WO2018143667A1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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박해욱
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    • H04B7/0658—Feedback reduction

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting uplink control information periodically in a wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described in brief.
  • E-UMTSC Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is an access gateway located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an eNB, and an network (E-UTRAN) and connected to an external network; AG)
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to a bandwidth increase of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission service to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information, such as time / frequency domain, encoding, data size ⁇ HARQ (Hybr id Automatic Repeat and reQuest) related information, etc. Tells.
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink (UL) data for uplink (UL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available to the user equipment.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (CN) may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed up to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Cost per bit Increased service availability, flexible use of frequency bands, simple architecture and open interfaces, and adequate power consumption of terminals.
  • a method of periodically reporting channel state information based on a linear combined codebook to a base station by a terminal in a wireless communication system includes: receiving a reference signal from the base station; And reporting, to the base station, channel state information calculated based on the reference signal, wherein the channel state information includes information about a channel quality indicator and a precoding matrix index, and based on the reference signal. If the calculated rank is 2, the precoding matrix index is selected from the subsampled codebook and constitutes the subsampled codebook.
  • the precoding matrix consists of a first column vector for a first layer and a second column vector for a second layer orthogonal to the first column vector, wherein the information about the precoding matrix index is 4 bits in size and the first column vector.
  • a terminal of a wireless communication system that is an aspect of the present invention, the wireless communication modules; And a processor coupled to the wireless communication modules to calculate channel state information based on a reference signal received from a base station and to report the channel state information to the base station, wherein the channel state information includes a channel quality indicator and a free signal.
  • the tank including the information about the coding matrix index and the tank calculated based on the reference signal is 2
  • the precoding matrix index is selected from the subsampled codebook
  • the precoding matrix constituting the subsampled codebook is A first column vector for a first layer and a second column vector for a second layer orthogonal to the first column vector, wherein the information about the precoding matrix index is 4 bits in size and includes the first column vector.
  • Three co-phases indicating three cophase coefficients to define and defining the second column vector Can have three co-defining the first column vector - is characterized in that the same as the page Az coefficient.
  • a first coefficient of the three co-phase coefficients is indicated by 2 bits and a second coefficient and the third coefficient of the three co-phase coefficients are indicated by 1 bit, respectively.
  • the first column vector and the second column vector may include: a first element in which a leading beam indicator and a second pan indicator reflecting the first coefficient are linearly coupled; And a second element in which the leading beam indicator reflecting the second coefficient and the second beam indicator reflecting the third coefficient are linearly coupled.
  • the second column vector is characterized in that a Walsh code is applied to the first column vector.
  • reporting channel state information includes reporting first channel state information including information regarding the rank, and reading the reading range indicator and the reading range indicator. This means reporting second channel state information including information on the I-th beam indicator, and reporting third channel state information including information on the channel quality indicator and the precoding matrix index.
  • a terminal may transmit uplink control information more efficiently in a wireless communication system.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates a structure of a control plane and a user plane of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • 3 illustrates physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 illustrates a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 7 illustrates the configuration of a general multiple antenna (MIM0) communication system.
  • Figure 8 shows an embodiment of 2D-MS.
  • 9 is a diagram illustrating the concept of a hybrid CSI.
  • FIG. 10 illustrates an example in which a terminal reports channel state information to a base station according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention. [Form for implementation of invention]
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, but this is an example and the embodiment of the present invention can be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD method, which is an example of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD method or the TDD method.
  • a base station may be used as a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB ′ , a transmission point (TP), a receptor ion point (RP), a relay, and the like. .
  • RRH remote radio head
  • eNB ′ transmission point
  • RP receptor ion point
  • relay a relay
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an Informat ion Transfer Service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in a 0rthogonal frequency division mult access (0FDMA) scheme in downlink, and the SOF is modulated in a single carrier frequency division mult access (WA) scheme in uplink.
  • FDMA 0rthogonal frequency division mult access
  • WA single carrier frequency division mult access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information in order to efficiently transmit IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • a radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the R C layer is responsible for controlling logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other.
  • RRC connection RRC Connected
  • the non-access stratum (NAS) layer which is located above the RRC layer, performs functions such as session management and mobility management.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a BOKBroadcast channel for transmitting system information, a P KPaging channel for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting a user traffic or control message.
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Met icast Traffic Channel
  • 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301).
  • the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a Sal ID. have.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE which has completed the initial cell discovery receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information carried on the PDCCH to make the system more specific.
  • Information can be obtained (S302).
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence through the physical random access channel (PRACH) to the preamble (S303 and S305), and receive a voice response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different depending on the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a PMKPrecoding Matr ix Index (RKRank), and a RKRank. Indicators).
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 XT S ) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 ⁇ 1).
  • the slot includes a plurality of 0FDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • one resource specific includes 12 subcarriers X 7 (6) 0FDM symbols.
  • Transmission Time Interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of 0FDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 0FDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 0FDM symbols are used as the data region.
  • R0 to R3 represent reference signals (Reference Signal (RS) or Pi lot Signal) for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is assigned to a resource that is not assigned an RS in the control area.
  • the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data area enhancement.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in a control region based on a Cell ID (Cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one OFDM symbol :.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth: modulated with Quadrature Phase Shift Keying (QPS).
  • QPS Quadrature Phase Shift Keying
  • the PHICH is a physical hybrid automatic repeat and request (HARQ) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, PHICH represents a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted. PHICH is 1
  • HARQ physical hybrid automatic repeat and request
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • SF Spreading Factor
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink-shared channel (DL-SCH), an uplink scheduling grant, and an HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • Paging channel (PCH) and Down ink-shared channel (DL-SCH) Is sent through. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with an RNTKRadio Network Temporary Identifier (“A”), a radio resource (eg, a frequency location) and a DCI format of “C”, that is, a transmission.
  • A Radio Network Temporary Identifier
  • C DCI format of “C”
  • Monitor ie, blind decode, the PDCCH in the search region, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive the PDCCH, and are indicated by and "C" through the information of the received PDCCH.
  • Receive a PDSCH ie, blind decode
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region in which a Physical Upl Ink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region in which a Physical Upl Ink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes AC / NACK used for HARQ, CQKChannel Qual Inti cator indicating downlink channel state, RKRank Indicator for MIM0), SR (Scheduling Request) which is an uplink resource allocation request, etc. There is this.
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • the time at which the sounding reference signal can be transmitted in one subframe is a section having a symbol located last on the time axis in one subframe, and is transmitted through a data transmission band on a frequency. Sounding reference signals of various terminals transmitted as the last symbol of the same subframe may be distinguished according to frequency positions.
  • the PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • SRCScheduling Request Information used for requesting an uplink UL-SCH resource. It is sent using 00 (0n-0ff Keying) method.
  • [53]-HARQ-AC response to a downlink data packet (eg, codeword) on a PDSCH. Indicates whether the downlink data packet was successfully received.
  • One bit of HARQ-ACK is transmitted in response to a single downlink codeword, and two bits of HARQ-ACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • the HARQ-ACK response includes a positive ACK (simply, ACK), negative ACK (NACK), DTX, or NACK / DTX.
  • HARQ-ACK is mixed with HARQ ACK / NACK, ACK / NACK.
  • CSI Channel State Information: Feedback information on a downlink channel.
  • Multiple Input Multiple Output (MIM0) -related feedback information includes a RKRank Indicator) and a P KPrecoding Matrix Indicator. 20 bits are used per subframe.
  • the amount of uplink control information (UCI) that a UE can transmit in a subframe depends on the number of SC-FDMA available for transmission of control information.
  • SC-FDMA available for control information transmission means the remaining SC-FDMA symbol except for the SC-FDMA symbol for transmitting the reference signal in the subframe, and in the case of the subframe in which the Sounding Reference Signal (SRS) is set, the end of the subframe SC-FDMA symbols are also excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • PUCCH supports various formats according to the transmitted information.
  • Table 1 shows a mapping relationship between a PUCCH format and a UCI in an LTE system.
  • PUC3 ⁇ 43 ⁇ 43 ⁇ 4 3 ⁇ 43 ⁇ 4CH format uplink H control information (Upl ink Control Informat ion, UCI)
  • MIMO MULT ipl e-Input Mul- tple Output
  • MIMO is a method of using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, and this method can improve data transmission and reception efficiency. That is, by using a plurality of antennas at the transmitting end or the receiving end of the wireless communication system, the capacity can be increased and the performance can be improved.
  • MIM0 may be referred to as a “multi-antenna”.
  • multi-antenna technique it does not rely on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multi-antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a cell area of a specified size or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. In addition, this technique can be widely used in mobile communication terminals and repeaters. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limit in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • FIG. 1 A schematic diagram of a general multi-antenna (MIM0) communication system is shown in FIG. 1
  • N ⁇ transmitting antennas are provided, and in the receiving end, N R receiving antennas are provided.
  • the theoretical channel transmission capacity is increased than when the plurality of antennas are used at either the transmitting end or the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved.
  • the maximum transmission rate in the case of using one antenna is Ro
  • the transmission rate may theoretically increase by multiplying the maximum transmission rate Ro by the rate increase rate Ri, as shown in Equation 1 below. Where Ri is the lesser of N and ⁇ ⁇ R.
  • the research trends related to multi-antennas to date include the study of information theory aspects related to the calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, the measurement of radio channels and model derivation of multi-antenna systems, and the improvement of transmission reliability.
  • Active research is being conducted from various viewpoints, such as research on space-time signal processing technology for improving data rate.
  • Equation 2 Equation 2
  • the transmission power is different for each transmission information ⁇ 1 , ⁇ 2 ' 9 SN'.
  • the weight matrix plays a role of properly distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • a transmission signal It can be expressed as shown in Equation 5 below.
  • ⁇ is the weight between the second transmit antenna and the second information.
  • W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the physical meaning of the channel of the channel matrix is the maximum number that can transmit different information in a given channel.
  • the rank of a channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the size of the matrix is greater than the number of rows or columns. It becomes impossible.
  • the tank rank (H) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below.
  • each of the different information sent using the multi-antenna technique will be defined as a 'stream' or simply 'stream'.
  • a 'stream' may be referred to as a 'layer'.
  • the number of transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Therefore, the channel matrix H can be expressed as Equation 7 below.
  • channel state informat ion (CSI) reporting will be described.
  • CSI channel state informat ion
  • each of the base station and the terminal may perform beamforming based on channel state information in order to obtain a multiplexing gain of the MIM0 antenna.
  • the base station instructs the terminal to feed back the channel state information (CSI) for the downlink signal by allocating a Physical Upl Ink Control CHannel (PUCCH) or a Physical Upl Ink Shared CHannel (PUSCH) to the terminal.
  • CSI channel state information
  • CSI is classified into three types of information, such as RKRank Indicator, PMK Precoding Matrix Index, and Channel Quality Indicat ion (CQI).
  • RI represents tank information of a channel as described above, and means the number of streams that a terminal can receive through the same frequency-time resource.
  • the RI is fed back to the base station in a longer period than the PMI and CQI values because it is determined by the channel's full team fading.
  • PMI reflects spatial characteristics of a channel and indicates a precoding matrix index of a base station preferred by a terminal based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value indicating the strength of the channel means a reception SINR that can be obtained when the base station uses the PMI.
  • MU—mult i-user MIMO MIMO
  • MIMO MU—mult i-user MIMO
  • MU-MIM0 there is interference between UEs multiplexed in the antenna domain, so the accuracy of CSI may have a significant influence on interference of not only UEs reporting CSI but also other UEs multiplexed. Accordingly, in MU-MIM0 More accurate CSI reporting is required than SU-MIMO.
  • W1 is a full team (tall-rum) and / or wideband (WB) PMI, and a short term and / or sub-band (SB). It was decided to divide the design into two PMIs, W2.
  • W2 is a short column PMI, which is a codeword of a codebook configured to reflect short-term channel state information
  • W is a codeword of another final codebook (in other words, a precoding matrix)
  • «Or / 4 Is a matrix in which the norm of each column of the matrix is normalized to 1 (normal i zat i on).
  • N T represents the number of transmit antennas
  • ⁇ represents the number of columns of the matrix Xi
  • the matrix 3 ⁇ 4 represents a total of M candidate column vectors.
  • ⁇ are heat vectors with only kth, 1st and mth elements of M elements being 1 and the rest being 0
  • ⁇ J and J are both complex values with unit norm, and each phase vector has a phase rotat ion when it selects the kth, 1st and mth column vectors of the matrix 3 ⁇ 4, respectively.
  • i represents a PMI index indicating W1 as an integer greater than or equal to zero.
  • j is zero or more PMI index indicating W2 as an integer.
  • the codeword structure is generated when a cross polarized antenna is used and the spacing between antennas is dense, for example, when the distance between adjacent antennas is less than half of the signal wavelength. It is a structure designed to reflect the correlation characteristics of channels.
  • the antenna can be divided into a horizontal antenna group and a vertical antenna group. Each antenna group has characteristics of a ULA miform linear array antenna, and the two antenna groups coexist. (co-located).
  • the correlation between antennas of each group has the same linear phase increment characteristic, and the correlation between antenna groups has a phase rotation characteristic.
  • the codebook is a quantized value of the channel, it is necessary to design the codebook to reflect the characteristics of the channel.
  • the Tank 1 codeword made of the above-described structure may be illustrated as in Equation 10 below.
  • a codeword is represented by a vector having a size of ⁇ and a size, and is structured as an upper vector and a lower vector *, and each shows correlation characteristics between a horizontal antenna group and a vertical antenna group.
  • / () Is advantageously represented as a vector having a linear phase increase characteristic reflecting the correlation characteristics between antennas of each antenna group, and a representative example may use a DFT matrix.
  • channel state information includes, but is not limited to, CQI, PMI, RI, and the like, and all of CQI, PMI, RI are transmitted according to the transmission mode of each UE. Only some of them are sent.
  • Channel status information The case of periodic transmission is called periodic reporting, and the case in which channel state information is transmitted at the request of the base station is called aperiodic reporting.
  • a request bit included in uplink scheduling information provided by the base station is transmitted to the terminal. Thereafter, the terminal transmits channel state information considering the transmission mode to the base station through an uplink data channel (PUSCH).
  • PUSCH uplink data channel
  • each terminal is signaled in a semi-static manner through a higher layer signal in units of a subframe and an offset round in the corresponding period.
  • Each terminal delivers channel state information considering a transmission mode to a base station through an uplink control channel (PUCCH) at predetermined intervals. If uplink data exists simultaneously in a subframe that transmits channel state information, the channel state information is transmitted through the uplink data channel (PUSCH) together with the data.
  • PUCCH uplink control channel
  • the CQI feedback type it is divided into WB (wideband) CQI and SB (subband) CQI, and is divided into No PMI and single PMI according to whether PMI is transmitted.
  • No PMI corresponds to open-loop (0L), transmit diversity (TD), and single-antenna, where a single PMI is closed-loop. loop; CL).
  • Mode 1-0 has no PMI transmission and WB CQI is transmitted.
  • RI is transmitted only in case of open-loop (0L) spatial multiplexing (SM), and one WB CQI represented by 4 bits may be transmitted. If the RI is greater than 1, the CQI for the first codeword may be transmitted.
  • the aforementioned feedback type 3 and feedback type 4 may be multiplexed and transmitted at different timings within a set reporting period (this is called channel information transmission of a time division multiplexing (TDM) scheme). can do) .
  • TDM time division multiplexing
  • Mode 1-1 is a case where a single PMI and WB CQI are transmitted.
  • four bits of WB CQI and four bits of WB PMI may be transmitted together with the RI transmission.
  • RI is greater than 1
  • a 3-bit wideband differential differential CQI (CQI) CQI may be transmitted.
  • the WB spatial difference CQI may indicate a difference value between the WB CQI index for codeword 1 and the WB CQI index for codeword 2. These difference values have one of the set ⁇ -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 ⁇ and can be represented by 3 bits.
  • the aforementioned feedback type 2 and feedback type 3 may be multiplexed and transmitted at different timings within the set reporting period.
  • Mode 2-0 is a case where there is no PMI transmission and a CQI of a UE selected band is transmitted.
  • RI is transmitted only in case of open-loop spatial multiplexing (0L SM), and WB CQI represented by 4 bits may be transmitted.
  • WB CQI represented by 4 bits may be transmitted.
  • the best-best CQI may be transmitted in each bandwidth part (BP), and the best-1 CQI may be represented by 4 bits.
  • an indicator of the L bit indicating Best-1 may be transmitted together. If the RI is greater than 1, the CQI for the first codeword may be transmitted.
  • the above-described feedback type 1 within the set reporting period, Feedback type 3 and feedback type 4 may each be multiplexed and transmitted at different timings.
  • Mode 2-1 is a case where a single PMI and a CQI of a UE selected band are transmitted.
  • four bits of WB CQI, three bits of WB spatial difference CQI, and four bits of WB PMI may be transmitted together with the RI transmission.
  • four bits of Best-1 CQI may be transmitted in each bandwidth portion (BP), and L bits of Best-1 indicator may be transmitted together.
  • BP bandwidth portion
  • L bits of Best-1 indicator may be transmitted together.
  • RI is greater than 1
  • three bits of Best-1 spatial differential CQI may be transmitted. This may indicate a difference between a Best-1 CQI index of Codeword 1 and a Best-1 CQI index of Codeword 2 in two codeword transmissions.
  • the aforementioned feedback type 1, feedback type 2, and feedback type 3 may be multiplexed and transmitted at different timings within the set reporting period.
  • the CSI reporting type defined in LTE release -10 is as follows.
  • a type 1 report supports CQI feedback for a terminal in a selected subband.
  • Type la reports support subband CQI and gay 2 PMI feedback.
  • Type 2, Type 2b, and Type 2c reports support wideband CQI and PMI feedback.
  • Type 2a reports support wideband PMI feedback.
  • Type 3 reports support RI feedback.
  • Type 4 reports support wideband CQI.
  • Type 5 reports support RI and wideband PMI feedback.
  • Type 6 reports support RI and Precoding Type Indicator (PTI) feedback.
  • PTI Precoding Type Indicator
  • MS active antenna system
  • FIG. 8 shows an implementation of 2D-AAS.
  • each antenna element is a co-polarized antenna array with the same polarization.
  • the 2D-AAS is expected to be constructed as a large number of antenna systems by installing antennas in a vertical direction and a horizontal direction.
  • a base station may configure several CSI-RS resources in one CSI process for a UE.
  • the CSI process refers to an operation of feeding back channel information with an independent feedback configuration.
  • the UE does not regard the CSI-RS resource set in one CSI process as an independent channel, but aggregates the corresponding resources and assumes one giant CSI-RS resource. Calculate and feed back the CSI from the.
  • the base station sets three 4-port CSI-RS resources in one CSI process to the UE, and the UE aggregates them to assume one 12-port CSI-RS resource. The CSI is calculated and fed back using the 12 port PMI from this CSI-RS resource.
  • This reporting mode is referred to as class A CSI reporting in LTE-A system.
  • CRI CSI-RS Resource Indicator
  • K exists in one CSI process
  • Nk means the number of CSI-RS ports of the k-th CSI-RS resource.
  • 9 is a diagram illustrating the concept of a hybrid CSI.
  • two eMIMO (enhanced MIMO) types exist in a single CSI process.
  • CSI exists for each eMIMO type, and the CSI of the first eMIMO type is fed back to a longer-term than the second eMIMO type or transmits CSI information for a wideband (WB). That is, the base station sets a single CSI process composed of the first eMIMO type and the second second eMIMO type to the UE (ie, transmits the CSI process information through the upper layer), and the base station receives the first eMIMO received from the UE.
  • WB wideband
  • CSIs of the first eMIMO type and CSI of the second eMIMO type are respectively referred to as the first CSI (ie, the first CRI, the first RI, the first W1, the first W2, and the first CQI).
  • 2 CSI ie, second CI second RI, second W1, second W2, second CQI.
  • Table 3 below illustrates the operating mechanism of the hybrid CSI, reflected in the 3GPP standardization.
  • the hybrid CSI reporting mechanism 1 the presence or absence of RI transmission in the first CSI is still undecided (FFS), and W1 is reported.
  • K is 1, which means the number of CSI-RSs defined in one Class B CSI process.
  • CRI is not reported, but RI, W2, and CQI are reported, and the presence or absence of W1 is determined according to the class B PMI configuration of the second eMIMO type signaled by RRC. (I.e., report if PMI setting is 0, report not 1)
  • CRI is reported as the first CSI
  • RI, Wl, W2 CQI are reported as the second CSI. .
  • b kl , k2 is a 2D DFT beam from oversampled grid
  • Codebooks for W1 and W2 constructed through the processes of Tables 4 and 5 are disclosed as 3GPP TS 36.213 Release 15 Table 7.2.4-17C.
  • the LC codebook in the present invention means 3GPP TS 36.213 Release 15 Table 7.2.4-17C.
  • i l means W1 and i2 means W2.
  • codebook sizes for W1 and W2 are determined as shown in Table 6 below depending on the tank.
  • CSI is encoded and decoded using PUCCH format 2 (hereinafter referred to as PF2).
  • PF2 can transmit up to 11 bits of payload in a normal CP and up to 13 bits in an extended CP. Payload may be transmitted.
  • the codebook size is large and the payload size exceeds 11 bits.
  • the overhead of CQI index also increases, such as increasing from 4 bits to 7 bits.
  • a codebook is used to generate payloads of 11 bits or less.
  • codebook subsatnp ling proposes a method of applying subsampling (codebook subsatnp ling).
  • the type la report if the rank 2 or more, W2, which is originally 12 bits, needs to be transmitted within only 2 bits, and thus requires a great deal of subsampling. As a result, codebook precision (reso lut i on) may be excessively degraded and performance may be degraded.
  • the base station may restrict not to set the mode 2-1.
  • class A codebook can use only submode 1 and mode 2-1 of mode 1-1 among the four PUCCH feedback modes, so if only LC codebook is set as class A codebook, only mode 1-1 submode 1 is used. Can be restricted. If the IX codebook can also be set in a Class B codebook, then 1 can be limited so that it cannot be set.
  • the tank 1 precoder is represented by Equation 11 below, bl denotes a leading beam selected in W1, and b2 denotes a second beam selected in Wl. That is, bl and b2 are fed back to W1, and W2 is composed of C 0,0, l, cl, 0,0 and cl, 0, l.
  • Equation 11 may be changed to Equation 12. That is, the beams for the Vpol antenna and the beam for the Hpol antenna are identical to each other, and only the phase difference between the beams is equal to cl, 0,0, so that the structure of the codebook of the current Re 1-13 LTE is the same. Will have Such a structure is known to reflect the channel characteristics of the X-Pol antenna well.
  • Equation 13 represents W of tank 2.
  • Equation 13 which is a binary 2 precoder
  • bl and b2 are fed back to W1
  • W2 consists of cO, 0, l, cl, 0,0 and cl, 0, l, which are the factors of the column vector for the first layer. do.
  • W2 consists of cO, l, l, cl, l, 0 and cl, l, l, the factors of the thermal vector for the second layer.
  • the W2 may be fed back with a payload of 2 bits in total.
  • Equation 14 may be changed as shown in Equation 14.
  • the beam for the Vpol antenna and the beam for the Hpol antenna are identical to each other, the first layer is fixed to the same phase between the Vpol antenna beam and the Hpol antenna beam, and the second layer has a phase between the two beams. The difference is 180 degrees. As a result, the final beams of the two layers are orthogonal to each other.
  • the co-phase component is fixed. That is, it is fixed at 1 in the first layer and -1 in the second layer.
  • the phase coefficient used for the combination of bl and b2 that is, cO, 0, l
  • one bit of co-phase is fed back through cl, 0,0 and the one bit of phase coefficient used for the combination of bl and b2 is fed back through cO, 0, l through the limitation of coefficient values as follows.
  • Equation 13 may be changed to Equation 15.
  • subsampling is performed as follows.
  • the range of Hpol and the range of Vx) l can be the same or different.
  • various channel directions can be expressed using a codebook.
  • Equation 13 may be changed to Equation 16.
  • the mapping between the two layers and the beam is permutated. It is only That is, if cl, 0,0 is 1, the first layer is mapped to the first beam vector and the second layer is mapped to the second pan vector. On the other hand, if cl, 0,0 is -1, the first layer is mapped to the second beam vector and the second layer is mapped to the first pan vector. As a result, there is no performance difference when cl, 0,0 is 1 and -1. Similarly, if cl, 0,0 is j and -j, there is no performance difference.
  • cl, 0,0e ⁇ l, j ⁇ it is preferable to set cl, 0,0e ⁇ l, j ⁇ so that one reduced bit can be used for other c coefficient feedback, or the number of cases is not used for feedback at 4 bits. It can be reduced to 3 bits to obtain a coding gain.
  • the use of one reduced bit for other c coefficient feedback is described in the second scheme below.
  • Equation 13 may be changed to Equation 17.
  • W2 is represented by two bits of information about c0,0, l, one bit of cl, 0,0, and one bit of cl, 0, l, that is, four bits of information. I can express it.
  • the terminal reports only matrices satisfying Equation 17 in the entire IX codebook to the base station as a precoder for W2.
  • the column vector corresponding to the second layer is configured to be orthogonal with the Walsh code applied to the column vector corresponding to the first layer, and the column vector for the first layer and the column for the second layer.
  • the vector can see that the coefficients that indicate the co-phase are the same as c0,0, l, cl, 0,0 and cl, 0, l.
  • Characteristically, c0,0, l is indicated by 2 bits, and cl, 0,0 and cl, 0, l are indicated by 1 bit, respectively, so that W2 is represented by 4 bits in total.
  • Equation 17 may be simplified to be expressed as Equation 18 below.
  • Equation 18 below is C1, 0,0 * 0) 1 + ⁇ 0,1 * ⁇ 1 * 02), and c1, It can be seen that 0,0 * b1 + c), 1 *? 1 * b2. More specifically, it can be seen that c1, 0,0 * ⁇ 71,0,1 * ⁇ 1 * 02 is ⁇ 0,1 * ⁇ 1 * 02 excluding only the factor d, 0,0.
  • the beams for the Vpol antenna and the beams for the Hpol antenna are the same, and only the phase difference between the beams is present by cl, 0,0. It has the same structure as the codebook of the current Rel-13 LTE. This structure is known to reflect the channel characteristics of the X-pol antenna well.
  • Hado Tok can be modified.
  • limit to c0,0, le ⁇ 1, -1J, -j ⁇ and limit to cl, 0, l ⁇ 1, -1, j, -j ⁇ to apply subsampling with 2 bits each.
  • the remaining c coefficients may be configured in the same manner as described above.
  • FIG. 10 illustrates an example in which a terminal reports channel state information to a base station according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal receives a reference signal from a base station, and in step 1003, the terminal reports channel state information to the base station.
  • the present invention reports first channel state information including information about a ram, reports second channel state information including information about the leading beam indicator and the second beam indicator, wherein the channel quality indicator and And reporting third channel state information including information on the precoding matrix index.
  • the precoding A matrix index is selected from the subsampled codebook, and the precoding matrix constituting the subsampled codebook includes a first column vector for a first layer and a second column vector for a second layer orthogonal to the first column vector.
  • the information about the precoding matrix index is four bits in size and indicates three co-phase coefficients that define the first column vector, and three co-phases that define the second column vector.
  • the phase coefficients are set equal to the three co-phase coefficients that define the first column vector.
  • a first coefficient of the three co-phase coefficients is indicated by 2 bits, and a second coefficient and a third coefficient of the three co-phase coefficients are indicated by 1 bit, respectively.
  • the first column vector and the second column vector may include: a first element having a linear combination of a leading beam indicator and a second pan indicator reflecting the first coefficient; And a second element in which the reading range indicator reflecting the second coefficient and the second beam indicator reflecting the third coefficient are linearly coupled.
  • the second row vector is a Walsh code applied to the first row vector.
  • FIG. 11 illustrates a base station and a terminal that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a terminal (UE) 120.
  • Base station 110 includes a processor 112, a memory 114, and a radio frequency (RF) unit 116.
  • the processor 112 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 114 is connected with the processor 112 and stores various information related to the operation of the processor 112.
  • the RF unit 116 is connected with the processor 112 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Terminal 120 includes a processor 122, a memory 124, and an RF unit 126.
  • the processor 122 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 124 is connected with the processor 122 and stores various information related to the operation of the processor 122.
  • the RF unit 126 is connected with the processor 122 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the base station 110 and / or the terminal 120 may have a single antenna or multiple antennas.
  • a base station may be replaced by terms such as fixed station, Node B, eNodeB (eNB), access point, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more ASICs (appl icat ion speci f ic integrated circuits), DSPs (digi tal signal processors), DSPDs (digi tal signal processing deviations), PLDs programmable logic devices, FPGAs (programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 선형 결합 코드북에 기반하여 주기적으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고， 상기 채널 상태 정보는 채널 품질 지시자 및 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하며, 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 탱크가 2인 경우, 상기 프리코딩 행렬 인텍스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며, 상기 서브샘플링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 제 1 열 백터와 상기 제 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고, 상기 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코- 페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고, 상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코- 페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들과 동일한 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTSC Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-10TS의 기술 규격 (technical specif icat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[4] 도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment; UE)과 기지국 (eNode B; eNB, 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다증 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 샐이 존재한다. 셀은 1.25， 2.5， 5, 10, 15， 20Mhz 등의 대역폭 증 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크 (Downl ink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역, 부호화， 데이터 크기ᅳ HARQ(Hybr id Automat i c Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향링크 (Upl ink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역, 부호화， 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 샐들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만， 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용， 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[7] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
[8] 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 선형 결합 코드북에 기반하여 주기적으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법은, 상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 단계; 및상기 기지국으로, 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고 , 상기 채널 상태 정보는 채널 품질 지시자 및 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하며， 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 랭크가 2인 경우， 상기 프리코딩 행렬 인덱스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며 상기 서브샘플링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 제 1 열 백터와 상기 제 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고, 상기 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코- 페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고, 상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코- 페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들과 동일한 것을 특징으로 한다.
[9] 한편, 본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템의 단말은, 무선 통신 모들; 및 상기 무선 통신 모들과 연결되어， 기지국으로부터 수신한 참조 신호에 기반하여 채널 상태 정보를 산출하고, 상기 기지국으로 상기 채널 상태 정보를 보고하는 프로세서를 포함하고, 상기 채널 상태 정보는 채널 품질 지시자 및 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하며 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 탱크가 2인 경우， 상기 프리코딩 행렬 인텍스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며, 상기 서브셈풀링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 계 1 열 백터와 상기 계 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고， 상기 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고, 상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코—페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페아즈 계수들과 동일한 것을 특징으로 한다.
[10] 바람직하게는， 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 1 계수는 2 비트로 지시되고 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 2 계수 및 제 3 계수는 각각 1 비트로 지시된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 열 백터 및 상기 제 2 열 백터는 리딩 빔 지시자와 상기 제 1 계수가 반영된 세컨드 범 지시자가 선형 결합된 제 1 요소; 및 상기 제 2 계수가 반영된 상기 리딩 빔 지시자와 상기 제 3 계수가 반영된 상기 세컨드 빔 지시자가 선형 결합된 제 2 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제 2 열 백터는 상기 제 1 열 백터에 월시 (walsh) 코드가 적용된 것을 특징으로 한다.
[11] 보다 바람직하게는， 채널 상태 정보를 보고한다는 것은 상기 랭크에 관한 정보를 포함하는 제 1 채널 상태 정보를 보고하고, 상기 리딩 범 지시자 및 상기 서 I컨드 빔 지시자에 관한 정보를 포함하는 제 2 채널 상태 정보를 보고하며， 상기 채널 품질 지시자 및 상기 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보를 포함하는 제 3 채널 상태 정보를 보고하는 것을 의미한다.
【유리한 효과】
[ 12] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 단말은 주기적으로 상향링크 제어 정보를 보다 효율적으로 송신할 수 있다.
[ 13] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[ 14] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는， 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
[ 15] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
[ 16] 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 예시한다.
[ 17] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
[18] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[ 19] 도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
[20] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[21] 도 7은 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성을 예시한다.
[22] 도 8은 2D-MS 의 구현예를 도시한다.
[23] 도 9는 하이브리드 CSI의 개념을 예시하는 도면이다.
[24] 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 예를 도시한다.
[25] 도 11는 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다. 【발명의 실시를 위한 형태】
[26] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
[27] 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한， 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
[28] 또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head) , eNB', TP(transmission point ) , RP(recept ion point ) , 중계기 (relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
[29] 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment ; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
[30] 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel )을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 ( Informat ion Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control ) 계층과는 전송채널 (Transport Channel )을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향링크에서 0FDMA(0rthogonal Frequency Division Mul t iple Access) 방식으로 변조되고， 상향링크에서 SOF이 WA(Single Carr ier Frequency Division Mul t iple Access) 방식으로 변조된다. [31] 제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널 (Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제 2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[32] 제 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control； RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. R C 계층은 무선베어러 (Radio Bearer; RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re-configuration) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널， 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우， 단말은 R C 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management)와 이동성 관리 (Mobility Management) 등의 기능을 수 ί한다.
[33] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BOKBroadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 P KPaging Channel), 사용자 트래픽아나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고， 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시자를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며， 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel) , PCCH( Paging Control Channel) , CCCH( Common Control Channel) , MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel),등이 있다.
[34] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[35] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고， 샐 ID등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[36] 초기 샐 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel； PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[37] 한편， 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel； PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 웅답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 층돌 해결 절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[38] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel； PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
[39] 한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호， CQI (Channel Qual ity Indicator) , PMKPrecoding Matr ix Index) , RKRank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우， 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[40] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
[41] 도 4를 참조하면， 무선 프레임 (radio frame)은 10ms (327200 XTS)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임 (subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯 (slot)으로 구성되어 있다. 각각의 술롯은 0.5ms ( 15360 <1 )의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=l/( 15kHz X 2048)=3.2552 X 10 8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고， 주파수 영역에서 복수의 자원블록 (Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블특은 12개의 부반송파 X 7(6)개의 0FDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 ΐ (Transmission Time Interval )는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[42] 도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
[43] 도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 0FDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 0FDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R0 내지 R3는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pi lot Signal )를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 증에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
[44] PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 OFDM 심 ί:로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며: QPS (Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
[45] PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의
REG로 구성되고 셀 특정 (ceU-specific)하게 스크램블 (scrambl ing) 된다.
ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자 (Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복 (repetition)된다.
[46] PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL- SCH(Down link-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보， 상향링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 둥을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downl ink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
[47] PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며， 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTKRadio Network Temporary Ident i ty)로 CRC 마스킹 (masking)되어 있고, "Β' '라는 무선자원 (예， 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보 (예， 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 샐 내의 단말은 자신이 가지고 있는 R TI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고， "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면， 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
[48] 도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
[49] 도 6을 참조하면， 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel )가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 AC /NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQKChannel Qual i ty Indi cator) , MIM0를 위한 RKRank Indicator) , 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request ) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다. [50] 또한, 한 서브프레임 내에서 사운딩 참조 신호가 전송될 수 있는 시간은 하나의 서브프레임에서 시간 축 상에서 가장 마지막에 위치하는 심볼이 있는 구간이며， 주파수 상으로는 데이터 전송 대역을 통하여 전송된다. 동일한 서브프레임의 마지막 심볼로 전송되는 여러 단말의 사운딩 참조 신호들은 주파수 위치에 따라 구분이 가능하다.
[51] PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
> [52] - SRCScheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. 00 (0n-0ff Keying) 방식을 이용하여 전송된다ᅳ
[53] - HARQ-AC : PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷 (예, 코드워드)에 대한 응답이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1비트가 전송되고， 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK (간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서， HARQ-ACK은 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
[54] - CSI (Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIM0(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RKRank Indicator) 및 P KPrecoding Matrix Indicator)를 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
[55] 단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어 정보 (UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS( Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 다양한 포맷을 지원한다.
[56] 표 1은 LTE 시스템에서 PUCCH 포맷과 UCI의 매핑 관계를 나타낸다.
[57] 【표 1】 포 X포포포포포포...
PUC¾¾¾ ¾¾CH포맷 상향링 H 제어 정보 (Upl ink Control Informat ion, UCI)
22221- 11
b b a <α ¾(Schedul ing Request) (비변 2:된 파형 )
1-비트 HARQ ACK ACK (SR존재 /비존재 )
2-비트 HARQ ACK NACK (S 존계 /비존재)
CSI (20개의 코딩된비트)
CSI 및 1-또는 ^비 S HARQ ACK/NACK. (20바; S) (확장 CP만해당) CSI 및 1-비트 HARQ Ad/MCK (2Q«;?1ᅵ의 코딩된 비≤)
CSI 및 2-비트 HARQ ACK/NACK (20+2개의 코딩된 비트)
최대 24비트의 HARQ ACK/NACK + S
[58] 이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Mul t ipl e-Input Mul t iple- Output )는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중 안테나 '라 지칭할 수 있다.
[59] 다중 안테나 기술에서는， 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 (fragment )을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한， 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할수 있다.
[60] 일반적인 다중 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 7에 도시되어 있다.
[61] 송신단에는 송신 안테나가 Ντ개 설치되어 있고， 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다 . 따라서， 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로， 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 Ντ와 NR중 작은 값이다.
[62] 【수학식 1】
[63]
[64] 예를 들어， 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 증반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[65] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구， 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[66] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[67] 【수학식 2】
Figure imgf000015_0001
[69] 한편, 각각의 전송 정보 ^1， ^2 ' 9 S N' 에 있어 전송 전력을 다르게
Figure imgf000016_0001
할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 — - *ΎΤ 라 하면， 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[70] 【수학식 3】
Figure imgf000016_0002
[72] 또한， S를 전송 전력의 대각행 ¾ 이용하여 나타내면 하기의 수학식
4와 같다.
[73] 【수학식 4】
Figure imgf000016_0003
[75] 한편, 전송전력이 조정된 정보 백터 S에 가중치 행렬 가 적용되어
2 x N 실제 전송되는 NT 개의 송신신호 (transmitted signal) A, - - ' ' ' 가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure imgf000016_0004
이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 ^는 2 번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W 는 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
[76] 【수학식 5】 W12 ψνίΝτ Sl
X2
»
* *
1 vv r
*
» *
_WNri WNr2 ' . . WNrNr _
[78] 일반적으로， 채널 행렬의 ¾크의 물리적인 의미는， 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 탱크 (rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 (row) 또는 열 (column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 ¾크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H) )는 수학식 6과 같이 제한된다.
[79] 【수학식 6】
[80] rank( )≤ min(iV이 )
[81] 또한， 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림 (Stream) ' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer) ' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[82] 【수학식 7】
# of streams≤rank(H)≤ mm(NT, NR)
[84] 여기서 "# of st reams1'는 스트림의 수를 나타낸다. 한편， 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
[85] 한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대웅시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다증 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티풀렉싱의 흔합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
[86] 이하， 채널 상태 정보 (channel state informat ion, CSI) 보고에 관하여 설명한다. 현재 LTE 표준에서는 채널 상태 정보 없이 운용되는 개루프 (open- loop) MIM0와 채널 상태 정보에 기반하여 운용되는 폐루프 (closed-loop) MIM0 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIM0 에서는 MIM0 안테나의 다중화 이득 (mult iplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해, 단말에게 PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel ) 또는 PUSCH(Physical Upl ink Shared CHannel )를 할당하여 하향링크 신호에 대한채널 상태 정보 (CSI )를 피드백 하도록 명령한다.
[87] CSI는 RKRank Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) , CQI (Channel Qual ity Indicat ion) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI는 상술한 바와 같이 채널의 탱크 정보를 나타내며， 단말이 동일 주파수 -시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한， RI는 채널의 통팀 페이딩 (통 -팀 fading)에 의해 결정되므로 PMI , CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
[88] 두 번째로, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭 (metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로， CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
[89] LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU— MIMO (mult i-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티 (mult i-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIM0에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에， CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라 , MU-MIM0에서는 SU-MIMO에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
[90] 이에, LTE-A표준에서는 최종 PMI를 통팀 (통 -럼) 및 /또는 와이드밴드 (WB, wideband) PMI인 W1와 숏텀 (short term) 및 /또는 서브벤드 (SB, sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
[91] 상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환 (hierarchi cal codebook transformat ion) 방식의 예시로 아래 수학식 8과 같이 채널의 통럼 공분산 행렬 ( long-term covar iance matr ix)를 이용할 수 있다.
[92] 【수학식 8】
[93] W = w績 (W1W2)
[94] 수학식 8에서 W2는 숏럼 PMI로서, 숏텀 채널 상태 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고， W은 최종 코드북의 코드워드 (다른 말로， 프리코딩 행렬)이며， «Or/ 4) 은 행렬 의 각 열의 노름 (norm)이 1로 정규화 (normal i zat i on)된 행렬을 의미한다.
[95] 기존 W1과 의 구체적인 구조는 다음 수학식 9와 같다.
[96] 【수학식 9]
Figure imgf000019_0001
[98] 여기서, NT는 송신 안테나의 개수를 나타내고， Μ은 행렬 Xi의 열의 개수로서 행렬 ¾에는 총 M개의 후보 열백터가 있음을 나타낸다. 1 , , ^는 M개의 원소 중 각각 k번째, 1번째， m번째 원소만 1이고 나머지는 0인 열백터로서
Xi의 k번째， 1번째, m번째 열백터를 나타낸다. ， ^J 및 J 는 모두 단위 노름 (uni t norm)을 갖는 복소 값으로서， 각각 행렬 ¾의 k번째, 1번째， m번째 열백터를 골라낼 때 이 열백터에 위상 회전 (phase rotat ion)을 적용함을 나타낸다. i는 0 이상의 정수로서 W1을 지시하는 PMI 인텍스를 나타낸다. j는 0 이상의 정수로서 W2를 지시하는 PMI 인텍스를 나타낸다.
[99] 수학식 9에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나 (cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우， 예를 들어， 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우， 발생하는 채널의 상관관계 (correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹 (horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹 (vertical antenna group)으로 구분 할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA miform linear array) 안테나의 특성을 가지며， 두 안테나 그룹은공존 (co-located)한다.
[100] 따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계는 동일한 선형 위상 증가 (linear phase increment) 특성을 가지며， 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전 (phase rotation)된 특성을 갖는다. 결국, 코드북은 채널을 양자화 (quant izat ion)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 탱크 1 코드워드를 아래 수학식 10과 같이 예시할수 있다ᅳ
101] 【 10】
Figure imgf000020_0001
[103] 위 수학식 10에서 코드워드는 Ντ 、 사이즈의 백터로 표현되고, 상위 백터 와 하위 백터 *、 로 구조화 되어있으며, 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다. /( )는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 백터로 표현하는 것이 유리하며， 대표적인 예로 DFT 행렬을 이용할 수 있다.
[104] 앞에서 설명한 바와 같이， LTE 시스템에서 채널 상태 정보 (CSI)는 이로 제한되는 것은 아니지만 CQI, PMI, RI 등을 포함하며, 각 단말의 전송 모드에 따라 CQI, PMI, RI가 모두 전송되거나 그 중 일부만 전송되기도 한다. 채널 상태 정보가 주기적으로 전송되는 경우를 주기적 보고 (periodic reporting)라고 하며, 채널 상태 정보가 기지국의 요청에 의해서 전송되는 경우를 비주기적 보고 (aperiodic reporting)라고 한다.
[105] 비주기적 보고의 경우， 기지국이 내려주는 상향링크 스케줄링 정보에 포함되어 있는 요청 비트 (request bit)가 단말에게 전송된다. 그 후， 단말은 자신의 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)를 통해서 기지국에게 전달한다.
[106] 주기적 보고의 경우, 각 단말 별로 상위계층 신호를 통해 반 -정적 (semi- static) 방식으로 주기와 해당 주기에서의 오프셋 둥이 서브프레임 단위로 시그널링된다. 각 단말은 전송 모드를 고려한 채널 상태 정보를 정해진 주기에 따라 상향링크 제어 채널 (PUCCH)을 통해 기지국에 전달한다. 채널 상태 정보를 전송하는 서브프레임에 상향링크 데이터가 동시에 존재하면， 채널 상태 정보는 데이터와 함께 상향링크 데이터 채널 (PUSCH)을 통해 전송된다.
[107] 표 2를 참조하면, 채널정보의 주기적 보고 (periodic reporting)에 있어서 CQI 와 PMI 피드백 타입에 따라， 모드 1-0， 1-1, 2-0 및 2-1의 4가지 보고 모드 (reporting mode)로 나눌 수 있다.
[108] 【표 2】
Figure imgf000021_0001
[109] CQI 피드백 타입에 따라 WB (wideband) CQI와 SB (subband) CQI로 나눠지며， PMI 전송 여부에 따라 No PMI와 단일 (single) PMI 로 나눠진다. 표 2에서는 No PMI 가 개 -루프 (Open- loop; 0L) , 전송 다이버시티 (Transmit Diversity; TD) 및 단일- 안테나 (single-antenna)의 경우에 해당하고, 단일 PMI 는 폐 -루프 (closed-loop; CL)에 해당함을 나타낸다.
[110] 모드 1-0 는 PMI 전송은 없고 WB CQI 가 전송되는 경우이다. 이 경우 RI는 개 -루프 (0L) 공간 다중화 (Spat ial Mult iplexing; SM)의 경우에만 전송되고, 4 비트로 표현되는 하나의 WB CQI 가 전송될 수 있다. RI가 1 초과인 경우에는, 제 1 코드워드에 대한 CQI 가 전송될 수 있다. 모드 1-0에서는, 설정된 보고 주기 내에서 전술한 피드백 타입 3 및 피드백 타입 4 가 각각 상이한 타이밍에 다중화되어 전송될 수 있다 (이를 시간분할다중화 (Time Division Mult iplexing; TDM) 방식의 채널정보 전송이라 할 수 있다) .
[111] 모드 1-1 은 단일 PMI 및 WB CQI 가 전송되는 경우이다. 이 경우, RI 전송과 함께, 4 비트의 WB CQI 및 4 비트의 WB PMI 가 전송될 수 있다. 추가적으로, RI 가 1 초과인 경우에는， 3 비트의 WB 공간 차등 CQI (Wideband Spat ial Di fferent ial CQI) CQI가 전송될 수 있다. 2 코드워드 전송에 있어서 WB 공간 차등 CQI는， 코드워드 1 에 대한 WB CQI 인덱스와 코드워드 2 에 대한 WB CQI 인덱스의 차이 값을 나타낼 수 있다. 이들 차이값은 집합 {-4, -3 , -2, -1, 0, 1， 2 , 3} 중 하나의 값을 가지고， 3 비트로 표현될 수 있다. 모드 1-1 에서는, 설정된 보고 주기 내에서 전술한 피드백 타입 2 및 피드백 타입 3 이 각각 상이한 타이밍에 다중화되어 전송될 수 있다.
[112] 모드 2-0 은 PMI 전송은 없고 단말이 선택한 (UE selected) 대역의 CQI 가 전송되는 경우이다. 이 경우 RI는 개 -루프 공간 다중화 (0L SM)의 경우에만 전송되고， 4 비트로 표현되는 WB CQI 가 전송될 수 있다. 또한， 각각의 대역폭 부분 (Bandwidth Part ; BP)에서 최적 (Best-1)의 CQI가 전송되고, Best-1 CQI는 4 비트로 표현될 수 있다. 또한， Best-1 을 지시하는 L 비트의 지시자 ( indicator)가 함께 전송될 수 있다. RI가 1 초과인 경우에는， 제 1 코드워드에 대한 CQI 가 전송될 수 있다. 모드 2-0 에서는， 설정된 보고 주기 내에서 전술한 피드백 타입 1， 피드백 타입 3 및 피드백 타입 4 가 각각 상이한 타이밍에 다중화되어 전송될 수 있다.
[113] 모드 2-1 은 단일 PMI 및 단말이 선택한 (UE selected) 대역의 CQI 가 전송되는 경우이다. 이 경우, RI 전송과 함께， 4 비트의 WB CQI , 3 비트의 WB 공간 차둥 CQI 및 4 비트의 WB PMI 가 전송될 수 있다. 추가적으로, 각각의 대역폭 부분 (BP)에서 4 비트의 Best-1 CQI가 전송되고， L 비트의 Best-1 지시자가 함께 전송될 수 있다. 추가적으로 RI가 1 초과인 경우에는, 3 비트의 Best-1 공간 차등 CQI가 전송될 수 있다. 이는 2 코드워드 전송에 있어서, 코드워드 1 의 Best-1 CQI 인텍스와 코드워드 2 의 Best-1 CQI 인텍스의 차이값을 나타낼 수 있다. 모드 2-1 에서는, 설정된 보고 주기 내에서 전술한 피드백 타입 1， 피드백 타입 2 및 피드백 타입 3 이 각각 상이한 타이밍에 다중화되어 전송될 수 있다.
[114] 추가적으로, LTE 릴리즈 -10에서 정의된 CSI 레포팅 타입은 아래와 같다.
[115] 타입 1 리포트 (report)는 선택된 서브밴드에서 단말을 위한 CQI 피드백을 지원한다. 타입 la 리포트는 서브밴드 CQI 및 게 2 PMI 피드백을 지원한다. 타입 2， 타입 2b, 타입 2c 리포트는 광대역 CQI 및 PMI 피드백을 지원한다. 타입 2a 리포트는 광대역 PMI 피드백을 지원한다. 타입 3 리포트는 RI 피드백을 지원한다. 타입 4 리포트는 광대역 CQI 를 지원한다. 타입 5 리포트는 RI 및 광대역 PMI 피드백을 지원한다. 타입 6 리포트는 RI 및 PTI (Precoding Type Indicator) 피드백을 지원한다.
[116] 최근 차세대 이동 통신에서는 능동 안테나 시스템 (Act ive Antenna System; MS)의 도입에 관하여 활발한 연구가 진행 중이다. MS는 각각의 안테나가 능동 회로를 포함하는 능동 안테나로 구성되어 있어서, 상황에 맞추어 안테나 패턴을 변화시킴으로써 간섭을 줄이거나, 빔포밍을 수행하는데 좀 더 효율적으로 응용할 수 있는 기술이다.
[117] 이러한 AAS를 2차원으로 구축 즉 2D-MS를 구현하는 경우, 안테나 패턴 측면에서 안테나의 메인 로브 (main lobe)를 3차원적으로 좀 더 효율적으로 조절하여， 수신단의 위치에 따라 좀 더 적극적으로 송신빔을 변화시키는 것이 가능하다. [118] 도 8은 2D-AAS 의 구현예를 도시한다. 특히， 도 8은 각 안테나 엘리먼트가 동일 편파를 갖는 동일 편파 안테나 어레이 (co-polarized antenna array)인 것으로 가정한다. 도 8을 참조하면， 2D-AAS는 안테나를 수직 방향과 수평 방향으로 설치하여 , 다량의 안테나 시스템으로 구축될 것으로 예측된다.
[119] 2D-AAS가 적용되는 FD (Ful l Dimension)-MIM0 시스템에서 기지국은 UE에게 하나의 CSI 프로세스 내에 여러 개의 CSI-RS 자원을 설정할 수 있다. . 여기서, CSI 프로세스란 독립적인 피드백 구성을 가지고 채널 정보를 피드백하는 동작을 말한다.
[120] 이와 같은 경우, UE는 하나의 CSI 프로세스 내에서 설정된 CSI-RS 자원을 독립채널로 간주하지 않고， 해당 자원들을 집성 (aggregat ion)하여 하나의 거대 CSI-RS 자원을 가정하며, 이 자원으로부터 CSI를 계산 및 피드백한다. 예를 들어, 기지국은 UE에게 하나의 CSI 프로세스 내에 4 포트 CSI-RS resource를 3개 설정 하고 UE는 이를 집성하여 하나의 12 포트 CSI-RS 자원을 가정한다. 이 CSI-RS 자원으로부터 12 포트 PMI를 이용하여 CSI를 계산 및 피드백 한다. 이러한 보고 모드를 LTE-A 시스템에서는 클래스 A CSI 보고 (report ing)라고 지칭한다.
[121] 또는， UE는 각 CSI-RS 자원을 독립적인 채널로 가정하며 CSI-RS 자원 중 하나를 택하고 선택된 자원을 기준으로 CSI를 계산 및 보고한다. 즉， UE는 상기 8개의 CSI-RS 중 채널이 강한 CSI-RS를 선택하고， 선택된 CSI-RS를 기준으로 CSI를 계산하여 기지국으로 보고하게 된다. 이 때， 선택된 CSI-RS를 CRI (CSI-RS Resource Indicator)를 통해 추가로 기지국에게 보고한다. 예를 들어 T(0)에 해당하는 첫 번째 CSI-RS의 채널이 가장 강한 경우 CRI=0로 설정하여 기지국에게 보고한다. 이러한 보고 모드를 LTE-A 시스템에서는 클래스 B CSI 보고라고 지칭한다.
[ 122] 상기 특징을 효과적으로 나타내기 위해 클래스 B에서 CSI 프로세스에 대해 다음과 같은 변수를 정의할 수 있다. K 는 하나의 CSI 프로세스 내에 존재하는
CSI-RS 자원의 수를 의미한다. Nk는 k번째 CSI-RS 자원의 CSI-RS 포트 수를 의미한다ᅳ
[123] 한편， 최근 3GPP 표준화에서는 FD MIM0 시스템을 보다 개선하기 위하여 하이브리드 CSI를 도입하였다. 도면을 참조하여， 구체적으로 설명한다.
[124] 도 9는 하이브리드 CSI의 개념을 예시하는 도면이다.
[125] 도 9를 참조하면， 단일 CSI 프로세스 내에 두 개의 eMIMO (enhanced MIMO) 타입이 존재한다. 각 eMIMO 타입 별로 CSI가 존재하며 제 1 eMIMO 타입의 CSI는 제 2 eMIMO 타입 보다 통-팀 ( long-term)으로 피드백되거나 와이드밴드 (WB)에 대한 CSI 정보를 전송하게 된다. 즉， 기지국은 UE에게 제 1 eMIMO 타입과 제 2 제 2 eMIMO 타입으로 구성되는 단일 CSI 프로세스를 설정하고 (즉, CSI 프로세스 정보를 상위 계층을 통하여 전달하고)， 기지국은 UE로부터 수신한 제 1 eMIMO 타입의 CSI 정보를 이용하여 , 제 2 eMIMO 타입의 CSI-RS에 적용되는 빔포밍을 변화시키고 UE는 제 2 eMIMO 타입의 CSI— RS를 기준으로 CSI를 보고하게 된다.
[126] 도 9에서, 제 1 eMIMO 타입의 CSI와 제 2 eMIMO 타입의 CSI를 각각 제 1 CSI (즉, 제 1 CRI , 제 1 RI , 제 1 W1 , 제 1 W2, 제 1 CQI ) 및 제 2 CSI (즉， 제 2 C I 제 2 RI , 제 2 W1, 제 2 W2, 제 2 CQI )로 정의하였다.
[127] 아래 표 3은 3GPP 표준화에서 반영된， 하이브리드 CSI의 동작 메커니즘을 예시한다. 구체적으로， 하이브리드 CSI 보고 메커니즘 1의 경우, 제 1 CSI 중 RI의 전송 유무는 아직 미정 (FFS)이며， W1는 보고한다. 그리고 하나의 클래스 B CSI 프로세스에서 정의된 CSI-RS 개수를 의미하는 K는 1이므로. 제 2 CSI 중 CRI는 보고하지 않고， RI , W2, CQI를 보고하며, W1의 보고 유무는 RRC 시그널링 되는 제 2 eMIMO 타입의 클래스 B PMI 설정에 따라 결정된다. (즉， PMI 설정이 0이면 보고하고, 1이면 보고하지 않는다) 또한， 하이브리드 CSI 보고 메커니즘 2의 경우, 제 1 CSI로서 CRI가 보고되며， 제 2 CSI로서 RI , Wl , W2, CQI가 보고된다.
[128] 【표 3]
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000026_0001
[129] 한편， 상슬한 Wl 및 W2의 경우 FD-MIMO등 안테나 포트의 개수가 증가하였기 때문에, 최근 3GPP 아래와 같이 W1 및 W2를 아래 표 4 및 표 5와 같은 선형 결합 (Linear Combination; LC) 코드북을 이용하여 정의하고 있다ᅳ [130] 【표 4】
0,1 J I
Figure imgf000026_0002
L (=2) is the number of beams
bkl,k2 is a 2D DFT beam from oversampled grid
- fc2 = 0,l V2O2- l
0 < ρ(· < 1 beam power scaling factor for beam i
cTtiii beam combining coefficient for beam i and on polarization rand layer I
[131] 【표 5】
Wl Beam selection Wl Beam power
= 02 ~ 4 Second beam power quantized with 2 bits • lfWz = 1, 02 =1
• p0 = l, l e{l,^5l^ί02S,0}
2NXN 6 {4,8,12,16,20,24,28,32}
W2
c0,o,o = co.i.o = 1 always
[ 132] 표 4와 표 5의 과정을 통하여 구성된 W1 및 W2를 위한 코드북은 3GPP TS 36.213 Release 15 Table 7.2.4-17C과 같이 개시되어 있다. 죽, 본 발명에서 의미하는 LC 코드북은 3GPP TS 36.213 Release 15 Table 7.2.4-17C를 의미한다. 단 3GPP TS 36.213 Release 15 Table 7.2.4-17C에서 i l은 W1을 의미하고, i2는 W2를 의미한다. w
[ 133] 이와 같은 경우, W1 및 W2를 위한 코드북 사이즈는 탱크에 따라 아래 표 6과 같이 결정된다.
[ 134] 【표 6】 7 *
[135] 한편， 상술한
Figure imgf000027_0001
PUCCH 포맷 ( format) 2 (이하, PF2)를 이용하여 CSI가 인코딩 및 디코딩이 이루어진다ᅳ PF2는 정규 (normal ) CP에서는 최대 11 비트의 페이로드를 전송할 수 있으며, 확장 (extended) CP에서는 최대 13 비트의 페이로드를 전송할 수 있다. 하지만, FD-MIM0와 같이 안테나 포트 개수의 확장 등으로 인하여, PMI 또는 PMI와 기타 CSI가 PF2를 통해 동시에 전송되는 경우 코드북 사이즈가 커서 페이로드 사이즈가 11 비트를 초과하는 경우가 발생하고 있다. 또한, CQI의 인덱스 역시 4 비트에서 7 비트로 증가하는 등 오버헤드가 증가하는 문제가 발생하고 있다.
[ 136] 본 발명에서는 11 비트 이하의 페이로드를 생성하기 위하여 코드북 서브샘플링 (codebook subsatnp l ing)을 적용하는 방법을 제안한다.
[ 137] 상술한 리포팅 타입들 중 SB (subband) W2와 SB CQI가 함께 전송되는 타입 la 리포트의 경우， 탱크 1에서 CQI 는 4 비트， SB 지시자 L 은 2 비트가 요구되므로, W2는 총 11 비트 증 6 비트를 제외한 5비트만을 사용할 수 있다. 따라서 IX 코드북을 이용하여 탱크 1를 위한 W2 피드백 시 코드북 서브샘플링이 필요하다. 나아가， 탱크 2 이상에서 CQI 는 7 비트， SB 지시자 L 은 2 비트이므로 W2는 11비트에서 9 비트를 제외한 2 비트만을 이용하여 피드백될 수 있다. 따라서 LC 코드북을 이용하여 탱크 2를 위한 W2 피드백 시에도 코드북 서브샘플링이 필요하다
[ 138] 또한, B (wideband) W2와 WB CQI가 함께 전송되는 타입 2b 리포트의 경우에는, 탱크가 1이라면 CQI 는 4 비트이므로， 총 7 비트를 이용하여 W2를 피드백할 수 있다. 그러나, ¾크 2 이상 에서 CQI 는 7 비트이므로, W2는 4 비트만을 이용하여 전송하여야 한다. 따라서 LC 코드북을 이용하여 탱크 2를 위한 W2 피드백 시에도 코드북 서브샘플링이 필요하다
[ 139] 타입 la 리포트에서 랭크 2 이상인 경우, 원래 12 비트인 W2는 불과 2 비트 내에서 전송되어야 하므로 상당히 많은 서브샘플링이 필요하다. 결과적으로 코드북 정밀도 (reso lut i on)가 과도하게 떨어져 성능이 저하될 수 있다. 타입 la 리포트는 피드백 모드 2-1에서 ΡΓΙ가 1인 경우에 한하여 이용된다. 따라서， IX 코드북이 설정된 경우 피드백 모드 2-1에서 UE는 ΡΉ=1을 설정하지 않도록 제한한다. (즉, ΡΤΙ는 항상 0으로 설정하도록 제한한다) 그 결과 타입 la 리포트에서 W2가 과도하게 서브샘플링 되어 의미없는 피드백을 하게 되는 경우를 사전에 배제할 수 있다. 또는 PTI=1을 허용하되 1 인 경우에는 UE가 탱크를 2이상 보고하지 않도록 제한할 수도 있다.
[ 140] 또는 LC 코드북이 설정된 경우 기지국은 모드 2-1를 설정하지 않도록 제한할 수 있다. 현재 클래스 Α 코드북은 네 가지 PUCCH 피드백 모드 중 모드 1-1의 서브모드 1과 모드 2-1만을 사용할 수 있게 되어 있으므로， 클래스 A 코드북으로 LC 코드북이 설정된다면 모드 1-1의 서브모드 1 만을 사용하도록 제한할 수 있다. 클래스 B 코드북에서도 IX 코드북이 설정될 수 있다면 이 경우에도 리포팅 모드 2- 1은 설정될 수 없도록 제한할 수 있다.
[141] <제 1실시예 >
[142] 이하에서는 본 발명의 제 1 실시예인 타입 la 리포트 및 탱크 1에서의 6 비트로 표현되는 W2의 코드북을 5 비트 내로 피드백하기 위한 서브샘플링 방법을 설명한다.
[143] 탱크 1 프리코더는 아래 수학식 11로 표현되며, bl은 W1에서 선택된 리딩 범 (leading beam) , b2는 Wl에서 선택된 세컨 빔 (second beam)을 의미한다. 즉， bl 및 b2는 W1으로 피드백되고， W2는 C0,0,l, cl,0,0 및 cl,0,l로 구성된다.
[144] 【수학식 11】
b1 + c0,0,1* 1*b2
[145] d,0,0*b1 + i:1,0 yOl*b2
[146] cO,0,l 과 cl,0,0은 각각 에서 자유롭게 선택 및 피드백 되며, cl,0,l = c0,0,l* cl,0,0로 제한하여 피드백 하지 않는다. 그 결과 총 4 비트의 W2를 피드백 할 수 있다. 그 결과 수학식 11은 수학식 12와 같이 변경될 수 있다. 즉， 교차 편파 안테나의 구성 증 Vpol 안테나에 대한 빔과 Hpol 안테나에 대한 빔은 서로 동일하고, 단지 빔 간의 위상차이만 cl,0,0만큼 존재하게 되어 현재 Re 1-13 LTE의 코드북과 동일한 구조를 가지게 된다. 이러한 구조는 X-Pol 안테나의 채널특성을 잘 반영하는 구조로 알려져 있다.
[147] 【수학식 12】
b1 + cO,0,1*/Ol*b2
[148]
[149] 한편， 위에서는 총 4비트로 서브샘플링을 하였으므로 PF2를 통해 추가로 1비트를 더 피드백 할 수 있는 공간이 존재한다. 추가 1비트를 더 활용하기 위해 cl'0,1 = c으 0,1* cl,0,0 또는 cl,0,l = j*c0,0,l* cl'0'0 중 하나를 선택하여 피드백 하도록 할 수 있다.
[150] cl'0,1 = j*c0,0,l* cl,0,0를 피드백 하는 경우， Hpol과 Vpol 안테나에 대한 빔은 서로 다를 수 있어 보다 다양한 방향의 빔을 피드백 할 수 있게 된다. 이와 유사하게， 추가 1비트를 더 활용한다면 cl,0,l = c0,0,l* cl,0,0 또는 cl,0,l = - l*c0,0,l* cl,0,0 중 하나를 선택하여 피드백 하도록 할 수 있다.
[151] <제 2실시여
[152] 이하에서는 본 발명의 제 2 실시예인 타입 la 리포트 및 탱크 2에서의 서브샘플링 방법을 설명한다.
[153] 아래 수학식 13은 탱크 2의 W를 나타낸다. ¾크 2 프리코더인 수학식 13에서 bl 및 b2는 W1으로 피드백되고, W2는 첫 번째 레이어를 위한 열 백터의 인자인 cO,0,l, cl,0,0 및 cl,0,l로 구성된다. 추가적으로 W2는 두 번째 레이어를 위한 열 백터의 인자인 cO,l,l, cl,l,0 및 cl,l,l로 구성된다.
[154] 【수학식 13】
b1 + c0,0,1* 1*b2 b1 + cO,1,1* Ol*b2 "
[155] c1,0,0 * b 1 + d,0,1 * * b2 cUO *b1 + cUI * p\* b2_
[156] 탱크 2의 경우, 두 레이어의 빔을 직교하게 설정하여 레이어 간 간섭을 최소화 하기 위해서, 두 레이어의 프리코딩 백터가 서로 직교하는 특성을 만족하도록 서브샘플링 하는 것이 바람직하다. 아래 제안들은 모두 두 레이어의 범이 직교하도록 구성하였다.
[157] 서브샘플링의 한 가지 방법으로서， cO,0,l은 여전히 UJ，- Ι,-j}에서 자유롭게 선택 및 피드백 하되， cl,0,0은 1로 고정하고, cl,l,0=-cl,0,0로 제한하여 피드백지^ 않는다.. 또한， c ,l,l=cl,0,l=cO,0,l로 제한하며, cl,l,l=- cl,0,l로 제한하여 피 백하지 않는다.
[158] 그 결과 총 2비트의 페이로드로 W2를 피드백 할 수 있다. 그 결과 수학식
13은 수학식 14와 같이 변경될 수 있다.
[159] 【수학식 14】
"b1 + cO,0,l * ?1*b2 b1 + cO,0,1 * 1*b2 "
[160] Lb1 + cO,ai*yOl*b2 -b1-c0,0,1* 1*b2_
[161] 수학식 14를 참고하면， Vpol 안테나에 대한 범과 Hpol 안테나에 대한 빔은 서로 동일하고, 첫 번째 레이어에서는 Vpol 안테나 빔 과 Hpol 안테나 빔 간 동일 위상으로 고정되고 두 번째 레이어에서는 두 빔 간의 위상차이가 180도 존재한다. 그 결과 두 레이어의 최종 빔은 서로 직교하도특 설정된다. [162] 한편, 수학식 14는 코-페이즈 성분이 고정되어 있다. 즉， 첫 번째 레이어에서는 1로 두 번째 레이어에서는 -1로 고정되어 있다. 코-페이즈 성분을 피드백하기 위해서는 bl과 b2의 결합 (combine)에 사용되는 페이즈 계수 즉 cO,0,l를 2비트에서 1비트로 줄이고, 1비트를 코-페이즈 성분에 할당하여 서브샘플링 할 수 있다. 결과적으로 다음과 같은 계수 값의 제한을 통해 코-페이즈 1비트를 cl,0,0을 통해 피드백하고, bl과 b2의 결합에 사용되는 페이즈 계수 1비트를 cO,0,l을 통해 피드백한다.
[163] 우선， cO,0,l e {1，-1}으로 설정하여 b2를 0도 또는 180도 회전하여 결합하거나 또는 c0,0,le{l,j} 으로 설정하여 b2를 0도 또는 90도 회전하여 결합 할 수 있다. 또한, cl,0,0e{l,j}로 설정하고， cl,l,0=-cl,0,0로 제한하며， c0,l,l= c0,0,l로 제한하여 피드백하지 않는다. 또한， cl,0,l=cl,0,0*c0,0,l로 제한하고， cl,l,l=-cl,0,0* c0,으 1로 제한하여 피드백하지 않는다. 그 결과 수학식 13은 수학식 15와 같이 변경될 수 있다.
[164] 【수학식 15】
b1 + cO,0,1*yOl*b2 b1 + cO,0,1*yOl*b2
[165] d,0,0 * (b 1 + c0,0,1 * pi * b2) - c\0,0 * (b 1 + c0,0,1 * p\ * b2)
[166] 한편, 코-페이즈 성분 없이 Hp 과 Vpol 각각에 대해 결합에 사용되는 페이즈 계수를 독립적으로 설정하기 위해서는 아래와 같이 서브샘플링 한다.
Hp이과 Vpol 각각에 대해 결합에 사용되는 페이즈 계수를 독립적으로 설정함에 따라서 Hpol의 범 과 Vx)l의 범은 서로 같을 수도 있고 다를 수 있게 된다. 그 결과 코드북을 이용하여 다양한 채널 방향에 대한 표현이 가능해진다.
[167] c0,0,l e {1,-1}으로 설정하여 b2를 0도 또는 180도 회전하여 결합하거나 또는 c0,0,ie {1J} 으로 설정하여 b2를 0도 또는 90도 회전하여 결합할 수 있다. 또한 cl,0,l =e {1,-1}으로 설정하여 b2를 0도 또는 180도 회전하여 결합하거나 또는 cl,0,ie{l,j} 으로 설정하여 b2를 0도 또는 90도 회전하여 결합할 수 있다. 추가적으로, cl,0,0=l로 제한하고， c0,l,l=c0,0,l로 제한하며, cl,l,0=-l로 제한하고， cl,l,l=- cl,0,l로 제한하여 피드백하지 않는다. 그 결과 수학식 13은 수학식 16와 같이 변경될 수 있다. [168] 【수학식 16】
"b1 + c0,0,1 *p]*b2 b1 + c0,0,1 * ^1 * b2ᅳ
[169] Lb1 + c1,0,1* 1*b2 -b1-c1,0,1*>Dl*b2_
[170] <제 3 실시예 >
[171] 마지막으로， 본 발명의 제 3 실시예인 타입 2b 리포트 및 탱크 2에서의 서브샘플링 방법을 설명한다. 상술한 바와 같이 WB W2와 WB CQI가 함께 전송되는 타입 2b 리포트의 경우에는， 탱크 2 이상 에서 CQI 는 7 비트이므로， W2는 4 비트만을 이용하여 전송하여야 한다.
[172] 1) 제 1 방안
[173] 이를 위해 상술한 제 2 실시예의 수학식 15와 그에 따른 IX 계수 c값의 제한을 이용하되, 4 비트를 만족시키기 위해 cO,0,ie{l,-l,j,-j} 및 Cl,0,0e{i,- 1J，- j}로 제한한다. 그리고 cl,l,0=-cl,0,0로 제한하며 , cO,l,l= cO,0,l로 제한하여 피드백하지 않는다. 또한， cl,0,l=cl,0,0*cO,0,l로 제한하고, cl,l,l=- cl,0,0* cO,0,l로 제한하여 피드백하지 않는다.
[174] cl,0,0으로 코-페이즈 성분이 피드백되므로, cl,0,0을 1로 설정하는 경우와 -1로 설정하는 경우는 두 레이어와 빔 간의 맵핑을 퍼뮤테이션 (permutation)한 관계에 지나지 않는다. 즉, cl,0,0가 1인 경우 첫 번째 레이어를 첫 번째 빔 백터에 맵핑하고 두 번째 레이어를 두 번째 범 백터에 맵핑한 것이다. 반면에, cl,0,0가 -1인 경우 첫 번째 레이어를 두 번째 빔 백터에 맵핑하고, 두 번째 레이어를 첫 번째 범 백터에 맵핑한 것이다. 결과적으로, cl,0,0가 1과 -1인 경우의 성능 차이는 없다. 마찬가지로, cl,0,0가 j와 -j인 경우 역시 성능 차이가 없다.
[175] 따라서， cl,0,0e{l,j}로 설정하는 것이 바람직하고, 이로써 감소한 1비트를 다른 c 계수 피드백에 사용할 수 있으며, 또는 피드백에 사용하지 않는 경우에는 경우의 수가 4비트에서 3비트로 줄어들어 코딩 이득 (coding gain)을 얻을 수 있다. 감소한 1비트를 다른 c 계수 피드백에 사용하는 것은 아래 제 2 방안에서 설명한다.
[176] 2) 제 2 방안
[177] 상술한 바와 같이， ，에^^，-^，-^로 제한하여 2 비트 정보로 표현하고, cl,0,0e{l,j}로 제한하여 1 비트 정보로 표현한 경우， cl,0,ie{l,-l}로 제한하여 b2를 0도 또는 180도 회전하여 결합하거나 또는 cl,0,ie{lj}로 제한하여 b2를 0도 또는 90도 회전하여 결합할 수 있다. 즉， cl,0,ie{l,-l} (또는 {1J})로 제한하여
1 비트 정보로 표현할 수 있다.
[178] 또한, c0,l,l=c으 0,1로 제한하고， cl,l,0=-cl,0,0로 제한하되， cl,l,l=- cl,0,0* cl,0,l로 제한하여， c0,l,l, cl'1,0 및 cl,l,l은 피드백 하지 않는다. 그 결과 수학식 13은 수학식 17과 같이 변경될 수 있다. 수학식 17에 따르면 2 비트의 c0,0,l에 관한 정보, 1 비트의 cl,0,0에 관한 정보 및 1 비트의 cl,0,l에 관한 정보, 즉 총 4 비트의 정보로 W2를 표현할 수 있다.
[179] 【수학식 17】
" b1 + cO,0,1*/Ol*b2 b1 + c0,0,1*^1*b2 ―
[180] l-0-0*( 1 + £:1,0,1*^1*52) - c1,0,0 * (b1 + d,0,1 * * 02)」
[181] 정리하면， 단말은 전체 IX 코드북에서 상기 수학식 17을 만족하는 행렬들만을 W2에 관한 프리코더로 기지국으로 보고하는 것이다. 특히, 두 번째 레이어에 대응하는 열 백터는 첫 번째 레이어에 대응하는 열 백터에 대하여 월시 (walsh) 코드가 적용되어 직교하도록 구성되며, 첫 번째 레이어에 대웅하는 열 백터와 두 번째 레이어에 대웅하는 열 백터는 코-페이즈를 지시하는 계수들이 c0,0,l, cl,0,0 및 cl,0,l로서 동일한 것을 알 수 있다. 특징적으로, c0,0,l은 2 비트로 지시되고, cl,0,0 및 cl,0,l은 각각 1 비트로 지시되어 총 4 비트로 W2가 표현된다.
[182] 추가적으로， 수학식 17을 보다 단순화 시켜 아래 수학식 18과 같이 표현할 수도 있다 특히 아래 수학식 18은 C1, 0,0* 0)1 + ^0,1*^1*02) 가 c1,0,0*b1 + c ),1* ?1*b2 로 단순화된 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, c1, 0,0*^71,0,1*^1*02 에서 인자 d,0,0만이 제외된 ^0,1*^1*02 인 것을 알 수 있다.
[183] 【수학식 18】
[184]
Figure imgf000033_0001
[185] 3) 제 3 방안
[186] 한편, 위에서는 cO,0,l과 cl,0,l은 각각 cO,0,le 로 제한하고， cl,0,0 e {1J}로 제한되므로， 총 8가지 조합이 가능하다. 8 가지 조합 중 cO,0,l=cl,0,l를 만족하는 조합은 두개 뿐이다.
[187] 수학식 17에서 cO,0,l=cl,0,l인 경우， Vpol 안테나에 대한 범과 Hpol 안테나에 대한 빔은 서로 같으며 단지 빔 간의 위상차이만 cl,0,0만큼 존재하게 되므로， 현재 Rel-13 LTE의 코드북과 동일한 구조를 갖게 된다. 이러한 구조는 X- Pol 안테나의 채널특성을 잘 반영하는 구조로 알려져 있다.
[188] 따라서， cO,0,l=cl,0,l을 만족하는 조합을 늘리기 위해서 cl,0,l을 {1,-1} (또는 UJ})에서 c으 0,1과 독립적으로 선택하도톡 수정할 수 있다. 물론, cl,0,l을 제외한 모든 c 계수들은 제 2 방안에서 상술한 바와 같다. 1비트 피드백을 활용하여 cl,0,l = c0,0,l 또는 cl,0,l=-c0,0,l를 UE가 선택 /보고할 수 있도톡 한다면， c0,0,l과 cl,0,l은 총 8가지 조합 중 4개에 대해 c0,0,l=cl,0,l를 만족하게 된다. 또는 유사하게 cl,0,l=c0,0,l 또는 cl,0,l=j* c0,0,l를 1비트로 선택할 수 있도록 할 수도 있다.
[189] 4) 제 4 방안
[190] 마지막으로， c0,0,l e {1,-1J，- j}로 제한하고， cl,0,l {1,-1， j ,-j}로 제한하여 각각 2비트로 서브샘플링을 적용하고 나머지 c 계수는 상술한 바와 제 3 방안과 동일하게 구성할 수 있다.
[191] 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 예를 도시한다.
[192] 도 10을 참조하면, 단계 1001에서 단말은 기지국으로부터 참조 신호를 수신하고， 단계 1003에서 단말은 상기 기지국으로 채널 상태 정보를 보고하는 한다. 특히， 본 발명은 램크에 관한 정보를 포함하는 제 1 채널 상태 정보를 보고하고， 상기 리딩 빔 지시자 및 상기 세컨드 빔 지시자에 관한 정보를 포함하는 제 2 채널 상태 정보를 보고하며， 상기 채널 품질 지시자 및 상기 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하는 제 3 채널 상태 정보를 보고하는 경우를 포함한다. 특징적으로， 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 탱크가 2인 경우, 상기 프리코딩 행렬 인덱스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며, 상기 서브샘플링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 제 1 열 백터와 상기 제 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고， 상기 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고, 상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들과 동일하게 설정된다.
[ 193] 보다 구체적으로， 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 1 계수는 2 비트로 지시되고 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 2 계수 및 제 3 계수는 각각 1 비트로 지시된다ᅳ 또한， 상기 제 1 열 백터 및 상기 제 2 열 백터는, 리딩 빔 지시자와 상기 제 1 계수가 반영된 세컨드 범 지시자가 선형 결합된 제 1 요소; 및 상기 제 2 계수가 반영된 상기 리딩 범 지시자와 상기 제 3 계수가 반영된 상기 세컨드 빔 지시자가 선형 결합된 제 2 요소를 포함한다. 특히, 상기 제 2 열 백터는 상기 제 1 열 백터에 월시 (walsh) 코드가 적용된 것이다.
[ 194] 도 11은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
[ 195] 도 11을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 110) 및 단말 (UE, 120)을 포함한다. 기지국 (110)은 프로세서 (112)， 메모리 ( 114) 및 무선 주파수 (Radio Frequency, RF) 유닛 ( 116)을 포함한다. 프로세서 (112)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 ( 114)는 프로세서 (112)와 연결되고 프로세서 (112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (116)은 프로세서 (112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 단말 (120)은 프로세서 (122)， 메모리 (124) 및 RF 유닛 (126)을 포함한다. 프로세서 (122)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 ( 124)는 프로세서 (122)와 연결되고 프로세서 ( 122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 ( 126)은 프로세서 ( 122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 (110) 및 /또는 단말 (120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
[196] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다ᅳ 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[ 197] 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신올 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국 ( f ixed stat ion) , Node B, eNodeB(eNB) , 억세스 포인트 (access point ) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
[ 198] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단， 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 ( f irmware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(appl icat ion speci f ic integrated circui ts) , DSPs(digi tal signal processors) , DSPDs(digi tal signal processing devi ces) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs (f ield programmabl e gate arrays) , 프로세서， 콘트를러, 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[199] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다.
[200] 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[201] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[202] 상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 정보를 주기적으로 송신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선. 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로 선형 결합 코드북에 기반하여 주기적으로 채널 상태 정보를 보고하는 방법에 있어서，
상기 기지국으로부터 참조 신호를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로， 상기 참조 신호에 기반하여 산출된 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하고,
상기 채널 상태 정보는 채널 품질 지시자 및 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보를 포함하며，
상기 참조 신호에 기반하여 산출된 탱크가 2인 경우， 상기 프리코딩 행렬 인덱스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며,
상기 서브샘플링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 제 1 열 백터와 상기 제 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고,
상기 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고,
상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들과 동일한 것을 특징으로 하는,
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 1 계수는 2 비트로 지시되고， 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 2 계수 및 제 3 계수는 각각 1 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는，
채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 3]
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 열 백터 및 상기 제 2 열 백터는， 리딩 빔 지시자와 상기 제 1 계수가 반영된 세컨드 빔 지시자가 선형 결합된 제 1 요소; 및
상기 제 2 계수가 반영된 상기 리딩 범 지시자와 상기 제 3 계수가 반영된 상기 세컨드 범 지시자가 선형 결합된 제 2 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는， 채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 4】
제 3 항에 있어서，
상기 제 2 열 백터는，
상기 제 1 열 백터에 월시 (walsh) 코드가 적용된 것을 특징으로 하는， 채널 상태 정보보고 방법 .
【청구항 5】
제 3 항에 있어서，
상기 채널 상태 정보를 보고하는 단계는，
상기 탱크에 관한 정보를 포함하는 제 1 채널 상태 정보를 보고하는 단계 ; 상기 리딩 빔 지시자 및 상기 세컨드 범 지시자에 관한 정보를 포함하는 제
2 채널 상태 정보를 보고하는 단계; 및
상기 채널 품질 지시자 및 상기 프리코딩 행렬 인텍스에 관한 정보를 포함하는 제 3 채널 상태 정보를 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는， 채널 상태 정보 보고 방법 .
【청구항 6】
무선 통신 시스템에서 단말로서，
무선 통신 모들; 및
상기 무선 통신 모들과 연결되어， 기지국으로부터 수신한 참조 신호에 기반하여 채널 상태 정보를 산출하고， 상기 기지국으로 상기 채널 상태 정보를 보고하는 프로세서를 포함하고，
상기 채널 상태 정보는 채널 품질 지시자 및 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하며，
상기 참조 신호에 기반하여 산출된 탱크가 2인 경우, 상기 프리코딩 행렬 인덱스는 서브샘플링된 코드북에서 선택되며，
상기 서브샘플링된 코드북을 구성하는 프리코딩 행렬은 제 1 레이어를 위한 제 1 열 백터와 상기 제 1 열 백터와 직교하는 제 2 레이어를 위한 제 2 열 백터로 구성되고,
상기 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보는 4 비트 사이즈로서 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 (cophase) 계수들을 지시하고，
상기 제 2 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들은 상기 제 1 열 백터를 정의하는 3개의 코-페이즈 계수들과 동일한 것을 특징으로 하는，
단말.
【청구항 7】
제 6 항에 있어서,
상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 1 계수는 2 비트로 지시되고， 상기 3개의 코-페이즈 계수들 중 제 2 계수 및 제 3 계수는 각각 1 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는，
단말.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 열 백터 및 상기 제 2 열 백터는,
리딩 빔 지시자와 상기 제 1 계수가 반영된 세컨드 빔 지시자가 선형 결합된 제 1 요소; 및
상기 제 2 계수가 반영된 상기 리딩 빔 지시자와 상기 제 3 계수가 반영된 상기 세컨드 빔 지시자가 선형 결합된 제 2 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.
【청구항 9】
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 열 백터는， ᅳ
상기 제 1 열 백터에 월시 (walsh) 코드가 적용된 것을 특징으로 하는, 단말. 【청구항 10】
제 9 항에 있어서，
상기 프로세서는,
상기 램크에 관한 정보를 포함하는 제 1 채널 상태 정보를 보고하고, 상기 리딩 빔 지시자 및 상기 세컨드 범 지시자에 관한 정보를 포함하는 제 2 채널 상태 정보를 보고하며， 상기 채널 품질 지시자 및 상기 프리코딩 행렬 인덱스에 관한 정보를 포함하는 제 3 채널 상태 정보를 보고하는 것을 특징으로 하는，
단말.
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