WO2016137061A1 - 무선 통신 시스템에서 csi 정보를 피드백하는 방법 및 그 장치 - Google Patents
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- H04B7/0486—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking channel rank into account
Definitions
- the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for feeding back CSI information in a wireless communication system to which 3D beamforming is applied.
- An object of the present disclosure is to provide a method for feeding back CSI information based on a vertical domain and a horizontal domain when 3D beamforming is applied in a wireless communication system.
- a reception module for receiving information from an external device and a transmission module for transmitting information to an external device
- a processor controlling the receiving module and the transmitting module.
- the processor receives a reference signal from a base station using a receiving module, and uses the transmitting module to generate first CSI information for a horizontal domain and a second for a vertical domain based on the 3D beamforming.
- CSI information may be fed back.
- the precoding indicator may be configured with 1 bit.
- CSI information may include vertical (V) -PMI and horizontal (H) -PMI.
- V-PMI and H-PMI may be configured based on a dual structure codebook.
- the WB first V-PMI (WB W1-V) and the WB first H-PMI (WB W1-H) are the first subframe. Is fed back, the WB second H-PMI (WB W2-H) and the WB second V-PMI (WB W2-V) may be sequentially fed back in the second subframe and the third subframe, respectively.
- the feedback periods of the precoding indicator, WB W1-V, WB W1-H, WB W2-V, and WB W2-H may be set differently.
- SB PMI feedback for V-PMI and H-PMI may be omitted.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
- 21 is a diagram illustrating a method of feeding back CSI information according to one embodiment of the present specification.
- 25 is a diagram illustrating a WB CSI feedback method in 3D beamforming.
- the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
- Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
- the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
- DCI downlink control information
- the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
- Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
- a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C", that is, a transmission format. It is assumed that information about data transmitted using information (eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.) is transmitted through a specific subframe.
- RTI Radio Network Temporary Identity
- the physical meaning of the rank of the channel matrix is the maximum number that can send different information in a given channel. Therefore, the rank of the channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so the rank of the matrix is greater than the number of rows or columns. It becomes impossible.
- the rank (H) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below.
- CoMP JT since several base stations cooperatively transmit the same data to a specific terminal, it may theoretically be regarded as a MIMO system in which antennas are geographically dispersed. That is, in the case of MU-MIMO in JT, like the single cell-MU-MIMO, high accuracy channel state information is required in order to avoid interference between co-scheduled terminals. In the case of CoMP CB, sophisticated channel state information is also required to avoid interference caused by neighboring cells to the serving cell. In general, to increase the accuracy of the channel state information feedback, additional channel state information feedback of the terminal is required, which is transmitted to the base station through the PUCCH or the PUSCH.
- QCL Quadrati Co-Location
- the UE estimates from its CRS antenna port when the channel is estimated through the corresponding DM-RS antenna port.
- DM-RS-based downlink data channel reception performance can be improved by applying the large-scale properties of the wireless channel.
- the downlink MIMO system is represented by the following equation. Can be modeled as shown in 11.
- the LTE technology standard perspective can support the meshed MIMO system by substantially reusing a pilot, MIMO precoding scheme and / or feedback scheme that supports up to eight transmit antennas.
- the MIMO precoding scheme can be largely classified into a closed loop precoding scheme and an open loop precoding scheme.
- the closed-loop precoding scheme considers channels between transceivers when configuring a MIMO precoder, so that additional overhead such as a feedback signal transmission and a pilot signal transmission is required for the transmitter to estimate the MIMO channel.
- the performance is superior to the open loop precoding method. Therefore, the closed loop precoding scheme is mainly used in a static environment (for example, a low doppler spread and a low delay spread) in which a channel change between the transmitter and the receiver is not large because the estimation accuracy of the channel is required.
- the open loop precoding scheme since the open loop precoding scheme has no correlation between the channel change in the transmission and reception period and the MIMO precoding scheme, the open loop precoding scheme performs better than the closed loop scheme in a large channel change environment between the transmitter and the receiver.
- the random precoding scheme which is a precoding scheme randomly determined by the base station, refers to a scheme in which the base station arbitrarily determines and applies a precoding scheme to be applied to the uncontrolled space. Therefore, unlike the default precoding scheme or the reference precoding scheme, the UE does not know a precoder to be applied to the uncontrolled space.
- the base station may transmit a randomly changing beam in a specific time resource unit (eg, OFDM symbol) and / or frequency resource unit (eg, subcarrier) for uncontrolled space.
- the dual-structure codebook of the 8Tx PMI described above is designed as a product of two precoding matrices W1 and W2, and W1 may be designed to reflect a uniform linear array (ULA) characteristic and W2 may be a cross polarization characteristic.
- W1 may be designed to reflect a uniform linear array (ULA) characteristic
- W2 may be a cross polarization characteristic.
- 21 is a diagram illustrating a method of feeding back CSI information according to one embodiment of the present specification.
- the precoding indicator may be information indicated through another field. That is, the precoding indicator may be an indicator or a field that may indicate a method of feeding back CSI information for the horizontal domain and the vertical domain in the 3D beamforming environment, and is not limited to the PTI.
- the precoding indicator may consist of 1 bit. That is, the precoding indicator may have a value of zero or one.
- the precoding indicator may be 2 bits. That is, the precoding indicator may have values of 0, 1, 2, and 3, which will be described later.
- the precoding indicator may include information based on more bits as multi-bits, and is not limited to the above-described embodiment.
- the wideband (WB) CSI may be CSI information for a wide frequency band.
- the subband (SB) CSI may be CSI information for a small frequency band. For example, the terminal may feed back only the CSI information of the preferred subband to the base station.
- the UE may feedback by including information on the RI and the precoding indicator in the first subframe 2310.
- the UE may feed back WB W1-H and WB W1-V in the second subframe 2320. That is, the terminal may feed back W1 as one subframe as PMI for the horizontal domain and the vertical domain.
- the UE may feedback the WB W2-H and the WB W2-V, respectively, in the third subframe 2330 and the fourth subframe 2340.
- WB W2-H is included in the third subframe 2330
- WB W2-V may be included in the fourth subframe 2340.
- the UE may represent the WB CQI-3D transmitted in the fourth subframe 2340 as a differential form of the CQI value transmitted in the third subframe 2330 as shown in Equation 21 below.
- the terminal feeds back only the difference value to the base station, thereby reducing the feedback overhead.
- the feedback period of each WB CSI feedback (RI / PTI, WB W1-H, WB W1-V, WB W2-V, WB W2-H) may be set differently.
- the RI feedback period and offset value and the CQI / PMI feedback period and offset value may be set to the UE through an upper layer message.
- the entire WB CSI feedback period may increase in time than five subframes, and is not limited to the above-described embodiment.
Abstract
본 출원에서는 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말이 CSI 정보를 피드백하는 방법을 제공한다. 이때, 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계, 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 방법 및 그 장치에 대한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적을 가지고 있다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 3D 빔포밍이 적용되는 경우, 수직 방향 도메인 및 수평 방향 도메인에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 제공하는데 목적을 가지고 있다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 3D 빔포밍이 적용되는 경우, CSI 정보는 인디케이터가 지시하는 정보에 기초하여 피드백되는 방법을 제공하는데 목적을 가지고 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따라, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말이 CSI 정보를 피드백하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 파일럿 신호(Reference Signal)를 수신하는 단계, 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 단말 장치에 있어서, 외부 디바이스로부터 인포메이션을 수신하는 수신 모듈, 외부 디바이스로 인포메이션을 송신하는 송신 모듈 및 수신 모듈 및 송신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 수신 모듈을 이용하여 기지국으로부터 파일럿 신호(Reference Signal)를 수신하고, 송신 모듈을 이용하여 상기 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.
또한, 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 방법 및 단말 장치에 대해서 다음 사항들은 공통으로 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따라, WB 제 1 CSI 정보 및 WB 제 2 CSI 정보는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보보다 시간적으로 먼저 피드백될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터는 1 비트로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함될 수 있다. 이때, V-PMI 및 H-PMI는 이중 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, WB 제 1 V-PMI(WB W1-V) 및 WB 제 1 H-PMI(WB W1-H)가 제 1 서브프레임에서 피드백되고, WB 제 2 H-PMI(WB W2-H) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)는 각각 제 2 서브프레임 및 제 3 서브 프레임에서 순차적으로 피드백될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 제 1 서브 프레임, 제 2 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임은 시간적으로 연속적인 프레임일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터, WB W1-V, WB W1-H, WB W2-V 및 WB W2-H의 피드백 주기는 각각 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, WB 제 1 H-PMI(WB W1-H) 및 WB 제 1 V-PMI(WB W1-V)는 각각 제 1 서브프레임 및 제 2 서브프레임에서 순차적으로 피드백되고, WB 제 2 H-PMI(WB W2-H) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)는 각각 제 3 서브프레임 및 제 4 서브 프레임에서 각각의 서브프레임에 해당하는 CQI와 함께 피드백될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 수평 방향 도메인에 대한 상기 SB 제 1 CSI 정보들을 제 1 파트에서 피드백하고, 수직 방향 도메인에 대한 SB 제 2 CSI 정보들을 제 2 파트에서 피드백할 수 있다. 이때, 제 1 파트 및 제 2 파트는 시간적으로 구분되는 파트일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 각각의 밴드위드 파트(bandwidth part)별로 CSI 정보를 순차적으로 피드백할 수 있다. 이때, 밴드위드 파트는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보를 각각 포함하는 두 개의 서브 프레임으로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함될 수 있다. 이때, V-PMI 및 H-PMI 중 적어도 하나 이상은 단일 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, V-PMI 및 H-PMI 중 어느 하나가 상기 단일 구조 코드북 기반으로 구성되면 단일 구조 코드북 기반으로 구성된 PMI에 대한 SB PMI 피드백은 생략될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, V-PMI 및 H-PMI 모두 단일 구조 코드북 기반으로 구성되면 V-PMI 및 H-PMI에 대한 SB PMI 피드백은 생략될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 프리코딩 인디케이터가 2비트로 구성된 경우, 프리코딩 인디케이터의 제 1 값은 WB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-H 값 및 WB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-V 값을 포함하고, 프리코딩 인디케이터의 상기 제 2 값은 SB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-H 값 및 SB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-V 값을 포함할 수 있다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 3D 빔포밍이 적용되는 경우, 수직 방향 도메인 및 수평 방향 도메인에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 제공할 수 있다.
본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 3D 빔포밍이 적용되는 경우, CSI 정보는 인디케이터가 지시하는 정보에 기초하여 피드백되는 방법을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 8 및 도 9는 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 하향링크 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다이다.
도 10은 현재 3GPP 표준문서에서 정의하고 있는 하향링크 DM-RS 할당 예를 도시한 도면이다.
도 11은 현재 3GPP 표준문서에서 정의된 하향링크 CSI-RS 설정 중 일반 CP인 경우의 CSI-RS 설정 #0을 예시한 도면이다.
도 12는 안테나 틸팅 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 기존 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템을 비교하는 도면이다.
도 14는 능동 안테나 시스템에 기반하여, 단말 특정 빔을 형성한 예를 도시한 도면이다.
도 15는 능동 안테나 시스템 기반의 2 차원 빔 전송 시나리오를 도시한 도면이다.
도 16은 균일 선형 어레이에서 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한 도면이다.
도 17은 평판 어레이(square array)에서 열(column) 기반 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한 도면이다.
도 18은 평판 어레이(square array)에서 행(row) 기반 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한 도면이다.
도 19는 3D 빔포밍에서 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 20은 3D 빔포밍에서 디맨션(dimension)에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 명세서의 일 실시예에 따라 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 22는 Wideband(WB) CSI 피드백 및 Subband(SB) CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 24는 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 25는 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 26는 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 27은 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
도 28은 2비트 인디케이터에 기초하여 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 29는 2비트 인디케이터에 기초하여 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 30는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 31는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 32는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 33는 본 명세서의 일 실시예에 따른 순서도를 도시한 도면이다.
도 34는 본 명세서의 일 실시예에 따라 단말 장치의 블록도를 도시한 도면이다.
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이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
[수학식 1]
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
한편, 각각의 전송 정보 
에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[수학식 3]
또한, 
를 전송 전력의 대각행렬 P를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터 
에 가중치 행렬 W가 적용되어 실제 전송되는 
개의 송신 신호(transmitted signal) 
가 구성되는 경우를 고려해보자.여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호 
는 벡터 X를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 
는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.
[수학식 5]
일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
[수학식 6]
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.
한편, 차세대 이동통신 시스템의 표준인 LTE-A 시스템에서는 데이터 전송률 향상을 위해 기존 표준에서는 지원되지 않았던 CoMP(Coordinated Multi Point) 전송 방식을 지원할 것으로 예상된다. 여기서, CoMP 전송 방식은 음영 지역에 있는 단말 및 기지국(셀 또는 섹터) 간의 통신성능을 향상시키기 위해 2개 이상의 기지국 혹은 셀이 서로 협력하여 단말과 통신하기 위한 전송 방식을 말한다.
CoMP 전송 방식은 데이터 공유를 통한 협력적 MIMO 형태의 조인트 프로세싱(CoMP-Joint Processing, CoMP-JP) 및 협력 스케줄링/빔포밍(CoMP-Coordinated Scheduling/beamforming, CoMP-CS/CB) 방식으로 구분할 수 있다.
하향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 단말은 CoMP전송 방식을 수행하는 각 기지국으로부터 데이터를 순간적으로 동시에 수신할 수 있으며, 각 기지국으로부터의 수신한 신호를 결합하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다 (Joint Transmission; JT). 또한, CoMP전송 방식을 수행하는 기지국들 중 하나가 특정 시점에 상기 단말로 데이터를 전송하는 방법도 고려할 수 있다 (DPS; Dynamic Point Selection).
이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 단말은 빔포밍을 통해 데이터를 순간적으로 하나의 기지국, 즉 서빙 기지국을 통해서 수신할 수 있다.
상향링크의 경우 조인트 프로세싱(CoMP-JP) 방식에서, 각 기지국은 단말로부터 PUSCH 신호를 동시에 수신할 수 있다 (Joint Reception; JR). 이와 달리, 협력 스케줄링/빔포밍 방식(CoMP-CS/CB)에서, 하나의 기지국만이 PUSCH를 수신하는데 이때 협력 스케줄링/빔포밍 방식을 사용하기로 하는 결정은 협력 셀(혹은 기지국)들에 의해 결정된다.
이하에서는, 채널 상태 정보 (channel state information; CSI) 피드백에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 정보 없이 운용되는 개루프(open-loop) MIMO와 채널 정보에 기반하여 운용되는 폐루프(closed-loop) MIMO 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIMO 에서는 MIMO 안테나의 다중화 이득(multiplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해, 단말에게 참조 신호를 전송하고, 이에 기반하여 측정한 채널 상태 정보를 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)를 통하여 피드백 하도록 명령한다.
CSI는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), CQI(Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI는 상술한 바와 같이 채널의 랭크 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수-시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한, RI는 채널의 롱텀 페이딩(long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
두 번째로, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로, CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (multi-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에, CSI의 정확성 여부는 CSI를 피드백한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU-MIMO에서는 SU-MIMO에 비하여 보다 정확한 CSI 피드백이 요구된다.
이에, LTE-A표준에서는 최종 PMI를 롱텀(long term) 및/또는 광대역(wideband) PMI인 W1와 숏텀(short term) 및/또는 서브밴드(sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환(hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 8과 같이 채널의 롱텀 공분산 행렬(long-term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
[수학식 8]
위 수학식 1에서 W2는 숏텀 PMI로서, 숏텀 채널 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고, W은 최종 코드북의 코드워드이며, norm(A)은 행렬 A의 각 열의 노름(norm)이 1로 정규화(normalization)된 행렬을 의미한다.
기존 W1과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[수학식 9]
수학식 9에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나(cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어, 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채널의 상관관계(correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹(horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹(vertical antenna group)으로 구분 할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA(uniform linear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 공존(co-located)한다.
따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계 은 동일한 선형 위상 증가(linear phase increment) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다. 결국, 코드북은 채널을 양자화(quantization)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다.
수학식 9에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나(cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어, 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채널의 상관관계(correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹(horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹(vertical antenna group)으로 구분 할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA(uniform linear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 공존(co-located)한다.
따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계 은 동일한 선형 위상 증가(linear phase increment) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다. 결국, 코드북은 채널을 양자화(quantization)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할 수 있다.
[수학식 10]
위 수학식 10에서 코드워드는 송신 안테나의 개수 
X 1 의 벡터로 표현되고, 상위 벡터 
와 하위 벡터 
로 구조화 되어있으며, 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. 
는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 벡터로 표현하는 것이 유리하며, 대표적인 예로 DFT 행렬을 이용할 수 있다.
LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (multi-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에, CSI의 정확성 여부는 CSI를 피드백한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU-MIMO에서는 SU-MIMO에 비하여 보다 정확한 CSI 피드백이 요구된다.
또한, CoMP JT의 경우 여러 기지국이 특정 단말에게 동일한 데이터를 협력 전송하므로 이론적으로 안테나가 지리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주 할 수 있다. 즉, JT에서 MU-MIMO를 하는 경우도 단일 셀-MU-MIMO와 마찬가지로 협력 스케줄링되는 단말들 간 간섭을 피하기 위해 높은 정확성의 채널 상태 정보가 요구 된다. CoMP CB의 경우에도 역시 인접 셀이 서빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채널 상태 정보가 요구된다. 일반적으로 채널 상태 정보 피드백의 정확도를 높이기 위해서는 단말의 추가적인 채널 상태 정보 피드백이 필요하고 이는 PUCCH 또는 PUSCH를 통해 기지국으로 전송된다.
이하에서는, 참조 신호에 관하여 보다 상세히 설명한다.
일반적으로 채널 측정을 위하여 데이터와 함께 송신측과 수신측 모두가 이미 알고 있는 참조 신호가 송신측에서 수신측으로 전송된다. 이러한 참조 신호는 채널 측정뿐만 아니라 변조 기법을 알려주어 복조 과정이 수행되도록 하는 역할을 수행한다. 참조 신호는 기지국과 특정 단말을 위한 전용 참조 신호(dedicated RS; DRS), 즉 단말 특정 참조 신호와 셀 내 모든 단말을 위한 셀 특정 참조 신호인 공통 참조 신호(common RS 또는 Cell specific RS; CRS)로 구분된다. 또한, 셀 특정 참조 신호는 단말에서 CQI/PMI/RI 를 측정하여 기지국으로 피드백하기 위한 참조 신호를 포함하며, 이를 CSI-RS(Channel State Information-RS)라고 지칭한다.
도 8 및 도 9는 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다. 특히 도 8은 일반(normal) 순환 전치(Cyclic Prefix)인 경우를 도시하며, 도 9는 확장(extended) 순환 전치인 경우를 도시한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 격자에 기재된 0 내지 3은 안테나 포트 0 내지 3 각각에 대응하여 채널 측정과 데이터 복조를 위하여 송신되는 셀 특정 참조 신호인 CRS(Common Reference Signal)를 의미하며, 상기 셀 특정 참조 신호인 CRS는 데이터 정보 영역뿐만 아니라 제어 정보 영역 전반에 걸쳐 단말로 전송될 수 있다.
또한, 격자에 기재된 ‘D’는 단말 특정 RS인 하향링크 DM-RS(Demodulation-RS)를 의미하고, DM-RS는 데이터 영역 즉, PDSCH를 통하여 단일 안테나 포트 전송을 지원한다. 단말은 상위 계층을 통하여 상기 단말 특정 RS인 DM-RS의 존재 여부를 시그널링 받는다. 도 8 및 도 9는 안테나 포트 5에 대응하는 DM-RS를 예시하며, 3GPP 표준문서 36.211에서는 안테나 포트 7 내지 14, 즉 총 8개의 안테나 포트에 대한 DM-RS 역시 정의하고 있다.
도 10은 현재 3GPP 표준문서에서 정의하고 있는 하향링크 DM-RS 할당 예를 도시한다.
도 10을 참조하면, DM-RS 그룹 1에는 안테나 포트 {7, 8, 11, 13}에 해당하는 DM-RS가 안테나 포트 별 시퀀스를 이용하여 맵핑되며, DM-RS 그룹 2에는 안테나 포트 {9, 10, 12, 14}에 해당하는 DM-RS가 마찬가지로 안테나 포트 별 시퀀스를 이용하여 맵핑된다.
한편, 상술한 CSI-RS 는 CRS와 별도로 PDSCH에 대한 채널 측정을 목적으로 제안되었으며, CRS와 달리 CSI-RS는 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭(inter-cell interference; ICI)를 줄이기 위하여 최대 32가지의 서로 다른 자원 설정(configuration)으로 정의될 수 있다.
CSI-RS (자원) 설정은 안테나 포트 개수에 따라 서로 다르며, 인접 셀 간에는 최대한 다른 (자원) 설정으로 정의되는 CSI-RS가 송신되도록 구성된다. CSI-RS는 CRS와 달리 최대 8개의 안테나 포트까지 지원하며, 3GPP 표준문서에서는 안테나 포트 15 내지 22까지 총 8개의 안테나 포트를 CSI-RS를 위한 안테나 포트로 할당한다. 아래 표 1 및 표 2는 3GPP 표준문서에서 정의하고 있는 CSI-RS 설정을 나타내며, 특히, 표 1은 일반(Normal CP)인 경우를, 표 2는 일반(Extended CP)인 경우를 나타낸다.
[표 1]
[ 표 2]
표 1 및 표 2에서,
는 RE 인덱스를 나타내며, k'는 부반송파 인덱스를, l'는 OFDM 심볼 인덱스를 나타낸다. 도 11은 현재 3GPP 표준문서에서 정의된 CSI-RS 설정 중 일반 CP인 경우의 CSI-RS 설정 #0을 예시한다. 또한, CSI-RS 서브프레임 설정이 정의될 수 있으며, 이는 서브프레임 단위로 표현되는 주기(
)와 서브프레임 오프셋(
)으로 구성된다. 아래 표 3은, 3GPP 표준문서에서 정의하고 있는 CSI-RS 서브프레임 설정을 나타낸다.
[표 3]
현재 ZP(zero-power) CSI-RS에 관한 정보는 아래 표 4와 같은 형태로 RRC 계층 신호를 통하여 CSI-RS-Config-r10 메시지에 포함되어 전송된다. 특히, ZP CSI-RS 자원 설정은 zeroTxPowerSubframeConfig-r10와 16 비트 사이즈의 비트맵인 zeroTxPowerResourceConfigList-r10로 구성된다. 이 중, zeroTxPowerSubframeConfig-r10는 표 3에 해당하는 
값을 통해 해당 ZP CSI-RS가 전송되는 주기 및 서브프레임 오프셋을 알려준다. 또한, zeroTxPowerResourceConfigList-r10은 ZP CSI-RS 설정을 알려주는 정보로서, 상기 비트맵의 각각의 요소는 상기 표 1 또는 상기 표 2에서 CSI-RS를 위한 안테나 포트가 4개인 열(Column)에 포함된 설정들을 지시한다. 즉, 현재 3GPP 표준문서에 따르면 ZP CSI-RS는 CSI-RS를 위한 안테나 포트가 4개인 경우만으로 정의된다.
[ 표 4]
참고로, 현재 3GPP 표준문서에 따르면 CQI 인덱스와 이에 대응하는 변조 차수, 코딩 레이트 등은 아래 표 5와 같다.
[표 5]
한편, 간섭 측정을 통한 CQI 계산을 위한 동작은 아래와 같다.
단말은 CQI 계산 시 필요한 인자로서 SINR을 산출할 필요가 있고, 이 경우 Desired 신호의 수신 전력 측정(S-measure)을 NZP CSI-RS 등의 RS를 이용하여 수행할 수 있으며, 간섭 전력 측정(I-measure 혹은 IM(Interference measurement))을 위해 상기 수신한 신호에서 Desired 신호를 제거한 간섭 신호의 전력을 측정한다.
CSI 측정을 위한 서브프레임 세트들 
및 
가 상위 계층 시그널링으로 설정될 수 있으며, 각각의 서브프레임 세트들에 대응하는 서브프레임은 서로 중첩되지 않고 하나의 세트에만 포함된다. 이와 같은 경우, UE는 S-measure의 경우 특별한 서브프레임 제약 없이 CSI-RS 등의 RS를 통해 수행할 수 있으나, I-measure의 경우 
및 
별로 I-measure를 개별적으로 수행하여 및 각각에 대한 두 가지 상이한 CQI계산을 수행하여야 한다.
이하, 안테나 포트 간 QCL (Quasi Co-Location)에 관하여 설명한다.
안테나 포트 간 QCL되어 있다는 것은, 단말이 하나의 안테나 포트로부터 수신하는 신호(혹은 해당 안테나 포트에 대응하는 무선 채널)의 광범위 특성들(large-scale properties)이 다른 하나의 안테나 포트로부터 수신하는 신호(혹은 해당 안테나 포트에 대응하는 무선 채널)의 광범위 특성들과 모두 또는 일부가 동일하다고 가정할 수 있다는 것을 의미한다. 여기서, 상기 광범위 특성들은 주파수 오프셋과 관련된 도플러 확산 (Doppler spread), 도플러 시프트 (Doppler shift), 타이밍 오프셋과 관련된 평균 지연 (average delay), 지연 확산 (delay spread) 등을 포함하고, 나아가 평균 이득(average gain) 또한 포함할 수 있다.
위 정의에 의하면, 단말은 QCL되지 않은 안테나 포트, 즉 NQCL(Non Quasi co-Located)된 안테나 포트들 간에는 광범위 특성들이 동일하다고 가정할 수 없다. 이 경우 단말은 안테나 포트 별로 주파수 오프셋 및 타이밍 오프셋 등을 획득하기 위한 트랙킹(tracking) 절차를 독립적으로 수행하여야 한다.
반면에, QCL되어 있는 안테나 포트들 간에는 단말이 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
1) 단말이 특정 안테나 포트에 대응하는 무선 채널에 대한 전력-지연 프로파일(power-delay profile), 지연 확산 및 도플러 스펙트럼 (Doppler spectrum)와 도플러 확산 추정 결과를, 다른 안테나 포트에 대응하는 무선 채널에 대한 채널 추정 시 사용되는 위너 필터(Wiener filter) 파라미터 등에 동일하게 적용할 수 있다.
2) 또한, 단말은 상기 특정 안테나 포트에 대한 시간 동기 및 주파수 동기를 획득한 후, 동일한 동기를 다른 안테나 포트에 대하여도 적용할 수 있다.
3) 마지막으로, 평균 이득에 관하여도 단말은 QCL되어 있는 안테나 포트들 각각에 대한 RSRP (Reference Signal Received Power) 측정값을 평균치로 계산할 수 있다.
예를 들어, 단말이 PDCCH (혹은 E-PDCCH)를 통해 DM-RS 기반 하향링크 데이터 채널 스케줄링 정보, 예를 들어, DCI 포맷 2C을 수신하면, 단말은 상기 스케줄링 정보에서 지시하는 DM-RS 시퀀스를 통하여 PDSCH에 대한 채널 추정을 수행한 후, 데이터 복조를 수행하는 경우로 가정한다.
이와 같은 경우, 단말이 하향링크 데이터 채널 복조를 위한 DM-RS 안테나 포트가 서빙 셀의 CRS 안테나 포트와 QCL되어 있다면, 단말은 해당 DM-RS 안테나 포트를 통한 채널 추정 시 자신의 CRS 안테나 포트로부터 추정했던 무선 채널의 광범위 특성들(large-scale properties)을 그대로 적용하여 DM-RS 기반 하향링크 데이터 채널 수신 성능을 향상시킬 수가 있다.
마찬가지로, 단말이 하향링크 데이터 채널 복조를 위한 DM-RS 안테나 포트가 서빙 셀의 CSI-RS 안테나 포트와 QCL되어 있다면, 단말은 해당 DM-RS 안테나 포트를 통한 채널 추정 시 서빙 셀의 CSI-RS 안테나 포트로부터 추정했던 무선 채널의 광범위 특성들(large-scale properties)을 그대로 적용하여 DM-RS 기반 하향링크 데이터 채널 수신 성능을 향상시킬 수가 있다.
한편, LTE 시스템에서는 CoMP 모드인 전송 모드 10으로 하향링크 신호를 송신할 시, 기지국이 상위 계층 신호를 통하여 QCL 타입 A와 QCL 타입 B 중 하나를 단말에게 설정하도록 정의하고 있다.
여기서, QCL 타입 A는 CRS, DM-RS 및 CSI-RS의 안테나 포트가 평균 이득을 제외한 나머지 광범위 특성들이 QCL되어 있다고 가정하는 것으로, 동일 노드(point)에서 물리 채널 및 신호들이 전송되고 있음을 의미한다. 반면에, QCL 타입 B는 DPS, JT등의 CoMP전송이 가능하도록 단말당 최대 4개까지의 QCL 모드를 상위 계층 메시지를 통해 설정하고, 이 중 어떤 QCL 모드로 하향링크 신호를 수신해야하는지 동적으로 DCI (downlink control information)를 통해 설정하도록 정의되어 있다.
QCL 타입 B가 설정된 경우의 DPS 전송에 관하여, 보다 구체적으로 설명한다.
우선, N1개의 안테나 포트들로 구성된 노드 #1는 CSI-RS 자원(resource) #1를 전송하고, N2개의 안테나 포트들로 구성된 노드 #2는 CSI-RS 자원(resource) #2를 전송하는 것으로 가정한다. 이 경우, CSI-RS 자원 #1을 QCL 모드 파라미터 세트 #1에 포함시키고, CSI-RS 자원 #2를 QCL 모드 파라미터 세트 #2에 포함시킨다. 나아가, 기지국은 노드 #1과 노드 #2의 공통 커버리지 내에 존재하는 단말에게 상위 계층 신호로 파라미터 세트 #1과 파라미터 세트 #2를 설정한다.
이후, 기지국이 해당 단말에게 노드 #1을 통해 데이터(즉, PDSCH) 전송 시 DCI를 이용하여 파라미터 세트 #1을 설정하고, 노드 #2를 통해 데이터 전송시 파라미터 세트 #2를 설정하는 방식으로 DPS를 수행할 수 있다. 단말 입장에서는 DCI를 통해 파라미터 세트 #1을 설정 받으면 CSI-RS 자원 #1과 DM-RS가 QCL되어 있다고 가정하고, 파라미터 세트 #2를 설정 받으면 CSI-RS 자원 #2과 DM-RS가 QCL되어 있다고 가정할 수 있다.
이하, 능동 안테나 시스템 (Active Antenna System; AAS) 및 3 차원 빔포밍에 관하여 설명한다.
기존 셀룰러 시스템에서 기지국은 기계적 틸팅(mechanical tilting) 혹은 전기적 틸팅(electrical tilting)을 이용하여 셀 간 간섭을 줄이고, 셀 내 단말들의 쓰루풋, 예를 들어 SINR (Signal to Interference plus Noise ratio)의 향상시키는 방안을 사용해 왔다. 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 12는 안테나 틸팅 방식을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 12의 (a)는 안테나 틸팅이 적용되지 않은 안테나 구조를 도시하고, 도 12의 (b)는 기계적 틸팅이 적용된 안테나 구조를 도시하며, 도 12의 (c)는 기계적 틸팅과 전기적 틸팅 모두 적용된 안테나 구조를 도시한다.
도 12의 (a)와 도 12의 (b)를 비교하면, 기계적 틸팅의 경우 도 12의 (b)와 같이 초기 설치 시 빔 방향이 고정되어 버리는 단점이 있다. 나아가, 전기적 틸팅의 경우 도 12의 (c)와 같이 내부 위상 천이(phase shift) 모듈을 이용하여 틸팅 각(tilting angle)을 변경할 수 있지만, 사실상 셀 고정적 틸팅으로 인하여 매우 제약적인 수직 빔포밍(수직 빔포밍)만 가능한 단점이 있다.
도 13은 기존 안테나 시스템과 능동 안테나 시스템(Active Antenna System; AAS)을 비교하는 도면이다. 특히, 도 13의 (a)는 기존 안테나 시스템을 도시하고, 도 13의 (b)는 능동 안테나 시스템을 도시한다.
도 13을 참조하면, 능동 안테나 시스템은 기존 안테나 시스템과 달리 복수의 안테나 모듈 각각이 전력 증폭기를 비롯한 RF모듈, 즉 능동(active) 소자를 포함하고 있어, 안테나 모듈 각각에 대한 전력 및 위상 조절이 가능한 특징이 있는 시스템이다.
일반적으로 고려하던 MIMO 안테나 구조는 ULA(uniform linear array)와 같이 선형적인, 즉 1 차원 어레이의 안테나를 고려하였다. 이러한 1 차원 어레이 구조에서는 빔포밍으로 생성 가능한 빔이 2 차원 평면 내에 존재하게 된다. 이는 기존 기지국의 수동 안테나 시스템(Passive Antenna System; PAS) 기반 MIMO구조에도 적용된다. PAS 기반 기지국에도 수직 안테나들 및 수평 안테나들이 존재하지만, 수직 안테나들은 하나의 RF모듈에 묶여있어 수직방향으로 빔포밍이 불가능하며, 상술한 기계적 틸팅 만이 적용 가능하다.
그러나, 기지국의 안테나 구조가 능동 안테나 시스템으로 진화하면서 수직 방향의 안테나들에도 독립적인 RF모듈이 구현되었으며, 이에 따라 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로도 빔포밍이 가능하게 되었다. 이를 엘리베이션 빔포밍(elevation beamforming)이라고 지칭한다.
엘리베이션 빔포밍에 따르면, 생성 가능한 빔들은 수직 및 수평방향으로 3차원 공간에 표현될 수 있으므로, 이를 3 차원 빔포밍이라 지칭할 수도 있다. 즉, 3 차원 빔포밍은 1 차원 어레이의 안테나 구조에서 평면형태의 2 차원 어레이의 안테나 구조로 진화하며 가능해 진 것이다. 여기서, 3 차원 빔포밍은 안테나 어레이가 꼭 평면(planar) 형상인 경우에만 가능한 것은 아니고, 링(ring) 형태의 3차원 형태의 어레이 구조에서도 3 차원 빔포밍이 가능하다. 3 차원 빔포밍의 특징은 기존 1 차원 어레이의 안테나 구조가 아닌 다양한 형태의 안테나 배치로 인해 MIMO 프로세스가 3 차원 공간 상에서 이루어 진다는 것이다.
도 14는 능동 안테나 시스템에 기반하여, 단말 특정 빔을 형성한 예를 도시한다. 도 14를 참조하면, 3 차원 빔포밍으로 인하여 단말이 기지국 좌우로 움직일 경우뿐만 아니라 전후로 움직이는 경우까지 빔포밍이 가능하므로, 단말 특정 빔 형성에 보다 높은 자유도가 제공됨을 알 수 있다.
나아가, 능동 안테나 기반의 2 차원 어레이의 안테나 구조를 이용한 전송 환경으로는 실외 기지국에서 실외 단말에게 전송하는 환경뿐만 아니라, 실외 기지국이 실내 단말에 대하여 전송하는 환경 (O2I, Outdoor to Indoor) 및 실내 기지국이 실내 단말에 전송하는 환경 (Indoor hotspot) 등을 고려할 수 있다.
도 15는 능동 안테나 시스템 기반의 2 차원 빔 전송 시나리오를 도시한다.
도 15를 참조하면, 셀 내 다양한 다수의 건물들이 존재하는 실제 셀 환경을 가정하게 될 경우, 기지국은 단말 특정 수평 빔 조향 뿐만 아니라 건물 높이에 따른 다양한 단말 높이를 고려한 수직 빔 조향 능력까지 고려해야 할 필요가 있다. 이와 같은 셀 환경을 고려할 경우, 기존 무선 채널 환경과는 많이 다른 채널 특성, 예를 들어 높이 차이에 따른 음영/경로 손실 변화, 페이딩 특성 변화 등을 반영할 필요가 있다.
다시 말해, 3 차원 빔포밍은, 기존에 선형적인 1 차원 어레이의 안테나 구조에 기반하여 수평 방향으로만 이루어지던 수평 빔포밍이 진화된 것으로, 평면 배열(planar array) 등의 다차원 어레이의 안테나 구조를 기반으로 엘리베이션 빔포밍 혹은 수직 빔포밍까지 확장 및 결합된 형태로 이루어 지는 MIMO 프로세싱 기법을 지칭한다.
이하 선형 프리코딩(linear precoding)을 이용한 MIMO 시스템에 관하여 설명한다. 협대역 시스템(Narrow band system) 혹은 광대역 시스템(Wideband system)에서 주파수 측으로 평면 페이딩(flat fading)을 겪는다고 가정할 수 있는 주파수 단위 (예를 들어, 부반송파 단위)에서 하향링크 MIMO 시스템은 다음 수학식 11과 같이 모델링 가능하다.
[수학식 11]
단말의 수신 안테나 포트의 개수가 
이고, 기지국의 송신 안테나 포트의 개수가 
이라고 가정하면, 상기 수학식 11에서 y는 단말의 
개의 수신안테나에서 받는 
x 1 의 수신 신호 벡터, H는 
X 
사이즈의 MIMO 채널 행렬, X는 
X 1 사이즈의 송신 신호, Z는 
X 1 사이즈의 수신 잡음 및 간섭 벡터이다.
위 시스템 모델은 단일 단말 전송 시나리오(single user MIMO) 뿐만 아니라 다중 단말 전송 시나리오 (multi-user MIMO)에도 적용 가능하다. 전자의 경우 
은 단일 단말의 수신 안테나 수이나, 후자의 경우 
은 다중 단말의 총 수신 안테나로 확장하여 해석할 수 있다.
위 시스템 모델은 하향링크 전송 시나리오뿐만 아니라 상향링크 전송 시나리오에도 적용 가능하다. 이 때, 
는 단말의 송신 안테나 수를 나타낼 수 있고,
은 기지국의 수신 안테나 수를 나타낼 수 있다.
선형적 MIMO 프리코더를 고려하면 MIMO 프리코더는 일반적으로 
X 
사이즈의 행렬 U로 표현 가능하다. 여기서 
는 송신 랭크 혹은 송신 레이어 수에 해당한다. 따라서 송신 신호 벡터 X는 다음 수학식 12와 같이 모델링 될 수 있다.
[수학식 12]
상기 수학식 12에서 
는 송신 신호 에너지, S는 
개의 전송 레이어에서 전송되는신 호들을 표현하는 
X 1 사이즈의 전송 신호 벡터이다. 즉, 
{
}= 
이다. 
개의 각 전송 레이어에 해당하는 
X 1 사이즈의 프리코딩 벡터를 각각 
라 하면, 
와 같이 표현할 수 있다. 이 경우, 상기 수학식 12는 아래 수학식 13과 같이 표현할 수도 있다.
[수학식 13]
상기 수학식 13에서 
는 벡터 s의 i번째 엘리먼트(element)이다. 일반적으로 서로 다른 레이어에서 전송되는 신호 간에는 비-상관(uncorrelated)되어 있고 (
), 각 신호의 평균적인 크기는 동일하다고 가정할 수 있다. 편의상 각 신호의 평균적 에너지를 1이라 하면(
), 각 레이어 프리코딩 벡터(layer precoding vector)의 에너지의 합은 아래 수학식 14와 같이 
이다.
[수학식 14]
상기 수학식 14에서 각 레이어를 통하여 신호를 동일한 전력으로 전송하고자 한다면 
이 성립함을 알 수 있다.
한편, 상술한 메시브 MIMO (Massive MIMO)와 같이 향후 다중 안테나 시스템은 진화를 거듭하며 안테나 수가 점점 증가할 가능성이 있으며, 실제 LTE 표준에서는 3D MIMO 환경을 고려하여 최대 64개의 기지국 송신 안테나를 고려하고 있다.
그러나, 안테나 수가 많아질수록 파일럿 및 피드백 오버해드가 커지고 디코딩 복잡도가 증가하는 등의 문제점이 발생할 수 있다. 기지국의 안테나 수가 많아질수록 MIMO 채널 H의 크기가 커지므로 단말이 MIMO 채널을 추정할 수 있도록 기지국이 전송하는 측정 용도의 파일럿의 개수 역시 증가해야 한다. 또한, 단말이 측정한 MIMO 채널에 관련된 명시적인 혹은 암시적인 정보를 기지국이 알 수 있도록 피드백을 보낸다고 할 때, 채널 행렬이 커짐에 따라 피드백 양도 많아질 수 밖에 없다. 특히 LTE시스템처럼 코드북 기반 PMI 피드백 전송을 수행하는 경우 PMI 코드북의 크기 역시 안테나 수 증가에 따라 기하 급수적으로 증가하여 기지국과 단말의 계산 복잡도를 증가시킨다.
이러한 환경에서 전체 송신 안테나를 구획화(partitioning)하여 서브-어레이(sub-array) 단위로 파일럿 전송을 하거나, 서브-어레이(sub-array) 단위로 피드백을 수행하도록 한다면, 시스템 복잡도 및 오버헤드를 경감시킬 수 있다. 특히 LTE기술표준관점에서 기존에 8개의 송신안테나까지 지원하는 파일럿, MIMO 프리코딩 방식 및/또는 피드백 체계를 상당부분 재사용하여 메시브 MIMO 시스템을 지원할 수 있는 장점이 있다.
이러한 관점에서 상기 MIMO 시스템 모델에서의 각 레이어 프리코딩 벡터를 임의의 개수 M개의 서브-프리코딩 벡터(sub-precoding vector)로 구획화(partitioning)하고, i번째 레이어에 대한 프리코딩 벡터에 해당하는 서브-프리코딩 벡터를 
라 표현하면, 
= 
i번째 레이어에 대한 프리코딩 벡터는 와 같이 나타낼 수 있다.
여기서 각 서브-프리코딩 벡터는 
X 
사이즈의 MIMO 채널 H를 행 방향으로 각 구획의 송신 안테나 수만큼 분리한 각 서브-채널 행렬(sub-channel matrix)를 유효 채널로 겪는다. 여기서 서브-채널 행렬로 표현한 MIMO 채널 H은 아래 수학식 15와 같다.
[수학식 15]
만일 단말이 선호하는 각 서브-프리코딩 벡터를 PMI 코드북 기반으로 결정한다면, 각 서브-프리코딩 벡터를 정규화하는 과정이 필요하다. 여기서 정규화 과정은 동일한 크기의 서브-프리코딩 벡터는 동일한 송신안테나 수에 대한 PMI 코드북에서 프리코더를 선택할 수 있도록 프리코딩 벡터 또는 벡터의 특정 원소의 값, 크기 및/또는 위상을 해당 PMI 코드북에서 선택하기 적합하도록 수행하는 모든 과정을 통칭한다.
예를 들어, PMI 코드북의 첫 번째 원소가 0 또는 1로 이루어져 있다면 각 서브-프리코딩 벡터의 위상 및 크기를 거기에 맞도록 정규화 할 수 있다. 이하에서 m번째 구획에 해당하는 서브-프리코딩 벡터 
을 
값으로 정규화하였다고 가정하고, 정규화된 서브-프리코딩 벡터 (normalized partitioned precoder; NPP)를 
라 가정한다. 따라서 코드북 기반 프리코딩을 고려할 때의 구획화 프리코딩은 다음 수학식 16과 같이 모델링 된다.
[수학식 16]
위 수학식 16에서 볼 수 있듯이 전체 프리코더 관점에서 각 
은 각각의 NPP를 연결하는 값으로 해석할 수 있다. 이하에서 이 값을 연결 계수라 지칭한다. 결국, 각 구획화된 안테나 포트들에 대한 정규화된 프리코딩 방식과 각각의 정규화된 프리코더를 연결할 수 있는 연결 계수들을 규정하면 전체 송신 안테나(포트)에 대한 프리코딩 방법을 규정할 수 있다.
i번째 레이어에 대한 M개의 연결 계수들을 모아서 벡터 형태로 
와 같이 정의할 수 있다. 이하에서 
를 ‘연결 벡터’라 한다.
연결 벡터는 M개의 값으로 구성된다고 표현할 수도 있으나, 연결 벡터의 첫 원소로 정규화한 후 나머지 M-1개의 값으로 표현되는 
을 연결 벡터로 볼 수 있다. 즉, 첫 번째 NPP기준으로 나머지 M-1개의 NPP들의 상대적인 차이값을 연결 벡터로 아래 수학식 17과 같이 정의할 수도 있다. 이는 전체 프리코딩 벡터 
관점에서 첫 번째 원소는 이미 정규화되어 있다고 가정하는 경우가 많기 때문이다.
[수학식 17]
만일 각 전송 레이어가 동일한 수의 구획화를 수행한다면 다음 수학식 18의 연결 행렬 역시 정의할 수 있다. 또한 각 구획에 대한 행렬형태의 NPP 역시 다음 수학식 19와 같이 정의할 수 있다.
[수학식 18]
[수학식 19]
사이즈가 M X 1인 연결 벡터의 각 엘리먼트를 각 구획의 크기만큼 반복한 벡터를 확장된 연결 벡터 
이라 하자. 예를 들어, i번째 레이어에 대하여 M=2 이고 첫 번째 구획의 크기는 3, 두 번째 구획의 크기는 4일 때, 
이다. 상기 확장된 연결 벡터들을 적층하여 
와 같이 확장된 연결 행렬을 정의할 수 있다.
이 경우, 전체 프리코딩 행렬은 확장된 연결 행렬과 합쳐진 NPP 행렬(
)의 Hadamard product (or Element-wise product)로 다음 수학식 20과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 20]
상기 수학식 20에서 
이고 행렬 연산자 o 는 Hadamard product 를 나타낸다.
(확장된) 연결 벡터와 (확장된) 연결 행렬을 통칭하여 링킹(linking) 프리코더라 한다. 여기서 프리코더라 명명하는 것은 전체 송신 안테나 프리코더를 결정하는 하나의 구성요소 이기 때문이다. 링킹 프리코더는 상기 수학식 20과 같이 하나로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 연결 벡터 
에 대해 임의의 구획화을 추가로 수행하여 여러 개의 서브-링킹 벡터(sub-linking vector)들을 구성할 수 있고 그에 따라 서브-링킹 프리코더가 정의될 수 있다. 이하에서는 설명 편의상 단일 링킹 프리코더를 가정하나 링킹 프리코더의 구획화 시나리오에 대해서도 배제하지 않는다.
상기 연결 계수 표현 시 동일한 구획의 서로 다른 전송 레이어에 서로 다른 연결 계수가 적용될 수 있도록 표현하였으나, 레이어 별 동일한 구획화를 적용한 경우 연결 계수는 전송 레이어에 독립적으로 설정될 수도 있다. 즉, 모든 레이어에 대해 동일한 연결 계수를 설정할 수 있다. 이 경우 연결 벡터간에는 
와 같은 관계가 성립한다. 이 경우, 링킹 프리코더는 M개 혹은 M-1개의 연결 계수들만으로 표현 가능하다.
한편, MIMO 프리코딩 방식은 크게 폐루프(closed loop) 프리코딩 방식과 개루프(open loop) 프리코딩 방식으로 구분할 수 있다. 일반적으로 폐루프 프리코딩 방식은 MIMO 프리코더 구성 시 송수신기 간의 채널을 고려하므로 송신기에서 MIMO 채널을 추정하기 위해 단말의 피드백 신호 전송, 파일럿 신호 전송과 같은 추가적인 오버헤드가 필요한 반면 채널이 정확히 추정되었을 때 개루프 프리코딩 방식에 비해 성능이 우수하다. 따라서, 폐루프 프리코딩 방식은 채널에 대한 추정 정확도가 요구되므로 송신기와 수신기 사이의 채널 변화가 크지 않은 정적인 환경(예를 들어, low Doppler spread, low delay spread가 존재하는 환경)에서 주로 사용된다. 반면, 개루프 프리코딩 방식은 송수신기간의 채널변화와 MIMO 프리코딩 방식간의 상관관계가 없으므로 송신기와 수신기 사이의 채널 변화가 큰 환경에서 폐루프 방식보다 우수한 성능을 나타낸다.
안테나 수가 매우 많은 메시브 MIMO 환경에서 폐루프 프리코딩 방식을 적용하기 위해서는, 각각의 서브 프리코더 및 링킹 프리코더의 정보가 필요하다. 여기서, 코드북 기반의 피드백이 적용되지 않는다면 링킹 프리코더 정보는 필요하지 않을 수도 있다. 구획화 방식에 따라, 각 서브 프리코더가 겪는 유효 채널 및 링킹 프리코더가 겪는 유효 채널의 특성은 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 어떠한 서브 프리코더가 겪는 MIMO 채널은 상대적으로 low Doppler spread 특성을 갖지만, 다른 서브 프리코더가 겪는 채널은 high Doppler spread 특성을 가질 수 있다. 다른 예로, 모든 서브 프리코더가 겪는 유효 채널은 유사한 Doppler 특성을 갖지만 링킹 프리코더가 겪는 유효 채널은 다른 Doppler 특성을 가질 수 있다. 이하에서는, 상기 분할 프리코딩 환경에서 각 구획화된 채널 및 링킹 채널(linking channel)의 특성에 적응적으로 MIMO 전송 기법을 최적화하는 분할 빔포밍(Fractional beamforming) 기법을 설명한다.
<분할 빔포밍>
기지국은 각 안테나 포트 구획에 대한 프리코더와 각 안테나 포트 구획들을 연결하는 링킹 프리코더 중 일부에만 폐루프 프리코딩을 수행하고, 나머지에는 다음 중 하나의 프리코딩 방식을 적용할 수 있다.
1. 시스템에서 규정한 프리코딩 방식 (이하, 디폴트(Default) 프리코딩)
2. 기지국 혹은 네트워크에서 미리 지정한 프리코딩 방식 (이하, 참조(Reference) 프리코딩)
3. 기지국이 무작위로 정한 프리코딩 방식 (이하, 랜덤(Random) 프리코딩)
이하에서는, 폐루프 프리코딩이 적용되는 구획 및/또는 연결 계수들의 집합을 제어 공간, 폐루프 프리코딩이 적용되지 않는 구획 및/또는 연결 계수들의 집합을 비제어 공간이라고 지칭한다.
상기 시스템에서 규정한 프리코딩 방식인 디폴트 프리코딩 방식은 비제어 공간에 대해 전송하는 빔을 시스템에서 규정하여 사용하는 방법을 의미한다. 디폴트 프리코딩은 임의의 개루프 프리코딩 방식을 따르도록 규정될 수 있다. 디폴트 프리코딩은 시스템 대역폭, 기지국 송신 안테나 수, 전송 레이어 수 (또는 전송 랭크), 기지국 송신 안테나 구성(
), 또는 비제어 방향의 송신 안테나 수에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또는, 상기 시스템 파라미터들에 무관하게 특정 빔으로 설정될 수 있다. 또한 디폴트 프리코딩은 전 주파수 대역과 시간에 걸쳐 고정될 수도 있고, 특정 시간 자원 단위 및/또는 주파수 자원 단위로 변화할 수도 있다.
또한, 기지국 혹은 네트워크에서 미리 지정한 프리코딩 방식인 상기 참조 프리코딩 방식은 기지국 혹은 네트워크에서 비제어 공간에 대해 적용할 프리코딩 방식을 단말에게 지정하는 방법을 의미한다. 따라서, 비제어 공간에 대한 참조 프리코딩 정보가 물리계층 혹은 상위계층 메시지로 단말에게 전달되는 특징을 갖는다. 상기 참조 프리코딩 정보는 비제어 공간에서 적용될 MIMO 프리코더를 명시적, 암시적으로 알려줄 수 있는 모든 정보를 의미한다. 예를 들어, 비제어 공간 송신안테나 수에 해당하는 PMI 코드북의 특정 인덱스 (PMI), 비제어 공간의 MIMO 프리코딩 행렬 의 각 원소의 양자화된 값, 다수의 MIMO 프리코딩 방식을 인덱싱한 후 전송에 사용될 인덱스 등이 참조 프리코딩 정보로 시그널링될 수 있다.
또한, 참조 프리코딩 역시 특정 시간 자원 단위 혹은 주파수 자원 단위로 바뀔 수도 있다. 이 경우, 참조 프리코딩의 시간/주파수 자원 별 변화 패턴을 복수 개 규정한 후, 해당 기지국 혹은 네트워크에서 사용하는 참조 프리코딩 패턴 인덱스를 참조 프리코딩 정보로 시그널링할 수 있다. 혹은 시간/주파수 자원 별 변화 패턴을 유도할 수 있는 랜덤 변수 생성기의 시드(seed) 값도 참조 프리코딩 정보로 활용될 수 있다. 혹은 다양한 프리코딩 방식(예를 들어. STBC, delay diversity 등) 중 어떤 방식을 사용할 지가 참조 프리코딩 정보로 사용될 수 있다.
나아가, 기지국이 무작위로 정한 프리코딩 방식인 랜덤 프리코딩 방식은 비제어 공간에 대해 적용될 프리코딩 방식을 기지국이 임의로 결정하여 적용하는 방식을 의미한다. 따라서 디폴트 프리코딩 방식이나 참조 프리코딩 방식과는 달리 비제어 공간에 대해 적용될 프리코더를 단말이 알지 못하는 특징이 있다. 일례로, 기지국은 비제어 공간에 대해 특정 시간 자원 단위(예를 들어, OFDM 심볼) 및/또는 주파수 자원 단위(예를 들어, 부반송파)로 무작위로 변화하는 빔을 전송할 수 있다.
분할 빔포밍 방식에서 전송 레이어 별로 독립적인 구획화(partitioning) 및 분할 빔포밍 방식이 적용될 수 있다. 또는, 모든 전송 레이어에 대해 동일한 구획화 및 분할 빔포밍 방식을 적용할 수도 있다.
또한, 분할 빔포밍 방식은 송신 안테나들 중 일부 안테나들에 대한 피드백 정보 혹은 연결 계수에 대한 피드백 정보의 신뢰성이 떨어지거나 해당 피드백이 불필요한 채널 환경인 경우에 매우 유용하다. 특히, 일부 안테나들에 대한 피드백 정보 혹은 연결 계수에 대한 피드백 정보의 신뢰성이 떨어지는 경우, 피드백 정보 오류에 의해 불필요한 패킷 수신 오류 및 재전송을 막을 수 있는 장점이 있고, 해당 피드백이 불필요한 경우 피드백 오버해드를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
<정합(Aligned) 분할 프리코딩>
만일 일부 혹은 전부의 안테나 포트 구획이 동일한 크기를 가지고 해당 구획화된 안테나 어레이가 유사한 유효 채널 특성을 갖는 경우, 해당 NPP들에 동일한 프리코딩 방법, 즉 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용할 수 있다.
도 16은 균일 선형 어레이에서 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한다.
도 16을 참조하면, 8개의 안테나로 구성된 균일 선형 어레이(uniform linear array; ULA)에서 첫 번째 구획은 1, 3, 5, 7번째 안테나로 구성되고, 두 번째 구획은 2, 4, 6, 8번째 안테나로 구성된다고 하자. 만약 각 안테나 간 간격이 좁고 주변에 scatterer가 많지 않은 경우, 첫 번째 구획과 두 번째 구획은, 링킹 프리코더 성분에 해당하는 두 구획 간의 위상차를 제외하면, 유사한 MIMO 채널을 겪을 확률이 높다. 이러한 경우 두 구획에 동일한 프리코딩 방식을 적용하도록 설정한다.
도 17은 평판 어레이(square array)에서 열(column) 기반 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한다.
도 17을 참조하면, 
개의 행과 
개의 열 형태의 (
X 
)개의 안테나로 구성된 평판 어레이(square array)에서 각 열을 하나의 구획으로 설정한다. 만일 열 간의 거리가 가깝고 
가 크지 않은 환경에서는 모든 구획에 동일한 프리코딩 방식을 적용하도록 설정할 수 있다. 단, 링킹 벡터(linking vector)는 서브 프리코더와 독립적으로 설정된다.
도 18은 평판 어레이(square array)에서 행(row) 기반 정합(Aligned) 분할 프리코딩을 적용하는 예를 설명한다.
도 18을 참조하면, 
개의 행과 
개의 열 형태의 (
X 
)개의 안테나로 구성된 평판 어레이(square array)에서 각 행을 하나의 구획으로 설정한다. 만일 행 간의 거리가 가깝고 
가 크지 않은 환경에서는 모든 구획에 동일한 프리코딩 방식을 적용하도록 설정할 수 있다. 단, 링킹 벡터(linking vector)는 서브 프리코더와 독립적으로 설정된다.
도 19는 3D 빔포밍에서 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 Closed loop 전송 기법을 지원하는 경우, 단말은 수신한 파일럿 신호에 기초하여 CSI 정보를 아날로그 또는 디지털 형태로 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, LTE 에서 사용되는 FDD(frequency division duplexing) 시스템에서는 상향링크와 하향링크의 주파수 대역이 다르기 때문에 기지국이 하향링크 채널을 추정하는 방법은 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 단말은 피드백 정보를 구성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 피드백 정보는 명시적(explicit) 정보와 암시적(implicit) 정보로 나뉘게 되는데, 피드백 오버헤드를 감안할 때 PPI(preferred precoder index)형태의 암시적 정보가 주로 사용될 수 있다.
3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 Closed loop 전송 기법이 적용되는 경우, 단말은 암시적 피드백 형태로 기지국에게 피드백 정보를 제공할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 각각의 Partitioned precoding 을 지원하기 위해서는 각 partition precoder 에 대한 PPI 정보와 preferred linking precoder 에 대한 PPI 정보가 피드백 정보로 구성될 필요성이 있다. 모든 partitioned precoder 의 precoder 가 동일하게 설정된 perfectly aligned precoding 의 경우에는 송신기는 모든 antenna port partition 에 공통적으로 적용될 common partitioned precoder 와 antenna por) partition 들을 연결할 linking precoder 를 결정해야 한다. 따라서 단말은 기지국이 aligned partitioned precoder와 linking precoder를 잘 설계할 수 있도록 피드백 정보를 구성해야 한다. 단말이 피드백 정보를 구성하는 방법은 기지국의 파일럿 신호 전송 방법과도 밀접한 연관성이 있을 수 있다.
이때, 도 19를 참조하면, 하나의 partition에서는 QCL에 기초하여 하나의 파일럿 패턴이 전송될 수 있다. 이때, 각각의 partition들의 첫 번째 또는 임의의 고정된 순서의 안테나 포트들에서 다른 하나의 파일럿 패턴이 전송될 수 있다. 단말은 각각의 파일럿 패턴에 기초하여 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 채널 측정을 수행하여 기지국에 피드백할 수 있다. 이때, 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인은 각각 partitioned precoder와 linking precoder로서 독립적으로 구현되어 피드백될 수 있다. 반대로, 수직 방향 도메인 및 수평 방향 도메인은 각각 partitioned precoder와 linking precoder로서 독립적으로 구현되어 피드백될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
이때, 단말은 QCL에 기초하여 첫 번째 파일럿 패턴에 적용되는 PPI를 기지국으로 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 QCL에 기초하여 두 번째 파일럿 패턴에 적용되는 PPI를 기지국으로 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 첫 번째 파일럿 패턴이 수평 방향 도메인인 경우, 두 번째 파일럿 패턴은 수직 방향 도메인일 수 있다. 또한, 반대로 첫 번째 파일럿 패턴이 수직 방향 도메인인 경우, 두 번 째 파일럿 패턴은 수평 방향 도메인일 수 있다. 즉, 첫 번째 및 두 번째 파일럿 패턴에 적용되는 PPI는 각각 portioning precoder 및 linking precoder 중 어느 하나에 대한 것일 수 있다.
그 후, 단말은 RI 및 CQI 정보를 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 적용되는 PPI를 고려하여 기지국으로 피드백할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 3D 빔포밍이 적용되는 환경에서 수직 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 피드백 정보를 수신하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 20은 3D 빔포밍에서 디맨션(dimension)에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말은 Closed loop 전송 기법에 기초하여 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 피드백 정보 구성 방식은 기지국 안테나의 polarization 여부와 무관하게 적용 가능할 수 있다. 보다 상세하게는, 단말은 Polarization 디맨션이 달라지는 경우에도 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다.
일 예로, 도 20을 참조하면 안테나 포트 행의 수(이하 M)가 4, 안테나 포트 열의 수(이하 N)가 4, Polarization 디맨션(이하 P)이 2일 수 있다. 이때, 도 20의 (a)에서 표시한 것과 같이 행에 특정 polarization 안테나 포트들만으로 하나의 partition을 구성할 수 있다. 즉, (M,N,P)의 형상으로 구성된 planar antenna array에서 수평 방향 도메인에 대한 안테나 포트 수를 M*P, 수직 방향 도메인에 대한 안테나 포트 수를 N으로 피드백 precoder를 구성할 수 있다. 이때, 수평 방향 도메인에 대한 피드백 정보로서 PMI를 구성하는 송신 안테나 수는 M*P이고, 수직 방향 도메인에 대한 피드백 정보로서 PMI를 구성하는 송신 안테나 수는 N이 될 수 있다.
또한, 도 20의 (b)에서 표시한 것과 같이, 수평 방향 도메인에 대한 안테나 포트 수를 M, 수직 방향 도메인에 대한 안테나 포트 수를 N*P으로 피드백 precoder를 구성할 수 있다. 수평 방향 도메인에 대한 피드백 정보로서 PMI를 구성하는 송신 안테나 수는 M이고, 수직 방향 도메인에 대한 피드백 정보로서 PMI를 구성하는 송신 안테나 수는 N*P가 될 수 있다. 편파 안테나 기반 Precoder 설계 시에 편파 특성과 선형 어레이 특성을 분리하여 설계하는 경우가 많다. 이러한 설계 원리는 서로 다른 polarization에 대한 ULA의 채널이 위상을 제외하면 유사하다는 관찰 결과에서 출발하며, 피드백 오버헤드 대비 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있음이 알려져 있다. 일례로 앞서 설명한 8Tx PMI의 이중구조 코드북은 두 개의 프리코딩 행렬(W1, W2)의 곱으로 설계되었으며, W1은 uniform linear array(ULA)특성, W2는 Cross polarization 특성을 반영하도록 설계될 수 있다.
도 21은 본 명세서의 일 실시예에 따라 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
일 예로, CSI 정보는 PUCCH를 통해 주기적으로 피드백되거나, PUSCH를 통해 비주기적으로 전송될 수 있다. 이때, PUCCH를 통해 CSI 정보가 주기적으로 피드백되는 경우, CSI 주기 및 오프셋 값이 설정될 수 있다. 보다 상세하게는, 상술한 바와 같이, CSI 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), CQI(Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류될 수 있다. 이때, RI는 상술한 바와 같이 채널의 랭크 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수-시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한, RI는 채널의 롱텀 페이딩(long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백될 수 있다. 또한, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낼 수 있다. 또한, CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미할 수 있다. 즉, RI, PMI 및 CQI는 각각의 피드백 주기 및 오프셋 값이 다를 수 있다.
이때, PUCCH를 통해 CSI 정보가 피드백되는 경우, 한정된 자원에 의해 피드백되는 양이 제한될 수 있다. 따라서, PUCCH를 통해 CSI를 전송하는 경우에는 리포팅 모드 및/또는 타입에 기초하여 CSI 전송에 포함되는 정보를 제어할 수 있다. 즉, RI, PMI 및 CQI의 전송 시점 및 오프셋 값은 CSI가 전송되는 리포팅 모드 및/또는 타입에 기초하여 결정될 수 있다. 이때, 일 예로, CSI 정보의 전송 주기 및 오프셋 값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 설정될 수 있다. 또한, 이때, 일 예로, 상위 계층 메시지는 RRC 시그널일 수 있다.
또한, 일 예로, 도 21을 참조하면, 상술한 CSI 리포팅 모드는 어떠한 CSI가 피드백될 것인지 설정하는 것일 수 있다. 이때, 특정 CSI 리포팅 모드에서는 리포팅 타입 및 데이터 페이로드의 크기에 따라 특정 시점 또는 서브 프레임에 전송되는 CSI 정보에 포함될 정보가 결정될 수 있다. 따라서 각 CSI 리포팅 모드에 따라 CQI 및 PMI를 전송하는 시점 및 오프셋과 RI를 전송하는 시점 및 오프셋 값이 달라질 수 있다.
또한, 일 예로, WB CQI와 SB CQI 모두를 전송하는 타입의 경우, WB CQI와 SB CQI는 번갈아 전송된다. 이 경우, 첫 번째 CQI 전송 서브프레임에서 WB CQI를 전송하고, 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 첫 번째 Bandwidth part(BP)에 속한 서브 밴드들 중에서 채널 상태가 좋은 서브 밴드에 대한 CQI와 해당 서브 밴드의 인덱스를 전송한다. 그 다음 CQI 전송 서브프레임에서는 두 번째 BP에 속한 서브 밴드 중에서 채널 상태가 좋은 서브 밴드에 대한 CQI와 해당 서브 밴드의 인덱스를 전송할 수 있다.
이때, 각각의 BP CQI가 몇 번 순차적으로 전송될 것인지에 관한 정보는 상위 계층(예, RRC 계층)에서 시그널링 된다. 또한, RI 피드백 주기 및 오프셋 값과 CQI/PMI 피드백 주기 및 오프셋 값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 설정될 수 있으며, 상술한 바와 같다,
이때, 일 예로, 도 21에서 CSI 피드백은 세 종류 리포팅 타입 CSI정보 전송으로 구성될 수 있다. 구체적으로 첫 번째 서브 프레임에는 RI가, 두 번째 서브 프레임에는 WB PMI와 WB CQI가, 네 번째 서브 프레임에는 SB CQI와 L-비트 best-1 CQI SB indicator가 전송될 수 있다.
도 22는 Wideband(WB) CSI 피드백 및 Subband(SB) CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, PMI는 이중 구조를 가질 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-A 시스템에서 송신안테나 포트 수가 8 개일 때, 또는 송신안테나 포트 수가 4 개이면서 RRC 시그널링에 의해 alternativeCodeBookEnabledFor4TX-r12=TRUE 로 설정될 때에는 이중 구조의 PMI 를 갖도록 설정될 수 있다. 이때, PMI가 PUCCH에 의해 주기적으로 피드백되는 경우, 1-비트 지시자인 PTI (Precoder Type Indication) 를 설정하여 그 값에 따라 도 22와 같이 두 가지 모드로 나누어 주기적 피드백이 가능할 수 있다. 이때, 일 예로, 각각의 모드 모두 첫 번째 서브 프레임에는 RI 와 1-비트 PTI 값이 포함될 수 있다. PTI=0 모드일 때는 WB CSI 피드백이, PTI=1 모드일 때는 SB CSI 피드백이 전송될 수 있다. 이때, W1 과 W2 는 앞서 설명한 이중 구조의 PMI 를 나타낼 수 있다. PMI가 이중 구조로 된 경우에는 WB/SB 각각에 대해 W1 과 W2 가 모두 정해져야 이들을 결합하여 완성된 형태의 프리코딩 행렬 W가 결정될 수 있다. 즉, WB 또는 SB 에 있어 W1 및 W2 정보가 모두 피드백된 시점에서야, 기지국은 WB 또는 SB 의 최종 W 를 알 수 있게 되며 이를 기반으로 해당 WB 또는 SB 의 CQI 를 결정할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, RI 값은 채널의 장기간(long term) 페이딩에 의해서 주로 결정되므로, PMI 및 CQI에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따라(즉, 덜 빈번하게) 피드백 될 수 있다. 한편, 이전에 전송된 RI 및/또는 PTI 의 값이 잘못되는 경우, 이후 전송되는 CSI payload 크기에 대해 기지국과 단말간 불일치가 발생하여 CSI 의 디코딩 오류 또는 신뢰성 저하를 일으킬 수 있다. 따라서 RI 및 (또는) PTI 는 CSI 피드백의 가장 첫 번째 서브 프레임에 오직 RI 및 (또는) PTI 정보만을 할당하여 해당 정보의 유효 코드율 (effective code rate)을 증가시킴으로써 성능 열화를 방지한다. 또한, RI 가 2 를 초과하는 경우, 각 서브밴드의 CQI 값은 차분(differential) 형태로 표현될 수 있다(SB CQI = SB CQI 인덱스 ? WB CQI 인덱스). 또한 CSI 피드백 비트 수가 PUCCH 피드백 페이로드 크기(예를 들면, 11bit)를 초과하는 경우, 코드북 서브 샘플링 등의 기법을 사용하여 최대 피드백 비트 할당은 페이로드 크기로 제한될 수 있다.
이하에서는 이하에서는 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 23은 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말이 CSI 정보를 피드백하는 경우, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 단말은 CSI 정보로서 수평 방향 도메인에 대한 PMI(H-PMI) 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI(V-PMI)를 각각의 도메인에 기초하여 기지국으로 피드백할 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, PUCCH를 통해 주기적으로 CSI 정보를 피드백하는 경우, PUCCH의 자원은 한정적일 수 있다. 따라서, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말은 수평 방향 도메인에 대한 CSI 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 PUCCH를 통해 주기적으로 피드백하기 위한 방안이 필요할 수 있다. 상술한 구성 및 이하에서는 PUCCH를 통해 주기적으로 피드백되는 CSI 정보에 대해 서술하지만, PUSCH를 통해 비주기적으로 피드백되는 CSI 정보에도 적용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
단말은 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 파일럿 신호에 기초하여 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 각각 기지국으로 피드백할 수 있다. 이때, 수평 방향 도메인에 대한 CSI 정보는 제 1 CSI 정보이고, 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보는 제 2 CSI 정보일 수 있다. 즉, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보 각각을 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말은 프리코딩 인디케이터에 기초하여 CSI 정보가 피드백되는 모드를 나눌 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터는 precoding type indicator(PTI)일 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 다른 필드를 통해 지시되는 정보일 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 3D 빔포밍 환경에서 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 피드백하는 방법을 지시할 수 있는 인디케이터 또는 필드일 수 있으며, PTI로 한정되지는 않는다.
또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 1비트로 구성될 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 0 또는 1 값을 가질 수 있다. 또 다른 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 2비트일 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 0, 1, 2, 3의 값을 가질 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다. 또한, 프리코딩 인디케이터는 멀티 비트로서 더 많은 비트에 기초하여 정보를 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값을 지시하는 경우, 단말은 Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값을 지시하는 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 각각의 Wideband(WB) CSI를 피드백할 수 있다. 또 다른 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값을 지시하는 경우, 단말은 Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값을 지시하는 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 각각의 Subband(SB) CSI를 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 1비트로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 값이 0이면 제 2 값은 1일 수 있다. 반대로, 제 1 값이 1이면 제 2 값은 0일 수 있다. 이때, Wideband(WB) CSI는 넓은 주파수 대역에 대한 CSI 정보일 수 있다. 또한, Subband(SB) CSI는 작은 주파수 대역에 대한 CSI 정보일 수 있다. 일 예로, 단말은 선호하는 Subband에 대한 CSI 정보만을 기지국으로 피드백할 수 있다.
또한, 일 예로, 단말은 WB CSI 피드백을 SB CSI 피드백보다 시적으로 앞서 이루어지도록 설정할 수 있다. 보다 상세하게는, PMI는 코드북 기반으로 이중 구조로 피드백될 수 있다. 즉, 단말은 이중 구조로 된 PMI로서 W1 및 W2를 각각 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국은 각각 피드백된 W1 및 W2를 이용하여 최종적인 PMI로서 W를 알 수 있다. 이때, 기지국이 SB의 최종적인 W를 알기 위해서는 WB 및 SB에 대한 W1 및 W2 정보가 모두 피드백되는 시점까지의 일정 시간이 필요할 있다. 이때, 기지국은 피드백되는 시간 지연 구간 동안에는 정확한 SB PMI 정보를 알 수 없을 수 있다. 따라서, 단말은 WB PMI 정보를 우선적으로 피드백한 후, SB PMI 정보를 피드백하도록 함으로서, 채널 추정 오류를 낮출 수 있다. 일 예로, 단말이 선호하는 SB에 대한 PMI 정보를 피드백하기 위해서 WB PMI 정보를 우선적으로 피드백한 후, 선호 대역에 대한 PMI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 기지국은 SB PMI 정보를 수신한 시점에서 WB PMI의 W1 및 SB PMI의 W2를 통해 최종적인 W를 즉시 알 수 있다.
또한, 3D 빔포밍이 적용되는 환경에서 CSI 정보의 피드백 방법은 다양하게 구성될 수 있다. 이때, 일 예로서, PMI는 상술한 바와 같이 코드북 기반으로 이중 구조로 피드백될 수 있다.
이때, 일 예로, 도 23을 참조하면, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, 단말은 WB CSI 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 이때, WB CSI는 수평 방향 도메인에 대한 WB 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 WB 제 2 CSI 정보를 포함할 수 있다. 이때, WB 제 1 CSI 정보는 이중 구조로서 WB 제 1 H-PMI(WB W1-H) 및 WB 제 2 H-PMI(WB W2-H)를 포함할 수 있다. 또한, WB 제 2 CSI 정보는 이중 구조로서 WB 제 1 V-PMI(WB W1-V) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)를 포함할 수 있다.
이때, 일 예로, CSI 정보가 4개의 서브 프레임 주기에 기초하여 피드백될 수 있다. CSI 정보가 피드백되는 주기는 상이할 수 있으며, 상술한 구성은 일 실시예일 수 있다. 또한, CSI 정보의 주기에 포함된 서브 프레임은 연속적이거나 비연속적일 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
이때, 단말은 첫 번째 서브 프레임(2310)에서 RI 및 프리코딩 인디케이터에 대한 정보를 포함시켜 피드백할 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, 단말은 WB W1-H 및 WB W1-V를 두 번째 서브 프레임(2320)에 포함시켜 함께 피드백할 수 있다. 즉, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI로서 W1을 하나의 서브 프레임에 포함시켜 함께 피드백할 수 있다. 그 후, 단말은 세 번째 서브 프레임(2330) 및 네 번째 서브 프레임(2340)에서 WB W2-H 및 WB W2-V를 각각 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 세 번째 서브 프레임(2330)에 WB W2-H가 포함된 경우, 네 번 째 서브프레임(2340)에 WB W2-V가 포함될 수 있다. 이때, 일 예로, 세 번째 서브 프레임(2330)에는 WB W2-H와 함께 WB CQI-H가 포함될 수 있다. 즉, 수평 방향에 대한 PMI 정보가 피드백될 때, 수평 방향에 대한 CQI 정보가 함께 피드백될 수 있다. 또한, 네 번째 서브 프레임(2340)에는 WB W2-V와 함께 WB CQI-3D가 포함될 수 있다. 이때, WB CQI-3D는 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI를 모두 고려한 최종적인 CQI일 수 있다.
이때, 일 예로, CQI에 대한 계산 방법은 하기의 표 6에 기초하여 결정될 수 있다. 보다 상세하게는, 단말은 두 번째 서브 프레임(2320)에서 WB W1-H를 피드백하고, 세 번째 서브 프레임(2330)에는 WB W2-H를 피드백할 수 있다. 이때, 기지국은 W1-H 및 W2-H를 알 수 있는바, 수평 방향 도메인에 대한 최종 PMI인 WB W-H를 결정할 수 있다. 또한, 이로부터 수평 방향 도메인에 대한 CQI인 WB CQI-H를 계산할 수 있다. 이때, 단말은 두 번째 서브 프레임(2320)에서 WB W1-V을 피드백하였지만, 세 번째 서브 프레임(2330)에서는 WB W2-V를 피드백하지 않을 수 있다. 이때, 단말이 세 번째 서브 프레임(2330)에서 WB CQI-H를 피드백하는 경우, 단말은 표 6에 기초하여 를 피드백할 수 있다. 그 후, 기지국은 네 번째 서브 프레임(2340)에서는 WB W2-V가 피드백되어 WB W-V를 알 수 있다. 따라서, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI를 모두 알고 있는바, 표 6에 기초하여 
를 WB CQI-3D로서 피드백할 수 있다. 이때, 하기의 표 6 의 CQI 값은 표현의 편의상 PMI 정보량에 따라 CQI값을 도시화한 것이며, 모든 상황에 대하여 PMI 정보량만으로 CQI값을 하나로 특정하고자 함은 아닐 수 있다. 따라서 이미 이전 시점에 전송된 특정 PMI가 있더라도, 현 시점에서 해당 PMI가 outdated된 정보이거나 (CSI 피드백 도중 채널이 이미 변화한 경우) 정보의 정확성이 떨어진다고 판단되는 경우, 단말은 해당 PMI를 무시하고 (또는 모르는 정보로 간주하고) 표 6을 기반으로 현 시점의 CQI를 계산할 수 있다.
[표 6]
또 다른 일 예로, 단말은 네 번째 서브 프레임(2340)에 전송되는 WB CQI-3D를 세 번째 서브 프레임(2330)에서 전송되는 CQI 값의 차분(differential) 형태로 하기의 수학식 21처럼 나타낼 수 있다. 이때, 단말은 차분값만을 기지국으로 피드백하는바, 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.
[수학식 21]
또 다른 일 예로, 단말은 세 번째 서브 프레임(2330)에서 WB W2-V를 피드백하고, 네 번째 서브 프레임(2340)에서 WB W2-H를 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 세 번째 서브 프레임(2330)에서 WB CQI-V를 함께 피드백할 수 있다. 이때, 상술한 표 6을 참조하면 WB CQI-V는 
일 수 있다. 또한, 네 번째 서브 프레임(2340)에서 피드백되는 WB CQI-3D는 
일 수 있으며, 상술한 바와 같다. 즉, 단말은 세 번째 서브 프레임(2330) 및 네 번째 서브 프레임(2340)에서 WB W2-V 및 WB W2-H의 피드백 순서를 변경할 수 있다.
도 24는 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
또 다른 일 예로, WB CSI 정보를 포함하는 서브 프레임들(2410, 2420, 2430, 2440, 2450)은 시간적으로 연속적이거나 비연속적일 수 있다. 즉, 단말은 피드백되는 정보를 서브 프레임 단위로 설정하고, 서브 프레임들을 인접하게 배치할 수 있다. 또한, 단말은 피드백되는 정보를 서브 프레임 단위로 설정하고, 서브 프레임들은 인접하지 않게 배치할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
또 다른 일 예로, 단말은 피드백되는 정보를 서브 프레임 단위로 설정하지만 각각의 서브 프레임에 대한 피드백 주기는 다르게 설정될 수 있다. 즉, RI 및 프리코딩 인디케이터를 포함한 첫 번째 서브 프레임(2410), WB W1-H WB W1-V를 포함하는 두 번째 서브 프레임(2420), WB W2-V를 포함하는 세 번째 서브 프레임(2430) 및 WB-W2를 포함하는 네 번째 서브 프레임(2440)의 피드백 주기는 각각 다르게 설정될 수 있다. 이때, 일 예로, RI 피드백 주기 및 오프셋 값과 CQI/PMI 피드백 주기 및 오프셋 값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 전달될 수 있다. 이때, 일 예로, 상위 계층 메시지는 RRC 시그널일 수 있다. 또한, 단말은 DCI 등을 통해서 상술한 주기 및 오프셋에 대한 정보를 수신할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
이때, 일 예로, 단말은 하나의 주기 동안에 각각의 WB CSI 정보에 대한 피드백 주기 및 오프셋 값을 다르게 설정할 수 있다. 일 예로, 도 24를 참조하면 단말은 RI 및 프리코딩 인디케이터를 포함하는 첫 번째 서브 프레임(2410)을 전체 WB CSI 피드백 구간 동안 1번 전송할 수 있다. 또한, 단말은 WB W1-H 및 WB W1-V를 두 번째 서브 프레임(2420)을 다섯 번째 서브 프레임(2450)에서 반복하여 두 번 전송할 수 있다. 즉, 단말은 WB CSI 정보 각각에 대한 피드백 주기 및 오프셋 값을 다르게 설정할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정하지 않는다.
또한, 상술한 주기에 포함되는 서브 프레임은 연속적 또는 비연속적일 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
도 25는 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다. 상술한 바와 같이, 단말은 WB CSI 정보를 각각의 서브 프레임마다 다르게 포함시켜 기지국으로 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 25를 참조하면 단말이 WB CSI 정보를 피드백하는 경우, 단말은 5개의 서브 프레임(2510, 2520, 2530, 2540, 2550)을 통해 기지국으로 WB CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 단말은 수평 방향 및 수직 방향 도메인에 대한WB W1(즉, WB W1-V 과 WB W1-H)을 두 번째 및 세 번째 서브 프레임(2520, 2530) 에 순차적으로 나누어 피드백할 수 있다. 그 후, 단말은 네 번째 및 다섯 번째 서브 프레임(2540, 2550)에서 각각 수직 방향 도메인 및 수평 방향 도메인의 WB W2(즉, WB W2-V 과 WB W2-H) 및 해당 CQI를 순차적으로 피드백할 수 있다. 이때, CQI 계산 방법은 상술한 표 6에 기초하여 결정될 수 있으며, 상술한 방법과 동일하게 적용된다. 이때, 두 번째부터 다섯 번째 서브 프레임(2520, 2530, 2540, 2550)에서의 WB W1-V, WB W1-H, WB W2-V 및 WB W2-H의 PMI 피드백 순서는 변경될 수 있다. 또한 피드백 순서에 따라 각각의 서브 프레임에서는 기지국이 알고 있는 PMI 정보량이 다르므로, 두 번째부터 다섯 번째 서브 프레임(2520, 2530, 2540, 2550)에서 PMI와 함께 피드백되는 CQI 값도 변경될 수 있다. 또한, 다섯 번째(2550) 서브 프레임에서 전송되는 CQI 값은 앞서 전송된 네 번째 서브 프레임(2540)의 CQI 값에 차분 (differential) 형태로 전송하는 것도 가능할 수 있다. 이를 통해, 피드백 오버헤드가 감소하는 이득을 얻을 수 있다. 또한, WB 피드백에 소요되는 다섯 개의 서브 프레임(2520, 2530, 2540, 2550)은 시간적으로 비 연속적일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 각각의 WB CSI 피드백 (RI/PTI, WB W1-H, WB W1-V, WB W2-V, WB W2-H)의 피드백 주기는 각기 다르게 설정될 수 있다. RI 피드백 주기 및 offset값과 CQI/PMI 피드백 주기 및 offset값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 설정될 수 있다. 또한, 각각의 WB CSI 피드백 정보의 주기가 변경되면 전체 WB CSI 피드백 구간은 다섯 개의 서브 프레임보다 시간적으로 증가할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
이때, 도 25는 도 24 대비 대비 한 개의 서브 프레임을 더 사용하지만, WB W1-V 과 WB W1-H 을 두 번째 및 세 번째 서브 프레임(2520, 2530)에 각각 나누어 전송함으로써 해당 비트의 유효 코드율을 증가시켜 WB W1 피드백 정보에 대한 전송 에러율을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 26는 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다.
1비트로 구성된 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 단말은 SB CSI 정보들을 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 SB 제 1 CSI 정보들을 제 1 파트(2620)에서 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 수직 방향 도메인에 대한 SB 제 2 CSI 정보들을 제 2 파트(2630)에서 피드백할 수 있다. 이때, 제 1 파트(2620) 및 제 2 파트(2630)는 시간적으로 구분되는 파트일 수 있다. 또한, 제 1 파트(2620)가 제 2 파트(2630)보다 시간적으로 우선할 수 있다. 또한, 일 예로, 제 2 파트(2630)이 제 1 파트(2620)보다 시간적으로 우선할 수 있다.
보다 상세하게는, 단말은 CSI 정보를 전송하는 첫 번째 서브 프레임(2610)에 RI 및 프리코딩 인디케이터를 포함시킬 수 있다. 이때, CSI 정보는 일정한 주기에 기초하여 전송될 수 있으며, CSI 정보 전송 주기에 포함된 서브 프레임들은 연속적이거나 비연속적일 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
이때, 첫 번째 서브 프레임(2610)의 프리코딩 인디케이터 값이 제 2 값인 경우, 단말은 SB CSI 피드백을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보들을 모두 피드백한 후, 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보들을 모두 피드백할 수 있다. 또한, 반대로 단말은 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보들을 모두 피드백한 후, 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보들을 모두 피드백할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
일 예로, 도 26을 참조하면, 단말은 첫 번째 서브 프레임(2610)번째에서 RI와 제 2 값의 프리코딩 인디케이터를 먼저 전송할 수 있다. 이때, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 PTI일 수 있으며, 상술한 바와 같다. 그 후, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 WB W2-H를 두 번째 서브 프레임에 포함시켜 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 두 번째 서브 프레임에는 해당하는 CQI가 함께 피드백될 수 있다. 이때, WB CSI에 대한 피드백이 SB CSI 피드백보다 시간적으로 우선될 수 있으며, 기지국은 WB W1에 대한 정보를 알 수 있다. 따라서, 단말은 두 번째 서브 프레임에 WB W2-H와 표 6의 
를 두 번째 서브 프레임에 포함시켜 피드백할 수 있다. 그 후, 단말은 각각의 서브 프레임에서 각각의 밴드 파트에서 선택된 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보(SB W2-H, SB CQI-H)를 전송할 수 있다. 이때, SB CQI-H는 표 6에 기초하여 
가 포함될 수 있다. 즉, 기지국은 SB CSI 피드백보다 시간적으로 우선하여 수행되는 WB CSI 피드백에 기초하여 WB V-PMI를 알 수 있고, SB W2-H를 피드백하였는바, 표 6에서 
를 피드백할 수 있다. 이때, 반대로 수직 방향 도메인에 대한 SB W2-V가 먼저 피드백되는 경우에는 
이 포함될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
단말은 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 피드백을 모두 수행한 뒤, 같은 방식으로 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI를 피드백할 수 있다. 이때, SB CQI 값은 표 6에 기초하여 
일 수 있다. 즉, 기지국은 SB W2-H 및 SB W2-V 값을 모두 알 수 있는바, 
값이 포함될 수 있다.
또한, 도 26을 참조하면 수평 방향에 대한 제 1 파트(2620)에는 밴드위드 파트별로 각각의 서브 프레임(세 번째부터 다섯 번째)에서 SB W2-H가 포함될 수 있다. 또한, 수직 방향에 대한 제 2 파트(2630)에 대한 제 2 파트(2630)에는 밴드위드 파트별로 각각의 서브 프레임(일곱 번째부터 아홉 번째)에서 SB W2-V가 포함될 수 있다. 이때, 일 예로, 세 번째부터 다섯 번째, 일곱 번째부터 아홉 번째 서브 프레임에서 전송되는 CQI 값들은 앞서 전송된 CQI 값에 대한 CQI 값 차분 (differential) 형태로 전송하는 것도 가능할 수 있다. 또한, 각각의 밴드위드 파트의 SB CQI-x (x 는H 또는 V) 값을 앞서 (또는 이전 서브 프레임에서) 전송된 WB CQI-x에 대한 차분으로 표현하는 것, 및/또는 선행된 SB CQI-x 피드백값을 기준으로 후속되는 SB CQI-x 값(들)을 차분으로 표현하는 것, 및/또는 선행된 SB CQI-x피드백값을 기준으로 후속되는 SB CQI-y (y는 H, V 중, x와 다른 방향 값) 값을 차분으로 표현하는 것도 가능할 수 있다. 이로써 CQI 값을 온전히 전송하는 것 대비 피드백 오버헤드가 감소하는 이득을 얻을 수 있다. 또한, 일 예로, 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 피드백 순서는 변경될 수 있다. 또한, SB CSI 피드백에 소요되는 각각의 서브 프레임들은 시간적으로 연속적 또는 비연속적일 수 있다.
도 27은 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백 방법을 나타낸 도면이다. 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 단말은 각각의 밴드위드 파트별로 CSI 정보를 순차적으로 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 밴드위드 파트는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보를 각각 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 밴드위드 파트는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보를 각각 포함하는 두 개의 서브 프레임으로 구성될 수 있다.
보다 상세하게는, 단말은 하나의 밴드위드 파트에서 선택된 SB의 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인의 SB CSI 피드백을 하나의 그룹으로 묶어 연속된 2개의 서브 프레임으로 피드백할 수 있다. 이때, 각각의 밴드위드 파트에 대한 SB CSI 피드백은 순차적으로 전송될 수 있다. 이때, 일 예로, 각각의 밴드위드 파트에 대한 전송 순서는 변경될 수 있다. 즉, 첫 번째 밴드위드 파트의 피드백이 시간적으로 가장 먼저 이루어져야 하는 제약이 있는 것이 아닐 수 있다.
또한, 일 예로, 하나의 밴드위드 파트에서 피드백되는 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보의 피드백 순서는 변경될 수 있다. 즉, BP-A에 대한 SB CSI 피드백을 하는 경우, SB W2-V가 먼저 SB W2-H가 나중에 전송될 수도 있다. 또한, 각각의 밴드위드 파트에 대한 CQI는 상술한 표 6에 기초하여 결정될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
또한, 각각의 서브 프레임에서 전송되는 CQI 값들은 앞서 전송된 CQI 값에 대한 CQI 값 차분 (differential) 형태로 전송하는 것도 가능할 수 있다. 이때, 각각의 밴드위드 파트의 SB CQI-x (x 는H 또는 V) 값을 앞서 전송된 WB CQI-x에 대한 차분으로 표현하는 것, 및/또는 선행된 SB CQI-x를 기준으로 후속되는 SB CQI-x 값(들)을 차분으로 표현하는 것, 및/또는 선행된 SB CQI-x를 기준으로 후속되는 SB CQI-y (y는 H, V 중, x와 다른 방향 값) 값을 차분으로 표현하는 것도 가능할 수 있다. 이로써 CQI 값을 온전히 전송하는 것 대비 피드백 오버헤드가 감소하는 이득을 얻을 수 있다.
또한, 일 예로, SB CSI 피드백 기법에 있어서도 SB CSI 피드백 정보들의 피드백 주기는 각기 다르게 설정될 수 있으며, RI 피드백 주기 및 offset값과 CQI/PMI 피드백 주기 및 offset값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 설정될 수 있다. 이때, 일 예로, 상위 계층 메시지는 RRC 시그널일 수 있다. 또한, 기지국은 DCI를 통해 단말에게 정보를 제공할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 도 27에서는 밴드위드 파트의 개수를 세 개로 구성하였으나, 이에 제한되지 않으며, 그 수가 변경될 수 있다.
도 28은 2비트 인디케이터에 기초하여 3D 빔포밍에서 WB CSI 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다.
단말이 CSI 정보를 피드백하는 경우, 단말은 CSI 피드백 주기에서 첫 번째 서브 프레임에 RI 및 프리코딩 인디케이터를 포함하여 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 상술한 바와 같이, 프리코딩 인디케이터는 PTI일 수 있다. 또한, 현재 LTE 스펙에 근거하여 CSI 피드백 정보(WB-H, WB-V, SB-H, SB-V)를 구분하기 위한 인덱스는 PTI로만 제한되지 않는다. 즉, 각각의 CSI 피드백 정보 (WB-H, WB-V, SB-H, SB-V)를 구분하기 위한 인덱스는 PTI가 아닌 임의의 형태로 정의 및(또는) 변형될 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터는 2비트 또는 그 이상의 멀티 비트로 구성될 수 있다.
보다 상세하게는, 프리코딩 인디케이터가 1비트인 경우, 단말은 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 WB CSI 피드백 및 SB CSI 피드백 여부를 결정할 수 있었다. 다만, 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 각각 피드백해야 할 필요성이 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 이때, 단말은 WB/SB 여부 및 수평/수직 방향 도메인 여부를 모두 고려하기 위해 2 비트 또는 멀티 비트의 프리코딩 인디케이터를 이용할 수 있다.
일 예로, 하기의 표 7를 참조하면, 프리코딩 인디케이터는 2비트로 구성될 수 있다. 이때, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값(0)인 경우, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 WB CSI 정보(WB-H)를 피드백하도록 할 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값(1)인 경우, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보(SB-H)를 피드백하도록 할 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터가 제 3값(2)인 경우, 단말은 수직 방향 도메인에 대한 WB CSI 정보(WB-V)를 피드백하도록 할 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터가 제 4값(3)인 경우, 단말은 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보(SB-V) 를 피드백하도록 할 수 있다. 즉, 단말은 2비트의 프리코딩 인디케이터를 이용하여 WB/SB CSI 피드백 여부 및 수평 방향 및 수직 방향 도메인에 대한 피드백 여부를 각각 선택할 수 있다.
또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 2 비트로 구성된 경우, 프리코딩 인디케이터는 수평 방향 도메인에 대한 CSI 정보(WB-H)를 피드백하도록 지시하는 1-H 값 및 수직 방향 도메인에 대한 WB CSI(WB-V) 정보를 피드백하도록 지시하는 1-V 값을 포함할 수 있다. 또한, 수평 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보(SB-H)를 피드백하도록 지시하는 2-H 값 및 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보(SB-V)를 피드백하도록 지시하는 2-V 값을 포함할 수 있다.
또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 2 비트로 구성된 경우, 각각의 비트는 지시하는바가 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 2비트 중 첫 번째 비트는 WB CSI 피드백 및 SB CSI 피드백 여부를 지시할 수 있다. 또한, 2비트 중 두 번째 비트는 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인 여부를 지시할 수 있다. 즉, 각각의 비트를 독립적으로 구성할 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터는 멀티 비트로 구성되어 다른 정보를 더 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
[표 7]
일 예로, 도 28을 참조하면, WB-H, WB-V, SB-H, SB-V 정보를 피드백함에 있어, 각 정보의 첫 번째 서브 프레임(2810, 2840)에는 RI와 서로 다른 프리코딩 인디케이터(또는 임의의 CSI 피드백 정보 구분을 위한 인덱스)를 동반하여 전송함으로써 각각 피드백 정보의 종류를 구분하여 전송할 수 있다. 이때, 도 23과 다르게, 단말이 WB CSI 정보를 피드백하는 경우, 단말은 WB-H 및 WB-V를 피드백하는 과정에서 각각의 정보마다 서브 프레임을 포함시킬 수 있다. 이때, 일 예로, CSI 정보가 피드백되는 주기는 RI 및 프리코딩 인디케이터가 포함된 서브 프레임 단위로 설정될 수 있다.
도 29는 2비트 인디케이터에 기초하여 3D 빔포밍에서 SB CSI 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 28과 동일하게, WB-H, WB-V, SB-H, SB-V 정보를 피드백함에 있어, 각 정보의 첫 번째 서브 프레임(2810, 2840)에는 RI와 서로 다른 프리코딩 인디케이터(또는 임의의 CSI 피드백 정보 구분을 위한 인덱스)를 동반하여 전송함으로써 각각 피드백 정보의 종류를 구분하여 전송할 수 있다. 이때, 도 24와는 다르게, 단말이 SB CSI 정보를 피드백하는 경우, 단말은 SB-H 및 SB-V를 피드백하는 과정에서 각각의 정보마다 서브 프레임을 포함시킬 수 있다. 이때, 일 예로, CSI 정보가 피드백되는 주기는 RI 및 프리코딩 인디케이터가 포함된 서브 프레임 단위로 설정될 수 있다.
상술한 도 28 및 29에서는 각각의 정보의 첫 번째 서브 프레임에는 RI 및 프리코딩 인디케이터를 포함하는 서브 프레임이 필요한바, 시간적으로 피드백 타임이 길어질 수 있다. 그러나, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인의 CSI를 각각 구분하여 피드백할 수 있는바, CSI 피드백의 정확성을 향상 시킬 수 있다.
그 밖에 다른 구성에 대해서는 도 23 내지 도 27에서 상술한 바와 같으며, 프리코딩 인디케이터의 비트 수에 의해 지시하는 값을 제외하고는 동일하게 적용될 수 있다.
도 30는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다. PMI는 단일 구조 코드북 기반 또는 이중 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다. 이때, 일 예로, 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI 중 어느 하나는 단일 구조 코드북 기반이고 다른 하나는 이중 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 WB CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 30을 참조하면, 수평 방향 도메인에 대한 PMI는 단일 구조 코드북 기반일 수 있다. 이때, 첫 번째 서브 프레임(3010)에는 RI 및 프리코딩 인디케이터에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 두 번째 서브 프레임(3020)에는 수평 방향 도메인에 대한 WB W-H이 포함될 수 있다. 이때, 수평 방향 도메인은 단일 구조 코드북 기반인바, 하나의 WB W-H만 피드백될 수 있다. 또한, 세 번 째 서브 프레임(3030)에는 수직 방향 도메인에 대한 WB W1-V가 피드백될 수 있다. 이때, 수직 방향 도메인은 이중 구조 코드북 기반인바, WB W1-V가 피드백될 수 있다. 또한, 네 번째 서브 프레임(3040)에는 WB CQI-H만이 피드백될 수 있다. 즉, 수평 방향 도메인은 단일 구조 코드북 기반으로서 두 번째 서브 프레임(3020)에서 이미 피드백되었는바, 피드백될 수 있는 PMI 정보가 없을 수 있다. 따라서, 단말은 수평 방향 도메인에 대한 CQI 정보만을 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 네 번째 서브 프레임(3040)에는 기존의 WB W2-H가 포함되지 않았는바 부가적인 정보가 포함될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 다섯 번째 서브 프레임(3050)에서는 WB W2-V 및 WB CQI-3D가 피드백될 수 있다. 즉, 수직 방향 도메인은 이중 구조 코드북 기반인바, 기존과 동일하게 WB W2-V가 다섯 번째 서브 프레임(3050)에서 피드백될 수 있다. 또한, 상술한 구성은 수직 방향 도메인이 단일 구조 코드북 기반이고, 수평 방향 도메인이 이중 구조 코드북 기반인 경우에도 동일하게 적용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
도 31는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다. 이때, 도 30과 같이, 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI 중 어느 하나는 단일 구조 코드북 기반이고 다른 하나는 이중 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 SB CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 31을 참조하면, 수평 방향 도메인에 대한 PMI는 단일 구조 코드북 기반일 수 있다. 이때, 일 예로, SB CSI 정보 피드백은 도 27과 같이 밴드위드 파트 단위로 피드백될 수 있다. 도 31에서는 도 27과 비교하여 서술하지만 도 26에서도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
이때, 첫 번째 서브 프레임(3110)에는 RI 및 프리코딩 인디케이터에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 두 번째 및 세 번째 서브 프레임에는 WB-H, WB CQI-3D, WB W2-V 및 WB CQI-3D 정보가 피드백될 수 있다. 이때, 수평 방향 도메인은 단일 구조 코드북 기반인바, 하나의 WB W-H만 피드백될 수 있다. 따라서, 제 1 밴드위드 파트(3330)로서, 네 번째 서브 프레임에는 WB CQI-3D만이 포함될 수 있다. 즉, 수평 방향 도메인은 단일 구조 코드북 기반인바, SB W2-H에 대한 피드백이 필요하지 않을 수 있다. 또한, CQI 정보 역시 SB W2-H가 피드백되지 않았는바, WB CQI-3D만이 피드백될 수 있다. 반면, 다섯 번째 서브 프레임에는 기존과 동일하게 SB W2-V가 피드백될 수 있다. 상술한 구성은 제 2 밴드위드 파트(3340) 및 제 3 밴드위드 파트(3350)에도 동일하게 적용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
도 32는 3D 빔포밍에서 PMI 구조에 기초하여 CSI 정보를 피드백하는 방법을 나타낸 도면이다. 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인 모두 단일 구조 코드북 기반일 수 있다. 이때, 도 32를 참조하면, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대해 모두 SB CSI 피드백이 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 단말은 첫 번째 서브 프레임(3210)에 RI 및 프리코딩 인디케이터에 대한 정보를 포함하여 피드백하고, 두 번째 서브 프레임(3220)에는 WB-H 및 WB CQI-H를 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 세 번째 서브 프레임(3230)에는 WB-V 및 WB CQI-3D를 피드백할 수 있다. 즉, 단말은 WB-H와 WB-V만을 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 PMI 피드백 순서는 변경 가능할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
도 33는 본 명세서의 일 실시예에 따른 순서도를 도시한 도면이다.
단말은 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다.(S3310) 이때, 도 16 내지 도 20에서 상술한 바와 같이, 파일럿 신호는 QCL에 기초하여 파일럿 패턴별로 설정된 안테나 어레이에 대해 파일럿 신호를 수신할 수 있다.
다음으로, 단말은 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 빔포밍에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.(S3320) 이때, 도 21 내지 도 32에서 상술한 바와 같이, CSI 정보는 RI, PMI 및 CQI 정보를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, PMI는 이중 구조 코드북 기반으로 구성되거나 단일 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다.
다음으로, 단말은 프리코딩 인디케이터 값에 기초하여 피드백되는 CSI 정보를 결정할 수 있다.(SS330) 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, 단말은 WB 제 1 CSI 정보 및 WB 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.(S3340) 또한, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 단말은 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다.(S3350) 이때, 도 23 내지 도 32에서 상술한 바와 같이, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보 각각을 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말은 프리코딩 인디케이터에 기초하여 CSI 정보가 피드백되는 모드를 나눌 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터는 precoding type indicator(PTI)일 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 다른 필드를 통해 지시되는 정보일 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 3D 빔포밍 환경에서 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 CSI 정보를 피드백하는 방법을 지시할 수 있는 인디케이터 또는 필드일 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 1비트로 구성될 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 0 또는 1 값을 가질 수 있다. 또 다른 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 2비트일 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터는 0, 1, 2, 3의 값을 가질 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다. 또한, 프리코딩 인디케이터는 멀티 비트로서 더 많은 비트에 기초하여 정보를 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값을 지시하는 경우, 단말은 Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값을 지시하는 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 각각의 Wideband(WB) CSI를 피드백할 수 있다. 또 다른 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값을 지시하는 경우, 단말은 Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 즉, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값을 지시하는 경우, 단말은 수평 방향 도메인 및 수직 방향 도메인에 대한 각각의 Subband CSI를 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 1비트로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 값이 0이면 제 2 값은 1일 수 있다. 반대로, 제 1 값이 1이면 제 2 값은 0일 수 있다. 이때, Wideband CSI는 넓은 주파수 대역에 대한 CSI 정보일 수 있다. 또한, Subband CSI는 작은 주파수 대역에 대한 CSI 정보일 수 있다. 일 예로, 단말은 선호하는 Subband에 대한 CSI 정보만을 기지국으로 피드백할 수 있다.
또한, 일 예로, 단말은 WB CSI 피드백을 SB CSI 피드백보다 시적으로 앞서 이루어지도록 설정할 수 있다. 보다 상세하게는, PMI는 코드북 기반으로 이중 구조로 피드백될 수 있다. 즉, 단말은 이중 구조로 된 PMI로서 W1 및 W2를 각각 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국은 각각 피드백된 W1 및 W2를 이용하여 최종적인 PMI로서 W를 알 수 있다. 이때, 기지국이 SB의 최종적인 W를 알기 위해서는 WB 및 SB에 대한 W1 및 W2 정보가 모두 피드백되는 시점까지의 일정 시간이 필요할 있다. 이때, 기지국은 피드백되는 시간 지연 구간 동안에는 정확한 SB CSI 정보를 알 수 없을 수 있다. 따라서, 단말은 WB CSI 정보를 우선적으로 피드백한 후, SB CSI 정보를 피드백하도록 함으로서, 채널 추정 오류를 낮출 수 있다. 일 예로, 단말이 선호하는 SB에 대한 CSI 정보를 피드백하기 위해서 WB CSI 정보를 우선적으로 피드백한 후, 선호 대역에 대한 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 기지국은 SB CSI를 수신한 시점에서 WB CSI의 W1 및 SB CSI의 W2를 통해 최종적인 W를 즉시 알 수 있다.
또한, 3D 빔포밍이 적용되는 환경에서 CSI 정보의 피드백 방법은 다양하게 구성될 수 있다. 이때, 일 예로서, PMI는 상술한 바와 같이 코드북 기반으로 이중 구조로 피드백될 수 있다.
도 34는 본 명세서의 일 실시예에 따라 단말 장치의 블록도를 도시한 도면이다.
단말 장치는 CSI 정보를 피드백할 수 있는 단말 장치일 수 있다.
이때, 단말 장치(100)는 무선 신호를 송신하는 송신 모듈(110), 무선 신호를 수신하는 수신 모듈(130) 및 송신 모듈(110)과 수신 모듈(130)을 제어하는 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 이때, 단말(100)은 송신 모듈(110) 및 수신 모듈(130)을 이용하여 외부 디바이스와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 외부 디바이스는 다른 단말 장치일 수 있다. 또한, 외부 디바이스는 기지국일 수 있다. 즉, 외부 디바이스는 단말 장치(100)와 통신을 수행할 수 있는 장치일 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 단말 장치(100)는 송신 모듈(110) 및 수신 모듈(130)을 이용하여 컨텐츠 등의 디지털 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 즉, 단말 장치(100)는 송신 모듈(110) 및 수신 모듈(130)을 이용하여 통신을 수행하여 정보를 외부 디바이스와 교환할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 단말 장치의 프로세서(120)는 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 수신 모듈(130)을 이용하여 기지국으로부터 파일럿 신호(Reference Signal)를 수신할 수 있다. 그 후, 프로세서(120)는 송신 모듈(110)을 이용하여 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 일 예로, WB 제 1 CSI 정보 및 WB 제 2 CSI 정보는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보보다 시간적으로 먼저 피드백될 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터는 1비트 또는 2 비트로 구성될 수 있다. 또한, 일 예로, CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함될 수 있으며, V-PMI 및 H-PMI는 단일 구조 코드북 또는 이중 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다. 이때, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, WB 제 1 V-PMI(WB W1-V) 및 WB 제 1 H-PMI(WB W1-H)가 제 1 서브프레임에서 피드백되고, WB 제 2 V-PMI(WB W2-V) 및 WB 제 2 H-PMI(WB W2-H)는 각각 제 2 서브프레임 및 제 3 서브 프레임에서 순차적으로 피드백될 수 있다. 이때, 제 1 서브 프레임, 제 2 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임은 시간적으로 연속적이거나 비연속적일 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터, WB W1-V, WB W1-H, WB W2-V 및 WB W2-H의 피드백 주기는 각각 다르게 설정될 수 있다.
또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, WB 제 1 V-PMI(WB W1-V) 및 WB 제 1 H-PMI(WB W1-H)는 각각 제 1 서브프레임 및 제 2 서브프레임에서 순차적으로 피드백되고, WB 제 2 H-PMI(WB W2-H) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)는 각각 제 3 서브프레임 및 제 4 서브 프레임에서 각각의 서브프레임에 해당하는 CQI와 함께 피드백될 수 있다. 또한, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 수평 방향 도메인에 대한 SB 제 1 CSI 정보들을 제 1 파트에서 피드백하고, 수직 방향 도메인에 대한 SB 제 2 CSI 정보들을 제 2 파트에서 피드백될 수 있으며, 이때, 제 1 파트 및 제 2 파트는 시간적으로 구분될 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 각각의 밴드위드 파트(bandwidth part)별로 상기 CSI 정보를 순차적으로 피드백될 수 있다. 이때, 밴드위드 파트는 SB 제 1 CSI 정보 및 SB 제 2 CSI 정보를 각각 포함하는 두 개의 서브 프레임으로 구성될 수 있다. 또한, 일 예로, CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함될 수 있다. 이때, V-PMI 및 H-PMI 중 적어도 하나 이상은 단일 구조 코드북 기반으로 구성될 수 있다. 이때, V-PMI 및 H-PMI 중 어느 하나가 단일 구조 코드북 기반으로 구성되고, 상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, 단일 구조 코드북 기반으로 구성된 PMI에 대한 SB PMI 피드백은 생략될 수 있다. 또한, 일 예로, V-PMI 및 H-PMI 모두 단일 구조 코드북 기반으로 구성되고, 상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, V-PMI 및 H-PMI에 대한 SB PMI 피드백은 생략될 수 있다. 또한, 일 예로, 프리코딩 인디케이터가 2비트로 구성된 경우, 프리코딩 인디케이터의 제 1 값은 WB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-H 값 및 WB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-V 값을 포함하고, 프리코딩 인디케이터의 제 2 값은 SB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-H 값 및 SB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-V 값을 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 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. 또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 명세서의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
그리고 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 3 차원 MIMO를 위한 참조 신호 설정 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
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Claims (15)
- 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 단말이 CSI 정보를 피드백하는 방법에 있어서,기지국으로부터 파일럿 신호(Reference Signal)를 수신하는 단계;상기 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백하는 단계;를 포함하되,프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고,상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백하는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 1 항 있어서,상기 WB 제 1 CSI 정보 및 상기 WB 제 2 CSI 정보는 상기 SB 제 1 CSI 정보 및 상기 SB 제 2 CSI 정보보다 시간적으로 먼저 피드백되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터는 1 비트로 구성되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함되되,상기 V-PMI 및 상기 H-PMI는 이중 구조 코드북 기반으로 구성되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우,WB 제 1 V-PMI(WB W1-V) 및 WB 제 1 H-PMI(WB W1-H)가 제 1 서브프레임에서 피드백되고,WB 제 2 H-PMI(WB W2-H) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)는 각각 제 2 서브프레임 및 제 3 서브 프레임에서 순차적으로 피드백되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 서브 프레임, 상기 제 2 서브 프레임 및 상기 제 3 서브 프레임은 시간적으로 연속적인 프레임인, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터, WB W1-V, WB W1-H, WB W2-V 및 WB W2-H의 피드백 주기는 각각 다르게 설정되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우,WB 제 1 H-PMI(WB W1-H) 및 WB 제 1 V-PMI(WB W1-V)는 각각 제 1 서브프레임 및 제 2 서브프레임에서 순차적으로 피드백되고,WB 제 2 H-PMI(WB W2-H) 및 WB 제 2 V-PMI(WB W2-V)는 각각 제 3 서브프레임 및 제 4 서브 프레임에서 각각의 서브프레임에 해당하는 CQI와 함께 피드백되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우,상기 수평 방향 도메인에 대한 상기 SB 제 1 CSI 정보들을 제 1 파트에서 피드백하고,상기 수직 방향 도메인에 대한 상기 SB 제 2 CSI 정보들을 제 2 파트에서 피드백하되,상기 제 1 파트 및 상기 제 2 파트는 시간적으로 구분되는 파트인, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우,각각의 밴드위드 파트(bandwidth part)별로 상기 CSI 정보를 순차적으로 피드백하되,상기 밴드위드 파트는 상기 SB 제 1 CSI 정보 및 상기 SB 제 2 CSI 정보를 각각 포함하는 두 개의 서브 프레임으로 구성된, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 CSI 정보에는 vertical(V)-PMI 및 horizontal(H)-PMI가 포함되되,상기 V-PMI 및 상기 H-PMI 중 적어도 하나 이상은 단일 구조 코드북 기반으로 구성되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 V-PMI 및 상기 H-PMI 중 어느 하나가 상기 단일 구조 코드북 기반으로 구성되면 상기 단일 구조 코드북 기반으로 구성된 PMI에 대한 SB PMI 피드백은 생략되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 V-PMI 및 상기 H-PMI 모두 상기 단일 구조 코드북 기반으로 구성되면 상기 V-PMI 및 상기 H-PMI에 대한 모든 SB PMI 피드백은 생략되는, CSI 정보 피드백 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 프리코딩 인디케이터가 2비트로 구성된 경우,상기 프리코딩 인디케이터의 상기 제 1 값은 상기 WB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-H 값 및 상기 WB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 1-V 값을 포함하고,상기 프리코딩 인디케이터의 상기 제 2 값은 상기 SB 제 1 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-H 값 및 상기 SB 제 2 CSI 정보가 피드백되도록 지시하는 2-V 값을 포함하는, CSI 정보 피드백 방법.
- 3D 빔포밍이 적용되는 무선 통신 시스템에서 CSI 정보를 피드백하는 단말 장치에 있어서,외부 디바이스로부터 인포메이션을 수신하는 수신 모듈;외부 디바이스로 인포메이션을 송신하는 송신 모듈; 및상기 수신 모듈 및 상기 송신 모듈을 제어하는 프로세서;로서,상기 프로세서는,상기 수신 모듈을 이용하여 기지국으로부터 파일럿 신호(Reference Signal)를 수신하고,상기 송신 모듈을 이용하여 상기 3D 빔포밍에 기초하여 수평 방향 도메인에 대한 제 1 CSI 정보 및 수직 방향 도메인에 대한 제 2 CSI 정보를 피드백하되,프리코딩 인디케이터가 제 1 값인 경우, Wideband(WB) 제 1 CSI 정보 및 Wideband(WB) 제 2 CSI 정보를 피드백하고,상기 프리코딩 인디케이터가 제 2 값인 경우, Subband(SB) 제 1 CSI 정보 및 Subband(SB) 제 2 CSI 정보를 피드백하는, CSI 정보를 피드백하는 단말 장치.
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