순위 레벨에 기초하여 CSI 보고 타입의 우선 순위를 비교하고, 동일한 우선 순위를 갖는 CSI 보고 타입에 대해 b)CSI 프로세스 인덱스를 비교히고, 동일한 우선 순위를 갖는 CSI 프로세스 인덱스에 대해 CC 인덱스를 비교하고, 동일한 CC 인덱스에 대해 제한 측정 집합 인덱스를 비교하는 순으로 CoMP/CA의 다중 CSI 피드백 프로세스 상황에서의 채널 정보의 우선 순위를 결정할 수 있다.
또한, 기지국은 수직 채널에 대한 CSI 프로세스 1과 수평 채널에 대한 CSI 프로세스 2, 총 2개의 CSI 프로세스를 설정할 때, 항상 CSI 프로세스 1의 인덱스를 CSI 프로세스 2의 인덱스보다 낮게 설정하여, 동일한 우선 순위를 갖는 CSI 보고 타입이 충돌하는 경우 수직 채널에 대한 피드백에 더 높은 우선 순위를 부여할 수 있다. 물론, 반대로 기지국이 CSI 프로세스 2의 인덱스를 항상 높게 설정하는 것도 가능하다. 이를 위해, UE는 기지국이 CSI 프로세스 1의 인덱스를 CSI 프로세스 2의 인덱스보다 낮게 설정할 것을 기대한다.
위의 채널 정보 컨텐츠간 우선 순위는 위의 예시와 같은 두 개의 CSI 피드백 체인이 기존의 Rel-8 피드백 체인과 충돌이 생길 경우에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 표 11의 제1예와 같은 CSI 피드백 체인 1V, 1H에 더하여 2tx 모드 1-1을 사용하는 CSI 피드백 체인 3이 할당된다고 가정하면, 상기 CSI 피드백 체인 3에 전송되는 채널 정보의 우선 순위는 아래 표와 같이 정리될 수 있다.
표 14
우선 순위 레벨 CSI 피드백 체인 3
레벨 2 HRI
레벨 1 CQI+W
상기 표의 우선 순위 레벨을 사용하여 각 CSI 피드백 체인 및 채널 정보 컨텐츠 별로 우선 순위 레벨을 정리하면 다음과 같다.
표 15
우선 순위 레벨 CSI 피드백 체인 1V, 1H CSI 피드백 체인 2
레벨 3 VRI1
레벨 2 HRI1+W1H1, W1V1 HRI3
레벨 1 CQI1+W2H1, W2V1 CQI3+W3
따라서, 위에서 설명한 바와 같이, a) 내지 d)에 따른 순차적인 비교 절차에 따라 각 개별 채널 상태 정보의 보고 여부 또는 드롭 여부를 결정할 수 있다.
한편, 상기 a) 내지 d)에 따른 순차적인 비교 절차의 결과, 각 개별 채널 상태 정보의 보고 여부 또는 드롭 여부를 결정할 수 없을 수도 있다. 즉, 두 개의 개별 채널 상태 정보가 a) 내지 d)의 동일한 우선순위 또는 인덱스를 가질 수 있다. 이런 경우, 단말은 상기 두 개의 개별 채널 상태 정보를 조인트 인코딩하여 전송할 수 있다.
앞에서 설명한 실시예와 달리, 즉 수평과 수직 채널 상태 정보 전송을 위해서는 최소한 두 개의 CSI 피드백 체인을 사용하는 대신, 두 개 이상의 CSI 프로세스에 대한 개별 채널 상태 정보를 한 개의 CSI 피드백 체인을 통해 결합하여 피드백하는 방식이 고려될 수 있다. 또는, 위에서 두 개 이상의 CSI 프로세스를 통해 피드백하고자 했던 CSI 피드백 컨텐츠를 모두 하나의 CSI 프로세스 설정 상에서 단일 CSI 피드백 체인을 통해 보고하도록 하는 방식이 고려될 수 있다. 이러한 단일 CSI 피드백 체인의 사용이 피드백 설계의 최적화 측면에서 보다 바람직할 수 있으므로, 이와 같은 의도를 가지고 단일 CSI 피드백 체인이 새롭게 설계되고 단말에게 설정될 수 있다. 이 경우 해당 CSI 피드백 체인을 설계할 때에 위에서 설명한 것과 같은 우선 순위 레벨이 적용될 수 있다.
3D-MIMO를 위한 피드백에 필요한 채널 정보를 정의하고 각각에 대한 정보 전송 주기 및 오프셋을 설정하는 것으로 피드백 모드를 설계할 수 있다. 표 11의 제1예에 대한 상기 전송 주기 및 오프셋의 예를 아래의 표에 나타내었다. 특히, 아래의 표는 수평 채널 정보와 수직 채널 정보의 전송 주기/오프셋이 완전히 별도의 RRC 파라미터들로 제공되어 CSI 보고 인스턴스가 결정되는 예시를 보여주고 있다.
표 16
CSI 인덱스 우선 순위 레벨 CSI 파라미터 전송 주기 (서브프레임) 오프셋(서브프레임)
1 레벨 1 W2V NPd,V = 4, NOffset,W,V = 0 4 0
2 레벨 1 CQI+W2H NPd,H = 4, NOffset,CQI = 2 4 2
3 레벨 2 W1V H'V = 2 H'V x NPd,V =8 NOffset,W,V = 0
4 레벨 2 HRI+W1H MRI,H = 2, NOffset,RI,H = 2 MRI,H x NPd, H =8 NOffset,CQI + NOffset,RI,H = 4
5 레벨 3 VRI MRI,V = 8, NOffset,RI,V= 0 MRI,V x NPd, V =32 NOffset,W,V = 0
즉, 상기 표는 RRC 등의 상위 계층 시그널링을 통해 단말에게 제공되는 파라미터의 종류는 NPd,V, NPd,H, H'V, MRI,H, MRI,V와 NOffset,W,V, NOffset,CQI, NOffset,RI,H, NOffset,RI,V이다.
이 때, NPd,H, MRI,H, NOffset,CQI, NOffset,RI,H 등의 파라미터는 본 발명에서와 같은 3D-MIMO 피드백 동작을 위해 별도로 RRC 시그널링될 수도 있고, 기존에 존재하는 RRC 파라미터인 NPd, MRI, NOffset,CQI, NOffset,RI등을 그대로 재사용하여 기지국이 RRC 시그널링해주는 것으로 하되 단말이 이러한 기존 파라미터들을 본 발명에서 제안하는 동작들을 위해 재해석하여 적용되는 것으로 정의/설정될 수 있다. 이하에서는 편의상 NPd,H, MRI,H, NOffset,CQI, NOffset,RI,H 와 같은 표기법(notation)을 사용한다.
상기 RRC 파리미터에 따른 각 채널 정보의 전송 인스턴스가 다음 식을 만족할 때를 해당 채널 정보의 전송 인스턴스로 결정한다.
표 17
Figure PCTKR2015007570-appb-T000003
상기 표 16의 우선 순위 레벨에 따라, 서로 다른 채널 정보의 전송 인스턴스가 겹치는 서브프레임에서 어떤 채널 정보가 전송될지가 결정될 수 있다.
어떤 이유로 인해서 같은 우선 순위 레벨을 가진 두 개 이상의 채널 정보 전송 인스턴스가 겹칠 수 있다. 이 경우, 상기 우선 순위 레벨외에 미리 정해진 기준에 따라 임시적으로 추가적인 우선 순위 레벨을 적용한다. 예를 들어, 수평 채널 정보와 수직 채널 정보의 전송 인스턴스가 겹칠 경우 상기 수평 채널 정보의 우선 순위 레벨을 더 높게 간주할 수 있다. 또한, UE는 위와 같은 상황이 발생할 경우 기지국에서 우선 순위 레벨 및/또는 채널 정보를 위한 전송 주기/오프셋 관련 파라미터의 충돌이 발생한 것으로 간주하고 해당 충돌 여부를 RRC 시그널링 등의 방법을 통해 기지국에 알려줄 수 있다.
위의 예시에 따른, 채널 정보 컨텐츠간 전송 주기의 종속 관계가 도 12에 도시된다.
도 13은 표 17에 따른 CSI 피드백 체인의 전송 인스턴스에서 전송될 채널 상태 정보 컨텐츠를 도시한다.
표 16의 예시와는 달리, 수직 및 수평 채널 정보 간에 종속 관계가 정의될 수 있다. 예를 들어, 아래 표와 같이 W2V 의 전송 주기를 CQI 전송 주기의 H'2V배로 정의할 수 있다. 이러한 종속 관계에 따라, 각 수직 및 수평 채널 정보의 전송 주기가 서로 관계를 갖게 되며, 이러한 전송 주기의 크기를 기준으로 우선 순위 레벨을 정하고, 적어도 두 개의 채널 정보의 전송 인스턴스가 겹치는 경우 상기 우선 순위 레벨에 따라 보고를 수행할 수 있다.
표 18
CSI 인덱스 우선 순위 레벨 CSI 파라미터 전송 주기 (서브프레임) 오프셋 (서브프레임)
1 레벨 1 W2V H'2V = 1, NOffset,W,V = 0 NPd,H x H'2V = 4 0
2 레벨 1 CQI+W2H NPd,H = 4, NOffset,CQI = 2 4 2
3 레벨 2 W1V H'1V = 2 H'1V x NPd,H x H'2V = 8 NOffset,W,V = 0
4 레벨 2 HRI+W1H MRI,H = 2, NOffset,RI,H = 2 MRI,H x NPd, H = 8 NOffset,RI,H + NOffset,CQI = 4
5 레벨 3 VRI MRI,V = 8, NOffset,RI,V= 0 MRI,V x NPd,H x H'2V = 32 NOffset,W,V + NOffset,RI,V = 0
각 채널 상태 컨텐츠의 전송 인스턴스가 다음식을 만족하는 전송 인스턴스가 해당 채널 상태 컨텐츠의 전송 인스턴스로 결정된다.
표 19
Figure PCTKR2015007570-appb-T000004
위의 예시에 따른, 채널 정보 컨텐츠간 전송 주기의 종속 관계가 도 14에 도시된다.
경우에 따라, 전송되는 RRC 파라미터들은 위의 예시와 달라질 수 있다.
- 특정 채널 정보의 오프셋을 알려주지 않을 수 있고, 이 경우는 위의 예시에서 오프셋=0이 전송된 것과 같은 동작을 취한다.
- 어느 한 쪽의 프리코딩이 듀얼 코드북 대신 단일 코드북일 수 있다. 이 경우 해당 피드백 체인의 H'v 파라미터가 RRC 등의 상위 계층 시그널링을 통해 제공되지 않을 수 있다.
- 특정 채널 정보 컨텐츠가 다른 채널 정보 컨텐츠와 함께 결합 인코딩되어 전송될 수 있는데, 이 경우 해당 컨텐츠에 대한 전송 주기/오프셋 정보를 전송하지 않을 수 있다. 예를 들어, HRI/VRI 대신 결합된 RI 인덱스를 전송할 경우, HRI에 대한 MRI,H와 NOffset,RI,H, VRI에 대한 MRI,V와 NOffset,RI,V 대신 MRI,Joint와 NOffset,RI,Joint와 같이 결합된 RI 인덱스에 대한 전송 주기/오프셋 정보를 전송할 수 있다
또는, 이 때의 결합 RI 인덱스에 대한 전송 주기/오프셋 정보로서 종래의 MRI,H와 NOffset,RI,H만 제공될 수 있고, 이와 같이 종래의 RRC 파라미터인 MRI,H와 NOffset,RI,H만 제공되었지만 단말의 해석은 이 파라미터들로 인해 결정되는 RI 보고를 위한 전송 인스턴스는 상기 결합 RI 인덱스와 같이 HRI와 VRI를 함께 보고해야하는 것으로 단말 동작이 정의/설정될 수 있다.
- 두 개 이상의 채널 정보가 서로 독립적으로 전송되나, 같은 파라미터를 공용으로 사용할 수 있다. 이 경우 결합 RI 인덱스 보고의 예시와 같이 각각에 대한 파라미터 대신 새로 정의된 공통 파라미터만을 전송할 수 있다. 혹은 이와 같은 공통된 파라미터로서 종래의 파라미터(예컨대, MRI, NOffset,RI, NPd, H' 중에 적어도 하나)가 해당 공용의 역할을 하는 것으로 정의/설정될 수 있다.
한편, 단일 CSI 피드백 체인을 설계할 때 사용된 우선 순위 레벨은, 해당 CSI 피드백 체인이 다른 CSI피드백 체인과 동시에 전송될 때의 채널 정보 컨텐츠간 드롭을 결정하는 우선 순위 레벨과 서로 다를 수 있다. 아래 표는 서브밴드 CQI를 피드백하는 예시이고, 여기에서 채널 정보는 총 우선 순위 레벨 1 내지 3의 3단계로 나누어져 있다.
표 20
우선 순위 레벨 채널 정보 컨텐츠
레벨 3 VRI+PTI
레벨 2 HRI+W1H, W1V , 광대역 W2V , 서브밴드 W2V
레벨 1 광대역 CQI + 광대역 W2H,서브밴드 CQI + 서브밴드 W2H
서로 다른 CSI 피드백 체인에서 채널 정보 컨텐츠간의 드롭을 결정하는 우선 순위 레벨은 위의 표와 다르게 설정될 수 있다. 아래는 CoMP/CA등으로 UE에게 다중 CSI 프로세스만 설정된 경우 현재 3GPP LTE Rel-12의 채널 정보 컨텐츠간 충돌시 우선 순위를 나타낸다. 3GPP LTE Rel-12에서 송신 안테나는 수직 안테나가 없으므로 아래에서 보고되는 CSI는 수평 안테나에 해당하는 정보이다.
제1 우선 순위 (보고 타입 3,5,6, or 2a): RI 를 포함하는 보고, 단독 W1 보고
제2 우선 순위 (보고 타입 2, 2b, 2c, or 4): 제1 및 제3 우선 순위에 해당하는 보고를 제외한 나머지 보고
제 3 우선 순위 (보고 타입 1, or 1a): 서브밴드 CQI 를 포함하는 보고
향후 3D MIMO가 지원됨에 따라 수직 채널에 대한 채널 상태 정보가 추가 피드백 된다면 채널 정보 컨텐츠간 충돌 시의 우선 순위 결정 기준은 다음과 같이 변경될 수 있다.
제1 우선 순위: 수직 RI 를 포함하는 보고
제2 우선 순위: RI 를 포함하는 reporting, 단독 W1 보고, 수직 PMI를 포함하는 보고
제3 우선 순위: 제1, 제2 및 제4 우선 순위에 해당하는 보고를 제외한 나머지 보고
제4 우선 순위: 서브밴드 CQI 를 포함하는 보고
따라서, 상기 단일 CSI 프로세스에 대한 우선 순위 결정 기준은 다중 프로세스 상황에서 표 20을 고려하여 다음과 같이 업데이트될 수 있다.
표 21
우선 순위 레벨 채널 정보 컨텐츠
Level 3 VRI+PTI
Level 2 HRI+W1H, W1V, wideband W2V
Level 1 wideband CQI + wideband W2H
Level 0 subband W2V, subband CQI + subband W2H
한편, 앞서 설명한 것과는 달리, 수직 채널에 대한 프리코딩이 단일 프리코더에 의해 수행될 수 있다. 즉, W1V과 W2V가 아닌 WV가 사용될 수 있다. 이런 경우, WV의 전송 우선 순위는 앞서 설명한 예들에서의 W1V의 우선 순위로 결정될 수 있다. 추가적으로, 도 14에 도시된 채널 정보 컨텐츠간 전송 주기의 종속 관계도 변형될 수 있다. 즉, WV의 전송 주기는 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보(예, CQI+W2H)의 전송 주기와 종속 관계를 가질 수 있고, 또한 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보(예, VRI)의 전송 주기와 종속 관계를 가질 수 있다.
또한, 기존의 CSI 피드백 체인을 유지한 채 수직 채널에 대한 CSI 정보를 전송할 수도 있다. CSI 개별 정보의 크기가 페이로드 사이즈에 맞아야 하는 점을 고려할 때, 수직 RI, W1V, W2V는 아래와 같이 결합 인코딩되어 전송될 수 있다.
수직 RI: 상술한 결합 RI를 사용하여 전송(표 10 참조)
PMI는 아래와 같이 결합되어 전송될 수 있다.
- W1V과 W2V: WB W1H과 결합 인코딩되어 전송될 수 있음
이 경우는 WB W1H, WB W1V, WB W2V 중 일부를 서브샘플링하여 필요한 비트수를 줄일 수 있다.
혹은 PMI는 아래와 같이 결합되어 전송될 수 있다.
W1V: RI와 결합 인코딩되어 전송될 수 있음
W2V: WB W1H와 결합 인코딩되어 전송될 수 있음
물론 위 방법은 새로운 피드백 타입을 정의 및 사용하여 수직 채널에 대한 CSI를 전송하는 데 사용할 수도 있다. 이 경우, 아래와 같은 피드백 타입이 설정될 수 있다.
타입 x1: WB W1H, WB W1V, WB W2V
이 경우는 WB W1H, WB W1V, WB W2V 중 일부를 서브샘플링하여 필요 비트 수를 줄일 수 있다.
타입 x2: RI + W1V
타입 x3: WB W1H+ WB W2V
도 15는 본 발명의 일 실시예예 따른 동작을 도시한다.
도 15는 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법과 관련된 단말 및 기지국의 동작을 도시한다.
단말(151)은 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 기지국(152)으로부터 수신할 수 있다.
상기 단말은 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널을 측정할 수 있다(S1520). 즉, 상기 단말은 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널의 채널 상태 정보를 계산할 수 있다. 그리고 나서, 상기 단말은 상기 계산된 채널 상태 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다(S1530).
상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당될 수 있다. 상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송될 수 있다.
또한, 상기 채널 상태 정보 중 적어도 두 개의 전송 인스턴스(instance)가 겹치는 경우, 상기 전송 우선 순위가 가장 높은 채널 상태 정보를 제외한 나머지 채널 상태 정보는 드롭(drop)될 수 있다.
또한, 상기 적어도 두 개의 채널 상태 정보의 전송 우선 순위가 동일한 경우, 추가 기준에 따라 하나의 채널 상태 정보가 드롭될 수 있다. 여기서, 상기 추가 기준은 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련된 것일 수 있다.
또한, 상기 전송 우선 순위는 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련될 수 있다.
또한, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기는 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 특정 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수직 채널의 랭크(rank) 정보, 상기 수직 채널의 제1프리코딩(precoding) 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고, 상기 수직 채널의 랭크 정보는 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수직 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가질 수 있다.
또한, 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수평 채널의 랭크 정보, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고, 상기 수평 채널의 랭크 정보는 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수평 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가질 수 있다.
또한, 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 품질 정보를 포함하고, 상기 통합 채널 품질 정보는 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보 및 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보보다 작은 전송 주기를 가질 수 있다.
또한, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합은 상기 개별 채널 상태 정보들 중 가장 높은 전송 우선 순위 또는 가장 낮은 전송 우선 순위를 갖도록 설정될 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예들을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13,23)을 제어하도록 구성된 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다. 프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 Nt개(Nt는 1보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 Nr개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, eNB는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다.
상기 전송장치 및/또는 상기 수신장치는 앞서 설명한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 실시예들의 조합을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말에 의해 수행되며.
    적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당되며,
    상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널 상태 정보 중 적어도 두 개의 전송 인스턴스(instance)가 겹치는 경우, 상기 전송 우선 순위가 가장 높은 채널 상태 정보를 제외한 나머지 채널 상태 정보는 드롭(drop)되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 채널 상태 정보의 전송 우선 순위가 동일한 경우, 추가 기준에 따라 하나의 채널 상태 정보가 드롭되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 추가 기준은 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련된 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전송 우선 순위는 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 관련되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기는 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보의 전송 주기와 특정 관계를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수직 채널의 랭크(rank) 정보, 상기 수직 채널의 제1프리코딩(precoding) 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고,
    상기 수직 채널의 랭크 정보는 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수직 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수직 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 갖는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보는 상기 수평 채널의 랭크 정보, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보 및 제2프리코딩 정보를 포함하고,
    상기 수평 채널의 랭크 정보는 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 가지며, 상기 수평 채널의 제1프리코딩 정보는 상기 수평 채널의 제2프리코딩 정보보다 큰 전송 주기를 갖는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 품질 정보를 포함하고,
    상기 통합 채널 품질 정보는 상기 수직 채널에 대한 개별 채널 상태 정보 및 상기 수평 채널에 대한 개별 채널 상태 정보보다 작은 전송 주기를 갖는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합은 상기 개별 채널 상태 정보들 중 가장 높은 전송 우선 순위 또는 가장 낮은 전송 우선 순위를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 채널 상태 보고 방법.
  11. 하나 이상의 수평 방향 안테나 그룹 및 수직 방향 안테나 그룹으로 구성된 2차원 배열 안테나 엘리먼트를 통해 전송되는 하향링크 채널에 대한 채널 상태 보고를 수행하도록 구성된 단말에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는:
    적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS(channel state information-reference signal) 설정 및 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹에 대한 CSI-RS 설정을 수신하고, 그리고 상기 수신된 CSI-RS 설정을 이용하여 상기 하향링크 채널에 대한 채널 상태 정보를 계산하여 서빙 셀로 전송하도록 구성되고,
    상기 채널 상태 정보는 상기 적어도 하나의 수직 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수직 채널") 및 상기 적어도 하나의 수평 방향 안테나 그룹의 채널(이하, "수평 채널")에 대한 개별 채널 상태 정보, 상기 개별 채널 상태 정보들의 결합, 또는 상기 수직 채널 및 상기 수평 채널의 통합 채널 상태 정보를 포함하고 이들 각각엔 전송 우선 순위가 할당되며,
    상기 채널 상태 정보는 상기 전송 우선 순위에 따라 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말.
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