WO2018111053A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 측정 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2018111053A1
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base station
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곽영우
노훈동
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삼성전자 주식회사
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for beam-based channel measurement when a base station and a terminal support analog, digital or hybrid beamforming.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • 5G communication systems In order to mitigate the path loss of radio waves in the ultra-high frequency band and to increase the transmission distance of radio waves, beamforming, massive array multiple input / output (FD-MIMO) in 5G communication systems Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to Device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication Coordinated Multi-Points
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM
  • SWSC Slide Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA non orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IT intelligent Internet technology services can be provided that collect and analyze data generated from connected objects to create new value in human life.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • the reference signal refers to a data symbol received by measuring a state of a channel between a base station and users such as channel strength, distortion, interference strength, Gaussian noise, and the like in a wireless mobile communication system. It is a signal used to help demodulation and decoding. Another use of the reference signal is the measurement of radio channel conditions.
  • the receiver may determine the state of the radio channel between itself and the transmitter by measuring the reception strength at which the reference signal transmitted by the transmitter at the promised transmission power is received over the radio channel. The state of the radio channel thus determined is used to determine what data rate the receiver requests from the transmitter.
  • radio resources such as time, frequency, and transmission power that can transmit a signal are limited
  • radio resources that can be allocated to a data signal when a large number of radio resources are allocated to a reference signal This decreases relatively.
  • the radio resource allocated to the reference signal should be appropriately determined in consideration of system throughput.
  • MIMO multiple input multiple output
  • New Radio (NR) for 5G MIMO supports a large number of antennas such as 1024 and a high frequency band such as 30 GHz.
  • the wireless communication using the millimeter wave shows high linearity and high path loss due to the characteristics of the corresponding band.
  • hybrid beamforming is combined with analog beamforming based on RF and antenna and digital beamforming based on digital precoding. need.
  • the base station or the terminal may not be able to switch beams in the resource region in which the reference signal is transmitted. In this case, the base station or the terminal cannot measure the reference signal transmitted in the corresponding resource region. Accordingly, there is a need for a method of measuring a reference signal according to a beam switching capability of a base station or a terminal.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to measure the quality of a channel or beam according to the beam switching capability of the base station and the terminal when the base station and the terminal supports analog, digital or hybrid beamforming And to provide a means of reporting and using such information.
  • the method of the terminal of the present invention for solving the above problems comprises the steps of: receiving setting information on a reference signal, checking whether beam switching is possible in the resource region to which the reference signal is transmitted, and the result of the confirmation And measuring the reference signal based on the reference signal.
  • the terminal of the present invention for solving the above problems, the communication unit for transmitting and receiving a signal, and receiving the setting information for the reference signal, and whether or not beam switching is possible in the resource region to which the reference signal is transmitted, And a control unit for measuring the reference signal based on the result of the check.
  • the base station of the present invention for solving the above problems, the communication unit for transmitting and receiving a signal, and the beam switching capability information of the terminal, and receives a beam of the terminal in the resource region to transmit a reference signal based on the beam switching capability information And a control unit which checks whether or not switching is possible and transmits setting information on the reference signal based on the result of the check.
  • the base station and the terminal when the base station and the terminal supports analog, digital or hybrid beamforming, by providing a method for measuring the quality of the channel or beam, and reporting and using the information according to the beam switching capability of the base station and the terminal, Channel status can be measured.
  • 1 illustrates radio resources that can be scheduled in downlink in an LTE / LTE-A system.
  • 2 is a diagram illustrating 2, 4, 8 antenna port CSI-RS transmission of an LTE system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating such a hybrid beamforming system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a beam sweeping operation of a terminal and a base station.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of a symbol.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of a receiver according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of a transmitter according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of a terminal or a base station according to the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an internal structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the internal structure of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a general wireless mobile communication system, and more particularly, to wireless mobile communication using a multiple access scheme using a multi-carrier such as an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA).
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • the present invention relates to a method of mapping a reference signal (RS) in a communication system.
  • RS reference signal
  • Existing third generation evolution mobile communication systems such as LTE, UMB, 802.16m are based on multi-carrier multiple access method, and apply Multiple Input Multiple Output (MIMO) and beamforming to improve transmission efficiency.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • beam-forming adaptive modulation and coding
  • AMC adaptive modulation and coding
  • channel sensitive scheduling channel sensitive scheduling (scheduling) method has a feature using a variety of techniques.
  • the above-described techniques adjust the amount of data to concentrate or transmit the transmission power of signals transmitted from various antennas according to channel quality, and selectively transmit data to users having good channel quality. By improving the transmission efficiency, the system capacity performance is improved.
  • a base station means a downlink transmission and uplink reception apparatus located at a predetermined place, and one base station can transmit and receive a plurality of cells.
  • a plurality of base stations are geographically distributed in one mobile communication system, and each base station can transmit and receive a plurality of cells.
  • Existing 3rd and 4th generation mobile communication systems such as LTE / LTE-A can utilize MIMO technology for transmitting using a plurality of transmit / receive antennas to increase data rate and system capacity.
  • the MIMO technology can spatially separate and transmit a plurality of information streams by utilizing a plurality of transmit / receive antennas.
  • a method of spatially separating and transmitting a plurality of information streams may be referred to as a spatial multiplexing method. How many information streams (spatial multiplexing) can be applied to the information stream may vary depending on the number of antennas of the transmitter and the receiver. The number of information streams to which spatial multiplexing can be applied may be referred to as a rank of a corresponding transmission (hereinafter, referred to as rank).
  • the MIMO technology supported by the LTE / LTE-A Release 11 standard supports spatial multiplexing for eight transmit / receive antennas, and up to eight ranks can be supported.
  • NR New Radio Access Technology
  • each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It creates a means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • each block may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • logical function e.g., a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • the functions noted in the blocks may occur out of order.
  • the two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the corresponding function.
  • ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as an FPGA or an ASIC, and ' ⁇ part' performs certain roles.
  • ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware.
  • ' ⁇ Portion' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • 1 illustrates radio resources that can be scheduled in downlink in an LTE / LTE-A system.
  • the radio resource illustrated in FIG. 1 may consist of one subframe on the time axis and may consist of one resource block (RB) on the frequency axis.
  • Such radio resources are composed of 12 subcarriers in the frequency domain and 14 OFDM symbols in the time domain to have a total of 168 unique frequencies and time positions.
  • each natural frequency and time position of FIG. 1 is referred to as a resource element (RE).
  • a plurality of different types of signals may be transmitted to the radio resource illustrated in FIG. 1 as follows.
  • CRS Cell specific reference signal
  • DMRS This is a reference signal transmitted for a specific terminal and can be transmitted only when data is transmitted to the terminal.
  • DMRS may consist of a total of eight DMRS ports.
  • ports 7 through 14 correspond to DMRS ports.
  • Ports are orthogonal to each other using code divisional modulation (CDM) or frequency division multiplexing (FDM) so as not to interfere with each other. (orthogonality) can be maintained.
  • CDM code divisional modulation
  • FDM frequency division multiplexing
  • Physical downlink shared channel A downlink channel used by a base station to transmit traffic (or data) to a user equipment.
  • the base station may transmit data using the RE in which the reference signal is not transmitted in the data region (data region, or PDSCH region) of FIG. 1.
  • CSI-RS Reference signal transmitted for UEs belonging to one cell and can be used to measure channel state. In addition, a plurality of CSI-RSs may be transmitted to one cell.
  • control channel (physical hybrid-ARQ indicator channel: PHICH, physical control format indicator channel: PCFICH, physical downlink control channel: PDCCH): the base station provides the control information necessary for the terminal to receive data through the PDSCH or uplink ACK / NACK transmission for operating the HARQ for the data transmission of.
  • the base station may set muting so that the CSI-RS transmitted from another base station can be received without interference from the terminals of the corresponding cell.
  • the muting may be applied at a position where the CSI-RS may be transmitted, and in general, the terminal may receive a traffic signal by skipping a corresponding radio resource.
  • muting is another term for zero-power CSI-RS. This is because it is applied to the location of CSI-RS due to the nature of muting and no transmission power is transmitted.
  • the CSI-RS may be transmitted using a part of positions indicated as A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J according to the number of antennas transmitting the CSI-RS. Can be. Muting may also be applied to some of the positions marked A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J.
  • the CSI-RS may be transmitted to 2, 4, and 8 REs according to the number of antenna ports to transmit.
  • the CSI-RS is transmitted to half of a specific pattern in FIG. 1, when the number of antenna ports is 4, the CSI-RS is transmitted to the whole of a specific pattern, and when the number of antenna ports is 8, two patterns are used.
  • CSI-RS may be transmitted.
  • Muting on the other hand, always consists of one pattern unit. That is, muting may be applied to a plurality of patterns, but may not be applied to only a part of one pattern when the position does not overlap with the CSI-RS. However, it can be applied only to a part of one pattern only when the position of CSI-RS and the position of muting overlap.
  • signals of each antenna port can be transmitted from two REs connected on a time axis, and signals of each antenna port are divided into orthogonal codes.
  • signals for two additional antenna ports may be transmitted by using two REs in addition to CSI-RSs for two antenna ports.
  • the same method can be used when CSI-RSs for eight antenna ports are transmitted. In the case of CSI-RS supporting 12 and 16 antenna ports, the combination of three CSI-RS transmission positions for the existing four antenna ports or two CSI-RS transmission positions for eight antenna ports is performed.
  • the UE may be allocated a CSI-IM (or IMR, interference measurement resources) with the CSI-RS, the resources of the CSI-IM has the same resource structure and location as the CSI-RS supporting 4 ports.
  • CSI-IM is a resource for accurately measuring interference from an adjacent base station by a terminal receiving data from one or more base stations. For example, if the neighboring base station wants to measure the amount of interference when transmitting data and the amount of interference when not transmitting, the base station configures the CSI-RS and two CSI-IM resources, and one CSI-IM is determined by the neighboring base station. The signal is always transmitted and the other CSI-IM does not always transmit the signal to the neighboring base station, thereby effectively measuring the amount of interference of the neighboring base station.
  • Table 1 below shows an RRC field configuring a CSI-RS configuration.
  • Channel status reporting based on the periodic CSI-RS in the CSI process can be classified into four types as shown in Table 1.
  • the CSI-RS configuration information (CSI-RS config) is for setting the frequency and time position of the RE to which the CSI-RS is transmitted.
  • the number of ports of the corresponding CSI-RS is set by setting the number of antennas.
  • Resource configuration information sets the RE position in the RB
  • subframe configuration information sets the period and offset of the subframe.
  • Table 2 is a table for configuring Resource config and Subframe config currently supported by LTE.
  • the terminal may check the frequency and time position, the period, and the offset of the resource for transmitting the CSI-RS through Table 2 above.
  • Qcl-CRS-info sets quasi co-location information for CoMP.
  • CSI-IM configuration information (CSI-IM config) is for setting the frequency and time location of the resource to be transmitted CSI-IM for measuring interference. Since CSI-IM is always set based on four ports, it is not necessary to set the number of antenna ports, and resource configuration information (Resource config) and subframe configuration information (Subframe config) can be set in the same way as CSI-RS. have.
  • Report configuration information is information for configuring how to report the channel status using the corresponding CSI process.
  • the configuration may include information related to periodic channel status reporting configuration, aperiodic channel status reporting configuration, PMI / RI reporting configuration, RI reference CSI process configuration, and subframe pattern configuration.
  • the terminal may include a codebook subset restriction for configuring a PC and a codebook, which means a power ratio between a PDSCH and a CSI-RS RE required for generating a channel status report. have.
  • a reference signal resource for measuring channels of eight or more antennas must be configured and transmitted to the terminal.
  • the number of reference signals is determined by the base station antenna configuration and measurement type. ) May be different.
  • ⁇ 1, 2, 4, 8, 12, 16 ⁇ -port CSI-RS can be configured assuming full port mapping.
  • full port mapping means that all TXRUs have a dedicated CSI-RS port for channel estimation.
  • TXRUs As described above, more than 16 TXRUs are likely to be introduced after LTE / LTE-A release 14. In addition, the shape of the supportable antenna array will also increase significantly compared to release 13. This means that a number of TXRUs must be supported in LTE / LTE-A release 14.
  • Table 3 is a list of available two-dimensional antenna array structure according to the number of CSI-RS ports in the full port mapping situation.
  • Table 3 Available 2D antenna array geometry according to the number of aggregated CSI-RS ports based on full port mapping
  • Table 3 we consider ⁇ 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 ⁇ -port CSI-RS, considering that two different polarized antennas may exist in the same position in a polarized antenna structure ⁇ 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ⁇ different AP positions may be considered.
  • the shape of the antenna array can be shown and the possible combinations of the number of ports are shown in (N1, N2) of Table 3.
  • Table 3 means that there can be various types of antenna array shapes depending on the number of CSI-RS ports. .
  • the base station In order to measure the channel state of the downlink in the cellular system, the base station should transmit a reference signal.
  • the terminal may measure a channel state between the base station and the terminal by using the CRS or CSI-RS transmitted by the base station.
  • the channel state basically needs to consider several factors, which may include the amount of interference in the downlink.
  • the amount of interference in the downlink may include an interference signal generated by an antenna belonging to an adjacent base station and thermal noise, and the amount of interference in the downlink is important information for the UE to determine a downlink channel condition.
  • the terminal may simultaneously receive energy per symbol that can be received in downlink from a reference signal received from the base station and in a section for receiving the corresponding symbol.
  • the amount of interference must be determined to determine Es / Io.
  • the determined Es / Io is converted into a data transmission rate or a corresponding value and transmitted to the base station in the form of a channel quality indicator (CQI), and the base station can determine at which data transmission rate the base station performs transmission.
  • CQI channel quality indicator
  • the terminal feeds back information about the channel state of the downlink to the base station so that the terminal can utilize the downlink scheduling of the base station. That is, the terminal measures the reference signal transmitted by the base station in downlink and feeds back the information generated based on the reference signal to the base station.
  • the information fed back by the terminal may be referred to as channel state information, and the channel state information may include the following three pieces of information.
  • Rank indicator Information indicating the number of spatial layers that the terminal can receive in the current channel state
  • PMI Precoder Matrix Indicator
  • CQI Channel Quality Indicator
  • CQI can be replaced by a signal-to-interference plus noise ratio (SINR) that can be utilized similar to the maximum data rate, maximum error correction code rate and modulation scheme, and data efficiency per frequency.
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • the RI, PMI, and CQI are associated with each other and have meanings.
  • the precoding matrix supported by LTE / LTE-A is defined differently for each rank. Therefore, the PMI value X when RI has a value of 1 and the PMI value X when the RI has a value of 2 may be interpreted differently.
  • the UE determines the CQI it is assumed that the PMI and X reported by the UE to the base station are applied at the base station. That is, when the terminal reports RI_X, PMI_Y, and CQI_Z to the base station is equivalent to reporting that a data rate corresponding to CQI_Z can be received when the rank is RI_X and the PMI is PMI_Y. In this way, the UE may assume the transmission method to be performed to the base station when calculating the CQI, so that the optimized performance may be obtained when the actual transmission is performed in the corresponding transmission method.
  • 2 is a diagram illustrating 2, 4, 8 antenna port CSI-RS transmission of an LTE system.
  • a base station having a large antenna needs to configure a reference signal resource for measuring channels of 8 or more antennas and transmit it to the terminal.
  • the available CSI-RS resources may use up to 48 REs, but it is currently possible to configure up to 8 CSI-RSs per one CSI process. Therefore, a new CSI-RS configuration method is needed to support an FD-MIMO system that can operate based on eight or more CSI-RS ports. For example, in LTE / LTE-A release 13, one, two, four, eight, twelve, or sixteen CSI-RS ports may be configured in one CSI process.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a communication system to which the present invention is applied.
  • the description of FIG. 3 relates to CSI-RS power boosting based on CDM-2.
  • full power of 12- / 16-port CSI-RS based on CDM-2 is described.
  • Maximum 9dB power boosting is required for utilization.
  • the CDM-2 based 12- / 16-port CSI-RS requires high performance hardware compared to the existing ones for full power utilization.
  • release 13 in Release 13, 12- / 16-port CSI-RS based on CDM-4 was introduced. In this case, full power utilization is possible through 6dB power boosting.
  • release 14 introduces CDM-8 based CSI-RS for up to 32-port CSI-RS.
  • NR New Radio MIMO for 5G supports a large number of antennas such as 1024 and a high frequency band such as 30 GHz.
  • the wireless communication using the millimeter wave shows high linearity and high path loss due to the characteristics of the corresponding band.
  • hybrid beamforming is combined with analog beamforming based on RF and antenna and digital beamforming based on digital precoding. need.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating such a hybrid beamforming system.
  • the transmitter may mean a base station or a terminal.
  • the base station and the terminal include an RF chain and a phase shifter for digital beamforming and analog beamforming.
  • the analog beamforming method in the transmitter is a method of concentrating a signal transmitted from each antenna using a plurality of antennas through a phase shifter to change a phase of a signal transmitted from each antenna in a specific direction.
  • an array antenna in which a plurality of antenna elements are collected, is used.
  • the use of such transmission beamforming can increase the propagation reach of a signal, and since the signal is hardly transmitted in any direction other than the corresponding direction, interference to other users is greatly reduced.
  • the reception side may perform reception beamforming using a reception array antenna, which also concentrates the reception of radio waves in a specific direction to increase the sensitivity of the reception signal coming in the direction and receive a signal coming in a direction other than the direction. By excluding from the signal, interfering signals can be blocked.
  • an array antenna may be configured with more element antennas within the same area. Therefore, a communication system operating in a high frequency band can obtain a relatively higher antenna gain than using a beamforming technique in a low frequency band, which is advantageous to apply the beamforming technique.
  • hybrid beamforming is combined with the application of analog beamforming technology to obtain higher antenna gain and digital precoding which is used to obtain high data rate effect in the existing multi-antenna system.
  • beamforming is used.
  • the baseband is applied with digital precoding similar to that applied in the existing multiple antennas to transmit a signal with higher reliability or higher system capacity. You can expect
  • the base station and the terminal when the base station and the terminal supports analog, digital or hybrid beamforming, it proposes a method of measuring the beam quality, reporting and using the information according to the beam switching capability of the base station and the terminal.
  • the base station and the terminal may support beam sweeping using a plurality of time and frequency resources.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a beam sweeping operation of a terminal and a base station.
  • a terminal or a base station may transmit a reference signal using different beams at different time resources for beam selection of the corresponding terminal or base station.
  • the transmission of the reference signal using different beams in different resources is called beam sweeping.
  • the base station or the terminal that receives the reference signal may receive the reference signal using the different beams, CSI, RSRP (Reference Signals Received Power), RSRQ (Reference Signals) measured using the corresponding reference signal Based on the received quality, etc., the quality of the corresponding reference signal can be measured, and one or more transmission or reception beams can be selected according to the result.
  • the section in which the reference signal is transmitted may be referred to as a resource region 510. Details of the resource area will be described later.
  • the reference signal is transmitted based on another beam through different time resources. However, this may be equally applied to frequency and code resources. That is, the resource region may mean a section obtained by dividing a resource on the basis of a frequency axis, which may be equally applied to a code resource.
  • FIG. 5A illustrates a case where beams are allocated to six consecutive resource regions in order to sweep six beams.
  • the resource area may include, for example, a symbol.
  • the resource area may be referred to as a symbol.
  • a beam is allocated to six consecutive symbols, and if one symbol length is TS, 6TS may take time.
  • a beam is allocated from spaced symbols in order to sweep the same beam.
  • the beams are allocated to the spaced symbols as described above, a time of 11TS is required, and thus, the time required for beam selection may be lengthened, thereby decreasing efficiency.
  • the characteristics of the beamforming and the beam switching capability of the terminal or the base station should all be considered.
  • the characteristics of the hardware-based phase shifter should be considered.
  • hardware-based phase shifters are used to transmit other analog beams in the frequency band. Therefore, other time resources must be considered for beam sweeping.
  • the structure of the symbol should also be considered to support different beam measurements for different time resources.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of a symbol.
  • a symbol is divided into a cyclic prefix (CP) 610 for preventing inter-symbol interference, and a portion 620 for transmitting data and a reference signal.
  • the actual reference signal should be transmitted in the data and reference signal period 620, so that the phase shift operation of the phase shifter of the base station or the terminal should be performed within the CP length 610 of the symbol.
  • the phase shift operation support of the terminal phase shifter may be different for each terminal according to the structure of the phase shifter implemented in the terminal, and accordingly, whether to support beam sweeping operations in consecutive symbols for each symbol may also be different for each terminal. have.
  • the symbol structure according to the number (numerology) supported by the base station and the terminal should also be considered together.
  • Table 4 shows CP lengths according to subcarrier spacing.
  • the length of the symbol decreases in inverse proportion to the subcarrier spacing, thereby reducing the CP length. Therefore, the time for the terminal and the base station to switch the beam through the phase shift of the RF circuit is reduced.
  • the beam switching of the UE is possible within 400 ns
  • the subcarrier spacing is 15, 30, 60, and 120 kHz in Table 4
  • the length of the CP exceeds 400 ns
  • the beam is within the length of the CP. Switching is possible, and beam switching through successive symbols is possible.
  • the subcarrier spacing is 240, 480 kHz
  • the length of the CP is less than 400 ns, beam switching is impossible within the length of the CP, and beam switching is not possible using a continuous symbol.
  • the present invention allows the terminal and the base station to perform beam sweeping according to the beam switching capability of the terminal or base station by selecting and allocating or measuring another beam according to the beam switching capability of the terminal or base station.
  • the resource is described based on a time resource (OFDM symbol), but the resource may include a frequency, a code division resource, and the like.
  • various beam switching capabilities such as digital precoding, beam switching capability for hybrid beamforming, and beam switching capability considering a plurality of panels are included. May be considered.
  • the following is illustrated as a beam switching capability in a continuous resource, but the resource does not necessarily need to be continuous, and the difference between the corresponding time period, frequency or code division resource is not possible for the terminal to process the switching capability. May include cases.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of a receiver according to the first embodiment of the present invention.
  • the receiver of the present invention may include a terminal or a base station.
  • a terminal for the convenience of description, a case where a receiver is a terminal will be described as an example, and the contents of the drawing may be equally applied to a base station.
  • the first embodiment may be applied when a transmitter for transmitting a reference signal for beam sweeping has no information on the beam switching capability of the receiver, or when a terminal supporting beam switching in an allocated resource and a terminal not supporting are mixed.
  • the first embodiment may allow the receiver to measure the reference signal within a measurable resource region and to measure a beam that has not been measured in a subsequent measurement section or resource.
  • a unit of a resource in which a terminal or a base station sweeps a beam and transmits a reference signal may be referred to as a resource region.
  • the reference signal may be transmitted through different beams in different resource regions. Therefore, the resource region may be defined as a section in which the reference signal is transmitted through one beam.
  • reference numerals 711 to 716 denote respective resource regions, and reference signals may be transmitted through different beams in different resource regions.
  • a resource for transmitting the entire reference signal may be referred to as a measurement interval.
  • the entire reference signal may mean all reference signals transmitted through different beams. Accordingly, a plurality of resource regions for transmitting different beams may be included in one measurement section.
  • the reference signal may not be transmitted in some resource regions of one measurement period. That is, the measurement interval may include both a resource region in which the reference signal is transmitted and a resource region in which the reference signal is not transmitted.
  • the entire reference signal transmitted in the measurement interval may be used interchangeably with the term reference resource pool.
  • the measurement interval may have an offset and a period, and the information about the offset and the period may be included in configuration information and transmitted to the terminal or the base station. Details will be described later.
  • the terminal may not support beam switching in the allocated resource region.
  • the beam switching capability of the terminal may be stored in the terminal.
  • the base station may allocate a reference signal for beam sweeping to the terminal as shown in FIG.
  • the base station does not have the beam switching capability information of the terminal or when a specific terminal supports beam switching in the resource region.
  • the reference signal allocation based on the continuous resource region as shown in FIG. 5 (a) can efficiently use resources such as time required for beam sweeping. There is this.
  • some terminals may not be able to measure the reference signal in the allocated resource. Therefore, there is a need for a method for measuring all beams based on reference signals assigned in consecutive resource regions.
  • a corresponding UE assumes one OFDM symbol as a resource region for beam switching.
  • the terminal when the terminal does not support beam switching in the corresponding resource region, the terminal may measure all of the reference signals transmitted in the resource regions 1/2/3/4/5/6 (711 to 716). none. Therefore, the terminal can select and measure the allocated reference signal.
  • the terminal may measure the reference signal transmitted in some resource regions among the reference signals allocated to the first measurement interval 710. For example, the terminal may measure and determine the beam quality by measuring the reference signal transmitted in the symbols 1/3711 / 713, 715.
  • the terminal may measure the reference signal received in the resource region other than the resource region previously measured in the second measurement interval 720.
  • the UE measures and determines the beam quality by measuring a reference signal transmitted in the unmeasured symbols 2/4/6 except for symbols 1/3/5 that have already been measured (722, 724, 726).
  • CSI, RSRP, and RSRQ generated as a result of measuring a reference signal may be collectively referred to as a measurement result, and the terminal may determine beam quality between the base station and the terminal beam through the measurement result.
  • the terminal may select a beam having the highest measurement result and transmit and receive data using the beam.
  • the terminal may select a beam using only the result measured in the first measurement interval 710 and transmit and receive data using the beam.
  • the terminal may select the beam using both the results measured in the first measurement period and the second measurement period.
  • the beam may be selected by integrating the measurement results in each measurement section with the measurement results in the predetermined window.
  • first measurement section 710 and the second measurement section 720 are shown to be adjacent to each other, the first measurement section 710 and the second measurement section 720 may be spaced apart by a set period. have.
  • the period of the measurement interval may be transmitted by the base station through the configuration information to the terminal.
  • the reference signal may be measured through beam sweeping suitable for the beam switching capability of the corresponding terminal.
  • the amount of resources required for such switching may vary, and resources, such as frequency and code resources, may be considered.
  • the present embodiment may be equally applied to a base station. That is, by dividing the beam sweeping into a plurality of times according to the beam switching capability of the base station, it is possible to measure the reference signal through beam sweeping suitable for the beam switching capability of the base station.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of a transmitter according to a second embodiment of the present invention.
  • the transmitter of the present invention may include a terminal or a base station.
  • a case where the transmitter is a base station is described for convenience of description, and the contents of the figure may be equally applied to the terminal.
  • the second embodiment may be applied when the transmitter transmitting the reference signal for beam sweeping has information on the beam switching capability of the receiver, or when the terminal supporting the beam switching in the allocated resource and the terminal not supporting are mixed.
  • the second embodiment is a method in which the transmitter allocates only resources within a range that can be measured by a corresponding receiver to a receiver in a resource region where the entire reference signal is transmitted.
  • the terminal may not support beam switching in the allocated resource region.
  • the terminal may transmit information on the beam switching capability to the base station to inform the base station of its own beam switching capability.
  • the base station may request the terminal to transmit the terminal capability information, and the terminal may transmit the terminal capability information including the beam switching capability in accordance with the request of the base station.
  • the terminal may transmit information related to the time required for beam switching in the beam switching capability information to the base station.
  • information indicating whether beam switching is possible in the corresponding resource region may be transmitted to the base station according to a preset size of the resource region.
  • the information on the beam switching capability may be configured with 1 bit.
  • the level according to the time required for beam switching may be predetermined, and the terminal may inform the base station of the level of the beam switching capability according to the time required for beam switching. For example, when the time required for beam switching is 400 ns or less, it may be determined as high, when 400 ns to 1.2 us is medium, and when low than 1 us, the time required for beam switching of the terminal is 300 ns.
  • the beam switching capability information may be set to high and transmitted to the base station.
  • the UE may include such information in the UECapability information and transmit the same to the base station through a higher layer signaling message or a radio resource control (RRC) message.
  • RRC radio resource control
  • the above contents are merely examples, and the beam switching capability information may be determined in various ways.
  • the base station may allocate a reference signal for beam sweeping to the terminal as shown in FIG.
  • the UE assumes one OFDM symbol as a resource region for beam switching.
  • the base station may set a combination (811, 813, 815, 822, 824, 826) of the reference signal that can be measured by the terminal among the allocated reference signals as shown in (a) of FIG.
  • the base station may set to measure the reference signal transmitted in some resource region among the reference signals allocated in the first measurement interval 810.
  • the base station may be configured to measure the reference signal transmitted in symbols 1/3/5 of the symbols 811, 813, and 815.
  • the base station may be configured to measure the reference signal in the resource region other than the previously measured resource region among the reference signals allocated in the second measurement interval 820.
  • the base station may be configured to measure the reference signal transmitted in the 2/4/6 symbols 822, 824, and 826.
  • the base station may transmit configuration information related to the reference signal to the terminal, and may include information on the resource region to be measured by the terminal in the configuration information.
  • the base station may be configured to measure the reference signal in some resource regions of the plurality of resource regions transmitting the reference signal. have.
  • the base station may be configured to measure the reference signal in the remaining resource region in the next measurement interval.
  • the corresponding terminal determines that the reference signals are transmitted by being spaced apart as shown in FIG. The beam quality is measured and determined in the resource region.
  • the operation of the second embodiment may be performed by dividing the beam sweeping into multiple times according to the capability of the terminal, as in the first embodiment, and performing the beam sweeping according to the beam switching capability of the corresponding terminal and the base station. You can proceed.
  • the first measurement section 710 and the second measurement section 720 are shown to be adjacent to each other, the first measurement section 710 and the second measurement section 720 may be spaced apart by a set period. have.
  • OFDM symbol is required for beam switching in the above description, the amount of resources required for such switching may vary, and resources, such as frequency and code resources, may be considered.
  • the transmitter and receiver are assumed to be the base station and the terminal, respectively.
  • the transmitter and the receiver may be the terminal and the base station, respectively.
  • both the transmitter and the receiver are terminals.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of a terminal or a base station according to the present invention.
  • the terminal or the base station can determine whether the terminal or the base station can switch beams in the resource region to which the reference signal is allocated. That is, the terminal or the base station determines whether the beam switching capability of the terminal or the base station can support the reference signal allocation in the entire reference signal pool used for beam sweeping.
  • the OFDM symbol structure and CP length, subcarrier spacing, beam switching time that the terminal or base station can support through a phase shifter, and a precoding supportable unit may be considered.
  • the UE or the base station may transmit a reference signal through beam sweeping in each resource region in step S920, and the base station or the terminal receives it through beam sweeping and the reference signal Can be measured. That is, when the terminal or the base station can support the corresponding reference signal pool, the terminal or the base station may proceed with beam sweeping using the entire reference signal pool.
  • the UE or the base station may measure only some resource regions in operation S930 or transmit configuration information to measure in some resource regions. That is, when the reference signal allocation cannot be supported in the corresponding reference signal pool, the terminal or the base station supports only the signal that can be measured by the corresponding terminal or the base station among all the reference signal pools or assigns them as reference signals to support the corresponding beam sweeping operation. .
  • the terminal or the base station may measure the reference signal received in some resource region that can be measured among the transmitted reference signals. In addition, the terminal or the base station can measure the reference signal received in the resource region that can not be measured in the next measurement interval.
  • the terminal or the base station may be configured to measure only reference signals of some resource regions among the resources to which the reference signals are allocated.
  • the terminal or the base station may be configured to measure the reference signal of the resource region that has not been measured before in the next measurement interval.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may receive configuration information about a reference signal in step S1010.
  • the terminal may receive the configuration information through an RRC message.
  • the terminal may receive configuration information on configuration of reference signals (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, beam RS, etc.) for beam sweeping.
  • the terminal may check the number of ports for each reference signal, N1 and N2 as the number of antennas for each reference signal, and O1 and O2 as the oversampling factor for each dimension, based on the received configuration information.
  • the setting information may include at least one of period information of a measurement section in which a reference signal is transmitted, offset information, and information on a resource region in which the reference signal is transmitted in the measurement section.
  • the measurement interval may mean, for example, a subframe, and the resource region may mean one symbol.
  • the length of the symbol and the length of the subframe may be changed through subcarrier spacing or the like. Therefore, in this case, the configuration information may include one subframe configuration information (subframe config) for transmitting a plurality of reference signals and a plurality of resource configuration information (resource config) for setting a location.
  • the measurement interval may be determined based on the frequency.
  • the configuration information may include at least one of codebook subset restriction related information, reporting related information, CSI-process index, and transmission power information.
  • the report information may mean one feedback configuration information based on at least one reference signal position.
  • the corresponding information may be set to a PMI / CQI period and offset, an RI period and offset, wideband / subband status, and a submode.
  • the terminal may receive a reference signal.
  • the terminal may receive the reference signal based on the configuration information about the reference signal.
  • the terminal may estimate a channel between the base station antenna and the receiving antenna of the terminal based on this.
  • the terminal may perform the operation described with reference to FIG. 9 in the channel estimation process.
  • the terminal may determine whether beam switching is possible in the resource region in which the reference signal is transmitted based on the beam switching capability of the terminal.
  • the terminal can measure the received reference signal.
  • the terminal may measure only some of the received reference signals. That is, the terminal can measure only reference signals received in some resource regions. In this case, the terminal may measure the reference signal in the spaced resource region. In addition, the terminal may measure the reference signal received in the resource region that has not been measured in the subsequent measurement interval.
  • the terminal may generate a measurement result. Specifically, the terminal may generate feedback information (rank, PMI and CQI or RSRP, RSRQ, etc.) based on the feedback setting information based on the estimated channel or signal reception quality, and the feedback information is a measurement result. It can be used interchangeably with the term.
  • the terminal may transmit the measurement result to the base station in step S1040.
  • the terminal finishes the process of generating and reporting feedback by transmitting the feedback information to the base station at a feedback timing determined according to the feedback setting of the base station.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may transmit configuration information about a reference signal in step S1110.
  • the base station may transmit the configuration information to the terminal through an RRC message.
  • the base station may transmit configuration information on reference signals (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, beam RS, etc.) for beam sweeping to the terminal.
  • the configuration information may include the number of ports for each reference signal, N1 and N2 which are the number of antennas for each dimension, and O1 and O2 which are oversampling factors for each dimension.
  • the configuration information may include at least one of period information of a measurement section in which a reference signal is transmitted, offset information, and information on a resource region in which the terminal performs measurement in the measurement section.
  • the measurement interval may mean, for example, a subframe, and the resource region may mean one symbol.
  • the length of the symbol and the length of the subframe may be changed through subcarrier spacing or the like. Therefore, in such a case, the configuration information may include one subframe config for transmitting the reference signal and a plurality of resource configs for setting the location.
  • the configuration information may include information on some resource regions to be measured by the terminal among the resource regions where the reference signal is transmitted.
  • the configuration information may include information on some spaced resource regions for measuring the reference signal among consecutive resource regions in which the reference signal is transmitted.
  • the base station may set the reference signal to be transmitted only in some resource regions of the continuous resource region, and the configuration information may include information about the resource region to which the reference signal is transmitted. The specific process is described below.
  • the configuration information may include at least one of codebook subset restriction related information, CSI reporting related information, CSI-process index, and transmission power information.
  • the base station may perform the operation described with reference to FIG. 9 in the process of configuring the configuration information for the reference signal.
  • the base station can receive the beam switching capability of the terminal.
  • the process of the base station receiving the beam switching capability of the terminal is similar to that described above, and may be omitted below.
  • the base station may determine whether beam switching is possible in the resource region in which the reference signal is transmitted based on the beam switching capability of the terminal.
  • the base station may allocate a reference signal to a continuous resource region and transmit configuration information on the reference signal.
  • the base station may be configured to receive a reference signal in some resource regions of the continuous resource region.
  • the base station may be configured to receive the reference signal in the spaced resource region, for example, may be configured to receive the reference signal in the 1/3 / 5 resource region.
  • the base station may be configured to receive the reference signal in the remaining resource region in the next measurement interval.
  • the CSI reporting related information may mean feedback configuration information based on at least one reference signal.
  • the corresponding information may be set to a PMI / CQI period and offset, an RI period and offset, wideband / subband status, and a submode.
  • the base station may transmit a reference signal to the terminal in step S1120.
  • the UE estimates a channel for each antenna port, generates measurement results such as PMI, RI, CQI, RSRP, and RSRQ, and transmits the result to the base station.
  • the terminal when the terminal does not support beam switching in the resource region, the terminal may receive a reference signal in the resource region set according to the configuration information and generate a measurement result using the same.
  • the base station may receive a measurement result from the terminal in step S1130.
  • the base station may receive feedback information from the terminal at a predetermined timing, and may be used to determine a channel state between the terminal and the base station.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an internal structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal includes a communication unit 1210 and a control unit 1220.
  • the communication unit 1210 may perform a function of transmitting or receiving data from the outside (for example, a base station). Herein, the communication unit 1210 may transmit the feedback information to the base station under the control of the control unit 1220.
  • the controller 1220 may control the states and operations of all components constituting the terminal. In more detail, the controller 1220 may generate feedback information according to the information allocated from the base station. In addition, the controller 1220 may control the communication unit 1210 to feed back the generated channel information to the base station according to the timing information allocated from the base station. To this end, the controller 1220 may include a channel estimator 1230.
  • the channel estimator 1230 may determine necessary feedback information based on the reference signal and feedback allocation information received from the base station, and estimate the channel using the received reference signal based on the feedback information.
  • the PDSCH can be decoded by applying the size and rank of the PRG corresponding to the corresponding PDSCH transmission described in the embodiment of the present invention, and reference signal mapping using a precoder to the DMRS port.
  • 12 illustrates an example in which a terminal includes a communication unit 1210 and a control unit 1220, but the present disclosure is not limited thereto and may further include various components according to functions performed in the terminal.
  • the terminal may further include a display unit for displaying a current state of the terminal, an input unit to which a signal such as a function is performed from a user, a storage unit for storing data generated in the terminal, and the like.
  • the channel estimator 1230 is illustrated as being included in the controller 1220, the present invention is not limited thereto.
  • the controller 1220 may control the communication unit 1210 to receive configuration information for each of the one or more reference signal resources from the base station.
  • the controller 1220 may control the communication unit 1210 to measure the at least one reference signal and receive feedback setting information for generating feedback information according to the measurement result from the base station.
  • the controller 1220 may measure at least one reference signal received through the communication unit 1210 and generate feedback information according to the feedback setting information.
  • the controller 1220 may control the communication unit 1210 to transmit the generated feedback information to the base station at a feedback timing according to the feedback setting information.
  • the controller 1220 receives a reference signal (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, etc.) from the base station, generates feedback information based on the received reference signal, and transmits the generated feedback information to the base station.
  • CSI-RS CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, etc.
  • the controller 1220 may select a precoding matrix, a beam index, an antenna port, a resource index, and the like according to the information of the base station.
  • control unit 1220 of the terminal of the present invention may receive setting information about the reference signal.
  • Information included in the setting information is the same as described above, and will be omitted below.
  • the controller 1220 may receive a reference signal. In this case, the controller 1220 may determine whether beam switching is possible in the resource region in which the reference signal is transmitted based on the beam switching capability of the terminal.
  • the controller 1220 may measure the received reference signal.
  • the controller 1220 may measure only some of the received reference signals. That is, the controller 1220 may measure only reference signals received in some resource regions. In this case, the controller 1220 may measure the reference signal in the spaced resource region. In addition, the controller 1220 may measure the reference signal received in the resource region that has not been measured in the subsequent measurement interval.
  • the controller 1220 may generate a measurement result.
  • the controller 1220 may generate feedback information (rank, PMI and CQI or RSRP, RSRQ, etc.) based on the feedback setting information based on the estimated channel or signal reception quality. It can be used interchangeably with the term measurement result.
  • the controller 1220 may transmit the measurement result to the base station.
  • the terminal may transmit the feedback information to the base station at a feedback timing determined according to the feedback setting of the base station.
  • the controller 1220 may control the operation of the terminal of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the internal structure of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the base station includes a control unit 1310 and a communication unit 1320.
  • the controller 1310 may control the states and operations of all the components constituting the base station.
  • the controller 1310 may allocate a reference signal (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, etc.) resource for channel estimation of the terminal to the terminal and allocate the feedback resource and the feedback timing to the terminal.
  • the controller 1310 may further include a resource allocator 1330.
  • the feedback setting and the feedback timing may be allocated so that the feedback from various terminals does not collide, and the feedback information set at the corresponding timing may be received and interpreted.
  • the communication unit 1320 may perform a function of transmitting and receiving data, reference signals, and feedback information to the terminal.
  • the communication unit 1320 may transmit a reference signal to the terminal through the allocated resources under the control of the controller 1310 and receive feedback on channel information from the terminal.
  • the resource allocator 1330 is illustrated as being included in the controller 1310, the present invention is not limited thereto.
  • the controller 1310 may control the communicator 1320 to transmit setting information about each of at least one reference signal to the terminal, or generate the at least one reference signal.
  • the controller 1310 may control the communication unit 1320 to transmit the feedback setting information for generating the feedback information according to the measurement result to the terminal.
  • the controller 1310 may control the communicator 1320 to transmit the at least one reference signal to the terminal and to receive feedback information transmitted from the terminal at a feedback timing according to the feedback setting information.
  • the controller 1310 may transmit feedback setting information to the terminal, transmit a reference signal to the terminal, and receive feedback information generated based on the feedback setting information and the reference signal information from the terminal.
  • the controller 1310 may transmit additional feedback setting information based on the relationship between the feedback setting information corresponding to each antenna port group of the base station and the antenna port group.
  • the controller 1310 may transmit the CSI-RS beamformed to the terminal based on the feedback information, and receive feedback information generated based on the reference signal from the terminal.
  • the controller 1310 may transmit setting information about the reference signal to the terminal.
  • Information included in the setting information is the same as described above, and will be omitted below.
  • the controller 1310 may receive the beam switching capability of the terminal.
  • the process of the control unit 1310 receiving the beam switching capability of the terminal is similar to that described above, and may be omitted below.
  • the controller 1310 may determine whether beam switching is possible in the resource region in which the reference signal is transmitted, based on the beam switching capability of the terminal.
  • the controller 1310 may allocate a reference signal to the continuous resource region and transmit setting information about the reference signal.
  • the controller 1310 may be configured to receive a reference signal in a portion of resource regions of the continuous resource region.
  • the base station may be configured to receive the reference signal in the spaced resource region, for example, may be configured to receive the reference signal in the 1/3 / 5 resource region.
  • the controller 1310 may be configured to receive a reference signal in the remaining resource region in the next measurement interval.
  • the CSI reporting related information may mean feedback configuration information based on at least one reference signal.
  • the corresponding information may be set to a PMI / CQI period and offset, an RI period and offset, wideband / subband status, and a submode.
  • the controller 1310 may transmit a reference signal to the terminal.
  • the UE estimates a channel for each antenna port, generates measurement results such as PMI, RI, CQI, RSRP, and RSRQ, and transmits the result to the base station.
  • the terminal when the terminal does not support beam switching in the resource region, the terminal may receive a reference signal in the resource region set according to the configuration information and generate a measurement result using the same.
  • the controller 1310 may receive a measurement result from the terminal.
  • the controller 1310 may receive feedback information from the terminal at a predetermined timing, and may be used to determine a channel state between the terminal and the base station.

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 단말의 방법은 기준 신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 측정 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로서, 보다 구체적으로, 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 빔 기반의 채널 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
기준 신호(Reference signal)는 무선 이동 통신 시스템에서 채널의 세기나 왜곡, 간섭의 세기, 가우시안잡음(Gaussian noise)과 같은 기지국과 사용자들 간의 채널의 상태를 측정하여 수신한 데이터 심볼(data symbol)의 복조(demodulation) 및 디코딩(decoding)을 돕기 위해 이용되는 신호다. 기준 신호의 또 하나의 용도는 무선 채널 상태의 측정이다. 수신기는 송신기가 약속된 전송 전력으로 송신하는 기준 신호가 무선 채널을 거쳐 수신되는 수신 세기를 측정함으로써 자신과 송신기 사이의 무선 채널의 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 무선 채널의 상태는 수신기가 송신기에게 어떤 데이터 레이트 (data rate)를 요청할지 판단하는데 이용된다.
그러나, 일반적인 이동 통신 시스템의 경우 신호를 전송할 수 있는 시간, 주파수 및 송신 전력 등 무선 자원이 한정되어 있기 때문에 기준 신호에 많은 무선 자원을 할당할 경우 데이터 신호(data signal)에 할당할 수 있는 무선 자원이 상대적으로 감소한다. 이와 같은 이유로 기준 신호에 할당되는 무선 자원은 시스템 용량(system throughput)을 고려하여 적절하게 결정되어야 한다. 특히 복수개의 안테나를 사용하여 송수신을 수행하는 다중 입출력 (Multiple Input Multiple Output: MIMO)를 적용할 경우 기준 신호를 할당하고 이를 측정하는 것이 매우 중요한 기술적 사항이다.
5G를 위한 NR (New Radio) MIMO에서는 1024개 등의 많은 안테나 수 지원 및 30GHz 등의 고주파 대역을 지원한다. 이러한 밀리미터파를 이용한 무선 통신은 해당 대역의 특성상 높은 직진성과 높은 경로 손실을 나타내게 되며 이를 극복하기 위해서는 RF 및 안테나를 기반으로 한 아날로그 빔포밍과 디지털 프리코딩 기반의 디지털 빔포밍이 결합된 하이브리드 빔포밍을 필요로 한다. 다만, 기지국 또는 단말은 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 불가능할 수 있으며, 이와 같은 경우 해당 자원 영역에서 전송되는 기준 신호를 측정할 수 없다. 따라서, 기지국 또는 단말의 빔 전환 능력에 따라 기준 신호를 측정하는 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 해당 기지국 및 단말의 빔 전환 능력에 따라 채널 또는 빔의 품질을 측정하고 해당 정보를 보고 및 이용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 단말의 방법은, 기준 신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기지국의 방법은, 단말의 빔 전환 능력 정보를 수신하는 단계, 상기 빔 전환 능력 정보에 기반하여 기준 신호를 전송할 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 단말은, 신호를 송수신하는 통신부, 및 기준 신호에 대한 설정 정보를 수신하고, 상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기지국은, 신호를 송수신하는 통신부, 및 단말의 빔 전환 능력 정보를 수신하고, 상기 빔 전환 능력 정보에 기반하여 기준 신호를 전송할 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 해당 기지국 및 단말의 빔 전환 능력에 따라 채널 또는 빔의 품질을 측정하고 해당 정보를 보고 및 이용하는 방법을 제공함으로써, 효율적으로 채널 상태를 측정할 수 있다.
도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 무선 자원을 도시한 것이다.
도 2는 LTE 시스템의 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 이러한 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.
도 6은 심볼의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신기의 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송신기의 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 단말 또는 기지국의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
본 발명은 일반적인 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 등과 같은 다중 반송파(multi-carrier)를 이용하는 다중 접속 방식 (multiple access scheme)을 적용한 무선 이동 통신 시스템에서 기준 신호 (Reference Signal: RS)를 매핑하는 방법에 대한 것이다.
현재의 이동 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 이를 위해 3GPP, 3GPP2, 그리고 IEEE 등의 여러 표준화 단체에서 multi-carrier를 이용한 다중 접속 (multiple access) 방식을 적용한 3세대 진화 이동통신 시스템 표준을 진행하고 있다. 최근 3GPP의 Long Term Evolution (LTE), 3GPP2의 Ultra Mobile Broadband (UMB), 그리고 IEEE의 802.16m 등 다양한 이동통신 표준이 multi-carrier를 이용한 multiple access 방식을 바탕으로 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.
LTE, UMB, 802.16m 등의 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 multi-carrier multiple access 방식을 기반으로 하고 있으며, 전송 효율을 개선하기 위해 Multiple Input Multiple Output (MIMO, 다중 안테나)를 적용하고 빔포밍(beam-forming), 적응적 변조 및 부호 (adaptive modulation and coding: AMC) 방법과 채널 감응(channel sensitive) 스케줄링(scheduling) 방법 등의 다양한 기술을 이용하는 특징을 갖고 있다. 상기의 여러 가지 기술들은 채널 품질(channel quality) 등에 따라 여러 안테나로부터 송신되는 신호의 전송 전력을 집중하거나 전송하는 데이터 양을 조절하고, 채널 품질(channel quality)이 좋은 사용자에게 선택적으로 데이터를 전송하는 등의 방법을 통해 전송 효율을 개선하여 시스템 용량 성능을 개선시킨다. 이러한 방법들은 기지국(eNB: evolved Node B, BS: base station)과 단말(UE: user equipment, MS: mobile station) 사이의 채널 상태 정보를 바탕으로 동작하기 때문에, 기지국 또는 단말은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 필요가 있으며, 이 때 이용되는 것이 채널 상태 정보 기준 신호(channel status information reference signal: CSI-RS)다. 기지국은 일정한 장소에 위치한 다운링크(downlink) 송신 및 업링크(uplink) 수신 장치를 의미하며 한 개의 기지국은 복수 개의 셀(cell)에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 한 개의 이동통신 시스템에서 복수 개의 기지국들이 지리적으로 분산되어 있으며 각각의 기지국은 복수 개의 셀(cell)에 대한 송수신을 수행할 수 있다.
LTE/LTE-A 등 현존하는 3세대 및 4세대 이동통신 시스템은 데이터 전송율 및 시스템 용량의 확대를 위하여 복수개의 송수신 안테나를 이용하여 전송하는 MIMO 기술을 활용할 수 있다.
상기 MIMO 기술은 복수개의 송수신 안테나를 활용함으로서 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송할 수 있다. 이와 같이 복수개의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송하는 방법을 공간 다중화(spatial multiplexing) 방식이라 할 수 있다. 몇 개의 정보 스트림(information stream)에 대하여 공간 다중화(spatial multiplexing)를 적용할 수 있는지는 송신기와 수신기의 안테나 수에 따라 달라질 수 있다. 공간 다중화(spatial multiplexing)를 적용할 수 있는 정보 스트림의 개수를 해당 전송의 랭크(이하, rank라 칭할 수 있다)라 할 수 있다.
LTE/LTE-A Release 11까지의 표준에서 지원하는 MIMO 기술의 경우 송수신 안테나가 각각 8개 있는 경우에 대한 공간 다중화(spatial multiplexing)를 지원하며, 이 때 rank가 최대 8까지 지원될 수 있다.
현재 논의되고 있는 5세대 이동통신 시스템인 NR(New Radio access technology)의 경우, 상기에서 언급한 eMBB, mMTC, URLLC 등의 다양한 서비스를 지원할 수 있도록 하는 것이 시스템의 설계 목표이며 이러한 목표를 위해 항상 전송되는 기준 신호를 최소화 하고, 기준 신호 전송을 비주기적으로 전송할 수 있도록 함으로써 시간 및 주파수 자원을 유연하게 전송할 수 있도록 하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 명세서에서는 NR 시스템 및 을 LTE(Long Term Evolution) 시스템과 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템을 예로 들어 기술되었지만, 본 발명은 면허 대역 및 비 면허 대역을 사용하는 여타의 통신 시스템에 별다른 가감 없이 적용 가능하다.
또한 실시 예에서 방법을 설명하는 도면에서 설명의 순서가 반드시 실행의 순서와 대응되지는 않으며, 선후 관계가 변경되거나 병렬적으로 실행 될 수도 있다.
도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 하향링크로 스케줄링 할 수 있는 무선 자원을 도시한 것이다.
상기 도 1에 도시된 무선 자원은 시간 축 상에서 한 개의 서브프레임 (subframe)으로 구성되며 주파수 축 상에서 한 개의 자원 블록 (resource block: RB)으로 구성될 수 있다. 이와 같은 무선 자원은 주파수 영역에서 12개의 부반송파 (subcarrier)로 구성되며 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치 갖도록 한다. LTE/LTE-A에서는 상기 도 1의 각각의 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 요소 (resource element: RE)라 한다.
상기 도 1에 도시된 무선자원에는 다음과 같은 복수개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.
1. 셀 특정 기준 신호(cell specific reference signal: CRS): 한 개의 셀(cell)에 속한 모든 단말을 위하여 주기적으로 전송되는 기준 신호이며 복수 개의 단말들이 공통적으로 이용할 수 있다.
2. DMRS: 특정 단말을 위하여 전송되는 기준 신호이며, 해당 단말에게 데이터를 전송할 경우에만 전송될 수 있다. DMRS는 총 8개의 DMRS 포트(port)들로 구성될 수 있다. LTE/LTE-A에서는 port 7에서 port 14까지 DMRS port에 해당하며 port들은 코드 분할 복조 (code divisional modulation: CDM)또는 주파수 분할 복조 (frequency division multiplexing: FDM)을 이용하여 서로 간섭을 발생시키지 않도록 직교성(orthogonality)을 유지할 수 있다.
3. 물리 하향링크 공유 채널 (physical downlink shared channel: PDSCH): 기지국이 단말에게 트래픽(또는, 데이터)을 전송하기 위하여 이용하는 하향링크 채널을 의미할 수 있다. 기지국은 도 1의 데이터 영역(data region, 또는 PDSCH 영역)에서 기준신호가 전송되지 않는 RE를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
4. CSI-RS: 한 개의 셀(cell)에 속한 단말들을 위하여 전송되는 기준신호로서 채널상태를 측정하는데 사용될 수 있다. 또한, 한 개의 셀(cell)에는 복수 개의 CSI-RS가 전송될 수 있다.
5. 기타 제어채널 (physical hybrid-ARQ indicator channel: PHICH, physical control format indicator channel: PCFICH, physical downlink control channel: PDCCH): 기지국은 단말이 PDSCH를 통해 데이터를 수신하는데 필요한 제어정보를 제공하거나 상향링크의 데이터 송신에 대한 HARQ를 운용하기 위한 ACK/NACK 전송할 수 있다.
상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서 기지국은 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭 없이 수신될 수 있도록 뮤팅 (muting)을 설정할 수 있다. 상기 muting은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신할 수 있다. LTE-A 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 zero-power CSI-RS라고 불리기도 한다. Muting의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 전송전력이 송신되지 않기 때문이다.
상기 도 1에서 CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는 안테나들 수에 따라 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다.
특히 CSI-RS는 전송하는 안테나포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE로 전송될 수 있다. 안테나포트수가 2개일 경우 상기 도 1에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나포트수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나포트수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송될 수 있다.
반면 muting의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉, muting은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단, CSI-RS의 위치와 muting의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다.
두 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 시간 축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나포트의 신호를 전송할 수 있으며 각 안테나포트의 신호는 직교코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두 개의 RE를 더 이용하여 추가적인 두 개의 안테나포트에 대한 신호를 전송할 수 있다. 8개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 동일한 방법이 사용될 수 있다. 12개와 16개의 안테나포트를 지원하는 CSI-RS의 경우 기존 4개의 안테나포트에 대한 CSI-RS 전송위치를 3개 결합하거나 8개 안테나포트에 대한 CSI-RS 전송위치를 2개 결합하여 이루어진다.
또한, 단말은 CSI-RS와 함께 CSI-IM (혹은 IMR, interference measurement resources)을 할당 받을 수 있는데 CSI-IM의 자원은 4port를 지원하는 CSI-RS와 동일한 자원 구조와 위치를 가진다. CSI-IM은 하나 이상의 기지국으로부터 데이터 수신을 하는 단말이 인접한 기지국으로부터 간섭을 정확하게 측정하기 위한 자원이다. 가령, 인접 기지국이 데이터를 전송할 때의 간섭의 양과 전송하지 않을 때의 간섭의 양을 측정하고 싶은 경우 기지국은 CSI-RS와 두 개의 CSI-IM 자원을 구성하고 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하도록 하고 다른 하나의 CSI-IM은 인접 기지국이 항상 신호를 전송하지 않도록 하여 인접 기지국의 간섭 양을 효과적으로 측정할 수 있다. 하기 표 1은 CSI-RS 설정을 구성하는 RRC 필드를 나타낸 것이다.
[표 1] CSI process 내의 주기적 CSI-RS를 지원하기 위한 RRC 설정
Figure PCTKR2017014936-appb-I000001
CSI 프로세스 (CSI process) 내의 주기적 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 보고를 하기 위한 설정은 표 1과 같이 4가지로 분류할 수 있다.
CSI-RS 설정 정보 (CSI-RS config)는 CSI-RS가 전송될 RE의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. 여기서, 안테나 수 설정을 통해 해당 CSI-RS가 몇 개의 포트를 갖는지를 설정한다.
자원 설정 정보 (Resource config)는 RB 내의 RE 위치를 설정하며, 서브프레임 설정 정보 (Subframe config)는 서브프레임의 주기 및 오프셋을 설정한다. 표 2는 현재 LTE에서 지원하는 Resource config과 Subframe config 설정을 위한 표이다.
표 2 Resource config 및 Subframe config 설정
(a) Resource config 설정
Figure PCTKR2017014936-appb-I000002
(b) Subframe config 설정
Figure PCTKR2017014936-appb-I000003
단말은 상기 표 2를 통해 CSI-RS가 전송되는 자원의 주파수 및 시간 위치 그리고 주기 및 오프셋을 확인할 수 있다.
Qcl-CRS-info는 CoMP를 위한 quasi co-location 정보를 설정하게 된다.
CSI-IM 설정 정보 (CSI-IM config)는 간섭을 측정하기 위한 CSI-IM이 전송될 자원의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. CSI-IM은 항상 4개의 포트를 기준으로 설정되기 때문에 안테나 포트 수의 설정은 필요 없으며, 자원 설정 정보 (Resource config)와 서브프레임 설정 정보 (Subframe config)는 CSI-RS와 동일한 방식으로 설정될 수 있다.
보고 설정 정보 (CQI report config)는 해당 CSI process를 이용하여 채널 상태 보고를 어떻게 할 것인지에 대하여 설정하기 위한 정보이다. 해당 설정에는 주기적 채널 상태 보고 설정과 비주기적 채널 상태 보고 설정, PMI/RI 보고 설정, RI reference CSI process 설정, Subframe 패턴 설정 등과 관련된 정보가 포함될 수 있다. 이 외에도 단말이 채널 상태 보고를 생성하기 위해서 필요한 PDSCH와 CSI-RS RE 간의 전력비를 의미하는 PC 및 어떠한 코드북에 대해서 사용하도록 할 것인지를 설정하는 코드북 서브 세트 제한 정보 (Codebook subset restriction) 등이 포함될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 FD-MIMO 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준 신호 자원을 구성하여 단말에 전송해야 하며 이 때 기준 신호의 수는 기지국 안테나 설정 (configuration) 및 측정 방법(measurement type)에 따라 상이할 수 있다. 일례로 LTE/LTE-A release 13에서는 {1, 2, 4, 8, 12, 16}-port CSI-RS를 full port mapping을 가정하여 설정하는 것이 가능하다. 여기서 풀 포트 매핑 (full port mapping)은 모든 TXRU가 채널 추정을 위한 전용 CRS-RS 포트 (dedicated CSI-RS port)를 가지고 있다는 것을 의미한다.
한편 상기 설명한 바와 같이 LTE/LTE-A release 14 이후 에서는 16개 이상의 TXRU가 도입 될 가능성이 높다. 또한 지원 가능한 안테나 배열의 형상도 release 13 대비 크게 증가하게 될 것이다. 이는 LTE/LTE-A release 14에서 다양한 수의 TXRU가 지원될 수 있어야 함을 의미한다. 표 3은 full port mapping 상황에서 CSI-RS port 수에 따른 이용 가능한 이차원 안테나 배열 구조 리스트이다.
표 3 Available 2D antenna array geometry according to the number of aggregated CSI-RS ports based on full port mapping
Figure PCTKR2017014936-appb-I000004
표 3 에서 {18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32}-port CSI-RS를 고려하였으며, 편파 안테나 구조에서 두 개의 서로 다른 편파 안테나가 같은 위치에 존재할 수 있음을 고려하면 {9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16}개의 서로 다른 AP 위치를 고려할 수 있다. 한편, 첫 번째 차원 (dimension, 수직 또는 수평 방향) 에서 서로 다른 AP 위치의 가지 수 N1 과 두 번째 차원 (dimension, (수평 또는 수직 방향) 에서 서로 다른 AP 위치의 가지 수 N2로 2차원 직사각형 또는 정사각형 안테나 배열의 형상을 나타낼 수 있으며 각각의 포트 수에서 가능한 조합은 표 3의 (N1, N2)와 같다. 표 3은 CSI-RS 포트 수에 따라 다양한 경우의 안테나 어레이 형상이 존재할 수 있음을 의미한다.
셀룰러 시스템에서 하향링크의 채널 상태를 측정하기 위하여 기지국은 기준 신호(reference signal)을 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A (Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 단말은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 수 있다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함될 수 있다. 하향링크에서의 간섭량에는 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭 신호 및 열잡음 등이 포함될 수 있으며, 하향링크에서의 간섭량은 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요한 정보이다. 일 예로 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개의 단말로 신호를 전송할 경우 단말은 기지국에서 수신된 기준신호에서 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지와 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하여 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되어 기지국으로 채널 품질 지시자 (channel quality indicator: CQI)의 형태로 전송되며, 기지국이 단말에게 어떤 데이터 전송속도로 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.
단말은 하향링크의 채널 상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준신호를 측정하고, 기준신호에 기반하여 생성한 정보를 기지국으로 피드백하는 것이다. 상술한 바와 같이 단말이 피드백하는 정보는 채널 상태 정보라 칭할 수 있으며, 채널 상태 정보는 다음의 세가지 정보를 포함할 수 있다.
- 랭크 지시자 (rank indicator: RI): 단말이 현재의 채널 상태에서 수신할 수 있는 공간 레이어(spatial layer)의 개수를 지시하는 정보
- 프리코딩 행렬 지시자 (Precoder Matrix Indicator: PMI): 단말이 현재의 채널 상태에서 선호하는 프리코딩 행렬(precoding matrix)에 대한 지시자
- 채널 품질 지시자 (Channel Quality Indicator: CQI): 단말이 현재의 채널 상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate).
CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 신호 대 간섭 잡음비 (singal to interference plus noise ratio: SINR), 최대의 오류정정 부호화율 (code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 도 있다.
상기 RI, PMI, CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 일 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 프리코딩 행렬(precoding matrix)은 랭크(rank)별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값 X와 RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값 X는 다르게 해석이 될 수 있다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 보고한 PMI와 X가 기지국에서 적용되었다는 가정을 한다. 즉, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 보고한 것은 랭크(rank)를 RI_X로 하고 PMI를 PMI_Y로 할 때 CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 수신할 수 있다고 보고하는 것과 같다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정하여 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
도 2는 LTE 시스템의 2, 4, 8 antenna port CSI-RS 전송을 도시한 도면이다.
상기 채널 정보 생성 및 보고를 수행하기 위하여 대규모 안테나를 보유하는 기지국의 경우에는 8개 이상의 안테나의 채널을 측정하는 기준 신호 자원을 구성하여 단말에 전송해야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 가용한 CSI-RS 자원은 최대 48개의 RE를 사용할 수 있으나 현재 하나의 CSI process 당 8개까지의 CSI-RS를 설정하는 것이 가능하다. 따라서 8개 이상의 CSI-RS port들에 기반하여 동작할 수 있는 FD-MIMO 시스템을 지원하기 위하여 새로운 CSI-RS 설정 방법이 필요하게 된다. 일례로, LTE/LTE-A release 13에서는 하나의 CSI process에 1개, 2개, 4개, 8개, 12개 또는 16개의 CSI-RS port들이 설정될 수 있다. 구체적으로, {1, 2, 4, 8}-port CSI-RS의 경우 기존과 같은 매핑 규칙 (mapping rule)을 따르며, 12-port CSI-RS의 경우 3개의 4-port CSI-RS pattern의 조합으로 (aggregation) 구성되고, 16-port CSI-RS의 경우 2개의 8-port CSI-RS pattern의 조합으로 구성될 수 있다. 또한 LTE/LTE-A release 13에서는 12-/16-port CSI-RS에 대하여 길이 2 또는 4의 직교커버코드 (OCC, orthogonal cover code)를 이용하여 CDM(code division multiplexing)-2 또는 CDM-4를 지할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 도 3의 설명은 CDM-2를 기반으로 한 CSI-RS 파워 부스팅에 대한 것으로, 상기 설명에 따르면 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS에 대한 full power utilization을 위하여 PDSCH 대비 최대 9dB의 파워 부스팅 (power boosting)이 필요하게 된다. 이는 CDM-2 기반 12-/16-port CSI-RS를 운영 시 full power utilization을 위하여 기존 대비 고성능의 하드웨어 (hardware)가 필요함을 의미한다. 상기 release 13에서는 이를 고려하여 CDM-4 기반의 12-/16-port CSI-RS를 도입하였으며 이 경우 기존과 같은 6dB power boosting을 통하여 full power utilization이 가능해지게 된다. 이에 더하여 release 14에서는 32-port까지의 CSI-RS를 위하여 CDM-8 기반의 CSI-RS를 도입하였다.
상기에서 언급한 바와 같이 5G를 위한 NR (New Radio) MIMO에서는 1024개 등의 많은 안테나 수 지원 및 30GHz 등의 고주파 대역을 지원한다. 이러한 밀리미터파를 이용한 무선 통신은 해당 대역의 특성상 높은 직진성과 높은 경로 손실을 나타내게 되며 이를 극복하기 위해서는 RF 및 안테나를 기반으로 한 아날로그 빔포밍과 디지털 프리코딩 기반의 디지털 빔포밍이 결합된 하이브리드 빔포밍을 필요로 한다.
도 4는 이러한 하이브리드 빔포밍 시스템을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 송신부는 기지국 또는 단말을 의미할 수 있다. 기지국과 단말은 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 위한 RF 체인 및 위상 천이기 (phase shifter)를 포함하고 있다. 송신부에서의 아날로그 빔포밍 방식은, 다수의 안테나들을 이용하여 각 안테나로부터 송신되는 신호를 위상 천이기를 통해서 각 안테나에서 전송되는 신호의 위상을 바꿈으로써 해당 신호를 특정한 방향으로 집중시키는 방법이다. 이를 위해서 다수의 요소 안테나(antenna element)들이 집합된 형태인 배열 안테나(array antenna)가 사용된다. 이러한 송신 빔포밍을 사용하면 신호의 전파 도달 거리를 증가시킬 수 있고, 해당 방향 이외의 다른 방향으로는 신호가 거의 전송되지 않기 때문에 다른 사용자에게 미치는 간섭이 매우 줄어들게 되는 장점이 있다. 마찬가지로, 수신 측에서도 수신 배열 안테나를 이용하여 수신 빔포밍을 수행할 수 있는데, 이 또한 전파의 수신을 특정 방향으로 집중시켜 해당 방향으로 들어오는 수신 신호 감도를 증가시키고 해당 방향 이외의 방향으로 들어오는 신호를 수신 신호에서 배제함으로써 간섭 신호를 차단할 수 있다.
한편, 전송 주파수가 높아질수록 전파의 파장은 짧아지므로, 일 예로, 반 파장 간격으로 안테나를 구성하는 경우, 동일한 면적 내에 더 많은 요소 안테나들로 배열 안테나를 구성할 수 있다. 따라서, 고주파수 대역에서 동작하는 통신 시스템은 낮은 주파수 대역에서 빔포밍 기술을 사용하는 것에 비해 상대적으로 더 높은 안테나 이득을 얻을 수 있으므로 빔포밍 기술을 적용하기에 유리하다.
이러한 빔포밍 기술에 있어서, 보다 높은 안테나 이득을 얻기 위하여 아날로그 빔포밍 기술 적용과 더불어 기존 다중 안테나 시스템에서의 높은 데이터 전송률 효과를 얻기 위해 사용하는 디지털 프리코딩(Precoding)을 접목한 하이브리드 빔포밍(Hybrid beamforming)이 사용된다. 이 경우, 아날로그 빔포밍을 통하여 빔을 형성하고 하나 이상의 아날로그 빔들을 형성하였을 때에 기저 대역에서 기존 다중 안테나에서 적용된 것과 유사한 디지털 프리코딩을 적용하여 전송함으로써 보다 신뢰도 높은 신호를 수신하거나 보다 높은 시스템 용량을 기대할 수 있다.
본 발명에서는 기지국 및 단말이 아날로그, 디지털 혹은 하이브리드 빔포밍을 지원할 때 해당 기지국 및 단말의 빔 전환 능력에 따라 빔의 품질을 측정하고 해당 정보를 보고 및 이용하는 방법을 제안한다.
상기 빔포밍을 적용함에 있어 가장 중요한 것은 해당 기지국 및 단말에게 최적화 된 빔 방향을 선택하는 것이다. 최적화 된 빔 방향을 선택하기 위하여 기지국과 단말은 복수개의 시간 및 주파수 자원을 이용하여 빔 스위핑 (beam sweeping)을 지원할 수 있다.
도 5는 단말 및 기지국의 빔 스위핑 동작을 예시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 단말 혹은 기지국은 해당 단말 혹은 기지국의 빔 선택을 위하여 서로 다른 시간 자원에 다른 빔을 이용하여 기준 신호를 전송할 수 있다. 이와 같이 서로 다른 자원에서 다른 빔을 이용하여 기준 신호를 전송하는 것을 빔 스위핑이라 한다. 이 때, 이러한 기준 신호를 수신한 기지국 혹은 단말은 상기 서로 다른 빔을 이용하여 기준 신호를 수신할 수 있으며, 해당 기준 신호를 이용하여 측정한 CSI, RSRP (Reference Signals Received Power), RSRQ (Reference Signals Received Quality) 등을 기반으로 하여 해당 기준 신호의 품질을 측정하고 해당 결과에 따라 한 개 혹은 복수 개의 송신 혹은 수신 빔을 선택할 수 있다.
본 도면에서는 자원을 시간 축을 기준으로 나누어 시간 자원에서 기준 신호를 전송하는 일 예를 도시하였다. 이와 같이, 기준 신호가 전송되는 구간을 자원 영역 (510)이라 칭할 수 있다. 자원 영역에 대한 구체적인 내용은 후술한다. 다만, 도 5에서는 다른 시간 자원을 통하여 다른 빔을 기반으로 기준 신호를 전송하는 것을 도시하였지만, 이는 주파수 및 코드 자원 등에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 자원 영역은 자원을 주파수 축을 기준으로 나눈 구간을 의미할 수 있으며, 이는 코드 자원에도 동일하게 적용될 수 있다.
이러한, 빔 스위핑을 위한 자원 할당에는 빔 스위핑에 소요되는 시간 역시 고려되어야 한다. 도 5의 (a)의 경우 6개의 빔을 스위핑 하기 위하여 6개의 연속된 자원 영역에 빔을 할당한 경우를 도시한다. 본 발명에서는 자원을 시간 축을 기준으로 나눈 경우를 예를 들어 설명하는 바, 상기 자원 영역은 예를 들어 심볼을 포함할 수 있으며, 설명의 편의를 위해 이하에서는 자원 영역을 심볼이라 칭할 수 있다.
도 5의 (a)의 경우 6개의 연속된 심볼에 빔을 할당하였으며, 하나의 심볼 길이가 TS인 경우 6TS의 시간이 소요될 수 있다.
반면, 도 5의 (b)의 경우 동일한 빔을 스위핑 하기 위하여 이격된 심볼에서 빔을 할당한 경우를 도시한다. 이와 같이 이격된 심볼에 빔을 할당하는 경우, 11TS의 시간이 소요되게 되며, 이에 따라 빔 선택에 필요한 시간이 길어져 효율성이 떨어질 수도 있다.
이러한 아날로그, 디지털, 하이브리드 빔포밍을 위하여 빔 스위핑을 함에 있어 해당 빔포밍의 특성, 단말 또는 기지국의 빔 전환 능력이 모두 고려되어야 한다. 아날로그 빔의 경우 하드웨어 기반의 위상 천이기의 특성이 고려 되어야 한다. 아날로그 빔의 경우 하드웨어 기반의 위상 천이기를 사용하기 때문에 주파수 대역에서 다른 아날로그 빔을 전송할 수 없다. 따라서, 빔 스위핑을 위해서는 다른 시간 자원이 고려되어야 한다. 이에 더하여 다른 시간 자원에 다른 빔 측정을 지원하기 위하여 심볼의 구조 역시 고려되어야 한다.
도 6은 심볼의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 6에서 심볼은 심볼간 간섭을 방지하기 위한 순환 전치 (Cyclic Prefix: CP, 610) 부분과 데이터 및 기준 신호가 전송되는 부분 (620)으로 나뉘어 진다. 실제 기준 신호는 데이터 및 기준 신호 구간 (620)에서 전송되어야 하며, 이에 따라 기지국 혹은 단말의 위상 천이기의 위상 천이 동작이 해당 심볼의 CP 길이 (610) 내에서 이루어져야 한다. 하지만, 이러한 단말 위상 천이기의 위상 천이 동작 지원은 단말에 구현된 위상 천이기의 구조 등에 따라 단말 별로 다를 수 있으며, 이에 따라 심볼 별로 연속된 심볼에서의 빔 스위핑 동작 지원 가능 여부 역시 단말 별로 다를 수 있다.
또한, 이러한 단말의 위상 천이 전환 능력에 더하여 기지국 및 단말이 지원하는 수치 (numerology)에 따른 심볼 구조 역시 함께 고려되어야 한다. 표 4는 서브캐리어 스페이싱 (subcarrier spacing)에 따른 CP 길이를 나타낸 것이다.
표 4 Subcarrier spacing에 따른 OFDM 심볼의 CP 길이
상기 표에서 나타난 바와 같이, subcarrier spacing이 증가할 경우 이에 반비례하여 심볼의 길이가 줄어들며, 이에 따라 CP 길이가 줄어들게 된다. 따라서, 단말 및 기지국이 RF 회로의 위상 천이를 통하여 빔을 전환할 수 있는 시간이 줄어들게 된다.
예를 들어, 단말의 빔 전환이 400 ns 내에 가능하다고 할 경우 표 4에서 서브캐리어 스페이싱이 15, 30, 60, 120 kHz인 경우에는 CP의 길이가 400 ns를 초과하기 때문에 CP의 길이 내에서 빔 전환이 가능하며, 연속된 심볼을 통한 빔 전환이 가능하다. 반면, 서브캐리어 스페이싱이 240, 480 kHz인 경우에는 CP의 길이가 400 ns보다 작기 때문에 CP의 길이 내에서 빔 전환이 불가능 하며, 연속된 심볼을 이용하여 빔 전환을 하는 것이 불가능하다.
따라서 본 발명은 단말 또는 기지국의 빔 전환 능력에 따라 다른 빔을 선택하여 할당하거나 측정함으로써 단말 및 기지국이 해당 단말 또는 기지국의 빔 전환 능력에 따라 빔 스위핑을 할 수 있도록 한다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명에서 해당 자원은 시간 자원 (OFDM 심볼)을 기준으로 설명하지만, 해당 자원은 주파수, 코드 분할 자원 등을 함께 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 단말의 위상 천이기가 필요로 하는 시간에 따른 빔 전환 능력만을 포함하였지만, 디지털 프리코딩, 하이브리드 빔포밍을 위한 빔 전환 능력, 복수 개의 패널을 고려한 빔 전환 능력 등 다양한 빔 전환 능력이 함께 고려될 수 있다. 이에 더불어, 하기에서는 연속된 자원에서의 빔 전환 능력으로 예시하지만, 해당 자원이 꼭 연속되어야 할 필요는 없으며, 해당 시간 주기나 주파수 혹은 코드 분할 자원 간의 차이가 단말이 전환 능력으로 처리하기 불가능 한 모든 경우를 포함할 수 있다.
<제 1 실시예>
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신기의 동작을 도시한 도면이다.
본 발명의 수신기는 단말 또는 기지국을 포함할 수 있다. 다만, 본 도면에서는 설명의 편의를 위해 수신기가 단말인 경우를 예를 들어 설명하며, 본 도면의 내용은 기지국에도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 실시예는 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 전송하는 송신기가 수신기의 빔 전환 능력에 대한 정보가 없을 때나 할당된 자원에서의 빔 전환을 지원하는 단말과 지원하지 않는 단말이 혼재되어 있을 때 등에 적용될 수 있다.구체적으로, 제1 실시예는 수신기가 측정 가능한 자원 영역 내에서 기준 신호를 측정하고, 측정하지 못한 빔의 경우 이 후 측정 구간 혹은 자원에서 측정하도록 할 수 있다.
본 발명에서는 단말 또는 기지국이 빔을 스위핑하며 기준 신호를 전송할 수 있는 자원의 단위를 자원 영역이라 칭할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기준 신호는 서로 다른 자원 영역에서 서로 다른 빔을 통해 전송될 수 있다. 따라서, 자원 영역은 하나의 빔을 통해 기준 신호가 전송되는 구간으로 정의될 수도 있다. 본 도면을 참고하면, (711) 내지 (716)이 각각의 자원 영역을 의미하며, 서로 다른 자원 영역에서는 서로 다른 빔을 통해 기준 신호가 전송될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 전체 기준 신호가 전송될 수 있는 자원을 측정 구간이라 칭할 수 있다. 전체 기준 신호란 서로 다른 빔을 통해 전송되는 모든 기준 신호를 의미할 수 있다. 따라서, 하나의 측정 구간에는 서로 다른 빔을 전송하는 자원 영역이 복수 개 포함될 수 있다. 또한, 하나의 측정 구간 중 일부의 자원 영역에서는 기준 신호가 전송되지 않을 수도 있다. 즉, 측정 구간은 기준 신호가 전송되는 자원 영역과 기준 신호가 전송되니 않는 자원 영역을 모두 포함할 수 있다. 본 발명에서는 상기 측정 구간에서 전송되는 전체 기준 신호를 기준 자원 풀이라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다.
상기 측정 구간은 오프셋과 주기를 가질 수 있으며, 상기 오프셋과 주기에 대한 정보는 설정 정보에 포함되어 단말 또는 기지국에 전송될 수 있다. 구체적인 내용은 후술한다.
단말은 도 5의 (a)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당 받았다고 가정한다. 이 때, 단말이 할당된 자원 영역에서의 빔 전환을 지원하지 못할 수 있다. 상기 단말의 빔 전환 능력은 단말에 저장되어 있을 수 있다.
모든 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 못하는 경우, 기지국은 단말에게 도 5의 (b)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당 할 수 있다.
하지만, 기지국이 단말의 빔 전환 능력 정보가 없는 경우, 또는 특정 단말은 자원 영역에서 빔 전환을 지원하는 경우가 문제될 수 있다. 특정 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하는 경우, 도 5의 (a)와 같은 연속된 자원 영역을 기반으로 한 기준 신호 할당은 빔 스위핑에 필요한 시간 등의 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하기 때문에 장점이 있다. 하지만, 도 5의 (a)와 같이 연속된 자원 영역에서 기준 신호가 할당된 경우, 일부 단말은 할당된 자원에서 기준 신호의 측정이 불가능할 수 있다. 따라서, 연속된 자원 영역에서 할당된 기준 신호를 기반으로 하여 모든 빔을 측정하기 위한 방법이 필요하다.
도 7에서는 해당 단말이 빔 전환을 위한 자원 영역으로 하나의 OFDM 심볼을 가정하여 도시하였다.
도 7을 참고하면, 단말이 해당 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 않는 경우, 단말은 자원 영역 1/2/3/4/5/6 (711 내지 716)에서 전송되는 기준 신호를 모두 측정할 수 없다. 따라서, 단말은 할당된 기준 신호를 선별하여 측정할 수 있다.
따라서, 단말은 자원 영역에서 빔 전환이 불가능하다고 판단되는 경우, 첫 번째 측정 구간 (710)에 할당 된 기준 신호 중 일부 자원 영역에서 전송되는 기준 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 1/3/5번 심볼 (711, 713, 715)에서 전송되는 기준 신호를 측정하여 빔 품질을 측정 및 결정할 수 있다.
또한, 해당 기준 신호가 시간 자원에서 주기적으로 전송될 때 단말은 두 번째 측정 구간 (720)에서 이전에 측정된 자원 영역을 제외한 자원 영역에서 수신되는 기준 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 이미 측정된 1/3/5번 심볼을 제외하고 측정되지 않은 2/4/6번 심볼 (722, 724, 726)에서 전송되는 기준 신호를 측정하여 빔 품질을 측정 및 결정할 수 있다. 본 발명에서 기준 신호를 측정한 결과 생성되는 CSI, RSRP, RSRQ 등을 통칭하여 측정 결과라 칭할 수 있으며, 단말은 측정 결과를 통해 기지국과 단말 빔 사이의 빔 품질을 결정할 수 있다. 또한, 단말은 측정 결과가 가장 높게 결정된 빔을 선택하고 상기 빔을 이용해 데이터를 송수신할 수 있다. 이 때, 단말은 제1 측정 구간 (710)에서 측정된 결과만을 이용하여 빔을 선택하고, 상기 빔을 이용해 데이터를 송수신할 수 있다. 또는, 단말은 제1 측정 구간과 제2 측정 구간에서 측정된 결과를 모두 이용하여 빔을 선택할 수도 있다. 또는, 각 측정 구간에서의 측정 결과를 미리 정해진 윈도우 내의 측정 결과들과 통합하여 빔을 선택할 수도 있다.
다만, 본 도면에서는 제1 측정 구간(710)와 제2 측정 구간(720)가 인접한 것으로 도시되어 있으나, 제1 측정 구간(710)와 제2 측정 구간(720)는 설정된 주기만큼 이격되어 있을 수 있다. 또한, 상기 측정 구간의 주기는 기지국이 단말에 설정 정보를 통해 전송할 수 있다.
또한, 단말의 빔 전환 능력에 따라 측정 구간를 세 번 이상으로 나누어 기준 신호를 측정하는 방법도 가능하다.
이와 같이, 빔 스위핑을 여러 번의 시기로 나누어 시행함으로써 해당 단말의 빔 전환 능력에 맞는 빔 스위핑을 통해 기준 신호를 측정할 수 있다. 상기에서는 빔 전환에 하나의 OFDM 심볼이 필요한 것으로 도시하였으나 이러한 전환에 필요한 자원의 양은 달라질 수 있으며, 자원 역시 주파수 및 코드 자원 등이 고려될 수 있다. 또한, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 실시예는 기지국의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 기지국의 빔 전환 능력에 따라 빔 스위핑을 여러 번의 시기로 나누어 수행함으로써, 기지국의 빔 전환 능력에 맞는 빔 스위핑을 통해 기준 신호를 측정할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송신기의 동작을 도시한 도면이다.
본 발명의 송신기는 단말 또는 기지국을 포함할 수 있다. 다만, 본 도면에서는 설명의 편의를 위해 송신기가 기지국인 경우를 예를 들어 설명하며, 본 도면의 내용은 단말에도 동일하게 적용될 수 있다.
제2 실시예는 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 전송하는 송신기가 수신기의 빔 전환 능력에 대한 정보가 있거나 할당된 자원에서의 빔 전환을 지원하는 단말과 지원하지 않는 단말이 혼재되어 있을 때 등에 적용될 수 있다. 구체적으로, 제2 실시예는 송신기가 전체 기준 신호가 전송되는 자원 영역 내에서 해당 수신기가 측정 가능한 범위 내의 자원만을 수신기에게 할당 하는 방법이다.
단말은 도 5의 (a)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당 받았다고 가정한다. 이 때, 단말이 할당된 자원 영역에서의 빔 전환을 지원하지 못할 수 있다.
따라서, 단말은 기지국에게 자신의 빔 전환 능력을 알리기 위해 기지국에 빔 전환 능력에 대한 정보를 기지국에 전달할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 단말에 단말 능력 정보를 전송할 것을 요청할 수 있으며, 단말은 기지국의 요청에 따라 단말 능력 정보에 빔 전환 능력에 대한 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 이 때, 단말은 빔 전환을 위해 소요되는 시간과 관련된 정보를 빔 전환 능력 정보에 포함시켜 기지국에 전송할 수 있다. 또는 미리 설정된 자원 영역의 크기에 따라 해당 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 나타내는 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 이와 같은 경우, 빔 전환 능력에 대한 정보는 1비트로 구성될 수 있다.
또는, 빔 전환을 위해 소요되는 시간에 따른 레벨이 미리 결정되어 있을 수 있으며, 단말은 빔 전환에 소요되는 시간에 따라 빔 전환 능력의 레벨을 기지국에 알려줄 수 있다. 예를 들어, 빔 전환을 위해 소요되는 시간이 400ns 이하이면 high, 400ns~1.2us 사이이면 medium, 1us 이상이면 low로 정해져 있을 수 있으며, 단말의 빔 전환에 소요되는 시간이 300ns인 경우, 단말은 빔 전환 능력 정보를 high로 설정하여 기지국에 전송할 수 있다.
단말은 이와 같은 정보를 UECapability information에 포함시켜 상위 시그널링 (higher layer signaling) 메시지 또는 무선 자원 제어 (radio resource control: RRC) 메시지를 통해 기지국에 전송할 수 있다. 다만, 상기 내용은 일 예에 불과하며, 빔 전환 능력 정보는 다양한 방법으로 결정될 수 있다.
모든 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 못하는 경우 기지국은 단말에게 도 5의 (b)와 같이 빔 스위핑을 위한 기준 신호를 할당할 수 있다.
하지만, 특정 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하는 경우, 도 5의 (a)와 같은 연속된 자원을 기반으로 한 기준 신호 할당은 빔 스위핑에 필요한 시간 등의 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하기 때문에 장점이 있다. 하지만, 도 5의 (a)와 같이 연속된 자원 영역에서 기준 신호가 할당된 경우, 일부 단말은 할당된 모든 자원에서 기준 신호의 측정이 불가능하다. 따라서, 해당 기준 신호 할당을 기반으로 하여 모든 빔을 측정하기 위한 방법이 필요하다.
도 8에서는 도 7에서와 마찬가지로 해당 단말이 빔 전환을 위한 자원 영역으로 하나의 OFDM 심볼을 가정하여 도시하였다.
도 8을 참고하면, 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 않는 경우, 단말은 자원 영역 1/2/3/4/5/6 (811 내지 816)에서 전송되는 기준 신호를 모두 측정할 수 없다. 따라서, 기지국은 도 5의 (a)같이 할당 된 기준 신호 중 단말이 측정 가능한 기준 신호의 조합 (811, 813, 815, 822, 824, 826)을 단말에게 설정할 수 있다.
구체적으로, 기지국은 첫 번째 측정 구간 (810)에서 할당된 기준 신호 중 일부 자원 영역에서 전송되는 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 1/3/5번 심볼 (811, 813, 815)에서 전송되는 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다.
또한, 기지국은 두 번째 측정 구간 (820)에서 할당된 기준 신호 중 이전에 측정된 자원 영역을 제외한 자원 영역에서 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 2/4/6번 심볼 (822, 824, 826)에서 전송되는 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다.
이와 같이 기지국은 기준 신호와 관련된 설정 정보를 단말에 전송할 수 있으며, 상기 설정 정보에 단말이 측정할 자원 영역에 대한 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 단말의 빔 전환 능력을 고려하여, 자원 영역에서 단말의 빔 전환이 불가능하다고 판단되는 경우, 기준 신호를 전송하는 복수의 자원 영역 중 일부의 자원 영역에서 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 다음 측정 구간에서 나머지 자원 영역에서 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다.
따라서, 기지국은 도 5의 (a)와 같이 연속된 자원 영역에서 서로 다른 빔을 이용해 기준 신호를 전송하는 경우에도, 해당 단말은 기준 신호가 도 8과 같이 이격되어 전송되고 있다고 판단하여, 상기 이격된 자원 영역에서 빔 품질을 측정 및 결정한다.
또한, 상술한 바와 같이, 제 2 실시예의 동작은 제 1 실시예와 마찬가지로 빔 스위핑을 단말의 능력에 따라 여러 번의 시기로 나누어 수행할 수 있으며, 해당 단말 및 기지국의 빔 전환 능력에 맞는 빔 스위핑을 진행할 수 있다. 다만, 본 도면에서는 제1 측정 구간(710)과 제2 측정 구간(720)가 인접한 것으로 도시되어 있으나, 제1 측정 구간(710)와 제2 측정 구간(720)는 설정된 주기만큼 이격되어 있을 수 있다.
또한, 단말의 빔 전환 능력에 따라 측정 구간를 세 번 이상으로 나누어 기준 신호를 측정하는 방법도 가능하다.
상기에서는 빔 전환에 하나의 OFDM 심볼이 필요한 것으로 도시하였으나 이러한 전환에 필요한 자원의 양은 달라질 수 있으며, 자원 역시 주파수 및 코드 자원 등이 고려될 수 있다.
상기 제 1 실시예와 제 2 실시예에서는 송신기와 수신기가 각각 기지국 및 단말인 상황을 가정하여 설명하였으나, 상향 링크의 경우 송신기와 수신기가 각각 단말 및 기지국 일 수 있다. 또한, 사이드 링크를 고려할 경우 해당 송신기 및 수신기가 모두 단말인 것도 가능하다.
도 9는 본 발명에 따른 단말 또는 기지국의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 9를 참고하면, 단말 혹은 기지국은 S910 단계에서 단말 혹은 기지국이 기준 신호가 할당된 자원 영역에서 빔을 전환할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말 혹은 기지국은 빔 스위핑을 위해서 사용되는 전체 기준 신호 풀에서 해당 단말 혹은 기지국의 빔 전환 능력이 해당 기준 신호 할당을 지원할 수 있는 지를 판단한다. 이 때, 이러한 판단을 위해서 OFDM 심볼 구조 및 CP 길이, subcarrier spacing, 단말 혹은 기지국이 위상 천이기를 통하여 지원할 수 있는 빔 전환 시간, 프리코딩 지원 가능 단위 등이 고려될 수 있다.
기준 신호가 할당된 자원 영역에서 빔 전환이 가능한 경우, 단말 또는 기지국은 S920 단계에서 각 자원 영역에서 빔 스위핑을 통해 기준 신호를 전송할 수 있으며, 기지국 또는 단말은 빔 스위핑을 통해 이를 수신하고, 기준 신호를 측정할 수 있다. 즉, 단말 혹은 기지국이 해당 기준 신호 풀을 지원 가능할 경우, 단말 혹은 기지국은 전체 기준 신호 풀을 이용하여 빔 스위핑을 진행할 수 있다.
반면, 기준 신호가 할당된 자원 영역에서 빔 전환이 불가능한 경우, 단말 또는 기지국은 S930 단계에서 일부 자원 영역만을 측정하고나, 상기 일부 자원 영역에서 측정하도록 설정 정보를 전송할 수 있다. 즉, 해당 기준 신호 풀에서 기준 신호 할당을 지원 가능하지 않을 경우, 단말 혹은 기지국은 전체 기준 신호 풀 중 해당 단말 혹은 기지국이 측정 가능한 신호 만을 측정하거나 기준 신호로 할당하여 해당 빔 스위핑 동작을 지원하게 된다.
구체적으로, 단말 또는 기지국은 전송되는 기준 신호 중 측정 가능한 일부 자원 영역에서 수신되는 기준 신호를 측정할 수 있다. 또한, 단말 또는 기지국은 다음 측정 구간에서 측정하지 못한 자원 영역에서 수신되는 기준 신호를 측정할 수 있다.
한편, 단말 또는 기지국은 기준 신호가 할당된 자원들 중 일부 자원 영역의 기준 신호만을 측정하도록 설정할 수 있다. 또한, 단말 또는 기지국은 다음 측정 구간에서 이전에 측정하지 못한 자원 영역의 기준 신호를 측정하도록 설정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 10을 참조하면 단말은 S1010 단계에서 기준 신호에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 단말은 RRC 메시지를 통해 상기 설정 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 단말은 빔 스위핑을 위한 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, beam RS 등) 구성에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로, 각 기준 신호에 대한 포트의 개수, 차원 별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원 별 오버 샘플링 인자 (oversampling factor)인 O1, O2를 확인할 수 있다.
또한, 설정 정보에는 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
상기 측정 구간이 시간 축을 기준으로 결정된 경우, 측정 구간은 예를 들어, 서브프레임을 의미할 수 있으며, 자원 영역은 하나의 심볼을 의미할 수 있다. 다만, 서브캐리어 스페이싱 등을 통해 심볼의 길이와 서브프레임의 길이는 변경될 수 있다. 따라서, 이와 같은 경우, 설정 정보는 다수 개의 기준 신호를 전송하기 위한 하나의 서브프레임 설정 정보 (subframe config) 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 자원 설정 정보 (resource config)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 측정 구간은 주파수를 기준으로 결정될 수 있다.
또한, 설정 정보는 코드북 서브 세트 제한 (codebook subset restriction) 관련 정보, 보고 관련 정보, CSI-process index, 그리고 전송 전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보고 정보는 적어도 하나 이상의 기준 신호 위치를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 의미할 수 있다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode 등이 설정될 수 있다.
그리고, 단말은 1020단계에서 기준 신호를 수신할 수 있다. 단말은 기준 신호에 대한 설정 정보에 기반하여 기준 신호를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 이를 기반으로 하여 기지국 안테나와 단말의 수신 안테나 사이의 채널을 추정할 수 있다.
이 때, 단말은 채널 추정 과정에서 상기 도 9에서 설명한 동작을 수행할 수 있다.
즉, 단말은 단말의 빔 전환 능력에 기반하여 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 빔 전환이 가능한 경우, 즉, 할당된 기준 신호를 빔 스위핑을 통해 수신할 수 있는 경우, 단말은 수신된 기준 신호를 측정할 수 있다.
반면, 빔 전환이 불가능한 경우, 단말은 수신된 기준 신호 중 일부만을 측정할 수 있다. 즉, 단말은 일부의 자원 영역에서 수신된 기준 신호만을 측정할 수 있다. 이 때, 단말은 이격된 자원 영역에서 기준 신호를 측정할 수 있다. 또한, 단말은 이후 측정 구간에서 측정하지 못한 자원 영역에서 수신되는 기준 신호를 측정할 수 있다.
그리고, 단말은 S1030단계에서, 측정 결과를 생성할 수 있다. 구체적으로, 단말은 상기 추정한 채널 혹은 신호 수신 품질을 기반으로, 피드백 설정 정보를 이용하여 피드백 정보 (rank, PMI 및 CQI 혹은 RSRP, RSRQ 등)를 생성할 수 있으며, 상기 피드백 정보는 측정 결과라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다.
이후 단말은 S1040 단계에서 측정 결과를 기지국에 전송할 수 있다. 단말은 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 11을 참고하면, 기지국은 S1110 단계에서 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다. 기지국은 RRC 메시지를 통해 상기 설정 정보를 단말에 전송할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 빔 스위핑을 위한 기준 신호(CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal, beam RS 등)에 대한 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 상기 설정 정보는 각 기준 신호에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원 별 oversampling factor인 O1, O2를 포함할 수 있다.
또한, 상기 설정 정보에는 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 단말이 측정을 수행할 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
상기 측정 구간이 시간 축을 기준으로 결정된 경우, 측정 구간은 예를 들어, 서브프레임을 의미할 수 있으며, 자원 영역은 하나의 심볼을 의미할 수 있다. 다만, 서브캐리어 스페이싱 등을 통해 심볼의 길이와 서브프레임의 길이는 변경될 수 있다. 따라서, 이와 같은 경우, 설정 정보는, 기준 신호를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config를 포함할 수 있다.
다만, 단말이 자원 영역에서 빔 전환이 불가능한 경우, 상기 설정 정보에는 기준 신호가 전송되는 자원 영역 중 단말이 측정할 일부의 자원 영역에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 설정 정보에는 기준 신호가 전송되는 연속적인 자원 영역 중 기준 신호를 측정하기 위한 일부의 이격된 자원 영역에 대한 정보가 포함될 수 있다.
또는, 기지국은 연속적인 자원 영역 중 일부의 자원 영역에서만 기준 신호가 전송하도록 설정할 수도 있으며, 설정 정보에는 기준 신호가 전송될 자원 영역에 대한 정보가 포함될 수도 있다. 구체적인 과정은 하기에서 설명한다.
또한, 설정 정보는 codebook subset restriction 관련 정보, CSI 보고 관련 정보, CSI-process index, 그리고 전송전력 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 기지국은 기준 신호에 대한 설정 정보를 구성하는 과정에서 상기 도 9에서 설명한 동작을 수행할 수 있다.
즉, 기지국은 단말의 빔 전환 능력을 수신할 수 있다. 기지국이 단말의 빔 전환 능력을 수신하는 과정은 상기에서 설명한 바와 유사하며, 이하에서는 생략할 수 있다.
기지국은 단말의 빔 전환 능력에 기반하여 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 빔 전환이 가능한 경우, 기지국은 연속적인 자원 영역에 기준 신호를 할당하고, 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다.
반면, 빔 전환이 불가능한 경우, 기지국은 연속적인 자원 영역의 일부의 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다. 기지국은 이격된 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있으며, 예를 들어, 1/3/5번 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 다음 측정 구간에서는 나머지 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다.
상기 CSI 보고 관련 정보는 적어도 하나 이상의 기준 신호를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 의미할 수 있다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode 등이 설정될 수 있다.
그리고, 기지국은 S1120 단계에서 기준 신호를 단말로 전송할 수 있다.
단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI, RSRP, RSRQ 등의 측정 결과를 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다.
이 때, 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 않는 경우, 단말은 설정 정보에 따라 설정된 자원 영역에서 기준 신호를 수신하고 이를 이용하여 측정 결과를 생성할 수 있다.
이에 따라 기지국은 S1130 단계에서 단말로부터 측정 결과를 수신할 수 있다. 기지국은 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 단말은 통신부(1210)와 제어부(1220)를 포함한다.
통신부(1210)는 외부(예를 들어, 기지국)로부터 데이터를 송신 또는 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 통신부(1210)는 제어부(1220)의 제어하에 피드백 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
제어부(1220)는 단말을 구성하는 모든 구성 요소들의 상태 및 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부(1220)는 기지국으로부터 할당 받은 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(1220)는 생성한 채널 정보를 기지국으로부터 할당 받은 타이밍 정보에 따라 기지국으로 피드백하도록 통신부(1210)를 제어할 수 있다. 이를 위해 제어부(1220)는 채널 추정부(1230)를 포함할 수 있다.
채널 추정부(1230)는 기지국으로부터 수신되는 기준 신호 및 피드백 할당 정보를 통해 필요한 피드백 정보를 판단하고, 상기 피드백 정보에 기초하여 수신된 기준신호를 사용하여 채널을 추정할 수 있다. 또한, 기지국이 전송한 DCI를 기반으로 하여 본 발명의 실시예에서 설명한 해당 PDSCH 전송에 해당 하는 PRG의 크기 및 rank, DMRS 포트에 프리코더를 적용한 기준신호 매핑을 적용하여 PDSCH를 복호할 수 있다. 도 12에서는 단말이 통신부(1210)와 제어부(1220)로 구성된 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 단말에서 수행되는 기능에 따라 다양한 구성들을 더 구비할 수 있다. 예를 들어 단말은 단말의 현 상태를 표시하는 표시부, 사용자로부터 기능 수행 등과 같은 신호가 입력되는 입력부, 단말에 생성된 데이터들을 저장하는 저장부 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기에서는 채널 추정부(1230)가 제어부(1220)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(1220)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 자원 각각에 대한 설정 정보를 기지국으로부터 수신하도록 통신부(1210)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1220)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고, 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 통신부(1210)를 제어할 수 있다.
또한 제어부(1220)는 상기 통신부(1210)를 통하여 수신된 적어도 하나 이상의 기준 신호를 측정하고 상기 피드백 설정 정보에 따라 피드백 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(1220)는 상기 생성된 피드백 정보를 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 기지국으로 전송하도록 통신부(1210)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(1220)는 기지국으로부터 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등)를 수신하고, 상기 수신한 기준 신호에 기초하여 피드백 정보를 생성하고, 상기 생성한 피드백 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 이 때 제어부(1220)는, 상기 기지국의 정보에 따라 프리코딩 매트릭스(precoding matrix), 빔 인덱스, 안테나 포트, 자원 인덱스 등을 선택할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 단말의 제어부(1220)는 기준 신호에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 설정 정보에 포함되는 정보들은 상술한 바와 동일하며, 이하에서는 생략한다.
그리고, 제어부(1220)는 기준 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 제어부(1220)는 단말의 빔 전환 능력에 기반하여 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 빔 전환이 가능한 경우, 즉, 할당된 기준 신호를 빔 스위핑을 통해 수신할 수 있는 경우, 제어부(1220)는 수신된 기준 신호를 측정할 수 있다.
반면, 빔 전환이 불가능한 경우, 제어부(1220)는 수신된 기준 신호 중 일부만을 측정할 수 있다. 즉, 제어부(1220)는 일부의 자원 영역에서 수신된 기준 신호만을 측정할 수 있다. 이 때, 제어부(1220)는 이격된 자원 영역에서 기준 신호를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(1220)는 이후 측정 구간에서 측정하지 못한 자원 영역에서 수신되는 기준 신호를 측정할 수 있다.
그리고, 제어부(1220)는 측정 결과를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1220)는 상기 추정한 채널 혹은 신호 수신 품질을 기반으로, 피드백 설정 정보를 이용하여 피드백 정보 (rank, PMI 및 CQI 혹은 RSRP, RSRQ 등)를 생성할 수 있으며, 상기 피드백 정보는 측정 결과라는 용어와 혼용하여 사용할 수 있다.
이후 제어부(1220)는 측정 결과를 기지국에 전송할 수 있다. 단말은 기지국의 피드백 설정에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 이외에도 제어부(1220)는 본 발명의 단말의 동작을 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 기지국은 제어부(1310)와 통신부(1320)를 포함한다.
제어부(1310)는 기지국을 구성하는 모든 구성의 상태 및 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1310)는 단말의 채널 추정을 위한 기준 신호 (CSI-RS, Mobility RS, Sychronization Signal 등) 자원을 단말에게 할당하고 피드백 자원 및 피드백 타이밍을 단말에게 할당할 수 있다. 이를 위해 제어부(1310)는 자원 할당부(1330)를 더 포함할 수 있다. 또한 여러 단말로부터의 피드백이 충돌하지 않도록 피드백 설정 및 피드백 타이밍을 할당하고 해당 타이밍에서 설정된 피드백 정보를 수신하고 해석할 수 있다.
통신부(1320)는 단말로 데이터, 기준 신호 및 피드백 정보를 송수신하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 통신부(1320)는 제어부(1310)의 제어 하에 할당된 자원을 통해 기준 신호를 단말로 전송하고, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백을 수신할 수 있다. 상기에서는 자원 할당부(1330)가 제어부(1310)에 포함된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(1310)는 적어도 하나 이상의 기준 신호 각각에 대한 설정 정보를 단말에 전송하도록 통신부(1320)를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(1310)는 상기 측정 결과에 따른 피드백 정보를 생성하기 위한 피드백 설정 정보를 상기 단말에 전송하도록 상기 통신부(1320)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1310)는 상기 적어도 하나 이상의 기준 신호를 상기 단말에 전송하고, 상기 피드백 설정 정보에 따른 피드백 타이밍에서 상기 단말로부터 전송되는 피드백 정보를 수신하도록 통신부(1320)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1310)는 단말에 피드백 설정 정보를 전송하고, 상기 단말에 기준 신호를 전송하고, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 기준 신호 정보에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다. 이 때 제어부(1310)는 상기 기지국의 각 안테나 포트 그룹에 대응되는 피드백 설정 정보 및 안테나 포트 그룹 간의 관계에 기초하는 추가적 피드백 설정 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(1310)는 피드백 정보에 기초하여 빔포밍된 CSI-RS를 상기 단말에 전송하고, 상기 기준 신호에 기초하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1310)는 단말에 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다. 설정 정보에 포함되는 정보는 상술한 바와 동일하며, 이하에서는 생략한다.
제어부(1310)는 단말의 빔 전환 능력을 수신할 수 있다. 제어부(1310)가 단말의 빔 전환 능력을 수신하는 과정은 상기에서 설명한 바와 유사하며, 이하에서는 생략할 수 있다.
제어부(1310)는 단말의 빔 전환 능력에 기반하여 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 빔 전환이 가능한 경우, 제어부(1310)는 연속적인 자원 영역에 기준 신호를 할당하고, 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다.
반면, 빔 전환이 불가능한 경우, 제어부(1310)는 연속적인 자원 영역의 일부의 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다. 기지국은 이격된 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있으며, 예를 들어, 1/3/5번 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다. 또한, 제어부(1310)는 다음 측정 구간에서는 나머지 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정할 수 있다.
상기 CSI 보고 관련 정보는 적어도 하나 이상의 기준 신호를 기반으로 하는 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 의미할 수 있다. 해당 정보에는 PMI/CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, wideband/subband 여부, submode 등이 설정될 수 있다.
그리고, 제어부(1310)는 기준 신호를 단말로 전송할 수 있다.
단말은 안테나 port 별로 채널을 추정하고 이에 해당하는 PMI, RI, CQI, RSRP, RSRQ 등의 측정 결과를 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다.
이 때, 단말이 자원 영역에서 빔 전환을 지원하지 않는 경우, 단말은 설정 정보에 따라 설정된 자원 영역에서 기준 신호를 수신하고 이를 이용하여 측정 결과를 생성할 수 있다.
이에 따라 제어부(1310)는 단말로부터 측정 결과를 수신할 수 있다. 제어부(1310)는 정해진 타이밍에 단말로부터 피드백 정보를 수신하고, 단말과 기지국 간의 채널 상태를 판단하는데 활용할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (15)

  1. 단말의 방법에 있어서,
    기준 신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 단계는,
    상기 자원 영역에서 상기 빔 전환이 불가능한 경우, 복수의 자원 영역으로 구성된 측정 구간 중 일부의 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역 중 측정을 수행하지 않은 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 다음 측정 구간에서 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신 단계는,
    보고 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 측정 단계는,
    상기 보고 설정 정보에 따라 상기 기준 신호에 대한 측정 정보를 보고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    상기 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 기준 신호가 전송될 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 기지국의 방법에 있어서,
    단말의 빔 전환 능력 정보를 수신하는 단계;
    상기 빔 전환 능력 정보에 기반하여 기준 신호를 전송할 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    상기 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 불가능한 경우, 상기 단말이 복수의 자원 영역으로 구성된 측정 구간 중 일부의 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정되며,
    상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역 중 측정을 수행하지 않은 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 다음 측정 구간에서 측정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전송 단계는,
    상기 기준 신호에 대한 측정 결과를 수신하기 위한 보고 설정 정보를 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 보고 설정 정보에 따라 상기 측정 결과를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    상기 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 단말이 측정을 수행할 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    기준 신호에 대한 설정 정보를 수신하고, 상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역에서 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 자원 영역에서 상기 빔 전환이 불가능한 경우, 복수의 자원 영역으로 구성된 측정 구간 중 일부의 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 측정하고,
    상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역 중 측정을 수행하지 않은 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 다음 측정 구간에서 측정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    보고 설정 정보를 수신하고,
    상기 보고 설정 정보에 따라 상기 기준 신호에 대한 측정 정보를 보고하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    상기 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 기준 신호가 전송될 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부; 및
    단말의 빔 전환 능력 정보를 수신하고, 상기 빔 전환 능력 정보에 기반하여 기준 신호를 전송할 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 가능한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기반하여 상기 기준 신호에 대한 설정 정보를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 설정 정보는,
    상기 자원 영역에서 상기 단말의 빔 전환이 불가능한 경우, 상기 단말이 복수의 자원 영역으로 구성된 측정 구간 중 일부의 자원 영역에서 기준 신호를 수신하도록 설정되고,
    상기 기준 신호가 전송되는 자원 영역 중 측정을 수행하지 않은 자원 영역에서 수신된 기준 신호를 다음 측정 구간에서 측정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 신호에 대한 측정 결과를 수신하기 위한 보고 설정 정보를 전송하고, 상기 보고 설정 정보에 따라 상기 측정 결과를 수신하며,
    상기 설정 정보는,
    상기 기준 신호가 전송되는 측정 구간의 주기 정보, 오프셋 정보, 상기 측정 구간에서 상기 단말이 측정을 수행할 자원 영역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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