KR20140058976A

KR20140058976A - 무선통신시스템에서 참조 신호 및 채널 정보를 송수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140058976A
Application number: KR1020120125502A
Authority: KR
Inventors: 박경민; 리지안준; 박동현
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-15

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 참조 신호 및 채널 정보를 송수신하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 단계, 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 단계 및 복수의 참조 신호 중 수신 전력 세기가 큰 순으로 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법을 제공한다.

Description

무선통신시스템에서 참조 신호 및 채널 정보를 송수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING REFERENCE SIGNAL AND CHANNEL INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 참조 신호 및 채널 정보를 송수신하는 방법에 관한 것이다.

통신 시스템이 발전해나감에 따라 사업체들 및 개인들과 같은 소비자들은 매우 다양한 무선 단말기들을 사용하게 되었다.

현재의 3GPP, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced)등의 무선통신 시스템은 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 데이터를 송수신할 수 있는 고속 대용량의 통신 시스템으로서, 유선 통신 네트워크에 준하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있을 뿐 아니라, 정보 손실의 감소를 최소화하고, 시스템 전송 효율을 높임으로써 시스템 성능을 향상시킬 필요가 있었다.

고속 정보 전송에 대한 요구를 해결하기 위하여 최신 통신 시스템은 송수신단 모두에서 다중입력 다중출력 안테나(MIMO, Multiple Input Multiple Output)를 이용하는 전송 및 수신 기법을 사용하고 있다. 이러한 MIMO 통신시스템은 각 단말이 자신과 연결된 하나 또는 다수의 기지국에 신호를 수신 또는 송신하는 구조를 가지고 있으며, 각 단말은 기지국의 정보 송신을 돕기 위하여 순방향 채널에 대한 정보를 기지국에 보고하기도 한다.

이러한 배경에서, 일 측면에서, 본 발명의 목적은, MIMO 시스템에서 다차원 안테나 어레이가 사용될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은 채널 정보를 측정하고 이를 보고하기 위한 오버헤드를 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 과제 해결 수단으로, 일 측면에서, 무선통신시스템에서 기지국이 참조 신호를 송신하고 채널 정보를 수신하는 방법에 있어서, 서로 다른 행렬로 각각 프리코딩(precoding)된 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말로 송신하는 단계; 및 상기 복수의 참조 신호 중 상기 단말에서의 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 단말에서의 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은, 무선통신시스템에서 단말이 참조 신호를 수신하고 채널 정보를 송신하는 방법에 있어서, 자원블록 쌍(Physical Resource Block pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 단계; 및 상기 복수의 참조 신호 중 상기 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 무선통신시스템에서 참조 신호를 송신하고 채널 정보를 수신하는 기지국에 있어서, 서로 다른 행렬로 복수의 참조 신호를 각각 프리코딩(precoding)하는 제어부; 프리코딩된 상기 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말로 송신하는 송신부; 및 상기 복수의 참조 신호 중 상기 단말에서의 수신 전력 세기가 가장 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 단말에서의 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 수신부를 포함하는 기지국을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 무선통신시스템에서 참조 신호를 수신하고 채널 정보를 송신하는 장치에 있어서, 자원블록 쌍(Physical Resource Block pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 수신부; 상기 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 제어부; 및 상기 복수의 참조 신호 중 상기 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 송신부를 포함하는 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, MIMO 시스템에서 다차원 안테나 어레이를 적용할 수 있고 채널 정보를 측정하고 이를 보고하기 위한 오버헤드가 감소되는 효과가 있다.

도 1은 실시예들이 적용되는 무선통신시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 안테나의 강전계가 형성되는 영역과 음영 영역을 나타낸 도면이다.
도 3은 다중 안테나 어레이와 다중 안테나 어레이를 이용한 수직 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기지국이 참조 신호를 송신하고 단말로부터 채널상태정보 및 채널품질정보를 수신하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 기지국이 2차원 안테나 어레이에서 참조신호를 전송하기 위한 CSI-RS 안테나 매핑의 일 예시 도면이다.
도 6 및 도 7은 단말이 CSI-RS를 수신하고 채널 측정을 통한 채널 정보를 피드백하는 일 예시 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 자원블록 쌍에 CSI-RS가 매핑되는 부분과 매핑 예시를 나타내는 도면이다.
도 9는 CSI-RS 혹은 CRS를 이용하여 채널상태정보를 추정하여 리포팅하는 과정의 개요도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템에서 Precoded CSI-RS가 송수신되고 RS 인덱스를 포함하는 채널 정보가 피드백되는 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템에서 Precoded CSI-RS가 송수신되고 최대 수신 전력 RS를 지시하는 정보를 포함한 채널 정보가 송수신되는 과정에 대한 흐름도이다.
도 12는 2D/3D MIMO에 따라 채널 추정용 RS를 송수신하고 채널 정보를 피드백하는 정보 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 Precoded CSI-RS가 서로 다른 무선 자원에 매핑되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 수신 전력 세기가 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 피드백하는 과정에 대한 흐름도이다.
도 15는 3D MIMO에서 채널 추정용 RS가 안테나 어레이에 매핑되는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 참조신호를 프리코딩하여 안테나 포트에 매핑시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 17은 2D/3D MIMO에 따라 채널 추정용 RS를 송수시하고 채널 정보를 피드백하는 정보 구조의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예들이 적용되는 무선통신시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

무선통신시스템(100)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신시스템(100)은 단말(110; User Equipment, UE) 및 기지국(120; Base Station, BS)을 포함한다.

본 명세서에서의 단말(110)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 및 LTE(Long Term Evolution), HSPA(High Speed Packet Access) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM(Global System for Mobile communications)에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

단말(110)은 이하에서 설명하는 채널정보의 피드백을 수행할 수 있으며, 그 장치를 제공한다.

기지국(120) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(110)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(120)은 단말(110)로 참조 신호를 전송하고 단말(110)로부터 채널정보를 피드백 받으며 이 채널정보를 이용하여 데이터 또는 신호를 전송할 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국(120) 또는 셀(cell)은 CDMA(Code Division Multiple Access)에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 Node-B 등이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node) 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

본 명세서에서 단말(110)과 기지국(120)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.

무선통신시스템(100)에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB(Ultra Mobile Broadband)로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

실시예들이 적용되는 무선통신시스템(100)은 상향링크 및/또는 하향링크 HARQ(Hybrid ARQ)를 지원할 수 있으며, 링크 적응(link adaptation)을 위해 CQI(Channel Quality Indicator)를 사용할 수 있다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있으며, 예컨대, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있는 것과 같다.

무선통신시스템(100)은 다중 안테나를 사용하여 한 사용자에게 특정 대역을 통해 정보를 전달하는 단일 사용자 다중 입력 다중 출력(Single User Multiple Input Multiple Output, SU-MIMO) 기법과 많은 사용자에게 고속 정보 전송을 지원하기 위해서 다중 안테나를 사용하여 동시에 여러 사용자에게 동일 대역을 통해 정보를 전달하는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(Multiple User Multiple Input Multiple Output, MU-MIMO) 기법을 선택적으로 사용하는 것을 고려할 수 있다. MU-MIMO은 둘 이상의 사용자 단말들이 동일 대역에 대하여 높은 채널 전파 이득(channel propagation gain)을 가질 경우 두 사용자가 대역을 공유하는 것을 허가하여 보다 많은 사용자가 보다 넓은 대역을 사용하는 이득 이외에 채널 전파 이득이 좋은 대역을 사용하는 것이 가능하도록 하여 전반적인 대역 효율(spectral efficiency)을 향상시킬 수 있다.

무선통신시스템(100)은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 이용하여 3D MIMO (3 Dimensional Multiple Input Multiple Output) 기법을 사용할 수 있다. 여기서, 1차원 안테나 어레이를 사용하여 2차원 평면상에서의 신호 조작을 목적으로 하는 것을 2D MIMO 기법이라고 하고, 다차원 안테나 어레이를 사용하여 수직 방향을 포함한 공간 상에서 MIMO 시스템을 구현하는 것을 3D MIMO 시스템이라고 한다.

도 2는 안테나의 강전계가 형성되는 영역과 음영 영역을 나타낸 도면이고, 도 3은 다중 안테나 어레이와 다중 안테나 어레이를 이용한 수직 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 및 도 3을 통해 안테나의 전파 특성에 따라 음영 영역이 나타나는 문제와 이러한 문제를 해결하기 위한 일 실시예로서 무선통신시스템(100)이 3D MIMO 기법을 사용하는 방법에 대해 설명한다.

도 2의 (a)는 이러한 무선통신시스템에서 안테나의 수직 방향 강전계 유효각을 나타낸다. 도 2의 (a)를 참조하여 확인할 수 있는 것과 같이 안테나의 수직 방향 강전계 유효각의 범위가 전방으로 형성되기 때문에 안테나가 설치된 지역의 하방과 상방으로는 음영 영역(음영 지역)이 나타날 수 있다. 이러한 안테나의 수직 방향 강전계 유효각의 범위로 인한 음영 지역의 문제를 해결하기 위해 도 2의 (b)와 같이 안테나를 틸팅(tilting)하여 설치할 수 있다. 도 2의 (b)는 안테나를 틸팅하여 안테나의 강전계 유효각의 범위가 아래 쪽(하방)으로 향하도록 설치한 것을 나타낸 도면이다.

안테나는 넓은 전파 반경을 가지기 위해 비교적 높은 위치(지면으로부터 25m 상당)에 설치될 수 있으며, 이러한 안테나는 전술한 것과 같은 하방으로 음영 지역이 나타나는 문제를 해결하기 위해 지면을 향하도록 기울어지게 배치(틸팅)할 수 있다. 이러한 안테나 설치 방식을 물리적 안테나 틸팅이라고 한다.

그런데, 이러한 하방으로의 안테나 틸팅으로 하방에서의 음영 지역 발생의 문제는 일부 해결할 수 있으나 상방(고층)으로의 음영 지역 발생의 문제는 해결되지 못하거나 오히려 악화될 수 있다. 도 2의 (c)는 안테나 틸팅에 따른 강전계 지역과 음영 지역을 나타내는 도면이다. 도 2의 (c)를 참조하여 확인할 수 있는 바와 같이 지면 단말(110)의 서비스 영역에서의 음영 지역은 좁게 형성되고 있으나 상방에 해당하는 고층 단말(110)의 서비스 영역에서의 음영 지역은 넓게 나타날 수 있다. 이러한 문제는 고층 건물이 흔하게 존재하는 도심 지역에서 통신 용량을 저하시키는 심각한 문제를 야기할 수 있다.

전술한 문제를 해결하기 위한 또 다른 방법은 무선통신시스템(100)이 다차원 안테나 어레이를 응용한 소프트 틸팅 및 다차원 프리코딩을 통한 고도에 따른 공간 분할 전송 방식을 채택하는 것이다.

도 3의 (a)와 (b)는 다차원 안테나 어레이의 일 예로서 각각 8 X 4 안테나 어레이와 8 X 8 안테나 어레이를 도시하고 있다.

도 3의 (c)는 이러한 다차원 안테나 어레이를 사용하여 어댑티브 틸팅(adaptive tilting) 혹은 공간 분할 전송(SDM, spatial division multiplexing)을 구현하는 것을 묘사한 도면이다. 도 3의 (c)에서 기지국(120) 안테나 보다 높은 위치에 존재하는 단말(110)에 신호를 전송하고자 할 경우, 기지국(120)은 수직 방향(vertical domain) 상에 배열된 안테나들에 위상차를 주어 신호가 상방향에 대해 강전계 전파를 지원하도록 신호 처리를 수행한다. 이와 같은 동작을 물리적 안테나 틸팅에 대응하여 소프트 틸팅 등의 용어로 정의할 수 있다. 반대로, 기지국(120) 안테나 보다 낮은 위치에 존재하는 단말(110)에 신호를 전송하고자 할 경우, 전술한 경우와 반대의 방식으로 위상차를 부여하여 신호가 하방향에 대해 강전계 전파를 지원하도록 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 높은 해상도(resolution)을 지원할 수 있을 만큼 충분히 많은 수의 전송 안테나가 수직 방향에서 나열된 경우, 단말(110)의 높이에 따라 공간 분할을 수행할 수도 있다.

도 3을 참조하여 살펴본 바와 같이 3D MIMO 기법을 사용하면 수직 방향으로 배열된 안테나들에 위상차를 주어 신호를 송신함으로써 상/하방향으로 소프트적으로 틸팅을 수행할 수 있게 되어 물리적으로 안테나를 틸팅하지 않고 음영 지역이 나타나는 문제를 해결하는 것 이외에, 단말의 높이에 따른 공간 분할을 할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 3을 통해 무선통신시스템(100)이 3D MIMO 시스템을 사용하는 것에 대해 살펴보았다. 이하에서는 이러한 3D MIMO 시스템에서 참조 신호를 송수신하고 이에 대응하여 채널 정보를 송수신하는 것에 대해 살펴본다.

다차원 안테나 어레이를 사용하는 MIMO 시스템은 3D 이상의 MIMO 시스템(예를 들어, 4D MIMO 시스템)을 형성할 수도 있다. 본 발명에서 3D MIMO 시스템이라 함은, 서로 독립적으로 정의되는 또는 직교축 상에서 정의되는 두 개 이상의 위상을 사용하여 precoding 또는 beam forming을 수행하는 MIMO 시스템을 의미한다. 3개 이상의 위상 성분을 사용하는 경우, 3D 이상의 MIMO 시스템이라 정의한다. 이러한 3D 이상의 MIMO 시스템은 후술하게 될 본 발명의 일 실시예에 따른 특성을 모두 구현할 수 있는 것으로서 아래에서는 3D MIMO 시스템을 기준으로 설명하나 이로 제한되지 않는다.

MIMO 기법은 기지국(120)이 채널에 대한 사전 정보를 습득하지 않아도 동작할 수 있는 open loop MIMO 기법과, 기지국(120)이 채널에 대한 정보를 습득하여 이를 활용하는 closed loop MIMO 기법으로 크게 구분된다. closed loop MIMO 기법은 채널 정보를 활용하여 보다 정밀한 전송 제어를 수행할 수 있으며, 이를 통해 보다 높은 프리코딩 게인(precoding gain)의 취득 및 간섭 회피(interference avoidance) 등 open loop MIMO 기법에서는 얻을 수 없는 다양한 이득을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 반면, 정확한 채널 정보를 단말(110)이 측정하고 이를 기지국(120)에 보고하기 위해 별도의 피드백 오버헤드가 발생하며, 단말(110)이 각 전송 안테나 또는 안테나 포트에 대한 채널 추정이 가능하도록 하기 위한 참조 신호 오버헤드가 발생한다.

도 4는 기지국(120)이 참조 신호(410)를 송신하고 단말(110)로부터 채널상태정보 및 채널품질정보를 포함하는 채널 정보(420)을 수신하는 것을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 단말(110)과 기지국(120) 사이 데이터를 송수신하기 위해 기지국(120)은 참조신호(410)를 전송하고, 단말(110)은 이 참조신호(410)를 이용하여 시간 및 주파수 상에서 정의되는 각 자원 영역에서의 채널을 추정할 수 있다.

채널의 추정을 위해 주파수-도메인 그리드 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 특정 신호 또는 심볼을 삽입할 수 있다. 이때 이 특정 신호 또는 심볼을 참조신호(reference signal) 또는 참조심볼(reference symbol), 파일롯 심볼(pilot symbol) 등 다양하게 명명할 수 있다. 본 명세서에서는 이 특정 신호 또는 심볼을 참조신호 혹은 RS(reference signal)라 하나, 그 용어에 제한되지 않는다. 물론 참조신호(410)는 채널의 추정에만 사용되지 않고 단말(110)과 기지국(120) 사이의 무선통신 과정에서 필요한 위치추정, 제어정보의 송수신, 스케줄링정보의 송수신, 피드백정보의 송수신 등을 위해서 사용될 수도 있다.

하향링크 또는 상향링크 전송시 각각 여러 종류의 참조신호들이 존재하며 다양한 용도로 새로운 참조신호들이 정의되고 있으며 논의되기도 한다. 예를 들어 상향링크 신호 전송시에 사용될 수 있는 참조신호로 DM-RS(Demodulation RS), SRS(Sounding RS) 등이 있다. 하향링크 신호 전송시에 사용될 수 있는 참조신호로는 CRS(Cell-specific RS), MBSFN RS, UE-specific RS 등이 있다. 또한, 하향링크 신호 전송시 단말(110)에서 채널상태정보(Channel State Information(CSI))를 획득하기 위하여 기지국(120)에서 전송하는 참조신호로 CSI-RS(Channel State Index-Reference Signal)가 있다. 이 CSI-RS는 CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoder Matrix Indicator)/RI(Rank Indicator) 등을 리포팅하는데 사용된다.

도 4를 다시 참조하면, 각 단말(110)은 참조신호(410)를 수신하고 채널을 추정한다. 이후 각 단말(110)은 기지국(120)에 채널정보(420)를 피드백한다. 이때 채널정보는 단말 자신에 대한 전파채널에 대한 정보인 채널상태정보와, 측정되거나 계산된 채널 성능(channel capacity) 또는 채널 품질(channel quality)에 대한 정보인 채널품질정보를 포함할 수 있다. 한편, 채널정보(420)는 채널 랭크(channel rank) 또는 단말에 하향링크 전송에 사용되는 레이어의 수에 대한 정보인 RI(Rank Indicator)를 포함할 수 있다.

이때 채널상태정보는 추정된 채널에 적합한 단말 자신의 프리코딩에 대한 정보, 예를 들어 프리코딩 행렬에 대한 인덱스 또는 식별정보인 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, n개 단말의 동시 접속을 허용하는 MIMO의 경우, n개의 단말들 각각(110)은 채널상태정보, 예를 들어 PMI를 기지국(120)에 피드백할 수 있다.

인덱스를 통해 채널 정보를 송신하는 것에 대해 좀더 살펴보면, 단말(110)은 채널 정보 측정 후, 코드북(codebook)에 포함된 다수의 엘리먼트(element) 중 채널 정보를 표현하기에 가장 적합하다 판단되는 엘리먼트를 선정한 후 이러한 엘리먼트를 지시하는 인덱스를 기지국(120)에 전달하는 형식으로 채널 정보 보고를 수행할 수 있다.

MIMO 기법을 사용하고자 할 경우, 기지국(120)은 CRS 또는 CSI-RS가 매핑되는 다수의 안테나 포트(antenna port)를 각기 다른 전송 안테나(Tx antenna)에 매핑하여 전송하고 단말(110)이 CRS 또는 CSI-RS 측정을 통해 다수의 전송 안테나(Tx antenna) 및 수신 안테나(Rx antenna)에 의해 생성된 MIMO 채널에 대한 정보를 습득하도록 한다. 단말(110)은 이러한 정보를 습득 후, 채널 행렬(channel matrix)을 표현하기에 가장 적합한 행렬을 CSI 피드백 코드북(feedback codebook)으로부터 산출하고, 산출된 행렬에 대한 인덱스를 RI 및 PMI를 통해 기지국(120)에 보고할 수 있다. 또한 채널 품질(channel quality)에 대한 보고로 CQI 또한 기지국(120)에 전달할 수 있다. 이 때, 피드백 모드(feedback mode)에 따라 와이드 밴드/서브 밴드(wideband/subband) CSI가 기지국에 보고될 수 있다.

다수의 전송 안테나 혹은 안테나 포트를 사용하여 정밀한 프리코딩을 수행하는 다차원 안테나 어레이를 사용하는 무선통신시스템(100)에서 closed loop MIMO 수행 시, 단말(110)이 보고하는 채널 정보의 정확성에 따라 MIMO 기법의 전반적인 성능이 크게 좌우된다.

CSI-RS 기반 채널 추정과 유사한 방식을 3D MIMO에 적용 할 경우, 모든 전송 안테나 혹은 안테나 포트에 대하여 참조신호(RS) 전송을 위한 RE(Resource Element)를 할당하거나, 각 도메인(domain, 수직 방향 혹은 수평 방향) 별 안테나 세트를 선정하여 참조 신호 전송을 위한 RE를 할당하는 방식이 사용될 수 있다.

도 5는 기지국(120)이 2차원 안테나 어레이에서 참조신호를 전송하기 위한 CSI-RS 안테나 매핑의 일 예시 도면이다.

도 5는 전술한 참조신호 전송을 위한 두 가지 RE할당 기법(모든 전송 안테나에 참조 신호를 할당하는 기법과 도메인 별 안테나 세트를 선정하여 참조 신호를 전송하는 기법) 사용 시, 각 전송 안테나 (안테나 포트) 별로 참조 신호를 할당하는 방식을 Rel-10/11 CSI-RS 포트(port)를 재사용하는 것을 예시로 표현한 것이다. Rel-11 내용에 의거하면 단말(110)은 다수의 CSI-RS 자원을 할당 받을 수 있으며, 각 CSI-RS 자원은 최대 8개의 CSI-RS 포트를 포함할 수 있다.

도 5의 (a)는 9개 이상의 전송 안테나(안테나 포트)에 대한 참조 신호 매핑을 Rel-11 CSI-RS 자원을 재사용하여 표기하는 방식에 대한 예시이다. 도 5의 (a)에서 CSI-RS port 인덱스 뒤 (R#) 은 단말(110)이 수신한 다수의 CSI-RS 자원 각각에 대한 인덱스이다. CSI-RS 포트를 재사용 하지 않을 경우, 도 5의 (a)의 CSI-RS port N (R0)은 new RS port N으로 표기 가능하며, CSI-RS port N(Rm)은 new RS port 8m+N으로 표기 가능하다.

도 5의 (b)는 다차원 안테나 어레이의 각 도메인당 하나의 대표 안테나 세트를 통해 참조 신호를 전송하는 방식으로, Rel-11 CSI-RS 자원을 재사용하여 참조 신호 매핑 및 전송을 수행하는 경우, 수평/수직 방향 도메인(horizontal/vertical domain)을 담당하는 두 CSI-RS 자원(도 5에서 각각 R0 및 R1)이 같은 서브프레임에서 정의되거나 또는 각기 다른 서브프레임(subframe)에서 정의된다. 또한 상기 CSI-RS 자원은 서브프레임 상에 정의 시, 각기 다른 서브프레임에 의해 주기 또는 offset이 정의되거나, 또는 동일 parameter에 의해 주기 및 offset이 정의되는 등, 시간축에서 동일한 서브프레임 상에서 정의될 수도, 또는 다른 서브프레임 상에서 정의될 수도 있다. 단말(110)은 두 도메인 RS(두 CSI-RS 자원)에 대하여 독립적으로 수신 및 채널 추정 작업 그리고 CSI 피드백 작업을 수행할 수 있다.

본 발명에서 CSI-RS 자원(CSI-RS resource)라 함은, CSI-RS 전송이 허가된 서브프레임에서 각 PRB pair(physical resource block pair)에 CSI-RS가 매핑되는 RE에 대한 패턴 정보를 의미하거나, 또는 상기 정보와 CSI-RS가 전송되는 서브프레임에 대한 정보를 포함하는 CSI-RS 수신을 수행하기 위해 필요한 모든 정보의 조합, 또는 상기 정보의 일부를 의미한다.

도 5에서와 같은 CSI-RS를 이용하여 CSI 측정 및 보고를 단말이 수행하는 경우, 각 도메인별 독립적으로 채널 측정을 수행하는지 여부 및 코드북을 사용하는지 여부에 따라 단말(110)이 채널 정보를 피드백하는 과정은 다를 수 있다.

도 6 및 도 7은 단말(110)이 CSI-RS를 수신하고 채널 측정을 통한 채널 정보를 피드백하는 일 예시 과정을 나타내는 흐름도이다.

먼저 도 6의 (a)는 모든 전송 안테나(안테나 포트)를 통해 참조 신호를 전송하고 단말(110)은 행렬 인덱스를 통해 채널 정보를 피드백하는 제1피드백 방식의 흐름도이다. 도 6의 (a)를 참조하면, 단말(110)은 다수의 CSI-RS를 수신하고(S602), 수신된 다수의 CSI-RS를 통해 다차원 안테나 어레이에 대한 정보를 측정한다(S604). 그리고 단말(110)은 전송 안테나 및 수신 안테나(단말의 안테나) 조합에 의해 표현되는 3D 채널 행렬(수신 안테나에 1D 어레이가 사용된 경우) 또는 4D 채널 행렬(수신 안테나에 2D 어레이가 사용된 경우)을 표현하기에 적합한 채널 행렬을 코드북에서 산출하고(S606), 산출된 채널 행렬을 지시하는 인덱스(즉, 매트릭스 인덱스)를 기지국(120)으로 송신한다(S608).

도 6의 (b)는 모든 전송 안테나(안테나 포트)를 통해 참조 신호를 전송하고 단말(110)은 채널 파라미터를 통해 채널 정보를 피드백하는 제2피드백 방식의 흐름도이다. 도 6의 (b)를 참조하면, 단말(110)은 다수의 CSI-RS를 수신하고(S652), 수신된 다수의 CSI-RS를 통해 다차원 안테나 어레이에 대한 정보를 측정한다(S654). 그리고 단말(110)은 전송 안테나 및 수신 안테나(단말의 안테나) 조합에 의해 표현되는 3D 채널을 표현할 수 있는 채널 파라미터를 산출하고(S656), 산출된 채널 파라미터를 기지국(120)으로 송신한다(S658).

도 7의 (a)는 기지국(120)이 도메인별로 독립적인 참조 신호를 전송하고 단말(110)이 도메인별 행렬 인덱스를 통해 채널 정보를 피드백하는 제3피드백 방식의 흐름도이다. 도 7의 (a)를 참조하면, 단말(110)은 다수의 CSI-RS를 도메인별로 독립하여 수신하고(S702), 수신된 다수의 CSI-RS를 통해 수평 방향(horizontal domain) 안테나 어레이 및 수직 방향(vertical domain) 안테나 어레이에 대한 정보를 측정한다(S704). 그리고 단말(110)은 각 도메인별 채널 행렬을 표현하기에 적합한 채널 행렬을 코드북에서 산출하고(S706), 산출된 채널 행렬을 지시하는 인덱스를 기지국(120)으로 송신한다(S708).

도 7의 (b)는 기지국(120)이 도메인별로 독립적인 참조 신호를 전송하고 단말(110)이 도메인별 채널 파라미터를 통해 채널 정보를 피드백하는 제4피드백 방식의 흐름도이다. 도 7의 (b)를 참조하면, 단말(110)은 다수의 CSI-RS를 도메인별로 독립하여 수신하고(S752), 수신된 다수의 CSI-RS를 통해 수평 방향(horizontal domain) 안테나 어레이 및 수직 방향(vertical domain) 안테나 어레이에 대한 정보를 측정한다(S754). 그리고 단말(110)은 각 도메인별 채널을 표현하기에 적합한 채널 파라미터을 산출하고(S756), 산출된 채널 파라미터를 기지국(120)으로 송신한다(S758).

다차원 안테나 어레이를 사용하는 무선통신시스템(100)에서 제1피드백 방식의 경우, CSI 보고를 위한 코드북 생성 시 다양한 채널 상황을 고려한 매우 복잡하고 큰 코드북을 생성하여야 함으로, 코드북 설계에 큰 부담이 있다. 또한, 이러한 복잡한 채널을 표현하기에 적합한 코드북이 설계 가능하다는 보장이 없다.

제2피드백 방식의 경우, 대단히 복잡한 형태를 가지는 채널 파라미터을 보고하여야 함으로, 피드백 오버헤드가 큰 문제가 될 수 있다.

제3피드백 방식의 경우, 각각의 도메인에 대한 채널 정보를 독립적으로 측정하기 위한 방안이 필요하고, 또한 수직 방향(vertical domain) 채널 측정을 수행 할 방안이 마련되어야 하며, 이에 더해 제4피드백 방식의 경우 복잡한 형태의 채널 파라미터를 보고해야 하는 피드백 오버헤드의 문제를 가지고 있다.

본 발명의 일 실시예는 다차원 안테나 어레이를 사용하는 MIMO 시스템에서, 보다 적은 시그널링 오버헤드 및 피드백 오버헤드를 통해 다차원 프리코딩을 수행하기 위한 참조 신호 송수신 기법과 채널 정보 송수신 기법을 제시한다.

위에서는 CSI-RS를 이용하여 채널을 추정하는 방법에 대해 설명하였다. 특히, 2차원 안테나 어레이에서 CSI-RS를 송신하고 단말에서 이러한 CSI-RS를 이용하여 채널 정보를 피드백하는 방법에 대해 설명하였다.

아래에서는 CSI-RS를 사용하는 방법이 가지는 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 다른 참조 신호를 이용하여 채널을 추정하는 방법에 대해 설명한다. 이러한 다른 참조 신호는 새로운 참조 신호 포트를 이용하여 새롭게 정의될 수 있다. 채널상태추정을 위한 참조 신호이나 기존의 CSI-RS와는 구별된다는 의미에서 전술한 다른 참조 신호를 new CSI-RS로 정의할 수 있다.

new CSI-RS에 대한 좀더 명확한 이해를 위해 이에 대비되는 기존 CSI-RS에 대해 좀더 설명하고, new CSI-RS에 대해 후술한다.

CSI-RS에 대한 지원은 Rel-10에서 소개되었다. CSI-RS는 채널추정을 위해 DM-RS가 사용된 경우에 단말이 채널상태정보를 획득하기 위해 사용된다. 좀더 구체적으로, CSI-RS는 전송 모드 9에서 사용된다. CRS도 채널상태정보를 획득하기 위해 CSI-RS와 함께 사용될 수 있다.

한 셀은 1, 2, 4 또는 8개의 CSI-RS로 설정될 수 있다. 자원블록 내에서 CSI-RS를 위해 사용되는 무선자원요소(RE)의 셋을 포함하는 CSI-RS 구조는 그 셀 내에 설정되는 CSI-RS 숫자와 연관된다. 그리고 그것은 다른 셀들과 다를 수 있다.

도 8은 자원블록 쌍에 CSI-RS가 매핑되는 부분과 매핑 예시를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 자원블록 쌍 내에 CSI-RS의 참조 심볼을 위한 40개의 설정 가능한 위치가 있고, 어느 하나의 주어진 셀에서 대응되는 RE의 서브셋은 다음과 같다.

한 셀 내에 두 개의 CSI-RS가 있는 경우, CSI-RS는 자원블록 쌍 당 두 개의 연속적인 참조 심볼로 구성된다. 그 두 개의 CSI-RS는 두 개의 참조 심볼로 상호 수직적인(orthogonal) cover codes(OCC)를 적용함으로써 구별된다. 그러므로, 40개의 가능한 참조 심볼 위치를 기반으로 20개의 다른 CSI-RS 설정이 가능하다.

한 셀 내에 4/8개의 CSI-RS가 있는 경우, CSI-RS는 짝으로 주파수 다중화된다. 그러므로, 4/8개의 CSI-RS를 지원하는 것에 대해 10/5개의 다른 CSI-RS 설정이 가능하다.

한 개의 CSI-RS로 설정되는 경우, 그 구조는 두 개의 CSI-RS로 설정되는 경우의 구조와 동일하다. 단지 하나의 OCC가 사용되는 차이가 있다. 사용되는 RE의 관점에서 한 개의 CSI-RS의 오버헤드는 두 개의 CSI-RS가 설정된 것과 같다.

시간 도메인에서, CSI-RS는 5ms의 주기(매 5 서브프레임)에서 80ms의 주기(매 80 서브프레임)까지의 다른 주기로 전송될 수 있다. 5ms의 주기에서 CSI-RS 당 오버헤드는 대략적으로 0.12%가 된다. 그리고 같은 방식으로 더 긴 주기에서는 더 작은 오버헤드가 된다는 것을 알 수 있다.

CSI-RS가 전송되는 서브프레임들에서, CSI-RS는 주파수 도메인에서의 모든 자원블록에서 전송된다. 다시 말해, 하나의 CSI-RS 전송은 전체 셀 주파수대역을 커버한다.

도 9는 CSI-RS 혹은 CRS를 이용하여 채널상태정보를 추정하여 리포팅하는 과정의 개요도이다. 채널상태추정에 사용되는 기존 참조 신호로서 CSI-RS를 인용하여 설명하나, CSI-RS는 CRS를 보완하기 위해 도출된 참조 신호로서 CSI-RS 대신 CRS가 사용될 수 있다.

도 9를 참조하면, 기지국은 먼저 CSI-RS에 대한 참조 신호 시퀀스를 생성하고, 이렇게 생성된 CSI-RS를 안테나 포트에 매핑하며, 안테나 포트는 다시 물리적 안테나에 매핑되어 전송된다.

채널상태는 안테나별로 측정되어야 하므로 도 9에 도시된 4개의 안테나에 각각에 대해 CSI-RS 포트(총 4개의 CSI-RS 포트)가 사용되어 매핑되고 있다.

이렇게 송신된 각각의 CSI-RS에 대해 단말의 수신 안테나는 각각 CSI(채널상태정보)를 측정하고, 코드북에서 측정된 값에 매칭되는 채널상태정보 값(예를 들어, CQI, RI, PMI 등)을 결정하고 그 값을 포함하는 채널상태정보를 기지국으로 송신한다.

아래에서 new CSI-RS로서 프리코디드 채널 정보 추정용 참조 신호(Precoded CSI-RS)를 이용하여 채널을 추정하는 방법에 대해 설명한다. 채널 정보 추정용 참조 신호가 프리코디드(precoded)되어 전송된다는 의미에서 Precoded CSI-RS로 명명하였으며 이는 기존 CSI-RS와 다르게 정의된 것으로 new CSI-RS의 하나이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템(100)에서 프리코디드 채널 정보 추정용 참조 신호(Precoded CSI-RS)가 송수신되고 상기 프리코디드 채널 정보 추정용 참조 신호(precoded CSI-RS) 인덱스를 포함하는 채널 정보가 피드백되는 것을 나타낸 도면이다.

도 10에서, 기지국(120)은 채널 정보 추정을 위한 참조 신호 전송 시, 각기 다른 무선 자원(RE 또는 동일 RE인 경우 다른 RB(Resource Block) 또는 다른 서브프레임, 또는 동일 RE를 사용하되 커버코드(cover code)를 통해 코드 디비전(code division)으로 구분되는 RE 및 코드들)을 사용하는 다수의 참조 신호에 대하여 서로 다른 전파 방향성(directivity)을 가지도록 프리코딩을 수행할 수 있다. 전술한 다수의 참조신호 각각은 서로 다른 전파 방향성을 가지도록 프리코딩되어 전송단(기지국(120))의 다수의 물리 안테나를 통해 전파된다.

따라서, 각각의 참조 신호가 매핑된 무선 자원에 대해 단말(110)이 선호하는 전파 방향으로 전파되는 참조신호가 매핑된 경우 수신 전력이 높게 측정되고, 단말(110)이 선호하지 않는 전파 방향으로 전파되는 참조 신호가 매핑된 경우 수신 전력이 낮게 나타난다. 그리고 단말(110)이 신호를 수신할 수 없는 전파 방향으로 전파되는 참조 신호에 대해서는 수신 전력이 측정되지 않는 특성을 가진다.

단말(110)은 각기 다른 전파 방향성을 가지고 전파되는 참조 신호가 매핑된 무선 자원 각각의 수신 전력을 측정하고 비교하여 단말(110)에게 적합한 방향성을 제시하는 참조 신호가 매핑된 무선 자원을 인지할 수 있고, 이러한 단말(110)에 적합한 무선 자원에 대한 인덱스를 기지국(120)에 보고하여 기지국(120)이 단말(110)에 대하여 적합한 전파 방향성 또는 프리코딩 정보를 획득할 수 있게 한다.

이러한 일 실시예로서, 도 10을 참조하면, 기지국(120)은 다수의 채널 정보 추정용 참조신호 (new CSI-RS, precoded CSI-RS)를 송신할 때, 각각의 참조 신호를 수직방향 성분에서 서로 다른 전파 방향성을 가지도록 프리코딩하여 송신한다. 도 10에서 기지국(120)은 6개의 참조 신호(1010, 1011, 1012, 1013, 1014, 1015)를 송신하는데, 도 10에서 확인할 수 있는 것과 같이 각각의 Precoded CSI-RS는 다른 전파 방향성을 가지고 전파된다. 이 중 단말(110)에 가장 적합한 전파 방향성을 가지고 전파되는 Precoded CSI-RS 3(1013)에 대해 단말(110)은 가장 높은 수신 전력을 측정할 수 있고, 이 경우 단말(110)은 Precoded CSI-RS 3에 대한 인덱스를 기지국(120)에 보고할 수 있다. 이러한 과정을 통해 기지국(120)은 단말(110)이 가장 선호하는 채널 혹은 가장 적합한 전파 방향성(프리코딩 정보)에 대한 정보를 확인할 수 있다.

도 6 내지 도 7을 참조하여 전술한 제1 내지 제4피드백 방식은 단말(110)이 채널 행렬을 측정하는 복잡한 동작을 수행하여야 하며, 이러한 동작에서 단말(110)은 다수의 채널 또는 채널 행렬을 이루는 요소(elements) 각각에 대하여 크기(amplitude) 및 위상(phase) 측정을 수행하여야 한다. 또한 측정된 채널 행렬을 표현하기 위해 코드북 검색 작업을 수행하여야 한다. 이 경우, 코드북 구성에 따라 일부 특정 통신 환경에서는 정밀한 CSI 보고가 불가능할 수 있다. 코드북의 크기가 유한하여 일부 채널 행렬에 대해서는 유사성이 큰 행렬이 코드북 내에 존재하지 않을 수 있기 때문이다.

반면, 도 10에서 설명한 Precoded CSI-RS를 이용한 피드백 방식의 경우, 각 셀(cell) 또는 각 전송단(기지국(120))이 전담하는 영역 내 통신 환경을 고려하여 전송단이 참조 신호 전송에 사용되는 프리코더(precoder)를 임의 선정 가능함으로, 보다 다양한 방식의 채널 정보 측정이 가능하다.

본 발명이 제시하는 기법은, 낮은 피드백 오버헤드로 코드북 없는 CSI 보고(non-codebook based CSI reporting)를 수행하는 방식 또는 적응적 코드북 CSI 보고(adaptive codebook based CSI reporting)를 수행하는 방식이라 할 수 있다.

부가적으로 단말(110)은 와이드밴드/서브밴드에 대해 수신 전력을 측정하고 각각의 밴드(와이드밴드/서브밴드)에 대해 Precoded CSI-RS의 인덱스를 보고할 수 있다. 와이드밴드인지 서브밴드인지는 기지국(120)이 정의하는 피드백 모드에 의해 결정되거나 또는 다운링크(downlink) 정보 전송 채널인 PDSCH의 전송 모드에 의해 결정될 수 있다. 상기 피드백 모드는 precoded CSI-RS에 대하여 별도 설정이 되거나, 또 다른 실시예로서, CSI-RS 또는 CRS를 통해 측정된 CSI 보고는 와이드밴드/서브밴드 보고가 이미 정의되어 있으며, 상기 인덱스(Precoded CSI-RS에 대한 인덱스) 보고 시, 상기 CSI-RS 또는 CRS 기반 CSI 보고를 위한 와이드밴드/서브밴드 모드에 의거하여 동일한 모드로 동일한 방식으로 상기 인덱스 보고를 수행할 밴드를 선정할 수 있으며, 또는 수평 방향 CSI 보고 즉, PMI/CQI/RI 보고는 와이드밴드이나 상기 precoded CSI-RS 인덱스 보고는 서브밴드로 할 수 있거나, 또는 수평 방향 CSI 보고는 서브밴드이나 상기 인덱스 보고는 와이드밴드로 할 수 있는 등 CSI 보고와 상기 인덱스 보고가 다른 모드로 보고하는 것도 가능하다.

또한 단말(110)은 상기 precoded CSI-RS 인덱스 보고 시 수평 방향(horizontal domain) CSI 보고를 위해 기존의 CSI-RS 또는 CRS 및 수평 방향 CSI-RS을 통해 측정된 PMI/RI/CQI 등을 동일 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)/PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 통해 보고하거나 또는 시간차를 두고 보고 할 수 있으며, 단말이 PMI/RI/CQI와 상기 인덱스를 시간차를 두고 보고 시, 마지막으로 보고 된 PMI/RI/CQI 및 마지막으로 보고된 상기 precoded CSI-RS 인덱스는 동일 채널에 대한 정보로써 서로 연관되어 있다고 기지국(120)은 해석할 수 있다.

본 발명에서 precoded CSI-RS는, PDSCH 복조(demodulation)를 위해 채널 측정 용도가 아닌, 채널 정보 보고를 수행하기 위해 전송되는 프리코딩(precoding) 작업을 거친 RS로 정의된다. 이러한 precoded CSI-RS는 precoding을 거친 후 다수의 단말에게 전송되는 RS를 의미한다. precoded CSI-RS가 전송되는 서브프레임 및 자원블록(resource block)에서, 각 단말은 PDSCH 수신 여부에 관계 없이 상기 precoded CSI-RS 수신이 가능하며, 상기 precoded CSI-RS를 통해 채널 정보를 추정하고 이를 보고한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템(100)에서 Precoded CSI-RS가 송수신되고 최대 수신 전력 참조 신호(RS)를 지시하는 정보를 포함한 채널 정보가 송수신되는 과정에 대한 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 기지국(120)은 서로 다른 행렬로 복수의 참조 신호를 프리코딩하고(S1110), 프리코딩된 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말(110)로 송신한다(S1120).

단말(120)은 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국(120)으로부터 수신하고(S1120), 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정한다(S1130).

S1120 및 S1130 단계에서 복수의 참조 신호는 하나의 자원블록 쌍(Physical Resource Block pair, PRB pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑될 수 있다. 이러한 구조는 하나의 PRB pair 내에 서로 다르게 프리코딩된 참조 신호가 매핑되는 구조이다. 또한 상기 precoded CSI-RS은 전송이 설정된 서브프레임 내 모든 PRB pair 상에 존재할 수 도 또는 이 중 일부 PRB pair상에 존재할 수 도 있다. 일 예로, 짝수 PRB pair에만 존재하거나, 또는 carrier frequency 주변 중심 주파수 부근 PRB pair에만 존재하는 등의 구조도 가능하다.

단말(120)은 수신된 복수의 참조 신호 중 수신 전력 세기가 가장 큰 참조신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신하거나, 수신 전력 세기에 대한 오름차순 혹은 내림차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신하고(S1140), 기지국(120)은 단말(110)로 송신한 복수의 참조 신호 중 단말(110)에서의 수신 전력 세기가 가장 큰 참조신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 수신 전력 세기에 대한 오름차순 혹은 내림차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 단말(110)로부터 수신하게 된다(S1140).

단말(120)은 수신 전력 세기가 가장 큰 참조신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수 있으나 단말(120)이 수신 전력 세기 이외에 다른 정보를 더 이용하여 채널 정보를 구성하는 경우 수신 전력 세기가 가장 큰 참조신호가 아닌 다른 참조신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수도 있다. 후자의 경우, 단말(120)은 수신 전력 세기에 따라 참조신호를 오름차순 혹은 내림차순으로 정렬하고 수신 전력 세기가 큰 순으로 둘 이상의 참조신호를 대상으로 전술한 다른 정보에 따라 하나의 선호 참조 신호를 선택하고 이렇게 선택된 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수도 있다.

무선통신시스템(100)에서 기지국(120)은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 사용하는 시스템이고, 기지국(120)이 참조 신호를 송신하는 단계(S1120)에서, 서로 다른 행렬은 복수의 참조 신호가 안테나 어레이의 수직 방향(vertical domain)으로 서로 다른 전파 방향성을 가지고 송신되도록 하는 빔포밍(beamforming) 행렬일 수 있다.

MIMO를 사용하는 통신시스템의 경우, 전송단과 수신단 간 채널 특성은 전송단과 수신단 간의 물리적 위치 및 다중 경로를 발생시키는 반사체의 분포에 의해 크게 좌우된다. 그런데, 전송단/수신단 물리적 위치 및 반사체의 분포를 수평 방향과 수직 방향을 구분해서 살펴 보면, 수평 방향에 비해 수직 방향은 각도 범위가 좁고, 전송단/수신단 사이에 전파의 반사 혹은 교란을 유발하는 반사체(scatter)가 상대적으로 적게 존재한다. 이러한 이유로 수직 방향의 채널 정보 피드백에 대해서는 CSI-RS를 통한 채널 추정 정보를 사용하지 않고 이보다 간단한 구조의 본 발명의 실시예에 따른 Precoded CSI-RS를 통한 채널 정보를 사용할 수 있다.

결국, 수직 방향에 대해서 기지국(120)은 서로 다른 전파 방향성을 가지도록 프리코딩된 Precoded CSI-RS를 사용하여 채널 정보를 피드백 받고, 수평 방향에 대해서는 Rel-10/11에서 사용하는 것과 같은 CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal) 또는 이와 유사한 구조를 가지는 cell specific transmission RS를 통한 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 채널 정보를 피드백 받을 수 있다.

이것을 도 11의 과정에서 살펴 보면, 기지국(120)은 참조 신호를 송신하는 단계(S1120)에서 CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 단말(110)로 더 송신하고, 채널 정보를 수신하는 단계(S1140)에서 CRS 혹은 CSI-RS를 통한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 채널 정보를 단말(110)로부터 수신할 수 있다.

기지국(120)은 참조 신호를 송신하는 단계(S1120)에서 참조신호들간에 동일한 전력의 세기로 복수의 참조 신호를 송신할 수 있다. 단말(110)전파 경로에 따라 수신 전력의 세기가 달라지는 것을 측정하여 최적의 전파 방향성 혹은 프리코딩 정보를 보고할 수 있다. 또는, 기지국은 특정 수직 방향으로의 신호 전파에 특화되어 있는 경우, 특정 참조 신호를 다른 참조 신호보다 큰 전력을 사용하여 전송할 수 있다. 단말은 기지국이 특정 참조 신호에 대하여 다른 참조 신호 보다 큰 전력을 사용하였는지 여부에 대한 정보를 제공 받지 않으며, 각각의 참조 신호의 수신 전력을 측정한다.

기지국(120)은 참조 신호를 송신하는 단계(S1120)에서 안테나 어레이를 구성하는 수직 방향 안테나 세트 중 일부의 안테나 세트를 통해 복수의 참조 신호를 송신할 수 있다. 이것은 수직 방향의 모든 안테나에 대해 채널 정보를 피드백하는 것에 있어서 참조 신호를 송신하는 기지국(120)의 시그널링 오버헤드나 채널 정보를 피드백하는 단말(110)의 피드백 오버헤드를 줄이기 위한 방법이다.

단말(110)은 채널 정보를 송신하는 단계(S1140)에서 수신 전력 세기가 큰 순으로 하나 이상의 참조 신호에 대해 참조 신호의 인덱스 정보를 채널 정보에 포함시켜 기지국(120)으로 송신할 수도 있고, 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보를 채널 정보에 포함시켜 기지국(120)으로 송신할 수도 있다.

단말(110)이 기지국(120)으로부터 Precoded CSI-RS에 대한 설정 정보를 수신하여, 서로 다른 행렬로 프리코딩된 참조 신호의 인덱스를 파악할 수 있는 경우 해당 인덱스를 피드백할 수 있으나 단말(110)이 이러한 설정 정보를 수신하지 못하거나 다른 이유로 참조 신호의 인덱스를 파악할 수 없는 경우 해당 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스를 피드백하는 방법을 사용할 수 있다.

단말(110)은 수신 전력의 세기가 가장 큰 하나의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수 있고, 수신 전력 세기의 크기 순으로 하나 이상(예를 들어, 상위 3개)의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수도 있다. 수신 전력 세기 순으로 상위 3개의 참조 신호를 지시하는 정보를 기지국(120)이 수신하는 경우 기지국(120)은 이중 하나의 참조 신호를 지시하는 정보를 선택하여 사용할 수 있다. 상기와 같이 다수의 참조 신호를 지시하는 정보를 기지국에 전달하는 경우, 단말은 비트맵 형식으로 상기 정보를 보고 하는 방식 또한 가능하다.

도 11을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템(100)에서 일부의 동작을 송신단 혹은 수신단을 중심으로 설명하였으나 기지국(120)과 단말(110)은 각각 송신단 혹은 수신단으로 동작할 수 있으므로, 설명된 동작의 반대되는 동작이 수신단 혹은 송신단에서 수행될 수 있다.

도 12는 2D/3D MIMO에 따라 채널 추정용 RS를 송수신하고 채널 정보를 피드백하는 정보 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

무선통신시스템 기지국(120)은 다운링크(downlink)에서 2D MIMO 또는 3D MIMO 기법을 사용할 수 있다. 따라서 기지국(120)은 단말(110)이 각 MIMO 기법 사용에 필요한 채널 정보를 측정하고 보고를 수행할 수 있도록 2D MIMO 채널 측정용 참조 신호 혹은 3D MIMO 채널 측정용 참조 신호를 전송할 수 있다. 또한 이러한 참조 신호를 단말(110)이 수신할 수 있도록 참조 신호 전송에 대한 설정 정보를 단말(110)에 통지할 수 있다.

도 12를 참조하면, 기지국(120)은 설정 정보의 필드로 2D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1210)와 3D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1220)를 포함하고 있을 수 있다.

기지국(120)은 2D MIMO 채널 측정을 위하여 단일 또는 다수의 CSI-RS 전송을 수행하며, 또한 3D MIMO 채널 측정을 위하여, 수평 방향(horizontal domain) 채널 측정을 위한 3D 용 CSI-RS 및 수직 방향(vertical domain) 채널 측정을 위한 precoded CSI-RS 전송을 수행할 수 있다. 따라서, 3D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1230)는 수평 방향 채널 측정을 위한 3D용 CSI-RS 정보(1222)와 수직 방향 채널 측정을 위한 precoded CSI-RS 정보(1224)를 포함하고 있을 수 있다.

또한, 2D/3D MIMO 중 적용되는 기법, 또는 두 기법 모두 사용되는지 여부를 기지국(120)이 임의 선정하여 전송 모드(transmission mode)의 형식으로 단말(110)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 전송 모드(Tx mode, 1230)가 1 내지 N(1이상의 자연수)에 해당되면 MIMO가 사용되지 않는 것을 나타내고, 전송 모드(1230)가 N+1이면 2D MIMO가 사용되는 것을 나타내며, 전송 모드가 N+2이면 3D MIMO가 사용되거나 2D/3D MIMO 중 임의의 한 가지가 사용되는 것을 나타낼 수 있다. 이러한 전송 모드 정보는 기지국(120)으로부터 단말(110)로 전달될 수 있다.

전송 모드에 대한 정보 이외에, 기지국(120)은 단말(110)에 대하여 비주기적 CSI 보고를 요청할 수 있는데, 이러한 요청 정보는 비주기적 CSI 보고 필드(1240)에 포함되어 단말(110)로 전달될 수 있다.

단말(110)은, 전술한 2D/3D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1210, 1220) 및 전송 모드 정보(1230)에 따라 채널 추정용 참조 신호을 통해 CSI 정보를 추출하고 이를 기지국(120)에 보고한다.

기지국(120)은 2D MIMO 채널 추정을 위한 참조신호와 3D MIMO 채널 추정을 위한 참조 신호를 별개의 참조 신호로 전송하고 단말(110)은 각 참조 신호를 통해 2D 또는 3D MIMO 채널 추정을 수행한다. 2D MIMO 채널 추정은 Rel-10/11 방식에 따라 수행하며, 3D 채널 추정의 경우, 수평 방향 CSI 추정용 참조 신호를 통해 RI, PMI, CQI을 측정하고, 수직 성분 참조 신호인 precoded CSI-RS을 통해 수직 방향 CSI을 추정한다.

도 13은 Precoded CSI-RS가 서로 다른 무선 자원에 매핑되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 기지국(120)은 다수의 참조 신호를 수직 방향에서 서로 다른 전파 방향성을 가지고 강전계를 형성하도록 프리코딩(precoding)된 다수의 참조 신호에 대한 전송을 수행한다. 서로 다른 전파 방향성을 가지고 강전계를 형성하도록 프리코딩된 참조 신호는 각기 다른 무선 자원(다른 REs, 또는 동일 REs을 사용하되 직교 코드로 구분되도록 시퀀스가 생성되거나 또는 이러한 두 가지를 혼합하여 사용되는 자원)에 매핑되어 전송된다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(110)이 수신 전력 세기가 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 피드백하는 과정에 대한 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 단말(110)은 다수의 무선 자원에 대하여 수신 전력을 측정한 후(S1402), 수신 전력이 가장 큰 무선 자원에 매핑된 precoded CSI-RS를 단말(110)에 적합한 프리코딩 행렬을 통해 프리코딩된 참조 신호로 인지하거나 단말(110)에 적합한 가상의 채널(virtual channel)을 통과한 참조 신호로 인지할 수 있다. 이러한 방식으로 단말(110)은 수신 전력에 기반하여 적합한 수직 방향 프리코딩 정보를 산출한다(S1404).

단말(110)이 각 precoded CSI-RS가 무선 자원에 매핑되는 순서 혹은 방법을 인지하지 못하는 경우(S1406에서 no), 단말(110)은 적합한 precoded CSI-RS가 매핑되어 있는 무선 자원을 지시하는 인덱스를 기지국(120)에 보고하고(S1408), 단말(110)이 각 precoded CSI-RS가 무선 자원에 매핑되는 순서 혹은 방법을 인지하는 경우(S1406에서 yes), 단말(110)은 적합한 precoded CSI-RS를 지시하는 인덱스를 기지국(120)에 보고한다(S1410).

도 15는 3D MIMO에서 채널 추정용 RS가 안테나 어레이에 매핑되는 일 예를 나타낸 도면이다.

도 15의 (a)는 기지국(120)이 안테나 어레이를 구성하는 모든 안테나를 사용하여 수평 방향 채널 CSI 측정을 위한 참조 신호(CRS 혹은 CSI-RS) 및 수직 방향 채널 측정을 위한 참조 신호(Precoded CSI-RS)를 송신(New RS port 0 내지 7를 이용하여 송신)하는 것을 나타내며, 도 15의 (b)는 모든 안테나를 사용하여 수평 방향 채널 CSI 측정을 위한 참조 신호(CRS 혹은 CSI-RS)를 송신하고 안테나 어레이 중 첫번째 수직 방향 안테나 세트를 이용하여 수직 방향 채널 측정을 위한 참조 신호(Precoded CSI-RS)를 송신하는 것을 나타낸다. 도 15의 (c)는 안테나 어레이를 구성하는 일부 안테나 세트를 이용하여 수평 방향 채널 CSI 측정을 위한 참조 신호(CRS 혹은 CSI-RS) 및 수직 방향 채널 측정을 위한 참조 신호(Precoded CSI-RS)를 송신하는 것을 나타낸다.

도 15의 예시는 기지국(120)이 precoded CSI-RS 전송에 사용할 포트의 수가 결정 된 경우 사용하기에 적합한 방법으로서, 각 전송 안테나에 각 하나의 precoded CSI-RS 포트를 할당하여 모든 precoded CSI-RS가 동일한 전송 전력으로 전송될 수 있도록 한다.

도 16은 참조신호를 프리코딩하여 안테나 포트에 매핑시키는 것을 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 기지국(120)은 precoded CSI-RS 포트의 수 보다 적은 수의 참조 신호 요소(RS elements)를 선정하고, 각 RS elements에 대하여 프리코딩을 수행하여 각 precoded CSI-RS 포트에 매핑시킨다. 일 예로, 8개의 precoded CSI-RS 포트가 사용되는 경우, 기지국(120)은 8개 이하의 RS element을 정의하며, 각각의 RS elements은 프리코딩을 통해 8개의 precoded CSI-RS 포트에 매핑된다. 각각의 precoded CSI-RS 포트는 다시 안테나 포트에 매핑된다. 각각의 안테나 포트에 매핑된 참조 신호를 물리적 안테나에 매핑하는 방법은 기지국(120)이 임의로 결정할 수 있다.

도 17은 2D/3D MIMO에 따라 채널 추정용 RS를 송수신하고 채널 정보를 피드백하는 정보 구조의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 17의 정보 구조의 예를 도 10의 정보 구조의 예와 비교하면, 2D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1710)에 참조 신호(CSI-RS)가 3D MIMO를 위한 수평 방향 채널 CSI 측정에 사용될지 여부를 나타내는 서브필드(1712)가 더 포함되어 있고, 3D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1720)에 2D MIMO를 위한 수평 방향 채널 CSI 측정에 사용된 참조 신호를 지시하는 정보(1724)가 더 포함되어 있다.

3D MIMO에서 수평 방향 채널 CSI 추정은 2D MIMO와 같은 방식을 사용할 수 있으므로, 도 17의 실시예는 2D MIMO와 3D MIMO에서 공통으로 사용될 수 있는 참조 신호에 대한 정보를 표시하는 방법을 제시하고 있다.

도 17을 참조하면, 다수의 2D MIMO 채널 CSI 측정용 참조 신호(CRS 혹은 CSI-RS) 중 3D MIMO 수평 방향 채널 CSI 측정용으로 사용 가능한 참조 신호에 대한 정보는, 2D MIMO를 위한 참조 신호 정보(1710)에 포함된 참조 번호 1712에 해당되는 서브 필드(3D MIMO 수평 방향 채널 CSI 측정용으로의 사용 여부를 나타내는 서브 필드(1712))를 통해 함께 송신할 수 있다.

또는 3D MIMO 수직 방향 채널 측정용 참조 신호(precoded CSI-RS)에 대한 정보(precoded CSI-RS가 매핑된 무선 자원의 위치, 추가적으로 precoded CSI-RS가 전송되는 서브프레임에 대한 정보 등을 포함하는 정보) 전달 시, 3D MIMO 수평 방향 채널 CSI 측정을 위해 함께 사용할 참조 신호(CRS 혹은 CSI-RS)를 지시하는 정보(예를 들어, 단말이 수신하도록 설정된 CSI-RS 중 몇 번 째 CSI-RS인지 등을 전달하는 정보)를 참조 번호 1724에 해당되는 서브 필드(2D MIMO를 위한 수평 방향 채널 CSI 측정에 사용된 참조 신호를 지시하는 정보(1724))에 포함시켜 함께 단말(110)로 전달할 수 있다.

기지국(120)에서의 참조 신호 프리코딩에 관한 부가적인 내용을 더 살펴 본다.

기지국(120)에서의 자유로운 precoded CSI-RS 사용을 지원하기 위해, 기지국(120)이 임의의 개수로 precode CSI-RS을 전송하도록 하는 기법도 고려할 수 있다. 이 경우, 기지국(120)은 수직 방향 어레이를 구성하는 안테나의 수 보다 적은 precoded CSI-RS 포트를 정의하고 각각의 RS 포트를 안테나에 매핑할 때 프리코딩을 수행할 수 있다. 이 경우, 기지국(120)은 물리적 안테나의 수에 관계 없이 임의의 개수(안테나 포트의 수)로 precoded CSI-RS 전송이 가능하다.

참조 신호에 대한 프리코딩 수행 시, 기지국(120)은 임의의 프리코더를 사용할 수 있거나 아래 특성을 가지는 프리코더 중 일부를 선정하여 프리코딩 행렬을 구성할 수 있다.

보다 일반적인 예시로써, 하기 수학식과 같이 표현될 수 있다.

전술한 프리코더 예시에서, m과 n 간 매핑룰을 별도로 정의할 수 있다. 또한 사용되는 안테나 포트 또는 안테나의 수에 따라, v의 길이(K)가 결정된다.

전술한 새로운 precoded CSI-RS 전송을 위해 사용되는 무선 자원 할당 시, 참조 신호 수신을 수행하지 않는 다른 단말에서 발생하는 참조 신호 충돌(RS collision) 문제를 해결하기 위해, 기존의 제로 파워(zero power) CSI-RS 또는 non-zero power CSI-RS 자원 할당 방식을 재사용할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 참조 신호 송수신 및 채널 정보 송수신 방법에 대해 전술하였다. 아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)과 단말(110)의 구성에 대해 설명한다. 기지국(120)과 단말(110)은 전술한 참조 신호 송수신 및 채널 정보 송수신 방법을 모두 수행할 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)의 블록도이다.

도 18을 참조하면, 기지국(120)은 서로 다른 행렬로 복수의 참조 신호를 프리코딩하는 제어부(123), 프리코딩된 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말로 송신하는 송신부(121), 채널 정보를 단말로부터 수신하는 수신부(122) 등을 포함할 수 있다. 상기 수신부(122)가 수신하는 채널 정보는 단말에서 측정한 복수의 참조 신호 각각의 수신 전력 세기를 오름차순 혹은 내림차순으로 정렬한 정보를 포함한다.

기지국(120)은 다차원 안테나 어레이를 사용하는 시스템일 수 있고, 이 경우 제어부(121)는 복수의 참조 신호가 안테나 어레이의 수직 방향으로 서로 다른 전파 방향성을 가지고 송신되도록 하는 빔포밍(beamforming) 행렬로 복수의 참조 신호를 프리코딩할 수 있다. 이러한 기지국(120)에서 송신부(121)은 안테나 어레이를 구성하는 수직 방향 안테나 세트 중 일부의 안테나 세트를 통해 프리코딩된 복수의 참조 신호를 송신할 수 있다.

송신부(121)는 동일한 전력의 세기로 프리코딩된 복수의 참조 신호를 송신할 수 있다.

수신부(122)에서 수신되는 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보는 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보일 수 있다.

송신부(121)가 CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 단말(110)로 더 송신하는 경우, 수신부(122)는 이러한 CRS 혹은 CSI-RS를 통한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 채널 정보를 단말(110)로부터 수신할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(110)의 블록도이다.

도 19를 참조하면, 단말(110)은 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 수신부(112), 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 제어부(113), 복수의 참조 신호 중 수신 전력 세기가 큰 순으로 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 기지국으로 송신하는 송신부(111) 등을 포함할 수 있다.

수신부(112)에서 복수의 참조 신호는 하나의 자원블록 쌍(Physical Resource Block pair, PRB pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 기지국으로부터 송신될 수 있다. 이러한 구조는 하나의 PRB pair 내에 서로 다르게 프리코딩된 참조 신호가 매핑되는 구조이다.

송신부(111)는 수신 전력 세기가 큰 순으로 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보에 대해 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보를 전술한 참조 신호를 지시하는 정보로 하여 기지국(120)으로 송신할 수 있다.

수신부(112)가 CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 더 수신하는 경우, 송신부(111)는 이러한 CRS 혹은 CSI-RS를 통해 추정한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함시킨 채널 정보를 기지국(120)으로 송신할 수 있다.

단말(110)이 포함된 무선통신시스템(100)에서 기지국(120)이 다차원 안테나 어레이를 사용하는 시스템인 경우, 수신부(112)는 안테나 어레이의 수직 방향으로 서로 다른 전파 방향성을 가지게 하는 빔포밍 행렬에 의해 프리코딩된 복수의 참조 신호를 수신할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

무선통신시스템에서 기지국이 참조 신호를 송신하고 채널 정보를 수신하는 방법에 있어서,
서로 다른 행렬로 각각 프리코딩(precoding)된 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말로 송신하는 단계; 및
상기 복수의 참조 신호 중 상기 단말에서의 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 단말에서의 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계
를 포함하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선통신시스템에서 상기 기지국은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 사용하는 시스템이고,
상기 송신하는 단계에서,
상기 서로 다른 행렬은 상기 복수의 참조 신호가 상기 안테나 어레이의 수직 방향(vertical domain)으로 서로 다른 전파 방향성을 가지고 송신되도록 하는 빔포밍(beamforming) 행렬인 것을 특징으로 하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
제2항에 있어서,
상기 송신하는 단계에서,
상기 안테나 어레이를 구성하는 수직 방향 안테나 세트 중 일부의 안테나 세트를 통해 상기 복수의 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 송신하는 단계에서,
동일한 전력의 세기로 상기 복수의 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신하는 단계에서,
상기 참조 신호를 지시하는 정보는 상기 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 상기 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보인 것을 특징으로 하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 송신하는 단계에서,
CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 상기 단말로 더 송신하고,
상기 수신하는 단계에서,
상기 CRS 혹은 상기 CSI-RS를 통한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 상기 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 송신 및 채널 정보 수신 방법.
무선통신시스템에서 단말이 참조 신호를 수신하고 채널 정보를 송신하는 방법에 있어서,
자원블록 쌍(Physical Resource Block pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 단계; 및
상기 복수의 참조 신호 중 상기 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 단계
를 포함하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법.
제7항에 있어서,
상기 송신하는 단계에서,
상기 참조 신호를 지시하는 정보는 상기 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 상기 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보인 것을 특징으로 하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법.
제7항에 있어서,
상기 수신하는 단계에서,
CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 더 수신하고,
상기 송신하는 단계에서,
상기 CRS 혹은 상기 CSI-RS를 통해 추정한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함시킨 상기 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법.
제7항에 있어서,
상기 무선통신시스템에서 상기 기지국은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 사용하는 시스템이고,
상기 수신하는 단계에서,
상기 안테나 어레이의 수직 방향(vertical domain)으로 서로 다른 전파 방향성을 가지게 하는 빔포밍(beamforming) 행렬에 의해 프리코딩(precoding)된 상기 복수의 참조 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 참조 신호 수신 및 채널 정보 송신 방법.
무선통신시스템에서 참조 신호를 송신하고 채널 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
서로 다른 행렬로 복수의 참조 신호를 각각 프리코딩(precoding)하는 제어부;
프리코딩된 상기 복수의 참조 신호를 서로 다른 무선 자원에 매핑하여 단말로 송신하는 송신부; 및
상기 복수의 참조 신호 중 상기 단말에서의 수신 전력 세기가 가장 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 단말에서의 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 수신부
를 포함하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 무선통신시스템에서 상기 기지국은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 사용하는 시스템이고,
상기 제어부에서,
상기 서로 다른 행렬은 상기 복수의 참조 신호가 상기 안테나 어레이의 수직 방향(vertical domain)으로 서로 다른 전파 방향성을 가지고 송신되도록 하는 빔포밍(beamforming) 행렬인 것을 특징으로 하는 기지국.
제12항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 안테나 어레이를 구성하는 수직 방향 안테나 세트 중 일부의 안테나 세트를 통해 상기 복수의 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 송신부는,
동일한 전력의 세기로 상기 복수의 참조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 수신부에서,
상기 참조 신호를 지시하는 정보는 상기 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 상기 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보인 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 송신부는,
CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 상기 단말로 더 송신하고,
상기 수신부는,
상기 CRS 혹은 상기 CSI-RS를 통한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 상기 채널 정보를 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
무선통신시스템에서 참조 신호를 수신하고 채널 정보를 송신하는 장치에 있어서,
자원블록 쌍(Physical Resource Block pair)에서 서로 다른 무선 자원에 매핑되어 있는 복수의 참조 신호를 기지국으로부터 수신하는 수신부;
상기 복수의 참조 신호 각각에 대하여 수신 전력 세기를 측정하는 제어부; 및
상기 복수의 참조 신호 중 상기 수신 전력 세기가 가장 큰 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보 혹은 상기 수신 전력 세기에 대한 내림차순 혹은 오름차순에 따라 결정된 하나 이상의 참조 신호를 지시하는 정보를 포함하는 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 송신부
를 포함하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 송신부에서,
상기 참조 신호를 지시하는 정보는 상기 참조 신호의 인덱스 정보 혹은 상기 참조 신호가 매핑되어 있는 무선 자원의 인덱스 정보인 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 수신부는,
CRS(cell-specific reference signal) 혹은 CSI-RS(channel state information reference signal)를 더 수신하고,
상기 송신부는,
상기 CRS 혹은 상기 CSI-RS를 통해 추정한 수평 방향(horizontal domain) 채널 추정 정보로서 RI(Rank Indicator), PMI(Precoder Matrix Indicator) 및 CQI(Channel Quality Indicator) 중 적어도 하나의 정보를 더 포함시킨 상기 채널 정보를 상기 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 무선통신시스템에서 상기 기지국은 다차원 안테나 어레이(antenna array)를 사용하는 시스템이고,
상기 수신부는,
상기 안테나 어레이의 수직 방향(vertical domain)으로 서로 다른 전파 방향성을 가지게 하는 빔포밍(beamforming) 행렬에 의해 프리코딩(precoding)된 상기 복수의 참조 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.