KR20180051282A

KR20180051282A - 무선 통신 시스템에서 위상 잡음 보상 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180051282A
Application number: KR1020160148383A
Authority: KR
Inventors: 유현일; 김재원; 노지환; 류현석; 설지윤; 손혁민; 유현규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-16
Also published as: US10735983B2; WO2018088790A1; US20180132122A1

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위상 잡음 보상 방법은, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하는 단계와, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하는 단계와, 추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 위상 잡음 보상 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING PHASE NOISE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 위상 잡음을 보상하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 위상 잡음을 고려하여 CSI(channel state information) 피드백을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(Beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beamforming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

직교 주파수 분할 다중화 (Orthogonal Frequency-division Multiplexing, OFDM) 기반 무선 통신 시스템에서는 위상 에러(phase error)를 추정하기 위해서 주파수 영역에서 기준 신호를 이용해 모든 OFDM 부반송파(subcarrier)에 공통적으로 영향을 미치는 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 추정하고 보상하고, 시간 영역에서 순환 전치(cyclic prefix)를 이용하여 심볼(symbol) 단위로 위상 에러를 추정하고 보상하여 반송파간 간섭(inter-carrier interference, ICI)의 영향을 줄일 수 있다.

그러나, 위상 에러가 심볼 내에서 심하게 변화할 경우 시간 영역에서 순환 전치를 이용해 위상 에러를 보상하여도 반송파간 간섭의 영향을 줄일 수 없고, 특히 초고주파를 사용하는 통신 시스템에서는 RFIC(radio frequency integrated circuit)의 특성으로 인해 위상 에러가 심하게 나타나기 때문에 심볼 단위의 위상 에러 추정만으로는 반송파간 간섭에 의한 성능 저하를 막을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 단말의 위상 잡음 보상 방법은, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하는 단계와, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하는 단계와, 추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단말의 위상 잡음 보상 방법은, 상기 기지국으로부터 제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 수신하는 단계와, 상기 기지국으로부터 제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단말의 위상 잡음 보상 방법은, 위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨을 설정하는 단계를 포함하고, 상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응할 수 있다.

상기 제2 CSI를 추정하는 단계는, 상기 제1 타입 기준 신호를 이용하여 제1 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제1 EVM(error vector magnitude) 값을 계산하는 단계와, 상기 제2 타입 기준 신호를 이용하여 제2 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제2 EVM 값을 계산하는 단계와, 상기 제1 EVM 값과 상기 제2 EVM 값의 차이를 나타내는 참고 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 CSI를 추정하는 단계는, 상기 제1 CSI, 상기 참고 값, 및 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 디코딩 시 측정한 CRC(cyclic redundancy check) 값을 이용하여 상기 제2 CSI를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기지국의 위상 잡음 보상 방법은, 단말이 제1 CSI(channel state information)를 측정하도록 상기 단말로 기준 신호를 전송하는 단계와, 상기 단말이 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하도록, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하는 단계와, 추정된 제2 CSI를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 위상 잡음을 보상하는 단말은, 신호를 송수신하는 송수신부, 및 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하고, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하고, 추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따라 위상 잡음을 보상하는 기지국은, 신호를 송수신하는 송수신부, 및 단말이 제1 CSI(channel state information)를 측정하도록 상기 단말로 기준 신호를 전송하고, 상기 단말이 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하도록, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하고, 추정된 제2 CSI를 상기 단말로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 위상 잡음 보상 방법 및 장치는 위상 잡음으로 인한 신호 왜곡을 보상하고, 상기 위상 잡음으로 인한 성능 열화를 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 위상 잡음 보상 방법 및 장치는 위상 잡음을 보상하여 고차(high-order) MCS(modulation and coding scheme) 레벨에서의 데이터 레이트를 향상시킬 수 있다.

도 1 은 임의의 변조 방식에서 위상 잡음의 영향을 나타내는 도면이다.
도 2는 임의의 변조 방식에서 위상 잡음 중 공통 위상 에러가 보상된 경우를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 타입 RS의 패턴의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 제2 타입 RS의 패턴의 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 PDSCH 전송을 위해 필요한 CSI를 획득하기 위한 과정의 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 PDSCH 전송을 위해 필요한 CSI를 획득하기 위한 과정의 다른 실시예를 나타낸다.
도 7은 BRS 및 CSI-RS를 이용하여 추정한 CSI를 기반으로 PDSCH를 전송하는 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 위상 잡음 RS에 관련된 피드백을 기지국으로 전송하는 과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 단말이 CSI를 보상하여 위상 잡음 RS에 관련된 피드백을 기지국으로 전송하는 과정을 나타낸다.
도 10은 도 9에서 MCS level(2)에 상응하는 CSI 값을 MCS level(3)에 상응하는 CSI 값으로 보상하는 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 CSI 보상에 따른 데이터 레이트를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구조를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 은 임의의 변조 방식에서 위상 잡음의 영향을 나타내는 도면이다.

예컨대, 도 1은 64 QAM(quadrature amplitude modulation) 전송 시 위상 잡음의 영향을 나타낸다. 상기 위상 잡음은 공통 위상 에러(common phase error, CPE), 및 반송파간 간섭(inter-carrier interference, ICI)을 발생시킬 수 있다. 무선 통신 시스템에서 CPE는 위상 잡음을 보상하기 위해 필수적으로 보상해야하고, ICI는 높은 MCS (modulation and coding scheme) 레벨을 지원하는 경우에 한해 보상한다.

도 1을 참조하면, 64 QAM 전송시 위상 잡음으로 인한 CPE 및 ICI의 영향을 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이 위상 잡음의 영향으로 인해 EVM(error vector magnitude) 성능이 매우 나빠짐을 확인할 수 있다. CPE의 영향으로 성상도 상 각 심볼의 위상이 회전되고, 성상도가 왜곡됨을 알 수 있다.

도 2는 임의의 변조 방식에서 위상 잡음 중 공통 위상 에러가 보상된 경우를 나타내는 도면이다.

예컨대, 도 2는 64 QAM 전송시 위상 잡음으로 인한 CPE를 보상한 경우이다. 도 1에 나타난 성능에 비해 CPE가 보상됨으로써, 성상도 상 각 심볼의 위상 회전은 더 이상 나타나진 않지만, 각 ICI로 인한 심볼의 왜곡은 여전히 존재함을 알 수 있다. 도 2를 참고할 때, 높은 차수의 변조 방식을 사용하게 되면 각 심볼 간의 왜곡이 보상 될 수 없음을 예측할 수 있다. 즉, 일정 수준 이하의 MCS 레벨을 이용하여 통신을 수행하는 경우에는, 어느 정도의 심볼 왜곡이 존재하더라도 디코딩 될 수 잇지만, 높은 MCS 레벨을 이용하여 고속의 통신을 수행하는 경우에는 채널 코딩 등으로 심볼 왜곡이 보상될 수 없다. 이러한 위상 잡음으로 인한 심볼 왜곡은 초고주파 대역을 사용하는 경우 보다 심각하다.

여기서 ICI가 보상되면 EVM 성능은 잡음 환경에서도 -30dB를 넘어서게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, MCS 레벨은, Phase noise RS(reference signal)가 필요 없는 환경, 즉 낮은 MCS level(예컨대, QPSK)과, CPE만을 보상하여 신호를 송수신하는 환경 (예컨대, 16QAM)과, CPE 및 ICI를 모두 보상하여 높은 MCS level을 지원하는 환경(예컨대, 64QAM)으로 나뉠 수 있다.

본 발명은 OFDM 기반 시스템에서, 위상 잡음을 고려한 CSI feedback 방법을 제공한다.

위상 잡음은 공통 위상 에러(Common Phase error, CPE) 및 인접 서브캐리어간 간섭(Inter Carrier Interference, ICI)으로 나뉠 수 있다. 여기서, 위상 잡음을 추정 및 보상하기 위한 기준신호(Reference Signal, RS)는 그 용도에 따라 다르게 설계될 수 있다.

즉, CPE만을 추정가능한 제1 RS와, CPE 및 ICI 모두를 추정할 수 있는 제2 RS가 설계될 수 있다. 상기 제2 RS는 상기 제1 RS에 비해 오버헤드(overhead)가 클 수 있다. 여기서 오버헤드가 크다는 것은, Phase noise를 추정하기 위한 RS가 할당되는 서브 캐리어 수가 많음을 의미할 수 있다. 상기 제2RS는 상기 제1RS에 비해, 시간/주파수에 할당되는 밀도(density)가 매우 크기 때문에, 고차수(High order) MCS level을 지원하기 위한 데이터 채널(data channel)에 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서 기술되는 본 발명의 명세서에서는, 위상 잡음(Phase noise)의 CPE 성분을 보상하기 위한 제1 RS를 제1 타입 RS, 위상 잡음의 CPE 및 ICI를 모두 보상하기 위한 제2 RS를 제2 타입 RS라고칭할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 타입 RS의 패턴의 일 실시예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 제1 타입 RS는 OFDM 심볼(symbol) 마다 연속적으로 할당될 수 있다. 따라서, 단말은 상기 제1 타입 RS를 이용하여 심볼 간 위상차를 추정할 수 있다. 또한, 상기 제1 타입 RS는 단일(한 개)의 부반송파(subcarrier)에 할당될 수 있다. 단말은 DMRS로 추정한 채널에 기반하여, 상기 제1 타입 RS를 이용하여 추정한 심볼 간 위상차를 보상하여 OFDM 심볼마다 CPE를 보상할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 타입 RS의 패턴의 일 실시예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제2 타입 RS는 제 1타입 RS와 같이 OFDM 심볼 마다 연속적으로 할당되지만, N-RB에서 적어도 두 개 이상의 서브캐리어들로 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 제2 타입 RS는, 제2 타입 RS가 매핑될 수 있는 일 예시에 불과하며, 도 4에 도시된 타입 이외의 다른 변형된 형태로 물리 자원에 매핑될 수 있다.

위상 잡음으로 인한 CPE 및 ICI를 보상하기 위한 제2 타입 RS는 제1 타입 RS 보다 더 많은 RS 오버헤드(overhead)가 필요하다. 즉, 제2 타입 RS는 N-RB내에서 복수 개의 부반송파가 필요하다. 따라서 , 제어 채널 및 기준 신호(예컨대, DMRS, CSI-RS 등)을 위해 제2 타입 RS을 전송하는 것은 비효율적이다. 예를 들어, 제 2타입 RS가 4개의 RB를 통해 전송된다고 가정하면, 제어 채널이 2개 RB를 통해 전송되는 경우, 제2 타입 RS를 이용하는 것은 매우 비효율적일 수 있다.

한편, 상기 제2 타입 RS 패턴에 대한 정보는 단말과 기지국에 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 어느 RB를 통해 전송되는지 여부, 한 개의 RB를 통해 전송된다면 어느 부반송파를 통해 전송되는지 여부, 복수 개의 RB를 통해 전송된다면 몇 개의 RB를 통해 전송되는지 여부 등에 대한 정보가 단말 및 기지국에 미리 설정될 수 있다 .

또는, 상기 제2 타입 RS 패턴에 대한 정보는 기지국이 단말에 상위 계층 시그널링을 통해 설정해줄 수 있다. 상기 상위 계층 시그널링을 통해 알려주는 제2 타입 RS 패턴에 대한 정보는 상기한 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 5는 PDSCH(physical downlink shared channel) 전송을 위해 필요한 CSI(channel state information)을 획득하기 위한 과정의 일 실시예를 나타낸다.

특히, 도 5에서는 빔 측정(beam measurement)을 위해 전송되는 BRS(beam measurement RS)을 이용하여 CSI를 획득한다. 5G 시스템과 같이, 빔 포밍 기술을 사용하는 경우, 기지국은, 단말과 기지국이 어느 방향의 빔을 사용하여야 최대 채널 이득을 가지게 되는지 확인할 필요가 있다. 이의 측정을 위해, 기지국은 빔 스위핑을 통해, 각 빔 별로 기준 신호를 전송할 수 있으며, 이를 BRS라 칭할 수 있다.

기지국은 상기의 BRS를 단말로 전송하고(S500), 상기 단말은 상기 BRS를 이용하여 최대 채널 이득을 갖게 되는 Beam ID와, 상기 Beam ID를 가지는 빔을 통해 수신되는 수신 신호 세기에 기반하여 CQI를 생성할 수 있다. 그리고 단말은 초기 PDSCH 전송을 위한 Beam ID와 CQI를 상기 기지국으로 리포트한다(S510).

그러면, 상기 기지국은 상기 Beam ID와 CQI를 고려하여 상기 단말로 PDSCH를 전송한다(S520). 바람직하게는, 기지국은 단말이 피드백한 Beam ID를 가지는 빔을 이용하여, 단말이 피드백한 CQI에 상응하는 MCS 레벨에 따라, 상기 PDSCH를 변조하여 단말에게 전송할 수 있다.

도 6은 PDSCH 전송을 위해 필요한 CSI를 획득하기 위한 과정의 다른 실시예를 나타낸다. 도 5에에서는 BRS를 통해 CSI를 획득하였다면, 특히, 도 6에서는 CSI-RS를 이용하여 CSI를 획득한다.

기지국은 CSI-RS를 단말로 전송할 수 있다(S600). 이를 위해, 기지국은 미리 단말에게, 상기 CSI-RS 전송과 관련된 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은, 상기 CSI-RS를 전송하는 안테나 포트의 개수, 서브프레임, RB 자원에 대한 정보를 단말에게 설정할 수 있다.

그러면, 상기 단말은 상기 CSI-RS를 이용하여 측정된 CQI, RI, 및 PMI를 상기 기지국으로 리포트한다(S610).

상기 기지국은 상기 CQI, RI, 및 PMI를 고려하여 상기 단말로 PDSCH를 전송한다(S520).

도 5 및 도 6을 참조하면, PDSCH 전송을 위해서 CSI (CQI, RI, PMI, 또는 Beam ID)와 같은 정보가 필요하다. 이를 위해 BRS 또는 CSI-RS와 같은 RS의 전송이 선행되어야한다. 하지만, 일반적으로 RS는 안테나 포트(antenna port) 및 셀(cell)을 구분하기 위해 CDM(Code division multiplexing)/FDM(Frequency division multiplexing)되어 있어, 주파수 도메인(frequency domain)으로 연속적인 할당이 불가능하다. 즉, BRS, CSI-RS는 도 4에 도시되는 바와 같이, 두 개 이상의 부반송파에 연속적으로 할당될 수 없기 때문에, CPE만 보상할 수 있을 분, ICI를 추정 및 보상할 수 없다.

따라서, CSI을 측정하기 위한 RS 만을 이용해서는, 위상 잡음으로 인한 ICI를 추정 및 보상하는 것은 불가능하므로, CSI을 측정하기 위한 RS를 사용하면 도 2에 나타난 바와 같이 CPE 만 보상된 성상도를 이용한 CSI 측정만을 수행할 수 있다. 이에 따라, CSI을 측정하기 위한 RS에 기반하는 경우, 특정 수준 이상의 MCS 레벨을 이용하여 데이터를 송수신할 수 없다는 문제점이 발생할 우려가 있다.

도 7은 BRS 및 CSI-RS를 이용하여 추정한 CSI를 기반으로 PDSCH를 전송하는 과정을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 단말은 기지국이 전송하는 BRS(Beam Reference Signal)(710) 또는 CSI-RS(740)를 이용하여 CQI/RI/PMI등을 추정한다(720). 여기서, 상기 기술한 바와 같이 BRS, CSI-RS 등은 제2 타입 RS와 같이, 주파수 대역 상에서 고루 분포되어 전송될 수 없기 때문에, 위상 잡음에 의한 ICI의 영향은 보상이 불가능하다. 따라서, 720 에서, 단말은 성상도 상 EVM이 최대 25dB 수준에서 CSI를 측정하게 된다.

그리고 단말은 측정된 CSI 값을 730 에서, PUCCH/PUSCH 채널을 통해 기지국으로 피드백(feedback)할 수 있다.

그러면 기지국은 740에서, 상기 CSI 값에 기반하여, 상기 단말에 전송할PDSCH의 MCS 레벨을 결정한다.

상기의 710 내지 740 과정을 통한 CSI 피드백 및 데이터 전송 절차에 따르면, 단말에 의해 기지국으로 피드백된 CSI값이 phase noise로 인해 발생한 CPE와 ICI 중, 오직 CPE만 보상된 신호만을 이용하게 된다. 이에 따라, EVM이 최대 25dB 수준에서 측정된 값이기 때문에 745 에서와 같이, 기지국은 high level MCS를 이용하여 단말에게 데이터를 전송할 수 없다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, CSI-RS를 이용하여 추정하는 CQI값을 제 2 타입 RS를 전송할 수 있도록 단말이 CSI를 보상하여 피드백할 수 있는 방법이 필요하다.

따라서, PDSCH에 high level MCS를 적용할 수 있도록 단말이 CSI를 적절하게 보상해주는 방식이 필요하게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 위상 잡음 RS에 관련된 피드백을 기지국으로 전송하는 과정을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 단말은 초기 접속시 기지국과 위상 잡음 RS 전송을 위한 단말의 capability negotiation을 수행한다(S800). 즉, 상기 단말은 기지국과 위상 잡음 RS를 전송하지 않아도 되는 MCS level(1), 제1 타입 RS 전송을 위한 MCS level(2), 제2 타입 RS 전송을 위한 MCS level(3)에 대한 정보를 교환한다.

이후, 상기 단말은 BRS 또는 CSI-RS 등의 RS를 이용하여 CSI를 측정한다 (S810).

MCS level(2)를 만족하지 않는 CSI가 추정되면(S820), 단말은 MCS level(1)로 PDSCH 전송하기 위한 제 1 CSI를 피드백할 수 있다. (S830)

만약, 단말은 측정된 CSI가 MCS level(2)를 만족하면, MCS level(3)을 만족하는지 판단할 수 있다(S840).

CSI가 MCS level(2)를 만족하고, MCS level(3)을 만족하지 않는 경우(S840), 단말은 제1 타입 RS를 포함하는 PDSCH를 전송하기 위한 제2 CSI를 피드백할 수 있다 (S850).

CSI가 MCS level(2)를 만족하고, MCS level(3)도 만족하는 경우(S840), 단말은 제2 타입 RS를 포함하는 PDSCH를 전송하기 위한 제3 CSI를 피드백할 수 있다 (S860).

다만, 앞서 기술한 것과 같이 CSI 측정을 위한 RS(예를 들어, BRS, CSI-RS)는 CPE만 보상할 수 있을 뿐, 위상 잡음으로 인한 ICI를 보상하지 못하므로, MCS level(3) 조건을 만족하는 CSI 값이 피드백될 수 없다.

따라서, 본 발명에서는 도 9와 같이 MCS level(2) 값을 만족하는 CSI 값으로부터 MCS level(3)를 만족하는 CSI로 보상하고, 이를 기지국으로 피드백 할 수 있는 방법을 제안한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 단말이 BRS/CSI-RS로부터 추정한 CSI(측정치)를 이용하여 제 2 타입 RS가 전송될 수 있도록 보상(예측치)하여 피드백하는 과정을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 단말은 초기 접속시 기지국과 위상 잡음 RS 전송을 위한 단말의 capability negotiation을 수행한다(S900). 즉, 상기 단말은 기지국과 위상 잡음 RS를 전송하지 않아도 되는 MCS level(1), 제1 타입 RS 전송을 위한 MCS level(2), 제2 타입 RS 전송을 위한 MCS level(3)에 대한 정보를 교환한다.

상기 단말은 BRS 또는 CSI-RS 등의 RS를 이용하여 CSI를 측정한다 (S910).

MCS level(2)를 만족하지 않는 CSI가 추정되면(S920), 상기 단말은 MCS level(1)로 PDSCH 전송하기 위한 제1 CSI를 기지국으로 피드백할 수 있다 (S830).

MCS level(2)를 만족하는 CSI가 추정되면(S920), 상기 단말은 상기 CSI를 이용하여 MCS level(3)에 상응하는 CSI를 추정할 수 있다(S940).

한편, 도 9에서는 도 8과 달리 CSI adaptation이 포함된 절차를 보여주는 도면이다. 즉, 상기 CSI adaptation 절차는, 채널 상태가 특정 수준 이상으로 양호한 경우, MCS level(2) 값을 만족하는 CSI 값으로부터 MCS level(3)를 만족하는 CSI로 보상하고, 이를 기지국으로 피드백 하는 절차를 의미할 수 있다. MCS level(3)를 만족하는 CSI를 기지국으로 피드백하면, 높은 MCS level에 따라 데이터를 송수신할 수 있다.

도 9에 따르면 단말은 CSI adaptation을 통해 MCS level(2)를 만족하는 CSI 값(측정치)을 MCS level(3)을 만족하는 CSI 값(예측치)으로 보상할 수 있다.

단말은 CSI가 MCS level(2)를 만족하면, MCS level(3)을 만족하는지 판단할 수 있다(S950).

CSI가 MCS level(2)를 만족하고, MCS level(3)를 만족하지 않는 경우(S960), 단말은 제1 타입 RS를 포함하는 PDSCH를 전송하기 위한 제2 CSI를 기지국으로 피드백한다 (S960).

CSI가 MCS level(2)를 만족하고, MCS level(3)도 만족하는 경우(S950), 단말은 제2 타입 RS를 포함하는 PDSCH를 전송하기 위한 제3 CSI를 기지국으로 피드백한다 (S970).

도 10은 도 9에서 MCS level(2)에 상응하는 CSI 값(실측치)을 MCS level(3)에 상응하는 CSI 값(예측치)으로 보상하는 방법을 나타낸다.

우선, 도 10을 참조하여 CSI 값을 보상하는 전체적인 절차에 대해 설명하면 하기와 같다. 이는 크게 제1 단계 및 제2 단계로 구성될 수 있다.

우선, 제1 단계에서, 단말은 PDSCH에 포함되는 제1 타입 RS 또는 제2 타입 RS를 이용하여 CSI 보상을 위한 참고(reference) 값을 계산할 수 있다(1000).

이후, 제2 단계에서, 상기 단말은 기준 신호(BRS, BRRS, CSI-RS 등)로부터 측정된 CSI 값과 상기 참고 값을 이용하여 보상된 CSI를 기지국으로 피드백할 수 있다(1020).

상기의 제1 단계에 대해 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

1010은 EVM을 계산하는 블록이다. 단말에 의해 수신된 PDSCH는 제1 타입 RS와 제2 타입 RS를 이용하여 위상 잡음이 보상되고, 그에 따른 EVM을 계산할 수 있다. 1011은 수신한 PDSCH에 포함되는 제1 타입 RS를 이용하여 CPE가 보상된(즉, ICI는 보상되지 않은) EVM(1)을 측정하는 블록이다. 상기 EVM(1)은 계산 블록(1013)에 입력될 수 있다.

1012는 수신된 PDSCH에 포함되는 제2 타입 RS를 이용하여 CPE 및 ICI가 모두 보상된 EVM(2)를 측정하는 블록이다. 상기 EVM(2)은 계산 블록(1013)에 입력될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 1011과 1012 두 블록은 매 PDSCH를 수신할 때마다 할당된 RS을 이용하여 갱신할 수 있다.

계산 블록(1013)은 1011 블록과 1012 블록을 통해 각각 입력된 EVM(1)과 EVM(2)를이용하여, 추정된 각 EVM 들의 차이(dEVM)를 계산하는 블록이다. 본 발명에서 상기 EVM의 차(dEVM)는 참고 값으로도 불릴 수 있다.

이때, 단말은 PDSCH를 수신하기 전인 초기 상태의 dEVM값은 미리 정의되어야한다. 예를 들어, 표 1은 위상 잡음의 보상 전후의 EVM을 나타낸다.

[표 1]

여기서, CPE가 보상된 EVM 값 -24.46은 1011 블록에 초기에 저장된 값이고, CPE 및 ICI가 보상된 EVM 값 -27.89는 1012 블록에 초기에 저장된 값일 수 있다. 상기 값들을 이용하여 PNCF의 초기값은 (27.89-24.46 = 3.43dB)로 설정할 수 있고, 상기 dEVM의 값은 PDSCH가 전송되고 할당된 RS에 따라 EVM이 갱신될 때마다 갱신된다.

다음은, 상기의 제2 단계에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

상기 제2 단계는, 앞서 제1 단계에서 추정한 dEVM값을 이용하여 CSI를 보상하는 과정이다.

단말은 BRS 또는 CSI-RS가 수신되면 CPE를 보상할 수 있고, 이에 따른 CSI(1)값을 추정할 수 있다. 그러면, 상기 추정된 CSI(1) 값은 1031 및 1032 블록에 각각 입력될 수 있다.

1031 블록은 상기 입력된 CSI(1) 값과, 계산 블록(1013)을 통해 입력된 dEVM를 이용하여, CSI(2) 측정치를 출력할 수 있다. CSI(2) 측정은 아래의 수학식 1과 같이 측정된다.

[수학식 1]

여기서, SINR_n은 RS를 이용하여 추정한 SINR 값(예를 들어, 상기 CSI(1) 값일 수 있다)을 의미하고, SINR_n ₊₁은 dEVM를 이용하여 보상된 SINR 값(예를 들어, 상기 CSI(2) 값일 수 있다)을 의미한다.

여기서,

는 dEVM보다 작은 값을 갖고, 이 값은 기지국으로부터 지시(indication)될 수 있으며, 단말에서 자체적으로 설정될 수도 있다.

업데이트 블록(1033)은 측정된 SINR_n ₊₁ 값을 이용한 CSI를 보상하는 블록이다.

[수학식 2]

여기서, CSI((n)는 1031에서 추정한 SINR_n ₊₁을 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 추정된 SINR_n ₊₁과 CSI((n)는 일정 함수 관계에 놓일 수 있다.

여기서, 예측치의 불확실성(uncertainty)에 따른 성능 열화를 막기 위해 PDSCH 디코딩 시 측정한 CRC 상태에 따른 아우터-루프 어댑테이션(outer-loop adaptation)을 수행한다. k값은 기지국으로부터 지시 (indication)될 수 있으며, 단말에서 자체적으로 설정할 수도 있다. 즉, 단말은 추정한 CRC에 따라 CSI 인덱스를 높이거나 낮춰서 피드백할 수 있다.

이를 위해, CSI를 보상하기 위한 1033 블록은, 1000 블록에 있는 CRC check(1) 블록으로부터, CRC 상태에 대해 입력받을 수 있다. 상기 수학식 2에 따라, CRC check(1) 블록에서 입력받은 CRC 상태가 k 번 동안 CRC free 상태라면, CSI 인덱스를 높이도록 설정하고, 이를 피드백할 수 있다. 즉, CRC 상태가 CRC free 상태라는 것은 PDSCH 디코딩 시 CRC 에러가 발생하지 않았다는 것을 의미할 수 있으며, 이에 따라 더 높은 값의 CSI 인덱스를 높일 수 있다. 높은 값의 CSI 인덱스가 기지국으로 피드백 되면, 이후 기지국은 단말에게 high level의 MCS level을 할당하여 데이터를 전송할 수 있다.

반면, CRC check(1) 블록에서 입력받은 CRC 상태가 k 번 동안 한 번이라도 CRC error 상태라면, CSI 인덱스를 낮추도록 설정하고, 이를 피드백할 수 있다. 즉, CRC 상태가 CRC error 상태라는 것은 PDSCH 디코딩 시 CRC 에러가 발생하였다는 것을 의미할 수 있으며, 이에 따라 높은 값의 CSI 인덱스를 낮출 수 있다. 낮은 값의 CSI 인덱스가 기지국으로 피드백 되면, 이후 기지국은 단말에게 high level의 MCS level을 할당하지 않을 수 있다.

본 명세서는 일 예로서 간단한 outer-loop adaptation을 기술하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고, 설계 사양에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

종래 Outer-loop link adaptation 기법은 기지국에서 단말의 ACK/NACK 정보에 기반하여 수행되었지만, 본 발명에서는 CSI 업데이트(update)를 위한 outer-loop 알고리즘이 단말에서 이루어진다는 점에서 차이가 있다.

피드백 블록(1034)은 업데이트 블록(1033)으로부터 입력되는, 추정된 CSI 정보를 기지국으로 피드백하는 블록이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기지국은 MCS level (2)에 해당하는 CSI 인덱스를 수신하였을 때, PDSCH에 제2 타입 RS를 적용하는 시나리오를 고려해볼 수 있다. 즉, 도 7b의 750에서와 같이, PDSCH 영역에 제2 타입 RS를 전송하는 경우를 고려해볼 수 있다.

750의 PDSCH 영역에서 전송되는 제2 타입 RS를 이용하여 채널을 측정하는 경우, phase noise로 인해 발생한 CPE와 ICI 모두가 보상된 CSI가 피드백될 수 있다. 이 경우에는, CPE와 ICI 모두가 보상되었으므로, EVM 성능을 30dB 이상까지(755) 끌어올릴 수 있다.

단말이 760을 통해, 750의 PDSCH 영역에서 전송되는 제2 타입 RS를 이용하여 측정한 CSI를 기지국으로 피드백하면, 기지국은 770에서와 같이, high level MCS를 이용하여 단말에게 데이터를 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국은 피드백 받은 상기 정보를 통해 Link adaption을 수행할 수 있다.

즉, 단말은 BRS/CSI-RS등으로부터 측정한 CSI값을 기지국으로 피드백할 수 있다. 그러면 기지국은 피드백된 CSI값이 어느 MCS_level에 해당하는지를 판단하고, 제 2 타입 RS를 전송할 수 있는지 판단할 수 있다.

여기서 기지국이 높은 MCS 레벨로 단말에게 데이터를 할당할 것인지 여부를 판단하기 위해 필요한 정보, 예를 들어 CSI 보상을 위한 참고값은 단말로부터 피드백 받아야한다. 즉, 단말은 기지국이 전송하는 제1 타입 RS를 이용하여 CPE가 보상된(즉, ICI는 보상되지 않은) EVM(1)을 측정한 결과와, 제2 타입 RS를 이용하여 CPE 및 ICI가 모두 보상된 EVM(2)를 측정한 결과의 차이에 상응하는 참고 값을 기지국으로 피드백 할 수 있다.

이전에 기술한 실시예에서는, 단말이 상기 참고 값을 이용하여, 직접 CSI 값을 보상 및 업데이트 하였지만, 본 살시예에서는 단말이 상기 참고 값을 기지국으로 피드백한다는 점에서 차이가 있다.

또한, 이전에 기술한 실시예에 따라, 단말이 수행한 CRC 체크 상태가 free/non-free인지에 따라 CSI 보상과정(즉, 수학식 2에 따라 CSI 보상하는 과정)은, 기지국이 단말로부터 전송받은 Ack/Nack으로 대체되어 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 단말로부터 해당 PDSCH에 대해 Ack을 수신하였다면, 기지국은 단말이 CRC 체크에 성공한 상태 즉, 수학식 2에서 CRC free인 상태로 간주할 수 있다. 마찬가지로 기지국이 단말로부터 해당 PDSCH에 대해 Nack을 수신하였다면, 기지국은 단말이 CRC 체크에 실패한 상태 즉, 수학식 2에서 CRC error인 상태로 간주할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국은 단말로부터 피드백 받은 참고 값 및, PDSCH에 대한 Ack/Nack 정보에 기반하여, Link adaption을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 위상 잡음을 추정하기 위한 RS의 설계와 관련하여 프리코딩 여부를 달리 할 수 있다.

첫 번째 방법으로는 위상 잡음을 추정하기 위한 RS에 DMRS(Demodulation Reference signal)과 동일한 프리코딩이 적용되어 송신할 수 있다. 이 경우, 위상 잡음 RS의 채널과 DMRS의 채널이 일치함을 가정할 수 있으므로, 위상 잡음 RS를 이용하여 추정 가능한 위상 잡음(phase noise)/잔여 주파수 오프셋(residual frequency offset)/도플러 쉬프트(Doppler shift) 등을 DMRS로 추정한 채널 값에 적용하여 성능을 향상시킬 수 있다.

두 번째 방법으로는 위상 잡음을 추정하기 위한 RS에 프리코딩을 적용하지 않는 방법이다. 이 경우, PDSCH 전송 채널의 추정성능은 첫 번째 방법에 비해 열화되지만, 위상 잡음 RS를 전송하기 위한 포트(port)는 공용으로 사용할 수 있으므로 그에 따른 오버헤드(overhead)가 크게 줄어드는 장점이 있다.

세 번째 방법으로는, 위상 잡음을 추정하기 위한 ,RS는 따로 정의하지 않고, DMRS가 precoding을 겪고난 신호를 그대로 사용하는 방법이다. 즉, 기지국은 DMRS를 할당한 후, 특정 precoding을 적용하고, physical mapping rule에 따라 precoded output값을 subcarrier에 할당하게 된다. 그리고, 기지국은 precoded output이 할당된 subcarrier를 그대로 phase noise RS로 사용할 수 있다. 단말은 특정 서브 프레임에서, front-loaded DMRS가 몇 개의 port를 사용하고 있는지, 어떤 precoding이 적용되어있는지에 관계없이, phase noise RS로서 이용할 수 있다.

즉, DMRS를 8 port로 가정하였을 때, 첫 번째 방법을 위한 위상 잡음 RS는 8개의 orthogonal port가 필요하게 되고, 제2 타입 RS를 고려하면 그 오버헤드는 매우 크게 된다. 하지만, 두 번째 방법을 적용하면 1개의 port를 사용할 수 있으므로 overhead 측면에서 큰 장점이 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 CSI 보상에 따른 데이터 레이트를 나타낸다.

도 11에서는 본 발명에 의한 효과를 보여주기 위해 위상 잡음(phase noise) 외의 기타 잡음(채널간 간섭 및 백색잡음)은 없는 환경을 가정하였다. Bandwidth는 20MHz를 가정하였으며, data rate 계산을 위한 MCS level은 LTE 표준을 참고로 한다. Phase noise model은 3GPP RAN1 #85 meeting에서 모의 실험을 위해 합의된 phase noise model을 참조하였다.

phase noise가 존재하는 상황에서, RS를 이용하여 추정한 MCS level은 MCS level(3)의 조건을 만족할 수 없으므로 data rate이 일정이상 증가할 수 없는 현상을 관찰할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 방법을 통해, PNCF/CRC를 이용한 단말의 CSI adaptation과정을 통해 MCS level(3)을 feedback 할 수 있으며 이로 인해 data rate을 증가시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 단말은 송수신부(1210), 제어부(1220), 및 저장부(1230)를 포함할 수 있다.

송수신부(1210)는 단말의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 송수신부(1210)는 다른 노드 또는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다.

또한, 송수신부(1210)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1220)로 출력하고, 제어부(1220)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

제어부(1220)는 단말이 본 발명의 실시예들에 따라 동작하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(1220)는 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하고, 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하고, 추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백할 수 있다.

제어부(1220)는 상기 기능을 수행하기 위해, CSI 추정부(1221)를 더 구비할 수 있다. CSI 추정부(1221)는 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정할 수 있다.

구체적으로, CSI 추정부(1221)는 상기 제1 타입 기준 신호를 이용하여 제1 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제1 EVM(error vector magnitude) 값을 계산하고, 상기 제2 타입 기준 신호를 이용하여 제2 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제2 EVM 값을 계산하고, 상기 제1 EVM 값과 상기 제2 EVM 값의 차이를 나타내는 참고 값을 계산할 수 있다.

이후, CSI 추정부(1221)는 상기 제1 CSI, 상기 참고 값, 및 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 디코딩 시 측정한 CRC(cyclic redundancy check) 값을 이용하여 상기 제2 CSI를 추정할 수 있다.

제어부(1220)는, 상기 기지국으로부터 제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 수신하고, 상기 기지국으로부터 제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 수신하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(1220)는, 위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨을 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응한다.

저장부(1230)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구조를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 기지국은 송수신부(1310), 제어부(1320), 및 저장부(1330)를 포함할 수 있다.

송수신부(1310)는 기지국의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 송수신부(1310)는 다른 노드 또는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다.

또한, 송수신부(1310)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1320)로 출력하고, 제어부(1320)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

제어부(1320)는 기지국이 본 발명의 실시예들에 따라 동작하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(1320)는 단말이 제1 CSI(channel state information)를 측정하도록 상기 단말로 기준 신호를 전송하고, 상기 단말이 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하도록, 제1 타입 기준 신호, 및 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하고, 추정된 제2 CSI를 상기 단말로부터 수신하도록 제어할 수 있다.

제어부(1320)는 상기 기능을 수행하기 위해, 제1 타입/제2 타입 기준신호 생성부(1321)를 더 구비할 수 있다. 제1 타입/제2 타입 기준신호 생성부(1321)는 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 생성할 수 있다.

제어부(1320)는, 제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 단말로 전송하고, 제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하도록 제어할 수 있다.

이때, 기지국과 단말 간 정보 교환을 통해 위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨이 설정될 수 있다. 여기서, 상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응할 수 있다.

저장부(1330)는 안테나 간 위상 교정 장치(900)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1210, 1310: 송수신부
1220, 1320: 제어부
1221: CSI 추정부
1230, 1330: 저장부
1321: 제1 타입/제2 타입 기준 신호 생성부

Claims

단말의 위상 잡음 보상 방법에 있어서,
기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하는 단계;
공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하는 단계; 및
추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨을 설정하는 단계를 포함하고,
상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 CSI를 추정하는 단계는,
상기 제1 타입 기준 신호를 이용하여 제1 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제1 EVM(error vector magnitude) 값을 계산하는 단계;
상기 제2 타입 기준 신호를 이용하여 제2 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제2 EVM 값을 계산하는 단계; 및
상기 제1 EVM 값과 상기 제2 EVM 값의 차이를 나타내는 참고 값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 제2 CSI를 추정하는 단계는,
상기 제1 CSI, 상기 참고 값, 및 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 디코딩 시 측정한 CRC(cyclic redundancy check) 값을 이용하여 상기 제2 CSI를 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
기지국의 위상 잡음 보상 방법에 있어서,
단말이 제1 CSI(channel state information)를 측정하도록 상기 단말로 기준 신호를 전송하는 단계;
상기 단말이 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하도록, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
추정된 제2 CSI를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨이 설정되고,
상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
위상 잡음을 보상하는 단말에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부; 및
기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 제1 CSI(channel state information)를 측정하고, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 이용하여 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하고, 추정된 제2 CSI를 상기 기지국으로 피드백하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기지국으로부터 제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 수신하고, 상기 기지국으로부터 제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨을 설정하고,
상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응하는 것을 특징으로 하는 단말.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 타입 기준 신호를 이용하여 제1 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제1 EVM(error vector magnitude) 값을 계산하고,
상기 제2 타입 기준 신호를 이용하여 제2 데이터에 대한 위상 잡음을 보상하고, 보상 결과에 따라 제2 EVM 값을 계산하고,
상기 제1 EVM 값과 상기 제2 EVM 값의 차이를 나타내는 참고 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 CSI, 상기 참고 값, 및 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 디코딩 시 측정한 CRC(cyclic redundancy check) 값을 이용하여 상기 제2 CSI를 추정하는 것을 특징으로 하는 단말.
위상 잡음을 보상하는 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신부; 및
단말이 제1 CSI(channel state information)를 측정하도록 상기 단말로 기준 신호를 전송하고, 상기 단말이 상기 제1 CSI로부터 제2 CSI를 추정하도록, 공통 위상 에러(common phase error, CPE)를 보상하기 위한 제1 타입 기준 신호, 및 상기 CPE 및 캐리어간 간섭(inter carrier interference, ICI)를 보상하기 위한 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하고, 추정된 제2 CSI를 상기 단말로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제14항에 있어서, 상기 제어부는,
제1 데이터와 함께 상기 제1 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하고,
제2 데이터와 함께 상기 제2 타입 기준 신호를 상기 단말로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제14항에 있어서,
위상 잡음을 보상하기 위한 제1 MCS(modulation and coding scheme) 레벨, 제2 MCS 레벨, 및 제3 MCS 레벨이 설정되고,
상기 제1 MCS 레벨은 상기 위상 잡음을 보상하기 위한 임의의 기준 신호가 필요 없는 경우에 상응하고, 상기 제2 MCS 레벨은 상기 제1 타입 기준 신호에 상응하고, 상기 제3 MCS 레벨은 상기 제2 타입 기준 신호에 상응하는 것을 특징으로 하는 기지국.