KR101615236B1 - 다중 셀 협력 통신을 위한 적응적 피드백 및 적응적 전송 모드 결정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 다중 셀 협력 통신을 위한 적응적 피드백 및 적응적 전송 모드 결정 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 셀 협력 통신에 대해 단말이 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 방법은, 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널의 평균 신호대 잡음비를 측정하여 상기 기지국으로 전송하는 단계; 기지국으로부터 상기 평균 신호대 잡음비에 기초하여 결정된 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 수신하는 단계; 상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여, 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 코드북을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 코드북을 이용하여 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 채널 정보를 양자화하고, 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택될 수 있다.

Description

다중 셀 협력 통신을 위한 적응적 피드백 및 적응적 전송 모드 결정 방법 및 장치{A METHOD FOR ADAPTIVE FEEDBACK AND ADAPTIVE TRANSMISSION MODE DETERMINATION FOR MULTI-CELL COOPERATIVE TRANSMISSION AND AN APPRATUS FOR THE SAME}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 다중 셀 협력 통신을 위한 적응적 피드백 및 적응적 전송 모드 결정 방법 및 장치에 대한 것이다.

다중 입출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 기술은 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 기술이다. 단일 안테나를 사용하면 수신측은 데이터를 단일 안테나 경로(path)를 통해 수신하지만, 다중 안테나를 사용하면 수신단은 여러 경로를 통해 데이터를 수신한다. 따라서, 데이터 전송 속도와 전송량을 향상시킬 수 있고, 커버리지(coverage)를 증대시킬 수 있다.

다중 셀 환경에서 개선된 MIMO 전송을 적용함으로써 셀 경계에 있는 사용자의 처리량을 개선하기 위한 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point: CoMP) 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. CoMP 시스템을 적용하면 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)을 줄일 수 있고 시스템 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, CoMP 기법에는, 여러 개의 인접 셀들을 하나의 그룹으로 묶어 가상 다중 안테나 시스템 (virtual MIMO system)으로 간주하고 인접 셀들간에 공동 연산 처리를 하는 연합 프로세싱 (joint processing; JP), 인접 셀 간의 빔 패턴을 조절하여 셀간 간섭 문제를 해결할 수 있는 협력 빔포밍 (cooperative beamforming; C-BF) 등의 기법이 있다.

이러한 셀간 협력 통신 기술을 사용함에 있어서 효과적인 성능 향상을 위해서는 협력하는 기지국들이 협력 그룹에 속한 단말들과 형성되는 가상 다중 안테나 채널에 대한 피드백 정보를 얻는 것이 필수적이다.

CoMP 시스템에서 단말이 채널 정보를 기지국에게 피드백함에 있어서, 기지국이 채널 환경에 따른 최적의 협력 전송 기법을 결정할 수 있도록 하면 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 그러나, 현재 논의되고 있는 CoMP 기법에서는, 단말이 채널 정보에 대한 피드백을 적응적으로 제공하고 기지국이 시스템 환경에 따른 협력 통신 기법을 적응적으로 결정하기 위한 구체적인 방안이 마련되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은 CoMP 시스템에서 적응적 채널 정보 피드백 및 적응적 협력 전송 기법 결정을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 셀 협력 통신에 대해 단말이 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 방법은, 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널의 평균 신호대 잡음비를 측정하여 상기 기지국으로 전송하는 단계; 기지국으로부터 상기 평균 신호대 잡음비에 기초하여 결정된 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 수신하는 단계; 상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여, 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 코드북을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 코드북을 이용하여 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 채널 정보를 양자화하고, 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택될 수 있다.

또한, 상기 코드북 선택 단계는, 상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 많을수록 낮은 해상도의 코드북을 선택하고, 상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 적을수록 높은 해상도의 코드북을 선택하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 협력 통신 정보는 협력 단위 및 허용 협력 통신 기법에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코드북은, 상위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보로부터 하위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 셀과의 상기 가상 다중 안테나 채널을 동시에 양자화할 수 있다.

또한, 상기 피드백 정보는 코드북 선택 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국이 적응적으로 다중 셀 협력 통신 기법을 결정하는 방법은, 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널에 대해 측정된 평균 신호대 잡음비를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 평균 신호대 잡음비에 기초하여 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 결정하고 상기 단말에게 전송하는 단계; 상기 단말로부터 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 피드백 정보를 수신하는 단계; 및 상기 피드백 정보에 기초하여 협력 통신 기법을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 피드백 정보는, 상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 선택된 코드북을 이용하여, 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 양자화된 채널 정보를 포함하며, 상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택될 수 있다.

또한, 상기 코드북은, 상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 많을수록 낮은 해상도의 코드북으로 선택되고, 상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 적을수록 높은 해상도의 코드북으로 선택될 수 있다.

또한, 상기 협력 통신 정보는 협력 단위 및 허용 협력 통신 기법에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코드북은, 상위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보로부터 하위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 셀과의 상기 가상 다중 안테나 채널은 동시에 양자화될 수 있다.

또한, 상기 피드백 정보는 코드북 선택 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 협력 통신 기법을 결정하는 단계는, 상기 피드백 정보를 협력 단위 내의 다른 기지국들과 공유하여 상기 협력 통신 기법을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 셀 협력 통신에 대해 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 단말은, 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 수신 모듈을 통하여 상기 기지국으로부터 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 수신하고, 상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여, 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 코드북을 선택하고, 상기 선택된 코드북을 이용하여, 하나 이상의 셀과 상기 단말 간의 가상 다중 안테나 채널에 대한 채널 정보를 양자화하며, 상기 전송 모듈을 통하여, 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 구성되고, 상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 셀 협력 기법을 적응적으로 결정하는 기지국은, 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 수신 모듈을 통하여, 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널에 대해 측정된 평균 신호대 잡음비를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 평균 신호대 잡음비에 기초하여 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 결정하고, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말에게 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여, 상기 단말로부터 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 기초하여 협력 통신 기법을 결정하도록 구성되고, 상기 피드백 정보는, 상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 선택된 코드북을 이용하여, 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 양자화된 채널 정보를 포함하며, 상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 셀 협력 통신에 대해 단말이 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 방법은, 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계; 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널을 추정하고, 제 1 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 제 2 채널 상태 정보 요청을 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로 상기 제 2 채널 상태 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 제 1 채널 상태 정보에 비하여 보다 높은 정밀도를 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 채널 상태 정보는 코드북의 로우 레벨 (low level) 비트 부분을 이용하여 생성되고, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 코드북의 하이 레벨 (high level) 비트 부분을 이용하여 생성될 수 있다.

또한, 상기 파일럿 신호를 수신하는 단계는, 하향링크 제어 신호를 통하여 상기 제 1 채널 상태 정보를 피드백할 서브대역 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 채널 상태 정보 요청을 수신하는 단계는, 하향링크 제어 신호를 통하여 상기 제 2 채널 상태 정보를 피드백할 서브 대역 정보 및 인접 셀의 채널 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국이 적응적으로 다중 셀 협력 통신 기법을 결정하는 방법은, 단말로 파일럿 신호를 전송하는 단계; 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널에 대한 제 1 채널 상태 정보를 수신하는 단계; 상기 단말로 제 2 채널 상태 정보 요청을 전송하는 단계; 상기 단말로부터 상기 제 2 채널 상태 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 채널 상태 정보에 기초하여 협력 통신 기법 및 협력 통신을 수행할 단말을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 제 1 채널 상태 정보에 비하여 보다 높은 정밀도를 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 채널 상태 정보는 코드북의 로우 레벨 (low level) 비트 부분을 이용하여 생성되고, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 코드북의 하이 레벨 (high level) 비트 부분을 이용하여 생성될 수 있다.

또한, 상기 파일럿 신호를 전송하는 단계는, 하향링크 제어 신호를 통하여 상기 제 1 채널 상태 정보를 피드백할 서브대역 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 채널 상태 정보 요청을 전송하는 단계는, 하향링크 제어 신호를 통하여 상기 제 2 채널 상태 정보를 피드백할 서브 대역 정보 및 인접 셀의 채널 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 채널 상태 정보를 이용하여 상기 제 2 채널 상태 정보를 요청할 하나 이상의 단말을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 셀 협력 통신에 대해 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 단말은, 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 수신 모듈을 통하여, 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하고, 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널을 추정하고, 상기 전송 모듈을 통하여 제 1 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여, 상기 기지국으로부터 제 2 채널 상태 정보 요청을 수신하고, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 기지국으로 상기 제 2 채널 상태 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 제 1 채널 상태 정보에 비하여 보다 높은 정밀도를 가질 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 셀 협력 기법을 적응적으로 결정하는 기지국은, 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수신 모듈; 상기 단말로 하향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및 상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 기지국을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말로 파일럿 신호를 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여 상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널에 대한 제 1 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 전송 모듈을 통하여 상기 단말로 제 2 채널 상태 정보 요청을 전송하고, 상기 수신 모듈을 통하여 상기 단말로부터 상기 제 2 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 제 2 채널 상태 정보에 기초하여 협력 통신 기법 및 협력 통신을 수행할 단말을 결정하도록 구성되고, 상기 제 2 채널 상태 정보는 상기 제 1 채널 상태 정보에 비하여 보다 높은 정밀도를 가질 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따를 경우, 피드백 오버헤드를 증가시키지 않고 적응적 채널 정보 피드백을 제공하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 각 실시형태에 따르면, 시스템 환경에 맞는 적절한 협력 통신 기법을 적응적으로 결정할 수 있다.

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.

도 1은 인트라 기지국(intra eNB)과 인터 기지국(inter eNB)의 CoMP 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말 장치를 제어하는 프로세서 및 기지국 장치를 제어하는 프로세서의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 셀간 협력 통신을 위한 적응적 채널 정보 피드백 방식의 흐름도이다.
도 4(a)는 적응적 채널 정보 피드백을 이용하여 협력 통신을 수행하는 단말 및 기지국의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 적응적 채널 정보 피드백 기법을 사용할 때 최종 협력 통신 기법이 결정되는 가능한 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 채널 정보 피드백 방안에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 협력 전송을 위한 협력 단위 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 기지국 장치의 프로세서의 기능 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 단말기 장치의 프로세서의 기능 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 기지국과 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 하이브리드 방식에 대한 흐름도이다.
도 14는 도 15 내지 17의 시뮬레이션을 위해 사용된 협력 단말과 비협력 단말을 위한 서브대역 구조를 나타낸다.
도 15 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리 방안에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서 기지국이라는 용어는 셀 또는 섹터를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 서빙 기지국(serving base station) 은 서빙 셀이라고도 할 수도 있으며, 협력 기지국은 협력 셀이라고도 할 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 LTE-A 표준을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

협력 멀티 포인트( CoMP ) 시스템

도 1을 참조하여 협력 멀티 포인트(Coordinated Multi-Point: CoMP) 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 인트라 기지국(intra eNB)과 인터 기지국(inter eNB)의 CoMP 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 다중 셀(Multi Cell) 환경에서 인트라 기지국(110, 120) 및 인터 기지국(130)이 존재한다. LTE 시스템에서 인트라 기지국은 몇 개의 셀(혹은 섹터)로 이루어져 있다. 특정 단말이 속한 기지국에 속한 셀 들은 특정 단말과 인트라 기지국(110, 120) 관계에 있다. 즉, 단말이 속한 자신의 셀과 같은 기지국을 공유하는 것이 셀 들은 인트라 기지국(110, 120)에 해당하는 셀 들이며 다른 기지국들에 속한 셀 들은 인터 기지국(130)에 해당하는 셀들이 된다. 이와 같이, 특정 단말과 동일한 기지국을 기반으로 하고 있는 셀 들은 x2인터페이스를 통해 정보(예를 들어 데이터, 채널상태정보(Channel State Information: CSI))를 주고 받지만, 다른 기지국을 기반으로 하고 있는 셀 들은 백홀(140) 등을 통해서 셀 간 정보를 주고 받을 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 셀 내에 있는 단일 셀 MIMO 사용자(140)는 한 셀(섹터)에서 하나의 서빙 기지국과 통신하고, 셀 경계에 위치한 다중 셀 MIMO 사용자(150)는 다중 셀(섹터)에서 다수의 서빙 기지국과 통신할 수 있다.

CoMP 시스템은 다중 셀 환경에서 개선된 MIMO 전송을 적용함으로써 셀 경계에 있는 사용자의 처리량을 개선하기 위한 시스템이다. CoMP 시스템을 적용하면 다중 셀 환경에서 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)을 줄일 수 있다. 예를 들어, 제로 포싱 빔포밍(zero-forcing beamforming), 블록 대각선화(block diagonalization)와 같이 서로 간섭의 영향을 많이 주고 받는 여러 인접 셀들을 하나의 그룹으로 묶어 가상 다중 안테나 시스템 (virtual MIMO system)으로 간주하고 이를 이용하여 셀 간에 공동 연산 처리를 하는 연합 프로세싱(JP) 방식과, 인접 셀 간의 빔 패턴을 조절하여 셀간 간섭 문제를 해결할 수 있는 협력-빔포밍(C-BF) 방식 등이 CoMP 전송 방식으로 이용될 수 있다.

이러한 CoMP 시스템을 이용하면, 단말은 다중-셀 기지국(Multi-cell base station)으로부터 공동으로 데이터를 지원받을 수 있다. 또한, 각 기지국은 동일한 무선 주파수 자원(Same Radio Frequency Resource)을 이용하여 하나 이상의 단말에 동시에 지원함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 기지국은 기지국과 단말 간의 채널상태정보에 기초하여 공간 분할 다중접속(Space Division Multiple Access: SDMA) 방법을 수행할 수 있다.

CoMP 시스템에서 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국들은 백본망(Backbone Network)을 통해 스케줄러(scheduler)에 연결된다. 스케줄러는 백본망을 통하여 각 기지국이 측정한 각 단말 및 협력 기지국 간의 채널 상태에 관한 채널 정보를 피드백 받아 동작할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러는 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국에 대하여 협력적 MIMO 동작을 위한 정보를 스케줄링할 수 있다. 즉, 스케줄러에서 각 기지국으로 협력적 MIMO 동작에 대한 지시를 직접 내릴 수 있다.

상술한 바와 같이 CoMP 시스템은 복수개의 인접한 셀들을 하나의 그룹으로 묶어 가상 MIMO 시스템으로 동작하는 것이라 할 수 있으며, 기본적으로는 다중 안테나를 사용하는 MIMO 시스템의 통신 기법이 적용될 수 있다.

MIMO 시스템에는 수신단으로부터의 피드백 정보를 이용하지 않는 개루프(open-loop) 방식과 수신단으로부터의 피드백 정보를 이용하는 폐루프(closed-loop) 방식이 있다. 폐루프 방식은 수신단이 채널 상태에 관한 피드백 정보를 송신단으로 전송하고 이를 통해 송신단이 채널 상태를 파악하도록 하여 무선 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 폐루프 MIMO 시스템은 송신단이 수신단으로부터 전송된 채널 환경에 관한 피드백 정보를 이용하여 전송 데이터에 소정의 처리를 하여 채널의 영향을 최소화하는 프리코딩(precoding) 기법을 사용한다.

프리코딩 기법에는 코드북 기반 프리코딩(codebook based precoding) 방식과 채널 정보를 양자화(quantization)하여 피드백하는 프리코딩 방식이 있다.

코드북 기반 프리코딩 방식은 수신단이 송수신단 간에 미리 공유하고 있는 코드북에서 프리코딩 행렬을 선택하여 선택된 프리코딩 행렬의 인덱스를 송신단으로 피드백하면, 송신단이 피드백된 프리코딩 행렬을 이용하여 송신 데이터를 변형하는 방식이다. 채널 정보를 전부 피드백하는 것은 시스템 오버헤드가 크기 때문에, 코드북 기반의 인덱스만을 송신단으로 피드백하여 시스템 오버헤드를 줄일 수 있다. 즉, 피드백하기 위한 채널 정보를 양자화하여 미리 코드북을 구성하고 코드북에 포함된 프리코딩 행렬 각각에 인덱스를 할당하며, 이 코드북을 송신단과 수신단에서 미리 공유하고 있고, 수신단이 인덱스만을 송신단으로 피드백하도록 하여 시스템의 오버헤드를 줄일 수 있다.

CoMP 시스템에서도 위와 같은 코드북 기반 프리코딩 방식을 이용하여 다중 셀 환경에서 수신단(단말)이 채널 정보를 송신단(기지국)에게 피드백하는 방식이 적용될 수 있다.

구체적으로, CoMP 시스템이 효과적으로 동작하기 위해서는, 협력하는 기지국들과 협력 그룹에 속한 단말들과의 사이에서 형성되는 가상 다중 안테나 채널의 프리코딩 행렬 인덱스 (Precoding Matrix Index; PMI), 각각의 스트림(stream)의 신호-대-잡음비(Signal-to-Noise Ratio; SNR) (또는 신호-대-간섭및잡음비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR), 전송할 수 있는 독립적인 데이터 개수 (즉, 랭크 정보) 등의 정보가 단말로부터 기지국에게 피드백될 필요가 있다.

단말이 CoMP 동작에 필요한 채널 정보를 피드백하는 방식으로, 기존 단일 셀 통신에서 사용하던 채널 정보 피드백 기법을 연장하는 방식, 즉, 단말이 하나의 기지국과의 채널의 PMI, 신호대 잡음비, 랭크를 나타내기 위한 각각의 비트수를 고정적으로 사용하는 단일 코드북을 이용하여 협력하는 각 기지국과의 채널 정보를 양자화한 후, 이를 기지국에게 피드백하는 방식을 고려할 수 있다 (예를 들어, 3GPP LTE 기고문 R1-094243 등). 이러한 방식에서는 단말이 각 기지국과의 채널의 PMI간 위상차 정보를 추가적으로 양자화하여 피드백하는 것이 요구될 수 있다.

예를 들어, 단말이 신호대 잡음비 및 셀간 간섭 정보를 기지국에 피드백하면, 이 피드백 정보를 이용하여 각 인접 기지국들은 협력 단위 및 협력 통신 기법을 정하고 그 결과를 단말들에게 전송할 수 있다. 단말은 기지국이 전송한 정보를 이용하여 하나의 기지국과의 채널의 PMI, 신호대 잡음비, 랭크를 나타내기 위한 각각의 비트수를 고정적으로 사용하는 단일 코드북을 이용하여 협력하는 각 기지국과의 채널 정보를 양자화하고, 필요할 경우 각 기지국과의 채널의 PMI간 위상차 정보도 추가적으로 양자화하여 기지국에 함께 피드백할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 각 단말이 피드백한 정보를 이용하여 셀간 협력 통신을 수행할 수 있다.

위와 같은 채널 정보 피드백 방식에 의하면, 기존 단일 셀 통신에서 사용하던 채널 피드백 기법을 단순 연장하는 방식으로 피드백 오버헤드 대비 성능이 낮아 효율적이지 않을 수 있다. 예를 들어, 단말이 기지국이 정한 협력 단위 및 협력 통신 기법 등을 고려하지 않고, 하나의 기지국과의 채널의 PMI, 신호대 잡음비, 랭크를 나타내기 위한 각각의 비트수를 고정적으로 사용하는 단일 코드북만을 이용하여 각 기지국과의 채널 정보를 각각 독립적으로 양자화함으로써 성능 향상 여지를 남겨놓고 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 허용 피드백 비트수 내에서 PMI, 신호대 잡음비, 랭크를 각각 나타내는데 필요한 비트수를 유동적으로 사용하는 복수개의 코드북을 미리 작성하여 기지국과 단말이 서로 공유하고, 단말이 기지국에 의해 정해진 협력 단위 및 협력 통신 기법 등을 고려하여 가장 적합한 코드북을 선택하여 셀간 협력 통신에 필요한 채널 정보를 양자화한 후 기지국에 피드백함으로써 피드백 오버헤드 대비 향상된 성능을 얻을 수 있는 방식에 대하여 제안한다. 이 때 단말이 협력하는 각 기지국과의 채널 정보를 독립적으로 양자화하는 방식과는 달리, 협력하는 기지국들과 형성하는 가상 다중 안테나 채널을 동시에 양자화함으로써 PMI간 위상차 정보를 위한 추가 피드백 오버헤드를 줄일 수도 있다. 이에 대해서는 후술하여 구체적으로 설명한다.

한편, 기지국의 스케줄러가 여러 가지 협력 전송 기법 중에서 적절한 것을 선택하기 위해서는, 사용자(단말)들의 분포 및 피드백되는 양자화된 채널의 비트수 등을 고려할 필요가 있다.

효율적인 협력 전송 기법을 결정하기 위한 방식으로서, 단일 레벨 코드북을 이용한 단말로부터의 피드백을 이용하는 것을 고려할 수 있다 (예를 들어, 3GPP LTE 기고문 R1-094219 등). 이러한 방식에 의하면, 단일 레벨의 동일한 코드북을 기지국과 단말이 공유하는 상황에서, 기지국이 기준 신호(Reference Signal, 또는 파일럿 신호(Pilot Signal))를 전송하고, 단말이 기준 신호를 이용하여 채널을 추정하고 선택된 서브 대역에 대한 채널 정보를 양자화하여 단일 레벨의 양자화 비트를 이용해 기지국에게 피드백할 수 있다. 기지국은 단말이 피드백한 정보를 이용하여 협력 전송 모드 결정 및 사용자 스케줄링을 수행하고, 선택된 사용자에게 데이터를 전송할 수 있다. 이에 대하여, 단말은 기지국으로부터의 데이터 전송에 대한 확인응답(ACK/NACK) 정보를 전송할 수 있다.

위와 같은 협력 전송 기법 결정 방식에 의하면, 단말의 피드백을 위한 양자화 비트수가 실제로는 제한됨에 따라, 한 단말이 선택하여 보낼 수 있는 서브 대역의 수가 제한될 수 있다. 협력 전송 기법을 사용하는 협력 단말들이 측정한 채널에 대한 피드백을 할 때, 바람직한 성능을 보장하기 위해 매우 높은 정밀도를 갖는 채널 정보를 전송해 주어야 하는 것을 고려하면, 제한된 피드백 비트수의 문제는 주파수 선택적 특성을 활용하는 데에 장애가 될 수 있다. 따라서 주파수 선택적 특성을 이용할 수 있도록 방식이 요구된다.

또한, 위와 같은 협력 전송 기법 결정 방식에 의하면, 기지국에서 선택할 수 있는 여러 가지 협력 전송 기법들을 각 상황에 맞게 효과적으로 운용하기가 어려울 수 있다. 예를 들어, 단일 레벨의 동일한 코드북 기반의 피드백에 의하면 기지국이 JP 방식의 예상 전송률을 계산함에 있어서 실제 얻을 수 있는 전송률보다 높은 전송률의 결과가 나올 수 있다. 따라서, 협력 전송 기법으로서 C-BF 기법이나 비협력 통신 기법 (no cooperation; NC)를 수행하는 것이 실제로는 더 효율적일 수도 있는 상황에서도, 기지국은 JP를 협력 전송 기법으로 선택하게 될 수 있다. 따라서, 효율적인 전송을 위한 협력 전송 기법 선택이 오히려 비효율적인 전송의 결과를 초래할 수도 있다. 따라서, 상황에 따라 적응적인 셀간 협력 전송 모드를 선택하는 것이 요구된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시형태에서는 단말들의 비례 공평을 최대화하는 협력 전송 모드를 선택하고 협력 전송에 따라 동작하는 단말들을 선택하게 하는 방식을 제안한다. 이에 따르면 피드백의 양을 분산시킬 수 있는 멀티 레벨 코드북의 이용하여 피드백 오버헤드 문제를 해결하고 주파수 선택적 특성을 최대한 이용할 수 있도록 함과 동시에 상황에 맞는 협력 전송 모드를 적응적으로 선택할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 구체적으로 설명한다.

적응적 채널 정보 피드백

이하에서는 다중 셀 통신 시스템에서 셀간 협력 통신을 위한 적응적 채널 정보 피드백 방안에 대하여 설명한다.

도 2(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말 장치를 제어하는 프로세서의 기능 블록도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국 장치를 제어하는 프로세서의 기능 블록도이다.

도 2(a)를 참고하면, 단말기의 프로세서(210)는 평균 신호대 잡음비 측정부(211), 코드북 선택부(212) 및 채널 정보 양자화부(213)로 구성될 수 있다.

평균 신호대 잡음비 측정부(211)는 단말기가 인접셀 기지국(서빙 셀을 포함)으로부터의 평균 신호대 잡음비를 측정하여 기지국에 피드백할 수 있다. 기지국은 단말로부터의 피드백 정보를 이용하여 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 허용 피드백 비트수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말에 의해 측정된 평균 신호대 잡음비가 큰 인접셀에 대해서는 서빙 셀과 같은 협력 단위로 묶어서 적합한 협력 통신 기법을 사용함으로써 간섭을 효과적으로 극복하고 성능을 향상시킬 수 있다.

코드북 선택부(212)는, 미리 작성되어 단말과 기지국 모두에서 공유되어 있는 복수개의 코드북들 중에서 가장 적합한 코드북을 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말이 기지국으로 피드백을 보내기 위해서 기지국으로부터 허용 피드백 비트수를 지정받게 되는데, 지정된 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 기지국으로 피드백할 때에 협력 단위 및 허용 협력 통신 기법에 가장 적합한 코드북을 선택할 수 있다. 코드북 선택부(212)는, 코드북 선택 결과를 채널 정보 양자화부(213) 및 기지국으로 전송할 수 있다.

채널 정보 양자화부(213)는 코드북 선택부(212)가 선택한 코드북을 이용하여 해당 채널 정보를 양자화하여 기지국에 피드백할 정보를 생성할 수 있다.

단말 장치는 프로세서(210) 외에도 수신 모듈, 전송 모듈, 메모리 및 안테나를 포함할 수 있다. 수신 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로 전송할 수 있다. 안테나는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다. 프로세서는 전술한 기능 이외에도, 수신모듈, 전송모듈, 메모리 및 안테나를 포함하는 단말 장치의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 단말 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 2(b)를 참고하면, 기지국의 프로세서(220)는 평균 신호대 잡음비 저장부(221), 협력 단위 결정부(222), 허용 협력 통신 기법 결정부(223), 허용 피드백 비트수 결정부(224), 최종 협력 통신 기법 결정부(225) 및 협력 통신 수행부(226)로 구성될 수 있다.

평균 신호대 잡음비 저장부(221)는 단말기가 측정하여 피드백한 여러 셀들로부터의 평균 신호대 잡음비 정보를 저장한 후 협력 단위 결정부(222), 허용 협력 통신 기법 결정부(223) 및 허용 피드백 비트수 결정부(224)로 전송할 수 있다.

협력 단위 결정부(222)는 단말기가 측정하여 피드백한 평균 신호대 잡음비 정보를 인접한 기지국들과 주고 받아 적절한 협력 단위를 결정할 수 있다. 결정된 협력 단위는 단말에게 전송될 수 있다.

허용 협력 통신 기법 결정부(223)는 단말기들이 피드백한 평균 신호대 잡음비 정보 및 시스템 환경(백홀 지연(backhaul latency) 등)을 함께 고려하여 협력 단위 내의 셀들이 수행할 있는 허용 협력 통신 기법을 결정할 수 있다. 결정된 허용 협력 통신 기법은 단말기들에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 백홀(도 1의 140)을 통하여 셀 간의 공동 연산을 위한 데이터 및 채널 정보의 교환이 수월한 상황인 경우 JP 기법과 같은 상위 협력 통신 기법을 허용 협력 통신 기법으로 선택할 수 있다. 그러나, 백홀 지연이 비교적 커서 셀간 채널 정보만 교환할 수 있는 상황인 경우 JP와 같은 협력 통신 기법을 적용하는 경우 오히려 시스템 성능이 나빠질 수 있으며, 이러한 경우에는 C-BF 기법 등을 허용 협력 통신 기법으로 선택할 수 있다. 또는 백홀 지연이 너무 커서 셀간 정보 교환이 불가능한 경우 NC를 허용 협력 통신 기법으로 선택할 수 있다 (즉, 협력 통신 기법을 적용하지 않을 수 있다).

허용 피드백 비트수 결정부(224)는 단말기가 피드백한 평균 신호대 잡음비 정보와 시스템 및 채널 환경을 함께 고려하여, 단말기가 채널 정보를 양자화하여 피드백하는데 사용할 수 있는 허용 피드백 비트수를 결정할 수 있다. 결정된 허용 피드백 비트수는 단말기에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 상향 링크의 무선 자원 여건 및 채널 환경이 좋아서 채널 정보 피드백을 위한 부담이 적은 경우 허용 피드백 비트수를 크게 정하고, 반대인 경우 허용 피드백 비트수를 작게 정하는 것과 같이, 시스템 및 채널 환경에 따라 적응적으로 허용 피드백 비트수를 정할 수 있다.

최종 협력 통신 기법 결정부(225)는 단말기가 양자화 후 피드백한 채널 정보를 시스템 환경과 함께 고려하여 최종 협력 통신 기법을 선택하여 협력 통신 수행부(226)로 전송할 수 있다. 이 때 기지국은 앞서 지정한 허용 협력 통신 기법 또는 그 하위의 협력 통신 기법을 선택할 수 있다. 예를 들어 단말기가 JP에 필요한 채널 정보를 양자화하여 피드백했다 하더라도, 현재 시스템 환경이 백홀 지연이 심하여 JP를 위한 데이터 교환이 힘든 상황인 경우에는, 하위 협력 통신 기법인 C-BF 또는 NC를 수행할 수 있다. 또한, JP를 수행하기 위한 시스템 환경 조건이 충족되지만, 협력 셀에 속한 일부 단말이 채널 추정을 하지 못하여 이 정보를 사용할 수 없는 경우에도, 하위 협력 통신 기법을 수행할 수 있다. 이러한 협력 통신 기법 결정을 위해서는 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보는 피드백된 상위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보로부터 얻을 수 있어야 하위 협력 통신 기법을 수행하기 위한 별도의 피드백이 요구되지 않을 수 있다. 이에 따라, 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보는 피드백된 상위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보로부터 얻을 수 있도록 코드북이 작성될 필요가 있다.

협력 통신 수행부(226)는 최종 협력 통신 기법 결정부(225)가 결정한 최종 협력 통신 기법에 따른 협력 통신 동작을 수행할 수 있다.

기지국 장치는 프로세서(220) 외에도 수신 모듈, 전송 모듈, 메모리 및 안테나를 포함할 수 있다. 수신 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로 전송할 수 있다. 안테나는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다. 프로세서는 전술한 기능 이외에도, 수신모듈, 전송모듈, 메모리 및 안테나를 포함하는 기지국 장치의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서는 기지국 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 셀간 협력 통신을 위한 적응적 채널 정보 피드백 방식의 흐름도이다. 도 3에서 단말 및 기지국 장치의 기능부는 도 2에서 설명한 프로세서(210 및 220)의 기능부에 대응하므로 중복되는 내용은 설명을 생략한다.

단계 S310에서 단말기는 탐색 가능한 셀 (서빙 셀 및 인접 셀 포함)과의 채널에 대한 평균 신호대 잡음비를 측정하여 기지국에 피드백할 수 있다. 인접한 기지국들은 단말기들이 피드백한 평균 신호대 잡음비를 백홀을 통해 서로 주고 받고 시스템 환경 등을 함께 고려하여, 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 허용 피드백 비트수를 결정하여 그 결과를 단말기들에게 전송할 수 있다 (단계 S320, S330 및 S340).

여기서 협력 단위란 협력 통신 기법을 동시에 수행하는 셀의 집합을 의미한다. 허용 협력 통신 기법이란 시스템 환경 등을 고려해 협력 단위 내의 셀들이 지원할 수 있는 최상위 협력 통신 기법을 의미하며, 이 때 최종적으로 수행하는 협력 통신 기법은 허용 협력 통신 기법보다 하위 협력 통신 기법들을 포함할 수도 있다. 즉, 기지국들 사이에서 유선으로 연결된 백홀의 용량이 커서 각 셀의 데이터 및 채널 정보의 교환이 수월할 경우 공동 연산 처리 협력 통신 기법 (JP) 등의 상위 협력 통신 기법을 허용 협력 통신 기법으로 정하는 것이 효과적이며, 그렇지 않은 경우 협력 빔포밍 (C-BF)이나 비협력 통신 (NC)으로 허용 협력 통신 기법으로 결정할 수 있다.

예를 들어, 인접한 3 개의 셀이 같은 협력 단위에 속해 있는 상황에서 허용 협력 통신 기법은 다음과 같이 결정될 수 있다. 단말기들이 피드백한 신호대 잡음비 및 시스템 환경을 고려하여 협력 통신 기법으로서 최대 JP 기법까지 지원될 수 있는 경우에, 3 개의 셀이 서로 간섭을 크게 주고 받는 경우 3JP (3 개의 셀이 모두 JP 수행)를, 두 셀이 간섭을 크게 주고 받고 한 셀은 간섭의 영향이 작은 경우에는 2JP+1NC (두 셀은 JP 수행, 한 셀은 NC 수행)를 허용 협력 통신 기법으로 결정할 수 있다. 또는, 단말기들이 피드백한 신호대 잡음비 및 시스템 환경을 고려하여 협력 통신 기법으로서 최대 C-BF 기법까지 지원될 수 있는 경우에는, 3 개의 셀이 서로 간섭을 크게 주고 받는 경우 3C-BF (3 개의 셀이 모두 C-BF 수행)를, 두 셀이 간섭을 크게 주고 받고 한 셀은 간섭의 영향이 작은 경우 2C-BF+1NC (두 셀은 C-BF 수행, 한 셀은 NC 수행)를 허용 협력 통신 기법으로 결정할 수 있다. 또는, JP 기법 또는 C-BF 기법이 지원되는지 여부와는 상관없이 3 개의 셀이 서로 간섭의 영향이 작은 경우에는 3NC (3 개의 셀이 모두 NC 수행)를 허용 협력 통신 기법으로 결정할 수도 있다.

기지국으로부터 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 허용 피드백 비트수를 지정받은 단말기는 코드북 선택을 수행할 수 있다(S350). 이 때, 복수개의 코드북이 미리 작성되어 단말과 기지국에서 모두 공유되어 있고, 단말은 복수개의 코드북들 중에서 지정받은 허용 피드백 비트수를 모두 사용하였을 때 협력 단위 및 허용 협력 통신 기법에 가장 적합한 코드북을 선택할 수 있다. 선택된 코드북에 대한 정보는 단말의 채널 정보 양자화 및 기지국의 최종 협력 통신 기법 결정을 위해서 사용될 수 있다.

미리 정의된 복수개의 코드북은, 일반적으로 사용할 수 있는 여러 가지 허용 피드백 비트수, 일반적으로 형성될 수 있는 협력 셀의 개수, 일반적으로 사용되는 송수신 안테나 개수 등을 고려하여 협력하는 셀 간 형성되는 가상 다중 안테나 채널을 동시에 양자화할 수 있는 코드북들로 미리 작성될 수 있다.

단계 S360에서 단말은 선택된 코드북 정보에 기반하여 해당 채널을 양자화한 후 채널 정보를 결정한 코드북 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이에 따라 양자화된 채널 정보를 피드백하기 위한 평균 피드백 비트수를 감소시켜 시스템 오버헤드를 감소할 수 있다.

또한, 단말이 코드북 선택 정보를 기지국으로 피드백하기 위한 비트수를 줄이기 위하여, 미리 작성되어 기지국과 단말기에서 공유하는 코드북들 중에서 해당 시스템 환경에서 사용하기에 적합한 최소한의 코드북들만을 선택하여 그 중에서 코드북을 선택하고 채널 정보를 양자화할 수 있다.

기존의 단일 코드북 기반 피드백 방식에서는, 복수개의 셀과 형성하는 다중 안테나 채널 전체에 대한 피드백 정보의 비트수는 하나의 셀과 형성하는 다중 안테나 채널에 대한 피드백 정보의 비트수보다 클 수 있고, 상위 협력 통신 기법에 대한 피드백 정보의 비트수는 하위 협력 통신 기법에 대한 피드백 정보의 비트수보다 클 수 있다. 즉, 협력 단위에 속하는 셀의 개수 및 협력 통신 기법에 따라서 피드백 정보 비트수가 가변하게 되고, 셀 간의 위상차 정보가 추가적으로 요구될 수 있어, 시스템 오버헤드가 증가할 수 있다.

그러나, 본 발명의 복수개의 코드북에 기반한 피드백 방식에 따르면, 단말기는 기지국이 지정한 허용 피드백 비트수를 고정으로 사용하면서 셀 간 위상차 정보를 추가적으로 제공하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 단말은 상위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보 양자화를 위하여 낮은 해상도(low resolution) 코드북을 사용하고, 반대로 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보 양자화를 위하여 높은 해상도(high resolution) 코드북을 사용할 수 있다. 예를 들어, 3 개의 셀이 같은 협력 단위에 속해 있는 상황에서 허용 피드백 비트수가 N_CQ 인 경우를 가정한다. 허용 협력 통신 기법이 3JP 기법 또는 3C-BF 기법일 때 단말기는 N_CQ 모두를 이용하여 3 개의 셀의 기지국들과 형성하는 가상 다중 안테나 채널 전체를 양자화할 수 있는 코드북(예를 들어, 낮은 해상도 코드북)을 선택할 수 있다. 또는, 허용 협력 통신 기법이 2JP+1NC 기법 또는 2C-BF+1NC 기법인 경우에는, 2JP 또는 2C-BF에 속한 단말기는 N_CQ 모두를 이용하여 관련된 2 셀의 기지국들과 형성하는 가상 다중 안테나 채널 전체를 양자화할 수 있는 코드북(예를 들어, 중간 해상도 코드북)을 선택하고, 1NC에 속한 단말기는 N_CQ 모두를 이용하여 하나의 서빙 셀과 형성하는 다중 안테나 채널을 양자화할 수 있는 코드북(예를 들어, 높은 해상도 코드북)을 선택할 수 있다. 허용 협력 통신 기법이 3NC인 경우 각 단말기는 N_CQ 모두를 이용하여 하나의 서빙 셀과 형성하는 다중 안테나 채널을 양자화할 수 있는 코드북(예를 들어, 높은 해상도 코드북)을 선택할 수 있다.

다시 말하자면, 기지국은 단말에게 소정의 값을 가진 허용 피드백 비트수를 지정할 수 있고, 허용 피드백 비트수는 예를 들어, 30 비트로 주어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 시스템 조건에 따라 다른 값으로 허용 피드백 비트수가 주어질 수 있다. 단말은 기지국에 의하여 지정받은 허용 피드백 비트수를 고정적으로 사용하면서 가상 MIMO 채널에 대한 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 가상 MIMO 채널의 개수는 협력 단위에 속한 셀의 개수 등에 의하여 가변할 수 있지만, 단말은 허용 피드백 비트수를 고정적으로 사용하면서 채널 정보를 피드백할 수 있다. 이에 대하여 협력 단위에 속한 셀의 개수와 채널 정보 피드백 비트의 관계를 단순화시켜 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 3 개의 셀과의 채널 정보를 피드백하는 경우에는 각 셀 당 10 비트씩의 피드백을 생성할 수 있고 (10 비트 × 3 = 30 비트), 2 개의 셀과의 채널 정보를 피드백하는 경우에는 각 셀 당 15 비트씩의 피드백을 생성할 수 있으며 (15 비트 × 2 = 30 비트), 1 개의 셀과의 채널 정보를 피드백하는 경우에는 30 비트를 하나의 셀에 대한 피드백에 사용할 수 있다 (30 비트 × 1 = 30 비트). 즉, 고정된 허용 피드백 비트수를 모두 사용하기 때문에, 많은 개수의 셀과의 채널에 대한 정보를 피드백하는 경우에는 낮은 해상도의 코드북을 사용하여 각 셀에 대한 채널 정보 피드백 비트수를 감소시킬 수 있고, 적은 개수의 셀과의 채널에 대한 정보를 피드백하는 경우에는 보다 높은 해상도의 코드북을 사용하여 각 셀에 대한 채널 정보 피드백 비트수를 증가시킬 수 있다. 즉, 협력 단위에 속한 셀의 개수 (채널 정보를 피드백해야 하는 셀의 개수)가 많아질수록 코드북의 해상도는 낮아지는 것으로 표현할 수 있다.

위 예시에서는 설명의 단순화를 위하여 코드북의 선택의 기준으로 협력 단위에 속하는 셀의 개수만을 고려하였지만, 협력 단위는 물론 허용 협력 통신 기법 등을 모두 고려하여 가장 적합한 코드북을 선택할 수 있다.

위와 같이 협력 단위 및 허용 협력 통신 기법에 해당하는 채널 정보를 (기지국으로부터 지정받은 허용 피드백 비트수를 모두 사용할 수 있는) 가장 적합한 코드북을 사용하여 집중적으로 양자화함으로써, 기존의 단일 코드북을 사용하여 각 기지국과의 다중 안테나 채널을 독립적으로 양자화하고 필요할 경우 셀 간의 위상차 정보를 추가적으로 양자화하여 피드백하는 평균 피드백 오버헤드 대비 향상된 성능을 기대할 수 있다.

또한, 복수개의 코드북에 기반한 피드백 방식에 따르면, 단말기는 현재 채널 환경에 따라 적합한 코드북을 사용하여 채널 정보를 양자화할 수 있다. 예를 들어, JP 기법을 허용 협력 통신 기법으로 지정받은 단말기가 현재 협력 단위 내의 일부 셀들의 채널 추정에 실패할 경우에는, 채널 추정에 성공한 협력 셀들의 채널 정보를 가장 효과적으로 양자화할 수 있는 코드북을 선택하여 사용할 수 있다. 이에 따라, 협력 단위 내의 기지국들은 단말기들이 피드백한 코드북 선택 정보 및 채널 정보를 서로 교환하여 시스템 환경 등을 함께 고려하여 최종 협력 통신 기법을 결정하고(S370) 이에 따른 협력 통신을 수행할 수 있다 (S380).

도 4(a)는 적응적 채널 정보 피드백을 이용하여 협력 통신을 수행하는 단말의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

단말기는 평균 신호대 잡음비를 측정하여 기지국에게 채널 정보를 피드백할 수 있다 (S411). 다음으로, 단말기는 기지국에서 결정된 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 허용 피드백 비트수에 대한 정보를 수신할 수 있다 (S412). 단계 S412에서 수신된 정보들에 기초하여 단말기는 복수개의 코드북 중에서 적절한 코드북을 선택하고 선택된 코드북을 이용하여 해당 채널을 양자화할 수 있다 (S413). 여기서, 단말은 미리 작성하여 기지국과 공유하고 있는 복수개의 코드북들 중에서 허용 피드백 비트수를 모두 사용하였을 때 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 현재 채널 환경에 가장 적합한 코드북을 선택할 수 있다. 단말은 코드북 선택 정보와 양자화된 채널 정보를 함께 기지국으로 피드백할 수 있다 (S414). 이후, 단말은 기지국에서 결정된 최종 협력 통신 기법에 대하여 통지 받고, 이에 기초하여 협력 통신을 수행할 수 있다 (S415).

도 4(b)는 적응적 채널 정보 피드백을 이용하여 협력 통신을 수행하는 기지국의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

협력 단위 내의 기지국들은 단말기들에 의해서 측정된 평균 신호대 잡음비 및 채널 정보에 대한 피드백을 수신할 수 있다 (S421). 기지국들은 단계 S421에서 수신된 정보와 시스템 환경 등을 함께 고려하여 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 허용 피드백 비트수를 결정하고 그 결과를 단말기들에게 전송할 수 있다 (S422). 기지국들은 미리 작성하여 단말기와 공유하고 있는 복수개의 코드북 중에서 단말기가 선택한 코드북에 대한 정보 및 양자화된 채널 정보 피드백을 수신할 수 있다 (S423). 협력 단위 내의 기지국들은 단말기들로부터 피드백 받은 코드북 선택 정보 및 양자화된 채널 정보를 서로 주고 받고 시스템 환경 등을 함께 고려하여 최종 협력 통신 기법을 결정하여 이를 단말에게 통지한 후에 결정된 기법에 따른 협력 통신을 수행할 수 있다 (S424).

도 5는 적응적 채널 정보 피드백 기법을 사용할 때 최종 협력 통신 기법이 결정되는 가능한 시나리오들을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이 협력 단위 내의 기지국들은 단말기들로부터 피드백 받은 평균 신호대 잡음비 및 시스템 환경(백홀 지연 등)을 고려하여 허용 피드백 비트수 및 허용 협력 통신 기법을 결정하여 그 결과를 단말기들에게 전송할 수 있다. 여기서, 허용 피드백 비트수가 N_CQ 이고, 허용 협력 통신 기법은 예를 들어 JP 인 경우를 가정한다. 단말기가 협력 단위 내의 전부 또는 일부 기지국들과의 채널 추정에 성공할 경우, 단말기는 N_CQ를 이용하여 채널 추정에 성공한 기지국들과의 가상 다중 안테나 채널을 양자화하는데 가장 적합한 코드북을 선택하여 해당 채널을 양자화한 후, 양자화된 채널 정보를 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이 경우 채널 정보는 다중 셀과의 가상 다중 안테나 채널에 대한 정보이며, Vagg 로 표현할 수 있다. 이 때 협력 단위 내의 기지국은 단말기들로부터 피드백 받은 상기 정보를 교환하고 시스템 환경을 함께 고려하여 최종 협력 통신 기법을 결정할 수 있다. 예를 들어, JP를 위한 모든 조건이 충족할 경우 JP를 최종 협력 통신 기법으로 선택하고 (510), 백홀 지연이 심하여 JP를 수행하기 위한 각 셀의 데이터를 교환하기 어려운 상황인 경우 C-BF를 최종 협력 통신 기법으로 선택하며 (520), 또는 백홀 지연이 너무 심하여 C-BF를 수행하기 위한 채널 정보마저 교환하기 어려운 상황이거나 협력 단위 내의 일부 셀의 채널 정보가 추정 되지 못한 경우에는 NC를 최종 협력 통신 기법으로 선택할 수 있다 (530). 또는, 단말기가 서빙 기지국과의 채널 추정에는 성공하였지만 협력 단위 내의 다른 기지국들과의 채널 추정에 실패할 경우, 단말기는 N_CQ를 이용하여 서빙 셀의 기지국과 형성하는 다중 안테나 채널을 양자화하는데 가장 적합한 코드북을 선택하여 해당 채널을 집중적으로 양자화한 후, 양자화된 채널 정보를 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이 경우 채널 정보는 단일 셀의 기지국과의 다중 안테나 채널에 대한 정보이며, Vi 로 표현할 수 있다. 이 때 기지국은 해당 단말기의 최종 협력 통신 기법을 NC 로 결정할 수 있다 (540).

한편, 협력 단위 내의 기지국들이 허용 피드백 비트수를 N_CQ 로, 허용 협력 통신 기법을 C-BF 로 결정하여 그 결과를 단말기들에게 전송하는 경우를 가정한다. 단말기가 협력 단위 내의 전부 또는 일부 기지국들과의 채널 추정에 성공할 경우 단말기는 N_CQ를 이용하여 채널 추정에 성공한 기지국들과의 가상 다중 안테나 채널을 양자화하는데 가장 적합한 코드북을 선택하여 해당 채널을 양자화한 후, 양자화된 채널 정보를 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이 경우 채널 정보는 다중 셀과의 가상 다중 안테나 채널에 대한 정보이며, Vagg 로 표현할 수 있다. 이 때 협력 단위 내의 기지국은 단말기들로부터 피드백 받은 상기 정보를 교환하고 시스템 환경을 함께 고려하여 최종 협력 통신 기법을 결정한다. 예를 들어 C-BF를 위한 모든 조건이 충족할 경우 C-BF를 최종 협력 통신 기법으로 선택하고 (550), 백홀 지연이 너무 심하여 C-BF를 수행하기 위한 채널 정보를 교환하기 어려운 상황이거나 협력 단위 내의 일부 셀의 채널 정보가 추정되지 못한 경우에는 NC를 최종 협력 통신 기법으로 결정할 수 있다 (560). 또는, 단말기가 서빙 기지국과의 채널 추정에는 성공하였지만 협력 단위 내의 다른 기지국들과의 채널 추정에 실패할 경우, 단말기는 N_CQ를 이용하여 서빙 셀의 기지국과 형성하는 다중 안테나 채널을 양자화하는데 가장 적합한 코드북을 선택하여 해당 채널을 집중적으로 양자화한 후, 양자화된 채널 정보를 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이 경우 채널 정보는 단일 서빙 셀의 기지국과의 다중 안테나 채널에 대한 정보이며, Vi 로 표현할 수 있다. 이 때 기지국은 해당 단말기의 최종 협력 통신 기법을 NC 로 결정할 수 있다 (570).

한편, 협력 단위 내의 기지국들이 시스템 환경을 고려하여 허용 피드백 비트수를 N_CQ, 허용 협력 통신 기법을 NC로 결정하여 그 결과를 단말기들에게 전송한 경우를 가정한다. 단말기는 N_CQ를 이용하여 서빙 셀의 기지국과 형성하는 다중 안테나 채널을 양자화하는데 가장 적합한 코드북을 선택하여 해당 채널을 양자화한 후, 양자화된 채널 정보를 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 이 경우 채널 정보는 단일 서빙 셀의 기지국과의 다중 안테나 채널에 대한 정보이며, Vi 로 표현할 수 있다. 이 때 기지국은 최종 협력 통신 기법으로 NC 를 결정할 수 있다 (580).

도 6을 참조하여 적응적 채널 정보 피드백 기법을 사용하는 경우 단말기가 피드백하는 신호의 여러 가지 예에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 단말기가 피드백하는 신호는 기지국으로부터 지정받은 허용 피드백 비트수 (N_CQ)를 모두 사용할 때 가장 적합한 코드북(즉, 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 채널 환경에 가장 적합한 코드북)을 선택하여 해당 다중 안테나 채널 정보를 양자화하여 코드북 선택 정보와 함께 기지국에 피드백하는 신호이다. 또한, 허용 피드백 비트수(N_CQ)는, 단말기가 측정하여 피드백한 평균 신호대 잡음비 및 시스템 환경등에 따라 기지국에 의하여 다양한 값으로 결정될 수 있다.

전술한 적응적 채널 정보 피드백을 위해서는, 기지국과 단말기가 미리 작성된 복수개의 코드북을 공유하고 있어야 한다. 복수개의 코드북은, PMI, 신호대 잡음비 및 랭크를 각각 나타내는데 필요한 비트수를 허용 피드백 비트수(N_CQ) 내에서 유동적으로 사용하는 코드북들이다. 또한, 복수개의 코드북은 허용 피드백 비트수의 여러 가지 경우에 대하여 마련될 수 있다.

기존의 단일 코드북 기반 피드백 방법에 비하여 채널 정보 피드백을 위한 평균 비트수를 줄이기 위하여, 단말기는 기지국이 지정한 허용 피드백 비트수(N_CQ)를 고정으로 사용하면서 상위 협력 통신 기법을 위한 여러 셀간 형성되는 가상 다중 안테나 채널을 양자화하기 위해서 낮은 해상도의 코드북을 사용하고, 반대로 비협력 통신 (NC)등의 하위 협력 통신 기법을 위한 서빙 셀과 형성되는 다중 안테나 채널을 양자화하기 위해서 높은 해상도의 코드북을 사용할 수 있다.

송신측(기지국)과 수신측(단말기)의 안테나 개수가 각각 N _T 및 N _R 이고, N _T ≥ N _R 인 경우를 가정한다. 이 때, 3 개의 셀(제 1, 제 2 및 제 3 셀)이 같은 협력 단위 내에 속해 있는 경우를 고려하면, 제 1 셀에 의하여 서빙 받는 단말기와 3 개의 셀(제 1, 제 2 및 제 3 셀)의 기지국들이 형성하는 가상 다중 안테나 채널

은 다음 수학식 1 과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1 에서

,

및

는 각각

의 좌측 특이 행렬(left singular matrix), 고유치 행렬(eigenvalue matrix) 및 우측 특이 행렬(right singular matrix)을 의미한다. 또한,

, (i= 1, 2, 3) 은 상기 단말기와 i번째 셀의 기지국간에 형성되는 다중 안테나 채널을 의미한다.

,

및

는 각각

의 좌측 특이 행렬(left singular matrix), 고유치 행렬(eigenvalue matrix) 및 우측 특이 행렬(right singular matrix)을 의미한다. 여기서 0이 아닌 고유치(eigenvalue)들과 관련된 성분 (

,

,

,

) 만을 고려하면

는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

기지국이 지정한 허용 피드백 비트수가 N_CQ 이고 허용 협력 통신 기법이 3JP 또는 3C-BF일 경우, 단말기는 N_CQ 를 이용하여 3 개의 셀과 형성하는

의 PMI (

), 각 스트림의 신호대 잡음비 (

), 독립적으로 전송할 수 있는 데이터 개수 (즉, 랭크) (

) 를 양자화할 수 있는 코드북을 선택하여 양자화한 후 그 결과, 즉

를 선택한 코드북 정보 (codebook indicator)와 함께 기지국에 피드백할 수 있다. 즉, 도 6(a)와 같이 코드북 정보 및 양자화된 채널 정보를 구성하여 피드백 정보를 생성하고 이를 기지국에게 전송할 수 있다. 여기서, 피드백되는 채널 정보에

,

및

가 포함됨으로써, 도 5와 관련하여 전술한 바와 같이 기지국이 단말기로부터 피드백 받은 상위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보를 이용하여 하위 협력 통신 기법에서 사용할 수 있는 채널 정보 중 신호대 잡음비를 기지국이 획득할 수 있다.

한편, 상위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보가 단말로부터 피드백되는 경우에 기지국에서 해당 상위 협력 통신 기법 및 최하위 협력 통신 기법 중에 하나를 최종 협력 통신 기법으로 결정하는 경우에는,

및

를 피드백 정보에 포함시키지 않도록 할 수도 있다. 즉, 양자화된 채널 정보를

과 같이 구성하여 기지국으로 피드백할 수 있다 (도 6(b)). 이에 따라,

및

를 위해 사용했던 피드백 비트를 다른 정보를 나타내는데 사용할 수 있고, 또는 양자화 오류를 줄일 수도 있다.

또한, 기지국이 상위 협력 통신 기법에 필요한 PMI 정보를 이용하여 하위 협력 통신 기법에 필요한 PMI 정보를 얻을 수 있게 하기 위하여

와

의 관계를 수학식 3 과 와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 3를 이용하면

는 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 4 에서

는 그라스마니안 공간(Grassmannian space)에서 동치 관계(equivalence relation)를 의미한다. 따라서, 단말기가 상위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보를 피드백하고 기지국이 시스템 환경을 고려하여 하위 협력 통신 기법인 NC를 수행하고자 할 때 필요한 PMI 정보

는, 피드백된

등의 상위 협력 통신 기법을 위한 PMI 정보에 그람-슈미트(Gram-Schmidt) 방법과 같은 직교화(orthogonalization) 과정을 수행하여 획득할 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 적응적 채널 정보 피드백 방법에 의하면, 하위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보를 상위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보에서 얻은 후 사용할 수 있으므로, 하위 협력 통신 기법을 위한 채널 정보를 별도로 제공할 필요가 없다는 장점을 가진다. 또한, 본 발명의 적응적 채널 정보 피드백 방법에 의하면, 상위 협력 통신 기법을 위한 해당 전체 채널을 한번에 양자화하여 피드백하기 때문에, 상위 협력 통신 기법을 위하여 각 단말기가 각 셀의 기지국과의 다중 안테나 채널 정보와 함께 셀의 PMI간 위상차 정보를 추가적으로 피드백할 필요가 없어 피드백 오버헤드가 증가하지 않는 장점을 가진다. 또한, 단일 코드북이 아닌 미리 만들어 놓은 복수개의 코드북 중 가장 적합한 코드북을 선택하여 사용하기 때문에 단말이 코드북 선택 정보를 피드백하기 위한 추가 비트수가 발생할 수 있지만, 시스템 환경에 맞추어 선택 가능한 코드북 개수를 작게 제한함으로써 효율성을 보다 높일 수도 있다.

한편, 기지국이 지정한 허용 피드백 비트수가 N_CQ 이고 허용 협력 통신 기법이 2JP 또는 2C-BF일 경우, 협력 통신 기법과 관련된 가상 다중 안테나 채널은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

이 때 단말기는 N_CQ 를 이용하여 2 개의 협력 셀의 기지국과 형성하는 전체 채널을 양자화할 수 있는 코드북을 선택하여 양자화한 후 그 결과, 즉

를 선택한 코드북 정보와 함께 기지국에게 피드백할 수 있다 (도 6(c)).

한편, 기지국이 지정한 허용 피드백 비트수가 N_CQ 이고 허용 협력 통신 기법이 NC일 경우, 단말기는 N_CQ 를 이용하여 서빙 셀과의 다중 안테나 채널을 양자화할 수 있는 코드북을 선택하여 양자화한 후 그 결과, 즉

를 선택한 코드북 정보와 함께 기지국에게 피드백할 수 있다 (도 6(d)).

도 7 및 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 채널 정보 피드백 방안의 성능에 대하여 설명한다.

도 7은 인접한 3 개의 셀이 같은 협력 단위에 속해 있는 상황에서 각 단말기가 셀의 경계에 위치하여 서로 간섭의 영향을 크게 주고 받는 경우에 있어서, 채널 정보 피드백 기법에 따른 각 협력 통신 기법의 데이터 전송률 (rate)을 단말기당 PMI 정보를 피드백하는데 사용되는 비트수(feedback bits per MS)에 따라 나타낸 것이다. 본 시뮬레이션에 있어서, 신호대 잡음비 및 랭크 정보는 완벽하게 피드백된다고 가정하고, 협력 통신 기법으로 3JP, 3C-BF 및 3NC를 고려하고, 피드백 기법으로는 단말기가 각 셀의 PMI 정보를 각각 양자화하여 피드백하는 방식과 협력 셀 전체 채널의 PMI를 한번에 양자화하는 본 발명의 방식을 고려하였다. 또한, 본 시뮬레이션을 위하여 경로 감쇄 지수는 4, 셀 경계에서의 신호대 잡음비는 10dB, 단말기의 안테나는 1 개, 기지국의 안테나는 4 개로 가정하였다.

시뮬레이션 결과에 대하여 설명하자면, 협력 통신 기법으로 JP를 고려하는 경우에, 본 발명에 따라 전체 채널의 PMI (

)를 한번에 양자화하여 피드백한 경우의 데이터 전송률이, 각 셀의 PMI (

)를 각각 양자화하고 셀의 PMI간 위상차 정보를 추가 양자화하여 피드백한 경우에 비하여 피드백 오버헤드 대비 높은 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 그리고 허용 피드백 비트수가 작게 지정된 경우 송신 안테나수가 협력 셀수보다 더 커서 간섭이 서로 비켜갈 수 있는 상황에서는 각 단말기가 서빙 셀의 채널 정보를 집중적으로 양자화하여 NC를 수행하는 것이 C-BF를 수행하는 것보다 더 효율적일 수 있으며, 반대로 허용 피드백 비트수가 커질수록 C-BF가 NC보다 높은 성능을 나타내는 것을 볼 수 있다. 또한, 상위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보를 이용하여 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보를 얻은 후 사용할 수 있으며, 이 때 피드백 비트수가 커질수록 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.

도 8은 인접한 3 개의 셀이 같은 협력 단위에 속해 있는 상황에서 제 2 및 제 3 셀에 속한 단말기가 셀의 경계에 위치하여 서로 간섭을 크게 주고 받고, 제 1 셀에 속한 단말기가 기지국에 근접하여 다른 단말기들과 간섭을 덜 주고 받는 경우 채널 정보 피드백 기법에 따른 각 협력 통신 기법의 데이터 전송률(rate)을 단말기당 PMI 정보를 피드백하는데 사용되는 비트수(feedback bits per MS)에 따라 나타낸 것이다. 본 시뮬레이션에 있어서, 신호대 잡음비 및 랭크 정보는 완벽하게 피드백된다고 가정하고, 협력 통신 기법으로 3JP, 2JP+1NC, 3C-BF, 3NC를 고려하고, 피드백 기법으로는 단말기가 각 셀의 PMI 정보를 각각 양자화하여 피드백하는 방식과 협력 셀 전체 채널의 PMI를 한번에 양자화하는 본 발명의 방식을 고려하였다. 또한, 본 시뮬레이션을 위하여 경로 감쇄 지수는 4, 셀 경계에서의 신호대 잡음비는 10dB, 단말기의 안테나는 1, 기지국의 안테나는 4로 가정하였다.

시뮬레이션 결과에 대하여 설명하자면, 위와 같은 시뮬레이션 환경에서는 간섭을 크게 주고 받는 제 2 및 제 3 셀이 2JP를 수행하고 이 때 PMI의 양자화도

에 집중함으로써 피드백 오버헤드 대비 가장 높은 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 또한 C-BF의 경우 허용 피드백 비트수가 큰 영역에서는 NC에 비하여 향상된 성능을 얻을 수 있지만, 그렇지 않은 경우에는 NC를 사용하고 각 단말기가 서빙 셀의 채널 정보를 집중적으로 양자화하는 것이 더 높은 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

도 7 및 8 의 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 단일 코드북을 사용하여 각 셀의 채널 정보를 각각 양자화하고 필요할 경우 셀간 채널의 위상차 정보를 추가 양자화하여 피드백하는 기법보다는, 협력 셀 개수 및 허용 피드백 비트수 등의 일반적인 사용 범위 안에서 복수개의 코드북을 미리 만들어 놓고 기지국이 지정한 협력 단위 및 협력 통신 기법에 가장 적합한 코드북을 적응적으로 선택하여 셀간 협력 통신에 필요한 채널 정보를 효율적으로 양자화하여 기지국에 피드백하는 기법이, 동일한 피드백 오버헤드를 기준으로 더 높은 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

본 발명에 따르면, 셀간 협력 통신을 수행하는 다중 셀룰러 통신 시스템에서 본 발명을 이용할 때 단말기는 협력 단위, 허용 협력 통신 기법 및 현재 채널 환경에 가장 적합한 코드북을 적응적으로 선택하여 해당 다중 안테나 채널 정보를 양자화함으로써 효율성을 향상시킬 수 있고, 단일 코드북 기반으로 각 채널의 정보를 양자화하는 피드백 방식에 비하여 동일한 피드백 오버헤드를 이용하였을 때 더 향상된 시스템 성능을 얻을 수 있다. 또한, 단말기는 기지국이 지정한 허용 피드백 비트수를 고정으로 사용하면서 상위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보 양자화를 위하여 낮은 해상도의 코드북을 사용하고, 반대로 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보 양자화를 위하여 높은 해상도의 코드북을 사용함으로써, 상위 협력 통신 기법을 위해 피드백된 채널 정보를 이용하여 하위 협력 통신 기법에 필요한 채널 정보를 얻을 수 있어 피드백에 필요한 평균 비트수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기지국이 허용 협력 통신 기법을 포함한 그 하위의 협력 통신 기법들 중 시스템 및 채널 환경을 고려하였을 때 가장 적합한 협력 통신 기법을 선택하여 사용할 수 있도록 하여 기지국의 채널 정보 이용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 본 발명에 대한 설명에 있어서 복수개의 코드북을 정의하는 것은, 예를 들어, 별도의 코드북으로서 정의될 수도 있고, 멀티-레벨 코드북으로서 정의될 수도 있다. 멀티-레벨 코드북은, 예를 들어, 하나의 코드북의 부분(subset)이 낮은 해상도의 코드북으로 구성되고, 높은 해상도의 코드북은 복수개의 부분(subset)들의 집합으로 구성되는 코드북 형태를 의미한다.

또한, 전술한 본 발명에 대한 설명에서는 협력 통신 기법으로서 JP, C-BF 및 NC 를 예시하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, JP, C-BF 및 NC 이외에도 다양한 협력 통신 기법이 적용될 수 있으며, 시스템 환경이 보다 양호한 경우에 적용가능한 협력 통신 기법을 상위 협력 통신 기법으로 정의함으로써 전술한 본 발명의 적응적 채널 정보 피드백 방식이 구현될 수 있다.

적응적 협력 전송 모드 선택 기법

이하에서는 다중 셀 통신 시스템에서 셀간 협력 통신을 위한 적응적 협력 전송 모드 선택 방안에 대하여 설명한다.

도 9는 협력 전송을 위한 기지국(또는 셀)의 협력 단위 결정을 설명하기 위한 도면이다. 3 개의 인접 기지국이 존재하는 상황에서는 단말이 협력 전송을 요청하지 않은 비협력 단말인지 또는 협력 전송을 요청하는 협력 단말인지에 따라 도 9(a) 내지 9(d)와 같이 총 4가지의 경우를 고려할 수 있다.

도 9(a)의 예시에서는 각 기지국에 속하는 단말이 모두 협력 전송을 요청하지 않는 비협력 단말일 경우에는 NC 전송 모드 (즉, 협력 전송을 수행하지 않음)를 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다. 도 9(b)의 예시에서는 3 개의 단말 중 임의의 하나의 단말이 협력 단말이라도 나머지 2 개의 단말이 비협력 단말일 경우에 NC 전송 모드를 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다. 도 9(c)의 예시에서는, 2 개의 단말이 협력 단말이고 나머지 하나의 단말이 비협력단말인 경우에 2 개의 단말이 속한 기지국들이 협력 전송을 위한 기본 협력 단위가 되고, 나머지 비협력 단말은 NC를 사용할 수 있다. 도 9(c)의 예시에서는, 3 개의 단말 모두가 협력 단말인 경우에 3 개의 기지국 전체가 협력 단위가 될 수 있다. 도 9(c) 및 9(d)의 예시에서 협력 통신 기법으로 JP, C-BF 등이 사용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 기지국 장치의 프로세서의 기능 블록도이다.

기지국의 프로세서는 평균 전송률 정보 저장기(1010), CQI 정보 저장기(1020), 코드북 인덱스 저장기(1030), 코드북 저장기(1040), PMI 결정기(1050), 메트릭 계산기(1060) 및 사용자 및 협력 전송 모드결정기(1070)를 포함할 수 있다.

평균 전송률 정보 저장기(1010)는 협력 단위 내의 기지국에 속한 각 단말들의 평균 전송률을 저장할 수 있다. CQI 정보 저장기(1020)는 협력 단위 내의 기지국에 속한 각 단말들에 의해 피드백된 CQI 정보를 저장할 수 있다.

코드북 인덱스 저장기(1030)는 로우 레벨(low level) 코드북 인덱스 저장기(1031) 및 하이 레벨 (high level) 코드북 인덱스 저장기(1032)를 포함할 수 있다. 로우 레벨 코드북 인덱스 저장기(1031)는 협력 단위 내의 기지국에 속한 각 단말들에 의해 피드백된 채널의 로우 레벨 코드북 인덱스를 저장할 수 있고, 하이 레벨 코드북 인덱스 저장기(1032)는 협력 단위 내의 기지국에 속한 단말들에 의해 피드백된 채널의 하이 레벨 코드북 인덱스를 저장할 수 있다. 로우 레벨 코드북 인덱스 및 하이 레벨 코드북 인덱스는 각각 본 발명에 따른 기지국이 초기 협력 단말 및 최종 협력 단말을 결정하는 것에 관련된다. 이와 관련된 프로세스를 간략하게 설명하면, 기지국이 초기 협력 단말을 결정하기 위하여 단말들에게 파일럿을 전송하고 CQI 및 PMI를 요청하는 경우에, 단말은 로우 레벨 코드북 인덱스에 의해 지시되는 로우 레벨 코드북 비트 부분을 이용하여 PMI와 CQI를 계산하여 피드백할 수 있다. 기지국은 단말들로부터 피드백 받은 정보를 이용하여 초기 협력 단말들을 선택할 수 있다. 선택된 초기 협력 단말들에게 기지국은 하이 레벨 코드북에 해당하는 채널 정보를 피드백할 것으로 요청하고, 초기 협력 단말들은 하이 레벨 코드북 인덱스에 의해 지시되는 하이 레벨 코드북 비트 부분을 이용하여 PMI 와 CQI를 다시 계산하여 기지국에게 피드백할 수 있다.

코드북 저장기(1040)는 미리 작성되어 기지국과 단말이 공유하는 코드북을 저장할 수 있다. 코드북 저장기(1040)는 로우 레벨 코드북 비트 부분(1041), 하이 레벨 코드북 비트 부분(1042) 및 양자화된 채널 라이브러리(1043)를 저장할 수 있다. 로우 레벨 코드북 비트 부분(1041)은 로우 레벨 코드북 인덱스에 대해서 처리할 수 있는 코드북이 저장된 부분을 의미하고, 하이 레벨 코드북 비트 부분(1042)은 하이 레벨 코드북 인덱스에 대해서 처리할 수 있는 코드북이 저장된 부분을 의미한다. 양자화된 채널 라이브러리(1043)는 양자화된 채널의 여러가지 경우를 저장할 수 있다.

PMI 결정기(1050)는 단말과 기지국간의 채널에 대한 PMI를 결정할 수 있다. 이 때 협력 통신 기법 (JP, BF 및 NC) 각각에 대한 PMI를 계산하고, PMI는 각 단말에 의해 피드백되는 양자화된 채널 정보를 위해 사용될 수 있다. 각각의 협력 통신 기법에 대하여 계산된 PMI는 메트릭 계산기(1060)로 전달될 수 있다. 메트릭 계산기(1060)는 각 협력 전송 기법이 사용되는 경우에 대한 메트릭 값을 계산하고 (1061, 1062 및 1063), 그 결과를 사용자 및 협력 전송 모드 결정기(1070)에 전달할 수 있다. 사용자 및 협력 전송 모드 결정기(1070)는 각 협력 통신 기법에 대한 메트릭 값을 비교하여, 사용자 스케줄링을 수행하고 적응적 협력 전송 모드를 선택할 수 있다.

기지국 장치는 프로세서 외에도 수신 모듈, 전송 모듈, 메모리 및 안테나를 포함할 수 있다. 수신 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 단말 등으로 전송할 수 있다. 안테나는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다. 프로세서는 전술한 기능 이외에도, 수신모듈, 전송모듈, 메모리 및 안테나를 포함하는 기지국 장치의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서는 기지국 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

전술한 평균 전송률 정보 저장기(1010), CQI 정보 저장기(1020), 코드북 인덱스 저장기(1030) 및 코드북 저장기(1040) 기지국 장치의 메모리(미도시)의 기능 블록으로 포함될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 단말기 장치의 프로세서의 기능 블록도이다.

단말기 장치의 프로세서는 채널 추정기(1110), 코드북 저장기(1120), 인접셀 PMI 인덱스 저장기(1130), 하이 레벨 코드북 인덱스 저장기(1140), PMI 결정기(1150) 및 CQI 계산기(1160)을 포함할 수 있다.

채널 추정기(1110)는 해당 단말기와 각각의 기지국 간의 채널을 추정할 수 있다. 채널 추정은 해당 기술분야에 널리 알려진 바와 같이 기지국으로부터의 파일럿 신호를 이용하여 수행될 수 있으며, 채널 추정에 대한 구체적인 내용은 설명의 명료성을 위하여 생략한다.

코드북 저장기(1120)는 미리 작성되어 기지국과 단말이 공유하는 코드북을 저장할 수 있으며, 코드북 저장기(1120)는 로우 레벨 코드북 비트 부분(1121), 하이 레벨 코드북 비트 부분(1122) 및 양자화된 채널 라이브러리(1123)를 저장할 수 있다.

인접셀 PMI 인덱스 저장기(1130)는 협력 단위 내의 인접셀과 단말 간의 채널에 대한 PMI 인덱스를 저장하고, PMI 인덱스를 협력 전송을 위한 PMI 결정기(1150)에 전달할 수 있다. PMI 인덱스는 기지국이 하향링크 제어 신호를 이용하여 전송할 수 있다. PMI 결정기(1150)는 채널 정보들을 이용하여, 협력 전송에 사용되는 PMI를 결정하고, 이를 CQI 계산기(1160)로 전달할 수 있다. CQI 계산기(1160)는 해당 단말의 채널 정보와 PMI를 이용해 CQI를 계산할 수 있다.

또한, 기지국은 하이 레벨 코드북에 해당하는 정보를 이용하여 단말에게 채널 정보를 피드백할 것을 요청할 수 있으며, 하이 레벨 코드북 인덱스 저장기(1140)는 기지국으로부터 제공되는 하이 레벨 코드북 인덱스를 저장할 수 있다. 하이 레벨 코드북 인덱스에 의하여 지시되는 하이 레벨 코드북 비트 부분(1122)을 이용하여 PMI 결정기(1150)에서 협력 전송에 사용되는 PMI가 결정되고, CQI 계산기(1160)에서 CQI를 다시 계산하여 기지국으로 피드백할 수 있다.

단말 장치는 프로세서 외에도 수신 모듈, 전송 모듈, 메모리 및 안테나를 포함할 수 있다. 수신 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로부터 수신할 수 있다. 전송 모듈은 각종 신호, 데이터, 정보 등을 기지국 등으로 전송할 수 있다. 안테나는 복수개의 안테나로 구성될 수 있다. 프로세서는 전술한 기능 이외에도, 수신모듈, 전송모듈, 메모리 및 안테나를 포함하는 단말 장치의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서 단말 장치가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

전술한 코드북 저장기(1120), 인접셀 PMI 인덱스 저장기(1130) 및 하이 레벨 코드북 인덱스 저장기(1140)는 단말 장치의 메모리(미도시)의 기능 블록으로 포함될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 기지국과 단말의 동작을 시간 단위 (예를 들어, 서브프레임)를 기준으로 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 본 실시에 따른 기지국과 단말 동작의 전체적인 흐름은, 기지국이 단말에게 파일럿을 전송하고 단말이 CQI 및 PMI를 피드백할 것을 요청하는 단계 (S1210), 단말이 CQI 및 PMI를 피드백하는 단계 (S1220), 기지국이 단말의 피드백으로부터 초기 협력 단말을 선택하고 선택된 초기 협력 단말이 추가적인 CQI 및 PMI를 피드백할 것을 요청하는 단계 (S1230), 단말이 추가적인 CQI 및 PMI 를 피드백하는 단계 (S1240), 기지국이 단말의 피드백으로부터 최종 협력 단말 및 협력 전송 모드 결정하는 단계 (S1250), 및 기지국이 최종 협력 단말에게 결정된 협력 전송 모드를 사용하여 데이터를 전송하고, 단말이 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 확인응답(ACK/NACK)을 전송하는 단계 (S1260)를 포함할 수 있다.

위와 같은 동작에 있어서, 단말은 상이한 레벨의 피드백을 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말은 기지국이 초기 협력 단말을 선택할 수 있도록 제 1 피드백 (단계 S1220의 CQI 및 PMI 피드백)을 전송하고, 기지국이 최종 협력 단말을 선택할 수 있도록 제 2 피드백 (단계 S1240의 추가적인 CQI 및 PMI 피드백)을 전송할 수 있다. 이와 같은 상이한 레벨의 피드백을 위해서, 상이한 해상도(resolution)을 가진 코드북들, 즉, 멀티-레벨(multi-level) 코드북을 이용할 수 있다. 구체적으로, 멀티-레벨 코드북은 비트수가 증가함에 따라 양자화된 채널 정보의 해상도가 실제 채널의 특성에 점점 더 근접해지도록 설계된 코드북일 수 있다. 다시 말하자면, 보다 많은 비트수 (보다 높은 해상도의 코드북)를 이용하여 채널 정보를 양자화하면 보다 정밀한 채널 정보를 피드백할 수 있고, 반대로 보다 적은 비트수 (보다 낮은 해상도의 코드북)를 이용하여 채널 정보를 양자화하면 덜 정밀한 채널 정보를 피드백할 수 있다.

예를 들어, 멀티-레벨 코드북은 낮은 해상도의 코드북이 결합된 형태로 정의될 수 있다. 즉, W1 및 W2 는 각각 낮은 해상도의 코드북에 해당하고, W1·W2 가 결합된 형태를 높은 해상도의 코드북으로 정의될 수 있다. 여기서, W1 또는 W2 중 하나만을 코드북으로 설정하는 경우 로우 레벨 (낮은 해상도) 코드북으로 이용할 수 있고, W1·W2 를 코드북으로 설정하는 경우 하이 레벨 (높은 해상도) 코드북으로 이용할 수 있다.

전술한 제 1 피드백은 협력 단말이 주기적으로 낮은 해상도의 코드북을 사용하여 다수의 대역들에 대해 채널상태정보(Channel Status Information; CSI)를 피드백하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 제 1 피드백 전송 중에 (단계 S1220), 기지국으로부터 인접 기지국의 채널 정보를 포함한 CQI 피드백 요청 신호를 수신하면 (단계 S1230), 이에 대한 응답으로 단말은 기지국으로부터 지정된 대역에 대해 높은 해상도의 코드북을 사용하여 인접 기지국의 채널 정보를 고려한 PMI를 산출하고 CQI 정보를 계산하여, 이들 정보와 함께 높은 해상도의 코드북 인덱스 정보를 해당 기지국으로 제 2 피드백을 전송할 수 있다 (단계 S1240).

이하에서는 도 12에서 설명한 각 단계에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

단계 S1210 에서, 기지국은 단말을 향해 파일럿을 전송하고, 서브대역에 대한 정보를 제공하며, 해당 서브대역에 대한 채널 정보 (CQI, PMI 등)를 피드백할 것을 요청할 수 있다. 여기서, 서브대역에 대한 정보는 하향링크 제어 신호를 통하여 제공될 수 있고, 협력 단말이 M _CoMP 개의 서브 대역을 선택하고, 비협력 단말에게는 M _{Non - CoMP} 개의 서브대역을 선택하도록 하는 정보를 포함할 수 있다.

단계 S1220에서, 각 협력 단말은 각 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하고, 추정된 채널 상태를 이용하여 자신에게 가장 양호한 서브대역들을 선택할 수 있다. 즉, JP 와 BF와 같은 협력 전송 기법을 원하는 단말들은 각 서브대역들의 채널을 추정하고 (예를 들어, 하기 수학식 1을 이용), 추정된 채널 품질 값이 높은 순서대로 M _CoMP 개의 서브 대역을 선택할 수 있다. i번째 기지국에 속한 협력 단말의 n번째 서브대역에서의 CQI를 구하는 식은 다음과 같다.

수학식 6에서, N _R 은 각 단말의 수신 안테나 수, N _T 는 각 기지국의 송신 안테나 수, E _s 는 각 기지국의 총 전송 파워, N _C 는 협력 기지국의 수, N ₀ 는 잡음의 분산, H _{i ,n} 는 i번째 사용자의 n번째 서브대역의 채널값이다.

는 채널을 SVD (singular value decomposition)을 통해 관계식

으로부터 얻을 수 있는 행렬이다.

상기 수학식 6에 의해 각 단말은 추정된 채널 방향값과 양자화된 채널방향 값 사이의 오차를 고려하여, 각 단말이 셀간 협력 전송 기법 중 JP로 데이터를 전송받았을 때의 평균 전송률을 계산할 수 있다. 이 때 사용되는 양자화된 채널 방향 행렬

은 코드북의 로우 레벨 비트 부분에 해당하는 양자화된 채널 값이다. 이에 따라, 시스템의 전체 피드백 오버헤드를 고려했을 때, 단일 코드북에 기반하여 피드백하는 경우의 서브대역 수보다 더 많은 서브대역을 선택하여 피드백할 수 있게 된다. 다시 말하자면, 시스템의 전체 피드백 오버헤드의 상한(T)이 존재하는 경우에, 단일 코드북을 이용하는 경우에 하나의 서브대역에 대한 A 비트의 채널 정보를 p 개의 서브대역에 대하여 피드백할 수 있다면 (예를 들어, A × p = T), 단일 코드북에 비하여 낮은 해상도의 로우 레벨 코드북을 이용하는 경우에는 하나의 서브대역에 대한 A' (A'<A) 비트의 채널 정보를 p' (p'>p) 개의 서브대역에 대하여 피드백할 수 있으므로 (예를 들어, A' × p' = T), 단말은 코드북의 로우 레벨 비트 부분을 이용함으로써 보다 많은 개수의 서브대역을 선택하여 그 채널정보를 피드백할 수 있게 된다. 협력 단말은 최종적으로 선택된 M _CoMP 개의 서브대역에 대한 서브대역 인덱스 정보, PMI 정보 및 계산된 CQI 정보를 기지국에게 피드백할 수 있다.

한편, 비협력 단말들은 수학식 7을 이용하여 각 서브대역에서의 CQI를 구하고, 이들 값들을 비교하여 가장 양호한 순서대로 M _{Non - CoMP} 개의 서브대역을 선택할 수 있다. i번째 기지국의 비협력 단말의 n번째 서브대역의 CQI를 구하기 위한 수학식 7은 다음과 같다.

수학식 7 에서, H _{ii ,n} 은 i번째 기지국과 해당 기지국 사용자의 n번째 서브채널의 채널 정보이며, W _{i ,n} 은 관계식

로부터

로 정해지는 PMI 행렬이다. 비협력 단말은 최종적으로 선택된 M _{Non - CoMP} 개의 서브대역에 대한 서브대역 인덱스 정보, PMI 정보 및 계산된 CQI 정보를 해당 기지국에게 피드백할 수 있다.

한편, 협력 단말의 경우에도, 비협력 전송 기법(즉, NC 모드)으로 전송 방법이 정해질 경우를 고려하여 수학식 7를 이용한 CQI 정보도 해당 기지국에게 피드백할 수 있다.

단계 S1230에서, 기지국은 각 서브대역별로 피드백된 채널 정보들을 이용하여 초기 협력 단말을 선택할 수 있다. 도 9에서 설명한 바와 같이, 각 서브대역 별로 해당 서브대역을 사용하고자 하는 단말이 협력 단말인지 비협력 단말인지에 따라, 기지국은 협력 전송을 위한 협력 단위를 결정할 수 있다. 그 후에, 초기 협력 단말들에 대해서 1차 스케줄링을 수행할 수 있다. 협력 전송이 결정된 초기 협력 단말들을 스케줄링하기 위해 기지국은 하기 수학식 8을 사용하여, 비례공평을 최대화하는 단말들을 선택할 수 있다. 시각 t 에서의 n _sub 번째 서브 대역을 위한 비례공평 메트릭을 구하기 위한 수학식 8은 다음과 같다.

수학식 8에서, S 는 n _sub 를 선택한 협력 단위 내의 기지국에 속한 단말들의 가능한 모든 조합을 포함하고 있는 집합이고, R _{k ,n} (t, n _sub ) 는 시각 t 에서 n _sub 에서의 k 번째 단말 조합에 있는 n 번째 협력 기지국에 속한 단말의 평균 전송률이다.

는, 기지국끼리 채널 정보를 백홀을 통해 교환하여 계산한 PMI를 이용하여, 시각 t 에서 n _sub 에서의 k 번째 단말 조합에 있는 n번째 협력 기지국에 속한 단말의 CQI이며, 아래의 수학식 9에 의하여 계산될 수 있다.

수학식 9와 관련하여, 협력 전송 기법 중 JP를 지원하기 위하여 블록 대각선화(Block diagonalization)가 사용될 수 있으며, 이는 인접셀로의 간섭이 없도록 하는 기법이므로,

는 영행렬이 될 수 있다. 이 때 사용된 PMI는 양자화된 피드백된 채널 정보를 이용하여 계산한 것이므로, 실제 채널과의 오차가 발생할 수 있다. 따라서 수학식 9에서 단말 집합으로 복수개의 상이한 집합을 선정하여 위와 같은 오차의 영향을 줄일 수도 있다.

비협력 단말들을 위해 기지국은 수학식 10과 같은 메트릭을 이용하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 시각 t에서 n _sub 번째 서브대역을 위한 비례공평을 최대화하는 단말 선택을 위한 메트릭은 아래의 수학식 10을 통하여 계산할 수 있다.

수학식 10에서,

는 피드백된 시각 t 에서 n _sub 에서의 n 번째 기지국에 속한 k 번째 단말의 CQI 값이다.

요컨대, 단계 S1230에서 기지국은 위와 같은 과정을 통하여 각 서브대역에서 비례공평을 최대화하기 위한 단말들을 1차적으로 선택하고 (초기 협력 단말 선택), 선택된 각각의 협력 단말들에게 인접셀에 속한 나머지 협력 단말들에 해당하는 PMI 정보를 하향링크 제어 신호를 통하여 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 선택된 협력 단말들로 하여금 하이 레벨 코드북 비트 정보를 추가로 사용하여 CQI를 계산하고 그 결과를 피드백할 것을 요청할 수 있다. 한편, 기지국은 비협력 전송 (NC) 모드로 결정된 단말들에게는 하이 레벨 코드북에 기반한 채널 정보 피드백을 요청하지 않고, 이번 단계에서 최종적으로 데이터 전송을 수행한다.

단계 S1240에서, 협력 단말로 선택된 단말들의 각각은 기지국으로부터 하향링크 제어 신호를 통해 서브대역을 지정받고, 지정받은 서브대역에 대한 정밀한 채널 정보를 해당 기지국으로 피드백할 수 있다. 이 때, 지정받은 서브대역에 대한 정밀한 채널 정보는, 인접셀에 속한 나머지 협력 단말들의 채널 정보 및 하이 레벨 코드북 비트 부분을 이용하여 획득할 수 있다. 하이 레벨 코드북 비트 부분은 멀티-레벨 코드북에서 하이 레벨 코드북 인덱스에 의하여 지시되는 부분이며, 하이 레벨 코드북 인덱스는 단계 S1220에서의 채널 정보 피드백에서 사용한 로우 레벨 코드북 인덱스에 상응하는 것으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 멀티-레벨 코드북이 W1·W2 와 같이 설정되는 경우에 W1 또는 W2 중 어느 하나는 로우 레벨 코드북에 대응하고, W1·W2 는 하이 레벨 코드북에 대응하게 된다. 따라서, 로우 레벨 코드북 인덱스가 예를 들어 W1 를 지시하는 경우에는, 로우 레벨 코드북 인덱스에 상응하는 하이 레벨 코드북 인덱스는 W1·W2 를 지시하는 것으로 정의될 수 있다.

단말은 인접셀에 속한 나머지 협력 단말들의 채널 정보 및 하이 레벨 코드북 비트 부분을 이용하여 보다 정밀하게 양자화된 채널 정보를 획득하고, 이들 정보를 이용해 아래의 수학식 11을 통해 협력 전송 기법 중 JP 모드에 대한 CQI를 계산할 수 있다.

수학식 11에서, W는 JP 모드에 대한 PMI이며, 협력 단말들의 채널 정보를 고려한 소정의 연산 과정을 통해 계산되는 행렬이며, 구체적인 내용은 Niranjay Ravindran 및 Nihar Jindal에 의하여 2008년도에 IEEE Journal on Selected Areas in Communications 에 발표된 "Limited feedback-based block diagonalization for the MIMO broadcast channel" 을 참조할 수 있다. 단말은 상기 수학식 11에 의해 계산된 CQI값과 함께 하이 레벨 코드북 인덱스를 기지국으로 피드백할 수 있다.

단계 S1250 에서, 기지국은 서브대역 별로 1차적으로 선택되었던 단말들 (초기 협력 단말)에 대해 각각의 협력 전송 모드를 위한 메트릭을 계산하고, 이 값들을 비교하여 비례공평 메트릭을 최대화하는 최종 단말과 협력 전송 모드를 결정할 수 있다. 시각 t 에서 n _sub 번째 서브대역을 위한 비례공평 메트릭은 수학식 12와 같이 계산될 수 있다.

수학식 12에서,

으로는 단말로부터 피드백된 CQI 값을 사용할 수 있다. 또한, 백홀을 통해, 협력 단위 이내의 기지국끼리 단말에 의해 피드백된 CQI와 하이 레벨 코드북 인덱스를 교환할 수 있다.

BF 협력 전송 기법의 경우에 대한 비례공평 메트릭 계산을 위한 전송률(

)은 아래의 수학식 13을 통해 계산될 수 있다.

수학식 13에서,

는 C-BF를 위한 PMI로서, 협력하는 단말들의 신호-대-제너레이팅간섭및잡음비(Signal-to-Generating Interference and Noise Ratio; SGINR)를 최대화하는 소정의 계산과정에 의해 얻어질 수 있는 행렬이며, 구체적인 내용은 Byong Ok Lee, Hui Won Je, Oh-Soon Shin 및 Kwang Bok Lee 에 의해 2008년도에 Global Communications Conference에 발표된 “Interference-aware decentralized precoding for multicell MIMO TDD Systems”을 참조할 수 있다.

또한, 협력 전송 기법을 사용하기로 하였더라도, 시스템 환경 등을 고려하여 경우에 따라서는 협력 전송을 수행하지 않는 것이 더 양호한 결과를 얻을 수 있는 경우도 있다. 따라서 NC 도 기지국이 협력 전송 단말을 위해서 고려해 볼 수 있는 경우 중의 하나로 고려할 필요가 있다. NC 의 경우에 대한 메트릭은 아래의 수학식 14를 통하여 계산될 수 있다.

수학식 14에서

이며,

연산자는 허미션 (Hermitian) 연산자를 나타낸다.

단계 S1260 에서, 협력 단말은 상기 단계 S1210 내지 S1250 을 통하여 결정된 협력 전송 기법 등에 따라 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 데이터 수신이 올바르게 이루어졌는지에 대한 확인응답 (ACK/NACK) 신호를 기지국으로 전송할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리를 위한 하이브리드 방식에 대한 흐름도이다. 하이브리드 방식은, 단말로부터 낮은 해상도 코드북을 이용한 채널 정보를 피드백 받은 후, 추가적인 채널 정보 피드백 단계를 수행하는지 여부를 결정하는 단계를 (S1330) 포함할 수 있다. 여기서 추가적인 채널 정보 피드백 단계는, 도 12에서의 단계 S1230의 초기 협력 단말들 (후보 단말들)을 선택하고 높은 해상도 코드북을 이용한 채널 정보 피드백을 요청하는 단계 및 후속 단계를 의미한다. 추가적인 채널 정보 피드백 여부를 결정하는 단계 (S1330)에서는 실제 통신 환경에 따라 가변할 수 있는 단말 속도, 기지국과 단말 사이의 피드백 딜레이와 같은 요인을 더 고려할 수 있다.

도 13을 참조하면, 단계 S1310에서 기지국이 단말들에게 파일럿을 전송하고 CQI 및 PMI 피드백을 요청하는 동작과, 단계 S1320에서 단말들이 기지국의 요청에 따라 CQI 및 PMI 를 피드백하는 동작은, 도 12의 단계 S1210 및 S1220 과 동일하므로 명료성을 위하여 설명을 생략한다.

단계 S1330 에서 기지국은 단말로부터 수신된 피드백에 기초하여, 단말의 이동속도가 소정의 임계값에 비하여 크거나 혹은 피드백 딜레이가 소정의 임계값에 비하여 큰 경우, 바로 최종 협력 단말과 협력 전송 모드를 선택하고 데이터를 단말에게 전송할 수 있다 (S1380 및 S1390).

반면, 단말의 이동속도가 소정의 임계값 이내이고 피드백 딜레이가 소정의 임계값 이하인 경우에는, 기지국이 초기 협력 단말 선택 및 추가적인 채널 정보 피드백 요청하고 (S1340), 단말이 추가적인 채널 정보 피드백을 전송하고 (S1350), 기지국이 최종 협력 단말 및 협력 전송 모드를 선택하여 해당 협력 단말들에게 데이터를 전송하며 (S1360), 단말이 수신된 데이터에 대한 확인응답 (ACK/NACK) 신호를 전송하는 단계가 수행될 수 있다 (S1370). 단계 S1340 내지 S1370 에 따른 기지국과 단말의 동작은, 도 12의 단계 S1230 내지 S1260과 동일하므로 명료성을 위하여 설명을 생략한다.

도 14 내지 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리 방안의 성능에 대하여 설명한다. 도 14 내지 17과 관련된 시뮬레이션에 있어서, 총 3개의 기지국으로 이루어진 다중 셀룰러 네트워크를 가정한다. 여기서, 각 셀 반경은 1km이고, 단말기들은 면적에 비례하여 랜덤하게 분포하며 각 기지국당 10 개의 단말기들이 존재하는 것을 가정한다. 또한, 기지국의 안테나는 2개, 단말기의 안테나는 1개인 것으로 가정하였다. 시뮬레이션에 사용된 채널 모델로, 경로 감쇄 상수 4 에, 레일리 페이딩(Rayleigh fading)을 고려한 간단한 채널 모델을 사용하였다.

도 14는 시뮬레이션을 위해 사용된 협력 단말과 비협력 단말을 위한 서브대역 구조를 나타낸다. 시스템에서 단말이 사용가능한 총 서브대역의 수가 Nsub 개인 경우에, 협력 단말이 Nc 개의 서브대역을 사용하고 비협력 단말이 Nsub-Nc 개의 서브대역을 사용할 수 있다. 예를 들어, Nsub 가 10이고, Nc 는 5 인 경우를 가정할 수 있다. 즉, 단말이 사용가능한 총 서브대역 개수는 10 이고, 이 중 5 개는 협력 단말이, 나머지 5개는 비협력 단말이 접근하여 사용할 수 있는 대역이라고 가정할 수 있다.

도 15 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 셀간 협력 전송 모드 선택과 무선자원관리 방안의 성능을 보이는 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 15 내지 17에서, 전술한 본 발명의 실시예에서 설명한 바와 같이 로우 레벨 코드북을 이용한 채널 정보를 피드백 받아 초기 협력 단말을 선택하고 선택된 초기 협력 단말로부터 하이 레벨 코드북을 이용한 채널 정보를 피드백 받아 최종 협력 단말 및 협력 통신 기법을 선택하는 방식 (이를 도 12에서와 같이 6 단계 방식이라 칭함)과, 초기 협력 단말 선택 및 하이 레벨 코드북을 이용한 채널 정보 피드백 없이 바로 최종 협력 단말 및 협력 통신 기법을 선택하는 방식 (이를 4 단계 방식 칭함) 각각에 대한 시뮬레이션 결과를 비교하여 나타낸다. 여기서, 4 단계 방식에서는 채널 당 4비트의 양자화 비트를 사용하고 각 단말 당 3개의 서브 대역을 사용하는 것을 가정하는 한편, 6 단계 방식에서는 로우 레벨 코드북 채널 정보를 위해 3 비트를 사용하여 4개의 서브 대역을 선택한다고 가정한다 (M _CoMP = 4, M _{Non - CoMP} = 3). 또한, 하이 레벨 코드북 채널 정보를 위해 3 비트를 사용하는 것으로 가정한다. 또한, 각 프레임은 1024개의 부반송파로 구성된 7개의 OFDM 심볼 길이로 가정하였으며, 10MHz 대역을 고려하였다. 도 15 내지 17에서 (Q)는 기지국이 단말로부터 올라온 채널 정보를 사용할 때 채널 정보가 양자화(Quantized) 된 경우를 가정한 시뮬레이션 결과를 의미하고, (P)는 채널 정보가 완벽한 (Perfect) 경우를 가정한 시뮬레이션 결과를 의미한다. 다른 조건들이 동일한 경우에 (Q) 및 (P)에 대한 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 본 발명의 유리한 효과를 명확하게 확인할 수 있다.

도 15는 4 단계 방식과 6 단계 방식에서 각 협력 전송모드가 선택된 비율을 나타내는 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 15를 참조하면, 4 단계 방식에 따라 CoMP 동작을 수행하는 경우, BF와 NC보다 JP의 채널 추정 성능이 양호하기 때문에 선택할 수 있는 전송 모드가 여러 개가 있더라도, JP가 협력 전송 모드로 선택되는 경우가 대부분이다. 시뮬레이션 결과에서 보이는 바와 같이 4 단계 방식에 의하는 경우 모든 경우에 JP 기법으로 결정되는 것을 알 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 시스템 환경에 따라서는 (예를 들어, 백홀 지연이 큰 경우, 단말 이동 속도가 빠른 경우, 채널 피드백 지연이 큰 경우 등) JP 기법보다 BF 기법 또는 NC 기법으로 동작하는 경우에 보다 양호한 성능을 얻을 수 있는 경우가 있음에도 불구하고, 4 단계 방식에 의하면 대부분 JP 기법으로 협력 통신 기법이 결정되므로 오히려 시스템 성능을 저하시킬 우려가 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 발명에서 제안한 6 단계 방식에 의하면, JP, BF, NC 중에서 보다 적합한 협력 전송 모드를 시스템 상황에 맞게 적응적으로 결정할 수 있으므로, 시스템 성능을 양호하게 유지할 수 있다.

도 16 및 17은 각각 단말의 이동 속도가 10km/h 및 80km/h 일 때 협력 단말들의 평균 전송률의 합에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 16 및 17 각각에서 화살표로 지시되는 바와 같이, 4 단계 방식에 비하여 6 단계 방식에 의하는 경우에 협력 단말들의 평균 전송률의 합이 증가하는 것을 알 수 있다. 본 발명에서 제안하는 6 단계 방식에 따른 시뮬레이션 결과에 대하여 도 16 및 17을 비교하여 살펴보면, 단말의 이동 속도가 낮을 경우(도 16)에 단말의 이동 속도가 높은 경우(도 17) 보다 상대적으로 큰 성능 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 즉, 단말의 이동속도를 10km/h로 가정한 도 16에서는 약 47% 성능 이득을 보이고, 단말의 이동속도를 80km/h로 가정한 도 17에서는 약 33% 성능 이득을 보인다. 이는 본 발명에서 제안하는 6 단계 방식이 4 단계 방식에 비하여 사용자의 움직임에 의한 채널 변화의 영향을 더 많이 받게 되어, 속도가 증가함에 따라, 4 단계 방식보다 6 단계 방식의 성능 감쇄가 크기 때문이다. 그러나, 단말의 이동 속도가 높은 경우에도 본 발명에서 제안하는 6 단계 방식을 사용하는 것이 4 단계 방식에 비하여 큰 성능 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 전술한 본 발명에 대한 설명에서는 협력 통신 기법으로서 JP, BF 및 NC 를 예시하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, JP, BF 및 NC 이외에도 다양한 협력 통신 기법이 적용될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims (26)

1. 다중 셀 협력 통신에 대해 단말이 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 방법으로서,
   상기 단말과 하나 이상의 셀 간의 가상 다중 안테나 채널의 평균 신호대 잡음비를 측정하여 기지국으로 전송하는 단계;
   기지국으로부터 상기 평균 신호대 잡음비에 기초하여 결정된 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 수신하는 단계;
   상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여, 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 코드북을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 코드북을 이용하여 상기 가상 다중 안테나 채널에 대한 채널 정보를 양자화하고, 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택되는, 채널 정보 피드백 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코드북 선택 단계는,
   상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 많을수록 낮은 해상도의 코드북을 선택하고, 상기 채널 정보가 양자화되는 셀의 개수가 적을수록 높은 해상도의 코드북을 선택하는 것을 포함하는, 채널 정보 피드백 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 코드북은,
   상위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보로부터 하위 협력 통신 기법에 대한 양자화된 채널 정보를 획득할 수 있도록 구성되는, 채널 정보 피드백 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 셀과의 상기 가상 다중 안테나 채널을 동시에 양자화하는, 채널 정보 피드백 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 다중 셀 협력 통신에 대해 채널 정보를 적응적으로 피드백하는 단말로서,
    기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 전송 모듈; 및
    상기 수신 모듈 및 상기 전송 모듈을 포함하는 상기 단말을 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 모듈을 통하여 상기 기지국으로부터 허용 피드백 비트수 및 협력 통신 정보를 수신하고,
    상기 허용 피드백 비트수 및 상기 협력 통신 정보에 기초하여, 미리 정의된 복수개의 코드북 중에서 코드북을 선택하고,
    상기 선택된 코드북을 이용하여, 하나 이상의 셀과 상기 단말 간의 가상 다중 안테나 채널에 대한 채널 정보를 양자화하며,
    상기 전송 모듈을 통하여, 상기 양자화된 채널 정보를 포함하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 구성되고,
    상기 코드북은 상기 허용 피드백 비트수를 모두 사용하여 상기 피드백 정보를 전송할 수 있도록 선택되는, 채널 정보 피드백 단말.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
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