WO2016085312A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 추정 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 추정 방법 및 장치 Download PDF

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WO2016085312A1
WO2016085312A1 PCT/KR2015/012908 KR2015012908W WO2016085312A1 WO 2016085312 A1 WO2016085312 A1 WO 2016085312A1 KR 2015012908 W KR2015012908 W KR 2015012908W WO 2016085312 A1 WO2016085312 A1 WO 2016085312A1
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terminal
channel
base station
reference beam
beams
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PCT/KR2015/012908
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손혁민
유현규
김재원
박정호
이남정
정철
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삼성전자 주식회사
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    • H04L25/0228—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals

Definitions

  • the present disclosure relates to a channel estimation method and apparatus in a wireless communication system supporting beamforming.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (e.g., 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • MIMI massive multi-input multi-output
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • array antenna analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to Device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM and QAM Modulation
  • SWSC Slide Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA NOMA
  • SAP Non orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • mmWave millimeter wave
  • the multi-antenna system in this millimeter wave band has a small antenna space due to the high frequency band and consequently a high beamforming gain can be obtained through a sharp beam using a plurality of antenna elements.
  • H-BF hybrid beam forming
  • RF full digital
  • FD-BF Full Digital Beamforming
  • the terminal uses a reference signal sent from the base station to inform the base station of the channel information. It estimates and generates channel information and feeds it back to the base station.
  • the feedback information is a representative example of Precoding Matrix Indicator (PMI) and Channel Quality Indicator (CQI).
  • PMI is information used by the base station to generate a precoding matrix
  • CQI is information used by the base station to perform scheduling and modulation and coding scheme (MCS) scheme selection.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the channel estimation method using the reference signal used in the existing LTE is difficult to use due to the coverage limitation of the reference signal.
  • the hybrid beamforming scheme sequentially transmits a plurality of beams in an angular domain using a frequency or time resource for a predetermined section or sector in a base station.
  • the UE finds a best beam index (BI) based on the received strength of the received beam, calculates a CQI for the corresponding beam, and feeds back the corresponding CQI information to the base station.
  • the base station schedules a terminal to be serviced and transmits a reference signal through the best beam fed back by the terminals to perform channel estimation for each effective channel, that is, for each RF chain of a transmitter / receiver.
  • An embodiment of the present disclosure provides a method and apparatus for performing channel estimation by a base station or a terminal in a wireless communication system supporting beamforming.
  • Embodiments of the present disclosure provide a method and apparatus for transmitting a reference beam by a base station in a wireless communication system supporting beamforming.
  • Embodiments of the present disclosure provide a method and apparatus for generating and transmitting a cell-specific reference beam or a terminal-specific reference beam by a base station in a wireless communication system supporting beamforming.
  • An embodiment of the present disclosure provides a method and apparatus for selecting an effective beam from among reference beams received by a terminal and performing channel estimation or generating a feedback signal using the beam in a wireless communication system supporting beamforming.
  • Embodiments of the present disclosure provide a method and an apparatus in which a base station or a terminal triggers a feedback mode and accordingly, a terminal generates and transmits a feedback signal from reference beams transmitted by the base station in a wireless communication system supporting beamforming.
  • Embodiments of the present disclosure provide a method and apparatus for reducing overhead when a terminal transmits a feedback signal in a wireless communication system supporting beamforming.
  • a method for estimating a channel by a terminal includes: receiving a reference beam set including the plurality of reference beams from a base station; Selecting at least one effective beam from a plurality of reference beams included in the reference beam set, estimating a channel between the base station and the terminal based on the selected effective beam, and for the estimated channel Generating channel information, and transmitting the generated channel information to the base station.
  • a method of receiving channel information by a base station includes: transmitting a reference beam set including the plurality of reference beams to a terminal; And receiving, from the terminal, channel information about a channel between the base station and the terminal estimated by the terminal based on at least one effective beam selected from a plurality of reference beams included in the reference beam set. .
  • a terminal apparatus for estimating a channel in a wireless communication system supporting beamforming using a plurality of antenna elements receives a reference beam set including the plurality of reference beams from a base station, and receives the reference A controller that selects at least one effective beam from a plurality of reference beams included in the beam set, estimates a channel between the base station and the terminal based on the selected effective beam, and generates channel information on the estimated channel And a channel estimator and the transceiver for transmitting the generated channel information to the base station.
  • a base station apparatus for receiving channel information in a wireless communication system supporting beamforming by using a plurality of antenna elements may include: generating a beam for transmitting a reference beam set including the plurality of reference beams to a terminal; And a control unit configured to receive, from the terminal, channel information about a channel between the base station and the terminal estimated by the terminal based on at least one effective beam selected from a plurality of reference beams included in the reference beam set. To be included.
  • a method for transmitting a feedback signal by a terminal includes: receiving a reference beam set including the plurality of reference beams from a base station; And selecting at least one valid beam from a plurality of reference beams included in the reference beam set, and transmitting information on the selected valid beam to the base station.
  • a channel estimation method of a base station includes: transmitting a reference beam set including the plurality of reference beams to a terminal; Receiving valid beam information for at least one valid beam selected from a plurality of reference beams included in a reference beam set from the terminal, and estimating a channel between the base station and the terminal based on the received valid beam information Process.
  • a terminal apparatus for transmitting a feedback signal in a wireless communication system supporting beamforming by using a plurality of antenna elements receives a reference beam set including the plurality of reference beams from a base station, and And a control unit for selecting at least one effective beam from a plurality of reference beams included in the reference beam set, and a transceiver for transmitting information about the selected effective beam to the base station.
  • a base station apparatus for estimating a channel in a wireless communication system supporting beamforming using a plurality of antenna elements includes a beam generation unit configured to transmit a reference beam set including the plurality of reference beams to a terminal. And receiving, from the terminal, valid beam information on at least one valid beam selected from a plurality of reference beams included in the reference beam set, and estimating a channel between the base station and the terminal based on the received valid beam information. It includes a control unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a channel estimation method according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by a base station as a subject according to the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by a terminal according to the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which cell-specific reference beams are transmitted in a time-frequency resource region according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating another example in which cell-specific reference beams are transmitted in a time-frequency resource region according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of a resource region to which a terminal-specific reference beam is transmitted according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by operating a cell-based specific reference beam by a base station trigger according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by operating a cell-reference specific reference beam by a terminal trigger according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a feedback signal compression method using a compression sensing method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates gains of reference beams received by UE 1 and UE 2 when a transmitter transmits 8 reference beams according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a view for explaining the configuration of a base station apparatus that operates according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a terminal device operating according to an embodiment of the present disclosure.
  • Embodiments of the present disclosure described below are separated for convenience of description, but at least two or more embodiments may be combined and performed within a range that does not conflict with each other.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • LTE Long-Term Evolution
  • LTE-A Long-Term Evolution-Advanced
  • HSDPA high speed downlink packet access
  • HSUPA high speed uplink packet access
  • 3GPP2 3rd generation project partnership 2
  • High Rate Packet Data (HRPD) mobile communication system 3GPP2 Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) mobile communication system, and 3GPP2 Code Division Multiple Access: CDMA) mobile communication system, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16m communication system, and evolved packet system System: EPS) and Mobile Internet Protocol (Mobile Internet Protocol) (Mobile IP) system and the like can be applied to various communication systems.
  • HRPD High Rate Packet Data
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.16m communication system
  • EPS evolved packet system System
  • Mobile Internet Protocol Mobile Internet Protocol
  • Mobile IP Mobile Internet Protocol
  • the present disclosure proposes a method for performing channel estimation in a wireless communication system using a beamforming scheme.
  • a base station transmits a plurality of reference beams
  • a terminal selects effective beams having a received signal equal to or greater than a predetermined reference value among the reference beams, and uses the effective beams to perform channel estimation. Perform.
  • Specific solutions are as follows.
  • the base station transmits a plurality of reference beams.
  • the reference beams may be orthogonal or not orthogonal to each other. That is, the set of reference beams transmitted by the base station may consist of "orthogonal beams" or “non-orthogonal beams”.
  • the channel estimation scheme is as follows.
  • the terminal measures received signal strengths for the plurality of reference beams, and selects reference beams whose signal strength is greater than or equal to the reference value.
  • the reference beams thus selected are referred to as "effective beams".
  • the terminal estimates a channel between the terminal and the base station using the selected effective beams.
  • the terminal may perform an operation such as generating a feedback signal using the estimated channel.
  • the channel estimation scheme is as follows.
  • the terminal measures the received signal strength of the plurality of reference beams, and orthogonalizes the received signal strength values of the measured reference beams, respectively. Thereafter, reference beams having an orthogonalized received signal strength value equal to or greater than a predetermined reference value are selected as effective beams, and the selected effective beams are orthogonalized.
  • the terminal estimates a channel between the terminal and the base station using the orthogonalized effective beams. Thereafter, the terminal may perform an operation such as generating a feedback signal using the estimated channel.
  • the channel estimation of the present disclosure may be performed by the base station or the terminal.
  • An embodiment in which the terminal performs channel estimation will be described in FIG. 2, and an embodiment in which the base station performs channel estimation will be described in FIG. 3.
  • the base station transmits a reference beam
  • the type of the reference beam may be divided into a cell-specific reference beam and a terminal-specific reference beam.
  • the cell-specific reference beam is a reference beam transmitted in common to all cells located within the cell coverage of the corresponding base station
  • the terminal-specific reference beam is a reference beam transmitted only for any terminal.
  • the present disclosure proposes a method for selecting a feedback mode of a terminal and performing a feedback operation accordingly. This will be explained in FIGS. 7 and 8.
  • the base station transmits a plurality of configured reference beams to the terminal, and the terminal may estimate a channel between the base station and the terminal using the information of the received beam.
  • the reference beam may be a cell specific reference beam or a terminal specific reference beam.
  • the information on the received beam includes information on a received signal value of the corresponding beam and a weight value of the reference beam.
  • the received signal value of the corresponding beam is an analog complex value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a channel estimation method according to an embodiment of the present disclosure.
  • each of the four orthogonal reference beams w1, w2, w3, and w4 is given as a 4 ⁇ 1 normalized vector, and the received signal value is a complex value under the assumption that there is no noise for convenience of description. It may be expressed as a (complex value).
  • the channel between the base station 101 and the terminal 103 is represented by Equation 1 below.
  • H represents a conjugate for the signal value a, and a conjugate transpose for each reference beam vector w.
  • Equation 1 Estimate the channel accordingly.
  • the received signal values of the reference beams w1 and w3 are greater than or equal to a predetermined reference value and the received signal values of w2 and w4 are less than the reference value
  • the channel between the terminal and the base station is estimated in the state of excluding the w2 and w4 during channel estimation.
  • the channel estimation accordingly is expressed by Equation 2 below.
  • the received signal values of the reference beams having a direction similar to the direction of the channel between the actual base station and the terminal among the reference beams transmitted by the base station 101 have a larger value than the reference beams that are not. Therefore, in the present disclosure, in order to select reference beams in a direction similar to the actual base station-to-terminal channel among the set reference beams, only the reference beams having a received signal value equal to or greater than a predetermined reference value are selected as “effective beams”, and the selected effective beams are selected.
  • the channel between the terminal and the base station is estimated by linear combination of the received signal values.
  • a channel estimation method using non-orthogonal reference beams is as follows.
  • the present disclosure may estimate the channel by orthogonalizing the non-orthogonal reference beams. For example, if the received signal strengths of w1 and w3 among the four reference beams are greater than or equal to the reference value, channel estimation by Equation 2 is impossible if the two reference beams are not orthogonal to each other. This is because non-orthogonal beams cannot be used as a basis and cannot estimate the original channel even when performing linear combining.
  • Orthogonalization process proposed in the present disclosure may be performed by the following equation (3).
  • the terminal selects the reference beam having the largest received signal value from the received signal values of the received non-orthogonal reference signal, and then quadratures the remaining reference beams based on the selected reference beam. Then, the received signal magnitude of each of the remaining orthogonal reference beams is recalculated in the orthogonalized direction.
  • the above process is repeated after selecting the beam having the largest received signal value among the recalculated values for the remaining reference beams.
  • the effective beam is selected.
  • the channel of the UE is estimated by linearly combining received signal values corresponding to the selected orthogonalized effective beams and the orthogonalized beams. If the above-described process is described with reference to four non-orthogonal reference beams w1, w2, w3, w4, for example, it can be expressed by Equation 3 below.
  • Equation 3 is as follows.
  • w1 and the corresponding received signal value are selected as the effective beam and the valid received signal value.
  • Equation 3 the remaining beams w2, w3, and w4 are orthogonalized from b2 to b4 based on w1, and the signal values corresponding to the corresponding beams are recalculated.
  • values from g2 to g4 correspond to the recalculated signal values. If g3 is the largest value among g2, g3, and g4, and if g3 is equal to or greater than a predetermined reference value, b3 is selected as an effective beam, and g3 is selected as a received signal value of b3 and used for channel estimation.
  • the remaining beams are orthogonalized again based on the b3 beam and the effective beam is selected in the same manner as described in Equation (3).
  • Equation 3 is merely an example of a method of orthogonalizing a beam, and other orthogonalization methods other than Equation 3 may also be used.
  • each channel estimation method has been described in the case of using orthogonal reference beams and non-orthogonal reference beams.
  • the channel estimation method of the non-orthogonal reference beams is the same as the channel estimation method of the orthogonal reference beams except that an orthogonalization process is additionally required for the channel estimation method of the orthogonal reference beams.
  • the process of channel estimation according to the present disclosure is summarized as follows. That is, in the case of orthogonal reference beams, except for a reference beam having a received signal strength of less than a reference value among the reference beams transmitted by the base station, the channel of the terminal is estimated using only the reference beam having a received signal strength of more than the reference value.
  • the estimated channel, except for the reference beam with the received signal strength below the reference value, is referred to as a " sprarse channel. &Quot;
  • a process of orthogonalizing the received signal values of the non-orthogonal reference beams is added to the channel estimation scheme of the orthogonal reference beams.
  • channel estimation The subject of channel estimation according to the present disclosure described so far has been assumed as a terminal. However, in the present disclosure, the subject of channel estimation does not necessarily need to be a terminal, and the base station may be the subject of channel estimation. 2 and 3, channel estimation methods according to channel estimation subjects will be described.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by a base station as a subject according to the present disclosure.
  • the base station 101 transmits reference beams to the terminal 105.
  • the terminal 105 measures received signal strength of the received reference beams, selects reference beams having a predetermined reference value or more as an effective beam, and generates information on the selected effective beam and feeds it back to the base station 101.
  • the information on the effective beam includes signal strength values and beam index information of the effective beam.
  • the signal value may be transmitted as a quantized value.
  • an explicit method and an implicit method are possible as a method of feeding back the beam index value.
  • the explicit method is a method of directly feeding back a beam index value
  • the implicit method is a method of feeding back a beam index information associated with at least one of a frequency and time resource or an ID of the terminal 105.
  • the base station 101 estimates the channel of the terminal 105 using the received information on the valid beam. For reference, the base station 101 may perform scheduling for the terminal 105 by using the channel estimation, and may design a pre-coder for base band and high frequency band.
  • step 207 the base station 101 selects the terminal 105 based on the channel estimation, informs the terminal 105 of the selection result, and transmits data to the terminal 105 in step 209.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by a terminal according to the present disclosure.
  • step 301 the base station 101 transmits reference beams to the terminal 105.
  • the terminal 105 measures received signal strength of the received reference beams, selects reference beams having a predetermined reference value or more as effective beams, and configures a coarse channel using the selected effective beams to estimate the channel.
  • a feedback signal to be transmitted to a base station is generated based on the selected effective beam or the estimated channel.
  • the feedback signal may be, for example, a Precoder Matrix Indication (PMI) or a Channel Quality Indicator (CQI) used in a Long Term Evolution (LTE) system.
  • PMI Precoder Matrix Indication
  • CQI Channel Quality Indicator
  • step 305 the feedback signal is transmitted to the base station 101.
  • the base station 101 may design the pre-encoder for the scheduling of the terminal 105 and the base band and the high frequency band by using the feedback signal. Thereafter, in step 309, the base station 101 notifies the terminal 105 of the selection result, and in step 311, transmits data to the terminal 105.
  • a cell-specific reference beam and a UE-specific reference beam proposed by the present disclosure will be described as reference beams generated by a base station and transmitted to a terminal.
  • the cell-specific reference beam is a reference beam that is commonly transmitted to all terminals located within the cell coverage of the corresponding base station, and the terminals within the cell coverage may perform channel estimation according to the present disclosure using the cell-specific reference beam.
  • the terminal-specific reference beam is a reference beam transmitted only for a specific terminal, and if the current channel information or the corresponding information about the terminal exists in advance, the terminal-specific reference beam is transmitted based on the current channel information or the corresponding information.
  • a reference beam to generate it can be used to obtain more accurate channel information than current channel information.
  • the current channel information may be channel information estimated by the base station or the terminal, and the information corresponding to the channel information may be effective beam information fed back to the base station by the terminal in step 203 of FIG. 2. The operation of the cell-specific reference beam will be described later.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which cell-specific reference beams are transmitted in a time-frequency resource region according to an embodiment of the present disclosure.
  • (a) shows that one cell-specific reference beam set is repeatedly transmitted in time through a constant time-frequency resource block
  • the time of repetitive transmission in (a) and (b) may be periodic or aperiodic.
  • reference numerals 401, 405, 411, and 415 indicate a cell-specific resource block (CRB) in which cell-specific reference beams are transmitted, and the remaining reference numbers indicate resource blocks in which data is transmitted.
  • CRB cell-specific resource block
  • reference numerals 401 and 405 are denoted by CRB A. This indicates that in the resource blocks 401 and 405, the same cell-specific reference beam set A is repeatedly transmitted through the corresponding resource blocks.
  • reference numeral 411 is denoted by CRB A
  • reference numeral 415 is denoted by CRB B. This indicates that cell-specific reference beam sets A and B are transmitted alternately.
  • the cell-specific reference block set A and the set B may each be a set composed of orthogonal reference beams or a set composed of non-orthogonal reference beams. That is, set A may consist of orthogonal reference beams or non-orthogonal reference beams. Similarly, set B may consist of orthogonal reference beams or non-orthogonal reference beams.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating another example in which cell-specific reference beams are transmitted in a time-frequency resource region according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 shows that two cell-specific reference beam sets are transmitted in frequency contiguous state on time-frequency resources, and (b) shows that two cell-specific reference beam sets are time-frequency resource blocks. It is transmitted repeatedly in a continuous state over time.
  • CRB A is transmitted at reference numerals 501, 505, and 509
  • CRB B is transmitted at reference numerals 503, 507, and 511. That is, it can be seen that two cell-specific reference beam sets A and B are continuously arranged on the frequency, and this arrangement of A and B is repeated on the frequency resource.
  • CRB A is assigned to reference numeral 521
  • CRB B is assigned to reference numeral 523
  • reference beam sets A and B are continuously transmitted.
  • reference numerals 527 and 529 show that reference beam sets A and B are transmitted again.
  • the cell-specific reference block set A and the set B may each be a set composed of orthogonal reference beams or a set composed of non-orthogonal reference beams. That is, set A may consist of orthogonal reference beams or non-orthogonal reference beams.
  • Set B can likewise be composed of orthogonal reference beams or non-orthogonal reference beams.
  • a combination of various cell-specific reference beam sets may be combined and transmitted in various ways on the time-frequency resource region. That is, it may be operated by only one reference beam set or by a plurality of reference beam sets.
  • the non-orthogonal reference beam set may be typically configured based on a line of sight (LOS) in the angular domain, and the orthogonal reference beam set is typically configured based on a spatial domain. Can be.
  • LOS line of sight
  • the terminal-specific reference beam is a reference beam generated for the terminal based on the current channel information or the corresponding information when the current channel information or the corresponding information for the terminal exists in advance. It can be used to obtain more accurate channel information than channel information.
  • the current channel information may be channel information based on a reference signal of an existing LTE communication system (for example, PMI or CQI) or channel information based on a reference beam according to the present disclosure described in FIG. , PMI or CQI).
  • a reference signal of an existing LTE communication system for example, PMI or CQI
  • the base station may generate a terminal-specific reference signal for the terminal based on the channel information and transmit the same to the terminal.
  • the corresponding terminal may generate more accurate channel information by using the terminal-specific reference beam.
  • the information corresponding to the current channel information may be the effective beam information that the terminal is fed back to the base station in step 203 of FIG. That is, as described above, the base station transmits a cell-specific reference beam to the terminal, and feeds back the effective beam information selected using the cell-specific reference beam to the base station according to FIG. 2.
  • the base station may generate a terminal-specific reference beam for only the corresponding terminal by using the effective beam information and transmit it only to the corresponding terminal.
  • the terminal may generate more accurate channel information than the channel information based on a cell-specific reference beam by using the terminal-specific reference beam.
  • the UE-specific reference beams may be operated by a UE trigger or a base station trigger.
  • the terminal requests the terminal-specific reference beams from the base station, and correspondingly, the base station generates the terminal-specific reference beam based on the current channel information or the effective beam information for the terminal and corresponds to the terminal. Can be sent to.
  • a terminal-specific reference beam may be generated and transmitted to the corresponding terminal based on the current channel information or the effective beam information of the corresponding terminal, without the request of the terminal.
  • the terminal-specific reference beams may be generated in a space orthogonal to the channel space by the current channel information or in a space orthogonal to the channel space by the effective beams.
  • the UE-specific reference beams may be generated in a space adjacent to the channel space by the current channel information or in a space adjacent to the channel space by the effective beams.
  • the terminal-specific reference beam may be generated using the effective beam as described above, another method may be used to directly utilize the effective beam selected by the terminal as a transmission beam for transmitting data.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a resource region in which a terminal-specific reference beam is transmitted according to an embodiment of the present disclosure.
  • reference numerals 601, 603, and 605 denote reference beams for terminal 1, terminal 2, and terminal 3, respectively. It can be seen that each of the terminal specific reference beams is arranged in front of the resource region for each terminal. However, this is only an example in which the reference beams are arranged, and the position in which the reference beams are arranged may be variously modified as described above.
  • the operation of the cell-specific reference beam and the UE-specific reference beam has been described.
  • the cell-specific reference beam and the terminal-specific reference beam may be operated independently or may be operated together as described above.
  • the base station transmits a reference beam and the terminal selects an effective beam from the reference beams and feeds back the selected effective beam information, or selects an effective beam from the reference beam and estimates a channel directly from the PMI / CQI information.
  • This feedback method is referred to as a "reference beam based feedback” method.
  • Such a reference beam based feedback scheme may be operated together with an “existing feedback scheme”.
  • the conventional feedback method is as follows.
  • the base station sequentially transmits fixed analog beams, the terminal selects the best beam among the received analog beams, and feeds back the selected index and the CQI of the corresponding beam. Thereafter, the base station performs terminal scheduling using the CQI, and then transmits data to each terminal through the selected analog beam.
  • the performance of this conventional feedback scheme is lower than that of channel estimation, scheduling, and beamforming in the “reference beam based feedback” scheme in the present disclosure.
  • the conventional feedback scheme has a simpler system design than the reference beam based feedback scheme according to the present disclosure.
  • the conventional feedback scheme and the reference beam based feedback scheme according to the present disclosure may be mixed and operated.
  • the terminal desires a relatively low data rate or low quality of service (QoS)
  • the UE may perform a service according to an existing feedback scheme.
  • QoS quality of service
  • channel estimation, scheduling, and beamforming may be performed according to a reference beam based feedback scheme according to the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by operating a cell-specific reference beam by a base station trigger according to an embodiment of the present disclosure.
  • UE 1 703 operates as a feedback method based on a conventional method as a UE that wants a relatively low data rate, and UE 2 705 as a UE that desires a relatively high data rate. It is assumed to use the feedback method according to the method.
  • the base station 701 determines a feedback scheme suitable for each terminal, and signals the determined feedback scheme to the terminals 703 and 705. That is, the terminal 1 703 signals the feedback scheme based on the existing scheme, and the terminal 2 705 signals the feedback scheme according to the present disclosure. Since the operation of the terminal 1 703 and the base station 701 is by the conventional method, a detailed description thereof is omitted for convenience. Meanwhile, operations of operations 713 to 721, which are operations of the terminal 2 705 and the base station 701, are the same as operations 201 to 209 of FIG. 2 described above.
  • the base station 701 transmits reference beams to the terminal 2 705.
  • the terminal 2 705 measures received signal strength of the received reference beams, selects reference beams having a predetermined reference value or more as effective beams, and generates information on the selected effective beams and feeds them back to the base station 701.
  • the information on the effective beam includes signal strength values and beam index information of the effective beam.
  • the signal value may be transmitted as a quantized value.
  • an explicit method and an implicit method are possible as a method of feeding back the beam index value.
  • the explicit method is a method of directly feeding back a beam index value
  • the implicit method is a method of feeding back a beam index information associated with at least one of a frequency and time resource or an ID of a terminal.
  • the base station 701 estimates the channel of the terminal 2 705 by using the received information about the valid beam. For reference, the base station 701 may perform scheduling for the terminal 2 705 by using the channel estimation, and design a pre-coder for base band and high frequency band.
  • step 719 the base station 701 selects the terminal 2 705 based on the channel estimation, informs the terminal 2 705 of the selection result, and transmits data to the terminal 2 705 in step 721.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of performing channel estimation by operating a cell-reference specific reference beam by a terminal trigger according to an embodiment of the present disclosure.
  • step 801 the terminal 105 determines a feedback scheme and signals it to the base station 101.
  • step 803 the base station 101 transmits a response to the feedback signaling to the terminal 105.
  • step 805 the base station 101 transmits a reference beam, and in step 807, the terminal 105 determines a valid beam with respect to the reference beam, and transmits the determined valid beam information to the base station 101.
  • step 811 the base station 101 transmits a reference beam to the terminal 105.
  • step 813 the terminal 105 determines a feedback mode, generates a feedback signal according to the determined feedback scheme, and transmits the feedback signal to the base station 101.
  • the terminal 105 determines the existing feedback scheme, the terminal 105 selects the best beam among the received analog beams, and feeds back the selected index and the CQI of the corresponding beam. If the terminal 105 selects the reference beam based feedback scheme according to the present disclosure, the effective beam is selected from the reference beams, and the selected effective beam information is transmitted to the base station 101.
  • the feedback method determined in step 801 of (a) does not explicitly include a signaling process. Instead, in (b), the feedback scheme is implicitly signaled by an advance appointment between the base station 101 and the terminal 105 according to the type of feedback signal transmitted in step 813.
  • compressed sensing based feedback signal compression A method of compressing a feedback signal proposed in the present disclosure is referred to as “compressed sensing based feedback signal compression", and the compressed sensing based feedback compression method operates as follows.
  • FIG 9 illustrates a feedback signal compression scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • step 901 the UE estimates a channel using the reference beam received from the base station, and approximates the estimated channel to a sparse channel in step 903.
  • step 905 the approximated sparse channel is compressed to obtain a compressed analog value. Thereafter, the compressed value is fed back in step 907.
  • step 905 when the size of the channel vector of the channel estimated by the terminal is 16 ⁇ 1, 16 complex values should be fed back to feed back the channel vector.
  • the compression scheme proposed in the present disclosure after transforming into a compressed channel vector having a size smaller than 16 ⁇ 1, for example, 4 ⁇ 1 or 8 ⁇ 1, four or eight of the compressed channel vectors Feedback is reduced to reduce the overhead.
  • the corresponding channel may be converted into another coarse channel by a given basis.
  • An example of converting to a coarse channel is as follows.
  • the channel estimated at the terminal becomes a vector having eight complex values.
  • the complex vector value is a real number.
  • a transformation matrix for approximating the estimated channel h to the coarse channel hs is Q.
  • the transformation matrix is a unitary matrix.
  • any 8 X 8 single matrix may be represented by Equation 4 below.
  • the estimated channel h Since the estimated channel h consists of a linear combination of each column of the transformation matrix Q, which is a single matrix, as shown in Equation 5, the estimated channel h is a coefficient vector for the vectors of each transformation matrix Q. It can be expressed as.
  • the coarse signal s of the vector having zero value in Equation 5 and the coarse channel h_s of the coarse signal s in the form of a channel are represented by Equation 6 below.
  • Equation (6) replaces coefficients having a value smaller than or less than a predetermined threshold value among the coefficients constituting the genital signal s of Equation 5 with zero.
  • the coarse signal s of Equation 5 is approximated to the coarse channel hs of Equation 6 having two non-zero values, 0.5 and 0.7.
  • the approximated sparse channel h_s may be compressed into a channel having a smaller vector size than the first 8 ⁇ 1 size vector by a predetermined compression matrix.
  • the compression matrix will be denoted as "C”.
  • the size of the compression matrix C is a X 8, where a is a value less than 8. Therefore, the finally compressed channel h_c is represented by Equation 7 below.
  • M is a measurement matrix and M is defined as the product of the compression matrix C and the transformation matrix Q.
  • the value of a is determined by the vector size of the first estimated channel h (8 X1 in the above example) and the number of non-zero values (2 in the above example) among the values of the components of the sparse signal vector s.
  • the smaller the number of non-zero values in the sparse signal s the better the compression of the sparse signal s is.
  • the better the approximation of the estimated channel h with the coarse signal s the higher the compression performance.
  • an ideal sparse signal approximation if a vector in the same direction as the estimated channel h is included in the transformation matrix Q, the sparity of the estimated channel h may be approximated to 1.
  • the terminal configures the transformation matrix Q using the reference beams transmitted by the base station so that the base station and the terminal may each have vectors that can represent the channel h.
  • Equation 7 will be described again with reference to a restoration method of channel h.
  • s is a coarse signal generated by the terminal from the plurality of reference beams transmitted by the base station
  • C is a predetermined compression matrix predetermined between the base station and the terminal
  • Q is a transformation matrix for converting the channel h.
  • hc is a compression matrix generated by the terminal in the present disclosure, the terminal may feed back the hc to the base station to reduce the amount of feedback information.
  • the base station must finally recover channel h from the fed back hc.
  • the base station can know hc by receiving feedback from the terminal, and C is known to be predetermined between the base station and the terminal.
  • Q is commonly known between the base station and the terminal because the base station and the terminal are generated from a plurality of reference beams transmitted by the base station in common. That is, since the base station knows hc, C, and Q, the coarse signal s can be obtained using Equation (7).
  • the channel h may be restored from the coarse signal s and the transformation matrix Q by using Equation 5.
  • the terminal generates a transformation matrix Q using the reference beams transmitted by the base station, generates a sparse signal s (or sparse channel hs) from Q, and generates a compression matrix C from the sparse channel hs.
  • the compressed channel hc is generated using the feedback channel, and the values of the compressed matrix hc are fed back to the base station.
  • the base station generates a sparse signal s from the hc, predetermined C, Q generated from the reference beams. Thereafter, the channel h may be restored using the s and Q.
  • the base station and the terminal have been described as generating Q using reference beams transmitted by the base station.
  • the channel information between the base station and the terminal is known
  • the channel information between the base station and the terminal is known. It is also possible to generate a transformation matrix Q using.
  • the present disclosure is also applicable to code book based systems other than the reference beam.
  • a matrix of orthogonal reference beams can be used as the transformation matrix (Q).
  • the base station may determine the transformation matrix Q by dividing into two cases below.
  • the transformation matrix Q may be configured through an orthogonalization process using Equation 3 above.
  • the base station estimates the transformation matrix Q and the sparse signal s in the following manner.
  • the second case that is, the base station transmits the non-orthogonal reference beams and the terminal does not signal the effective beam index will be described with reference to Equations 5 to 7 above.
  • the initial measurement matrix M is composed of a predetermined compression matrix C and a transformation matrix Q composed of reference beams w1, w2, ..., w8.
  • the inner product of each of the column vectors constituting the measurement matrix and the compression channel hc is sequentially performed. In this case, the column vector of the measurement matrix having the largest dot product is found. In this way, when the dot product of the measurement matrix and the compression channel is performed, the position of the column of the measurement matrix having the largest dot product becomes the position of the first non-zero value in the coarse signal s, and the first non-zero value. The value of the position of becomes the dot product of the column. Then, the compressed channel h_c is updated using Equation 8 to find a second non-zero value.
  • the measurement matrix M is constituted by a predetermined compression matrix C and an updated conversion matrix Q.
  • the update of the compression channel h_c is repeatedly performed with the vector of the selected transformation matrix Q, and the measurement matrix M is also updated by the updated Q.
  • the base station can estimate a non-zero value of the sparse signal. In an environment free of noise and interference, the base station can operate the same as having a full Q.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating gains of reference beams received by UE 1 and UE 2 when a transmitter transmits 8 reference beams according to an embodiment of the present disclosure.
  • (a) shows the gain of the reference beams measured by the terminal 1
  • (b) shows the gain of the reference beams measured by the terminal 2.
  • the terminals select a predetermined number of reference beams having the largest gain among the received reference beams. In FIG. 10, it is assumed that each terminal selects three reference beams from eight reference beams as effective beams.
  • the terminal 1 selects beams 2, 3, and 4 having the largest gain among the received reference beams.
  • the terminal 2 selects the beam 1 having the largest gain among the received reference beams. Select, 4,8.
  • Each terminal may construct a transformation matrix Q including the beams thus selected, and construct a coarse signal s using complex values corresponding to the respective beams. That is, the complex values of the selected effective beams become non-zero values in the sparse signal s. However, for the non-orthogonal beams, corresponding complex values are recalculated by Equation 3.
  • the complexity or calculation amount of the sparse approximation process for obtaining the sparse signal s is reduced.
  • the sparse level can be minimized when the sparse signal is approximated, thereby increasing the compression efficiency and improving the reconstruction performance of the estimated channel through the feedback compression channel.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a base station apparatus that operates according to an embodiment of the present disclosure.
  • the base station apparatus 1100 includes a transceiver 1101, a controller 1103, and a beam generator 1105.
  • the beam generator 1105 generates a reference beam set including a plurality of reference beams, and transmits the reference beam set to the terminal through the transceiver 1101.
  • the reference beam is a cell-specific reference beam or a terminal-specific reference beam.
  • the controller 1103 performs the overall operations according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • the controller 1103 receives the effective beam information or the channel information from the terminal through the transceiver 1101. If the valid beam information is received, the channel is estimated using this and scheduling is performed using the same. If the channel information is received, the scheduling can be immediately performed using the channel information. However, if the received channel information is compressed channel information, the channel information estimated by the terminal is restored using the transformation matrix and the compression matrix as described above.
  • the controller 1103 may receive valid beam information from the terminal and estimate the channel using the same.
  • channel estimation may be performed by a channel estimator (not shown) which is a separate component.
  • the above-described operations related to the base station are performed by the controller 1103, and the details thereof are as described above.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a terminal device that operates according to an embodiment of the present disclosure.
  • the terminal device 1200 includes a transceiver 1201, a controller 1203, and a channel estimator 1205.
  • the control unit 1203 receives a reference beam set including a plurality of reference beams transmitted by the base station through the transceiver unit 1201 and selects an effective beam therefrom.
  • the channel estimator 1205 estimates a channel based on the effective beam information.
  • the channel estimated based on the effective beam information may be referred to as a "coarse channel”.
  • the channel estimator 1205 generates channel information based on the estimated channel and transmits the channel information to the base station through the transceiver 1201. Meanwhile, the channel information generated by the channel master 1205 may be generated by the "compression sensing based feedback signal compression" method described in the above Equations (4) to (7).
  • the control unit 1203 transmits the effective beam information for the selected effective beam to the base station through the transceiver unit 1201, and the base station uses the effective beam information to the base station and the terminal Estimate the channel of the liver.
  • the terminal device 1200 performs not only the main operations of the present disclosure as described above, but also overall operations related to the terminal described above with reference to FIG. 10. However, detailed description thereof will be omitted since it is duplicated. Certain aspects of the embodiments of the present disclosure described so far may be implemented as computer readable code on a computer readable recording medium.
  • a computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of the computer readable recording medium include read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), CD-ROMs, magnetic tapes, Floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, code, and code segments for achieving the present disclosure may be readily interpreted by those skilled in the art to which the present disclosure applies.
  • any such software may be, for example, volatile or nonvolatile storage, such as a storage device such as a ROM, whether or not removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, a memory chip, a device or an integrated circuit. Or, for example, CD or DVD, magnetic disk or magnetic tape and the like can be stored in a storage medium that is optically or magnetically recordable and simultaneously readable by a machine (eg computer).
  • a machine eg computer
  • the method according to an embodiment of the present disclosure may be implemented by a computer or a portable terminal including a control unit and a memory, the memory suitable for storing a program or programs including instructions for implementing the embodiments of the present disclosure. It will be appreciated that this is an example of a machine-readable storage medium.
  • the present disclosure includes a program comprising code for implementing the apparatus or method described in any claim herein and a machine-readable storage medium storing such a program.
  • a program may be transferred electronically through any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and the present disclosure suitably includes equivalents thereof.
  • the apparatus may receive and store the program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly.
  • the program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a preset content protection method, information necessary for the content protection method, and wired or wireless communication with the graphic processing apparatus.

Landscapes

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 채널을 추정하는 방법은, 기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하는 과정과, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택된 유효 빔에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 과정과, 상기 추정된 채널에 대한 채널 정보를 생성하는 과정과, 상기 생성된 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 추정 방법 및 장치
본 개시는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
밀리미터 웨이브(mmWave) 대역을 지원하는 무선 통신 시스템에서는 넓은 주파수 대역 상에서 빔 포밍(beam forming)을 이용하여 획기적으로 통신 용량의 증대를 기대할 수 있다. 이러한 밀리미터 웨이브 대역에서의 다중 안테나 시스템은 높은 주파수 대역으로 인해 안테나 공간이 작아지고 결과적으로 다수개의 안테나 소자를 이용한 예리한(sharp) 빔을 통해 높은 빔 포밍 이득을 얻을 수 있다.
한편, 밀리미터 웨이브 대역에서는 안테나 소자의 개수보다 적은 개수의 RF 체인을 사용하는 하이브리드 빔 포밍(Hybrid Beam Forming: H-BF) 시스템과, 안테나 소자의 개수와 동일한 개수의 RF 체인을 사용하는 풀 디지털(Full Digital) 빔 포밍 (FD-BF) 시스템이 차세대 통신 기술로서 고려되고 있다. 많은 RF 체인의 사용은 다이버시티 이득 또는 다중화 이득 등을 통한 성능 이득을 얻을 수 있지만 비용 문제 및 복잡도 등을 발생시킨다.
밀리미터 웨이브 대역에서 상기 두 시스템에서의 빔 포밍을 수행하기 위해서는 채널 추정 및 단말의 피드백이 필요하다. 기존 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서, FDD (Frequency Division Duplexing) 방식의 경우, 단말은 기지국에 채널 정보를 알리기 위하여 단말은 기지국에서 보낸 기준 신호(Reference signal)를 이용하여 기지국-단말 사이의 채널을 추정하여 채널 정보를 생성하고, 이를 기지국으로 피드백한다. 상기 피드백 정보는 PMI (Precoding Matrix Indicator)와 CQI (Channel Quality Indicator)가 대표적인 예이다. 상기 PMI는 기지국이 프리코딩 매트릭스를 생성하는 데 이용되는 정보이고, 상기 CQI는 기지국이 스케줄링, MCS(Modulation and Coding Scheme) 방식 선택을 수행하는 데 이용되는 정보이다.
그러나 밀리미터 웨이브 대역에서는 높은 경로 손실(path loss)이 발생하기 때문에, 기존 LTE에서 사용되던 기준 신호를 이용한 채널 추정 방식은 기준 신호의 커버리지 한계로 인하여 사용이 어렵다.
기존의 밀리미터 웨이브 대역에서 하이브리드 빔 포밍 방식에서는 기지국에서 정해진 구간 또는 섹터에 대하여 앵글 도메인(angular domain)에서의 다수개의 빔을 주파수 또는 시간 자원을 이용하여 순차적으로 송신한다. 단말은 수신된 빔의 수신 세기를 기준으로 BI (Best beam Index) 찾고 해당 빔에 대한 CQI를 계산하고, 해당 CQI 정보를 기지국으로 피드백한다. 이후 기지국은 서비스할 단말을 스케쥴링하고, 해당 단말들이 피드백하였던 최선의 빔을 통하여 기준 신호를 송신하여 유효 채널, 즉, 송/수신기의 RF 체인 별로 채널 추정을 수행한다.
이러한 방식에 의할 경우, 기지국 송신기와 단말 수신기 사이에서 안테나 별 실제 채널에 관한 추정은 불가능하다. 즉, 단말에서 추정한 채널 정보가 실제 채널과 비교하여, 채널 정보가 부정확하다. 따라서 이러한 채널 정보에 기초하여 기지국에서 단말에 대한 스케줄링을 수행하고, 빔 포밍을 수행할 경우 그 성능이 좋지 못하게 된다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 단말이 채널 추정을 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 기지국이 기준 빔을 송신하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 기지국이 셀-특정 기준 빔 또는 단말-특정 기준 빔을 생성하고 송신하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 단말이 수신한 기준 빔들 중에서 유효 빔을 선택하고, 이를 이용하여 채널 추정을 수행하거나 피드백 신호를 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 단말이 피드백 모드를 트리거링하고 그에 따라 단말이 기지국이 송신한 기준 빔들로부터 피드백 신호를 생성하여 송신하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예는 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 단말이 피드백 신호를 송신할 때, 오버헤드를 감소시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 채널을 추정하는 방법은, 기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하는 과정과, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택된 유효 빔에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 과정과, 상기 추정된 채널에 대한 채널 정보를 생성하는 과정과, 상기 생성된 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 채널 정보를 수신하는 방법은, 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 단말로 송신하는 과정과, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 선택된 적어도 하나의 유효 빔에 기초하여, 상기 단말이 추정한 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널에 대한 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 채널을 추정하는 단말 장치는, 기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하고, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 제어부와, 상기 선택된 유효 빔에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널에 대한 채널 정보를 생성하는 채널 추정부와, 상기 생성된 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 상기 송수신부를 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 채널 정보를 수신하는 기지국 장치는, 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 단말로 송신하는 빔 생성부와, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 선택된 적어도 하나의 유효 빔에 기초하여, 상기 단말이 추정한 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널에 대한 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 제어부를 포함하는 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 피드백 신호를 송신하는 방법은, 기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하는 과정과, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택된 유효 빔에 대한 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 채널 추정 방법은, 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 단말로 송신하는 과정과, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 선택된 적어도 하나의 유효 빔에 대한 유효 빔 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정과, 상기 수신한 유효 빔 정보에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 피드백 신호를 송신하는 단말 장치는, 기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하고, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 제어부와, 상기 선택된 유효 빔에 대한 정보를 상기 기지국으로 송신하는 송수신부를 포함한다.
본 개시의 실시예가 제공하는 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 채널을 추정하는 기지국 장치는, 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 단말로 송신하는 빔 생성부와, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 선택된 적어도 하나의 유효 빔에 대한 유효 빔 정보를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 수신한 유효 빔 정보에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 제어부를 포함한다.
도 1은 본 개시의 실시예에 의한 채널 추정 방식을 설명하는 도면,
도 2는 본 개시에 따라 기지국이 주체가 되어 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면,
도 3은 본 개시에 따라 단말이 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면,
도 4는 본 개시의 실시예에 의한 셀-특정 기준 빔들이 시간-주파수 자원 영역에서 송신되는 일 예를 설명하는 도면,
도 5는 본 개시의 실시예에 의한 셀-특정 기준 빔들이 시간-주파수 자원 영역에서 송신되는 다른 예를 설명하는 도면,
도 6은 본 개시의 실시예에 의하여 단말-특정 기준 빔이 송신되는 자원 영역의 일 예를 설명하는 도면,
도 7은 본 개시의 실시예에 따라 기지국 트리거에 의한 셀-기준 특정 기준 빔을 운용하여 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면,
도 8은 본 개시의 실시예에 의한 단말 트리거에 의하여 셀-기준 특정 기준 빔을 운용하여 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면,
도 9는 본 개시의 실시예에 의한 압축 센싱 방식에 의한 피드백 신호 압축 방식을 설명하는 도면,
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 송신기가 8개의 기준 빔을 송신한 경우, 단말 1 및 단말 2에서 수신한 기준 빔들의 이득을 도시한 도면.
도 11은 도 11은 본 개시의 실시예에 따라 동작하는 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 12는 본 개시의 실시예에 따라 동작하는 단말 장치의 구성을 설명하는 도면.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 개시의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서 설명되는 본 개시의 실시예들은 설명의 편의를 위하여 분리된 것이지만, 상호 충돌되지 않는 범위 내에서 적어도 둘 이상의 실시예는 결합되어 수행될 수 있다.
이하에서 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 단말, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 개시의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 개시에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션(Long-Term Evolution: LTE) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(Long-Term Evolution-Advanced: LTE-A) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2)의 고속 레이트 패킷 데이터(High Rate Packet Data: HRPD) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access: WCDMA) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(Evolved Packet 시스템: EPS)과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
본 개시의 실시예의 설명에 앞서, 본 개시의 주요 개념에 대하여 간략히 설명한다.
본 개시는 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서, 채널 추정을 수행하기 위한 방안을 제안한다. 본 개시에서 제안하는 채널 추정 방식은, 기지국이 복수 개의 기준 빔들을 송신하고, 단말은 상기 기준 빔들 중에서 수신 신호가 소정 기준 값 이상이 되는 유효 빔들을 선택하고, 이 유효 빔들을 이용하여 채널 추정을 수행한다. 구체적인 방안은 다음과 같다.
먼저 기지국은 복수 개의 기준 빔들을 송신한다. 본 개시에서는 기지국에서 다수 개의 기준 빔들을 구성하는 방식에 대하여 특별한 제한을 두지 않는다. 따라서 상기 기준 빔들은 서로 직교(orthogonal)하거나 직교하지 않을 수 있다. 즉, 기지국이 송신하는 기준 빔들의 집합은 "직교 빔(orthogonal beam)"들로 구성되거나, 또는 "비직교 빔(non-orthogonal beam)"들로 구성될 수 있다.
만일 기준 빔들이 직교 빔들로 구성되는 경우의 채널 추정 방식은 다음과 같다. 단말은 복수 개의 기준 빔들에 대한 수신 신호 강도를 측정하고, 신호 강도가 기준 값 이상인 기준 빔들을 선택한다. 이렇게 선택된 기준 빔들을 "유효 빔"이라 칭한다. 이후, 단말은 상기 선택된 유효 빔들을 이용하여 단말과 기지국 간의 채널을 추정한다. 이후, 단말은 추정된 채널을 이용하여 피드백 신호를 생성하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
만일 기준 빔들이 비직교 빔들로 구성되는 경우의 채널 추정 방식은 다음과 같다. 단말은 복수 개의 기준 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정하고, 측정된 기준 빔들의 수신 신호 세기 값들을 각각 직교화한다. 이후, 직교화된 수신 신호 세기 값이 소정 기준 값 이상인 기준 빔들을 유효 빔들로 선택하고, 상기 선택된 유효 빔들을 직교화한다. 단말은 상기 직교화된 유효 빔들을 이용하여 단말과 기지국 간의 채널을 추정한다. 이후, 단말은 추정된 채널을 이용하여 피드백 신호를 생성하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
상술한 본 개시에 의한 채널 추정 방식은 도 1을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
한편, 본 개시의 채널 추정은 기지국 또는 단말이 수행할 수 있는데, 단말이 채널 추정을 하는 실시예는 도 2에서 설명될 것이고, 기지국이 채널 추정을 하는 실시예는 도 3에서 설명될 것이다.
또한, 본 개시에서 기지국은 기준 빔을 송신하는 데, 상기 기준 빔의 종류는 셀-특정 기준 빔과 단말-특정 기준 빔으로 구분할 수 있다. 셀-특정 기준 빔은 해당 기지국의 셀 커버리지 내에 위치한 모든 셀들에게 공통적으로 송신되는 기준 빔이고, 단말-특정 기준 빔은 임의의 단말에 대해서만 송신되는 기준 빔이다. 셀-특정 기준 빔의 운용 방안은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명될 것이고, 단말-특정 기준 빔의 운용 방안은 도 6을 참조하여 설명될 것이다.
한편, 본 개시에 의한 채널 추정 방식에 따라 단말이 피드백 신호를 송신하는 경우와, 기존의 방식에 따라 단말이 피드백 신호를 송신하는 경우가 단말의 상태, 또는 네트워크 상태에 따라 선택적으로 적용될 수 있다. 따라서 본 개시는 단말의 피드백 모드를 선택하고, 그에 따라 피드백 동작을 수행하기 위한 방안을 제안한다. 이는 도 7 및 도 8에서 설명될 것이다.
또한, 본 개시에서는 단말이 본 개시에 의한 피드백 신호를 송신할 때, 오버 헤드를 감소시키기 위하여 피드백 신호를 압축하여 송수신하기 위한 방안이 제안된다. 이에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조하여 설명될 것이다.
상술한 본 개시의 기본 개념에 따라 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서는 본 개시의 실시예에 의한 채널 추정 방식을 설명한다.
본 개시에서, 기지국은 설정된 복수 개의 기준 빔을 단말에게 송신하고, 단말은 수신된 빔의 정보를 이용하여 기지국과 단말 간의 채널을 추정할 수 있다. 상기 기준 빔은 셀 특정 기준 빔이거나, 또는 단말 특정 기준 빔이 될 수 있다. 상기 수신된 빔의 정보란 해당 빔의 수신 신호 값(complex value) 및 해당 기준 빔의 가중치(weight) 값에 관한 정보를 포함한다. 참고로 상기 해당 빔의 수신 신호 값은 아날로그 복소 값이다.
도 1은 본 개시의 실시예에 의한 채널 추정 방식을 설명하는 도면이다.
단말(105)은 하나의 안테나를 가지고 있으며, 기지국(101)은 하나의 RF 체인(111)이 4개의 안테나(112, 113, 114, 115)를 포함하는 것으로 가정한다. 이때, 기지국(101)과 단말(105) 간의 안테나 소자(116) 별 채널(h) 벡터의 크기는 1 X 4(=수신 안테나 개수X 송신 안테나 개수)가 된다.
먼저 직교 기준 빔을 이용하여 채널을 추정하는 방식을 설명한다.
기지국(101)이 4개의 직교 기준 빔들(w1, w2, w3, w4)을 송신한 경우, 각 기준 빔들의 수신 신호 값은 a1=h*w1, a2=h*w2, a3=h*w3, a4=h*w4로 표현된다. 참고로, 상기 4개의 직교 기준 빔들(w1, w2, w3, w4) 각각은 4 X 1 표준화 벡터(normalized vector)로 주어지고, 상기 수신 신호 값은 설명의 편의상 노이즈가 없다고 가정한 상태에서 복소 값(complex value)으로 표현될 수 있다. 상술한 예에서 기지국(101)과 단말(103) 간의 채널은 하기 <수학식 1>로 표현된다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000001
여기서, H는 신호값 a에 대해서는 공액(conjugate)을 나타내고, 각각의 기준 빔 벡터 w에 대해서는 공액 전치(conjugate transpose)를 나타낸다.
본 개시에서는 상기 4개의 기준 빔에 대한 수신 신호의 값을 소정 기준값과 비교하고, 수신 신호 값이 상기 기준값 미만인 경우, 해당 기준 빔에 대응하는 수신 신호 성분을 제외하고, 상기 <수학식 1>에 따라 채널을 추정한다. 일 예로, 기준 빔 w1과 w3의 수신 신호 값이 소정 기준값 이상이고, w2와 w4의 수신 신호 값이 상기 기준값 미만일 경우, 채널 추정 시 w2와 w4를 제외한 상태에서 단말과 기지국 간의 채널을 추정한다. 그에 따른 채널 추정은 하기 <수학식 2>로 표현된다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000002
기지국(101)이 송신한 기준 빔들 중에서 실제 기지국과 단말 간의 채널의 방향과 유사한 방향을 가지는 기준 빔들의 수신 신호 값은, 그렇지 않은 기준 빔들에 비하여 큰 값을 갖게 된다. 따라서 본 개시에서는 설정된 기준 빔들 중에서 실제 기지국-단말 간 채널과 유사한 방향의 기준 빔들을 선택하기 위하여, 수신 신호 값이 소정 기준값 이상이 되는 기준 빔들만을 "유효 빔"으로 선택하고, 선택된 유효 빔들의 수신 신호 값들을 수신 값들을 선형 결합(linear combination)하여 단말과 기지국 간의 채널을 추정한다.
비직교 기준 빔들을 이용하여 채널을 추정하는 방식은 다음과 같다.
기지국(101)이 비직교 기준 빔들을 송신하는 경우, 본 개시에서는 비직교 기준 빔들을 직교화하여 채널을 추정할 수 있다. 일 예로, 4개의 기준 빔들 중 w1과 w3의 수신 신호 강도가 기준값 이상이지만, 두 기준 빔이 서로 직교하지 않는다면, 상기 <수학식 2>에 의한 채널 추정은 불가능하다. 이는 직교하지 않은 빔들은 기저(basis)로 활용할 수 없고 선형 결합을 수행하더라도 원래의 채널을 추정할 수 없기 때문이다.
따라서 본 개시에서는 단말이 비직교 기준 빔들을 수신하면, 수신한 비직교 기준 빔들 각각의 수신 신호 값을 직교화하고, 직교화된 값을 기준으로 유효 빔을 선택한다. 본 개시에서 제안하는 직교화 과정은 하기 <수학식 3>에 의하여 수행될 수 있다.
비직교 기준 빔을 직교화하여 유효 기준 빔을 선택하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
단말은 수신한 비-직교 기준 신호의 수신 신호 값들에서 수신 신호 값이 가장 큰 기준 빔을 선택한 후, 선택한 기준 빔을 기준으로 나머지 기준 빔들을 직교화한다. 이후, 상기 직교화된 나머지 기준 빔들 각각의 수신 신호 크기를 직교화된 방향에서 다시 계산한다.
상기 나머지 기준 빔들에 대하여 재계산된 값들 중에서 수신 신호 값이 가장 큰 빔을 선택한 후 위의 과정을 반복한다. 상기 과정에서 빔의 수신 신호 값이 일정 기준값 이상이 되는 경우 유효빔으로 선택을 한다. 이렇게 선택된 직교화된 유효 빔들과 직교화된 빔들에 해당하는 수신 신호 값들을 선형 결합하여 단말의 채널을 추정한다. 상술한 과정을 4개의 비-직교 기준 빔 w1, w2, w3, w4을 기준으로 예를 들어 설명하면, 하기 <수학식 3>으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000003
<수학식 3>을 설명하면 다음과 같다.
먼저 4개의 기준 빔들 중 w1이 가장 큰 수신 신호 값을 가지고, 해당 신호 값이 소정 기준값 이상인 경우, w1과 해당 수신 신호 값이 유효 빔과 유효 수신 신호값으로 선택된다.
이후 w1을 기준으로 나머지 빔들(w2, w3, w4)을 b2부터 b4로 직교화하고 해당 빔에 해당하는 신호값을 다시 계산한다. 상기 <수학식 3>에서 g2부터 g4까지의 값들이 상기 다시 계산된 신호값에 해당한다. g2, g3, g4 중에서 g3가 가장 큰 값이고, 상기 g3가 소정 기준값 이상이면, b3가 유효 빔으로 선택되고, g3는 b3의 수신 신호값으로 선택되어 채널 추정에 사용된다. 이처럼 <수학식 3>에서 설명된 방식과 동일한 방식에 의하여 b3 빔을 기준으로 나머지 빔들을 다시 직교화하고, 유효 빔이 선택되는 과정이 반복된다. 다만, 상기 <수학식 3>은 빔을 직교화하는 방식의 일 예일 뿐이며, <수학식 3>이 아닌 다른 직교화 방식들도 사용될 수 있다.
지금까지 직교 기준 빔들과 비직교 기준 빔들을 이용하는 경우, 각각의 채널 추정 방식을 설명하였다. 비직교 기준 빔들의 채널 추정 방식에서는 직교 기준 빔의 채널 추정 방식에 직교화 과정이 추가로 필요한 것을 제외하고 직교 기준 빔들의 채널 추정 방식과 동일하다.
이러한 본 개시에 의한 채널 추정의 과정을 요약하면 다음과 같다. 즉, 직교 기준 빔들의 경우, 기지국이 송신한 기준 빔들 중 수신 신호 세기가 기준값 미만인 기준 빔을 제외하고, 수신 신호 세기가 기준값 이상이 기준 빔만을 이용하여 단말의 채널을 추정한다. 이렇게 수신 신호 세기가 기준값 미만인 기준 빔을 제외하고 추정된 채널을 "성긴(sprarse) 채널"로 칭한다. 비직교 기준 빔들의 경우, 직교 기준 빔들의 채널 추정 방식에 비직교 기준 빔들의 수신 신호 값을 직교화하는 과정이 추가된다.
지금까지 설명한 본 개시에 의한 채널 추정의 주체를 단말로 가정한 것이었다. 그러나 본 개시에서 채널 추정의 주체는 반드시 단말이어야 할 필요는 없으며, 기지국이 채널 추정의 주체가 될 수도 있다. 이하의 도 2 및 도 3에서는 채널 추정 주체에 따른 채널 추정 방식을 설명한다.
도 2는 본 개시에 따라 기지국이 주체가 되어 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
201단계에서 기지국(101)은 기준 빔들을 단말(105)에게 송신한다. 203단계에서 단말(105)은 수신한 기준 빔들의 수신 신호 세기를 측정하고, 소정 기준값 이상인 기준 빔들을 유효 빔으로 선택하고, 선택된 유효 빔에 대한 정보를 생성하여 기지국(101)으로 피드백한다.
여기서 상기 유효 빔에 대한 정보는 유효 빔에 대한 신호 세기 값과 빔 인덱스 정보를 포함한다. 또한, 상기 신호 값은 양자화된 값으로 송신될 수 있다. 한편, 상기 빔 인덱스 값을 피드백하는 방식으로, 명시적인 방식과 암시적인 방식이 가능하다. 명시적인 방식은 빔 인덱스 값을 직접적으로 피드백하는 방식이고, 암시적 방식은 주파수 및 시간 자원 또는 단말(105)의 ID 중 적어도 하나에 연관된 빔 인덱스 정보의 형태로 피드백하는 방식이다.
205단계에서 기지국(101)은 수신한 유효 빔에 대한 정보를 이용하여 해당 단말(105)의 채널을 추정한다. 참고로 기지국(101)은 상기 채널 추정을 이용하여 단말(105)에 대한 스케줄링을 수행하고, 기저 대역 및 고주파 대역의 사전 부호화기를 설계할 수 있다.
207단계에서 기지국(101)은 상기 채널 추정에 기초하여 단말(105)을 선택하고, 해당 단말(105)에게 선택 결과를 알려주고, 209단계에서 해당 단말(105)에게 데이터를 송신할 수 있다.
도 3은 본 개시에 따라 단말이 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
301단계에서 기지국(101)은 기준 빔들을 단말(105)에게 송신한다.
303단계에서 단말(105)은 수신한 기준 빔들의 수신 신호 세기를 측정하고, 소정 기준값 이상인 기준 빔들을 유효 빔으로 선택하고, 선택된 유효 빔들을 이용하여 성긴 채널을 구성하여 채널을 추정한다. 또한, 상기 선택된 유효 빔 또는 상기 추정된 채널에 기초하여 기지국에게 송신할 피드백 신호를 생성한다. 상기 피드백 신호란 예를 들어, LTE(Long Term Evolution)시스템에서 사용되는 PMI(Precoder Matrix Indication) 또는 CQI(Channel Quality Indicator)가 될 수 있다.
305단계에서 상기 피드백 신호를 기지국(101)으로 송신한다. 307단계에서 기지국(101)은 상기 피드백 신호를 이용하여 단말(105) 스케줄링과 기저 대역 및 고주파 대역의 사전 부호화기를 설계할 수 있다. 이후, 309단계에서 기지국(101)은 해당 단말(105)에게 선택 결과를 알려주고, 311단계에서 해당 단말(105)에게 데이터를 송신할 수 있다.
이하에서는 기지국이 생성하여 단말로 송신하는 기준 빔으로서, 본 개시에서 제안하는 셀-특정 기준 빔과 단말-특정 기준 빔에 대하여 설명한다.
셀-특정 기준 빔은 해당 기지국의 셀 커버리지 내에 위치한 모든 단말들에게 공통적으로 송신되는 기준 빔으로서, 셀 커버리지 내의 단말들은 셀-특정 기준 빔을 이용하여 본 개시에 의한 채널 추정을 수행할 수 있다.
한편, 단말-특정 기준 빔은 특정한 단말에 대해서만 송신되는 기준 빔으로서, 해당 단말에 대한 현재의 채널 정보 또는 그에 준하는 정보가 미리 존재하는 경우 현재의 채널 정보 또는 그에 준하는 정보에 기초하여 해당 단말에 대하여 생성하는 기준 빔으로, 현재의 채널 정보보다 더 정확한 채널 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다. 참고로 상기 현재의 채널 정보는 기지국 또는 단말이 추정한 채널 정보가 될 수 있고, 상기 채널 정보에 준하는 정보는 도 2에서 203단계에서 단말이 기지국으로 피드백하는 유효 빔 정보가 될 수 있다. 셀-특정 기준 빔의 운용 방식에 대해서는 후술될 것이다.
이하에서 셀-특정 기준 빔과 관련하여, 셀-특정 기준 빔이 송신되는 자원 영역과, 셀-특정 기준 빔들의 설계 방식에 대하여 설명한다.
도 4는 본 개시의 실시예에 의한 셀-특정 기준 빔들이 시간-주파수 자원 영역에서 송신되는 일 예를 설명하는 도면이다.
(a)는 하나의 셀-특정 기준 빔 집합이 일정한 시간-주파수 자원 블록을 통하여 시간적으로 반복되어 송신되는 것을 나타내고, (b)는 두 개의 셀-특정 기준 빔 집합이 시간-주파수 자원 블록을 통하여 시간적으로 반복되어 송신되는 것을 나타낸다. (a)와 (b)에서 반복 송신되는 시간은 주기적이거나 또는 비주기적이 될 수 있다.
도 4를 참조하면, 참조 번호 401, 405, 411, 415는 셀 특정 기준 빔들이 송신되는 자원 블록(Cell-specific Resource Block: CRB)을 나타내고, 나머지 참조 번호들은 데이터가 송신되는 자원 블록을 나타낸다. (a)에서 참조 번호 401과 405는 CRB A로 표기되어 있다. 이는 참조 번호 401과 405의 자원 블록에서 동일한 셀-특정 기준 빔 집합 A가 해당 자원 블록들을 통하여 반복적으로 송신됨을 나타낸다. 한편, (b)에서 참조 번호 411는 CRB A로 표기되고, 참조 번호 415는 CRB B로 표기되었다. 이는 셀-특정 기준 빔 집합 A와 B가 교대로 송신됨을 나타낸다.
한편, 셀-특정 기준 블록 집합 A와 집합 B는 각각 직교 기준 빔들로 구성되는 집합이거나, 또는 비-직교 기준 빔들로 구성되는 집합이 될 수 있다. 즉, 집합 A는 직교 기준 빔들로 구성되거나 비-직교 기준 빔들로 구성될 수도 있다. 마찬가지로 집합 B도 직교 기준 빔들로 구성되거나 비-직교 기준 빔들로 구성될 수 도 있다.
도 5는 본 개시의 실시예에 의한 셀-특정 기준 빔들이 시간-주파수 자원 영역에서 송신되는 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 5에서 (a)는 두 개의 셀-특정 기준 빔 집합이 시간-주파수 자원 상에서 주파수 상에서 연속된 상태로 송신되는 것을 나타내고, (b)는 두 개의 셀-특정 기준 빔 집합이 시간-주파수 자원 블록을 통하여 시간적으로 연속된 상태에서 반복적으로 송신되는 것을 나타낸다.
(a)를 참조하면, 참조 번호 501, 505, 509에서는 CRB A가 송신되고, 참조 번호 503, 507, 511에서는 CRB B가 송신됨을 볼 수 있다. 즉, 두 개의 셀-특정 기준 빔 집합(A, B)가 주파수 상에서 연속적으로 배치되어 있으며, 이러한 A, B의 배치가 주파수 자원 상에서 반복되고 있음을 볼 수 있다.
(b)를 참조하면, 참조 번호 521에는 CRB A가 할당되고, 참조 번호 523에는 CRB B가 할당되어, 기준 빔 집합 A와 B가 연속적으로 송신된다. 또한, 참조 번호 527 및 529에서 기준 빔 집합 A와 B가 다시 송신됨을 볼 수 있다.
한편, 도 4에서 설명된 바와 같이, 셀-특정 기준 블록 집합 A와 집합 B는 각각 직교 기준 빔들로 구성되는 집합이거나, 또는 비-직교 기준 빔들로 구성되는 집합이 될 수 있다. 즉, 집합 A는 직교 기준 빔들로 구성되거나 비-직교 기준 빔들로 구성될 수 있다. 마찬가지로 집합 B도 직교 기준 빔들로 구성되거나 비-직교 기준 빔들로 구성될 수 있다.
도 4 및 도 5에서 설명된 바와 같이, 다양한 셀-특정 기준 빔 집합들의 조합이 시간-주파수 자원 영역 상에서 다양한 방식으로 조합되어 송신될 수 있다. 즉, 하나의 기준 빔 집합만으로 운용되거나, 또는 복수 개의 기준 빔 집합으로도 운용될 수 있다. 한편, 비-직교 기준 빔 집합은 대표적으로 각도 도메인(angular domain)에서의 LOS(Line Of Sight)를 기반으로 구성될 수 있고, 직교 기준 빔 집합은 대표적으로 공간 도메인(spatial domain) 기반으로 구성될 수 있다.
이하에서 단말-특정 기준 빔들과 관련하여, 그 설계 방식과 단말-특정 기준 빔들이 송신되는 자원 영역 등을 중심으로 그 운용 방식에 대하여 설명한다.
상술한 것처럼, 단말-특정 기준 빔은 해당 단말에 대한 현재의 채널 정보 또는 그에 준하는 정보가 미리 존재하는 경우 현재의 채널 정보 또는 그에 준하는 정보에 기초하여 해당 단말에 대하여 생성하는 기준 빔으로, 현재의 채널 정보보다 더 정확한 채널 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다.
상기 현재의 채널 정보는, 기존의 LTE 통신 시스템의 기준 신호(Reference Signal)에 기초한 채널 정보(일 예로, PMI 또는 CQI) 또는 도 3에서 설명된 본 개시에 의한 기준 빔에 기초한 채널 정보(일 예로, PMI 또는 CQI)가 될 수 있다. 이렇게 채널 정보가 기지국에게 알려진 경우, 기지국은 상기 채널 정보에 기초하여, 해당 단말을 위한 단말-특정 기준 신호를 생성하고 이를 해당 단말에게 송신할 수 있다. 상기 해당 단말은 상기 단말-특정 기준 빔을 이용하여 더 정확한 채널 정보를 생성할 수 있다.
한편, 상기 현재의 채널 정보에 준하는 정보는, 앞서 도 2의 203단계에서 단말이 기지국으로 피드백하는 유효 빔 정보가 될 수 있다. 즉, 앞서 설명된 바와 같이 기지국이 셀-특정 기준 빔을 단말에게 송신하고, 도 2에 따라 상기 셀-특정 기준 빔을 이용하여 선택한 유효 빔 정보를 기지국에게 피드백한다. 기지국은 유효 빔 정보를 이용하여 해당 단말만을 위한 단말-특정 기준 빔을 생성하여 이를 해당 단말에게만 송신할 수 있다. 상기 해당 단말은 상기 단말-특정 기준 빔을 이용하여 셀 특정 기준 빔에 기초한 채널 정보보다 더 정확한 채널 정보를 생성할 수 있다.
한편, 본 개시에서 단말-특정 기준 빔들은 단말 트리거 또는 기지국 트리거에 의하여 운용될 수 있다.
단말 트리거 방식의 경우, 단말이 기지국에게 단말-특정 기준 빔들을 요청하고, 그에 대응하여 기지국이 해당 단말에 대한 현재의 채널 정보 또는 유효 빔 정보에 기초하여 단말-특정 기준 빔을 생성하고 이를 해당 단말에게 송신할 수 있다.
기지국 트리거 방식의 경우, 단말의 요청 없이 기지국의 자체적인 판단 하에, 해당 단말에 대한 현재의 채널 정보 또는 유효 빔 정보에 기초하여 단말-특정 기준 빔을 생성하고 이를 해당 단말에게 송신할 수 있다.
한편, 현재의 채널 정보 또는 유효 빔 정보를 이용하여 단말-특정 기준 빔을 설계하는 구체적인 방식으로서, 대표적으로 두 가지 경우가 가능한다.
첫 번째로, 단말-특정 기준 빔들은, 현재의 채널 정보에 의한 채널 공간과 직교하는 공간 또는 유효 빔들에 의한 채널 공간과 직교하는 공간에서 생성될 수 있다. 두 번째로, 단말-특정 기준 빔들은, 현재의 채널 정보에 의한 채널 공간에 인접한 공간 또는 유효 빔들에 의한 채널 공간과 인접한 공간에서 생성될 수 있다.
참고로, 상술한 것처럼 유효 빔을 이용하여 단말-특정 기준 빔을 생성할 수도 있지만, 다른 방식으로, 단말이 선택한 유효 빔을 데이터를 송신하기 위한 송신 빔으로 직접 활용하는 방안도 가능하다.
한편, 단말-특정 기준 빔들이 송신되는 자원은 해당 단말에게 할당된 자원 영역 내에서 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 도 6은 본 개시의 실시예에 의하여 단말-특정 기준 빔이 송신되는 자원 영역의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 참조 번호 601, 603, 605는 각각 단말 1, 단말 2, 단말 3을 위한 기준 빔을 나타낸다. 각각의 단말 특정 기준 빔들이 모두 각 단말들을 위한 자원 영역의 앞 부분에 배치된 것을 볼 수 있다. 다만, 이는 기준 빔들이 배치되는 일 예일 뿐, 기준 빔들이 배치되는 위치는 다양한 변형이 가능함은 앞서 설명된 바와 같다.
지금까지 셀-특정 기준 빔과 단말-특정 기준 빔의 운용 방식에 관하여 설명하였다. 본 개시에서 셀-특정 기준 빔과 단말-특정 기준 빔은 독립적으로 운용되거나, 또는 앞서 설명된 바와 같이 함께 운용될 수 있다.
이하에서는 본 개시에서 제안한 피드백 방식과 기존의 피드백 방식을 단말의 상태 또는 네트워크 상태에 따라 함께 운용할 수 있는 방안에 대하여 설명한다.
앞서 도 2 및 3에서는 기지국이 기준 빔을 송신하고 단말이 상기 기준 빔들로부터 유효 빔을 선택하고 선택된 유효 빔 정보를 피드백하거나, 기준 빔으로부터 유효 빔을 선택하고 그로부터 직접 채널을 추정하여 PMI/CQI 정보를 생성하여 피드백하는 방식이 설명되었다. 이러한 피드백 방식을 “기준 빔 기반 피드백” 방식으로 칭한다. 이러한 기준 빔 기반 피드백 방식은 “기존의 피드백 방식”과 함께 운용될 수도 있다.
상기 기존의 피드백 방식은 다음과 같다. 기지국은 고정된 아날로그 빔들을 순차적으로 송신하고, 단말은 수신한 아날로그 빔들 중 최선의 빔을 선택하고, 선택된 인덱스 및 해당 빔의 CQI를 피드백한다. 이후 기지국은 상기 CQI를 이용하여 단말 스케쥴링을 수행한 이후 선택된 아날로그 빔을 통해 데이터를 각 단말로 송신한다. 이러한 기존 피드백 방식의 성능은 본 개시에서 “기준 빔 기반 피드백” 방식으로 채널 추정, 스케쥴링 및 빔 포밍을 수행하는 경우의 성능보다 낮다. 다만, 기존 피드백 방식은 본 개시에 의한 기준 빔 기반 피드백 방식보다 시스템 설계가 단순한 이점이 있다.
따라서 본 개시에서는 기존 피드백 방식과 본 개시에 의한 기준 빔 기반 피드백 방식을 혼합하여 운용할 수 있다. 일 예로, 단말이 상대적으로 낮은 데이터 레이트 또는 낮은 서비스 품질(Quality of Service: QoS)를 원하는 경우 기존 피드백 방식에 따라 서비스를 수행할 수 있다. 반면, 단말이 높은 데이터 레이트 또는 높은 QoS를 원할 경우, 본 개시에 의한 기준 빔 기반 피드백 방식에 따라 채널 추정, 스케줄링 및 빔 포밍을 수행할 수 있다.
다만, 이렇게 피드백 방식을 선택하고 그에 따른 동작을 수행하기 위하여, 기지국 또는 단말이 피드백 방식을 결정하고, 상기 결정된 피드백 방식을 트리거하기 위한 시그널링이 필요하다. 이하에서는 기존의 피드백 방식 또는 본 개시에 의한 기준 빔 피드백 방식을 선택하고, 선택된 방식에 따른 동작을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따라 기지국 트리거에 의한 셀-특정 기준 빔을 운용하여 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7에서 단말 1(703)은 상대적으로 낮은 데이터 레이트를 원하는 단말로서 기존 방식에 의한 피드백 방식으로 동작하고, 단말 2(705)는 상대적으로 높은 데이터 레이트를 원하는 단말로서 본 개시에서 제안한 채널 추정에 따른 피드백 방식을 사용하는 것으로 가정한다.
711단계에서 기지국(701)은 각 단말들에 적합한 피드백 방식을 결정하고, 결정된 피드백 방식을 단말들(703, 705)에게 시그널링한다. 즉, 단말 1(703)에게는 기존 방식에 의한 피드백 방식을 시그널링하고, 단말 2(705)에게는 본 개시에 의한 피드백 방식을 시그널링한다. 단말 1(703)과 기지국(701)과의 동작은 기존 방식에 의한 것이므로 편의상 상세한 설명은 생략한다. 한편, 단말 2(705)와 기지국(701)과의 동작들인 713단계 내지 721단계의 동작은 앞서 설명된 도 2의 201단계 내지 209단계와 동일하다.
즉, 713단계에서 기지국(701)은 기준 빔들을 단말 2(705)에게 송신한다. 715단계에서 단말 2(705)는 수신한 기준 빔들의 수신 신호 세기를 측정하고, 소정 기준값 이상인 기준 빔들을 유효 빔으로 선택하고, 선택된 유효 빔에 대한 정보를 생성하여 기지국(701)으로 피드백한다.
여기서 상기 유효 빔에 대한 정보는 유효 빔에 대한 신호 세기 값과 빔 인덱스 정보를 포함한다. 또한, 상기 신호 값은 양자화된 값으로 송신될 수 있다. 한편, 상기 빔 인덱스 값을 피드백하는 방식으로, 명시적인 방식과 암시적인 방식이 가능하다. 명시적인 방식은 빔 인덱스 값을 직접적으로 피드백하는 방식과, 암시적 방식은 주파수 및 시간 자원 또는 단말의 ID 중 적어도 하나에 연관된 빔 인덱스 정보의 형태로 피드백되는 방식이다.
717단계에서 기지국(701)은 수신한 유효 빔에 대한 정보를 이용하여 단말 2(705)의 채널을 추정한다. 참고로 기지국(701)은 상기 채널 추정을 이용하여 단말 2(705)에 대한 스케줄링을 수행하고, 기저 대역 및 고주파 대역의 사전 부호화기를 설계할 수 있다.
719단계에서 기지국(701)은 상기 채널 추정에 기초하여 단말 2(705)를 선택하고, 단말 2(705)에게 선택 결과를 알려주고, 721단계에서 단말 2(705)에게 데이터를 송신할 수 있다.
도 8은 본 개시의 실시예에 의한 단말 트리거에 의하여 셀-기준 특정 기준 빔을 운용하여 채널 추정을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 두 가지 실시예가 수행되는 것으로 도시되었다. (a)는 단말이 자신이 결정한 피드백 방식을 명시적으로 기지국에게 시그널링하는 방식이고, (b)는 단말이 자신이 결정한 피드백 방식을 묵시적으로 기지국에게 시그널링하는 방식이다.
먼저, 명시적 시그널링의 경우인 (a)를 설명한다. 801단계에서 단말(105)은 피드백 방식을 결정하고 이를 기지국(101)에게 시그널링한다. 803단계에서 기지국(101)은 피드백 시그널링에 대한 응답을 단말(105)에게 송신한다. 805단계에서 기지국(101)은 기준 빔을 송신하고, 807단계에서 단말(105)은 기준 빔에 대하여 유효 빔을 결정하고, 그에 따라 결정된 유효 빔 정보를 기지국(101)에게 송신한다.
묵시적 시그널링의 경우인 (b)를 설명한다. 811단계에서 기지국(101)은 기준 빔을 단말(105)에게 송신한다. 813단계에서 단말(105)은 피드백 모드를 결정하고, 결정된 피드백 방식에 따라 피드백 신호를 생성하고, 이를 기지국(101)에게 송신한다.
만일 단말(105)이 기존의 피드백 방식을 결정하였다면, 단말(105)은 수신한 아날로그 빔들 중 최선의 빔을 선택하고, 선택된 인덱스 및 해당 빔의 CQI를 피드백한다. 만일 단말(105)이 본 개시에 의한 기준 빔 기반 피드백 방식을 선택하였다면, 기준 빔들 중에서 유효 빔을 선택하고, 선택한 유효 빔 정보를 기지국(101)으로 송신한다.
(b)의 묵시적 시그널링의 경우 (a)의 801단계와 같이 결정한 피드백 방식을 명시적으로 시그널링 과정을 포함하지 않는다. 대신에 (b)에서는 813단계에서 송신하는 피드백 신호의 종류에 따라 기지국(101)과 단말(105) 간의 사전 약속에 의하여 피드백 방식이 묵시적으로 시그널링된다.
이하에서는 단말이 기지국으로 송신하는 피드백 신호의 오버헤드 감소를 위하여 피드백 신호를 압축하여 송신하는 방안에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다.
본 개시에서 제안하는 피드백 신호를 압축하는 방식을 "압축된 센싱(Compressed sensing) 기반의 피드백 신호 압축"이라고 칭하며, 상기 압축된 센싱 기반의 피드백 압축 방식은 아래와 같은 구조로 동작한다.
도 9는 본 개시의 실시예에 의한 피드백 신호 압축 방식을 설명하는 도면이다.
901단계에서 단말은 기지국으로부터 수신한 기준 빔을 이용하여 채널을 추정하고, 903단계에서 상기 추정한 채널을 성긴(sparse) 채널로 근사화한다. 905단계에서 상기 근사화된 성긴 채널을 압축하여 압축된 아날로그 값을 획득한다. 이후, 907단계에서 압축된 값을 피드백한다.
상기 905단계의 일 예로, 단말에서 추정한 채널의 채널 벡터의 크기가 16X1인 경우, 상기 채널 벡터를 피드백하기 위해서는 16개의 복소 값을 피드백해야 할 것이다. 그러나 본 개시에서 제안하는 압축 방식에 의할 경우, 상기 16 X 1보다 작은 크기, 일 예로 4 X 1 또는 8 X 1 크기의 압축된 채널 벡터로 변형한 이후, 압축된 채널 벡터의 4개 또는 8개의 값만을 피드백 하여 오버헤드를 감소시킨다.
상술한 피드백 압축 방식의 일 예를 설명한다.
단말이 추정한 채널 벡터를 h라 할 때, 해당 채널은 주어진 기저(basis)에 의하여 다른 형태의 성긴 채널로 변환될 수 있다. 성긴 채널로 변환되는 일 예는 다음과 같다.
송신 안테나가 8개이고 수신 안테나가 1개라면, 단말에서 추정된 채널은 8개의 복소 값을 가지는 벡터가 된다. 다만, 이하에서 설명의 편의를 위해 복소 벡터 값이 실수라고 가정한다. 여기서 상기 추정된 채널(h)을 성긴 채널(hs)로 근사화하기 위한 변환 행렬을 Q라고 가정한다. 여러 가지 변환 행렬이 사용될 수 있으나, 여기서는 변환 행렬을 단일 행렬(unitary matrix)로 가정한다. 이 경우 임의의 8 X 8 단일 행렬은 하기 <수학식 4>로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000004
여기서,
qi(i=1~8)는 단일 행렬의 각 열 벡터(column vector)를 나타낸다.
한편, 상기 변환 행렬 Q를 이용하여 추정된 채널 h에 대한 성긴 근사화를 수행하면, 성긴 신호 s는 하기 <수학식 5>로 표현된다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000005
추정된 채널 h는 단일 행렬인 변환 행렬 Q의 각 열(column)의 선형 결합으로 이루어지므로, 상기 <수학식 5>에서 보듯이, 추정된 채널 h는 각 변환행렬 Q의 벡터들에 대한 계수 벡터로 표현될 수 있다. 이때 상기 <수학식 5>에서 0 값이 들어간 벡터가 성긴 신호 s, 성긴 신호 s를 채널의 형태로 다시 표현한 성긴 채널 h_s는 하기 <수학식 6>으로 표현된다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000006
상기 <수학식 6>은 상기 <수학식 5>의 성기 신호 s를 구성하는 계수들의 값들 중, 소정 임계값보다 작거나 또는 상대적으로 작은 값을 갖는 계수들을 0으로 치환한 것이다. 그 결과, <수학식 5>의 성긴 신호 s는 2개의 0 아닌 값, 0.5, 0.7을 가지는 <수학식 6>의 성긴 채널 hs로 근사화된다.
한편, 상기 근사화된 성긴 채널 h_s는 미리 설정된 소정의 압축 행렬에 의해 최초 8 X 1 크기의 벡터보다 더 작은 벡터 크기를 갖는 채널로 압축될 수 있다. 본 개시에서는 압축 행렬을 "C"로 표기할 것이다. 상기 압축 행렬 C의 크기는 a X 8이 되며, 여기서 a는 8보다 작은 값이다. 따라서 최종적으로 압축된 채널 h_c 는 하기 <수학식 7>로 표현된다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000007
여기서, M은 측정 행렬(measurement 행렬)이고, M은 압축 행렬 C와 변환 행렬 Q의 곱으로 정의된다.
참고로, 상기 a의 값은 최초 추정된 채널 h의 벡터 크기(상기 예에서는 8 X1)와 성긴 신호 벡터 s의 구성 요소의 값들 중 0 아닌 값들의 개수(상기 예에서는 2)에 의하여 결정된다. 한편, 실제로 성긴 신호 s에서 0 아닌 값들의 개수가 적을수록, 성긴 신호 s의 압축이 안정적으로 잘 되는 것으로 알려져 있다. 또한, 추정된 채널 h를 성긴 신호 s로 근사화를 잘할수록 압축 성능은 높아진다. 이상적인 성긴 신호 근사화의 일 예로, 추정 채널 h와 동일한 방향의 벡터가 변환 행렬 Q에 포함되어 있다면 추정 채널 h의 성김도(sparsity)는 1로 근사화될 수 있다. 다만, 문제는 압축된 채널 h_c를 다시 최초의 추정 채널 h로 복원하기 위해서는 송수신기가 성긴 채널로의 변환 및 복원에 사용되는 변환 행렬 Q를 알고 있어야 하므로, 이러한 이상적인 성긴 근사화는 불가능하다. 이러한 점을 고려하면, 송수신기 각각이 추정된 채널 h를 대표할 수 있는 벡터들을 포함하는 변환 행렬 Q를 가지고 있을 때, 피드백 신호의 압축 성능을 최대화할 수 있다. 그에 따라 본 개시에서는 기지국과 단말이 각각 채널 h를 대표할 수 있는 벡터들을 가질 수 있도록, 단말은 기지국이 송신한 기준 빔들을 이용하여 변환 행렬 Q를 구성한다.
상기 <수학식 7>을 채널 h의 복원 방식과 관련하여 다시 설명한다.
<수학식 7>을 다시 참조하면, hc=C·Q·s 이다.
여기서 s는 기지국이 송신한 복수 개의 기준 빔들로부터 단말이 생성한 성긴 신호이고, C는 기지국과 단말 사이에서 미리 결정된 소정의 압축 행렬이고, Q는 채널 h를 변환하기 위한 변환 행렬이다. 또한, hc 는 단말이 생성한 압축 행렬로 본 개시에서 단말은 상기 hc를 기지국으로 피드백하여 피드백 정보의 양을 줄일 수 있다.
기지국은 상기 피드백된 hc로부터 최종적으로 채널 h를 복원해야 한다. 기지국은 hc를 단말로부터 피드백받아서 알 수 있고, C는 기지국과 단말 사이에 미리 결정된 것으로 알고 있다. 한편, 본 개시에서 Q는 기지국과 단말이 공통적으로 기지국이 송신한 복수 개의 기준 빔들로부터 생성한 것이기 때문에 기지국과 단말 사이에서 공통적으로 알고 있다. 즉, 기지국은 hc, C, Q를 알고 있으므로 상기 <수학식 7>을 이용하여 성긴 신호 s를 구할 수 있다. 또한, 성긴 신호 s와 변환 행렬 Q 로부터 상기 <수학식 5>를 이용하여 채널 h를 복원할 수 있다.
지금까지 설명한 내용을 간략히 요약하면, 단말은 기지국이 송신한 기준 빔들을 이용하여 변환 행렬 Q를 생성하고, Q로부터 성긴 신호 s(또는 성긴 채널 hs)를 생성하고, 성긴 채널 hs로부터 압축 행렬 C를 이용하여 압축 채널 hc를 생성하고, 상기 압축 행렬 hc의 값들을 기지국으로 피드백한다. 기지국은 상기 hc, 미리 결정된 C, 기준 빔들로부터 생성되는 Q로부터 성긴 신호 s를 생성한다. 이후, 상기 s와 Q를 이용하여 채널 h를 복원할 수 있다.
다만, 상술한 실시예에서 기지국과 단말은 기지국이 송신한 기준 빔들을 이용하여 Q를 생성하는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로, 기지국과 단말 간의 채널 정보를 알고 있을 때 상기 기지국과 단말 간의 채널 정보를 이용하여 변환 행렬 Q를 생성하는 방식도 가능하다. 또한, 본 개시는 기준 빔이 아닌 코드 북 기반의 시스템에서도 활용 가능하다.
만일 기지국이 직교 기준 빔들을 송신한다면, 직교 기준 빔들로 이루어진 행렬을 변환 행렬(Q)로 사용할 수 있다.
반면, 기지국이 비-직교 기준 빔들을 송신하는 경우 아래의 두 가지 경우로 나누어 기지국이 변환 행렬(Q)를 결정할 수 있다.
첫 번째로, 기지국이 비직교 기준 빔들을 송신하고 단말이 유효 빔 인덱스를 기지국에 추가적으로 시그널링하는 경우, 상기 <수학식 3>을 이용한 직교화 과정을 통해 변환 행렬 Q를 구성할 수 있다. 두 번째로, 기지국이 비직교 기준 빔들을 송신하고, 단말이 유효 빔 인덱스를 시그널링하지 않는 경우라면, 아래와 같은 방식으로 기지국이 변환 행렬 Q와 성긴 신호 s를 추정한다.
상기 두 번째 경우, 즉, 기지국이 비직교 기준 빔들을 송신하고, 단말이 유효 빔 인덱스를 시그널링하지 않는 경우를 상술한 <수학식 5> 내지 <수학식 7>을 기준으로 설명한다.
먼저, 최초 측정 행렬(M)은 소정의 압축 행렬(C)과 기준 빔 (w1, w2, …, w8)들로 이루어진 변환 행렬(Q)로 구성된다. 그리디(Greedy) 방식의 검색을 하는 경우 측정 행렬을 구성하는 각각의 열 벡터들과 압축 채널 hc의 내적을 순차적으로 수행하고, 이때 내적의 값이 가장 큰 측정 행렬의 열 벡터를 찾는다. 이렇게 측정 행렬과 압축 채널의 내적 수행 시, 내적의 값이 가장 큰 측정 행렬의 열의 위치가 성긴 신호 s에서 첫 번째로 0 아닌(non-zero) 값의 위치가 되며, 상기 첫 번째로 0 아닌 값의 위치의 값은 해당 열의 내적 값이 된다. 이후, 두 번째 0 아닌 값을 찾기 위해 압축 채널 h_c를 하기 <수학식 8>을 이용하여 업데이트한다.
Figure PCTKR2015012908-appb-M000008
상기 <수학식 5>의 예와 같이, 빔 벡터 w3의 내적 값이 가장 크다는 가정하에 <수학식 8>에서 t1은 w3(=q3)와 h_c 간의 내적 값이며, 이때 이상적으로 잡음과 간섭이 없다면 t1=0.7이 된다. 이후에는 업데이트된 압축 채널 h_c' 에 대하여 상기 <수학식 8>의 바로 이전에서 설명된 과정이 다시 수행된다.
이때, 측정 행렬(M)은 소정의 압축 행렬(C)과 업데이트된 변환 행렬(Q)에 의하여 구성된다. 또한, 변환 행렬(Q)의 업데이트는 최초의 기준 빔 집합에서 가장 큰 내적값을 가지는 빔 벡터인 w3(=q3)를 기준으로 현재의 변환 행렬(Q)을 직교화한 행렬로 만들어 진다. 이러한 과정은 상기 <수학식 5>와 동일하다.
이후의 과정에서도 선택된 변환 행렬(Q)의 벡터를 가지고 압축 채널(h_c)에 대한 업데이트를 반복하여 수행하며, 업데이트된 Q에 의하여 측정 행렬(M)도 업데이트된다. 이렇게 업데이트된 측정 행렬(M)을 기준으로 상술한 과정을 반복함으로써 기지국은 성긴 신호의 0 아닌 값을 추정할 수 있다. 잡음 및 간섭이 없는 환경이라면, 기지국은 완전한 Q를 가지고 있는 것과 동일하게 동작할 수 있다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 송신기가 8개의 기준 빔을 송신한 경우, 단말 1 및 단말 2에서 수신한 기준 빔들의 이득을 도시한 도면이다. (a)는 단말 1에서 측정한 기준 빔들의 이득을 도시한 것이고, (b)는 단말 2에서 측정한 기준 빔들의 이득을 도시한 것이다.
단말들은 수신한 기준 빔들 중 이득이 가장 큰 소정 개수의 기준 빔을 선택하는데, 도 10에서 각각의 단말이 8개의 기준 빔에서 3개의 기준 빔들을 유효 빔들로 선택하는 것으로 가정하였다.
(a)를 참조하면, 단말 1은 수신한 기준 빔들 중 이득이 가장 큰 빔 2,3,4를 선택하고, (b)를 참조하면, 단말 2는 수신한 기준 빔들 중 이득이 가장 큰 빔 1,4,8을 선택한다.
각각의 단말은 이렇게 선택한 빔들을 포함한 변환 행렬 Q를 구성할 수 있으며, 각 빔들에 해당하는 복소 값들을 이용하여 성긴 신호 s를 구성할 수 있다. 즉, 선택된 유효 빔들의 복소 값들이 성긴 신호 s에서의 0 아닌 값들이 된다. 다만, 비-직교 빔에 대해서는 <수학식 3>에 의하여 해당 복소 값들이 다시 계산된다.
본 개시에 따르면, 성긴 신호 s를 구하기 위한 성긴 근사화 과정의 복잡도 또는 계산량이 감소하게 된다. 또한, 성긴 신호 근사화 시 성김도 레벨(sparsity level)을 최소화 할 수 있으므로 압축 효율이 높아지며, 피드백된 압축 채널을 통한 추정 채널의 복원 성능을 개선시킬 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따라 동작하는 기지국 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
기지국 장치(1100)는 송수신부(1101), 제어부(1103), 빔 생성부(1105)를 포함한다.
빔생성부(1105)는 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 생성하고, 송수신부(1101)를 통하여 단말로 송신한다. 상기 기준 빔은 셀-특정 기준 빔이거나 또는 단말-특정 기준 빔이다.
제어부(1103)는 상술한 본 개시의 실시예에 의한 전반적인 동작들을 수행한다.
대표적으로, 제어부(1103)는 송수신부(1101)를 통하여 단말로부터 유효 빔 정보 또는 채널 정보를 수신한다. 유효 빔 정보를 수신하였다면, 이를 이용하여 채널을 추정하고 이를 이용하여 스케줄링 등을 수행한다. 채널 정보를 수신하였다면 채널 정보를 이용하여 스케줄링을 바로 수행할 수 있다. 다만, 수신한 채널 정보가 압축된 채널 정보라면 상술한 것처럼 변환 행렬, 압축 행렬을 이용하여 단말이 추정한 채널 정보를 복원한다.
또한, 제어부(1103)는, 도 2에서 설명된 것처럼 기지국이 채널 추정을 하는 것으로 설정되었다면, 단말로부터 유효 빔 정보를 수신하고, 이를 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 다만, 이러한 채널 추정은 별도의 구성 요소인 채널 추정부(미도시됨)에서 수행될 수도 있다.
상기 동작들 이외에도 앞서 상술한 기지국과 관련된 동작들이 제어부(1103)에서 수행되며, 이에 대한 내용은 전술된 바와 같다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따라 동작하는 단말 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
단말 장치(1200)는 송수신부(1201), 제어부(1203), 채널 추정부(1205)를 포함한다.
제어부(1203)는 송수신부(1201)를 통하여 기지국이 송신한 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하고, 이로부터 유효 빔을 선택한다.
단말이 채널 추정을 하는 경우라면, 채널 추정부(1205)는 상기 유효 빔 정보에 기초하여 채널을 추정한다. 이렇게 유효 빔 정보에 기초하여 추정된 채널을 "성긴 채널"이라고 칭할 수 있음을 앞서 설명된 바와 같다. 채널 추정부(1205)는 추정된 채널에 기초한 채널 정보를 생성하고 이를 송수신부(1201)를 통하여 기지국으로 송신한다. 한편, 채널 주정부(1205)에서 생성하는 채널 정보는 앞서 <수학식 4> 내지 <수학식 7>의 예에서 설명된 "압축된 센싱 기반의 피드백 신호 압축" 방식에 의하여 생성된 것일 수 있다.
한편, 기지국이 채널 추정을 하는 경우라면, 제어부(1203)는 송수신부(1201)를 통하여 상기 선택된 유효 빔에 대한 유효 빔 정보를 기지국으로 송신하고, 기지국은 상기 유효 빔 정보를 이용하여 기지국과 단말 간의 채널을 추정한다.
또한, 단말 장치(1200)는 상술한 바와 같은 본 개시의 주요 동작들뿐 아니라, 도 10 이전에 설명되었던 단말과 관련된 전반적인 동작을 수행한다. 다만, 그에 대한 상세한 설명은 중복되기 때문에 생략하기로 한다. 지금까지 설명된 본 개시의 실시예들의 특정 측면들은 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시를 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시가 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 개시의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 개시는 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시는 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 콘텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 콘텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 송신하는 제어부를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 채널을 추정하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 수신하는 과정과,
    상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 유효 빔에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 추정된 채널에 대한 채널 정보를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 빔 집합이, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들이 상호 직교하는 직교 기준 빔 집합일 경우, 상기 유효 빔을 선택하는 과정은,
    상기 기준 빔들 중 수신 신호 값이 소정 기준 값 이상인 기준 빔들을 상기 유효 빔으로 선택함을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 빔 집합이, 상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들이 상호 직교하지 않는 비직교 기준 빔 집합일 경우, 상기 유효 빔을 선택하는 과정은,
    상기 기준 빔들 중 수신 신호 값이 가장 큰 제1 기준 빔을 유효 빔으로 선택하는 과정과,
    상기 제1 기준 빔을 기준으로 나머지 기준 빔들을 직교화하는 과정과,
    상기 직교화된 나머지 기준 빔들의 신호 값들 중 가장 큰 값을 갖는 제2 기준 빔을 유효 빔으로 선택하는 과정과,
    상기 제1 기준 빔과 상기 제2 기준 빔을 제외한 기준 빔들에 대하여, 상기 제2 기준 빔을 유효 빔으로 선택한 방식과 동일한 방식을 반복하여 소정 개수의 유효 빔을 선택하는 과정을 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기준 빔 집합은,
    상기 기지국의 커버리지 내의 단말들에게 공통적으로 송신되는 셀-특정 기준 빔 집합임을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 셀-특정 기준 빔 집합은,
    동일한 주파수 자원 상의 복수 개의 시간 구간들에서 반복 송신되거나, 또는 동일한 시간 구간 상의 복수 개의 주파수 자원들에서 반복 송신되며,
    상기 복수 개의 시간 구간들 또는 복수 개의 주파수 자원들에서 반복 송신되는 셀-특정 기준 빔 집합들은 모두 동일함을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 셀-특정 기준 빔 집합은,
    동일한 주파수 자원 상의 복수 개의 시간 구간들 반복 송신되거나, 또는 동일한 시간 구간 상의 복수 개의 주파수 자원들에서 반복 송신되며,
    상기 복수 개의 시간 구간들 또는 복수 개의 주파수 자원들에서 반복 송신되는 셀-특정 기준 빔 집합들 중 적어도 두 개는 서로 다름을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기준 빔 집합은,
    상기 기지국이 이미 알고 있는 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널 정보에 기초하여, 상기 단말만을 위하여 생성한 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 단말-특정 기준 빔 집합임을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로 송신된 상기 채널 정보에 기초하여, 상기 단말만을 위하여 상기 기지국에서 생성된 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 단말-특정 기준 빔 집합을 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말-특정 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 적어도 하나의 유효 빔을 선택하는 과정과,
    상기 단말-특정 기준 빔 집합에서 선택된 유효 빔에 기초하여 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 단말-특정 기준 빔 집합에서 선택된 유효 빔에 기초하여 추정된 채널에 대한 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 단말-특정 기준 빔 집합을 상기 기지국으로부터 수신하는 과정은,
    상기 단말의 상기 단말-특정 기준 빔 집합의 송신 요청에 대한 응답으로 수신하거나, 또는 상기 단말의 요청 없이 수신함을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 기지국에서 생성된 단말-특정 기준 빔 집합은,
    상기 채널 정보에 의한 채널 공간과 직교한 공간 또는 인접한 공간에서 생성됨을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 기준 빔 집합을 수신하는 과정 이전에,
    상기 기지국으로부터 상기 기준 빔 집합을 이용한 피드백 모드로 동작할 것을 지시하는 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기준 빔 집합을 수신하는 과정 이전에,
    상기 단말이 상기 기준 빔 집합을 이용한 피드백 모드로 동작할 것임을 알리는 시그널링 정보를 송신하는 과정과,
    상기 시그널링 정보에 대한 응답을 수신하는 과정을 더 포함하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 채널 정보를 생성하는 과정은,
    상기 추정된 채널의 채널 행렬과, 상기 기준 빔 집합을 이용하여 생성한 변환 행렬과, 소정의 압축 행렬을 곱하여 압축된 채널 정보를 생성함을 특징으로 하는 단말이 채널을 추정하는 방법.
  15. 복수 개의 안테나 소자를 이용하여 빔 포밍을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 채널 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 복수 개의 기준 빔들을 포함하는 기준 빔 집합을 단말로 송신하는 과정과,
    상기 기준 빔 집합에 포함된 복수 개의 기준 빔들로부터 선택된 적어도 하나의 유효 빔에 기초하여, 상기 단말이 추정한 상기 기지국과 상기 단말 간의 채널에 대한 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 포함하는 기지국이 채널 정보를 수신하는 방법.
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