WO2017204436A1 - 분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017204436A1
WO2017204436A1 PCT/KR2017/000407 KR2017000407W WO2017204436A1 WO 2017204436 A1 WO2017204436 A1 WO 2017204436A1 KR 2017000407 W KR2017000407 W KR 2017000407W WO 2017204436 A1 WO2017204436 A1 WO 2017204436A1
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layer
codewords
terminal
information
base station
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PCT/KR2017/000407
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김희진
강지원
조희정
한진백
변일무
심현진
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엘지전자주식회사
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Publication date
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H04B7/046—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account
    • H04B7/0473—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account taking constraints in layer or codeword to antenna mapping into account
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting an uplink signal in a distributed antenna communication system.
  • LTE 3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunication ions System
  • E-UMTS is an evolution of the existing UMTSQJuniversal Mobile Telecom® unicat ions System (E-UMTS) and is currently undergoing basic standardization work in 3GPP.
  • E-UMTS may be referred to as LTE Long Term Evolut ion (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolut ion
  • an E-UMTS is an access gateway located at an end of a terminal (User Equiment; UE) and a base station (eNode B), an eNB, and a network (E-UTRAN) and connected to an external network (Access Gateway).
  • UE User Equiment
  • eNode B base station
  • E-UTRAN network
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information, such as time / frequency domain, encoding, data size, HARQ hybr id automat ic repeat and reQuest information, etc. Tells.
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink (UL) data, and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available to the user equipment.
  • the core network may consist of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages mobility of the UE in units of a TA Tracking Area including a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed up to LTE based on WCDMA, but the needs and expectations of users and operators are constantly increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • a terminal having a plurality of distributed antenna units transmits an uplink signal including a plurality of codewords, the control information for the uplink signal from a base station 1 to receive; Mapping the plurality of codewords to a plurality of layers according to an indicator included in the control information; Precoding the layer mapped codewords; And transmitting the uplink signal including the precoded codewords to the base station, wherein the indicator indicates one of two or more codeword to layer mapping rules based on the number of the plurality of layers.
  • a terminal in a wireless communication system that is an aspect of the present invention, a plurality of distributed antenna units; And a processor coupled to the plurality of distributed antenna units, the processor receiving control information for an uplink signal including a plurality of codewords from a base station, and receiving the plurality of control information according to an indicator included in the control information.
  • the two or more codeword-to-layer mapping rules include a specific manipulation rule in which one codeword and one layer are tempered, and the other codeword and the remaining layers all wrap. do.
  • layer permutation may be applied in layer group units, in which case the layer group is defined as a layer having a tank size per distributed antenna unit. ' do. Additionally, the precoding may be applied to the layer permutated codewords.
  • the information for the layer permutation and information about the rank size for each distributed antenna may be included in the control information.
  • antenna port configuration information for each distributed antenna may be provided to the base station from the terminal in advance.
  • an uplink signal may be transmitted more efficiently according to a codeword to layer mapping technique for a distributed antenna communication system.
  • FIG. 1 schematically shows an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a physical channel used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in the LTE system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • MIM0 multi-antenna
  • FIG. 8 shows an example of multimantena transmission of a PUSCH in an LTE system.
  • 9 is a diagram illustrating the concept of codeword to layer mapping in an LTE system.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a vehicle including a plurality of antenna arrays.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of function sharing between a DU and a CU in a vehicle MIM0 system.
  • FIG. 12 is a view for explaining a problem that occurs when the existing CLM rules are applied to a vehicle distributed antenna system.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating a method of providing a CLM indicator according to the first embodiment of the present invention.
  • 16 is an example of configuration of an RU based layer permutation matrix according to the second embodiment of the present invention.
  • the present specification may be used as a generic term including a name of a base station, a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a receptor ion point (RP), a relay, and the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service (Informat ion Transfer Service) to a higher layer using a physical channel.
  • the physical tradeoff is connected to the upper Media Access Control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated by an Orthogonal Frequency Diversity Access (0FDMA) scheme in downlink, and modulated by a Single Carrier Frequency Division Mult Access (SC-FDMA) scheme in uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Diversity Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Mult Access
  • Medium access control (MAC) layer of the second layer is a radio link control (Radio Link Control) which is a higher layer through a logical channel (Logical Channel); Provide services to the RLC) layer.
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Layer 2 Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer provides unnecessary control for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth wireless interface. Perform header compression to reduce information.
  • PDCP Layer 2 Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in association with radio bearer (RB) configuration (Ref igurat ion), reconfiguration (Re-conf igurat ion), and release (Release).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the terminal and the RRC layer of the network, the terminal is in the RRC connected mode (otherwise), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5 ⁇ '10, 15, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the terminal is a BCH (broadcast channel) for transmitting system information, a PCH (paging channel) for transmitting a paging message, a downlink shared channel for transmitting user traffic or control messages (SCH) ). Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message. It is located above the transport channel.
  • Logical channels mapped to the transport channel are BCCH (broadcast control channel), PCCH CPaging Control Channel (CCCH), Coke on Control Channel (CCCH), Multicast Control Channel (MCCH), Multicast Traffic Channel (MTCH) and the like.
  • 3 is a diagram for explaining a physical channel used in the 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal performs an initial cell search (Initial cell search) operation such as synchronizing with the base station when the power is turned on or newly entered the cell (S301).
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a Sal ID. have.
  • the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in the cell. Meanwhile, the UE may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell discovery step.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell discovery, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information carried on the PDCCH to provide a more specific system.
  • Information can be obtained (S302).
  • the terminal may perform a random access procedure (Random Access Procedure; RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH Random Access Procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH. (S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the procedure as described above, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI includes control information, such as resource allocation information for the terminal, the format is different depending on the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or the terminal is received from the base station downlink / uplink ACK / NACK signal, CQI (Channel Qual i Indicator, PMKPrecoding Matrix Index), RI (Rank Indicator) and the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 x T s ) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5ms (15360 ⁇ ).
  • the slot includes a plurality of 0FDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers X 7 (6) 0 FOM symbols.
  • Transition Time Interval which is a unit time at which data is transmitted, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of 0FDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 0FDM symbols.
  • the first 1 to 3 0FDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 0FDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (Reference Signal (RS) or Pi lot Signal) for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is assigned to a resource to which no RS is allocated
  • the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data area.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCHC Physical Downlink Control CHannel (PCCH), and the like.
  • the PCFICH informs the UE of the number of 0FDM symbols used for the PDCCH in every subframe as a physical control format indicator channel.
  • the PCFICH is located in the first 0FDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four resource element groups (REGs), and each REG is distributed in a control region based on a cell ID (cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one 0FDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • PHICH is a physical HARQ (Hybrid-Automatic Repeat and request) indicator channel is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, PHICH represents a channel on which DL AC / NACK information for UL HARQ is transmitted. PHICH is 1
  • It is composed of REGs and is cell-specifically scrambled.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • SF Spreading Factor
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n 0FDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and DL—downlink-shared channel (DL), uplink scheduling grant, and HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH Down ink-shared channel
  • the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to one 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 Identifier (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C”
  • RTI Radio Network Temporary Identifier
  • the PDSCH indicated by " B " is received through the information of one PDCCH.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe is an area to which a PUCCH (Physi cal Up ink control CHannel) carrying control information is allocated and a region to which PUSQKPhys i Cal Upl Ink Shared CHannel carrying user data is allocated. Can be divided.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NACK used for HARQ, CQKChannel Quality Indicator indicating downlink channel status, RURank Indi cator for MIM0, SR (Scheduling Request) which is an uplink resource allocation request, etc. There is this.
  • the PUCCH for one UE uses one resource feature that occupies a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • MIMO MULT iple-Input MULTI-OUT
  • MIMO is a method of using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, and this method can improve data transmission / reception efficiency. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or the receiving end of the wireless communication system, the capacity can be increased and the performance can be improved.
  • MIM0 may be referred to as a “multi-antenna”.
  • multi-antenna technology data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data.
  • this technique can be widely used in mobile communication UEs and repeaters. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • FIG. 1 A schematic diagram of a general multi-antenna (MIM0) communication system is shown in FIG. 1
  • the transmitting end is provided with ⁇ ⁇ transmitting antennas
  • the receiving end is provided with N R receiving antennas.
  • the theoretical channel transmission capacity is increased than when the plurality of antennas are used at either the transmitting end or the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved. If the maximum transmission rate when using one antenna is o, the transmission rate when using multiple antennas is theoretically, the maximum transmission rate Ro as shown in Equation 1 below. It can be increased by multiplying the rate of increase rate Ri. Where 3 ⁇ 4 is the smaller of ⁇ ⁇ and N R.
  • each transmission power in each of the transmission information N ⁇ can be different, in this case, each transmission power is represented by the following equation 3 if the transmission power is adjusted to the vector.
  • Equation 4 Equation 4
  • ⁇ ⁇ transmitted signals ⁇ ' to be transmitted are configured.
  • the weight matrix plays a role of appropriately distributing the transmission information to each antenna according to the y 12 transmission channel situation.
  • This transmission signal r is a vector It can be expressed as shown in Equation 5 below.
  • ⁇ ⁇ means the weight between the / th transmission antenna and the _ / th information.
  • W is called a weight matrix ix or a precoding matrix ix.
  • the physical meaning of the tank of the channel matrix can be said to be the maximum number that can send different information in a given channel. Therefore, the rank of the channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the tanks of the matrix are larger than the number of rows or columns. It becomes impossible. For example, a rank (H) of the channel matrix H is limited as in Equation 6.
  • each of the different information sent by using a multi-antenna technology as a 'stream' or simply one stream.
  • a 'stream' may be referred to as a 'layer'.
  • the number of transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Therefore, the channel matrix H can be expressed as Equation 7 below.
  • the control channel can improve the reliability of the PUCCH by supporting the transmission diversity in the case of the PUCCH.
  • FIG. 8 shows an example of multimantena transmission of a PUSCH in an LTE system.
  • multiple up to two code words by a maximum of 4 layers It can be seen that antenna transmission is performed, and one precoded reference signal, for example, DM-RS, is transmitted per layer.
  • the LTE system can support up to four antenna ports.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the concept of codeword to layer mapping in an LTE system.
  • the codeword to layer mapping concept of FIG. 9 is summarized in Table 1 below.
  • P indicates the number of antenna ports used for PUSCH transmission, and "indicates the number of layers.
  • the base station In order to select, the base station, that is, the network needs information about the uplink channel. Such information may be measured through a sounding reference signal, which is a reference signal that is not precoded. Based on the measured uplink information, the network may select the number of tanks and layers for the corresponding terminal, a precoder, an appropriate MCS level for each codeword, and provide the same through the DCI.
  • a sounding reference signal which is a reference signal that is not precoded.
  • CSI channel status information
  • a channel may be defined as a combination of subchannels generated between a plurality of transmit and receive antennas, and the channel may have a complex shape such that the number of antennas used in the MIM0 system may be increased. According to the measurement and reporting method for reporting the channel information, it can be classified into an explicit CSI reporting method and an implicit CSI reporting method.
  • the explicit CSI reporting method is a method of reporting information as close as possible to the measured value to the transmitting end without analyzing the channel measured by the receiving end, and quantizing the SVIM channel represented by the matrix (matrix) or SVD Various methods are applied to reduce signaling overhead used for CSI reporting, such as Singular Value Decomposition.
  • the implicit CSI reporting method is a method of analyzing channel information instead of information about a channel measured by a receiver and selecting and reporting only what is necessary for beam generation, and signaling required for CSI reporting compared to the explicit CSI reporting method. The overhead is small and is used in current mobile communication systems.
  • the UE receives a pilot signal or reference signal for channel estimation from a base station, calculates a CSI, and reports the same to the base station.
  • the base station transmits a data signal based on the CSI information fed back from the terminal.
  • CSI information fed back by the UE in the LTE system includes CQI (channel ' quality information), ⁇ (precoding matrix index), and RI (rank indicator).
  • the CQI feedback is radio channel quality information for the purpose of providing a guide on which MCS (modulation and coding scheme) to apply when transmitting a data, that is, for link adaptation purposes. If the channel quality is high between the base station and the terminal, the terminal feeds back a high CQI value, and the base station applies a relatively high modulation order and a low coding rate. Will transmit data. In the opposite case, the UE feeds back a low CQI value so that the base station transmits data by applying a relatively low modulation order and a high coding rate.
  • MCS modulation and coding scheme
  • PMI feedback is information provided to the base station for the purpose of providing a guide on whether to apply the precoder, if the base station is equipped with multiple antennas.
  • the UE estimates a downlink channel between the base station and the terminal from the reference signal and recommends through PMI feedback which precoder the base station should apply.
  • only linear precoder that can be expressed in matrix form is considered.
  • the base station and the terminal share a codebook composed of a plurality of precoding matrices, and each precoding matrix in the codebook has a unique index. Accordingly, the terminal minimizes the amount of feedback information of the terminal by feeding back an index corresponding to the most preferred precoding matrix in the codebook.
  • RI feedback is provided to the base station for the purpose of providing a guide for the number of transport layers preferred by the terminal when the base station and the terminal is capable of multi-layer transmission through spatial multiplexing (spat ial mult iplexing) by installing a multi-antenna Information on the number of preferred layers to provide.
  • RI has a close relationship with PMI. This is because the base station must know which precoder to apply to each layer according to the number of layers.
  • PMI codebook is composed based on single layer transmission and then PMI is defined for each layer to feed back, but this method increases the amount of PMI / RI feedback information greatly as the number of transport layers increases. There is this.
  • PMI codebooks are defined according to the number of transport layers. That is, for the R-layer transmission, N matrixes of size Nt X R size are defined in the codebook, where R is the number of layers, Nt is the number of transmit antenna ports, and N is the size of the codebook. Therefore, in the LTE system, the size of the PMI codebook is defined regardless of the number of layers. Therefore, the number of layers R eventually coincides with the tank value of the precoding matrix, so the term RI is used.
  • the broad characteristics of the signal that the large-scale properties of the received signal (black is the wireless channel corresponding to the corresponding antenna port) are received from one antenna port. It can be assumed that all or some of them are the same.
  • the broad characteristics include Doppler spread related to frequency offset, Doppler shi ft, average delay related to timing offset, delay spread, and the like, and further, average gain. (average gain) may also be included.
  • the UE cannot assume that the wide range characteristics are the same among non-QCL antenna ports, that is, non-QCL (non quasi co-located) antenna ports. In this case, the UE must independently perform a tracking procedure for acquiring a frequency offset and a timing offset for each antenna port.
  • the UE may perform the following operations between the QCL antenna ports.
  • the terminal transmits a power-delay profile for a wireless channel to a specific antenna port, a delay spread and Doppler spectrum and a Doppler spread estimation result to another antenna port.
  • a power-delay profile for a wireless channel to a specific antenna port, a delay spread and Doppler spectrum and a Doppler spread estimation result to another antenna port.
  • the terminal may apply the same synchronization to other antenna ports.
  • the UE may calculate a reference signal received power (RSRP) measurement value for each of the QCL antenna ports as an average value.
  • RSRP reference signal received power
  • the terminal when the terminal receives DM-RS based downlink data channel scheduling information, for example, DCI format 2C through PDCCH (black is E-PDCCH), the terminal indicates the DM in the scheduling information. It is assumed that data demodulation is performed after performing channel estimation on the PDSCH through the -RS sequence. In such a case, if the UE is QCLed with the CRS antenna port of the serving cell for the DM-RS antenna port for downlink data channel demodulation, the UE has its own CRS antenna 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 wide-range propertise of the radio channel estimated from the port.
  • DM-RS-based downlink data channel reception performance can be improved by applying the wide-range propertise of the radio channel estimated from the port.
  • the UE estimates the CSI of the serving cell when the channel is estimated through the corresponding DM-RS antenna port. It is possible to improve DM-RS based downlink data channel reception performance by applying the wide-scale propert es to the radio channel estimated from the -RS antenna port.
  • the base station when transmitting a downlink signal in transmission mode 10, which is an MP mode, the base station defines one of the QCL type A and the QCL type B to the UE through an upper layer signal.
  • QCL type A assumes that the antenna ports of CRS, DM-RS, and CSI-RS have QCLs except for the average gain, and have broad characteristics QCL, where physical channels and signals are transmitted at the same node (point). It means that there is.
  • QCL type B sets up to 4 QCL modes per UE such as DPS, JT, etc. through upper layer messages, and receives downlink signals in any of these QCL modes. It is defined to be set dynamically via down ink contro l informat ion (DCI).
  • DCI down ink contro l informat ion
  • node # 1 consisting of two antenna ports transmits CSI-RS resource # 1
  • node # 2 consisting of N 2 antenna ports transmits CSI-RS resource # 2.
  • the CSI-RS resource # 1 is included in the QCL mode parameter set # 1
  • the CSI-RS resource # 2 is included in the QCL mode parameter set # 2.
  • the base station configures parameter set # 1 and parameter set # 2 as a higher layer signal to a terminal existing within common coverage of node # 1 and node # 2.
  • DPS may be performed by setting parameter set # 1 using DCI and setting parameter set # 2 when transmitting data through node # 2.
  • the UE assumes that the CSI-RS resource # 1 and the DM-RS are QCL when the parameter set # 1 is set through the DCI.
  • the CSI-RS resource # 2 and the DM-RS are QCL when the parameter set # 2 is set.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a vehicle including a plurality of antenna arrays.
  • the frequency of use of the above-described wireless communication system and the range of services utilized are increasing.
  • QoS quality of service
  • terminals For example, in a wireless communication system, a plurality of terminals or users (collectively referred to as terminals) who use public transportation want to watch a multimedia while boarding or have different terminals on a personal vehicle driving on a highway. There is a growing need to support high quality wireless services for mobile terminals, such as when using wireless communication services.
  • the existing wireless communication system may be somewhat limited to provide a service to the terminal in consideration of high-speed mobility or mobility. At this time, it is necessary to improve the system network to a revolut ion to support the service. In addition, new system design may be required while maintaining compatibility with the existing network infrastructure without affecting the existing network infrastructure.
  • a large antenna array Large Si Antenna Antenna
  • a large array gain Large Array Gain
  • the vehicle has a transmission loss having an average value of about 20 dB. Loss of communication performance by loss) can be prevented.
  • the vehicle uses a large number of receive antennas (rx antennas) compared to the number of terminals using the system, so it is easy to secure a large array gain and secure receive diversity by securing the distance between the receive antennas. have. That is, it may be possible to provide a service to a terminal moving at a high speed without the additional design for the network through the inter-vehicle MIM0 system.
  • a distributed antenna array system for implementing a plurality of antenna array systems in order to solve the spatial constraints of a large antenna array in an environment in which communication systems are developed and required. Has been gradually introduced, and is being applied in consideration of the appearance of the vehicle.
  • a plurality of antennas 810, 820, 830, 840, 850, and 860 may be installed in a vehicle.
  • the position and number of the plurality of antennas 810, 820, 830, 840, 850, and 860 may be installed differently according to the vehicle design system and each vehicle.
  • the configuration described below may be equally applied even if the position and the number of the plurality of antennas 810, 820, 830, 840, 850, 860 installed in the vehicle are changed, but are not limited to the following embodiments. That is, the following descriptions may be applied to antennas having various shapes and radiation patterns according to positions of the plurality of antennas 810, 820, 830, 840, 850, and 860.
  • the antenna (DU (distr imped antenna unit) or distributed distributed in each vehicle or Signals to the Remote Units (RU) may be controlled through the central controller (CU) 870. That is, the CIK870 of the vehicle can control the signal for the RUs (810, 820, 830, 840, 850, 860) installed in the vehicle to receive the signal while maximizing the reception diversity from the base station, In this situation, the wireless connection between the base station and the vehicle can be prevented. That is, the vehicle itself may be one terminal having a plurality of antennas or a repeater terminal for relaying signals. The vehicle may provide a quality service to a plurality of terminals in the vehicle through control and relay of a signal received through CIK870.
  • the terminal in the communication is possible / hierarchical perspective RRH, including a Radio Frequency (RF) mode and Analog Digital Converter (ADC) / Digital Analog Converter (DAC), Modem (PHY, MAC) , RLC, PDCP, RRC, NAS), and AP (Appl icat ion Processor).
  • RF Radio Frequency
  • ADC Analog Digital Converter
  • DAC Digital Analog Converter
  • PHY Physical Uplink Control
  • MAC Digital Analog Converter
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Radio Resource Control
  • RRC Radio Resource Control
  • AP Appl icat ion Processor
  • each DU includes a minimum function of a modem, for example, a function of a PHY layer, may be illustrated as shown in FIG. 11. have.
  • a vehicle ie, a terminal, through a vehicle distributed antenna system may obtain downlink performance gains compared to an existing terminal through the following two methods (or a mixture of two methods).
  • a channel between a base station and an RU is likely to be uncorrelated for most RUs, and fading and / or pathloss may be different for each RU. have.
  • QCL conditions between antenna ports defined in a transmission mode (TM) 10 for CoMP transmission may be established between some RUs installed at very close positions among RUs in the same vehicle.
  • the present invention proposes a code-to-layer maping (CLM) scheme for uplink data transmission reflecting channel characteristics of a distributed vehicle antenna system.
  • CLM code-to-layer maping
  • the CLM rule for the vehicle distributed antenna uplink data transmission may be performed in the following three ways according to the antenna port grouping characteristic in the vehicle terminal.
  • Different codeword (s) may be allocated to each RU (or antenna port group).
  • one RU (or Antenna port group) Transmitting only one codeword and transmitting another codeword in another RU (or antenna port group) may be efficient in terms of performance optimization. That is, when transmitting two or more codewords to a base station through a plurality of RUs (or antenna port groups), it may be advantageous to determine the CLM rule not to transmit more than one codeword in one RU (or antenna port group). .
  • One codeword may be assigned to a plurality of RUs (or antenna port groups) in common.
  • the number of codewords is smaller than the number of layers, there is a high possibility that one codeword is transmitted through a plurality of different RUs.
  • some RUs may be assigned individual codewords, and some codewords may be commonly assigned to the remaining RUs.
  • the present invention describes a mapping relationship between a codeword and a layer, if there is a data transmission unit that can independently define an MCS in addition to the codeword, it can be similarly applied to a mapping rule between the transmission unit and the layer.
  • the invention is described assuming a structure in which one terminal transmits up to two codewords and uplink 4 layers. This does not mean that the invention is limited to two codeword or four layer transmission techniques.
  • it is possible to transmit different codewords for each RU as the number of RUs increases, and since the layer mapping is possible to the antenna ports of a plurality of RUs for one codeword,
  • the number of cases for CLM rules can be much higher than LTE, and mapping rules can be more flexible.
  • the CLM is determined by the rank (rank) of the entire layer irrespective of the number of layers transmitted per RU.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a problem that occurs when the existing CLM rule is applied to a vehicle antenna system.
  • the terminal may transmit six SRSs through two RUs, and the base station determines a precoder and a tank for uplink transmission through the SRS, and transmits these to the terminal through an uplink grant.
  • the rank obtained at this time is 4, and three layers (layer # 0-layer # 2) and one layer (layer # 3) are mapped to antenna ports of RU 1 and RU 2, respectively.
  • the method uses different numbers of codewords and layers with different CLM directives. To map in a way.
  • Table 2 assumes that the number of layers mapped to the first codeword is less than or equal to the number of layers mapped to the second codeword and ignores combinations according to various layer orders. In particular, for convenience, it is assumed that up to 2 codewords are transmitted in multiple antennas through up to 6 layers. If there is no such assumption, the number of CLM indicators for each number of layers can be greatly increased, but the combination of layers can be solved by applying a layer permutation to be described later.
  • the CLM indicator is defined as an indicator indicating a combination of the same number of codewords and the number of layers per codeword in a rank situation, but as a 1-bit indicator that the base station expresses to the user equipment whether the CLM rule in the existing LTE system £ That use can be considered. That is, in the uplink transmission of rank 5 or less, all CLM combinations can be expressed even with a 1-bit indicator.
  • the base station may give downlink control information (eg, uplink grant) including the CLM indicator to the vehicle terminal in an explicit manner.
  • downlink control information eg, uplink grant
  • the base station may transmit the CLM indicator to the RU specific control information as shown in FIG. 13, or may provide the terminal with the CLM indicator in the individual RU control information payload as shown in FIG. 14.
  • the UE implicitly transmits one codeword to a plurality of antennas belonging to a plurality of RUs. You can see that it needs to transmit over the port.
  • the CLM indicator when the CLM indicator is not transmitted to the UE, it may be made to recognize that individual codeword (s) are allocated to each RU.
  • the distributed antenna terminal informs the base station of antenna port configuration information (or antenna port group information) for each RU, so that information on the CLM rules available to the terminal among the CLM rules is available. May be provided to the base station. Accordingly, according to the CLM rule that the terminal can select the base station through the control information By limiting the type, it is possible to reduce the complexity of the base station to find the preferred CLM rule or to eliminate the need to find the preferred CLM rule.
  • the base station may allow two codewords to be allocated to each RI.
  • the layer mapped to the first codeword is one layer # 0, and the layer # 1 to layer # 4 are allocated to the second codeword.
  • the base station still needs to select a preferred CLM rule among them and feed back to the terminal, but the size of the feedback information at this time is It can be reduced compared to the case where it is not provided. That is, when the terminal limits the candidate group (or antenna port group information) of the CLM rule provided to the base station as control information to a certain number or less, the control information including the CLM indicator may be reconfigured and fed back to fit the information amount. .
  • the antenna port configuration information (or antenna port group information) for each RU provided by the terminal to the base station is not information that varies dynamically over time and has a fixed characteristic. Accordingly, the information does not need to be reported to the base station, and when the terminal accesses the cell, the information is signaled one or more times as control information such as capability information (UE capabi li ty Informat ion). CRU rules and precoder for each RU of the vehicle terminal may be determined and provided to the terminal.
  • the number of cases of CLM may be very large, and a table using a larger number of CLM indicators may be used to reflect this.
  • a method of extending can also be considered. For example, if you have four layers, the CLM rules shown in Table 2
  • CLM relationships mapped to layer # 3 may also exist. That is, as shown in Table 2, the first codeword does not necessarily need to be mapped to layer # 0, or layers # 0 to layer # 1, and the second codeword does not need to be mapped to the remaining layers.
  • the present invention proposes a layer permutation considering a combination of codeword-layer mapping order as follows.
  • the layer permutation plays a role of changing the order of layers, and may be included in a precoding process or a CLM process, or added as a separate functional block between the CLM and the precoding. have. That is, it should be performed after performing CLM and before precoding.
  • the indicator for the layer permutation may also be provided to the terminal along with the CLM indicator.
  • Layer permutation multiplies this signal by the ⁇ matrix ⁇ .
  • the matrix ⁇ is a permutation matrix, having ⁇ 1 and ⁇ 2- ⁇ 0 all elements, and if the (ij) element is 1, all elements in row i except the element and all elements in column j are 0. Therefore, every column has one element of one, and every row has one element of one.
  • the proposed scheme multiplies this permutation matrix P by X and then applies precoding.
  • the precoding input is changed to PX instead of X.
  • the precoder input stage is permutated by the permutation matrix ⁇ , and conversely, the CLM output stage for the precoder input stage is permutated by the permutation matrix 1 ⁇ .
  • the layer permutation matrix for ⁇ layers is total ⁇ ! l) x (K-2) f X 1 exists Accordingly, when the total number of layers (ie, tanks) is 4 or more, the number of layer permutation cases may be too high, and thus may have a high signaling overhead. Thus, additional signaling or specific rules may limit the total number of layer permutation matrices. For example, if the terminal can inform the base station in advance using a layer permutation indicator group all bitmap selectable by the base station, and if the base station and the terminal can know how many layers per RU to transmit data, Layer permutation may be limited to inter-RU permutation only.
  • FIG. 15 is an example of layer permutation according to the second embodiment of the present invention. Particularly, in FIG. 15, a total of four layers are mapped to one, two, and one of RU # 0, RU # 1, and RU # 2, respectively, and accordingly, the UE applies CLM rules corresponding to CLM indicator 1 of Table 2. Assume that you have chosen.
  • one layer corresponding to RIJ # 0 is intended to map the remaining three layers corresponding to RU # 1 and RU # 2 in the first codeword to the second codeword.
  • the antenna port transmits port # 0 to RU # 0, port # 1 to RU # 1, port # 2 and # 3 to RU # 2, and directly applying the CLM corresponding to CLM indicator 1 in Table 2, the RU # Layer 1 of 0 must be mapped to the first codeword. Therefore, in this case, the first codeword can be transmitted through layer # 0 of RU # 1 by applying the permutation matrix P as shown in Equation 8 together with the CLM of Table 2.
  • the layer permutation matrix may be configured using the RU (or antenna port group) permutation information. Accordingly, by limiting layer permutation to RU (or antenna port group) or layer permutation in units of RU group, it is possible to reduce signaling overhead or reduce complexity for the base station to find an optimal layer permutation.
  • the signaling overhead is reduced because the relationship is reduced to the maximum number of permutation (M!) For M ( ⁇ K) RUs (or RU groups) smaller than the maximum number of permutation (K!) For K layers.
  • base station complexity is reduced.
  • the RU index ⁇ 0,1, 2 ⁇ at the precoder input stage is determined by the CLM output stage. It can be said to map to ⁇ 2,0,1 ⁇ in.
  • M RUs (RU # 0, RU # 1,-, RU # (M-1)), arranged in antenna port index order, are each r (0), r (l), ..., r Assume that we have (Ml).
  • the permutation rules for the M RUs are determined from the CLM output node ⁇ 0, 1, ..., M-1 ⁇ , and the precoder input node ⁇ p (0), p (l), ... Ml) ⁇ , the input and output terminals can be defined by the permutation matrix!
  • p (i) is an integer greater than or equal to 0 and less than or equal to M-1
  • a layer permutation matrix is constructed using this relationship as shown in FIG. 16.
  • FIG. 16 shows an example of a configuration of an RU based layer permutation matrix according to the second embodiment of the present invention.
  • the K X K matrix P is sequentially partitioned by the number of layers (per-node-rank) mapped for each RU.
  • K is the total rank.
  • 1 i is incremented from 0 to 1, and rows are divided by r (i) in order.
  • i increases the values of r (p (i)) sequentially by dividing the rows by increasing the values from 0 to 1 by one.
  • the permutation matrix P shown in Equation 8 may be configured.
  • RU permutation information and per-RU-rank information must be signaled together. That is, in order to replace the layer permutation feedback information, the base station can apply the correct layer permutation only when the RU rank information and the RU based layer permutation information are fed back together.
  • RU permutation information may be signaled in various ways. For example, p (0), p (l),..., And p (M-l) may be signaled in order in the relationship between the RU mapping of the CLM output terminal and the RU mapping of the precoder input terminal in order.
  • the RU permutation relationship may be expressed by the M X M permutation matrix Pnode to separately signal the index of the permutation matrix.
  • a bitmap may be configured to inform the location of the RU to which each RU is mapped. For example, when mapped to the second RU of the four RUs may be signaled as 0100.
  • the period in which the codeword mapping relationship for the RUs changes may be much longer than the period in which the tank changes. That is, the tank may change depending on the instantaneous channel state of the terminal and the individual RU, but if the tank for each RU (or per terminal) changes, the codeword mapping relationship for the RU may not need to change.
  • the channel is changed so that the overall rank K is enjoyed from 4 to 3.
  • overall tank and RU rank information changes.
  • the indicator changes from ⁇ 1, 3 ⁇ layer combination to ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ layer combination
  • the RU permutation information i.e. (CLM output: ⁇ 0,1,2 ⁇ precoder input: ⁇ 1 2,0 ⁇ ) does not need to change. Therefore, the RU permutation information has less effect on performance even if feedback is performed at a longer period than the control information such as RI, PMI, CQI, RU tank, and CLM indicator information.
  • RU permutation information may be used as the terminal control information as well as the feedback. That is, the base station may control the terminal to use for specific RU permutation uplink data transmission. For example, in a situation where RU # 0 transmits SRS using the upper four ports and RU # 1 transmits SRS using the lower two ports, the base station receives more layers from RU # 0. If it is judged to be self-evident, it is necessary to change the position and map it to Table 2 as shown in ⁇ CLM output terminal: ⁇ 0, 1 ⁇ ⁇ precoder input terminal: ⁇ 1, 0 ⁇ .
  • the terminal may give feedback on which of the permutation schemes received as the control information is preferred.
  • the layer permutation control information may change the rank of the terminal instantaneously, so it is necessary to send all the layer permutation control information for various RU tank combinations.
  • the amount of control information is much smaller because the presentation control information is independent of the rank of each RU.
  • the frequency of transmitting control information may also be reduced.
  • the present invention has been described based on distributed antenna based vehicle communication, the present invention is not limited thereto and may be applied in the same manner in a general multi-user multi-antenna system.
  • the present invention has been described with reference to distributed antenna-based vehicle communication, the present invention is not limited thereto and may be applied to a general multi-user multi-antenna system in the same manner.
  • Embodiments described above are the components and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature is unless stated otherwise Should be considered optional. 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 components and / or features to constitute 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.
  • Certain operations described in this document as being performed by a base station may, in some cases, be performed by an upper node thereof. That is, it is apparent that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDsCprogrammable logic devices PLDsCprogrammable logic devices
  • FPGAs field " programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the method and apparatus for transmitting an uplink signal in the distributed antenna communication system as described above with reference to the example applied to the 3GPP LTE system can be applied to various wireless communication systems in addition to the 3GPP LTE system. Do.

Landscapes

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

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 복수의 분산 안테나 유닛들을 구비한 단말이 복수의 코드워드들을 포함하는 상향링크 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 기지국으로부터 상기 상향링크 신호를 위한 제어 정보를 수신하는 단계; 상기 제어 정보에 포함된 지시자에 따라 상기 복수의 코드워드들을 복수의 레이어들로 맵핑하는 단계; 상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코딩하는 단계; 및 상기 프리코딩된 코드워드들을 포함하는 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 지시자는 상기 복수의 레이어들의 개수에 대응하는 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[0001]본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로세 보다 상세하게는， 분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[0002]본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[0003]도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS( Evolved Universal Mobi le Telecommunicat ions System) 시스템은 기존 UMTSQJniversal Mobi le Teleco隱 unicat ions System)에서 진화한 시스템으로서， 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업올 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE Long Term Evolut ion) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격 (technical speci f i cat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generat ion Partnership Project； Technical Speci f icat ion Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[0004]도 1올 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equi ment； 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.
[0005] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 샐은 1.25, 2.5, 5， 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크 (Downl ink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케즐링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역, 부호화， 데이터 크기， HARQ Hybr id Automat ic Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향링크 (Upl ink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network ; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
[0006]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 위하여는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[0007]상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
[0008]본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 분산 안테나 유닛들을 구비한 단말이 복수의 코드워드들을 포함하는 상향링크 신호를 송신하는 방법은， 기지국으로부터 상기 상향링크 신호를 위한 제어 정보를 수신하는 단겨 1 ; 상기 제어 정보에 포함된 지시자에 따라 상기 복수의 코드워드들을 복수의 레이어들로 맵핑하는 단계; 상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코딩하는 단계; 및 상기 프리코딩된 코드워드들을 포함하는 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고， 상기 지시자는 상기 복수의 레이어들의 개수에 대웅하는 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 한다.
[0009] 한편, 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서의 단말은， 복수의 분산 안테나 유닛들; 및 상기 복수의 분산 안테나 유닛들과 연결된 프로세서를 포함하고， 상기 프로세서는， 기지국으로부터 복수의 코드워드들을 포함하는 상향링크 신호를 위한 제어 정보를 수신하고， 상기 제어 정보에 포함된 지시자에 따라 상기 복수의 코드워드들을 복수의 레이어들로 맵핑하며， 상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코딩하고， 상기 프리코딩된 코드워드들을 포함하는 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 송신하며, 상기 지시자는 상기 복수의 레이어들의 개수에 대응하는 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 한다. [ooio]바람직하게는， 상기 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들은 하나의 코드워드와 하나의 레이어가 템핑되고, 다른 하나의 코드워드와 나머지 레이어 모두가 맹핑되는 특정 맹핑 규칙을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0011]보다 바람직하게는， 상기 레이어 맵핑된 코드워드들에 대하여， 레이어 그룹 단위로 레이어 퍼뮤테이션을 적용할 수 있으며 이 경우 상기 레이어 그룹은 분산 안테나 유닛 별 탱크 크기의 레이어로 정의되는 것을 특징으로' 한다. 추가적으로, 상기 프리코딩은 상기 레이어 퍼뮤테이션된 코드워드들올에 대하여 적용될 수 있다.
[0012]보다 바람직하게는, 상기 레이어 퍼뮤테이션을 위한 정보 및 분산 안테나 별 랭크 크기에 관한 정보는 상기 제어 정보에 포함될 수 있다.
[0013]추가적으로， 분산 안테나 별 안테나 포트 구성 정보가 사전에 단말로부터 기지국으로 제공될 수 있다.
[유리한 효과】
[0014]본 발명의 실시예에 따르면， 분산 안테나 통신 시스템을 위한 코드워드 대 레이어 맵핑 기법에 따라상향링크 신호를 보다 효율적으로 송신할 수 있다.
[0015]본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[0016]도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[0017] 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.
[0018]도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0019]도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[0020]도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다ᅳ
[0021]도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다ᅳ
[0022]도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다ᅳ
[0023]도 8은 LTE 시스템에서 PUSCH의 다중만테나 전송의 예를 도시한다.
[0024] 도 9는 LTE 시스템에서 코드워드 대 레이어 맵핑의 개념을 도시하는 도면이다.
[0025]도 10은 다수의 안테나 어레이를 포함하는 차량을 나타낸 도면이다.
[0026] 도 11은 차량 MIM0 시스템에서 DU와 CU간 기능 분담의 예를 도시하는 도면이다.
[002기도 12는 차량 분산 안테나 시스템에 기존 CLM 규칙을 적용한 경우 발생할 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
[0028]도 13 및 도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 CLM 지시자를 제공하는 방법을 예시하는 도면들이다.
[0029]도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이어 퍼뮤테이션의 일 예이다.
[0030]도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 RU 기반 레이어 퍼뮤테이션 행렬의 구성 예이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[0031] 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.
[0032]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.
[0033]또한， 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head) , eNB, TP(transmission point ) , RP(recept ion point ) , 중계기 (relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
[0034]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 위하여 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터， 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
[0035] 제 1계층인 물리계충은 물리채널 (Physical Channel )을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 ( Informat ion Transfer Service)를 제공한다. 물리계충은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control ) 계층과는 전송채널 (Transport Channel )을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향링크에서 0FDMA( Orthogonal Frequency Divi sion Mult iple Access) 방식으로 변조되고， 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Mult iple Access) 방식으로 변조된다.
[0036] 제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control ; MAC) 계층은 논리채널 (Logical Channel )을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control ; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2계층의 PDCP(Packet 데이터 Convergence Protocol ) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[003기제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control ; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer ; RB)들의 설정 (Conf igurat ion) , 재설정 (Re-conf igurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널， 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴자상태 ( Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management )와 이동성 관리 (Mobi l i ty Management ) 등의 기능을 수행한다.
[0038]기지국 (eNB)올 구성하는 하나의 샐은 1.25， 2.5, 5ᅳ ' 10， 15， 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도톡 설정될 수 있다.
[0039] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH (방송 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(Mul t i cast 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 (Logi cal Channel )로는 BCCH (방송 Control Channel ) , PCCHCPaging Control Channel), CCCH(Co画 on Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
[0040]도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0041]단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 샐 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel； P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 샐 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical 방송 Channel)를 수신하여 샐 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 샐 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[0042]초기 샐 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).
[0043] 한편， 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시뭔스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대웅하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 충돌 해결 절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[0044]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 따라포맷이 서로 다르다.
[0045] 한편， 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호， CQI (Channel Qual i ty Indicator) , PMKPrecoding 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.
[0046]도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[004기도 4를 참조하면， 무선 프레임 (radio frame)은 10ms (327200 xTs)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 <^)의 길이를 가진다. 여기에서， Ts 는 샘플링 시간을 나타내고， Ts=l/(15kHz X 2048)=3.2552x l으 8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고， 주파수 영역에서 복수의 자원블록 (Resource Block; RB)올 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파 X 7(6)개의 0FOM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI (Transmi ssion Time Interval )는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[0048]도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
[0049]도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 0FDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 0FDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 0FDM 심블은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pi lot Signal )를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCHC Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
[0050] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 0FDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 0FDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고， 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 0FDM 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.
[0051] PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 UL HARQ를 위한 DL AC /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 이득올 얻기 위해 3번 반복 (repetition)된다.
[0052] PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 0FDM심볼에 할당된다. 여기에서， n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL— SCH(Down link-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downl ink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
[0053] PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에거 1 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 Ident i ty)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, 샐 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 에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다 .
[0054]도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[0055]도 6을 참조하면， 상향링크 서브프레임은 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physi cal Up l ink Control CHannel )가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSQKPhys i cal Upl ink Shared CHannel )가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어 정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Qual i ty Indicator ) , MIM0를 위한 RURank Indi cator) , 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request ) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블특을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 ( frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH , m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH , m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다. [0056] 이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Mult iple-Input Mult iple- Output )는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다.
[0057]다중 안테나기술에서는， 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 UE과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
[0058] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다.
[0059]송신단에는 송신 안테나가 Ντ개 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 o라고 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 ¾는 Ντ와 NR중 작은 값이다.
0060] 【수학식 1】
Figure imgf000013_0001
[0062] 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는， 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[0063] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구 다중안테나 시스템와 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 둥 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[0064] 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 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼제 송신 신호에 대해 살펴보면， Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[0065] 【수학식 2】
Figure imgf000014_0001
S
[0067] 한편， 각각의 전송 정보 N τ에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며， 이때 각각의 전송 전력올 라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[0068]
[0069]
Figure imgf000014_0002
' , PNT SNT
S
[0070]또한 를 전송 전력의 대각행렬 Ρ를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다. [0071] 【수학식 4】
Figure imgf000015_0001
[0073] 한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 에 가중치 행렬 、^가 적용되어 실제
X,
전송되는 Ντ 개의 송신신호 (transmi tted signal ) 몌'가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 y 12전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할올 수행한다. 이와 같은 전송신호 r 는 백터
Figure imgf000015_0002
를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 ^ ^는 /번째 송신안테나와 _/번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W는 가중치 행렬 (Weight Matr ix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matr ix)이라고 불린다.
[0074] 【수학식 5】
^21 W22 2
X = Ws = WPs
W;1 w, W,
W W NT 2 W
[0075]
Figure imgf000015_0003
[0076] 일반적으로， 채널 행렬의 탱크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크 (rank(H) )는 수학식 6과 같이 제한된다.
Figure imgf000016_0001
[0079]또한， 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림 (Stream) ' 또는 간단하게 1스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer ) ' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서， 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[0080] 【수학식 7】
[讓] # 0f streams≤ rank{H)≤ in(NT， NR )
[0082] 여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편， 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[0083] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 전송 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 전송 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 흔합 (Hybr id)된 형태도 가능하다.
[0084]상술한 LTE 시스템의 다중 안테나 전송의 경우, 하향링크 뿐만 아니라, 상향링크 역시 지원하고 있다. 특히， PUSCH를 통한 데이터 전송의 경우, 최대 4 레이어까지의 다중화를 지원하는 프리코딩을 통하여， 데이터 쓰루풋의 증가 및 주파수 효율성의 증대를 꾀하고 있다. 나아가， 제어 채널은 PUCCH의 경우 전송 다이버시티 (Transmi t Diversi ty)를 지원함에 따라 PUCCH의 신뢰성 증대를 꾀할 수 있다.
[0085]도 8은 LTE 시스템에서 PUSCH의 다중만테나 전송의 예를 도시한다.
[0086]도 8을 참조,하면， 최대 2개의 코드워드가 최대 4 레이어를 통하여 다중 안테나 전송이 이루어지는 것을 알 수 있으며, 하나의 레이어 당 하나의 프리코딩된 참조 신호， 예를 들어 DM-RS가 전송되는 것을 알 수 있다. 특히， LTE 시스템에서는 최대 4개의 안테나 포트를 지원할 수 있다.
[0087]도 9는 LTE 시스템에서 코드워드 대 레이어 맵핑의 개념을 도시하는 도면이다. 도 9의 코드워드 대 레이어 맵핑 개념을 정리하면 아래 표 1과 같다. 아래 표 1에서 P는 PUSCH 전송에 사용되는 안테나 포트의 개수를 지시하고, "는 레이어의 개수를 지시한다.
[0088] 【표 1]
Figure imgf000017_0001
[0089 택을 위하여， 기지국, 즉 네트워크는 상향링크 채널에 대한 정보가 필요하다. 이러한 정보는 프리코딩되지 않는 참조 신호인 사운딩 참조 신호 등을 통하여 측정될 수 있다. 측정된 상향링크 정보를 통하여， 네트워크는 해당 단말을 위한 탱크와 레이어의 개수, 프리코더， 코드워드 별 적절한 MCS 레벨 등을 선택하여 DCI를 통하여 제공할 수 있다.
[0090] 이하, 채널 상태 정보 (Channel Status Informat ion; CSI )의 측정 및 보고에 관하여 설명한다.
[0091]송신단이 수신단의 신호 수신에 적합한 범을 생성하기 위해서는 송신단과 수신단 간 채널에 대한 정보를 파악하고 이를 기반으로 적절한 빔과 상기 빔 사용 시 이득올 정확히 측정할 수 있어야 한다. 상기 채널 정보는 수신단이 송신단에 별도의 파일롯 (pi lot) 신호을 전송하는 방식으로 측정될 수 있으나, 현행 이동 통신의 경우 수신단이 채널을 측정 후 이를 CSI를 보고하는 형태로 구현된다. 상술한 MIM0 시스템 구현 시 채널은 다수의 송수신 안테나 간 생성되는 부 채널들의 조합으로 정의될 수 있으며, MIM0 시스템 구현에 사용된 안테나의 수가 증가할 수도록 복잡한 형태를 가지게 된다. 상기 채널 정보를 보고하는 측정하고 보고하는 방식에 따라， 명시적 (explicit) CSI 보고 방식과 암묵적 (implicit) CSI 보고 방식으로 크게 구분될 수 있다.
[0092] 명시적 CSI 보고 방식은 수신단이 측정한 채널에 대한 해석 과정 없이 측정값에 최대한 근사한 정보를 송신단에 보고하는 방식이며, 행렬 (matrix) 형태로 표현되는 MIM0 채널을 양자화 (quantization) 하거나 SVD (Singular Value Decomposition) 연산 하는 등， CSI 보고에 사용되는 시그널링 오버헤드를 줄이기 위한 다양한 방식이 적용된다. 암묵적 CSI 보고 방식은 수신단이 측정한 채널에 대한 정보 대신， 채널 정보를 해석하여 송신단에서 빔 생성에 실질적으로 필요한 내용만을 선별하여 보고하는 방식이며， 상기 명시적 CSI 보고 방식 대비 CSI 보고에 소요되는 시그널링 오버헤드가 작다는 장점이 있어 현행 이동통신 시스템에서 사용되고 있다.
[0093] LTE 시스템을 포함한 대부분의 샐를러 시스템에서 단말은 채널 추정을 위한 파일럿 신호 또는 참조 신호 (reference signal)를 기지국으로부터 수신하여 CSI을 계산하고 이를 기지국에게 보고한다. 기지국은 단말로부터 피드백 받은 CSI정보를 토대로 데이터 신호를 전송한다. LTE 시스템에서 단말이 피드백하는 CSI정보에는 CQI (channel 'quality information) , ΡΜΙ (precoding matrix index) , RI (rank indicator)가 있다.
[0094] CQI 피드백은 기지국이 데이터를 전송할 때 어떤 MCS (modulation and coding scheme)올 적용할 지에 대한 가이드를 제공하려는 목적， 즉 링크 적응 (link adaptation) 목적으로 보고하는 무선 채널 품질 정보이다. 기지국과 단말 사이에 채널 품질이 높으면 단말은 높은 CQI 값을 피드백하여 기지국은 상대적으로 높은 변조 차수 (modulation order)와 낮은 코딩 레이트 (coding rate)을 적용하여 데이터를 전송할 것이다. 반대의 경우 단말은 낮은 CQI 값을 피드백하여 기지국은 상대적으로 낮은 변조 차수와 높은 코딩 레이트를 적용하여 데이터를 전송할 것이다.
[0095] PMI 피드백은 기지국이 다중 안테나를 설치한 경우， 프리코더를 적용할 지에 대한 가이드를 제공하려는 목적으로 기지국에게 제공하는 정보이다. 단말은 참조 신호로부터 기지국과 단말간의 하향링크 채널을 추정하여 기지국이 어떠한 프리코더을 적용하는 것이 바람직한지에 관하여 PMI 피드백을 통해 추천한다. LTE 시스템에서는 PMI 구성에 있어 행렬 형태로 표현 가능한 선형 ( l inear) 프리코더만을 고려한다. 기지국과 단말은 다수의 프리코딩 행렬들로 구성된 코드북을 공유하고, 코드북 내에 각각의 프리코딩 행렬은 고유의 인텍스를 갖는다. 따라서, 단말은 코드북 내에서 가장 선호하는 프리코딩 행렬에 해당하는 인덱스를 피드백 함으로써 단말의 피드백 정보량을 최소화한다.
[0096] RI 피드백은 기지국과 단말이 다중안테나를 설치하여 공간 다중화 (spat ial mult iplexing)올 통한 다중 레이어 전송이 가능한 경우， 단말이 선호하는 전송 레이어의 수에 대한 가이드를 제공하려는 목적으로 기지국에게 제공하는 선호하는 레이어 수에 대한 정보이다. RI는 PMI와 매우 밀접한 관계를 지닌다. 이는 레이어 수에 따라 기지국은 각각의 레이어에 어떠한 프리코더를 적용해야 하는지 알 수 있어야 하기 때문이다. PMI/RI 피드백 구성에 있어 단일 레이어 전송을 기준으로 PMI 코드북을 구성한 뒤 레이어 별로 PMI를 정의하여 피드백 할 수 있으나, 이러한 방식은 전송 레이어의 수의 증가에 따라 PMI/RI 피드백 정보량이 크게 증가하는 단점이 있다. 따라서, LTE 시스템에서는 각각의 전송 레이어의 수에 따른 PMI 코드북을 정의하였다. 즉， R-레이어 전송을 위해서 크기 Nt X R 크기의 행렬 N개를 코드북 내에 정의한다 여기서, R은 레이어의 수， Nt는 송신 안테나 포트 개수， N은 코드북의 크기이다. 따라서 LTE 시스템에서는 레이어의 수에 무관하게 PMI 코드북의 크기가 정의된다. 따라서， 레이어 수 (R)는 결국 프리코딩 행렬의 탱크 값과 일치하게 되므로 RI라는 용어를 사용하게 되었다.
[0097] 이하， 안테나 포트 간 QCL (Quasi Co-Locat ion)에 관하여 설명한다.
[0098]안테나 포트 간 QCL되어 있다는 것은， 단말이 하나의 안테나 포트로부터 수신하는 신호 (흑은 해당 안테나 포트에 대응하는 무선 채널)의 광범위 특성들 ( large-scale propert ies)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 shi ft) , 타이밍 오프셋과 관련된 평균 지연 (average delay) , 지연 확산 (delay spread) 등을 포함하고, 나아가 평균 이득 (average gain) 또한 포함할 수 있다.
[0099]위 정의에 의하면， 단말은 QCL되지 않은 안테나 포트， 즉 NQCL(Non Quasi co-Located)돤 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.
[0100] 반면에， QCL되어 있는 안테나 포트들 간에는 단말이 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
[0101] 1) 단말이 특정 안테나 포트에 대웅하는 무선 채널에 대한 전력 -지연 프로파일 (power-delay prof i le) , 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 f i lter) 파라미터 등에 동일하게 적용할 수 있다.
[0102] 2) 또한， 단말은 상기 특정 안테나 포트에 대한 시간 동기 및 주파수 동기를 획득한 후， 동일한 동기를 다른 안테나포트에 대하여도 적용할 수 있다.
[0103] 3) 마지막으로, 평균 이득에 관하여도 단말은 QCL되어 있는 안테나 포트들 각각에 대한 RSRP (Reference Signal Received Power) 측정값을 평균치로 계산할 수 있다.
[0104] 예를 들어 , 단말이 PDCCH (흑은 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. [0105] 이와 같은 경우， 단말이 하향링크 데이터 채널 복조를 위한 DM-RS 안테나 포트가 서빙 샐의 CRS 안테나 포트와 QCL되어 있다면, 단말은 해당 DM-RS 안테나 포트를 통한 채널 추정 시 자신의 CRS 안테나 포트로부터 추정했던 무선 채널의 광범위 특성들 ( l arge-scale propert i es)을 그대로 적용하여 DM-RS 기반 하향링크 데이터 채널 수신 성능을 향상시킬 수가 있다.
[0106]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 ( l arge-scale propert i es )을 그대로 적용하여 DM— RS 기반 하향링크 데이터 채널 수신 성능올 향상시킬 수가 있다.
[0107] 한편， LTE 시스템에서는 )MP 모드인 전송 모드 10으로 하향링크 신호를 송신할 시， 기지국이 상위 계층 신호를 통하여 QCL 타입 Α와 QCL 타입 B 중 하나를 단말에게 설정하도록 정의하고 있다.
[0108] 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 (：이 전송이 가능하도톡 단말 당 최대 4개까지의 QCL 모드를 상위 계층 메시지를 통해 설정하고ᅵ 이 중 어떤 QCL 모드로 하향링크 신호를 수신해야 하는지 동적으로 DCI (downl ink contro l informat ion)를 통해 설정하도록 정의되어 있다.
[0109] QCL 타입 B가 설정된 경우의 DPS 전송에 관하여， 보다 구체적으로 설명한다.
[011이우선, 개의 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.
[0111] 이후， 기지국이 해당 단말에게 노드 #1을 통해 데이터 (즉， PDSCH) 전송 시 DCI를 이용하여 파라미터 세트 #1올 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.
[0112] 이하에서는 상술한 무선 통신 시스템을 기반으로 차량 간 통신 시스템에 대해서 서술한다.
[0113]도 10은 다수의 안테나 어레이를 포함하는 차량을 나타낸 도면이다. 상술한 무선 통신 시스템의 사용 빈도 및 활용 서비스의 범주가 증가하고 있다. 이때, 기존의 정적인 서비스와 다르게 고속으로 이동하는 단말 또는 사용자에게 높은 데이터 스루풋 (throughput ) 또는 높은 데이터 레이트 (high data rate)와 더불어 높은 QoS(Qual i ty of Servi ce)를 지원하고자 하는 니즈가 커지고 있다.
[0114] 일 예로， 무선 통신 시스템은 대중교통을 이용하는 다수의 단말 또는 사용자 (이하 단말로 통칭함)들이 탑승 중 멀티미디어 시청을 원하거나， 고속도로를 주행하는 개인용 차량에 탑승한 다수의 단말이 각기 다른 무선통신 서비스를 사용하는 경우 등과 같이 이동 중인 단말들에게 양질의 무선 서비스를 지원할 필요성이 커지고 있다.
[0115] 다만, 기존의 무선 통신 시스템은 고속 이동 또는 이동성을 고려하여 단말에게 서비스를 제공하기에는 다소 한계가 있을 수 있다. 이때， 서비스 지원을 위해서는 시스템 네트워크가 혁신 수준 (revolut ion)으로 개선될 필요성이 있다. 또한， 기존 네트워크 인프라 (network infra)와 호환성을 유지하면서 기존 네트워크 인프라에 영향을 주지 않는 범위 내에서의 새로운 시스템 설계가 필요할 수 있다.
[0116] 일 예로， 차량에 큰 규모의 안테나 어레이 (Large Si ze Antenna Array)를 설치하여 차량이 큰 어레이 게인 (Large Array Gain)을 획득할 수 있도록 하여 고속으로 이동하는 상황에서도 차량 내에 있는 단말들이 양질의 서비스를 지원 받을 수 있도톡 할 수 있다. 차량 내에는 CU (Central Uni t )를 통해 수신한 데이터를 차량 내의 단말들에게 중계할 수 있다. 이때， 큰 규모의 안테나 어레이를 이용하는 경우， 차량은 20dB 정도의 평균값을 가지는 투과 손실 (penetrat ion loss)에 의한 통신성능 저하를 막을 수 있다. 또한， 차량은 시스템을 이용하는 단말 수 대비 많은 수신 안테나 (rx antenna)를 사용하는바， 큰 어레이 게인 확보가 용이할 수 있으며, 수신 안테나 간 거리 확보를 통해 수신 다이버시티 (Diversi ty)를 확보할 수 있다. 즉， 상술한 차량 간 MIM0 시스템을 통해 네트워크에 대한 추가 설계 없이 고속으로 이동하는 단말에게 서비스를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
[0117] 다만， 상술한 이점에도 불구하고, 차량의 외관 및 제작 시스템 구축 등의 이유로 아직까지 차량 간 MIM0 시스템이 적용되기 어려운 점이 있다. 또한， 차량은 기존의 개인용 휴대 통신기기 대비 상당한 고가의 장비이며， 개선 및 업데이트가 쉽지 않을 수 있다. 또한 통신 성능 외 디자인 컨셉, 공기역학적 구조 등 보다 많은 요구 조건을 만족시켜야 하는 장비라, 미관상 /공기역학상 차량 설계가 제한될 수 있다. 일 예로， 일부 차량 제조사들이 현존 안테나가 주는 시각적 불편함을 제거하기 위하여 단일 안테나 대비 성능이 떨어지는 조합 안테나를 사용하고 있는 실정이다.
[0118] 다만, 통신 시스템의 발전 및 필요성이 대두되고 있는 환경에서 큰 규모의 안테나 어레이의 공간적 제약을 해소하기 위해 , 다수의 안테나 어레이 시스템 구현을 위한 분포된 안테나 어레이 시스템 (distr ibuted antenna array system)의 차량 장착이 점차 도입되고 있으며， 차량의 외관 등과의 조화를 고려하여 적용되고 있는 실정이다ᅳ
[0119] 일 예로, 도 10을 참조하면, 차량에는 복수의 안테나 (810, 820, 830, 840, 850， 860)들이 설치될 수 있다. 이때, 복수의 안테나 (810， 820 , 830, 840， 850, 860)의 위치 및 수 등은 차량 설계 시스템 및 각각의 차량에 따라 다르게 설치될 수 있다. 이때， 하기에서 서술하는 구성은 차량에 설치된 복수의 안테나 (810， 820, 830, 840， 850， 860)의 위치 및 수가 변화되어도 동일하게 적용될 수 있으며， 하기의 실시예로 한정되지 않는다. 즉, 하기에서는 복수의 안테나 (810, 820, 830, 840, 850, 860) 위치에 따른 다양한 형태와 방사 패턴을 가지는 안테나들에 적용될 수 있다.
[0120] 이때， 차량 각각에 분산 배치된 안테나 (DU (distr ibuted antenna unit ) 또는 RU (Remote Uni t ) )들에 대한 신호는 중심 제어부 (CU, 870)를 통해 제어될 수 있다. 즉, 차량의 CIK870)에서는 차량에 설치된 RU들 (810, 820, 830, 840, 850, 860)에 대한 신호를 제어하여 기지국으로부터 수신 다이버시티를 극대화하면서 신호를 수신할 수 있으며， 고속으로 이동하는 상황에서 기지국과 차량 간의 무선 접속이 끊어지지 않도록 할 수 있다. 즉, 차량 자체는 복수의 안테나를 가지는 하나의 단말 또는 신호를 중계하는 중계기 단말일 수 있다. 차량은 CIK870)을 통해 수신한 신호의 제어 및 중계를 통해 차량 내의 복수의 단말들에게 양질의 서비스를 제공할 수 있다.
[0121] 일반적으로 통신에서 단말은 가능 /계층적 관점에서 RF (Radio Frequency) 모들 및 ADC (Analog Digital Convert er)/DAC (Digi tal Analog Converter)를 포함하는 RRH, 모뎀 (Modem) (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, NAS 포함) , 및 AP (Appl icat ion Processor)로 구성되어 있다. 상기 차량 분산 안테나 시스템에서 DU라고 명명된 부분의 기능은， 상기 단말의 기능 /계층 중 흔히 일컫는 안테나 (RF 또는 RRH) 모들의 역할만을 담당하는 것으로 제한될 이유가 없다. RF 모들의 기능 뿐 아니라 단말의 기능 중 일부를 각 DU로 추가적으로 부여하여 특정 프로세싱을 수행하고， 프로세싱을 거친 신호를 DU로부터 CU로 끌어와 결합 처리하게 하는 것도 가능하기 때문이다. 따라서， 차량 안테나 시스템의 경우， 단말의 기능 /계층 모듈을 DU와 CU에 적절히 분산하여 할당함으로써 (DU-CU 구현 시나리오에 따라) RF 구현 난이도를 낮추거나, DU-CU간 케이블링 이슈 (cabl ing issue)를 해결하는 등의 구현 이득을 얻을 수 있다. DU-CU간 기능 /계층 모들 분산에 따른 구현 시나리오 중, 각 DU가 모뎀의 최소한의 기능， 예를 들어, 물리 계층 (PHY layer)의 기능을 포함하는 구현의 일례는 도 11과 같이 예시할 수 있다.
[0122]차량 분산 안테나 시스템을 통해 차량， 즉 단말은 아래 2가지 방식 (또는 두 방식의 혼용)을 통해 기존 단말 대비 하향링크 성능 이득을 얻을 수 있다.
[0123] 1. 둘 이상의 DU로부터 동일한 정보 ( layer)를 수신하도록 한 후， 동일 정보에 대한 각 DU의 수신 결과를 CU에서 결합 (combine)하여 신뢰성 (rel iabi l i ty)을 증대시키는 방법.
[0124] 2. 채널 직교성 (orthogonal i ty)이 큰 DU간 서로 다른 정보 ( layer)를 수신하도록 하여 데이터 쓰루풋을 증대시키는 방법.
[0125]상술한 차량 MIM0 시스템에 따르면， 차량에 배치된 서로 다른 RU 간에는 안테나 이득 (gain) 및 빔 패턴 (beam pat tern)의 차이, 또는 RU 배치 위치의 차이에 따라， 동일 차량에 위치하여 같은 선호 빔 방향을 택하더라도 실제 DU 수신 신호 전력은 확연히 다르게 측정될 수 있다. 일례로， 차량 지붕 상단에 설치된 안테나는 차량 트렁크 하단에 설치된 안테나 대비 3.4dB 수신 신호 전력 이득을 얻는 것으로 조사되었고, 안테나가 차량 내부에 비치된 경우 차량 유리 매질에 의한 차폐 손실도 상당하다는 것이 이미 알려져 있다.
[0126] 한편， 차량 분산 안테나 시스템에서는 대부분의 RU에 대해서 기지국과 RU간의 채널이 비 -상관 (uncorrelated)될 가능성이 높고, 페이딩 (fading) 및 /또는 경로 손실 (pathloss)이 RU 별로 서로 다를 수 있다. 한편, 동일 차량 내의 RU 중에서도 매우 인접한 위치에 설치된 일부 RU간에는 CoMP 전송을 위해 TM (transmi ssion mode) 10에서 정의되었던 안테나 포트 간 QCL조건이 성립할 수도 있다.
[012기본 발명에서는 분산형 차량 안테나 시스템의 채널 특성을 반영한 상향링크 데이터 전송을 위한 CLM (codeword-to- layer map ing) 기법을 제안한다. 기존 샐롤러 단말과 비교했을 때, 차량 분산 안테나 시스템에서는 각 RU가 물리적으로 이격되어 있기 때문에 채널 상관， 페이딩， 경로 손실 등의 특성이 유사한 안테나 포트들이 복수개의 그룹으로 분류될 수 있다는 특징을 갖게 되며, 일반적으로 동일 RU에 속한 안테나 포트들이 유사한 채널 (품질) 특성을 보이게 되므로 이들이 하나의 그룹올 이룬다고 가정할 수 있다. 이러한 특성을 고려했을 때， 차량 분산 안테나를 위한 CLM은 차량 단말의 안테나 포트 그룹핑을 반영하여 설계되어야 한다.
[0128]차량 분산 안테나 상향링크 데이터 전송을 위한 CLM 규칙은 차량 단말 내의 안테나 포트 그룹핑 특성에 따라 다음과 같은 3가지 방법으로 수행될 수 있다.
[0129] 1. 각 RU (또는 안테나 포트 그룹)별로 서로 다른 코드워드 (들)을 할당할 수 있다. 대부분의 RU에 대해서 기지국과 RU 간의 채널이 특성이 상이하게 나타나는 상황에서， 서로 다른 MCS 레벨을 사용하는 복수의 코드워드를 동일 RU (또는 안테나 포트 그룹)에 맵핑하는 것 보다는， 하나의 RU (또는 안테나 포트 그룹)에는 하나의 코드워드만 전송하고 다른 RU (또는 안테나 포트 그룹)에서는 다른 코드워드를 전송하도톡 하는 것이 성능 최적화 관점에서 효율적일 수 있다. 즉, 둘 이상의 코드워드를 복수의 RU (또는 안테나 포트 그룹) 를 통해 기지국에게 전송하는 경우 하나의 RU (또는 안테나 포트 그룹) 에서 둘 이상의 코드워드를 전송하지 않도록 CLM규칙올 결정하는 것이 유리할 수 있다.
[0130] 2. 하나의 코드워드를 복수의 RU (또는 안테나 포트 그룹)에 공통으로 할당할 수 있다. 일반적으로 코드워드의 수는 레이어의 수보다 적기 때문에, 하나의 코드워드가 복수개의 서로 다른 RU를 통해 전송될 가능성이 크다. 이때， 동일 코드워드를 전송하는 복수개의 RU는 채널 품질 및 특성이 최대한 유사한 RU를 선택하여, 최대한 동일한 안테나 포트 그룹에 속한 안테나 포트를 통하여 전송하는 것이 성능 최적화 관점에서 유리할 수 있다.
[0131] 3. 상술한 1. 및 2.의 흔용으로서， 일부 RU에는 개별 코드워드를 할당하고, 나머지 RU들에게 일부 코드워드를 공통으로 할당할 수 있다.
[0132]또한， 차량 분산 안테나 상향링크 데이터 전송을 지원하기 위해， 레이어 별로 서로 다른 RU에 맵핑될 수 있는 RU 선택 기반 프리코딩 또는 안테나 포트 선택 기반 프리코딩이 가능하다고 가정한다. 따라서， 일부 안테나 포트 그룹 (또는 RU , RU 그룹)에는 일부 레이어 그룹만이 맵핑되는 프리코딩이 가능하다고 할 수 있다.
[0133] RU 선택 기반 프리코딩 또는 안테나 포트 선택 기반 프리코딩이 적용될 때, 하나의 코드워드에 해당하는 일부 레이어들은 특정 안테나 포트들로만 전송이 되고， 이 안테나 포트들은 일부 RU 혹은 RU 그룹을 통해서만 데이터를 전송하게 된다. 따라서 RU (또는 RU 그룹) 단위로 코드워드를 구분하여 서로 다른 MCS를 적용시켜 성능을 최적화 할 수 있다.
[0134]본 발명에서는 코드워드와 레이어간의 맵핑 관계를 기술하고 있으나， 코드워드 이외에도 독립적으로 MCS를 정의할 수 있는 데이터 전송 단위가 있다면 해당 전송 단위와 레이어 간의 맵핑 규칙에도 유사하게 적용될 수 있다.
[0135]또한 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 단말이 최대 두 개까지의 코드워드와 4 레이어 상향링크 전송하는 구조를 가정하고 발명을 서술하나， 본 발명이 두 개의 코드워드 혹은 4 레이어 전송 기술에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 특히 차량 분산 안테나 시스템의 경우 RU의 개수가 증가함에 따라 각 RU 별로 서로 다른 코드워드를 전송하도특 할 수 있으며， 하나의 코드워드에 대해 복수 개의 RU의 안테나 포트로 레이어 맵핑이 가능하기 때문에， 기존 LTE 대비 CLM 규칙을 위한 경우의 수가 훨씬 증가할 수 있으며 맵핑 규칙이 더욱 유연성을 가질 수 있다.
[0136] <제 1 실시예 - CLM지시자〉
[0137]차량 분산 안테나 시스템에서 기존 LTE 시스템의 CLM 규칙을 적용하면， RU 별로 전송하는 레이어의 수와 무관하게 전체 레이어의 수 (rank)에 의해 CLM 이 결정되는 문제점을 발생할 수 있다.
[0138]도 12는 차량 분산 안테나 시스템에 기존 CLM 규칙을 적용한 경우 발생할 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
[0139] 도 12를 참조하면， 단말은 2개의 RU를 통해 6개의 SRS를 전송할 수 있으며, 기지국은 SRS를 통해 상향링크 전송을 위한 프리코더 및 탱크를 결정하고， 이를 상향링크 그랜트를 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 이 때 구해진 랭크가 4이며, RU 1과 RU 2의 안테나 포트에 각각 3개 (레이어 #0 - 레이어 #2) , 1개 (레이어 #3)의 레이어가 맵핑되었다고 가정한다.
[0140]기존 CLM 규칙 하에서는 레이어 #0 및 레이어 #1이 첫 번째 코드워드에, 레이어 #2 및 레이어 #3이 두 번째 코드워드에 맵핑되게 되므로， RU 2는 하나의 코드워드만을 전송하는 반면， RU 1은 두 개의 코드워드를 모두 전송해야만 한다. 상술한 바에 따르면, 이러한 전송은 성능 열화를 유발할 수 있으므로ᅳ 동일 레이어, 코드워드 수에 대하여 다양한 맵핑 규칙 적용을 고려하여 CLM 지시자를 도입하여 새로운 CLM규칙을 다음 표 2과 같이 정의하는 것올 제안한다.
[0141] 【표 2】
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방법은 다른 CLM 지시자를 통해 동일한 수의 코드워드와 레이어들을 서로 다른 방법으로 맵핑할 수 있게 한다.
[0143]표 2는 첫 번째 코드워드에 맵핑되는 레이어의 수가 두 번째 코드워드에 맵핑되는 레이어의 수보다 작거나 같고, 다양한 레이어 순서에 따른 조합은 무시한다고 가정한다. 특히， 편의를 위해 상향링크로 최대 2 코드워드를 최대 6 레이어를 통하여 다중 안테나 전송하는 경우를 가정한 것이다. 이러한 가정이 없다면, 각 레이어 수에 대한 CLM 지시자의 수는 크게 증가할 수 밖에 없으나， 레이어 순서에 따른 조합은 후술할 레이어 퍼뮤테이션을 적용하여 해결될 수 있다.
[0144]또한， CLM 지시자는 동일한 코드워드 개수, 랭크 상황에서의 코드워드 당 레이어 수 조합을 나타내는 지시자로 정의하고 있으나， 기존 LTE 시스템에서 CLM 규칙인지 여부를 기지국이 단말에게 표현해주는 1 비트 지시자로£ 그 용도가 고려될 수 있다. 즉， 랭크 5 이하 상향링크 전송에서는 1 비트 지시자로도 모든 CLM조합 표현 가능하다.
[0145] 한편， 기지국에 CLM 지시자가 결정되면， 기지국은 차량 단말에게 CLM 지시자를 포함한 상향링크 제어 정보 (예를 들어， 상향링크 그랜트)를 명시적인 방법으로 내려줄 수 있다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 CLM 지시자를 제공하는 방법을 예시하는 도면들이다.
[0146] 기지국은 도 13과 같이 RU 특정한 제어 정보에 CLM 지시자를 전송할 수도 있고， 도 14과 같이 개별 RU 제어 정보 페이로드에 CLM 지시자를 포함하여 단말에게 제공해줄 수도 있다.
[0147] 반면, 개별 RU 제어 정보로 명시적으로 CLM 지시자를 알려주는 대신에， CLM 지시자가 단말 특정 제어 정보에 포함된 경우에는, 단말이 암시적으로 하나의 코드워드를 복수개의 RU에 속한 안테나 포트를 통해 전송하여야 한다는 것올 알 수 있다. 또한， CLM 지시자가 단말에게 전송되지 않는 경우에는 각 RU당 개별 코드워드 (들)이 할당됨을 인지하게 할 수도 있다.
[0148] 한편, 상술한 CLM 지시자의 결정을 위하여， 분산 안테나 단말은 RU 별 안테나 포트 구성 정보 (또는 안테나 포트 그룹 정보)를 기지국에게 알려줌으로써， CLM 규칙들 중 단말이 사용 가능한 CLM 규칙에 관한 정보를 기지국으로 제공할 수 있다. 이에 따르면， 단말이 제어 정보를 통해 기지국이 선택할 수 있는 CLM 규칙의 종류를 한정함으로써, 기지국이 선호 CLM 규칙을 찾는 복잡도를 낮춰주거나 선호 CLM규칙을 찾을 필요가 없도록 만드는 효과가 있다.
[0149] 예를 들어, 특정 차량 단말이 2개의 RU를 갖고 있고, 각 RU가 각각 1개， 4개의 안테나 포트를 갖는 경우, 기지국은 두 개의 코드워드를 각 RI 할당하도록 할 수 있다. 이 때， 첫 번째 코드워드에 맵핑되는 레이어는 레이어 #0 하나이고， 두 번째 코드워드에는 레이어 #1~ 레이어 #4가 할당된다. 따라서， CLM 지시자 중에 첫 코드워드가 하나의 레이어로만 맵핑되는 관계를 갖는 CLM 지시자를 단말이 기지국에게 제어 정보로서 전달할 수 있다. 표 2에 적용하면 첫 코드워드가 하나의 레이어로만 맵핑 ( x(0) (0 = ^°) (0 )되는 CLM 지시자가 각 레이어의 총 수 별로 하나씩만 존재한다. 이러한 경우, 기지국은 CLM지시자를 제공할 필요가 없다.
[0150] 레이어의 개수 별로 둘 이상의 CLM 규칙을 제어 정보로 제공한 경우, 기지국은 이 중 선호하는 CLM 규칙을 선택하여 단말에게 피드백 할 필요가 여전히 있으나， 이 때의 피드백 정보의 사이즈는 제어 정보가 제공되지 않은 경우에 비해 줄어들 수 있다. 즉, 단말이 기지국에게 제어 정보로서 제공하는 CLM 규칙의 후보군 (또는 안테나 포트 그룹 정보)을 특정 개수 이하로 제한할 경우， 그 정보량에 맞도록 CLM 지시자를 포함하는 제어 정보를 재구성하여 피드백 할 수 있다.
[0151] 한편， 단말이 기지국에게 제공하는 RU 별 안테나 포트 구성 정보 (또는 안테나 포트 그룹 정보)는 시간에 따라 동적으로 변하는 정보는 아니며， 고정적인 특성을 갖는다. 따라서， 상기 정보는 기지국으로의 보고 빈도가 찾을 필요가 없으며， 단말이 셀에 접속할 때 능력 정보 (UE capabi l i ty Informat ion) 등의 제어 정보로서 1번 이상 시그널링하고， 해당 정보를 바탕으로 기지국이 차량 단말의 RU 별 CLM규칙 및 프리코더를 결정하여 단말에게 제공해즐 수 있다.
[0152] <제 2 실시예 - 레이어 퍼뮤테이션 >
[0153] 앞서 언급한 바와 같이 표 2에서 제시된 CLM 규칙 이외에도 코드워드와 레이어 맵핑 순서 조합을 고려하면 CLM의 경우의 수는 매우 많을 수 있으며, 이를 반영하기 위하여 더 많은 수의 CLM 지시자를 이용하여 표를 확장하는 방법도 고려될 수 있다. 예를 들어, 레이어의 수가 4개인 경우 표 2에 제시된 CLM 규칙 이외에 첫 코드워드가 레이어 #1 내지 레이어 #3에 맵핑되고， 두 번째 코드워드가 나머지 레이어에 맵핑되는 CLM 규칙도 존재할 수 있고, 첫 코드워드가 레이어 #0 및 레이어 #2에 맵핑되거나 레이어 #2 및 레이어 #3 에 맵핑되는 CLM 관계 등도 존재할 수 있다. 즉, 표 2과 같이 반드시 첫 번째 코드워드가 레이어 #0， 또는 레이어 #0 내지 레이어 #1에 맵핑 되고， 두 번째 코드워드가 나머지 레이어에 맵핑될 필요는 없다.
[0154]이러한 다양한 CLM 규칙을 표에 표기하여 정의할 수도 있으나 CLM 규칙의 정보량이 증가하여 기지국 그리고 /흑은 단말의 시그널링 오버헤드가 늘어날 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 다음과 같이 코드워드-레이어간 맵핑 순서 조합을 고려하는 레이어 퍼뮤테이션 (permutation)를 제안한다.
[0155]상기 레이어 퍼뮤테이션 (혹은 레이어 배열 (sorting))는 레이어들의 순서를 바꾸어주는 역할을 수행하며， 프리코딩 과정 혹은 CLM 과정에 포함되거나, CLM과 프리코딩 사이에 별도 기능 블록으로 추가될 수 있다. 즉， CLM 수행 이후 그리고 프리코딩 이전에 수행되어야 한다. 레이어 퍼뮤테이션에 대한 지시자 역시 CLM 지시자와 함께 단말로 제공될 수 있다.
[0156]표 2의 CLM에따른 총 K개의 레이어들 중 k번째 레이어에서 전송되는 심볼들을 lxj^¾ 백터인 xw, /( = (),ᅳ., ,Κ-l 이라 표현한다. 여기서 xw =[x(k (0), xk) (!),■■■, x(k) {M^' )] 이다ᅳ 모든 레이어에서 전송되는 심볼 백터들을 γ _「 γ
아래로 쌓으면 X x 7W^b 행렬 X-Lx x x 」 로 표현된다. 레이어 퍼뮤테이션은 이 신호에 ΚχΚ 행렬 ρ를 곱하는 형태이다. 행렬 Ρ는 퍼뮤테이션 행렬로서 Κ개의 1과 Κ2-Κ개의 0올 원소로 가지며， (ij) 원소가 1이면 그 원소를 제외한 i행의 모든 원소와 j열의 모든 원소가 0인 특성올 갖는다. 따라서 모든 열에는 각각 한 개씩 1인 원소들이 존재하고， 모든 행에도 각각 한 개씩 1인 원소가 존재한다.
[0157]제안하는 방식은 이러한 퍼뮤테이션 행렬 P를 X에 곱한 후 프리코딩을 적용한다. 즉, 프리코딩의 입력이 X가 아닌 PX로 바¾다. 이러한 프리코더 입력단의 신호를 χ'=ρχ 라 가정하자. 퍼뮤테이션 행렬은 그 역행렬이 전치 행렬 (transpose)과 동일한 특성을 가지므로( Pᅳ' = ΡΓ )， Χ = ΡΓΧ' 인 관계 역시 성립한다. 따라서， CLM 출력단에 대해 프리코더 입력단은 퍼뮤테이션 행렬 Ρ에 의해 퍼뮤테이션되고， 역으로 프리코더 입력단에 대한 CLM 출력단은 퍼뮤테이션 행렬 1^에 의해 퍼뮤테이션된다.
[0158] 이론적으로 Κ개의 레이어들에 대한 레이어 퍼뮤테이션 행렬은 총 Κ!
Figure imgf000032_0001
l)x(K-2)fXl개 존재한다. 따라서， 레이어의 총 수 (즉， 탱크)가 4이상인 경우 레이어 퍼뮤테이션의 경우의 수가 너무 많아 높은 시그널링 오버헤드를 가질 수 있다. 따라서, 추가적인 시그널링, 혹은 특정 규칙을 통해 레이어 퍼뮤테이션 행렬의 총 수를 제한할 수 있다. 예를 들어， 단말이 기지국이 선택 가능한 레이어 퍼뮤테이션 지시자 집단올 비트맵 등을 이용하여 기지국에게 사전에 알려줄 수 있고, 기지국과 단말이 RU 당 몇 개의 레이어를 통하여 데이터를 전송하는 지를 알 수 있다면, 레이어 퍼뮤테이션을 RU간 퍼뮤테이션으로만 한정할 수도 있다.
[0159]도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이어 퍼뮤테이션의 일 예이다. 특히, 도 15는 총 4 레이어가 RU #0， RU #1， RU #2에 각각 1개， 2개, 1개로 맵핑되고， 그에 따라 단말이 표 2의 CLM 지시자 1에 해당하는ᅳ CLM 규칙을 선택했다고 가정한다.
[0160]도 15를 참조하면, RIJ #0에 해당하는 하나의 레이어는 첫 번째 코드워드에 RU #1 , RU #2 에 해당하는 나머지 세 개의 레이어는 두번째 코드워드에 맵핑하고자 한다. 그러나 안테나 포트는 RU #0에 포트 #0， RU #1에 포트 #1， RU #2에 포트 #2 및 #3이 전송되므로, 표 2의 CLM 지시자 1에 해당하는 CLM을 직접 적용하면 RU#0의 1 레이어가 첫 번째 코드워드에 맵핑될 수 밖에 없다. 따라서 이 경우에는 표 2의 CLM과 더불어 아래 수학식 8과 같은 퍼뮤테이션 행렬 P를 적용함으로써， 첫 번째 코드워드를 RU#1의 레이어 #0를 통해 전송 가능하게 할 수 있다.
[0161] 【수학식 8】
0 1 0 0
0 0 1 1
P =
0 0 1 1
1 0 0 0
[0162] [0163]차량 분산 안테나 단말의 경우 동일 RU에 속한 안테나 포트들은 유사한 채널 특성을 갖게 되므로, 상기 예와 같이 레이어 퍼뮤테이션의 조합을 RU 간의 레이어 퍼뮤테이션 (또는 RU 기반 레이어 퍼뮤테이션)으로만 한정함으로써, RU (또는 안테나 포트 그룹) 퍼뮤테이션 정보를 이용하여 레이어 퍼뮤테이션 행렬을 구성할 수 있다. 이에 따르면， 레이어 퍼뮤테이션을 RU (또는 안테나 포트 그룹)， 또는 RU 그룹 단위의 레이어 퍼뮤테이션으로 한정하여 시그널링 오버헤드를 줄이거나 기지국이 최적의 레이어 퍼뮤테이션을 찾기 위한 복잡도를 줄여주는 효과가 있다. 즉, K개의 레이어들에 대한 최대 퍼뮤테이션 개수 (K!)보다 작은 M(<K)개의 RU (또는 RU 그룹)에 대한 최대 퍼뮤테이션 개수 (M!)개로 줄어든 관계를 사용하므로， 시그널링 오버헤드 및 기지국 복잡도가 줄어든다.
[0164]도 15의 일례를 살펴보면， RU 단위로 RU 별 탱크 만큼씩 레이어들을 묶어서 RU (또는 RU 그룹) 기반 레이어 퍼뮤테이션을 표현하면 프리코더 입력단에서 RU 인덱스 {0,1, 2}를 CLM출력단에서의 {2，0，1}로 바꾸어 맵핑해 준다고 할 수 있다.
[0165]이를 일반화하여 설명한다. 우선， 안테나 포트 인텍스 순으로 정렬된 M개의 RU (RU #0, RU #1, -, RU #(M-1))가 각각 ¾크 r(0), r(l), ···, r(M-l)을 갖는다고 가정한다. 이 때, M개의 RU에 대한 퍼뮤테이션 규칙이 CLM 출력단 노드 {0， 1, ···, M-1}로부터 프리코더 입력단 노드 {p(0), p(l), ···, p(M-l)}로 주어졌을 때， 입력단과 출력단은 퍼뮤테이션 행렬 ！^로 규정할 수 있다. 여기서 p(i)는 0이상 M-1이하의 정수이며 서로 다른 i와 j에 대해 p(i)≠p(j) 이다. 이 관계를 이용하여 레이어 퍼뮤테이션 행렬을 구성하면 도 16과 같다.
[0166]도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따휸 RU 기반 레이어 퍼뮤테이션 행렬의 구성 예이다.
[0167]도 16을 참조하여 설명하면, 우선 K X K 행렬 P를 RU 별로 맵핑되는 레이어 수 (per-node-rank)만큼씩 순차적으로 행올 분할한다. 여기서 K는 총 랭크 (total rank)를 의미한다.
[0168]즉， ① i를 0부터 1씩 증가시켜 가면서 r(i) 만큼 씩의 행들을 순차적으로 묶어서 분할한다. 이 때， 분할된 행 그룹올 행 블록 (row block)이라 지칭하고, 순서대로 i번 행 블록 (i=0 ",M-l) 이라 정의한다. [0169] 다음으로， ② 퍼뮤테이션 규칙에 따라 i를 0부터 1씩 증가시켜 가면서 r(p( i ) )만큼씩의 열들을 순차적으로 묶어서 분할한다. 마찬가지로 분할된 열 그룹을 열 블록 (column block)이라 지칭하고, 순서대로 i번 열 블록 ( i=(V" ,M- 1)이라 정의한다.
[0170]마지막으로 ③ i를 0부터 1씩 증가시켜가면서， i번 행 블록과 p-l( i ) 번 열 블록의 교차 블록에 크기 r ( i ) X r ( i )인 단위행렬을 삽입하고, i번 행 블록에서 나머지 열 블록들에 속하는 모든 원소를 0으로 채운다. 여기서， p-l( i )은 p(j )=i인 j값을 의미한다.
[0171] 도 15의 도시된 일례에 도 16의 구성 방법을 적용하면, 상기 수학식 8과 같은 퍼뮤테이션 행렬 P를 구성할 수 있다.
[0172]상술한 RU 퍼뮤테이션 정보를 이용하여 레이어 퍼뮤테이션 정보를 대체하기 위해서는， RU 퍼뮤테이션 정보와 함께 RU 별 랭크 (per-RU-rank) 정보가 같이 시그널링되어야 한다. 즉， 레이어 퍼뮤테이션 피드백 정보를 대체하기 위해 RU 별 랭크 정보와 RU 기반 레이어 퍼뮤테이션 정보가 함께 피드백 되어야 기지국이 정확한 레이어 퍼뮤테이션을 적용할 수 있다.
[0173] RU 퍼뮤테이션 정보는 다양한 방법으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어 CLM 출력단의 RU 맵핑과 프리코더 입력단의 RU 맵핑의 관계에서 직접적으로 p(0) , p(l) , ··· , p(M-l)를 순서대로 비트로 표현하여 시그널링될 수도 있다. 또는, RU 퍼뮤테이션 관계를 M X M 퍼뮤테이션 행렬 Pnode로 표현하여 퍼뮤테이션 행렬의 인덱스를 별도로 시그널링할 수도 있다. 또는， 비트맵을 구성하여 각 RU가 맵핑되는 RU의 위치를 알려줄 수도 있다. 예를 들어, 4개의 RU 중 두 번째 RU로 맵핑되면 0100 으로 시그널링할 수 있다.
[0174] 이 때， RU들에 대한 코드워드 맵핑 관계가 변화하는 주기는 탱크가 변화하는 주기보다 훨씬 길 수 있다. 즉, 탱크는 단말 및 개별 RU의 순시적인 채널 상태에 따라 변화할 수 있으나, RU 별 (또는 단말 별) 탱크가 변화한다고 해서， RU에 대한 코드워드 맵핑 관계가 변화할 필요는 없을 수 있다.
[0175] 예를 들어， 도 15의 일례에서 채널이 변화하여 전체 랭크 (K)가 4에서 3으로 즐어든 상황을 가정한다. 특히， 전체 탱크 및 RU 별 랭크 정보가 변화하예 CLM 지시자가 {1개， 3개} 레이어 조합에서 {1개 ᅳ 2개} 레이어 조합으로 바뀐다고 할지라도， RU 퍼뮤테이션 정보， 즉 (CLM 출력단 : {0，1，2} 프리코더 입력단 : {1，2，0})라는 정보는 변화할 필요가 없다. 따라서， RU 퍼뮤테이션 정보는 RI , PMI , CQI , RU 별 탱크， CLM 지시자 정보와 같은 제어 정보에 비하여 보다 긴 주기로 피드백 하여도 성능에 미치는 영향이 적다.
[0176]피드백뿐만 아니라 단말 제어 정보로서 RU 퍼뮤테이션 정보가 사용될 수 있다. 즉， 기지국은 단말이 특정 RU 퍼뮤테이션올 상향링크 데이터 전송에 사용하도록 제어할 수 있다. 예를 들어， RU #0가 상위 네 개의 포트들을 이용하여 SRS를 전송하고 RU #1이 하위 두 개의 포트들을 이용하여 SRS를 전송하고 있는 상황에서, 기지국이 RU #0로부터 더 많은 레이어들을 전송 받을 것이 자명하다고 판단되는 경우， {CLM 출력단 : {0 , 1} ^ 프리코더 입력단 : {1 , 0}}과 같이 위치를 바꾸어 표 2에 맵핑해즐 필요가 있다.
[0177] RU 퍼뮤테이션 제어 정보가 둘 이상의 퍼뮤테이션 방식들로 이루어지는 경우， 단말은 제어 정보로 받은 퍼뮤테이션 방식들 중 어느 방식을 더 선호하는 지에 대한 피드백을 할 수 있다. RU 퍼뮤테이션 제어 정보와 레이어 퍼뮤테이션 제어 정보를 비교하면, 레이어 퍼뮤테이션 제어 정보는 단말의 랭크가 순시적으로 바뀔 수 있으므로 다양한 RU 별 탱크조합에 대한 레이어 퍼뮤테이션 제어 정보를 모두 보내야 하지만， RU 퍼뮤테이션 제어 정보는 RU 별 랭크와 무관하기 때문에 제어 정보의 양이 훨씬 적다. 또한， 상기한 바와 같이 RU 퍼뮤테이션은 순시적인 채널의 영향을 덜 받기 때문에 제어 정보를 전송하는 빈도 역시 줄일 수 있다.
[0178]본 발명에서는 분산 안테나 기반 차량 통신을 기준으로 서술하였으나， 이에 제한되는 것은 아니며， 일반적인 다중 사용자 다중 안테나 시스템 상황에서도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
[0179]본 발명에서는 분산 안테나 기반 차량 통신을 기준으로 서술하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며， 일반적인 다중 사용자 다중 안테나 시스템에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
[0180] 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.
[0181]본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[0182]본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 (fir薩 are), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specific integrated circuits) , DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices) , PLDsCprogrammable logic devices) , FPGAs (필드" programmable gate arrays) , 프로세서, 콘트를러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[0183]펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[0184]본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[0185]상술한 바와 같은 분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 복수의 분산 안테나 유닛들을 구비한 단말이 복수의 코드워드들올 포함하는 상향링크 신호를 송신하는 방법에 있어서，
기지국으로부터 상기 상향링크 신호를 위한 제어 정보를 수신하는 단계; 상기 제어 정보에 포함된 지시자에 따라 상기 복수의 코드워드들을 복수의 레이어들로 맵핑하는 단계;
상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코딩하는 단계; 및
상기 프리코딩된 코드워드들을 포함하는 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하고,
상기 지시자는，
상기 복수의 레이어들의 개수에 대응하는 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는，
상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서,
상기 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들은
하나의 코드워드와 하나의 레이어가 ¾핑되고， 다른 하나의 코드워드와 나머지 레이어 모두가 맵핑되는 특정 맹핑 규칙을 포함하는 것을 특징으로 하는， 상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 3]
제 1 항에 있어서，
상기 복수의 레이어 "로 맵핑하는 단계는,
상기 레이어 맵핑된 코드워드들에 대하여, 레이어 그 t 단워로 테이어 퍼뮤테이션을 적용하는 단계를 포함하고,
상기 레이어 그룹은,
분산 안테나 유닛 별 랭크 크기의 레이어로 정의되는 것을 특징으로 하는， 상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 4】
제 3 항에 있어서，
상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코딩하는 단계는，
상기 레이어 퍼뮤테이션된 코드워드들을 프리코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는，
상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 5】
제 3 항에 있어서 ,
상기 레이어 퍼뮤테이션을 위한 정보 및 분산 안테나 별 탱크 크기에 관한 정보는 상기 제어 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 6]
제 1 항에 있어서，
상기 기지국으로 분산 안테나 별 안테나 포트 구성 정보를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
상향링크 신호 송신 방법 .
【청구항 7】
무선 통신 시스템에서의 단말로서，
복수의 분산 안테나유닛들； 및
상기 복수의 분산 안테나 유닛들과 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
기지국으로부터 복수의 코드워드들을 포함하는 상향링크 신호를 위한 제어 정보를 수신하고, 상기 제어 정보에 포함된 지시자에 따라 상기 복수의 코드워드들을 복수의 레이어들로 맵핑하며， 상기 레이어 맵핑된 코드워드들을 프리코 ¾하고., 상기 프리코딩된 코드워드들을 포함하는 상기 상향링크 ¾호를 상기 기지국으로 송신하며
상기 지시자는，
상기 복수의 레이어들의 개수에 대웅하는 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는,
단말.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서，
상기 둘 이상의 코드워드 대 레이어 맵핑 규칙들은,
하나의 코드워드와 하나의 레이어가 맵¾되고, 다른 하나의 코드워드와 나머지 레이어 모두가 맵핑되는 특정 맵핑 규칙을 포함하는 것을 특징으로 하는， 단말.
【청구항 9】
제 7 항에 있어서，
상기 프로세서는，
상기 레이어 맵핑된 코드워드들에 대하여， 레이어 그룹 단위로 레이어 퍼뮤테이션을 적용하고，
상기 레이어 그룹은，
분산 안테나 유닛 별 탱크 크기의 레이어로 정의되는 것을 특징으로 하는， 단말.
[청구항 10】
제 9 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 레이어 퍼뮤테이션된 코드워드들을 프리코딩하는 것을 특징으로 하는, 단말.
【청구항 11】
제 9 항에 있어서,
상기 레이어 퍼 테이션을 위합 정보 및 분산 안테나 별 ¾크 크기에 관한 정보는 상기 제어 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는
단말.
【청구항 12】
제 7 항에 있어서， 상기 프로세서는，
상기 기지국으로 분산 안테나 별 안테나 포트 구성 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는，
단말.
PCT/KR2017/000407 2016-05-26 2017-01-12 분산 안테나 통신 시스템에서 상향링크 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치 WO2017204436A1 (ko)

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