WO2017131245A1 - 무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017131245A1
WO2017131245A1 PCT/KR2016/000811 KR2016000811W WO2017131245A1 WO 2017131245 A1 WO2017131245 A1 WO 2017131245A1 KR 2016000811 W KR2016000811 W KR 2016000811W WO 2017131245 A1 WO2017131245 A1 WO 2017131245A1
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WO
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filter
terminal
resource
information
base station
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PCT/KR2016/000811
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English (en)
French (fr)
Inventor
이상림
이호재
고현수
노광석
김동규
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting feedback information in a wireless communication system.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the new waveform technology which is being considered as the core technology of the next generation 5G system, significantly reduces out-of-band emission (OOBE) compared to OFDM, and effectively utilizes fragmented spectrum in time depleted and time asynchronous performance. You can expect a benefit.
  • OOBE out-of-band emission
  • An object of the present invention is to provide a method for a terminal to transmit feedback information in a wireless communication system.
  • Another object of the present invention is to provide a terminal for transmitting feedback information in a wireless communication system.
  • a method for transmitting feedback information by a terminal in a wireless communication system includes information on a filter for maximizing power of a signal desired by the terminal in a corresponding resource for each resource allocated to the terminal and the corresponding information. And transmitting feedback information including information on a filter that causes a signal received from resources adjacent to the resource to cause interference with the corresponding resource to the base station, wherein the information about the filter includes selected filter index information. It may include. The method may further include calculating a filter index for maximizing a power of a signal desired by the terminal in the corresponding resource.
  • the wireless communication system may include a Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) system or a block-wise filtered OFDM system.
  • the selected filter index may be selected from a predefined filter book.
  • the resource may be configured in a resource block (RB) or a subband unit.
  • the resource may be a resource indicated as a resource for which feedback information is required by the base station among resources allocated to the terminal.
  • a terminal for transmitting feedback information in a wireless communication system the transmitter; And a processor, wherein the processor includes information on a filter for maximizing a power of a signal desired by the terminal in a corresponding resource for each resource allocated to the terminal, and a signal received from resources adjacent to the corresponding resource.
  • the control unit may control to transmit feedback information including information about a filter that maximizes interference to the corresponding resource, to the base station, and the information about the filter may include selected filter index information.
  • the processor may be configured to calculate a filter index for maximizing a power of a signal desired by the terminal in the corresponding resource.
  • the wireless communication system may include a Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) system or a block-wise filtered OFDM system.
  • the selected filter index may be selected from a predefined filter book.
  • the resource may be configured in a resource block (RB) or a subband unit.
  • the resource may be a resource indicated as a resource for which feedback information is required by the base station among resources allocated to the terminal.
  • a base station may improve reception performance between terminals based on filter-related feedback information from terminals.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a transmitting and receiving end of an apparatus using an FCP-OFDM scheme that applies a filter in units of a subcarrier bundle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a power spectrum comparison between FCP-OFDM and OFDM.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating orthogonality when sampling in a frequency domain at reception when two UEs UE # 1 and UE # 2 are allocated.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the interference portion in the frequency domain when residual CFO remains.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a filter book previously defined.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating setting of feedback information ⁇ Fmax, Fint1, Fint2 ⁇ for a specific RB (RB #n) according to the fifth embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating setting of feedback information ⁇ Fmax, Fint1, Fint2 ⁇ for a specific subband #n according to the sixth embodiment.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), and the like.
  • the base station collectively refers to any node of the network side that communicates with the terminal such as a Node B, an eNode B, a Base Station, and an Access Point (AP).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • AMS advanced mobile station
  • AP Access Point
  • a terminal or a user equipment may receive information from a base station through downlink, and the terminal may also transmit information through uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist according to the type and purpose of the information transmitted or received by the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink as part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more terminals. .
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 170, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas. Accordingly, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system. In addition, the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MIMO multiple input multiple output
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the transmission antenna 130, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the base station between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. ), And the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station process the signals and data, except for the function of receiving or transmitting the signal and the storage function of the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • the following description does not specifically refer to the processors 155 and 180.
  • the processors 155 and 180 it may be said that a series of operations such as a function of receiving or transmitting a signal and a data processing other than a storage function are performed.
  • New waveform-based technologies in next-generation 5G systems include a filter bank multicarrier (FBMC) that allows symbols to overlap, a universal filtered-OFDM (UF-OFDM) that eliminates CP in existing OFDM, and a newly applied filter, and maintains CP in OFDM.
  • Filtered CP-OFDM (FCP-OFDM) technology that flexibly applies filters.
  • a poly phase network (PPN) type transmitter has to be used due to the method of allowing overlap between symbols, which requires high complexity.
  • PPN poly phase network
  • OOBE shows better performance than other UF-OFDM and FCP-OFDM.
  • the OOBE is lowered by removing the existing CP and applying the corresponding filters in subband (eg, 12 subcarriers) units.
  • the performance of OOBE is not as good as that of FBMC, but it has the advantage that the existing techniques applied to OFDM, that is, MIMO technique, can be directly applied.
  • the absence of CP causes high complexity by performing 2N-FFT instead of N-point FFT at the receiving end.
  • the OOBE is reduced by reducing the CP length and applying a filter corresponding to the length in subband units, as compared with the conventional OFDM.
  • the OOBE is obtained while enabling the N-point FFT at the receiving end without causing receiver complexity.
  • the slope in the transition period of the OOBE is weak compared to the existing two methods.
  • the present invention relates to a wireless communication system based on the Filtered CP-OFDM scheme, which is a new waveform for future communication.
  • a method for a method for adaptively applying filters based on a filter book in a resource block (RB) unit in downlink is proposed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a transmitting and receiving end of an apparatus using an FCP-OFDM scheme that applies a filter in units of a subcarrier bundle.
  • the transmitter applies a filter in units of a bundle of several subcarriers.
  • filters in subband units as described above, the influence of signals on other adjacent bands can be greatly reduced as compared to the conventional OFDM scheme.
  • the application of subband filters has great gains in terms of the utilization of the fragmented spectrum in a situation where the frequency resources are currently depleted, and also serves as a foundation for future technology communication.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a power spectrum comparison between FCP-OFDM and OFDM.
  • the power of the signal affecting the other bands of the existing OFDM gradually drops, whereas in the case of UF-OFDM, it drops quickly. Based on this characteristic, it is regarded as one candidate of the new waveform.
  • the filter is not applied to the entire band but sub-band.
  • FCP-OFDM can also achieve reception performance in asynchronous situations by adjusting out-of-band radiation patterns in the frequency domain.
  • the FCP-OFDM system may receive its data using an N-point FFT while maintaining orthogonality regardless of a filter applied for each terminal (user) data when frequency synchronization is correct in downlink.
  • K terminal (user) data in the FCP-OFDM system of FIG. 2, the signal of the receiving end of the i-th user is written as follows.
  • h i denotes a channel having a size of (L ch ⁇ 1) between the i-th terminal (user) and the base station
  • f n k denotes a filter (L f ⁇ 1) for the k-th subband of the n-th terminal.
  • x n, k denotes a signal ((L cp + N fft ) ⁇ 1) to which a CP (Cyclic Prefix) is added after the k th band signal of the n th terminal passes through an IDFT (or IFFT).
  • n denotes AWGN having a length of ((L ch + Lf + L cp + N fft -2) x 1), and assumes that L ch + L f -2 ⁇ L cp .
  • the signal Y in the frequency domain may be represented by Equation 2 below.
  • the first item means a signal of its own
  • the second item indicates a signal sent to another terminal.
  • H i is a value of (N fft ⁇ 1) in the channel frequency domain where N-point FFT is applied to h i
  • F n, k is a (N fft ⁇ 1) size in the frequency domain of f n
  • k means data of size (N fft ⁇ 1) of the k th subband of the n th terminal.
  • ⁇ denotes an element-wise vector product.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating orthogonality when sampling in a frequency domain at reception when two UEs UE # 1 and UE # 2 are allocated.
  • Equation (2) Since the data of each terminal is allocated to the frequency of the FDMA scheme, it is possible to receive without interference of other terminal signals by windowing the frequency region allocated to the user from Equation (2).
  • FIG. 5 means an ideal situation when the frequency synchronization is exactly matched.
  • a carrier frequency offset CFO
  • LO local oscillator
  • Equation 4 the new item c i due to the residual CFO is multiplied by the element-wise vector product, where c i is expressed as Equation 4 below.
  • the received signal in the final frequency domain by applying the N-point FFT is expressed by the following equation (5).
  • C i is a matrix having a size (N fft ⁇ N fft ) corresponding to the remaining CFO
  • x denotes a matrix product
  • the elements of the nth column of the mth row are defined as in Equation 6 below.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the interference portion in the frequency domain when residual CFO remains.
  • interference is generated due to the remaining CFO during sampling in the frequency domain at the time of UE # 1 reception.
  • signal-to-interference-plus-noise (SINR) of the k-th subcarrier of the i-th terminal may be defined as in Equation 7 below.
  • Equation 7 it can be seen that the actual received SINR is determined according to the coefficient value of the filter as well as the channel. Therefore, by adjusting the filter appropriately according to the channel, not only the reception performance of the terminal but also the overall throughput can be improved.
  • the present invention proposes a filter book selection and feedback method for improving reception performance between terminals in a downlink FCP-OFDM system.
  • the base station may instruct the user equipment as a feedback report mode to feed back information on the filter selected in the filter book as a higher layer signal, and whether to report the feedback information in units of RB or in units of subbands.
  • the base station may instruct the terminal to a higher layer signal or a physical layer signal.
  • the terminal may transmit feedback information for each RB to the base station for the allocated RBs.
  • the UE may select a filter to maximize the average SINR in the corresponding RB from a predefined filter book.
  • the UE may select a filter having the maximum average SINR in the corresponding RB using a method of calculating the SINR in Equation (7).
  • a filter book consisting of N filters is illustrated in FIG. 7.
  • filter coefficients f1, f2,..., FN corresponding to each filter index are present.
  • the terminal may feed back information to the base station by selecting information (eg, selected filter index) for the filter selected from the filter book.
  • the UE may feed back the selected filter index and information on the filter quality corresponding to the selected filter index (for example, a filter quality information (FQI) value) to the base station.
  • FQI filter quality information
  • the predefined filter book there is a filter having a unique shape for each filter coefficient, and the base station and the terminal may share information on this in advance.
  • Equation 7 its desired signal in the received SINR is proportional to the square of the channel response magnitude experienced by the corresponding subcarrier and the filter response magnitude used.
  • interference is interference from data allocated to other terminals and is received in proportion to the square of the magnitude of the channel response and the filter response of the corresponding subcarrier.
  • the reception SINR of each terminal is changed according to a filter assigned to the multiple terminals, and thus, the base station receives the reception by using the corresponding filter as well as the existing channel information feedback to control the data throughput of the terminal. It is necessary to inform the base station about the performance.
  • the terminal needs channel information before the corresponding filter is applied. Therefore, the corresponding information can be obtained through a common reference signal instead of the UE-specific reference signal. For example, in the LTE system, the terminal may estimate the corresponding channel information at the receiving end through the CRS.
  • an average value of the degree of the value remaining after the compensation may be estimated using a symbol for periodically compensating the CFO.
  • a symbol for periodically compensating the CFO For example, it can be found through a primary synchronization signal (PSS) or a secondary synchronization signal (SSS).
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the information required to know the received SINR needs to know the number of RBs of the terminals actually allocated and the filter applied thereto, but can calculate the corresponding received SINR.
  • the average received SINR can be estimated by limiting the number of applicable filters through the filter book and by assigning different terminals to all other RBs.
  • the filter book may predetermine a set of filters through system simulation through a trade-off between OOBE and inter-symbol-interference.
  • the terminal may calculate the received signal of the corresponding subcarrier based on one filter, and may also calculate the intra-user-interference coming from its own block.
  • the amount of interference signals may be calculated on the assumption that N is equally applied to other inter-user interference. By averaging all these cases, we can find the expected received SINR for one filter. In addition, the average value is taken for all subcarriers belonging to the RB.
  • a filter index capable of obtaining a maximum SINR can be selected from the UE's point of view, and the SINR value corresponding to the selected filter index can be fed back to the base station.
  • the base station performs scheduling based on the feedback information received from the terminal, and may optimize the system throughput considering the OOBE.
  • the terminal may transmit the feedback information to the base station for each subband (including at least two RBs) for the allocated subbands.
  • the UE may select a filter to maximize the average SINR in the corresponding subband from a predefined filter book.
  • the terminal may select a filter having the maximum average SINR in the corresponding subband using a method of calculating the SINR in Equation (7).
  • the terminal may feed back the selected filter index and the value FQI (filter quality information) corresponding to the selected filter index to the base station.
  • Embodiment 1 was a method of reporting filter information for maximizing FQI for every individual RB to a base station. This method provides a lot of freedom to the base station by providing a lot of information in terms of system optimization. However, it requires a large amount of feedback and also a lot of computational complexity depending on the number of filters. Therefore, we propose a method to reduce the amount of feedback and computation complexity.
  • the base station can lower the amount of feedback and the computational complexity by adjusting the unit for calculating the FQI and filter index. For example, it is set to provide feedback in units of RBs instead of units of RBs. In this way, the terminal may calculate the expected reception SINR assuming that the same filter is applied in units of its allocated subbands and the interference is also assumed to the same terminal in the subband unit (same filter).
  • the base station informs the mobile station about the RB size (subband unit or full band) for which feedback information is required, and the mobile station selects a filter that maximizes the average SINR value only for the RB of the specified size and selects a FQI value corresponding to the corresponding filter index. You can feedback.
  • the RB size subband unit or full band
  • Embodiments 1 and 2 are methods for reporting filter information maximizing FQI for every individual RB or subband to a base station. This method provides a lot of freedom to the base station by providing a lot of information in terms of system optimization. However, it requires a large amount of feedback and also requires a large amount of computational complexity depending on the number of filters. Therefore, we propose a method to reduce the amount of feedback and computation complexity.
  • the base station presets specific RBs for which feedback information is required for the terminal, and thus, the terminal can calculate which maximum SINR is obtained when a filter is applied to the allocated resource.
  • the interference due to the other terminal filter can be calculated in the same manner as in Example 1 by taking the average value after applying all the filters to all other bands.
  • the terminal can obtain a reduced feedback amount and a reduced computational complexity compared to the first embodiment.
  • What the base station should deliver to the terminal is information indicating a resource for which feedback information is required. This may be informed to the terminal through a physical layer or higher layer signal.
  • the base station may determine the bundle of 4 RB and inform the terminal of the corresponding resource index, and the terminal may calculate the expected received SINR from the indicated resource based on the indicated resource index information.
  • the filter may be applied to each RB unit, or the interference may be estimated assuming that the filter is equally applied to the corresponding bundle unit (for example, 4 RB units indicated).
  • the terminal may transmit feedback information for each RB to the base station for the allocated RBs.
  • the UE may select a filter to maximize the average SINR in the corresponding RB from a predefined filter book.
  • the UE may feed back the selected filter index and information on the filter quality corresponding to the selected filter index (for example, a filter quality information (FQI) value) to the base station.
  • FQI filter quality information
  • Examples 1 to 3 a method for estimating a received SINR and reporting FQI and filter index information is proposed.
  • this method as the number of filters increases, an overhead of estimating the amount of interference for each filter in RB units or subband units in order to estimate the interference occurs. Therefore, after calculating the Signal-to-leakage-and-noise ratio (SLNR) rather than the expected received SINR of the terminal, the calculated FQI may be reported to the base station.
  • SLNR Signal-to-leakage-and-noise ratio
  • SLNR is defined as in Equation 8.
  • Equation 8 unlike SINR equation, outgoing interference to Leakage is applied to the denominator term according to its filter application. Therefore, when calculating the formula, the average value may be taken as the number of subcarriers allocated after applying a total of N filters. This results in many complexity improvements.
  • the feedback scheme has been proposed in the FDD scheme.
  • the base station can know the channel information through a reference signal such as SRS using channel reciprocity, and filter optimization can be equally possible.
  • the technique is not limited to FCP-OFDM, but may be applied to a block-wise filtered OFDM scheme.
  • the present invention proposes a filter book selection and feedback method as another embodiment for improving the reception performance between the terminals of the downlink FCP-OFDM system.
  • the terminal informs the base station by dividing the filter recommendation and restriction information.
  • the terminal may transmit feedback information on the filter to the base station in units of individual RBs for the allocated RBs. For example, when transmitting feedback information for a specific RB, 1) information related to a filter index (Fmax) for maximizing the power of a desired signal (desired signal) desired by the terminal in the specific RB (for example, desired by the terminal 2) information related to a filter index (e.g., filter index) that maximizes interference to the particular RB by a signal coming into the particular RB and two adjacent RBs (in the frequency domain) (Fint1 and Fint2), where the filter index selected for the RB1 adjacent to the specific RB is assumed to be Fint1, and the filter index selected for the RB adjacent to the specific RB is called Fint2.
  • Fmax filter index
  • Fint2 filter index
  • the UE maximizes the interference related to the information related to the filter index for maximizing the power of a desired signal in the RB for each allocated RB and the signals received from two RBs adjacent to the RB. Information about the filter indexes can be fed back to the base station.
  • the UE's desired signal in the received SINR is proportional to the square of the channel response magnitude experienced by the corresponding subcarrier and the filter response magnitude used.
  • interference is interference from data allocated to other terminals and is received in proportion to the square of the magnitude of the channel response and the filter response of the corresponding subcarrier.
  • the received SINR of each terminal is changed according to the filter assigned to the multiple terminals (or users), so that the base station can apply the corresponding filter as well as the existing channel information feedback to control the data throughput of the terminal. Information on reception performance according to use may be informed to the base station.
  • the UE can inform the base station of filter limit index information (Fint1 and Fint2) that maximizes interference from adjacent RBs that have the greatest impact on performance.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating setting of feedback information ⁇ Fmax, Fint1, Fint2 ⁇ for a specific RB (RB #n) according to the fifth embodiment.
  • feedback information for RB #n is set to ⁇ F3, F6, F9 ⁇ .
  • the UE calculates a filter for maximizing the power of a desired signal based on the channel information of RB #n from a predefined filter book having N filters shown in FIG. 7 to obtain a value that F3 is maximized. This calculation may be calculated based on Equation 7 or Equation 8.
  • ⁇ F3, F6, F9 ⁇ values may vary depending on the condition of the channel and the degree of residual CFO value. Accordingly, the base station may bring an improvement in performance by avoiding a filter that maximizes interference in the corresponding RB scheduling.
  • RB # (n-1) and RB # (n + 1) are dominant interferences, the same applies to additional RBs without being limited to two adjacent RBs.
  • the information fed back to the base station by the terminal may be configured as follows.
  • ⁇ RB index, Fmax, Fint1, Fint2 ⁇ may be configured and feedback for each RB.
  • the UE may transmit the feedback information through PUCCH (Physical Uplink Control CHannel), PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel), or higher layer signaling (eg, RRC signaling).
  • the terminal receives interference from two RBs adjacent to information related to a filter (for example, filter index information Fmax) that maximizes the power of a desired signal in a corresponding subband in units of subbands.
  • Feedback information including information on a filter that is maximized (eg, filter indexes Fint1 and Fint2 that maximize interference) may be transmitted to the base station.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating setting of feedback information ⁇ Fmax, Fint1, Fint2 ⁇ for a specific subband #n according to the sixth embodiment.
  • feedback is selected by selecting a filter that maximizes a desired signal in units of subbands and a filter that maximizes interference from adjacent subbands.
  • the subbands are configured as a bundle of RBs, the UE can reduce the amount of feedback information transmitted.
  • Subband # (n-1) and Subband # (n + 1) are dominant interference, the same applies to additional RBs without being limited to two adjacent RBs.
  • the terminal may be instructed to transmit feedback information for a designated sub-band unit or entire band (RB) from the base station. Then, the terminal selects the filter index (Fmax) to maximize the power of the desired signal in the designated RB, and also selects the filter indexes (Fint1 and Fint2) to maximize the interference from two adjacent RBs, feedback to the base station Can be sent as information.
  • the filter index Fmax
  • Fint1 and Fint2 filter indexes
  • the base station presets the specific RBs requiring feedback information to the terminal, so that when the filter is applied to the RB, the base station determines the maximum magnitude of the power of the desired signal and the neighboring RBs. By calculating the magnitude of the interference, it can be calculated in the same manner as in the fifth embodiment and the sixth embodiment. Through this method, the terminal can reduce the amount of feedback transmission reduced compared to the fifth embodiment, and can obtain a reduced computational complexity.
  • the base station uses the physical layer signal (for example, PDCCH, EPDCCH, etc.) or higher layer signal (for example, RRC signaling) to transmit information on a resource (for example, a specific RB) for which feedback information is required to the terminal. You can let them know.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • EPDCCH EPDCCH
  • RRC Radio Resource Control
  • the base station may schedule the terminals based on the feedback information received from the terminal. For example, based on ⁇ F3, F6, F9 ⁇ fed back by the terminal in the fifth embodiment, the transmitting terminal of the base station may transmit a downlink signal to which the filter corresponding to F3 is applied to the terminal in RB #n. In addition, in RB # n-1, a downlink signal including a filter except for a filter corresponding to F6 may be transmitted to the terminal. However, if F6 in RB # n-1 is fed back as a filter for maximizing the power of the desired signal for the other terminal, the base station may transmit a downlink signal by applying a filter corresponding to F6 in RB # n-1 have.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • the method of transmitting the feedback information by the terminal in the wireless communication system can be used industrially in various wireless communication systems such as 3GPP LTE / LTE-A system, 5G system.

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Abstract

무선통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 전송하는 방법은, 상기 단말에 할당된 자원 별로 해당 자원 에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터에 대한 정보 및 상기 해당 자원과 인접한 자원들에서 수신된 신호가 상기 해당 자원에 간섭을 최대로 미치게 하는 필터에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 필터에 대한 정보는 선택된 필터 인덱스 정보를 포함할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
기존 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 방식은 시간-주파수 동기에 대한 제약을 강하게 요구하는 반면 5G 통신 기술들 중 핵심 기술 중 하나인 New waveform은 이런 제약 사항을 완화함으로써 기존의 OFDM 방식의 약점을 보완하고 보다 다양한 서비스를 수용할 수 있도록 개발되고 있다.
차세대 5G 시스템의 코어 기술로서 고려되고 있는 새로운 waveform 기술은 특히, OFDM에 비해 Out-of-band emission(OOBE)를 획기적 낮춤으로써 주파수가 고갈된 상태에서의 fragmented spectrum의 활용성 및 시간 비동기에 대한 성능 이득을 기대할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 전송하는 방법 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하기 위한 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 전송하는 방법은, 상기 단말에 할당된 자원 별로 해당 자원 에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터에 대한 정보 및 상기 해당 자원과 인접한 자원들에서 수신된 신호가 상기 해당 자원에 간섭을 최대로 미치게 하는 필터에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 필터에 대한 정보는 선택된 필터 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 해당 자원에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 무선통신 시스템은 Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) 시스템 또는 block-wise filtered OFDM 시스템을 포함할 수 있다. 상기 선택된 필터 인덱스는 미리 정의된 필터북에서 선택될 수 있다. 상기 자원은 자원블록(Resource Block, RB) 또는 서브밴드(subband) 단위로 구성될 수 있다. 상기 자원은 상기 단말에 할당된 자원 중에서 상기 기지국에 의해 피드백 정보가 요구되는 자원으로 지시된 자원일 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 단말은, 송신기; 및 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 송신기가 상기 단말에 할당된 자원 별로 해당 자원 에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터에 대한 정보 및 상기 해당 자원과 인접한 자원들에서 수신된 신호가 상기 해당 자원에 간섭을 최대로 미치게 하는 필터에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하도록 제어하고, 상기 필터에 대한 정보는 선택된 필터 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 해당 자원에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스를 산출하도록 구성될 수 있다. 상기 무선통신 시스템은 Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) 시스템 또는 block-wise filtered OFDM 시스템을 포함할 수 있다. 상기 선택된 필터 인덱스는 미리 정의된 필터북에서 선택될 수 있다. 상기 자원은 자원블록(Resource Block, RB) 또는 서브밴드(subband) 단위로 구성될 수 있다. 상기 자원은 상기 단말에 할당된 자원 중에서 상기 기지국에 의해 피드백 정보가 요구되는 자원으로 지시된 자원일 수 있다.
새로운 waveform인 Filtered CP-OFDM 등 기반의 무선 통신 시스템에서 기지국은 단말들로부터 오는 필터관련 피드백 정보를 기반으로 단말 간의 수신 성능을 개선할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 부반송파의 묶음 단위로 필터를 적용하는 FCP-OFDM 방식을 이용하는 장치의 송수신단을 나타낸 도면이다.
도 3은 FCP-OFDM와 OFDM의 파워 스펙트럼 비교 예를 도시한 도면이다.
도 4는 서브밴드 측면에서의 파워 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 5는 2개의 단말(UE #1, UE #2)이 할당된 경우에 수신 시 주파수 영역에서 샘플링 시 직교성을 도시한 도면이다.
도 6은 잔여(residual) CFO가 남았을 때의 주파수 영역에서의 간섭 부분을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 7에 사전에 정의된 필터북의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 실시예 5에 따른 특정 RB(RB #n)에 대한 피드백 정보{Fmax, Fint1, Fint2}의 설정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는 실시예 6에 따른 특정 서브밴드(subband #n)에 대한 피드백 정보{Fmax, Fint1, Fint2}의 설정을 예시적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.
이동 통신 시스템에서 단말 혹은 사용자 기기(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced 데이터 Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능 등을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
차세대 5G 시스템의 New waveform 계열 기술로는 심볼 간의 중첩을 허용하는 Filter bank Multicarrier (FBMC)와 기존 OFDM에 CP를 없애고 필터를 새롭게 적용하는 Universal filtered-OFDM (UF-OFDM), OFDM에 CP를 유지하고 필터를 유연하게 적용하는 Filtered CP-OFDM(FCP-OFDM) 기술 등이 있다. 해당 기술들은 송수신 기법이 크게 다르며 OOBE/복잡도/시주파수 자원 효율성/다중 채널지연에 대한 강건성/시간 비동기/주파수 비동기 등 다양한 측면에서 성능 관점에서 trade-off가 존재한다.
FBMC의 경우 심볼 간의 중첩을 허용하는 방식으로 인해 Poly phase network(PPN)형태의 송신기를 사용해야 하며 이는 높은 복잡도를 요구하게 된다. 또한, Offset QAM을 사용함으로써 기존 MIMO 송수신 기법들을 적용하는 것이 아주 어렵게 된다. 그러나, 부반송파 단위로 펄스 모양을 적용함으로써 OOBE를 다른 UF-OFDM과 FCP-OFDM에 비해 좋은 성능을 보인다. UF-OFDM의 경우 기존 CP를 없애고 그에 해당하는 만큼의 필터를 서브밴드(예를 들어, 12 부반송파) 단위로 적용함으로써 OOBE를 낮추는 방식을 취하고 있다. 이는 FBMC에 비해 OOBE의 성능은 좋지 않지만 OFDM에 적용되던 기존 기법들 즉 MIMO 기법을 바로 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, CP의 부재로 인해 수신단에서 N-point FFT가 아닌 2N-FFT를 수행하여 높은 복잡도를 야기시킨다.
마지막으로, FCP-OFDM의 경우는 기존의 OFDM에 비해, CP 길이를 축소하고 그에 해당하는 만큼의 길이에 해당하는 필터를 서브밴드 단위로 적용함으로써 OOBE를 낮추는 방식이다. 필터의 길이가 CP의 길이보다 작은 길이를 유지함으로써, OOBE를 얻는 동시에 수신단에서도 N-point FFT를 가능하게 하여 수신기 복잡도는 야기하지 않는다. 그러나, 기존 2가지 방식에 비해 OOBE의 transition 구간에서의 기울기가 약해지는 단점이 있다.
본 발명은 미래 통신을 위한 새로운 waveform인 Filtered CP-OFDM 방식에 기반한 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 하향링크에서 자원 블록(Resource Block, RB) 단위의 필터들을 필터북을 기반으로 적응적으로 적용하기 위한 방식에 관한 기법을 제안한다.
도 2는 부반송파의 묶음 단위로 필터를 적용하는 FCP-OFDM 방식을 이용하는 장치의 송수신단을 나타낸 도면이다.
도 2에서 볼 수 있듯이 송신기에서 기존 OFDM과 달리, 여러 부반송파의 묶음 단위로 필터를 적용한다는 차이점이 있다. 이렇게 서브밴드(subband) 단위로 필터를 적용함으로써 기존 OFDM 기법에 비해 다른 인접 밴드로 미치는 신호의 영향을 많이 줄일 수 있다. 서브밴드 단위의 필터의 적용은 현재 주파수 자원이 고갈되어 있는 상황에서의 Fragmented 스펙트럼의 활용도 측면에서 큰 이득을 가지고, 또한 미래 기술 통신을 위한 큰 밑거름으로 작용한다.
도 3은 FCP-OFDM와 OFDM의 파워 스펙트럼 비교 예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 것처럼, 기존 OFDM의 다른 밴드로 영향을 미치는 신호의 파워가 서서히 떨어지는 반면, UF-OFDM의 경우는 빨리 떨어지는 것을 알 수 있다. 이런 특성에 기반하여 새로운 waveform의 하나의 후보로 간주되고 있다.
도 4는 서브밴드 측면에서의 파워 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 것처럼, 전체 대역에 필터를 적용하는 것이 아니라 서브 밴드 단위로 필터를 적용한다.
대역외방사 신호의 Sharpness는 비동기 상황에서 특히 많은 이점을 가져온다. 다시 말해, 두 신호가 주파수 영역에서 직교성이 보장되면 시간 영역에서의 동기의 필요성이 사라지게 된다. 반대로 대역외방사의 특성이 좋지 못한 OFDM의 경우는 동기가 틀어지면 성능의 열화가 심하게 나타난다. 또한, 주파수 오프셋이 발생하였을 때도 인접 밴드에 미치는 영향을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.
따라서, 기존의 OFDM이 아닌 주파수 영역에서 직교성이 보장되는 새로운 waveform들이 솔루션으로 등장하고 있다. FCP-OFDM 역시 주파수 영역에서의 대역외방사 패턴의 조절을 통해 비동기 상황에서의 수신 성능 이득을 꾀할 수 있다.
상기 FCP-OFDM 시스템은 하향링크에서 주파수 동기가 맞았을 때 각 단말(사용자) 데이터를 위해 적용된 필터와 상관없이 직교성을 유지하면서 N-point FFT를 사용하여 자신의 데이터를 수신할 수 있다. 도 2의 FCP-OFDM 시스템에서의 K명의 단말(사용자) 데이터가 있을 때, i번째 사용자의 수신 단의 신호를 쓰면 다음과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2016000811-appb-M000001
여기서 hi 는 기지국으로부터 i번째 단말(사용자) 간의 (Lch×1) 크기의 채널을 의미하고, fn,k 는 n번째 단말의 k번째 서브밴드를 위한 필터(Lf×1)를 나타내고, xn,k 는 n번째 단말의 k번째 밴드 신호가 IDFT(or IFFT)를 통과하고 난 후 CP(Cyclic Prefix)를 추가한 신호((Lcp+Nfft)×1)를 의미한다. 또한, n 은 ((Lch+Lf+Lcp+Nfft-2)×1) 길이의 AWGN을 의미하고, Lch+Lf-2≤Lcp 다고 가정한다.
따라서, 수신 단에서 Lch+Lf-1 번째 샘플부터 N-point FFT를 적용함으로써 주파수 영역의 신호 Y 는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2016000811-appb-M000002
상기 수학식 2의 등식 오른쪽에서 첫 번째 항목은 자기 자신의 신호를 의미하며, 두 번째 항목은 다른 단말에게 보내진 신호를 나타낸다. 여기서, Hi 는 hi 에 N-point FFT를 적용한 채널 주파수 영역의 (Nfft×1) 크기의 값이고, Fn,k는 fn,k 의 주파수 영역의 (Nfft×1) 크기의 값이고 Xn,k 는 n번째 단말의 k번째 서브밴드의 (Nfft×1) 크기의 데이터를 의미한다. 그리고 ·는 element-wise vector 곱을 나타낸다.
도 5는 2개의 단말(UE #1, UE #2)이 할당된 경우에 수신 시 주파수 영역에서 샘플링 시 직교성을 도시한 도면이다.
각 단말의 데이터의 경우, FDMA 방식의 주파수로 각각 할당하였기 때문에, 상기 수학식 2로부터 자신에게 할당된 주파수 영역을 windowing 을 취함으로써 다른 단말 신호의 간섭 없이 수신할 수 있다. 그러나, 도 5의 경우는 주파수의 동기가 정확히 일치했을 때의 이상적인 상황을 의미한다. 통신 상황에서는 기지국과 단말 간의 local oscillator (LO)의 불일치 혹은 Doppler effect로 인해 carrier frequency offset(CFO)이 발생할 수 밖에 없다. 이런 CFO를 보상하기 위해서, CFO를 추정하고 시간 도메인에서 보상을 먼저하고 FFT를 취하는 방식을 일반적으로 사용한다. 이렇게 CFO를 추정하고 보상을 함에도 불구하고 추정 에러로 인한 잔여(residual) CFO가 남는 것은 자명하다. 따라서, 잔여 CFO가 있는 환경에서의 i번째 단말의 수신 신호는 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2016000811-appb-M000003
기존 CFO가 없는 수식과 달리, 잔여 CFO로 인한 새로운 항목인 ci 가 element-wise 벡터 곱으로 곱해지게 되고, 여기서 ci 는 다음 수학식 4와 같다.
수학식 4
Figure PCTKR2016000811-appb-M000004
여기서,
Figure PCTKR2016000811-appb-I000001
는 i번째 단말의 잔여 CFO를 나타낸다.
따라서, CP 제거 후, N-point FFT를 적용함으로써 최종 주파수 영역의 수신 신호는 다음 수학식 5와 같다.
수학식 5
Figure PCTKR2016000811-appb-M000005
여기서 Ci 는 잔여 CFO에 대응하는 (Nfft×Nfft) 크기의 matrix 이고, ×는 matrix 곱을 의미하고, m번째 행의 n번째 열의 요소는 아래 수학식 6과 같이 정의된다.
수학식 6
Figure PCTKR2016000811-appb-M000006
따라서, 자신의 데이터를 복호할 때 직교성이 없어지기 때문에, 간섭이 발생하게 된다.
도 6은 잔여(residual) CFO가 남았을 때의 주파수 영역에서의 간섭 부분을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 것 처럼, UE #1 수신 시 주파수 영역에서 샘플링 시 잔여 CFO로 인해 간섭이 발생하고 있다.
그 결과 i번째 단말의 k번째 부반송파의 신호대간섭 및 잡음 비(Signal-to-interference-plus-noise, SINR)은 다음 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2016000811-appb-M000007
상기 수학식 7에서 Pi,k=E[[Xi,k]k] 는 i번째 단말의 k번째 부반송파의 전력을 나타낸다. 위 수학식 7에서 보는 바와 같이, 채널뿐만 아니라 필터의 계수 값에 따라 실제 수신 SINR이 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 필터를 채널에 따라 적절하게 조절함으로써 단말의 수신 성능뿐만 아니라 전체 쓰루풋(throughput)도 향상할 수 있다.
본 발명에서는 하향링크 FCP-OFDM 시스템의 단말 간의 수신 성능을 개선하기 위한 필터북(Filter Book) 선택 및 피드백 방법을 제안하고자 한다. 기지국은 필터북에 선택된 필터에 대한 정보를 피드백 하도록 하는 피드백 보고 모드를 상위 계층 신호로 단말에게 지시해 줄 수 있고, RB 단위로 피드백 정보를 보고할 지 서브밴드 단위로 피드백 정보를 보고할지 여부도 기지국이 단말에게 상위 계층 신호 또는 물리 계층 신호로 지시해 줄 수 있다.
실시예 1
단말은 할당된 RB들에 대해 각 RB 별로 피드백 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 단말은 해당 RB에서 평균 SINR이 최대가 되도록 하는 필터를 미리정의된 필터 북(Filter Book)에서 선택할 수 있다. 일 예로서, 단말은 상기 수학식 7에서 SINR을 산출하는 방식을 이용하여 해당 RB 내에서 평균 SINR이 최대가 되는 필터를 각각 선택할 수 있다. 일 예로서 N개의 필터로 구성된 필터북을 도 7과 같이 나타내었다. 도 7에 도시된 사전에 정의된 필터북은 필터 인덱스 별로 대응하는 필터 계수(f1, f2, ..., fN)가 각각 존재한다. 단말은 상기 필터북에서 선택된 필터에 대한 정보(예를 들어, 선택된 필터 인덱스)를 선택하여 기지국에 피드백할 수 있다. 또한, 단말은 선택한 필터 인덱스와 선택한 필터 인덱스에 해당하는 필터 품질에 대한 정보(예를 들어, FQI(filter quality information) 값)을 기지국에 함께 피드백할 수 있다. 사전에 정의된 필터북은 필터 계수 별로 유니크한 모양(shape)을 갖는 필터가 존재하며, 기지국 및 단말은 사전에 이에 대한 정보를 공유하고 있을 수 있다.
상기 수학식 7에서 보는 바와 같이, 수신 SINR에서 자신의 원하는(desired) 신호는 해당 부반송파가 겪는 채널 응답 크기와 사용된 필터 응답 크기의 제곱에 비례한다. 반면에, 간섭은 다른 단말에게 할당된 데이터로부터 오는 간섭으로 해당 부반송파의 채널 응답과 필터 응답의 크기의 제곱에 비례하여 받게 된다. 이로부터 알 수 있듯이, 다중 단말에게 할당된 필터에 따라 각 단말의 수신 SINR이 변하게 되며, 따라서 기지국은 단말의 데이터 쓰루풋(throughput)을 제어하기 위해서 기존 채널 정보 피드백뿐만 아니라 해당 필터를 사용함에 따른 수신 성능에 대한 정보를 기지국에게 알려줄 필요가 있다.
단말이 자신의 SINR을 계산하기 위해서는 아래의 4가지 정보들이 필요하다.
(1) 필터가 적용되지 않은 채널 정보
(2) 잔여 CFO
(3) 실제 자신에게 할당된 RB 수와 다른 단말에 할당된 RB 수
(4) 자신 및 다른 단말을 위해서 적용된 필터의 주파수 응답(필터 계수)
먼저, 단말은 자신의 수신 성능을 예측하기 위해서는 해당 필터가 적용되기 전의 채널 정보를 필요로 한다. 따라서, 단말-특정한 참조 신호가 아닌 공통의 참조 신호를 통해서 해당 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템의 경우 단말은 CRS를 통해서 해당 채널 정보를 수신 단에서 추정할 수 있다.
또한, 잔여 CFO의 경우도 CFO를 주기적으로 보상하기 위한 심볼을 이용하여 보상 후 남아 있는 값의 정도의 평균값을 추정할 수 있다. 예를 들어, PSS(Primary synchronization signal) 혹은 SSS(Secondary synchronization signal)를 통해서 알아낼 수 있다.
이제 수신 SINR을 알기 위해서 필요한 정보는 실제로 할당된 단말들의 RB 개수와 거기에 적용된 필터를 알아야지만 해당 수신 SINR을 계산할 수 있다. 그러나, 이를 한 단말이 모두 아는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 필터 북을 통한 적용 가능 필터의 개수를 한정하고 다른 모든 RB에 다른 단말이 할당되었다고 함으로써 평균 수신 SINR을 추정할 수 있다.
필터 북은 도 7에서 보는 바와 같이 OOBE와 심볼 간 간섭(inter-symbol-interference)간의 trade-off를 통해서 시스템 시뮬레이션을 통한 필터의 세트를 미리 정할 수 있다.
먼저, 위 필터 북을 기반으로 단말은 한 개의 필터를 기반으로 해당 부반송파의 수신 신호를 계산할 수 있으며, 또한 자신의 블록 안에서 오는 간섭 (Intra-User-interference)을 계산할 수 있다. 다음으로, 각각 N개에 대해서 다른 단말간 간섭(Inter-User-Interference)에 동일하게 적용되었다고 가정을 하고 간섭 신호의 양을 계산할 수 있다. 이렇게 얻은 모든 경우에 대해서 평균을 취함으로써 한 개의 필터에 대한 기대 수신 SINR을 구할 수 있다. 또한, RB 안에 속하는 모든 부반송파에 대해서도 평균값을 취한다.
이러한 방법을 N개의 필터에 대해 수행함으로써, 단말 입장에서 최대 SINR을 얻을 수 있는 필터 인덱스를 선택할 수 있고, 선택된 필터 인덱스에 해당하는 SINR값을 기지국에 피드백할 수 있다.
기지국은 단말로부터 수신한 피드백 정보에 기초하여 스케줄링을 수행하고, 스케줄링을 통해 OOBE를 고려한 시스템 쓰루풋(throughput)을 최적화 할 수 있다.
실시예 2
단말은 할당된 서브밴드(subband)들에 대해 각 서브밴드(적어도 2개의 RB를 포함) 별로 피드백 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 단말은 해당 서브밴드에서 평균 SINR이 최대가 되도록 하는 필터를 미리정의된 필터 북(Filter Book)에서 선택할 수 있다. 일 예로서, 단말은 상기 수학식 7에서 SINR을 산출하는 방식을 이용하여 해당 서브밴드 내에서 평균 SINR이 최대가 되는 필터를 각각 선택할 수 있다. 또한, 단말은 선택한 필터 인덱스와 선택한 필터 인덱스에 해당하는 값 FQI(filter quality information)을 기지국에 함께 피드백할 수 있다.
실시예 1은 모든 개별 RB 별로 FQI를 최대화 하는 필터 정보를 기지국에 보고하는 방법이었다. 이 방법은 시스템 최적화 관점에서 많은 정보를 제공함으로써 기지국에게 많은 선택 자유도를 제공하는 방법이다. 하지만, 많은 피드백 양을 요구하며 또한 필터의 개수에 따른 많은 계산 복잡도를 요구한다. 따라서, 해당 피드백 양과 계산 복잡도를 줄이는 방법을 제안한다.
기지국은 FQI와 필터 인덱스를 계산하는 단위를 조절함으로써 피드백 양과 계산 복잡도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 각 RB 단위가 아닌 RB들의 묶음 단위로 피드백을 하도록 설정하는 것이다. 이렇게 함으로써, 단말은 자신의 할당 받은 ㅅ서브밴드 단위로 동일한 필터를 적용하고 간섭 역시 서브밴드 단위로 동일한 단말에게 (동일한 필터) 가정하여 기대 수신 SINR을 계산할 수 있다.
실시예 3
기지국은 단말에게 피드백 정보가 요구되는 RB 크기(서브밴드 단위 혹은 전체 밴드)에 대해서 알려주고, 단말은 지정된 크기의 RB에 대해서만 평균 SINR값을 최대화하는 필터를 선택하여 해당 필터 인덱스와 상응하는 FQI 값을 피드백할 수 있다.
상기 실시예 1 및 실시예 2는 모든 개별 RB 별 혹은 서브밴드 별 FQI를 최대화하는 필터 정보를 기지국에 보고 하는 방법이었다. 이 방법은 시스템 최적화 관점에서 많은 정보를 제공함으로써 기지국에게 많은 선택 자유도를 제공하는 방법이다. 그러나, 많은 피드백 양을 요구하며 또한 필터의 개수에 따른 많은 계산 복잡도를 요구한다. 따라서, 해당 피드백 양과 계산 복잡도를 줄이는 방법을 제안한다. 상술한 실시예 1 및 실시예 2와는 달리, 기지국이 단말에게 피드백 정보가 요구되는 특정 RB들을 미리 설정해 줌으로써 단말은 할당받은 해당 자원에 어떤 필터가 적용되었을 때, 최대 수신 SINR이 나오는지 계산할 수 있다. 여기서, 다른 단말 필터로 인해 오는 간섭은 다른 모든 대역에 모든 필터를 적용한 후 평균값을 취함으로써 실시예 1과 동일하게 계산할 수 있다.
이 방법을 통해서, 단말은 실시예 1에 비해 줄어든 피드백 양과 줄어든 계산 복잡도를 얻을 수 있다. 기지국이 단말에게 전달해 주어야 하는 것은 피드백 정보가 요구되는 자원을 지시해 주는 정보이다. 이는 물리 계층 혹은 상위 계층 신호를 통해서 단말에게 알려줄 수 있다. 일 예로서, 기지국은 4 RB의 묶음으로 정하고 해당 자원 인덱스를 단말에게 알려 줄 수도 있고, 단말은 지시된 해당 자원 인덱스 정보에 기초하여 지시된 자원에서 기대 수신 SINR을 계산할 수 있다. 또한, 간섭을 추정할 때 각 RB 단위로 필터를 적용해서 할 수도 있고 해당 묶음 단위(예를 들어, 지시된 4 RB 단위)로 필터가 동일하게 적용되었다고 가정하고 간섭을 추정할 수 있다.
실시예 4
단말은 할당된 RB들에 대해 각 RB 별로 피드백 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 단말은 해당 RB에서 평균 SINR이 최대가 되도록 하는 필터를 미리정의된 필터 북(Filter Book)에서 선택할 수 있다. 또한, 단말은 선택한 필터 인덱스와 선택한 필터 인덱스에 해당하는 필터 품질에 대한 정보(예를 들어, FQI(filter quality information) 값)을 기지국에 함께 피드백할 수 있다.
실시예 1 내지 3에서는 단말이 수신 SINR을 추정하여 FQI와 필터 인덱스 정보를 보고하는 방법을 제안하였다. 해당 방식은 필터의 개수가 늘어날수록 간섭을 추정하기 위해 RB 단위 혹은 서브밴드 단위로 필터 별로 간섭 양을 추정해야 하는 오버헤드가 발생한다. 따라서, 단말의 기대 수신 SINR이 아닌 Signal-to-leakage-and-noise ratio (SLNR)을 계산하여 이를 FQI로 산출한 후 FQI를 기지국에 보고할 수 있다.
SLNR은 다음 수학식 8과 같이 정의된다.
수학식 8
Figure PCTKR2016000811-appb-M000008
상기 수학식 8에서 보는 바와 같이, SINR수식과는 달리 분모 term에 자신의 필터 적용에 따른 Leakage로 나가는 간섭을 적용한다. 따라서, 해당 수식을 계산 시에는 총 N개의 필터를 적용한 후 할당 받은 부반송파의 개수만큼 평균값을 취할 수 있다. 이는 많은 복잡도 개선을 가져온다.
해당 방법을 통해서 기존 모든 RB 혹은 Sub-band별 혹은 지정 리소스 방식을 모두 적용 가능하다.
또한, 지금까지는 FDD 방식에 피드백 기법에 대해 제안하였다. 하지만, TDD의 경우 채널 reciprocity를 이용하여 SRS와 같은 참조 신호를 통해서 채널 정보를 기지국이 알 수 있고, 동일하게 필터 최적화가 가능하다.
또한, 해당 기법은 FCP-OFDM에만 국한되지 않고, block-wise filtered OFDM 방식에 적용 가능하다.
또한, 본 발명에서는 하향링크 FCP-OFDM 시스템의 단말 간의 수신 성능을 개선하기 위한 또 다른 실시예로서의 필터 북 선택 및 피드백 방법을 제안한다. 특히, 필터 추천 및 제한(Filter recommendation과 restriction) 정보를 구분해서 단말이 기지국에게 알려준다.
실시예 5
단말은 할당된 RB들에 대해 개별 RB 단위로 기지국에 필터에 대한 피드백 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 특정 RB에 대해 피드백 정보를 전송하는 경우, 1)상기 특정 RB에서 단말이 원하는 신호(Desired signal)의 전력을 최대화하는 필터 인덱스(Fmax)와 관련된 정보(예를 들어, 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스)와 함께 2) 상기 특정 RB와 (주파수 도메인에서) 인접한 두 개의 RB에 들어오는 신호가 상기 특정 RB로의 간섭을 최대화시키는 필터 인덱스와 관련된 정보(예를 들어, 필터 인덱스(Fint1 및 Fint2), 여기서 상기 특정 RB에 인접한 RB1에 대해 선택된 필터 인덱스를 Fint1, 상기 특정 RB에 인접한 RB에 대해 선택된 필터 인덱스를 Fint2라고 가정함)를 기지국에 피드백할 수 있다.
하나의 특정 RB에 대해 예로 설명하였으나, 단말은 할당받은 각 RB 별로 해당 RB에서 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스와 관련된 정보와 해당 RB에 인접한 두 RB에서 수신된 신호가 해당 RB로의 간섭을 최대화하는 필터 인덱스들에 대한 정보를 기지국으로 피드백 할 수 있다.
상기 수학식 7에서 보는 바와 같이, 수신 SINR에서 단말 자신의 원하는 신호는 해당 부반송파가 겪는 채널 응답 크기와 사용된 필터 응답 크기의 제곱에 비례한다. 반면에, 간섭은 다른 단말에게 할당된 데이터로부터 오는 간섭으로 해당 부반송파의 채널 응답과 필터 응답의 크기의 제곱에 비례하여 받게 된다. 이로부터 알 수 있듯이, 다중 단말(혹은 사용자)에게 할당된 필터에 따라 각 단말의 수신 SINR이 변하게 되며, 따라서 기지국은 단말의 데이터 쓰루풋(throughput)을 제어하기 위해서 기존 채널 정보 피드백뿐만 아니라 해당 필터를 사용함에 따른 수신 성능에 대한 정보를 기지국에게 알려줄 수 있다.
이 때, 개별 RB 별로 단말 자신의 원하는 신호를 최대화 하는 필터 인덱스(Fmax)를 기지국에 알려줌으로써 자신 신호의 크기를 최대화 하는 필터 정보를 알려준다. 동시에, 단말은 성능의 가장 많은 영향을 미치는 인접한 RB들로부터의 간섭을 최대화 하는 필터 제한 인덱스 정보(Fint1과 Fint2)를 기지국에 알려줄 수 있다.
도 8은 실시예 5에 따른 특정 RB(RB #n)에 대한 피드백 정보{Fmax, Fint1, Fint2}의 설정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8에서는, RB #n에 대한 피드백 정보가 {F3, F6, F9}로 설정된 예제이다. 단말은 RB #n의 채널 정보를 기반으로 원하는 신호의 파워를 최대화 하는 필터를 도 7에 도시한 N개의 필터를 가진 미리 정의된 필터 북으로부터 계산하여 F3이 최대화 된다는 값을 얻은 것이다. 이 계산은 상기 수학식 7 또는 상기 수학식 8에 기초하여 계산될 수 있다.
RB #n와 인접한 RB #(n-1)로부터 오는 간섭을 계산하여 그 중에서 F6 필터가 RB #n에 가장 많은 간섭 양을 미친다는 것이고, RB #(n+1)로부터 RB #n에 오는 간섭 양은 F9일 때 최대 값을 가진다는 것을 나타내는 예제이다.
{F3, F6, F9} 값들은 채널의 상태와 잔여 CFO값의 정도에 따라서 달라질 수 있다. 따라서, 기지국은 해당 RB 스케줄링 시 간섭을 최대화 하는 필터를 피하는 방식으로 성능의 개선을 가져올 수 있다. RB #(n-1)과 RB #(n+1)이 도미넌트(dominant)한 간섭이지만, 두 개의 인접 RB에 국한하지 않고 추가적인 RB들에게도 동일하게 적용할 수 있다.
따라서, 단말이 기지국에게 피드백하는 정보는 다음과 같이 구성될 수 있다. 해당 RB 별로 {RB 인덱스, Fmax, Fint1, Fint2}로 구성하여 피드백할 수 있다. 단말은 피드백 정보를 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 혹은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)등을 통해서 전송할 수 있다.
실시예 6
단말은 기지국에게 서브밴드(Sub-band) 단위로 해당 서브밴드에서 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터와 관련된 정보(예를 들어, 필터 인덱스 정보(Fmax))와 인접한 두 개의 RB들로부터 들어오는 간섭이 최대화 되는 필터에 대한 정보(예를 들어, 간섭을 최대화하는 필터 인덱스 (Fint1과 Fint2))를 포함하는 피드백 정보를 기지국에 전송할 수 있다.
도 9는 실시예 6에 따른 특정 서브밴드(subband #n)에 대한 피드백 정보{Fmax, Fint1, Fint2}의 설정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 서브밴드 단위로 원하는 신호를 최대화 하는 필터와 인접 서브밴드들로부터 오는 간섭을 최대화 시키는 필터를 선택하여 피드백을 올리는 것을 보여준다. 실시예 5와 비교해 볼때, 서브밴드가 RB의 묶음으로 설정되기 때문에 단말은 피드백 정보 전송양을 줄일 수 있다. Subband #(n-1)과 Subband#(n+1)이 도미넌트(dominant)한 간섭이지만, 두 개의 인접 RB에 국한하지 않고 추가적인 RB들에게도 동일하게 적용할 수 있다.
도 9에서는 subband #n의 원하는 신호 파워를 최대화하는 필터가 Fmax=4로 계산된 것이다. 이 계산은 상기 수학식 7 또는 상기 수학식 8에 기초하여 계산될 수 있다. 인접 서브밴드인 Subband #(n-1)에서 subband #n으로 미치는 간섭이 최대가 되는 필터 인덱스는 4로 선택(Fint1 =4)되었고, Subband#(n+1)에서 subband #n으로 미치는 간섭이 최대가 되는 필터 인덱스는 11로 선택(Fint1 =4)되었음을 알수 있다.
실시예 7
단말은 기지국으로부터 지정된 RB(sub-band 단위 혹은 전체 band)에 대한 피드백 정보를 전송할 것을 지시받을 수 있다. 그러면, 단말은 상기 지정된 RB에서 원하는 신호의 파워를 최대화하는 필터 인덱스(Fmax)를 선택하고, 인접한 두 개의 RB들로부터 들어오는 간섭이 최대화 되는 필터 인덱스들(Fint1과 Fint2)도 선택하여, 기지국에 피드백 정보로 전송해 줄 수 있다.
상기 실시예 5 및 실시예 6과 달리, 기지국이 단말에게 피드백 정보가 필요한 특정 RB들을 미리 설정해 줌으로써 단말은 해당 RB에 어떤 필터가 적용되었을 때, 원하는 신호의 파워의 최대 크기와 인접 RB들로부터의 간섭 크기를 계산함으로써 상기 실시예 5 및 실시예 6과 동일하게 계산할 수 있다. 이 방법을 통해서, 단말은 실시예 5에 비해 줄어든 피드백 전송양을 줄일 수 있고, 줄어든 계산 복잡도를 얻을 수 있다.
기지국이 단말에게 피드백 정보가 요구되는 자원(예를 들어, 특정 RB)에 대한 정보를 물리 계층 신호(예를 들어, PDCCH, EPDCCH 등) 혹은 상위 계층 신호(예를 들어, RRC 시그널링)를 통해서 단말에게 알려줄 수 있다.
기지국은 단말로부터 수신한 피드백 정보에 기초하여 단말들을 스케줄링 할 수 있다. 예를 들어, 실시예 5에서 단말이 피드백한 {F3, F6, F9}에 기초하여, 기지국의 송신단에서 RB #n에서는 F3에 대응하는 필터를 적용한 하향링크 신호를 상기 단말로 전송할 수 있다. 그리고, RB #n-1에서는 F6에 대응하는 필터를 제외한 필터를 적용한 하향링크 신호를 상기 단말로 전송할 수 있다. 그러나, RB #n-1에서 F6이 다른 단말에 대해서는 원하는 신호의 파워를 최대화하는 필터로서 피드백된 경우라면, 기지국은 RB #n-1에서 F6에 대응하는 필터를 적용하여 하향링크 신호를 전송할 수도 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
무선통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 전송하는 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G 시스템 등과 같은 다양한 무선통신 시스템에서 산업상으로 이용이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 단말이 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 단말에 할당된 자원 별로 해당 자원 에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터에 대한 정보 및 상기 해당 자원과 인접한 자원들에서 수신된 신호가 상기 해당 자원에 간섭을 최대로 미치게 하는 필터에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 필터에 대한 정보는 선택된 필터 인덱스 정보를 포함하는, 피드백 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해당 자원에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스를 산출하는 단계를 더 포함하는, 피드백 정보 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템은 Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) 시스템 또는 block-wise filtered OFDM 시스템을 포함하는, 피드백 정보 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 선택된 필터 인덱스는 미리 정의된 필터북에서 선택되는, 피드백 정보 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 자원은 자원블록(Resource Block, RB) 또는 서브밴드(subband) 단위로 구성된, 피드백 정보 전송 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자원은 상기 단말에 할당된 자원 중에서 상기 기지국에 의해 피드백 정보가 요구되는 자원으로 지시된 자원인, 피드백 정보 전송 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 단말에 있어서,
    송신기; 및
    프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는, 상기 송신기가 상기 단말에 할당된 자원 별로 해당 자원 에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터에 대한 정보 및 상기 해당 자원과 인접한 자원들에서 수신된 신호가 상기 해당 자원에 간섭을 최대로 미치게 하는 필터에 대한 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하도록 제어하고,
    상기 필터에 대한 정보는 선택된 필터 인덱스 정보를 포함하는, 단말.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 해당 자원에서 상기 단말이 원하는 신호의 전력을 최대화하는 필터 인덱스를 산출하도록 구성되는, 단말.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템은 Filtered Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (FCP-OFDM) 시스템 또는 block-wise filtered OFDM 시스템을 포함하는, 단말.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 선택된 필터 인덱스는 미리 정의된 필터북에서 선택되는, 단말.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 자원은 자원블록(Resource Block, RB) 또는 서브밴드(subband) 단위로 구성된, 단말.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 자원은 상기 단말에 할당된 자원 중에서 상기 기지국에 의해 피드백 정보가 요구되는 자원으로 지시된 자원인, 단말.
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